JP2021174595A - 荷電粒子線像生成装置、荷電粒子線装置、荷電粒子線像生成方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】広範囲の領域で欠陥コントラストの観察を可能にするための荷電粒子線像生成装置を提供する。【解決手段】試料の表面に荷電粒子線を入射させる荷電粒子線装置１００に用いられ、表面の仮想的な測定座標上で選択された領域における荷電粒子線像を生成する装置であって、選択された領域内において抽出される複数のサブ領域ごとに、試料に対する荷電粒子線の入射方向が異なる条件でそれぞれ測定された複数の荷電粒子線像を取得する、取得部１と、サブ領域ごとに、複数の荷電粒子線像から、予め設定された規則に基づき、少なくとも１つの荷電粒子線像を選択する、選択部２と、サブ領域ごとに選択された荷電粒子線像を結合し、表面の選択された領域における荷電粒子線像を生成する、生成部３と、を備える、荷電粒子線像生成装置１０。【選択図】 図１

Description

本発明は荷電粒子線像生成装置、それを備えた荷電粒子線装置、荷電粒子線像生成方法およびプログラムに関する。

走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）は、加速された電子線を収束して電子線束として、試料表面上を周期的に走査しながら照射し、照射された試料の局所領域から発生する反射電子および／または二次電子等を検出して、それらの電気信号を材料組織像として変換することによって、材料の表面形態、結晶粒および表面近傍の転位などを観察する装置である。

真空中で電子源より引き出された電子線は、直ちに１ｋＶ以下の低加速電圧から３０ｋＶ程度の高加速電圧まで、観察目的に応じて異なるエネルギーで加速される。そして、加速された電子線は、コンデンサレンズおよび対物レンズ等の磁界コイルによって、ナノレベルの極微小径に集束されて電子線束となり、同時に偏向コイルによって偏向することで、試料表面上に収束された電子線束が走査される。また、最近では電子線を集束するに際して、電界コイルも組み合わせるような形式も用いられる。

従来のＳＥＭにおいては、分解能の制約から、二次電子像によって試料の表面形態を観察し、反射電子像によって組成情報を調べることが主要機能であった。しかしながら、近年、加速された電子線を、高輝度に維持したまま直径数ｎｍという極微小径に集束させることが可能になり、非常に高分解能な反射電子像および二次電子像が得られるようになってきた。

従来、格子欠陥の観察は透過電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）を用いるのが主流であった。しかし、前記のような高分解能ＳＥＭにおいても反射電子像を活用した電子チャネリングコントラストイメージング（ＥＣＣＩ）法を用いることによって、結晶材料の極表面（表面からの深さ約１００ｎｍ程度）ではあるが、試料内部の格子欠陥（以下では、「内部欠陥」ともいう。）の情報を観察できるようになってきた（非特許文献１および２を参照）。

特開２０１６−１３９５１３号公報 特開２０１８−０２２５９２号公報

日本電子Ｎｅｗｓ Ｖｏｌ．４３，（２０１１）ｐ．７−１２ 顕微鏡 Ｖｏｌ．４８，Ｎｏ．３（２０１３）ｐ．２１６−２２０

ところで、ＳＥＭ−ＥＣＣＩ法によって結晶性材料を観察すると、結晶方位の違いにより観察像の明暗が大きく変化する。そして、特定の結晶方位において、観察像は最も暗くなる。このような条件は、電子チャネリング条件（以下では、単に「チャネリング条件」ともいう）と呼ばれる。上記のチャネリング条件は、試料に対する電子線の入射方向の調整によって満足するようになる。

ＳＥＭにおいて入射電子線と所定の結晶面とのなす角が変化すると、反射電子強度が変化する。そして、入射電子線と所定の結晶面とのなす角が特定の条件を満足する際に、入射電子線が結晶奥深くまで侵入し反射しづらくなり、反射電子強度が最小となる。この条件がチャネリング条件である。

また、同じ条件であっても、転位または積層欠陥等の内部欠陥があり結晶面が局所的に乱れている部分では、一部の電子線が反射することにより反射電子強度は高くなる。その結果、背景と内部欠陥とのコントラストが強調され、内部欠陥を識別して観察できるようになる。

このような内部欠陥に起因するコントラスト（以下、単に「欠陥コントラスト」ともいう。）を観察する方法として、オペレータが反射電子像を観察しながら、手動で試料に対する電子線の入射方向を調整し、背景が最も暗くなる条件を探す方法が考えられる。しかしながら、歪み等の影響により同一結晶上であっても強度がわずかに変化する場合がある。この場合、結晶粒の一部が最も暗くなるよう入射方向を調整したとしても、他の部分が明るくなってしまうため、欠陥コントラストを、結晶粒全体を対象として観察するのは困難である。

また、同様に、一つの結晶粒に着目して背景が暗くなるよう調整したとしても、隣り合う結晶粒では結晶方位が異なるため、入射電子線と所定の結晶面とのなす角が異なり、反射電子強度が変化して背景が明るくなってしまうことが多い。このように、観察領域内において、欠陥コントラストを観察できる領域は一部に限られてしまうのが現状である。

本発明は、上記の問題を解決し、ＳＥＭ等の荷電粒子線装置に用いられ、試料表面の観察領域内において、従来の方法に比べて、より広範囲の領域で欠陥コントラストの観察を可能にするための荷電粒子線像生成装置、それを備えた荷電粒子線装置、荷電粒子線像生成方法およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものである。

本発明の一実施形態に係る荷電粒子線像生成装置は、
試料の表面に荷電粒子線を入射させる荷電粒子線装置に用いられ、前記表面の仮想的な測定座標上で選択された領域における荷電粒子線像を生成する装置であって、
前記選択された領域内において抽出される複数のサブ領域ごとに、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が異なる条件でそれぞれ測定された複数の荷電粒子線像を取得する、取得部と、
前記サブ領域ごとに、前記複数の荷電粒子線像から、予め設定された規則に基づき、少なくとも１つの荷電粒子線像を選択する、選択部と、
前記サブ領域ごとに選択された前記荷電粒子線像を結合し、前記表面の選択された領域における前記荷電粒子線像を生成する、生成部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の一実施形態に係る荷電粒子線像生成方法は、
試料の表面に荷電粒子線を入射させる荷電粒子線装置に用いられ、前記表面の仮想的な測定座標上で選択された領域における荷電粒子線像を生成する方法であって、
（ａ）前記選択された領域内において抽出される複数のサブ領域ごとに、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が異なる条件でそれぞれ測定された複数の荷電粒子線像を取得するステップと、
（ｂ）前記サブ領域ごとに、前記複数の荷電粒子線像から、予め設定された規則に基づき、少なくとも１つの荷電粒子線像を選択するステップと、
（ｃ）前記サブ領域ごとに選択された前記荷電粒子線像を結合し、前記表面の選択された領域における前記荷電粒子線像を生成するステップと、を備えることを特徴とする。

