截面加工观察方法、带电粒子束装置与流程

本发明涉及在观察半导体器件等具有三维立体构造物的试样的内部时对试样的观察用截面进行加工的截面加工观察方法以及用于进行截面加工的带电粒子束装置。

背景技术：

例如，在观察半导体器件等具有三维立体构造物的试样的内部的情况下，如下进行：利用聚焦离子束(focusedionbeam：fib)使试样断裂而形成三维立体构造物的任意的观察用截面，使用电子显微镜来观察该截面。关于这样的观察用截面，例如在想要观察试样的缺陷部分的情况下，通过缺陷检查装置等来确定其位置，根据所取得的位置信息而进行截面加工。

公开了根据这样的试样的cad数据等和试样表面的观察像而进行加工定位的技术(例如，参照专利文献1)。通过将试样的cad数据等与二次带电粒子像关联起来而能够进行带电粒子束装置的加工定位。

此外，关于fib-sem装置，公开了如下的技术：重复截面加工和观察，根据截面像来检测加工终点(例如，参照专利文献2)。能够通过测定fib加工后的sem观察像中的特殊构造的端部之间的距离来检测fib加工终点。

专利文献1：日本特开2006-155984号公报

专利文献2：日本特开平11-273613号公报

在上述的专利文献1中，cad数据等与试样表面的位置关系被关联起来，但由于无法直接观察试样内部的观察目标，因此无法在试样的深度方向上进行关联。因此，有可能对观察对象进行了加工，或者切出了不包含观察对象在内的试样片。

此外，在专利文献2中，如果观察对象小于切片宽度，则有时无法对观察对象进行sem观察，因此无法准确地进行终点检测。因此，有可能对观察对象进行了加工。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述那样的课题而完成的，其目的在于，提供能够容易并且准确地形成用于观察试样的内部的观察用截面的截面加工观察方法以及用于进行截面加工的带电粒子束装置。

为了解决上述课题，本发明的几个方式提供了以下这样的截面加工观察方法和带电粒子束装置。

即，本发明的截面加工观察方法的特征在于，具有如下的工序：设计数据取得工序，取得具有三维立体构造物的试样的所述三维立体构造物的设计数据；移动工序，根据所述设计数据的坐标信息使所述试样移动；表面观察工序，取得所述试样的表面的观察像；截面形成工序，对所述试样的所述表面照射离子束，形成所述三维立体构造物的截面；截面观察工序，取得所述截面的观察像；以及显示工序，显示所述设计数据中的与所述表面和所述截面相当的位置的表面和截面的图像数据。

根据本发明，在使断裂位置移动而对试样进行加工时，通过显示截面的观察像和截面的图像数据，无需预先设置加工标记等，能够通过简易的工序并且准确地自动进行去除直至达到试样的观察目标截面，能够容易地加工出观察目标截面露出的试样。

此外，本发明优选为，所述截面加工观察方法具有如下的工序：新截面形成工序，按照预先设定的切片宽度对所述截面进行切片加工，从而形成新的截面；以及更新工序，对所述设计数据中的与所述新的截面相当的位置的截面的图像数据进行更新。

此外，本发明优选为，所述截面加工观察方法具有如下的工序：定位工序，根据所述设计数据进行所述试样的取样的定位；以及比较工序，在所述截面形成工序中，对所述试样的所述截面的观察像和所述设计数据中的与所述截面的观察像相当的位置的截面的所述图像数据进行比较。

本发明的带电粒子束装置的特征在于，其具有：带电粒子束镜筒，其对具有三维立体构造物的试样照射带电粒子束；存储部，其存储所述三维立体构造物的设计数据；二次粒子检测器，其检测通过照射所述带电粒子束而从所述试样的表面和截面产生的二次粒子；像形成部，其根据所述二次粒子检测器的检测信号形成所述试样的表面和截面的观察像；以及显示控制部，其使所述设计数据中的与所述表面和所述截面相当的位置的表面和截面的图像数据进行显示。

此外，本发明优选为，所述带电粒子束装置具有更新部，该更新部与通过照射所述带电粒子束而进行的所述试样的切片加工联动地，对所述设计数据中的与通过切片加工而新露出的截面相当的位置的截面的图像数据进行更新。

