(57)【要約】【課題】走査透過像の各画素の取得と共に電子線を損失せずに電子回折像を取得する電子線装置を提供する。【解決手段】電子線装置1は、電子線を出力する電子源11と、電子源11から出力された電子線を試料に合焦させる対物レンズ16と、電子源11と対物レンズ16との間に配置され電子線に試料の表面を走査させる走査コイル14と、試料を透過した電子線の拡がり角度を調節する結像レンズ17と、電子線を検出する検出領域を有し電子回折像を取得する回折像検出器19と、結像レンズ17と試料と回折像検出器19との間に配置され、試料を透過した電子線の出射位置と検出領域端部とを結ぶ領域外に配置され、電子線の強度を検出する検出器18と、を備え、結像レンズ17は、検出器18を用いて電子線の強度を検出する時には、試料を透過した電子線の拡がり角度を、回折像検出器19を用いて電子回折像を取得する時よりも大きくする。【選択図】図4
2014082134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を出力する電子源と、
前記電子源から出力された電子線の焦点を試料の位置に合焦させる対物レンズと、
前記電子源と前記対物レンズとの間に配置され、電子線に試料の表面を走査させる走査コイルと、
試料を透過した電子線の拡がり角度を調節する結像レンズと、
試料を透過した電子線を検出する検出領域を有し、電子回折像を取得する電子回折像検出器と、
前記結像レンズと、試料と前記電子回折像検出器との間に配置され、試料を透過した電子線の出射位置と、前記検出領域の端部とを結ぶ領域の外側に配置され、電子線の強度を検出する電子線検出器と、
を備え、
前記結像レンズは、前記電子線検出器を用いて電子線の強度を検出する時には、試料を透過した電子線の拡がり角度を、前記電子回折像検出器を用いて電子回折像を取得する時の拡がり角度よりも大きくする電子線装置。
【請求項２】
前記電子線検出器は、試料と前記電子回折像検出器との間を進む電子線を透過させるための開口部を有し、
試料と前記電子線検出器との間の距離ａと、
前記電子線検出器と前記電子回折像検出器との間の距離ｂと、
前記検出領域の寸法ｄと、
前記開口部の径ｃとが、
ｃ＝ａｄ／（ａ＋ｂ）
の関係を満足する請求項１に記載の電子線装置。
【請求項３】
試料に電子線を照射する方法であって、
電子線を出力する電子源と、
前記電子源から出力された電子線の焦点を試料の位置に合焦させる対物レンズと、
前記電子源と前記対物レンズとの間に配置され、電子線に試料の表面を走査させる走査コイルと、
試料を透過した電子線の拡がり角度を調節する結像レンズと、
試料を透過した電子線を検出する検出領域を有し、電子回折像を取得する電子回折像検出器と、
前記結像レンズと、前記電子回折像検出器との間に配置され、試料を透過した電子線の出射位置と、前記検出領域の端部とを結ぶ領域の外側に配置され、電子線の強度を検出する電子線検出器と、
を備える電子線装置を用いて、試料の所定の位置に電子線を照射して、前記電子線検出器により電子線の強度を検出し、且つ、前記結像レンズを用いて、試料を透過した電子線の拡がり角度を前記電子線検出器により電子線の強度を検出した時よりも小さくして、試料の前記所定の位置に電子線を照射し、前記電子回折像検出器を用いて電子回折像を取得する第１工程を備える方法。
【請求項４】
前記走査コイルを用いて、電子線の試料上の焦点の位置を走査する第２工程を備え、
前記第１工程と、前記第２工程を繰り返す請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１工程の前に、前記電子線装置を用いて、試料の走査される領域の全体が走査された第１走査透過像を取得する第３工程と、
前記第１工程と、前記第２工程とを所定の回数繰り返した後、前記第２工程で走査された試料の部分的な領域の第２走査透過像を取得し、前記第１走査透過像及び前記第２走査透過像に基づいて、試料の移動量を決定し、決定された試料の移動量に基づいて、試料の位置を補正する第４工程と、
を備える請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記第４工程の後に、前記第１工程と、前記第２工程を繰り返す請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置及び電子線を照射する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物質の構造を解析するために走査透過型電子顕微鏡が用いられている。走査透過型電子顕微鏡では、収束させた電子線で試料の表面を走査して、試料を透過した電子を検出して走査透過像を取得し、原子の配列を高分解能で観察することができる。
【０００３】
また、走査透過型電子顕微鏡は、一つの走査位置において走査透過像を撮像する際に、同時に、各画素の位置の電子回折像を取得することができる。この取得した電子回折像を用いて、試料の結晶構造、薄膜の配向性又は試料内部の歪等を測定することができる。
【０００４】
このように、走査透過像と共に、電子回折像を取得することにより、試料の二次元的な結晶構造の変化を測定することが提案されている。
【０００５】
図１及び図２は、走査透過型電子顕微鏡を説明する図である。
【０００６】
例えば、図１に示すように、収束電子線を試料に入射すると、入射ディスクに対応して、透過ディスク及び回折ディスクが弾性散乱した電子回折像が検出される。また、試料により熱散漫散乱された電子は、弾性散乱よりも光軸から高角度で散乱される。
【０００７】
高角度に散乱される電子は、試料を形成する原子によって主に熱散漫散乱されたものである。この熱散漫散乱の散乱中心は、原子の中心であり、その散乱強度は原子番号の増加と共に高くなる。
【０００８】
図１及び図２に示すように、光軸から高角度で散乱される電子を検出して走査透過像を取得するために環状型の電子線検出器が用いられる。光軸から高角度で散乱される電子を用いて走査透過像を取得すると、撮像される原子像が焦点外れ量又は試料の厚さの影響を受け難いので、高い分解能の原子像が得られる。そして、原子位置に現れる原子像の輝度が、原子番号に依存するので、原子番号が大きい重い原子ほど、その検出が容易である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２５１１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図３（Ａ）に示すように、走査透過像の各画素の輝度を検出する電子線検出器は、試料と、電子回折像を取得する電子回折像検出器との間に配置される。
【００１１】
そして、電子回折像の取得と共に、走査透過像の各画素の輝度を検出するためには、電子線検出器に対しても電子線を入射させる必要がある。
【００１２】
しかし、電子線検出器に対しても電子線を入射させると、電子回折像検出器に入射させるべき光軸から高角度で散乱される電子が電子線検出器によって遮られるので、遮られた電子線は電子回折像検出器によって検出されない。
【００１３】
逆格子空間では、光軸側の回折像よりも光軸から離れた外側の回折像の方が、結晶情報の精度が高い。そのため、正確な電子線折像を取得することが困難であった。
【００１４】
また、図３（Ｂ）に示すように、電子線検出器を、試料を透過した電子線の出射位置と、電子回折像検出器の検出領域の端部とを結ぶ領域の外側に配置すると、全ての電子線を電子回折像検出器を用いて検出することができる。しかし、この場合には、電子線検出器には、電子線が入射しないので、走査透過像を形成する画素の輝度を検出することができなくなる。従って、走査透過像と共に、電子回折像を取得することはできない。
【００１５】
そこで、電子回折像の取得とは別に走査透過像の取得が行われている。しかし、電子回折像と走査透過像とを別々に取得すると、電子回折像を取得した試料の正確な位置が分からないので、試料の二次元的な結晶構造の変化を精度良く測定することはできない。
【００１６】
本明細書では、走査透過像の各画素の輝度の取得と共に、電子回折画像を検出する電子線を損失せずに電子回折像を取得できる電子線装置を提供することを目的とする。
【００１７】
また、本明細書では、走査透過像の各画素の輝度の取得と共に、電子回折画像を検出する電子線を損失せずに電子回折像を取得できる電子線を照射する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本明細書に開示する電子線装置の一形態によれば、電子線を出力する電子源と、上記電子源から出力された電子線の焦点を試料の位置に合焦させる対物レンズと、上記電子源と上記対物レンズとの間に配置され、電子線に試料の表面を走査させる走査コイルと、試料を透過した電子線の拡がり角度を調節する結像レンズと、試料を透過した電子線を検出する検出領域を有し、電子回折像を取得する電子回折像検出器と、上記結像レンズと、試料と上記電子回折像検出器との間に配置され、試料を透過した電子線の出射位置と、上記検出領域の端部とを結ぶ領域の外側に配置され、電子線の強度を検出する電子線検出器と、を備え、上記結像レンズは、上記電子線検出器を用いて電子線の強度を検出する時には、試料を透過した電子線の拡がり角度を、上記電子回折像検出器を用いて電子回折像を取得する時の拡がり角度よりも大きくする。