また、本発明の一実施形態に係るプログラムは、
試料の表面に荷電粒子線を入射させる荷電粒子線装置に用いられ、コンピュータによって、前記表面の仮想的な測定座標上で選択された領域における荷電粒子線像を生成するプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）前記選択された領域内において抽出される複数のサブ領域ごとに、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が異なる条件でそれぞれ測定された複数の荷電粒子線像を取得するステップと、
（ｂ）前記サブ領域ごとに、前記複数の荷電粒子線像から、予め設定された規則に基づき、少なくとも１つの荷電粒子線像を選択するステップと、
（ｃ）前記サブ領域ごとに選択された前記荷電粒子線像を結合し、前記表面の選択された領域における前記荷電粒子線像を生成するステップと、を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、試料表面の観察領域内において、従来の方法に比べて、より広範囲の領域で内部欠陥に起因するコントラストを観察することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る荷電粒子線像生成装置の概略構成を示す図である。 選択領域内において、複数のサブ領域を抽出する方法の一例を示した図である。 明度を測定する位置を説明するための模式図である。 結合して生成された荷電粒子線像の一例を示す図である。 予め指定された結晶粒を含む複数のサブ領域を抽出する方法を説明するための図である。 結合して生成された荷電粒子線像の一例を示す図である。 結合して生成された荷電粒子線像の一例を示す図である。 本発明の他の実施形態における荷電粒子線像生成装置の概略構成を示す図である。 電子線の入射方向と反射電子強度との関係を模式的に示した図である。 結晶方位図の一例を示す図である。 菊池マップと実格子の模式図の対応を説明するための概念図である。 指数の二乗和が１０以下である結晶面を説明するための図である。 菊池マップの一例を示す図である。 試料台を傾斜させることで、試料に対する荷電粒子線の入射方向を所定角度傾斜させる方法を説明するための図である。 荷電粒子線の試料表面における入射位置を固定した状態で、荷電粒子線を放出する位置を変化させることで、試料に対する荷電粒子線の入射方向を変更する方法を説明するための図である。 荷電粒子線の試料表面における入射位置を固定した状態で、試料を所定方向に移動させることで、試料に対する荷電粒子線の入射方向を変更する方法を説明するための図である。 入射方向を変化させる位置とその際の回転軸を説明するための図である。 反射電子強度の測定結果を模式的に示した図である。 ＳＥＭの一例を模式的に示した図である。 本発明の一実施形態に係る荷電粒子線像生成装置の動作を示すフロー図である。 本発明の他の実施形態に係る荷電粒子線像生成装置の動作を示すフロー図である。 菊池マップの一例を模式的に示した図である。 本発明の実施の形態における荷電粒子線像生成装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。

本発明の実施の形態に係る荷電粒子線像生成装置、荷電粒子線装置、荷電粒子線像生成方法およびプログラムについて、図１〜２３を参照しながら説明する。

［荷電粒子線像生成装置の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る荷電粒子線像生成装置１０を備えた荷電粒子線装置１００の概略構成を示す図である。荷電粒子線像生成装置１０は、試料の表面に荷電粒子線を入射させる荷電粒子線装置１００に用いられ、試料表面の仮想的な測定座標上で選択された領域（以下の説明において、「選択領域」ともいう。）における荷電粒子線像を生成する装置である。

なお、本明細書において、荷電粒子線には、電子線等が含まれる。また、荷電粒子線装置１００には、ＳＥＭ等が含まれる。さらに、荷電粒子線像としては、例えば、反射電子像が含まれる。

荷電粒子線像生成装置１０は、荷電粒子線装置１００に直接組み込まれていてもよいし、荷電粒子線装置１００に接続された汎用のコンピュータ等に搭載されていてもよい。さらに、荷電粒子線像生成装置１０は、荷電粒子線装置１００とは接続されていない汎用のコンピュータ等に搭載されていてもよい。

また、図１に示すように、本発明の一実施形態に係る荷電粒子線像生成装置１０は、取得部１と、選択部２と、生成部３とを備える。

取得部１は、選択領域内において抽出される複数のサブ領域ごとに、試料に対する荷電粒子線の入射方向が異なる条件でそれぞれ測定された複数の荷電粒子線像を取得する。図２は、選択領域内において、複数のサブ領域を抽出する方法の一例を示した図である。サブ領域の大きさおよび数については特に制限はなく、例えば、図２（ａ）に示すように、選択領域を均等に分割してサブ領域としてもよいし、図２（ｂ）に示すように、隣り合うサブ領域同士が互いに重なり合うようにサブ領域を抽出してもよい。また、図２（ｃ）に示すように、大きさが異なるサブ領域をランダムに抽出してもよく、この際、必ずしも選択領域内の全領域が抽出されなくてもよい。

選択部２は、サブ領域ごとに、複数の荷電粒子線像から、予め設定された規則に基づき、少なくとも１つの荷電粒子線像を選択する。例えば、選択部２は、荷電粒子線像の明度に関する情報（以下、単に「明度」という。）に基づき、１つの荷電粒子線像を選択することができる。この際、欠陥コントラストを観察する場合においては、複数の荷電粒子線像のうち最も暗い像を選択することが好ましい。

なお、複数の荷電粒子線像において、それぞれ明度を測定する位置は同一領域上であることが好ましい。図３は、明度を測定する位置を説明するための模式図である。例えば、選択領域Ｘ内で抽出されたサブ領域ｘ１において、図３（ａ）に示すように、試料表面に形成した２つのマーカーの中点での明度を用いてもよいし、図３（ｂ）に示すように、２つのマーカーをつなぐ線上での明度の平均値を用いてもよいし、図３（ｃ）に示すように、４つのマーカーで囲まれる領域内の明度の平均値を用いてもよいし、さらに図３（ｄ）に示すように、サブ領域内の全領域の明度の平均値を用いてもよい。

生成部３は、サブ領域ごとに選択された荷電粒子線像を結合し、選択領域における荷電粒子線像を生成する。図４に結合して生成された荷電粒子線像の一例を示す。図４の例において、荷電粒子線像は反射電子像である。図４から分かるように、上記の構成を有することにより、選択領域の多くが欠陥コントラストを観察するのに適した反射電子像を得ることができる。なお、隣り合うサブ領域同士が重なり合う場合において、どちらのサブ領域の荷電粒子線像を採用してもよく、例えば、より明度の低い方の荷電粒子線像を採用することとしてもよい。

ただし、図４に示されるように、上記の構成では、１つの結晶粒のみが含まれるサブ領域においては、最も暗い像が選択されるが、複数の結晶粒を含むサブ領域においては、結晶粒界を挟んで明度が異なるため、平均的な明度が最も暗くなる像が選択されることになる。その結果、結晶粒界をまたぐサブ領域においては、中間的な明るさの荷電粒子線像が選択されることとなり、当該サブ領域に含まれるいずれの結晶粒においても、欠陥コントラストの観察が困難となる。

したがって、本発明の他の実施形態における荷電粒子線像生成装置１０においては、取得部１は、試料表面の結晶の方位情報に基づいて、上述した試料表面の仮想的な測定座標上の結晶粒を構成する領域の座標に関する情報を取得する。

