倾斜角度量计算装置、样品台、带电粒子射线装置和程序制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种倾斜角度量计算装置，被用于向样品台上所载置的样品的表面入射带电粒子射线的带电粒子射线装置，计算变更带电粒子射线相对于样品的入射方向所需要的倾斜角度量，所述倾斜角度量是用于控制样品和/或带电粒子射线的倾斜方向和倾斜量的指令值，其中，所述倾斜角度量计算装置具备倾斜角度量计算部，所述倾斜角度量计算部基于在带电粒子射线相对于样品的入射方向为规定的入射方向的状态下的晶体取向图上指定出的、表示带电粒子射线相对于晶体的入射方向的信息来计算倾斜角度量，所述晶体取向图是表示带电粒子射线相对于表面的被选择的位置处的晶体的晶体坐标系的入射方向的图。

Tilt angle calculation device, sample table, charged particle ray device and program

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】倾斜角度量计算装置、样品台、带电粒子射线装置和程序
本专利技术涉及一种倾斜角度量计算装置、具备倾斜角度量计算装置的样品台及带电粒子射线装置以及程序。
技术介绍
扫描电子显微镜(SEM：ScanningElectronMicroscope)是如下的装置：将被加速的电子射线会聚为电子射线束，以在样品表面上周期性地扫描的方式进行照射，并检测从样品的被照射的局部区域产生的反射电子和/或二次电子等，并将这些电信号转换为材料组织像，由此观察材料的表面形态、晶粒以及表面附近的位错等。在真空中从电子源引出的电子射线被立即加速，根据观察目的来以从1kV以下的低加速电压到30kV左右的高加速电压的不同的能量进行加速。然后，被加速的电子射线被聚光镜及物镜等磁场线圈聚焦为纳米级的极微小直径而成为电子射线束，同时通过偏转线圈进行偏转，由此使会聚的电子射线束在样品表面上扫描。另外，最近在使电子射线聚焦时，也采用还组合电场线圈这种形式。由于分辨率的限制，以往的SEM的主要功能是通过二次电子像来观察样品的表面形态，通过反射电子像来调查样品的组成信息。然而，近年，能够在使被加速的电子射线维持高亮度地聚焦为直径为几nm这样的极微小直径，从而能够获得分辨率非常高的反射电子像和二次电子像。以往，主流是使用透射电子显微镜(TEM：TransmissionElectronMicroscope)来观察晶格缺陷。但是，在上述那样的高分辨率SEM中，通过采用有效利用了反射电子像的电子通道衬度成像(ECCI)法，也能够观察样品内部的晶格缺陷(下面也称为“内部缺陷”。)的信息，虽然只是能够观察晶体材料的浅表面(日语：極表面)(距表面的深度约为100nm左右)的晶格缺陷(参照非专利文献1和2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-139513号公报专利文献2：日本特开2018-022592号公报非专利文献非专利文献1：日本电子NewsVol.43，(2011)p.7-12非专利文献2：显微镜Vol.48，No.3(2013)p.216-220
技术实现思路
专利技术要解决的问题另外，当通过SEM-ECCI法来观察结晶性材料时，根据晶体取向的不同，观察像的明暗较大地变化。而且，在特定的晶体取向，观察像最暗。这样的条件被称为电子通道条件(下面，也简称为“通道条件”)。上述的通道条件通过调整电子射线相对于样品的入射方向来满足。在SEM中，当入射电子射线与规定的晶面所成的角发生变化时，反射电子强度发生变化。而且，在入射电子射线与规定的晶面所成的角满足特定的条件时，入射电子射线侵入到晶体深处变得难以反射，从而反射电子强度最弱。该条件为通道条件。然而，在存在位错或层错等晶格缺陷而使得晶面局部混乱的部分，即使是相同的条件，一部分的电子射线也会发生反射，由此反射电子强度变强。其结果，背景与晶格缺陷之间的衬度增强，从而能够观察识别出内部缺陷。为了观察这种由晶格缺陷引起的衬度，需要掌握表示晶体坐标系相对于样品坐标系的旋转的取向信息(下面也简称为“晶体的取向信息”。)。大多会在SEM附加地搭载有用于分析晶体取向的电子背散射衍射(EBSD：ElectronBackScatterDiffraction)装置，由此能够获取EBSD花样。为了获取与背景具有强烈的衬度的晶格缺陷像，行之有效的是，考虑晶体取向来使样品倾斜使得满足通道条件，来观察反射电子像，其中，该晶体取向是根据通过EBSD得到的EBSD花样分析出的。在此，为了获取EBSD花样，需要使样品在SEM内大幅地倾斜到70°左右。作为用于通过SEM来获得反射电子像的反射电子检测器的几何配置，有配置于EBSD检测器的正下方的前向散射配置和配置于电子枪的正下方的后向散射配置。