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(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】
(24)【登録日】2023-12-21
(45)【発行日】2024-01-04
(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 20060101AFI20231222BHJP
H01J 37/20 20060101ALI20231222BHJP
【ＦＩ】
H01J37/305 A
H01J37/20 A
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2021117757
(22)【出願日】2021-07-16
(65)【公開番号】P2023013518
(43)【公開日】2023-01-26
【審査請求日】2022-09-08
(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
(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】木村 達人
(72)【発明者】
【氏名】小塚 心尋
(72)【発明者】
【氏名】菅野 直樹
【審査官】鳥居 祐樹
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－０５４４０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－０２１８５１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｊ ３７／３０
Ｈ０１Ｊ ３７／２０
Ｈ０１Ｊ ３７／２２
Ｂ２３Ｋ １５
Ｇ０１Ｎ １／２８－１／３２
Ｃ２３Ｆ ４／００
Ｈ０１Ｌ ２１／３０２
(57)【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、
前記試料を保持する試料ステージと、
前記試料を加工制御用の照明条件、および前記加工制御用の照明条件とは異なる表示用の照明条件で照明可能な照明系と、
前記試料を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された前記試料の画像が表示される表示部と、
前記照明系および前記カメラを制御して、前記イオン源の制御に用いられる加工制御用画像、および前記表示部に表示される表示用画像を取得する処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記試料が前記加工制御用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する処理と、
前記加工制御用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して前記加工制御用画像を取得する処理と、
前記加工制御用画像に基づいて、前記イオン源を制御する処理と、
前記試料が前記表示用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する処理と、
前記表示用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得する処理と、
前記表示用画像を前記表示部に表示させる処理と、
を行い、
前記処理部は、
前記加工制御用画像を取得する処理を繰り返し、
繰り返し取得された前記加工制御用画像において変化の大きい領域を検出し、
検出された前記変化の大きい領域の位置に対応する前記表示用画像の領域を拡大して、前記表示部に表示させる、試料加工装置。
【請求項2】
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、
前記試料を保持する試料ステージと、
前記試料を加工制御用の照明条件、および前記加工制御用の照明条件とは異なる表示用の照明条件で照明可能な照明系と、
前記試料を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された前記試料の画像が表示される表示部と、
前記照明系および前記カメラを制御して、前記イオン源の制御に用いられる加工制御用画像、および前記表示部に表示される表示用画像を取得する処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記試料が前記加工制御用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する処理と、
前記加工制御用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して前記加工制御用画像を取得する処理と、
前記加工制御用画像に基づいて、前記イオン源を制御する処理と、
前記試料が前記表示用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する処理と、
前記表示用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得する処理と、
前記表示用画像を前記表示部に表示させる処理と、
を行い、
前記照明系は、前記試料を同軸落射照明する同軸落射照明装置を含み、
前記試料ステージは、前記同軸落射照明装置の光軸に対して直交する軸を傾斜軸として、前記試料を傾斜させ、
前記処理部は、
第１傾斜角度に傾斜した前記試料を、前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得し、
前記第１傾斜角度とは異なる第２傾斜角度に傾斜した前記試料を、前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得し、
前記第１傾斜角度で撮影された前記表示用画像および前記第２傾斜角度で撮影された前記表示用画像を前記表示部に表示させる、試料加工装置。
【請求項3】
請求項２において、前記処理部は、
前記加工制御用画像を取得する処理を繰り返し、
繰り返し取得された前記加工制御用画像において変化の大きい領域を検出し、
検出された前記変化の大きい領域の位置に対応する前記表示用画像の領域を拡大して、前記表示部に表示させる、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、前記表示用の照明条件を変更する指示を受け付け、前記表示用の照明条件を変更する指示に基づいて前記表示用の照明条件を変更し、変更された前記表示用の照明条件で前記試料が照明されるように前記照明系を制御する、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、
前記表示部に表示された前記表示用画像の倍率を変更する指示を受け付ける処理と、
前記表示用画像の倍率を変更する指示に基づいて、前記表示用画像の倍率を変更して前記表示部に表示させる処理と、
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、
前記表示部に表示された前記表示用画像の視野を変更する指示を受け付ける処理と、
前記表示用画像の視野を変更する指示に基づいて、前記表示用画像の視野を変更して前記表示部に表示させる処理と、
を行う、試料加工装置。
【請求項7】
請求項１ないし６のいずれか１項において、前記処理部は、前記表示用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影する前に、前記イオン源に前記イオンビームの照射を停止させる、試料加工装置。
【請求項8】
請求項１ないし７のいずれか１項において、前記処理部は、
前記試料が、第１の前記表示用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する処理と、
第１の前記表示用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して第１の前記表示用画像を取得する処理と、
第１の前記表示用画像を前記表示部に表示させる処理と、
前記試料が、第２の前記表示用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する処理と、
第２の前記表示用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して第２の前記表示用画像を取得する処理と、
第２の前記表示用画像を前記表示部に表示させる処理と、
を行う、試料加工装置。
【請求項9】
請求項１ないし８のいずれか１項において、前記照明系は、前記試料を側射照明する側射照明装置を含む、試料加工装置。
【請求項10】
試料にイオンビームを照射するイオン源と、前記試料を加工制御用の照明条件、および前記加工制御用の照明条件とは異なる表示用の照明条件で照明可能な照明系と、を含み、前記試料に前記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を用いた試料加工方法であって、前記試料が前記加工制御用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する工程と、
前記加工制御用の照明条件で照明された前記試料をカメラで撮影して加工制御用画像を取得する工程と、
前記加工制御用画像に基づいて、前記イオン源を制御する工程と、
前記試料が前記表示用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する工程と、
前記表示用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して表示用画像を取得する工程と、
前記表示用画像を表示部に表示させる工程と、
を含み、
前記加工制御用画像を取得する工程を繰り返し、
繰り返し取得された前記加工制御用画像において変化の大きい領域を検出し、
検出された前記変化の大きい領域の位置に対応する前記表示用画像の領域を拡大して、前記表示部に表示させる、試料加工方法。
【請求項11】
試料にイオンビームを照射するイオン源と、前記試料を加工制御用の照明条件、および前記加工制御用の照明条件とは異なる表示用の照明条件で照明可能な照明系と、前記試料を保持する試料ステージと、を含み、前記試料に前記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を用いた試料加工方法であって、前記試料が前記加工制御用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する工程と、
前記加工制御用の照明条件で照明された前記試料をカメラで撮影して加工制御用画像を取得する工程と、
前記加工制御用画像に基づいて、前記イオン源を制御する工程と、
前記試料が前記表示用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する工程と、
前記表示用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して表示用画像を取得する工程と、