結晶の方位情報とは、試料座標系に対する結晶座標系の回転を表す方位情報のことである。また、試料座標系とは、試料に固定された座標系であり、結晶座標系とは、結晶格子に固定された座標系である。なお、本発明においては、上記の試料表面の仮想的な測定座標と試料座標系とが一致するように、試料を荷電粒子線装置が有する試料台に載置する。

なお、試料表面の結晶の方位情報は、ＥＢＳＤ法、透過ＥＢＳＤ法、電子チャネリングパターン（ＥＣＰ：Electron Channeling Pattern）等を用いたマッピング分析等を行うことによって取得することができる。

結晶の方位情報は、荷電粒子線像生成装置１０を備えた荷電粒子線装置１００によって測定してもよいし、外部の装置によって測定してもよい。また、結晶の方位情報には、試料座標系に対する結晶座標系の回転を表す方位情報を含む数値データが含まれる。

上記の数値データには、例えば、結晶方位をロドリゲスベクトル等の回転ベクトルに変換したデータ、および、結晶方位を試料表面上の仮想的な直交座標系（試料座標系）を基準としたオイラー角等によって表された回転行列に変換したデータ等が含まれる。さらに、数値データへの変換は、荷電粒子線像生成装置１０が行ってもよいし、外部の装置が行ってもよい。なお、本発明において、「数値データ」は、数値の集合によって表されるデータを意味するものとする。

そして、上記のオイラー角等に変換した数値データに基づき、所定の方位差以上となる境界を結晶粒界とし、結晶粒界で囲まれる領域を一つの結晶粒と定義する。これにより、取得部１は、測定座標上の結晶粒を構成する領域の座標に関する情報（以下、「座標情報」ともいう。）を取得することが可能となる。

この場合において、取得部１は、例えば、結晶の方位情報に基づいて特定された結晶粒のうち、図５に示す予め指定された結晶粒（以下、「結晶粒Ａ」ともいう。）が含まれるように、座標情報に基づき抽出される複数のサブ領域ごとに、複数の荷電粒子線像を取得する。

結晶粒を予め指定する方法については特に制限はなく、例えば、図５に示すような、上記のオイラー角等に変換した数値データに基づき、測定位置に応じた結晶方位を色調で表わしたＩＰＦマップ（Inverse Pole Figure Map）等の結晶方位マップを事前に生成し、ＩＰＦマップ上から結晶粒を指定することができる。

選択部２は、座標情報を参照してサブ領域が結晶粒Ａのみを含む場合には、上記と同様に、荷電粒子線像の明度に基づき、１つの荷電粒子線像を選択する。一方、サブ領域が結晶粒Ａおよびその他の結晶粒を含む場合、選択部２は、複数の荷電粒子線像のうち、結晶粒Ａに対応する部分における明度に基づき、１つの荷電粒子線像を選択する。これにより、結晶粒Ａの部分が、例えば、最も暗くなる像が選択されることになる。

そして、生成部３は、サブ領域ごとに選択された荷電粒子線像を結合し、選択領域における荷電粒子線像を生成する。図６に結合して生成された荷電粒子線像の一例を示す。図６の例において、荷電粒子線像は反射電子像である。図６に示されるように、上記の構成によれば、結晶粒Ａの全ての領域が欠陥コントラストを観察するのに適した反射電子像を得ることができる。

また、結晶粒Ａに限定しない場合は、選択部２は、座標情報を参照してサブ領域が複数の結晶粒を含む場合、複数の結晶粒のそれぞれの結晶粒ごとに、複数の荷電粒子線像のうち、それぞれの結晶粒に対応する部分における明度に基づき、１つの荷電粒子線像を選択する。例えば、サブ領域が２つの結晶粒（それぞれ結晶粒Ｂ，Ｃとする。）を含む場合、結晶粒Ｂの明度に基づき１つの荷電粒子線像を選択し、結晶粒Ｃの明度に基づき１つの荷電粒子線像を選択する。すなわち、サブ領域ごとに、当該サブ領域に含まれる結晶粒の数に等しい数の荷電粒子線像が選択される。

そして、生成部３は、複数の結晶粒を含むサブ領域において、それぞれの結晶粒ごとに選択された荷電粒子線像の、それぞれの結晶粒に対応する部分を結合する。上記の例では、結晶粒Ｂの明度に基づき選択された荷電粒子線像から、結晶粒Ｂの部分の像を切り抜き、また、結晶粒Ｃの明度に基づき選択された荷電粒子線像から、結晶粒Ｃの部分の像を切り抜き、それらを結合して、一つの荷電粒子線像とする。これにより、結晶粒ごとに、例えば、最も暗い像が選択され、結合されることになる。

図７に結合して生成された荷電粒子線像の一例を示す。図７の例において、荷電粒子線像は反射電子像である。図７に示されるように、上記の構成によれば、選択領域内の全ての領域が欠陥コントラストを観察するのに適した反射電子像を得ることができる。

図８は、本発明の他の実施形態に係る荷電粒子線像生成装置１０を備えた荷電粒子線装置１００の概略構成を示す図である。図８に示すように、本発明の一実施形態に係る荷電粒子線像生成装置１０は、出力部４をさらに備える。

出力部４は、生成部３によって生成される選択領域における荷電粒子線像を取得し、外部の表示装置に表示されるように出力する。出力部４は、ＩＰＦマップ等についても取得し、外部の表示装置に表示されるように出力してもよい。

続いて、本発明の他の実施形態における、複数の荷電粒子線像の取得方法について説明する。上述のように、取得部１は、サブ領域ごとに、試料に対する荷電粒子線の入射方向が異なる条件でそれぞれ測定された複数の荷電粒子線像を取得する。この中に欠陥コントラストを観察するのに適した像（例えば、チャネリング条件を満足する入射方向で測定された反射電子像）が含まれるためには、膨大な数の荷電粒子線像を取得する必要がある。

しかし、荷電粒子線像の測定には多大な時間がかかるため、欠陥コントラストを観察するのに適した像を含む複数の荷電粒子線像を効率的に取得することが望まれる。以下、チャネリング条件を満足する入射方向で測定された反射電子像を含む複数の反射電子像を効率的に取得する方法について説明する。

図９は、荷電粒子線の入射方向と反射電子強度との関係を模式的に示した図である。ここで、図９から分かるように、反射電子強度は、荷電粒子線の入射方向がブラッグ角を基準として、数度程度変化しただけでも急激に変化する。そのため、チャネリング条件を満たす入射方向で測定された反射電子像を得るためには、例えば、０．２°間隔程度で取得された無数の情報が必要となる。１つの入射方向において反射電子強度を得るのに数分程度の時間を要することを考慮すると、あらゆる入射方向での測定を行うことは、現実的ではない。

そのため、取得部１は、所望の条件を満たす入射方向の近くまで合わせた後、その周囲の入射方向において、所定の間隔ごとに測定を行うことで得られた複数の反射電子像を取得するのが有効である。