在前向散射配置中，在使样品在SEM内大幅地倾斜到70°左右的状态下虽然能够获得反射电子像，但是入射电子射线的像差大，因此无法获得高分辨率像。另一方面，在后向散射配置中，能够获得反映了内部缺陷的高分辨率像，但是存在无法同时进行反射电子像的获取和利用EBSD进行的EBSD花样的获取的问题。另外，交替地获取反射电子像和EBSD花样的情况也产生每次都使样品大幅地倾斜的必要，因此不仅有可能导致作为测定对象的晶粒离开视场，还存在作业时间变长的问题。另外，在利用TEM观察晶格缺陷时，优选的是在仅特定的晶面的衍射波被较强地激励的布拉格条件下进行观察。另外通过调整电子射线相对于样品的入射方向也满足上述的布拉格条件。然而，在TEM中，也无法同时获取包括晶体的取向信息的电子衍射图形和观察像。因而，为了控制电子射线相对于成为测定对象的晶体的晶体坐标系的入射方位，需要频繁地重复基于观察像进行的位置对准以及基于电子衍射图形进行的晶体取向的确认来符合作为目标的方位关系，从而观察需要大量的劳力。本专利技术的目的在于提供如下一种倾斜角度量计算装置、具备倾斜角度量计算装置的样品台及带电粒子射线装置以及程序：在SEM、TEM以及扫描离子显微镜(SIM：ScanningIonMicroscope)等带电粒子射线装置中能够调整带电粒子射线相对于样品的入射方向，使得即使是利用该带电粒子射线装置所具备的任意的功能进行了测定的状态也生成期望的晶体取向图。用于解决问题的方案本专利技术是为了解决上述的问题而完成的。本专利技术的一个实施方式所涉及的倾斜角度量计算装置被用于向样品台上所载置的样品的表面入射带电粒子射线的带电粒子射线装置，计算变更所述带电粒子射线相对于所述样品的入射方向所需要的倾斜角度量，所述倾斜角度量是用于控制所述样品和/或所述带电粒子射线的倾斜方向和倾斜量的指令值，所述倾斜角度量计算装置的特征在于，具备倾斜角度量计算部，所述倾斜角度量计算部基于在所述带电粒子射线相对于所述样品的入射方向为规定的入射方向的状态下的晶体取向图上指定出的、表示所述带电粒子射线相对于所述表面的被选择的位置处的晶体的入射方向的信息来计算所述倾斜角度量，所述晶体取向图是表示所述带电粒子射线相对于所述晶体的晶体坐标系的入射方向的图。另外，本专利技术的一个实施方式所涉及的程序被用于向样品台上所载置的样品的表面入射带电粒子射线的带电粒子射线装置，利用计算机来计算变更所述带电粒子射线相对于所述样品的入射方向所需要的倾斜角度量，所述倾斜角度量是用于控制所述样品和/或所述带电粒子射线的倾斜方向和倾斜量的指令值，所述程序的特征在于，使所述计算机执行以下步骤：基于在所述带电粒子射线相对于所述样品的入射方向为规定的入射方向的状态下的晶体取向图上指定的表示所述带电粒子射线相对于所述晶体的入射方向的信息来计算所述倾斜角度量，其中，所述晶体取向图是表示所述带电粒子射线相对于所述表面的被选择的位置处的晶体的晶体坐标系的入射方向的图。专利技术的效果根据本专利技术，在SEM、TEM、SIM等带电粒子射线装置中能够计算用于调整带电粒子射线相对于样品的入射方向的倾斜角度量，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种倾斜角度量计算装置，被用于向样品台上所载置的样品的表面入射带电粒子射线的带电粒子射线装置，计算变更所述带电粒子射线相对于所述样品的入射方向所需要的倾斜角度量，所述倾斜角度量是用于控制所述样品和/或所述带电粒子射线的倾斜方向和倾斜量的指令值，其中，/n所述倾斜角度量计算装置具备倾斜角度量计算部，所述倾斜角度量计算部基于在所述带电粒子射线相对于所述样品的入射方向为规定的入射方向的状态下的晶体取向图上指定出的、表示所述带电粒子射线相对于所述表面的被选择的位置处的晶体的入射方向的信息来计算所述倾斜角度量，所述晶体取向图是表示所述带电粒子射线相对于所述晶体的晶体坐标系的入射方向的图。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170531 JP 2017-107747;20170620 JP 2017-120467;201.一种倾斜角度量计算装置，被用于向样品台上所载置的样品的表面入射带电粒子射线的带电粒子射线装置，计算变更所述带电粒子射线相对于所述样品的入射方向所需要的倾斜角度量，所述倾斜角度量是用于控制所述样品和/或所述带电粒子射线的倾斜方向和倾斜量的指令值，其中，
所述倾斜角度量计算装置具备倾斜角度量计算部，所述倾斜角度量计算部基于在所述带电粒子射线相对于所述样品的入射方向为规定的入射方向的状态下的晶体取向图上指定出的、表示所述带电粒子射线相对于所述表面的被选择的位置处的晶体的入射方向的信息来计算所述倾斜角度量，所述晶体取向图是表示所述带电粒子射线相对于所述晶体的晶体坐标系的入射方向的图。