此外，本发明优选为，所述带电粒子束装置还具有比较部，该比较部对所述试样的观察像和所述设计数据中的与所述截面相当的位置的所述图像数据进行比较。

发明效果

根据本发明，提供能够容易并且准确地形成用于观察试样的内部的观察用截面的截面加工观察方法和带电粒子束装置。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的概略结构的示意图。

图2是阶段性地示出了本发明的截面加工观察方法的前工序的流程图。

图3是阶段性地示出了本发明的截面加工观察方法的后工序的流程图。

图4是示出截面像的倍率调整的说明图。

图5是示出从试样切出试样片的情形的立体图。

图6是示出三维立体构造物的一例的三视图。

图7是示出本发明的截面加工观察方法中的显示装置的显示例的说明图。

标号说明

10：截面加工装置；10a：带电粒子束装置；11：试样室；12：载台(试样载台)；13：载台驱动机构；14：聚焦离子束光学系统；15：电子束光学系统(带电粒子束镜筒)；16：检测器；17：气体供给部；18：针；19：针驱动机构；20：显示装置；21：计算机；22：输入器件；p：试样片保持架；q：试样片(试样)；r：二次带电粒子；s：试样。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的截面加工观察方法、带电粒子束装置进行说明。另外，以下所示的各实施方式是为了能够更好地理解发明的内容而具体地进行说明的，只要没有特别指定，则并不对本发明进行限定。此外，在以下的说明所使用的附图中，为了使本发明的特征易于理解，有时为方便起见而放大示出了作为要部的部分，各结构要素的尺寸比例等不一定与实际相同。

(截面加工装置)

图1是示出本发明的实施方式的具有带电粒子束装置的截面加工装置的结构图。

本发明的实施方式的截面加工装置10具有带电粒子束装置10a。带电粒子束装置10a具有：试样室11，其内部能够维持为真空状态；载台12，其能够在试样室11的内部将试样s固定；以及载台驱动机构13，其对载台12进行驱动。

带电粒子束装置10a具有聚焦离子束光学系统(聚焦离子束镜筒)14，该聚焦离子束光学系统14向试样室11的内部的规定的照射区域(即扫描范围)内的照射对象照射聚焦离子束(fib)。此外，带电粒子束装置10a具有电子束光学系统(带电粒子束镜筒)15，该电子束光学系统15向试样室11的内部的规定的照射区域内的照射对象照射电子束(eb)。

带电粒子束装置10a具有检测器(二次粒子检测器)16，该检测器16检测通过聚焦离子束或电子束的照射而从照射对象产生的二次带电粒子(二次电子、二次离子)r。在检测器(二次粒子检测器)16的输出侧设置有根据检测器16的检测信号而形成试样的表面和截面的观察像的像形成部25。带电粒子束装置10a具有向照射对象的表面提供气体g的气体供给部17。具体而言，气体供给部17是气体喷嘴17a等。

带电粒子束装置10a具有：针18，其从固定在载台12上的试样s取出微小的试样片q(例如tem观察用试样片)，保持着试样片q而将其移设至试样片保持架p；以及针驱动机构19，其对针18进行驱动以运送试样片q。有时也将该针18和针驱动机构19统称为试样片移设单元。

带电粒子束装置10a具有显示装置20、计算机21以及输入器件22，其中，该显示装置20对基于由检测器16检测到的二次带电粒子r的图像数据等进行显示。

本实施方式的带电粒子束装置10a通过使聚焦离子束在照射对象的表面一边扫描一边照射而能够执行被照射部的图像化、基于溅射的各种加工(钻削、修整(trimming)加工等)以及沉积膜的形成等。带电粒子束装置10a能够执行如下的加工：由试样s形成透射电子显微镜的透射观察用的试样片q(例如，薄片试样、针状试样等)或者电子束利用的分析试样片。

带电粒子束装置10a能够执行如下的加工：使被移设到了试样片保持架p的试样片q成为适合使用透射电子显微镜进行透射观察的期望的厚度(例如，5nm～100nm等)的薄膜。带电粒子束装置10a通过使聚焦离子束或电子束在试样片q和针18等照射对象的表面上一边扫描一边照射而能够执行对照射对象的表面的观察。

