(57)【要約】      （修正有）【課題】試料の解析対象面が検出器に常に対向する状態で解析用傾斜角度を設定する。【解決手段】電子ビーム源１と、Ｘ−Ｙ方向移動、Ｚ方向移動、Ｘ−Ｙ平面内での回転、及びＸ方向を傾斜用回動軸として回動することによるＹ方向に向けての傾斜が可能な試料ステージ１３と、電子光学系１２と、Ｙ方向から水平面内において所定の角度を成す位置に配置され、試料６の解析対象面６ａからの情報を検出するための検出器８とを備え、試料６の解析対象面６ａが水平面に対して所定の解析用傾斜角度を持って検出器８に対向するようにして試料解析を行う試料解析装置において、試料６の解析対象面６ａの解析用傾斜角度の設定を、試料ステージ１３を傾斜させることにより行う際に、試料ステージ１３のＹ方向、Ｚ方向、及び回転方向での移動及び回転により当該解析用傾斜角度を補正する。【選択図】図１
2005294129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビーム源と、水平面内でのＸ−Ｙ方向移動、垂直方向であるＺ方向移動、Ｘ−Ｙ平面内での回転、及びＸ方向を傾斜用回動軸として回動することによるＹ方向に向けての傾斜が可能な試料ステージと、電子ビーム源から放出される電子ビームを試料ステージに載置された試料の解析対象面に照射するための電子光学系と、Ｙ方向から水平面内において所定の角度を成す位置に配置され、電子ビームが照射された試料の解析対象面からの情報を検出するための検出器と、試料ステージの駆動を行う試料ステージ駆動部と、入力部と、演算制御部とを備えた試料解析装置であって、入力部の操作に基づいた試料ステージの傾斜を行い、これにより試料の解析対象面の水平面に対する解析用傾斜角度の設定を行う際に、演算制御部が試料ステージの傾斜角度に基づいて試料ステージのＹ方向、Ｚ方向、及び回転方向における各補正用移動量及び回転量を算出し、算出された各補正用移動量及び回転量に基づいて試料ステージ駆動部が試料ステージのＹ方向、Ｚ方向、及び回転方向での駆動を行うことにより、試料の解析対象面が所望の解析用傾斜角度を持って検出器に対向するようにしたことを特徴とする試料解析装置。
【請求項２】
電子ビーム源と、水平面内でのＸ−Ｙ方向移動、垂直方向であるＺ方向移動、Ｘ−Ｙ平面内での回転、及びＸ方向を傾斜用回動軸として回動することによるＹ方向に向けての傾斜が可能な試料ステージと、電子ビーム源から放出される電子ビームを試料ステージに載置された試料の解析対象面に照射するための電子光学系と、Ｙ方向から水平面内において所定の角度を成す位置に配置され、電子ビームが照射された試料の解析対象面からの情報を検出するための検出器と、試料ステージの駆動を行う試料ステージ駆動部と、入力部と、演算制御部とを備えた試料解析装置の制御方法であって、入力部の操作に基づいた試料ステージの傾斜を行い、これにより試料の解析対象面の水平面に対する解析用傾斜角度の設定を行う際に、試料ステージの傾斜角度に基づいて演算制御部により試料ステージのＹ方向、Ｚ方向、及び回転方向における各補正用移動量及び回転量が算出され、算出された各補正用移動量及び回転量に基づいて試料ステージ駆動部により試料ステージのＹ方向、Ｚ方向、及び回転方向での駆動が行われることにより、試料の解析対象面が所望の解析用傾斜角度を持って検出器に対向するようにしたことを特徴とする試料解析装置の制御方法。
【請求項３】
前記試料の解析対象面の解析用傾斜角度の設定を行う際での試料ステージのＹ方向及びＺ方向の各補正用移動量は、試料ステージの傾斜移動角度の正接値に応じて算出されることを特徴とする請求項２記載の試料解析装置の制御方法。
【請求項４】
前記試料ステージの傾斜移動角度をＴ、前記試料の解析対象面において電子ビームが照射される解析点のＸ−Ｙ基準平面からの垂直方向での変位をΔＤ、前記試料ステージのＹ方向の補正用移動量をΔｙとすると、当該補正用移動量Δｙは、
【数１】
2005294129.tif 000010
により算出され、前記試料ステージのＺ方向の補正用移動量をΔｚとすると、当該補正用移動量Δｚは、
【数２】
2005294129.tif 000011