2.根据权利要求1所述的倾斜角度量计算装置，其特征在于，还具备：
取向信息获取部，其获取所述表面的晶体的取向信息；以及
晶体取向图生成部，其基于所述取向信息，来生成所述被选择的位置处的晶体的所述晶体取向图。


3.根据权利要求2所述的倾斜角度量计算装置，其特征在于，
所述晶体取向图生成部基于在所述晶体取向图上指定出的所述信息，来生成所述被选择的位置处的晶体的指定后的晶体取向图。


4.根据权利要求2或3所述的倾斜角度量计算装置，其特征在于，
所述晶体取向图生成部基于所述取向信息，生成所述带电粒子射线相对于所述表面的入射方向为规定的入射方向的状态下的、与所述被选择的位置不同的其它位置处的晶体的晶体取向图，并且，
倾斜角度量计算部基于在所述被选择的位置处的晶体的所述晶体取向图上和所述其它位置处的晶体的所述晶体取向图上指定出的、表示所述带电粒子射线相对于所述被选择的位置处的晶体和所述其它位置处的晶体的入射方向的信息，来计算所述倾斜角度量。


5.根据权利要求2至4中的任一项所述的倾斜角度量计算装置，其特征在于，
还具备旋转轴设定部，所述旋转轴设定部基于所述晶体取向图，将穿过所述被选择的位置的轴设定为旋转轴，
所述旋转轴设定部基于在所述晶体取向图上指定的信息，将所述轴设定为成为与所述一个晶面平行或垂直的方向，以使所述被选择的位置处的晶体所具有的一个晶面与所述入射方向形成规定的角度，
所述倾斜角度量计算部计算变更所述样品和/或所述带电粒子射线的以所述旋转轴为旋转中心的倾斜方向和倾斜量所需要的倾斜角度量，该倾斜方向和倾斜量是使所述一个晶面与所述入射方向形成所述规定的角度的倾斜方向和倾斜量。


6.根据权利要求5所述的倾斜角度量计算装置，其特征在于，
所述旋转轴设定部将在所述被选择的位置处交叉的2个轴设定为旋转轴，并且，
所述旋转轴设定部将所述2个轴中的一个轴设定为成为与所述一个晶面平行或垂直的方向，将所述2个轴中的另一个轴设定为成为与所述一个晶面平行的方向。


7.根据权利要求5所述的倾斜角度量计算装置，其特征在于，
所述旋转轴设定部将在所述被选择的位置处交叉的2个轴设定为旋转轴，并且，
所述旋转轴设定部将所述2个轴中的一个轴设定为成为与所述一个晶面平行或垂直的方向，将所述2个轴中的另一个轴设定为成为与所述被选择的位置处的晶体所具有的其它晶面平行或垂直的方向。


8.根据权利要求2至7中的任一项所述的倾斜角度量计算装置，其特征在于，
还具备输出部，
所述输出部获取由所述带电粒子射线装置测定出的所述规定的入射方向下的所述表面的带电粒子射线像、以及由所述晶体取向图生成部生成的所述被选择的位置处的晶体的所述晶体取向图和/或所述指定后的晶体取向图，
所述输出部将所述带电粒子射线像以及所述被选择的位置处的晶体的所述晶体取向图和/或所述指定后的晶体取向图以同时显示于外部的显示装置的方式输出。


9.根据权利要求8所述的倾斜角度量计算装置，其特征在于，
所述输出部还获取由所述晶体取向图生成部生成的所述其它位置处的晶体的所述晶体取向图和/或所述指定后的晶体取向图，

【专利技术属性】
技术研发人员：森孝茂，网野岳文，丸山直纪，谷山明，谷口俊介，横山千惠，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP