(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決められた観察目標断面、または該観察目標断面を含む観察領域で、試料の断面観察を行うために、前記試料に対して順次除去加工を施すことによって破断位置を移動させて観察用の断面を形成していく断面加工方法であって、
前記観察目標断面の近傍において前記観察用の断面が形成可能な範囲に、前記除去加工によって破断可能、かつ前記観察用の断面内で破断形状が識別可能であり、前記破断位置の移動方向における前記観察目標断面からの距離に応じて、前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかが漸次変化する形状となるマーク部を形成するマーク部形成工程と、
該マーク部形成工程で形成された前記マーク部を含む範囲で、第一の集束ビームを照射することにより前記試料および前記マーク部に対して除去加工を施して、前記観察用の断面を形成する断面形成工程と、
該断面形成工程で形成中または形成後の前記観察用の断面に第二の集束ビームを走査することにより前記観察用の断面の観察像を取得する観察像取得工程と
を備え、
前記観察像における前記マーク部の前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかが、前記破断位置の移動方向における前記観察領域の終端を示す状態、または前記終端を越えた状態を示す場合に、前記観察用の断面の形成を停止することを特徴とする断面加工方法。
【請求項２】
前記観察像取得工程で取得された前記観察像から、前記マーク部の前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかを取得して、
前記マーク部の前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかから、前記観察像に対応する前記観察用の断面の破断位置の情報を取得する破断位置情報取得工程を備え、
取得された前記破断位置の情報によって、前記観察用の断面の形成を停止するかどうかを判定することを特徴とする請求項１に記載の断面加工方法。
【請求項３】
次の観察用の断面を形成する場合には、前記観察像の状態に基づいて、次の断面形成工程における除去加工量を設定する断面加工制御工程を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の断面加工方法。
【請求項４】
前記マーク部は、
前記破断位置の移動方向に対する側方から見て前記観察目標断面において収束または交差する線状のエッジを有する形状が、前記破断位置の移動方向に交差する方向に延ばされた溝部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の断面加工方法。
【請求項５】
予め決められた観察目標断面、または該観察目標断面を含む観察領域で、試料の断面観察を行うために、前記試料に順次除去加工を施すことによって破断位置を移動させて観察用の断面を形成していく断面加工装置であって、
前記試料に第一の集束ビームを照射して前記除去加工を行う第一の集束ビーム装置と、
前記観察用の断面に第二の集束ビームを走査することにより前記観察用の断面の観察像を取得する第二の集束ビーム装置と、
前記観察目標断面または該観察目標断面を含む観察領域の近傍において前記観察用の断面が形成可能な位置に、前記除去加工によって破断可能かつ前記観察用の断面内での破断形状が識別可能であり、前記破断位置の移動方向における前記観察目標断面からの距離に応じて、前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかが漸次変化する形状を有するマーク部を形成するための制御情報を生成するマーク部形成制御部と、
該マーク部形成制御部の制御情報に基づいて形成された前記マーク部を含む範囲で、前記第一の集束ビーム装置を用いて前記第一の集束ビームを照射させることにより前記試料および前記マーク部に除去加工を施して、前記観察用の断面を形成する断面形成制御部と、
該断面形成制御部で形成された前記観察用の断面に前記第二の集束ビーム装置を用いて前記第二の集束ビームを走査することにより、前記観察用の観察像を取得する観察像取得制御部と、
前記観察像における前記マーク部の前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかが、前記破断位置の移動方向における前記観察領域の終端を示す状態、または前記終端を越えた状態を示す場合に、前記観察用の断面の形成を停止する停止手段を備えることを特徴とする断面加工装置。
【請求項６】
前記観察像取得制御部で取得された前記観察像から、前記マーク部の前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかを取得して、
前記マーク部の前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかから、前記観察像に対応する前記観察用の断面の破断位置の情報を取得する破断位置情報取得部とを備えることを特徴とする請求項５に記載の断面加工装置。
【請求項７】
次の観察用の断面を形成する場合には、前記観察像の状態に基づいて、次の断面形成における除去加工量を設定する断面加工制御ユニットを備えることを特徴とする請求項５または６に記載の断面加工装置。
【請求項８】
前記マーク部は、
前記破断位置の移動方向に対する側方から見て前記観察目標断面において収束または交差する線状のエッジを有する形状が、前記破断位置の移動方向に交差する方向に延ばされた溝部を備えることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の断面加工装置。
【請求項９】
試料を第一の集束ビームによって加工する第一の集束ビーム装置と、該第一の集束ビーム装置の加工位置を第二の集束ビームによって観察する第二の集束ビーム装置を備え、予め決められた観察目標断面、または該観察目標断面を含む観察領域で、前記試料の断面観察を行うために、前記試料に順次除去加工を施すことによって破断位置を移動させて観察用の断面を形成していく断面加工装置であって、
前記試料の表面上の少なくとも２箇所から前記試料の内側の領域に、破断形状および破断形状の位置の少なくともいずれかが前記破断位置の移動方向における前記観察目標断面からの距離に応じて漸次収束する収束部を有するマーク部を、前記収束部が予め決められた観察目標断面の位置あるいはその位置の近傍に来るように形成するための制御情報を生成するマーク形成制御部を有し、
前記第一の集束ビーム装置を用いて、前記制御情報に基づきエッチングまたはデポジションにより前記少なくとも２箇所のマーク部を形成した後、該マーク部の各収束部を結ぶ方向と平行方向に前記第一の集束ビームを主走査して前記観察目標断面から離れた位置から前記観察目標断面に近づけながら断面加工すると共に、前記マーク部の加工断面を前記第二の集束ビーム装置で観察し、前記収束部あるいはその近傍に到達した時に断面加工を終えることを特徴とする断面加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断面加工方法および装置に関する。例えば、半導体チップ内部の欠陥を観察する場合などに、試料に順次除去加工を施すことによって破断位置を移動させて観察用の断面を形成していく断面加工方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、半導体チップ内部の不良などを観察する場合、集束イオンビームによって試料を破断して観察用の断面を形成して、この断面を電子顕微鏡によって観察することが行われている。このような観察用の断面は、例えば、試料の欠陥の位置を欠陥検査装置などによって特定し、その位置情報に基づいて断面加工が行われる。すなわち、集束イオンビームを試料に照射して、順次除去加工を繰り返し、破断面を欠陥が存在する位置まで移動させる。観察すべき欠陥はきわめて微小であるため、欠陥が存在する位置の近傍では、破断面の移動量も微小とし、例えば、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）などで、破断面を観察しながら断面加工を進める必要がある。
また、透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope, TEM）で観察するためのＴＥＭ試料を作成する場合も同様である。
このような断面加工を精度よく効率的に行うため、試料にマークを施し、マークの位置を検出しながら、断面加工を進めることが知られている。
このような断面加工方法および装置として、例えば、特許文献１には、ＴＥＭ試料の作成に先だって、ＴＥＭ試料の加工領域の外側にＴＥＭ試料の中心線である観察線を示す十字状の２つのマークを集束イオンビーム装置で形成し、これらのマーク位置を検出して、加工対象の位置決めや断面加工を行う試料評価・処理観察システムが記載されている。このシステムでは、マークは、集束イオンビームによってＴＥＭ試料の観察面と略直交する非加工面上に形成される。
また、特許文献２には、試料の加工面にイオンビームを照射して試料加工を行うとともに、その試料加工部の周辺にマークを形成するようにした試料作製方法および装置において、マークから見てどの方向に試料加工部があるかが分かるようにマークを形成する技術が記載されている。特許文献２に記載の試料作製方法では、ＴＥＭ試料作製の場合には、加工対象である試料ブロックにおいて、イオンビームを照射する加工面と、ＴＥＭ試料を観察する方向の表面にそれぞれ形状の異なるマークが形成され、マークが形成された面に対する試料加工部の方向が分かるようになっている。
【特許文献１】特開平１０−６４４７３号公報
【特許文献２】特開２００５−１１４５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の断面加工方法および装置には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、マークがＴＥＭ試料の加工領域の外側の観察線の線上、すなわち、ＴＥＭ試料の観察面と略直交する非加工面上に形成されるので、破断面の観察と、マーク位置の検出とを同時に行うことができない。また、マークの検出を集束イオンビームを用いて行う場合にも、マークが加工領域から離れているため、加工位置と異なる位置を走査したり、フォーカスをそれぞれの位置に合わせ直したりする必要があるため、断面加工とは別工程となる。
したがって、１つの破断面を断面加工した後に、破断面の観察とマークの検出とを別々に行わなくてはならないため、加工時間が増大してしまうという問題がある。
特許文献２に記載の技術では、特許文献１と同様に加工面に設けられたマークの他にＴＥＭ試料を観察する方向にもマークを形成するため、破断面を断面加工した後、破断面の観察と同方向から、マークを観察することができるものの、マークは試料加工部の方向を示すだけなので、加工面に設けられたマークに対する破断面の距離情報を取得することができない。したがって、破断面が目標位置まで進んだかどうかは、加工面側のマークを観察しなければならないため、やはり特許文献１と同様な問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、断面加工の加工効率を向上することができる断面加工方法および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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の断面加工方法は、予め決められた観察目標断面、または該観察目標断面を含む観察領域で、試料の断面観察を行うために、前記試料に対して順次除去加工を施すことによって破断位置を移動させて観察用の断面を形成していく断面加工方法であって、前記観察目標断面の近傍において前記観察用の断面が形成可能な範囲に、前記除去加工によって破断可能、かつ前記観察用の断面内で破断形状が識別可能であり、前記破断位置の移動方向における前記観察目標断面からの距離に応じて、前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかが漸次変化する形状となるマーク部を形成するマーク部形成工程と、該マーク部形成工程で形成された前記マーク部を含む範囲で、第一の集束ビームを照射することにより前記試料および前記マーク部に対して除去加工を施して、前記観察用の断面を形成する断面形成工程と、該断面形成工程で形成中または形成後の前記観察用の断面に第二の集束ビームを走査することにより前記観察用の断面の観察像を取得する観察像取得工程とを備え、前記観察像における前記マーク部の前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかが、前記破断位置の移動方向における前記観察領域の終端を示す状態、または前記終端を越えた状態を示す場合に、前記観察用の断面の形成を停止する方法とする。
この発明によれば、まず、マーク部形成工程で、予め決められた観察目標断面の近傍において観察用の断面が形成可能な範囲に、除去加工によって破断可能、かつ観察用の断面内で破断形状が識別可能なマーク部を形成する。次に、断面形成工程では、マーク部形成工程で形成されたマーク部を含む範囲で、試料およびマーク部に対して除去加工を施して、観察用の断面を形成する。そして、観察像形成工程では、断面形成工程で形成中または形成後の観察用の断面の観察像を取得する。
この観察用の断面の観察像には、マーク部の破断形状が識別可能に現れるので、観察用の断面を観察するのみで、断面の破断位置が、マーク部が設けられた位置に到達したことを検知することができる。従って、断面の観察以外に離れた場所にあるマーク部をビームで走査したり、フォーカスをそれぞれの位置に合わせ直したりする必要がない。また、マーク部を、観察目標断面を含む平面から一定の距離または距離範囲だけ離れた位置に設けておくことで、観察目標断面から一定の距離または距離範囲の位置に到達したことを検知することができる。これにより次の断面形成工程での破断位置を適切に設定することができる。
また、マーク部が、断面形成工程で形成される観察用の断面の破断位置に応じて、破断形状および観察用の断面内での破断形状の位置の少なくともいずれかが変化するから、観察像取得工程で取得した、マーク部の破断形状およびその位置の少なくともいずれかの変化によって、破断位置の変化を確かめつつ、断面加工を行うことができる。
【０００７】
また、本発明の断面加工方法では、前記観察像取得工程で取得された前記観察像から、前記マーク部の前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかを取得して、前記マーク部の前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかから、前記観察像に対応する前記観察用の断面の破断位置の情報を取得する破断位置情報取得工程を備え、取得された前記破断位置の情報によって、前記観察用の断面の形成を停止するかどうかを判定することが好ましい。
この場合、破断位置情報取得工程によって、観察像に対応する前記観察用の断面の破断位置の情報を取得することができる。
【０００８】
また、本発明の断面加工方法では、次の観察用の断面を形成する場合には、前記観察像の状態に基づいて、次の断面形成工程における除去加工量を設定する断面加工制御工程を備えることが好ましい。
この場合、断面加工制御工程によって、次の観察用の断面を形成するかどうか判定するとともに、次の観察用の断面を形成する場合には、観察用の断面の破断位置の情報に基づいて、次の断面形成工程における除去加工量を設定するので、自動加工に好適な方法となる。
また、本発明の断面加工方法では、前記マーク部は、前記破断位置の移動方向に対する側方から見て前記観察目標断面において収束または交差する線状のエッジを有する形状が、前記破断位置の移動方向に交差する方向に延ばされた溝部を備えることが好ましい。
【０００９】
本発明の断面加工装置は、予め決められた観察目標断面、または該観察目標断面を含む観察領域で、試料の断面観察を行うために、前記試料に順次除去加工を施すことによって破断位置を移動させて観察用の断面を形成していく断面加工装置であって、前記試料に第一の集束ビームを照射して前記除去加工を行う第一の集束ビーム装置と、前記観察用の断面に第二の集束ビームを走査することにより前記観察用の断面の観察像を取得する第二の集束ビーム装置と、前記観察目標断面または該観察目標断面を含む観察領域の近傍において前記観察用の断面が形成可能な位置に、前記除去加工によって破断可能かつ前記観察用の断面内での破断形状が識別可能であり、前記破断位置の移動方向における前記観察目標断面からの距離に応じて、前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかが漸次変化する形状を有するマーク部を形成するための制御情報を生成するマーク部形成制御部と、該マーク部形成制御部の制御情報に基づいて形成された前記マーク部を含む範囲で、前記第一の集束ビーム装置を用いて前記第一の集束ビームを照射させることにより前記試料および前記マーク部に除去加工を施して、前記観察用の断面を形成する断面形成制御部と、該断面形成制御部で形成された前記観察用の断面に前記第二の集束ビーム装置を用いて前記第二の集束ビームを走査することにより、前記観察用の観察像を取得する観察像取得制御部と、前記観察像における前記マーク部の前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかが、前記破断位置の移動方向における前記観察領域の終端を示す状態、または前記終端を越えた状態を示す場合に、前記観察用の断面の形成を停止する停止手段を備える構成とする。
この発明によれば、本発明の断面加工方法に用いることができる断面加工装置となっているので、本発明の断面加工方法と同様の作用効果を備える。
【００１０】
また、本発明の断面加工装置では、前記観察像取得制御部で取得された前記観察像から、前記マーク部の前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかを取得して、前記マーク部の前記破断形状および前記観察用の断面内での前記破断形状の位置の少なくともいずれかから、前記観察像に対応する前記観察用の断面の破断位置の情報を取得する破断位置情報取得部を備えることが好ましい。
この場合、本発明の破断位置情報取得工程を備える断面加工方法に用いることができる断面加工装置となっているので、本発明の破断位置情報取得工程を備える断面加工方法と同様の作用効果を備える。
【００１１】
また、本発明の断面加工装置では、次の観察用の断面を形成する場合には、前記観察像の状態に基づいて、次の断面形成における除去加工量を設定する断面加工制御ユニットを備えることが好ましい。
この場合、本発明の断面加工方法に用いることができる断面加工装置となっているので、本発明の断面加工方法と同様の作用効果を備える。
また、本発明の断面加工装置では、前記マーク部は、前記破断位置の移動方向に対する側方から見て前記観察目標断面において収束または交差する線状のエッジを有する形状が、前記破断位置の移動方向に交差する方向に延ばされた溝部を備えることが好ましい。
【００１２】
本発明の断面加工装置は、試料を第一の集束ビームによって加工する第一の集束ビーム装置と、該第一の集束ビーム装置の加工位置を第二の集束ビームによって観察する第二の集束ビーム装置を備え、予め決められた観察目標断面、または該観察目標断面を含む観察領域で、前記試料の断面観察を行うために、前記試料に順次除去加工を施すことによって破断位置を移動させて観察用の断面を形成していく断面加工装置であって、前記試料の表面上の少なくとも２箇所から前記試料の内側の領域に、破断形状および破断形状の位置の少なくともいずれかが前記破断位置の移動方向における前記観察目標断面からの距離に応じて漸次収束する収束部を有するマーク部を、前記収束部が予め決められた観察目標断面の位置あるいはその位置の近傍に来るように形成するための制御情報を生成するマーク形成制御部を有し、前記第一の集束ビーム装置を用いて、前記制御情報に基づきエッチングまたはデポジションにより前記少なくとも２箇所のマーク部を形成した後、該マーク部の各収束部を結ぶ方向と平行方向に前記第一の集束ビームを主走査して前記観察目標断面から離れた位置から前記観察目標断面に近づけながら断面加工すると共に、前記マーク部の加工断面を前記第二の集束ビーム装置で観察し、前記収束部あるいはその近傍に到達した時に断面加工を終える構成とする。
