JP6805945B2 - Analytical method and analyzer - Google Patents
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Description
本発明は、分析方法及び分析装置に関する。 The present invention relates to an analytical method and an analyzer.
電子デバイスの特性を左右する重要な要素の一つとして応力が挙げられる。
電子デバイスの微細化に伴い、例えばトランジスタのゲート近傍などに、応力がどのように加わっているかを測定することは極めて重要である。
近年では、電子デバイスのみならず、各種機能性材料においても、高集積化・高密度積層化により、実試料には設計段階では予測できないような局所応力が印加され、その値を測定することが必要となっている。
Stress is one of the important factors that influence the characteristics of electronic devices.
With the miniaturization of electronic devices, it is extremely important to measure how stress is applied, for example, in the vicinity of the gate of a transistor.
In recent years, not only in electronic devices but also in various functional materials, local stresses that cannot be predicted at the design stage are applied to actual samples due to high integration and high-density lamination, and their values can be measured. It is needed.
しかしながら、微細領域の応力を直接測定することは困難であるため、応力が加わったことによる試料の変形を測定して、応力源にどの程度の応力が加わっているのかを解析する間接的な測定手法がとられている。試料の変形は歪み量(湾曲量)として測定される。
ここで、顕微技術を用いた測定方法には大きく2つの方法が存在する。
まず、微小な針を試料表面に接触させ、原子間力の変化によって凹凸を検出する原子間力顕微鏡を用いた測定方法がある。
However, since it is difficult to directly measure the stress in a fine region, it is an indirect measurement that measures the deformation of the sample due to the stress and analyzes how much stress is applied to the stress source. The method is taken. The deformation of the sample is measured as the amount of strain (curvature).
Here, there are roughly two measurement methods using the microscopic technique.
First, there is a measurement method using an atomic force microscope in which a minute needle is brought into contact with the sample surface and unevenness is detected by a change in the interatomic force.
この方法は、凹凸検知の感度は高いものの、空間分解能が悪く、例えば数nmの領域の測定は極めて困難である。
次に、空間分解能の高い測定方法として、電子顕微鏡の手法である収束電子回折法を用いた測定方法がある。
この方法は、歪みや湾曲がある試料を電子が通過した際に生じる電子回折像の模様の変化を利用し、理論解析とのマッチングによって歪み量(湾曲量)を測定する方法である。
Although this method has high sensitivity for detecting unevenness, it has poor spatial resolution, and it is extremely difficult to measure a region of several nm, for example.
Next, as a measurement method with high spatial resolution, there is a measurement method using the convergent electron diffraction method, which is a technique of an electron microscope.
This method is a method of measuring the amount of strain (curvature) by matching with theoretical analysis by utilizing the change in the pattern of the electron diffraction image that occurs when an electron passes through a sample having strain or curvature.
この方法は、例えば数nmまで電子線の入射領域を限定できるため、空間分解能が高い測定方法である。
しかしながら、電子回折像に明瞭な模様が得られなければ測定が困難であり、また、明瞭な電子回折像を取得するには、例えば結晶性が高いことや入射方位を限定することなどが必要となる。このため、例えば欠陥が多い試料や結晶構造が複雑な試料には適用が困難である。
This method is a measurement method with high spatial resolution because the incident region of the electron beam can be limited to several nm, for example.
However, measurement is difficult unless a clear pattern is obtained in the electron diffraction image, and in order to obtain a clear electron diffraction image, for example, it is necessary to have high crystallinity and limit the incident direction. Become. Therefore, for example, it is difficult to apply it to a sample having many defects or a sample having a complicated crystal structure.
本発明は、例えば結晶性や入射方位等による限定や試料による制約などを受けることなく、高い空間分解能で高精度に歪み量を測定(算出)できるようにすることを目的とする。 An object of the present invention is to enable the amount of strain to be measured (calculated) with high spatial resolution and with high accuracy without being limited by, for example, crystallinity or incident direction or restricted by a sample.
1つの態様では、分析方法は、球面収差補正走査透過型電子顕微鏡によってデフォーカス量を変化させながら取得された原子分解能像を読み込み、原子分解能像の複数の領域のそれぞれのコントラスト値を算出する工程と、複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置とデフォーカス量を対応づけて複数の領域のそれぞれに対応する分析対象の各領域に生じている歪み量を算出する工程とを含む。 In one embodiment, the analysis method is a step of reading an atomic resolution image acquired while changing the amount of defocus by a spherical aberration-corrected scanning transmission electron microscope and calculating the contrast value of each of a plurality of regions of the atomic resolution image. And the step of associating the position where the contrast value of each of the plurality of regions is maximized with the amount of defocus and calculating the amount of distortion occurring in each region of the analysis target corresponding to each of the plurality of regions.
1つの態様では、分析装置は、球面収差補正走査透過型電子顕微鏡によってデフォーカス量を変化させながら取得された原子分解能像を読み込み、原子分解能像の複数の領域のそれぞれのコントラスト値を算出するコントラスト値算出部と、複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置とデフォーカス量を対応づけて複数の領域のそれぞれに対応する分析対象の各領域に生じている歪み量を算出する歪み量算出部とを備える。 In one embodiment, the analyzer reads the atomic resolution image acquired by the spherical aberration-corrected scanning transmission electron microscope while changing the defocus amount, and calculates the contrast value of each of the plurality of regions of the atomic resolution image. The amount of distortion that calculates the amount of distortion occurring in each area of the analysis target corresponding to each of the plurality of areas by associating the value calculation unit with the position where the contrast value of each of the plurality of areas is maximized and the amount of defocus. It has a calculation unit.
1つの側面として、例えば結晶性や入射方位等による限定や試料による制約などを受けることなく、高い空間分解能で高精度に歪み量を測定(算出)できるという効果を有する。 As one aspect, it has an effect that the amount of strain can be measured (calculated) with high spatial resolution and with high accuracy without being limited by, for example, crystallinity, incident direction, etc. or restricted by a sample.
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる分析方法及び分析装置について、図1〜図12を参照しながら説明する。
材料の高集積化・高密度積層化により、実試料には設計段階では予測できないような局所応力が印加され、その値を測定することが必要になっている。
しかしながら、局所領域で応力を直接評価することは困難であるため、試料の歪み(湾曲)を測定し、その歪み(湾曲)を再現するためには応力源にどの程度の圧力がかかっている必要があるか、といった間接的な測定方法が利用されている。
Hereinafter, the analysis method and the analysis apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 12.
Due to the high integration and high density stacking of materials, local stresses that cannot be predicted at the design stage are applied to the actual sample, and it is necessary to measure the value.
However, since it is difficult to directly evaluate the stress in the local region, how much pressure must be applied to the stress source in order to measure the strain (curvature) of the sample and reproduce the strain (curvature). An indirect measurement method such as whether or not there is is used.
ここで、図4は、一例として、電子デバイスなどの試料に生じている歪み分布(湾曲分布)を透過型電子顕微鏡によって可視化した電子顕微鏡像の歪み(湾曲)が生じている領域を等高線マップで示したものである。
歪み量(湾曲量)は像の強度として取得することが可能であるが、空間分解能は数10nm程度に限定され、また、像の強度情報だけからでは歪み量(湾曲量)を規格化することができないため、別途、他の方法を用いて像の強度と歪み量(湾曲量)を関連づけることが必要である。
Here, as an example, FIG. 4 shows a region where distortion (curvature) of an electron microscope image is visualized by a transmission electron microscope of a strain distribution (curvature distribution) occurring in a sample such as an electronic device with a contour map. It is shown.
The amount of distortion (amount of curvature) can be obtained as the intensity of the image, but the spatial resolution is limited to about several tens of nm, and the amount of distortion (amount of curvature) should be standardized only from the intensity information of the image. Therefore, it is necessary to separately relate the image intensity and the amount of distortion (amount of curvature) by using another method.
図4で示したような歪み量(湾曲量)を定量的に測定する方法として最も一般的な方法の1つに走査プローブ顕微鏡法が挙げられる。
この走査プローブ顕微鏡法では、図5に示すように、カンチレバーに備えられる微小短針を、試料表面をなぞるように原子間力を測定しながら走査する。また、測定された原子間力が一定となるように針にフィードバックし、針の上下動を記録する。また、原子間力を一定にするため、試料の凹凸に対応して針が上下するため、その針の上下動を記録することによって、試料の凹凸を測定することができる。この方法を用いれば、試料の凹凸像を取得することができ、歪み量(湾曲量)を直接測定することが可能である。なお、図5中、Pは応力、tは厚さを示している。
Scanning probe microscopy is one of the most common methods for quantitatively measuring the amount of strain (curvature) as shown in FIG.
In this scanning probe microscopy, as shown in FIG. 5, the minute short hand provided on the cantilever is scanned while measuring the atomic force so as to trace the sample surface. In addition, the measured atomic force is fed back to the needle so that it becomes constant, and the vertical movement of the needle is recorded. Further, since the needle moves up and down in response to the unevenness of the sample in order to keep the interatomic force constant, the unevenness of the sample can be measured by recording the vertical movement of the needle. By using this method, it is possible to obtain an uneven image of the sample and directly measure the amount of strain (curvature). In FIG. 5, P indicates stress and t indicates thickness.
