(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022186455
(43)【公開日】2022-12-15
(54)【発明の名称】試料加工装置および試料加工方法
(51)【国際特許分類】
H01J 37/305 20060101AFI20221208BHJP
H01J 37/244 20060101ALI20221208BHJP
G01N 1/28 20060101ALI20221208BHJP
【ＦＩ】
H01J37/305 A
H01J37/244
G01N1/28 G
G01N1/28 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021094686
(22)【出願日】2021-06-04
(71)【出願人】
【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
(74)【代理人】
【識別番号】100161540
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 良伸
(72)【発明者】
【氏名】小塚 心尋
(72)【発明者】
【氏名】根岸 勉
(72)【発明者】
【氏名】木村 達人
(72)【発明者】
【氏名】石川 嘉一
(72)【発明者】
【氏名】河原 尚
【テーマコード（参考）】
2G052
5C101
【Ｆターム（参考）】
2G052AD32
2G052AD52
2G052EC18
2G052GA34
2G052HA19
2G052HC04
2G052JA08
5C101AA34
5C101GG10
5C101GG24
5C101GG37
5C101HH28
5C101HH38
5C101HH49
(57)【要約】
【課題】加工の終了のタイミングを正確に判断できる試料加工装置を提供する。
【解決手段】試料にイオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置であって、試料にイオンビームを照射するイオン源と、試料上に配置され、イオンビームを遮蔽する遮蔽部材と、試料を保持する試料ステージと、試料を透過照明する照明光を発する透過照明装置と、照明光で透過照明された試料を撮影するカメラと、カメラで撮影された画像に基づいて、加工の終了を判断する処理部と、を含み、処理部は、画像を取得する処理と、取得した画像において、試料と遮蔽部材との間の隙間から漏れる光の輝度を検出する処理と、取得した画像において、試料に相当する領域の輝度を検出する処理と、隙間から漏れる光の輝度および試料に相当する領域の輝度に基づいて、加工の終了を判断する処理と、を行う。
【選択図】図９
【解決手段】試料にイオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置であって、試料にイオンビームを照射するイオン源と、試料上に配置され、イオンビームを遮蔽する遮蔽部材と、試料を保持する試料ステージと、試料を透過照明する照明光を発する透過照明装置と、照明光で透過照明された試料を撮影するカメラと、カメラで撮影された画像に基づいて、加工の終了を判断する処理部と、を含み、処理部は、画像を取得する処理と、取得した画像において、試料と遮蔽部材との間の隙間から漏れる光の輝度を検出する処理と、取得した画像において、試料に相当する領域の輝度を検出する処理と、隙間から漏れる光の輝度および試料に相当する領域の輝度に基づいて、加工の終了を判断する処理と、を行う。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料にイオンビームを照射して前記試料を加工する試料加工装置であって、
前記試料に前記イオンビームを照射するイオン源と、
前記試料上に配置され、前記イオンビームを遮蔽する遮蔽部材と、
前記試料を保持する試料ステージと、
前記試料を透過照明する照明光を発する透過照明装置と、
前記照明光で透過照明された前記試料を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された画像に基づいて、加工の終了を判断する処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記画像を取得する処理と、
取得した前記画像において、前記試料と前記遮蔽部材との間の隙間から漏れる光の輝度を検出する処理と、
取得した前記画像において、前記試料に相当する領域の輝度を検出する処理と、
前記隙間から漏れる光の輝度および前記試料に相当する領域の輝度に基づいて、加工の終了を判断する処理と、
を行う、試料加工装置。
前記試料に前記イオンビームを照射するイオン源と、
前記試料上に配置され、前記イオンビームを遮蔽する遮蔽部材と、
前記試料を保持する試料ステージと、
前記試料を透過照明する照明光を発する透過照明装置と、
前記照明光で透過照明された前記試料を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された画像に基づいて、加工の終了を判断する処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記画像を取得する処理と、
取得した前記画像において、前記試料と前記遮蔽部材との間の隙間から漏れる光の輝度を検出する処理と、
取得した前記画像において、前記試料に相当する領域の輝度を検出する処理と、
前記隙間から漏れる光の輝度および前記試料に相当する領域の輝度に基づいて、加工の終了を判断する処理と、
を行う、試料加工装置。
【請求項2】
請求項１において、
前記処理部は、
前記試料に相当する領域の輝度の最大値が、前記隙間から漏れる光の輝度の最大値に、感度係数をかけた値よりも大きくなったか否かを判定する処理と、
前記試料に相当する領域の輝度の最大値が、前記値よりも大きくなったと判定した場合に、加工を開始した直後か否かを判定する処理と、
加工を開始した直後と判定した場合に、前記感度係数を変更する処理と、
加工を開始した直後でないと判定した場合に、加工を終了すると判断する処理と、
を行う、試料加工装置。
前記処理部は、
前記試料に相当する領域の輝度の最大値が、前記隙間から漏れる光の輝度の最大値に、感度係数をかけた値よりも大きくなったか否かを判定する処理と、
前記試料に相当する領域の輝度の最大値が、前記値よりも大きくなったと判定した場合に、加工を開始した直後か否かを判定する処理と、
加工を開始した直後と判定した場合に、前記感度係数を変更する処理と、
加工を開始した直後でないと判定した場合に、加工を終了すると判断する処理と、
を行う、試料加工装置。
【請求項3】
請求項１または２において、
前記処理部は、各ピクセルの輝度に基づいて２本の等輝度線のみを引き、前記２本の等輝度線の間の領域を所定の色で描画する、試料加工装置。
前記処理部は、各ピクセルの輝度に基づいて２本の等輝度線のみを引き、前記２本の等輝度線の間の領域を所定の色で描画する、試料加工装置。
【請求項4】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記処理部は、各ピクセルの輝度に基づいて前記画像において前記隙間に相当する領域を特定し、特定された前記隙間に相当する領域を所定の色で描画する、試料加工装置。
前記処理部は、各ピクセルの輝度に基づいて前記画像において前記隙間に相当する領域を特定し、特定された前記隙間に相当する領域を所定の色で描画する、試料加工装置。
【請求項5】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記処理部は、
前記画像を取得する処理において、前記カメラで撮影された第１画像と、前記第１画像よりも後に前記カメラで撮影された第２画像を取得し、
前記第１画像において、前記隙間の大きさを測定する処理と、
前記第２画像において、前記隙間の大きさを測定する処理と、
前記第２画像における前記隙間の大きさを前記第１画像における前記隙間の大きさと比較する処理と、
前記第２画像における前記隙間の大きさが前記第１画像における前記隙間の大きさよりも大きい場合に、加工を終了する処理と、
を行う、試料加工装置。
前記処理部は、
前記画像を取得する処理において、前記カメラで撮影された第１画像と、前記第１画像よりも後に前記カメラで撮影された第２画像を取得し、
前記第１画像において、前記隙間の大きさを測定する処理と、
前記第２画像において、前記隙間の大きさを測定する処理と、
前記第２画像における前記隙間の大きさを前記第１画像における前記隙間の大きさと比較する処理と、
前記第２画像における前記隙間の大きさが前記第１画像における前記隙間の大きさよりも大きい場合に、加工を終了する処理と、
を行う、試料加工装置。
【請求項6】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記処理部は、
取得した前記画像において、前記隙間から漏れる光をマスクする処理を行い、
