(57)【要約】【課題】電子顕微鏡像の歪みを精度よく測定できる歪み測定方法を提供する。【解決手段】本発明に係る電子顕微鏡像の歪みの測定方法は、電子顕微鏡像の歪み測定方法であって、格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する工程（Ｓ２００）と、前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像の自己相関関数を算出する工程（Ｓ２０２）と、前記自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する工程（Ｓ２０４）と、を含む。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子顕微鏡像の歪み測定方法であって、
格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する工程と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像の自己相関関数を算出する工程と、
前記自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する工程と、
を含む、電子顕微鏡像の歪み測定方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記図形は、楕円である、電子顕微鏡像の歪み測定方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記図形は、同心楕円である、電子顕微鏡像の歪み測定方法。
【請求項４】
電子顕微鏡像の歪み測定方法であって、
格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する工程と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像上における前記構造体の位置座標を特定する工程と、
前記構造体の位置座標を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する工程と、
を含む、電子顕微鏡像の歪み測定方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記歪みを測定する工程では、前記図形にグリッドパターンをフィッティングして、前記歪みを算出する、電子顕微鏡像の歪み測定方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記歪み測定用試料は、前記構造体としての貫通孔が格子状に形成されたパターン形成層を有する、電子顕微鏡像の歪み測定方法。
【請求項７】
格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する像取得部と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像の自己相関関数を算出する自己相関関数算出部と、
前記自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する歪み測定部と、
を含む、電子顕微鏡。
【請求項８】
格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する像取得部と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像上における前記構造体の位置座標を特定する位置座標特定部と、
前記構造体の位置座標を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する歪み測定部と、
を含む、電子顕微鏡。
【請求項９】
請求項７または８において、
前記歪み測定部で測定された前記歪みの測定結果を、表示部に表示させる制御を行う表示制御部を含む、電子顕微鏡。
【請求項１０】
請求項７ないし９のいずれか１項において、
前記歪み測定部で測定された歪みの測定結果に基づいて、撮影された電子顕微鏡像の歪みを補正する歪み補正部を含む、電子顕微鏡。
【請求項１１】
請求項７ないし１０のいずれか１項において、
前記歪み測定部で測定された前記歪みの測定結果に基づいて、走査信号を生成する走査信号生成部と、
前記走査信号に基づいて、電子線で試料上を走査する走査偏向器と、
を含む、電子顕微鏡。
【請求項１２】
電子顕微鏡像の歪み測定方法であって、
基板および前記基板で支持され格子状に配列された貫通孔が形成されたパターン形成層を有する歪み測定用試料を、電子顕微鏡の試料面または試料面と共役な面に導入し、得られた前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像から前記歪みを測定する、電子顕微鏡像の歪み測定方法。
【請求項１３】
電子顕微鏡像の歪みを測定するための歪み測定用試料であって、
基板と、
前記基板で支持され、貫通孔が格子状に配列されたパターン形成層と、
を含む、歪み測定用試料。
【請求項１４】
電子顕微鏡像の歪みを測定するための歪み測定用試料の製造方法であって、
基板を準備する工程と、
前記基板の第１面に第１層を成膜する工程と、
前記第１層をパターニングして、格子状に配列された構造体を形成する工程と、
前記基板の前記第１面とは反対側の第２面をエッチングして、前記基板を除去する工程と、
を含む、歪み測定用試料の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記第１層上に第２層を成膜する工程を含み、
前記第２層は、導電性を有する層である、歪み測定用試料の製造方法。
【請求項１６】
請求項１４または１５において、
前記構造体を形成する工程では、前記第１層をパターニングするためのレジストを電子線描画装置により露光する、歪み測定用試料の製造方法。
【請求項１７】
請求項１４ないし１６のいずれか１項において、
前記構造体を形成する工程では、前記第１層のエッチングを誘導結合型プラズマエッチング装置で行う、歪み測定用試料の製造方法。
【請求項１８】
請求項１４ないし１７のいずれか１項において、
前記第１層を成膜する工程では、前記第１層が引張応力を有するように、前記第１層を成膜する、歪み測定用試料の製造方法。
【請求項１９】
請求項１４ないし１８のいずれか１項において、
前記構造体は、貫通孔であり、
前記第１層の厚さ方向から見て、前記貫通孔の形状は円である、歪み測定用試料の製造方法。
【請求項２０】
請求項１４ないし１９のいずれか１項に記載の歪み測定用試料の製造方法で製造された歪み測定用試料の電子顕微鏡像を用いて、電子顕微鏡像の歪みを測定する、電子顕微鏡像の歪み測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡像の歪み測定方法、電子顕微鏡、歪み測定用試料、および歪み測定用試料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＴＥＭ）において、試料を透過した電子は、各種レンズ、エネルギーフィルターなどを通って、像面に達する。この過程に光学的な欠陥がある場合、得られる透過電子顕微鏡像（ＴＥＭ像）には収差や歪みが生じる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、透過電子顕微鏡における透過電子顕微鏡像の歪み測定方法が開示されている。
【０００４】
また、走査透過電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＴＥＭ）や走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）において、例えば、ＸＹ面内で二次元的に電子プローブを走査する際に、Ｘ方向の走査とＹ方向の走査とが直交していない場合、走査透過電子顕微鏡像（ＳＴＥＭ像）や走査電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）に歪みが生じてしまう。このように、走査透過電子顕微鏡や走査電子顕微鏡では、電子プローブの走査が適切でない場合、像に歪みが生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７１７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＴＥＭ像や、ＳＴＥＭ像、ＳＥＭ像などの電子顕微鏡像に歪みが生じると、試料上の長さの計測を正確に行うことができない、また、試料の正確な形状を知ることができないなどの問題がある。そのため、電子顕微鏡像の歪みをより精度よく測定できる測定方法が望まれている。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、電子顕微鏡像の歪みを精度よく測定できる歪み測定方法を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、電子顕微鏡像の歪みを精度よく測定できる電子顕微鏡を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、電子顕微鏡像の歪みを精度よく測定できる歪み測定用試料およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法は、
電子顕微鏡像の歪み測定方法であって、
格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する工程と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像の自己相関関数を算出する工程と、
前記自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する工程と、
を含む。
【０００９】
このような電子顕微鏡像の歪み測定方法では、電子顕微鏡像の歪みを、容易に精度よく測定することができる。
【００１０】
（２）本発明に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法において、