しかしながら、空間分解能が数10nm以上に制限されるため、例えば現在の高集積デバイスの測定には十分ではない。
より高い空間分解能で歪み量(湾曲量)を測定する方法として、透過型電子顕微鏡法の一手法である収束電子回折を用いた方法がある。
この方法では、図6に示すように、数nm以下に収束された電子プローブを試料に入射することによって得られる電子回折像を用いる。電子回折像は、試料の構造や厚さはもちろん、試料の歪み(湾曲)によってもパターンを複雑に変化させることが知られている。このため、実験的に取得された収束電子回折像(実験像)と歪み量(湾曲量)をパラメータとして計算された回折像(計算像)を比較することによって、最も実験像を説明できる計算条件を出力する。この計算条件に試料の厚さや歪み量(湾曲量)が含まれるため、結果として、歪み量(湾曲量)を定量的に求めることが可能となる。例えば、湾曲(歪み)によって生じる回折像の変化を歪み量(湾曲量)を変数とした理論解析で再現し、歪み量(湾曲量)を間接測定することが可能である。なお、図6中、Pは応力、tは厚さ、Δθは湾曲量を示している。
However, since the spatial resolution is limited to several tens of nm or more, it is not sufficient for the measurement of current highly integrated devices, for example.
As a method of measuring the amount of strain (curvature amount) with higher spatial resolution, there is a method using convergent electron diffraction, which is a method of transmission electron microscopy.
In this method, as shown in FIG. 6, an electron diffraction image obtained by injecting an electron probe converged to several nm or less into a sample is used. It is known that the pattern of an electron diffraction image is complicatedly changed not only by the structure and thickness of the sample but also by the strain (curvature) of the sample. Therefore, by comparing the experimentally acquired convergent electron diffraction image (experimental image) with the diffraction image (calculated image) calculated using the strain amount (curvature amount) as a parameter, the calculation conditions that can explain the experimental image most. Is output. Since the thickness and strain amount (curvature amount) of the sample are included in this calculation condition, as a result, the strain amount (curvature amount) can be quantitatively obtained. For example, it is possible to reproduce the change in the diffraction image caused by the curvature (distortion) by theoretical analysis with the strain amount (curvature amount) as a variable, and indirectly measure the strain amount (curvature amount). In FIG. 6, P indicates stress, t indicates thickness, and Δθ indicates the amount of curvature.
この方法は、極めて測定精度が高く、空間分解能も電子線の収束半径によって規定されるため、数nmの高い空間分解能で歪み量(湾曲量)を得ることができる。
しかしながら、試料の形状や構造、入射方位などによって分析(解析)に適切な回折像が取得できない場合があるため、どのような試料でも観察が可能というわけではない。
そこで、透過型電子顕微鏡法の利点である、原子分解能像を取得できる程の高い空間分解能を有した像から、歪み(湾曲)に関する情報を取得するシステムを構築することにより、例えば試料の形状、構造、入射方位等による制約を受けることなく、簡単に高空間分解能の歪み分布(湾曲分布)を測定できるようにしたい。
Since this method has extremely high measurement accuracy and the spatial resolution is also defined by the radius of convergence of the electron beam, it is possible to obtain a strain amount (curvature amount) with a high spatial resolution of several nm.
However, it is not possible to observe any sample because a diffraction image suitable for analysis (analysis) may not be obtained depending on the shape and structure of the sample, the incident direction, and the like.
Therefore, by constructing a system for acquiring information on strain (curvature) from an image having a spatial resolution high enough to obtain an atomic resolution image, which is an advantage of transmission electron microscopy, for example, the shape of a sample, We want to be able to easily measure the strain distribution (curvature distribution) with high spatial resolution without being restricted by the structure, incident direction, etc.
この場合、原子分解能像を取得するために、走査透過型電子顕微鏡(scanning transmission electron microscopy:STEM)の1つである球面収差補正走査透過型電子顕微鏡(球面収差補正STEM)を用いれば良い。
球面収差補正STEMでは、他のSTEMよりも、球面収差を限りなくゼロに近くすることができ、大口径の電磁レンズを使用することが可能となっている。
In this case, in order to acquire an atomic resolution image, a spherical aberration-corrected scanning transmission electron microscope (Spherical aberration-corrected STEM), which is one of scanning transmission electron microscopy (STEM), may be used.
In the spherical aberration correction STEM, the spherical aberration can be made as close to zero as possible compared to other STEMs, and it is possible to use an electromagnetic lens having a large aperture.
このため、高い電流密度の電子プローブを形成することが可能であるとともに、焦点深度が極めて浅い電磁レンズを構築することが可能である。結果として、電子プローブの焦点を試料表面近傍で結ぶことが可能となる。
ここで、図7(A)〜図7(D)は、球面収差補正前後で得られる電子プローブの特性を示した図である。
Therefore, it is possible to form an electron probe having a high current density and to construct an electromagnetic lens having an extremely shallow depth of focus. As a result, it becomes possible to focus the electron probe near the sample surface.
Here, FIGS. 7 (A) to 7 (D) are diagrams showing the characteristics of the electron probe obtained before and after the correction of spherical aberration.
図7(A)、図7(B)は、それぞれ、球面収差補正前、球面収差補正後で得られるプローブ関数(装置関数)を示している。
図7(A)、図7(B)に示すように、球面収差補正を行なうことによって、高い電流密度のプローブを構築できていることが分かる。
図7(C)、図7(D)は、それぞれ、球面収差補正前、球面収差補正後で電子が結晶中にどのように局在するかを示している。
7 (A) and 7 (B) show probe functions (device functions) obtained before and after spherical aberration correction, respectively.
As shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B), it can be seen that a probe having a high current density can be constructed by correcting the spherical aberration.
7 (C) and 7 (D) show how the electrons are localized in the crystal before and after the spherical aberration correction, respectively.
図7(C)、図7(D)に示すように、球面収差が有限の場合(球面収差補正前)、焦点深度が深くなり、結果として像の焦点が合う位置は像の内部となる。一方、球面収差が補正された場合(球面収差補正後)、試料表面近傍に極めて小さい領域に電子を局在させることができるようになり、結果として、像の焦点が合った位置は試料表面近傍となる。
このような球面収差補正後の電子プローブの特性を利用することで、歪み量(湾曲量)を定量化することができる。
As shown in FIGS. 7 (C) and 7 (D), when the spherical aberration is finite (before the correction of the spherical aberration), the depth of focus becomes deep, and as a result, the position where the image is focused is inside the image. On the other hand, when spherical aberration is corrected (after correction of spherical aberration), electrons can be localized in an extremely small region near the sample surface, and as a result, the image is focused near the sample surface. It becomes.
By utilizing the characteristics of the electron probe after such correction of spherical aberration, the amount of strain (curvature) can be quantified.
ここで、図8に示すように、まず、試料の一部分で正焦点位置となるように電子プローブの上下位置を設定する。
そして、そのプローブ位置と試料の高さ位置を変化させないまま、試料(もしくは電子プローブ)の位置を図8の紙面水平方向に走査させる[図8中、符号(A)、(B)、(C)参照]。ここでは、横方向に走査した場合を図示している。
Here, as shown in FIG. 8, first, the vertical position of the electron probe is set so as to be the positive focal position in a part of the sample.
Then, the position of the sample (or the electron probe) is scanned in the horizontal direction of the paper surface of FIG. 8 without changing the probe position and the height position of the sample [reference numerals (A), (B), (C) in FIG. )reference]. Here, the case of scanning in the horizontal direction is shown.
この場合、試料が湾曲している位置では焦点が内部に結ばれるため、相対的に焦点位置がずれることになる。
ここで、図9は、様々な焦点位置(デフォーカス量)で取得された実験像(Exp.)(図中、上段)、及び、計算像(Sim.)(図中、下段)を示している。試料はSrTiO3(100)である。
In this case, since the focal point is focused inside at the position where the sample is curved, the focal position is relatively deviated.
Here, FIG. 9 shows an experimental image (Exp.) (upper row in the figure) and a calculated image (Sim.) (Lower row in the figure) acquired at various focal positions (defocus amounts). There is. The sample is SrTiO3 (100).
図9に示すように、焦点位置があっている場合、即ち、デフォーカス量が0の場合、像のコントラスト(コントラスト値)が最大となるが、焦点位置が外れてくると、即ち、デフォーカス量が大きくなると、像のコトントラスト(コントラスト値)が減少してくることが分かる。
上述の図8に示すような試料の場合、電子プローブが図8中、符号(A)、(B)の位置では、焦点があったままであるため、コントラスト値が最大の像(例えば図9の中央のデフォーカス量が0の場合のような像)が得られる。これに対し、電子プローブが図8中、符号(C)の位置に来た場合、相対的に焦点位置がずれるため、コントラスト値が減少し、コントラストがぼけた像(例えば図9の左側のデフォーカス量−40の場合のような像)が取得される。
As shown in FIG. 9, when the focal position is aligned, that is, when the defocus amount is 0, the contrast (contrast value) of the image is maximized, but when the focal position is deviated, that is, defocused. It can be seen that as the amount increases, the coton trust (contrast value) of the image decreases.
In the case of the sample as shown in FIG. 8 above, since the electron probe remains in focus at the positions of the symbols (A) and (B) in FIG. 8, the image having the maximum contrast value (for example, the center of FIG. 9). An image as in the case where the defocus amount of is 0) is obtained. On the other hand, when the electron probe comes to the position of the symbol (C) in FIG. 8, the focal position is relatively deviated, so that the contrast value is reduced and the contrast is blurred (for example, the image on the left side of FIG. 9). An image as in the case of a focus amount of -40) is acquired.
このような特徴を利用して、焦点のずれ量(デフォーカス量)から歪み量(湾曲量)を求め、さらに、歪み分布(湾曲分布)を可視化することができる。
ここで、図10は、実際に湾曲している試料(歪みが生じている試料)を用いて像を取得した結果である。
試料は、SrTiO3基板上にBaSnO3、SrSnO3、SrTiO3を積層して作製した試料である。また、この試料は、各層の格子定数が異なるため、積層した際に応力が発生し、歪みが生じて、湾曲している。
By utilizing such a feature, the strain amount (curvature amount) can be obtained from the defocus amount (defocus amount), and the strain distribution (curvature distribution) can be visualized.
Here, FIG. 10 shows the result of acquiring an image using a sample that is actually curved (a sample in which distortion occurs).
Sample is a sample prepared by laminating a BaSnO 3, SrSnO 3, SrTiO 3 on SrTiO 3 substrate. In addition, since the lattice constants of each layer of this sample are different, stress is generated when the samples are laminated, strain is generated, and the sample is curved.
また、STEM像として実際に電子プローブを走査して一枚の像を取得している。また、焦点変化(デフォーカス量変化)による像の劣化を測定するために、像を取得する際に焦点(デフォーカス量)を連続的に変化させて像を取得するone-frame through focal imageを用い、one-frame through focal STEM像を取得している。
また、電子プローブの走査は、横方向に1ピクセル走査した後、1ピクセル縦方向に移動し、また横方向に走査する。このため、焦点(デフォーカス量)を連続的に変化させると、縦方向に焦点(デフォーカス量)が変化した像を取得することができる。
Further, as a STEM image, an electron probe is actually scanned to obtain a single image. In addition, in order to measure the deterioration of the image due to the change in focus (change in the amount of defocus), a one-frame through focal image is used to acquire the image by continuously changing the focus (amount of defocus) when acquiring the image. The one-frame through focal STEM image is acquired.
Further, the electron probe scans one pixel in the horizontal direction, then moves one pixel in the vertical direction, and scans in the horizontal direction. Therefore, if the focus (defocus amount) is continuously changed, an image in which the focus (defocus amount) changes in the vertical direction can be obtained.
このようにして取得された像の各層に相当する各領域のコントラスト値を算出し、コントラスト値が最大となる位置を特定し、これをデフォーカス量と対応づけることで、各領域に対応する各層の歪み量(湾曲量)を求めることができる。なお、歪み量は、試料の各領域の面内方向の位置ずれ量、試料の各領域の変位量である。また、ここでは、分解能が高いため、歪み量と湾曲量はほぼ同義である。 By calculating the contrast value of each region corresponding to each layer of the image acquired in this way, identifying the position where the contrast value is maximized, and associating this with the defocus amount, each layer corresponding to each region. The amount of distortion (amount of curvature) can be obtained. The amount of strain is the amount of displacement in the in-plane direction of each region of the sample and the amount of displacement of each region of the sample. Further, here, since the resolution is high, the amount of strain and the amount of curvature are almost synonymous.
ここで、連続的に変化させたデフォーカス量は、距離のオーダーで記録することが可能であり、取得された像の縦方向の距離と対応づけることができるため、コントラスト値が最大となる位置をデフォーカス量と対応づけることで各層の歪み量(湾曲量)を求めることができる。
また、図11に示すように、このようにして取得された像に、コントラスト値が最大となる領域(図11中、四角で囲んだ領域;微小エリア;正焦点位置)を表示し、その領域の中央位置をプロット(図11中、実線X)することで、歪み量分布(湾曲分布)として表示することができる。
Here, the continuously changed defocus amount can be recorded in the order of the distance, and can be associated with the vertical distance of the acquired image, so that the position where the contrast value is maximized. Can be associated with the defocus amount to obtain the strain amount (curvature amount) of each layer.
Further, as shown in FIG. 11, a region having the maximum contrast value (a region surrounded by a square in FIG. 11; a minute area; a positive focus position) is displayed on the image acquired in this manner, and the region is displayed. By plotting the center position of (solid line X in FIG. 11), it can be displayed as a strain amount distribution (curvature distribution).
ここで、連続的に変化させたデフォーカス量は、距離のオーダーで記録することが可能であり、取得された像の縦方向の距離と対応づけることができるため、取得された像の横方向の位置と正焦点位置(図11中、実線X)をプロットすることで、歪み量分布(湾曲分布)として表示することが可能となる。
また、原子分解能像が取得することができれば原理的に測定可能であるため、空間分解能はサブナノメートルオーダーである。また、例えば収束電子回折像を取得する場合のような晶帯軸入射を必要としないため、試料に対する制約もほとんどない。
Here, the continuously changed defocus amount can be recorded in the order of the distance, and can be associated with the vertical distance of the acquired image, so that the horizontal direction of the acquired image can be associated with the distance. By plotting the position of and the positive focus position (solid line X in FIG. 11), it is possible to display as a strain amount distribution (curvature distribution).
Moreover, since it is possible to measure in principle if an atomic resolution image can be obtained, the spatial resolution is on the order of sub-nanometer meters. Further, since the crystal zone axis incident is not required as in the case of acquiring a convergent electron diffraction image, there are almost no restrictions on the sample.
以下、本実施形態にかかる分析装置の構成及び分析装置における処理(分析方法)について、図1〜図3を参照しながら説明する。
まず、本実施形態の分析装置は、球面収差補正走査透過型電子顕微鏡(以下、単に電子顕微鏡ともいう)によって取得された原子分解能像を分析する装置である。
なお、分析装置を測定装置ともいう。また、ここでは、分析装置は、歪み量分布(湾曲分布)を測定(定量測定)する装置であるため、これを、歪み量分布測定装置(湾曲分布測定装置)ともいう。
Hereinafter, the configuration of the analyzer and the processing (analysis method) in the analyzer according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
First, the analyzer of the present embodiment is an apparatus that analyzes an atomic resolution image acquired by a spherical aberration-corrected scanning transmission electron microscope (hereinafter, also simply referred to as an electron microscope).
The analyzer is also referred to as a measuring device. Further, here, since the analyzer is an apparatus for measuring (quantitative measurement) the strain amount distribution (curvature distribution), this is also referred to as a strain amount distribution measuring apparatus (curvature distribution measuring apparatus).
例えば、分析装置に電子顕微鏡が接続されて分析システムが構成され、電子顕微鏡によって取得された原子分解能像が分析装置に入力されるようになっている。なお、これに限られるものではなく、例えば、電子顕微鏡によって取得された原子分解能像が、ネットワークを介して、分析装置に入力されるようになっていても良い。
ここで、図1は、本分析装置の機能ブロック図である。
For example, an electron microscope is connected to the analyzer to form an analysis system, and an atomic resolution image acquired by the electron microscope is input to the analyzer. The present invention is not limited to this, and for example, the atomic resolution image acquired by the electron microscope may be input to the analyzer via the network.
Here, FIG. 1 is a functional block diagram of the analyzer.
図1に示すように、本分析装置1は、焦点調整部2と、コントラスト値算出部3と、歪み量算出部4と、表示制御部5とを備える。
ここで、焦点調整部2は、焦点位置を正負に変化させて原子分解能像を取得する際に焦点位置の変化量(焦点変化量;焦点調整量)を電子顕微鏡6(ここでは電子顕微鏡6に備えられる焦点変更部7)に指示する。
As shown in FIG. 1, the present analyzer 1 includes a focus adjustment unit 2, a contrast value calculation unit 3, a strain amount calculation unit 4, and a display control unit 5.
Here, the focus adjustment unit 2 changes the focus position positively and negatively to acquire an atomic resolution image, and changes the focus position (focus change amount; focus adjustment amount) to the electron microscope 6 (here, the electron microscope 6). Instruct the provided focus changing unit 7).
また、焦点調整部2は、デフォーカス量(焦点外れ量)を変化させながら原子分解能像を取得する際に焦点位置の変化量(焦点変化量;焦点調整量;デフォーカス量)を電子顕微鏡6(ここでは電子顕微鏡6に備えられる焦点変更部7)に指示する。
また、焦点調整部2は、デフォーカス範囲設定部8を備える。
このデフォーカス範囲設定部8は、焦点位置を正負に変化させて取得された原子分解能像のピーク強度に基づいてデフォーカス量を変化させる範囲を設定する。
Further, the focus adjusting unit 2 determines the amount of change in the focal position (amount of focus change; amount of focus adjustment; amount of defocus) when acquiring an atomic resolution image while changing the amount of defocus (amount of defocus). (Here, the focus changing unit 7 provided in the electron microscope 6) is instructed.