前記表示用画像を表示部に表示させる工程と、
を含み、
前記照明系は、前記試料を同軸落射照明する同軸落射照明装置を含み、
前記試料ステージは、前記同軸落射照明装置の光軸に対して直交する軸を傾斜軸として、前記試料を傾斜させ、
第１傾斜角度に傾斜した前記試料を、前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得し、
前記第１傾斜角度とは異なる第２傾斜角度に傾斜した前記試料を、前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得し、
前記第１傾斜角度で撮影された前記表示用画像および前記第２傾斜角度で撮影された前記表示用画像を前記表示部に表示させる、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加工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】
【文献】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】
上記のような試料加工装置では、カメラで撮影された画像を用いて、試料の形状変化を監視している。そのため、同じ条件で撮影された画像が必要となるため、カメラで試料を撮影する際には、同じ照明条件で撮影が行われる。
【0007】
しかしながら、イオンミリングの終了判定に用いられる画像とは異なる照明条件で撮影された試料像を取得できれば、ユーザーが加工状況を確認しやすい。例えば、照明条件を加工エッジが確認しやすい条件にしたり、試料の厚さを確認しやすい条件にしたりすることで、ユーザーが加工状況を正確に把握できる。
【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、
前記試料を保持する試料ステージと、
前記試料を加工制御用の照明条件、および前記加工制御用の照明条件とは異なる表示用の照明条件で照明可能な照明系と、
前記試料を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された前記試料の画像が表示される表示部と、
前記照明系および前記カメラを制御して、前記イオン源の制御に用いられる加工制御用画像、および前記表示部に表示される表示用画像を取得する処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記試料が前記加工制御用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する処理と、
前記加工制御用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して前記加工制御用画像を取得する処理と、
前記加工制御用画像に基づいて、前記イオン源を制御する処理と、
前記試料が前記表示用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する処理と、
前記表示用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得する処理と、
前記表示用画像を前記表示部に表示させる処理と、
を行い、
前記処理部は、
前記加工制御用画像を取得する処理を繰り返し、
繰り返し取得された前記加工制御用画像において変化の大きい領域を検出し、
検出された前記変化の大きい領域の位置に対応する前記表示用画像の領域を拡大して、
前記表示部に表示させる。
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、
前記試料を保持する試料ステージと、
前記試料を加工制御用の照明条件、および前記加工制御用の照明条件とは異なる表示用の照明条件で照明可能な照明系と、
前記試料を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された前記試料の画像が表示される表示部と、
前記照明系および前記カメラを制御して、前記イオン源の制御に用いられる加工制御用画像、および前記表示部に表示される表示用画像を取得する処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記試料が前記加工制御用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する処理と、
前記加工制御用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して前記加工制御用画像を取得する処理と、
前記加工制御用画像に基づいて、前記イオン源を制御する処理と、
前記試料が前記表示用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する処理と、
前記表示用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得する処理と、
前記表示用画像を前記表示部に表示させる処理と、
を行い、
前記照明系は、前記試料を同軸落射照明する同軸落射照明装置を含み、
前記試料ステージは、前記同軸落射照明装置の光軸に対して直交する軸を傾斜軸として、前記試料を傾斜させ、
前記処理部は、
第１傾斜角度に傾斜した前記試料を、前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得し、
前記第１傾斜角度とは異なる第２傾斜角度に傾斜した前記試料を、前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得し、
前記第１傾斜角度で撮影された前記表示用画像および前記第２傾斜角度で撮影された前記表示用画像を前記表示部に表示させる。
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、
前記試料を保持する試料ステージと、
前記試料を加工制御用の照明条件、および前記加工制御用の照明条件とは異なる表示用の照明条件で照明可能な照明系と、
前記試料を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された前記試料の画像が表示される表示部と、
前記照明系および前記カメラを制御して、前記イオン源の制御に用いられる加工制御用画像、および前記表示部に表示される表示用画像を取得する処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記試料が前記加工制御用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する処理と、
前記加工制御用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して前記加工制御用画像を取得する処理と、
前記加工制御用画像に基づいて、前記イオン源を制御する処理と、
前記試料が前記表示用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する処理と、
前記表示用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得する処理と、
前記表示用画像を前記表示部に表示させる処理と、
を行い、
前記処理部は、
前記加工制御用画像を取得する処理を繰り返し、
繰り返し取得された前記加工制御用画像において変化の大きい領域を検出し、
検出された前記変化の大きい領域の位置に対応する前記表示用画像の領域を拡大して、
前記表示部に表示させる。
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、
前記試料を保持する試料ステージと、
前記試料を加工制御用の照明条件、および前記加工制御用の照明条件とは異なる表示用の照明条件で照明可能な照明系と、
前記試料を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された前記試料の画像が表示される表示部と、
前記照明系および前記カメラを制御して、前記イオン源の制御に用いられる加工制御用画像、および前記表示部に表示される表示用画像を取得する処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記試料が前記加工制御用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する処理と、
前記加工制御用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して前記加工制御用画像を取得する処理と、
前記加工制御用画像に基づいて、前記イオン源を制御する処理と、
前記試料が前記表示用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する処理と、
前記表示用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得する処理と、
前記表示用画像を前記表示部に表示させる処理と、
を行い、
前記照明系は、前記試料を同軸落射照明する同軸落射照明装置を含み、
前記試料ステージは、前記同軸落射照明装置の光軸に対して直交する軸を傾斜軸として、前記試料を傾斜させ、
前記処理部は、
第１傾斜角度に傾斜した前記試料を、前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得し、
前記第１傾斜角度とは異なる第２傾斜角度に傾斜した前記試料を、前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得し、
前記第１傾斜角度で撮影された前記表示用画像および前記第２傾斜角度で撮影された前記表示用画像を前記表示部に表示させる。
【0009】
このような試料加工装置では、加工制御用画像と表示用画像を異なる照明条件で撮影できる。そのため、加工制御用画像に適した画像および表示用画像に適した画像を得ることができる。したがって、加工制御用画像を用いてイオン源を適切に制御して加工を正確に行うことができ、かつ、表示部に表示画像を表示させることによってユーザーが加工状況を正確に把握できる。
【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するイオン源と、前記試料を加工制御用の照明条件、および前記加工制御用の照明条件とは異なる表示用の照明条件で照明可能な照明系と、を含み、前記試料に前記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を用いた試料加工方法であって、
前記試料が前記加工制御用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する工程と、
前記加工制御用の照明条件で照明された前記試料をカメラで撮影して加工制御用画像を取得する工程と、
前記加工制御用画像に基づいて、前記イオン源を制御する工程と、
前記試料が前記表示用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する工程と、