により算出されることを特徴とする請求項３記載の試料解析装置の制御方法。
【請求項５】
前記試料の解析対象面の解析用傾斜角度の設定を行う際に、さらに前記試料ステージのＸ方向における補正用移動量を算出し、算出された補正用移動量に基づいた試料ステージのＸ方向での移動も加えて行うことを特徴とする請求項２若しくは４記載の試料解析装置の制御方法。
【請求項６】
Ｙ方向から水平面内において前記検出器の配置位置の成す角度をθ、前記解析点の水平面内での移動角度をω、Ｚ軸と当該解析点との距離をＬ、前記試料ステージのＸ方向における補正用移動量をΔｘとすると、当該補正用移動量Δｘは、
【数３】
2005294129.tif 000012
により算出され、前記補正用移動量Δｙは、
【数４】
2005294129.tif 000013
に置き換えられて算出されることを特徴とする請求項５記載の試料解析装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム等の電子ビームを用いた試料解析装置及び試料解析装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料の解析対象面に電子ビームを照射し、当該解析対象面から発生した弾性散乱反射電子の回折像を検出することにより、試料の結晶方位や結晶構造を解析する試料解析装置がある。そして、このような試料解析装置として、ＥＢＳＤ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）装置がある。
【０００３】
従来技術におけるＥＢＳＤ装置の概略構成図を図７に示す。このＥＢＳＤ装置は、鏡筒１０９に配置された電子銃１０１を有する。電子銃１０１からは、試料室内空間１１０に配置された試料１０６の解析対象面１０６ａに向けて電子ビーム１０５が加速されて放出される。
【０００４】
電子銃１０１から放出された電子ビーム１０５は、集束レンズ１０２及び対物レンズ１０４により、試料１０６の解析対象面１０６ａに集束されて照射される。このとき、電子ビーム１０５は、走査コイル１０３によって適宜偏向され、試料１０６の解析対象面１０６ａ上での所定箇所に照射されるようになっている。なお、集束レンズ１０２、走査コイル１０３、及び対物レンズ１０４により電子光学系１１２が構成されており、当該電子光学系１１２は、鏡筒１０９内に配置されている。
【０００５】
試料１０６は、試料室内空間１１０に配置された試料ステージ機構（図示せず）に載置されている。当該ステージ機構は、載置している試料１０６の解析対象面１０６ａがユーセントリック面となる状態で、試料１０６の移動を行うことができる。
【０００６】
ここで、図７に示す座標系１１１を基に説明すると、試料１０６は、Ｘ軸方向（以下、Ｘ方向という）、Ｙ軸方向（以下、Ｙ方向という）、及びＺ軸方向（以下、Ｚ方向という）に移動可能となっている。また、Ｘ方向を傾斜用回動軸として回動することにより、Ｙ方向に向けて試料１０６は傾斜移動する。また、試料１０６は、回転移動することができる。これらの各移動は、試料ステージ機構の駆動動作により行われる。
【０００７】
試料１０６の解析対象面１０６ａ内において、電子ビーム１０５が照射される点（解析点）を当該座標系１１１の原点Ｏとすると、そのＹ方向に検出器１０８が配置されている。そして、試料ステージ機構の傾斜動作により、試料１０６の解析対象面１０６ａは、水平面に対して約７０度の角度（解析用傾斜角度）を持って検出器１０８に対向する状態で傾斜されている。なお。電子ビーム１０５は、電子銃１０９から垂直方向に沿って下方に照射されることとなり、この電子ビーム１０５の照射方向は、Ｚ方向とは反対方向である−Ｚ方向となる。
【０００８】
このような状態で、試料１０６の解析対象面１０６ａにおける解析点Ｏに電子ビーム１０５が照射されると、当該解析点Ｏから弾性散乱反射電子（以下、被検出電子という）１０７が発生する。この解析点Ｏから発生した被検出電子１０７は、試料室内空間１１０においてＹ方向に位置する検出器１０８により検出される。検出器１０８は、検出した被検出電子１０７からその回折像を取得する。これにより取得された被検出電子１０７の回折像から、試料１０６の結晶方位や結晶構造を解析することができる。