Further, the focus adjusting unit 2 includes a defocus range setting unit 8.
The defocus range setting unit 8 sets a range in which the defocus amount is changed based on the peak intensity of the atomic resolution image obtained by changing the focal position positively or negatively.
つまり、デフォーカス範囲設定部8は、電子顕微鏡6によって焦点位置を正負に変化させて取得された原子分解能像を読み込み、その原子分解能像(取得画像)のピーク強度に基づいてデフォーカス量を変化させる範囲を設定する。
このデフォーカス範囲設定部8によって設定されたデフォーカス量を変化させる範囲は、電子顕微鏡6によってデフォーカス量を変化させながら原子分解能像を取得する際に用いられる。
That is, the defocus range setting unit 8 reads the atomic resolution image acquired by changing the focal position positively and negatively by the electron microscope 6, and changes the defocus amount based on the peak intensity of the atomic resolution image (acquired image). Set the range to be made.
The range for changing the defocus amount set by the defocus range setting unit 8 is used when acquiring an atomic resolution image while changing the defocus amount with the electron microscope 6.
なお、デフォーカス量を変化させる範囲の設定方法の詳細については後述する。
コントラスト値算出部3は、電子顕微鏡6によってデフォーカス量を変化させながら取得された原子分解能像を読み込み、その原子分解能像(取得画像)の複数の領域のそれぞれのコントラスト値を算出する。
歪み量算出部4は、複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置とデフォーカス量を対応づけて複数の領域のそれぞれに対応する分析対象の各領域に生じている歪み量を算出する。
The details of the method of setting the range for changing the defocus amount will be described later.
The contrast value calculation unit 3 reads the atomic resolution image acquired by the electron microscope 6 while changing the defocus amount, and calculates the contrast value of each of a plurality of regions of the atomic resolution image (acquired image).
The strain amount calculation unit 4 associates the position where the contrast value of each of the plurality of regions is maximum with the defocus amount, and calculates the strain amount generated in each region of the analysis target corresponding to each of the plurality of regions. ..
例えば、歪み量算出部4は、各領域のコントラスト値が最大となる位置、即ち、正焦点位置に対応するデフォーカス量の差を算出することで、分析対象の各領域に生じている歪み量を算出する。
この際、歪み量算出部4は、コントラスト値算出部3で算出された各領域のコントラスト値の最大値を求め、各領域のコントラスト値が最大となる位置を特定する。この各領域のコントラスト値が最大となる位置は、正焦点位置である。このため、歪み量算出部4は、正焦点位置を同定していることになる。
For example, the strain amount calculation unit 4 calculates the difference in the defocus amount corresponding to the position where the contrast value of each region is maximized, that is, the positive focus position, and thereby the strain amount generated in each region to be analyzed. Is calculated.
At this time, the strain amount calculation unit 4 obtains the maximum value of the contrast value of each region calculated by the contrast value calculation unit 3, and specifies the position where the contrast value of each region is maximum. The position where the contrast value of each region is maximized is the positive focus position. Therefore, the strain amount calculation unit 4 has identified the positive focal position.
表示制御部5は、複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置をプロットして歪み量分布(湾曲分布)として表示させる(例えば図11参照)。
つまり、表示制御部5は、複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置(正焦点位置)を分析対象の各領域の関数としてプロットして歪み量分布(湾曲分布)として画像出力部(表示装置)9の画面上に表示させる制御を行なう。
The display control unit 5 plots the position where the contrast value of each of the plurality of regions is maximized and displays it as a distortion amount distribution (curvature distribution) (see, for example, FIG. 11).
That is, the display control unit 5 plots the position where the contrast value of each of the plurality of regions is maximized (positive focus position) as a function of each region to be analyzed, and plots the distortion amount distribution (curvature distribution) as the image output unit ( Display device) Controls the display on the screen of 9.
なお、歪み量分布を、歪み量プロファイル又は歪み分布ともいう。また、湾曲分布を、湾曲プロファイル又は湾曲量分布ともいう。
このように、本実施形態では、球面収差補正走査透過型電子顕微鏡6によって取得される原子分解能像を利用して試料の歪み量(湾曲)を測定する。
原子分解能像を利用することから空間分解能はきわめて高く、収束電子回折像を利用した既存の方法に比べても高い空間分解能を有している。
The strain amount distribution is also referred to as a strain amount profile or a strain distribution. The curvature distribution is also referred to as a curvature profile or a curvature distribution.
As described above, in the present embodiment, the strain amount (curvature) of the sample is measured by using the atomic resolution image acquired by the spherical aberration-corrected scanning transmission electron microscope 6.
Since the atomic resolution image is used, the spatial resolution is extremely high, and the spatial resolution is higher than that of the existing method using the convergent electron diffraction image.
また、球面収差補正を利用することによって、大口径のレンズを利用して、大口径の入射電子プローブを形成できるようになり、焦点深度が浅くなり、正焦点位置を試料の表面近傍に設定することが可能となり、この特性を利用して、歪み量(湾曲)の測定が可能となる。
つまり、湾曲(歪み)がない位置に焦点を合わせた場合、焦点が試料表面にあっているため、明瞭な原子分解能像が取得可能である。そして、電子プローブを、高さを一定にしたまま、湾曲した領域(歪みが生じている領域)に移動すると、湾曲(歪み)によって試料が正焦点位置(試料表面近傍)に当たらなくなり、像が不明瞭になる。
In addition, by using spherical aberration correction, it becomes possible to form a large-diameter incident electron probe using a large-diameter lens, the depth of focus becomes shallow, and the positive focus position is set near the surface of the sample. This characteristic makes it possible to measure the amount of strain (curvature).
That is, when the focus is on a position where there is no curvature (distortion), a clear atomic resolution image can be obtained because the focus is on the sample surface. Then, when the electron probe is moved to a curved region (a region where distortion occurs) while keeping the height constant, the sample does not hit the positive focal position (near the sample surface) due to the curvature (distortion), and the image is displayed. It becomes unclear.
この特性を利用して、像を取得する際にデフォーカス量(焦点外れ量)を連続的に変化させるone-frame through focal STEM像を取得する。そして、湾曲(歪み)がある場合、正焦点に合わせた位置からずれて原子分解能像が不明瞭になる。
焦点外れ量はナノメートルオーダーで計測可能であるため、その焦点がずれた位置に対応する焦点変化量(デフォーカス量)をモニタすることによって、湾曲量(歪み量)を高精度で測定することが可能となる。
Utilizing this characteristic, a one-frame through focal STEM image that continuously changes the defocus amount (out-of-focus amount) when the image is acquired is acquired. Then, when there is curvature (distortion), the atomic resolution image becomes unclear due to deviation from the position aligned with the positive focus.
Since the out-of-focus amount can be measured on the order of nanometers, the amount of curvature (distortion amount) can be measured with high accuracy by monitoring the amount of focus change (defocus amount) corresponding to the out-of-focus position. Is possible.
また、本実施形態では、焦点調整部2からの指示に基づいて、電子顕微鏡6が、デフォーカス量を連続的に変化させながら原子分解能像(1枚の実験像)を取得し、その原子分解能像の各領域のコントラスト値を算出し、各領域のコントラスト値が最大となる位置(正焦点位置)を特定することで、原子分解能像の各領域の像が明瞭になる位置を特定し、その位置とデフォーカス量とを対応づけて歪み量(湾曲量)を算出するようにしている。 Further, in the present embodiment, the electron microscope 6 acquires an atomic resolution image (one experimental image) while continuously changing the defocus amount based on the instruction from the focus adjusting unit 2, and the atomic resolution thereof. By calculating the contrast value of each region of the image and specifying the position where the contrast value of each region is maximized (positive focus position), the position where the image of each region of the atomic resolution image becomes clear is specified, and the position is specified. The amount of distortion (amount of curvature) is calculated by associating the position with the amount of defocus.
このようにして、歪み(湾曲)が生じている試料の各領域における正焦点位置の変化をモニタし、デフォーカス量と対応づけることで、試料に生じている歪み(湾曲)を、高い空間分解能で高精度に測定することが可能となる。また、原子分解能像を取得できれば良く、例えば格子縞のように一方向だけの像であっても良く、結晶方位などには制約を受けない。 In this way, by monitoring the change in the positive focus position in each region of the sample in which the strain (curvature) occurs and associating it with the amount of defocus, the strain (curvature) occurring in the sample can be resolved with high spatial resolution. It is possible to measure with high accuracy. Further, it is sufficient that an atomic resolution image can be obtained, and the image may be an image in only one direction such as a lattice fringe, and is not restricted by the crystal orientation or the like.
また、本実施形態では、焦点調整部2からの指示に基づいて、電子顕微鏡6が、焦点位置を正負に段階的に変化させて原子分解能像を取得し、その原子分解能像のピーク強度に基づいてデフォーカス量を変化させる範囲を設定するようにしており、これにより、上述のようにして歪み量(湾曲量)を算出する際の精度を向上させることができる。
次に、本実施形態の分析装置における処理(分析方法)について説明する。
Further, in the present embodiment, the electron microscope 6 acquires an atomic resolution image by gradually changing the focal position positively or negatively based on the instruction from the focus adjusting unit 2, and is based on the peak intensity of the atomic resolution image. The range in which the defocus amount is changed is set, which makes it possible to improve the accuracy when calculating the strain amount (curvature amount) as described above.
