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JP3134853B2 - Crystal distortion measuring method, crystal distortion measuring device and recording medium - Google Patents
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JP3134853B2 - Crystal distortion measuring method, crystal distortion measuring device and recording medium - Google Patents

Crystal distortion measuring method, crystal distortion measuring device and recording medium

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JP3134853B2
JP3134853B2 JP10250354A JP25035498A JP3134853B2 JP 3134853 B2 JP3134853 B2 JP 3134853B2 JP 10250354 A JP10250354 A JP 10250354A JP 25035498 A JP25035498 A JP 25035498A JP 3134853 B2 JP3134853 B2 JP 3134853B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は結晶評価技術に関
し、特に、試料の透過型電子顕微鏡像に基づいてその試
料における結晶の歪みや結晶面間隔などの情報あるいは
それらの分布などの情報を求める結晶歪み測定方法及び
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crystal evaluation technique, and more particularly, to a crystal for obtaining information such as crystal distortion, crystal plane spacing, and distribution thereof in a sample based on a transmission electron microscope image of the sample. The present invention relates to a strain measurement method and apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の高集積化が進行し、半導体
素子サイズがより小さくなってきた。素子サイズが小さ
くなると、半導体結晶中の微小な領域に働く応力やそれ
に伴う結晶欠陥が問題となる。
2. Description of the Related Art As the degree of integration of semiconductor devices has increased, the size of semiconductor devices has become smaller. As the element size decreases, stress acting on a minute region in the semiconductor crystal and a crystal defect accompanying the stress become a problem.

【0003】試料結晶における歪みを調べる従来の手法
として、X線回折法が確立された手法としてある。ま
た、結晶の微小部分の歪みを調べる手法として、マイク
ロラマン法が知られている。
As a conventional method for examining distortion in a sample crystal, an X-ray diffraction method has been established. Also, as a technique for examining the distortion of a minute portion of a crystal, a micro-Raman method is known.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
半導体素子の高集積化は著しく、集積化された半導体サ
イズは、一段と小さくなって、マイクロラマン法などの
結晶歪みを調べる従来法での空間分解能以下となってい
る。その結果、従来法では、集積化された半導体素子の
半導体結晶内部の結晶歪みを直接測定することが、不可
能となっている。
However, in recent years, semiconductor elements have been highly integrated, and the size of the integrated semiconductor has become much smaller, and the spatial resolution of a conventional method for examining crystal distortion such as a micro-Raman method has been reduced. It is as follows. As a result, it is impossible with the conventional method to directly measure the crystal strain inside the semiconductor crystal of the integrated semiconductor device.

【0005】そこで本発明は、結晶の微小な領域での歪
みや欠陥、面間隔を検出し、あるいはこれらの分布を調
べることができる、結晶歪み検出方法及び装置を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a crystal distortion detecting method and apparatus capable of detecting a distortion, a defect, and a plane spacing in a minute region of a crystal, or examining a distribution thereof.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の結晶歪み測定方
法は、試料の透過型電子顕微鏡像から試料での結晶に関
する情報を取得する結晶歪み測定方法であって、透過型
電子顕微鏡像をデジタル画像に変換する工程と、デジタ
ル画像の少なくとも一部の領域に対して2次元フーリエ
変換を施して当該領域の回折パターンを計算する工程
と、を有する。
SUMMARY OF THE INVENTION A crystal distortion measuring method according to the present invention is a crystal distortion measuring method for acquiring information on a crystal in a sample from a transmission electron microscope image of the sample. Converting the image into an image; and performing a two-dimensional Fourier transform on at least a part of the area of the digital image to calculate a diffraction pattern of the area.

【0007】本発明の結晶歪み測定装置は、試料の透過
型電子顕微鏡像から前記試料での結晶に関する情報を取
得する結晶歪み測定装置であって、透過型電子顕微鏡像
をデジタル画像として取り込む画像入力手段と、デジタ
ル画像の少なくとも一部の領域に対して2次元フーリエ
変換を施して当該領域の回折パターンを計算するフーリ
エ変換手段と、回折パターンに対して計算処理を実行す
る計算手段と、を有する。
A crystal distortion measuring apparatus according to the present invention is a crystal distortion measuring apparatus for acquiring information on a crystal in a sample from a transmission electron microscope image of the sample. Means, two-dimensional Fourier transform for at least a part of the area of the digital image to calculate a diffraction pattern of the area, and calculation means for performing a calculation process on the diffraction pattern. .

【0008】すなわち本発明では、透過型電子顕微鏡像
をデジタル画像に変換してコンピュータなどに取り込
み、デジタル2次元フーリエ変換を実行することによっ
て回折パターンを求める。回折パターンを求めてしまえ
ば、その回折パターン中の一つあるいは複数の回折スポ
ット位置を求め、理想的な結晶構造の場合の回折点位置
と比較することで、結晶格子の歪みを検出することがで
きる。この歪みは、試料内の各領域で測定することによ
り、歪みの分布としてマッピングすることができる。
That is, in the present invention, a diffraction image is obtained by converting a transmission electron microscope image into a digital image, taking it into a computer or the like, and executing a digital two-dimensional Fourier transform. Once the diffraction pattern is determined, one or more diffraction spot positions in the diffraction pattern are determined, and the distortion of the crystal lattice can be detected by comparing with the diffraction point position in an ideal crystal structure. it can. This distortion can be mapped as a distribution of the distortion by measuring each region in the sample.

【0009】また本発明では、回折スポット位置の測定
結果から、結晶面の面間隔や面の方向を求めることがで
きる。結晶面の面間隔dは、その結晶面に相当する回折
スポットの位置の波数ゼロに相当する回折点位置からの
相対座標をデジタルピクセル座標で(kx,ky)として、
以下の式から計算することができる。
Further, according to the present invention, it is possible to obtain the plane spacing and plane direction of the crystal plane from the measurement result of the diffraction spot position. The plane spacing d of the crystal plane is represented by (k x , k y ) in digital pixel coordinates, the relative coordinates of the position of the diffraction spot corresponding to the crystal plane from the diffraction point position corresponding to zero wave number,
It can be calculated from the following equation.

【0010】[0010]

【数1】 ここでaは、デジタル化された透過電子顕微鏡画像での
各ピクセル(画素)間の実際の距離であり、wxとw
yは、それぞれ、デジタル2次元フーリエ変換でのx方
向とy方向のデータ数である。また、結晶面の方向は、
x≠0ならばx軸からなす角度を90度分法でtan
-1(ky/kx)−90°から計算することができ、kx=0
ならばy軸と平行である。
(Equation 1) Where a is the actual distance between each pixel (pixel) in the digitized TEM image, w x and w
y is the number of data in the x and y directions in the digital two-dimensional Fourier transform, respectively. The direction of the crystal plane is
If k x ≠ 0, the angle from the x-axis is tan in 90 degree
-1 (k y / k x ) −90 °, and k x = 0
Then it is parallel to the y-axis.

【0011】また、異なる2つの回折スポット位置およ
び理想的な結晶構造から、歪みによる変形行列を求める
こともできる。この変形行列は、2つの回折スポットの
位置の波数ゼロに相当する回折点位置からの相対座標を
それぞれデジタルピクセル座標で(k1x,k1y)及び
(k2y,k2y)とし、理想的な結晶構造の場合のこれらの
回折点に相当する回折点座標をそれぞれ(ko 1x,ko 1y)
及び(ko 2x,ko 2y)とすると、
Further, a deformation matrix due to distortion can be obtained from two different diffraction spot positions and an ideal crystal structure. This transformation matrix shows the relative coordinates from the diffraction point position corresponding to the wave number zero of the positions of the two diffraction spots in digital pixel coordinates (k 1x , k 1y ) and
and (k 2y, k 2y) and ideal diffraction point coordinates corresponding to these diffraction point when the crystal structure, respectively (k o 1x, k o 1y )
And (k o 2x, k o 2y ) and that,

【0012】[0012]

【数2】 の式で計算できる。ここで、行列の左肩のtは転置行列
を意味し、右肩の−1は逆行列を意味している。
(Equation 2) Can be calculated by the following equation. Here, t on the left shoulder of the matrix means a transposed matrix, and -1 on the right shoulder means an inverse matrix.

【0013】上述した本発明の結晶歪み測定方法による
解析は、一般には、透過型電子顕微鏡像をデジタル画像
(典型的には、8ビット(256階調)白黒画像デー
タ)として取り込んだコンピュータによって行われる。
そして、これらの解析の精度は、デジタル画像データと
して取り込んだ透過電子顕微鏡画像の倍率の精度に大き
く依存する。そこで、同一の透過電子顕微鏡視野内の複
数の領域についてこれらの解析を行い相対的にそれらの
結果を比較することが考えられ、このような手法を採用
することにより、電子顕微鏡画像の精度以下の微小な歪
みを場所による相対的な変化として調べることができ
る。
The above-described analysis by the crystal strain measuring method of the present invention is generally performed by a computer that has captured a transmission electron microscope image as a digital image (typically, 8-bit (256 gradation) black and white image data). Will be
The accuracy of these analyzes greatly depends on the accuracy of the magnification of a transmission electron microscope image captured as digital image data. Therefore, it is conceivable to perform these analyzes on a plurality of regions in the same transmission electron microscope field of view and relatively compare the results. By adopting such a method, the accuracy of the electron microscope image is reduced. A minute distortion can be examined as a relative change depending on a place.

【0014】さらに、複数の領域でこれらの操作を行
い、その結果をマッピングすることで、歪みを画像化す
ることが可能である。また、この画像情報とそれらの領
域の座標を合わせて記録し、その画像から調べたい位置
を指示することで、領域の座標情報からその領域に対応
する元の電子顕微鏡画像の一部を取り出して、その場所
の格子像を表示することも出来る。また、複数の領域で
回折スポットの強度を求め、その結果をマッピングする
ことで、結晶性に代表される結晶情報を画像化すること
も可能である。
Further, by performing these operations in a plurality of areas and mapping the results, it is possible to image distortion. Also, the image information and the coordinates of those areas are recorded together, and a position to be examined is designated from the image, so that a part of the original electron microscope image corresponding to the area is extracted from the coordinate information of the area. , A grid image of that location can also be displayed. Further, by obtaining the intensity of the diffraction spot in a plurality of regions and mapping the result, it is possible to image crystal information represented by crystallinity.

