特許 6336887 試料作製装置及び試料作製方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6336887

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年6月6日

(54)【発明の名称】試料作製装置及び試料作製方法

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/305 20060101AFI20180528BHJP

   G01N 1/28 20060101ALI20180528BHJP

   H01J 37/22 20060101ALI20180528BHJP

   H01J 37/30 20060101ALI20180528BHJP

【ＦＩ】

   H01J37/305 A

   G01N1/28 F

   G01N1/28 G

   H01J37/22 502H

   H01J37/30 Z

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-215560(P2014-215560)

(22)【出願日】2014年10月22日

(65)【公開番号】特開2016-81878(P2016-81878A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2017年6月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004271

【氏名又は名称】日本電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090387

【弁理士】

【氏名又は名称】布施 行夫

(74)【代理人】

【識別番号】100090398

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 美千栄

(72)【発明者】

【氏名】関戸 拓也

【審査官】 右▲高▼ 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開平1-304648（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平4-149945（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平5-198282（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開2001-340350（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開2004-158392（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開2006-177896（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第2012/0211652（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ３７／３０５

Ｇ０１Ｎ １／２８

Ｈ０１Ｊ ３７／２２

Ｈ０１Ｊ ３７／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料を撮像して前記試料の観察像を出力する撮像部と、
前記試料に照射されるイオンビームを発生するイオンビーム発生部と、
前記観察像に対して前記イオンビームの照射範囲を示すマーカーを合成して合成画像を生成し、生成した合成画像を表示部に出力する画像処理部とを含む、試料作製装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記画像処理部は、
前記試料の表面観察像に対して前記イオンビームの照射範囲を示す円状のマーカーを合成し、前記試料の断面観察像に対して前記イオンビームの照射範囲を示す帯状のマーカーを合成する、試料作製装置。

【請求項3】

請求項１又は２において、
前記撮像部によって撮像された前記試料の観察像を記憶する記憶部を更に含み、
前記画像処理部は、
前記撮像部からリアルタイムに出力された前記観察像に対して前記イオンビームの照射範囲を示す第１マーカーを合成して第１合成画像を生成し、前記記憶部に記憶された前記観察像に対して前記イオンビームの照射範囲を示す第２マーカーを合成して第２合成画像を生成し、前記第１合成画像と前記第２合成画像とを前記表示部に出力する、試料作製装置。

【請求項4】

請求項３において、
前記画像処理部は、
前記試料を保持する試料ホルダの移動に応じて、前記第２合成画像における前記第２マーカーの位置を変更する、試料作製装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１項において、
前記画像処理部は、
前記撮像部の観察倍率の変更に応じて、前記観察像に対して合成する前記マーカーの大きさを変更する、試料作製装置。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか１項において、
前記画像処理部は、
操作部からの操作入力に基づいて、前記観察像に対して合成する前記マーカーの透過度を変更する、試料作製装置。

【請求項7】

撮像部によって試料を撮像して前記試料の観察像を出力する撮像工程と、
前記観察像に対して、前記試料に照射されるイオンビームの照射範囲を示すマーカーを合成して合成画像を生成し、生成した合成画像を表示部に出力する画像処理工程と、
前記イオンビームを発生するイオンビーム発生工程とを含む、試料作製方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、試料作製装置及び試料作製方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や光学顕微鏡で試料を観察しながら試料と遮蔽材の位置を調節し、この遮蔽材越しに試料に対してイオンビームを照射することによって所望の断面を有する試料を作製する試料作製装置が知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−３７１６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような試料作製装置では、観察領域の中心がイオンビームの照射位置（中心位置）となるため観察像においてイオンビームの照射位置を把握することは容易であるが、イオンビームの照射範囲（照射径）を把握することは容易でない。ＳＥＭを用いて高倍率で試料を観察する場合には、観察領域の全面にイオンビームが照射される状態となるためイオンビームの照射範囲を把握する必要性は低いものの、ＳＥＭや光学顕微鏡を用いて低倍率で試料を観察する場合には、観察領域中心の一部の領域にイオンビームが照射される状態となるためイオンビームの照射範囲を把握することは重要である。

【0005】

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、観察像においてイオンビームの照射範囲を把握し易くすることが可能な試料作製装置及び試料作製方法を提供することができる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本発明に係る試料作製装置は、試料を撮像して前記試料の観察像を出力する撮像部と、前記試料に照射されるイオンビームを発生するイオンビーム発生部と、前記観察像に対して前記イオンビームの照射範囲を示すマーカーを合成して合成画像を生成し、生成した合成画像を表示部に出力する画像処理部とを含む。

【0007】

また、本発明に係る試料作製方法は、撮像部によって試料を撮像して前記試料の観察像を出力する撮像工程と、前記観察像に対して、前記試料に照射されるイオンビームの照射範囲を示すマーカーを合成して合成画像を生成し、生成した合成画像を表示部に出力する画像処理工程と、前記イオンビームを発生するイオンビーム発生工程とを含む。

【0008】

本発明によれば、試料の観察像に対してイオンビームの照射範囲を示すマーカーを合成して合成画像を生成し、生成した合成画像を表示部に出力することで、特に低倍率で試料を観察する場合に観察像においてイオンビームの照射範囲を把握し易くすることができ、加工位置合わせの精度を向上することができる。

【0009】

（２）本発明に係る試料作製装置では、前記画像処理部は、前記試料の表面観察像に対して前記イオンビームの照射範囲を示す円状のマーカーを合成し、前記試料の断面観察像に対して前記イオンビームの照射範囲を示す帯状のマーカーを合成してもよい。

【0010】

また、本発明に係る試料作製方法では、前記画像処理工程において、前記試料の表面観
察像に対して前記イオンビームの照射範囲を示す円状のマーカーを合成し、前記試料の断面観察像に対して前記イオンビームの照射範囲を示す帯状のマーカーを合成してもよい。

【0011】

本発明によれば、試料の表面観察像に対してイオンビームの照射範囲を示す円状のマーカーを合成することで、試料表面を観察する場合にイオンビームの照射範囲を把握し易くすることができる。また、前記試料の断面観察像に対してイオンビームの照射範囲を示す帯状のマーカーを合成することで、試料断面を観察する場合にイオンビームの照射範囲を把握し易くすることができる。

【0012】

（３）本発明に係る試料作製装置では、前記撮像部によって撮像された前記試料の観察像を記憶する記憶部を更に含み、前記画像処理部は、前記撮像部からリアルタイムに出力された前記観察像に対して前記イオンビームの照射範囲を示す第１マーカーを合成して第１合成画像を生成し、前記記憶部に記憶された前記観察像に対して前記イオンビームの照射範囲を示す第２マーカーを合成して第２合成画像を生成し、前記第１合成画像と前記第２合成画像とを前記表示部に出力してもよい。

【0013】

また、本発明に係る試料作製方法では、前記撮像部によって撮像された前記試料の観察像を記憶部に記憶させる記憶工程を更に含み、前記画像処理工程において、前記撮像部からリアルタイムに出力された前記観察像に対して前記イオンビームの照射範囲を示す第１マーカーを合成して第１合成画像を生成し、前記記憶部に記憶された前記観察像に対して前記イオンビームの照射範囲を示す第２マーカーを合成して第２合成画像を生成し、前記第１合成画像と前記第２合成画像とを前記表示部に出力してもよい。

【0014】

本発明によれば、例えば、リアルタイムに出力された観察像（例えば、表面観察像）に第１のマーカー（例えば、円状のマーカ）を合成して合成画像を表示部に出力するとともに、記憶部に記憶された観察像（例えば、断面観察像）に第２のマーカー（例えば、帯状のマーカー）を合成して合成画像を表示部に出力することで、２つの観察像それぞれにおけるイオンビームの照射範囲を示すことができ、イオンビームの照射範囲をより把握し易くすることができる。

【0015】

（４）本発明に係る試料作製装置では、前記画像処理部は、前記試料を保持する試料ホルダの移動に応じて、前記第２合成画像における前記第２マーカーの位置を変更してもよい。

【0016】

また、本発明に係る試料作製方法では、前記画像処理工程において、前記試料を保持する試料ホルダの移動に応じて、前記第２合成画像における前記第２マーカーの位置を変更してもよい。

【0017】

本発明によれば、試料の移動に応じて第２合成画像における第２マーカーの位置を変更することで、試料を移動した場合であっても、記憶部に記憶された観察像におけるイオンビームの照射範囲を正確に示すことができる。

【0018】

（５）本発明に係る試料作製装置では、前記画像処理部は、前記撮像部の観察倍率の変更に応じて、前記観察像に対して合成する前記マーカーの大きさを変更してもよい。

【0019】

また、本発明に係る試料作製方法では、前記画像処理工程において、前記撮像部の観察倍率の変更に応じて、前記観察像に対して合成する前記マーカーの大きさを変更してもよい。

【0020】

本発明によれば、撮像部の観察倍率の変更に応じてマーカーの大きさを変更することで
、観察倍率を変更した場合であっても、観察像におけるイオンビームの照射範囲を正確に示すことができる。

【0021】

（６）本発明に係る試料作製装置では、前記画像処理部は、操作部からの操作入力に基づいて、前記観察像に対して合成する前記マーカーの透過度を変更してもよい。

【0022】

また、本発明に係る試料作製方法では、前記画像処理工程において、操作部からの操作入力に基づいて、前記観察像に対して合成する前記マーカーの透過度を変更してもよい。

【0023】

本発明によれば、操作部からの操作入力に基づきマーカーの透過度を変更することで、合成画像においてユーザが所望する透過度でマーカーを表示させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本実施形態に係る試料作製装置の構成の一例を示す図である。

【図2】従来の試料作製装置において、加工位置合わせを行う際に表示部に表示される画像を示す図である。

【図3】本実施形態に係る試料作製装置の表示部に表示される画像の一例を示す図である。

【図4】本実施形態に係る試料作製装置の表示部に表示される画像の一例を示す図である。

【図5】本実施形態に係る試料作製装置の表示部に表示される画像の一例を示す図である。

【図6】本実施形態に係る試料作製装置の表示部に表示される画像の一例を示す図である。

【図7】本実施形態に係る試料作製装置の処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

【0026】

１．構成
図１は、本実施形態に係る試料作製装置の構成の一例を示す図である。なお本実施形態の試料作製装置は図１の構成要素（各部）の一部を省略した構成としてもよい。

【0027】

図１に示すように、試料作製装置１は、試料作製装置本体２、処理部６０、操作部７０、表示部７２、記憶部７４を含む。

【0028】

試料作製装置本体２は、走査型電子顕微鏡１０（撮像部の一例）、光学顕微鏡２０（撮像部の一例）、イオン銃３０（イオンビーム発生部）、ステージ４０、試料位置調整機構４２、試料ホルダ４４、遮蔽材５０、遮蔽材位置調整機構５２、遮蔽材保持機構５４を含む。走査型電子顕微鏡１０、光学顕微鏡２０及びイオン銃３０は、真空チャンバ３に取り付けられている。

【0029】

走査型電子顕微鏡１０（ＳＥＭ）は、電子銃１１、コンデンサレンズ１２（集束レンズ）、走査コイル１３、対物レンズ１４、検出器１５を含む。電子銃１１は、電子銃制御装置（図示省略）により制御され、電子を加速し電子ビームを真空チャンバ３内に放出する。コンデンサレンズ１２（集束レンズ）は、試料Ｓに到達する電子ビームの照射電流量及び開き角を制御するものであり、コンデンサレンズ制御装置（図示省略）により制御される。対物レンズ１４は、電子ビームを試料Ｓの表面で集束させるためのものであり、対物レンズ制御装置（図示省略）により制御される。走査コイル１３（走査偏向器）は、対物レンズ１４によって集束された電子ビームの試料Ｓ上での走査を行うための電磁コイルであり、走査コイル制御装置（図示省略）により制御される。検出器１５は、集束された電子ビームの走査に基づいて試料Ｓ等から放出される二次電子や反射電子を検出する。検出器１５によって検出された検出信号は、増幅器によって増幅された後、走査コイル制御装置に供給される電子ビームの走査信号と同期して画像化され、電子顕微鏡像（観察像）の画像データとして処理部６０に供給される。

【0030】

光学顕微鏡２０は、ＣＣＤ／ＣＭＯＳイメージセンサを備え、試料Ｓを撮像して光学顕微鏡像（観察像）の画像データを処理部６０に出力する。イオン銃３０は、真空チャンバ３内にイオンビームを放出する。