前記図形は、楕円であってもよい。
【００１１】
このような電子顕微鏡像の歪み測定方法では、電子顕微鏡像の歪みを、容易に精度よく測定することができる。
【００１２】
（３）本発明に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法において、
前記図形は、同心楕円であってもよい。
【００１３】
このような電子顕微鏡像の歪み測定方法では、より精度よく電子顕微鏡像の歪みを測定することができる。
【００１４】
（４）本発明に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法は、
電子顕微鏡像の歪み測定方法であって、
格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する工程と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像上における前記構造体の位置座標を特定する工程と、
前記構造体の位置座標を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する工程と、
を含む。
【００１５】
このような電子顕微鏡像の歪み測定方法では、電子顕微鏡像の歪みを、容易に精度よく測定することができる。
【００１６】
（５）本発明に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法において、
前記歪みを測定する工程では、前記図形にグリッドパターンをフィッティングして、前記歪みを算出してもよい。
【００１７】
このような電子顕微鏡像の歪み測定方法では、樽形歪み、糸巻き型歪みなどの高次の歪みを測定することができる。
【００１８】
（６）本発明に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法において、
前記歪み測定用試料は、前記構造体としての貫通孔が格子状に形成されたパターン形成層を有していてもよい。
【００１９】
（７）本発明に係る電子顕微鏡は、
格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する像取得部と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像の自己相関関数を算出する自己相関関数算出部と、
前記自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する歪み測定部と、
を含む。
【００２０】
このような電子顕微鏡では、電子顕微鏡像の歪みを、容易に精度よく測定することができる。
【００２１】
（８）本発明に係る電子顕微鏡は、
格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する像取得部と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像上における前記構造体の位置座標を特定する位置座標特定部と、
前記構造体の位置座標を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する歪み測定部と、
を含む。
【００２２】
このような電子顕微鏡では、電子顕微鏡像の歪みを、容易に精度よく測定することができる。
【００２３】
（９）本発明に係る電子顕微鏡において、
前記歪み測定部で測定された前記歪みの測定結果を、表示部に表示させる制御を行う表示制御部を含んでいてもよい。
【００２４】
このような電子顕微鏡では、ユーザーは電子顕微鏡像の歪みの測定結果を容易に知ることができる。
【００２５】
（１０）本発明に係る電子顕微鏡において、
前記歪み測定部で測定された歪みの測定結果に基づいて、撮影された電子顕微鏡像の歪みを補正する歪み補正部を含んでいてもよい。
【００２６】
このような電子顕微鏡では、歪みのない（または歪みの少ない）電子顕微鏡像を提供することができる。
【００２７】
（１１）本発明に係る電子顕微鏡において、
前記歪み測定部で測定された前記歪みの測定結果に基づいて、走査信号を生成する走査信号生成部と、
前記走査信号に基づいて、電子線で試料上を走査する走査偏向器と、
を含む。
【００２８】
このような電子顕微鏡では、歪みのない（または歪みの少ない）電子顕微鏡像を取得することができる。
【００２９】
（１２）本発明に係る歪み測定方法は、
電子顕微鏡像の歪み測定方法であって、
基板および前記基板で支持され格子状に配列された貫通孔が形成されたパターン形成層を有する歪み測定用試料を、電子顕微鏡の試料面または試料面と共役な面に導入し、得られた前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像から前記歪みを測定する。
【００３０】
このような電子顕微鏡像の歪み測定方法では、電子顕微鏡像の歪みを、容易に精度よく測定することができる。
【００３１】
（１３）本発明に係る歪み測定用試料は、
電子顕微鏡像の歪みを測定するための歪み測定用試料であって、
基板と、
前記基板で支持され、貫通孔が格子状に配列されたパターン形成層と、
を含む。
【００３２】
このような歪み測定用試料では、電子顕微鏡像の歪みを、容易に精度よく測定することができる。
【００３３】
（１２）本発明に係る歪み測定用試料の製造方法は、
電子顕微鏡像の歪みを測定するための歪み測定用試料の製造方法であって、
基板を準備する工程と、
前記基板の第１面に第１層を成膜する工程と、
前記第１層をパターニングして、格子状に配列された構造体を形成する工程と、
前記基板の前記第１面とは反対側の第２面をエッチングして、前記基板を除去する工程と、
を含む。
【００３４】
このような歪み測定用試料の製造方法では、半導体製造技術を用いることができるため、第１層に高い精度で格子状に配列された構造体からなるパターンを形成することができる。したがって、高い精度で電子顕微鏡像の歪みの測定が可能な歪み測定用試料を製造できる。
【００３５】
（１３）本発明に係る歪み測定用試料の製造方法において、
前記第１層上に第２層を成膜する工程を含み、
前記第２層は、導電性を有する層であってもよい。
【００３６】
このような歪み測定用試料の製造方法では、第１層の帯電を防止することができる。
【００３７】
（１４）本発明に係る歪み測定用試料の製造方法において、
前記構造体を形成する工程では、前記第１層をパターニングするためのレジストを電子線描画装置により露光してもよい。
【００３８】
このような歪み測定用試料の製造方法では、第１層に高い精度（例えばｎｍオーダーの精度）で格子状に配列された構造体を形成することができる。したがって、高い精度で電子顕微鏡像の歪みの測定が可能な歪み測定用試料を製造できる。
【００３９】
（１５）本発明に係る歪み測定用試料の製造方法において、
前記構造体を形成する工程では、前記第１層のエッチングを誘導結合型プラズマエッチング装置で行ってもよい。
【００４０】
このような歪み測定用試料の製造方法では、第１層に高い精度（例えばｎｍオーダーの精度）で格子状に配列された構造体を形成することができる。したがって、高い精度で電子顕微鏡像の歪みの測定が可能な歪み測定用試料を製造できる。
【００４１】
（１６）本発明に係る歪み測定用試料の製造方法において、
前記第１層を成膜する工程では、前記第１層が引張応力を有するように、前記第１層を成膜してもよい。
【００４２】
このような歪み測定用試料の製造方法では、基板を除去した場合でも、第１層にしわが発生することを防止することができる。
【００４３】
（１７）本発明に係る歪み測定用試料の製造方法において、
前記構造体は、貫通孔であり、
前記第１層の厚さ方向から見て、前記貫通孔の形状は円であってもよい。
【００４４】
このような歪み測定用試料の製造方法では、精度よく貫通孔を形成することができる。
【００４５】
（１８）本発明に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法は、
本発明に係る歪み測定用試料の製造方法で製造された歪み測定用試料の電子顕微鏡像を用いて、電子顕微鏡像の歪みを測定する。
【００４６】
このような電子顕微鏡像の歪み測定方法では、格子状に配列された構造体からなるパターンが高い精度で形成された歪み測定用試料の電子顕微鏡像を用いて歪みを測定できる。したがって、電子顕微鏡像の歪みを、容易に精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態に係る歪み測定用試料を模式的に示す平面図。
【図２】本実施形態に係る歪み測定用試料を模式的に示す断面図。
【図３】本実施形態に係る歪み測定用試料の製造方法の一例を示すフローチャート。
【図４】本実施形態に係る歪み測定用試料の製造工程を模式的に示す断面図。
【図５】本実施形態に係る歪み測定用試料の製造工程を模式的に示す断面図。
【図６】本実施形態に係る歪み測定用試料の製造工程を模式的に示す断面図。
【図７】本実施形態に係る歪み測定用試料の製造工程を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態に係る歪み測定用試料の製造工程を模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態に係る歪み測定用試料の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１０】本実施形態に係る歪み測定用試料の製造方法で製造された歪み測定用試料の透過電子顕微鏡像。
【図１１】本実施形態に係る歪み測定用試料の製造方法で製造された歪み測定用試料の透過電子顕微鏡像。
【図１２】第１実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法の一例を示すフローチャート。
【図１３】歪み測定用試料のＴＥＭ像。
【図１４】ＴＥＭ像の自己相関関数を示す図。
【図１５】自己相関関数から楕円を抽出する手法を説明するための図。
【図１６】自己相関関数のピーク位置を結んで形成された楕円からＴＥＭ像の歪みを測定する手法を説明するための図。
【図１７】楕円の各方向を示す図。
【図１８】楕円パラメーターＡ，Ｂ，Ｃを説明するための図。
