(57)【要約】【課題】走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）像を精度良く再現する計算像を効率的に取得する。【解決手段】試料解析装置５００では、ピークサーチ部５０５ａが、ＳＴＥＭ像から原子柱の位置を示す原子配置情報を取得する。像計算部５０５ｂが、原子配置情報内に指定した計算範囲について計算して、計算範囲の像を生成し、生成された像をトリミングしてトリミング像を抽出する。さらに、像計算部５０５ｂがこのような計算範囲を原子配置情報内で移動させて、各計算範囲からトリミング像を抽出し、画像処理部５０５ｃがトリミング像を張り合わせて計算像を生成する。【選択図】図５
2015056253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータに、
試料の走査透過型電子顕微鏡像を用いて、前記試料に含まれる原子の位置を示す座標情報を含む原子配置情報を生成し、
生成された前記原子配置情報内の一部の範囲に含まれる前記座標情報を用いて、前記範囲の像を示す第１情報を生成し、
生成された前記第１情報から、前記範囲の像の中央部を示す第２情報を抽出し、
前記範囲を変更して、前記第１情報の生成及び前記第２情報の抽出を行い、
抽出された前記第２情報群を用いて前記試料の計算像を生成する
処理を実行させることを特徴とする試料解析プログラム。
【請求項２】
前記第２情報群の各々が示す像を張り合わせて前記計算像を生成することを特徴とする請求項１に記載の試料解析プログラム。
【請求項３】
前記範囲の像の中央部は、前記走査透過型電子顕微鏡像の取得時に前記試料に照射された電子線の径に基づいて設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の試料解析プログラム。
【請求項４】
前記コンピュータに、
前記走査透過型電子顕微鏡像と前記計算像との差分を示す第３情報を生成し、
前記第３情報を用いて前記計算像を補正する
処理を更に実行させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の試料解析プログラム。
【請求項５】
試料の走査透過型電子顕微鏡像を用いて、前記試料に含まれる原子の位置を示す座標情報を含む原子配置情報を生成する第１生成部と、
前記第１生成部によって生成された前記原子配置情報内の一部の範囲に含まれる前記座標情報を用いて、前記範囲の像を示す第１情報を生成する第２生成部と、
前記第２生成部によって生成された前記第１情報から、前記範囲の像の中央部を示す第２情報を抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出された前記第２情報を用いて前記試料の計算像を生成する第３生成部と
を含むことを特徴とする試料解析装置。
【請求項６】
コンピュータが、
試料の走査透過型電子顕微鏡像を用いて、前記試料に含まれる原子の位置を示す座標情報を含む原子配置情報を生成し、
生成された前記原子配置情報内の一部の範囲に含まれる前記座標情報を用いて、前記範囲の像を示す第１情報を生成し、
生成された前記第１情報から、前記範囲の像の中央部を示す第２情報を抽出し、
前記範囲を変更して、前記第１情報の生成及び前記第２情報の抽出を行い、
抽出された前記第２情報群を用いて前記試料の計算像を生成する
ことを特徴とする試料解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料解析プログラム、試料解析装置及び試料解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子顕微鏡の一つに、走査透過型電子顕微鏡（Scanning Transmission Electron Microscope；ＳＴＥＭ）がある。例えば、このようなＳＴＥＭにより取得される試料の像（ＳＴＥＭ像）を用いて、その試料の解析を行う技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５８３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＳＴＥＭを用いた試料の解析の際には、試料について取得されたＳＴＥＭ像から、そのＳＴＥＭ像を計算により再現した像（計算像）を得て、その計算像を利用して試料の解析を行うことが有効な場合がある。
【０００５】
しかし、ＳＴＥＭ像を精度良く再現する計算像が得られなかったり、ＳＴＥＭ像を精度良く再現する計算像を得るのに膨大な時間を要したりする場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一観点によれば、コンピュータに、試料の走査透過型電子顕微鏡像を用いて、前記試料に含まれる原子の位置を示す座標情報を含む原子位置情報を生成し、生成された前記原子位置情報内の一部の範囲に含まれる前記座標情報を用いて、前記範囲の像を示す第１情報を生成し、生成された前記第１情報から、前記範囲の像の中央部を示す第２情報を抽出し、前記範囲を変更して、前記第１情報の生成及び前記第２情報の抽出を行い、抽出された前記第２情報群を用いて前記試料の計算像を生成する処理を実行させる試料解析プログラムが提供される。
【０００７】
また、本発明の一観点によれば、試料の計算像を生成する試料解析装置及び試料解析方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
開示の技術によれば、ＳＴＥＭ像を精度良く再現する計算像を、効率的に取得することが可能になる。また、このような計算像を用いることで、試料の解析精度の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】暗視野走査透過型電子顕微鏡により観察されるＳＴＥＭ像の取得原理を示す図である。
【図２】実施の形態に係る試料解析システムのハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】実施の形態に係る試料解析システムのＳＴＥＭの構成例を示す図である。
【図４】ＳＴＥＭによる電子線の試料での散乱原理を示す図である。
【図５】実施の形態に係る試料解析システムの試料解析装置が備える機能を表す機能ブロック図の一例を示す図である。
【図６】実施の形態に係る試料解析装置で実行される試料解析処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態に係る試料解析装置で実行されるＳＴＥＭ像の計算処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】第１実施例のＳＴＥＭ像の一例を示す図である。