前記表示用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して表示用画像を取得
する工程と、
前記表示用画像を表示部に表示させる工程と、
を含み、
前記加工制御用画像を取得する工程を繰り返し、
繰り返し取得された前記加工制御用画像において変化の大きい領域を検出し、
検出された前記変化の大きい領域の位置に対応する前記表示用画像の領域を拡大して、前記表示部に表示させる。
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するイオン源と、前記試料を加工制御用の照明条件、および前記加工制御用の照明条件とは異なる表示用の照明条件で照明可能な照明系と、前記試料を保持する試料ステージと、を含み、前記試料に前記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を用いた試料加工方法であって、
前記試料が前記加工制御用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する工程と、
前記加工制御用の照明条件で照明された前記試料をカメラで撮影して加工制御用画像を取得する工程と、
前記加工制御用画像に基づいて、前記イオン源を制御する工程と、
前記試料が前記表示用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する工程と、
前記表示用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して表示用画像を取得する工程と、
前記表示用画像を表示部に表示させる工程と、
を含み、
前記照明系は、前記試料を同軸落射照明する同軸落射照明装置を含み、
前記試料ステージは、前記同軸落射照明装置の光軸に対して直交する軸を傾斜軸として、前記試料を傾斜させ、
第１傾斜角度に傾斜した前記試料を、前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得し、
前記第１傾斜角度とは異なる第２傾斜角度に傾斜した前記試料を、前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得し、
前記第１傾斜角度で撮影された前記表示用画像および前記第２傾斜角度で撮影された前記表示用画像を前記表示部に表示させる。
試料にイオンビームを照射するイオン源と、前記試料を加工制御用の照明条件、および前記加工制御用の照明条件とは異なる表示用の照明条件で照明可能な照明系と、を含み、前記試料に前記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を用いた試料加工方法であって、
前記試料が前記加工制御用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する工程と、
前記加工制御用の照明条件で照明された前記試料をカメラで撮影して加工制御用画像を取得する工程と、
前記加工制御用画像に基づいて、前記イオン源を制御する工程と、
前記試料が前記表示用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する工程と、
前記表示用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して表示用画像を取得
する工程と、
前記表示用画像を表示部に表示させる工程と、
を含み、
前記加工制御用画像を取得する工程を繰り返し、
繰り返し取得された前記加工制御用画像において変化の大きい領域を検出し、
検出された前記変化の大きい領域の位置に対応する前記表示用画像の領域を拡大して、前記表示部に表示させる。
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するイオン源と、前記試料を加工制御用の照明条件、および前記加工制御用の照明条件とは異なる表示用の照明条件で照明可能な照明系と、前記試料を保持する試料ステージと、を含み、前記試料に前記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を用いた試料加工方法であって、
前記試料が前記加工制御用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する工程と、
前記加工制御用の照明条件で照明された前記試料をカメラで撮影して加工制御用画像を取得する工程と、
前記加工制御用画像に基づいて、前記イオン源を制御する工程と、
前記試料が前記表示用の照明条件で照明されるように前記照明系を制御する工程と、
前記表示用の照明条件で照明された前記試料を前記カメラで撮影して表示用画像を取得する工程と、
前記表示用画像を表示部に表示させる工程と、
を含み、
前記照明系は、前記試料を同軸落射照明する同軸落射照明装置を含み、
前記試料ステージは、前記同軸落射照明装置の光軸に対して直交する軸を傾斜軸として、前記試料を傾斜させ、
第１傾斜角度に傾斜した前記試料を、前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得し、
前記第１傾斜角度とは異なる第２傾斜角度に傾斜した前記試料を、前記カメラで撮影して前記表示用画像を取得し、
前記第１傾斜角度で撮影された前記表示用画像および前記第２傾斜角度で撮影された前記表示用画像を前記表示部に表示させる。
【0011】
このような試料加工方法では、加工制御用画像と表示用画像を異なる照明条件で撮影できる。そのため、加工制御用画像に適した画像および表示用画像に適した画像を得ることができる。したがって、加工制御用画像を用いてイオン源を適切に制御して加工を正確に行うことができ、かつ、表示部に表示画像を表示させることによってユーザーが加工状況を正確に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の一実施形態に係る試料加工装置の構成を示す図。
【図2】情報処理装置の構成を示す図。
【図3】一次ミリングを説明するための図。
【図4】一次ミリングを説明するための図。
【図5】一次ミリングを説明するための図。
【図6】加工制御用画像の一例を示す図。
【図7】二次ミリングを説明するための図。
【図8】加工制御用画像の一例を示す図。
【図9】バルク加工法を説明するための図。
【図10】バルク加工法を説明するための図。
【図11】加工制御用画像の一例を示す図。
【図12】一次ミリング処理の一例を示すフローチャート。
【図13】加工を終了するか否かを判定する処理を説明するための図。
【図14】加工を終了するか否かを判定する処理を説明するための図。
【図15】加工領域の下端のエッジを検出する処理を説明するための図。
【図16】バルク加工処理の一例を示すフローチャート。
【図17】加工を終了するか否かを判定する処理を説明するための図。
【図18】透過照明および同軸落射照明された試料を撮影して得られた画像。
【図19】透過照明された試料を撮影して得られた画像。
【図20】透過照明された試料を撮影して得られた画像。
【図21】透過照明および同軸落射照明された試料を撮影して得られた画像。
【図22】表示用画像の倍率および視野を変更する処理を説明するための図。
【図23】表示用画像の倍率および視野を変更する処理を説明するための図。
【図24】表示用画像の倍率および視野を変更する処理を説明するための図。
【図25】カメラで撮影された画像から指示された２つの領域を切り出す処理を示す図。
【図26】画像から指示された領域を切り出して拡大した画像を示す図。
【図27】画像から指示された領域を切り出して拡大した画像を示す図。
【図28】一次ミリング処理の変形例を示すフローチャート。
【図29】一次ミリング処理の変形例を示すフローチャート。
【図30】試料加工装置の構成の変形例を示す図。
【図31】傾斜機構の動作を説明するための図。
【図32】傾斜角度θ３＝０°で撮影された試料の画像。
【図33】傾斜角度θ３＝４°で撮影された試料の画像。
【図34】第７変形例に係る試料加工装置の構成を示す図。
【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。
【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、本発明の一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、本発明の一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、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、照明系４０と、光学系５０と、カメラ６０と、情報処理装置７０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、チャンバー１１の上部に取り付けられており、チャンバー１１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１１内は、例えば、真空状態である。
【0018】
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。
【0019】
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、加工前の試料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。
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、加工前の試料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。
【0020】
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２２を備えている。スイング機構２２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２２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。
【0021】
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。試料２の詳細については後述する。
【0022】
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、遮蔽ベルトである。遮蔽部材３０は、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。
【0023】
照明系４０は、試料２を照明する。試料加工装置１００では、加工中の試料２を照明系４０で照明し、カメラ６０で撮影する。照明系４０は、互いに異なる方向から試料２を照明する複数の照明装置を含む。図１に示す例では、照明系４０は、透過照明装置４２と、同軸落射照明装置４４と、を含む。
【0024】
透過照明装置４２は、試料２を透過照明する照明光を発する。透過照明では、試料２の背後、すなわち、試料２のカメラ６０とは反対側から試料２に光をあてる。透過照明装置４２は、試料２の背後から照明光を照射する。透過照明装置４２が発する照明光の強度（明るさ）は、照明調光回路４６で制御される。