【0015】本発明では、透過型電子顕微鏡像を用い、
これに対して2次元フーリエ変換を実行するので、1回
の2次元フーリエ変換の対象となる領域を狭くすること
で、測定の空間分解能を高めることが可能である。
In the present invention, using a transmission electron microscope image,
On the other hand, since the two-dimensional Fourier transform is performed, the spatial resolution of the measurement can be increased by narrowing the region to be subjected to one-time two-dimensional Fourier transform.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施の形
態について、図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明の好ましい実施の形態の結
晶歪み測定装置の構成を示すブロック図である。この結
晶歪み測定装置は、試料の透過型電子顕微鏡像(電子顕
微鏡写真)を取り込んでデジタル画像として出力する画
像読み取り部11と、画像読み取り部11で取得したデ
ジタル画像を蓄積するとともに、計算された回折パター
ンなどを一時的に蓄積し、また、理想的な結晶構造での
回折点位置などのデータを格納する記憶部12と、デジ
タル画像中の一部の領域(例えば横256ドット×縦2
56ドットの大きさの領域)に対して2次元フーリエ変
換を行って回折パターンを求める2次元フーリエ変換処
理部13と、計算された回折パターンに基づいて各種の
計算処理を実行する計算処理部14と、計算処理部14
での計算結果に基づく表示を行う表示部15と、から構
成されている。画像読み取り部11は、画像入力手段に
対応し、典型的には、イメージスキャナによって構成さ
れている。2次元フーリエ変換処理部13は、フーリエ
変換手段に対応する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a crystal distortion measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. This crystal distortion measuring apparatus captures a transmission electron microscope image (electron micrograph) of a sample and outputs it as a digital image, and accumulates and calculates the digital image acquired by the image reading unit 11. A storage unit 12 for temporarily storing diffraction patterns and the like, and for storing data such as diffraction point positions in an ideal crystal structure, and a partial area (for example, 256 dots horizontally × 2 dots vertically) in a digital image.
A two-dimensional Fourier transform processing unit 13 that performs a two-dimensional Fourier transform on a 56-dot area) to obtain a diffraction pattern, and a calculation processing unit 14 that performs various calculation processes based on the calculated diffraction pattern And the calculation processing unit 14
And a display unit 15 for performing display based on the calculation result in. The image reading unit 11 corresponds to an image input unit, and is typically configured by an image scanner. The two-dimensional Fourier transform processing unit 13 corresponds to a Fourier transform unit.

【0018】計算処理部14は、計算手段に対応するも
のであって、例えば、(i)得られた回折パターン中の回
折スポット位置を算出し、その位置と理想的な結晶構造
での回折点位置との違いから、試料における局所的な格
子の歪みを検出する、(ii)電子顕微鏡像での複数の領域
における回折パターンから回折スポット位置を計算し、
試料中での場所による相対的な結晶の歪みを検出する、
(iii)回折パターンから回折スポット強度を算出する、
(iv)電子顕微鏡像での複数の領域における回折スポット
強度から、試料の結晶情報を求める、(v)電子顕微鏡像
での複数の領域における回折パターンから回折点位置を
求め、各領域の回折点の位置から結晶面間隔を計算す
る、(vi)回折空間の原点から同一方向あるいは正反対方
向にない2点の回折スポットについて、計算された回折
パターン中におけるその2点の回折スポットの位置と理
想的な結晶構造での回折点位置とから変形行列を算出す
る、(vii)電子顕微鏡像での複数の領域における変形行
列から、試料中での場所による相対的な結晶の歪みを検
出する、(viii)ここで述べた各計算処理によって得られ
た結果を分布としてマッピングする、などの計算処理を
実行するものである。
The calculation processing section 14 corresponds to a calculation means. For example, (i) calculates the position of a diffraction spot in the obtained diffraction pattern, and calculates the position of the diffraction spot and the diffraction point in an ideal crystal structure. From the difference with the position, to detect local lattice distortion in the sample, (ii) calculate the diffraction spot position from the diffraction pattern in multiple regions in the electron microscope image,
Detect relative crystal distortion by location in the sample,
(iii) calculating the diffraction spot intensity from the diffraction pattern,
(iv) Find the crystal information of the sample from the diffraction spot intensities in a plurality of regions in the electron microscope image. (v) Find the diffraction point positions from the diffraction patterns in the plurality of regions in the electron microscope image. (Vi) For two diffraction spots not in the same direction or in the opposite directions from the origin of the diffraction space, ideally the positions of the two diffraction spots in the calculated diffraction pattern Calculating the deformation matrix from the diffraction point positions in the various crystal structures, (vii) detecting the relative crystal distortion due to the location in the sample from the deformation matrix in a plurality of regions in the electron microscope image, (viii The calculation processing such as mapping the result obtained by each calculation processing described above as a distribution is executed.

【0019】表示部15は、表示手段に対応するもので
あって、例えばCRTなどによって構成されている。さ
らに表示部15は、重ね合わせ表示などの表示手法によ
り、記憶部12内に格納されている透過型電子顕微鏡像
のデジタル画像の一部を抽出して、計算処理部14での
計算結果(マッピング結果)と関連付けて表示する機能
を有している。
The display unit 15 corresponds to a display means, and is constituted by, for example, a CRT. Further, the display unit 15 extracts a part of the digital image of the transmission electron microscope image stored in the storage unit 12 by a display method such as a superimposed display, and calculates a result of the calculation by the calculation processing unit 14 (mapping). And a function of displaying the result in association with the result).

【0020】この実施の形態の結晶歪み測定装置は、一
般には、コンピュータシステムとして構成される。
The crystal strain measuring apparatus according to this embodiment is generally configured as a computer system.

【0021】次に、この結晶歪み測定装置を用いた結晶
歪み評価手順の一例について、図2のフローチャートを
用いて説明する。
Next, an example of a crystal strain evaluation procedure using the crystal strain measurement apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0022】試料の透過型電子顕微鏡写真が与えられた
として、まず、結晶歪み測定装置を構成するコンピュー
タにその写真を取り込み(ステップ51)、デジタル画
像データとして記憶部12内に蓄積する。写真の取り込
みは、具体的には、画像読み取り部11によって行われ
る。次に、デジタル画像中から、評価の対象とする領域
であって、フーリエ変換に適した画素数の領域を抽出
し、2次元配列として扱う(ステップ52)。そして、
2次元フーリエ変換処理部13によって、この2次元配
列に対して2次元フーリエ変換を実施し(ステップ5
3)、回折パターンを得る。2次元フーリエ変換の際、
2次元ガウス分布関数(2次元ガウシアン分布関数)な
どの窓関数を使用するものとする。
Assuming that a transmission electron microscope photograph of the sample is given, the photograph is first taken into a computer constituting a crystal distortion measuring apparatus (step 51) and stored in the storage unit 12 as digital image data. The capture of a photograph is specifically performed by the image reading unit 11. Next, an area having a number of pixels suitable for Fourier transform, which is an area to be evaluated, is extracted from the digital image and treated as a two-dimensional array (step 52). And
A two-dimensional Fourier transform is performed on the two-dimensional array by the two-dimensional Fourier transform processing unit 13 (step 5).
3) Obtain a diffraction pattern. In the two-dimensional Fourier transform,
It is assumed that a window function such as a two-dimensional Gaussian distribution function (two-dimensional Gaussian distribution function) is used.

【0023】回折パターンを求めたあとの処理は、後述
する実施例に示すように多様であるが、例えば、フーリ
エ変換パターンすなわち回折パターン中のスポット位置
を検出し(ステップ54)、理想的な結晶構造の回折点
位置と比較して(ステップ55)、試料における結晶の
歪みを検出する。理想的な結晶構造の回折点位置は、予
め、実測によって求めておいたり、結晶学的パラメータ
から計算によって求めておけばよい。
The processing after obtaining the diffraction pattern is various as shown in the embodiment described later. For example, a Fourier transform pattern, that is, a spot position in the diffraction pattern is detected (step 54), and an ideal crystal is obtained. The distortion of the crystal in the sample is detected by comparing with the diffraction point position of the structure (step 55). The diffraction point position of an ideal crystal structure may be obtained in advance by actual measurement or by calculation from crystallographic parameters.

【0024】次に、実施例によって本発明をさらに詳し
く説明する。以下の各実施例では、Si(100)基板
の表面上にGeを島状にエピタキシャル成長させたもの
を試料として用いた。図3は、この試料の断面を観察し
た透過型電子顕微鏡写真である。
Next, the present invention will be described in more detail by way of examples. In each of the following examples, a sample obtained by epitaxially growing Ge in an island shape on the surface of a Si (100) substrate was used. FIG. 3 is a transmission electron micrograph showing a cross section of the sample.

【0025】(実施例1)図3に概要を示す試料の倍率
100万倍の透過電子顕微鏡断面観察写真(幅20.5
cm×高さ14.5cm)をイメージスキャナ装置を用
いて200dpi(1インチ(=25.4mm)当り2
00ドット)の精度でコンピュータに取り込み、その画
像の中から、目的とする部分を中心とした横256ドッ
ト×縦256ドットの正方形領域を取り出し、その各ド
ット(画素)の明るさを値とする2次元配列aij(iと
jはそれぞれ1〜256の整数)を構成した。
(Example 1) A cross-sectional observation photograph of a sample shown in FIG.
cm × height 14.5 cm) using an image scanner device at 200 dpi (2 inches per inch (= 25.4 mm)).
(Dots) with a precision of (00 dots) into the computer, and from the image, take out a square area of 256 (horizontal) × 256 (vertical) dots centering on the target portion, and set the brightness of each dot (pixel) as a value. A two-dimensional array a ij (i and j are each an integer of 1 to 256) was configured.

【0026】この他に、2次元ガウシアン分布の配列b
ij(iとjはそれぞれ1〜256の整数)を bij = exp{−0.0004((i−129)2+(j
−129)2)} の式から計算し、この配列と画像配列の各要素同士を掛
け合わせて配列cij(iとjはそれぞれ1〜256の整
数): cij = aij×bij を計算した。この配列cijを2次元複素高速フーリエ変
換法を用いてフーリエ変換し、そのフーリエ変換された
複素数配列dijを計算した。
In addition, an array b of a two-dimensional Gaussian distribution
ij (i and j are integers of 1 to 256, respectively) are given by b ij = exp {−0.0004 ((i-129) 2 + (j
-129) 2 )}, and multiply this array with each element of the image array to obtain an array c ij (i and j are integers of 1 to 256, respectively): c ij = a ij × b ij Calculated. This array c ij was subjected to Fourier transform using a two-dimensional complex fast Fourier transform method, and the Fourier-transformed complex number array d ij was calculated.

【0027】フーリエ変換に際しては、(i,j)=(1,
1)が波数ゼロのフーリエ成分となるよう配列dijが定
まるようにした。その後、配列dijの各要素の絶対値を
計算し、その波数ゼロのフーリエ成分に相当する要素が
配列の中心位置に来るように全要素を並び替えて回折パ
ターン配列eijとした。つまり、iが1から128まで
の範囲で、かつjが1から128までの範囲の要素に対
しては、 eij = |d(i+128)(j+128)| とし、iが1から128までの範囲で、かつjが129
から256までの範囲の要素に対しては、 eij = |d(i+128)(j-128)| とし、iが129から256までの範囲で、かつjが1
から128までの範囲の要素に対しては、 eij = |d(i-128)(j+128)| とし、iが129から256までの範囲で、かつjが1
29から256までの範囲の要素に対しては、 eij = |d(i-128)(j-128)| の計算を行い、配列eijの全要素を求めた。図4は、こ
のようにして得られた回折パターンを示している。
At the time of Fourier transform, (i, j) = (1, 1,
The arrangement d ij was determined so that 1) was a Fourier component with zero wave number. After that, the absolute value of each element of the array d ij was calculated, and all the elements were rearranged such that the element corresponding to the Fourier component with zero wave number was located at the center position of the array, thereby obtaining a diffraction pattern array e ij . That is, for elements in which i is in the range from 1 to 128 and j is in the range from 1 to 128, e ij = | d (i + 128) (j + 128) | Up to 128 and j is 129
For elements in the range from to 256, e ij = | d (i + 128) (j-128) | where i is in the range from 129 to 256 and j is 1
For elements in the range from to 128, e ij = | d (i-128) (j + 128) | where i is in the range from 129 to 256 and j is 1
For elements in the range from 29 to 256, e ij = | d (i-128) (j-128) | was calculated, and all elements of the array e ij were obtained. FIG. 4 shows the diffraction pattern thus obtained.

【0028】回折パターン配列の極大値の座標を探すこ
とで、回折点の座標を求めた。この回折点の座標とその
結晶の理想的な格子定数から計算される位置との違いが
その目的の場所の格子歪みを調べた。ここで、求めた極
大値の座標から中心座標(i,j)=(129,129)まで
の距離が理想的な結晶の格子定数から求めた値より大き
い場合は、格子が理想的な結晶状態より縮み、逆に小さ
い場合は、格子が理想的な結晶状態より伸びていること
を表わしている。Geがエピタキシャル成長した部分で
は、この解析の結果、回折点が、シリコン結晶で期待さ
れる位置よりも4%程度内側に動いていた。このことか
らGeの部分は、格子が本来のGeの格子に近づいてい
ることが分かった。
The coordinates of the diffraction point were obtained by searching for the coordinates of the maximum value of the diffraction pattern array. The difference between the coordinates of the diffraction point and the position calculated from the ideal lattice constant of the crystal was examined for the lattice distortion at the target position. Here, if the distance from the obtained coordinates of the maximum value to the center coordinates (i, j) = (129,129) is larger than the value obtained from the lattice constant of the ideal crystal, the lattice is in the ideal crystal state. A smaller shrinkage, and conversely, a smaller size, indicates that the lattice is more elongated than the ideal crystalline state. As a result of this analysis, in the portion where Ge was epitaxially grown, the diffraction point moved inward by about 4% from the position expected in the silicon crystal. From this, it was found that the lattice of Ge was closer to the original Ge lattice.

【0029】(実施例2)実施例1のような解析を行う
ためには、電子顕微鏡の拡大倍率が精度よく校正されて
いる必要がある。しかし、この校正精度には限度があ
る。さらに微細な歪みに関しては、同じ電子顕微鏡写真
内の基準となる位置との比較による相対的な歪みを調べ
ることで、相対的測定が可能である。
(Embodiment 2) In order to perform the analysis as in Embodiment 1, it is necessary that the magnification of the electron microscope be accurately calibrated. However, there is a limit to this calibration accuracy. With respect to finer distortion, relative measurement can be performed by examining relative distortion by comparison with a reference position in the same electron micrograph.

【0030】図3に概要を示す試料の倍率250万倍の
透過電子顕微鏡断面観察写真(幅20.5cm×高さ1
4.5cm)をイメージスキャナ装置を用いて200d
piの精度でコンピュータに取り込み、その画像の中か
ら2つの領域について目的とした部分を中心とした横2
56ドット×縦256ドットの正方形領域を取り出し、
その各ドットの明るさを値とする2次元配列aij(iと
jはそれぞれ1〜256の整数)をそれぞれ構成した。
FIG. 3 shows a cross-sectional observation photograph of a sample (transmission width 20.5 cm × height 1) at a magnification of 2.5 million times as shown in FIG.
4.5 cm) using an image scanner device for 200 d
The image is captured by a computer with the accuracy of pi, and the horizontal 2
Take out a square area of 56 dots × 256 dots vertically,
A two-dimensional array a ij (i and j are integers of 1 to 256, respectively) having the brightness of each dot as a value was formed.

【0031】実施例1の場合と同じ2次元ガウシアン分
布の配列bijを用い、実施例1と同様に、配列cijを cij = aij×bij にしたがってそれぞれの領域の配列について計算し、そ
れぞれの領域についてこの配列cijを2次元複素高速フ
ーリエ変換法を用いてフーリエ変換し、複素数配列dij
を計算した。フーリエ変換に際しては、(i,j)=(1,
1)が波数ゼロのフーリエ成分となるよう配列dijが定
まるようにした。その後、実施例1と同様に、配列dij
の各要素の絶対値を計算し、その波数ゼロのフーリエ成
分に相当する要素が配列の中心位置に来るように全要素
を並び替えて回折パターン配列eijとした。
Using the same two-dimensional Gaussian distribution array b ij as in the first embodiment, an array c ij is calculated for each region array according to c ij = a ij × b ij in the same manner as in the first embodiment. The array c ij is Fourier-transformed for each region using a two-dimensional complex fast Fourier transform method, and a complex array d ij
Was calculated. In the Fourier transform, (i, j) = (1,1,
The arrangement d ij was determined so that 1) was a Fourier component with zero wave number. Thereafter, as in the first embodiment, the array d ij
Were calculated, and all the elements were rearranged so that the element corresponding to the Fourier component with zero wave number was located at the center position of the array, thereby obtaining a diffraction pattern array e ij .

【0032】図5及び図6は、このようにして得られた
回折パターンを示している。図5は、試料のSi基板部
分のうち島状のGeの下方約10nmの領域から得られ
た回折パターン(2次元デジタルフーリエ変換パター
ン)であり、図6は、試料の島状のGeのうちの一部分
の領域から得られた回折パターン(2次元デジタルフー
リエ変換パターン)である。
FIGS. 5 and 6 show the diffraction patterns thus obtained. FIG. 5 is a diffraction pattern (two-dimensional digital Fourier transform pattern) obtained from a region about 10 nm below the island-like Ge in the Si substrate portion of the sample, and FIG. 6 is a graph showing the diffraction pattern of the island-like Ge of the sample. 3 is a diffraction pattern (two-dimensional digital Fourier transform pattern) obtained from a partial region of.

【0033】それぞれの領域について回折パターン配列
の極大値の座標を探すことで、回折点の座標を求めた。
それぞれの領域について求めたこの回折点の座標の違い
からそれぞれの場所の相対的な格子歪み調べた。ここ
で、求めた極大値の座標から中心座標(i,j)=(12
9,129)までの距離が大きい場合、一方の領域が他方
の領域より格子が縮んでいることを表わしている。Ge
の部分を複数の領域で調べ比較したところ、場所により
スポット位置が変化することが分かった。この結果は、
Ge膜の中に局所的な小さな歪みが存在することを意味
している。
The coordinates of the diffraction point were obtained by searching for the coordinates of the local maximum value of the diffraction pattern array for each region.
From the difference in the coordinates of the diffraction points obtained for each region, the relative lattice distortion at each location was examined. Here, center coordinates (i, j) = (12
When the distance to (9,129) is large, it indicates that one region has a smaller lattice than the other region. Ge
When the portion was examined and compared in a plurality of regions, it was found that the spot position changed depending on the location. The result is
This means that there is a small local distortion in the Ge film.

【0034】(実施例3)実施例2のように複数の領域
で歪みを比較する場合、電子顕微鏡写真の全領域あるい
は目的の領域内で等間隔に複数の領域を選び、その各領
域で歪みを求め、その結果を画像化して可視化すると、
歪みに関する理解がさらに深まる。
(Embodiment 3) When comparing distortions in a plurality of regions as in the second embodiment, a plurality of regions are selected at equal intervals in the entire region of the electron micrograph or in the target region, and the distortion is selected in each region. Is obtained, and the result is imaged and visualized.
A better understanding of distortion.

【0035】図3に概要を示す試料の倍率250万倍の
透過電子顕微鏡断面観察写真(幅20.5cm×高さ1
4.5cm)をイメージスキャナ装置を用いて200d
piの精度でコンピュータに取り込み、その画像を横2
56ドット×縦256ドットの正方形領域に分割し、そ
の各領域でその領域内の各ドットの明るさを値とする2
次元配列aij(iとjはそれぞれ1〜256の整数)を
それぞれ構成した。
FIG. 3 shows a cross-sectional observation photograph of a sample at a magnification of 2.5 million times with a transmission electron microscope (width 20.5 cm × height 1).
4.5 cm) using an image scanner device for 200 d
The image is taken into the computer with the accuracy of pi,
It is divided into a square area of 56 dots × 256 dots vertically, and in each area, the brightness of each dot in the area is set as a value.
A dimensional array a ij (i and j are each an integer of 1 to 256) was formed.

【0036】実施例1の場合と同じ2次元ガウシアン分
布の配列bijを用い、実施例1と同様に、配列cijを cij = aij×bij にしたがってそれぞれの領域の配列について計算し、そ
れぞれの領域についてこの配列cijを2次元複素高速フ
ーリエ変換法を用いてフーリエ変換し、複素数配列dij
を計算した。フーリエ変換に際しては、(i,j)=(1,
1)が波数ゼロのフーリエ成分となるよう配列dijが定
まるようにした。その後、実施例1と同様に、配列dij
の各要素の絶対値を計算し、その波数ゼロのフーリエ成
分に相当する要素が配列の中心位置に来るように全要素
を並び替えて回折パターン配列eijとした。
Using the same two-dimensional Gaussian distribution array b ij as in the first embodiment, an array c ij is calculated for each array according to c ij = a ij × b ij in the same manner as in the first embodiment. The array c ij is Fourier-transformed for each region using a two-dimensional complex fast Fourier transform method, and a complex array d ij
Was calculated. In the Fourier transform, (i, j) = (1,1,
The arrangement d ij was determined so that 1) was a Fourier component with zero wave number. Thereafter, as in the first embodiment, the array d ij
Were calculated, and all the elements were rearranged so that the element corresponding to the Fourier component with zero wave number was located at the center position of the array, thereby obtaining a diffraction pattern array e ij .

【0037】それぞれの領域について回折パターン配列
の極大値の座標を探すことで、回折点の座標を求める。
それぞれの領域について求めた(111)回折点のx座
標およびy座標をマッピングして画像化した結果が、そ
れぞれ、図7と図8である。このマッピングでは、明る
い部分が回折点が中心より遠く、逆に暗い部分が回折点
が中心に近いことを表わしている。この結果から、Ge
膜中の歪み分布が分かった。
The coordinates of the diffraction point are obtained by searching for the coordinates of the maximum value of the diffraction pattern array for each region.
FIGS. 7 and 8 show the results of mapping and mapping the x- and y-coordinates of the (111) diffraction point obtained for each region. In this mapping, the bright part is farther from the center of the diffraction point, while the dark part indicates that the diffraction point is closer to the center. From this result, Ge
The strain distribution in the film was found.

【0038】(実施例4)結晶が極度に歪んでいる場所
には、しばしば欠陥が導入されその部分だけ結晶性が悪
化する。このような結晶性を調べる場合、回折点のスポ
ット位置より強度をマッピングした方が分かりやすい場
合がある。
(Example 4) Defects are often introduced in places where crystals are extremely distorted, and the crystallinity deteriorates only in those parts. When examining such crystallinity, it is sometimes easier to understand that the intensity is mapped than the spot position of the diffraction point.

【0039】図2に概要を示す試料の倍率250万倍の
透過電子顕微鏡断面観察写真(幅20.5cm×高さ1
4.5cm)をイメージスキャナ装置を用いて200d
piの精度でコンピュータに取り込み、その画像を横2
56ドット×縦256ドットの正方形領域に分割し、そ
の各領域でその領域内の各ドットの明るさを値とする2
次元配列aijを求めた。
FIG. 2 shows a photograph of a cross-sectional observation of a sample at a magnification of 2.5 million times with a transmission electron microscope (width 20.5 cm × height 1).
4.5 cm) using an image scanner device for 200 d
The image is taken into the computer with the accuracy of pi,
It is divided into a square area of 56 dots × 256 dots vertically, and in each area, the brightness of each dot in the area is set as a value.
A dimensional array a ij was determined.

【0040】実施例1の場合と同じ2次元ガウシアン分
布の配列bijを用い、実施例1と同様に、配列cijを cij = aij×bij にしたがってそれぞれの領域の配列について計算し、そ
れぞれの領域についてこの配列cijを2次元複素高速フ
ーリエ変換法を用いてフーリエ変換し、複素数配列dij
を計算した。フーリエ変換に際しては、(i,j)=(1,
1)が波数ゼロのフーリエ成分となるよう配列dijが定
まるようにした。その後、実施例1と同様に、配列dij
の各要素の絶対値を計算し、その波数ゼロのフーリエ成
分に相当する要素が配列の中心位置に来るように全要素
を並び替えて回折パターン配列eijとした。
Using the same two-dimensional Gaussian distribution array b ij as in the first embodiment, an array c ij is calculated for each array according to c ij = a ij × b ij in the same manner as in the first embodiment. The array c ij is Fourier-transformed for each region using a two-dimensional complex fast Fourier transform method, and a complex array d ij
Was calculated. In the Fourier transform, (i, j) = (1,1,
The arrangement d ij was determined so that 1) was a Fourier component with zero wave number. Thereafter, as in the first embodiment, the array d ij
Were calculated, and all the elements were rearranged so that the element corresponding to the Fourier component with zero wave number was located at the center position of the array, thereby obtaining a diffraction pattern array e ij .

【0041】それぞれの領域について回折パターン配列
の極大値の座標を探すことで、回折点の座標を求めた。
それぞれの領域について求めた(111)回折点の強度
をマッピングして画像化した結果が、図9である。この
マッピングでは、明るい部分が回折点強度が大きく、逆
に暗い部分が回折点強度が小さいことを表わしている。
この結果から、試料でのSi基板とGeとの界面には、
転位や点欠陥などの欠陥が導入されていないと考えられ
る。
The coordinates of the diffraction point were determined by searching for the coordinates of the local maximum value of the diffraction pattern array for each region.
FIG. 9 shows the result of mapping and intensifying the intensity of the (111) diffraction point obtained for each region. In this mapping, a bright portion has a large diffraction point intensity, and a dark portion has a small diffraction point intensity.
From this result, the interface between the Si substrate and Ge in the sample is:
It is considered that defects such as dislocations and point defects have not been introduced.

【0042】(実施例5)回折パターン中のスポット位
置の変位から結晶面の面間隔や面の方位を求めた方が、
より歪みの様子を理解しやすい。ここでは、実施例3で
求めた複数領域の回折スポット位置から、その回折スポ
ットに対応する結晶面の面間隔および面の方向を求め、
マッピングした。
(Embodiment 5) It is preferable to obtain the plane spacing and the plane orientation of the crystal plane from the displacement of the spot position in the diffraction pattern.
It is easier to understand the distortion. Here, from the diffraction spot positions of a plurality of regions obtained in Example 3, the plane spacing and the plane direction of the crystal plane corresponding to the diffraction spot are obtained,
Mapped.

【0043】X線や電子線の回折パターン中の回折点
は、結晶面による反射・干渉により生じる。フーリエ変
換により計算した回折パターンにおいても、X線や電子
線などの波動による回折パターンと同等なパターンが得
られるため、その回折点の位置から結晶面に関する情報
を求めることができる。結晶面の面間隔は、回折パター
ンの原点からその結晶面に相当する回折点までの距離に
反比例する。このため、回折パターンの原点からその結
晶面に相当する回折点までの距離の逆数を計算すること
で、複数領域の面間隔の変化を相対的に調べることがで
きる。一方、結晶面については、回折パターンの原点か
らその結晶面に相当する回折点に向かう方向が、その結
晶面の法線に相当するという関係がある。このため、回
折点の座標を(kx,ky)と表わしたとき、kx≠0ならば
tan-1(ky/kx)−90°がその回折点に相当する結
晶面のx軸方向からなす角度に相当し、kx=0ならば
その回折点に相当する結晶面はy軸に平行である。
A diffraction point in a diffraction pattern of an X-ray or an electron beam is generated by reflection and interference by a crystal plane. Even in the diffraction pattern calculated by the Fourier transform, a pattern equivalent to a diffraction pattern by a wave such as an X-ray or an electron beam can be obtained. Therefore, information on a crystal plane can be obtained from the position of the diffraction point. The spacing between crystal planes is inversely proportional to the distance from the origin of the diffraction pattern to the diffraction point corresponding to the crystal plane. For this reason, by calculating the reciprocal of the distance from the origin of the diffraction pattern to the diffraction point corresponding to the crystal plane, it is possible to relatively examine the change in the spacing between the plurality of regions. On the other hand, with respect to the crystal plane, there is a relationship that the direction from the origin of the diffraction pattern to the diffraction point corresponding to the crystal plane corresponds to the normal to the crystal plane. Therefore, when the coordinates of the diffraction point are expressed as (k x , k y ), if k x ≠ 0, tan −1 (k y / k x ) −90 ° becomes x of the crystal plane corresponding to the diffraction point. If k x = 0, the crystal plane corresponding to the diffraction point is parallel to the y-axis.

【0044】図3に示す電子顕微鏡写真でこの計算を行
い、(111)結晶面の面間隔とその面の方向をマッピ
ングした結果が、それぞれ、図10と図11である。S
iとGeの部分で面間隔が変化し、さらに面の方向は、
Geの島の内部で変化している様子がわかる。
FIG. 10 and FIG. 11 show the results obtained by performing this calculation using the electron micrograph shown in FIG. 3 and mapping the plane spacing of the (111) crystal plane and the direction of the plane. S
The surface spacing changes at the portion of i and Ge, and the direction of the surface is
It can be seen that it is changing inside the Ge island.

【0045】(実施例6)回折パターン中のスポット位
置の変位を結晶の変形行列要素として表わした方が、通
常より、歪みの様子を理解しやすい。ここでは実施例1
で求めた回折スポット変位から、試料基板表面における
水平方向と垂直方向の変形を行列表現として求めた。図
12は、結晶格子の変形によるx軸方向ベクトル、y軸
方向ベクトルの変化を説明する図である。
(Embodiment 6) When the displacement of the spot position in the diffraction pattern is represented as a deformation matrix element of the crystal, the state of the distortion can be understood more easily than usual. Here, Example 1
The horizontal and vertical deformations on the surface of the sample substrate were obtained as a matrix expression from the diffraction spot displacement obtained in the above. FIG. 12 is a diagram illustrating changes in the x-axis direction vector and the y-axis direction vector due to the deformation of the crystal lattice.

【0046】変形行列は、以下の操作で求めることがで
きる。まず、2つの(111)スポットの回折点位置
(k1x,k1y)と(k2x,k2y)から、実空間の格子ベクトル
(r1x,r1y)と(r2x,r2y)を次の式で求める。
The transformation matrix can be obtained by the following operation. First, the diffraction point positions of the two (111) spots
From (k 1x , k 1y ) and (k 2x , k 2y ), a lattice vector in the real space
(r 1x , r 1y ) and (r 2x , r 2y ) are obtained by the following equations.

【0047】[0047]

【数3】 この格子ベクトルと、理想的な結晶構造の格子ベクトル
(ro 1x,ro 1y)と(ro 2x,ro 2y)とから、変形行列は、以
下の式で求められる。
(Equation 3) This lattice vector and the lattice vector of the ideal crystal structure
Because (r o 1x, r o 1y ) and (r o 2x, r o 2y ) and deformation matrix is obtained by the following equation.

【0048】[0048]

【数4】 ここで求められた変形行列は、(Equation 4) The transformation matrix found here is

【0049】[0049]

【数5】 であり、試料基板表面に対して水平方向の単位ベクトル(Equation 5) And a unit vector in the horizontal direction with respect to the sample substrate surface.

【0050】[0050]

【外1】 と垂直方向の単位ベクトル[Outside 1] And the vertical unit vector

【0051】[0051]

【外2】 がそれぞれ[Outside 2] Is each

【0052】[0052]

【外3】 方向に、εxxxyyxyyだけ変形したことを表わ
す行列である。
[Outside 3] It is a matrix representing that the shape has been deformed by ε xx , ε xy , ε yx , ε yy in the direction.

【0053】さらにこの操作を複数の領域に対して行
い、変形の違いを比較することも容易に可能である。
Further, it is possible to easily perform this operation on a plurality of areas and compare the differences in deformation.

【0054】(実施例7)電子顕微鏡写真の全領域を分
割しそれぞれの領域で実施例6の操作を行い、結晶の変
形の様子をマッピングすることも可能であり、画像化さ
れた非常に有益な情報を与える。
(Embodiment 7) It is also possible to divide the entire region of an electron micrograph and perform the operation of Embodiment 6 in each region to map the state of the deformation of the crystal. Information.

【0055】図3に示した電子顕微鏡写真をマッピング
した結果が、図13〜図16である。Siの部分に比
べ、Geの島では格子が広がっているが、εxx成分とε
yy成分のマッピング結果を見ると、その変化の仕方がx
方向とy方向で異なっている。また、εxy及びεyx成分
のマッピング結果が島内部の左右で変化していること
は、島の内部で格子が湾曲していることを示している。
FIGS. 13 to 16 show the results of mapping the electron micrograph shown in FIG. The lattice is wider on the Ge island than on the Si part, but the ε xx component and ε
Looking at the mapping result of the yy component, the way of change is x
The direction differs from the y direction. Further, the fact that the mapping result of the ε xy and ε yx components changes between left and right inside the island indicates that the lattice is curved inside the island.

【0056】(実施例8)回折スポットの位置やスポッ
トの強度あるいは結晶面の面間隔や面の方向あるいは結
晶格子の変形行列要素のマッピングで特異な点が見つか
った場合、その部分だけを電子顕微鏡写真から取り出
し、その格子像を調べることは、歪み発生の原因などを
調べる上で有用である。このような処理は、マッピング
結果を示す画像上での任意の点に相当する電子顕微鏡写
真の一部を取り出すことにより、可能である。
(Embodiment 8) When a unique point is found in the mapping of the position of the diffraction spot, the spot intensity, the spacing between crystal planes, the direction of the plane, or the deformation matrix element of the crystal lattice, only that part is identified by an electron microscope. It is useful to take out of the photograph and examine the lattice image to examine the cause of the occurrence of distortion. Such processing can be performed by extracting a part of an electron micrograph corresponding to an arbitrary point on the image showing the mapping result.

【0057】実施例3と同様にして回折スポットの位置
をコンピュータで計算し、その計算結果を電子顕微鏡画
像中でのその領域の座標と合わせて、ファイルに記録し
た。このように記録したファイルから、回折スポットの
位置の変位をマッピングして画像化し表示する。コンピ
ュータに備え付けられたマウスなどのポインティングデ
バイスを用いて観察者がその表示画面の中で場所を指定
することにより、その指定された回折スポット位置のマ
ッピングデータに対応する電子顕微鏡画像中でのその領
域の座標を取り出され、その座標から、元の電子顕微鏡
画像から相当する部分の領域の画像だけを取り出される
ようにすることができる。
The position of the diffraction spot was calculated by a computer in the same manner as in Example 3, and the calculation result was recorded in a file together with the coordinates of the area in the electron microscope image. From the file recorded in this way, the displacement of the position of the diffraction spot is mapped and imaged and displayed. When the observer specifies a location on the display screen using a pointing device such as a mouse provided in a computer, the area in the electron microscope image corresponding to the mapping data of the specified diffraction spot position From the original electron microscope image, and it is possible to extract only the image of the corresponding region from the original electron microscope image.

【0058】図17は、図7に示す回折スポット位置の
マッピング結果における異常部を矢印で示したものであ
る。透過型電子顕微鏡像から、この矢印で示す島の外側
に隣接した基板部に対応する領域を抽出し、抽出した部
分を拡大したものが図18である。この部分は、回折ス
ポット位置をマッピングした画像で見るとスポット位置
に異常が見られるが、この部分の格子像を取り出して見
る限り、欠陥などの異常な部分は確認できない。
FIG. 17 shows abnormal portions in the mapping result of the diffraction spot positions shown in FIG. 7 by arrows. FIG. 18 shows a region obtained by extracting a region corresponding to the substrate portion adjacent to the outside of the island indicated by the arrow from the transmission electron microscope image and enlarging the extracted portion. This portion has an abnormal spot position when viewed from an image obtained by mapping the diffraction spot position, but an abnormal portion such as a defect cannot be confirmed as long as the lattice image of this portion is taken out and viewed.

【0059】(実施例9)回折スポットの位置だけでは
なくスポットの強度についても、実施例8と同様の処理
を行うことが可能である。
(Embodiment 9) The same processing as in Embodiment 8 can be performed not only for the position of the diffraction spot but also for the intensity of the spot.

【0060】実施例4と同様にして、回折スポットの強
度を計算し、その計算結果を電子顕微鏡画像中でのその
領域の座標と合わせて、ファイルに記録した。このよう
に記録したファイルから、回折スポットの強度の変位を
マッピングして画像化し表示する。ポインティングデバ
イスを用いて観察者がその表示画像中で場所を指定した
場合に、その指定された回折スポット強度のマッピング
データに対応する電子顕微鏡画像中のその領域の座標を
取り出され、その座標から、元の電子顕微鏡画像から相
当する部分の領域の画像だけが取り出された。
In the same manner as in Example 4, the intensity of the diffraction spot was calculated, and the calculation result was recorded in a file together with the coordinates of the area in the electron microscope image. From the file recorded in this way, the displacement of the intensity of the diffraction spot is mapped and imaged and displayed. When the observer specifies a location in the display image using a pointing device, the coordinates of the region in the electron microscope image corresponding to the mapping data of the specified diffraction spot intensity are extracted, and from the coordinates, Only the image of the corresponding region was extracted from the original electron microscope image.

【0061】図19は、図9に示す回折スポット強度の
マッピング結果における異常部を矢印で示したものであ
る。この矢印で示す基板部に対応する領域を透過型電子
顕微鏡像から抽出し、抽出した部分を拡大したものが図
20である。この部分では、回折スポット強度をマッピ
ングした画像で見ると、上部と下部でコントラストの違
いが顕著に見られるが、この部分の格子像を取り出して
見た結果、このコントラストの違いは、格子像の見え方
がこの部分で大きく変化したことが原因であることが分
かる。これは、薄片化した電子顕微鏡試料の試料厚さが
変化して、この部分で格子像の見え方が変化したためと
考えられる。
FIG. 19 shows an abnormal portion by an arrow in the mapping result of the diffraction spot intensity shown in FIG. FIG. 20 is an enlarged view of a region corresponding to the substrate portion indicated by the arrow extracted from the transmission electron microscope image and the extracted portion enlarged. In this part, the difference in contrast between the upper part and the lower part is remarkable when viewed in the image in which the diffraction spot intensity is mapped, but as a result of taking out the lattice image of this part and observing it, this difference in contrast is It can be seen that the reason is that the appearance changed greatly in this part. This is probably because the sample thickness of the sliced electron microscope sample changed, and the appearance of the lattice image changed in this portion.

【0062】(実施例10)結晶面の面間隔や面の方向
をマッピングし、実施例8や実施例9と同様に電子顕微
鏡像と関連付けて表示することが可能である。
(Embodiment 10) It is possible to map the plane spacing and plane direction of crystal planes and display them in association with an electron microscope image as in Embodiments 8 and 9.

【0063】実施例4と同様にして、結晶面の面間隔お
よび面の方向をコンピュータで計算し、その計算結果を
電子顕微鏡画像中でのその領域の座標と合わせて、ファ
イルに記録した。このように記録したファイルから、結
晶面の面間隔および面の方向をマッピングして画像化し
表示する。ポインティングデバイスを用いて観察者がそ
れらの2種類の表示画面の中から場所を指定した場合に
は、その指定された結晶面の面間隔あるいは面の方向を
マッピングしたデータに対応する電子顕微鏡画像中のそ
の領域の座標が取り出され、その座標から、元の電子顕
微鏡画像から相当する部分の領域の画像だけを取り出さ
れた。
In the same manner as in Example 4, the plane spacing and plane direction of the crystal planes were calculated by a computer, and the calculation results were recorded in a file together with the coordinates of the area in the electron microscope image. From the file recorded in this manner, the plane spacing and plane direction of the crystal planes are mapped and imaged and displayed. When the observer specifies a location from these two types of display screens using the pointing device, the electron microscope image corresponding to the data mapping the plane spacing or plane direction of the specified crystal planes , The coordinates of the corresponding region were extracted, and from the coordinates, only the image of the corresponding region was extracted from the original electron microscope image.

【0064】図21は、図10に示す結晶の面間隔のマ
ッピング結果において、Ge部分での面間隔の異常部を
矢印で示したものである。この矢印で示す島の隅の部分
に対応する領域を透過型電子顕微鏡像から取り出し、そ
の取り出された部分を拡大したものが図22である。こ
の部分では、面間隔をマッピングした画像で見ると面間
隔が顕著に短くなっていることが分かるが、この部分の
格子像を取り出して見る限り、欠陥などの異常な部分は
確認できない。
FIG. 21 shows an abnormal portion of the interplanar spacing at the Ge portion by an arrow in the mapping result of the interplanar spacing of the crystal shown in FIG. A region corresponding to the corner portion of the island indicated by the arrow is extracted from the transmission electron microscope image, and FIG. 22 is an enlarged view of the extracted portion. In this part, it can be seen from the image mapped with the surface spacing that the surface spacing is significantly shorter, but as long as the lattice image of this portion is taken out and viewed, an abnormal portion such as a defect cannot be confirmed.

【0065】(実施例11)結晶格子の変形行列要素に
ついても、実施例8〜10と同様の処理を行うことが可
能である。
(Embodiment 11) The same processing as in Embodiments 8 to 10 can be performed on the deformation matrix element of the crystal lattice.

【0066】実施例7と同様にして、結晶格子の変形行
列要素を計算し、その計算結果を電子顕微鏡画像中での
その領域の座標と合わせて、ファイルに記録した。この
ようにして記録したファイルから、結晶格子の変形行列
要素をマッピングして画像化し表示する。ポインティン
グデバイスを用いて観察者がその表示画像中で場所を指
定すると、その指定された結晶格子の変形行列要素のマ
ッピングデータに対応する電子顕微鏡画像中のその領域
の座標が取り出され、その座標から、元の電子顕微鏡画
像から相当する部分の領域の画像だけが取り出された。
In the same manner as in Example 7, the deformation matrix element of the crystal lattice was calculated, and the calculation result was recorded in a file together with the coordinates of the area in the electron microscope image. From the file recorded in this way, the deformation matrix elements of the crystal lattice are mapped and imaged and displayed. When the observer specifies a location in the display image using a pointing device, the coordinates of the region in the electron microscope image corresponding to the mapping data of the deformation matrix element of the specified crystal lattice are extracted, and from the coordinates. Only the image of the corresponding region was extracted from the original electron microscope image.

【0067】図23は、図16に示す結晶格子の変形行
列要素εyy成分をマッピングした結果において、この変
形行列要素εyyが急峻に変化している部分を矢印で示し
た図である。この矢印で示す島と基板部との界面部分に
対応する領域を透過型電子顕微鏡像から取り出し、その
取り出された部分を拡大したものが図24である。この
部分では、結晶格子の変形行列要素εyyをマッピングし
た画像で見ると、上下方向で急峻な変化が見られるが、
この部分の格子像を取り出して見る限り、SiとGeの
元素の違いによる像の明るさの変化は見られるが、格子
は、Si基板部分からGeの島状部分へ全て連続して繋
がっていて、欠陥などの異常な部分は確認できない。
FIG. 23 is a diagram in which, as a result of mapping the deformation matrix element ε yy component of the crystal lattice shown in FIG. 16, a portion where the deformation matrix element ε yy changes sharply is indicated by an arrow. FIG. 24 is an enlarged view of a region corresponding to the interface between the island and the substrate indicated by the arrow, taken from the transmission electron microscope image. In this part, a steep change in the vertical direction can be seen in the image mapping the transformation matrix element ε yy of the crystal lattice,
As far as the lattice image of this part is taken out and seen, a change in the brightness of the image due to the difference between the elements of Si and Ge can be seen, but the lattice is continuously connected from the Si substrate part to the Ge island part. Abnormal parts such as defects and defects cannot be confirmed.

【0068】以上の各実施例で説明した結果を検討する
と、図3に電子顕微鏡写真を示す試料では、SiとGe
との界面付近には転位や点欠陥は存在せず、弾性的に格
子が歪んでいる、と判断できる。
Examination of the results described in each of the above examples shows that the sample shown in the electron micrograph in FIG.
No dislocations or point defects exist near the interface with, and it can be determined that the lattice is elastically distorted.

【0069】以上説明した結晶歪み測定装置は、それを
実現するための計算機プログラムを、スーパーコンピュ
ータやワークステーション(WS)、パーソナルコンピ
ュータ(PC)などの計算機に読み込ませ、そのプログ
ラムを実行させることによっても実現できる。結晶歪み
測定を行うためのプログラムは、磁気テープやCD−R
OMなどの記録媒体によって、計算機に読み込まれる。
図25は、上述の結晶歪み測定を実行する計算機の構成
を示すブロック図である。
The crystal strain measuring apparatus described above reads a computer program for realizing the same into a computer such as a super computer, a workstation (WS), or a personal computer (PC), and executes the program. Can also be realized. The program for performing crystal distortion measurement is magnetic tape or CD-R.
The data is read into a computer by a recording medium such as an OM.
FIG. 25 is a block diagram illustrating a configuration of a computer that performs the above-described crystal strain measurement.

【0070】この計算機は、中央処理装置(CPU)2
1と、プログラムやデータを格納するためのハードディ
スク装置22と、主メモリ23と、キーボードやマウス
などの入力装置24と、CRTなどの表示装置25と、
磁気テープやCD−ROM等の記録媒体27を読み取る
読み取り装置26と、透過型電子顕微鏡写真を読み取っ
てデジタル画像データに変換するイメージスキャナ28
と、から構成されている。ハードディスク装置22、主
メモリ23、入力装置24、表示装置25、読み取り装
置26及びイメージスキャナ28は、いずれも中央処理
装置21に接続している。この計算機では、結晶歪み測
定を行うためのプログラムを格納した記録媒体27を読
み取り装置26に装着し、記録媒体27からプログラム
を読み出してハードディスク装置22に格納し、ハード
ディスク装置22に格納されたプログラムを中央処理装
置21が実行することにより、結晶歪み測定が実行され
る。
This computer has a central processing unit (CPU) 2
1, a hard disk device 22 for storing programs and data, a main memory 23, an input device 24 such as a keyboard and a mouse, and a display device 25 such as a CRT.
A reading device 26 that reads a recording medium 27 such as a magnetic tape or a CD-ROM; and an image scanner 28 that reads a transmission electron micrograph and converts it into digital image data
And, it consists of. The hard disk device 22, main memory 23, input device 24, display device 25, reading device 26, and image scanner 28 are all connected to the central processing unit 21. In this computer, a recording medium 27 storing a program for performing crystal distortion measurement is mounted on a reading device 26, the program is read from the recording medium 27 and stored in the hard disk drive 22, and the program stored in the hard disk drive 22 is read. The central processing unit 21 executes the crystal distortion measurement.

【0071】特に、回折パターンを求めたあとの計算処
理は、上述の実施例1〜11に示すように多様であるか
ら、プログラムとしては、利用者がコンピュータに入力
するコマンドに応じ、(i)回折パターンから回折スポッ
トを計算し、試料中での場所による相対的な結晶の歪み
を検出する処理、(ii)回折パターンから回折スポットの
強度を計算し、その強度の計算結果に基づいて試料の結
晶情報を分布としてマッピングする処理、(iii)回折パ
ターンから回折点位置を求め、各領域の回折点の位置か
ら結晶面間隔を計算し、結晶面間隔の分布をマッピング
する処理、及び(iv)回折空間の原点から同一方向あるい
は正反対方向にない2点の回折スポットについての回折
パターンに基づいて変形行列を算出して試料中での場所
による相対的な結晶の歪みを検出する処理、などの処理
を選択的に実行するようなもので好ましい。
In particular, since the calculation processing after obtaining the diffraction pattern is various as shown in the above-described first to eleventh embodiments, the program may be executed in accordance with a command input by a user to a computer. A process of calculating a diffraction spot from a diffraction pattern and detecting relative crystal distortion due to a location in the sample, (ii) calculating the intensity of the diffraction spot from the diffraction pattern, and calculating the intensity of the sample based on the calculation result of the intensity. A process of mapping crystal information as a distribution, (iii) obtaining a diffraction point position from a diffraction pattern, calculating a crystal plane spacing from the position of the diffraction point in each region, and mapping the distribution of the crystal plane spacing, and (iv) Deformation matrix is calculated based on the diffraction pattern of two diffraction spots that are not in the same or opposite directions from the origin of the diffraction space, and the relative crystal distortion depending on the location in the sample It is preferable to selectively execute a process such as a process of detecting the

【0072】[0072]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、透過型電
子顕微鏡像をデジタル画像化してコンピュータに取り込
み、2次元フーリエ変換をすることによって回折パター
ンを形成し、その回折パターン中の回折スポット位置や
スポット強度を求め、理想的な結晶構造の場合の回折点
位置と比較したり、複数の領域でスポットの位置や強度
あるいはスポット位置から計算される結晶面の面間隔や
面の方向あるいは結晶格子の変形行列を計算し、相対的
に比較することにより、従来法では空間分解能が不足し
て観測することができなかった、結晶中の微小な領域の
格子歪みや結晶性を調べることができるという効果があ
る。
As described above, according to the present invention, a transmission electron microscope image is converted into a digital image, taken into a computer, subjected to a two-dimensional Fourier transform to form a diffraction pattern, and a diffraction spot position in the diffraction pattern. And the spot intensity, compare with the diffraction point position in the case of an ideal crystal structure, and calculate the crystal plane spacing, plane direction, and crystal lattice calculated from the spot position and intensity or the spot position in multiple areas. By calculating the deformation matrix and comparing relatively, it is possible to investigate the lattice distortion and crystallinity of a small region in the crystal, which could not be observed due to insufficient spatial resolution with the conventional method. effective.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の好ましい実施の形態の結晶歪み測定装
置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a crystal distortion measuring device according to a preferred embodiment of the present invention.