【0031】

真空チャンバ３内には、ステージ４０が配置されている。ステージ４０は図中左右方向（矢印Ｄで示す方向）に移動可能に構成され、試料Ｓ及び遮蔽材５０の位置調整を行う際には走査型電子顕微鏡１０又は光学顕微鏡２０の下方に位置し、試料Ｓの加工を行う際にはイオン銃３０の下方に位置する。なお、図１は、ステージ４０が走査型電子顕微鏡１０の下方に位置している状態を示している。

【0032】

ステージ４０には、試料Ｓの位置を調整する試料位置調整機構４２が配置されている。試料位置調整機構４２は、図中左右方向及び奥行き方向に移動可能に構成されている。試料位置調整機構４２には、試料Ｓを保持する試料ホルダ４４が取り付けられている。また、試料作製装置本体２には、試料Ｓ（試料ホルダ４４）を傾斜させる傾斜機構（図示省略）が更に設けられ、試料Ｓを傾斜させることで、試料Ｓの表面観察像と断面観察像の両方を取得できるように構成されている。

【0033】

また、ステージ４０には、遮蔽材５０の位置を調整する遮蔽材位置調整機構５２が配置されている。遮蔽材位置調整機構５２は、図中左右方向に移動可能に構成されている。遮蔽材位置調整機構５２には、遮蔽材５０を保持する遮蔽材保持機構５４が取り付けられている。遮蔽材５０は、試料Ｓの一部を覆うように配置され、試料Ｓの当該部分をイオンビームから遮蔽するための部材である。遮蔽材５０は、直線状の端面（エッジ部）を有しており、この端面は図中奥行き方向に平行である。

【0034】

操作部７０は、ユーザが操作情報を入力するためのものであり、入力された操作情報を処理部６０に出力する。ユーザは、操作部７０を操作して、ステージ４０を移動させたり、試料Ｓの位置調整を行ったり、遮蔽材５０の位置調整を行ったりすることができる。操作部７０の機能は、キーボード、マウス、タッチパネルなどのハードウェアにより実現することができる。

【0035】

表示部７２は、処理部６０によって生成された画像（合成画像）を表示するものであり、その機能は、ＬＣＤ、ＣＲＴなどにより実現できる。

【0036】

記憶部７４は、処理部６０の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラムや各種データを記憶するとともに、処理部６０のワーク領域として機能し、その機能はハードディスク、ＲＡＭなどにより実現できる。

【0037】

処理部６０は、試料作製装置本体２を制御する処理や、撮像部（走査型電子顕微鏡１０、光学顕微鏡２０）で撮像された画像の画像処理などの処理を行う。処理部６０の機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、プログラムにより実現できる。処理部６０は、制御部６２、画像処理部６４を含む。

【0038】

制御部６２は、操作部７０からの操作情報に基づき制御信号を生成し、生成した制御信号を試料位置調整機構４２や遮蔽材位置調整機構５２、傾斜機構、ステージ４０の駆動機構等に出力して、試料位置調整機構４２や遮蔽材位置調整機構５２、傾斜機構、ステージ４０の動作（移動）を制御する。また、制御部６２は、上述したコンデンサレンズ制御装置、走査コイル制御装置、対物レンズ制御装置を制御する処理を行う。

【0039】

画像処理部６４は、撮像部（走査型電子顕微鏡１０又は光学顕微鏡２０）から出力された観察像（電子顕微鏡像又は光学顕微鏡像）に対してイオンビームの照射範囲を示すマーカーを合成して合成画像を生成する。合成画像は、例えば、２つの画像（観察像とマーカー）を係数（α値）により半透明合成するアルファブレンド等の手法を用いて生成することができる。画像処理部６４で生成された合成画像は表示部７２に出力される。ユーザは、表示部７２に出力される合成画像を確認しながら、操作部７０を操作することで試料Ｓ（試料ホルダ４４）及び遮蔽材５０を移動させて、試料Ｓ及び遮蔽材５０の位置調整を行うことができる。