【０００９】
以降、図８及び図９を参照して、試料ステージ機構と、試料ステージ機構に載置されて傾斜された試料１０６と、検出器１０８との位置関係について詳述する。ここで、図８は、従来技術におけるＥＢＳＤ装置の要部の構成を示す平面図である。また、図９は、図８におけるＢ−Ｂ断面図を示す。
【００１０】
図（図８及び図９）において、１１３は試料ステージ機構を示す。この試料ステージ機構１１３は、各方向に移動する複数のステージが重ねられた構造を有しており、最下段には傾斜移動ステージ１１３ａが配置されている。この傾斜移動ステージ１１３ａは、試料１０６の解析対象面１０６におけるＸ方向に平行な方向を傾斜用回動軸として回動する。これにより、試料１０６の解析対象面１０６ａは、Ｘ方向を傾斜用回動軸として回動するようになっている。よって、当該解析対象面１０６ａは、Ｘ方向に直交する方向（すなわち、傾斜移動ステージ１１３ａの傾斜用回動軸方向に直交する方向）であるＹ方向に位置する検出器１０８に対向する状態で傾斜移動する。
【００１１】
また、図において、１１３ｂ及び１１３ｃは、それぞれ面方向移動ステージ、及び回転方向移動ステージである。面方向移動ステージ１１３ｂは、傾斜移動ステージ１１３ａの上面に配置されており、当該上面の面方向に沿って移動する。これにより、試料１０６は、当該面方向に沿って移動することとなる。なお、傾斜移動ステージ１１３ａが傾斜されてなく、その上面が水平面に沿った状態とされている場合には、面方向移動ステージ１１３ｂは、水平面に沿う方向に移動することとなる。このときには、試料１０６も水平面に沿う方向で移動することとなる。
【００１２】
回転方向移動ステージ１１３ｃは、面方向移動ステージ１１３ｂの上面に配置されており、当該上面において回転する。この回転方向移動ステージ１１３ｃの上面には試料１０６が載置されており、回転方向移動ステージ１１３ｃの回転とともに試料１０６も回転移動することとなる。
【００１３】
なお、最下段に位置する傾斜移動ステージ１１３ａは、図示しない垂直方向移動手段に取り付けられている。そして、当該垂直方向移動手段の駆動によって、各ステージ１１３ａ，１１３ｂ，及び１１３ｃが垂直方向に移動する。これに伴って、試料１１６も垂直方向に移動することとなる。そして、試料ステージ機構１１３は、当該垂直方向移動手段と各ステージ１１３ａ，１１３ｂ，及び１１３ｃとを備えることとなる。
【００１４】
このように、Ｙ方向に検出器１０８が配置されているときには、試料１０６の解析対象面１０６ａがＸ方向を傾斜用回動軸として回動することにより、当該解析対象面１０６ａがＹ方向に向けて傾斜することとなり、上記解析用傾斜角度の設定を行うことができる。
【００１５】
なお、このような構成の装置において、予め解析用傾斜角度（７０度）傾斜した試料ホルダーを使用するものもある（例えば、特許文献１参照）。
【００１６】
【特許文献１】特開２０００−２７７０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述した従来技術における試料解析装置においては、試料ステージ機構１１３における傾斜移動ステージ１１３ａの傾斜用回転軸方向に直交する方向であるＹ方向に検出器１０８が位置していたので、傾斜移動ステージ１１３ａの傾斜移動のみによって、試料１０６の解析対象面１０６が検出器１０８に常に対向する状態で上記解析用傾斜角度を設定することが可能であった。
【００１８】
しかしながら、ＥＢＳＤによる試料解析を行う機能を有していない電子ビーム装置に、ＥＢＳＤによる試料解析が行えるようにするために、専用の検出器（上記検出器１０８に相当）を後から付加して設置することがある。
【００１９】
このような場合では、装置内部での配置の制約により、当該検出器を、上述した従来技術の例のように、試料ステージ機構における傾斜移動ステージの傾斜用回転軸方向（すなわち、Ｘ方向に沿う方向）に直交する方向（すなわちＹ方向）に設置することができない場合がある。このときには、当該検出器を、Ｙ方向から外れた、当該Ｙ方向から水平面内において所定の角度を成す位置に設置せざるを得ない。