Next, the processing (analysis method) in the analyzer of the present embodiment will be described.
本実施形態の分析方法は、電子顕微鏡6によってデフォーカス量を変化させながら取得された原子分解能像を読み込み、原子分解能像の複数の領域のそれぞれのコントラスト値を算出する工程(図2のステップS4参照)と、複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置とデフォーカス量を対応づけて複数の領域のそれぞれに対応する分析対象の各領域に生じている歪み量を算出する工程(図2のステップS4参照)とを含む。 The analysis method of the present embodiment is a step of reading the atomic resolution image acquired while changing the defocus amount by the electron microscope 6 and calculating the contrast value of each of the plurality of regions of the atomic resolution image (step S4 in FIG. 2). (See) and the process of calculating the amount of distortion occurring in each region of the analysis target corresponding to each of the plurality of regions by associating the position where the contrast value of each of the plurality of regions is maximized with the amount of defocus (Fig.). 2) and is included.
特に、本実施形態では、焦点位置を正負に変化させて取得された原子分解能像のピーク強度に基づいてデフォーカス量を変化させる範囲を設定する工程(図2のステップS1、S2、図3参照)をさらに含む。
また、本実施形態では、複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置をプロットして歪み量分布として表示させる工程(図2のステップS5参照)をさらに含む。
In particular, in the present embodiment, a step of setting a range in which the defocus amount is changed based on the peak intensity of the atomic resolution image obtained by changing the focal position positively or negatively (see steps S1, S2, and 3 in FIG. 2). ) Is further included.
Further, the present embodiment further includes a step of plotting the position where the contrast value of each of the plurality of regions is maximized and displaying it as a strain amount distribution (see step S5 in FIG. 2).
ここで、図2は、本実施形態における分析方法における処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップS1、S2において、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、デフォーカス量を変化させる範囲を設定する。
ここで、デフォーカス量を変化させる範囲は、後述するように、試料(分析対象)のすべての領域(観察領域)で焦点位置が正負に外れるように設定された範囲、即ち、原子分解能像の複数の領域のすべてにピーク強度が含まれるように設定された範囲であり、電子顕微鏡6によってデフォーカス量を変化させながら原子分解能像を取得する際に用いられる。
Here, FIG. 2 is a flowchart showing a processing flow in the analysis method in the present embodiment.
First, in steps S1 and S2, the analyzer 1 sets a range in which the defocus amount is changed by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2.
Here, the range for changing the defocus amount is a range set so that the focal position deviates positively or negatively in all regions (observation regions) of the sample (analysis target), that is, an atomic resolution image, as will be described later. It is a range set so that the peak intensity is included in all of the plurality of regions, and is used when acquiring an atomic resolution image while changing the defocus amount by the electron microscope 6.
ここでは、まず、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、分析対象のいずれかの領域に焦点を合わせて原子分解能像を取得できる条件(焦点位置)を設定する(ステップS1)。
次に、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、焦点位置を正負に変化させて取得された原子分解能像のピーク強度に基づいてデフォーカス量を変化させる範囲を設定する(ステップS2)。
Here, first, the analyzer 1 sets a condition (focus position) in which the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2 can focus on any region of the analysis target and acquire an atomic resolution image. (Step S1).
Next, the analyzer 1 changes the defocus amount based on the peak intensity of the atomic resolution image obtained by changing the focus position positively or negatively by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2. Is set (step S2).
つまり、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、焦点位置を正負に変化させて原子分解能像を取得するように電子顕微鏡6に指示する。
この際に、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、焦点位置の変化量(焦点変化量;焦点調整量)を電子顕微鏡6(ここでは電子顕微鏡6に備えられる焦点変更部7)に指示する。
That is, the analyzer 1 instructs the electron microscope 6 to acquire an atomic resolution image by changing the focal position positively and negatively by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjusting unit 2.
At this time, the analyzer 1 provides the electron microscope 6 (here, the electron microscope 6) with the amount of change in the focus position (focus change amount; focus adjustment amount) by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2. Instruct the focus changing unit 7).
そして、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、電子顕微鏡6によって焦点位置を正負に変化させて取得された原子分解能像を読み込み、その原子分解能像(取得画像)のピーク強度に基づいてデフォーカス量を変化させる範囲を設定する。
なお、ここでは、電子顕微鏡6によって取得された原子分解能像は、分析装置1に接続された電子顕微鏡6から分析装置1に読み込まれるようになっているが、これに限られるものではなく、例えば、電子顕微鏡6によって取得された原子分解能像が、ネットワークを介して、分析装置1に読み込まれるようになっていても良い。
Then, the analyzer 1 reads the atomic resolution image acquired by changing the focal position to positive or negative by the electron microscope 6 by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2, and the atomic resolution image (acquired image). ) Set the range to change the defocus amount based on the peak intensity.
Here, the atomic resolution image acquired by the electron microscope 6 is read into the analyzer 1 from the electron microscope 6 connected to the electron microscope 1, but the present invention is not limited to this, for example. , The atomic resolution image acquired by the electron microscope 6 may be read into the analyzer 1 via a network.
具体的には、図3のフローチャートに示すような処理を行なうことによって、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、デフォーカス量を変化させる範囲を設定する。
まず、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、分析対象のいずれかの領域(分析対象領域)に焦点を合わせて原子分解能像を取得できる条件(焦点位置)を設定する(ステップA1)。
Specifically, by performing the processing as shown in the flowchart of FIG. 3, the analyzer 1 sets the range in which the defocus amount is changed by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2.
First, the analyzer 1 can acquire an atomic resolution image by focusing on any region (analysis target region) of the analysis target by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2 (focus position). Is set (step A1).
次に、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、初期条件として、この焦点位置をDf0、Df+、Df−と設定する(ステップA2)。
次に、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、焦点(焦点位置)を正にずらすように電子顕微鏡6に指示する(ステップA3)。ここでは、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、焦点が正方向にずれるような焦点変位量を電子顕微鏡6に指示する。
Next, the analyzer 1 sets the focal position as Df 0 , Df + , and Df − as initial conditions by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2 (step A2).
Next, the analyzer 1 instructs the electron microscope 6 to shift the focus (focus position) positively by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2 (step A3). Here, the analyzer 1 instructs the electron microscope 6 of the amount of focus displacement such that the focus shifts in the positive direction by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2.
次に、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、電子顕微鏡6によって焦点位置を正に変化させて取得された原子分解能像を読み込み、その原子分解能像のピーク強度が減少したか否かを判定する(ステップA4)。
この判定の結果、原子分解能像のピーク強度が減少していないと判定した場合、NOルートへ進み、ステップA3へ戻り、同様の処理を繰り返す。
Next, the analyzer 1 reads the atomic resolution image acquired by positively changing the focal position by the electron microscope 6 by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2, and the peak of the atomic resolution image. It is determined whether or not the strength has decreased (step A4).
As a result of this determination, if it is determined that the peak intensity of the atomic resolution image has not decreased, the process proceeds to the NO route, returns to step A3, and the same process is repeated.
そして、ステップA4で、原子分解能像のピーク強度が減少したと判定したら、YESルートへ進み、そのときの焦点変位量をDf+´として記録する(ステップA5)。
次に、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、焦点(焦点位置)をDf0に戻すように電子顕微鏡6に指示する(ステップA6)。
次に、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、焦点(焦点位置)を負にずらすように電子顕微鏡6に指示する(ステップA7)。ここでは、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、焦点が負方向にずれるような焦点変位量を電子顕微鏡6に指示する。
Then, if it is determined in step A4 that the peak intensity of the atomic resolution image has decreased, the process proceeds to the YES route, and the focal displacement amount at that time is recorded as Df + '(step A5).
Next, the analyzer 1 instructs the electron microscope 6 to return the focus (focus position) to Df 0 by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2 (step A6).
Next, the analyzer 1 instructs the electron microscope 6 to shift the focus (focus position) negatively by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2 (step A7). Here, the analyzer 1 instructs the electron microscope 6 of the amount of focus displacement such that the focus shifts in the negative direction by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2.
次に、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、電子顕微鏡6によって焦点位置を負に変化させて取得された原子分解能像を読み込み、その原子分解能像のピーク強度が減少したか否かを判定する(ステップA8)。
この判定の結果、原子分解能像のピーク強度が減少していないと判定した場合、NOルートへ進み、ステップA7へ戻り、同様の処理を繰り返す。
Next, the analyzer 1 reads the atomic resolution image acquired by changing the focal position negatively by the electron microscope 6 by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2, and the peak of the atomic resolution image. It is determined whether or not the strength has decreased (step A8).
As a result of this determination, if it is determined that the peak intensity of the atomic resolution image has not decreased, the process proceeds to the NO route, returns to step A7, and the same process is repeated.
