(57)【要約】【目的】本発明は、本発明は、集束されたイオンビームを試料に照射し加工し観察用試料を作成する試料加工方法、試料加工装置および試料加工プログラムに関し、観察用試料の側面を指定された深さの形状に均一に加工し、かつ観察用試料の形状変化や破損を防止して無駄な加工時間を節約することを目的とする。【構成】  試料中の目的とする観察用試料の位置とその長さ、加工する開始位置とその長さ、および開始位置から観察用試料の位置までの加工底辺の形状を指定するステップと、指定をもとに、試料中の目的とする観察用試料の遠い指定された始点から指定された一定長さのイオンビームを照射して指定された加工底辺の形状となる時間の間あるいは加工底辺の形状となる間、当該イオンビームを照射して加工するステップと、加工して指定された加工底辺の形状となる時間に到達あるいは形状に到達したときに、次の観察用試料に近い位置に移動して加工を順次繰り返えさせ、加工が指定された観察用試料の位置に到達したときに加工を終了するステップとを有する。【選択図】        図１
2005172565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集束されたイオンビームを試料に照射して加工し観察用試料を作成する試料加工方法において、
試料中の目的とする観察用試料の位置とその長さ、加工する開始位置とその長さ、および開始位置から観察用試料の位置までの加工底辺（加工深さ）の形状を指定するステップと、
前記指定をもとに、試料中の目的とする観察用試料の遠い指定された始点から指定された一定長さのイオンビームを照射して指定された加工底辺の形状となる時間の間あるいは加工底辺の形状となる間、当該イオンビームを照射して加工するステップと、
前記加工して指定された加工底辺の形状となる時間に到達あるいは形状に到達したときに、次の観察用試料に近い位置に移動して加工を順次繰り返えさせ、加工が指定された観察用試料の位置に到達したときに加工を終了するステップと
を有する試料加工方法。
【請求項２】
前記次の観察用試料に近い位置に移動して加工を順次繰り返えさせとして、加工を観察用試料の１の側の遠い方の指定された開始位置と長さ、当該観察用試料の他の側の遠い方の指定された開始位置とその長さ、および開始位置から観察用試料の位置までの加工底辺の形状がそれぞれ指定されていた場合には、１の側の遠い方と他の側の遠い方とを交互に観察用試料の近い位置に移動して順次繰り返させることを特徴とする請求項１記載の試料加工方法。
【請求項３】
前記次の観察用試料に近い位置に移動して加工を順次繰り返させる際に、観察用試料に近い位置に移動する毎に、当該観察用試料を傾斜させてイオンビームによる影響を軽減することを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の試料加工方法。
【請求項４】
前記指定された一定長さのイオンビームを試料に照射して加工した後に当該一定長さのイオンビームで加工された形状の画像を表示し、当該加工された形状をもとに、前記指定された試料位置を補正して目的とする観察用試料の位置をイオンビームを照射して加工しないようにすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の試料加工方法。
【請求項５】
前記次の観察用試料に近い位置に移動して加工を順次繰り返えさせるとして、前記指定された開始位置および指定された観察用試料の位置との距離差を、予め設定した所定値で分割して当該分割した値の領域についてイオンビームで塗りつぶように、次に近い位置に移動して加工を順次繰り返させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の試料加工方法。
【請求項６】
集束されたイオンビームを試料に照射し加工し観察用試料を作成する試料加工装置において、
試料中の目的とする観察用試料の位置とその長さ、加工する開始位置とその長さ、および開始位置から観察用試料の位置までの加工底辺（加工深さ）の形状を指定する手段と、
前記指定をもとに、試料中の目的とする観察用試料の遠い指定された始点から指定された一定長さのイオンビームを照射して指定された加工底辺の形状となる時間の間あるいは加工底辺の形状となる間、当該イオンビームを照射して加工する手段と、
前記加工して指定された加工底辺の形状となる時間に到達あるいは形状に到達したときに、次の観察用試料に近い位置に移動して加工を順次繰り返えさせ、加工が指定された観察用試料の位置に到達したときに加工を終了する手段と
を備えたことを特徴とする試料加工装置。
【請求項７】
コンピュータを、
試料中の目的とする観察用試料の位置とその長さ、加工する開始位置とその長さ、および開始位置から観察用試料の位置までの加工底辺（加工深さ）の形状を指定するステップと、
前記指定をもとに、試料中の目的とする観察用試料の遠い指定された始点から指定された一定長さのイオンビームを照射して指定された加工底辺の形状となる時間の間あるいは加工底辺の形状となる間、当該イオンビームを照射して加工するステップと、
前記加工して指定された加工底辺の形状となる時間に到達あるいは形状に到達したときに、次の観察用試料に近い位置に移動して加工を順次繰り返えさせ、加工が指定された観察用試料の位置に到達したときに加工を終了するステップと
して動作させるための試料加工プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集束されたイオンビームを試料に照射して加工し観察用試料を作成する試料加工方法、試料加工装置および試料加工プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、集束イオンビーム加工観察装置において、透過型電子顕微鏡などの薄い観察用試料を作成する場合、図１で後述するように、目的とする観察用試料の両側に遠い方からイオンビームを矩形状態で照射して所定深さに加工し、次に観察用試料に近い方に移動して繰り返し、所定厚さの試料を作成するようにしていた。以下図１を用いて従来技術を説明する。