【００１９】
また、本明細書に開示する電子線を照射する方法の一形態によれば、電子線を出力する電子源と、上記電子源から出力された電子線の焦点を試料の位置に合焦させる対物レンズと、上記電子源と上記対物レンズとの間に配置され、電子線に試料の表面を走査させる走査コイルと、試料を透過した電子線の拡がり角度を調節する結像レンズと、試料を透過した電子線を検出する検出領域を有し、電子回折像を取得する電子回折像検出器と、上記結像レンズと、上記電子回折像検出器との間に配置され、試料を透過した電子線の出射位置と、上記検出領域の端部とを結ぶ領域の外側に配置され、電子線の強度を検出する電子線検出器と、を備える電子線装置を用いて、試料の所定の位置に電子線を照射して、上記電子線検出器により電子線の強度を検出し、且つ、上記結像レンズを用いて、試料を透過した電子線の拡がり角度を上記電子線検出器により電子線の強度を検出した時よりも小さくして、試料の上記所定の位置に電子線を照射し、上記電子回折像検出器を用いて電子回折像を取得する第１工程を備える。
【発明の効果】
【００２０】
上述した本明細書に開示する電子線装置の一形態によれば、走査透過像の各画素の輝度の取得と共に、電子回折画像を検出する電子線を損失せずに電子回折像を取得できる。
【００２１】
また、上述した本明細書に開示する電子線を照射する方法の一形態によれば、走査透過像の各画素の輝度の取得と共に、電子回折画像を検出する電子線を損失せずに電子回折像を取得できる。
【００２２】
本発明の目的及び効果は、特に請求項において指摘される構成要素及び組み合わせを用いることによって認識され且つ得られるだろう。
【００２３】
前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明の両方は、例示的及び説明的なものであり、特許請求の範囲に記載されている本発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】走査透過型電子顕微鏡を説明する図（その１）である。
【図２】走査透過型電子顕微鏡を説明する図（その２）である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、従来の走査透過型電子顕微鏡の問題点を説明する図である。
【図４】本明細書に開示する電子線装置を示す図である。
【図５】電子線検出器を用いて電子線の強度を検出する時の結像レンズの動作を説明する図である。
【図６】電子回折像検出器を用いて電子回折画像を取得する時の結像レンズの動作を説明する図である。
【図７】試料と、電子線検出器と、電子回折像検出器との間の位置関係を説明する図である。
【図８】本明細書に開示する電子線装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】本明細書に開示する電子線装置の動作例を説明する図（その１）である。
【図１０】本明細書に開示する電子線装置の動作例を説明する図（その２）である。
【図１１】本明細書に開示する電子線装置の動作例を説明する図（その３）である。
【図１２】本明細書に開示する電子線装置の他の動作例を説明する図（その１）である。
【図１３】本明細書に開示する電子線装置の他の動作例を説明する図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本明細書で開示する電子線装置の好ましい一実施形態を、図を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
【００２６】
図４は、本明細書に開示する電子線装置を示す図である。
【００２７】
本実施形態の電子線装置１は、電子源１１等を有し試料に電子線を照射する装置本体１０と、装置本体１０を制御する制御部２０を備える。
【００２８】