【図１９】楕円パラメーターＡ，Ｂ，Ｃを説明するための図。
【図２０】楕円パラメーターＡ，Ｂ，Ｃを説明するための図。
【図２１】楕円パラメーターＡ，Ｂ，Ｃを説明するための図。
【図２２】楕円パラメーターＡ，Ｂ，Ｃを説明するための図。
【図２３】第２実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法の一例を示すフローチャート。
【図２４】電子顕微鏡像の取得工程で取得されたＴＥＭ像。
【図２５】貫通孔の位置座標を特定する工程を説明するための図。
【図２６】貫通孔の位置座標を特定する工程を説明するための図。
【図２７】貫通孔の位置座標を特定する工程を説明するための図。
【図２８】貫通孔の位置座標を特定する工程を説明するための図。
【図２９】貫通孔の位置座標を特定する工程を説明するための図。
【図３０】貫通孔の位置座標を特定する工程を説明するための図。
【図３１】ＴＥＭ像の歪みを測定する工程を説明するための図。
【図３２】ＴＥＭ像の歪みを測定する工程を説明するための図。
【図３３】第１実施形態に係る電子顕微鏡の構成を示す図。
【図３４】第１実施形態に係る電子顕微鏡の処理部の処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図３５】第２実施形態に係る電子顕微鏡の構成を示す図。
【図３６】第２実施形態に係る電子顕微鏡の処理部の処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図３７】第３実施形態に係る電子顕微鏡の構成を示す図。
【図３８】第３実施形態に係る電子顕微鏡の処理部の処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図３９】第４実施形態に係る電子顕微鏡の構成を示す図。
【図４０】第４実施形態に係る電子顕微鏡の処理部の処理の流れの一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００４９】
１．  歪み測定用試料
まず、本実施形態に係る歪み測定用試料１について説明する。図１は、本実施形態に係る歪み測定用試料１を模式的に示す平面図である。図２は、本実施形態に係る歪み測定用試料１を模式的に示す断面図である。なお、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００５０】
歪み測定用試料１は、電子顕微鏡像の歪みを測定するための試料である。歪み測定用試料１を用いた電子顕微鏡像の歪み測定方法については後述する。
【００５１】
歪み測定用試料１は、図１および図２に示すように、基板２と、パターン形成層４と、導電層６と、導電層８と、を含む。
【００５２】
基板２は、例えば、シリコン基板である。基板２は、パターン形成層４を支持している。基板２の厚さは、例えば、２００μｍ程度である。
【００５３】
パターン形成層４は、基板２上に形成されている。パターン形成層４は、基板２の第１面２ａ（上面）に形成されている。なお、基板２の第２面２ｂ（第１面２ａとは反対側の面、下面）には、パターン形成層４と同じ材質の層５が形成されていてもよい。
【００５４】
パターン形成層４は、複数の貫通孔９が格子状に配列されて形成されたパターンを有している。貫通孔９は、等間隔に格子状に配列されている。すなわち、貫通孔９は、正方格子状に配列されている。なお、パターン形成層４に形成されるパターンは、貫通孔９が格子状に配列されて形成されたパターンであれば特に限定されない。貫通孔９は、例えば、矩形格子状、六角格子状、斜方格子状に配列されてもよい。貫通孔９は、所定の２方向に周期的に配列されていればよい。
【００５５】
貫通孔９は、パターン形成層４を貫通する孔であり、図示の例では、パターン形成層４、導電層６、導電層８を貫通している。図１に示すように、パターン形成層４の厚さ方向から見て（平面視において）、貫通孔９の形状は円である。なお、貫通孔９の平面形状は、円に限定されず、長方形、三角形、その他の多角形などであってもよい。
【００５６】
パターン形成層４は、例えば、窒化ケイ素層である。なお、パターン形成層４は、酸化層（例えば酸化ケイ素層）であってもよいし、金属層であってもよい。また、パターン形成層４は、複数の層が積層された構造を有していてもよい。パターン形成層４の厚さは、
例えば、３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。
【００５７】
導電層６は、パターン形成層４上に形成されている。導電層８は、パターン形成層４の下に形成されている。すなわち、パターン形成層４は、導電層６と導電層８とで挟まれている。導電層６および導電層８は、貫通孔９を塞いでいない。導電層６および導電層８は、パターン形成層４の帯電を緩和するための層である。導電層６および導電層８は、例えば、チタン層である。なお、導電層６および導電層８は、導電性を有する層であればその材質は特に限定されない。導電層６および導電層８の厚さは、例えば、２０ｎｍ程度である。
【００５８】
導電層６および導電層８を形成することにより、パターン形成層４の帯電を防止できる。さらに、電子顕微鏡で歪み測定用試料１を観察する際に、貫通孔９とそれ以外の部分との間のコントラスト差を大きくできる。
【００５９】
本実施形態に係る歪み測定用試料１は、後述するように、半導体製造技術を用いて製造されているため、格子状に配列された貫通孔９を高い精度で形成することができる。したがって、歪み測定用試料１によれば、高い精度で電子顕微鏡像の歪みの測定が可能である。
【００６０】
２．  歪み測定用試料の製造方法
次に、本実施形態に係る歪み測定用試料１の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係る歪み測定用試料１の製造方法の一例を示すフローチャートである。図４〜図９は、本実施形態に係る歪み測定用試料１の製造工程を模式的に示す断面図である。
【００６１】
まず、図４に示すように、基板２を準備する（Ｓ１００）。
【００６２】
次に、基板２の第１面２ａにパターン形成層４となる窒化ケイ素層４ａ（第１層）を成膜する（Ｓ１０２）。
【００６３】
窒化ケイ素層４ａは、例えば、大気圧よりも低い減圧状態で成膜を行う減圧ＣＶＤ（Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置で成膜される。本工程では、窒化ケイ素層４ａが引張応力を有するように成膜される。例えば、減圧ＣＶＤ装置による成膜の際に、圧力および温度を制御することで、窒化ケイ素層４ａに引張応力を与えることができる。窒化ケイ素層４ａが引張応力を有することで、基板２を除去して窒化ケイ素層４ａ（パターン形成層４）を自立膜とした際に、窒化ケイ素層４ａ（パターン形成層４）にしわが発生することを防止することができる。例えば、窒化ケイ素層４ａをスパッタ法で成膜した場合、窒化ケイ素層４ａが圧縮応力を有し、窒化ケイ素層４ａを自立膜とした際にしわが生じてしまう。
【００６４】
本工程において、窒化ケイ素層４ａの成膜と同時に、基板２の第２面２ｂに、図２に示す層５となるマスク層５ａを成膜する。すなわち、本工程では、基板２の両面にそれぞれ窒化ケイ素層４ａおよびマスク層５ａが同時に成膜される。なお、窒化ケイ素層４ａの成膜とマスク層５ａの成膜とを別々の工程で行ってもよい。
【００６５】
次に、窒化ケイ素層４ａに格子状に配列された貫通孔９を形成する（Ｓ１０４）。
【００６６】
具体的には、まず、図５に示すように、窒化ケイ素層４ａ上にレジストＲ１を塗布し、レジストＲ１を露光、現像して、レジストＲ１にマスクパターンを形成する。露光（リソグラフィ）は、例えば、電子線描画装置を用いて行われる。電子線描画装置を用いて露光
することで、マスクパターンをｎｍオーダーの高い精度で形成することができる。なお、マスクパターンの寸法および要求される精度に応じて、露光を、レーザー描画、ＵＶ露光などにより行ってもよい。
【００６７】
次に、図６に示すように、レジストＲ１をマスクとして窒化ケイ素層４ａをエッチングする。窒化ケイ素層４ａのエッチングは、ドライエッチングが好ましく、誘導結合型プラズマエッチング装置を用いたドライエッチングがより好ましい。これにより、窒化ケイ素層４ａを精度よくパターニングすることができる。なお、窒化ケイ素層４ａのエッチングをウェットエッチングで行ってもよい。
【００６８】
以上の工程により、貫通孔９が格子状に配列されたパターンを有する窒化ケイ素層４ａ（パターン形成層４）を形成することができる。
【００６９】
次に、図７に示すように、レジストＲ１を除去する。
【００７０】
次に、基板２を除去する（Ｓ１０６）。
【００７１】
具体的には、まず、図８に示すように、マスク層５ａ上にレジストＲ２を塗布し、レジストＲ２を露光、現像して、レジストＲ２にマスクパターンを形成する。次に、図９に示すように、レジストＲ２をマスクとして、マスク層５ａをパターニングする。次に、レジストＲ２を除去し、マスク層５ａをマスクとして基板２の第２面２ｂをエッチングする。
【００７２】
基板２のエッチングは、例えば、水酸化カリウムを用いた異方性ウェットエッチングにより行われる。水酸化カリウムは、基板２（シリコン基板）に対するエッチングレートが大きく、窒化ケイ素層４ａに対するエッチングレートが極めて小さいため、基板２のエッチング液として適している。なお、基板２のエッチングを深掘り反応性イオンエッチング（Ｄｅｅｐ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ、Ｄｅｅｐ  ＲＩＥ）で行ってもよい。この場合、窒化ケイ素層４ａは、深掘り反応性イオンエッチングでエッチングされてしまうため、窒化ケイ素層４ａの基板２側にあらかじめエッチングストップ層（例えばアルミ層、クロム層など）を設けることが好ましい。
【００７３】
基板２をエッチングして基板２を除去することで、窒化ケイ素層４ａのパターンが形成された領域を露出させることができる。この結果、窒化ケイ素層４ａは、自立膜となる。窒化ケイ素層４ａは、上述したように引張応力を有しているため、本工程において基板２が除去されても、窒化ケイ素層４ａにはしわが生じない。
【００７４】