この発明によれば、本発明の断面加工方法に用いることができる断面加工装置となっているので、本発明の断面加工方法と同様の作用効果を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の断面加工方法および装置によれば、観察用の断面の観察像を取得するのみで、破断位置を検知することができるので、断面加工の加工効率を向上することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施形態に係る断面加工装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る断面加工装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る断面加工装置の概略構成を示す模式的な断面図である。図３は、本発明の実施形態に係る断面加工装置によって加工中の試料の様子を示す模式的な斜視図である。図４は、本発明の実施形態に係る断面加工装置の制御ユニットの機能ブロック図である。なお、図中に記載のＸＹＺ座標系は、方向参照の便宜のために各図共通に設けたもので、それぞれ、Ｚ軸正方向が鉛直方向の上側を示し、ＸＹ平面が水平面を示す。
【００１５】
本実施形態の断面加工装置１００は、図１、２に示すように、真空室１３と、イオンビーム照射系２０と、試料１を保持する試料台１４と、試料台１４を可動保持する試料ステージ１６と、走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭと略称する）１８と、ガス銃１１と、制御ユニット３０（断面加工制御ユニット）と、表示部３８とを備えている。
真空室１３は、内部を所定の真空度まで減圧可能になっており、上記の制御ユニット３０および表示部３８を除く各構成品はそれらの一部または全部が真空室１３内に配置されている。
【００１６】
断面加工装置１００は、これらの構成により、予め決められた観察目標断面、またはこの観察目標断面を含む観察領域で、試料１の断面観察を行うために、試料１に順次除去加工を施すことにより破断位置を移動させて観察用の断面を形成していくものである。
図３に、試料１が加工される様子の一例を示す。
【００１７】
試料１は、予め決められた観察目標断面２または観察目標断面２含む近傍の観察領域で、断面観察を行うためのもので、例えば、欠陥を有する半導体チップなどからなる。
図３の例では、イオンビーム照射系２０の光軸に一致する矢印Ａに直交して配置された加工面１ａを有する板状部材からなる。
そして、試料ステージ１６によって試料１を移動させながらイオンビーム照射系２０からイオンビーム２０Ａ（第一の集束ビーム）を照射することによって、試料１を除去加工して観察方向に対峙する破断面１ｃを形成できるようになっている。破断面１ｃの近傍は加工面１ａから破断面１ｃの下端（図視Ｚ軸負方向側）に向かって傾斜する斜面が形成されている。そしてＳＥＭ１８によって、この斜面に沿う観察方向（矢印Ｂ方向）から、破断面１ｃの全体を観察できるようになっている。すなわち、破断面１ｃは、観察用の断面を構成している。
【００１８】
観察目標断面２は、例えば、欠陥検査装置（不図示）などによって取得される試料１の欠陥の位置情報に基づいて位置および大きさを予め決めておく。また、欠陥検査装置において、欠陥の検出位置誤差が考えられる場合や欠陥が大きくて複数断面の観察が必要な場合、あるいは、欠陥の周囲の正常部分の画像も観察したい場合には、観察目標断面を含む３次元的な観察領域を設定し、この観察領域内を順次観察していくことができる。
以下では、観察目標断面２は、試料１上の一定位置、例えば、加工面１ａと斜面との交線が形成された位置を基準位置として、距離Ｌ０の断面内の幅ｗ×高さｈの矩形状の領域であるとして説明する。すなわち、観察目標断面２は、観察方向において距離Ｌ０に位置している。観察目標断面２と加工面１ａの交線を観察目標線Ｐと呼ぶことにする。
マーク部４Ａ、４Ｂは、観察目標断面２の位置を、直接的または間接的に示すもので、断面加工装置１００により断面加工に先だって試料１に形成されるものである。
【００１９】
以下、断面加工装置１００の各構成について説明する。
イオンビーム照射系２０は、本実施形態では、光軸が鉛直方向に沿って配置された集束イオンビーム鏡筒を備えており、真空室１３内の試料台１４の上方に配置されている。そのため、試料台１４上に載置された試料１に対して鉛直上方（図示Ｚ軸正方向）からイオンビーム２０Ａを照射することで、試料１を鉛直下方（図示Ｚ軸負方向）に向かってエッチングすることができるようになっている。
また、イオンビーム照射系２０は、制御ユニット３０と電気的に接続され、制御ユニット３０の制御信号によってイオンビーム２０Ａの照射位置や照射条件の制御が行われる。
イオンビーム照射系２０、および制御ユニット３０は、第一の集束ビーム装置を構成している。
【００２０】
イオンビーム照射系２０は、集束イオンビーム鏡筒内に、イオンを発生させるとともに流出させるガスフィールドイオン源２１と、ガスフィールドイオン源２１から引き出されたイオンを集束イオンビームであるイオンビーム２０Ａに成形するイオン光学系２５とを備えている。
【００２１】
ガスフィールドイオン源２１は、特に図示しないが、例えば、高真空状態に保持されたイオン発生室、先端が原子レベルで尖鋭化されたピラミッド状をなし、タングステンやモリブデンからなる針状の基材に、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、金等の貴金属を被覆してなるエミッタ、イオン室に微量の希ガス（例えばＡｒガス）を供給するガス供給源、引出電極、および冷却装置などの構成を備える。
このような構成により、ガスフィールドイオン源２１は、エミッタと引出電極の間に電圧を印加することで、希ガスイオンが発生させ（電界イオン化）、この希ガスイオンによるイオンビームをイオン光学系２５に向けて射出できるようになっている。
【００２２】
イオン光学系２５は、例えば、ガスフィールドイオン源２１側から真空室１３側に向けてガスフィールドイオン源２１からのイオンビームを集束するコンデンサーレンズと、イオンビームを絞り込む絞りと、イオンビームの光軸を調整するアライナと、イオンビームを試料に対して集束する対物レンズと、試料上でイオンビームを走査する偏向器とが、この順に配置されて構成される。
このような構成のイオンビーム照射系２０では、ソースサイズ１ｎｍ以下、イオンビームのエネルギー広がりも１ｅＶ以下にできるため、集束イオンビームのビーム径を、例えば、１ｎｍ以下に絞ることができる。また、ガスフィールドイオン源２１を用いた集束イオンビームは、ＳＥＭ１８の代わりに破断面１ｃの観察に用いることも可能である。
【００２３】
試料ステージ１６は、図２に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸まわりのチルト移動を行うチルト機構１６ａと、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿う平行移動を行うＸＹＺ移動機構１６ｂと、Ｚ軸回りの回転移動を行うローテーション機構１６ｃとからなり、チルト機構１６ａ上に、試料台１４が保持されている。
また、チルト機構１６ａ、ＸＹＺ移動機構１６ｂ、ローテーション機構１６ｃは、それぞれ、制御ユニット３０と通信可能に接続され、制御ユニット３０からの制御信号によって移動量が制御される。
【００２４】