【００２０】
このように、検出器が、Ｙ方向から外れて、当該Ｙ方向から水平面内において所定の角度を成す位置に配置されている場合には、傾斜移動ステージ１１３ａの傾斜移動によって成されるＹ方向に向けての傾斜移動のみによっては、試料１０６の解析対象面１０６ａが検出器１０８に常に対向する状態で上記解析用傾斜角度を設定することができない。なお、試料解析時に、試料１０６の解析対象面１０６ａが検出器１０８に対向している状態でないと、適切な解析を行うことができない。
【００２１】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであって、検出器がＹ方向から水平面内において所定の角度を成す位置に配置された場合においても、試料の解析対象面が検出器に常に対向する状態で解析用傾斜角度を設定することのできる試料解析装置及び試料解析装置の制御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】
【００２２】
本発明における試料解析装置は、電子ビーム源と、水平面内でのＸ−Ｙ方向移動、垂直方向であるＺ方向移動、及びＸ−Ｙ平面内での回転、及びＸ方向を傾斜用回動軸として回動することによるＹ方向に向けての傾斜が可能な試料ステージと、電子ビーム源から放出される電子ビームを試料ステージに載置された試料の解析対象面に照射するための電子光学系と、Ｙ方向から水平面内において所定の角度を成す位置に配置され、電子ビームが照射された試料の解析対象面からの情報を検出するための検出器と、試料ステージの駆動を行う試料ステージ駆動部と、入力部と、演算制御部とを備えた試料解析装置であって、入力部の操作に基づいた試料ステージの傾斜を行い、これにより試料の解析対象面の水平面に対する解析用傾斜角度の設定を行う際に、演算制御部が試料ステージの傾斜角度に基づいて試料ステージのＹ方向、Ｚ方向、及び回転方向における各補正用移動量及び回転量を算出し、算出された各補正用移動量及び回転量に基づいて試料ステージ駆動部が試料ステージのＹ方向、Ｚ方向、及び回転方向での駆動を行うことにより、試料の解析対象面が所望の解析用傾斜角度を持って検出器に対向するようにしたことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明における試料解析装置の制御方法は、電子ビーム源と、水平面内でのＸ−Ｙ方向移動、垂直方向であるＺ方向移動、Ｘ−Ｙ平面内での回転、及びＸ方向を傾斜用回動軸として回動することによるＹ方向に向けての傾斜が可能な試料ステージと、電子ビーム源から放出される電子ビームを試料ステージに載置された試料の解析対象面に照射するための電子光学系と、Ｙ方向から水平面内において所定の角度を成す位置に配置され、電子ビームが照射された試料の解析対象面からの情報を検出するための検出器と、試料ステージの駆動を行う試料ステージ駆動部と、入力部と、演算制御部とを備えた試料解析装置の制御方法であって、入力部の操作に基づいた試料ステージの傾斜を行い、これにより試料の解析対象面の水平面に対する解析用傾斜角度の設定を行う際に、試料ステージの傾斜角度に基づいて演算制御部により試料ステージのＹ方向、Ｚ方向、及び回転方向における各補正用移動量及び回転量が算出され、算出された各補正用移動量及び回転量に基づいて試料ステージ駆動部により試料ステージのＹ方向、Ｚ方向、及び回転方向での駆動が行われることにより、試料の解析対象面が所望の解析用傾斜角度を持って検出器に対向するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明においては、Ｙ方向から水平面内において所定の角度を成す位置に配置された検出器を用いて行われる試料解析において、入力部の操作に基づいた試料ステージの傾斜を行い、これにより試料の解析対象面の水平面に対する解析用傾斜角度の設定を行う際に、演算制御部が試料ステージの傾斜角度に基づいて試料ステージのＹ方向、Ｚ方向、及び回転方向における各補正用移動量及び回転量を算出し、算出された各補正用移動量及び回転量に基づいて試料ステージ駆動部が試料ステージのＹ方向、Ｚ方向、及び回転方向での駆動を行うことにより、試料の解析対象面が所望の解析用傾斜角度を持って検出器に対向するようにして試料解析を行う。
【００２５】
よって、試料ステージの傾斜に加えて、試料ステージのＸ方向、Ｚ方向、及び回転方向での補正用の移動及び回転により解析用傾斜角度の設定を行うこととなるので、検出器がＹ方向から水平面内において所定の角度を成す位置に配置された場合においても、試料の解析対象面が検出器に対向する状態で当該解析用傾斜角度の設定を適正に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２は、それぞれ本発明における試料解析装置を示すブロック図及び当該試料解析装置の要部を示す概略構成図である。ここで、当該試料解析装置は、ＥＢＳＤ装置の構成を有している。
【００２７】
この試料解析装置は、鏡筒９（図２参照）に配置された電子銃（電子ビーム源）１を有する、電子銃１からは、試料室内空間１０（図２参照）に配置された試料６の解析対象面６ａに向けて電子ビーム（電子ビーム）５が加速されて放出される。
【００２８】
電子銃１から放出された電子ビーム５は、集束レンズ２及び対物レンズ４により、試料６の解析対象面６ａに集束されて照射される。このとき、電子ビーム５は、走査コイル３によって適宜偏向され、試料６の解析対象面６ａ上での所定箇所に照射されるようになっている。なお、集束レンズ２、走査コイル３，及び対物レンズ４により電子光学系１２が構成されており、当該電子光学系１２は鏡筒９内に配置されている。
【００２９】
試料６は、試料室内空間１０内において、試料保持体２０の試料保持面２０ａ上に保持されている。この試料保持体２０は、試料室内空間１０に配置された試料ステージ機構１３に配置されている。これにより、試料６は、試料保持体２０を介して当該試料ステージ機構１３に載置されている。
【００３０】
試料保持体２０の試料保持面２０ａは、水平面に対して所定の解析用角度を有するようになっており、当該解析用角度は７０度とされている。これにより、当該試料保持面２０ａに保持された試料６の解析対象面６ａは、水平面に対して当該解析用角度を有するように設定されることとなる。
【００３１】
上記試料ステージ機構１３は、その載置面１３ｄがユーセントリック面となる状態で、試料保持体２０の移動を行うことができる。なお、これにより。当該載置面１３ｄと接触している試料保持体２０の底面２０ｂもユーセントリック面となる。
【００３２】
試料ステージ１３は、試料ステージ駆動部５２により駆動される。試料ステージ駆動部５２は、演算制御部５３に接続されており、当該演算制御部５３から送られる制御信号に基づいて試料ステージ機構１３を移動駆動する。
【００３３】
ここで、図２に示す座標系１１を基に説明すると、試料保持体２０は、試料ステージ機構１３（図１参照）の駆動動作により、Ｘ軸方向（以下、Ｘ方向という）、Ｙ軸方向（以下、Ｙ方向という）、及びＺ軸方向（以下、Ｚ方向という）に移動可能となっている。また、試料ステージ機構１３の載置面１３ｄ（図１参照）がＸ方向を傾斜用回動軸として回動することにより、試料保持体２０はＹ方向に向けて傾斜移動する。また、試料ステージ機構１３の駆動動作により、試料保持具２０は回転移動することができる。そして、試料保持具２０の試料保持面２０ａに保持された試料６は、試料ステージ機構１３の駆動動作によって移動する試料保持具２０の移動に伴って、当該試料保持面２０ａに保持された状態で移動することとなる。
【００３４】
試料保持体６の底面６ｃにおける所定箇所を当該座標系１１の原点Ｏとすると、そのＹ方向に対して水平面（Ｘ−Ｙ平面）内において所定角度を成す位置に検出器８が配置されている。なお、電子ビーム５は、電子銃９から垂直方向に沿って下方に照射されることとなり、この電子ビーム５の照射方向は、Ｚ方向とは反対方向である−Ｚ方向となる。
【００３５】