【0040】

また、画像処理部６４は、試料Ｓの表面観察像に対してイオンビームの照射範囲を示す円状のマーカーを合成して合成画像を生成してもよい。また、画像処理部６４は、試料Ｓの断面観察像に対してイオンビームの照射範囲を示す帯状のマーカーを合成して合成画像を生成してもよい。ここで、操作部７０からの操作入力（操作情報）に基づいて、観察像に対して合成するマーカーの形状を決定（円状のマーカーを合成するか、帯状のマーカーを合成するかをユーザが設定）してもよい。また、試料Ｓ（試料ホルダ４４）の傾斜角を検出し、検出した傾斜角に基づいて、観察像に対して合成するマーカーの形状を決定してもよい。この場合、試料Ｓの傾斜角が０°付近（試料表面が水平に近い状態）である場合には、観察像（表面観察像）に円状のマーカーを合成し、試料Ｓの傾斜角が９０°付近（試料表面が垂直に近い状態）である場合には、観察像（断面観察像）に帯状のマーカーを合成する。

【0041】

また、画像処理部６４は、走査型電子顕微鏡１０又は光学顕微鏡２０からリアルタイムに出力された観察像に対してイオンビームの照射範囲を示す第１マーカーを合成して第１合成画像を生成し、記憶部７４に記憶された観察像（走査型電子顕微鏡１０又は光学顕微鏡２０によって予め撮像された観察像）に対してイオンビームの照射範囲を示す第２マーカーを合成して第２合成画像を生成し、第１合成画像と第２合成画像とを表示部７２に出力してもよい。例えば、リアルタイムに出力された表面観察像に対して円状のマーカーを合成して第１合成画像を生成するとともに、記憶部７４に記憶された断面観察像に対して帯状のマーカーを合成して第２合成画像を生成してもよい。また、リアルタイムに出力された断面観察像に対して帯状のマーカーを合成して第１合成画像を生成するとともに、記憶部７４に記憶された表面観察像に対して円状のマーカーを合成して第２合成画像を生成してもよい。また、画像処理部６４は、第１合成画像及び第２合成画像を生成する場合、試料Ｓを保持する試料ホルダ４４の移動に応じて、第２合成画像における第２マーカーの位置（記憶部７４に記憶された観察像に対して第２マーカーを合成する位置）を変更する。この場合、試料ホルダ４４の移動方向と反対の方向に第２マーカーの位置を移動させる。

【0042】

また、画像処理部６４は、撮像部（走査型電子顕微鏡１０又は光学顕微鏡２０）の観察倍率の変更に応じて、観察像に合成するマーカー（第１マーカー）の大きさを変更してもよい。この場合、観察倍率が高くなるほど、観察像に合成するマーカーを大きくする。また、画像処理部６４は、操作部７０からの操作入力に基づいて、観察像に合成するマーカーの透過度（例えば、半透明合成する際の係数）を変更してもよい。

【0043】

２．本実施形態の手法
次に本実施形態の手法について図面を用いて説明する。

【0044】

図２は、従来の試料作製装置において、試料及び遮蔽材の位置調整（加工位置合わせ）を行う際に表示部に表示される画像（試料の観察像）を示す図である。

【0045】

加工位置合わせを行う場合、試料を観察像ＯＩ（ここでは、走査電子顕微鏡像）によって観察し（図２（Ａ）参照）、試料（試料ホルダ）を移動させて試料の位置調整を行う（図２（Ｂ）参照）。ここで、観察像ＯＩの中心位置がイオンビームの照射位置（イオンビーム中心）となる。次に、図２（Ｃ）に示すように、遮蔽材を移動させて遮蔽材の位置調整を行う。図２（Ｃ）に示す観察像ＯＩでは、遮蔽材は遮蔽材の像ＣＩとして観察される。

【0046】

従来の試料作製装置で表示される観察像ＯＩでは、イオンビームの照射位置（イオンビーム中心）については把握できるものの、イオンビームの照射範囲（イオンビーム径）については把握することができず、特に、低倍率で試料を観察する場合に問題となる。このような問題を解決するために、本実施形態の試料作製装置では、試料の加工位置合わせ時に、試料の観察像に対してイオンビームの照射範囲を示すマーカーを合成して合成画像を生成し、生成した合成画像を表示部７２に出力する。