【0025】
透過照明装置４２、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。
【0026】
同軸落射照明装置４４は、試料２を同軸落射照明する照明光を発する。同軸落射照明では、カメラ６０（光学系５０）の光軸と同じ方向から試料２に光をあてる。同軸落射照明装置４４は、カメラ６０の光軸に沿って照明光を試料２に照射する。図示の例では、光学系５０は、ハーフミラー５２を有しており、ハーフミラー５２を用いて、照明光の光軸とカメラ６０の光軸とを一致させている。同軸落射照明装置４４が発する照明光の強度は、照明調光回路４６で制御される。
【0027】
カメラ６０は、光学系５０を介して、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。カメラ６０は、チャンバー１１の外に配置されており、チャンバー１１に設けられた窓１４を介して試料２を撮影する。
【0028】
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を制御する。また、情報処理装置７０は、カメラ６０で撮影された画像を表示部に表示させる。
【0029】
図２は、情報処理装置７０の構成を示す図である。
【0030】
情報処理装置７０は、例えば、処理部７２と、操作部７４と、表示部７６と、記憶部７
８と、を含む。
８と、を含む。
【0031】
操作部７４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処理部７２に出力する。操作部７４の機能は、キーボード、マウス、ボタン、タッチパネル、タッチパッドなどのハードウェアにより実現することができる。
【0032】
表示部７６は、処理部７２によって生成された画像を表示する。表示部７６の機能は、ＬＣＤ、ＣＲＴ、操作部７４としても機能するタッチパネルなどにより実現できる。
【0033】
記憶部７８は、処理部７２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している。また、記憶部７８は、処理部７２のワーク領域としても機能する。記憶部７８の機能は、ハードディスク、ＲＡＭ（Random Access Memory）などにより実現できる。
【0034】
処理部７２の機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ
（Digital Signal Processor）等）などのハードウェアで、プログラムを実行することにより実現できる。処理部７２は、画像取得部７２０と、加工制御部７２２と、表示制御部７２４と、を含む。
（Digital Signal Processor）等）などのハードウェアで、プログラムを実行することにより実現できる。処理部７２は、画像取得部７２０と、加工制御部７２２と、表示制御部７２４と、を含む。
【0035】
画像取得部７２０は、イオン源１０の制御に用いられる加工制御用画像、および表示部７６に表示される表示用画像を取得する。加工制御用画像は、加工制御部７２２が加工の終了を判定するために用いる試料の像である。表示用画像は、ユーザーが加工の状況を確認するための画像である。加工制御用画像および表示用画像は、試料２をカメラ６０で撮影して得られる。
【0036】
加工制御部７２２は、加工制御用画像に基づいて、イオン源１０を制御する。例えば、加工制御部７２２は、加工制御用画像に基づいて、加工の終了を判定する。
【0037】
表示制御部７２４は、表示用画像を表示部７６に表示させる。
【0038】
２． 試料加工装置の動作
試料加工装置１００では、断面方向から観察するための試料を作製する二段ミリング法により、試料を作製できる。さらに、試料加工装置１００では、バルク試料を加工するバルク加工法により試料を作製することができる。以下では、二段ミリング法およびバルク加工法について説明する。
試料加工装置１００では、断面方向から観察するための試料を作製する二段ミリング法により、試料を作製できる。さらに、試料加工装置１００では、バルク試料を加工するバルク加工法により試料を作製することができる。以下では、二段ミリング法およびバルク加工法について説明する。
【0039】
２．１． 二段ミリング法
二段ミリング法は、例えば、基板上に形成された薄膜や、基板上に形成された、配線やトランジスタなどが形成された積層膜など、を断面方向から観察するための試料を作製する手法である。二段ミリング法では、試料を全体的に薄くする一次ミリングと、観察対象物である薄膜や積層膜を透過電子顕微鏡で観察可能な厚さまで薄くする二次ミリングと、を行う。
二段ミリング法は、例えば、基板上に形成された薄膜や、基板上に形成された、配線やトランジスタなどが形成された積層膜など、を断面方向から観察するための試料を作製する手法である。二段ミリング法では、試料を全体的に薄くする一次ミリングと、観察対象物である薄膜や積層膜を透過電子顕微鏡で観察可能な厚さまで薄くする二次ミリングと、を行う。
【0040】
２．１．１． 一次ミリング
図３～図５は、一次ミリングを説明するための図である。図３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４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５は、イオン源１０の動作を説明するための図である。
図３～図５は、一次ミリングを説明するための図である。図３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４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５は、イオン源１０の動作を説明するための図である。
【0041】
図３に示すように、試料２は、基板４と、積層膜６と、保護部材８と、を含む。基板４は、例えば、シリコン基板、化合物基板などの半導体基板である。積層膜６は、例えば、
基板４上に半導体製造技術によって形成された、配線やトランジスタなどを含む。図示の例では、基板４上に形成された積層膜６の断面を観察するための透過電子顕微鏡用の試料を作製することができる。保護部材８は、加工時に積層膜６を保護するための部材であり、例えば、ガラス基板である。保護部材８は、エポキシ樹脂などで積層膜６に接着されている。保護部材８の厚さは、例えば、１００μｍ程度である。
基板４上に半導体製造技術によって形成された、配線やトランジスタなどを含む。図示の例では、基板４上に形成された積層膜６の断面を観察するための透過電子顕微鏡用の試料を作製することができる。保護部材８は、加工時に積層膜６を保護するための部材であり、例えば、ガラス基板である。保護部材８は、エポキシ樹脂などで積層膜６に接着されている。保護部材８の厚さは、例えば、１００μｍ程度である。
【0042】
試料２は、高さ（Ｚ方向の大きさ）が５００μｍ～８００μｍ、幅（Ｙ方向の大きさ）が１００μｍ程度になるように、事前に板状に加工されている。
【0043】
なお、試料２の構成は、図３に示す例に限定されず、二段ミリング法を用いて、様々な構成の試料を透過電子顕微鏡で観察可能に加工できる。
【0044】
一次ミリングでは、試料２は、試料２の第１端部２ａが上、試料２の第２端部２ｂが下になるように配置される。試料２の第１端部２ａは、試料２の保護部材８側の端部であり、試料２の第２端部２ｂは、試料２の基板４側の端部である。試料２は、遮蔽部材３０の下に配置され、試料２の第１端部２ａ側からイオンビームＩＢが照射される。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。
【0045】
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４に示すように、試料ステージ２０のスイング機構２２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、スイング機構２２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。
【0046】
なお、図４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。図４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。
【0047】
試料２の加工時には、図５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０．４°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、－０．４°から＋０．４°の範囲である。イオン源１０の傾斜角度θ２は、例えば、試料２の材質等に応じて適宜変更可能である。
【0048】
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。一次ミリングでは、加工によって、２つの傾斜面３と、２つの傾斜面３の間の加工領域５と、が形成される。一次ミリングでは、加工領域５の全体が遮蔽部材３０の厚さとほぼ同じ厚さとなるように加工される。
【0049】
一次ミリングでは、試料２の第２端部２ｂが二次ミリングに適した厚さになった場合に、加工を終了する。後述するように、二次ミリングでは、第２端部２ｂが上、第１端部２ａが下になるように試料２を配置して、第２端部２ｂ側からイオンビームＩＢを照射する。そのため、試料２の第２端部２ｂ側の厚さが大きい場合には、第２端部２ｂ側に照射されるイオンビームＩＢの量が多くなり、第２端部２ｂ側が急速に削れてしまう。この結果、積層膜６が薄くなるまえに、試料２がなくなってしまう可能性がある。そのため、一次ミリングにおいて、試料２の第２端部２ｂを二次ミリングに適した厚さにしなければなら
ない。
ない。
【0050】
ここで、試料２の第２端部２ｂの厚さは、カメラ６０で撮影された画像からは確認できない。そのため、試料２の第２端部２ｂ側の加工領域５の幅、すなわち、図３に示す加工幅Ｗを目安として、一次ミリングの加工を終了するタイミングを判断する。試料加工装置１００では、加工が進むにしたがって試料２の加工領域５が薄くなり、加工幅Ｗが拡がる。そのため、加工幅Ｗから加工領域５の厚さを推定できる。
【0051】
例えば、加工幅Ｗを３００μｍ～６００μｍ程度にすることによって、試料２の第２端部２ｂの厚さを、二次ミリングに適した厚さである１０μｍ程度にできる。
【0052】
情報処理装置７０は、照明系４０を制御して、加工を制御するための加工制御用画像、および表示部７６に表示される表示用画像を取得する。例えば、一次ミリングでは、透過照明および同軸落射照明された試料２をカメラ６０で撮影して、加工制御用画像を取得する。また、一次ミリングでは、同軸落射照明された試料２をカメラ６０で撮影して表示用画像を取得する。なお、表示用画像を撮影する際の照明条件は、ユーザーの指示に応じて適宜切り替え可能である。
【0053】
【0054】
試料２は、同軸落射照明されているため、図６に示すように、加工制御用画像Ｉ２では、試料２の加工領域５、試料２の未加工領域、および遮蔽部材３０が明るくなるのに対して、傾斜面３が暗くなる。これは、同軸落射照明では、観察方向（カメラ６０の光軸）に対して垂直な面のみで、カメラ６０に向かって照明光が反射するためである。傾斜面３は、観察方向に対して垂直な面ではないため、傾斜面３で反射した照明光は、カメラ６０に向かわない。そのため、加工制御用画像Ｉ２では傾斜面３が暗くなる。同軸落射照明では、試料２を揺動させても、試料２の各領域の面の向きは変化しない。そのため、同軸落射照明では、加工時に試料２を揺動させても、常に、傾斜面３が暗い画像が得られる。
【0055】
また、試料２は、透過照明されているため、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間から照明光が漏れる。また、試料２の下から照明光が回り込む。したがって、加工制御用画像Ｉ２では、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間および試料２の下の空間が明るくなる。この結果、加工制御用画像Ｉ２では、傾斜面３のみが暗くなる。
【0056】
情報処理装置７０では、加工制御用画像Ｉ２において、２つの傾斜面３のみが暗くなることを利用して、２つの傾斜面３を抽出し、抽出した２つの傾斜面３の間の距離を測定することによって、加工幅Ｗを測定する。この加工幅Ｗが目標加工幅になったか否かを判定することで、加工の終了を判定する。
【0057】
２．１．２． 二次ミリング
図７は、二次ミリングを説明するための図である。
図７は、二次ミリングを説明するための図である。
【0058】
図７に示すように、二次ミリングでは、試料２の第２端部２ｂが上、試料２の第１端部２ａが下になるように配置される。二次ミリングでは、試料２の第２端部２ｂ側からイオンビームＩＢが照射される。二次ミリングでは、遮蔽部材３０を用いずに、直接、試料２にイオンビームＩＢを照射する。
【0059】
二次ミリングでは、試料２の積層膜６が透過電子顕微鏡で観察可能に薄膜化されるまで
、試料２を加工する。
、試料２を加工する。
【0060】
情報処理装置７０は、照明系４０を制御して、加工を制御するための加工制御用画像、および表示部７６に表示される表示用画像を取得する。例えば、二次ミリングでは、透過照明された試料２をカメラ６０で撮影して、加工制御用画像を取得する。また、二次ミリングでは、透過照明および同軸落射照明された試料２をカメラ６０で撮影して表示用画像を取得する。なお、表示用画像を撮影する際の照明条件は、ユーザーの指示に応じて適宜切り替え可能である。
【0061】
【0062】
試料２は、透過照明されているため、加工領域５の下端（第１端部２ａ側）のエッジを確認することができる。したがって、情報処理装置７０は、加工領域５の下端のエッジを検出し、下端のエッジが加工目標位置まで達したか否かを検出することで、加工の終了を判定する。
【0063】
【0064】
試料加工装置１００では、図９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。
【0065】
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１０に示すように、試料ステージ２０のスイング機構２２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、スイング機構２２は、試料２および遮蔽部材３０を、軸Ａを傾斜軸として、往復傾斜運動させる。
【0066】
なお、図１０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。
【0067】
試料２の加工時には、図５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。
【0068】
情報処理装置７０は、照明系４０を制御して、加工を制御するための加工制御用画像、および表示部７６に表示される表示用画像を取得する。例えば、バルク加工法では、透過照明された試料２をカメラ６０で撮影して、加工制御用画像を取得する。また、バルク加工法では、透過照明および同軸落射照明された試料２をカメラ６０で撮影して表示用画像を取得する。なお、表示用画像を撮影する際の照明条件は、ユーザーの指示に応じて適宜切り替え可能である。
【0069】
図１１は、カメラ６０で撮影された加工制御用画像Ｉ６の一例を示す図である。バルク
加工法により試料２を加工する際には、試料２は透過照明装置４２が発する照明光によって透過照明されている。そのため、加工制御用画像Ｉ６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、加工制御用画像Ｉ６では、試料２の下側から回り込んだ光が確認できる。
加工法により試料２を加工する際には、試料２は透過照明装置４２が発する照明光によって透過照明されている。そのため、加工制御用画像Ｉ６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、加工制御用画像Ｉ６では、試料２の下側から回り込んだ光が確認できる。
【0070】
情報処理装置７０は、２重円のカーソルで囲まれた領域のうちの試料２を透過した光の輝度を検出し、検出した輝度に基づいて加工の終了を判定する。
【0071】
３． 試料加工方法
３．１． 一次ミリング処理
試料加工装置１００では、情報処理装置７０が、一次ミリングにより試料２を加工するための一次ミリング処理を行う。図１２は、一次ミリング処理の一例を示すフローチャートである。
３．１． 一次ミリング処理
試料加工装置１００では、情報処理装置７０が、一次ミリングにより試料２を加工するための一次ミリング処理を行う。図１２は、一次ミリング処理の一例を示すフローチャートである。
【0072】
まず、画像取得部７２０は、試料２が表示用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する（Ｓ１００）。これにより、試料２が表示用の照明条件で照明される。
【0073】
一次ミリングでは、試料２が同軸落射照明されるように照明系４０を制御する。すなわち、透過照明装置４２および同軸落射照明装置４４で試料２を照明する。表示用画像を撮影する際の照明条件は、あらかじめ設定されていてもよいし、ユーザーが操作部７４を介して設定してもよい。
【0074】
次に、画像取得部７２０は、カメラ６０を制御して、表示用の照明条件で照明された試料２を撮影する（Ｓ１０２）。カメラ６０で撮影された画像は、情報処理装置７０に送られる。
【0075】
次に、画像取得部７２０は、カメラ６０から送られた画像を取得し、設定された観察倍率となるように画像を拡大または縮小して表示用画像を生成する。表示制御部７２４は、当該表示用画像を表示部７６に表示させる（Ｓ１０４）。これにより、表示部７６に、試料２の像が表示される。
【0076】
加工制御部７２２は、表示部７６に表示用画像が表示されると、イオンビームＩＢを照射する処理を開始する（Ｓ１０６）。具体的には、加工制御部７２２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、加工制御部７２２は、試料ステージ２０のスイング機構２２を動作させて、試料２および遮蔽部材３０を揺動させる。
【0077】
試料加工装置１００では、試料２および遮蔽部材３０を揺動させ、かつ、イオン源１０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。
【0078】
加工制御部７２２は、スイング機構２２が１周期動作したか否かを判定する（Ｓ１０８）。図４に示すように、試料２の傾斜角度θ１が０°を初期位置として、試料２の傾斜角度θ１を－３０°とした後、傾斜角度θ１を＋３０°とし、再び傾斜角度θ１を０°とする動作を、スイング機構２２の動作の１周期とする。
【0079】
加工制御部７２２は、スイング機構２２が１周期動作したと判定した場合（Ｓ１０８のＹｅｓ）、イオンビームＩＢの照射、スイング機構２２による試料２の揺動動作、およびイオン源１０の揺動動作を停止させる（Ｓ１１０）。
【0080】
画像取得部７２０は、試料２が表示用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する（Ｓ１１２）。画像取得部７２０はカメラ６０を制御して表示用の照明条件で照明された試料２を撮影し（Ｓ１１４）、表示制御部７２４は表示用画像を表示部７６に表示させる（Ｓ１１６）。これにより、表示部７６に加工中の試料２の画像が表示される。
【0081】
次に、画像取得部７２０は、試料２が加工制御用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する（Ｓ１１８）。一次ミリングでは、試料２が透過照明および同軸落射照明されるように照明系４０を制御する。すなわち、透過照明装置４２で試料２を透過照明し、同軸落射照明装置４４で試料２を同軸落射照明する。
【0082】
次に、画像取得部７２０は、カメラ６０を制御して、加工制御用の照明条件で照明された試料２を撮影する（Ｓ１２０）。カメラ６０で撮影された試料２の画像は、情報処理装置７０に送られる。
【0083】
画像取得部７２０は、カメラ６０からの画像を受け付け、当該画像の所定の領域を切り取り、倍率を変更するなどの画像処理を行って、加工制御用画像を生成する。加工制御部７２２は、当該加工制御用画像に基づいて加工を終了するか否かを判定する（Ｓ１２２）。
【0084】
【0085】
加工制御部７２２は、図１３に示すように、加工制御用画像を二値化して二値化画像Ｉ２Ｂを生成する。これにより、傾斜面３を抽出できる。次に、加工制御部７２２は、二値化画像Ｉ２Ｂにおいて、傾斜面３に対応する白のピクセルの集合体を特定し、２つの集合体の間の距離を測定することによって加工幅Ｗを測定する。加工幅Ｗの測定は、例えば、まず、図１４に示すように、２つの集合体の各々について集合体のエッジを直線近似して、近似線Ｌ１および近似線Ｌ２を引く。次に、加工幅Ｗを測定する位置Ｐにおいて近似線Ｌ１と近似線Ｌ２との間の距離を測定する。これにより、加工幅Ｗを測定することができる。加工幅Ｗを測定する位置Ｐは、あらかじめ設定されており、例えば、二値化画像Ｉ２Ｂの縦方向の位置座標で特定される。
【0086】
加工制御部７２２は加工幅Ｗが目標加工幅ＴＷ以上となったか否かを判定する。すなわち、Ｗ≧ＴＷを満たすか否かを判定する。Ｗ≧ＴＷを満たした場合に、加工を終了すると判定する。
【0087】
加工制御部７２２が加工を終了しないと判定した場合（Ｓ１２２のＮｏ）、処理部７２は、処理Ｓ１０６に戻って、処理Ｓ１０６、処理Ｓ１０８、処理Ｓ１１０、処理Ｓ１１２、処理Ｓ１１４、処理Ｓ１１６、処理Ｓ１１８、処理Ｓ１２０、および処理Ｓ１２２を行う。
【0088】
処理部７２は、加工を終了すると判定されるまで、処理Ｓ１０６、処理Ｓ１０８、処理Ｓ１１０、処理Ｓ１１２、処理Ｓ１１４、処理Ｓ１１６、処理Ｓ１１８、処理Ｓ１２０、および処理Ｓ１２２を繰り返す。
【0089】
加工制御部７２２が加工を終了すると判定した場合（Ｓ１２２のＹｅｓ）、加工制御部７２２は、試料２を初期位置（傾斜角度θ１＝０°）に戻し、画像取得部７２０は、試料２が表示用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する（Ｓ１２４）。画像取得部７２０はカメラ６０を制御して表示用の照明条件で照明された試料２を撮影し（Ｓ１２
６）、表示制御部７２４は表示用画像を表示部７６に表示させる（Ｓ１２８）。これにより、表示部７６に加工終了後の試料２の画像が表示される。そして、処理部７２は、一次ミリング処理を終了する。
６）、表示制御部７２４は表示用画像を表示部７６に表示させる（Ｓ１２８）。これにより、表示部７６に加工終了後の試料２の画像が表示される。そして、処理部７２は、一次ミリング処理を終了する。
【0090】
３．２． 二次ミリング処理
試料加工装置１００では、情報処理装置７０が、二次ミリングにより試料２を加工するための二次ミリング処理を行う。
試料加工装置１００では、情報処理装置７０が、二次ミリングにより試料２を加工するための二次ミリング処理を行う。
【0091】
上述した一次ミリング処理では、画像取得部７２０は、試料２が加工制御用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する処理Ｓ１１８において、試料２が透過照明および同軸落射照明されるように照明系４０を制御した。
【0092】
これに対して、二次ミリング処理では、処理Ｓ１１８において画像取得部７２０は、試料２が透過照明されるように照明系４０を制御する点で、一次ミリング処理と異なる。すなわち、二次ミリング処理では、処理Ｓ１１８において、透過照明装置４２で試料２を透過照明する。
【0093】
また、上述した一次ミリング処理では、試料２が表示用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する処理Ｓ１００、処理Ｓ１１２、および処理Ｓ１２４において、試料２が同軸落射照明されるように照明系４０を制御したが、二次ミリング処理では試料２が透過照明および同軸落射照明されるように照明系４０を制御する。
【0094】
また、二次ミリング処理では、加工を終了するか否かを判定する処理Ｓ１２２が、一次ミリング処理と異なる。
【0095】
二次ミリング処理では、加工制御部７２２は、加工領域５の下端のエッジを検出し、検出された下端のエッジの位置が目標位置に到達したか否かで、加工を終了するか否かを判定する。
【0096】
【0097】
加工制御部７２２は、図１５に示すように、加工制御用画像Ｉ４の縦方向の輝度プロファイルを複数取得し、加工領域５の下端のエッジＥの位置を特定する。加工制御用画像Ｉ４の縦方向の輝度プロファイルでは、加工領域５の下端のエッジＥにおいて輝度が大きく変化するため、この輝度の変化からエッジＥを検出する。加工制御部７２２は、複数の輝度プロファイルにおけるエッジＥの検出結果から最も目標位置ＴＰとの間の距離が小さいエッジＥ０を特定する。加工制御部７２２は、エッジＥ０と目標位置ＴＰとの間の距離Ｌを計算する。加工制御部７２２は、加工領域５のエッジＥ０が目標位置ＴＰに到達した場合、すなわちＬ＝０となった場合に、加工を終了すると判定する。
【0098】
二次ミリング処理は、上記のように、加工制御用の照明条件、表示用の照明条件、および加工を終了するか否かを判定するための判定方法が異なる点を除いて、上述した一次ミリング処理と同様に行われる。
【0099】
３．３． バルク加工処理
試料加工装置１００では、情報処理装置７０が、バルク加工法により試料２を加工するためのバルク加工処理を行う。図１６は、バルク加工処理の一例を示すフローチャートである。
試料加工装置１００では、情報処理装置７０が、バルク加工法により試料２を加工するためのバルク加工処理を行う。図１６は、バルク加工処理の一例を示すフローチャートである。
【0100】
まず、画像取得部７２０は、試料２が表示用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する（Ｓ２００）。これにより、試料２が表示用の照明条件で照明される。
【0101】
バルク加工では、試料２が透過照明および同軸落射照明されるように照明系４０を制御する。すなわち、透過照明装置４２で試料２を透過照明し、同軸落射照明装置４４で試料２を落射照明する。表示用画像を撮影する際の照明条件は、加工方法に応じてあらかじめ設定されていてもよいし、ユーザーが操作部７４を介して設定してもよい。
【0102】
次に、画像取得部７２０は、カメラ６０を制御して、表示用の照明条件で照明された試料２を撮影する（Ｓ２０２）。画像取得部７２０は、カメラ６０から送られた画像を取得し、設定された観察倍率となるように画像を拡大または縮小して表示用画像を生成する。表示制御部７２４は、当該表示用画像を表示部７６に表示させる（Ｓ２０４）。
【0103】
加工制御部７２２は、表示部７６に表示用画像が表示されると、イオンビームＩＢを照射する処理を開始する（Ｓ２０６）。
【0104】
加工制御部７２２は、試料２の傾斜角度θ１が０°か否かを判定する（Ｓ２０８）。傾斜角度θ１が０°と判定された場合（Ｓ２０８のＹｅｓ）、加工制御部７２２は、イオンビームＩＢの照射、スイング機構２２による試料２の揺動動作、およびイオン源１０の揺動動作を停止させる（Ｓ２１０）。
【0105】
画像取得部７２０は、試料２が表示用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する（Ｓ２１２）。画像取得部７２０は、カメラ６０を制御して表示用の照明条件で照明された試料２を撮影し（Ｓ２１４）、表示制御部７２４は表示用画像を表示部７６に表示させる（Ｓ２１６）。これにより、表示部７６に加工中の試料２の画像が表示される。
【0106】
表示用画像を表示部７６に表示される処理Ｓ２１６の後、画像取得部７２０は、試料２が加工制御用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する（Ｓ２１８）。また、傾斜角度θ１が０°でないと判定された場合（Ｓ２０８のＮｏ）、同様に、画像取得部７２０は、試料２が加工制御用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する（Ｓ２１８）。
【0107】
バルク加工では、試料２が透過照明されるように照明系４０を制御する。すなわち、透過照明装置４２で試料２を透過照明し、同軸落射照明装置４４をオフにする。
【0108】
次に、画像取得部７２０は、カメラ６０を制御して、加工制御用の照明条件で照明された試料２を撮影する（Ｓ２２０）。カメラ６０で撮影された試料２の画像は、情報処理装置７０に送られる。
【0109】
画像取得部７２０は、カメラ６０からの画像を受け付け、所定の領域を切り取り、倍率を変更するなどの画像処理を行って、加工制御用画像を生成する。加工制御部７２２は、当該加工制御用画像に基づいて加工を終了するか否かを判定する（Ｓ２２２）。
【0110】
図１７は、加工を終了するか否かを判定する処理を説明するための図である。
【0111】
加工制御部７２２は、図１７に示すように、加工制御用画像Ｉ６の輝度の分布に基づいて、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。例えば、加工制御用画像Ｉ６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。マスク領域Ｍ１およびマスク領域Ｍ２を形成することによって、加工制御用画像Ｉ６から試料２に相当する領域を抽出できる。また、マスク領域Ｍ１およびマスク領域Ｍ２を形成することによって、試料２が傾斜している場合（傾斜角度θ１≠０°の場合）であっても、加工制御用画像Ｉ６から試料２に相当する領域を抽出できる。
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。マスク領域Ｍ１およびマスク領域Ｍ２を形成することによって、加工制御用画像Ｉ６から試料２に相当する領域を抽出できる。また、マスク領域Ｍ１およびマスク領域Ｍ２を形成することによって、試料２が傾斜している場合（傾斜角度θ１≠０°の場合）であっても、加工制御用画像Ｉ６から試料２に相当する領域を抽出できる。
【0112】
加工制御部７２２は、加工制御用画像Ｉ６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で最大輝度を検出する。例えば、加工制御部７２２は、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における最大輝度を検出する。
【0113】
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、加工制御用画像Ｉ６において透過光に対応する領域の輝度が高くなる。加工制御部７２２は、非マスク領域Ｍ０において最大輝度を検出することによってこの輝度の上昇を検出し、加工の終了を判定する。例えば、加工制御部７２２は、最大輝度が閾値以上になった場合に、加工を終了すると判定する。閾値は、試料２と遮蔽部材３０との間の隙間から漏れる光に基づいて設定してもよい。例えば、最大輝度が隙間から漏れる光の８０％になった場合に、加工を終了すると判定してもよい。
【0114】
加工制御部７２２が加工を終了しないと判定した場合（Ｓ２２２のＮｏ）、処理部７２は、処理Ｓ２０６に戻って、処理Ｓ２０６、処理Ｓ２０８、処理Ｓ２１０、処理Ｓ２１２、処理Ｓ２１４、処理Ｓ２１６、処理Ｓ２１８、処理Ｓ２２０、および処理Ｓ２２２を行う。
【0115】
処理部７２は、加工を終了すると判定されるまで、処理Ｓ２０６、処理Ｓ２０８、処理Ｓ２１０、処理Ｓ２１２、処理Ｓ２１４、処理Ｓ２１６、処理Ｓ２１８、処理Ｓ２２０、および処理Ｓ２２２を繰り返す。
【0116】
加工制御部７２２が加工を終了すると判定した場合（Ｓ２２２のＹｅｓ）、加工制御部７２２は、イオンビームＩＢの照射を停止し、試料２を初期位置（傾斜角度θ１＝０°）に戻す。また、画像取得部７２０は、試料２が表示用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する（Ｓ２２４）。画像取得部７２０はカメラ６０を制御して表示用の照明条件で照明された試料２を撮影し（Ｓ２２６）、表示制御部７２４は表示用画像を表示部７６に表示させる（Ｓ２２８）。これにより、表示部７６に加工終了後の試料２の画像が表示される。そして、処理部７２は、バルク加工処理を終了する。
【0117】
上述した一次ミリング処理および二次ミリング処理では、試料２の揺動動作の１周期に１回、表示用画像および制御用画像を取得した。これに対して、バルク加工処理では、表示用画像は、傾斜角度θ１＝０°の場合に取得し、加工制御用画像は、傾斜角度によらず、常に取得する。バルク加工では、試料２に穴が開く直前に加工を終了することが望ましく、一次ミリングや二次ミリングと比較して、加工の終了のタイミングを正確に判断しなければならない。そのため、傾斜角度θ１によらず、常に、制御用画像を取得することによって、加工の終了のタイミングを正確に判断できる。
【0118】
４． 効果
