剖面加工观察方法、剖面加工观察装置与流程

本发明涉及朝向利用聚焦离子束形成的样品的包含特定观察对象物的特定部位照射电子束来取得剖面像来构筑特定观察对象物的三维立体像的剖面加工观察方法、剖面加工观察装置。

背景技术：

例如，作为对半导体器件等样品的内部构造进行解析或者进行立体的观察的手法之一，已知有如下剖面加工观察方法（例如，专利文献1）：使用装载有聚焦离子束（focusedionbeam；fib）镜筒和电子束（electronbeam；eb）镜筒的复合带电粒子束装置，重复进行利用fib的剖面形成加工和利用eb扫描其剖面的扫描型电子显微镜（scanningelectronmicroscope；sem）观察来取得多个对象样品的剖面像，之后，重叠这些多个剖面像来构筑样品的三维立体像。

在该剖面加工观察方法中，将利用fib的剖面形成加工称为切（cut），将利用eb的剖面观察称为看（see），重复切和看来构筑三维图像的一系列的手法已知为切&看。在该手法中，能够根据构筑后的三维立体像从各种方向观察对象样品的立体的形体。进而，具有能够再现对象样品的任意的剖面像这样的对于其他的方法没有的优点。

作为具体的一个例子，对样品照射fib来进行蚀刻加工，使样品的剖面露出。接着，对所露出的剖面进行sem观察来取得剖面像。接着，在再次进行蚀刻加工而使下一个剖面露出之后，利用sem观察来取得第二个剖面像。像这样，沿着样品的任意的方向重复蚀刻加工和sem观察，取得多个剖面像。而且，已知在最后通过重叠所取得的多个剖面像来构筑使样品的内部透射的三维立体像的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-270073号公报。

发明要解决的课题

可是，在例如观察对象的样品为细胞等生物样品的情况下，被石蜡（paraffin）等包埋剂以包埋的方式固定为包埋块。在使这样的生物样品为加工观察对象而仅对在对象样品中分散的微小的细胞等特定观察对象选择性地构筑高分辨率的三维立体像的情况下，当通过fib或eb观察包埋块时，仅观察包埋块的表层，不能对在对象样品（包埋块）中分散的细胞等特定观察对象物的存在位置进行特别指定。因此，当对特定观察对象物散布的样品应用上述的切&看手法时，需要将利用fib的加工区域设定为样品整体，以样品整体为对象来重复进行切和看，使特定观察对象出现在加工剖面内，存在在观察中需要庞大的时间这样的课题。

此外，当以这样的样品整体为对象来重复进行切和看时，所生成的剖面图像也为庞大的数量。因此，为了生成特定观察对象物的三维立体像，也存在需要从这样的多量的剖面像之中仅提取出包含特定观察对象物的部位的剖面像来构筑三维立体像这样的、非效率且花费时间的顺序这样的课题。特别地，在生物样品的情况下，其许多是，特定观察对象物的尺寸为微小，为了使其为高精度的三维立体像，需要使利用fib的加工间隔尽可能地狭小而重复广的视野下的sem观察。因此，在样品整体中取得大量的剖面像，但是，不需要包含特定观察对象物的特定部位以外的剖面像，也存在为了处理或暂时保存这样的不需要的剖面像而在图像处理装置中施加过剩的负荷这样的课题。

进而，在样品中不包含特定观察对象物的情况下，也存在需要长时间地进行的样品整体的利用切和看的观察全部无用这样的高效率地进行观察时的障碍。

技术实现要素：

本发明是鉴于前述的情况而完成的，其目的在于提供能够迅速地且高效率地仅观察包含样品所包含的特定观察对象物的特定部位并且能够使特定观察对象物的三维立体像容易的剖面加工观察方法和剖面加工观察装置。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的若干个方式提供了以下那样的剖面加工观察方法、剖面加工观察装置。

即，本发明的剖面加工观察方法的特征在于具有：位置信息取得工序，使用光学显微镜或电子显微镜对观察对象的样品整体进行观察，取得所述样品所包含的特定观察对象物的在所述样品内的大概的三维位置坐标信息；剖面加工工序，基于所述三维位置坐标信息，朝向所述样品之中所述特定观察对象物所存在的特定部位照射聚焦离子束，使该特定部位的剖面露出；剖面像取得工序，向所述剖面照射电子束，取得包含所述特定观察对象物的规定的大小的区域的图像；以及立体像生成工序，以规定间隔沿着规定方向多次重复进行所述剖面加工工序和所述剖面像取得工序，根据所取得的多个所述剖面图像来构筑包含所述特定观察对象物的三维立体像。

在本发明的剖面加工观察方法中，预先使用光学显微镜筒对观察对象的样品进行观察，取得并保存特定观察对象物所存在的xyz方向的位置坐标信息。利用光学显微镜筒的z（深度）方向的位置坐标通过将共聚焦立体显微镜用作光学显微镜筒来一边固定xy坐标位置并改变焦点位置一边进行观察而得到的。