【0047】

図３は、本実施形態の試料作製装置において、加工位置合わせを行う際に表示部７２に表示される画像の一例を示す図である。ここでは、走査型電子顕微鏡１０によって試料を観察する場合について説明する。

【0048】

図３に示す例では、走査型電子顕微鏡１０からリアルタイムで出力される観察像ＯＩ_１に対してイオンビームの照射範囲を示すマーカーＭＫ_１（第１マーカー）を半透明合成して第１合成画像ＳＩ_１を生成し、生成した第１合成画像ＳＩ_１を表示部７２の表示画面の上部に表示している。ここでは、観察像ＯＩ_１が試料Ｓの表面観察像であるため、マーカーＭＫ_１の形状は円状（イオンビームの断面形状）となっており、円状のマーカーＭＫ_１の径はイオンビームの径を示している。また、マーカーＭＫ_１は、マーカーＭＫ_１の中心と観察像ＯＩ_１の中心が一致するように合成される。観察像ＯＩ_１とマーカーＭＫ_１との合成は、画像処理の処理単位時間（例えば、１／６０秒）ごとに行われる。

【0049】

また、図３に示す例では、予め走査型電子顕微鏡１０によって観察像ＯＩ_１と等倍率で撮像した観察像ＯＩ_２（記憶部７４に記憶された観察像）に対してイオンビームの照射範囲を示すマーカーＭＫ_２（第２マーカー）を半透明合成して第２合成画像ＳＩ_２を生成し、生成した第２合成画像ＳＩ_２を表示部７２の表示画面の下部に表示している。ここでは、観察像ＯＩ_２が試料Ｓの断面観察像であるため、マーカーＭＫ_１の形状は上下方向に延びる帯状となっており、帯状のマーカーＭＫ_２の左右方向の長さはイオンビームの径を示している。観察像ＯＩ_２は観察像ＯＩ_１と等倍率で撮像したものであるから、帯状のマーカーＭＫ_２の左右方向の長さは、円状のマーカーＭＫ_１の径と一致している。また、マーカーＭＫ_２は、マーカーＭＫ_２の左右方向の中心と観察像ＯＩ_１の中心が一致するように、且つ、マーカーＭＫ_２の上端部が観察像ＯＩ_２の上端部に接し、マーカーＭＫ_２の下端部が、観察像ＯＩ_２の下端部に接するように合成される。

【0050】

なお、図３に示す例では、リアルタイムで出力される表面観察像に円状のマーカーを合成して第１合成画像ＳＩ_１を生成し、記憶部７４に記憶された断面観察像に帯状のマーカーを合成して第２合成画像ＳＩ_２を生成しているが、リアルタイムで出力される断面観察像に帯状のマーカーを合成して第１合成画像を生成し、記憶部７４に記憶された表面観察像に円状のマーカーを合成して第２合成画像を生成してもよい。また、第２合成画像の生成を行わずに、表面観察像に円状のマーカーを合成した合成画像又は断面観察像に帯状のマーカーを合成した合成画像のみを表示部７２に出力してもよい。また、図３に示す例では、表面観察像に合成するマーカーの形状を円形とし、断面観察像に合成するマーカーの形状を帯状としているが、マーカーの態様（形状、色等）は、観察像におけるイオンビームの照射範囲を示すものであれば、任意の態様とすることができる。

【0051】

このように、本実施形態によれば、試料の観察像に対してイオンビームの照射範囲を示すマーカーを合成して合成画像を生成し、生成した合成画像を表示部に出力することで、特に低倍率で試料を観察する場合に、観察像においてイオンビームの照射位置のみならず照射範囲を把握し易くすることができ、加工位置合わせの精度を向上することができる。

【0052】

また、リアルタイムに出力された表面観察像（或いは、断面観察像）にマーカーを合成した第１合成画像と、予め撮像された断面観察像（或いは、表面観察像）にマーカーを合成した第２合成画像とを表示部に出力することで、異なる向きで撮像した２つの観察像それぞれにおけるイオンビームの照射範囲を把握することができるようになり、加工位置合わせの精度を更に向上することができる。