ＳＥＭ１８（第二の集束ビーム装置）は、試料台１４上の試料１において、イオンビーム２０Ａによって形成された破断面（観察用の断面）の観察像を取得する観察像を取得するものである。本実施形態では、電子銃、集束レンズ、走査コイル、対物レンズなどを周知の構成を備え、試料１上で電子プローブ（第二の集束ビーム）を走査するＳＥＭ本体１８ａと、試料１上から放出される二次電子を検出する二次電子検出器１８ｂとからなる。
本実施形態では、観察用の断面を図１、２のＹＺ平面に平行に形成するので、ＳＥＭ本体１８ａの光軸を、観察方向に沿って配置する。
二次電子検出器１８ｂは、図１、２では、試料１の斜め上方に配置されているが、試料１から放出される二次電子を検出することができれば配置位置は特に限定されない。
また、ＳＥＭ１８は、制御ユニット３０と電気的に接続され、制御ユニット３０の制御信号によって観察像の取得動作が制御されるようになっている。
二次電子検出器１８ｂの検出出力は、電子プローブの走査位置と同期可能な状態で制御ユニット３０に送出される。なお、ＳＥＭ１８は、二次電子検出器１８ｂの検出出力をアナログ表示するためのＣＲＴを備えていてもよい。
【００２５】
ガス銃１１は、試料１の近傍に、イオンビーム２０Ａによるエッチングのエッチングレートを高めるためのエッチングレート増大用のガスや、後述するマーク部をデポジションによって形成する場合のデポジション用ガス等のガスを供給するものである。
ガス銃１１からデポジション用ガスを供給しながら、試料１にイオンビーム２０Ａを照射すれば、ガスアシストデポジションを行うことができ、試料１上に金属や絶縁体の堆積物あるいは成膜物を形成することができる。
【００２６】
制御ユニット３０は、断面加工装置１００の制御全般を行うもので、例えば、イオンビーム照射系２０、試料ステージ１６、ＳＥＭ１８など、断面加工装置１００を構成する各部と電気的に接続されている。
また、制御ユニット３０には、二次電子検出器１８ｂから送られた画像データに基づいて試料１の観察用の断面の画像を表示したり、その画像に、例えば破断面の位置情報などの文字や記号を重ね合わせて表示したりするためのモニタからなる表示部３８が接続されている。
【００２７】
制御ユニット３０の機能構成は、図４に示すように、画像取込部３１、記憶部３２、演算処理部３４（破断位置情報取得部）、装置制御部３３、およびマーク部形成制御部３５からなる。
画像取込部３１は、二次電子検出器１８ｂからの検出出力を電子プローブの走査位置ごとの輝度データとして取り込み、２次元画像データを生成して、記憶部３２に送出するものである。
記憶部３２は、画像取込部３１が取り込んだ試料１の観察用の断面の画像データを記憶するとともに、演算処理部３４の演算に必要な情報や演算結果などを記憶するものである。
演算処理部３４は、記憶部３２に記憶された画像データを画像処理して、断面内に現れた後述するマーク部の破断形状を検出し、そのマーク部の破断形状および断面内における破断形状の位置の少なくともいずれかを算出し、予め記憶部３２に記憶されたマーク部の形状および形成位置の情報から、画像データが取得された断面の破断位置を算出するものである。
装置制御部３３は、画像取込部３１および演算処理部３４の動作タイミングを制御するとともに、制御ユニット３０に接続された装置各部の動作制御を行うものである。
マーク部形成制御部３５は、イオンビーム照射系２０によって、観察用の断面内での破断形状が識別可能なマーク部を形成するための制御情報を装置制御部３３に送出するものである。
【００２８】
制御ユニット３０の装置構成は、専用のハードウェアを用いてもよいが、本実施形態では、ＣＰＵ、メモリ、外部記憶装置、入出力インターフェースなどを備えたコンピュータによって、演算用、制御用のプログラムを実行させることで実現している。
【００２９】
このように、本実施形態の断面加工装置１００は、試料を第一の集束ビームによって加工する第一の集束ビーム装置と、第一の集束ビーム装置の加工位置を第二の集束ビームによって観察する第二の集束ビーム装置を備えた複合集束ビーム装置から構成される。
【００３０】
次に、断面加工装置１００の動作について説明する。
図５は、図３におけるＡ視の部分拡大図である。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、破断面が、それぞれ図５におけるＣ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線、Ｆ−Ｆ線に沿う断面に到達したときの、図３におけるＢ視方向の部分拡大図である。図７（ａ）は、本発明の実施形態に係るマーク部の破断形状の一例を示す模式的な部分断面図である。
【００３１】
断面加工装置１００を用いた本実施形態の断面加工方法は、マーク部形成工程、断面形成工程、観察像取得工程、破断位置情報取得工程、および断面加工制御工程を、この順に行うものである。
ただし、断面加工制御工程における判定によっては、断面形成工程から断面加工制御工程までの工程を繰り返し行う。また、断面形成工程と観察像取得工程とは並行して実行してもよい。
【００３２】
マーク部形成工程では、マーク部形成制御部３５から装置制御部３３にマーク部を形成するための制御情報を送出して、観察目標断面２の近傍において観察用の断面が形成可能な範囲に、イオンビーム２０Ａによる除去加工によって破断可能、かつ観察用の断面内で破断形状が識別可能なマーク部を形成する。本実施形態においては、試料上面からみて、断面形成進行方向に対し、ばつ印状のクロスマークを設けている。
例えば、図３、５、６（ａ）に示す例では、観察目標断面２の幅方向の外側近傍に、それぞれ、加工面１ａから試料１の内側に一定の深さで設けられた長さＭの溝４ａ、４ｂが加工面１ａ上でそれぞれの中点で、Ｘ字状に交差した形状に加工するための制御情報を、マーク部形成制御部３５から装置制御部３３に送出することで、マーク部４Ａ、４Ｂを形成している。
マーク部４Ａ、４Ｂの観察方向の位置は、それぞれの溝４ａ、４ｂが交差した交差部４ｃ（収束部、図５参照）の中心が、観察目標線Ｐ上に位置するように設けている。また、それぞれの溝４ａ、４ｂは、観察目標線Ｐに対して角度θだけ傾斜している。ここで、角度θは、観察目標線Ｐに対する溝４ａ、４ｂのなす角のうち鋭角となる角度である。
また、マーク部４Ａ、４ＢのＸ軸方向の形成範囲は、少なくとも観察領域のＸ軸方向幅以上となるように設定する。
溝４ａ、４ｂは、破断面１ｃで破断されれば、図７（ａ）に示すように、破断面１ｃ上で幅ｔ、中心間距離ｄのコ字状またはＵ字状のエッジが溝に沿って現れるため、ＳＥＭ１８によって識別可能である。
このようなマーク部４Ａ、４Ｂは、試料の表面上の少なくとも２箇所に、断面加工を進めるにつれて破断形状および破断形状の位置の少なくともいずれかが収束する収束部を有するマーク部となっている。
【００３３】
マーク部４Ａ、４Ｂは次のようにして形成される。
まず、例えば、欠陥検査装置などによる検査で取得された観察目標断面２の位置情報が、試料１上の座標情報として制御ユニット３０の装置制御部３３に適宜の手段で通知される。例えば、この位置情報は、不図示の操作部から手動入力することで、装置制御部３３に通知してもよいし、断面加工装置１００と欠陥検査装置とが通信回線で接続されている場合には、通信回線を通して装置制御部３３に自動的に通知されてもよい。