基于像这样得到的特定观察对象物的三维坐标信息，对观察对象的样品通过fib进行剖面露出加工。此时，在不存在特定观察对象物的区域中，通过fib以扩大加工间隔的方式在短时间内进行加工，也不会特别取得剖面像。然后，在根据位置坐标信息到达包含特定观察对象物的特定部位之后，以预先确定的狭小的间隔加工样品，取得加工后的剖面之中包含特定观察对象物的区域的sem剖面像。

然后，使用组保存fib的加工位置和sem图像。在包含特定观察对象物的特定部位的图像数据的取得完成之后，结束剖面像的取得和狭小的间隔的fib加工，以宽的间隔在短时间内进行fib加工直到接近下一个特定部位。在像这样全部的特定部位的剖面像的取得做完之后结束加工。或者，使加工间隔固定而在没有对象物的区域中不取得剖面像而在有对象物的区域中取得剖面像。由此，能够高效率地取得期望的信息。

像这样，根据本发明的剖面加工观察方法，通过利用光学显微镜筒的光学上的观察来把握特定观察对象物所存在的坐标位置，由此，能够迅速地且高效率地进行包含特定观察对象物的特定部位的观察，容易得到特定观察对象物的三维立体像。

在本发明中，特征在于，所述特定观察对象物设定有多种，按照每一种特定观察对象物的每一个进行所述剖面加工工序。

此外，在本发明中，特征在于，作为所述光学显微镜而使用共聚焦立体显微镜。

此外，在本发明中，特征在于，在所述剖面像取得工序中，通过所述剖面的能量色散型x射线检测进而取得包含所述特定观察对象物的所述特定部位的剖面组成像，在所述立体像生成工序中，根据所取得的多个所述剖面组成像来构筑包含所述特定观察对象物的三维立体组成像。

本发明的剖面加工观察装置的特征在于，具备：载置包含特定观察对象物的样品的样品台；向所述样品照射聚焦离子束的聚焦离子束镜筒；向所述样品照射电子束的电子束镜筒；在光学上观察所述样品的光学显微镜筒；对从所述样品产生的二次电子进行检测的二次电子检测器或对反射电子进行检测的反射电子检测器；以及利用所述光学显微镜筒对在所述样品内的所述特定观察对象物的存在位置进行特别指定来构筑包含所述特定观察对象物的特定部位的三维立体像的控制部。

根据本发明的剖面加工观察装置，能够通过光学显微镜筒预先把握在样品内包含特定观察对象物的特定部位的大概的位置坐标，因此，能够在利用聚焦离子束镜筒的样品的加工时，迅速地接近特定部位，在特定部位以外的区域中粗大地使用聚焦离子束筒进行加工，在特定部位中细小地使用聚焦离子束筒进行加工。由此，能够在短时间内迅速地得到包含特定观察对象物的特定部位的高分辨率的剖面像。

此外，根据本发明的剖面加工观察装置，从电子束镜筒仅向利用聚焦离子束镜筒形成的样品剖面之中包含特定观察对象物的特定部位照射电子束来取得剖面像的数据，因此，与遍及样品整个区域来得到剖面像的以往的观察装置比较，能够格外地削减所保存的剖面像的数据容量，低成本地构成剖面加工观察装置。

进而，在包含特定观察对象物的特定部位的利用电子束的剖面像取得时，以高分辨率进行图像化，由此，与遍及样品整个区域来得到剖面像的以往的观察装置比较，能够生成分辨率更高的三维立体像。

此外，在本发明中，特征在于，具备eds检测器，所述eds检测器对从所述样品产生的特性x射线进行检测，所述控制部构筑所述特定部位的三维立体组成像。

发明效果

根据本发明，能够在短时间内高精度地进行包含特定观察对象物的特定部位的加工，由此，能够容易且迅速地生成特定观察对象物的高分辨率的三维立体像。

附图说明

图1是示出第一实施方式的剖面加工观察装置的概略结构图。

图2是阶段性地示出剖面加工观察方法的一个实施方式的流程图。

图3是利用光学显微镜筒观察样品时的示意图。

图4是示出成为sem图像的取得区域的特定部位的示意图。

图5是示出加工观察方法的变形例的流程图。

图6是示出第二实施方式的剖面加工观察装置的概略结构图。

图7是示出第三实施方式的剖面加工观察装置的概略结构图。

图8是第二实施方式的剖面加工观察方法所涉及的投影图。

图9是第三实施方式的剖面加工观察方法所涉及的投影图。

图10是示出第四实施方式的剖面加工观察装置的概略结构图。

图11是示出第四实施方式的剖面加工观察方法的说明图。

图12是示出第四实施方式的剖面加工观察方法的说明图。

图13是示出第四实施方式的剖面加工观察方法的说明图。

图14是示出第四实施方式的剖面加工观察方法的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图来对本发明的剖面加工观察方法、剖面加工观察装置进行说明。再有，关于以下所示的各实施方式，为了更好地理解发明的主旨而具体地进行说明，只要不特别指定则并不限定本发明。此外，在以下的说明中使用的附图中，为了容易知晓本发明的特征，为了方便而存在放大地示出成为主要部分的部分的情况，各结构要素的尺寸比率等未必与实际相同。