例えば、サブ領域の所定の結晶粒（以下、「結晶粒Ｄ」ともいう。）が有する１つの結晶面（以下の説明において、「結晶面ａ」ともいう。）に対して、チャネリング条件を満足する入射方向で測定された反射電子像を含む複数の反射電子像を取得したい場合においては、まず、入射方向が結晶面ａと所定値以下の角度を成す状態へと合わせる。この際、結晶粒Ｄが有する他の結晶面（以下の説明において、「結晶面ｂ」ともいう。）との干渉を避けるため、入射方向が結晶面ｂと所定値以上の角度を成すようにする必要がある。

なお、以下の説明において、入射方向が、結晶面ａと所定値以下の角度を成し、かつ結晶面ｂと所定値以上の角度を成す状態を「チャネリング近傍状態」ともいう。そして、取得部１は、チャネリング近傍状態から、所定の角度範囲で入射方向を変化させながら、上記の角度範囲内の複数の入射方向において、結晶粒Ｄ上で測定された複数の反射電子像を取得する。

また、試料に対する荷電粒子線の入射方向を変化させるに際して、入射方向または結晶面ａの法線方向を回転軸としても、反射電子強度は変化しない。そのため、入射方向は、入射方向および結晶面ａの法線方向の両方に交差する方向を回転軸として変化させる必要がある。

以上のように、本実施形態においては、チャネリング近傍状態から、所定の角度範囲で入射方向を変化させながら測定された複数の反射電子像を取得することが可能となる。

なお、入射方向を事前にチャネリング近傍状態に合わせる方法については特に制限はない。例えば、結晶の方位情報を解析することで得られる結晶方位図を参照しながら、入射方向を調整し、チャネリング近傍状態に合わせることが可能である。なお、結晶方位図は、測定対象となる結晶、すなわち結晶粒Ｄの結晶座標系に対する、荷電粒子線の入射方向を表す図である。

ＳＥＭには、結晶方位を解析するための電子後方散乱回折（ＥＢＳＤ：Electron Back Scatter Diffraction）装置が、付加的に搭載されていることが多く、これにより、結晶方位図の１つであるＥＢＳＤパターンを取得することが可能になる。

結晶方位図には、実測されたＥＢＳＤパターンまたは電子チャネリングパターンの他、指数付けされた菊池マップ（以降の説明において、単に「菊池マップ」ともいう。）、極点図、逆極点図、結晶面のステレオ投影図、実格子の模式図が含まれる。

図１０に結晶方位図の一例を示す。図１０ａ，１０ｂは、菊池マップの一例を示す図であり、図１０ｃ，１０ｄは、実格子の模式図の一例を示す図である。また、図１１は、菊池マップと実格子の模式図の対応を説明するための概念図である。

図１０ａ，１０ｃ，１１ａに示す状態では、結晶が有する［００１］晶帯軸の方向と荷電粒子線ＣＢの入射方向が平行となっている。なお、図１０ａ，１０ｂにおける荷電粒子線ＣＢの入射方向は図中央の十字印で示されており、図１０ｃ，１０ｄにおける荷電粒子線ＣＢの入射方向は紙面垂直方向である。一方、図１１ｂに模式的に示されるように、結晶が荷電粒子線ＣＢの入射方向に対して回転すると、菊池マップおよび実格子の模式図は、図１０ｂ，１０ｄに示す状態に変化する。なお、本明細書においては、結晶方位図として、指数付けされた菊池マップを用いる場合を例に説明を行う。

さらに、結晶面ａおよび結晶面ｂの選択方法についても特に制限はないが、低次の結晶面から選択することが好ましい。具体的には、結晶面を（ｈｋｌ）で表した場合に、指数の二乗和、すなわちｈ^２＋ｋ^２＋ｌ^２の値が１０以下である結晶面から選択することが好ましい。ＢＣＣ構造を有する結晶の、指数の二乗和が１０以下である結晶面を図１２に例示する。また、結晶面ａの二乗和に対して、過剰に大きな指数の二乗和を有する結晶面ｂは結晶面ａのチャネリングコントラストへの影響が相対的に小さく、無視してよい。そのため、結晶面ｂの指数の二乗和は結晶面ａの指数の二乗和の３倍以下であることが望ましい。

チャネリング近傍状態から所定の角度範囲で入射方向を変化させる方法について、図１３を参照しながらさらに具体的に説明する。図１３は、菊池マップの一例を示す図である。図１３（ａ）に示すように、結晶面ａとして（２００）を選択し、結晶面ｂとして（０２０）を選択した場合に、入射方向が、結晶面ａ（（２００）の菊池バンドの中心線）と所定値（α）以下の角度を成し、かつ結晶面ｂ（（０２０）の菊池バンドの中心線）と所定値（β）以上の角度を成す状態、すなわち入射方向が図１３（ｂ）に示す網掛け部分に含まれる状態がチャネリング近傍状態である。

また、結晶粒Ｄが有する他の結晶面は複数であってもよい。例えば、図１３（ｃ）に示すように、結晶面ｂ、結晶面ｃおよび結晶面ｄとして、それぞれ（０２０）、（−１１０）および（１１０）を選択し、結晶面ｂ、結晶面ｃおよび結晶面ｄのそれぞれからβ、γおよびδ以上の角度をなす状態をチャネリング近傍状態として定義してもよい。

図８に示すように、本発明の他の実施形態に係る荷電粒子線像生成装置１０は、荷電粒子線装置１００を駆動制御する駆動制御部５と、荷電粒子線装置１００に対して、荷電粒子線像を測定するよう指示を行う測定指示部６とをさらに備えてもよい。

駆動制御部５は、荷電粒子線装置１００が備える試料台に対して、試料の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するか、荷電粒子線装置１００に対して、荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更するよう指示するかの少なくとも一方を行う。

なお、試料台への指示は、荷電粒子線装置１００が備える試料台駆動装置を介して行ってもよいし、外部の試料台駆動装置を介して行ってもよい。

試料台が駆動制御部５からの指示に応じて試料の傾斜方向および傾斜量を変更することによって、試料に対する荷電粒子線の入射方向を制御する場合において、試料の傾斜方向および傾斜量を変更する方法については特に制限は設けない。例えば、図１４に示すように、試料台２４０を図１４（ａ）の状態から図１４（ｂ）の状態へと傾斜させることで、試料Ｓに対する荷電粒子線ＣＢの入射方向を所定角度傾斜させることができる。試料に対する荷電粒子線の入射方向の制御は、汎用的な荷電粒子線装置１００に付属の試料台の駆動機構を適宜組み合わせることで行ってもよいし、特許文献１または特許文献２に開示される機構を備えた試料台を適用してもよい。