【０００３】
図１３は従来技術の説明図を示す。
【０００４】
図１３の（ａ）は作成する観察用試料（ｉ）とイオンビームで加工して取り除く矩形部分の例を示し、図１３の（ｂ）は図１３の（ａ）のＸ−Ｘ’から見た断面図を示す。
【０００５】
ここで、図１３の（ａ），（ｂ）において、ｄｇｈｆは加工する領域、ｉは加工しないで残す観察用試料を示す。ｋは加工する厚み、ｊは加工しない厚みを表す。
【０００６】
従来の加工方法は、イオンビームスポットを照射させる部分である図１３の（ｂ）のｅ，ｆ，ｇ，ｈにあたる矩形の区間と、照射する順番、照射する時間を指定する。その後、集束イオンビーム加工観察装置を動作させ、
（１）まず、図１３の（ｂ）のｅの矩形に塗りつぶすようにイオンを繰り返し走査して照射し、指定された時間が経過した後に照射を停止する。
【０００７】
（２）次に、図１３の（ｂ）のｆの矩形に塗りつぶすようにイオンを繰り返し走査して照射し、指定された時間が経過した後に照射を停止する。
【０００８】
（３）以降同様に、ｇ，ｈの矩形について順次照射し、目的とする観察用試料ｉの厚さｊが所定の厚さに到達していない場合、ｉ部分付近を再び指定してイオンビームによる矩形照射を行い、目的とする厚さｊになるまで繰り返していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、従来は、目的とする観察用試料ｉの離れた方から矩形でイオンの照射領域を決めて設定し、当該設定された矩形でイオン照射して目的とする厚さｊの観察用試料ｉを作成するようにしていたため、例えば１矩形で指定してしまうと、イオンビームの安定性や、ステージの安定性が要因となるドリフトが生じ、指定された時間内で、指定した位置ｉと実際のイオンビームを照射しない観察用試料の位置とがずれてしまい、観察用試料がイオンビームで照射され、破壊されてしまうことが発生した。また、１矩形でイオンを照射する領域を指定すると、観察用試料ｉが熱的要因で反りが生じ、観察に適さない観察用試料の形状となってしまう問題もあった。
【００１０】
これら事態を解消するために、観察用試料ｉの厚みが、決められた厚さｊに到達するように、観察用試料ｉの両側の側面を交互に、複数の矩形で指定すると、複数の場所や時間を指定する手間に加えて、図１３の（ｂ）のｅからｇの接続部分が時間的に不連続（ｅ，ｆ，ｇ，ｈの矩形という順番にイオン照射して加工する関係で、ｅとｇの接続部分が時間的に不連続）となり加工した深さに段差が生じ、深さが不均一な分だけ、加工時間を多く必要となってしまうという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、これらの問題を解決するため、試料中の目的とする観察用試料の位置とその長さ、加工する開始位置とその長さ、および開始位置から観察用試料の位置までの加工底辺（加工深さ）の形状を指定するステップと、指定をもとに、試料中の目的とする観察用試料の遠い指定された始点から指定された一定長さのイオンビームを照射して指定された加工底辺の形状となる時間の間あるいは加工底辺の形状となる間、当該イオンビームを照射して加工するステップと、加工して指定された加工底辺の形状となる時間に到達あるいは形状に到達したときに、次の観察用試料に近い位置に移動して加工を順次繰り返えさせ、加工が指定された観察用試料の位置に到達したときに加工を終了するステップとを有するようにしている。
【００１２】
従って、観察用試料から離れた位置より平行な一定長さのイオンビームを照射して決めた深さになったときに序々に観察用試料に近づいて行き、当該近づく速度を制御することにより、観察用試料の側面を指定された深さの形状に均一に加工し、かつ観察用試料の形状変化や破損を防止して無駄な加工時間を節約することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明は、観察用試料から離れた位置より平行な一定長さのイオンビームを照射して決めた深さになったときに序々に観察用試料に近づいて行き、当該近づく速度を制御する構成を採用しているため、観察用試料の側面を指定された深さの形状に均一に加工し、かつ観察用試料の形状変化や破損を防止して無駄な加工時間を節約することが可能となる。
項演算の実行速度の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、観察用試料から離れた位置より平行な一定長さのイオンビームを照射して決めた深さになったときに序々に観察用試料に近づいて行き、当該近づく速度を制御することで、観察用試料の側面を指定された深さの形状に均一に加工し、かつ観察用試料の形状変化や破損を防止して無駄な加工時間を節約することを実現した。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の１実施例構成図を示す。
【００１６】
図１において、液体金属イオン源１は、公知の液体金属のイオンを発生するものであって、液体金属イオンを発生して高圧発生装置２１から印加された高電圧で加速して放出するものである。
【００１７】
高圧発生装置２１は、液体金属イオン源１に印加してイオンを加速する高電圧などを発生するものである。
【００１８】
ビームモニタ２は、液体金属イオン源１から放出されるイオンをモニタする中心に孔を設けた円盤である。
【００１９】
イオン光学制御装置２２は、ビームモニタ２で検出されたイオン電流をもとに、高圧発生装置２１に制御信号を送出し、イオンビーム電流やイオン加速電圧などを制御（例えば所定のイオンビーム電流に制御）するものである。
【００２０】
コンデンサーレンズ３は、イオンビームを集束するレンズ（この場合には、静電レンズ）である。
【００２１】
ブランカー４は、イオンビームを透過させたり、遮断したりするものであって、ブランキングアンプ２３からの電圧を印加、電圧をＯＦＦに制御してイオンビームを透過・遮断するものである。
【００２２】
ブラッキングアンプ２３は、ブランカー４に印加する電圧を発生するものである。
【００２３】
アパーチャー５は、複数の絞り孔を設けたものであって、任意の大きさの絞りを外部から自動切換えして通過させるイオンビーム電流を切り換えるものである。
【００２４】
絞り変更機構２４は、アパーチャー５の任意の絞り孔径のものに自動切換えする機構である。
【００２５】
スティブマトール６は、イオンビームの非点を補正するもの（静電型のスティブマトール）である。
【００２６】
対物レンズ７は、イオンビームをステージ１０の上に装着された試料（例えばウェハ）上に細く絞るレンズ（静電型のレンズ）である。
【００２７】
ＸＹ偏向器８は、イオンビームを、ステージ１０に装着した試料上でＸ方向およびＹ方向にそれぞれ走査する偏向器である。
【００２８】
スキャン制御装置２５は、ＸＹ偏向器８によりイオンビームをＸ方向、Ｙ方向に走査する速度、大きさなどに対応する走査電圧などを制御するものである。
【００２９】
２次電子検出器９は、ステージ１０に装着した試料から放出された２次電子を検出するものである。
【００３０】
２次電子増幅器・電源２６は、２次電子検出器９で２次電子を吸引する高電圧を発生して印加したり、２次電子を増幅したりするものである。
【００３１】
ステージ１０は、試料（例えばウェハ）を装着し、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向に移動して当該試料の任意の部分を軸上（あるいは軸の近傍）に移動してイオン加工したり、２次電子像を観察したり、更に試料を傾斜させるものである。
【００３２】
ステージ制御装置２７は、ステージ１０をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動制御したり、更に、傾斜制御したりなどするものである。
【００３３】
排気ポンプ１１は、イオンビームが通過する部分を真空排気するものである。
【００３４】
排気操作装置１２は、図示外の排気装置を制御してイオンビームの通過する部分を真空に排気したりの排気操作を行う部分である。
【００３５】
処理装置３１は、各種制御信号（ブラッキングタイミング信号、走査信号など）を発生したり、２次電子検出器９で検出・増幅された信号を受信して画像を表示したりなどするものであって、ここでは、３２から３５、更にパソコン４１などから構成されるものである。
【００３６】
ブランキングタイミング発生器３２は、ブランカー４に供給するブランキング電圧を発生させるタイミング信号を発生するものである。
【００３７】
走査波形発生器３３は、ＸＹ偏向器８によってイオンビームを偏向して試料上をＸ方向およびＹ方向に走査する走査波形を発生するものである。
【００３８】
画像信号処理回路３４は、２次電子検出器９で検出された信号を処理するものである。
【００３９】
ステージ傾斜信号発生器３５は、ステージ１０の傾斜角度を制御する信号を発生するものである。
【００４０】
パソコン４１は、各種処理を行うものであって、ここでは、画像を表示装置５２上に表示したり、表示装置５２上に表示した画像上で入力装置５１をオペレータが操作して各種データ（加工する開始位置、長さ、目的とする観察用試料の位置、長さ、底面形状などのデータ）を指定入力したり、各種制御したりなどするものであり、ここでは、４２ないし４９などから構成されるものである。
【００４１】
画像表示手段４２は、ステージ１０に装着された試料の２次電子画像、および加工情報などを表示装置５２上に表示するものである。
【００４２】
加工結果認識手段４３は、イオンビームでステージ１０に装着された試料の加工後の結果（加工形状）を認識するものである（図２から図１２を用いて後述する）。。
【００４３】
パラメータ設定手段４４は、表示装置５２の画面上に表示された画像上で、各種パラメータ（イオン加工する開始位置、長さ、観察用試料の位置、長さ、底面形状などのパラメータ）を設定するものである（図２から図１２を用いて後述する）。。
【００４４】
加工時間決定手段４５は、設定されたパラメータをもとに加工時間を自動決定するものである（図２から図１２を用いて後述する）。
【００４５】
加工形状決定手段４６は、イオンビームで加工しようとする形状を決定するものである（図２から図１２を用いて後述する）。
【００４６】
傾斜角度決定手段４７は、試料を傾斜して所望の観察用試料の部分の形状にイオンビームで加工するものである（図７、図８を用いて後述する）。
【００４７】
加工実行手段４８は、イオンビームで試料を加工するものである（図２から図１２を用いて後述する）。
【００４８】
傾斜手段４９は、ステージ１０を傾斜するものである（図７、図８を用いて後述する）。
【００４９】
入力装置５１は、各種入力装置であって、ここでは、キーボード、マウスである。
【００５０】
表示装置５２は、２次電子像やデータなどを表示するものである。
【００５１】
次に、図２のフローチャートの順番に従い、図１の構成の動作を詳細に説明する。
【００５２】
図２は、本発明の動作説明フローチャート（その１）を示す。
【００５３】
図２において、Ｓ１は、指定する。これは、図示の下記のデータを、後述する図３の（ａ）、（ｂ）に示すように指定する。
【００５４】
・加工開始位置ｅ：
・加工線の長さｆ：
・加工底辺の形状：
・限界線の位置ｇ：
・限界線長さｈ：
ここで、加工開始位置ｅ、加工線の長さｆは、画面上で、後述する図３の（ａ），（ｂ）の観察用試料から最も離れた加工を開始する位置ｅ、その加工線の長さｆである。加工底辺の形状は、画面上で、後述する図３の（ｂ）の加工開始位置ｅにおける加工する点（始点）と、限界線の位置ｇにおける加工する点（終点）とを指定して決めた形状である。限界線の位置ｇ，限界線の長さｈは、画面上で、後述する図３の（ａ），（ｂ）の観察用試料の加工を終了する位置ｇ、その長さｈである。
【００５５】
Ｓ２は、各パラメータを算出する。これは、図３を用いて後述するように、Ｓ１で指定された形状にイオンビームで加工するときの各パラメータ（例えば加工開始位置ｅと限界線の位置ｇとの間の距離を１００００分割し、イオン加工する量（幅）（パラメータ）を決定したり、各イオン加工する量（幅）でイオンビームを照射する時間（パラメータ）を決定したりなど）を算出する。
【００５６】
Ｓ３は、位置ｅに移動する。これは、ステージ１０などを操作し、試料の加工開始位置ｅを、イオンビームが照射される位置に移動する。
【００５７】
Ｓ４は、加工実行する。これは、Ｓ３の状態で加工を開始する。
【００５８】
Ｓ５は、加工時間経過か判別する。これは、Ｓ４で加工を開始した位置における、Ｓ２のパラメータで算出した各位置におけるイオン加工時間を経過したか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ６に進む。ＮＯの場合には、Ｓ４に戻り加工実行することを繰り返す。
【００５９】
Ｓ６は、加工線の長さｈ，位置ｇに到達したか判別する。これは、ステージ１０に装着された試料から加工する観察用試料に対して、最も離れた位置から算出した幅で順次加工を繰り返し、限界線の長さｈ，位置ｇに到達したか判別する。ＹＥＳの場合には、加工を完了したので、終了する。ＮＯの場合には、Ｓ６で最小ステップ分ｇに近づく方向に移動、最小ステップ分加工線の長さをｈに近づくサイズに変更し、Ｓ４以降を繰り返す。
【００６０】
以上によって、指定された加工開始位置ｅ，その長さｆ，加工底辺の形状、限界線の位置ｇ，その長さｈをもとに各加工ステップ毎に加工線の長さの変更ステップ、加工時間をパラメータとしてそれぞれ算出し、当該算出したパラメータをもと加工開始位置から加工限界線まで所定の長さで所定の時間だけイオンビーム加工することにより、観察用試料の側面を指定された深さの形状に均一に加工し、かつ観察用試料の形状変化や破損を防止して無駄な加工時間を節約することが可能となる。
【００６１】
次に、図３を用いて上述した図２の具体的な指定、パラメータ算出などについて詳細に説明する。
【００６２】
図３は、本発明の動作説明図（その１）を示す。
【００６３】
図３の（ａ）は試料から観察用試料（斜線部）を加工する概念図を示し、図３の（ｂ）は図３の（ａ）のＸ−Ｘ’断面図を示し、図３の（ｃ）は加工する深さから加工に要する時間を算出するカーブ（実験）を示す。
【００６４】
（１）加工開始位置ｅ、その加工線の長さｆ，限界線の位置ｇ，その加工線の長さｈの指定方法：
・図３の（ａ）に示すように、図１の装置を用い、ダイシング加工面まで既に加工されている試料を表示装置５２の画面上に表示する。
【００６５】
・マウスでドラッグし、加工開始位置ｅ，加工線の長さｆを図示のように指定する。
【００６６】
・同様に、観察用試料の端である、限界線の位置ｇ，加工線の長さｈを図示のように指定する。
【００６７】
・以上によって、図３の（ａ）の斜線の部分が平面上の実際の加工部分として表示される。
【００６８】
（２）底辺の形状の指定方法：
・（１）で図３の（ａ）の斜線部分が決定されたので、これに対応して、図３の（ａ）のＸ−Ｘ’から見た断面図である、図３の（ｂ）において、ｇ（限界線の位置），ｅ（加工開始位置）の点がそれぞれ決定され表示されるので、これら点ｇ，点ｅをマウスでドラッグし、ここでは、下方向に所定深さとなる位置（ミクロン単位）で入力（別ウィンドウでミクロン単位に表示されるので所望の位置で決定して入力、あるいはキーボードから入力）することにより、底辺の形状を図示の斜線のように決定する。
【００６９】
・以上によって、図３の（ｂ）の斜線部分が深さ方向の実際の加工部分として表示される。
【００７０】
（３）各パラメータの算出方法：
・実際に加工を行うには、指定された定義より、必要なパラメータを算出する必要がある。
【００７１】
・加工位置の最小ステップ：図３の（ｂ）のｅからｇへの加工位置の最小ステップは、両者の距離差（ｇ−ｅ）を予め指定された例えば１００００分割した値（（ｇ−ｅ）／１００００）と算出する。
【００７２】
・また、加工する線の長さをｆからｈにしていく割合も、各加工位置毎に計算しておく。図３の（ａ）では、各加工位置で、（ｆ−ｈ）／１００００づつ、長さをｆから順次減らしていく。
【００７３】
・各加工位置における加工時間は、図３の（ｂ）から各加工位置における深さをそれぞれ算出し、図３の（ｃ）の、予め実験で求めた、厚みと加工時間の関係図をもとに各加工位置における深さに対応する加工時間をそれぞれ算出する。
【００７４】
・以上によって、全パラメータ（加工位置の最小ステップ、加工する線の各加工位置における長さとその深さに対応する加工時間など）が算出できたこととなる。
【００７５】
次に、図４のフローチャートの順番に従い、図１の他の構成の動作を詳細に説明する。図４は、観察用試料の両側の遠い部分から順次当該観察用試料に近い部分に加工するときの動作説明を示す。
【００７６】
図４は、本発明の動作説明フローチャート（その２）を示す。
【００７７】
図４において、Ｓ１１は、指定する。これは、図示の下記のデータを、後述する図５の（ａ）、（ｂ）に示すように指定する。
【００７８】
・加工開始位置ｅ、Ｅ：
・加工線の長さｆ，Ｆ：
・加工底辺の形状：
・限界線の位置ｇ，Ｇ：
・限界線長さｈ，Ｈ：
ここで、加工開始位置ｅ，Ｅ、加工線の長さｆ，Ｆは、画面上で、後述する図５の（ａ），（ｂ）の観察用試料から最も離れた加工を開始する位置ｅ，Ｅ、その加工線の長さｆ，Ｆである。加工底辺の形状は、画面上で、後述する図５の（ｂ）の加工開始位置ｅ，Ｅにおける加工する点（始点）と、限界線の位置ｇ．Ｇにおける加工する点（終点）とをそれぞれ指定して決めたそれぞれの形状である。限界線の位置ｇ，Ｇ限界線の長さｆ，Ｆは、画面上で、後述する図５の（ａ），（ｂ）の観察用試料の加工を終了する位置ｇ、Ｇその加工線の長さｈ、Ｈである。
【００７９】
Ｓ１２は、各パラメータを算出する。これは、図５を用いて後述するように、Ｓ１１で指定された形状にイオンビームで加工するときの各パラメータ（例えば加工開始位置ｅ、Ｅと限界線の位置ｇ，Ｇとの間の距離を１００００分割し、イオン加工する量（幅）（パラメータ）を決定したり、各イオン加工する量（幅）でイオンビームを照射する時間（パラメータ）を決定したりなど）を算出する。
【００８０】
Ｓ１３は、位置ｅ，Ｅに移動する。これは、ステージ１０などを操作し、試料の加工開始位置ｅ，Ｅを、イオンビームが照射される位置に移動する。
【００８１】
Ｓ１４は、加工実行する。これは、Ｓ１３の状態で加工を開始する。
【００８２】
Ｓ１５は、加工時間経過か判別する。これは、Ｓ１４で加工を開始した位置における、Ｓ１２のパラメータで算出した各位置におけるイオン加工時間を経過したか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ１６に進む。ＮＯの場合には、Ｓ１４に戻り加工実行することを繰り返す。
【００８３】
Ｓ１６は、加工線の長さｈ，Ｈ位置ｇ，Ｇに到達したか判別する。これは、ステージ１０に装着された試料から加工する観察用試料に対して、最も離れた位置から算出した幅で順次交互に加工を繰り返し、限界線の長さｈおよびＨ，位置ｇおよびＧに到達したか判別する。ＹＥＳの場合には、加工を完了したので、終了する。ＮＯの場合には、Ｓ１６で最小ステップ分ｇ、Ｇに近づく方向に移動、最小ステップ分加工線の長さをｈ、Ｈに近づくサイズに交互に変更し、Ｓ１４以降を繰り返す。
【００８４】
以上によって、指定された加工開始位置ｅ，Ｅ，その長さｆ，Ｆ，加工底辺の形状、限界線の位置ｇ，Ｇ、その長さｈ、Ｈをもとに各加工ステップ毎に加工線の長さの変更ステップ、加工時間をパラメータとしてそれぞれ算出し、当該算出したパラメータをもと加工開始位置から加工限界線まで所定の長さで所定の時間だけイオンビーム加工することを交互に繰り返すことにより、観察用試料の両側の側面を指定された深さの形状に均一に加工し、かつ観察用試料の形状変化や破損を防止して無駄な加工時間を節約することが可能となる。
【００８５】
次に、図５および図６を用いて上述した図４の具体的な指定、パラメータ算出などについて詳細に説明する。
【００８６】
図５は、本発明の動作説明図（その２−１）を示す。
【００８７】
図５の（ａ）は試料から観察用試料（斜線部）を加工する概念図を示し、図５の（ｂ）は図５の（ａ）のＸ−Ｘ’断面図を示し、図５の（ｃ）は加工する深さから加工に要する時間を算出するカーブ（実験）を示し、図６の（ｄ）は観察用試料の両側から交互に加工する様子を示す。
【００８８】
（１）加工開始位置ｅ、Ｅその加工線の長さｆ，Ｆ，限界線の位置ｇ，Ｇ，その加工線の長さｈ，Ｈの指定方法：
・図５の（ａ）に示すように、図１の装置を用い、ダイシング加工面まで既に加工されている試料を表示装置５２の画面上に表示する。
【００８９】
・マウスでドラッグし、加工開始位置ｅ，Ｅ．加工線の長さｆ，Ｆを図示のようにそれぞれ指定する。
【００９０】
・同様に、観察用試料の端である、限界線の位置ｇ，Ｇ、加工線の長さｈ、Ｈを図示のようにそれぞれ指定する。
【００９１】
・以上によって、図５の（ａ）の斜線の２つの部分が平面上の実際の加工部分として表示される。
【００９２】
（２）底辺の形状の指定方法：
・（１）で図５の（ａ）の２つの斜線部分が決定されたので、これに対応して、図５の（ａ）のＸ−Ｘ’から見た断面図である、図５の（ｂ）において、ｇ、Ｇ（限界線の位置），ｅ、Ｅ（加工開始位置）の点がそれぞれ決定され表示されるので、これら点ｇ，Ｇ，点ｅ，Ｅをマウスでドラッグし、ここでは、下方向に所定深さとなる位置（ミクロン単位）で入力（別ウィンドウでミクロン単位に表示されるので所望の位置で決定して入力、あるいはキーボードから入力）することにより、底辺の形状を図示の２つの斜線のようにそれぞれ決定する。
【００９３】
・以上によって、図５の（ｂ）の２つの斜線部分が深さ方向の実際の加工部分として表示される。
【００９４】
（３）各パラメータの算出方法：
・実際に加工を行うには、指定された定義より、必要なパラメータを算出する必要がある。
【００９５】
・加工位置の最小ステップ：図５の（ｂ）のｅ、Ｅからｇ，Ｇへの加工位置の最小ステップは、両者の距離差（ｇ−ｅ），（Ｇ−Ｅ）を予め指定された例えば１００００分割した値（（ｇ−ｅ）／１００００，（Ｇ−Ｅ）／１００００）と算出する。
【００９６】
・また、加工する線の長さをｆ，Ｆからｈ，Ｇにしていく割合も、各加工位置毎に計算しておく。図５の（ａ）では、各加工位置で、（ｆ−ｈ）／１００００、（Ｆ−Ｇ）／１００００づつ、長さをｆ、Ｆから順次減らしていく。
【００９７】
・各加工位置における加工時間は、図５の（ｂ）から各加工位置における深さをそれぞれ算出し、図５の（ｃ）の、予め実験で求めた、厚みと加工時間の関係図をもとに各加工位置における深さに対応する加工時間をそれぞれ算出する。
【００９８】
・以上によって、全パラメータ（加工位置の最小ステップ、加工する線の各加工位置における長さとその深さに対応する加工時間など）が算出できたこととなる。
【００９９】
（４）加工する線の走査方法：
・実際の加工の際、加工する線（加工位置の最小ステップに相当する線）は、図６の（ｄ）に示すように、ｅ，Ｅの部分を加工する際は、ｅを走査後、逆方向にＥを走査し、ｅ，Ｅでそれぞれ決められた加工時間が経過するまでこれを繰り返す。これにより、観察用試料の最も遠い位置（ｅ，Ｅ）から交互に最小ステップで順次当該観察用試料の限界位置（ｇ，Ｇ）まで加工されることとなる。
【０１００】
次に、図７のフローチャートの順番に従い、図１の他の構成の動作を詳細に説明する。図７は、加工が観察用試料の縁（限界位置ｇ）に近づくに従い試料を傾斜してイオンビームの影響を軽減するときの動作を説明したものである。
【０１０１】
図７は、本発明の動作説明フローチャート（その３）を示す。
【０１０２】
図７において、Ｓ２１は、指定する。これは、図示の下記のデータを、後述する図８の（ａ）、（ｂ）に示すように指定する。
【０１０３】
・加工開始位置ｅ：
・加工線の長さｆ：
・加工底辺の形状：
・限界線の位置ｇ：
・限界線長さｈ：
ここで、加工開始位置ｅ、加工線の長さｆは、画面上で、後述する図８の（ａ），（ｂ）の観察用試料から最も離れた加工を開始する位置ｅ、その加工線の長さｆである。加工底辺の形状は、画面上で、後述する図８の（ｂ）の加工開始位置ｅにおける加工する点（始点）と、限界線の位置ｇにおける加工する点（終点）とを指定して決めた形状である。限界線の位置ｇ，限界線の長さｈは、画面上で、後述する図８の（ａ），（ｂ）の観察用試料の加工を終了する位置ｇ、その長さｈである。
【０１０４】
Ｓ２２は、各パラメータを算出する。これは、図８を用いて後述するように、Ｓ１１で指定された形状にイオンビームで加工するときの各パラメータ（例えば加工開始位置ｅと限界線の位置ｇとの間の距離を１００００分割し、イオン加工する量（幅）（パラメータ）を決定したり、各イオン加工する量（幅）でイオンビームを照射する時間（パラメータ）を決定したりなど）を算出する。
【０１０５】
Ｓ２３は、位置ｅに移動する。これは、ステージ１０などを操作し、試料の加工開始位置ｅを、イオンビームが照射される位置に移動する。
【０１０６】
Ｓ２４は、加工実行する。これは、Ｓ２３の状態で加工を開始する。
【０１０７】
Ｓ２５は、加工時間経過か判別する。これは、Ｓ２４で加工を開始した位置における、Ｓ２２のパラメータで算出した各位置におけるイオン加工時間を経過したか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ２６に進む。ＮＯの場合には、Ｓ２４に戻り加工実行することを繰り返す。
【０１０８】
Ｓ２６は、中間点に到達か判別する。これは、ｅとｇの丁度、中間となる点（あるいは予め指定された任意の中間点）に到達か判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ２７に進む。ＮＯの場合には、Ｓ２９で１最小単位分左に移動し、Ｓ２４を繰り返す。
【０１０９】
Ｓ２７は、位置ｇに到達したか判別する。これは、ステージ１０に装着された試料から加工する観察用試料に対して、最も離れた位置から算出した幅で順次加工を繰り返し、限界線の位置ｇに到達したか判別する。ＹＥＳの場合には、加工を完了したので、終了する。ＮＯの場合には、Ｓ２８で試料に傾斜を加える。これは、イオンビームによる影響を軽減するために、図９を用いて後述するように試料を傾斜する。そして、Ｓ２９で１最小単位分左に移動し、Ｓ２４以降を繰り返す。
【０１１０】
以上によって、指定された加工開始位置ｅ，その長さｆ，加工底辺の形状、限界線の位置ｇ，その長さｈをもとに各加工ステップ毎に加工線の長さの変更ステップ、加工時間をパラメータとしてそれぞれ算出し、当該算出したパラメータをもと加工開始位置から加工限界線まで所定の長さで所定の時間だけイオンビーム加工する際に、中間点まできたとき以降は、試料を後述する図９のカーブに示すように傾斜してイオンビーム加工して当該イオンビーム加工による観察用試料への悪影響を軽減することが可能となる。
【０１１１】
次に、図８および図９を用いて上述した図７の具体的な指定、パラメータ算出、試料の傾斜などについて詳細に説明する。
【０１１２】
図８は、本発明の動作説明図（その３−１）を示す。
【０１１３】
図８の（ａ）は試料から観察用試料（斜線部）を加工する概念図を示し、図８の（ｂ）は図８の（ａ）のＸ−Ｘ’断面図を示し、図８の（ｃ）は加工する深さから加工に要する時間を算出するカーブ（実験）を示す。
【０１１４】
（１）加工開始位置ｅ、その加工線の長さｆ，限界線の位置ｇ，その加工線の長さｈの指定方法：
・図８の（ａ）に示すように、図１の装置を用い、ダイシング加工面まで既に加工されている試料を表示装置５２の画面上に表示する。
【０１１５】
・マウスでドラッグし、加工開始位置ｅ，加工線の長さｆを図示のように指定する。
【０１１６】
・同様に、観察用試料の端である、限界線の位置ｇ，加工線の長さｈを図示のように指定する。
【０１１７】
・以上によって、図８の（ａ）の斜線の部分が平面上の実際の加工部分として表示される。
【０１１８】
（２）底辺の形状の指定方法：
・（１）で図８の（ａ）の斜線部分が決定されたので、これに対応して、図８の（ａ）のＸ−Ｘ’から見た断面図である、図８の（ｂ）において、ｇ（限界線の位置），ｅ（加工開始位置）の点がそれぞれ決定され表示されるので、これら点ｇ，点ｅをマウスでドラッグし、ここでは、下方向に所定深さとなる位置（ミクロン単位）で入力（別ウィンドウでミクロン単位に表示されるので所望の位置で決定して入力、あるいはキーボードから入力）することにより、底辺の形状を図示の斜線のように決定する。更に、ここでは、任意の中間点をマウスでドラッグして図示の斜線のように設定する。
【０１１９】
・以上によって、図８の（ｂ）の斜線部分が深さ方向の実際の加工部分として表示されると共に、中間点が設定されて当該中間点から試料を傾斜してイオンビームによる悪影響を軽減して図示の斜線に示すようにイオン加工することが可能となる。
【０１２０】
（３）各パラメータの算出方法：
・実際に加工を行うには、指定された定義より、必要なパラメータを算出する必要がある。
【０１２１】
・加工位置の最小ステップ：図８の（ｂ）のｅからｇへの加工位置の最小ステップは、両者の距離差（ｇ−ｅ）を予め指定された例えば１００００分割した値（（ｇ−ｅ）／１００００）と算出する。
【０１２２】
・また、加工する線の長さをｆから中間点、中間点からｈにしていく割合も、各加工位置毎に計算しておく。図８の（ａ）では、各加工位置で、（ｆ−中間点の長さ）／１００００、（中間点の長さ−ｈ）／１００００づつ、長さを順次減らしていく。
【０１２３】
・各加工位置における加工時間は、図８の（ｂ）から各加工位置における深さをそれぞれ算出し、図８の（ｃ）の、予め実験で求めた、厚みと加工時間の関係図をもとに各加工位置における深さに対応する加工時間をそれぞれ算出する。
【０１２４】
・以上によって、全パラメータ（加工位置の最小ステップ、加工する線の各加工位置における長さとその深さに対応する加工時間など）が算出できたこととなる。
【０１２５】
（４）中間点以降の試料の傾斜角度の算出方法：