また、試料６の解析対象面６ａ内において、電子ビーム５が照射される点（解析点）をＰとすると、当該解析点Ｐに電子ビーム５が照射されると、この解析点Ｐから弾性散乱反射電子（以下、被検出電子という）７が発生する。この解析点Ｐから発生した被検出電子７は、試料室内空間１０において検出器８により検出される。
【００３６】
図１及び図２において、検出器８は、当該被検出電子７を受けて回折像が投影される蛍光スクリーン部と、当該回折像を検出するカメラ部とを有する。これにより、検出器８は、検出した被検出電子７からその回折像を取得する。これにより取得された被検出電子７の回折像の検出信号は、カメラコントローラ５１を介して演算制御部５３に送られる。
【００３７】
演算制御部５３には表示部５５が接続されており、検出器８により取得された当該回折像は表示部５５に画像として表示され、試料６の結晶方位や結晶構造を解析することができる。
【００３８】
また、演算制御部５３には入力部５６が接続されている。この入力部５６は、マウスやジョイスティック等のポインティングデバイスとキーボードを備えている。オペレータは、当該ポインティングデバイス又はキーボードを操作することにより、試料ステージ機構１３の移動を手動で制御することができる。
【００３９】
さらに、演算制御部５３には記憶部５４が接続されている。この記憶部５４には、後述する各演算式等が記憶されている。そして、演算制御部５３は、上述した各構成部を制御するとともに、記憶部５３に記憶されている演算式に基づいて演算を実行する。
【００４０】
以降、図３及び図４を参照して、試料ステージ機構１３と、試料ステージ機構１３に載置された試料保持体２０及び試料６と、検出器８との位置関係について詳述する。ここで、図３は、本発明における試料分析装置の要部の構成を示す平面図である。また、図４は、図３におけるＡ−Ａ断面図を示す。なお、図４において、ＳはＸ−Ｙ基準平面を示し、φは解析用試料傾斜角度を示す。
【００４１】
図（図３及び図４）に示すように、試料ステージ機構１３は、各方向に移動する複数のステージが重ねられた構造を有しており、最下段には、傾斜移動ステージ１３ａが配置されている。この傾斜移動ステージ１３ａは、試料保持体２０の底面２０ｂにおけるＸ方向に沿う方向を傾斜用回動軸として回動する。これにより、試料保持体２０の底面２０ａは、Ｘ方向を傾斜用回動軸として回動するようになっている。よって、当該底面２０ｂは、Ｘ方向に直交する方向（すなわち、傾斜移動ステージ１３ａの傾斜用回動軸方向に直交する方向）であるＹ方向に向けて傾斜移動する。
【００４２】
また、図において、１３ｂ及び１３ｃは、それぞれ面方向移動ステージ、及び回転方向移動ステージである。面方向移動ステージ１３ｂは、傾斜移動ステージ１３ａの上面に配置されており、当該上面の面方向に沿って移動する。これにより、試料保持体２０は、当該面方向に沿って移動することとなる。なお、傾斜移動ステージ１３ａが傾斜されてなく、その上面が水平面に沿った状態とされている場合には、面方向移動ステージ１３ｂは、水平面に沿う方向に移動することとなる。このときには、試料保持体２０も水平面に沿う方向で移動することとなる。
【００４３】
回転方向移動ステージ（試料ステージ）１３ｃは、面方向移動ステージ１３ｂの上面に配置されており、当該上面において回転する。この回転方向移動ステージ１３ｃの上面は載置面１３ｄとなっている。そして、当該載置面１３ｄには試料保持体２０が載置されており、回転方向移動ステージ１３ｃの回転とともに試料保持体２０も回転移動することとなる。
【００４４】
なお、最下段に位置する傾斜移動ステージ１３ａは、図示しない垂直方向移動手段に取り付けられている。そして、当該垂直方向移動手段の駆動によって、各ステージ１３ａ，１３ｂ，及び１３ｃが垂直方向に移動する。これに伴って、試料保持体２０も垂直方向に移動することとなる。そして、試料ステージ機構１３は、当該垂直方向移動手段と、各ステージ１３ａ，１３ｂ，及び１３ｃとを備えることとなる。
【００４５】
この構成により、回転方向移動ステージ１３ｃは、試料６を保持する試料保持体２０を試料ステージとして載置した状態で、Ｘ−Ｙ方向、Ｚ方向、回転方向、及び傾斜方向に移動可能となっている。
【００４６】