（剖面加工观察装置：第一实施方式）

图1是示出第一实施方式的剖面加工观察装置的概略结构图。

本实施方式的剖面加工观察装置10至少具有：聚焦离子束（fib）镜筒11、电子束（eb）镜筒12、光学显微镜（om）筒13、以及具备工作台（样品台）15的样品室14。聚焦离子束镜筒11、电子束镜筒12和光学显微镜筒（光学显微镜）13被分别固定在样品室14中。

以能朝向载置于工作台15的样品s分别照射聚焦离子束（fib）21、电子束（eb）22和可见光（vl）23的方式配置聚焦离子束镜筒11、电子束镜筒12和光学显微镜筒13。

当以使从聚焦离子束镜筒11照射的聚焦离子束21和从电子束镜筒12照射的电子束22在样品s上分别正交的方式配置聚焦离子束镜筒11和电子束镜筒12时，能够对所加工的剖面垂直地照射电子束，能够取得高的分辨率的剖面像，因此，是更优选的。

在此，作为样品s的一个例子，可举出被树脂等包埋后的生物样品。观察者将这样的生物样品所包含（内包）的例如细胞等特别注目为特定观察对象物（注目部分）来进行观察。在样品为有透明性的生物样品的情况下，与金属等通常材料不同，能够通过光学显微镜筒（光学显微镜）13观察生物样品的内部，因此，能够确认注目部的存在位置。

光学显微镜筒（光学显微镜）13被配置为能够以与电子束22的照射方向大致相同的方向进行观察。再有，光学显微镜筒13的一部分或全部被收容在样品室14内也可，被配置于在样品室14之外配置的其他的样品室也可。在哪一个情况下都优选配置为能够以与电子束的照射方向大致相同的方向进行观察。

关于光学显微镜筒（光学显微镜）13，例如，特别优选使用在光源中具备激光光源的共聚焦立体显微镜（confocalstereoscopicmicroscope）。共聚焦立体显微镜能够在样品s的高度（深度）方向（沿着光学显微镜的光轴的方向）上高分辨率地进行图像化。共聚焦立体显微镜用于针对在表面存在微小的凹凸的样品对该凹凸进行图像化的情况是大部分的，但是，在本实施方式中，为了针对样品s的内部的构造沿着深度方向取得高分辨率的图像而使用。

例如，在生物样品等有透明性的样品s中，激光透射，只要在样品s内存在不透射激光的异物或组织，则它们能够图像化。再有，如众所周知那样，通过沿着x轴和y轴各自的方向对样品s上进行二维扫描的扫描机构使用激光扫描形成样品s的xy面图像信息，关于样品的高度（深度）方向（z轴）的信息，通过取入亮度最大时的z位置（样品s的高度信息）来取得三维图像。

但是，在利用光学显微镜筒（光学显微镜）13得到的图像中，关于被图像化的特定观察对象物的背后的构造，由于该特定观察对象物为不透明所以不能知晓。像这样，只能知晓激光反射的最上表面的形状，但是，得到特定观察对象物所存在的面内位置信息（xy坐标）和深度位置信息（z坐标），因此，能够通过切&看操作来建立特定观察对象物存在于样品s内的哪里的目标。

另一方面，在使用了聚焦离子束21或电子束22的观察的情况下，即使在样品s中有透明性的情况下，也只会得到样品s的最外侧表面的形态信息。因此，即使事先知晓在样品s的内部存在特定观察对象物，也不能使其存在位置（坐标）变得明显。此外，由于光学显微镜图像与sem图像的对比度的不同而存在难以在sem图像中把握注目部的情况。

因此，通过使用了光学显微镜筒（光学显微镜）13的光学显微镜观察，能够在样品s的切作业（剖面加工工序）之前取得包含特定观察对象物的样品s内的小区域即特定部位的坐标。然后，基于包含该特定观察对象物的特定部位的坐标来进行切作业（剖面加工工序），但是，为了使针对露出的剖面利用电子束21的sem图像的取得区域可靠，只要在剖面存在能够通过光学显微镜筒（光学显微镜）13和电子束21共同识别的特征的形态，则能够将其作为基准点来根据相对的位置关系对特定观察对象物的位置（坐标）进行特别指定。

工作台15被工作台控制部19控制，能够载置样品s，并且，进行xyz的各方向的移动、倾斜，由此，能够在任意的方向上调整样品s。

剖面加工观察装置10还分别具备聚焦离子束（fib）控制部16、电子束（eb）控制部17、以及光学显微镜（om）控制部18。聚焦离子束控制部16对聚焦离子束镜筒11进行控制，使聚焦离子束21以任意的定时照射。电子束控制部17对电子束镜筒12进行控制，使电子束22以任意的定时照射。

光学显微镜控制部18对光学显微镜筒13进行控制，使光学焦点的位置移动，并且，每次移动都取得并存储样品s的观察图像。焦点位置沿着光学显微镜筒13的光轴在逐渐地接近或远离光学显微镜筒13的一个方向上重复微动和停止，在停止时取得样品s的图像。此外，固定光学显微镜筒13的焦点位置而通过工作台控制部19使工作台15在上下一个方向上微动来取得光学显微镜图像也可。

剖面加工观察装置10还具备二次电子检测器20。二次电子检测器20对向样品s照射聚焦离子束21或电子束22而从样品s产生的二次电子进行检测。

再有，也优选代替二次电子检测器20而还设置反射电子检测器（图示略）的结构或除了二次电子检测器20之外还设置反射电子检测器（图示略）的结构。反射电子检测器对电子束在样品s反射后的反射电子进行检测。能够利用这样的反射电子取得样品s的剖面像。

剖面加工观察装置10具备：形成样品s的剖面的观察像的像形成部24和显示观察像的显示部25。像形成部24根据使电子束22扫描的信号和由二次电子检测器20检测出的二次电子的信号来形成sem像。显示部25显示由像形成部24得到的sem像。显示部25只要例如由显示器装置构成即可。

剖面加工观察装置10还具备控制部26和输入部27。操作员经由输入部27输入剖面加工观察装置10的各种控制条件。输入部27将所输入的信息向控制部26发送。控制部26向聚焦离子束控制部16、电子束控制部17、光学显微镜控制部18、工作台控制部19、像形成部24等输出控制信号，对剖面加工观察装置10整体的工作进行控制。

（剖面加工观察装置：第二实施方式）

在上述的第一实施方式中对光学显微镜筒（光学显微镜）13的一部分或全部处于样品室14内的结构进行了说明，但是，将光学显微镜筒（光学显微镜）13设置在样品室14的外部也可。

图6是示出本发明的第二实施方式的剖面加工观察装置的概略结构图。再有，对与第一实施方式同样的结构标注同一号码，并省略重复的说明。在剖面加工观察装置30中，在样品室14的外部形成有第二样品室34，在该第二样品室34配置有光学显微镜筒（光学显微镜）33。

设置有光学显微镜筒（光学显微镜）33的一部分或全部的第二样品室34使内部为真空或大气压。被照射聚焦离子束或电子束的样品室14的内部必须为真空，但是，光学显微镜筒（光学显微镜）33的设置环境即使在大气压下也没有障碍，因此，使第二样品室34为大气压环境，由此，能够使成为真空的样品室14的容积小，能够提高真空排气的效率。

样品室14与第二样品室34之间的样品s的移动通过载置样品s的样品支架35以及输送棒36进行。在移动时，在将输送棒36固定于样品支架35而打开密封门（阀）37之后，通过输送棒36将从第二样品室34的工作台38取下的样品支架35塞入到样品室14中，将样品支架35固定在样品室14内的工作台15上。

样品室14的工作台15和具备光学显微镜筒（光学显微镜）33的第二样品室34的工作台38分别被工作台控制部39a、39b控制。工作台15、38处的坐标信息被保存在控制部26中，能够基于在第二样品室34的工作台38得到的坐标信息来使样品室14的工作台15联动。再有，在图6中，省略聚焦离子束控制部或电子束控制部等的记载，但是，为图1同样的结构。

（剖面加工观察装置：第三实施方式）

在上述的第二实施方式中对将光学显微镜筒（光学显微镜）13配置于在样品室14之外设置的第二样品室34的结构进行了说明，但是，也可以不形成设置光学显微镜筒（光学显微镜）13的样品室。

图7是示出本发明的第三实施方式的剖面加工观察装置的概略结构图。再有，对与第二实施方式同样的结构标注同一号码，并省略重复的说明。在剖面加工观察装置40中，在样品室14的外部独立地配置有光学显微镜筒（光学显微镜）43。而且，具有一部分共同化的控制部46，以使即使在聚焦离子束控制部或电子束控制部（参照图1）中也读取通过光学显微镜筒（光学显微镜）43得到的样品s内的特定观察对象物（注目部分）的坐标。通过在样品室14的外部独立地设置光学显微镜筒（光学显微镜）43，从而提高例如将每一个设置在别的室中来进行作业等设备的设置面上的自由度。