【００３４】
次に、装置制御部３３は、観察目標断面２の位置情報、大きさの情報から、幅Ｗ×高さＨ（ただし、Ｗ＞ｗ、Ｈ＞ｈ）の矩形状領域であるＳＥＭ１８の観察可能範囲（電子プローブの走査可能範囲）の位置を、観察目標断面２の全体が含まれ、観察目標断面２が観察可能範囲の幅方向の略中央部に位置するように、試料ステージ１６を駆動して、ＹＺ平面内のＳＥＭ１８と試料台１４に保持された試料１との位置合わせを行う。
【００３５】
一方、マーク部形成制御部３５は、装置制御部３３が取得した観察目標断面２の位置情報から、観察目標線Ｐ上で交差部４ｃを形成する座標を算出し、イオンビーム照射系２０から出射されるイオンビーム２０Ａが試料１上で、マーク部４Ａ、４Ｂの各溝４ａ、溝４ｂの軌跡を描くように、イオンビーム照射系２０を制御する情報を生成して装置制御部３３に送出する。
溝４ａ、４ｂの深さおよび溝幅は、溝４ａ、４ｂが、断面形成工程で破断されたとき、破断形状がＳＥＭ１８で良好に観察できれば特に制限されない。すなわち、破断面１ｃにおける破断形状のエッジ位置や溝幅などが精度よく解像され、かつ試料１内の他部分の画像から区別して認識できる大きさであればよい。ただし、加工時間を短縮するためには、深さ、幅ともできるだけ小さいことが好ましい。
【００３６】
装置制御部３３は、マーク部形成制御部３５から送出された情報に基づいて、イオンビーム照射系２０を制御し、加工面１ａに向けてイオンビーム２０Ａを照射させる。これによりイオンビーム２０Ａによって試料１がエッチングされ、マーク部４Ａの溝４ａ、４ｂが形成される。
次に同様にしてマーク部４Ｂを形成する。
以上でマーク部形成工程が終了する。
【００３７】
次に、断面形成工程を行う。
本工程は、マーク部４Ａ、４Ｂを含む幅Ｗ×高さＨの範囲で、試料１およびマーク部４Ａ、４Ｂに対してイオンビーム２０Ａによる除去加工を施して、破断面１ｃを形成する工程である。
本実施形態の例では、マーク部４Ａ、４Ｂは、観察目標断面２の位置を決める基準位置から距離Ｌの位置に形成されるので、最初の断面形成工程は、マーク部４Ａ、４Ｂの端部が破断面１ｃで破断されるまで除去加工を行う。すなわち、図３に示すように、加工面１ａから、観察目標断面２に向かって斜めに傾斜する凹部からなる空間Ｓを形成していき、基準位置からＸ軸正方向に向かってＬの位置で、幅Ｗ×高さＨの破断面１ｃを形成する加工を行う。
まず、イオンビーム照射系２０の光軸を、加工面１ａの基準位置上に移動させる。そして、イオンビーム２０Ａを照射して、試料１を幅Ｗの範囲でＹ軸方向に往復移動させつつ、試料１をＸ軸負方向側に距離Ｌの位置まで移動していく。
これにより、加工面１ａ上でイオンビーム２０Ａがラスタ走査され空間Ｓに対応する領域が除去加工され、図３に示す状態が得られる。
このような断面形成工程において、イオンビーム照射系２０および制御ユニット３０は、断面形成制御部を構成している。
【００３８】
この除去加工は、マーク部４Ａ、４ＢのＸ軸方向の端部が、加工精度に比べて観察目標線Ｐから十分離れている場合には、加工途中の破断面１ｃをＳＥＭ１８によって観察することなしに行うことができる。
また、この除去加工では、観察目標断面２の観察に支障のある不純物が打ち込まれるおそれがなければ、エッチングレートを向上するために、ガス銃１１からエッチングレート増大用のガスを供給してガスアシストエッチングを行ってもよい。
【００３９】
次に、観察像取得工程を行う。
本工程は、ＳＥＭ１８によって、断面形成工程で形成された破断面１ｃの観察像を取得する工程である。
すなわち、ＳＥＭ本体１８ａによって生成される電子プローブを破断面１ｃ上でラスタ走査させ、それぞれの走査位置で破断面１ｃから放射される二次電子を二次電子検出器１８ｂによって検出する。
二次電子検出器１８ｂは、二次電子の検出出力を電子プローブの走査位置との同期をとる同期信号とともに制御ユニット３０の画像取込部３１に送出する。
画像取込部３１は、同期信号に基づいて、送出された二次電子検出器１８ｂからの検出出力を電子プローブの走査位置ごとの輝度データとして取り込み、２次元画像データを生成して、記憶部３２に送出する。記憶部３２に記憶された２次元画像データは、装置制御部３３によって、表示部３８に映像信号として送出され、表示部３８に表示される。
【００４０】
次に、破断位置情報取得工程を行う。
本工程は、観察像取得工程で取得された観察像である２次元画像データから、破断面１ｃ内でのマーク部４Ａ、４Ｂの破断形状および破断形状の位置の少なくともいずれかを取得して、この破断形状および破断形状の位置の少なくともいずれかから、２次元画像に対応する破断面１ｃの破断位置の情報を取得する工程である。
本実施形態では、破断位置の情報は、演算処理部３４によって２次元画像データを画像処理して取得する。例えば、破断形状であるコ字状またはＵ字状の溝形状を、エッジ抽出などの画像処理によって抽出し、溝内面のＹ軸方向の位置、溝の幅、溝中心の位置などを算出する。
ただし、必要な破断位置の情報の精度によっては、表示部３８に表示された画像を加工者が観察して表示部３８の画像から概略に破断位置を把握するだけでもよい。
【００４１】
破断面１ｃの位置情報は、破断面１ｃで破断された溝４ａ、４ｂの破断形状の中心間距離から一意に求まる。例えば、図６（ａ）に示すように、マーク部４Ａ、４Ｂが溝４ａ、４ｂの端部で破断された場合、破断形状の中心間距離をｄ１とすると、次式のように、観察目標線Ｐまでの距離（Ｌ０―Ｌ）が分かる。
Ｌ０―Ｌ＝（ｄ１・ｔａｎθ）／２                                  ・・・（１）
この関係は、予め記憶部３２に記憶しておく。
破断面１ｃの観察方向の位置が、図５に示すＣ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｆ−Ｆ線のように変化すると、それに応じて、中心間距離が、ｄ２、ｄ３、ｄ４のように変化する。これらとｄ１との比を取れば、相似比の関係から、それぞれの位置における観察目標線Ｐまでの距離を算出することができる。例えば、中心間距離がｄ２となった場合、観察目標線Ｐまでの距離ｘは、ｘ＝（Ｌ０−Ｌ）・（ｄ２／ｄ１）となる。
破断面１ｃが、観察目標線Ｐに近接すると、溝４ａ、４ｂは合体して破断形状は１つの溝となる。破断面１ｃと観察目標線Ｐとが一致した場合には、図６（ｄ）に示すように、交差部４ｃが破断され、溝４ａ、４ｂの幅および角度θに応じて予め知られた最小幅の溝形状が現れる。
【００４２】
したがって、本工程では、マーク部４Ａ（４Ｂ）の位置に２つの溝の破断形状が現れた場合は、それらの中心間距離を算出することにより、また、マーク部４Ａ（４Ｂ）の位置に１つの溝の破断形状が現れた場合は、その溝幅を算出することにより破断面１ｃから観察目標線Ｐまでの距離を求めることができる。すなわち、本実施形態は、破断位置情報取得工程において、マーク部の破断形状および破断形状の位置を取得して、破断面１ｃの位置の情報を取得する場合の例になっている。
