(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームを試料へ照射するイオンビーム光学系カラムと、
電子ビームを前記試料へ照射する電子ビーム光学系カラムと、
前記試料を載置し平面移動及び傾斜移動可能な第１試料ステージと、
前記試料から発生する信号を検出する検出器と、
前記試料または前記検出器を搭載可能であり、かつ、前記電子ビーム光学系カラムの光軸と前記イオンビーム光学系カラムの光軸のクロスポイントを中心に傾斜可能な第２試料ステージとを備え、
前記検出器が、前記第２試料ステージに搭載され、前記第１試料ステージおよび前記クロスポイントを中心に傾斜可能であることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
前記検出器が前記第２試料ステージに着脱可能であることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項３】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
前記検出器が、透過電子像および二次信号像を取得できることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
前記試料の観察面とクロスポイントとの間の距離を変えることができることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項５】
複数の光学系のうち試料の観察面を観察するために使用する光学系が選択される光学系選択ステップと、
前記試料の観察面の角度が設定される観察面角度設定ステップと、
前記試料は第１の試料ステージに載置されており、前記試料から発生する二次信号を検出する検出器が前記複数の光学系のクロスポイントを中心に傾斜可能な第２の試料ステージに搭載可能であり、前記検出器の位置が、前記第１試料ステージおよび前記クロスポイントを中心に傾斜可能な位置のうち、所定の位置へ設定される検出器位置設定ステップとを有することを特徴とする試料観察方法。
【請求項６】
請求項５の記載において、
前記光学系選択ステップでは、イオンビーム光学系または電子ビーム光学系のいずれかが選択されることを特徴とする試料観察方法。
【請求項７】
請求項５の記載において、
前記観察面角度設定ステップでは、前記試料の観察面が前記電子ビーム光学系に向く方向と、前記イオンビーム光学系に向く方向と、前記イオンビーム光学系の光軸に平行となる方向とに傾斜することが可能であることを特徴とする試料観察方法。
【請求項８】
請求項５の記載において、
前記検出器位置設定ステップでは、前記検出器が前記試料の観察面の法線に対して、前記電子ビーム光学系の光軸と前記検出器の主軸とが線対称になる位置と、前記イオンビーム光学系の光軸と前記検出器の主軸が線対称になる位置と、前記電子ビーム光学系の光軸上であって、前記試料を透過した電子ビームが通過する位置とのいずれかに移動可能であることを特徴とする試料観察方法。
【請求項９】
試料の観察面を観察するための電子ビームを発生させる電子ビーム光学系カラムと、
前記試料を加工するイオンビームを発生させるイオンビーム光学系カラムと、
前記イオンビームを用いた加工により前記試料から切り出された微小試料を載置する第１試料ステージと、
前記微小試料を切り出す前の試料と該試料からの透過電子を検出する検出器とを載置し、水平方向の移動，垂直方向の移動，傾斜が可能な第２試料ステージとを備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被観察対象物の観察，分析，評価の手段として用いられる荷電粒子線装置、および荷電粒子線を用いた試料の観察方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体素子の微細化が進んでおり、製造工程における不良箇所の分析用として、走査形電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope、以下ＳＥＭと略す），走査形透過電子顕微鏡（Scanning Transmission Electron Microscope、以下ＳＴＥＭと略す），透過形電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope、以下ＴＥＭと略す）等が使用されている。このうち、ＳＴＥＭやＴＥＭを用いて試料を観察するためには、半導体ウェハや半導体チップ等の試料から分析対象の部位を切り出し、電子線が透過できる程度に薄く加工する必要がある。この用途には、集束イオンビーム（Focused Ion Beam、以下ＦＩＢと略す）装置が用いられている。ＦＩＢでは、試料へイオンビームを照射することによって試料から発生する二次電子等の二次信号を検出し画像化して、加工状況を観察することができるが、分解能が低く近年の対象試料の微細化に対応できないため、１台の試料室に対して、ＦＩＢカラムとＳＥＭのカラムの両方を備えた装置が開発されている。この装置を以下、ＦＩＢ−ＳＥＭと呼ぶ。また、ＦＩＢ装置で加工された薄片試料をＳＴＥＭで観察するために、ＦＩＢカラムとＳＴＥＭのカラムの両方を備えた装置も開発されている。この装置を以下、ＦＩＢ−ＳＴＥＭと呼ぶ。
【０００３】
上記ＦＩＢ−ＳＥＭやＦＩＢ−ＳＴＥＭにおいて、それぞれのカラムが占める容積が大きいため、それぞれの光軸を同軸にすることは不可能である。したがって、試料をそれぞれの光軸に対して適切な位置や方向に位置させるような工夫がなされている。例えば、試料の加工面をＳＥＭの光軸に垂直に位置するように試料を回転させることで、高分解能の画像を得ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５０９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子ビーム等の細く絞った荷電粒子ビームを試料に照射し、検出器で二次電子や透過電子等の二次信号を検出する電子顕微鏡では、試料を傾けることによって、検出器で検出される二次信号の量が変化する。すなわち、目的の情報を得るための試料と検出器との間の最適位置があるということである。例えば、試料に設けられた穴の底の画像を得る場合に、検出器の位置が固定されており、試料だけが傾けられた場合、試料の穴の側面も一緒に傾くので、穴の底から放出される二次電子の方向が検出器の方向からそれてしまう。また、ＦＩＢ−ＳＥＭやＦＩＢ−ＳＴＥＭの場合は、イオンビームと電子ビームとが交差するクロスポイントで、試料の加工と像形成を行っているので、イオンビームの光軸と電子ビームの光軸とは角度をなしており、イオンビームを照射したときの像を得るための検出器の位置と、電子ビームを照射したときの像を得るための検出器の位置とは同じではなく、それぞれの最適位置に検出器を設ける必要がある。
【０００６】
本発明は、イオンビームと電子ビームの両方を試料へ照射して、試料の加工と観察を行う荷電粒子線装置において、イオンビームと電子ビームの両方に対して共通の検出器を有し、試料の加工内容や観察手法に応じて適した位置に検出器を設けることができる荷電粒子線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を解決するために、本発明の実施形態は、試料の観察面を観察するための電子ビームを発生させる電子ビーム光学系カラムと、試料を加工するイオンビームを発生させるイオンビーム光学系カラムと、試料から発生した二次信号または透過電子を検出する検出器と、該検出器を載置し電子ビームの光軸とイオンビームの光軸とが交わるクロスポイントを中心として両光軸を含む平面内で回転可能であり、試料の観察面とクロスポイントとの間の距離を変えることができる試料ステージとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の実施形態は、試料の観察面を観察するための電子ビームを発生させる電子ビーム光学系カラムと、試料を加工するイオンビームを発生させるイオンビーム光学系カラムと、イオンビームを用いた加工により試料から切り出された微小試料を載置する第１試料ステージと、微小試料を切り出す前の試料と該試料からの透過電子を検出する検出器とを載置し、水平方向の移動，垂直方向の移動，傾斜が可能な第２試料ステージとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、イオンビームと電子ビームの両方に対して共通の検出器を有し、試料の加工内容や観察手法に応じて適した位置に検出器を設けることができる荷電粒子装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の内部構造を示す斜視図である。
【図２】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の側面から見た概略内部構造を示す縦断面図である。
【図３】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の側面から見た概略内部構造を示す縦断面図である。
【図４】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の側面から見た概略内部構造を示す縦断面図である。
【図５】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の側面から見た概略内部構造を示す縦断面図である。
【図６】第２ステージに第２検出器を載置する手順を示すフローチャートである。
【図７】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の側面から見た概略内部構造を示す縦断面図である。
【図８】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の側面から見た概略内部構造を示す縦断面図である。
【図９】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の側面から見た概略内部構造を示す縦断面図である。
【図１０】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の側面から見た概略内部構造を示す縦断面図である。
【図１１】図１０の電子ビーム光学系の部分を取り出した側面図である。
【図１２】第２検出器の移動処理のフローチャートである。
【図１３】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の内部構造を示す斜視図である。
【図１４】第２試料ステージを拡大した斜視図である。
【図１５】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の内部構造を示す斜視図である。
【図１６】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の内部構造を示す斜視図である。
【図１７】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の内部構造を示す斜視図である。
【図１８】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の内部構造を示す斜視図である。
【図１９】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の内部構造を示す斜視図である。
【図２０】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の内部構造を示す斜視図である。
【図２１】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の内部構造を示す斜視図である。
【図２２】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の内部構造を示す斜視図である。
【図２３】ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の内部構造を示す斜視図である。
【図２４】バルク試料を薄膜化した薄膜試料のＳＴＥＭで観察するまでの一連の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１２】
第１の実施例を説明する。図１は、ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の内部構造を示す斜視図である。試料へイオンビームを照射するためのカラムと、電子ビームを照射するためのカラムと、試料で発生する二次電子を検出する検出器と、試料を透過する透過電子を検出する検出器とが設けられた構造を有している。
【００１３】
図１において、試料１にイオンビームを照射するイオンビーム光学系２と、試料１に電子ビームを照射する電子ビーム光学系３と、試料１を載置する試料保持部を有する第１試料ステージ６と、試料１や検出器を載置できる第２試料ステージ７と、イオンビームや電子ビームの照射によって試料１から放出される二次電子等を検出する第１検出器９と、第２試料ステージ７に着脱可能な第２検出器８と、試料１を加工した後に取り出しするときに用いられるプローブ１０を駆動させるプローブ駆動機構１１と、イオンビームアシストデポジション用ガスを供給するためのデポジションガス源４と、試料１や第２検出器８等を装置の試料室５に搬送する搬送機構１２と、これらの機器を制御する図示しない中央制御表示装置と、を有する。
【００１４】
第１試料ステージ６は、試料１を載置する図示しない試料保持部がある。試料保持部には、試料１が直接載置されるエリア、または薄片の試料１が載置されるメッシュが配置されるメッシュエリアがある。また試料保持部には、試料１が直接載置されるエリアと、薄片が載置されるメッシュが配置されるメッシュエリアの両方があっても良い。また、第１試料ステージ６は、平面移動と、傾斜移動や試料１の回転が可能であり、試料１の特定箇所をイオンビーム照射位置，電子ビームの観察位置に移動させることができる。第１試料ステージ６は、高精度移動，高耐震性であるため、高精度観察に使用される場合が多い。
【００１５】
第２試料ステージ７は、試料１や第２検出器８を載置でき、平面移動と、イオンビームと電子ビームのクロスポイントを中心に傾斜移動や高さ方向移動が可能である。また、第２検出器８を所定の位置に配置することができる。第２試料ステージ７は、半導体ウェハのような大型試料を載置できる特徴がある。
【００１６】
第２検出器８は、第２試料ステージ７に着脱可能であり、イオンビームや電子ビームの照射によって試料１やプローブ１０等から発生する二次電子，二次イオン，後方散乱電子，エックス線，反射電子，透過電子等が検出対象である。
【００１７】
中央制御表示装置は、第１検出器９や第２検出器８の信号を処理して、画像化し、図示しないディスプレイへ表示することができる。また、イオンビーム光学系２，電子ビーム光学系３，第１試料ステージ６，第２試料ステージ７，第１検出器９，第２検出器８，プローブ駆動機構１１，デポジションガス源４，搬送機構１２等をそれぞれ制御することができる。
【００１８】
図２から図５は、ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の側面から見た概略内部構造を示す縦断面図である。図６は、第２ステージ７に第２検出器８を載置する手順を示すフローチャートである。以下の手順は、図示しない中央制御表示装置のプロセッサが、予め設定された制御プログラムを実行することによって行われる。図２において、試料室５と搬送機構１２との間の扉を閉めた状態で、搬送機構１２の大気側の扉を開け、第２検出器８を搬送機構１２に導入する（Ｓ１０１）。次に、搬送機構１２の大気側の扉を閉め、搬送機構１２内を試料室５内と同じ真空度まで排気する（Ｓ１０２）。次に、図３に示すように、搬送機構１２と試料室５の間の扉を開け（Ｓ１０４）、搬送機構１２の搬送アーム１３により、第２検出器８を試料室５内に導入する（Ｓ１０５）。このとき、搬送アーム１３の移動距離を短くするために、第２試料ステージ７を搬送機構１２に近づけるようにしてもよい（Ｓ１０３）。そして、図４に示すように、搬送アーム１３は、第２試料ステージ７に設けられたコネクタ２１の差込部に、コネクタ２０を押し込む。第２検出器８が押し込まれたときに、第２検出器８に設けられたコネクタ２０と第２試料ステージ７に設けられたコネクタ２１が繋がることで、図５に示すように、第２検出器８が使用可能になる。
【００１９】
第２試料ステージ７に第２検出器８が載置されていることを、センサ２２で検知する（Ｓ１０６）。センサ２２で第２検出器８を検知することができない場合は、搬送機構１２，第２検出器８，第２試料ステージ７に異常がないか確認した上で（Ｓ１０７）、Ｓ１０１に戻って、再び第２検出器８を搬送機構１２にセットする。センサ２２で第２検出器８を検知できた場合、中央制御表示装置は、第２試料ステージ７に第２検出器８のセット完了を確認し（Ｓ１０８）、搬送アーム１３は、第２検出器８を取り外し、搬送機構１２に戻り、搬送機構１２と試料室５との間の扉を閉める（Ｓ１０９）。この方法により、試料室５を大気開放することなく、第２検出器８を装置内に導入することができる。
【００２０】
第２検出器８を装置から取り出すときは、反対の手順を行う。また、この方法は検出器だけでなく、試料の場合でも同様に行うことができる。第２試料ステージ７に試料１を載置した場合は、図１に示した試料室５に固定されている第１検出器９を使用して試料１の観察，加工等を行うことができる。なお、第２試料ステージ７自体を試料室５から取り出し、試料１や第２検出器８を第２試料ステージ７に取り付けてから試料室５へ戻す手順を行ってもよい。この場合は、第２試料ステージ７の出し入れが可能な大きさの搬送機構１２を準備する。
【００２１】
図７から図１０は、ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の側面から見た概略内部構造を示す縦断面図である。図７は、イオンビーム４０を用いて試料１を加工しながら、電子ビーム３０を照射して第２検出器８で得られた画像を観察するときの、第２試料ステージ７の位置を示している。電子ビーム光学系３の光軸と、第２検出器８の主軸３１とが、イオンビーム光学系２の光軸に対して線対称となるように、第２検出器８が配置されている。第２検出器８が配置された第２試料ステージ７は、電子ビーム光学系３の光軸とイオンビーム光学系２の光軸とが交わるクロスポイントを中心として、両光軸を含む平面内で回転可能として、試料１を任意の位置に傾斜させることができる。また、試料１の観察面とクロスポイントとの間の距離を変えることができる。このように、試料１の傾斜と距離が調整可能なので、第２検出器８の配置場所は、試料１から放出された反射電子等の二次信号が強く検出される個所を選択するとよい。また、試料１の観察面が、イオンビーム光学系２の方向を向くように、第１試料ステージ６で調整される。
【００２２】
電子ビーム光学系３から照射された電子ビーム３０は、試料１上に入射し走査され、二次電子等の二次信号が第２検出器８で検出される。イオンビーム４０による加工中に、試料１の試料表面を電子ビーム光学系３の方向に向けずに観察を行うことができるので、イオンビーム４０による加工のスループットを向上させることができる。
【００２３】
図８は、試料１を薄膜化加工する場合に、加工の終点を検知をする場合の第２試料ステージ７の配置を示している。試料１の加工面がイオンビーム光学系２の光軸と平行になるように、第１試料ステージ６（図示せず）により試料１の位置が調整され、イオンビーム４０によって、試料１が図の右方から左方へ削られて薄膜化される。第２検出器８は、図７に示した実施例に対して、第２試料ステージ７が二点鎖線で示すように回転し、図の右下、すなわち、電子ビーム光学系３の光軸と、第２検出器８の主軸３１とが、試料１の加工面の法線に対して線対称になるように配置されている。第２検出器８が配置された第２試料ステージ７は、図の紙面内での回転と試料１に対する距離が調整可能なので、第２検出器８の配置場所は、試料１から放出された反射電子等の二次信号が強く検出される個所を選択するとよい。
【００２４】
電子ビーム光学系３から照射された電子ビーム３０は、試料１上に入射，走査され、二次信号が第２検出器８で検出される。イオンビーム光学系２から照射されたイオンビーム４０により試料１を薄膜化しながら、試料１の観察面を電子ビーム光学系３で観察することができ、イオンビーム４０による加工の終点の検知を高精度に実施することができる。
【００２５】
図９は、イオンビーム４０による加工の様子を、イオンビーム４０を試料１に照射することにより試料１から発生する二次信号を検出し、画像化して観察する場合の、第２検出器８の配置を示している。イオンビーム４０を用いた観察をＳＩＭ（Scanning Ion beam Microscope）観察とよぶ。ＳＩＭ観察は、試料１の加工状態を確認しながら加工をすすめることができるので、便利であるが、イオンビームによる画像は電子ビームによる画像よりも分解能が低いので、ＳＩＭ観察を用いる用途は限定される。試料１の観察面が、電子ビーム光学系３に向くように第１試料ステージ６が調整され、イオンビーム光学系２の光軸と、第２検出器８の主軸４１とが、試料１の観察面の法線に対して線対称となるように配置されている。
【００２６】
イオンビーム光学系２から照射されたイオンビーム４０は、試料１上に入射，走査され、二次信号が第２検出器８で検出される。この配置は、イオンビームによる試料の加工中のＳＩＭ観察に適している。第２検出器８が配置された第２試料ステージ７は、図の紙面内での回転と試料１に対する距離が調整可能である。
【００２７】
図１０は、ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の側面から見た概略内部構造を示す縦断面図である。試料１の観察面が電子ビーム光学系３に向くように、第１試料ステージ６が調整され、第２検出器８が電子ビーム光学系３に向くように、第２試料ステージ７が調整され、電子ビーム光学系３の電子ビーム３０の光軸上に試料１と第２検出器８とが配置されている。試料１を透過した透過電子５１は、第２検出器８で検出され、試料１のＳＴＥＭ観察を行うことができる。第２検出器８が配置された第２試料ステージ７は、図の紙面内での回転と試料１に対する距離が調整可能なので、第２検出器８の配置場所は、試料１を透過した透過電子が強く検出される個所を選択するとよい。
【００２８】
図１１は、図１０の電子ビーム光学系３の部分を取り出した側面図である。電子ビーム光学系３から照射された電子ビーム３０は試料１に入射，走査され、透過電子が第２検出器８で検出される。透過電子は、試料１の内部で散乱，回折を受けずに透過する明視野透過電子５２と、試料１の内部で散乱，回折を受けて透過する暗視野透過電子５３とに分類される。第２検出器８内部にて、明視野透過電子５２は明視野検出部５４で、暗視野透過電子５３は暗視野検出部５５で検出される。第２試料ステージ７を上下に移動させることで、第２検出器８と試料１との間の距離を変えることができる。図１１（ａ）は、第２検出器８と試料１との間の距離が近い場合、図１１（ｂ）は、第２検出器８と試料１との間の距離が遠い場合を示し、試料１と第２検出器８との距離を変えると、暗視野透過電子５３の散乱電子の検出角度が変わることがわかる。第２試料ステージ７に載置された第２検出器８を試料１に近づけて、散乱電子の検出角度を大きくすることで、Ｚコントラスト観察を行うことができる。
【００２９】
図１２は、第２検出器８の移動処理のフローチャートである。試料１を第１試料ステージ６にセットしてから観察開始までの流れを説明する。はじめに、第１試料ステージ６に試料１をセットする（Ｓ２０１）。次に、観察に使用する光学系を選択する（Ｓ２０２）。次に、第１試料ステージ６を使用して試料１の観察面の角度を設定する（Ｓ２０３）。次に、使用する光学系、試料１の観察面角度の情報を基に、第２試料ステージ７を使用して第２検出器８を最適位置に移動させる（Ｓ２０４）。
【００３０】
以上説明した実施例１では、試料１を中心として第２検出器８の位置を変え、高さを変えることができるので、試料１の姿勢や形状によって決まる信号検出の最適位置を調整でき、さらに、二次電子，二次イオン電子，透過電子等の所望の信号検出を選択的に取得することができる。
【００３１】
実施例１では、イオンビーム光学系２を垂直配置し、電子ビーム光学系３を傾斜配置したが、イオンビーム光学系２を傾斜配置し、電子ビーム光学系３を垂直配置してもよい。また、イオンビーム光学系２と電子ビーム光学系３の両方を傾斜配置してもよい。また、ガリウムイオンビーム光学系，ガスイオンビーム光学系，電子ビーム光学系を備えたトリプルビーム光学系の構成にしてもよい。
【実施例２】
【００３２】
第２の実施例を説明する。