また、荷電粒子線装置１００が駆動制御部５からの指示に応じて荷電粒子線の入射方向を変更することによって、試料に対する荷電粒子線の入射方向を制御する場合において、荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更する方法についても特に制限は設けない。例えば、図１５に示すように、荷電粒子線ＣＢの試料Ｓの表面における入射位置を固定した状態で、荷電粒子線ＣＢを放出する位置を図１５（ａ）の状態から図１５（ｂ）の状態へと変化させることで、荷電粒子線ＣＢの傾斜方向および傾斜量を変更することができる。または、図１６に示すように、荷電粒子線ＣＢの試料Ｓの表面における入射位置を固定した状態で、荷電粒子線装置１００に付属の試料台２４０を図１６（ａ）の位置から図１６（ｂ）の位置へと移動させることによっても、荷電粒子線ＣＢの傾斜方向および傾斜量を変更することができる。

また、駆動制御部５は、チャネリング近傍状態から、入射方向および結晶面ａの法線方向の両方に交差する方向を回転軸として、予め設定された所定の角度範囲で、予め設定された所定間隔ずつ入射方向を変化させる。図１３に示す例では、駆動制御部５は、例えば、結晶方位図を参照しながら入射方向が（２００）のチャネリング条件近傍とオペレータによって判断された状態から、（２００）の法線方向に垂直な方向を回転軸として、０．２°間隔で２．４°の範囲で入射方向を変化させる。

そして、測定指示部６は、入射方向が所定間隔変化されるごとに、荷電粒子線像を測定するよう指示を行う。すなわち、上記の例では、入射方向が（２００）のチャネリング条件近傍から２．４°傾くまでの１３の方向において、それぞれ荷電粒子線像を測定するよう指示を行う。

なお、上記の例において、回転軸の方向は、（２００）の法線方向に垂直な方向である必要はない。図１７は、チャネリング近傍状態から入射方向を変化させる位置とその際の回転軸を説明するための図である。図１７（ａ）に示す例では、（２００）の法線方向に垂直な方向、すなわち（２００）に平行な方向を回転軸として図中のＥ点まで入射方向を変化させる。一方、図１７（ｂ）に示す例では、（２００）の法線方向から４５°傾斜する方向を回転軸として図中のＦ点まで入射方向を変化させる。

そして、図１８は、それにより得られる反射電子強度の測定結果を模式的に示した図である。図１８（ａ）に示すように、（２００）の法線方向に垂直な方向を回転軸とした場合には、反射電子強度が最も大きく変化するため、効率的にチャネリング条件に近い条件での荷電粒子線像を取得することが可能になる。

一方、図１８（ｂ）に示すように、回転軸の方向と（２００）の法線方向との傾きを小さくすると、ピークの幅が広くなる。そのため、入射方向を精密に制御できない荷電粒子線装置１００を用いる場合においては、幅の広いピークから目的とする入射方向を特定する方がより真のチャネリング条件に近い条件での荷電粒子線像を取得することが可能になる。したがって、回転軸の方向は、荷電粒子線装置１００における荷電粒子線の入射方向の制御精度も考慮して決定することが好ましい。

以上のように、荷電粒子線像生成装置１０は、駆動制御部５および測定指示部６を備えることにより、チャネリング近傍状態から所定の角度範囲において、複数の荷電粒子線像を自動で測定するよう制御することが可能となる。

［試料台の構成］
本発明の一実施形態に係る試料台は、駆動制御部５からの指示に応じて試料の傾斜方向および傾斜量を変更することが可能な構成を有するものである。荷電粒子線装置に内蔵されている試料台でもよいし、外付けの試料台でもよい。また、荷電粒子線装置に内蔵されている試料台と外付けの試料台とを組み合わせてもよい。

［荷電粒子線装置の構成］
本発明の一実施形態に係る荷電粒子線装置１００は、荷電粒子線像生成装置１０および本体部２０を備え、本体部２０が駆動制御部５からの指示に応じて試料に対する荷電粒子線の傾斜方向および傾斜量を変更するとともに、測定指示部６からの指示に応じて荷電粒子線像を測定することが可能な構成を有するものである。

本発明の実施の形態に係る荷電粒子線像生成装置１０を備えた荷電粒子線装置１００の構成について、さらに具体的に説明する。

荷電粒子線装置１００としてＳＥＭ２００を用いる場合を例に説明する。図１９は、ＳＥＭ２００の一例を模式的に示した図である。図１９に示すように、ＳＥＭ２００は、荷電粒子線像生成装置１０、表示装置３０、入力装置４０および本体部２１０を備える。そして、本体部２１０は、電子線入射装置２２０、電子線制御装置２３０、試料台２４０、試料台駆動装置２５０、検出装置２６０およびＦＩＢ入射装置２７０を備える。

電子線入射装置２２０は、電子源より電子線を引き出し、加速しながら放出する電子銃２２１と、加速された電子線束を集束するコンデンサレンズ２２２と、集束された電子線束を試料上の微小領域に収束させる対物レンズ２２３と、それを含むポールピース２２４と、電子線束を試料上で走査するための偏向コイル２２５とから主に構成される。

電子線制御装置２３０は、電子銃制御装置２３１と、集束レンズ系制御装置２３２と、対物レンズ系制御装置２３３と、偏向コイル制御装置２３５とを含む。なお、電子銃制御装置２３１は、電子銃２２１により放出される電子線の加速電圧等を制御する装置であり、集束レンズ系制御装置２３２は、コンデンサレンズ２２２により集束される電子線束の開き角等を制御する装置である。

試料台２４０は、試料を支持するためのものであり、試料台駆動装置２５０により傾斜角度および仮想的な３次元座標上の位置を自在に変更することが可能である。また、検出装置２６０には、二次電子検出器２６１、反射電子検出器２６２および電子後方散乱回折（ＥＢＳＤ）検出器２６３が含まれる。

ＦＩＢ入射装置２７０は、試料に対してＦＩＢを入射するための装置である。公知の装置を採用すればよいため、詳細な図示および構造の説明は省略する。図１９に示すように、ＳＥＭ２００の内部にＦＩＢ入射装置２７０を備える構成においては、荷電粒子線として、電子線入射装置２２０から入射される電子線およびＦＩＢ入射装置２７０から入射されるＦＩＢが含まれる。一般的に、ＦＩＢの入射方向は、電子線の入射方向に対して、５２°、５４°または９０°傾斜している。なお、ＳＥＭ２００は、ＦＩＢ入射装置２７０を備えていなくてもよい。

上記の構成においては、二次電子検出器２６１および反射電子検出器２６２により、荷電粒子線像が得られ、電子後方散乱回折検出器２６３によって、結晶の方位情報が得られる。特に、反射電子検出器２６２によって、反射電子像を測定することが可能である。

［装置動作］
次に、本発明の一実施形態に係る荷電粒子線像生成装置の動作について図２０〜２２を用いて説明する。以降に示す実施形態では、ＳＥＭを用いる場合を例に説明する。

［第１の実施形態］
図２０は、本発明の一実施形態に係る荷電粒子線像生成装置の動作を示すフロー図である。まず前提として、試料表面上でオペレータが選択した領域において、ＥＢＳＤ法を用いたマッピング分析を行う。なお、ＥＢＳＤ法を用いる場合には、試料を元の状態から約７０°傾斜させた状態で分析を行う必要がある。分析後、試料の傾斜角度を元の状態に戻す。