【図９】第１実施例に係る試料解析装置で実行されるＳＴＥＭ像の計算処理を説明するための図である。
【図１０】第１実施例に係る試料解析装置で得られた計算像を示す図である。
【図１１】第２実施例に係る試料解析装置で得られた原子が欠落した計算像を示す図である。
【図１２】第２実施例に係る試料解析装置で得られる原子が追加された計算像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
まず、暗視野（Annular Dark Field；ＡＤＦ）走査透過型電子顕微鏡（Scanning Transmission Electron Microscope；ＳＴＥＭ）により観察されるＳＴＥＭ像の取得原理について説明する。
【００１１】
図１は、暗視野走査透過型電子顕微鏡により観察されるＳＴＥＭ像の取得原理を示す図である。
ＡＤＦＳＴＥＭ１０００は、電子線を試料１１００に入射する電子プローブ（図示を省略）と、試料１１００で回折（散乱）した電子１３００を検出する環状の検出器１４００を少なくとも備える。検出器１４００は、検出した電子１３００から回折像が結像される面（回析像面）に設置されている。また、ＡＤＦＳＴＥＭ１０００の試料１１００を観察するための制御を行って、試料１１００の解析を行う試料解析装置（図示を省略）が当該ＡＤＦＳＴＥＭ１０００に接続されている。試料解析装置は、電子プローブから電子線を出射させて、その電子線の径をナノメートル以下に収束させて（収束電子線１２００）、収束電子線１２００を試料１１００に入射させる。また、試料解析装置は、収束電子線１２００を試料１１００の主面に対してＸ方向及びＹ方向（図２に点線矢印で図示）に走査させて、検出器１４００で検出した電子１３００に基づいて回折像の生成処理等を行う。
【００１２】
このようなＡＤＦＳＴＥＭ１０００を用いて、以下のようにして試料の解析が実行される。
ＡＤＦＳＴＥＭ１０００では、所定の観察位置に試料１１００がセットされると、試料解析装置が、電子プローブから電子線を出射させ、その電子線を所望の径に収束させて（収束電子線１２００）、収束電子線１２００を試料１１００に入射させる。収束電子線１２００は試料１１００に含まれる原子により任意の角度で回析する。検出器１４００は、試料１１００で回折した電子のうち所定の角度範囲で回折した電子１３００の数を回折像面で検出する。試料解析装置は、検出器１４００が検出した電子１３００の数を収束電子線１２００の試料１１００に対する入射位置と同期させて、その数を像の強度とする。試料解析装置は、収束電子線１２００を試料１１００の主面に走査させて、収束電子線１２００の入射位置ごとに対応する各像の強度から２次元の暗視野のＳＴＥＭ像を生成し、取得する。
【００１３】
このＳＴＥＭ像から、試料１１００に含まれる原子柱の位置にその原子柱を構成する原子の原子番号に対応した強度を得ることができる。ＳＴＥＭ像のコントラストは、電子プローブからの電子線を収束電子線１２００に収束させる電磁レンズの焦点と試料１１００の厚さとに殆ど依存しないため、ＳＴＥＭ像は原子直視性に優れている。また、ＳＴＥＭ像の空間分解能は収束電子線１２００を収束する径に依存し、例えば、収束電子線１２００の収束に球面収差補正装置を用いた場合では、その空間分解能は１ｎｍ以下まで達成することができる。
【００１４】
ＳＴＥＭ像は、例えば、試料１１００の欠陥構造や不純物原子の解析に利用することができる。このような解析においては、理論解析により取得される像を用いる手法が採られる場合がある。例えば、ＳＴＥＭ像を計算により再現した計算像を取得し、その計算像を試料１１００の欠陥構造等の解析に用いる。
【００１５】
電子顕微鏡像からそれを再現するような計算像を取得するための計算手法としては、ブロッホ波法、マルチスライス法がある。しかし、これらの計算手法は、上記のようなＳＴＥＭ像から精度の良い計算像を取得することが難しい場合がある。以下、この点について述べる。
【００１６】
ブロッホ波法は、結晶の並進対称性を利用し、実空間の結晶ポテンシャルをフーリエ変換して逆格子空間での結晶ポテンシャルを求め、求めた結晶ポテンシャルをシュレーディンガー方程式に代入し、結晶中の電子の振る舞いをブロッホ波（波動関数）として求める。ここでは、逆格子空間上に生じる全ての回折波が考慮され、その波の数Ｎに対応したＮ行Ｎ列の正方行列についてその固有値演算が行われ、結晶中のブロッホ波が計算される。このようにして求められたブロッホ波を用いて、結晶下面（電子線の入射面と反対側の面）での電子の振る舞いを求め、結晶を透過する電子を演算し、回折像を計算する。
【００１７】
このようなブロッホ波法において、試料が、電子線の入射方向に垂直な２次元平面方向に周期性を有する結晶である場合には、フーリエ変換する際に周期境界条件を設定することができる。周期境界条件を設定することで、考慮すべき波の数を著しく増加させずに計算像を得ることができる。
【００１８】
これに対し、試料が、電子線の入射方向に垂直な２次元平面方向に周期性を有しない結晶である場合には、フーリエ変換する際に適正な周期境界条件を設定することが難しい。計算のために所定の計算範囲、例えば単位格子を数倍拡張した超格子の範囲を設定し、暗視野ＳＴＥＭ像の計算像を得ようとすると、隣接計算範囲の境界部分で不連続が生じ、精度の良い計算像が得られない場合がある。周期境界条件を設定せずに計算しようとすると、暗視野ＳＴＥＭ像の解像度と同じ逆格子点を全て考慮しなければならなくなり、例えば、５１２×５１２ピクセルの暗視野ＳＴＥＭ像について計算する場合、約２６万行２６万列の正方行列の固有値演算が必要になる。これは現在の市販のコンピュータでは実質的に演算不可能なデータのサイズであり、演算を実現しようとすれば、大がかりな計算装置や膨大なメモリ、膨大な計算時間が必要になる。このような理由から、ブロッホ波法はこれまで、欠陥構造の解析に利用する計算像を暗視野ＳＴＥＭ像から取得する際の計算手法としては不向きと考えられてきた。
【００１９】
一方、マルチスライス法は、試料である結晶を薄い層に分割し、結晶上面から結晶下面までの各層の実空間を波動関数がどのように伝播していくかを演算し、結晶下面の波動関数を求める。マルチスライス法では、電子の伝播を、分割した各層の実空間の結晶ポテンシャルで演算でき、逆格子空間を考慮したりシュレーディンガー方程式を解いたりする必要がなく、２次元平面方向に周期境界条件がなくても結晶下面の波動関数を計算することができる。マルチスライス法は、試料が、電子線の入射方向に垂直な２次元平面方向に周期性を有しない結晶である場合にも、そのＳＴＥＭ像から計算像を取得する際に利用できる計算手法の１つである。
【００２０】