試料加工装置１００では、処理部７２は、試料２が加工制御用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する処理と、加工制御用の照明条件で照明された試料２をカメラ６０で撮影して加工制御用画像を取得する処理と、加工制御用画像に基づいてイオン源１０を制御する処理と、試料２が加工制御用の照明条件とは異なる表示用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する処理と、表示用の照明条件で照明された試料２をカメラ６０で撮影して表示用画像を取得する処理と、表示用画像を表示部７６に表示させる処
理と、を行う。
試料加工装置１００では、処理部７２は、試料２が加工制御用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する処理と、加工制御用の照明条件で照明された試料２をカメラ６０で撮影して加工制御用画像を取得する処理と、加工制御用画像に基づいてイオン源１０を制御する処理と、試料２が加工制御用の照明条件とは異なる表示用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する処理と、表示用の照明条件で照明された試料２をカメラ６０で撮影して表示用画像を取得する処理と、表示用画像を表示部７６に表示させる処
理と、を行う。
【0119】
そのため、試料加工装置１００では、加工制御用画像と表示用画像を異なる照明条件で撮影できる。そのため、試料加工装置１００では、加工制御用画像に適した画像および表示用画像に適した画像を得ることができる。したがって、加工制御用画像を用いてイオン源を適切に制御して加工を正確に行うことができ、かつ、表示部７６に表示用画像を表示させることによってユーザーが加工状況を正確に把握できる。
【0120】
また、加工制御用画像は、常に同じ照明条件で撮影された画像であることが望ましいが、表示用画像は加工中であってもユーザーが任意に照明条件を変更できることが望ましい。試料加工装置１００では、加工制御用画像と表示用画像を異なる照明条件で撮影できるため、加工制御用画像を常に同じ照明条件で撮影し、かつ、表示用画像をユーザーが任意に設定した照明条件で撮影することができる。
【0121】
図１８は、二次ミリングにおいて、透過照明および同軸落射照明された試料２をカメラ６０で撮影して得られた画像である。図１９は、二次ミリングにおいて、透過照明された試料２をカメラ６０で撮影して得られた画像である。
【0122】
二次ミリングにおいて、透過照明および反射照明された試料２をカメラ６０で撮影した場合、図１８に示すように、基板４および積層膜６が削れている様子が確認できる。これに対して、透過照明された試料２をカメラ６０で撮影した場合、図１９に示すように、保護部材８（ガラス）に形成された加工エッジが明瞭に確認できる。
【0123】
図２０は、バルク加工において、透過照明された試料２をカメラ６０で撮影して得られた画像である。図２１は、バルク加工において、透過照明および同軸落射照明された試料２をカメラ６０で撮影して得られた画像である。
【0124】
バルク加工において、透過照明された試料２をカメラ６０で撮影した場合、図２０に示すように、試料２が薄くなっている様子を確認できる。これに対して、透過照明および反射照明された試料２をカメラ６０で撮影した場合、図２１に示すように、試料２の加工エッジを確認できる。
【0125】
このように、照明条件を変えて試料２を撮影することによって、画像から得られる情報が変わる。したがって、照明条件を変えて試料２を撮影することによって、試料２の加工状況をより正確に把握できる。
【0126】
試料加工装置１００では、処理部７２は、表示用の照明条件で照明された試料２をカメラ６０で撮影する前に、イオン源１０にイオンビームＩＢの照射を停止させる。そのため、試料加工装置１００では、表示用画像を取得するための撮影の間に、試料２がイオンビームＩＢで加工されることを防ぐことができる。
【0127】
５． 変形例
５．１． 第１変形例
上述した実施形態では、加工制御部７２２が加工の終了を判定したが、例えば、ユーザーが加工の終了かを判定するモードと、加工制御部７２２が加工の終了を判定するモードと、が選択可能であってもよい。
５．１． 第１変形例
上述した実施形態では、加工制御部７２２が加工の終了を判定したが、例えば、ユーザーが加工の終了かを判定するモードと、加工制御部７２２が加工の終了を判定するモードと、が選択可能であってもよい。
【0128】
例えば、ユーザーが加工の終了を判定するモードでは、ユーザーは、表示部７６に表示された表示用画像を見て加工状況を確認し、加工を終了するか否かを判定する。ユーザーが操作部７４を介して加工を終了する指示を入力することで、加工制御部７２２は、イオ
ンビームＩＢの照射を停止する。
ンビームＩＢの照射を停止する。
【0129】
５．２． 第２変形例
上述した実施形態では、表示用の照明条件はあらかじめ設定されていたが、ユーザーの指示に基づいて表示用の照明条件を変更してもよい。
上述した実施形態では、表示用の照明条件はあらかじめ設定されていたが、ユーザーの指示に基づいて表示用の照明条件を変更してもよい。
【0130】
例えば、ユーザーが操作部７４を介して表示用の照明条件を変更する指示を入力すると、画像取得部７２０は、表示用の照明条件を変更する指示を受け付け、当該指示に基づいて表示用の照明条件を変更し、変更された表示用の照明条件で試料２が照明されるように照明系４０を制御する。
【0131】
例えば、上述した一次ミリング処理において、ユーザーが操作部７４を介して表示用の照明条件を透過照明に変更する指示を入力すると、画像取得部７２０は、試料２が透過照明されるように透過照明装置４２を制御する。このとき、画像取得部７２０は、同軸落射照明装置４４をオフにする。画像取得部７２０は、例えば、図１２に示す処理Ｓ１１２の前に、表示用の照明条件を変更する指示を受け付ける。
【0132】
このように、処理部７２が、表示用の照明条件を変更する指示を受け付け、当該指示に基づいて表示用の照明条件を変更し、変更された表示用の照明条件で試料２が照明されるように照明系４０を制御することによって、ユーザーは様々な照明条件で加工中の試料２を観察できる。
【0133】
５．３． 第３変形例
上述した第２変形例では、表示用の照明条件を変更する例について説明したが、表示用画像の倍率、および表示用画像の視野が変更可能であってもよい。
上述した第２変形例では、表示用の照明条件を変更する例について説明したが、表示用画像の倍率、および表示用画像の視野が変更可能であってもよい。
【0134】
例えば、ユーザーが操作部７４を介して表示用画像の倍率を変更する指示を入力すると、画像取得部７２０は、表示用画像の倍率を変更する指示を受け付け、倍率を変更する指示に基づいて表示用画像の倍率を変更する。表示制御部７２４は、倍率が変更された表示用画像を表示部７６に表示させる。
【0135】
さらに、ユーザーが操作部７４を介して表示用画像の視野を変更する指示を入力すると、画像取得部７２０は、表示用画像の視野を変更する指示を受け付け、視野を変更する指示に基づいて表示用画像の視野を変更する。表示制御部７２４は、視野が変更された表示用画像を表示部７６に表示させる。
【0136】
さらに、ユーザーが表示用画像の倍率および視野の両方を変更する指示を入力すると、画像取得部７２０は、表示用画像の倍率および視野を変更する指示を受け付け、倍率および視野を変更する指示に基づいて表示用画像の倍率および視野を変更する。表示制御部７２４は、倍率および視野が変更された表示用画像を表示部７６に表示させる。
【0137】
図２２～図２４は、表示用画像の倍率および視野を変更する処理を説明するための図である。図２２に示す画像Ｉ１０は、カメラ６０で撮影された、カメラ６０の全画素の画像であり、図２３は、画像Ｉ１０から指示された領域を切り出す様子を示し、図２４に示す画像Ｉ１２は、画像Ｉ１０から指示された領域を切り出して拡大した画像である。
【0138】
カメラ６０は、高画素のカメラである。そのため、画像取得部７２０は、図２２に示す画像Ｉ１０から図２３に示すようにユーザーが指示した領域を切りだして拡大することによって画像Ｉ１２を生成する。そして、表示制御部７２４は、画像Ｉ１２を表示用画像として表示部７６に表示する。このように、画像取得部７２０は、デジタルズームにより倍
率を変更する。また、画像Ｉ１０から切り出す位置を変更することによって、視野を変更することができる。このように、画像取得部７２０は、画像処理によって表示用画像の倍率および視野を変更する。
率を変更する。また、画像Ｉ１０から切り出す位置を変更することによって、視野を変更することができる。このように、画像取得部７２０は、画像処理によって表示用画像の倍率および視野を変更する。
【0139】
また、ユーザーが操作部７４を介して表示用画像の明るさを変更する指示を入力すると、画像取得部７２０は、表示用画像の明るさを変更する指示を受け付け、明るさを変更する指示に基づいて表示用画像の明るさを変更する。また、ユーザーが操作部７４を介して表示用画像のコントラストを変更する指示を入力すると、画像取得部７２０は、表示用画像のコントラストを変更する指示を受け付け、コントラストを変更する指示に基づいて表示用画像のコントラストを変更する。
【0140】
表示用画像の明るさやコントラストの変更は、例えば、カメラ６０で撮影された画像を画像処理することによって行われる。
【0141】
このように、試料加工装置１００では、表示用画像の倍率、視野、明るさ、コントラストを任意に変更できる。
【0142】
なお、画像取得部７２０は、倍率や視野が異なる複数の表示用画像を、表示部７６に並べて表示してもよい。
【0143】
図２５は、カメラ６０で撮影された画像Ｉ１０から指示された２つの領域を切り出す処理を示す図である。図２６は、画像Ｉ１０から指示された領域を切り出して拡大した画像Ｉ１４を示す図であり、図２７は、画像Ｉ１０から指示された領域を切り出して拡大した画像Ｉ１６を示す図である。
【0144】
画像取得部７２０は、図２５に示すように、ユーザーが指定した２つの領域を切りだして拡大し、画像Ｉ１４および画像Ｉ１６を生成する。表示制御部７２４は、画像Ｉ１４および画像Ｉ１６を、表示部７６に並べて表示させる。なお、表示制御部７２４は、画像Ｉ１４と画像Ｉ１６を交互に表示部７６に表示させてもよい。
【0145】
ここで、画像Ｉ１０から画像Ｉ１４を切り出したときの大きさ（面積）は、画像Ｉ１０から画像Ｉ１６を切り出したときの大きさ（面積）よりも大きい。また、表示部７６に表示されたときには、画像Ｉ１４の大きさと画像Ｉ１６の大きさは等しい。そのため、表示部７６には、倍率の異なる２つの画像（画像Ｉ１４および画像Ｉ１６）が表示される。
【0146】
５．４． 第４変形例
上述した第３変形例では、画像取得部７２０はカメラ６０で撮影された画像Ｉ１０からユーザーが指定した領域を切り出して拡大し、表示用画像を生成した。
上述した第３変形例では、画像取得部７２０はカメラ６０で撮影された画像Ｉ１０からユーザーが指定した領域を切り出して拡大し、表示用画像を生成した。
【0147】
これに対して、画像取得部７２０は、加工制御用画像を取得する処理を繰り返し、繰り返し取得された加工制御用画像において変化の大きい領域を検出し、検出された変化の大きい領域の位置に対応する表示用画像の領域を拡大して、表示用画像を生成してもよい。