试样室11构成为能够借助排气装置(省略图示)进行排气直至内部成为期望的真空状态并且能够维持期望的真空状态。

载台12对试样s进行保持。载台12具有对试样片保持架p进行保持的保持架固定台12a。该保持架固定台12a也可以是能够搭载多个试样片保持架p的构造。

载台驱动机构13以与载台12连接的状态收纳于试样室11的内部，根据从计算机21输出的控制信号而使载台12相对于规定的轴进行位移。载台驱动机构13具有移动机构13a，该移动机构13a至少使载台12沿着与水平面平行并且彼此垂直的x轴和y轴以及与x轴和y轴垂直的铅直方向的z轴而平行地移动。载台驱动机构13具有：倾斜机构13b，其使载台12绕着x轴或y轴倾斜；以及旋转机构13c，其使载台12绕着z轴旋转。

聚焦离子束光学系统(聚焦离子束镜筒)14以在试样室11的内部使波束出射部(省略图示)在照射区域内的载台12的铅直方向上方的位置面向载台12、并且使光轴与铅直方向平行的方式固定于试样室11。由此，能够从铅直方向上方朝向下方地向固定在载台12上的试样s、试样片q以及存在于照射区域内的针18等照射对象照射聚焦离子束。

聚焦离子束光学系统14具有：离子源14a，其产生离子；以及离子光学系统14b，其使从离子源14a引出的离子会聚和偏转。离子源14a和离子光学系统14b根据从计算机21输出的控制信号而被控制，由计算机21对聚焦离子束的照射位置和照射条件等进行控制。

离子源14a例如是使用了液体镓等的液体金属离子源、等离子体型离子源、气体电场电离型离子源等。离子光学系统14b例如具有聚光透镜等第一静电透镜、静电偏转器、以及物镜等第二静电透镜等。

电子束光学系统(带电粒子束镜筒)15以在试样室11的内部使波束出射部(省略图示)按照相对于照射区域内的载台12的铅直方向倾斜了规定的角度(例如60°)的倾斜方向面向载台12、并且使光轴与倾斜方向平行的方式固定于试样室11。由此，能够从倾斜方向的上方朝向下方地向固定在载台12上的试样s、试样片q以及存在于照射区域内的针18等照射对象照射电子束。

电子束光学系统15具有：电子源15a，其产生电子；以及电子光学系统15b，其使从电子源15a射出的电子会聚和偏转。电子源15a和电子光学系统15b根据从计算机21输出的控制信号而被控制，由计算机21对电子束的照射位置和照射条件等进行控制。电子光学系统15b例如具有电磁透镜和偏转器等。

另外，也可以调换电子束光学系统15和聚焦离子束光学系统14的配置，将电子束光学系统15配置在铅直方向上，将聚焦离子束光学系统14配置在相对于铅直方向倾斜了规定的角度的倾斜方向上。

检测器16检测在向试样s和针18等照射对象照射了聚焦离子束或电子束时从照射对象放射的二次带电粒子(二次电子和二次离子)r的强度(即，二次带电粒子的量)，并输出二次带电粒子r的检测量的信息。检测器16以在试样室11的内部配置于能够检测二次带电粒子r的量的位置(例如相对于照射区域内的试样s等照射对象位于斜上方的位置等)的方式固定于试样室11。

气体供给部17固定于试样室11，在试样室11的内部具有气体喷射部(也称为喷嘴)，该气体供给部17以使该气体喷射部面向载台12的方式配置。气体供给部17能够向试样s提供蚀刻用气体和沉积用气体等，其中，该蚀刻用气体用于根据试样s的材质而选择性地促进利用聚焦离子束对试样s的蚀刻，该沉积用气体用于在试样s的表面上形成基于金属或绝缘体等堆积物的沉积膜。例如，通过将针对si系的试样s的氙氟化物和针对有机系的试样s的水等蚀刻用气体在照射聚焦离子束的同时提供给试样s而选择性地促进蚀刻。此外，例如，通过将含有铂、碳或者钨等的沉积用气体在照射聚焦离子束的同时提供给试样s，能够将从沉积用气体分解出的固体成分堆积(沉积)在试样s的表面上。作为沉积用气体的具体例子，作为含有碳的气体，具有菲或萘等，作为含有铂的气体，具有三甲基·乙基环戊二烯基·铂等，此外，作为含有钨的气体，具有六羰基钨等。此外，根据供给气体，也能够通过照射电子束而进行蚀刻或沉积。

针驱动机构19以与针18连接的状态收纳于试样室11的内部，根据从计算机21输出的控制信号而使针18位移。针驱动机构19与载台12设置为一体，例如在通过倾斜机构13b使载台12绕着倾斜轴(即，x轴或y轴)旋转时，该针驱动机构19与载台12一体地移动。针驱动机构19具有：移动机构(省略图示)，其使针18沿着三维坐标轴的各个轴而平行地移动；以及旋转机构(省略图示)，其使针18绕着针18的中心轴旋转。另外，该三维坐标轴独立于试样载台的垂直三轴坐标系，是具有与载台12的表面平行的二维坐标轴的垂直三轴坐标系，在载台12的表面处于倾斜状态、旋转状态的情况，该坐标系倾斜、旋转。

计算机21配置于试样室11的外部，具有显示装置20、显示控制部23、存储部21a、比较部21b以及更新部21c，其中，该显示控制部23对该显示装置20进行控制。此外，连接有输出与操作者的输入操作对应的信号的鼠标和键盘等输入器件22。这样的计算机21根据从输入器件22输出的信号或者通过预先设定的自动运行控制处理而生成的信号等，对带电粒子束装置10a的动作进行统一控制。

显示控制部23由ic芯片等构成，在后述的截面加工观察方法中，具有如下的功能：使显示装置20显示形成于试样s的内部的三维立体构造物的设计数据中的与表面和截面相当的位置的图像数据。

存储部21a例如由存储器或硬盘等构成，在后述的截面加工观察方法中，存储三维立体构造物的设计数据。

此外，比较部21b例如由cpu、缓存等构成，在后述的截面加工观察方法中，对试样的观察像和三维立体构造物的设计数据中的与加工截面相当的位置的图像数据进行比较。

此外，更新部21c例如由cpu和存储器等构成，在后述的截面加工观察方法中，例如与基于电子束(eb)照射的试样的切片加工联动地对形成于试样s的内部的三维立体构造物的设计数据中的与在切片加工中新露出的截面相当的位置的截面的图像数据进行更新。

这样的试样的观察像与图像数据的比较以及一致、不一致的判断是通过由计算机21执行的图像分析软件而进行的。

此外，计算机21将在使带电粒子束的照射位置扫描的同时由检测器16检测到的二次带电粒子r的检测量转换为与照射位置对应起来的亮度信号，根据二次带电粒子r的检测量的二维位置分布而生成示出照射对象的形状的图像数据。

显示装置20显示三维立体构造物的设计数据的任意的截面上的、设计上的截面像和基于从照射对象产生的二次带电粒子r的试样s的实际的截面像。此外，显示用于执行对这样的截面像进行放大、缩小、移动以及旋转等操作的画面。计算机21使显示装置20显示用于进行序列控制中的模式选择和加工设定等各种设定的画面。

另外，本发明的带电粒子束装置10a只要具有上述的各结构中的、至少电子束光学系统(带电粒子束镜筒)15、存储部21a、检测器(二次粒子检测器)16、像形成部25以及显示控制部23即可。

(截面加工观察方法：前工序(取样方法))

接下来，对使用了上述的截面加工装置的本发明的截面加工观察方法进行说明。

在以下的实施方式中，通过微取样而从半导体电路等在内部具有三维立体构造物的块体的试样s切出包含目标的观察对象截面在内的试样片q(前工序)。进而，沿着加工方向对试样片进行去除，从而加工出观察对象的截面(后工序)。

图2是阶段性地示出了本发明的截面加工观察方法的前工序的流程图。

首先，第一步，经由计算机21的输入器件22进行指示以取得在试样s中形成的三维立体构造物的设计数据，使计算机21的存储部21a存储该三维立体构造物的设计数据(s1：设计数据取得工序)。例如在半导体电路的情况下，该设计数据只要是包含坐标值在内的示出电路的三维构造的电路设计数据即可。

接着，使载台12相对于例如矩形的试样s的三个面(以下，将上表面(x-y面)、正面(x-z面)、侧面(y-z面)作为三个面)中的至少两个面(优选为三个面)移动(s2：移动工序)。移动时的载台12的坐标能够列举在试样s中形成的三维立体构造物的设计数据、预先进行的基于缺陷检查装置的试样s中所包含的缺陷位置信息等。另外，也能够根据这以外的各种位置信息而使载台12移动。

接着，在移动后的载台12的位置，从电子束光学系统15对试样s照射电子束eb。然后，使用检测器16来检测从试样s产生的二次带电粒子r，由计算机21取得试样s的sem图像(s3：表面观察工序)。取得试样s的sem图像时使用试样s的上述的三个面中的至少两个面，例如试样s的表面和截面。此外，优选取得试样s的三个面全部的sem图像。

接着，根据试样s的三维立体构造物的设计数据来决定包含观察目标截面在内的小区域(s4：定位工序)。然后，例如从三维立体构造物的设计数据中选择该观察目标截面的坐标(轮廓的坐标)并输入给计算机21。

计算机21使聚焦离子束光学系统14运转以朝向载台12上的试样s，根据所输入的坐标数据而照射聚焦离子束fib，从而形成在试样s中所形成的三维立体构造物的观察目标截面(s5：截面形成工序)。

然后，从电子束光学系统15对通过截面形成工序s5而形成的三维立体构造物的观察目标截面照射电子束eb。而且，使用检测器16来检测从三维立体构造物的观察目标截面产生的二次带电粒子r，由计算机21取得三维立体构造物的观察目标截面的sem图像(s6：截面观察工序)。

接着，在显示装置20中显示通过截面观察工序s6而取得的试样s的两个面至三个面各自的截面的sem图像、和与sem图像分别对应的部分的三维立体构造物的设计数据的图像(s7：显示工序)。

作为这样的显示工序s7的一例，如图4的(a)所示，在显示装置20中分别显示有试样s的上表面sem像sxy01、正面sem像sxz01、侧面sem像syz01。此外，在显示装置20上分别显示有设计数据的相对应的上表面像dxy01、正面像dxz01、侧面像dyz01。

而且，如图4的(b)所示，将该试样s的三个面各自的sem图像和与sem图像分别对应的部分的设计数据的三个面的图像重合。然后，如图4的(c)所示，使这两种图像的大小、即显示倍率一致，分别显示倍率调整后的上表面像exy01、正面像exz01、侧面像eyz01(s5)。另外，关于该倍率调整，可以使设计数据的三个面的图像的尺寸与试样s的sem图像的尺寸一致，此外也可以相反地使试样s的sem图像的尺寸与设计数据的三个面的图像的尺寸一致。由此，在后工序中进行的从试样s切出的试样片q的加工面的sem图像(截面)与设计数据的相对应的部分的图像(截面)在显示装置20的画面上成为同一比例尺，从而能够判定彼此图像的一致、不一致。

根据本发明的截面加工观察方法的前工序(取样方法)，利用聚焦离子束fib来制作试样s的表面，此外利用聚焦离子束fib来制作截面，从而取得该观察目标截面的sem图像，由此无需移动载台12就能够取得观察目标截面的观察像，不会产生位置偏移。

(截面加工观察方法：后工序(截面加工方法))

图3是阶段性地示出本发明的截面加工观察方法的后工序的流程图。

计算机21使聚焦离子束光学系统14运转以朝向载台12上的试样s，根据所输入的坐标数据而照射聚焦离子束fib，从而形成作为试样s的小区域的试样片(s11：试样片形成工序)。更具体而言，根据所输入的坐标数据，计算机21使聚焦离子束光学系统14运转，从而使聚焦离子束fib朝向试样s照射。由此，如图5所示，在试样s中，对观察目标截面的周围进行蚀刻，从而形成了包含观察目标截面在内的试样片q。对针驱动机构19进行驱动，使针18与所形成的试样片q粘接起来，从而取出试样片q。然后，将试样片q固定在试样片保持架p上。

接着，对所形成的试样片(试样)q进行截面加工以使观察目标截面露出。在对该后工序进行说明时，作为三维立体构造物的一例，假定了图6的三视图所示那样的将分别沿x方向、y方向以及z方向延伸的直线状的布线组合而成的简易的模型。该三维立体构造物构成为具有沿x方向延伸的多个布线cx、沿y方向延伸的多个布线cy以及将该x布线和y布线连接起来的z布线(触点)cz。而且，举出以下的加工例进行说明：从该三维立体构造物的一个面沿着作为加工方向的y方向以规定的间隔来切削试样片(试样)q，使截面ft露出作为观察目标截面。

另外，这里示出了对三维立体构造物的三个面进行观察、加工的例子，但也能够对三维立体构造物的任意的两个面进行观察、加工。

图7是示出在显示装置上显示的图像例的示意图。

首先，从试样片(试样)q的x-z面沿着z方向照射聚焦离子束fib，朝向y方向(截面加工方向)对试样片q进行去除(s11：试样片形成工序)。然后，从电子束光学系统15朝向露出的f1位置的加工截面照射电子束eb(通过切片加工而形成新的截面的新截面形成工序)，从而取得试样片q的f1位置的加工截面像(s12：加工截面像取得工序)。

然后，在显示装置20上并列地显示基于三维立体构造物的设计数据的f1位置的三维立体构造物的设计数据三面像、基于预先设定的观察目标的设计数据的观察目标截面像以及f1位置的实际的加工截面像(参照图7的(a))。然后，计算机21的比较部21b对f1位置的实际的加工截面像和基于设计数据的观察目标截面像进行比较(s13：比较工序)。

而且，在实际的加工截面像与基于设计数据的观察目标截面像不同的情况下，再次从试样片(试样)q的x-z面沿着z方向照射聚焦离子束fib，从试样片q去除规定的量(s11：试样片形成工序)。

在该图7的(a)的状态下，在y方向处于f1的位置时，实际的加工截面像与基于设计数据的观察目标截面像不同，因此判断为试样片q的截面加工没有到达观察目标截面，从而再次照射聚焦离子束fib以将试样片q去除规定的量(s11)

接着，从试样片(试样)q的x-z面沿着z方向照射聚焦离子束fib，朝向y方向(截面加工方向)对试样片q进行去除(s11：试样片形成工序)。然后，从电子束光学系统15朝向露出的f2位置的加工截面照射电子束eb，从而取得试样片q的f2位置的加工截面像(s12：加工截面像取得工序)。

然后，如图7的(b)所示，计算机21的比较部21b对f2位置的实际的加工截面像和基于设计数据的观察目标截面像进行比较(比较工序s13)。此外，对应着加工的进行而更新三维立体构造物的设计数据三面像。

通过进行这样的工序，从与利用聚焦离子束fib进行加工后的部分对应的显示依次删除数据。关于图像数据的更新，通过按照一个个预先设定的切片宽度进行加工的方式从显示删除数据。由此，能够在设计数据像中确认加工预定状况，在基于sem图像的观察像中确认实际的加工状况，因此不会错误地过度加工(过度切削)，能够准确地检测加工终点。

例如，在图7的(b)中，在y方向处于f2的位置时，实际的加工截面像与基于设计数据的观察目标截面像不同，因此判断为试样片q的截面加工没有到达观察目标截面。然后，再次照射聚焦离子束fib以将试样片q去除规定的量(s11：试样片形成工序)。

接着，从试样片(试样)q的x-z面沿着z方向照射聚焦离子束fib，朝向y方向(截面加工方向)对试样片q进行去除(s11：试样片形成工序)。然后，从电子束光学系统15朝向露出的f3位置的加工截面照射电子束eb，从而取得试样片q的f3位置的加工截面像(s12：加工截面像取得工序)。

然后，如图7的(c)所示，计算机21的比较部21b对f3位置的实际的加工截面像和基于设计数据的观察目标截面像进行比较(s13：比较工序)。此外，对应着加工的进行而更新三维立体构造物的设计数据三面像。

像图7的(c)那样，在y方向处于f3的位置时，实际的加工截面像与基于设计数据的观察目标截面像不同，因此判断为试样片q的截面加工没有达到观察目标截面，再次照射聚焦离子束fib以将试样片q去除规定的量(s11：试样片形成工序)。

接着，从试样片(试样)q的x-z面沿着z方向照射聚焦离子束fib，朝向y方向(截面加工方向)对试样片q进行去除(s11：试样片形成工序)。然后，从电子束光学系统15朝向露出的f4位置的加工截面照射电子束eb，从而取得试样片q的f4位置的加工截面像(s12：加工截面像取得工序)。

然后，如图7的(d)所示，计算机21的比较部21b对f4位置的实际的加工截面像和基于设计数据的观察目标截面像进行比较(s13：比较工序)。此外，对应着加工的进行而更新三维立体构造物的设计数据三面像。

在图7的(d)的状态下，y方向处于f4的位置时的实际的加工截面像与基于设计数据的观察目标截面像一致。由此，计算机21根据比较部21b的比较结果而判断为y方向处于f4的位置时的实际的加工截面像是观察目标截面(截面)ft，将该位置作为加工终点(s14：加工终点处理工序)。

这样，每次照射聚焦离子束fib以将试样片q去除规定的量时重复对实际的加工截面像和基于设计数据的观察目标截面像进行比较，由此无需预先设置加工标记等，能够通过简易的工序并且准确地自动进行去除直至达到试样片(试样)q的观察目标截面，能够容易地加工出观察目标截面露出的试样片q。

另外，在上述的比较工序s13中，除了对实际的加工截面像和基于设计数据的观察目标截面像进行比较之外，还能够对坐标值进行比较。例如，在比较工序s13中，对与基于设计数据的当前的加工截面对应的设计数据上的坐标和加工截面像的试样片(试样)q上的实际的坐标进行比较，从而判断实际的坐标值是否达到了与观察目标截面对应的设计数据上的坐标。

另外，只要在前工序中使设计数据的三个面的图像的尺寸与试样s的sem图像的尺寸一致就能够按照同一比例尺准确地判断一致、不一致。

由此，与仅比较截面像的情况相比，能够进一步地提高加工精度。例如，如果按照在实际的坐标值变得接近与观察目标截面对应的设计数据上的坐标时减小聚焦离子束fib对试样片q的去除量的方式进行控制，则能够更准确地取得使观察目标截面露出的观察用截面，不会将试样片(试样)q切削至比观察目标截面深的位置。

在上述的实施方式中，作为试样(试样片)，示出了形成tem观察用的试样片的例子，但除此之外，也能够例如在形成作为针状试样的三维原子探针(3dimensionalatomprobe)时使用。

即，在形成三维原子探针时，在上述的本发明的前工序(取样方法)中，切出包含三维立体构造物的观察目标在内的试样片。然后，在后工序(截面加工方法)中，使用聚焦离子束fib进行加工，使得试样片成为包含三维立体构造物的观察目标在内的针状试样(原子探针试样)。

关于这样的三维原子探针，例如通过对前端直径为100nm左右的尖细的针状试样施加10kv左右的正电压而使探针的前端成为高电场，由于电场蒸发现象而电场蒸发的离子能够利用二维检测器确定原子排列。此外，也能够根据达到检测器之前的飞行时间来辨别离子种类。通过沿深度方向连续地检测这样单独检测到的离子并且按照检测到的顺序来排列离子，从而能够在原子级别来分析试样的元素信息和三维构造。

此外，在比较工序s13中，也能够不依赖图像比较软件等，而是操作者通过目视来对实际的加工截面像和基于设计数据的观察目标截面像进行比较。

此外，在上述的实施方式中，作为前工序，示出了从试样s对试样片q进行微取样并且通过截面图像比较而对取样得到的试样片q进行加工的例子，但也可以是如下的结构：不特意区分前工序、后工序，通过对块体的试样s重复进行基于聚焦离子束fib的去除和截面图像比较而使观察目标截面露出。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但这样的实施方式仅是作为例子而示出的，并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他的各种方式进行实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围和主旨内，同样地包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。