【0053】

図４（Ａ）に示すように、試料位置調整機構４２により試料Ｓ（試料ホルダ４４）を移動した場合でも、観察像ＯＩ_１の中心がイオンビームの照射位置となるため、第１合成画像ＳＩ_１におけるマーカーＭＫ_１の位置は固定である。一方、観察像ＯＩ_２は予め撮像されたもの（静止画）であるから、第２合成画像ＳＩ_２におけるマーカーＭＫ_２の位置は試料Ｓの移動に応じて変化し、第２合成画像ＳＩ_２におけるマーカーＭＫ_２は、観察像ＯＩ_１での試料Ｓの移動方向と反対の方向に、観察像ＯＩ_１での試料Ｓの移動距離と同じ距離だけ移動する。図４（Ａ）に示す例では、観察像ＯＩ_１において試料Ｓが右方向に移動しているため、第２合成画像ＳＩ_２におけるマーカーＭＫ_２は左方向に移動している。このように、試料Ｓの移動に応じて第２合成画像ＳＩ_２におけるマーカーＭＫ_２の位置を変更することで、試料Ｓを移動した場合であっても、予め撮像された観察像ＯＩ_２におけるイオンビームの照射範囲を正確に示すことができる。なお、試料Ｓの移動によって、第２合成画像ＳＩ_２におけるマーカーＭＫ_２が表示範囲外まで移動した場合には、図４（Ｂ）に示すように、観察像ＯＩ_２に対してマーカーＭＫ_２を合成せずに、イオンビームの照射範囲が存在する方向（図４（Ｂ）の例では、左方向）を示すマーカーＭＫ_ｅを観察像ＯＩ_２に合成して第２合成画像ＳＩ_２を生成する。

【0054】

また、走査型電子顕微鏡１０の観察倍率を変更した場合には、第１合成画像ＳＩ_１におけるマーカーＭＫ_１の大きさを観察倍率に応じて変化させ、観察倍率が高くなるほど、第１合成画像ＳＩ_１における円状のマーカーＭＫ_１の径（或いは、帯状のマーカーＭＫ_１の幅）を大きくする。このようにすると、観察倍率を変更した場合であっても、リアルタイムに出力される観察像ＯＩ_１におけるイオンビームの照射範囲を正確に示すことができる。なお、高倍率時に観察領域の全面にイオンビームが照射される状態となった場合には、図５に示すように、観察像ＯＩ_１に対してマーカーＭＫ_１を合成せずに、イオンビームの照射範囲が観察領域を超えたことを示す枠状のマーカーＭＫ_ｆを観察像ＯＩ_１に合成して第１合成画像ＳＩ_１を生成する。

【0055】

ユーザは、操作部７０を用いて所定の操作を行うことで、マーカーＭＫ_１、ＭＫ_２の色、透過度（観察像に合成する際の係数）、及びマーカーＭＫ_１、ＭＫ_２の表示・非表示（観察像に合成するか否か）を任意に設定することができる。

【0056】

また、ユーザは、以下の手順に従って、マーカーＭＫ_１、ＭＫ_２の径を設定し、設定したマーカー径を記憶部７４に保存しておくことができる。まず、ビーム痕を形成するための適当な試料を試料ホルダ４４にセットする。このとき、試料を水平状態としておく。次
に、ステージ４０をイオン銃３０の下方に移動させ、試料にイオンビームを３０〜６０秒程度照射して試料にビーム痕を形成する。次に、ステージ４０を走査型電子顕微鏡１０（或いは、光学顕微鏡２０）の下方に移動させ、観察像（電子顕微鏡像）で試料上のビーム痕を観察する。次に、操作部７０を操作して、図６（Ａ）に示すように、観察像ＯＩの中心とビーム痕ＢＫの中心が一致するように試料を移動させる。次に、操作部７０を操作して、図６（Ｂ）に示すように、初期値の径を有するマーカーＭＫを観察像ＯＩに重畳して表示させ、マーカーＭＫとビーム痕ＢＫが一致するようにマーカーＭＫの大きさ（径）を調整して、マーカー径を設定する（図６（Ｂ）参照）。次に、操作部７０を操作して、設定したマーカー径の情報を記憶部７４に記憶させる。観察時には、記憶部７４に記憶されたマーカー径の情報が、観察像ＯＩ_１、ＯＩ_２に合成されるマーカーＭＫ_１、ＭＫ_２の径（又は、幅）として適用される。