検出器８は、上述のごとく、Ｚ軸を中心にＹ方向に対して水平面内において所定角度（図３における角度θ）を成す位置に配置されている。そして、Ｚ軸と検出器８の検出部８ａとを結ぶ線上であって、試料６の解析対象面６ａと交差する点を解析点Ｐとして、上方から電子ビーム５が照射されているものとする。電子ビーム５が照射された解析点Ｐからは、被検出電子７が発生し、この被検出電子７は、上述のごとく、検出器８によって検出されることとなる。なお、試料６の解析対象面６ａの解析用角度は上述のように７０度に設定されることととなる。このとき、当該解析対象面６ａは検出器８に対向するようにされる。
【００４７】
このような状態において、試料６の解析対象面６ａの解析用傾斜角度を、Ｘ方向を傾斜用回動軸として傾斜移動ステージ１３ａを回動して、傾斜移動ステージ１３ａをＹ方向に向けて傾斜させることによって設定する場合について、図５も参照して説明する。ここで、図５は、図３における要部拡大図である。
【００４８】
傾斜移動ステージ１３ａの当該傾斜用回動軸を軸とする回動によって、解析点Ｐが、図５における解析点Ｐ′に移動するものとすると、図５に示すＺ軸を中心とするＸ−Ｙ平面（水平面）内での移動角度ωは、以下の式で表される。
【００４９】
【数５】
2005294129.tif 000003
【００５０】
ここで、Ｘ０は、解析点ＰのＸ座標の初期値であり、Ｙ０は、解析点ＰのＹ座標の初期値である。また、Ｙ′は、移動後の解析点Ｐ′のＹ座標の値である。このとき、Ｙ′は、以下の式で表される。
【００５１】
【数６】
2005294129.tif 000004
【００５２】
さらに、Ｙ方向でのずれ量をΔＹとすると、当該ずれ量ΔＹは、以下の式で表される。
【００５３】
【数７】
2005294129.tif 000005
【００５４】
ここで、Ｔは傾斜移動ステージ１３ａの回動角度である。また、ΔＤは、試料６の解析対象面６ａにおいて電子ビーム５が照射される解析点ＰのＸ−Ｙ基準平面Ｓからの垂直方向での変位であり、図４に示すΔＤに相当する。なお、当該Ｘ−Ｙ基準平面Ｓは、図４に示すように、上述した座標系１１（図２参照）の原点Ｏを含む水平面となっている。
【００５５】
そして、Ｚ方向でのずれ量をΔＺとすると、当該ずれ量ΔＺは、以下の式で表される。
【００５６】
【数８】
2005294129.tif 000006
【００５７】
よって、当該変位Ｄが設定されている場合での傾斜移動ステージ１３ａの回動角度Ｔに応じた試料ステージ機構１３の駆動制御について、回転方向移動ステージ１３ｃの補正回転量を−ω、面方向移動ステージ１３ｂのＹ方向補正量を−ΔＹ、垂直方向移動手段によるＺ方向補正量を−ΔＺに設定して制御する。このときの、回転移動ステージ１３ｃの回転量をＲ、面方向移動ステージ１１３ｂのＹ方向位置をＹ、垂直方向移動手段によるＺ方向制御位置をＺとすると、これらＲ、Ｙ、及びＺは、以下の式で表される。
【００５８】
【数９】
2005294129.tif 000007
【００５９】
これにより、検出器８がＹ方向から水平面内において所定の角度θを成す位置に配置された場合においても、傾斜移動ステージ試料１３ａの回動により試料６の解析対象面６ａの解析用傾斜角度φを設定する際に、当該解析対象面６ａが検出器８に常に対向する状態で解析用傾斜角度を設定することができる。
【００６０】
このように、上述の例においては、試料６の解析対象面６ａが検出器８に常に対向する状態で解析用傾斜角度φを設定することができる。このとき、当該設定後、試料６の解析対象面６ａにおける当初の解析点Ｐから微小距離だけずれた位置に電子ビーム５が照射することとなるが、上記ＥＢＳＤによる試料解析においては支障がない。
【００６１】
しかしながら、当該解析用傾斜角度φの設定を行った後においても、電子ビーム５が試料６の試料解析対象面における当初の解析点Ｐに照射するようにする際には、以下のようにして試料ステージ機構１３の駆動制御を行う。
【００６２】
面方向移動ステージ１３ｂ上での当該解析点ＰのＸ方向でのずれ量をΔＸとすると、当該ずれ量ΔＸは、以下の式で表される。
【００６３】
【数１０】