前記試料に相当する領域の輝度を検出する処理において、前記画像のマスクされたマスク領域を除いた非マスク領域の輝度を検出する、試料加工装置。
前記処理部は、
取得した前記画像において、前記隙間から漏れる光をマスクする処理を行い、
前記試料に相当する領域の輝度を検出する処理において、前記画像のマスクされたマスク領域を除いた非マスク領域の輝度を検出する、試料加工装置。
【請求項7】
試料にイオンビームを照射して前記試料を加工する試料加工装置における試料加工方法であって、
前記試料に遮蔽部材を介してイオンビームを照射する工程と、
前記試料を透過照明する工程と、
透過照明された前記試料をカメラで撮影する工程と、
前記カメラで撮影された画像を取得する工程と、
取得した前記画像において、前記試料と前記遮蔽部材との間の隙間から漏れる光の輝度を検出する工程と、
取得した前記画像において、前記試料に相当する領域の輝度を検出する工程と、
前記隙間から漏れる光の輝度および前記試料に相当する領域の輝度に基づいて、加工の終了を判断する工程と、
を含む、試料加工方法。
前記試料に遮蔽部材を介してイオンビームを照射する工程と、
前記試料を透過照明する工程と、
透過照明された前記試料をカメラで撮影する工程と、
前記カメラで撮影された画像を取得する工程と、
取得した前記画像において、前記試料と前記遮蔽部材との間の隙間から漏れる光の輝度を検出する工程と、
取得した前記画像において、前記試料に相当する領域の輝度を検出する工程と、
前記隙間から漏れる光の輝度および前記試料に相当する領域の輝度に基づいて、加工の終了を判断する工程と、
を含む、試料加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、試料加工装置および試料加工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
イオンビームを用いて試料を加工する試料加工装置として、試料の断面を加工するためのクロスセクションポリッシャ（登録商標）や、薄膜試料を作製するためのイオンスライサ（登録商標）などが知られている。
【0003】
例えば、特許文献１には、バルク試料上に遮蔽ベルトを配置し、遮蔽ベルトを介して試料にイオンビームを照射し、遮蔽ベルトで遮蔽されなかった部分をイオンミリングすることによって、透過電子顕微鏡用の薄膜試料を作製する試料作製装置が開示されている。
【0004】
特許文献１では、ＣＣＤカメラで試料のエッチング断面を撮影し、イオンミリング終了判定回路が試料の形状変化を監視する。イオンミリング終了判定回路が試料に貫通孔が開いたことを検出した場合、イオンビームの放出が停止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１２－１９３９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
このような試料加工装置では、試料に貫通孔が開く直前、または試料に貫通孔が開いた直後に加工を終了することが望ましい。例えば、貫通孔が大きくなってしまうと、試料の厚さの変化が大きくなってしまい、透過電子顕微鏡での観察に適した、試料の厚さが薄い領域が貫通孔の周辺のごく狭い領域に限られてしまう。
【0007】
このように、試料加工装置では、加工を終了するタイミングを正確に判断できることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る試料加工装置の一態様は、
試料にイオンビームを照射して前記試料を加工する試料加工装置であって、
前記試料に前記イオンビームを照射するイオン源と、
前記試料上に配置され、前記イオンビームを遮蔽する遮蔽部材と、
前記試料を保持する試料ステージと、
前記試料を透過照明する照明光を発する透過照明装置と、
前記照明光で透過照明された前記試料を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された画像に基づいて、加工の終了を判断する処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記画像を取得する処理と、
取得した前記画像において、前記試料と前記遮蔽部材との間の隙間から漏れる光の輝度を検出する処理と、
取得した前記画像において、前記試料に相当する領域の輝度を検出する処理と、
前記隙間から漏れる光の輝度および前記試料に相当する領域の輝度に基づいて、加工の終了を判断する処理と、
を行う。
試料にイオンビームを照射して前記試料を加工する試料加工装置であって、
前記試料に前記イオンビームを照射するイオン源と、
前記試料上に配置され、前記イオンビームを遮蔽する遮蔽部材と、
前記試料を保持する試料ステージと、
前記試料を透過照明する照明光を発する透過照明装置と、
前記照明光で透過照明された前記試料を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された画像に基づいて、加工の終了を判断する処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記画像を取得する処理と、
取得した前記画像において、前記試料と前記遮蔽部材との間の隙間から漏れる光の輝度を検出する処理と、
取得した前記画像において、前記試料に相当する領域の輝度を検出する処理と、
前記隙間から漏れる光の輝度および前記試料に相当する領域の輝度に基づいて、加工の終了を判断する処理と、
を行う。
【0009】
このような試料加工装置では、試料と遮蔽部材との間の隙間から漏れる光の輝度および試料に相当する領域の輝度に基づいて、加工の終了を判断するため、加工を終了するタイミングを正確に判断できる。
【0010】
本発明に係る試料加工方法の一態様は、
試料にイオンビームを照射して前記試料を加工する試料加工装置における試料加工方法であって、
前記試料にイオンビームを照射する工程と、
前記試料を透過照明する工程と、
透過照明された前記試料をカメラで撮影する工程と、
前記カメラで撮影された画像を取得する工程と、
取得した前記画像において、前記試料と前記遮蔽部材との間の隙間から漏れる光の輝度を検出する工程と、
取得した前記画像において、前記試料に相当する領域の輝度を検出する工程と、
前記隙間から漏れる光の輝度および前記試料に相当する領域の輝度に基づいて、加工の終了を判断する工程と、
を含む。
試料にイオンビームを照射して前記試料を加工する試料加工装置における試料加工方法であって、
前記試料にイオンビームを照射する工程と、
前記試料を透過照明する工程と、
透過照明された前記試料をカメラで撮影する工程と、
前記カメラで撮影された画像を取得する工程と、
取得した前記画像において、前記試料と前記遮蔽部材との間の隙間から漏れる光の輝度を検出する工程と、
取得した前記画像において、前記試料に相当する領域の輝度を検出する工程と、
前記隙間から漏れる光の輝度および前記試料に相当する領域の輝度に基づいて、加工の終了を判断する工程と、
を含む。
【0011】
このような試料加工方法では、試料と遮蔽部材との間の隙間から漏れる光の輝度および試料に相当する領域の輝度に基づいて、加工の終了を判断するため、加工を終了するタイミングを正確に判断できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施形態に係る試料加工装置の構成を示す図。
【図2】試料加工装置の動作を説明するための図。
【図3】試料加工装置の動作を説明するための図。
【図4】試料加工装置の動作を説明するための図。
【図5】カメラで撮影された画像の一例を示す図。
【図6】ＧＵＩ（Graphical User Interface）画面の一例を示す図。
【図7】カメラで撮影された画像を模式的に示す図。
【図8】情報処理装置の処理の一例を示すフローチャート。
【図9】情報処理装置の処理の一例を示すフローチャート。
【図10】情報処理装置の処理の一例を示すフローチャート。
【図11】カメラで撮影された画像を模式的に示す図。
【図12】マスク処理を説明するための図。
【図13】非マスク領域の輝度を検出する処理を説明するための図。
【図14】カメラで撮影された画像を模式的に示す図。
【図15】マスク処理を説明するための図。
【図16】非マスク領域の輝度を検出する処理を説明するための図。
【図17】カメラで撮影された画像を模式的に示す図。
【図18】隙間の大きさを測定する処理を説明するための図。
【図19】隙間に相当する領域に所定の色を描画する処理を説明するための図。
【図20】カメラで撮影された画像に等輝度線を引いた様子を示す図。
【図21】カメラで撮影された画像に等輝度線を引いた様子を示す図。
【図22】試料を透過する光の輝度を測定した結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【0013】