（剖面加工观察装置：第四实施方式）

图10是示出本发明的第四实施方式的剖面加工观察装置的概略结构图。再有，对与第一实施方式同样的结构标注同一号码，并省略重复的说明。剖面加工观察装置50具备：对在向样品s照射电子束（eb）时从样品s产生的x射线进行检测的eds检测器51、以及对该eds检测器51进行控制的eds控制部52。从样品s产生的x射线按照构成样品s的每种物质包含特有的特性x射线，能够利用这样的特性x射线来对构成样品s的物质（组成）进行特别指定。

像形成部24根据电子束22的扫描信号和由eds检测器51检测出的特性x射线的信号来形成样品s的特定剖面的组成像。控制部26基于多个组成像来构筑三维立体组成像。再有，组成像（eds像）是指根据检测出的特性x射线的能量来对各电子束照射点处的样品s的物质进行特别指定并示出了电子束22的照射区域的物质的分布的像。

通过使用第四实施方式的剖面加工观察装置50，从而能够构筑样品s中的特定部位的三维组成图（map）。再有，关于使用这样的第四实施方式的剖面加工观察装置50来构筑三维组成图的方法，在后述的剖面加工观察方法的第四实施方式中进行说明。

再有，在第四实施方式的剖面加工观察装置50中，也具备eds检测器51以及光学显微镜筒13或二次电子检测器20，但是，也能够省略光学显微镜筒13或二次电子检测器20。

（剖面加工观察方法：第一实施方式）

接着，参照图1、图2并对使用了上述的剖面加工观察装置的、本发明的第一实施方式的剖面加工观察方法进行说明。

图2是阶段性地示出了剖面加工观察方法的一个实施方式的流程图。

首先，通过光学显微镜筒（光学显微镜）13观察作为对象的样品s，取得样品s内所包含的特定观察对象物（注目部分）的位置（xyz坐标）信息（位置信息取得工序s10）。样品s例如为生物样品。作为对象的样品s预先被树脂等以包埋的方式固定，此外，被进行干燥、脱水等处理。关于这样的包埋作业或脱水作业等生物样品制作工序，只要使用公知的技术即可。

当对进行了这样的处理的样品s进行sem观察时，能够取得样品s的表面的图像，但是，不能取得样品s的内部的图像。可是，当通过光学显微镜筒（光学显微镜）13进行观察时，在生物等有透明性的样品s中，光透射，关于在样品s内不透射光的异物或组织等特定观察对象物（注目部分），由于对比度的不同而能够可见化。

图3（a）为通过光学显微镜筒13观察样品s时的光学显微镜图像（示意图）。为从样品s的表面到规定的深度改变焦点位置来观察的图像的投影图，将在视野内出现的特定观察对象物（注目部分）c1、c2显示在1个画面中。使光学显微镜图像的xy坐标为在图3a的左下记载的坐标系，特定观察对象物c1的大致中心坐标为（x1,y1），特定观察对象物c2的大致中心坐标为（x2,y2）。

图3（b）是针对与图3（a）相同的样品s的相同的视野示出深度方向的光学显微镜图像（示意图）。将样品的深度方向作为z坐标，显示从样品s的表面z0到观察底面zn。以从表面起依次朝向样品s的内部（深度方向z）的方式调整光学显微镜筒13的焦点，使各焦点位置处的光学显微镜图像与此时的z坐标一起存储在控制部26中。

然后，从样品s的表面到规定的观察底面zn重复进行利用光学显微镜筒13的光学显微镜图像（平面像）的取得。通过对像这样得到的多个光学显微镜图像（平面像）进行合成（图像处理），从而再生样品s的三维图像，能够把握样品s中的特定观察对象物（注目部分）c1、c2的深度方向z的存在位置（坐标）。像这样，使用光学显微镜筒（光学显微镜）13来一边固定xy坐标并改变光学焦点位置一边观察样品s，由此，能够使特定观察对象物（注目部分）的样品s内的、大概的三维坐标变得明显。

接着，基于利用光学显微镜筒（光学显微镜）13得到的特定观察对象物（注目部分）的xy坐标信息，从聚焦离子束镜筒11照射聚焦离子束21，进行成为对象的样品s的剖面形成加工（剖面加工工序s11）。

图4（a）为关于图3（a）所示的特定观察对象物c1和特定观察对象物c2示出成为sem图像的取得区域的特定部位（图像取得区域）的示意图。在图4（a）的情况下，特定观察对象物c1的图像取得区域（特定部位）采用以特定观察对象物c1的大致中心坐标即（x1,y1）为中心且使从特定观察对象物的最外端部起加上规定的距离后的长度为一边δx1、δy1的矩形区域。同样地，特定观察对象物c2的图像取得区域采用以坐标（x2,y2）为中心且使从特定观察对象物的最外端部起加上规定的距离后的长度为一边δx2、δy2的矩形区域。

该规定的长度是指对包含特定观察对象物的区域进行三维显示时的富余区域，当该富余区域过剩地大时，特定观察对象物的三维像变小，当过于没有富余时，存在通过剖面的显示方向难以观察的情况，因此，操作者只要事先根据特定观察对象物的观察方法适当地确定该富余区域即可。例如，只要将增加特定观察对象物的投影图的xy方向的每一个的长度的约10%作为图像取得范围即可。