しかし、マルチスライス法では、ある電子線入射位置での計算を行った後、別の電子線入射位置での計算を行う場合、再度結晶上面から結晶下面までの波動関数の伝播を計算する必要がある。そのため、試料に対して電子線が走査されるＳＴＥＭのように、暗視野ＳＴＥＭ像の解像度が、走査される電子線の入射位置に対応する場合、解像度の数だけ計算を繰り返さなければならず、計算時間が膨大になってしまう。例えば、暗視野ＳＴＥＭ像の一画素についての計算の所要時間が１０秒であったとしても、５１２×５１２ピクセルの像を計算するには、約３０日（＝５１２×５１２×１０［ｓｅｃ］÷８６４００［ｓｅｃ／ｄａｙ］）という膨大な時間がかかる。
【００２１】
そこで、以下の実施の形態では、ＳＴＥＭ像からそれを精度良く再現する計算像を効率的に取得することのできる手法について、図面を参照して説明する。
まず、試料解析システムについて図２を用いて説明する。
【００２２】
図２は、実施の形態に係る試料解析システムのハードウェア構成の一例を示す図である。
試料解析システム１００は、少なくとも、試料を観察するＳＴＥＭ２００と、入力装置３００、表示装置４００、試料解析装置５００を備える。
【００２３】
入力装置３００は、例えば、キーボード、または、マウスであって、ユーザからの操作入力を受け付けて、試料解析装置５００に入力信号を入力する。入力装置３００は、具体的には、ユーザからの操作入力に基づいて、ＳＴＥＭ２００において、試料に電子線を出射させて、出射させた電子線を収束させて、収束させた電子線を試料に対して走査させる等の、ＳＴＥＭ２００の観察に関する動作制御等の入力信号を試料解析装置５００に入力する。
【００２４】
表示装置４００は、例えば、ディスプレイであって、ＳＴＥＭ２００で観察されたＳＴＥＭ像、ＳＴＥＭ像を用いて取得される計算像等の画像信号を試料解析装置５００から受け付けて、その像を表示する。
【００２５】
試料解析装置５００は、入力装置３００からの入力信号に基づきＳＴＥＭ２００が備える電子プローブ、レンズ又はコイル等を制御して、ＳＴＥＭ２００に試料の観察を実行させて、観察した試料のＳＴＥＭ像を表示装置４００に表示させる。また、試料解析装置５００は、ＳＴＥＭ像に計算処理を行って、当該ＳＴＥＭ像の計算像を生成する。このような試料解析装置５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）５１０ａ、ＲＡＭ（Random Access Memory）５１０ｂ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）５１０ｃ、グラフィック処理部５１０ｄ、入出力インタフェース５１０ｅを備えており、これらの各部はバス５１０ｆで相互に接続されている。
【００２６】
ＣＰＵ５１０ａは、ＨＤＤ５１０ｃ等の記憶媒体に記憶された各種プログラムを実行することにより、この試料解析装置５００全体を制御する。
ＲＡＭ５１０ｂには、ＣＰＵ５１０ａに実行させるＯＳ並びにプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ５１０ｂには、ＣＰＵ５１０ａによる処理に必要な各種データが格納される。
【００２７】
ＨＤＤ５１０ｃには、試料解析装置５００上のＯＳやアプリケーションのプログラムが格納される。また、ＨＤＤ５１０ｃには、ＣＰＵ５１０ａによる処理に必要な各種情報が格納される。
【００２８】
グラフィック処理部５１０ｄには、表示装置４００が接続されている。グラフィック処理部５１０ｄは、ＣＰＵ５１０ａからの命令に従って所定の画像を表示装置４００に表示させる。
【００２９】
入出力インタフェース５１０ｅには、ＳＴＥＭ２００と入力装置３００とが接続されている。また、入出力インタフェース５１０ｅは、可搬型記録媒体３００ａへの情報の書き込み、及び可搬型記録媒体３００ａからの情報の読み出しが可能な可搬型記録媒体インタフェースと接続可能になっている。入出力インタフェース５１０ｅは、バス５１０ｆを介してＣＰＵ５１０ａからの制御信号をＳＴＥＭ２００に通知し、ＳＴＥＭ２００及び入力装置３００からの信号を同様にＣＰＵ５１０ａに通知する。
【００３０】
なお、試料解析装置５００が備える機能の詳細については後述する。
次に、試料解析システム１００に含まれるＳＴＥＭ２００の構成の詳細について図３を用いて説明する。
【００３１】
図３は、実施の形態に係る試料解析システムのＳＴＥＭの構成例を示す図である。
ＳＴＥＭ２００は、電子線Ｂを出射する電子プローブ２０１と、電子プローブ２０１から出射された電子線Ｂを収束させる収束レンズ２０２と、電子プローブ２０１から出射された電子線Ｂの焦点を試料Ｓの位置に合焦させる対物レンズ２０４とを備える。収束レンズ２０２及び対物レンズ２０４には、電磁レンズを用いることができる。
【００３２】
ＳＴＥＭ２００は、電子プローブ２０１と対物レンズ２０４との間に配置されて電子線Ｂに試料２１０の表面を走査させる走査コイル２０３と、試料２１０を通過した電子線を結像面に結像させる結像レンズ２０５とを備える。
【００３３】
ＳＴＥＭ２００は、光軸ＯＡから所定の角度範囲内に散乱した電子を検出する検出器２０６を備える。検出器２０６は、円板状の検出器であり、明視野像が結像する結像面に配置されている。
【００３４】
ＳＴＥＭ２００は、光軸ＯＡから所定の角度範囲内に回折（散乱）した電子を検出する検出器２０７を備える。検出器２０７は、環状の検出器であり、暗視野像が結像する結像面に配置されている。
【００３５】
また、ＳＴＥＭ２００は、不要な電子線の拡がりをカットする収束レンズ絞り、又は球面収差・非点収差等の収差を補正する補正部を備えることも可能である。
次に、このような構成を備えるＳＴＥＭ２００による電子線Ｂの試料２１０での散乱原理について図４を用いて説明する。
【００３６】
図４は、ＳＴＥＭによる電子線の試料での散乱原理を示す図である。
なお、図４には、結晶試料中の電子の振る舞いを計算した結果の一例を示している。図４では、上記のようなＳＴＥＭ２００において、入射された電子線Ｂが試料２１０に含まれる原子柱で散乱し、散乱した電子２１３が検出器２０７で検出される様子を模式的に示している。
【００３７】
ＳＴＥＭ２００では、収束レンズ２０２（図３）で収束された電子線Ｂが試料２１０の上部に入射すると、その電子２１２が電子線Ｂの入射位置周辺の原子柱２１１に極めて高密度に局在する。球面収差補正装置を用いて収束された電子線Ｂが試料２１０に入射する場合には、このような電子２１２の局在が、より顕著になる。
【００３８】
図４では、試料２１０中の電子２１２の振る舞いを計算した結果の一例を示しており、電子２１２は電子線Ｂの入射位置から離れたところの原子にはほとんど局在しない。