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。
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。
【0014】
１． 試料加工装置
まず、本発明の一実施形態に係る試料加工装置について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る試料加工装置１００の構成を示す図である。図１には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
まず、本発明の一実施形態に係る試料加工装置について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る試料加工装置１００の構成を示す図である。図１には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
【0015】
試料加工装置１００は、試料２にイオンビームＩＢを照射して試料２を加工し、観察や分析用の試料を作製するための装置である。試料加工装置１００では、バルク試料から透過電子顕微鏡で観察可能な薄膜試料を作製できる。
【0016】
試料加工装置１００は、図１に示すように、イオン源１０と、制御回路１２と、試料ステージ２０と、遮蔽部材３０と、透過照明装置４０と、照明調光回路４２と、光学系５０と、カメラ６０と、情報処理装置７０（処理部の一例）と、表示部８０と、を含む。
【0017】
イオン源１０は、試料２にイオンビームＩＢを照射する。イオン源１０は、不図示のチャンバーの上部に取り付けられており、チャンバー内に収容された試料２にイオンビームＩＢを照射する。チャンバー内は、真空状態である。イオン源１０は、例えば、所定の加速電圧でイオンを加速させてイオンビームＩＢを放出するイオン銃である。イオン源１０は、Ｚ軸に沿ってイオンビームＩＢを照射する。イオン源１０は、例えば、イオンビームＩＢを試料２に照射する際に、Ｘ軸に平行な軸を回転軸として揺動する。イオン源１０は、制御回路１２で制御される。
【0018】
試料ステージ２０は、試料２を保持する。試料ステージ２０には、遮蔽部材３０が取り付けられている。遮蔽部材３０は、試料２上に配置されている。遮蔽部材３０の厚さは、例えば、１０μｍ程度であり、試料２の厚さは、例えば、１００μｍ程度である。遮蔽部材３０は、試料２の厚さ方向の中心に配置される。
【0019】
試料ステージ２０は、試料２および遮蔽部材３０を揺動させるスイング機構を備えている。スイング機構は、試料２および遮蔽部材３０をスイング軸（傾斜軸）を回転軸として傾斜させる。スイング軸は、例えば、Ｙ軸に平行である。スイング機構は、例えば、一定の周期で、試料２および遮蔽部材３０を揺動させる。
【0020】
試料ステージ２０に保持される試料２は、板状の形状を有している。試料２は、例えば、直方体である。
【0021】
遮蔽部材３０は、イオンビームＩＢを遮蔽する。イオン源１０から放出されたイオンビームＩＢは、遮蔽部材３０を介して試料２に照射される。遮蔽部材３０は、例えば、帯状である。遮蔽部材３０は、例えば、イオンビームＩＢでミリングされ難い材料からなる。遮蔽部材３０は、試料２の上（＋Ｚ方向）に位置している。
【0022】
透過照明装置４０は、試料２を透過照明する照明光を発する。すなわち、透過照明装置４０は、試料２の背後から照明光を照射する。透過照明装置４０が発する照明光の強度は、照明調光回路４２で制御される。
【0023】
透過照明装置４０、試料２、光学系５０、およびカメラ６０は、この順に、Ｙ軸に沿って並んでいる。
【0024】
カメラ６０は、光学系５０を介して、透過照明装置４０が発する照明光で透過照明され
た試料２および遮蔽部材３０を撮影する。カメラ６０は、例えば、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラなどのデジタルカメラである。光学系５０は、カメラ６０で試料２を撮影するための光学系である。
た試料２および遮蔽部材３０を撮影する。カメラ６０は、例えば、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラなどのデジタルカメラである。光学系５０は、カメラ６０で試料２を撮影するための光学系である。
【0025】
情報処理装置７０は、カメラ６０で撮影された画像を取得し、表示部８０に表示させる処理を行う。また、情報処理装置７０は、カメラ６０で撮影された画像を取得し、当該画像に基づいて加工の終了を判断する処理を行う。また、情報処理装置７０は、制御回路１２を介してイオン源１０を制御する。
【0026】
情報処理装置７０は、例えば、パーソナルコンピューター（ＰＣ）等であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶装置（メモリ）と、操作部と、を含む。記憶装置には、各種画像処理や制御処理を行うためのプログラム、およびデータが記憶されている。情報処理装置７０（処理部）の機能は、プロセッサでプログラムを実行することにより実現できる。操作部は、ユーザー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プロセッサに出力する。操作部の機能は、例えば、キーボード、マウス、ボタン、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。
【0027】
表示部８０は、情報処理装置７０で取得された画像や、情報処理装置７０で生成された画像を表示する。表示部８０の機能は、ＬＣＤ、ＣＲＴ、操作部としても機能するタッチパネルなどにより実現できる。
【0028】
２． 試料加工装置の動作
図２～図４は、試料加工装置１００の動作を説明するための図である。図２は、試料２および遮蔽部材３０を模式的に示す斜視図である。図３は、試料２の揺動動作について説明するための図である。図４は、イオン源１０の動作を説明するための図である。
図２～図４は、試料加工装置１００の動作を説明するための図である。図２は、試料２および遮蔽部材３０を模式的に示す斜視図である。図３は、試料２の揺動動作について説明するための図である。図４は、イオン源１０の動作を説明するための図である。
【0029】
試料加工装置１００では、図２に示すように、試料２上に遮蔽部材３０を配置して、遮蔽部材３０の上方に配置されたイオン源１０からイオンビームＩＢを照射する。イオンビームＩＢは、遮蔽部材３０を介して、試料２に照射される。
【0030】
イオンビームＩＢを照射して試料２を加工しているときには、図３に示すように、試料ステージ２０のスイング機構を動作させて、試料２および遮蔽部材３０を軸Ａを回転軸として揺動させる。すなわち、試料ステージ２０のスイング機構は、試料２および遮蔽部材３０を、軸Ａを傾斜軸（回転軸）として、往復傾斜（回転）運動させる。軸Ａは、例えばＹ軸に平行な軸である。軸Ａは、例えば、試料２と遮蔽部材３０の境界に位置している。
【0031】
なお、図３では、試料２の傾斜角度θ１が０°のとき、試料２の傾斜角度θ１が－３０°のとき、試料２の傾斜角度θ１が＋３０°のときを図示している。なお、図３では、傾斜角度θ１は、試料２がＸ軸に平行なときをθ１＝０°として、反時計回りを「＋」、時計回りを「－」で表している。
【0032】
試料２の加工時には、図４に示すように、イオン源１０も揺動させる。例えば、イオン源１０をＺ軸に対して所定の角度の範囲で傾斜させる。イオン源１０を揺動させることによって、試料２の加工面に対して斜め方向からイオンビームＩＢを照射できる。例えば、試料２の加工面に対するイオンビームＩＢの入射角度が２．５°程度になるようにイオン源１０を傾斜させる。すなわち、イオン源１０の傾斜角度θ２の範囲は、－２．５°から＋２．５°の範囲である。
【0033】
このように、試料加工装置１００では、試料２を揺動させ、かつ、イオン源１０を揺動
させながら、試料２にイオンビームＩＢを照射して、試料２の加工を行う。
させながら、試料２にイオンビームＩＢを照射して、試料２の加工を行う。
【0034】
加工中の試料２の様子は、カメラ６０で撮影される。カメラ６０で撮影された試料２の画像は、リアルタイムで情報処理装置７０に送られる。情報処理装置７０は、カメラ６０で撮影された画像を取得し、表示部８０に表示する。
【0035】
図５は、カメラ６０で撮影された画像Ｉ２の一例である。試料加工装置１００では、試料２は透過照明装置４０が発する照明光によって透過照明されている。画像Ｉ２では、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間から漏れる光が確認できる。また、画像Ｉ２では、試料２の下側から回り込んだ光が確認できる。
【0036】
なお、画像Ｉ２上には、２重円のカーソルが表示されている。このカーソルについては後述する。
【0037】
【0038】