图4（b）是样品s的深度方向z的投影图，根据该图像决定利用聚焦离子束21以狭小的间隔将样品s的剖面露出的加工区域。在此，在图4（b）中，将特定观察对象物c1在观察视野中出现的出现位置（特定观察对象物的上部）设为z11，将特定观察对象物c1从观察视野消失的消失位置（特定观察对象物的下部）设为z12，同样地，特定观察对象物c2的出现位置为z21，将特定观察对象物c2的消失位置设为z22。

利用聚焦离子束21以紧密的间隔将样品s加工得薄的范围例如决定为对特定观察对象物的出现坐标和消失位置加上预先确定的长度后的长度。规定的长度是指对包含特定观察对象物的部分进行三维显示时的富余区域，关于z方向，也例如将特定观察对象物c1的z方向长度（z12-z11）的10%作为富余区域，将从对z坐标z11的上部加上该富余区域后的z坐标z1a到对z坐标z12的下部加上该富余区域后的z坐标z1b作为加工区域。关于特定观察对象物c2也同样地，将从z坐标z2a到z2b作为利用聚焦离子束21以紧密的等间隔加工样品s的剖面加工范围。

这样的利用聚焦离子束21的样品s的加工间隔尽可能地狭小而特定观察对象物的构筑的三维像的z方向的分辨率更高。相反地，在特定观察对象物在z方向上极端地长的情况下，sem图像的取得个数变多，所蓄积的图像数据变大。因此，优选的是，在通过利用光学显微镜筒（光学显微镜）13的观察预先把握特定观察对象物的大小并且预先讨论所蓄积的图像数据容量和所构筑的特定观察对象物的三维像所需要的分辨率之后，确定利用聚焦离子束21的加工间隔。

只要在这样的使用狭小的间隔的加工范围的外侧的z坐标的z0到z1a、z1b到z2a、z2b到zn之间以粗大的间隔在短时间内进行利用聚焦离子束21的剖面加工即可。此外，在该区域中，已知不存在特定观察对象物，因此，不需要特意取得sem图像。由此，能够谋求样品s的剖面加工的时间缩短和sem图像的存储容量的削减。或者，假设，以固定的间隔进行剖面加工，在特定观察对象物存在的情况下进行图像取得，在对象物不存在的情况下不进行图像取得，由此，也能够进行时间缩短和存储容量的削减。

接着，取得加工后的样品s的剖面之中包含特定观察对象物的特定部位的sem图像，并将其与剖面位置信息一起保存（剖面像取得工序s12）。基于由利用光学显微镜筒（光学显微镜）13的观察得到的特定观察对象物的存在位置的坐标，取得包含特定观察对象物的坐标的小区域即特定部位的sem图像。然后，使用组保存利用聚焦离子束21的加工位置和sem图像、剖面内的xy坐标（例如sem图像中心的坐标）。例如，在多个特定观察对象物存在于1个剖面的情况下，取得包含各个特定观察对象物的特定部位的sem图像。

接着，判断特定观察对象物的图像取得是否完成（s13）。进行利用聚焦离子束21的加工是否到达预先确定的加工结束的z坐标（例如z1b）的判断。然后，在判断为到达规定的到达位置之后，使包含特定观察对象物的特定部位的图像数据的取得完成。

然后，结束图像取得和使用狭小的间隔的利用聚焦离子束21的加工，以宽的间隔进行利用聚焦离子束21的剖面加工，直到接近下一个特定观察对象物存在的区域。此外，如果没有下一个特定观察对象物，则结束加工。

像这样，能够通过使用了光学显微镜筒（光学显微镜）13的观察来预先把握样品内的特定观察对象物的存在位置（坐标），因此，能够以宽的加工宽度迅速地进行直到到达包含特定观察对象物的特定部位的加工。此外，不进行不存在特定观察对象物的部分中的图像取得，因此，能够使观察时间为最小限度，并且，使图像的存储区域小。此外，能够更详细地取得剖面的信息。此外，即使将加工宽度固定也能够设定图像取得的有无，因此，能够使时间和存储区域小。

接着，利用剖面位置信息和图像数据来构筑特定观察对象物的三维像（立体像生成工序s14）。在此，例如，使用计算机（控制部26）根据包含特定观察对象物的特定部位的多个剖面像并通过图像处理程序来生成（构筑）特定观察对象物的三维立体像。

关于通过立体像生成工序s14得到的特定观察对象物的三维立体像，能够从任意的观点自由地观察特定观察对象物，此外，也能够再生任意的剖面像，因此，能够以sem的分辨率对例如细胞的内部构造进行观察。