電子線Ｂの入射位置周辺の原子柱２１１の位置に局在する電子２１２は原子柱２１１を構成する原子の熱振動により高角度に非弾性散乱される。この電子散乱の過程によって散乱される電子は、熱散漫散乱（Thermal Diffuse Scattering ；ＴＤＳ）電子２１３と呼ばれる。
【００３９】
高角度に散乱されたＴＤＳ電子２１３は検出器２０７により検出される。ＴＤＳ電子２１３の散乱能は原子の原子番号に依存する。このため、検出器２０７により検出されたＴＤＳ電子２１３に基づいて試料解析装置５００が生成するＳＴＥＭ像は、原子番号に依存した強度を示す。
【００４０】
次に、試料解析システム１００の試料解析装置５００が備える機能について図５を用いて説明する。
図５は、実施の形態に係る試料解析システムの試料解析装置が備える機能を表す機能ブロック図の一例を示す図である。
【００４１】
試料解析システム１００の試料解析装置５００は、画像保持部５０１と、原子情報保持部５０２、ＳＴＥＭ制御部５０３、像生成部５０４、計算処理部５０５、表示処理部５０６を備える。
【００４２】
画像保持部５０１は、ＳＴＥＭ２００で観察されたＳＴＥＭ像を示す情報、計算処理部５０５で計算された計算像を示す情報、及びその他の像を示す情報を保持する。なお、以下では、像を示す情報を、単に像とも表現する。
【００４３】
原子情報保持部５０２は、試料２１０に含まれる原子の位置を示す座標情報（ＸＹ座標）を含む原子配置情報を保持する。
ＳＴＥＭ制御部５０３は、ＳＴＥＭ２００に試料２１０の観察を実行させるように、図３で示した各要素を制御する。ＳＴＥＭ制御部５０３は、例えば、ＳＴＥＭ２００の電子プローブ２０１から電子線Ｂを出射させて、収束レンズ２０２及び対物レンズ２０４を制御して、電子線Ｂの径の収束及び焦点の調節を実行させる。また、ＳＴＥＭ制御部５０３は、走査コイル２０３を制御して試料２１０の表面を電子プローブ２０１に走査させる。
【００４４】
像生成部５０４は、ＳＴＥＭ２００が検出器２０７で検出した電子の数に基づきＳＴＥＭ像を生成し、そのＳＴＥＭ像を画像保持部５０１に保持させる。
計算処理部５０５は、画像保持部５０１に保持されているＳＴＥＭ像の計算像を計算するための計算処理を実行するものであり、ピークサーチ部５０５ａ、像計算部５０５ｂ、画像処理部５０５ｃを含む。
【００４５】
ピークサーチ部５０５ａは、試料２１０のＳＴＥＭ像にピークサーチ処理を実行して、そのＳＴＥＭ像から、試料２１０の原子配置情報を取得し、原子情報保持部５０２に保持させる。なお、ピークサーチ部５０５ａによるピークサーチ処理は、原子の位置の取得漏れ、過剰な取得等が生じる恐れがあるものの、ピークサーチの精度にはこだわらない。
【００４６】
像計算部５０５ｂは、ピークサーチ部５０５ａが取得した原子配置情報内の一部を計算範囲を指定し、この計算範囲について計算を実行して、計算範囲の像を生成する。計算範囲の像の計算には、ブロッホ波法を用いることができる。像計算部５０５ｂは、計算範囲の像を生成すると、原子配置情報内で計算範囲を別の一部に移動させて、上記と同様にして、移動先の計算範囲について、その計算範囲の像を生成する。像計算部５０５ｂは、このようにして計算範囲を原子配置情報内で移動させて、各計算範囲の像を生成し、画像保持部５０１に保持させる。
【００４７】
また、像計算部５０５ｂは、生成した計算範囲の像から所定の部分のみを残して他の部分を除去（トリミング）したトリミング像を抽出する。
図４の説明の通り、収束された電子線Ｂが試料２１０の上部に入射されると、その電子２１２は電子線Ｂの入射位置周辺の原子柱２１１に局在するものの、原子柱２１１から離れた箇所にはほとんど局在しない。即ち、電子線Ｂの入射位置付近の原子柱２１１から離れたところの原子柱２１１はＳＴＥＭ像の結像に寄与しないか或いは寄与してもその影響は極めて小さくなると言うことができる。
【００４８】
また、計算範囲として超格子の範囲が設定された場合には、超格子の非周期性により計算範囲の端に実際の構造とは異なる原子が現れ得る（偽像となり得る）ものの、その中央部ではそのようなことが起こりにくい。
【００４９】
この計算範囲の計算像の中央部は、ＳＴＥＭ像取得時の電子線Ｂ入射位置付近、即ち電子２１２が局在する領域に相当し、結像に電子線Ｂ入射位置付近の周辺領域からの影響がないか或いは極めて小さい領域に相当する。このような周辺領域からの影響が抑えられた電子線Ｂ入射位置付近のＳＴＥＭ像は、計算範囲の計算像の中央部と、精度良く一致する。そこで、計算範囲の計算像のうち、実際の構造とは異なる原子が現れ得る計算像周辺領域であり、ＳＴＥＭ像取得時の電子線Ｂ入射位置付近の結像に影響を及ぼしにくいＳＴＥＭ像周辺領域に相当する計算像周辺領域を、トリミングする。そして、ＳＴＥＭ像取得時の電子線Ｂ入射位置付近に相当する計算像中央部を、トリミング像として残す。これにより、ＳＴＥＭ像から精度良く再現された計算像を生成することが可能になる。
【００５０】
トリミング像のサイズは、ＳＴＥＭ像取得時に試料２１０に入射される電子線Ｂの径に基づいて設定することができる。例えば、球面収差補正を行って電子線Ｂの径が０．２ｎｍ程度になる場合、その電子線Ｂの径を一辺とするようなサイズの矩形領域を、トリミング像として計算範囲の計算像から抽出する。また、計算範囲のサイズは、ＳＴＥＭ像取得時の電子線Ｂ入射位置付近の周辺領域が、その入射位置付近の結像に影響を及ぼさない程度の範囲に設定することができ、例えば、一辺が０．８ｎｍの超格子の範囲に設定することができる。
【００５１】
画像処理部５０５ｃは、各計算範囲の像から抽出したトリミング像を張り合わせてＳＴＥＭ像の計算像を合成して、画像保持部５０１に保持させる。また、画像処理部５０５ｃは、ＳＴＥＭ像と計算像との差分を算出して、その差分に応じて計算像に対して原子を追加または削除（計算像を示す情報に対して原子を示す座標を追加または削除）する処理を行う。
【００５２】
表示処理部５０６は、画像保持部５０１が保持するＳＴＥＭ像または計算像を表示装置４００に表示させる。
なお、試料解析装置５００が備える原子情報保持部５０２と、ＳＴＥＭ制御部５０３、像生成部５０４、計算処理部５０５（ピークサーチ部５０５ａ、像計算部５０５ｂ、画像処理部５０５ｃ）、表示処理部５０６は、ＣＰＵ５１０ａ（図２）により試料解析プログラムが実行されることによりその処理機能が実現される。
【００５３】
次に、試料解析装置５００で実行される試料解析処理について図６を用いて説明する。
図６は、実施の形態に係る試料解析装置で実行される試料解析処理の一例を示すフローチャートである。
【００５４】
ユーザが解析対象の試料２１０をＳＴＥＭ２００の所定の位置にセットして、試料解析装置５００に対して解析開始の操作入力を行うと、試料解析装置５００は、初期化した後に以下の処理を実行する。
【００５５】