【００４３】
さらに、本実施形態では、マーク部４Ａ、４Ｂを同一形状に形成するので、マーク部４Ａから取得された破断面１ｃの位置情報と、マーク部４Ｂから取得された破断面１ｃの位置情報とが異なる場合、破断面１ｃが、観察目標線Ｐに対して非平行に形成されていることを検出でき、観察目標線Ｐに対する交差角を算出することができる。
【００４４】
次に、断面加工制御工程を行う。
本工程は、破断位置情報取得工程によって取得された破断面１ｃの位置情報に応じて、次の観察用の断面を形成するかどうか判定するとともに、次の観察用の断面を形成する場合には、現在の破断面１ｃの位置情報に基づいて、次の断面形成工程における除去加工量を設定するものである。
本実施形態では、観察目標断面２の近傍の観察領域が予め設定され、観察目標断面２を含む複数の断面を観察するようにしている。そのため、装置制御部３３は、破断位置情報取得工程によって取得された破断面１ｃの位置から、観察領域の最もＸ軸正方向側に到達するか、観察領域の範囲外になったと判定した場合には、断面加工を終了する制御を行う。
それ以外の場合は、装置制御部３３は、演算処理部３４によって観察目標線Ｐまでの距離から、観察目標線Ｐを超えない範囲の除去加工量を算出する。そして、この除去加工量に応じて、必要に応じてイオンビーム２０Ａのビーム径など変えて、上記と同様に断面形成工程を行い、さらに、観察像取得工程、破断位置情報取得工程、および断面加工制御工程を繰り返す制御を行う。これによって、試料１に対する断面加工を自動加工によって行うことができる。
【００４５】
除去加工量は、観察目標線Ｐまでの間、および観察目標線Ｐを超えてから観察する断面の数に応じて、適宜量となるように、演算式やデータテーブルの形で、記憶部３２に記憶しておく。また、除去加工量の設定は、破断面１ｃが観察目標線Ｐに対して傾斜している場合には、イオンビーム２０Ａの走査方向を補正し、ＸＹ平面上で台形の領域を除去加工する設定も含むものとする。
【００４６】
ただし、断面加工の停止、続行の判断、あるいは除去加工量の設定は、破断位置情報取得工程で取得された破断面１ｃの破断位置の情報に基づいて、加工者が判断し、手動で除去加工量を設定してもよい。
【００４７】
このように、断面加工装置１００によれば、観察目標断面２を含めて、観察目標断面２の近傍の観察領域での試料１の断面観察を行うことができる。
その際、観察像取得工程で取得される観察像には、マーク部４Ａ、４Ｂの破断形状が含まれるため、破断位置情報取得工程によって、これら破断形状および破断形状の位置から観察された破断面１ｃの位置情報を取得でき、断面加工制御工程によって、観察目標断面２を含む観察領域内の断面観察を確実に行うことができる。すなわち、破断面１ｃの位置情報を得るために、従来技術のように、例えば加工面１ａの画像を取得する工程などを設けなくてもよいため、従来に比べて断面加工の加工効率を向上することができる。
また、観察像取得制御部として、ＳＥＭ１８を用いるため、観察像取得工程を断面形成工程と並行して行うようにすれば、さらに加工効率を向上することができる。
【００４８】
次に、本実施形態の断面加工方法に用いるマーク部の変形例について説明する。これらのマーク部はすべて、上記実施形態のマーク部４Ａ、４Ｂに代えて用いることができる。
図７（ｂ）は、本発明の実施形態に係る断面加工方法に用いるマーク部の第１変形例の破断形状を示す模式的な部分断面図である。図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る断面加工方法に用いるマーク部の第２変形例の模式的な平面図（照射方向視）および正面図（観察方向視）である。図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る断面加工方法に用いるマーク部の第３変形例の模式的な平面図および正面図である。図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る断面加工方法に用いるマーク部の第４変形例の模式的な平面図および正面図である。図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）におけるＧ−Ｇ断面図である。図１１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る断面加工方法に用いるマーク部の第４変形例の模式的な平面図および正面図である。
【００４９】
第１変形例のマーク部４０は、図７（ｂ）に示すように、上記のマーク部４Ａ（４Ｂ）を形成した後、溝４ａ、４ｂ、交差部４ｃが適宜材質によって埋められたデポジション部５を形成してなるものである。
デポジション部５の材質は、破断したときに、観察像取得制御部によって破断形状が識別可能であれば特に限定されない。
デポジションは、ガス銃１１からデポジション用ガスを供給してイオンビーム２０Ａを照射することで行うことができる。
【００５０】
第２変形例のマーク部６は、図８（ａ）に示すように、観察目標線Ｐに対して、角度θで交差する溝６ａ、６ｂが、観察方向において観察目標線Ｐ側に向かってすぼまる山形状に設け、観察目標線Ｐ上に山形の頂部６ｃ（収束部）を形成するものである。
本変形例のマーク部６は、観察目標断面２に到達するまでの間を観察領域とする場合に好適なものである。
本変形例では、破断位置情報取得工程は、上記実施形態と全く同様にして行うことができる。
【００５１】
第３変形例のマーク部７は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、底面７ｃ上に、観察目標線Ｐに対してそれぞれ角度θで交差し観察目標線Ｐ側に向かってすぼまる内側面７ａ、７ｂを備える三角柱状の溝からなる。内側面７ａ、７ｂの交線は収束部を構成する。
本変形例のマーク部７によれば、断面形成工程によって破断されることで、図９（ｂ）に示すように、破断面１ｃ上にコ字状をなすエッジＬａ、Ｌｃ、Ｌｂが形成され、ＳＥＭ１８によって識別可能となる。そして、破断面１ｃの位置は、上記実施形態の溝４ａ、４ｂの中心間距離ｄに代えて、エッジＬａ、Ｌｂの距離ｄを用いることで、上記と同様にして算出することができる。
また、本変形例は、上記第２変形例と同様に、観察目標断面２に到達するまでの間を観察領域とする場合に好適なものである。
本変形例では、破断位置情報取得工程は、上記実施形態と全く同様にして行うことができる。
【００５２】
第４変形例のマーク部８は、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、観察目標線Ｐに交差し、観察目標線Ｐからの距離に応じて深さが変化する溝からなるものである。例えば、内側面８ａ、８ｂで挟まれ、破断面１ｃにおいて深さｋで観察方向に進むにしたがって深さが小さくなり、観察目標線Ｐと交差する位置で、深さがｋ０となる傾斜底面８ｃを有する三角スリット状のものを採用することができる。
本変形例のマーク部８によれば、断面形成工程によって破断されることで破断面１ｃに現れる破断形状である傾斜底面８ｃのエッジの位置が変化するため、破断面１ｃの位置情報を算出することができる。