電子線装置１は、収束させた電子線で試料Ｍの表面を走査し、試料を透過した電子を検出して走査透過像を取得するのと共に、一つの走査位置において、走査透過像における各画素の位置に対応した電子回折像を取得できる。
【００２９】
装置本体１０は、電子源１１と、収束レンズ１２と、収束レンズ絞り１３と、走査コイル１４と、収差補正部１５と、対物レンズ１６と、結像レンズ１７と、電子線検出器１８と、電子回折像検出器１９とを有する。
【００３０】
電子源１１は、電子線Ｅを出力する。制御部２０は、電子源１１の加速電圧及び電子線量等を制御する。
【００３１】
収束レンズ１２は、収束レンズ絞り１３と協働して、電子源１１が出力した電子線Ｅを試料Ｍ上に収束させる。収束レンズ１２は、多段の収束レンズを有することができる。
【００３２】
走査コイル１４は、電子源１１と対物レンズ１６との間に配置され、電子線Ｅに試料Ｍの表面を走査させる。電子線Ｅは、走査コイル１４により偏向されて、進む向きが変化する。走査コイル１４は、制御部２０によって制御される。
【００３３】
収差補正部１５は、走査コイル１４と対物レンズ１６との間に配置されて、電子線Ｅの球面収差を補正する。収差補正部１５は、例えば、磁界型多重極子レンズ、回転対称レンズ又は偏向コイル用いて形成され得る。
【００３４】
対物レンズ１６は、収差補正部１５と試料Ｍとの間に配置されて、電子源１１から出力された電子線Ｅの焦点を試料Ｍの位置に合焦させる。
【００３５】
試料Ｍは、対物レンズ１６と結像レンズ１７との間に配置される。
【００３６】
電子回折像検出器１９は、試料Ｍを透過した電子線Ｅを検出する検出領域Ｄを有し、電子回折像を取得する。電子回折像検出器１９は、試料Ｍによって散乱した電子の内、電子線検出器１８に検出される電子よりも光軸から小角度で散乱した電子を検出する。そのため、電子回折像検出器１９は、光軸上に配置されることが好ましい。
【００３７】
電子回折像検出器１９は、取得した電子回折像を、制御部２０に出力する。制御部２０は、入力した電子回折像を、記憶部２１に記憶する。電子回折像検出器１９は、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサ等の電子を検出する２次元画素センサを用いて形成される。
【００３８】
電子線検出器１８は、結像レンズ１７と、電子回折像検出器１９との間に配置される。電子線検出器１８は、試料Ｍを透過した電子線Ｅの出射位置と、検出領域Ｄの周縁端部とを結ぶ領域の外側に配置され、電子線Ｅの強度を検出する。
【００３９】
電子線検出器１８は、試料Ｍと電子回折像検出器１９との間を進む電子線を透過させるための開口部Ｋを有する環状の電子線検出器である。開口部Ｋの形状は、円形又は矩形等の形状に適宜設定され得る。
【００４０】
電子線検出器１８は、検出した電子線の強度を電気信号として、制御部２０に出力する。電子線検出器１８は、光電子増倍管等を用いて形成され得る。
【００４１】
結像レンズ１７は、試料Ｍを透過した電子線を結像面に結像させる。ここで、結像面は、透過電子像を取得するために各画素の電子線強度を検出する時には、電子線検出器１８の位置に設定される。一方、電子回折画像を取得する時には、結像面は、電子回折像検出器１９の位置に設定される。
【００４２】
結像レンズ１７は、電子線検出器１８を用いて電子線Ｅの強度を検出する時には、制御部２０によって制御されて、試料Ｍを透過した電子線の拡がり角度を、電子回折像検出器１９を用いて電子回折像を取得する時の拡がり角度よりも大きくする。
【００４３】
図５は、電子線検出器を用いて電子線の強度を検出する時の結像レンズの動作を説明する図である。
【００４４】
電子線装置１では、走査透過像の各画素の電子線の強度を検出する時には、結像レンズ１７を制御して、試料Ｍを透過した電子線の拡がり角度を拡げて、光軸から高角度に散乱する電子が、電子線検出器１８にも入射するようにする。光軸から高角度で散乱される電子を用いて走査透過像を取得するので、撮像される原子像が焦点外れ量又は試料の厚さの影響を受け難いため、高い分解能の原子像が得られる。
【００４５】
一方、電子線装置１では、電子回折像検出器１９を用いて電子回折像を取得する時には、結像レンズ１７を制御して、試料Ｍを透過した電子線の拡がり角度を、電子線検出器１８を用いて電子線Ｅの強度を検出する時よりも小さくする。試料Ｍを透過した電子線は、電子線検出器１８に遮られることなく開口部Ｋを通過して、電子線検出器１８に向かって進む。