そして、ステップA8で、原子分解能像のピーク強度が減少したと判定したら、YESルートへ進み、そのときの焦点変位量をDf−´として記録する(ステップA9)。
次に、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、ステップA5で記録したDf+´が初期条件として設定したDf+よりも大きいか否か(Df+<Df+´)を判定し(ステップA10)、Df+´がDf+よりも大きいと判定した場合(YESルート)は、ステップA11へ進み、初期条件として設定したDf+をDf+´に書き換えて(Df+=Df+´)、ステップA12へ進む。
Then, if it is determined in step A8 that the peak intensity of the atomic resolution image has decreased, the process proceeds to the YES route, and the amount of focal displacement at that time is recorded as Df − ′ (step A9).
Next, in the analyzer 1, whether or not Df + ′ recorded in step A5 is larger than Df + set as the initial condition by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2 (Df + <Df). If + ') is determined (step A10) and Df + 'is determined to be larger than Df + (YES route), the process proceeds to step A11, and Df + set as the initial condition is rewritten to Df + '(step A10). Df + = Df + ´), and the process proceeds to step A12.
一方、Df+´がDf+よりも大きくないと判定した場合(NOルート)は、ステップA12へ進む。
次に、ステップA12で、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、ステップA9で記録したDf−´が初期条件として設定したDf−よりも小さいか否か(Df−>Df+´)を判定し、Df−´がDf−よりも小さいと判定した場合(YESルート)は、ステップA13へ進み、初期条件として設定したDf−をDf−´に書き換えて(Df−=Df−´)、ステップA14へ進む。
On the other hand, when it is determined that Df + 'is not larger than Df + (NO route), the process proceeds to step A12.
Next, in step A12, the analyzer 1 determines whether or not the Df − ′ recorded in step A9 is smaller than the Df − set as the initial condition by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2. If Df − > Df + ′) is determined and it is determined that Df − ′ is smaller than Df − (YES route), the process proceeds to step A13, and Df − set as the initial condition is rewritten to Df − ′ (Df − ′). Df − = Df − ´), and the process proceeds to step A14.
一方、Df−´がDf−よりも小さくないと判定した場合(NOルート)は、ステップA14へ進む。
次に、ステップA14で、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、対象領域(分析対象領域)が他にあるかを判定し、対象領域が他にある場合は、YESルートへ進み、電子プローブを他の対象領域へ移動させるように電子顕微鏡6に指示する(ステップA15)。
On the other hand, when it is determined that Df − ′ is not smaller than Df − (NO route), the process proceeds to step A14.
Next, in step A14, the analyzer 1 determines whether there is another target area (analysis target area) by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2, and when there is another target area. Instructs the electron microscope 6 to proceed to the YES route and move the electron probe to another target region (step A15).
次に、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、他の対象領域に焦点を合わせて原子分解能像を取得できる焦点位置を設定する(ステップA16)。
次に、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、この焦点位置をDf0とし(ステップA17)、ステップA3に戻り、他の対象領域に対して、同様の処理(ステップA3〜A13)を繰り返す。
Next, the analyzer 1 sets a focal position capable of acquiring an atomic resolution image by focusing on another target region by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjusting unit 2 (step A16).
Next, the analyzer 1 sets the focus position to Df 0 (step A17) by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2, returns to step A3, and performs the same with respect to the other target area. The process (steps A3 to A13) is repeated.
そして、ステップA14で、対象領域が他にないと判定されるまで、他の対象領域に対して、同様の処理(ステップA15〜A17、A3〜A13)を繰り返す。
その後、ステップA14で、対象領域が他にないと判定された場合、NOルートへ進み、分析装置1は、焦点調整部2に含まれるデフォーカス範囲設定部8によって、Df+からDf−を、デフォーカス量を変化させる範囲として設定する(ステップA18)。
Then, in step A14, the same processing (steps A15 to A17, A3 to A13) is repeated for the other target areas until it is determined that there is no other target area.
After that, if it is determined in step A14 that there is no other target area, the process proceeds to the NO route, and the analyzer 1 sets Df + to Df − by the defocus range setting unit 8 included in the focus adjustment unit 2. It is set as a range in which the defocus amount is changed (step A18).
このようにしてデフォーカス量を変化させる範囲が設定された後、図2のステップS3において、分析装置1は、電子顕微鏡6に、デフォーカス量を変化させる範囲内でデフォーカス量を連続的に変化させながら原子分解能像を取得するように指示する。
次に、分析装置1は、コントラスト値算出部3によって、電子顕微鏡6によってデフォーカス量を変化させる範囲内でデフォーカス量を連続的に変化させながら取得された原子分解能像を読み込み、原子分解能像の複数の領域のそれぞれのコントラスト値を算出する(ステップS4)。
After the range for changing the defocus amount is set in this way, in step S3 of FIG. 2, the analyzer 1 continuously applies the defocus amount to the electron microscope 6 within the range for changing the defocus amount. Instruct to acquire an atomic resolution image while changing.
Next, the analyzer 1 reads the atomic resolution image acquired by the contrast value calculation unit 3 while continuously changing the defocus amount within the range in which the defocus amount is changed by the electron microscope 6, and reads the atomic resolution image. The contrast value of each of the plurality of regions of is calculated (step S4).
そして、分析装置1は、歪み量算出部4によって、複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置とデフォーカス量を対応づけて複数の領域のそれぞれに対応する分析対象の各領域に生じている歪み量を算出する(ステップS4)。
例えば、分析装置1は、歪み量算出部4によって、各領域のコントラスト値が最大となる位置、即ち、正焦点位置に対応するデフォーカス量の差を算出することで、分析対象の各領域に生じている歪み量を算出する。
Then, the analyzer 1 is generated in each region of the analysis target corresponding to each of the plurality of regions by associating the position where the contrast value of each of the plurality of regions is maximized with the defocus amount by the strain amount calculation unit 4. The amount of strain is calculated (step S4).
For example, the analyzer 1 uses the strain amount calculation unit 4 to calculate the position where the contrast value of each region is maximized, that is, the difference in the defocus amount corresponding to the positive focus position, so that each region to be analyzed can be analyzed. Calculate the amount of distortion that is occurring.
この際、分析装置1は、歪み量算出部4によって、コントラスト値算出部3で算出された各領域のコントラスト値の最大値を求め、各領域のコントラスト値が最大となる位置を特定する。この各領域のコントラスト値が最大となる位置は正焦点位置である。このため、歪み量算出部4は、正焦点位置を同定することになる。
次に、分析装置1は、表示制御部5によって、原子分解能像の複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置(正焦点位置)をプロットして歪み量分布(湾曲分布;例えば図11参照)として表示させる(ステップS5)。
At this time, the analyzer 1 obtains the maximum value of the contrast value of each region calculated by the contrast value calculation unit 3 by the strain amount calculation unit 4, and specifies the position where the contrast value of each region is maximum. The position where the contrast value of each region is maximized is the positive focus position. Therefore, the strain amount calculation unit 4 identifies the positive focal position.
Next, the analyzer 1 plots the position (positive focus position) at which the contrast value of each of the plurality of regions of the atomic resolution image is maximized by the display control unit 5, and the strain amount distribution (curvature distribution; for example, FIG. 11). It is displayed as (see step S5).
つまり、分析装置1は、表示制御部5によって、原子分解能像の複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置(正焦点位置)を分析対象の各領域の関数としてプロットして歪み量分布(湾曲分布)として画像出力部(表示装置)9の画面上に表示させる制御を行なう。
したがって、本実施形態にかかる分析方法及び分析装置は、例えば結晶性や入射方位等による限定や試料による制約などを受けることなく、高い空間分解能で高精度に歪み量(湾曲量)を測定(算出)できるという効果を有する。
That is, the analyzer 1 plots the position (positive focus position) at which the contrast value of each of the plurality of regions of the atomic resolution image is maximized as a function of each region to be analyzed by the display control unit 5, and the strain amount distribution. Control is performed to display the image output unit (display device) 9 on the screen as (curvature distribution).
Therefore, the analysis method and the analyzer according to the present embodiment measure (calculate) the strain amount (curvature amount) with high spatial resolution and high accuracy without being limited by, for example, crystallinity, incident direction, etc. or by the sample. ) Has the effect of being able to do it.
例えば、原子間力顕微鏡法では、空間分解能が不足していたのに対し、本実施形態では、原子分解能で測定が可能となる。また、例えば、収束電子回折法を利用した方法では、欠陥がなく、収束電子回折像に明瞭な模様が得られなければ測定が困難であった材料においても、原子分解能像を取得できる試料であれば、高い空間分解能で高精度に歪み(湾曲)を測定することが可能となる。 For example, in the atomic force microscopy, the spatial resolution was insufficient, but in the present embodiment, the measurement can be performed with the atomic resolution. Further, for example, even if the method using the convergent electron diffraction method has no defects and measurement is difficult unless a clear pattern can be obtained in the convergent electron diffraction image, the sample can obtain an atomic resolution image. For example, it is possible to measure strain (curvature) with high spatial resolution and high accuracy.