［ステップＳ１１］  ＳＴＥＭ制御部５０３は、ＳＴＥＭ２００の電子プローブ２０１から電子線Ｂを出射させて、収束レンズ２０２及び対物レンズ２０４を制御して、試料２１０に入射する電子線Ｂの径を収束させて、試料２１０に対する電子線Ｂの焦点を合わせる。さらに、ＳＴＥＭ制御部５０３は、走査コイル２０３から発生させる磁場を制御して、試料２１０に対して電子線Ｂを走査させる。このようにして入射されて、走査する電子線Ｂは試料２１０で回折して、回折した電子は検出器２０７で検出される。
【００５６】
像生成部５０４は、試料２１０に対する電子線Ｂの入射位置ごとに検出された電子の数（像の強度）を検出器２０７から取得して、ＳＴＥＭ像を生成する。像生成部５０４は、そのＳＴＥＭ像を画像保持部５０１に保持させる。
【００５７】
［ステップＳ１２］  計算処理部５０５のピークサーチ部５０５ａは、画像保持部５０１に保持されているＳＴＥＭ像にピークサーチ処理を実行して、ＳＴＥＭ像から試料２１０の原子配置情報を取得する。
【００５８】
ピークサーチ部５０５ａは、この原子配置情報を原子情報保持部５０２に保持させる。
［ステップＳ１３］  計算処理部５０５は、原子情報保持部５０２が保持する原子配置情報内に指定した計算範囲について、ブロッホ波法を用いた計算処理を実行し、計算範囲の像を生成し、当該像からトリミング像を抽出する。
【００５９】
計算処理部５０５は、抽出したトリミング像を画像保持部５０１に保持させる。
なお、ステップＳ１３の処理の詳細については後述する。
［ステップＳ１４］  計算処理部５０５の画像処理部５０５ｃは、画像保持部５０１が保持する計算範囲ごとのトリミング像を張り合わせて、ＳＴＥＭ像の計算像を合成する。
【００６０】
画像処理部５０５ｃは、合成した計算像を画像保持部５０１に保持させる。
［ステップＳ１５］  計算処理部５０５の画像処理部５０５ｃは、ステップＳ１１で取得したＳＴＥＭ像と、ステップＳ１４で合成した計算像との差分を算出する。
【００６１】
［ステップＳ１６］  計算処理部５０５の画像処理部５０５ｃは、ステップＳ１５で差分を算出して、差分が得られた否かを判定する。
画像処理部５０５ｃは、差分が得られた場合にはステップＳ１７の処理を実行し、差分が得られなかった場合には試料解析処理を終了する。
【００６２】
画像処理部５０５ｃは、差分が得られた場合には、その差分を画像保持部５０１に保持させる。
［ステップＳ１７］  計算処理部５０５のピークサーチ部５０５ａは、画像保持部５０１が保持するＳＴＥＭ像と計算像との差分にピークサーチ処理を実行して、その差分における原子の位置を示す位置情報を含む差分原子配置情報を取得する。
【００６３】
ピークサーチ部５０５ａは、この差分原子配置情報を原子情報保持部５０２に保持させる。
［ステップＳ１８］  計算処理部５０５の画像処理部５０５ｃは、ステップＳ１４で合成した計算像に原子の位置の取得漏れ、または、過剰な取得が含まれているか否かを判定する。そのために、ＳＴＥＭ像に差分原子配置情報の原子が全て含まれるか、または、ＳＴＥＭ像に差分原子配置情報には含まれない原子があるかを判定する。
【００６４】
画像処理部５０５ｃは、ＳＴＥＭ像に全ての差分原子配置情報の原子が含まれる場合、即ち、計算像に原子の位置の取得漏れが含まれる場合には、ステップＳ１９の処理を実行する。一方、画像処理部５０５ｃは、ＳＴＥＭ像に差分原子配置情報には含まれない原子がある場合、即ち、計算像に原子の位置の過剰な取得が含まれる場合には、ステップＳ２０の処理を実行する。
【００６５】
［ステップＳ１９］  計算処理部５０５の画像処理部５０５ｃは、ステップＳ１７で取得した差分原子配置情報を含む計算範囲（ステップＳ１３）について、取得漏れの位置に原子（原子を示す座標）を追加する処理を実行する。
【００６６】
［ステップＳ２０］  計算処理部５０５の画像処理部５０５ｃは、ステップＳ１７で取得した差分原子配置情報を含む計算範囲（ステップＳ１３）について、原子が過剰に取得された位置からその原子（原子を示す座標）を削除する処理を実行する。
【００６７】
［ステップＳ２１］  計算処理部５０５の像計算部５０５ｂは、ステップＳ１９で原子を追加した計算範囲またはステップＳ２０で原子を削除した計算範囲について再度計算処理を実行し、それらの計算範囲の像を生成し、当該像からトリミング像を抽出する。
【００６８】
像計算部５０５ｂは、再計算した計算範囲の像から抽出したトリミング像を画像保持部５０１に保持させて、画像保持部５０１が保持していた再計算される前の計算範囲の像のトリミング像が更新される。
【００６９】
この後のステップＳ１４では、画像処理部５０５ｃは、ステップＳ２１のトリミング像も含めて計算像を再合成する。
以上により、試料解析装置５００で実行される試料解析処理が終了する。
【００７０】
次に、図６の試料解析処理で実行されるＳＴＥＭ像の計算処理（ステップＳ１３）について図７を用いて説明する。
図７は、実施の形態に係る試料解析装置で実行されるＳＴＥＭ像の計算処理の一例を示すフローチャートである。
【００７１】
［ステップＳ１３ａ］  像計算部５０５ｂは、ピークサーチ処理でＳＴＥＭ像から取得した原子配置情報に対して計算範囲を指定する。
［ステップＳ１３ｂ］  像計算部５０５ｂは、指定した計算範囲内の原子の原子配置情報を抽出する。
【００７２】
［ステップＳ１３ｃ］  像計算部５０５ｂは、計算範囲から抽出した原子の原子配置情報に基づき、計算範囲について計算処理を実行して、その計算範囲の像を生成する。
［ステップＳ１３ｄ］  像計算部５０５ｂは、計算範囲の像をトリミングして、トリミング像を抽出する。
【００７３】
［ステップＳ１３ｅ］  像計算部５０５ｂは、ピークサーチ処理（ステップＳ１２）で取得した原子配置情報について全て計算完了したか否かを判定する。
像計算部５０５ｂは、全て計算完了していない場合には、ステップＳ１３ｆの処理を実行し、全て計算完了した場合には、ＳＴＥＭ像の計算処理を終了して、ステップＳ１４の処理を実行する。
【００７４】
［ステップＳ１３ｆ］  像計算部５０５ｂは、ＳＴＥＭ像に対して計算範囲を移動させる。
この後、像計算部５０５ｂは、再び、ステップＳ１３ｂの処理を実行する。
【００７５】
以上により、ステップＳ１３のＳＴＥＭ像の計算処理が終了する。
なお、像計算部５０５ｂにより、ステップＳ１３ａ〜１３ｃ，１３ｆに従って複数の計算範囲の像を生成した後、それらの計算範囲の像からそれぞれトリミング像を抽出するようにすることもできる。
【００７６】
次に、上記のフローチャート（図６及び図７）に従って実行される試料解析処理について具体的に説明する。
（第１実施例）