2005294129.tif 000008
【００６４】
また、面方向移動ステージ１３ｂ上での当該解析点ＰのＹ方向でのずれ量をΔＹ′とすると、当該ずれ量Ｙ′は、以下の式で表される。
【００６５】
【数１１】
2005294129.tif 000009
【００６６】
よって、この場合は、まず、回転方向移動ステージ１３ｃの回転量Ｒ及び垂直方向移動手段によるＺ方向補正量を、それぞれ上記と同様に−ω及び−Ｚとしてそれぞれ制御する。そして、面方向移動ステージ１３ｂのＸ方向補正量及びＹ方向補正量を、それぞれ−ΔＸ及び−（ΔＹ＋ΔＹ′）として制御する。
【００６７】
このようにすることにより、解析用傾斜角度φの設定を行った後においても、電子ビーム５が試料６の試料解析対象面における当初の解析点Ｐに照射するようにすることができる。
【００６８】
この例においても、検出器８がＹ方向から水平面内において所定の角度を成す位置に配置された場合においても、試料６の解析対象面６ａが検出器８に常に対向する状態で解析用傾斜角度を設定することができる。
【００６９】
このように、本発明においては、Ｙ方向から水平面内において所定の角度θを成す位置に配置された検出器８を用いて行われる試料解析において、入力部５６の操作に基づいた試料ステージ１３の傾斜移動を行い、これにより試料６の解析対象面６ａの水平面に対する解析用傾斜角度φの設定を行う際に、演算制御部５３が試料ステージ１３の傾斜移動角度Ｔに基づいて試料ステージ１３のＹ方向、Ｚ方向、及び回転方向における各補正用移動量を算出し、算出された各補正用移動量に基づいて試料ステージ駆動部５２が試料ステージ１３のＹ方向、Ｚ方向、及び回転方向での移動駆動を行うことにより、試料６の解析対象面６ａが所望の解析用傾斜角度φを持って検出器８に対向するようにして試料解析を行う。
【００７０】
よって、試料ステージ１３の傾斜移動に加えて、試料ステージ１３のＸ方向、Ｚ方向、及び回転方向での補正用の移動により解析用傾斜角度φの設定を行うこととなるので、検出器８がＹ方向から水平面内において所定の角度θを成す位置に配置された場合においても、試料６の解析対象面６ａが検出器８に対向する状態で当該解析用傾斜角度φの設定を適正に実行することができる。
【００７１】
なお、検出器８のＹ方向との成す角度θ及び試料６の解析用傾斜角度φを入力するための入力画面の一例を図６に示す。この場合、同図に示された円内において、オペレータが入力部５６のマウスを用いてカーソルを移動する。例えばマウスの左ドラッグ操作により、円周方向にカーソルを移動させることにより、検出器８のＹ方向との成す角度θ（図中においては「試料の向き」）を設定することができる。また、例えばマウスの右ドラッグ操作により、円の中心から円周に向かう方向にカーソルを移動させることにより、解析用傾斜角度φ（図中においては「試料の傾斜」）の設定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明における試料解析装置を示すブロック図である。
【図２】本発明における試料解析装置の要部を示す概略構成図である。
【図３】本発明における試料解析装置の要部の構成を示す平面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３における要部拡大図である。
【図６】入力画面の一例を示す図である。
【図７】従来技術におけるＥＢＳＤ装置を示す概略構成図である。
【図８】従来技術におけるＥＢＳＤ装置の要部の構成を示す平面図である。
【図９】図８におけるＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１…電子銃（電子ビーム源）、２…集束レンズ、３…走査コイル、４…対物レンズ、５…電子ビーム（電子ビーム）、６…試料、６ａ…解析対象面、７…被検出電子、８…検出器、１２…電子光学系、１３…試料ステージ機構
【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９】
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