【0148】
例えば、一次ミリング処理では、加工を終了するか否かを判定する処理Ｓ１２２において加工幅Ｗを測定する。加工制御部７２２は、例えば、ｎ回目に取得された加工制御用画像とｎ－１回目に取得された加工制御用画像とを比較して、変化の大きい領域を検出する。一次ミリングでは、イオンビームＩＢが照射されることで加工領域５が拡がり、２つの傾斜面３の間の距離が大きくなる。そのため、２つの傾斜面３を含む領域が変化の大きい領域として検出される。加工制御部７２２は、検出された変化の大きい領域の位置（座標）を特定し、画像取得部７２０は、検出された変化の大きい領域の位置に対応する表示用
画像の領域を拡大する。表示制御部７２４は、変化の大きい領域が拡大された表示用画像を表示部７６に表示させる。
画像の領域を拡大する。表示制御部７２４は、変化の大きい領域が拡大された表示用画像を表示部７６に表示させる。
【0149】
二次ミリング処理およびバルク加工処理においても同様に、加工制御部７２２が加工制御用画像の変化の大きい領域を検出し、画像取得部７２０が検出された変化の大きい領域の位置に対応する表示用画像の領域を拡大する。
【0150】
５．５． 第５変形例
図２８および図２９は、一次ミリング処理の変形例を示すフローチャートである。第５変形例では、画像取得部７２０が、イオンビームＩＢを停止する処理Ｓ１１０の後に、処理Ｓ１１２、処理Ｓ１１４、および処理Ｓ１１６を行わずに、第１の表示用画像および第２の表示用画像を表示部７６に表示させる処理Ｓ３００を行う点で、上述した図１２に示す一次ミリング処理と異なる。
図２８および図２９は、一次ミリング処理の変形例を示すフローチャートである。第５変形例では、画像取得部７２０が、イオンビームＩＢを停止する処理Ｓ１１０の後に、処理Ｓ１１２、処理Ｓ１１４、および処理Ｓ１１６を行わずに、第１の表示用画像および第２の表示用画像を表示部７６に表示させる処理Ｓ３００を行う点で、上述した図１２に示す一次ミリング処理と異なる。
【0151】
処理Ｓ３００では、まず、画像取得部７２０は、図２９に示すように、第１の表示用の照明条件で試料２が照明されるように照明系４０を制御する（Ｓ３０２）。第１の表示用の照明条件では、例えば、試料２が透過照明される。画像取得部７２０は、カメラ６０を制御して第１の表示用の照明条件で照明された試料２を撮影し（Ｓ３０４）、表示制御部７２４は、第１の表示用画像を表示部７６に表示させる（Ｓ３０６）。
【0152】
次に、画像取得部７２０は、第２の表示用の照明条件で試料２が照明されるように照明系４０を制御する（Ｓ３０８）。第２の表示用の照明条件では、例えば、試料２が落射照明される。画像取得部７２０は、カメラ６０を制御して第２の表示用の照明条件で照明された試料２を撮影し（Ｓ３１０）、表示制御部７２４は、第２の表示用画像を表示部７６に表示させる（Ｓ３１２）。
【0153】
処理部７２が処理Ｓ３００を行うことよって、表示部７６には、透過照明して撮影された第１の表示用画像と落射照明して撮影された第２の表示用画像が表示される。
【0154】
なお、上記では、一次ミリング処理の場合について説明したが、二次ミリング処理およびバルク加工処理についても同様である。
【0155】
このように、処理部７２は、試料２が第１の前記表示用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する処理と、第１の表示用の照明条件で照明された試料２をカメラ６０で撮影して第１の表示用画像を取得する処理と、第１の表示用画像を表示部７６に表示させる処理と、試料が第２の表示用の照明条件で照明されるように照明系４０を制御する処理と、第２の表示用の照明条件で照明された試料２をカメラ６０で撮影して第２の表示用画像を取得する処理と、第２の表示用画像を表示部７６に表示させる処理と、を行う。これにより、異なる照明条件で撮影された２つの表示用画像が表示部７６に表示されるため、ユーザーは試料２の加工状況をより正確に把握できる。
【0156】
５．６． 第６変形例
図３０は、試料加工装置１００の構成の変形例を示す図である。図３０に示すように、試料ステージ２０は、試料２を傾斜させて試料２に対するイオンビームＩＢの入射角度を制御する傾斜機構２４を有している。
図３０は、試料加工装置１００の構成の変形例を示す図である。図３０に示すように、試料ステージ２０は、試料２を傾斜させて試料２に対するイオンビームＩＢの入射角度を制御する傾斜機構２４を有している。
【0157】
図３１は、傾斜機構２４の動作を説明するための図である。
【0158】
上述した図５に示す例では、イオン源１０を揺動させて、試料２の加工面に対して斜め方向からイオンビームＩＢを照射した。これに対して、図３１に示すように、イオン源１
０を揺動させずに、試料２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を照射してもよい。傾斜機構２４は、Ｘ軸に平行な軸を傾斜軸として試料２を傾斜させる。傾斜機構２４による試料２の傾斜角度θ３の範囲は、試料２の材質等に応じて適宜設定可能である。
０を揺動させずに、試料２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を照射してもよい。傾斜機構２４は、Ｘ軸に平行な軸を傾斜軸として試料２を傾斜させる。傾斜機構２４による試料２の傾斜角度θ３の範囲は、試料２の材質等に応じて適宜設定可能である。
【0159】
画像取得部７２０は、表示用の画像を取得する際に、傾斜機構２４によって第１傾斜角度に傾斜した試料２をカメラ６０で撮影して表示用画像を取得し、第１傾斜角度とは異なる第２傾斜角度に傾斜した試料２をカメラ６０で撮影して表示用画像を取得し、表示制御部７２４は、第１傾斜角度で撮影された表示用画像および第２傾斜角度で撮影された表示用画像を表示部７６に表示させる。
【0160】
図３２は、傾斜角度θ３＝０°で撮影された試料２の画像Ｉ２０であり、図３３は、傾斜角度θ３＝４°で撮影された試料２の画像Ｉ２２である。図３２および図３３では、透過照明および同軸落射照明された試料２をカメラ６０で撮影している。
【0161】
傾斜角度θ３を変更することによって、同軸落射照明装置４４の光軸に対する試料２の傾斜角度を変更できる。すなわち、傾斜角度θ３を変更することによって、落射照明光が試料２で反射されてカメラ６０に入射する割合を変更できる。例えば、図３２に示すように、傾斜角度θ３＝０°の場合は、カメラ６０に入射する反射光の割合が大きく、傾斜角度θ３＝４°では、傾斜角度θ３＝０°の場合と比べて、カメラ６０に入射する反射光の割合が小さい。
【0162】
そのため、図３２および図３３に示すように、画像Ｉ２２では、画像Ｉ２０と比べて、試料２で反射された光の影響が小さく、試料２を透過した光の影響が大きい。したがって、画像Ｉ２０では、基板４と保護部材８（ガラス）との間の積層膜６を確認できる。また、画像Ｉ２２では、積層膜６の周辺が薄くなっている様子を確認できる。
【0163】
このように、傾斜角度θ３を変えて試料２を撮影することによって、画像から得られる情報が変わる。したがって、傾斜角度θ３を変えて試料２を撮影することによって、試料２の加工状況をより正確に把握できる。
【0164】
５．７． 第７変形例
図３４は、第７変形例に係る試料加工装置２００の構成を示す図である。以下、試料加工装置２００において、上述した試料加工装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図３４は、第７変形例に係る試料加工装置２００の構成を示す図である。以下、試料加工装置２００において、上述した試料加工装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0165】
試料加工装置２００は、図３４に示すように、照明系４０が、側射照明装置４８を含む。すなわち、照明系４０は、試料２を透過照明する透過照明装置４２と、試料２を同軸落射照明する同軸落射照明装置４４と、試料２を側射照明する側射照明装置４８と、を含む。このように、照明系４０は、互いに異なる方向から試料２を照明する３つの照明装置を含む。
側射照明装置４８は、試料２を側射照明する照明光を発する。側射照明では、カメラ６０の横から試料２に対して斜めに光をあてる。試料２を側射照明することによって、試料２の凹凸によって陰影ができるため、試料２の輪郭を明瞭にとらえたり、立体的な像を得たりできる。
側射照明装置４８は、試料２を側射照明する照明光を発する。側射照明では、カメラ６０の横から試料２に対して斜めに光をあてる。試料２を側射照明することによって、試料２の凹凸によって陰影ができるため、試料２の輪郭を明瞭にとらえたり、立体的な像を得たりできる。
【0166】
表示用の照明条件として、側射照明を用いた照明条件や、側射照明および同軸落射照明を用いた照明条件、側射照明および透過照明を用いた照明条件など、様々な照明条件を設定できる。
【0167】
試料加工装置２００の動作は、上述した試料加工装置１００と同様であり、その説明を省略する。
【0168】
５．８． 第８変形例
上述した実施形態では、加工制御用画像に基づいて加工の終了を判定したが、加工制御用画像に基づいてイオンビームＩＢの照射条件を切り替えてもよい。例えば、加工制御用画像に基づいてイオンビームＩＢのエネルギー（加速電圧）を変更してもよい。具体的には、加工制御部７２２は、加工制御用画像に基づいて試料２の加工の状況を判断し、加工が進むにしたがってイオンビームＩＢのエネルギー（加速電圧）を低下させてもよい。
上述した実施形態では、加工制御用画像に基づいて加工の終了を判定したが、加工制御用画像に基づいてイオンビームＩＢの照射条件を切り替えてもよい。例えば、加工制御用画像に基づいてイオンビームＩＢのエネルギー（加速電圧）を変更してもよい。具体的には、加工制御部７２２は、加工制御用画像に基づいて試料２の加工の状況を判断し、加工が進むにしたがってイオンビームＩＢのエネルギー（加速電圧）を低下させてもよい。
【0169】
５．９． 第９変形例
上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。
上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。
【0170】
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。
【符号の説明】
【0171】
１０…イオン源、１１…チャンバー、１２…制御回路、１４…窓、２０…試料ステージ、２２…スイング機構、２４…傾斜機構、３０…遮蔽部材、４０…照明系、４２…透過照明装置、４４…同軸落射照明装置、４６…照明調光回路、４８…側射照明装置、５０…光学系、５２…ハーフミラー、６０…カメラ、７０…情報処理装置、７２…処理部、７４…操作部、７６…表示部、７８…記憶部、１００…試料加工装置、２００…試料加工装置、７２０…画像取得部、７２２…加工制御部、７２４…表示制御部
【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】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】