次に、図２に示すように、パターン形成層４（窒化ケイ素層４ａ）の上面に導電層６（第２層）を成膜し、パターン形成層４（窒化ケイ素層４ａ）の下面に導電層８を成膜する（Ｓ１０８）。
【００７５】
導電層６および導電層８の成膜は、例えば、ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、スパッタ法、などにより行われる。導電層８の成膜と同時に基板２を覆うように導電層８を成膜してもよい。導電層６および導電層８の成膜は、同時に行われてもよい。導電層６および導電層８は、窒化ケイ素層４ａに形成された貫通孔９が埋まらないような厚さに形成される。
【００７６】
以上の工程により、歪み測定用試料１を製造することができる。
【００７７】
なお、上記では、パターン形成層４が窒化ケイ素層である例について説明したが、パターン形成層４がその他の材質の層である場合も同様の工程で歪み測定用試料１を製造する
ことができる。
【００７８】
また、上記では、１つの歪み測定用試料１を製造する場合について説明したが、１つの基板２（シリコンウエハ）に複数の歪み測定用試料１を同時に製造することも可能である。
【００７９】
本実施形態に係る歪み測定用試料１の製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【００８０】
本実施形態に係る歪み測定用試料１の製造方法では、基板２を準備する工程と、基板２の第１面２ａに窒化ケイ素層４ａを成膜する工程と、窒化ケイ素層４ａをパターニングして格子状に配列された貫通孔９を形成する工程と、基板２の第１面２ａとは反対側の第２面２ｂをエッチングして基板２を除去する工程と、を含む。そのため、本実施形態に係る歪み測定用試料１の製造方法では、半導体製造技術を用いて歪み測定用試料１を製造でき、高い精度（位置精度および寸法精度）で格子状に配列された貫通孔９からなるパターンを形成することができる。したがって、高い精度で電子顕微鏡像の歪みの測定が可能な歪み測定用試料を製造できる。
【００８１】
本実施形態に係る歪み測定用試料１の製造方法では、窒化ケイ素層４ａをパターニングして貫通孔９を形成する工程において、窒化ケイ素層４ａをパターニングするためのレジストＲ１を電子線描画装置により露光する。これにより、高い精度（例えばｎｍオーダーの精度）で格子状に配列された貫通孔９を形成することができる。したがって、高い精度で電子顕微鏡像の歪みの測定が可能な歪み測定用試料を製造できる。
【００８２】
本実施形態に係る歪み測定用試料１の製造方法では、窒化ケイ素層４ａをパターニングして貫通孔９を形成する工程において、窒化ケイ素層４ａのエッチングを誘導結合型プラズマエッチング装置で行う。これにより、高い精度（例えばｎｍオーダーの精度）で格子状に配列された貫通孔９を形成することができる。したがって、高い精度で電子顕微鏡像の歪みの測定が可能な歪み測定用試料を製造できる。
【００８３】
本実施形態に係る歪み測定用試料１の製造方法では、窒化ケイ素層４ａを成膜する工程において、窒化ケイ素層４ａが引張応力を有するように、窒化ケイ素層４ａを成膜する。これにより、基板２を除去した場合でも、窒化ケイ素層４ａにしわが発生することを防止することができる。
【００８４】
本実施形態に係る歪み測定用試料１の製造方法では、窒化ケイ素層４ａの厚さ方向から見て、貫通孔９の形状は円である。そのため、精度よく貫通孔９を形成することができる。貫通孔９の大きさは微小であるため、平面形状が長方形や多角形である場合、貫通孔９の角を精度よく形成することは難しい。貫通孔９の平面形状を角がない円にすることで、平面形状が長方形や多角形の場合に比べて、貫通孔９を精度よく形成することができる。
【００８５】
図１０および図１１は、本実施形態に係る歪み測定用試料の製造方法で製造された歪み測定用試料の透過電子顕微鏡像（ＴＥＭ像）である。
【００８６】
図１０および図１１に示す歪み測定用試料の製造条件は以下の通りである。
【００８７】
基板２は、厚さ２００μｍのシリコン基板とした。パターン形成層４は、厚さ１００ｎｍの窒化ケイ素層とした。レジストＲ１の露光（リソグラフィ）は、電子線描画装置  ＪＢＸ−６３００ＦＳ（日本電子株式会社製）を用いた。また、パターン形成層４のエッチングは、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）エッチング装置  ＲＩＥ−４００ｉＰ（サムコ株式会社製）を用いた。これらの装置を用いて、パタ
ーン形成層４に、直径６０ｎｍの貫通孔９を１５０ｎｍピッチで正方格子状に配列したパターンを形成した。なお、貫通孔９の平面形状は円とした。
【００８８】
基板２のエッチングは、水酸化カリウムを用いた異方性エッチングで行った。また、導電層６および導電層８は、それぞれ厚さ２０ｎｍのチタン層とした。すなわち、歪み測定用試料は、チタン層（２０ｎｍ）／窒化ケイ素層（１００ｎｍ）／チタン層（２０ｎｍ）からなる層構造を有している。
【００８９】
このようにして製造された歪み測定用試料を、透過電子顕微鏡ＪＥＭ−２２００ＦＳ（日本電子株式会社製）で撮影して、図１０および図１１に示すＴＥＭ像を取得した。
【００９０】
図１０および図１１に示すように、製造された歪み測定用試料では、格子状に配列された貫通孔９からなるパターンがｎｍオーダーの精度で形成されている。また、形成されたパターンは、電子線描画装置で用いたＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄ  ｄｅｓｉｇｎ）図面と高い精度で一致した。また、図１０および図１１に示すように、パターン形成層４（窒化ケイ素層）には、しわはみられない。
【００９１】
３．  電子顕微鏡像の歪み測定方法
３．１．  第１実施形態
次に、第１実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法について説明する。本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法では、本実施形態に係る歪み測定用試料１を用いて、歪みの測定を行う。
【００９２】
図１２は、第１実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法の一例を示すフローチャートである。
【００９３】
本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法は、歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する工程（Ｓ２００）と、歪み測定用試料の電子顕微鏡像の自己相関関数を算出する工程（Ｓ２０２）と、算出された自己相関関数のピーク位置を結んで構成された図形に基づいて、電子顕微鏡像の歪みを測定する工程と（Ｓ２０４）と、を含む。
【００９４】
（１）電子顕微鏡像の取得工程（Ｓ２００）
まず、歪み測定用試料１を電子顕微鏡に導入して歪み測定用試料１の電子顕微鏡像を撮影し、歪み測定用試料１の電子顕微鏡像を取得する。ここでは、電子顕微鏡が透過電子顕微鏡である場合について説明する。
【００９５】
歪み測定用試料１は、透過電子顕微鏡の試料面（試料ステージ）または、試料面と共役な面に導入される。本実施形態に係る歪み測定方法では、歪み測定用試料１が導入された位置よりも後段の光学系（電子レンズ等）による透過電子顕微鏡像（ＴＥＭ像）の歪みを測定することができる。
【００９６】
図１３は、図１０および図１１に示す歪み測定用試料１を３０，０００倍の観察倍率で撮影して得られたＴＥＭ像である。以下、図１３に示すＴＥＭ像を用いて、本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法を説明する。
【００９７】
（２）自己相関関数の算出工程（Ｓ２０２）
次に、電子顕微鏡像を取得する工程（Ｓ２００）で取得されたＴＥＭ像の自己相関関数（二次元の自己相関関数）を算出する。電子顕微鏡像の自己相関関数を算出することで、格子状に配置された貫通孔９で形成されたパターンの周期性を反映した図形（自己相関図形）が得られる。なお、自己相関関数を算出する前にＬｏｗ  ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ処
理を行ってもよい。これにより、ＴＥＭ像のノイズを低減することができる。
【００９８】
図１４は、図１３に示すＴＥＭ像の自己相関関数を示す図である。
【００９９】
図１４に示すＴＥＭ像の自己相関関数には、複数のピークが見られており、このピークの間隔が貫通孔９の間隔に対応している。
【０１００】
（３）電子顕微鏡像の歪み測定工程（Ｓ２０４）
次に、算出された自己相関関数に基づいて、ＴＥＭ像の歪みを測定する。ＴＥＭ像の歪みの測定は、図１４に示す自己相関関数のピーク位置を結んで形成された中心を原点に持つ楕円の歪みを測定することで行われる。
【０１０１】
図１５は、自己相関関数から楕円を抽出する手法を説明するための図である。
【０１０２】
図１５に示すように、自己相関関数の原点に最も近接している４つのピーク位置を抽出しその４つのピーク位置を含み、原点を中心とする幅を持った円を第１円とする。次に、第１円の半径の√２倍の半径を持つ円を第２円とし、第２円の近傍にある４つのピーク位置を抽出する。同様に、第１円の半径の２倍の半径を持つ円を第３円とし、第３円の近傍にある４つのピーク位置を抽出する。同様に、第１円の半径の２√２倍の半径を持つ円を第４円とし、第４円の近傍にある４つのピーク位置を抽出する。
【０１０３】
図１５には、このようにして抽出されたピーク位置の座標と、第１円〜第４円の各々の近傍の４つのピーク位置から求められる４つの楕円と、楕円の長径と短径の平均から求めた平均半径と、が記載されている。
【０１０４】
図１６は、自己相関関数のピーク位置を結んで形成された楕円からＴＥＭ像の歪みを測定する手法を説明するための図である。
【０１０５】
図１６に示すように、第１円から抽出された４つのピーク位置をそれぞれ√２倍した位置と、第２円から抽出された４つのピーク位置と、から楕円を描く。例えば、これらの８つの点に対して楕円をフィッティングすることで楕円を描くことができる。なお、自己相関関数の原点を（０，０）とし、ピーク位置の座標が（Ｘ，Ｙ）である場合、座標（√２×Ｘ，√２×Ｙ）がピーク位置を√２倍した位置である。