第１実施例では、電子線Ｂの入射する方向に対して垂直な２次元平面に周期構造を有する系で計算した広範囲の計算像を、周期性が無くなるように適当な角度だけ回転し、正方形に切り出すことによって得られた像を、ＳＴＥＭ像（元画像）としている。
【００７７】
このようなＳＴＥＭ像について、試料解析装置５００の計算処理部５０５で実行される試料解析処理について図６及び図７のフローチャートに沿って、図８〜図１０を用いて説明する。
【００７８】
図８は、第１実施例のＳＴＥＭ像の一例を示す図であり、図９は、第１実施例に係る試料解析装置で実行されるＳＴＥＭ像の計算処理を説明するための図である。また、図１０は、第１実施例に係る試料解析装置で得られた計算像を示す図であり、図１０（Ａ）はＳＴＥＭ像を、図１０（Ｂ）はＳＴＥＭ像の計算像を、それぞれ示している。
【００７９】
まず、試料解析装置５００の画像保持部５０１には、図８に示す、Ｓｉ（シリコン）（０１１）のＳＴＥＭ像１０が予め保持されている。
計算処理部５０５のピークサーチ部５０５ａは、このＳＴＥＭ像１０に対してピークサーチ処理を実行して、ＳＴＥＭ像１０から原子の位置を示す原子配置情報を取得する（図６：ステップＳ１２）。
【００８０】
なお、第１実施例では、計算像をＳＴＥＭ像１０（元画像）としているために、ノイズ等の影響を受けずにピークサーチ処理によりＳＴＥＭ像１０の全原子柱の位置を示す原子配置情報を取得することができる。
【００８１】
次いで、計算処理部５０５がＳＴＥＭ像１０の計算処理を実行する（図６：ステップＳ１３）。
具体的には、まず、計算処理部５０５の像計算部５０５ｂは、図９（Ａ）に示すように、ピークサーチ処理によりＳＴＥＭ像１０から取得した原子配置情報２０に対して、例えば、一辺が０．８ｎｍ程度の超格子である計算範囲２１を指定して、計算範囲２１内の原子の原子配置情報を抽出する（図７：ステップＳ１３ａ，Ｓ１３ｂ）。
【００８２】
像計算部５０５ｂは、計算範囲２１から抽出した原子の原子配置情報に基づき、計算範囲２１について計算処理を実行して、図９（Ｂ）に示すように、その計算範囲２１の像３１を生成する（図７：ステップＳ１３ｃ）。
【００８３】
像計算部５０５ｂは、像３１の一辺が０．２ｎｍ程度の中心部分以外の範囲をトリミングして、トリミングされたトリミング像３２ａ（図９（Ｂ）参照）を取得する（図７：ステップＳ１３ｄ）。
【００８４】
像計算部５０５ｂは、ピークサーチ処理で取得した原子配置情報２０について全て計算完了したか否かを判定し、全ての計算が完了していない場合には、計算範囲２１から、図９（Ａ）中右側に０．２ｎｍシフトして計算範囲２２を新たに指定する（図７：ステップＳ１３ｅ，Ｓ１３ｆ）。
【００８５】
像計算部５０５ｂは、計算範囲２２についても、計算範囲２１の場合と同様に計算処理して生成した像３２からトリミング像３２ａを取得する（図７：ステップＳ１３ｂ〜Ｓ１３ｄ）。
【００８６】
像計算部５０５ｂは、ピークサーチ処理で取得した原子配置情報２０について全て計算完了したか否かを判定し、全ての計算が完了していない場合には、計算範囲２２から、図９（Ａ）中右側に０．２ｎｍシフトして計算範囲２３を新たに指定する（図７：ステップＳ１３ｅ，Ｓ１３ｆ）。
【００８７】
像計算部５０５ｂは、計算範囲２３についても、計算範囲２１の場合と同様に計算処理して生成した像３３からトリミング像３３ａを取得する（図７：ステップＳ１３ｂ〜Ｓ１３ｄ）。
【００８８】
像計算部５０５ｂは、このようにして原子配置情報２０について全て計算完了するまで計算範囲を移動してトリミング像を取得する（ステップＳ１３ｅ，Ｓ１３ｆ，Ｓ１３ｂ〜Ｓ２３ｄ）。
【００８９】
次いで、画像処理部５０５ｃは、原子配置情報２０の計算範囲ごとのトリミング像３１ａ〜３３ａ，…を張り合わせて（図９（Ｅ））、図１０（Ｂ）に示すように、ＳＴＥＭ像の計算像３０を合成する（図７：ステップＳ１４）。
【００９０】
次いで、画像処理部５０５ｃは、ＳＴＥＭ像１０と、ＳＴＥＭ像１０に対応する計算像３０との差分を算出する（図６：ステップＳ１５，Ｓ１６）。
既述の通り、第１実施例では、ノイズ等の影響を受けずにピークサーチ処理によりＳＴＥＭ像１０の全原子柱の位置を示す原子配置情報を取得することができる。このため、ＳＴＥＭ像１０と、ＳＴＥＭ像１０に対する計算像３０とから差分がないことを判定して（図６：ステップＳ１６（ｎｏ））、試料解析処理が終了する。
【００９１】
第１実施例において、試料解析装置５００は、ＳＴＥＭ像１０から原子柱の位置を示す原子配置情報２０を取得し、原子配置情報２０内に指定した計算範囲について計算して、計算範囲の像を生成し、生成された像をトリミングしてトリミング像を抽出する。さらに、試料解析装置５００は、このような計算範囲を原子配置情報２０内で移動させて、各計算範囲からトリミング像を抽出し、トリミング像を張り合わせて計算像３０を生成する。
【００９２】
このとき、原子配置情報２０に指定した計算範囲は、その境界部分は本来原子柱が存在していない位置にも原子が存在しているような偽像を含み、その中心部分は本来の原子柱の位置を正確に反映した像となっている。そこで、トリミング像は、計算範囲をトリミングして中心部分を抽出したものである。計算像３０は、このようなトリミング像を張り合わせて合成したものであるために、非周期構造を含むＳＴＥＭ像１０を精度良く再現するようになる。
【００９３】
また、計算像３０は、大規模な行列演算や、電子線の入射位置ごとに試料の上面から下面までの波動関数の計算を行うことなく生成される。このため、計算像３０の生成で必要とされる計算量が減少されて、計算時間が短縮し、計算に用いられるＲＡＭ５１０ｂの使用容量も減少する。
【００９４】
（第２実施例）
第２実施例では、図６及び図７のフローチャートにより試料解析処理を利用した別の具体例について図１１及び図１２を用いて説明する。
【００９５】
図１１は、第２実施例に係る試料解析装置で得られた原子が欠落した計算像を示す図であって、図１１（Ａ）はＳＴＥＭ像を示し、図１１（Ｂ）は計算像をＳＴＥＭ像に重ね合わせた状態を示している。
【００９６】
また、図１２は、第２実施例に係る試料解析装置で得られる原子が追加された計算像を示す図であって、図１２（Ａ）は、ＳＴＥＭ像と計算像との差分の像を示し、図１２（Ｂ）は原子が追加された計算像をＳＴＥＭ像に重ね合わせた状態を示している。
【００９７】
ユーザが試料をＳＴＥＭ２００の所定の位置にセットして、試料解析装置５００に対して解析開始の操作入力を行うと、試料解析装置５００が試料の観察を実行する。
ＳＴＥＭ制御部５０３が、ＳＴＥＭ２００において試料２１０に対して電子線Ｂを入射並びに走査させて、試料２１０で回折した電子を検出させる。像生成部５０４は、試料２１０に対する電子線Ｂの入射位置ごとに検出された電子の数（像の強度）を取得して、図１１（Ａ）に示すＳＴＥＭ像１０ａを生成する（図６：ステップＳ１１）。