作为上述的剖面加工观察方法的变形例，如图5的流程图所示那样，在特定观察对象物的sem图像的取得完成后还设置有是否存在应该进行三维立体像构筑的特定观察对象物的断定工序（s15）也是优选的。

在上述的实施方式中，可举出特定观察对象物（注目部分）有2个的情况来进行了说明。如果光学显微镜观察的结果是决定为特定观察对象物仅为c1，则在利用聚焦离子束21的剖面加工到达z坐标z1b的时间点，加工结束。可是，在如图3、图4那样有多个特定观察对象物的情况下，按照图5所示的流程图，在利用聚焦离子束21的剖面加工结束狭小的间隔的加工的时间点（到达z坐标z1b的时间点），接着，做出其他的特定观察对象物的有无的判断（s15）。然后，在其他的特定观察对象物存在的情况下，重复执行剖面加工工序s11和剖面像取得工序s12。此外，在没有其他的特定观察对象物的情况下，通过特定观察对象物的立体像生成工序s14生成三维立体像。

（剖面加工观察方法：第二实施方式）

在上述的第一实施方式中，作为存在多个特定观察对象物（注目部分）的最简单的例子，说明了彼此远离存在或在剖面仅出现1个特定观察对象物的例子，但是，本发明并不限定于此。

本实施方式为多个特定观察对象物（注目部分）共存于同一xy面内（相同的z坐标）的情况，在这样的样品的观察中也能够应用本发明。

图8为根据预先使用光学显微镜对成为对象的样品进行观察而得到的图像信息制作的、xy面的剖面（z视点）和xz面（y视点）的投影图（示意图）。再有，在图8中，与图2相同的附图标记为同一结构，并省略重复的说明。

在本实施方式中，特定观察对象物c3、c4共存于相同的z坐标，单个特定观察对象物比另一个小。在加工剖面到达z坐标z31时，特定观察对象物c3在剖面出现。此时，与上述的方法同样地，开始针对特定观察对象物c3取得预先确定的观察区域即特定部位的sem像，并且，以预先确定的定时和间隔开始利用聚焦离子束21的剖面加工。

在对特定观察对象物c3进行加工和图像取得的中途，在加工剖面到达z坐标z41时，另外的特定观察对象物c4出现。关于特定观察对象物c4，通过事先的光学显微镜观察而预先知晓为在z方向上长的对象物。在图8所示的例子中，在z坐标z41至z坐标z32，特定观察对象物c3和特定观察对象物c4在同一剖面露出。

关于z坐标z41至z坐标z32之间的利用聚焦离子束21的剖面加工间隔，以与特定观察对象物c3对应的间隔进行利用聚焦离子束21的剖面加工，但是，在特定观察对象物c3消失后的z坐标z32以后也以同一加工间隔继续加工直到z坐标z42。这是因为，当在中途改变同一特定观察对象物的加工间隔时，在最终构筑的三维立体像中产生视觉上的不协调。此外，即使在将特定观察对象物c3和特定观察对象物c4的三维立体像比较那样的情况下，也通过为同一加工间隔，从而能够以相同的分辨率比较z方向。

像这样，通过保存特定观察对象物c3和特定观察对象物c4的图像以及加工间隔的信息，从而能够根据这些信息来构筑特定观察对象物c3和特定观察对象物c4的三维立体像。

（剖面加工观察方法：第三实施方式）

在上述的第一实施方式中，对特定观察对象物（注目部分）沿着1个曲线存在的例子进行了说明，但是，本发明即使在特定观察对象物分支为多个的情况下也能够应用。此外，即使在多个特定观察对象物合为一体的情况下也能够应用。

图9为预先使用光学显微镜对成为对象的样品进行观察而得到的、xy面的剖面（z方向视点）和xz面（y方向视点）的投影图（示意图）。再有，在图9中，与图2相同的附图标记为同一结构，并省略重复的说明。

特定观察对象物c5为如y字那样在中途分支的形状，各个枝部的粗细不为固定，但是，预先由利用光学显微镜的观察把握。在此，将枝部如图9那样分别设为c5a、c5b、c5c。

首先，从样品s的表面（z坐标z0）起利用聚焦离子束21开始制作剖面，在z坐标z5a1，特定观察对象物c5的枝部c5a出现。利用预先确定的聚焦离子束21的加工间隔和sem观察区域继续加工和观察。在样品s的加工剖面到达z坐标z5b1时，特定观察对象物c5的枝部c5b出现。

此时，枝部c5a和枝部c5b共存于加工剖面。在枝部c5a和枝部c5b合为一体的z坐标z5c1之前枝部c5a和枝部c5b共存于相同的剖面的情况下，配合各个特定观察对象物的大小按照预先确定的观察区域（特定部位）来取得sem图像。聚焦离子束21的加工间隔按照最初出现的特定观察对象物的大小来维持直到特定观察对象物消失是优选的。