【０１０６】
同様に、第３円近傍から抽出された４つのピーク位置を√２倍した位置と、第４円から抽出された４つのピーク位置と、から楕円を描く。この結果、図１６に示す原点を中心とした楕円が得られる。
【０１０７】
楕円を（Ａｘ＋Ｂｙ）２＋（Ｂｘ＋Ｃｙ）２＝１の関数で表し、Ａ，Ｂ，Ｃから、それぞれの方向のアスペクト比を求める。
【０１０８】
図１７は、楕円の各方向を示す図である。
【０１０９】
縦Ｖ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ）、横Ｈ（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）、左上−右下ＬＲ（Ｕｐｐｅｒ  Ｌｅｆｔ  −  Ｌｏｗｅｒ  Ｒｉｇｈｔ）、右上−左下ＲＬ（Ｕｐｐｅｒ  Ｒｉｇｈｔ  −  Ｌｏｗｅｒ  Ｌｅｆｔ）を、図１７に示すように定義する。
【０１１０】
図１８〜図２２は、楕円パラメーターＡ，Ｂ，Ｃを説明するための図である。
【０１１１】
式（Ａｘ＋Ｂｙ）２＋（Ｂｘ＋Ｃｙ）２＝１において、Ａ＝１、Ｂ＝０、Ｃ＝１のとき
真円となる（図１８参照）。また、Ａ＝１．１、Ｂ＝０、Ｃ＝１のとき、縦横比Ｖ／Ｈ＝１／０．９＝１．１１１となる（図１９参照）。また、Ａ＝１、Ｂ＝０、Ｃ＝１．１のとき縦横比Ｖ／Ｈ＝０．９／１＝０．９となる（図２０参照）。以上から縦横比Ｖ／Ｈは次式（１）で表される。
【０１１２】
【数１】
2018200810.tif 000003
【０１１３】
また、式（Ａｘ＋Ｂｙ）２＋（Ｂｘ＋Ｃｙ）２＝１において、Ａ＝１、Ｂ＝０．１、Ｃ＝１のとき、斜めの比ＬＲ／ＲＬ＝１．１０３／０．９０５＝１．２２となる（図２１参照）。また、Ａ＝１、Ｂ＝−０．１、Ｃ＝１のとき、斜めの比ＬＲ／ＲＬ＝０．９０５／１．１０３＝０．８２となる（図２２参照）。
【０１１４】
Ｂが十分に小さいときは、斜めの比ＬＲ／ＲＬは次式（２）で表される。
【０１１５】
【数２】
2018200810.tif 000004
【０１１６】
上記式（１）および式（２）を用いて算出された図１６に示す２つの楕円のうち、内側の楕円で求めたアスペクト比は、以下の通りである。
【０１１７】
縦横比Ｖ／Ｈ＝１００．２３
斜めの比ＬＲ／ＲＬ＝９７．８１４８
【０１１８】
同様に、図１６に示す２つの楕円のうち、外側の楕円で求めたアスペクト比は、以下の通りである。
【０１１９】
縦横比Ｖ／Ｈ＝１００．２１７
斜めの比ＬＲ／ＲＬ＝９７．８１０９
【０１２０】
このように、内側の楕円のアスペクト比および外側の楕円のアスペクト比は同様の値であり、ＴＥＭ像のアスペクト比を正確に求めることができたことがわかる。
【０１２１】
以上の工程により、ＴＥＭ像の歪みを測定することができる。
【０１２２】
本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法では、ＴＥＭ像の歪み（アスペクト比（縦横比および斜めの比））を測定することができる。
【０１２３】
なお、上記では、自己相関関数のピーク位置を結んで形成される同心楕円に基づいて歪みを測定したが、１つの楕円から歪みを測定してもよい。
【０１２４】
また、自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形は楕円や同心楕円に限定されず、矩形、多角形などのその他の図形であってもよい。このような場合でも、楕円や同心楕円と同様に、歪みを測定することができる。
【０１２５】
本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１２６】
本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法では、上述した歪み測定用試料の製造方法で製造された歪み測定用試料の電子顕微鏡像を用いて、電子顕微鏡像の歪みを測定する。上述した歪み測定用試料の製造方法では、高い精度で格子状に配列された貫通孔９からなるパターンを形成することができる。したがって、本実施形態に係る歪み測定方法では、高い精度で電子顕微鏡像の歪みを測定することができる。
【０１２７】
本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法では、格子状に配列された貫通孔９を有する歪み測定用試料１の電子顕微鏡像の自己相関関数を算出し、当該自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形に基づいて、電子顕微鏡像の歪みを測定する。そのため、電子顕微鏡像の歪みを、容易に精度よく測定することができる。
【０１２８】
本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法では、自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形は、楕円である。そのため、電子顕微鏡像の歪みを、容易に精度よく測定することができる。また、自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形を、同心楕円とすることで、より精度よく電子顕微鏡像の歪みを測定することができる。
【０１２９】
３．２．  第２実施形態
次に、第２実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法について説明する。図２３は、第２実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法の一例を示すフローチャートである。なお、上述した第１実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【０１３０】
本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法は、歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する工程（Ｓ３００）と、歪み測定用試料の電子顕微鏡像上における貫通孔９の位置座標を特定する工程（Ｓ３０２）と、貫通孔９の位置座標を結んで構成された図形に基づいて、電子顕微鏡像の歪みを測定する工程と（Ｓ３０４）と、を含む。
【０１３１】
本実施形態では、画像認識技術を使用することで、より簡便に電子顕微鏡像の歪みを測定することができる。以下では、電子顕微鏡像の歪みを測定するために、画像認識に関連する機能のライブラリであるＯｐｅｎＣＶを使用した例について説明する。
【０１３２】
（１）電子顕微鏡像の取得工程（Ｓ３００）
本工程は、上述した第１実施形態における電子顕微鏡像の取得（Ｓ２００）と同様に行われる。
【０１３３】
（２）貫通孔の位置座標の特定工程（Ｓ３０２）
次に、電子顕微鏡像を取得する工程（Ｓ３００）で取得された電子顕微鏡像上における貫通孔９の位置座標を特定する。
【０１３４】
図２４は、電子顕微鏡像の取得工程（Ｓ３００）で取得されたＴＥＭ像である。図２５〜図３０は、貫通孔９の位置座標を特定する工程を説明するための図である。
【０１３５】
まず、ＴＥＭ像にぼかしを入れる。図２５は、図２４に示すＴＥＭ像上で四角で囲んだ領域を拡大した図であり、図２６は、図２５にぼかしを入れた図である。
【０１３６】
次に、図２７に示すように、ぼかしを入れたＴＥＭ像を二値化する。次に、図２８に示すように、貫通孔９の像の輪郭を検出する。図２９は、検出した輪郭を元のＴＥＭ像（図
２５参照）に重ねて描画した図である。
【０１３７】
次に、図３０に示すように、検出した輪郭を囲む最小円を検出する。そして、この最小円の中心の位置座標を、貫通孔９の位置座標とする。図３０では、図２５に示すＴＥＭ像上に、貫通孔９の輪郭を囲む最小円および最小円の中心を描画している。
【０１３８】
なお、ここでは、貫通孔９の輪郭を囲む最小円を検出して貫通孔９の位置座標を特定する例について説明したが、ＴＥＭ像上における貫通孔９の位置座標を特定できればその手法は特に限定されない。例えば、貫通孔９の輪郭の重心を検出しても、同様に、貫通孔９の位置座標を特定できる。
【０１３９】
（３）電子顕微鏡像の歪み測定工程（Ｓ３０４）
次に、ＴＥＭ像上における貫通孔９の位置座標を結んで形成される図形に基づいて、ＴＥＭ像の歪みを測定する。本実施形態では、貫通孔９の位置座標を結んで形成される図形にグリッドパターンをフィッティングして、ＴＥＭ像の歪みを算出する。
【０１４０】
図３１および図３２は、ＴＥＭ像の歪みを測定する工程を説明するための図である。
【０１４１】
具体的には、まず、図３１に示すように、ＴＥＭ像の端において、全体が含まれていない貫通孔９の像を除外する。これは、貫通孔９の全体が含まれていない場合、貫通孔９の位置座標を正確に特定できないためである。次に、図３２に示すように、貫通孔９の位置座標を結んで形成される図形にグリッドパターンをフィッティングする。フィッティングは、グリッドパターンの交点と貫通孔９の位置座標との間の距離が最も小さくなるように、正方形のグリッドパターンを歪ませることで行われる。このときのグリッドパターンの歪みが、ＴＥＭ像の歪みに対応する。よって、グリッドパターンをフィッティングしたときのグリッドパターンの歪み値から、ＴＥＭ像の歪みを求めることができる。
【０１４２】
図３２に示すように貫通孔９の位置座標を結んで形成される図形にグリッドパターンをフィッティングした結果、Ｙ／Ｘ＝０．９９７、Ｙ２／Ｘ２＝０．９８７であった。ただし、Ｙ／Ｘは縦横比であり、Ｙ２／Ｘ２は斜めの比である。
【０１４３】
以上の工程により、ＴＥＭ像の歪みを測定することができる。
【０１４４】
本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法では、ＴＥＭ像の歪みとして、アスペクト比（線形の歪み）に加えて、樽形歪み、糸巻き型歪みなどの高次の歪みを測定することができる。
【０１４５】
なお、上記では、貫通孔９の位置座標を結んで形成される図形に、グリッドパターンをフィッティングして歪みを測定したが、貫通孔９の位置座標を結んで形成される図形にフィッティングするパターン（図形）は特に限定されない。
【０１４６】