【0057】

３．処理
次に、本実施形態の試料作製装置の処理の一例について図７のフローチャートを用いて説明する。ここでは、走査型電子顕微鏡１０によって試料を観察する場合を例にとり説明する。

【0058】

まず、制御部６２は、ステージ４０の駆動機構を制御して、ステージ４０を走査型電子顕微鏡１０の下方に移動させる制御を行う（ステップＳ１０）。

【0059】

次に、制御部６２は、傾斜機構を制御して、試料Ｓを略垂直状態に傾斜させる制御を行う（ステップＳ１２）。次に、画像処理部６４は、走査型電子顕微鏡１０から出力された断面観察像を記憶部７４に記憶させる処理を行う（ステップＳ１４）。次に、制御部６２は、傾斜機構を制御して、試料Ｓを水平状態に戻す制御を行う（ステップＳ１６）。

【0060】

次に、制御部６２は、操作部７０からの操作情報に基づき試料位置調整機構４２を制御して、試料Ｓを移動させる（試料Ｓの位置を調整する）制御を行う（ステップＳ１８）。

【0061】

次に、画像処理部６４は、走査型電子顕微鏡１０からリアルタイムに出力された表面観察像に対してイオンビームの照射範囲を示す円状のマーカー（第１マーカー）を合成して第１合成画像を生成し（ステップＳ２０）、記憶部７４に記憶された断面観察像に対してイオンビームの照射範囲を示す帯状のマーカー（第２マーカー）を合成して第２合成画像を生成する処理を行う（ステップＳ２２）。ここで、画像処理部６４は、試料Ｓが移動した場合には、第２合成画像における第２マーカーの位置を変更し、観察倍率が変更された場合には、第１合成画像における第１マーカーの大きさを変更する。生成された第１合成画像及び第２合成画像は表示部７２に出力される。

【0062】

次に、処理部６０は、試料Ｓの位置調整が完了したか否かを判断する（ステップＳ２４）。ここで、試料Ｓの位置調整が完了したか否かの判断は、操作部７０からの操作情報に基づき行ってもよい。試料Ｓの位置調整が完了していない場合（ステップＳ２４のＮ）には、ステップＳ１８に移行し、試料Ｓの位置調整が完了するまで、ステップＳ１８〜Ｓ２２の処理を繰り返す。

【0063】

試料Ｓの位置調整が完了した場合（ステップＳ２４のＹ）、制御部６２は、操作部７０からの操作情報に基づき遮蔽材位置調整機構５２を制御して、遮蔽材５０を移動させる（遮蔽材５０の位置を調整する）制御を行う（ステップＳ２６）。次に、制御部６２は、ステージ４０の駆動機構を制御して、ステージ４０をイオン銃３０の下方に移動させる制御を行う（ステップＳ２８）。ここで、制御部６２は、試料Ｓの位置調整が完了した時の表面観察像（走査型電子顕微鏡１０での観察領域）の中心に対応する試料Ｓ上の位置にイオンビームが照射されるように、ステージ４０を移動させる。次に、制御部６２は、イオン
銃３０を制御して、位置調整が行われた遮蔽材５０と試料Ｓに対してイオンビームを照射させる制御を行う。これにより、位置決めされた遮蔽材５０の端面を境界とした加工位置にイオンビームが照射されて試料Ｓが切削され、所望の断面を有する試料が作製される。

【0064】

なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

【符号の説明】

【0065】

１ 試料作製装置、２ 試料作製装置本体、３ 真空チャンバ、１０ 走査型電子顕微鏡（撮像部）、１１ 電子銃、１２ コンデンサレンズ、１３ 走査コイル、１４ 対物レンズ、１５ 検出器、２０ 光学顕微鏡（撮像部）、３０ イオン銃（イオンビーム発生部）、４０ ステージ、４２ 試料位置調整機構、４４ 試料ホルダ、５０ 遮蔽材、５２ 遮蔽材位置調整機構、５４ 遮蔽材保持機構、６０ 処理部、６２ 制御部、６４ 画像処理部、７０ 操作部、７２ 表示部、７４ 記憶部、Ｓ 試料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】