【００４６】
図６は、電子回折像検出器を用いて電子回折画像を取得する時の結像レンズの動作を説明する図である。
【００４７】
電子線装置１では、電子回折像を取得する時には、結像レンズ１７を制御して、試料Ｍを透過した全ての電子線Ｅが、電子回折像検出器１９の検出領域Ｄに入射する。そのため、光軸から離れた外側の回折像を含む電子回折像が取得できるので、精度の高い結晶情報が得られる。
【００４８】
図７は、試料と、電子線検出器と、電子回折像検出器との間の位置関係を説明する図である。
【００４９】
試料Ｍと電子線検出器１８との間の距離ａと、電子線検出器１８と電子回折像検出器１９との間の距離ｂと、検出領域Ｄの寸法ｄと、開口部Ｋの径ｃとが、ｃ＝ａｄ／（ａ＋ｂ）の関係を満足することが、電子線が電子線検出器１８によって遮られない上で好ましい。
【００５０】
ここで、開口部Ｋの径ｃは、開口部の最も狭い部分の長さを意味する。また、検出領域Ｄの寸法ｄは、検出領域の最も大きい部分の長さを意味する。
【００５１】
上述した関係は、開口部Ｋの径ｃの下限値を定めている。一方、開口部Ｋの径ｃの上限値は、開口部Ｋの径ｃが大きくなる程、電子線検出器１８に入射する電子線の量が低減するので、電子線検出器１８に入射する電子線の量との関係で決定されることが好ましい。
【００５２】
制御部２０は、電子源１１、走査コイル１４及び結像レンズ１７等を含む装置本体１０を制御する。また、制御部２０は、電子回折像検出器１９から入力した電子線の強度を記憶部２１から読み出して、走査透過像を生成する。
【００５３】
制御部２０は、記憶部２１と、図示しない演算部と、表示部と、入力部と、出力部と、通信部とを有する。演算部は、記憶部２１に記憶された所定のプログラムを実行することにより、装置本体１０の制御等の各機能を実現する。制御部２０は、例えば、サーバ又はパーソナルコンピュータ若しくはステートマシン等のコンピュータを用いて形成され得る。
【００５４】
次に、上述した電子線装置１の動作例を、図を参照しながら、以下に説明する。電子線装置１の動作は、制御部２０が、装置本体１０を制御することにより実行される。
【００５５】
まず、ステップＳ１０において、試料Ｍが、装置本体１０内に配置される。
【００５６】
次に、ステップＳ１２において、ユーザによって制御部２０に測定条件が設定される。制御部２０は、設定された測定条件に基づいて、装置本体１０を制御する。測定条件としては、例えば、試料Ｍの厚さが２００ｎｍの場合、加速電圧を２００ｋＶとし、収束レンズ１２における電子線収束半角度を１０ｍｒａｄとして、結像レンズ１７よる試料Ｍを透過した電子線の拡がり角度を４０〜１６０ｍｒａｄの範囲とすることができる。この場合、電子線検出器１８を用いて電子線強度を検出する時には、試料Ｍを透過した電子線の拡がり角度は１６０ｍｒａｄとなる。一方、電子回折像検出器１９を用いて電子回折画像を取得する時には、試料Ｍを透過した電子線の拡がり角度が４０ｍｒａｄとなる。また、測定条件には、試料の走査領域及び走査数の情報も含まれる。
【００５７】
図９〜図１１は、電子線装置１の動作の具体例を示す。
【００５８】
試料Ｍに対する走査数は、通常、１００×１００以上であり、画素数が１００００画素以上の走査透過像を取得する。しかし、ここでは、説明を簡単にするため、走査数を３×３として、画素数が９画素の走査透過像を取得することにする。
【００５９】
次に、ステップＳ１４において、試料Ｍの走査される領域の全体が走査された第１走査透過像が取得される。この第１走査透過像を取得する際には、各画素の電子線の強度が検出されるが、電子回折画像は取得されない。制御部２０は、電子回折像検出器１９から入力した電子線の強度を記憶部２１から読み出して、第１走査透過像を生成する。
【００６０】
次に、ステップＳ１６〜Ｓ３０の間で、試料Ｍ上の設定された全ての走査領域に対して、ステップＳ１８〜Ｓ２４の処理が行われる。
【００６１】
次に、ステップＳ１８〜Ｓ２４の間では、所定の走査数において、ステップＳ２０及びステップＳ２２の処理が行われる。ここで、所定の走査数は、３とする。
【００６２】
ステップＳ２０において、試料Ｍの所定の位置に電子線を照射して、電子線検出器１８により電子線の強度が検出される。また、結像レンズ１７を用いて、試料Ｍを透過した電子線の拡がり角度を電子線検出器１８により電子線の強度を検出した時よりも小さくして、試料Ｍの同じ所定の位置に電子線を照射し、電子回折像検出器１９を用いて電子回折像が取得される。