本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１４７】
本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法では、上述した歪み測定用試料の製造方法で製造された歪み測定用試料の電子顕微鏡像を用いて、電子顕微鏡像の歪みを測定する。したがって、本実施形態に係る歪み測定方法では、高い精度で電子顕微鏡像の歪みを測定することができる。
【０１４８】
本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法では、貫通孔９の位置座標を特定するために、貫通孔９とその周辺とを二値化によって分離する。そのため、歪みを精度よく測定
するためには、貫通孔９とその周辺とにコントラスト差が必要である。本実施形態では、上述した歪み測定用試料の製造方法で製造された歪み測定用試料１を用いているため、半導体製造技術を用いて貫通孔９を精度よく形成することができる。したがって、貫通孔９とその周辺とのコントラスト差の大きい電子顕微鏡像を得ることができ、電子顕微鏡像の歪みを精度よく測定することができる。
【０１４９】
本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法では、歪み測定用試料１の電子顕微鏡像上における貫通孔９の位置座標を特定し、当該位置座標を結んで形成される図形に基づいて、電子顕微鏡像の歪みを測定する。そのため、電子顕微鏡像の歪みを、容易に精度よく測定することができる。
【０１５０】
本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法では、歪みを測定する工程において、貫通孔９の位置座標を結んで形成される図形にグリッドパターンをフィッティングして、歪みを算出する。そのため、本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法では、アスペクト比（線形の歪み）に限定されず、高次の歪みを測定することができる。
【０１５１】
４．  電子顕微鏡
４．１．  第１実施形態
次に、第１実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図３３は、第１実施形態に係る電子顕微鏡１００の構成を示す図である。
【０１５２】
電子顕微鏡１００は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）である。すなわち、電子顕微鏡１００では、試料Ｓに電子線を照射して試料Ｓを透過した電子線を結像して透過電子顕微鏡像（ＴＥＭ像）を取得することができる。また、電子顕微鏡１００では、歪み測定用試料１のＴＥＭ像を取得して、上述した第１実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法によりＴＥＭ像の歪みを測定する。
【０１５３】
電子顕微鏡１００は、図３３に示すように、電子源１０と、照射レンズ１２と、試料ステージ１４と、試料ホルダー１５と、対物レンズ１６と、中間レンズ１８と、投影レンズ２０と、撮像装置２２と、処理部３０と、操作部４０と、表示部４２と、記憶部４４と、を含む。
【０１５４】
電子源１０は、電子を発生させる。電子源１０は、例えば、陰極から放出された電子を陽極で加速し電子線を放出する電子銃である。
【０１５５】
照射レンズ１２は、電子源１０から放出された電子線を集束して試料Ｓに照射する。照射レンズ１２は、図示はしないが、複数の電子レンズ（コンデンサーレンズ）で構成されていてもよい。
【０１５６】
試料ステージ１４は、試料Ｓを保持する。図示の例では、試料ステージ１４は、試料ホルダー１５を介して、試料Ｓを保持している。試料ステージ１４によって、試料Ｓの位置決めを行うことができる。電子顕微鏡１００においてＴＥＭ像の歪みを測定する場合、試料ステージ１４（試料ホルダー１５）には、歪み測定用試料１が装着される。これにより、試料面に歪み測定用試料１を配置することができる。なお、歪み測定用試料１は、測定対象となる電子レンズに応じて試料面（試料ステージ１４）と共役な面に配置されてもよい。
【０１５７】
対物レンズ１６は、試料Ｓを透過した電子線でＴＥＭ像を結像するための初段のレンズである。
【０１５８】
中間レンズ１８および投影レンズ２０は、対物レンズ１６によって結像された像を拡大し、撮像装置２２上に結像させる。対物レンズ１６、中間レンズ１８、および投影レンズ２０は、電子顕微鏡１００の結像系を構成している。
【０１５９】
撮像装置２２は、結像系によって結像された像を撮影する。撮像装置２２は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ＭＯＳ）カメラ等のデジタルカメラである。
【０１６０】
図示はしないが、電子顕微鏡１００は、上述した光学系の他に、レンズや絞りを有していてもよい。また、図示はしないが、電子顕微鏡１００は、エネルギー分散型Ｘ線分光器（ｅｎｅｒｇｙ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）や波長分散型Ｘ線分光器（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）などの分析装置を搭載していてもよい。
【０１６１】
電子顕微鏡１００では、電子源１０から放出された電子線は、照射レンズ１２によって集束されて試料Ｓに照射される。試料Ｓに照射された電子線は、試料Ｓを透過して対物レンズ１６によって結像される。対物レンズ１６によって結像されたＴＥＭ像は、中間レンズ１８および投影レンズ２０によってさらに拡大されて、撮像装置２２で撮影される。撮像装置２２で撮影されたＴＥＭ像（画像データ）は、処理部３０に送られる。
【０１６２】
操作部４０は、ユーザーによる操作に応じた操作信号を取得し、処理部３０に送る処理を行う。操作部４０は、例えば、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイ、マイクなどである。
【０１６３】
表示部４２は、処理部３０によって生成された画像を表示するものであり、その機能は、ＬＣＤ、ＣＲＴなどにより実現できる。
【０１６４】
記憶部４４は、処理部３０のワーク領域となるもので、その機能はＲＡＭや、ＲＯＭ、ハードディスクなどにより実現できる。記憶部４４は、処理部３０が各種の制御処理や計算処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。また、記憶部４４は、処理部３０が各種プログラムに従って実行した算出結果等を一時的に記憶するためにも使用される。
【０１６５】
処理部３０は、歪み測定用試料のＴＥＭ像を取得してＴＥＭ像の歪みを測定する処理や、歪みの測定結果を表示部４２に表示する処理などの処理を行う。処理部３０の機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）でプログラムを実行することにより実現することができる。なお、処理部３０の機能の少なくとも一部を、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などの専用回路により実現してもよい。処理部３０は、像取得部３２と、自己相関関数算出部３４と、歪み測定部３６と、歪み補正部３８と、表示制御部３９と、を含む。
【０１６６】
像取得部３２は、歪み測定用試料１のＴＥＭ像を取得する。像取得部３２は、撮像装置２２から出力された歪み測定用試料１のＴＥＭ像のデータ（画像データ）を受け付けて、歪み測定用試料１のＴＥＭ像を取得する。
【０１６７】
自己相関関数算出部３４は、像取得部３２が取得した歪み測定用試料１のＴＥＭ像の自己相関関数を算出する。自己相関関数算出部３４は、上述した自己相関関数の算出工程（Ｓ２０２）で説明した手法により、ＴＥＭ像の自己相関関数を算出する。
【０１６８】
歪み測定部３６は、自己相関関数算出部３４が算出した自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形に基づいて、ＴＥＭ像の歪みを測定する。歪み測定部３６は、上述し
た電子顕微鏡像の歪み測定工程（Ｓ２０４）で説明した手法により、ＴＥＭ像の歪みを測定する。
【０１６９】
歪み補正部３８は、歪み測定部３６で測定されたＴＥＭ像の歪みの測定結果に基づいて、撮影された試料ＳのＴＥＭ像の歪みを補正する処理を行う。
【０１７０】
表示制御部３９は、歪み測定部３６で測定されたＴＥＭ像の歪みの測定結果を、表示部４２に表示する制御を行う。また、表示制御部３９は、歪み補正部３８で歪みが補正されたＴＥＭ像を表示部４２に表示する制御を行う。
【０１７１】
図３４は、第１実施形態に係る電子顕微鏡１００の処理部３０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【０１７２】
まず、試料ステージ１４（試料ホルダー１５）に歪み測定用試料１を装着して、電子顕微鏡１００に歪み測定用試料１を導入する。ここでは、歪み測定用試料１を試料面に導入して、結像系の歪みを測定する例について説明する。
【０１７３】
処理部３０は、ユーザーが歪み測定開始の指示（測定開始指示）を行ったか否かを判定し（Ｓ４００）、測定開始指示が行われるまで待機する（Ｓ４００のＮＯ）。処理部３０は、例えば、操作部４０を介して測定開始指示が入力された場合に、ユーザーが測定開始指示を行ったと判断する。
【０１７４】
測定開始指示が行われたと判断された場合（Ｓ４００のＹＥＳ）、像取得部３２は歪み測定用試料１のＴＥＭ像を取得する（Ｓ４０２）。像取得部３２は、光学系１２，１６，１８，２０および撮像装置２２を制御してあらかじめ設定された観察条件（倍率等）で歪み測定用試料１の撮影を行い、撮像装置２２からのＴＥＭ像を受け付けて、歪み測定用試料１のＴＥＭ像を取得する。
【０１７５】
次に、自己相関関数算出部３４が、取得された歪み測定用試料１のＴＥＭ像の自己相関関数を算出する（Ｓ４０４）。
【０１７６】
次に、歪み測定部３６が、算出された自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形に基づいて、ＴＥＭ像の歪みを測定する（Ｓ４０６）。ＴＥＭ像の歪みの測定結果は、記憶部４４に記憶される。