【００９８】
図１１（Ａ）によれば、ＳＴＥＭ像１０ａは、図１１（Ａ）中、左上から右下にかけて中心部分を跨ぐように狭い範囲の双晶欠陥が含まれている。この双晶欠陥により電子線Ｂと垂直な２次元平面方向の周期性が損なわれている。
【００９９】
次いで、計算処理部５０５のピークサーチ部５０５ａが、ＳＴＥＭ像１０ａにピークサーチ処理を実行して、ＳＴＥＭ像１０ａから試料２１０に含まれる原子の位置を示す原子配置情報を取得する（図６：ステップＳ１２）。
【０１００】
計算処理部５０５は、取得した原子配置情報内に指定した一辺が０．８ｎｍの超格子の範囲である計算範囲について計算処理を実行し、計算範囲の像を生成し、当該像をトリミングして一辺が０．２ｎｍの中心部分からトリミング像を抽出する。計算処理部５０５は、ピークサーチ処理で取得した全ての原子配置情報について像の計算が完了するまで計算範囲を移動させて、上記と同様にトリミング像を抽出し、画像保持部５０１に保持させる（図６：ステップＳ１３、図７：ステップＳ１３ａ〜Ｓ１３ｆ）。
【０１０１】
画像処理部５０５ｃは、画像保持部５０１が保持する計算範囲ごとのトリミング像を張り合わせて、ＳＴＥＭ像の計算像３０ａを合成する（図６：ステップＳ１４）。
図１１（Ｂ）には、ＳＴＥＭ像１０ａに重ね合せた計算像３０ａが示されている。これによれば、計算像３０ａには、図１１（Ｂ）中破線の円で囲まれた箇所の原子が抜け落ちていることが認められる。これは、ＳＴＥＭ像１０ａに対するピークサーチ処理時に、ＳＴＥＭ像１０ａから試料２１０に含まれる一部の原子の位置を示す原子配置情報を取得することができなかったことによる。
【０１０２】
次いで、画像処理部５０５ｃは、ＳＴＥＭ像１０ａと計算像３０ａとの差分を算出して、その差分の像に対してピークサーチ処理を実行して、差分における原子の位置を示す原子配置情報４０を取得する（図６：ステップＳ１５〜Ｓ１７）。
【０１０３】
図１２（Ａ）には、ＳＴＥＭ像１０ａと計算像３０ａとの差分における原子の位置を示す原子配置情報４０が示されている。これによれば、ＳＴＥＭ像１０ａに対するピークサーチ処理で取得することができなかった位置に原子が存在することが分かる。
【０１０４】
画像処理部５０５ｃは、ＳＴＥＭ像１０ａに原子配置情報４０が全て含まれることを判定して、原子配置情報４０の原子の位置を含む計算範囲に原子を追加する（図６：ステップＳ１８，Ｓ１９）。
【０１０５】
像計算部５０５ｂは、原子配置情報４０における位置の原子が追加された計算範囲について計算処理を再度実行し、それらの計算範囲の像を生成し、当該像からトリミング像を抽出する。像計算部５０５ｂは、再計算した計算範囲の像から抽出したトリミング像を画像保持部５０１に保持させて、画像保持部５０１が保持していた再計算される前の計算範囲の像のトリミング像が更新される（図６：ステップＳ２１）。
【０１０６】
画像処理部５０５ｃは、更新されたトリミング像も用いて計算像３０ｂを再合成する（図６：ステップＳ１４）。
図１２（Ｂ）には、ＳＴＥＭ像１０ａに重ね合せた計算像３０ｂが示されている。これによれば、計算像３０ｂとＳＴＥＭ像１０ａとの原子の位置が一致していることが認められる。
【０１０７】
画像処理部５０５ｃは、ＳＴＥＭ像１０ａと計算像３０ｂとの差分がないことを判定して（図６：ステップＳ１６（ｎｏ））、試料解析処理が終了する。
第２実施例でも、第１実施例と同様に、試料解析装置５００は、ＳＴＥＭ像１０から原子柱の位置を示す原子配置情報２０を取得し、原子配置情報２０内に指定した計算範囲について計算して、計算範囲の像を生成し、生成された像をトリミングしてトリミング像を抽出する。さらに、試料解析装置５００は、このような計算範囲を原子配置情報２０内で移動させて、各計算範囲からトリミング像を抽出し、トリミング像を張り合わせて計算像３０を生成することができる。
【０１０８】
このとき、原子配置情報に指定した計算範囲は、その境界部分は本来原子柱が存在していない位置にも原子が存在しているような偽像を含み、その中心部分は本来の原子柱の位置を正確に反映した像となっている。そこで、トリミング像は、計算範囲をトリミングして中心部分を抽出したものである。
【０１０９】
さらに、ＳＴＥＭ像１０ａから原子柱の位置を示す原子配置情報を取得した際に、その位置の取得漏れまたは過剰取得が生じても、ＳＴＥＭ像１０ａと、ＳＴＥＭ像１０ａの計算像３０ａとの差分の像から、取得漏れまたは過剰取得の原子柱の位置を示す原子配置情報４０を取得して、取得した原子配置情報４０で示される位置を含む計算範囲に原子を追加または削除するようにした。
【０１１０】
したがって、計算像３０ｂは、このような計算範囲の像の中心部分から抽出したトリミング像を張り合わせて合成したものであるために、非周期構造を含むＳＴＥＭ像１０ａをより精度良く再現するようになる。
【０１１１】
また、第２実施例の計算像３０ｂも、大規模な行列演算や、電子線の入射位置ごとに試料の上面から下面までの波動関数の計算を行うことなく生成される。このため、計算像３０ｂの生成で必要とされる計算量が減少されて、計算時間が短縮し、計算に用いられるＲＡＭ５１０ｂの使用容量も減少する。
【０１１２】
上記の第１実施例及び第２実施例では、一辺が８ｎｍサイズのＳｉ積層欠陥の計算を行い、元画像と、それを用いて取得した計算像との間に、極めて良い一致が見られる。
仮にこの規模の計算を、ブロッホ波法を用いて従来通りの方法を用いて行おうとすると、１００００行１００００列の固有値演算を行う必要がある。これは現在の市販のコンピュータでは実質演算不可能なサイズであり、また膨大なメモリも必要とされる。これに対し、上記の第１実施例及び第２実施例では、一辺が０．８ｎｍという１／１０のサイズの超格子を計算に用いているため、１０００行１０００列の固有値演算で済む。この計算規模は、試料の解析を行ううえで極めて現実的な計算規模であると言える。
【０１１３】
また、例えば８９６ピクセル×８９６ピクセルの解像度の像をマルチスライス法で演算する場合、画素数分の繰り返し演算を必要とするため、８０２８１６回の繰り返し演算が必要になる。マルチスライス法では、仮に一画素の計算の所要時間が１０秒だとしても、上記解像度の像の計算には、８０日以上の計算時間を要してしまう。これに対し、上記の第１実施例及び第２実施例では、計算像の取得までに要する演算を６日程度で終了させることができ、１０倍以上の効率化を図ることができる。
【０１１４】