【図2】本発明の好ましい実施の形態における処理手順
の一例を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure according to a preferred embodiment of the present invention.

【図3】Si(100)表面上にGeをエピタキシャル
成長させた試料の断面を示す図面代用の透過電子顕微鏡
写真である。
FIG. 3 is a transmission electron micrograph instead of a drawing, showing a cross section of a sample in which Ge is epitaxially grown on a Si (100) surface.

【図4】図3での図示下方中央付近の領域から得られた
2次元デジタルフーリエ変換パターンを示す図である。
4 is a diagram showing a two-dimensional digital Fourier transform pattern obtained from a region near the lower center in FIG. 3;

【図5】図3でのSi基板部分のうち島状のGeの下方
約10nmの領域から得られた2次元デジタルフーリエ
変換パターンを示す図である。
5 is a diagram showing a two-dimensional digital Fourier transform pattern obtained from a region of about 10 nm below the island-like Ge in the Si substrate portion in FIG. 3;

【図6】図3での島状のGeのうちの一部分の領域から
得られた2次元デジタルフーリエ変換パターンを示す図
である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a two-dimensional digital Fourier transform pattern obtained from a partial region of the island-shaped Ge in FIG. 3;

【図7】2次元デジタルフーリエ変換パターン中のスポ
ット位置kxのマッピング結果を示す図である。
7 is a diagram showing a result of mapping the two-dimensional spot position k x of the digital Fourier transform pattern.

【図8】2次元デジタルフーリエ変換パターン中のスポ
ット位置kyのマッピング結果を示す図である。
8 is a diagram illustrating a mapping result of the spot position k y of two-dimensional digital Fourier transform pattern.

【図9】2次元デジタルフーリエ変換パターン中のスポ
ット強度のマッピング結果を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a mapping result of a spot intensity in a two-dimensional digital Fourier transform pattern.

【図10】2次元デジタルフーリエ変換パターン中から
(111)面間隔を計算しマッピングした結果を示す図
である。
FIG. 10 is a diagram showing a result of calculating and mapping a (111) plane interval from a two-dimensional digital Fourier transform pattern.

【図11】2次元デジタルフーリエ変換パターン中から
(111)面の方向を計算しマッピングした結果を示す
図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a result of calculating and mapping the direction of the (111) plane from the two-dimensional digital Fourier transform pattern.

【図12】結晶格子の変形によるx軸とy軸のベクトル
の変化を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a change in a vector on an x-axis and a vector on a y-axis due to deformation of a crystal lattice.

【図13】2次元デジタルフーリエ変換パターン中から
変形行列要素を算出し、そのεxx成分をマッピングした
結果を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a result of calculating a deformation matrix element from a two-dimensional digital Fourier transform pattern and mapping its ε xx component.

【図14】2次元デジタルフーリエ変換パターン中から
変形行列要素を算出し、そのεxy成分をマッピングした
結果を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a result of calculating a deformation matrix element from a two-dimensional digital Fourier transform pattern and mapping its ε xy component.

【図15】2次元デジタルフーリエ変換パターン中から
変形行列要素を算出し、そのεyx成分をマッピングした
結果を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a result of calculating a deformation matrix element from a two-dimensional digital Fourier transform pattern and mapping its ε yx component.

【図16】2次元デジタルフーリエ変換パターン中から
変形行列要素を算出し、そのεyy成分をマッピングした
結果を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a result of calculating a deformation matrix element from a two-dimensional digital Fourier transform pattern and mapping its ε yy component.

【図17】図7に示すマッピング結果において、Si基
板表面部の異常部を矢印で示した図である。
17 is a diagram in which an abnormal portion on the surface of the Si substrate is indicated by an arrow in the mapping result shown in FIG. 7;

【図18】図17において矢印で示された部分の透過型
電子顕微鏡による図面代用の格子像写真である。
FIG. 18 is a lattice image photograph of a portion indicated by an arrow in FIG. 17 as a substitute for a drawing, taken by a transmission electron microscope.

【図19】図9に示すマッピング結果において、Si基
板部の異常部を矢印で示した図である。
FIG. 19 is a diagram showing an abnormal portion of the Si substrate portion with an arrow in the mapping result shown in FIG. 9;

【図20】図19において矢印で示された部分の透過型
電子顕微鏡による図面代用の格子像写真である。
20 is a lattice image photograph of a portion indicated by an arrow in FIG. 19 as a substitute for a drawing, taken by a transmission electron microscope.

【図21】図10に示すマッピング結果において、島状
のGe部分での面間隔の異常部を矢印で示した図であ
る。
21 is a diagram in which an abnormal portion of a surface interval in an island-shaped Ge portion is indicated by an arrow in the mapping result shown in FIG. 10;

【図22】図21において矢印で示された部分の透過型
電子顕微鏡による図面代用の格子像写真である。
FIG. 22 is a lattice image photograph as a substitute for a drawing of a portion indicated by an arrow in FIG. 21 by a transmission electron microscope.

【図23】図16に示すマッピング結果において、格子
の変形行列要素εyyが急峻に変化している部分を矢印で
示した図である。
FIG. 23 is a diagram in which, in the mapping result shown in FIG. 16, a portion where the deformation matrix element ε yy of the lattice changes sharply is indicated by an arrow.

【図24】図22において矢印で示された部分の透過型
電子顕微鏡による図面代用の格子像写真である。
24 is a lattice image photograph of a portion indicated by an arrow in FIG. 22 as a substitute for a drawing, taken by a transmission electron microscope.

【図25】本発明の結晶歪み測定方法の実施に使用され
るコンピュータシステムの構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of a computer system used for carrying out the crystal distortion measuring method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 画像読み取り部 12 記憶部 13 2次元フーリエ変換処理部 14 計算処理部 15 表示部 21 中央処理装置(CPU) 22 ハードディスク装置 23 主メモリ 24 入力装置 25 表示装置 26 読み取り装置 27 記録媒体 28 イメージスキャナ 51〜55 ステップ Reference Signs List 11 image reading unit 12 storage unit 13 two-dimensional Fourier transform processing unit 14 calculation processing unit 15 display unit 21 central processing unit (CPU) 22 hard disk device 23 main memory 24 input device 25 display device 26 reading device 27 recording medium 28 image scanner 51 ~ 55 steps

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 23/00 - 23/227 G06T 1/00 H01L 21/66 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 23/00-23/227 G06T 1/00 H01L 21/66 JICST file (JOIS)