【０１７７】
次に、表示制御部３９が、ＴＥＭ像の歪みの測定結果を、表示部４２に表示する制御を行う（Ｓ４０８）。そして、処理部３０は、処理を終了する。
【０１７８】
電子顕微鏡１００では、ＴＥＭ像の歪み測定が終了後、試料ＳのＴＥＭ像が撮影された場合、歪み補正部３８が記憶部４４に記憶されているＴＥＭ像の歪みの測定結果に基づいて、試料ＳのＴＥＭ像の歪みを補正する。これにより、電子顕微鏡１００では、歪みのない（または歪みの少ない）試料ＳのＴＥＭ像を表示部４２に表示することができる。
【０１７９】
電子顕微鏡１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１８０】
電子顕微鏡１００では、像取得部３２が歪み測定用試料１のＴＥＭ像を取得し、自己相関関数算出部３４が歪み測定用試料１のＴＥＭ像の自己相関関数を算出し、歪み測定部３６が自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形に基づいて、ＴＥＭ像の歪みを測定する。そのため、電子顕微鏡１００では、ＴＥＭ像の歪みを、容易に精度よく測定することができる。また、電子顕微鏡１００では、ＴＥＭ像の歪みを自動で測定することがで
きる。
【０１８１】
電子顕微鏡１００では、表示制御部３９が、歪み測定部３６で測定されたＴＥＭ像の歪みの測定結果を表示部４２に表示する制御を行うため、ユーザーは歪みの測定結果を容易に知ることができる。
【０１８２】
電子顕微鏡１００では、歪み補正部３８が、歪み測定部３６で測定されたＴＥＭ像の歪みの測定結果に基づいて、撮影されたＴＥＭ像の歪みを補正する。そのため、電子顕微鏡１００では、歪みのない（または歪みの少ない）ＴＥＭ像を提供することができる。
【０１８３】
４．２．  第２実施形態
次に、第２実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図３５は、第２実施形態に係る電子顕微鏡２００の構成を示す図である。以下、本実施形態に係る電子顕微鏡２００において、上述した電子顕微鏡１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１８４】
電子顕微鏡２００では、歪み測定用試料１のＴＥＭ像を取得して、上述した第２実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法によりＴＥＭ像の歪みを測定する点で、電子顕微鏡１００と異なる。
【０１８５】
電子顕微鏡２００の処理部３０は、図３５に示すように、位置座標特定部２０２を含む。
【０１８６】
位置座標特定部２０２は、像取得部３２が取得した歪み測定用試料１のＴＥＭ像上における貫通孔９の位置座標を算出する。位置座標特定部２０２は、上述した貫通孔９の位置座標の特定工程（Ｓ３０２）で説明した手法により、貫通孔９の位置座標を算出する。
【０１８７】
歪み測定部３６は、特定された貫通孔９の位置座標を結んで形成される図形に基づいて、ＴＥＭ像の歪みを測定する。歪み測定部３６は、上述した電子顕微鏡像の歪み測定工程（Ｓ３０４）で説明した手法により、ＴＥＭ像の歪みを測定する。
【０１８８】
図３６は、第２実施形態に係る電子顕微鏡２００の処理部３０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、以下では、上述した図３４に示す第１実施形態に係る電子顕微鏡１００の処理部３０の処理と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【０１８９】
まず、試料ステージ１４（試料ホルダー１５）に歪み測定用試料１を装着して、電子顕微鏡２００に歪み測定用試料１を導入する。
【０１９０】
処理部３０は、ユーザーが歪み測定開始の指示（測定開始指示）を行ったか否かを判定し（Ｓ５００）、測定開始指示が行われるまで待機する（Ｓ５００のＮＯ）。
【０１９１】
測定開始指示が行われたと判断された場合（Ｓ５００のＹＥＳ）、像取得部３２は歪み測定用試料１のＴＥＭ像を取得する（Ｓ５０２）。
【０１９２】
次に、位置座標特定部２０２が、取得された歪み測定用試料１のＴＥＭ像上における貫通孔９の位置座標を特定する（Ｓ５０４）。
【０１９３】
次に、歪み測定部３６が、特定された貫通孔９の位置座標を結んで形成される図形に基づいて、ＴＥＭ像の歪みを測定する（Ｓ５０６）。ＴＥＭ像の歪みの測定結果は、記憶部
４４に記憶される。
【０１９４】
次に、表示制御部３９が、歪み測定部３６で測定されたＴＥＭ像の歪みの測定結果を、表示部４２に表示する制御を行う（Ｓ５０８）。また、処理部３０は、ＴＥＭ像の歪みの測定結果を記憶部４４に記憶する処理を行う。そして、処理部３０は、処理を終了する。
【０１９５】
電子顕微鏡２００では、ＴＥＭ像の歪みの測定が終了後、試料ＳのＴＥＭ像が撮影された場合、歪み補正部３８は記憶部４４に記憶されているＴＥＭ像の歪みの測定結果に基づいて、試料ＳのＴＥＭ像の歪みを補正する。
【０１９６】
電子顕微鏡２００は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１９７】
電子顕微鏡２００では、像取得部３２が歪み測定用試料１のＴＥＭ像を取得し、位置座標特定部２０２が歪み測定用試料１のＴＥＭ像上における貫通孔９の位置座標を特定し、歪み測定部３６が貫通孔９の位置座標を結んで形成される図形に基づいて、ＴＥＭ像の歪みを測定する。そのため、電子顕微鏡２００では、ＴＥＭ像の歪みを、容易に精度よく測定することができる。また、電子顕微鏡２００では、ＴＥＭ像の歪みを自動で測定することができる。
【０１９８】
４．３．  第３実施形態
次に、第３実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図３７は、第３実施形態に係る電子顕微鏡３００の構成を示す図である。以下、本実施形態に係る電子顕微鏡３００において、上述した電子顕微鏡１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１９９】
電子顕微鏡３００は、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）である点で上述した電子顕微鏡１００と異なる。
【０２００】
電子顕微鏡３００では、電子プローブ（集束した電子線）で試料Ｓ上を走査し、電子線の照射位置ごとに試料Ｓを透過した電子線の強度情報を取得して走査透過電子顕微鏡像（ＳＴＥＭ像）を生成することができる。また、電子顕微鏡３００では、歪み測定用試料１のＳＴＥＭ像を取得して、上述した第１実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法によりＳＴＥＭ像の歪みを測定する。なお、第１実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法は、ＳＴＥＭ像の場合も、ＴＥＭ像の場合と同様に適用できる。
【０２０１】
電子顕微鏡３００は、図３７に示すように、走査偏向器３０２と、走査信号生成装置３０４（走査信号生成部）と、ＳＴＥＭ像検出器３０６と、を含む。
【０２０２】
走査偏向器３０２は、電子源１０から放出された電子線を二次元的に偏向させる。走査偏向器３０２は、照射レンズ１２で集束された電子線（電子プローブ）で試料Ｓ上を走査する。
【０２０３】
走査信号生成装置３０４は、走査偏向器３０２に供給される走査信号を生成する。走査信号生成装置３０４が走査信号を供給することで、走査偏向器３０２が走査信号に基づき動作し、電子プローブで試料Ｓ上を走査することができる。
【０２０４】
ここで、走査電子顕微鏡では、電子プローブの走査を変えることで、得られるＳＴＥＭ像の歪みを変えることができる。例えば、電子プローブを走査する領域の縦横比を変えることで、得られるＳＴＥＭ像の縦横比を変えることができる。そのため、電子顕微鏡３００では、走査信号生成装置３０４が、処理部３０（歪み測定部３６）で測定されたＳＴＥ
Ｍ像の歪みの測定結果に基づいて、走査信号を生成する。この結果、電子顕微鏡３００では、歪みのない（または歪みの少ない）ＳＴＥＭ像が得られる。
【０２０５】
具体的には、処理部３０は、記憶部４４に記憶された歪みの測定結果の情報を、走査信号生成装置３０４に送る。そして、走査信号生成装置３０４は、処理部３０からの電子顕微鏡像（ＳＴＥＭ像）の歪みの測定結果の情報に基づいて、歪みのない（または歪みの少ない）ＳＴＥＭ像が得られるように走査信号を生成する。
【０２０６】
ＳＴＥＭ像検出器３０６は、試料Ｓを透過した電子線を検出する。ＳＴＥＭ像検出器３０６は、例えば、試料Ｓを透過した電子のうち、散乱されずに透過した電子、および所定の角度以下で散乱した電子を検出する明視野ＳＴＥＭ検出器である。ＳＴＥＭ像検出器３０６は、検出された電子の強度信号（検出信号）を、信号処理装置（図示せず）に送る。信号処理装置では、ＳＴＥＭ像検出器３０６で検出された電子の強度信号（検出信号）を走査信号に同期させて画像化し、ＳＴＥＭ像を生成する。生成されたＳＴＥＭ像（画像データ）は、処理部３０に送られる。
【０２０７】
なお、ＳＴＥＭ像検出器３０６が、試料Ｓで特定の角度で散乱された電子を検出する暗視野ＳＴＥＭ検出器であってもよい。また、電子顕微鏡３００は、明視野ＳＴＥＭ検出器および暗視野ＳＴＥＭ検出器の両方を備えていてもよい。
【０２０８】
図３８は、第３実施形態に係る電子顕微鏡３００の処理部３０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、以下では、上述した図３４に示す第１実施形態に係る電子顕微鏡１００の処理部３０の処理と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【０２０９】
まず、試料ステージ１４（試料ホルダー１５）に歪み測定用試料１を装着して、電子顕微鏡３００に歪み測定用試料１を導入する。
【０２１０】
処理部３０は、ユーザーが歪み測定開始の指示（測定開始指示）を行ったか否かを判定し（Ｓ６００）、測定開始指示が行われるまで待機する（Ｓ６００のＮＯ）。
【０２１１】