続いて、図２０に示すように、取得部１は、電子後方散乱回折検出器２６３が検出した試料表面における結晶の方位情報を取得する（ステップＡ１）とともに、方位情報を試料表面上の仮想的な直交座標系を基準としたオイラー角に変換する（ステップＡ２）。

続いて、出力部４は、オイラー角に変換された方位情報に基づいて生成された、図５に示すＩＰＦマップを取得し、表示装置３０に出力する（ステップＡ３）。そして、取得部１は、ＩＰＦマップ上でオペレータが指定した結晶粒Ａを構成する領域の座標情報を取得する（ステップＡ４）とともに、結晶粒Ａが含まれるように、座標情報に基づき抽出される複数のサブ領域ごとに、複数の反射電子像を取得する（ステップＡ５）。なお、複数の反射電子像は、荷電粒子線装置に一般に備え付けられたＴ軸（傾斜軸、チルト軸）によって試料を傾斜することで、試料に対する電子線の入射方向が異なるよう測定されたものである。

その後、選択部２は、座標情報を参照して、サブ領域が結晶粒Ａのみを含む場合には、複数の反射電子像から明度が最も低い反射電子像を選択し、サブ領域が結晶粒Ａ以外の結晶粒を含む場合には、複数の反射電子像から結晶粒Ａに対応する部分における明度が最も低い反射電子像を選択する（ステップＡ６）。続いて、生成部３は、サブ領域ごとに選択された反射電子像を結合し、図６に示す反射電子像を生成する（ステップＡ７）。そして、出力部４は、生成された反射電子像を取得し、表示装置３０に出力する（ステップＡ８）。

以上の工程を実施することにより、結晶粒Ａの全ての領域が欠陥コントラストを観察するのに適した反射電子像を得ることが可能となる。

［第２の実施形態］
図２１は、本発明の他の実施形態に係る荷電粒子線像生成装置の動作を示すフロー図である。まず前提として、試料表面上でオペレータが選択した領域において、ＥＢＳＤ法を用いたマッピング分析を行う。

続いて、図２１に示すように、取得部１は、電子後方散乱回折検出器２６３が検出した試料表面における結晶の方位情報を取得する（ステップＢ１）とともに、方位情報を試料表面上の仮想的な直交座標系を基準としたオイラー角に変換する（ステップＢ２）。

続いて、出力部４は、選択領域から抽出されたサブ領域のうちの１つ目のサブ領域に含まれる結晶粒の方位情報に基づいて生成された、図２２（ａ）に示すような菊池マップ（結晶方位図）を取得し、表示装置３０に出力する（ステップＢ３）。

その後、オペレータが、表示装置３０に表示された菊池マップを観察しながら、入力装置４０を用いてＳＥＭ２００を操作し、図２２（ｂ）に示されるＧ点が中心となるよう入射方向を調整する。Ｇ点は（−２００）のブラッグ角に近い方向であり、かつ、（０−２０）とは干渉の影響を受けない程度に十分な角度を成している。すなわち、チャネリング近傍状態である。

上記の状態から、駆動制御部５は、ＳＥＭ２００が備える試料台２４０に対して、試料台駆動装置２５０を介して、（−２００）の法線方向に垂直な方向を回転軸として、０．２°間隔で２．４°の範囲で入射方向を変化させるよう指示を行う（ステップＢ４）。

そして、測定指示部６は、ＳＥＭ２００が備える反射電子検出器２６２に対して、入射方向が０．２°間隔で変化されるごとに、反射電子像を測定するよう指示を行う（ステップＢ５）。

その後、取得部１は、ステップＢ５での指示により１３の入射方向において測定された１３個の反射電子像を取得する（ステップＢ６）。続いて、選択部２は、座標情報を参照して、複数の反射電子像から上記の結晶粒に対応する部分における明度が最も低い反射電子像を選択する（ステップＢ７）。

サブ領域内に複数の結晶粒が含まれる場合は、各結晶粒について、上記のステップＢ３〜Ｂ７を繰り返す。また、ステップＢ３〜Ｂ７を全てのサブ領域について繰り返す。これにより、各サブ領域の結晶粒ごとの反射電子像が選択されている状態となる。なお、同一の結晶粒が複数のサブ領域にまたがって含まれる場合には、１つのサブ領域で採用されたチャネリング近傍状態となる入射方向を、他のサブ領域においても採用することができる。

続いて、生成部３は、各サブ領域の結晶粒ごとに選択された反射電子像を結合し、図７に示す反射電子像を生成する（ステップＢ８）。そして、出力部４は、生成された反射電子像を取得し、表示装置３０に出力する（ステップＢ９）。

以上の工程を実施することにより、選択領域内の全ての領域が欠陥コントラストを観察するのに適した反射電子像を得ることが可能となる。

本発明の一実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、図２０に示すステップＡ１〜Ａ８および図２１に示すステップＢ１〜Ｂ９を実行させるプログラムであればよい。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態における荷電粒子線像生成装置１０を実現することができる。この場合、コンピュータのプロセッサは、取得部１、選択部２、生成部３、出力部４、駆動制御部５および測定指示部６として機能し、処理を行なう。

また、本実施の形態におけるプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されてもよい。この場合は、例えば、各コンピュータが、それぞれ、取得部１、選択部２、生成部３、出力部４、駆動制御部５および測定指示部６のいずれかとして機能してもよい。

ここで、上記の実施形態におけるプログラムを実行することによって、荷電粒子線像生成装置１０を実現するコンピュータについて図２３を用いて説明する。図２３は、本発明の実施形態における荷電粒子線像生成装置１０を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。

図２３に示すように、コンピュータ５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１１と、メインメモリ５１２と、記憶装置５１３と、入力インターフェイス５１４と、表示コントローラ５１５と、データリーダ／ライタ５１６と、通信インターフェイス５１７とを備える。これらの各部は、バス５２１を介して、互いにデータ通信可能に接続される。なお、コンピュータ５００は、ＣＰＵ５１１に加えて、またはＣＰＵ５１１に代えて、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を備えていてもよい。

ＣＰＵ５１１は、記憶装置５１３に格納された、本実施の形態におけるプログラム（コード）をメインメモリ５１２に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ５１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性の記憶装置である。また、本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体５２０に格納された状態で提供される。なお、本実施の形態におけるプログラムは、通信インターフェイス５１７を介して接続されたインターネット上で流通するものであってもよい。

また、記憶装置５１３の具体例としては、ハードディスクドライブの他、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。入力インターフェイス５１４は、ＣＰＵ５１１と、キーボードおよびマウスといった入力機器５１８との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ５１５は、ディスプレイ装置５１９と接続され、ディスプレイ装置５１９での表示を制御する。

データリーダ／ライタ５１６は、ＣＰＵ５１１と記録媒体５２０との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体５２０からのプログラムの読み出し、およびコンピュータ５００における処理結果の記録媒体５２０への書き込みを実行する。通信インターフェイス５１７は、ＣＰＵ５１１と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。