此外，利用sem的观察区域根据特定观察对象物的剖面积来适当变更也可。在图9的情况下，在z坐标z5c1至z坐标z52之间，枝部c5c的剖面积逐渐地变小，但是，根据枝部c5c的剖面积配合预先确定的基准每次变更观察区域也可。由此，能够削减不存在特定观察对象物的区域的图像数据量。此外，根据本实施方式的剖面加工观察方法，即使特定观察对象物的形状为不定形，也能够以高分辨率对样品内的特定观察对象物进行三维立体显示，并且，能够削减记录的图像数据容量。此外，在加工条件、观察条件不同的多个特定观察对象物合为一体的情况下，分别配合加工间隔紧密的一个、分辨率高的一个。由此，即使在多个对象物合为一体的情况下，也能够自动地取得期望的条件的观察信息。

（剖面加工观察方法：第四实施方式）

参照图10~图14并对使用了图10所示的剖面加工观察装置的、本发明的剖面加工观察方法的第四实施方式进行说明。

图11、图12、图13、图14是阶段性地示出本发明的剖面加工观察方法的第四实施方式中的观察顺序的说明图。

首先，在x射线ct装置中，得到样品s的x射线ct图像。

然后，如图11所示那样，对该样品s的x射线ct图像进行观察，决定包含特定观察对象物（注目部分）c11的样品s内的小区域即特定部位（关心区域）q，取得其三维位置坐标（xyz坐标）信息（位置信息取得工序），所述特定观察对象物被包含在样品s内。

接着，基于特定部位q的三维位置坐标信息，从聚焦离子束镜筒11朝向特定观察对象物c11所存在的特定部位q照射聚焦离子束21，进行样品s的特定部位q的剖面形成加工（剖面加工工序）。这样的利用聚焦离子束21的样品s的剖面形成加工的细节与第一实施方式同样。

然后，从电子束（eb）镜筒12朝向按照规定的间隔的每一个进行加工的样品s的剖面之中包含特定观察对象物c11的特定部位q照射电子束（eb）22，通过eds检测器51对从样品s的特定部位q产生的特性x射线进行检测。然后，如图12所示那样，按照样品s的各剖面的每一个构筑剖面组成像。此时，能够取得存在特定部位q的剖面整体的组成像和包含特定观察对象物c11的小区域的高分辨率的组成像。

例如，在图12所示的例子中，在特定部位q预先设定3个剖面f1、f2、f3，通过聚焦离子束21对该各个剖面进行加工。然后，在剖面f1、f2、f3的每一个中，取得剖面整体的组成像k1a、k2a、k3a以及包含特定观察对象物c11的小区域的高分辨率剖面组成像k1b、k2b、k3b。在图12的例子中，在设定为矩形的特定部位q的剖面f1、f2、f3中，对于剖面整体的组成像k1a、k2a、k3a，在分量g1、g2、g3之中存在特定观察对象物（注目部分）c11。然后，根据高分辨率剖面组成像k1b、k2b、k3b，由分量g4、g5、g6构成特定观察对象物c11。

再有，在这样的特定部位q的各加工剖面中，仅取得剖面整体的剖面组成像也可，此外，在存在2个以上的特定观察对象物的情况下，也能够取得2处以上的高分辨率剖面组成像。此外，通过特定部位q的全部的加工剖面来取得剖面组成像也可或者只有特定的剖面而选择性地取得剖面组成像也可。

通过以上那样的工序，例如，如图13所示那样，在特定部位q的3个剖面f1、f2、f3中，得到剖面整体的组成像k1a、k2a、k3a以及包含特定观察对象物c11的小区域的高分辨率剖面组成像k1b、k2b、k3b。

接着，利用样品s的剖面位置信息、各个剖面f1、f2、f3中的组成像k1a、k2a、k3a、以及高分辨率剖面组成像k1b、k2b、k3b，构筑图14所示那样的包含特定观察对象物的特定部位q的三维立体组成像r（立体像生成工序）。在此，例如，使用计算机（控制部26）通过图像处理程序来生成（构筑）包含特定观察对象物的特定部位q的三维立体组成像。

通过立体像生成工序得到的三维立体组成像r由将示出特定部位q整体的分量的立体组成像和以高分辨率分析特定观察对象物后的高分辨率立体组成像合成后的像构成。

如以上那样，通过在各个加工剖面中使用eds检测器51对特定x射线进行检测，从而取得剖面组成像，由此，能够得到包含特定观察对象物的特定部位q的三维立体组成像r。

说明了本发明的若干个实施方式，但是，这些实施方式出示为例子，并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够通过其他的各种方式实施，能够在不偏离发明的主旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变形与被包含在发明的范围或主旨内同样地被包含在权利要求书所记载的发明和其均等的范围内。

附图标记的说明

10剖面加工观察装置

11聚焦离子束（fib）镜筒

12电子束（eb）镜筒

13光学显微镜筒（光学显微镜）13

26控制部

51eds检测器。