測定開始指示が行われたと判断された場合（Ｓ６００のＹＥＳ）、像取得部３２は歪み測定用試料１のＳＴＥＭ像を取得する（Ｓ６０２）。
【０２１２】
次に、自己相関関数算出部３４が、取得された歪み測定用試料１のＳＴＥＭ像の自己相関関数を算出する（Ｓ６０４）。
【０２１３】
次に、歪み測定部３６が、算出された自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形に基づいて、ＳＴＥＭ像の歪みを測定する（Ｓ６０６）。ＳＴＥＭ像の歪みの測定結果は、記憶部４４に記憶される。
【０２１４】
次に、歪み補正部３８が、歪み測定部３６で測定されたＳＴＥＭ像の歪みの測定結果が、所定値以下か否かを判定する処理を行う（Ｓ６０８）。測定されたＳＴＥＭ像の歪みが所定値よりも大きいと判定した場合（Ｓ６０８のＮＯ）、歪み補正部３８は、記憶部４４に記憶されたＳＴＥＭ像の歪みの測定結果を走査信号生成装置３０４に送る。
【０２１５】
走査信号生成装置３０４は、歪みの測定結果の情報を受け付け、歪みの測定結果に基づき走査信号を生成する（走査信号を補正する）（Ｓ６１０）。そして、Ｓ６０２に戻って、像取得部３２が歪み測定用試料１のＳＴＥＭ像を取得し、自己相関関数を算出する処理（Ｓ６０４）、歪みを測定する処理（Ｓ６０６）、歪みが所定値以下か否かを判定する処
理（Ｓ６０８）が行われる。
【０２１６】
歪み補正部３８が測定されたＳＴＥＭ像の歪みが所定値以下と判定した場合（Ｓ６０８のＹＥＳ）、処理部３０は処理を終了する。この結果、電子顕微鏡３００で得られる試料ＳのＳＴＥＭ像は、歪みのない（または歪みの少ない）画像となる。
【０２１７】
電子顕微鏡３００では、上述した電子顕微鏡１００と同様の作用効果を奏することができる。さらに、電子顕微鏡３００では、走査信号生成装置３０４が、歪み測定部３６で測定されたＳＴＥＭ像の歪みの測定結果に基づいて走査信号を生成する。そのため、電子顕微鏡３００では、歪みのない（または歪みの少ない）ＳＴＥＭ像を取得することができる。
【０２１８】
４．４．  第４実施形態
次に、第４実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図３９は、第４実施形態に係る電子顕微鏡４００の構成を示す図である。以下、本実施形態に係る電子顕微鏡４００において、上述した電子顕微鏡１００，２００，３００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０２１９】
電子顕微鏡４００は、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）である点で上述した電子顕微鏡２００と異なる。
【０２２０】
電子顕微鏡４００では、歪み測定用試料１のＳＴＥＭ像を取得して、上述した第２実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法によりＳＴＥＭ像の歪みを測定する。なお、第２実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法は、ＳＴＥＭ像の場合も、ＴＥＭ像の場合と同様に適用できる。
【０２２１】
電子顕微鏡４００は、図３９に示すように、走査偏向器３０２と、走査信号生成装置３０４と、ＳＴＥＭ像検出器３０６と、を含む。
【０２２２】
図４０は、第４実施形態に係る電子顕微鏡４００の処理部３０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、以下では、上述した図３６に示す第２実施形態に係る電子顕微鏡２００の処理部３０の処理と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【０２２３】
まず、試料ステージ１４（試料ホルダー１５）に歪み測定用試料１を装着して、電子顕微鏡４００に歪み測定用試料１を導入する。
【０２２４】
処理部３０は、ユーザーが歪み測定開始の指示（測定開始指示）を行ったか否かを判定し（Ｓ７００）、測定開始指示が行われるまで待機する（Ｓ７００のＮＯ）。
【０２２５】
測定開始指示が行われたと判断された場合（Ｓ７００のＹＥＳ）、像取得部３２は歪み測定用試料１のＳＴＥＭ像を取得する（Ｓ７０２）。
【０２２６】
次に、位置座標特定部２０２が、取得された歪み測定用試料１のＳＴＥＭ像上における貫通孔９の位置座標を特定する（Ｓ７０４）。
【０２２７】
次に、歪み測定部３６が、特定された貫通孔９の位置座標を結んで形成される図形に基づいて、ＳＴＥＭ像の歪みを測定する（Ｓ７０６）。ＳＴＥＭ像の歪みの測定結果は、記憶部４４に記憶される。
【０２２８】
次に、歪み補正部３８が、歪み測定部３６が測定したＳＴＥＭ像の歪みの測定結果が、所定値以下か否かを判定する処理を行う（Ｓ７０８）。測定されたＳＴＥＭ像の歪みが所定値よりも大きいと判定した場合（Ｓ７０８のＮＯ）、歪み補正部３８は、記憶部４４に記憶されたＳＴＥＭ像の歪みの測定結果を走査信号生成装置３０４に送る。
【０２２９】
走査信号生成装置３０４は、歪みの測定結果の情報を受け付け、歪みの測定結果に基づき走査信号を生成する（Ｓ７１０）。そして、Ｓ７０２に戻って、像取得部３２が歪み測定用試料１のＳＴＥＭ像を取得し、貫通孔９の位置座標を特定する処理（Ｓ７０４）、歪みを測定する処理（Ｓ７０６）、歪みが所定値以下か否かを判定する処理（Ｓ７０８）が行われる。
【０２３０】
歪み補正部３８が測定されたＳＴＥＭ像の歪みが所定値以下と判定した場合（Ｓ７０８のＹＥＳ）、処理部３０は処理を終了する。この結果、電子顕微鏡４００で得られる試料ＳのＳＴＥＭ像は、歪みのない（または歪みの少ない）画像となる。
【０２３１】
電子顕微鏡４００では、上述した電子顕微鏡２００と同様の作用効果を奏することができる。さらに、電子顕微鏡４００では、走査信号生成装置３０４が、歪み測定部３６で測定されたＳＴＥＭ像の歪みの測定結果に基づいて走査信号を生成する。そのため、電子顕微鏡４００では、歪みのない（または歪みの少ない）ＳＴＥＭ像を取得することができる。
【０２３２】
５．  変形例
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０２３３】
例えば、上述した実施形態では、歪み測定用試料１は、図１および図２に示すように格子状に配列された貫通孔９が形成されていたパターン形成層４を有していたが、パターン形成層４に格子状に配列される構造体は貫通孔９に限定されない。パターン形成層４に形成される構造体は、歪み測定用試料１を撮影して得られる電子顕微鏡像（ＴＥＭ像、ＳＴＥＭ像）に格子状のパターンが確認できればよい。例えば、パターン形成層４に形成される構造体は、パターン形成層４に形成された凸部であってもよいし、有底の穴であってもよい。また、構造体は、パターン形成層４とは材質が異なっていてもよい。
【０２３４】
また、例えば、上述した第３実施形態に係る電子顕微鏡３００は、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）であったが、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）であってもよい。この場合でも、同様に、ＳＥＭ像の歪みを測定することができ、歪みのない（または歪みの少ない）ＳＥＭ像を得ることができる。また、上述した第４実施形態に係る電子顕微鏡４００についても同様である。
【０２３５】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。
【０２３６】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０２３７】
１…歪み測定用試料、２…基板、２ａ…第１面、２ｂ…第２面、４…パターン形成層、４ａ…窒化ケイ素層、５…層、５ａ…マスク層、６…導電層、８…導電層、９…貫通孔、１０…電子源、１２…照射レンズ、１４…試料ステージ、１５…試料ホルダー、１６…対物レンズ、１８…中間レンズ、２０…投影レンズ、２２…撮像装置、３０…処理部、３２…像取得部、３４…自己相関関数算出部、３６…歪み測定部、３８…歪み補正部、３９…表示制御部、４０…操作部、４２…表示部、４４…記憶部、１００…電子顕微鏡、２００…電子顕微鏡、２０２…位置座標特定部、３００…電子顕微鏡、３０２…走査偏向器、３０４…走査信号生成装置、３０６…ＳＴＥＭ像検出器、４００…電子顕微鏡
【図１】
2018200810.tif 000005
【図２】
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【図３】
2018200810.tif 000007
【図４】
2018200810.tif 000008
【図５】
2018200810.tif 000009
【図６】
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【図７】
2018200810.tif 000011
【図８】
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【図９】
2018200810.tif 000013
【図１０】
2018200810.tif 000014
【図１１】
2018200810.tif 000015
【図１２】
2018200810.tif 000016
【図１３】
2018200810.tif 000017
【図１４】
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【図１５】
2018200810.tif 000019
【図１６】
2018200810.tif 000020
【図１７】
2018200810.tif 000021
【図１８】
2018200810.tif 000022
【図１９】
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【図２０】
2018200810.tif 000024
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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