また、記録媒体５２０の具体例としては、ＣＦ（Compact Flash（登録商標））およびＳＤ（Secure Digital）等の汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）等の磁気記録媒体、またはＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記録媒体が挙げられる。

なお、本実施の形態における荷電粒子線像生成装置１０は、プログラムがインストールされたコンピュータではなく、各部に対応したハードウェアを用いることによっても実現可能である。また、荷電粒子線像生成装置１０は、一部がプログラムで実現され、残りの部分がハードウェアで実現されていてもよい。さらに、荷電粒子線像生成装置１０は、クラウドサーバを用いて構成してもよい。

本発明によれば、試料表面の観察領域内において、従来の方法に比べて、より広範囲の領域で内部欠陥に起因するコントラストを観察することが可能になる。

１．取得部
２．選択部
３．生成部
４．出力部
５．駆動制御部
６．測定指示部
１０．荷電粒子線像生成装置
２０．本体部
３０．表示装置
４０．入力装置
１００．荷電粒子線装置
２００．ＳＥＭ
５００．コンピュータ
ＣＢ．荷電粒子線

Claims (22)

1. 試料の表面に荷電粒子線を入射させる荷電粒子線装置に用いられ、前記表面の仮想的な測定座標上で選択された領域における荷電粒子線像を生成する装置であって、
   前記選択された領域内において抽出される複数のサブ領域ごとに、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が異なる条件でそれぞれ測定された複数の荷電粒子線像を取得する、取得部と、
   前記サブ領域ごとに、前記複数の荷電粒子線像から、予め設定された規則に基づき、少なくとも１つの荷電粒子線像を選択する、選択部と、
   前記サブ領域ごとに選択された前記荷電粒子線像を結合し、前記表面の選択された領域における前記荷電粒子線像を生成する、生成部と、を備える、
   荷電粒子線像生成装置。
2. 前記選択部は、前記荷電粒子線像の明度に関する情報に基づき、前記１つの荷電粒子線像を選択する、
   請求項１に記載の荷電粒子線像生成装置。
3. 前記取得部は、
   前記表面の結晶の方位情報に基づいて、前記測定座標上の結晶粒を構成する領域の座標に関する情報を取得し、
   前記結晶粒のうち予め指定された結晶粒が含まれるように、前記座標に関する情報に基づき抽出される複数のサブ領域ごとに、前記複数の荷電粒子線像を取得し、
   前記選択部は、前記座標に関する情報を参照して前記サブ領域が前記指定された結晶粒およびその他の結晶粒を含む場合、前記複数の荷電粒子線像のうち、前記指定された結晶粒に対応する部分における前記明度に関する情報に基づき、前記１つの荷電粒子線像を選択する、
   請求項２に記載の荷電粒子線像生成装置。
4. 前記取得部は、前記表面の結晶の方位情報に基づいて、前記測定座標上の結晶粒を構成する領域の座標に関する情報を取得し、
   前記選択部は、前記座標に関する情報を参照して前記サブ領域が複数の結晶粒を含む場合、前記複数の結晶粒のそれぞれの結晶粒ごとに、前記複数の荷電粒子線像のうち、前記それぞれの結晶粒に対応する部分における明度に関する情報に基づき、前記１つの荷電粒子線像を選択し、
   前記生成部は、前記複数の結晶粒を含む前記サブ領域において、前記それぞれの結晶粒ごとに選択された前記荷電粒子線像の前記それぞれの結晶粒に対応する部分を結合する、
   請求項２に記載の荷電粒子線像生成装置。
5. 出力部をさらに備え、
   前記出力部は、前記生成部によって生成される前記表面の選択された領域における前記荷電粒子線像を取得し、外部の表示装置に表示されるように出力する、
   請求項１から請求項４までのいずれかに記載の荷電粒子線像生成装置。
6. 前記取得部は、前記選択された領域内において抽出される複数のサブ領域ごとに、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が、前記サブ領域の所定の結晶粒が有する１つの結晶面と所定値以下の角度を成し、かつ前記結晶が有する他の結晶面と所定値以上の角度を成す状態から、前記入射方向および前記１つの結晶面の法線方向の両方に交差する方向を回転軸として所定の角度範囲で前記入射方向を変化させ、前記所定の角度範囲内の複数の入射方向において、それぞれ測定された前記複数の荷電粒子線像を取得する、
   請求項１から請求項５までのいずれかに記載の荷電粒子線像生成装置。
7. 前記荷電粒子線装置を駆動制御する駆動制御部と、
   前記荷電粒子線装置に対して、荷電粒子線像を測定するよう指示を行う測定指示部と、をさらに備え、
   前記駆動制御部は、前記入射方向が、前記サブ領域の所定の結晶粒が有する１つの結晶面と所定値以下の角度を成し、かつ前記結晶が有する他の結晶面と所定値以上の角度を成す状態から、前記入射方向および前記１つの結晶面の法線方向の両方に交差する方向を回転軸として、予め設定された所定の角度範囲で、予め設定された所定間隔ずつ前記入射方向を変化させ、
   前記測定指示部は、前記入射方向が前記所定間隔変化されるごとに、荷電粒子線像を測定するよう指示を行う、
   請求項６に記載の荷電粒子線像生成装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれかに記載の荷電粒子線像生成装置を備えた、
   荷電粒子線装置。
9. 試料の表面に荷電粒子線を入射させる荷電粒子線装置に用いられ、前記表面の仮想的な測定座標上で選択された領域における荷電粒子線像を生成する方法であって、
   （ａ）前記選択された領域内において抽出される複数のサブ領域ごとに、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が異なる条件でそれぞれ測定された複数の荷電粒子線像を取得するステップと、
   （ｂ）前記サブ領域ごとに、前記複数の荷電粒子線像から、予め設定された規則に基づき、少なくとも１つの荷電粒子線像を選択するステップと、
   （ｃ）前記サブ領域ごとに選択された前記荷電粒子線像を結合し、前記表面の選択された領域における前記荷電粒子線像を生成するステップと、を備える、
   荷電粒子線像生成方法。
10. 前記（ｂ）のステップにおいて、前記荷電粒子線像の明度に関する情報に基づき、前記１つの荷電粒子線像を選択する、
    請求項９に記載の荷電粒子線像生成方法。
11. 前記（ａ）のステップにおいて、
    前記表面の結晶の方位情報に基づいて、前記測定座標上の予め指定された結晶粒を構成する領域の座標に関する情報を取得し、
    前記指定された結晶粒が含まれるように、前記座標に関する情報に基づき抽出される複数のサブ領域ごとに、前記複数の荷電粒子線像を取得し、