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、試料解析装置５００が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体（可搬型記録媒体を含む）に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等がある。磁気記録装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ等がある。光ディスクには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）等がある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等がある。
【０１１５】
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。
【０１１６】
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。
【０１１７】
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）  コンピュータに、
試料の走査透過型電子顕微鏡像を用いて、前記試料に含まれる原子の位置を示す座標情報を含む原子配置情報を生成し、
生成された前記原子配置情報内の一部の範囲に含まれる前記座標情報を用いて、前記範囲の像を示す第１情報を生成し、
生成された前記第１情報から、前記範囲の像の中央部を示す第２情報を抽出し、
前記範囲を変更して、前記第１情報の生成及び前記第２情報の抽出を行い、
抽出された前記第２情報群を用いて前記試料の計算像を生成する
処理を実行させることを特徴とする試料解析プログラム。
【０１１８】
（付記２）  前記第２情報群の各々が示す像を張り合わせて前記計算像を生成することを特徴とする付記１に記載の試料解析プログラム。
（付記３）  前記範囲の像の中央部は、前記走査透過型電子顕微鏡像の取得時に前記試料に照射された電子線の径に基づいて設定されることを特徴とする付記１又は２に記載の試料解析プログラム。
【０１１９】
（付記４）  前記範囲は、前記試料の超格子で規定されることを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の試料解析プログラム。
（付記５）  前記第１情報を、前記範囲に含まれる前記座標情報を用いたブロッホ波法を用いて生成することを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載の試料解析プログラム。
【０１２０】
（付記６）  前記コンピュータに、
前記走査透過型電子顕微鏡像と前記計算像との差分を示す第３情報を生成し、
前記第３情報を用いて前記計算像を補正する
処理を更に実行させることを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の試料解析プログラム。
【０１２１】
（付記７）  前記計算像を補正する処理は、
前記第３情報を用い、前記原子配置情報内の、前記差分が存在する差分範囲について、前記差分範囲に含まれる前記座標情報を用いて、前記差分範囲の像を示す第４情報を生成し、
前記第４情報から、前記差分範囲の像の中央部を示す第５情報を抽出し、
前記第５情報を用いて前記計算像を補正する
処理を含むことを特徴とする付記６に記載の試料解析プログラム。
【０１２２】
（付記８）  試料の走査透過型電子顕微鏡像を用いて、前記試料に含まれる原子の位置を示す座標情報を含む原子配置情報を生成する第１生成部と、
前記第１生成部によって生成された前記原子配置情報内の一部の範囲に含まれる前記座標情報を用いて、前記範囲の像を示す第１情報を生成する第２生成部と、
前記第２生成部によって生成された前記第１情報から、前記範囲の像の中央部を示す第２情報を抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出された前記第２情報を用いて前記試料の計算像を生成する第３生成部と
を含むことを特徴とする試料解析装置。
【０１２３】
（付記９）  前記範囲を変更する処理部を更に含み、
前記第２生成部は、前記処理部によって変更された前記範囲に含まれる前記座標情報を用いて、変更された前記範囲の像を示す前記第１情報を生成し、
前記抽出部は、前記第２生成部によって生成された前記第１情報から、変更された前記範囲の像の中央部を示す前記第２情報を抽出し、
前記第３生成部は、前記抽出部によって抽出された前記第２情報群を用いて前記計算像を生成することを特徴とする付記８に記載の試料解析装置。
【０１２４】
（付記１０）  コンピュータが、
試料の走査透過型電子顕微鏡像を用いて、前記試料に含まれる原子の位置を示す座標情報を含む原子配置情報を生成し、
生成された前記原子配置情報内の一部の範囲に含まれる前記座標情報を用いて、前記範囲の像を示す第１情報を生成し、
生成された前記第１情報から、前記範囲の像の中央部を示す第２情報を抽出し、
前記範囲を変更して、前記第１情報の生成及び前記第２情報の抽出を行い、
抽出された前記第２情報群を用いて前記試料の計算像を生成する
ことを特徴とする試料解析方法。
【符号の説明】
【０１２５】
１００  試料解析システム
２００  ＳＴＥＭ
２０１  電子プローブ
２０２  収束レンズ
２０３  走査コイル
２０４  対物レンズ
２０５  結像レンズ
２０６，２０７，１４００  検出器
２１０，１１００  試料
２１１  原子柱
２１２，２１３，１３００  電子
３００  入力装置
３００ａ  可搬型記録媒体
４００  表示装置
５００  試料解析装置
５０１  画像保持部
５０２  原子情報保持部
５０３  ＳＴＥＭ制御部
５０４  像生成部
５０５  計算処理部
５０５ａ  ピークサーチ部
５０５ｂ  像計算部
５０５ｃ  画像処理部
５０６  表示処理部
５１０ａ  ＣＰＵ
５１０ｂ  ＲＡＭ
５１０ｃ  ＨＤＤ
５１０ｄ  グラフィック処理部
５１０ｅ  入出力インタフェース
５１０ｆ  バス
１０００  ＡＤＦＳＴＥＭ
１２００  収束電子線
【図１】
2015056253.tif 000003
【図２】
2015056253.tif 000004
【図３】
2015056253.tif 000005
【図４】
2015056253.tif 000006
【図５】
2015056253.tif 000007
【図６】
2015056253.tif 000008
【図７】
2015056253.tif 000009
【図８】
2015056253.tif 000010
【図９】
2015056253.tif 000011
【図１０】
2015056253.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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