・実際に加工を行う際に、中間点に到達以降は、各加工位置毎に、実験で求めた図９のグラフから、深さに対応する角度を求めて当該角度にステージ１０を傾斜させることにより、イオンビームによる悪影響（ダメージなど）を軽減することが可能となる。
【０１２６】
図９は、本発明の動作説明図（その３−２）を示す。図９の（ｄ）の曲線は、イオン電流２０ｐＡで加工する時、試料を、何度傾ければ、ＦＩＢによるダメージが無視できる程度になるかを、経験的に求めたグラフである。傾ける方向は、図９の（ｅ）に示し、斜線の楕円がイオンビームを模式的に表したものである。
【０１２７】
以上のように、中間点以降で試料に与える傾斜角度は、１最小ステップ位置づつ、図９の（ｄ）の曲線から算出して決定し、実際の加工時にステージ１０を傾斜させつつイオンビーム加工することにより、試料への悪影響を軽減することが可能となった。
【０１２８】
次に、図１０のフローチャートの順番に従い、図１の他の構成の動作を詳細に説明する。図１０は、イオンビームによる加工画像をチェックして加工画像が変化した場合（イオンビームがドリフトなどによる）に、限界線の位置を修正して観察用試料の破損を防止するときの動作を説明したものである。
【０１２９】
図１０は、本発明の動作説明フローチャート（その４）を示す。
【０１３０】
図１０において、Ｓ３１は、指定する。これは、図示の下記のデータを、後述する図１１の（ａ）、（ｂ）に示すように指定する。
【０１３１】
・加工開始位置ｅ：
・加工線の長さｆ：
・加工底辺の形状：
・限界線の位置ｇ：
・限界線長さｈ：
ここで、加工開始位置ｅ、加工線の長さｆは、画面上で、後述する図１１の（ａ），（ｂ）の観察用試料から最も離れた加工を開始する位置ｅ、その加工線の長さｆである。加工底辺の形状は、画面上で、後述する図１１の（ｂ）の加工開始位置ｅにおける加工する点（始点）と、限界線の位置ｇにおける加工する点（終点）とを指定して決めた形状である。限界線の位置ｇ，限界線の長さｈは、画面上で、後述する図１１の（ａ），（ｂ）の観察用試料の加工を終了する位置ｇ、その長さｈである。
【０１３２】
Ｓ３２は、各パラメータを算出する。これは、図１１を用いて後述するように、Ｓ３１で指定された形状にイオンビームで加工するときの各パラメータ（例えば加工開始位置ｅと限界線の位置ｇとの間の距離を１００００分割し、イオン加工する量（幅）（パラメータ）を決定したり、各イオン加工する量（幅）でイオンビームを照射する時間（パラメータ）を決定したりなど）を算出する。
【０１３３】
Ｓ３３は、位置ｅに移動する。これは、ステージ１０などを操作し、試料の加工開始位置ｅを、イオンビームが照射される位置に移動する。
【０１３４】
Ｓ３４は、加工実行する。これは、Ｓ３３の状態で加工を開始する。
【０１３５】
Ｓ３５は、加工時間経過か判別する。これは、Ｓ３４で加工を開始した位置における、Ｓ３２のパラメータで算出した各位置におけるイオン加工時間を経過したか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ３６に進む。ＮＯの場合には、Ｓ３４に戻り加工実行することを繰り返す。
【０１３６】
Ｓ３６は、観察開始時間経過か判別する。これは、イオンビームによって加工された加工画像について、予め任意に設定された観察開始時間を経過か判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ３７に進む。
【０１３７】
Ｓ３７は、画像を得る。これは、図１で、２次電子検出器９で検出した信号をもとに試料の加工部分の２次電子像を表示装置５２上に表示する。そして、当該画像を認識して後述する図１２の（ｄ）で限界線ｇの修正が必要かチェックする。
【０１３８】
Ｓ３８は、限界線ｇの修正が必要か判別する。ＹＥＳの場合には、イオンビーム加工された画像が大きくなってしまっており、このままイオンビーム加工したのでは、当初指定の限界線ｇを超えてしまうのと判明したので、Ｓ３９でｇをｇ’に修正（即ち、現在のイオンビーム加工で当該限界線ｇで指定された位置を越えないように新たな限界線ｇ’（図１２参照）を算出して修正）し、Ｓ４０に進む。一方，Ｓ３８のＮＯの場合には、Ｓ４２に進む。
【０１３９】
Ｓ４０は、Ｓ３９で限界線の位置をｇからｇ’に修正したので、位置ｇ’に到達か判別する。ＹＥＳの場合には、終了位置までイオンビーム加工を完了したので、終了する。ＮＯの場合には、Ｓ４１で１最小単位分左に移動（次の限界線ｇ’に近い加工線に移動）し、Ｓ３４以降を繰り返す。
【０１４０】
Ｓ４２は、Ｓ３８のＮＯで限界線ｇの修正が不要と判明したので、位置ｇに到達か判別する。ＹＥＳの場合には、終了位置までイオンビーム加工を完了したので、終了する。ＮＯの場合には、Ｓ４３で１最小単位分左に移動し、Ｓ３４以降を繰り返す。
【０１４１】
以上によって、指定された加工開始位置ｅ，その長さｆ，加工底辺の形状、限界線の位置ｇ，その長さｈをもとに各加工ステップ毎に加工線の長さの変更ステップ、加工時間をパラメータとしてそれぞれ算出し、当該算出したパラメータをもと加工開始位置から加工限界線まで所定の長さで所定の時間だけイオンビーム加工することを繰り返す際に、予め設定された観察開始時間を経過したときに、イオンビームで加工された部分の２次電子像を表示して認識し、イオンビーム加工された画像（領域）が大きくあるいはドリフトしまっており、このままイオンビーム加工したのでは、当初指定の限界線ｇを超えてしまうのと判明した場合、限界線の位置ｇをｇ’に修正してイオンビーム加工を継続することにより、当初設定した限界線の位置まで正確にイオンビーム加工することが可能となる。
【０１４２】
次に、図１１を用いて上述した図１０の具体的な指定、パラメータ算出などについて詳細に説明する。
【０１４３】
図１１は、本発明の動作説明図（その４）を示す。
【０１４４】
図１１の（ａ）は試料から観察用試料（斜線部）を加工する概念図を示し、図１１の（ｂ）は図１１の（ａ）のＸ−Ｘ’断面図を示し、図１１の（ｃ）は加工する深さから加工に要する時間を算出するカーブ（実験）を示す。
【０１４５】
（１）加工開始位置ｅ、その加工線の長さｆ，限界線の位置ｇ，その加工線の長さｈの指定方法：