情報処理装置７０は、表示部８０にＧＵＩ画面Ｇ２を表示させる。ＧＵＩ画面Ｇ２は、図６に示すように、カメラ６０で撮影された画像を表示するためのウィンドウ３と、ノイズレベルを表示するためのウィンドウ４と、感度の自動設定の選択を受け付けるためのチェックボックス５と、感度の設定を受け付けるためのスライダー６ａと、感度表示ウィンドウ６ｂと、開始ボタン７ａと、終了ボタン７ｂと、を含む。ＧＵＩ画面Ｇ２の各ＧＵＩ要素は、情報処理装置７０の操作部を用いて操作できる。
【0039】
ウィンドウ３には、カメラ６０で撮影された画像Ｉ２が表示される。ウィンドウ３には、加工中の試料２の画像Ｉ２がリアルタイムに表示される。
【0040】
ウィンドウ４には、画像Ｉ２のノイズレベルが表示される。なお、後述するように、ノイズレベルの測定は、加工を開始する前に行われるため、加工時にはＧＵＩ画面Ｇ２にウィンドウ４が表示されなくてもよい。
【0041】
チェックボックス５は、後述する感度の自動設定の選択を受け付けるためのＧＵＩ要素である。スライダー６ａは、ユーザーが感度を設定するために用いられるＧＵＩ要素である。スライダー６ａを操作することで感度を表す感度係数Ｋを設定できる。スライダー６ａで設定された感度係数Ｋの値は、感度表示ウィンドウ６ｂに表示される。
【0042】
なお、図６に示す例では、感度の自動設定の選択を受け付けるためのＧＵＩ要素としてチェックボックス５を示したが、感度の自動設定の選択を受け付けるためのＧＵＩ要素はこれに限定されない。同様に、図６に示す例では、感度の設定を受け付けるためのＧＵＩ要素としてスライダー６ａを示したが、感度の設定を受け付けるためのＧＵＩ要素はスライダーに限定されない。
【0043】
開始ボタン７ａは、加工の開始の指示を受け付けるためのＧＵＩ要素である。終了ボタン７ｂは、加工の中断の指示を受け付けるためのＧＵＩ要素である。
【0044】
３．２． 加工の準備
３．２．１． ノイズレベル測定
図１および図２に示すように、試料ステージ２０に試料２をセットし、試料２上に遮蔽
部材３０を配置する。そして、チャンバー内を真空排気する。試料２および遮蔽部材３０を透過照明装置４０で透過照明する。
３．２．１． ノイズレベル測定
図１および図２に示すように、試料ステージ２０に試料２をセットし、試料２上に遮蔽
部材３０を配置する。そして、チャンバー内を真空排気する。試料２および遮蔽部材３０を透過照明装置４０で透過照明する。
【0045】
次に、カメラ６０で撮影された画像Ｉ２のノイズレベルを測定する。情報処理装置７０は、例えば、カメラ６０の視野内の同一箇所の輝度を複数回測定し、最大輝度から最小輝度を引いた値をノイズレベルとする。このようにして、ノイズレベルを数値化する。
【0046】
ノイズレベルは、例えば、照明光の明るさや、カメラ６０の露光時間、カメラ６０のゲインの調整などによって変化する。画像Ｉ２のノイズレベルが高い場合、加工の終了を判断する処理において判断を誤ってしまう可能性が高くなってしまう。
【0047】
図６に示すように、情報処理装置７０は、測定したノイズレベルをＧＵＩ画面Ｇ２のウィンドウ４に表示する。情報処理装置７０は、例えば、ノイズレベルに応じて数値の背景の色、すなわち、ウィンドウ４の色を変更してもよい。例えば、ノイズレベルが高い場合には、ウィンドウ４の色を赤、ノイズレベルが低い場合には、ウィンドウ４の色を緑としてもよい。
【0048】
情報処理装置７０は、ノイズレベルがあらかじめ設定された閾値よりも高い場合には、透過照明装置４０による試料２の照明条件やカメラ６０の設定を再調整させるための通知をＧＵＩ画面Ｇ２に表示する。
【0049】
このように試料加工装置１００では、ノイズレベルを測定することによって、透過照明装置４０による試料２の照明条件やカメラ６０の設定を、最適な状態にすることができる。これにより、ノイズの少ない画像Ｉ２を取得でき、加工の終了を判断する処理において判断を誤ってしまう可能性を低減できる。
【0050】
３．２．２． 輝度を検出する領域の指定
次に、画像Ｉ２において、輝度を検出する領域を指定する。図７は、カメラ６０で撮影された画像Ｉ２を模式的に示す図である。
次に、画像Ｉ２において、輝度を検出する領域を指定する。図７は、カメラ６０で撮影された画像Ｉ２を模式的に示す図である。
【0051】
情報処理装置７０は、図７に示すように、表示部８０に表示された画像Ｉ２上に、カーソルＣを表示させる。カーソルＣは、画像Ｉ２において輝度を検出する領域を指定するためのものである。例えば、２重円のカーソルＣを用いて、２重円を包含する最小の長方形の領域を、輝度を検出する領域に指定できる。カーソルＣによる輝度を検出する領域の指定は、ユーザーが情報処理装置７０の操作部を介して、カーソルＣを移動させることで行う。例えば、ユーザーは、画像Ｉ２の隙間から漏れる光および試料２に相当する領域が含まれるように、カーソルＣを用いて領域を指定する。情報処理装置７０は、カーソルＣで指定された領域を、ＧＵＩ画面Ｇ２のウィンドウ３に表示させる。
【0052】
【0053】
ＧＵＩ画面Ｇ２の開始ボタン７ａの押下操作が行われて、加工を開始する指示が入力されると、図８に示すように、情報処理装置７０は、感度を自動調整するか否かを判定する（Ｓ１０）。例えば、情報処理装置７０は、図６に示すＧＵＩ画面Ｇ２のチェックボックス５にチェックマークが入力されている場合に、感度を自動調整すると判定する。情報処理装置７０は、ＧＵＩ画面Ｇ２のチェックボックス５にチェックマークが入力されていない場合に、感度を自動調整しないと判定する。
【0054】
ここで、感度は、試料２を透過した光を検出する感度であり、感度係数Ｋで表される。感度係数Ｋは、０％よりも大きく１００％以下の値をとる。すなわち、０＜Ｋ≦１である。
【0055】
情報処理装置７０は、試料２に相当する領域の最大輝度および隙間から漏れる光の最大輝度に基づいて、加工の終了を判断する。すなわち、試料２に相当する領域の最大輝度を、隙間から漏れる光の最大輝度と比較して、加工の終了を判断する。
【0056】
例えば、情報処理装置７０は、試料２を透過した光の最大輝度Ａが、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間を透過した光の最大輝度Ｂに感度係数Ｋをかけた値よりも大きくなったか否かを、加工を終了する判断基準とする。すなわち、Ｂ×Ｋ＜Ａを満たすか否かを判断基準とする。なお、隙間を透過した光の最大輝度Ｂに対する試料２を透過した光の最大輝度Ａの割合が、感度係数Ｋよりも大きくなったか否かを判断基準としてもよい。すなわち、Ａ／Ｂ＞Ｋを満たすか否かを判断基準としてもよい。
【0057】
感度を自動調整しない場合、感度係数Ｋはユーザーが決定する。感度を自動調整する場合、感度係数Ｋは情報処理装置７０が決定する。
【0058】
情報処理装置７０は、感度を自動調整しないと判定した場合（Ｓ１０のＮｏ）、第１加工処理Ｓ２０を行う。
【0059】
情報処理装置７０は、感度を自動調整すると判定した場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、第２加工処理Ｓ３０を行う。
【0060】
３．３．２． 第１加工処理
感度を自動調整しないと判定した場合（Ｓ１０のＮｏ）、図９に示すように、情報処理装置７０は、ユーザーが設定した感度係数Ｋの情報を取得する（Ｓ２００）。
感度を自動調整しないと判定した場合（Ｓ１０のＮｏ）、図９に示すように、情報処理装置７０は、ユーザーが設定した感度係数Ｋの情報を取得する（Ｓ２００）。
【0061】
ユーザーは、操作部を介してＧＵＩ画面Ｇ２のスライダー６ａを操作することで、感度係数Ｋを設定することができる。情報処理装置７０は、操作部からの操作情報に基づいて設定された感度係数Ｋの情報を取得し、記憶部に記憶させる。
【0062】
例えば、試料２が光透過性を有する場合、感度係数Ｋを９０％（Ｋ＝０．９）程度に設定する。試料２が光透過性を有しない場合、感度係数Ｋを５０％（Ｋ＝０．５）程度に設定する。光透過性を有する試料２は、例えば、ガラスである。光透過性を有しない試料２は、例えば、シリコン、金属などである。
【0063】
次に、情報処理装置７０は、イオンビームＩＢを照射する処理を開始する（Ｓ２０２）。具体的には、情報処理装置７０は、イオンビームＩＢを照射するための制御信号を生成し、制御回路１２に送る。制御回路１２は、制御信号に基づいて駆動信号を生成し、イオン源１０に出力する。これにより、イオン源１０からイオンビームＩＢが試料２に照射される。このとき、試料ステージ２０のスイング機構は、試料２および遮蔽部材３０を揺動させる。
【0064】
試料加工装置１００では、上述したように、試料２および遮蔽部材３０を揺動させながら、遮蔽部材３０を介して試料２にイオンビームＩＢを照射して、試料２を加工する。試料２の加工中には、カメラ６０がリアルタイムで試料２を撮影する。
【0065】
加工（イオンビームＩＢの照射）が開始されると、情報処理装置７０は、カメラ６０で