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 試料の透過型電子顕微鏡像から前記試料
での結晶に関する情報を取得する結晶歪み測定方法であ
って、 前記透過型電子顕微鏡像をデジタル画像に変換する工程
と、 前記デジタル画像の少なくとも一部の領域に対して2次
元フーリエ変換を施して当該領域の回折パターンを計算
する工程と、を有する結晶歪み測定方法。
1. A crystal distortion measuring method for acquiring information on a crystal in a sample from a transmission electron microscope image of a sample, the method comprising: converting the transmission electron microscope image into a digital image; Performing a two-dimensional Fourier transform on at least a part of the region to calculate a diffraction pattern of the region.
【請求項2】 計算された前記回折パターンにおける回
折スポットの位置と理想的な結晶構造での回折点位置と
の違いから、前記試料中における局所的な格子の歪みを
検出する工程をさらに有する、請求項1に記載の結晶歪
み測定方法。
2. The method according to claim 1, further comprising a step of detecting a local lattice distortion in the sample from a difference between the calculated position of the diffraction spot in the diffraction pattern and a position of a diffraction point in an ideal crystal structure. The method for measuring crystal distortion according to claim 1.
【請求項3】 前記透過型電子顕微鏡像内の複数の領域
に関してそれぞれ前記回折パターンを計算して前記回折
パターンから回折スポットを計算し、前記試料中での場
所による相対的な結晶の歪みを検出する、請求項1に記
載の結晶歪み測定方法。
3. The diffraction pattern is calculated for each of a plurality of regions in the transmission electron microscope image, a diffraction spot is calculated from the diffraction pattern, and a relative crystal distortion depending on a position in the sample is detected. The method for measuring crystal distortion according to claim 1, wherein
【請求項4】 前記透過型電子顕微鏡像内の複数の領域
に関してそれぞれ前記回折パターンを計算して前記回折
パターンから回折スポットの強度を計算し、その強度の
計算結果に基づいて前記試料の結晶情報を分布としてマ
ッピングする、請求項1に記載の結晶歪み測定方法。
4. The diffraction pattern is calculated for each of a plurality of regions in the transmission electron microscope image, and the intensity of the diffraction spot is calculated from the diffraction pattern. The crystal distortion measurement method according to claim 1, wherein is mapped as a distribution.
【請求項5】 前記透過型電子顕微鏡像内の複数の領域
に関してそれぞれ前記回折パターンを計算して回折点位
置を求め、各領域の回折点の位置から結晶面間隔を計算
し、前記結晶面間隔の分布をマッピングする、請求項1
に記載の結晶歪み測定方法。
5. The diffraction pattern position is calculated by calculating the diffraction pattern for each of a plurality of regions in the transmission electron microscope image, and the crystal plane spacing is calculated from the positions of the diffraction points in each region. 2. Map the distribution of
3. The method for measuring crystal distortion according to item 1.
【請求項6】 回折空間の原点から同一方向あるいは正
反対方向にない2点の回折スポットについて、前記回折
パターンを計算する工程を実施し、前記回折パターン中
における前記2点の回折スポットの位置と理想的な結晶
構造での回折点位置とから変形行列を算出する、請求項
1に記載の結晶歪み測定方法。
6. A step of calculating the diffraction pattern for two diffraction spots that are not in the same direction or in the opposite directions from the origin of the diffraction space, and the positions of the two diffraction spots in the diffraction pattern correspond to the ideal positions of the diffraction spots. The crystal distortion measuring method according to claim 1, wherein a deformation matrix is calculated from a diffraction point position in a typical crystal structure.
【請求項7】 前記透過型電子顕微鏡像内の複数の領域
に関してそれぞれ前記変形行列を算出し、前記試料中で
の場所による相対的な結晶の歪みを検出する、請求項6
に記載の結晶歪み測定方法。
7. The method according to claim 6, wherein the transformation matrix is calculated for each of a plurality of regions in the transmission electron microscope image, and a relative crystal distortion depending on a position in the sample is detected.
3. The method for measuring crystal distortion according to item 1.
【請求項8】 検出された前記相対的な結晶の歪みの分
布のマッピングを行う、請求項3または7に記載の結晶
歪み測定方法。
8. The crystal distortion measuring method according to claim 3, wherein mapping of the distribution of the detected relative crystal strain is performed.
【請求項9】 マッピングされた分布における特徴的な
領域に関連付けて、前記透過型電子顕微鏡像の一部を抽
出して表示する請求項4、5及び7のいずれか1項に記
載の結晶歪み測定方法。
9. The crystal distortion according to claim 4, wherein a part of the transmission electron microscope image is extracted and displayed in association with a characteristic region in the mapped distribution. Measuring method.
【請求項10】 試料の透過型電子顕微鏡像から前記試
料での結晶に関する情報を取得する結晶歪み測定装置で
あって、 前記透過型電子顕微鏡像をデジタル画像として取り込む
画像入力手段と、 前記デジタル画像の少なくとも一部の領域に対して2次
元フーリエ変換を施して当該領域の回折パターンを計算
するフーリエ変換手段と、 前記回折パターンに対して計算処理を実行する計算手段
と、を有する結晶歪み測定装置。
10. A crystal distortion measuring apparatus for acquiring information on a crystal in a sample from a transmission electron microscope image of the sample, wherein: an image input unit for capturing the transmission electron microscope image as a digital image; A crystal distortion measuring apparatus, comprising: a Fourier transform unit that performs a two-dimensional Fourier transform on at least a part of the region to calculate a diffraction pattern of the region; and a calculation unit that performs a calculation process on the diffraction pattern. .
【請求項11】 前記計算手段が、前記回折パターン中
の回折スポットの位置を算出し、該位置と理想的な結晶
構造での回折点位置との違いから、前記試料中における
局所的な格子の歪みを検出する、請求項10に記載の結
晶歪み測定装置。
11. The calculation means calculates a position of a diffraction spot in the diffraction pattern, and calculates a local lattice position in the sample from a difference between the position and a diffraction point position in an ideal crystal structure. The crystal distortion measuring apparatus according to claim 10, wherein the apparatus detects a distortion.
【請求項12】 前記フーリエ変換手段が、前記透過型
電子顕微鏡像内の複数の領域に対してそれぞれ前記回折
パターンを計算し、前記計算手段が、前記各回折パター
ンにおける回折スポット位置を計算して、前記試料中で
の場所による相対的な結晶の歪みを検出する、請求項1
0に記載の結晶歪み測定装置。
12. The Fourier transform unit calculates the diffraction pattern for each of a plurality of regions in the transmission electron microscope image, and the calculation unit calculates a diffraction spot position in each of the diffraction patterns. Detecting relative crystal distortion by location in the sample.
0. The crystal strain measuring apparatus according to 0.
【請求項13】 前記フーリエ変換手段が、前記透過型
電子顕微鏡像内の複数の領域に対してそれぞれ前記回折
パターンを計算し、前記計算手段が、前記各回折パター
ンにおける回折スポットの強度を計算する、請求項10
に記載の結晶歪み測定方法。
13. The Fourier transform unit calculates the diffraction pattern for each of a plurality of regions in the transmission electron microscope image, and the calculation unit calculates the intensity of a diffraction spot in each of the diffraction patterns. , Claim 10
3. The method for measuring crystal distortion according to item 1.
【請求項14】 前記フーリエ変換手段が、前記透過型
電子顕微鏡像内の複数の領域に対してそれぞれ前記回折
パターンを計算し、前記計算手段が、前記各回折パター
ンから回折点位置を求め、各領域の回折点の位置から結
晶面間隔を計算する、請求項10に記載の結晶歪み測定
装置。
14. The Fourier transform unit calculates the diffraction pattern for each of a plurality of regions in the transmission electron microscope image, and the calculation unit obtains a diffraction point position from each of the diffraction patterns. The crystal distortion measuring apparatus according to claim 10, wherein a crystal plane interval is calculated from a position of a diffraction point in the region.
【請求項15】 回折空間の原点から同一方向あるいは
正反対方向にない2点の回折スポットについて、前記フ
ーリエ変換手段が前記回折パターンを計算し、前記計算
手段が、前記回折パターン中における前記2点の回折ス
ポットの位置と理想的な結晶構造での回折点位置とから
変形行列を算出する、請求項10に記載の結晶歪み測定
装置。
15. The Fourier transform means calculates the diffraction pattern for two diffraction spots that are not in the same direction or in the opposite directions from the origin of the diffraction space, and the calculation means calculates the two points in the diffraction pattern. The crystal distortion measurement apparatus according to claim 10, wherein a deformation matrix is calculated from a position of the diffraction spot and a position of a diffraction point in an ideal crystal structure.
【請求項16】 前記計算手段による計算結果として得
られた分布を表示する表示手段をさらに有する請求項1
1乃至15いずれか1項に記載の結晶歪み測定装置。
16. A display unit for displaying a distribution obtained as a result of calculation by the calculation unit.
16. The crystal distortion measuring device according to any one of 1 to 15.
【請求項17】 前記表示手段が、前記分布における特
徴的な領域に関連付けて、前記透過型電子顕微鏡像の一
部を抽出して表示する請求項16に記載の結晶歪み測定
装置。
17. The crystal distortion measuring apparatus according to claim 16, wherein the display unit extracts and displays a part of the transmission electron microscope image in association with a characteristic region in the distribution.
【請求項18】 試料の透過型電子顕微鏡像がデジタル
画像として入力するコンピュータで使用されるプログラ
ムを格納した記録媒体であって、 前記デジタル画像の少なくとも一部の領域に対して2次
元フーリエ変換を施して当該領域の回折パターンを計算
する工程を、前記コンピュータに実行させるプログラム
を格納した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体。
18. A recording medium storing a program used by a computer for inputting a transmission electron microscope image of a sample as a digital image, wherein a two-dimensional Fourier transform is performed on at least a part of the area of the digital image. A computer-readable recording medium storing a program for causing the computer to execute the step of calculating the diffraction pattern of the region by performing the calculation.
【請求項19】 前記プログラムが、 計算された前記回折パターンにおける回折スポットの位
置と理想的な結晶構造での回折点位置との違いから、前
記試料中における局所的な格子の歪みを検出する工程
を、さらに前記コンピュータに実行させるものである、
請求項18に記載の記録媒体。
19. A step of detecting local lattice distortion in the sample from a difference between a calculated position of a diffraction spot in the diffraction pattern and a position of a diffraction point in an ideal crystal structure. Is further executed by the computer.
The recording medium according to claim 18.
【請求項20】 試料の透過型電子顕微鏡像がデジタル
画像として入力するコンピュータで使用されるプログラ
ムを格納した記録媒体であって、 前記デジタル画像の少なくとも一部の領域に対して2次
元フーリエ変換を施すことにより、回折空間の原点から
同一方向あるいは正反対方向にない2点の回折スポット
について、回折パターンを計算する工程と、 前記回折パターン中における前記2点の回折スポットの
位置と理想的な結晶構造での回折点位置とから変形行列
を算出する工程と、を前記コンピュータに実行させるプ
ログラムを格納した、コンピュータで読み取り可能な記
録媒体。
20. A recording medium storing a program used by a computer for inputting a transmission electron microscope image of a sample as a digital image, wherein a two-dimensional Fourier transform is performed on at least a part of the area of the digital image. Calculating a diffraction pattern for two diffraction spots that are not in the same direction or diametrically opposite directions from the origin of the diffraction space; and determining the positions of the two diffraction spots and the ideal crystal structure in the diffraction pattern. Calculating a deformation matrix from the diffraction point positions in step (a), and a computer-readable recording medium storing a program for causing the computer to execute the steps.
【請求項21】 試料の透過型電子顕微鏡像がデジタル
画像として入力するコンピュータで使用されるプログラ
ムを格納した記録媒体であって、 前記デジタル画像の少なくとも一部の領域に対して2次
元フーリエ変換を施すことによって、前記透過型電子顕
微鏡像内の複数の領域のそれぞれでの前記回折パターン
を計算する工程を前記コンピュータに実施させるととも
に、 (i)前記回折パターンから回折スポットを計算し、前記
試料中での場所による相対的な結晶の歪みを検出する工
程、(ii)前記回折パターンから回折スポットの強度を計
算し、その強度の計算結果に基づいて前記試料の結晶情
報を分布としてマッピングする工程、(iii)前記回折パ
ターンから回折点位置を求め、各領域の回折点の位置か
ら結晶面間隔を計算し、前記結晶面間隔の分布をマッピ
ングする工程、及び(iv)回折空間の原点から同一方向あ
るいは正反対方向にない2点の回折スポットについての
前記回折パターンに基づいて変形行列を算出して前記試
料中での場所による相対的な結晶の歪みを検出する工
程、のうちの少なくとも1つの工程を前記コンピュータ
に実施させるプログラムを格納した、コンピュータで読
み取り可能な記録媒体。
21. A recording medium storing a program used by a computer for inputting a transmission electron microscope image of a sample as a digital image, wherein a two-dimensional Fourier transform is performed on at least a part of the area of the digital image. By applying, while causing the computer to perform the step of calculating the diffraction pattern in each of a plurality of regions in the transmission electron microscope image, (i) calculate a diffraction spot from the diffraction pattern, in the sample Detecting relative crystal strain by location in the, (ii) calculating the intensity of the diffraction spot from the diffraction pattern, mapping the crystal information of the sample as a distribution based on the calculation result of the intensity, (iii) calculating a diffraction point position from the diffraction pattern, calculating a crystal plane interval from the position of the diffraction point in each region, Mapping a cloth; and A computer-readable recording medium storing a program for causing the computer to execute at least one of the steps of detecting a crystal distortion.
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