【００６３】
ステップＳ２０の処理の具体例を、図９（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、以下に説明する。
【００６４】
図９（Ａ）に示すように、試料Ｍにおける最初の走査位置（ｘ１、ｙ１）に対して、電子線を照射して、電子線検出器１８により電子線の強度を検出する。結像レンズ１７は、試料Ｍを透過した電子線が電子線検出器１８にも入射するように、試料Ｍを透過した電子線の拡がり角度を調節する。電子線検出器１８により検出された電子線の強度Ｉ１１は、制御部２０の記憶部２１において、走査位置（ｘ１、ｙ１）と関連付けられた測定データ（ｘ１、ｙ１、Ｉ１１）として記憶される。
【００６５】
また、図９（Ｂ）に示すように、結像レンズ１７を用いて、試料Ｍを透過した電子線の拡がり角度を電子線検出器１８により電子線の強度を検出した時よりも小さくして、試料Ｍにおける最初の走査位置（ｘ１、ｙ１）に対して、電子線を照射して、電子回折像検出器１９を用いて電子回折像を取得する。取得された電子回折像は、制御部２０の記憶部２１において、走査位置（ｘ１、ｙ１）と関連付けられて記憶される。
【００６６】
ここで、電子回折像検出器１９を用いた電子回折像の取得を、電子線検出器１８による電子線の強度を検出の前に行っても良い。
【００６７】
次に、ステップＳ２２において、走査コイル１４を用いて、電子線の試料Ｍ上の焦点の位置を走査する。具体的には、電子線の走査位置を、試料Ｍにおける２番目の走査位置（ｘ２、ｙ１）に偏向する。
【００６８】
そして、ステップＳ２０の処理を繰り返す。ここでは、試料Ｍにおける走査位置（ｘ２、ｙ１）において、図９（Ｃ）及び（Ｄ）に示す測定が行われる。
【００６９】
次に、ステップＳ２２において、走査コイル１４を用いて、電子線の試料Ｍ上の焦点の位置を走査する。具体的には、電子線の走査位置を、試料Ｍにおける３番目の走査位置（ｘ３、ｙ１）に偏向する。
【００７０】
そして、ステップＳ２０の処理を繰り返す。ここでは、試料Ｍにおける走査位置（ｘ３、ｙ１）において、図９（Ｅ）及び（Ｆ）に示す測定が行われる。
【００７１】
このように、ステップＳ１８〜Ｓ２４の処理を３回繰り返したので、次に、ステップＳ２６に進む。
【００７２】
ステップＳ２６では、ステップＳ２２において走査された試料Ｍの部分的な領域の第２走査透過像が取得される。ここで、試料Ｍの部分的な領域は、上述したステップＳ１８〜Ｓ２４で走査された試料Ｍの走査位置（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ１）及び（ｘ３，ｙ１）である。第２走査透過像は、走査位置（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ１）及び（ｘ３，ｙ１）を走査して得られた電子線の強度を、各画素の輝度として有する。この第２走査透過像は、図９（Ｅ）の画像Ｒ１に対応する。ここで、第２走査透過像は、新たに試料Ｍの走査位置（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ１）及び（ｘ３，ｙ１）を走査して取得しても良いし、上述したステップＳ１８〜Ｓ２４で検出した電子線の強度に基づいて生成して取得したものでも良い。
【００７３】
次に、ステップＳ２８において、第１走査透過像及び第２走査透過像に基づいて、試料Ｍの移動量を決定し、決定された試料の移動量に基づいて、試料Ｍの位置を補正する。
【００７４】
上述したステップＳ１８〜Ｓ２４の処理を行っている間に、試料Ｍの位置がずれてくる場合がある。そこで、電子線装置１では、所定の走査数ごとに、試料Ｍの位置を補正して、電子回折像の位置精度を高めている。
【００７５】
ここで、所定の走査数は、１以上の整数であれば良い。また、上述した説明では、所定の走査数は、ｘ方向の１ライン分の走査数としていたが、所定の走査数は、複数のライン分の走査数としても良い。
【００７６】
また、決定された試料の移動量が所定の閾値よりも小さい場合には、試料Ｍの位置の補正を行わなくても良い。
【００７７】