なお、本発明は、上述した実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、上述の実施形態の分析装置1の各機能及び分析方法の各処理は、ハードウェア、DSP(Digital Signal Processor)ボードやCPU(Central Processing Unit)ボードでのファームウェア、又は、ソフトウェアによって実現することができる。
The present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, each function of the analyzer 1 and each process of the analysis method of the above-described embodiment shall be realized by hardware, firmware on a DSP (Digital Signal Processor) board or a CPU (Central Processing Unit) board, or software. Can be done.
例えば、上述の実施形態の分析装置1の各機能及び分析方法の各処理は、コンピュータ(CPUなどのプロセッサ,情報処理装置,各種端末を含む)がプログラムを実行することによって実現することができる。この場合、上述の実施形態の分析装置1の各機能及び分析方法の各処理を、一のプログラム又は複数のプログラムを実行することによって実現すれば良い。このように、コンピュータがプログラムを実行することによって、上述の実施形態の分析装置1の各機能及び分析方法の各処理を実現する場合、そのプログラム(一又は複数のプログラム)は、分析に用いられるものであるため、分析プログラムという。 For example, each function of the analyzer 1 and each process of the analysis method of the above-described embodiment can be realized by executing a program by a computer (including a processor such as a CPU, an information processing device, and various terminals). In this case, each function of the analyzer 1 and each process of the analysis method of the above-described embodiment may be realized by executing one program or a plurality of programs. In this way, when the computer executes the program to realize each function of the analyzer 1 and each process of the analysis method of the above-described embodiment, the program (one or more programs) is used for the analysis. Because it is a thing, it is called an analysis program.
また、上述の実施形態の分析装置1の各機能及び分析方法の各処理を、コンピュータがプログラムを実行することによって実現する場合、上述の実施形態の分析装置1は、例えば図12に示すようなハードウェア構成を備えるコンピュータによって実現することができる。つまり、上述の実施形態の分析装置1は、CPU102、メモリ101、通信制御部109、入力装置106、表示制御部103、表示装置104、記憶装置105、可搬型記録媒体108のドライブ装置107を備え、これらがバス110によって相互に接続された構成になっているコンピュータによって実現することができる。なお、上述の実施形態の分析装置1としてのコンピュータのハードウェア構成はこれに限られるものではない。 Further, when each function of the analysis device 1 of the above-described embodiment and each process of the analysis method are realized by executing a program by a computer, the analysis device 1 of the above-described embodiment is as shown in FIG. 12, for example. This can be achieved by a computer with a hardware configuration. That is, the analysis device 1 of the above-described embodiment includes the CPU 102, the memory 101, the communication control unit 109, the input device 106, the display control unit 103, the display device 104, the storage device 105, and the drive device 107 of the portable recording medium 108. , These can be realized by a computer configured to be interconnected by a bus 110. The hardware configuration of the computer as the analyzer 1 of the above-described embodiment is not limited to this.
ここで、CPU102は、コンピュータ全体を制御するものであり、プログラムをメモリ101に読み出して実行し、上述の実施形態の分析装置1に必要な処理を行なうものである。
メモリ101は、例えばRAMなどの主記憶装置であり、プログラムの実行、データの書き換え等を行なう際に、プログラム又はデータを一時的に格納するものである。
Here, the CPU 102 controls the entire computer, reads the program into the memory 101, executes the program, and performs the processing required for the analyzer 1 of the above-described embodiment.
The memory 101 is, for example, a main storage device such as a RAM, and temporarily stores a program or data when executing a program, rewriting data, or the like.
通信制御部109(通信インターフェース)は、例えばLANやインターネットなどのネットワークを介して、他の装置と通信するために用いられるものである。この通信制御部109は、コンピュータに元から組み込まれていても良いし、後からコンピュータに取り付けられたNIC(Network Interface Card)でも良い。
入力装置106は、例えば、タッチパネル、マウスなどのポインティングデバイス、キーボードなどである。
The communication control unit 109 (communication interface) is used for communicating with other devices via a network such as a LAN or the Internet. The communication control unit 109 may be built into the computer from the beginning, or may be a NIC (Network Interface Card) attached to the computer later.
The input device 106 is, for example, a touch panel, a pointing device such as a mouse, a keyboard, or the like.
表示装置104は、例えば液晶ディスプレイなどの表示装置である。
表示制御部103は、例えば原子分解能像や歪み量分布などを表示装置104に表示させるための制御を行なうものである。
記憶装置105は、例えばハードディスクドライブ(HDD)やSSDなどの補助記憶装置であり、各種のプログラム及び各種のデータが格納されている。ここでは、記憶装置105には、分析プログラムが格納されている。なお、メモリ101として、例えばROM(Read Only Memory)を備えるものとし、これに各種のプログラムや各種のデータを格納しておいても良い。
The display device 104 is a display device such as a liquid crystal display.
The display control unit 103 controls the display device 104 to display, for example, an atomic resolution image or a strain amount distribution.
The storage device 105 is an auxiliary storage device such as a hard disk drive (HDD) or SSD, and stores various programs and various data. Here, the storage device 105 stores the analysis program. The memory 101 may be provided with, for example, a ROM (Read Only Memory), in which various programs and various data may be stored.
ドライブ装置107は、例えばフラッシュメモリ等の半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク等の可搬型記録媒体108の記憶内容にアクセスするためのものである。
このようなハードウェア構成を備えるコンピュータにおいて、CPU102が、例えば記憶装置105に格納されている分析プログラムをメモリ101に読み出して実行することで、上述の実施形態の分析装置1の各機能及び分析方法の各処理が実現される。
The drive device 107 is for accessing the storage contents of a semiconductor memory such as a flash memory, a portable recording medium 108 such as an optical disk and a magneto-optical disk, and the like.
In a computer having such a hardware configuration, the CPU 102 reads, for example, an analysis program stored in the storage device 105 into the memory 101 and executes it, thereby performing each function and the analysis method of the analysis device 1 of the above-described embodiment. Each process of is realized.
また、ここでは、上述の実施形態の分析装置1を、コンピュータに分析プログラムをインストールしたものとして構成しているが、上述の実施形態の分析装置1の各機能をコンピュータに実現させるための分析プログラム又は上述の実施形態の分析方法の各処理をコンピュータに実行させる分析プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納した状態で提供される場合もある。 Further, here, the analyzer 1 of the above-described embodiment is configured as having an analysis program installed on a computer, but an analysis program for realizing each function of the analyzer 1 of the above-described embodiment on the computer. Alternatively, the analysis program for causing the computer to execute each process of the analysis method of the above-described embodiment may be provided in a state of being stored in a computer-readable recording medium.
ここで、記録媒体には、例えば半導体メモリなどのメモリ,磁気ディスク,光ディスク[例えばCD(Compact Disc)−ROM,DVD(Digital Versatile Disk),ブルーレイディスク等],光磁気ディスク(MO:Magneto optical Disc)等のプログラムを記録することができるものが含まれる。なお、磁気ディスク,光ディスク,光磁気ディスク等を可搬型記録媒体ともいう。 Here, the recording medium includes, for example, a memory such as a semiconductor memory, a magnetic disk, an optical disk [for example, a CD (Compact Disc) -ROM, a DVD (Digital Versatile Disk), a Blu-ray disc, etc.], a magneto-optical disk (MO: Magneto optical Disc). ) Etc. can be recorded. A magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, etc. are also referred to as a portable recording medium.
この場合、ドライブ装置107を介して、可搬型記録媒体108から分析プログラムを読み出し、読み出された分析プログラムを記憶装置105にインストールすることになる。これにより、上述の実施形態の分析装置1及び分析方法が実現され、上述の場合と同様に、記憶装置105にインストールされた分析プログラムを、CPU102がメインメモリ101上に読み出して実行することで、上述の実施形態の分析装置1の各機能及び分析方法の各処理が実現されることになる。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体108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。 In this case, the analysis program is read from the portable recording medium 108 via the drive device 107, and the read analysis program is installed in the storage device 105. As a result, the analysis device 1 and the analysis method of the above-described embodiment are realized, and the analysis program installed in the storage device 105 is read and executed by the CPU 102 on the main memory 101 as in the above case. Each function of the analyzer 1 of the above-described embodiment and each process of the analysis method will be realized. The computer can also read the program directly from the portable recording medium 108 and execute the process according to the program.
また、上述の実施形態の分析装置1の各機能をコンピュータに実現させるための分析プログラム又は上述の実施形態の分析方法の各処理をコンピュータに実行させる分析プログラムは、例えば伝送媒体としてのネットワーク(例えばインターネット,公衆回線や専用回線等の通信回線等)を介して提供される場合もある。
例えば、プログラム提供者が例えばサーバなどの他のコンピュータ上で提供している分析プログラムを、例えばインターネットやLAN等のネットワーク及び通信インタフェースを介して、記憶装置105にインストールしても良い。これにより、上述の実施形態の分析装置1及び分析方法が実現され、上述の場合と同様に、記憶装置105にインストールされた分析プログラムを、CPU102がメインメモリ101上に読み出して実行することで、上述の実施形態の分析装置1の各機能及び分析方法の各処理が実現されることになる。なお、コンピュータは、例えばサーバなどの他の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。
Further, the analysis program for realizing each function of the analyzer 1 of the above-described embodiment or the analysis program for causing the computer to execute each process of the analysis method of the above-described embodiment is, for example, a network as a transmission medium (for example,). It may be provided via the Internet, communication lines such as public lines and dedicated lines).