    前記（ｂ）のステップにおいて、前記座標に関する情報を参照して前記サブ領域が前記指定された結晶粒およびその他の結晶粒を含む場合、前記複数の荷電粒子線像のうち、前記指定された結晶粒に対応する部分における前記明度に関する情報に基づき、前記１つの荷電粒子線像を選択する、
    請求項１０に記載の荷電粒子線像生成方法。
12. 前記（ａ）のステップにおいて、前記表面の結晶の方位情報に基づいて、前記測定座標上の結晶粒を構成する領域の座標に関する情報を取得し、
    前記（ｂ）のステップにおいて、前記座標に関する情報を参照して前記サブ領域が複数の結晶粒を含む場合、前記複数の結晶粒のそれぞれの結晶粒ごとに、前記複数の荷電粒子線像のうち、前記それぞれの結晶粒に対応する部分における明度に関する情報に基づき、前記１つの荷電粒子線像を選択し、
    前記（ｃ）のステップにおいて、前記複数の結晶粒を含む前記サブ領域において、前記それぞれの結晶粒ごとに選択された前記荷電粒子線像の前記それぞれの結晶粒に対応する部分を結合する、
    請求項１０に記載の荷電粒子線像生成方法。
13. （ｄ）前記生成部によって生成される前記表面の選択された領域における前記荷電粒子線像を取得し、外部の表示装置に表示されるように出力するステップをさらに備える、
    請求項９から請求項１２までのいずれかに記載の荷電粒子線像生成方法。
14. 前記（ａ）のステップにおいて、前記選択された領域内において抽出される複数のサブ領域ごとに、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が、前記サブ領域の所定の結晶粒が有する１つの結晶面と所定値以下の角度を成し、かつ前記結晶が有する他の結晶面と所定値以上の角度を成す状態から、前記入射方向および前記１つの結晶面の法線方向の両方に交差する方向を回転軸として所定の角度範囲で前記入射方向を変化させ、前記所定の角度範囲内の複数の入射方向において、それぞれ測定された前記複数の荷電粒子線像を取得する、
    請求項９から請求項１３までのいずれかに記載の荷電粒子線像生成方法。
15. （ｅ）前記荷電粒子線装置を駆動制御するステップと、
    （ｆ）前記荷電粒子線装置に対して、荷電粒子線像を測定するよう指示を行うステップと、をさらに備え、
    前記（ｅ）のステップにおいて、前記入射方向が、前記サブ領域の所定の結晶粒が有する１つの結晶面と所定値以下の角度を成し、かつ前記結晶が有する他の結晶面と所定値以上の角度を成す状態から、前記入射方向および前記１つの結晶面の法線方向の両方に交差する方向を回転軸として、予め設定された所定の角度範囲で、予め設定された所定間隔ずつ前記入射方向を変化させ、
    前記（ｆ）のステップにおいて、前記入射方向が前記所定間隔変化されるごとに、荷電粒子線像を測定するよう指示を行う、
    請求項１４に記載の荷電粒子線像生成方法。
16. 試料の表面に荷電粒子線を入射させる荷電粒子線装置に用いられ、コンピュータによって、前記表面の仮想的な測定座標上で選択された領域における荷電粒子線像を生成するプログラムであって、
    前記コンピュータに、
    （ａ）前記選択された領域内において抽出される複数のサブ領域ごとに、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が異なる条件でそれぞれ測定された複数の荷電粒子線像を取得するステップと、
    （ｂ）前記サブ領域ごとに、前記複数の荷電粒子線像から、予め設定された規則に基づき、少なくとも１つの荷電粒子線像を選択するステップと、
    （ｃ）前記サブ領域ごとに選択された前記荷電粒子線像を結合し、前記表面の選択された領域における前記荷電粒子線像を生成するステップと、を実行させる、
    プログラム。
17. 前記（ｂ）のステップにおいて、前記荷電粒子線像の明度に関する情報に基づき、前記１つの荷電粒子線像を選択する、
    請求項１６に記載のプログラム。
18. 前記（ａ）のステップにおいて、
    前記表面の結晶の方位情報に基づいて、前記測定座標上の予め指定された結晶粒を構成する領域の座標に関する情報を取得し、
    前記指定された結晶粒が含まれるように、前記座標に関する情報に基づき抽出される複数のサブ領域ごとに、前記複数の荷電粒子線像を取得し、
    前記（ｂ）のステップにおいて、前記座標に関する情報を参照して前記サブ領域が前記指定された結晶粒およびその他の結晶粒を含む場合、前記複数の荷電粒子線像のうち、前記指定された結晶粒に対応する部分における前記明度に関する情報に基づき、前記１つの荷電粒子線像を選択する、
    請求項１７に記載のプログラム。
19. 前記（ａ）のステップにおいて、前記表面の結晶の方位情報に基づいて、前記測定座標上の結晶粒を構成する領域の座標に関する情報を取得し、
    前記（ｂ）のステップにおいて、前記座標に関する情報を参照して前記サブ領域が複数の結晶粒を含む場合、前記複数の結晶粒のそれぞれの結晶粒ごとに、前記複数の荷電粒子線像のうち、前記それぞれの結晶粒に対応する部分における明度に関する情報に基づき、前記１つの荷電粒子線像を選択し、
    前記（ｃ）のステップにおいて、前記複数の結晶粒を含む前記サブ領域において、前記それぞれの結晶粒ごとに選択された前記荷電粒子線像の前記それぞれの結晶粒に対応する部分を結合する、
    請求項１７に記載のプログラム。
20. （ｄ）前記生成部によって生成される前記表面の選択された領域における前記荷電粒子線像を取得し、外部の表示装置に表示されるように出力するステップをさらに備える、
    請求項１６から請求項１９までのいずれかに記載のプログラム。
21. 前記（ａ）のステップにおいて、前記選択された領域内において抽出される複数のサブ領域ごとに、前記試料に対する前記荷電粒子線の入射方向が、前記サブ領域の所定の結晶粒が有する１つの結晶面と所定値以下の角度を成し、かつ前記結晶が有する他の結晶面と所定値以上の角度を成す状態から、前記入射方向および前記１つの結晶面の法線方向の両方に交差する方向を回転軸として所定の角度範囲で前記入射方向を変化させ、前記所定の角度範囲内の複数の入射方向において、それぞれ測定された前記複数の荷電粒子線像を取得する、
    請求項１６から請求項２０までのいずれかに記載のプログラム。
22. （ｅ）前記荷電粒子線装置を駆動制御するステップと、
    （ｆ）前記荷電粒子線装置に対して、荷電粒子線像を測定するよう指示を行うステップと、をさらに備え、
    前記（ｅ）のステップにおいて、前記入射方向が、前記サブ領域の所定の結晶粒が有する１つの結晶面と所定値以下の角度を成し、かつ前記結晶が有する他の結晶面と所定値以上の角度を成す状態から、前記入射方向および前記１つの結晶面の法線方向の両方に交差する方向を回転軸として、予め設定された所定の角度範囲で、予め設定された所定間隔ずつ前記入射方向を変化させ、
    前記（ｆ）のステップにおいて、前記入射方向が前記所定間隔変化されるごとに、荷電粒子線像を測定するよう指示を行う、
    請求項２１に記載のプログラム。

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