【００３３】
図１３は、ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の内部構造を示す斜視図である。実施例２の基本構成は実施例１と同様であるが、第２試料ステージ７に第２検出器８の他に、試料１を載置可能としている。
【００３４】
図１４は、第２試料ステージ７を拡大した斜視図で、試料１は独立して回転する回転台に載置されている。
【００３５】
図１５から図２３は、ＦＩＢ−ＳＴＥＭの装置の内部構造を示す斜視図である。また、図２４は、バルク試料７１を薄膜化した薄膜試料７３のＳＴＥＭで観察するまでの一連の動作を説明するフローチャートである。
【００３６】
はじめに、図１５において、搬送機構１２を用いて、バルク試料７１及び第２検出器８を、装置内の第２試料ステージ７に載置する。次に、図１６に示すように、バルク試料７１を、イオンビーム光学系２の光軸と電子ビーム光学系３の光軸のクロスポイントの位置に来るように、第２試料ステージ７を移動させる（Ｓ３０１）。次に、図１７に示すように、バルク試料７１をイオンビーム光学系２から照射されたイオンビーム６０にて切り出し（Ｓ３０２）、図１８に示すように、イオンビーム６０とデポジションガス６１を用いて、バルク試料７１内の微小試料７２とプローブ１０とを接着する（Ｓ３０３）。次に、図１９に示すように、バルク試料７１と微小試料７２の結合部を切断し（Ｓ３０４）、プローブ１０とプローブ駆動機構１１を用いて、バルク試料７１から微小試料７２を取り出し、第１試料ステージ６の試料ホルダへ運搬する（Ｓ３０５）。次に、図２０に示すように、第２試料ステージ７を退避させ、第１試料ステージ６の試料ホルダをふたつの光軸のクロスポイントに移動させ、イオンビーム６０，デポジションガス６１，プローブ１０を用いて、微小試料７２を第１試料ステージ６の試料ホルダの試料が直接載置されるエリア、またはメッシュエリア上のメッシュに載置する（Ｓ３０６）。次に、イオンビームにより微小試料７２を薄膜化する際に、ＦＩＢ加工の精度の終点検知をするために、微小試料７２の薄膜化の様子をＳＥＭにて観察できる位置に第２検出器８を移動する（Ｓ３０７）。次に、イオンビーム６０を用いて第１試料ステージ６上の微小試料７２を薄膜化する（Ｓ３０８）。次に、図２１に示すように、薄膜化された薄膜試料７３のＳＴＥＭ観察をするために、薄膜試料７３の観察面が電子ビーム光学系３に向くように第１試料ステージ６の位置が調整され（Ｓ３０９）、第２検出器８が電子ビーム光学系３の光軸上かつ電子ビーム光学系３に向くように第２試料ステージ７が調整される（Ｓ３１０）。そして、図２２に示すように、電子ビーム光学系３から照射された電子ビーム６２が、薄膜試料７３に入射，走査され、発生した透過電子６５が第２検出器８で検出される（Ｓ３１１）。
【００３７】
上述した実施例２では、微小試料７２とプローブ１０とを接着し、最後にイオンビームを用いて、試料１と微小試料７２とを分離している。試料１の特定個所を切り出し、試料１から切り出した微小試料７２が完全に分離してから、微小試料７２にプローブ１０を接着しても良い。
【００３８】
また、実施例２では、試料の作製からＳＴＥＭ観察まで、試料や第２検出器の出し入れをする必要がないので、観察までの時間を短縮することができる。また、検出器専用のステージを必要としないため、試料室を小型化できる利点がある。試料室の小型化により、試料室内を真空引きする時間が短縮でき、装置の立ち上げから観察までの時間も短縮できる。また、検出器専用のステージを必要としないことから、製造コストを削減することができる。また、第２試料ステージへの第２検出器の着脱が簡単なため、第２検出器の定期的なメンテナンスがし易く、また第２検出器の移動は第２試料ステージを移動すればよいので、第２検出器のための余分な移動機構が不要になり、交換部品が少なくなり、メンテナンス性の向上につながる。
【００３９】
以上、本発明の実施例を具体的に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは、当業者によって容易に理解されよう。
【符号の説明】
【００４０】
１  試料
２  イオンビーム光学系
３  電子ビーム光学系
４  デポジションガス源
５  試料室
６  第１試料ステージ
７  第２試料ステージ
８  第２検出器
９  第１検出器
１０  プローブ
１１  プローブ駆動機構
１２  搬送機構
１３  搬送アーム
２０，２１  コネクタ
２２  センサ
３０，６２  電子ビーム
３１，４１  主軸
４０，６０  イオンビーム
５１，６５  透過電子
５２  明視野透過電子
５３  暗視野透過電子
５４  明視野検出部
５５  暗視野検出部
６１  デポジションガス
７１  バルク試料
７２  微小試料
７３  薄膜試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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