そして、残りの走査位置について、ステップＳ１６〜ステップＳ３０の処理を繰り返す。ここでは、２回目のステップＳ１８〜Ｓ２４の処理により、図１０（Ｇ）〜図１０（Ｌ）の測定を行った後、ステップＳ２６において、試料Ｍの位置を補正が行われる。そして、３回目のステップＳ１８〜Ｓ２４の処理により、図１１（Ｍ）〜図１１（Ｒ）の測定を行った後、ステップＳ２６において、試料Ｍの位置を補正が行われて、全ての走査を終了する。
【００７８】
次に、ステップＳ３２において、制御部２０は、記憶部２１に記憶されたデータに基づいて、取得された走査透過像及び各走査位置における電子回折像を出力する。
【００７９】
次に、上述した電子線装置１の他の動作例を、図を参照しながら、以下に説明する。
【００８０】
図１２は、電子線装置１の他の動作例により取得された半導体装置である試料の走査透過像である。
【００８１】
図１３は、図１２に示す走査透過像の各画素の電子線の強度を検出する時に、同じ走査位置において取得した電子回折像を示す。図１３に示す各電子回折像は、図１２に示す同じ番号の走査位置で取得された。
【００８２】
上述した本実施形態の電子線装置によれば、走査透過像の各画素の輝度の取得と共に、電子回折画像を検出する電子線を損失せずに電子回折像を取得できる。従って、走査透過像を用いて、電子回折像が取得された試料の位置を確認できるので、位置精度の高い電子回折像を取得できる。
【００８３】
更に、所定の走査数ごとに、試料の位置の補正を行うことにより、更に位置精度の高い電子回折像を取得できる。
【００８４】
本明細書に開示する装置本体としては、例えば、高角度環状暗視野走査透過型電子顕微鏡（Ｈｉｇｈ−ａｎｇｌｅ  Ａｎｎｕｌａｒ  Ｄａｒｋ−Ｆｉｅｌｄ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  ：ＨＡＡＤＦ  ＳＴＥＭ）又は環状明視野走査透過型電子顕微鏡（Ａｎｎｕｌａｒ  Ｂｒｉｇｈｔ−Ｆｉｅｌｄ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  ：ＨＡＡＤＦ  ＳＴＥＭ）装置を用いることができる。そして、これらの装置本体を使用して、高散乱角度の電子線回折像の同時取得も可能となるので、結晶構造の二次元的分布、薄膜の配向性又はデバイス中の応力分布を高位置精度で計測することが可能となる。
【００８５】
本発明では、上述した実施形態の電子線装置及び電子線を照射する方法は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、一の実施形態が有する構成要件は、他の実施形態にも適宜適用することができる。
【００８６】
ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、読者が、発明者によって寄与された発明及び概念を技術を深めて理解することを助けるための教育的な目的を意図する。ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、そのような具体的に述べられた例及び条件に限定されることなく解釈されるべきである。また、明細書のそのような例示の機構は、本発明の優越性及び劣等性を示すこととは関係しない。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、その様々な変更、置き換え又は修正が本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り行われ得ることが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００８７】
１    電子線装置
１０    装置本体
１１    電子源
１２    収束レンズ
１３    収束レンズ絞り
１４    走査コイル
１５    収差補正部
１６    対物レンズ
１７    結像レンズ
１８    電子線検出器
１９    電子回折像検出器
２０    制御部
２１    記憶部
Ｓ    試料
Ｅ    電子線
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３    第２走査透過像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１２】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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