撮影された試料２の画像Ｉ２を取得する（Ｓ２０４）。
撮影された試料２の画像Ｉ２を取得する（Ｓ２０４）。
【0066】
【0067】
図１１に示すように、画像Ｉ２Ａには、遮蔽部材３０に対応する像、試料２に対応する像、遮蔽部材３０と試料２との間の隙間から漏れる光、および試料２の下から回り込んだ光が確認できる。
【0068】
情報処理装置７０は、取得した画像Ｉ２Ａにおいて、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間から漏れる光、および試料２の下から回り込んだ光をマスクする（Ｓ２０６）。
【0069】
図１２は、画像Ｉ２Ａに対するマスク処理を説明するための図である。
【0070】
情報処理装置７０は、画像Ｉ２Ａの輝度の分布に基づいて、隙間から漏れる光および試料２の下から回り込んだ光をマスクする。例えば、図１２に示すように、画像Ｉ２Ａの縦方向の輝度プロファイルを複数取得し、当該輝度プロファイルに基づいて隙間から漏れる光および試料２の下から回り込んだ光をマスクする。画像Ｉ２Ａの縦方向は、図１におけるＺ軸に沿った方向である。図１２に示す例では、３つの輝度プロファイルを図示しているが、輝度プロファイルを取得する数は特に限定されず、画像Ｉ２Ａの横方向に並ぶピクセルごとに輝度プロファイルを取得してもよい。
【0071】
隙間をマスクするマスク領域Ｍ１の形状は、例えば、長方形である。マスク領域Ｍ１は、隙間から漏れる光を完全に覆っている。マスク領域Ｍ１の一辺は、試料２の上端に平行である。マスク領域Ｍ１の下端は、試料２の上端よりも下に位置している。
【0072】
回り込んだ光をマスクするマスク領域Ｍ２の形状は、例えば、長方形である。マスク領域Ｍ２は、試料２の下から回り込んだ光を完全に覆っている。マスク領域Ｍ２の一辺は、試料２の下端に平行である。マスク領域Ｍ２の上端は、試料２の下端よりも上に位置している。
【0073】
例えば、情報処理装置７０は、画像Ｉ２Ａの輝度プロファイルに基づいて試料２の傾斜角度を計算し、マスクする領域を傾斜角度に応じて傾斜させる。傾斜角度を計算する処理については後述する。図１２に示す例では、試料２の傾斜角度は０°であり、マスク領域Ｍ１およびマスク領域Ｍ２は傾斜していない。
【0074】
隙間から漏れる光をマスクするマスク領域Ｍ１および試料２の下から回り込んだ光をマスクするマスク領域Ｍ２を形成することによって、画像Ｉ２Ａから試料２に相当する領域を抽出できる。
【0075】
なお、マスク処理の手法は上記の手法に限定されず、隙間から漏れる光および試料２の下から回り込んだ光をマスクできればよい。
【0076】
次に、情報処理装置７０は、画像Ｉ２Ａにおいてマスク領域Ｍ１およびマスク領域Ｍ２を除いた非マスク領域の最大輝度Ｉｍａｘを検出する（Ｓ２０８）。
【0077】
図１３は、画像Ｉ２Ａにおいて非マスク領域Ｍ０の輝度を検出する処理を説明するための図である。
【0078】
非マスク領域Ｍ０は、画像Ｉ２Ａにおいて、マスク領域Ｍ１およびマスク領域Ｍ２を除
いた領域であり、試料２に相当する領域である。そのため、非マスク領域Ｍ０における最大輝度Ｉｍａｘは、試料２に相当する領域の最大輝度Ａに対応する。すなわち、最大輝度Ｍｍａｘを検出する処理Ｓ２０８では、試料２に相当する領域の最大輝度Ａを検出する。
いた領域であり、試料２に相当する領域である。そのため、非マスク領域Ｍ０における最大輝度Ｉｍａｘは、試料２に相当する領域の最大輝度Ａに対応する。すなわち、最大輝度Ｍｍａｘを検出する処理Ｓ２０８では、試料２に相当する領域の最大輝度Ａを検出する。
【0079】
情報処理装置７０は、画像Ｉ２Ａにおいて、カーソルＣで指定された領域内において非マスク領域Ｍ０における最大輝度Ｉｍａｘを検出する。なお、カーソルＣによる領域の指定を行わずに、画像Ｉ２Ａの全体において、非マスク領域Ｍ０における最大輝度Ｉｍａｘを検出してもよい。
【0080】
次に、情報処理装置７０は、画像Ｉ２Ａにおいてマスク領域Ｍ１の最大輝度Ｍｍａｘを検出する（Ｓ２１０）。マスク領域Ｍ１の最大輝度Ｍｍａｘは、隙間から漏れる光の最大輝度Ｂに対応する。すなわち、最大輝度Ｍｍａｘを検出する処理Ｓ２１０では、隙間から漏れる光の最大輝度Ｂを検出する。
【0081】
次に、情報処理装置７０は、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間の大きさを測定し、当該隙間が拡大しているか否かを判定する（Ｓ２１２）。なお、隙間が拡大していか否かを判定する処理Ｓ２１２の詳細については、後述する「３．３．４． 隙間が拡大しているか否かを判定する処理」で説明する。
【0082】
情報処理装置７０は、隙間が拡大していると判定した場合（Ｓ２１２のＹｅｓ）、イオンビームＩＢの照射を停止させ、加工を終了する（Ｓ２１６）。
【0083】
情報処理装置７０は、イオンビームＩＢの照射を停止させるための制御信号を生成し、制御回路１２に送る。制御回路１２は、制御信号に基づいて駆動信号の出力を停止する。これにより、イオン源１０においてイオンビームＩＢの照射が停止される。このとき、情報処理装置７０は、加工が正常に進んでいなかった旨の通知を表示部８０に表示させてもよい。
【0084】
情報処理装置７０は、隙間が拡大していないと判定した場合（Ｓ２１２のＮｏ）、最大輝度Ｉｍａｘおよび最大輝度Ｍｍａｘに基づいて、加工の終了を判断する（Ｓ２１４）。
【0085】
情報処理装置７０は、例えば、最大輝度Ｉｍａｘが、最大輝度Ｍｍａｘに感度係数Ｋをかけた値よりも大きくなった場合、すなわち、Ｍｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たした場合に、加工を終了すると判断する。例えば、感度係数Ｋを５０％に設定すると、試料２を透過した光の輝度が、隙間から漏れる光の輝度の５０％よりも大きくなった場合に、加工を終了すると判断する。
【0086】
なお、Ｉｍａｘ／Ｍｍａｘ＞Ｋを満たすか否かを判定し、Ｉｍａｘ／Ｍｍａｘ＞Ｋを満たした場合に、加工を終了すると判断してもよい。
【0087】
情報処理装置７０は、Ｍｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たしていないと判定した場合（Ｓ２１４のＮｏ）、処理Ｓ２０４に戻って、カメラ６０で撮影された画像を取得する。
【0088】
【0089】
情報処理装置７０は、取得した画像Ｉ２Ｂにおいて、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間から漏れる光、および試料２の下から回り込んだ光をマスクする（Ｓ２０６）。
【0090】
図１５は、画像Ｉ２Ｂに対するマスク処理を説明するための図である。
【0091】
情報処理装置７０は、画像Ｉ２Ｂの輝度の分布に基づいて、隙間から漏れる光および試料２の下から回り込んだ光をマスクする。例えば、図１５に示すように、画像Ｉ２Ｂの縦方向の輝度プロファイルを複数取得して、当該輝度プロファイルに基づいて隙間から漏れる光および試料２の下から回り込んだ光をマスクする。
【0092】
例えば、情報処理装置７０は、輝度プロファイルに基づいて試料２の傾斜角度を計算し、マスクする領域を傾斜角度に応じて傾斜させる。
【0093】
例えば、図１５に示すように、まず、複数の輝度プロファイルの各々において遮蔽部材３０の下端の位置を特定し、特定された各下端の位置に基づいて遮蔽部材３０の傾斜角度、すなわち、試料２の傾斜角度を求める。そして、遮蔽部材３０の下端の位置に、隙間の大きさと、所定の大きさと、を加えて、マスク領域Ｍ１のエッジとする。所定の大きさは、マスク領域Ｍ１に試料２の上端を含めるために、加えられる。所定の大きさは適宜設定可能である。
【0094】
マスク領域Ｍ２についても同様に、複数の輝度プロファイルの各々において試料２の下端の位置を特定し、試料２の下端の位置に、隙間の大きさと、所定の大きさと、を加えて、マスク領域Ｍ２のエッジとする。
【0095】
図１５に示す例では、輝度プロファイルに基づいて計算された試料２の傾斜角度は１０°であり、マスク領域Ｍ１およびマスク領域Ｍ２は、画像の横方向に対して１０°傾いている。このように、情報処理装置７０は、画像Ｉ２Ｂの輝度の分布に基づいて隙間から漏れる光および試料２の下から回り込んだ光をマスクすることによって、マスク領域Ｍ１およびマスク領域Ｍ２を試料２の傾斜角度に応じて傾斜させる。
【0096】
図１６は、画像Ｉ２Ｂにおいて非マスク領域Ｍ０の輝度を検出する処理を説明するための図である。
【0097】
情報処理装置７０は、画像Ｉ２Ｂにおいてマスク領域Ｍ１およびマスク領域Ｍ２を除いた非マスク領域Ｍ０の最大輝度Ｉｍａｘを検出する（Ｓ２０８）。情報処理装置７０は、画像Ｉ２Ｂにおいてマスク領域Ｍ１の最大輝度Ｍｍａｘを検出する（Ｓ２１０）。
【0098】
情報処理装置７０は、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間の大きさを測定し、当該隙間が拡大しているか否かを判定する（Ｓ２１２）。