For example, an analysis program provided by the program provider on another computer such as a server may be installed in the storage device 105 via a network and communication interface such as the Internet or LAN. As a result, the analysis device 1 and the analysis method of the above-described embodiment are realized, and the analysis program installed in the storage device 105 is read and executed by the CPU 102 on the main memory 101 as in the above case. Each function of the analyzer 1 of the above-described embodiment and each process of the analysis method will be realized. Note that the computer can also sequentially execute processing according to the received program each time the program is transferred from another computer such as a server.
また、ここでは、CPU102、メモリ101、通信制御部109、入力装置106、表示制御部103、表示装置104、記憶装置105、可搬型記録媒体108のドライブ装置107などのハードウェア構成を備える単体の装置として本分析装置1を実現する場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。例えば、上述の実施形態の分析装置1の各機能及び分析方法の各処理が実現されるのであれば、単体の装置でなくても良く、複数の装置からなるシステムあるいは統合装置であっても、LAN、WAN等のネットワークを介して処理が行なわれるシステムであっても良い。例えば、クラウドサーバなどのサーバが上述の実施形態の分析装置1の各機能及び分析方法の各処理を実現するものとして構成され、インターネットやイントラネットのようなコンピュータネットワークを介して利用可能になっていても良い。 Further, here, a single unit having a hardware configuration such as a CPU 102, a memory 101, a communication control unit 109, an input device 106, a display control unit 103, a display device 104, a storage device 105, and a drive device 107 of a portable recording medium 108. The case where the present analyzer 1 is realized as an apparatus has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, as long as each function of the analyzer 1 and each process of the analysis method of the above-described embodiment are realized, it does not have to be a single device, and even a system composed of a plurality of devices or an integrated device may be used. It may be a system in which processing is performed via a network such as LAN or WAN. For example, a server such as a cloud server is configured to realize each function of the analyzer 1 of the above-described embodiment and each process of the analysis method, and can be used via a computer network such as the Internet or an intranet. Is also good.
また、ここでは、コンピュータにおいてCPU102がメモリ101上に読み出したプログラムを実行することによって、上述の実施形態の分析装置1の各機能及び分析方法の各処理が実現される場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSなどが実際の処理の一部又は全部を行なって、上述の実施形態の分析装置1の各機能及び分析方法の各処理が実現されるようになっていても良い。また、可搬型記録媒体108から読み出されたプログラムやプログラム(データ)提供者から提供されたプログラム(データ)が、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部又は全部を行なって、上述の実施形態の分析装置1の各機能及び分析方法の各処理が実現されるようになっていても良い。 Further, here, a case where each function of the analyzer 1 and each process of the analysis method of the above-described embodiment is realized by executing the program read by the CPU 102 on the memory 101 in the computer will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the OS or the like running on the computer performs a part or all of the actual processing based on the instruction of the program, and each of the analyzers 1 of the above-described embodiment is performed. Each process of the function and the analysis method may be realized. Further, the program (data) read from the portable recording medium 108 and the program (data) provided by the program (data) provider are stored in the function expansion board inserted in the computer or the function expansion unit connected to the computer. After being written to, the CPU provided in the function expansion board or the function expansion unit performs a part or all of the actual processing based on the instruction of the program, and each function of the analyzer 1 of the above-described embodiment and Each process of the analysis method may be realized.
以下、上述の実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
(付記1)
球面収差補正走査透過型電子顕微鏡によってデフォーカス量を変化させながら取得された原子分解能像を読み込み、前記原子分解能像の複数の領域のそれぞれのコントラスト値を算出する工程と、
前記複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置と前記デフォーカス量を対応づけて前記複数の領域のそれぞれに対応する分析対象の各領域に生じている歪み量を算出する工程とを含むことを特徴とする分析方法。
Hereinafter, additional notes will be disclosed with respect to the above-described embodiments and modifications.
(Appendix 1)
Spherical aberration correction A step of reading an atomic resolution image acquired while changing the amount of defocus by a scanning transmission electron microscope and calculating the contrast value of each of a plurality of regions of the atomic resolution image.
This includes a step of associating the position where the contrast value of each of the plurality of regions is maximized with the defocus amount and calculating the amount of distortion occurring in each region of the analysis target corresponding to each of the plurality of regions. An analysis method characterized by that.
(付記2)
焦点位置を正負に変化させて取得された原子分解能像のピーク強度に基づいて前記デフォーカス量を変化させる範囲を設定する工程を含むことを特徴とする、付記1に記載の分析方法。
(付記3)
前記複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置をプロットして歪み量分布として表示させる工程を含むことを特徴とする、付記1又は2に記載の分析方法。
(Appendix 2)
The analysis method according to Appendix 1, further comprising a step of setting a range in which the defocus amount is changed based on the peak intensity of an atomic resolution image obtained by changing the focal position positively or negatively.
(Appendix 3)
The analysis method according to Appendix 1 or 2, wherein the step of plotting the position where the contrast value of each of the plurality of regions is maximized and displaying it as a strain amount distribution is included.
(付記4)
球面収差補正走査透過型電子顕微鏡によってデフォーカス量を変化させながら取得された原子分解能像を読み込み、前記原子分解能像の複数の領域のそれぞれのコントラスト値を算出するコントラスト値算出部と、
前記複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置と前記デフォーカス量を対応づけて前記複数の領域のそれぞれに対応する分析対象の各領域に生じている歪み量を算出する歪み量算出部とを備えることを特徴とする分析装置。
(Appendix 4)
A contrast value calculation unit that reads an atomic resolution image acquired while changing the amount of defocus by a spherical aberration correction scanning transmission electron microscope and calculates the contrast value of each of a plurality of regions of the atomic resolution image.
A strain amount calculation unit that calculates the amount of strain generated in each region of the analysis target corresponding to each of the plurality of regions by associating the position where the contrast value of each of the plurality of regions is maximized with the amount of defocus. An analyzer characterized by being provided with.
(付記5)
焦点位置を正負に変化させて取得された原子分解能像のピーク強度に基づいて前記デフォーカス量を変化させる範囲を設定するデフォーカス範囲設定部を備えることを特徴とする、付記4に記載の分析装置。
(付記6)
前記複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置をプロットして歪み量分布として表示させる表示制御部を備えることを特徴とする、付記4又は5に記載の分析装置。
(Appendix 5)
The analysis according to Appendix 4, further comprising a defocus range setting unit that sets a range in which the defocus amount is changed based on the peak intensity of the atomic resolution image obtained by changing the focal position positively or negatively. apparatus.
(Appendix 6)
The analyzer according to Appendix 4 or 5, further comprising a display control unit that plots a position where the contrast value of each of the plurality of regions is maximized and displays it as a distortion amount distribution.
1 分析装置
2 焦点調整部
3 コントラスト値算出部
4 歪み量算出部
5 表示制御部
6 電子顕微鏡(球面収差補正走査透過型電子顕微鏡)
7 焦点変更部
8 デフォーカス範囲設定部
9 画像出力部
101 メモリ
102 CPU
103 表示制御部
104 表示装置
105 記憶装置
106 入力装置
107 ドライブ装置
108 可搬型記録媒体
109 通信制御部
110 バス
1 Analyzer 2 Focus adjustment unit 3 Contrast value calculation unit 4 Distortion amount calculation unit 5 Display control unit 6 Electron microscope (Spherical aberration correction scanning transmission electron microscope)
7 Focus change unit 8 Defocus range setting unit 9 Image output unit 101 Memory 102 CPU
103 Display control unit 104 Display device 105 Storage device 106 Input device 107 Drive device 108 Portable recording medium 109 Communication control unit 110 Bus
Claims (4)
前記複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置と前記デフォーカス量を対応づけて前記複数の領域のそれぞれに対応する分析対象の各領域に生じている歪み量を算出する工程とを含むことを特徴とする分析方法。 Spherical aberration correction A step of reading an atomic resolution image acquired while changing the amount of defocus by a scanning transmission electron microscope and calculating the contrast value of each of a plurality of regions of the atomic resolution image.
This includes a step of associating the position where the contrast value of each of the plurality of regions is maximized with the defocus amount and calculating the amount of distortion occurring in each region of the analysis target corresponding to each of the plurality of regions. An analysis method characterized by that.
前記複数の領域のそれぞれのコントラスト値が最大となる位置と前記デフォーカス量を対応づけて前記複数の領域のそれぞれに対応する分析対象の各領域に生じている歪み量を算出する歪み量算出部とを備えることを特徴とする分析装置。 A contrast value calculation unit that reads the atomic resolution image acquired by changing the defocus amount by a spherical aberration correction scanning transmission electron microscope and calculates the contrast value of each of a plurality of regions of the atomic resolution image.
A strain amount calculation unit that calculates the amount of strain generated in each region of the analysis target corresponding to each of the plurality of regions by associating the position where the contrast value of each of the plurality of regions is maximized with the amount of defocus. An analyzer characterized by being provided with.
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