【００５３】
本変形例では、破断面１ｃの位置は、内側面８ａ、８ｂの位置や形状には関係しないため、２次元画像データから傾斜底面８ｃによるエッジ位置のみを取得すればよい。したがって、演算処理部３４における画像処理が簡素化される。
また、本変形例は、破断位置情報取得工程において、マーク部の破断形状の位置のみを取得して観察用の断面の破断位置の情報を取得する場合の例になっている。また、収束部を有しないマーク部の例となっている。
【００５４】
なお、本変形例は、図１０に示すように、傾斜底面８ｃが三角スリットの斜辺を構成する傾斜平面からなる場合の例で説明したが、傾斜底面８ｃの深さから、観察目標線Ｐに対する破断面１ｃの位置を求めることができれば、傾斜底面８ｃは、湾曲面であってもよい。
【００５５】
第５変形例のマーク部９は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、それぞれ、長さが異なり、破断面１ｃから観察目標線Ｐまでの間で、破断位置によって破断形状の個数が変化するように長さを変えて設けられた溝９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｅ、９ｇからなる。本例では、溝９ｄが、観察目標線Ｐまで到達し、他はいずれも観察方向の溝長さが溝９ｄよりも短い構成とされている。
本変形例のマーク部９によれば、断面形成工程によって破断されることで破断面１ｃに現れる破断形状の個数が、７個から０個まで変化し、個数が少なくなるほど、観察目標線Ｐに近づいたことを検出することができるようになっている。このため、破断面１ｃの位置情報を、破断面１ｃが存在する位置範囲の情報として取得することができる。
本変形例は、溝の個数を数えることができればよいので、破断形状の位置を正確に求める必要はない。そのため、破断位置情報取得工程において、マーク部の破断形状のみを取得して観察用の断面の破断位置の情報を取得する場合の例になっている。
【００５６】
上記種々のマーク部の例について説明したが、これらのマーク部に限らず、断面加工を進めるにつれて破断形状および破断形状の位置の少なくともいずれかが目標断面に向かって収束するマーク部は、どのような形状でも採用できる。また、観察目標線Ｐに近づいたことが検出できれば、収束部を有しないマーク部でもよい。
【００５７】
なお、上記の説明では、マーク部４Ａ、４Ｂの交差部４ｃや、マーク部６の頂部６ｃや、マーク部７の内側面７ａ、７ｂの交差位置を、それぞれ観察目標線Ｐ上に配置する場合の例で説明したが、これらの配置位置は、観察目標線Ｐの観察方向手前側の一定位置に設定してもよい。
【００５８】
また、上記の説明では、破断面１ｃを形成してＳＥＭ１８で断面観察を行う場合の例で説明したが、観察目標断面２の近傍まで破断した後、観察方向の逆方向から観察目標線Ｐに向かって断面加工を行い、観察目標断面２を含む薄板を形成して、試料１から切り出し、ＴＥＭによって、観察目標断面２の断面観察を行うようにしてもよい。
すなわち、本実施形態の断面加工方法はＴＥＭ試料を作成する場合にも好適な断面加工方法になっている。
【００５９】
また、上記の説明では、観察像取得工程の後に、破断位置情報取得工程と、断面加工制御工程とを行う場合の例で説明したが、マーク部を破断する程度の観察目標断面の近傍位置を観察するのみでよい場合には、観察像取得工程において、マーク部が破断されていれることが分かれば、さらに断面形成工程を続けなくともよいので、破断位置情報取得工程、断面加工制御工程を省略してもよい。
【００６０】
また、上記に説明した実施形態、変形例に記載されたすべての構成要素は、技術的に可能であれば、本発明の技術的思想の範囲で、置換したり、組み合わせたりして実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る断面加工装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る断面加工装置の概略構成を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る断面加工装置によって加工中の試料の様子を示す模式的な斜視図である。
【図４】発明の実施形態に係る断面加工装置の制御ユニットの機能ブロック図である。
【図５】図３におけるＡ視の部分拡大図である。
【図６】破断面が、それぞれ図５におけるＣ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線、Ｆ−Ｆ線に沿う断面に到達したときの、図３におけるＢ視方向の部分拡大図である。
【図７】本発明の実施形態に係るマーク部の破断形状の一例および第１変形例の破断形状を示す模式的な部分断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る断面加工方法に用いるマーク部の第２変形例の模式的な平面図（照射方向視）および正面図（観察方向視）である。
【図９】本発明の実施形態に係る断面加工方法に用いるマーク部の第３変形例の模式的な平面図および正面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る断面加工方法に用いるマーク部の第４変形例の模式的な平面図および正面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る断面加工方法に用いるマーク部の第４変形例の模式的な平面図および正面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  試料
１ｃ  破断面（観察用の断面）
２  観察目標断面
４Ａ、４Ｂ、６、７、８、９  マーク部
４ｃ  交差部（収束部）
６ｃ  頂部（収束部）
１４  試料台
１６  試料ステージ
１８  走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、第二の集束ビーム装置）
１８ａ  ＳＥＭ本体
１８ｂ  二次電子検出器
２０  イオンビーム照射系（第一の集束ビーム装置）
２０Ａ  イオンビーム２０Ａ（第一の集束ビーム）
３０  制御ユニット（断面加工制御ユニット、第一の集束ビーム装置）
３３  装置制御部
３４  演算処理部（破断位置情報取得部）
３５  マーク部形成制御部
３８  表示部
１００  断面加工装置
Ｐ  観察目標線
【図１】
0005133737.tif 000002
【図２】
0005133737.tif 000003
【図３】
0005133737.tif 000004
【図４】
0005133737.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005133737.tif 000009
【図９】
0005133737.tif 000010
【図１０】
0005133737.tif 000011
【図１１】
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