【0099】
情報処理装置７０は、隙間が拡大していないと判定した場合（Ｓ２１２のＮｏ）、最大輝度Ｉｍａｘおよび最大輝度Ｍｍａｘに基づいて、加工の終了を判断する（Ｓ２１４）。
【0100】
このように、情報処理装置７０は、Ｍｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たすと判定されるまで、または隙間が拡大していると判定されるまで、画像を取得する処理Ｓ２０４、マスク処理Ｓ２０６、最大輝度Ｉｍａｘを検出する処理Ｓ２０８、最大輝度Ｍｍａｘを検出する処理Ｓ２１０、隙間が拡大しているか否かを判定する処理Ｓ２１２、加工の終了を判断する処理Ｓ２１４を繰り返す。
【0101】
情報処理装置７０は、隙間が拡大していると判定した場合（Ｓ２１２のＹｅｓ）、またはＭｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たすと判定した場合（Ｓ２１４のＹｅｓ）、イオン源１０に対してイオンビームＩＢの照射を停止させる（Ｓ２１６）。
【0102】
図１７は、カメラ６０で撮影された画像Ｉ２Ｃを模式的に示す図である。
【0103】
加工が進んで試料２の加工領域が薄くなると、照明光が試料２を透過する。照明光が試料２を透過すると、画像Ｉ２Ｃにおいて透過光に対応する領域の輝度が高くなる。情報処理装置７０は、画像Ｉ２Ｃにおいて最大輝度Ｉｍａｘを検出することによってこの輝度の上昇を検出し、加工の終了を判断する。
【0104】
なお、試料２の加工領域が薄くなっても光を透過しない場合には、加工が進んで試料２に微小な孔が開いたときに、この孔を照明光が通過するため、孔に相当する領域の輝度が高くなる。したがって、試料２が薄くなっても光を透過しない場合であっても、同様に、加工の終了を判断できる。また、試料２が光透過性を有する場合であっても、画像Ｉ２において、隙間の輝度と光透過性を有する試料２を透過した光の輝度の差を検出できる。したがって、感度係数Ｋを大きくすることによって、試料２が光透過性を有する場合であっても、同様に、加工の終了を判断できる。
【0105】
以上の処理により、情報処理装置７０は、第１加工処理を終了し、試料２を加工する処理を終了する。
【0106】
３．３．３． 第２加工処理
感度を自動調整すると判定した場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、図１０に示すように、情報処理装置７０は、感度係数Ｋを初期値に設定する（Ｓ３００）。
感度を自動調整すると判定した場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、図１０に示すように、情報処理装置７０は、感度係数Ｋを初期値に設定する（Ｓ３００）。
【0107】
感度係数Ｋの初期値は、あらかじめ設定されている。初期値は、試料２が光透過性を有さないと想定して設定されている。ここでは、初期値が５０％に設定されているものとして説明する。
【0108】
感度係数Ｋが設定された後、情報処理装置７０は、イオンビームＩＢを照射する処理を開始する（Ｓ３０２）。イオンビームＩＢの照射が開始されると、情報処理装置７０は、カメラ６０で撮影された試料２の画像Ｉ２を取得する（Ｓ３０４）。
【0109】
情報処理装置７０は、取得した画像Ｉ２において、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間から漏れる光、および試料２の下から回り込んだ光をマスクする（Ｓ３０６）。次に、情報処理装置７０は、画像Ｉ２においてマスク領域Ｍ１およびマスク領域Ｍ２を除いた非マスク領域Ｍ０の最大輝度Ｉｍａｘを検出する（Ｓ３０８）。次に、情報処理装置７０は、画像Ｉ２においてマスク領域Ｍ１の最大輝度Ｍｍａｘを検出する（Ｓ３１０）。
【0110】
次に、情報処理装置７０は、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間の大きさを測定し、当該隙間が拡大しているか否かを判定する（Ｓ３１２）。情報処理装置７０は、隙間が拡大していると判定した場合（Ｓ３１２のＹｅｓ）、イオン源１０に対してイオンビームＩＢの照射を停止させ、加工を終了する（Ｓ３２０）。
【0111】
情報処理装置７０は、隙間が拡大していないと判定した場合（Ｓ３１２のＮｏ）、Ｍｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たしているか否かを判定する（Ｓ３１４）。
【0112】
情報処理装置７０は、Ｍｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たしていないと判定した場合（Ｓ３１４のＮｏ）、処理Ｓ３０４に戻って、カメラ６０で撮影された画像Ｉ２を取得する。
【0113】
なお、処理Ｓ３０２は上述した処理Ｓ２０２に対応し、処理Ｓ３０４は上述した処理Ｓ２０４に対応し、処理Ｓ３０６は上述した処理Ｓ２０６に対応し、処理Ｓ３０８は上述した処理Ｓ２０８に対応し、処理Ｓ３１０は上述した処理Ｓ２１０に対応し、処理Ｓ３１２
は上述した処理Ｓ２１２に対応し、処理Ｓ３２０は上述した処理Ｓ２１６に対応している。
は上述した処理Ｓ２１２に対応し、処理Ｓ３２０は上述した処理Ｓ２１６に対応している。
【0114】
情報処理装置７０は、Ｍｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たすと判定した場合（Ｓ３１４のＹｅｓ）、加工を開始した直後か否かを判定する（Ｓ３１６）。
【0115】
情報処理装置７０は、例えば、加工（イオンビームＩＢの照射）を開始してからの経過時間や、加工を開始してから取得した画像Ｉ２の数に基づいて、加工を開始した直後か否かを判定してもよい。例えば、加工を開始してからの経過時間が所定時間内の場合に、加工を開始した直後と判定してもよい。また、例えば、加工を開始してから取得した画像Ｉ２の数が、所定数以内の場合に、加工を開始した直後と判定してもよい。また、例えば、感度係数Ｋが設定または変更された後、最初に取得した画像Ｉ２である場合に、加工を開始した直後と判定してもよい。
【0116】
ここで、加工を開始した直後に、Ｍｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たす場合には、試料２は光透過性を有すると考えられる。そのため、情報処理装置７０は、加工を開始した直後と判定した場合（Ｓ３１６のＹｅｓ）、感度係数Ｋを５０％から９０％に変更する（Ｓ３１８）。そして、処理Ｓ３０４に戻って、カメラ６０で撮影された画像を取得する。
【0117】
なお、感度係数Ｋを９０％に設定した後、次に取得した画像Ｉ２においても、Ｍｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たす場合には、感度係数Ｋを９２％に設定する。また、感度係数Ｋを９２％に設定した後、次に取得した画像Ｉ２においても、Ｍｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たす場合には、感度係数Ｋを９４％に設定する。このように、情報処理装置７０は、加工を開始した直後に、Ｍｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たした場合、まず、試料２が光透過性を有すると考えて感度係数Ｋの値を大きく増加させ、その後に感度係数Ｋを変更する場合には、感度係数Ｋを徐々に増加させて最適な感度に設定する。
【0118】
情報処理装置７０は、Ｍｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たし、かつ、加工を開始した直後ではないと判定されるまで、または隙間が拡大していると判定されるまで、画像を取得する処理Ｓ３０４、マスク処理Ｓ３０６、最大輝度Ｉｍａｘを検出する処理Ｓ３０８、最大輝度Ｍｍａｘを検出する処理Ｓ３１０、隙間が拡大しているか否かを判定する処理Ｓ３１２、Ｍｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たすか否かを判定する処理Ｓ３１４を繰り返す。
【0119】
情報処理装置７０は、隙間が拡大していると判定した場合（Ｓ３１２のＹｅｓ）、またはＭｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たし（Ｓ３１４のＹｅｓ）、かつ、加工を開始した直後ではないと判定した場合（Ｓ３１６のＹｅｓ）、イオン源１０にイオンビームＩＢの照射を停止させる（Ｓ３２０）。
【0120】
以上の処理により、情報処理装置７０は、第２加工処理を終了し、試料２を加工する処理を終了する。
【0121】
３．３．４． 隙間が拡大しているか否かを判定する処理