・図１１の（ａ）に示すように、図１の装置を用い、ダイシング加工面まで既に加工されている試料を表示装置５２の画面上に表示する。
【０１４６】
・マウスでドラッグし、加工開始位置ｅ，加工線の長さｆを図示のように指定する。
【０１４７】
・同様に、観察用試料の端である、限界線の位置ｇ，加工線の長さｈを図示のように指定する。
【０１４８】
・以上によって、図１１の（ａ）の斜線の部分が平面上の実際の加工部分として表示される。
【０１４９】
（２）底辺の形状の指定方法：
・（１）で図１１の（ａ）の斜線部分が決定されたので、これに対応して、図１１の（ａ）のＸ−Ｘ’から見た断面図である、図１１の（ｂ）において、当初のｇ（限界線の位置），ｅ（加工開始位置）の点がそれぞれ決定され表示されるので、これら点ｇ，点ｅをマウスでドラッグし、ここでは、下方向に所定深さとなる位置（ミクロン単位）で入力（別ウィンドウでミクロン単位に表示されるので所望の位置で決定して入力、あるいはキーボードから入力）することにより、底辺の形状を図示の斜線のように決定する。
【０１５０】
・以上によって、図１１の（ｂ）の斜線部分が深さ方向の実際の加工部分として表示される。
【０１５１】
（３）各パラメータの算出方法：
・実際に加工を行うには、指定された定義より、必要なパラメータを算出する必要がある。
【０１５２】
・加工位置の最小ステップ：図１１の（ｂ）のｅからｇへの加工位置の最小ステップは、両者の距離差（ｇ−ｅ）を予め指定された例えば１００００分割した値（（ｇ−ｅ）／１００００）と算出する。
【０１５３】
・また、加工する線の長さをｆからｈにしていく割合も、各加工位置毎に計算しておく。図１１の（ａ）では、各加工位置で、（ｆ−ｈ）／１００００づつ、長さをｆから順次減らしていく。
【０１５４】
・各加工位置における加工時間は、図１１の（ｂ）から各加工位置における深さをそれぞれ算出し、図１１の（ｃ）の、予め実験で求めた、厚みと加工時間の関係図をもとに各加工位置における深さに対応する加工時間をそれぞれ算出する。
【０１５５】
（４）観察開始時間の設定：
・試料またはイオンビーム自体のドリフトにより、加工部分が正確に加工できない場合に備え、図１１の（ｂ）のｅから加工を開始し、ｇに至るまで自動で加工する間に、指定した時間毎に、あるいは指定した位置毎に加工結果の画像を表示して認識させるために、観察開始時間（観察開始位置）を設定する（例えば所定時間毎（所定位置毎）、あるいは所定各時間（所定各位置）を設定する）。
【０１５６】
・以上によって、全パラメータ（加工位置の最小ステップ、加工する線の各加工位置における長さとその深さに対応する加工時間、加工結果の画像を認識する時間（位置）など）が算出（設定）できたこととなる。
【０１５７】
（５）ｇ’の位置決定方法：
・設定された観察開始時間の経過後、イオンビーム自体をスキャンし、加工部分の２次電子像を生成する。図１２のｆの部分を加工中に、観察開始時間の経過後にスキャンして得た２次電子像が図示の斜線部分の場合、何らかの原因によりｆ部分を加工中に当該斜線部分に加工されてしまったので、このまま加工を継続して限界線の位置ｇまで加工したたときには当該限界線の位置ｇよりも内側の部分までもイオン加工してしまうと予想されるので、現在の加工状態で丁度位置ｇまでイオン加工されるように限界線の位置ｇを位置ｇ’に後退させる修正を行う。この修正により、観察用試料の内側までイオン加工されるのを未然に防止することが自動的に可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明は、観察用試料から離れた位置より平行な一定長さのイオンビームを照射して決めた深さになったときに序々に観察用試料に近づいて行き、当該近づく速度を制御することで、観察用試料の側面を指定された深さの形状に均一に加工し、かつ観察用試料の形状変化や破損を防止して無駄な加工時間を節約することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明の１実施例構成図である。
【図２】本発明の動作説明フローチャート（その１）である。
【図３】本発明の動作説明図（その１）である。
【図４】本発明の動作説明フローチャート（その２）である。
【図５】本発明の動作説明図（その２−１）である。
【図６】本発明の動作説明図（その２−２）である。
【図７】本発明の動作説明フローチャート（その３）である。
【図８】本発明の動作説明図（その３−１）である。
【図９】本発明の動作説明図（その３−２）である。
【図１０】本発明の動作説明フローチャート（その４）である。
【図１１】本発明の動作説明図（その４−１）である。
【図１２】本発明の動作説明図（その４−２）である。
【図１３】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【０１６０】
１：液体金属イオン源
７：対物レンズ
８：ＸＹ偏向器
９：２次電子検出器
１０：ステージ
３１：処理装置
４１：パソコン
４２：画像表示手段
４３：加工結果認識手段
４４：パラメータ設定手段
４５：加工時間決定手段
４６：加工形状決定手段
４７：傾斜角決定手段
４８：加工実行手段
４９：傾斜手段
５１：入力装置
５２：表示装置
【図１】
2005172565.tif 000003
【図２】
2005172565.tif 000004
【図３】
2005172565.tif 000005
【図４】
2005172565.tif 000006
【図５】
2005172565.tif 000007
【図６】
2005172565.tif 000008
【図７】
2005172565.tif 000009
【図８】
2005172565.tif 000010
【図９】
2005172565.tif 000011
【図１０】
2005172565.tif 000012
【図１１】
2005172565.tif 000013
【図１２】
2005172565.tif 000014
【図１３】
2005172565.tif 000015