一般的に加工が正常に進むと、試料２と遮蔽部材３０との間にミリングされた試料２等が付着するため、隙間が小さくなる。これに対して、加工が進むにしたがって、隙間が大きくなる場合は、試料２の加工領域の上端が、遮蔽部材３０の直下からずれてミリングされた可能性がある。すなわち、加工が正常に進んでいない可能性が高い。
一般的に加工が正常に進むと、試料２と遮蔽部材３０との間にミリングされた試料２等が付着するため、隙間が小さくなる。これに対して、加工が進むにしたがって、隙間が大きくなる場合は、試料２の加工領域の上端が、遮蔽部材３０の直下からずれてミリングされた可能性がある。すなわち、加工が正常に進んでいない可能性が高い。
【0122】
したがって、情報処理装置７０は、例えば、画像Ｉ２の各ピクセルの輝度に基づいて隙間の大きさを測定する。例えば、画像Ｉ２の縦方向の輝度プロファイルから隙間の大きさを測定する。ここで、隙間の大きさは、画像Ｉ２の縦方向における隙間の大きさである。
すなわち、隙間の大きさは、試料２と遮蔽部材３０との間の距離である。
すなわち、隙間の大きさは、試料２と遮蔽部材３０との間の距離である。
【0123】
【0124】
図１８に示すように、画像Ｉ２の縦方向の輝度プロファイルに基づいて、隙間の大きさを測定できる。例えば、隙間の輝度が最大となることを利用して、隙間の大きさＧを求める。具体的には、輝度がピークＰＫの輝度に対して強度Ｓ１だけ下がった位置Ｅ１と、輝度がピークＰＫの輝度に対して強度Ｓ２だけ下がった位置Ｅ２を求め、｜Ｅ２－Ｅ１｜を計算して、隙間の大きさＧを求める。強度Ｓ１および強度Ｓ２は、任意の値に設定可能である。
【0125】
隙間が拡大しているか否かの判定は、以下のようにして行われる。まず、カメラ６０で撮影された基準となる第１画像と、第１画像よりも後に取得された第２画像を取得する。次に、第１画像における隙間の大きさＧ１を測定し、第２画像における隙間の大きさＧ２を測定する。次に、第２画像における隙間の大きさＧ１を第１画像における隙間の大きさＧ２と比較して、第２画像における隙間Ｇ２の大きさが第１画像における隙間の大きさＧ１よりも大きい場合（Ｇ２＞Ｇ１）に、隙間が拡大していると判定する。
【0126】
なお、第２画像における隙間の大きさＧ２から第１画像における隙間の大きさＧ１を引いた値（Ｇ２－Ｇ１）が、所定値以上である場合に、隙間が拡大していると判定してもよい。また、例えば、隙間の大きさＧの測定結果をプロットして、隙間の大きさＧと加工時間との関係を示す関数を求め、当該関数から隙間が拡大しているか否かを判定してもよい。
【0127】
また、上記では、隙間の大きさが拡大しているか否かを判定したが、隙間の大きさＧが所定の範囲内か否かを判定してもよい。試料２と遮蔽部材３０との間の隙間の大きさＧは、試料作製に適した範囲がある。例えば、隙間の大きさＧは、４０μｍ以上８０μｍ以下程度が好ましい。隙間の大きさＧがこの範囲から外れる場合には、正常に加工が進まない可能性が高い。したがって、情報処理装置７０は、隙間の大きさＧが所定の範囲から外れているか否かを判定し、当該範囲から外れている場合には、その旨を通知して、加工を終了する処理を行ってもよい。
【0128】
３．３．５． 画像処理
（１）隙間の着色
情報処理装置７０は、ＧＵＩ画面Ｇ２のウィンドウ３に表示された画像Ｉ２において隙間に相当する領域を所定の色で描画してもよい。例えば、画像Ｉ２上の隙間に相当する領域を疑似カラーで表示してもよい。隙間に相当する領域を所定の色で描画することによって、隙間を強調できる。
（１）隙間の着色
情報処理装置７０は、ＧＵＩ画面Ｇ２のウィンドウ３に表示された画像Ｉ２において隙間に相当する領域を所定の色で描画してもよい。例えば、画像Ｉ２上の隙間に相当する領域を疑似カラーで表示してもよい。隙間に相当する領域を所定の色で描画することによって、隙間を強調できる。
【0129】
図１９は、隙間に相当する領域に所定の色を描画する処理を説明するための図である。
【0130】
例えば、試料２が光透過性を有する場合、画像Ｉ２では隙間を確認しづらい。そのため、図１９に示すように、画像Ｉ２において隙間に相当する領域に所定の色を描画することによって、隙間を確認しやすくできる。画像Ｉ２における隙間に相当する領域は、例えば、各ピクセルの輝度から特定できる。例えば、画像Ｉ２において、縦方向の輝度プロファイルから隙間に相当する領域を特定できる。
【0131】
（２）加工領域の着色
試料加工装置１００では、上述したように、試料２を透過する光を検出して加工の終了
のタイミングを決めている。ここで、試料２がシリコンのような材料の場合、イオンビームＩＢの照射により試料２の加工領域が薄くなるにしたがって、加工領域を透過する光の輝度が高くなる。加工領域は、試料２のうち、イオンビームＩＢが照射されて加工された領域である。加工領域は、加工が進むにしたがって、薄くなる。
試料加工装置１００では、上述したように、試料２を透過する光を検出して加工の終了
のタイミングを決めている。ここで、試料２がシリコンのような材料の場合、イオンビームＩＢの照射により試料２の加工領域が薄くなるにしたがって、加工領域を透過する光の輝度が高くなる。加工領域は、試料２のうち、イオンビームＩＢが照射されて加工された領域である。加工領域は、加工が進むにしたがって、薄くなる。
【0132】
例えば、情報処理装置７０は、画像Ｉ２の各ピクセルの輝度に基づいて、加工領域に所定の色を描画することによって、加工領域が薄くなっていく様子を可視化する。これにより、試料２の加工領域が薄くなっていく様子を確認しやすくできる。したがって、例えば、試料２において孔の開く位置を予測できる。
【0133】
【0134】
図２０に示すように、等輝度のピクセルを線で結ぶことで、等輝度線を引くことができる。等輝度線は、試料２上の最も薄い領域を囲むように引かれる。図２０に示すように、多数の等輝度線を引いて、等輝度線が密になってしまうと、加工領域の最も薄い領域が確認しづらくなり、孔の開く位置を予測できなくなってしまう。
【0135】
図２１に示す例では、情報処理装置７０は、多数の等輝度線を引かずに、２本の等輝度線のみを引いている。情報処理装置７０は、２本の等輝度線の間の領域を所定の色で描画している。
【0136】
具体的には、情報処理装置７０は、加工領域の輪郭を示す第１等輝度線と、第１等輝度線よりも輝度の高い点を結ぶ第２等輝度線を引き、第１等輝度線と第２等輝度線との間の領域を所定の色で描画する。第１等輝度線は、例えば、試料２の最も薄い領域を囲む等輝度線のうちの最外の等輝度線である。第２等輝度線は、例えば、第１等輝度線の輝度と試料２に相当する領域の最大輝度との間の輝度の点を結んだ線である。
【0137】
また、第２等輝度線で囲まれた領域を、第１等輝度線と第２等輝度線の間の領域とは異なる色で描画してもよい。
【0138】
上記のように、第１等輝度線と第２等輝度線との間の領域を所定の色で描画することによって、試料２の最も薄い領域を囲むように着色されるため、試料２の最も薄い領域を強調できる。さらに、等輝度線の数が少ないため、試料２の最も薄い領域と等輝度線が重ならない。したがって、試料２の最も薄い領域を確認しやすく、孔の開く位置を予測しやすい。
【0139】
４． 効果
試料加工装置１００では、情報処理装置７０は、カメラ６０で撮影された画像Ｉ２を取得する処理と、取得した画像Ｉ２において、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間から漏れる光の輝度を検出する処理と、取得した画像Ｉ２において、試料２に相当する領域の輝度を検出する処理と、隙間から漏れる光の輝度および試料２に相当する領域の輝度に基づいて、加工の終了を判断する処理と、を行う。
試料加工装置１００では、情報処理装置７０は、カメラ６０で撮影された画像Ｉ２を取得する処理と、取得した画像Ｉ２において、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間から漏れる光の輝度を検出する処理と、取得した画像Ｉ２において、試料２に相当する領域の輝度を検出する処理と、隙間から漏れる光の輝度および試料２に相当する領域の輝度に基づいて、加工の終了を判断する処理と、を行う。
【0140】
このように、試料加工装置１００では、試料２に相当する領域の輝度を、隙間から漏れる光の輝度と比較して、加工を終了するか否かを判定するため、加工を終了するタイミングを正確に判断できる。
【0141】
試料加工装置１００では、情報処理装置７０は、試料２に相当する領域の輝度の最大値が、隙間から漏れる光の輝度の最大値に、感度係数Ｋをかけた値よりも大きくなったか否
かを判定する処理と、試料２に相当する領域の輝度の最大値が、隙間から漏れる光の輝度の最大値に、感度係数Ｋをかけた値よりも大きくなったと判定した場合に、加工を開始した直後か否かを判定する処理と、加工を開始した直後と判定した場合に、感度係数Ｋを変更する処理と、加工を開始した直後でないと判定した場合に、加工を終了すると判断する処理と、を行う。そのため、試料加工装置１００では、自動で感度係数Ｋを設定することができる。したがって、試料２が光透過性を有する場合、および試料２が光透過性を有しない場合であっても、加工を終了するタイミングを正確に判断できる。
かを判定する処理と、試料２に相当する領域の輝度の最大値が、隙間から漏れる光の輝度の最大値に、感度係数Ｋをかけた値よりも大きくなったと判定した場合に、加工を開始した直後か否かを判定する処理と、加工を開始した直後と判定した場合に、感度係数Ｋを変更する処理と、加工を開始した直後でないと判定した場合に、加工を終了すると判断する処理と、を行う。そのため、試料加工装置１００では、自動で感度係数Ｋを設定することができる。したがって、試料２が光透過性を有する場合、および試料２が光透過性を有しない場合であっても、加工を終了するタイミングを正確に判断できる。
【0142】
試料加工装置１００では、情報処理装置７０は、各ピクセルの輝度に基づいて２本の等輝度線のみを引き、２本の等輝度線の間の領域を所定の色で描画する。そのため、試料加工装置１００では、加工領域を強調して表示することができる。さらに、等輝度線が密にならないため、最も薄い領域が確認しやすく、孔が開く位置を予測しやすい。
【0143】
試料加工装置１００では、各ピクセルの輝度に基づいて、画像Ｉ２において隙間に相当する領域を特定し、特定された隙間に相当する領域を所定の色で描画する。そのため、試料加工装置１００では、隙間を強調して表示できる。したがって、加工が正常に進まずに、加工が進むにしたがって隙間が拡大する場合に、隙間が拡大する様子が確認しやすい。
【0144】
試料加工装置１００では、情報処理装置７０は、カメラ６０で撮影された画像Ｉ２を取得する処理において、第１画像および第１画像よりも後に撮影された第２画像を取得し、第１画像において、隙間の大きさを測定する処理と、第２画像において、隙間の大きさを測定する処理と、第２画像における隙間の大きさを第１画像における隙間の大きさと比較する処理と、第２画像における隙間の大きさが第１画像における隙間の大きさよりも大きい場合に、加工を終了する処理と、を行う。そのため、試料加工装置１００では、試料２の加工が正常に進んでいない場合に、自動で加工を中止することができる。
【0145】
試料加工装置１００では、情報処理装置７０は、取得した画像Ｉ２において、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間から漏れる光をマスクする処理を行い、試料２に相当する領域の輝度を検出する処理において、画像Ｉ２のマスクされたマスク領域Ｍ１を除いた非マスク領域Ｍ０の輝度を検出する。このように、情報処理装置７０は、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間から漏れる光をマスクするため、当該隙間から漏れる光を、試料２を透過した光と誤って検出してしまう可能性を低減できる。したがって、試料加工装置１００では、加工を終了するタイミングを正確に判断できる。
【0146】
５． 変形例
５．１． 第１変形例
上述した実施形態では、イオンビームＩＢの加速電圧は一定であったが、例えば、試料２の厚さに応じて、段階的に加速電圧を変更してもよい。例えば、試料２が薄くなるにしたがって、加速電圧を下げてもよい。これにより、イオンビームＩＢの照射による試料２の損傷の影響を低減できる。
５．１． 第１変形例
上述した実施形態では、イオンビームＩＢの加速電圧は一定であったが、例えば、試料２の厚さに応じて、段階的に加速電圧を変更してもよい。例えば、試料２が薄くなるにしたがって、加速電圧を下げてもよい。これにより、イオンビームＩＢの照射による試料２の損傷の影響を低減できる。
【0147】
例えば、シリコン等の薄くなると光が透過する試料では、試料を透過する光の輝度から試料の厚さを把握できる。
【0148】
図２２は、試料を透過する光の輝度を測定した結果を示すグラフである。図２２に示すグラフの横軸は時間（分）であり、縦軸は輝度（％）である。なお、輝度は、隙間から漏れる光の輝度に対する試料を透過する光の輝度の割合で示している。
【0149】
図２２に示すように、試料を透過する光は、加工を開始してから約５０分後に検出された。また、試料を透過する光の輝度は、加工時間に比例して増加した。試料を透過する光
の輝度が２５％を超えてから急激に輝度が上昇し、２５％を超えてから１分程度で輝度が５０％を超えた。輝度が５０％を超えたところで加工を終了した。
の輝度が２５％を超えてから急激に輝度が上昇し、２５％を超えてから１分程度で輝度が５０％を超えた。輝度が５０％を超えたところで加工を終了した。
【0150】
この結果から、試料を透過する光を検出してから試料を透過する光の輝度が２５％になるまでの間に、加速電圧を段階的に切り替えることで、イオンビームＩＢの照射による損傷の少ない試料を作製できる。
【0151】
例えば、情報処理装置７０は、試料を透過した光を検出するまでを加速電圧６ｋＶとし、試料を透過した光の輝度が２０％になるまでを加速電圧５ｋＶとし、輝度が２３％になるまでを加速電圧４ｋＶとし、輝度が５０％を超えるまでを加速電圧３ｋＶとする。このように、試料を透過した光の輝度が高くなるにしたがって、段階的に加速電圧を低下させることによって、イオンビームの照射による損傷の少ない試料を作製できる。なお、情報処理装置７０は、輝度が５０％を超えてもイオンビームの照射を停止せずに、加速電圧２ｋＶで１０分程度イオンビームを照射して、仕上げの加工を行ってもよい。
【0152】
５．２． 第２変形例
第１変形例で説明したように、シリコン等の薄くなると光が透過する試料では、試料を透過する光の輝度から試料の厚さを把握できる。
第１変形例で説明したように、シリコン等の薄くなると光が透過する試料では、試料を透過する光の輝度から試料の厚さを把握できる。
【0153】
そのため、情報処理装置７０は、画像Ｉ２において試料２に相当する領域の最大輝度（最大輝度Ｉｍａｘ）を検出し、当該最大輝度が目標輝度（すなわち、Ｍｍａｘ×Ｋ）に近づく様子を、プログレスバー等で表して、表示部８０に表示してもよい。これにより、ユーザーは加工の進捗状況を把握できる。なお、図２２に示すグラフで示すように、輝度から加工の終了の時間を予測することができるため、情報処理装置７０は、画像Ｉ２の輝度に基づいて加工の終了予定時間を計算し、加工の終了予定時間を表示部８０に表示してもよい。
【0154】
５．３． 第３変形例
上記の実施形態では、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間から漏れる光をマスクする処理において、画像Ｉ２の輝度の分布に基づいて隙間から漏れる光をマスクすることによって、マスク領域Ｍ１を試料２の傾斜角度に応じて傾斜させたが、マスク処理の手法はこれに限定されない。
上記の実施形態では、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間から漏れる光をマスクする処理において、画像Ｉ２の輝度の分布に基づいて隙間から漏れる光をマスクすることによって、マスク領域Ｍ１を試料２の傾斜角度に応じて傾斜させたが、マスク処理の手法はこれに限定されない。
【0155】
例えば、試料ステージ２０のスイング機構による試料２の揺動動作に基づいて、隙間から漏れる光をマスクする領域を決定してもよい。例えば、情報処理装置７０は、スイング機構を動作させるための制御信号を受け付けて、当該制御信号に基づいて隙間から漏れる光をマスクする領域を傾斜させてもよい。これにより、マスク領域Ｍ１をスイング機構による試料２の揺動動作に同期させることができる。この結果、マスク領域Ｍ１を試料２の傾斜角度に応じて傾斜させることができる。
【0156】
試料２の下から回り込んだ光をマスクする処理についても同様であり、試料ステージ２０のスイング機構による試料２の揺動動作に基づいて、回り込んだ光をマスクする領域を決定してもよい。これにより、マスク領域Ｍ２を試料２の傾斜角度に応じて傾斜させることができる。
【0157】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、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である。また、本発明は、実施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、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
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】
【0158】
２…試料、１０…イオン源、２０…試料ステージ、３０…遮蔽部材、４０…透過照明装置、４２…照明調光回路、５０…光学系、６０…カメラ、７０…情報処理装置、８０…表示部、１００…試料加工装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】