JP2022186454A - 試料加工装置および情報提供方法 - Google Patents

Abstract

【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、前記試料を撮影するカメラと、加工終了予定時間の情報を提供する情報提供部と、過去の加工情報を記憶する記憶部と、を含み、前記情報提供部は、前記過去の加工情報に基づいて、前記加工終了予定時間を算出する処理と、前記カメラで撮影された画像を取得する処理と、取得した前記画像に基づいて、加工速度を算出する処理と、前記加工速度に基づいて、前記加工終了予定時間を更新する処理と、を行う。【選択図】図３６

Description

本発明は、試料加工装置および情報提供方法に関する。

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。

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。

特開２０１２－１９３９６２号公報

このような試料加工装置では、加工が長時間にわたる場合がある。そのため、あらかじめ加工の終了時間を知ることができれば、ユーザーが装置を確認する頻度を低減でき、作業効率を向上できる。

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、
前記試料を撮影するカメラと、
加工終了予定時間の情報を提供する情報提供部と、
過去の加工情報を記憶する記憶部と、
を含み、
前記情報提供部は、
前記過去の加工情報に基づいて、前記加工終了予定時間を算出する処理と、
前記カメラで撮影された画像を取得する処理と、
取得した前記画像に基づいて、加工速度を算出する処理と、
前記加工速度に基づいて、前記加工終了予定時間を更新する処理と、
を行う。

このような試料加工装置では、加工を開始した直後から加工終了予定時間を提供できるため、ユーザーが装置を確認する頻度を低減でき、作業効率を向上できる。さらに、このような試料加工装置では、加工中に試料の画像を取得して加工終了予定時間を更新するため、精度の高い加工終了予定時間を提供できる。

本発明に係る情報提供方法の一態様は、
試料にイオンビームを照射するイオン源と、
前記試料を保持する試料ステージと、
前記試料を撮影するカメラと、
を含み、前記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情報提供方法であって、
過去の加工情報に基づいて、加工終了予定時間を算出する工程と、
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基づいて、加工速度を算出する工程と、
前記加工速度に基づいて、前記加工終了予定時間を更新する工程と、
を含む。

このような情報提供方法では、加工を開始した直後から加工終了予定時間を提供できるため、ユーザーが装置を確認する頻度を低減でき、作業効率を向上できる。さらに、このような情報提供方法では、加工中に試料の画像を取得して加工終了予定時間を更新するため、精度の高い加工終了予定時間を提供できる。

実施形態に係る試料加工装置の構成を示す図。 情報処理装置の構成を示す図。 試料および遮蔽部材を模式的に示す斜視図。 試料の揺動動作を説明するための図。 イオン源の動作を説明するための図。 カメラで撮影された画像の一例を示す図。 試料および遮蔽部材を模式的に示す斜視図。 試料の揺動動作について説明するための図。 カメラで撮影された画像の一例を示す図。 二次ミリングを説明するための図。 バルク加工処理の一例を示すフローチャート。 カメラで撮影された画像の一例を示す図。 マスク処理を説明するための図。 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。 カメラで撮影された画像の一例を示す図。 透過光の輝度に応じて設定された加速電圧を示す表。 加工の状況を示すグラフ。 加工深さを説明するための図。 加工深さに応じて設定された加速電圧を示す表。 加工の状況を示すグラフ。 ＧＵＩ画面の一例を模式的に示す図。 試料室の圧力の変化を示すグラフ。 試料の温度の変化を示すグラフ。 加工深さの変化を示すグラフ。 加工深さの変化を示すグラフ、および透過光の輝度の変化を示すグラフ。 試料の温度の変化を示すグラフ。 バルク加工処理終了予定時間を算出する処理を説明するための図。 バルク加工処理終了予定時間の表示の一例を示す図。 一次ミリング処理の一例を示すフローチャート。 二値化画像を模式的に示す図。 加工幅を測定する処理を説明するための図。 一次ミリングにおける加工の状況を示す図。 位置に応じて設定された加速電圧を示す表。 一次ミリングにおける加工の状況を示すグラフ。 ＧＵＩ画面の一例を模式的に示す図。 位置の変化を示すグラフ。 位置を測定する手法の一例を示す図。 位置の変化を示すグラフ。 位置の変化を示すグラフ。 二次ミリング処理の一例を示すフローチャート。 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。 エッジの位置に応じて設定された加速電圧を示す表。 二次ミリングにおける加工の状況を示すグラフ。 ＧＵＩ画面の一例を模式的に示す図。 エッジの位置の変化を示すグラフ。 変形例に係る試料加工装置の構成を示す図。 断面加工の状況を示す図。 位置に応じて設定された加速電圧を示す表。 断面加工の状況を示すグラフ。 ＧＵＩ画面の一例を模式的に示す図。 加工深さを測定する手法の一例を説明するための図。 加工深さの変化を示すグラフ。 加工深さを測定する手法の一例を説明するための図。 加工深さの変化を示すグラフ。 加工深さの変化を示すグラフ。

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。

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。

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。

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、真空排気装置１４と、圧力計１６と、試料ステージ２０と、冷却機構２２と、ヒーター２４と、温度センサー２６と、遮蔽部材３０と、透過照明装置４０と、照明調光回路４２と、同軸落射照明装置４４と、照明調光回路４６と、光学系５０と、カメラ６０と、情報処理装置７０と、を含む。

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、試料室１１の上部に取り付けられており、試料室１１に収容された試料２にイオンビームＩＢを照射する。

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。

試料室１１は、真空排気装置１４によって真空排気される。これにより、試料室１１内
を減圧状態にすることができる。試料室１１の圧力は、圧力計１６によって測定できる。

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。

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。

試料ステージ２０には、冷却機構２２およびヒーター２４が取り付けられている。試料加工装置１００では、冷却機構２２によって試料２を冷却でき、ヒーター２４によって試料２を加熱できる。試料２の温度は、温度センサー２６によって測定できる。温度センサー２６は、例えば、試料ステージ２０に取り付けられている。

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については後述する。

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、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。

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。

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。

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。すなわち、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。

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。

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、加工の終了予定時間を計算し、終了予定時間を提供する。

図２は、情報処理装置７０の構成を示す図である。

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。

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。

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。

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。

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、加工制御部７２０と、情報提供部７２２と、を含む。

加工制御部７２０は、試料を加工するための処理を行う。情報提供部７２２は、加工終了予定時間を提供する処理を行う。

２． 試料加工装置の動作
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。さらに、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。以下では、バルク加工法、および二段ミリング法について説明する。

２．１． バルク加工法
図３～図５は、バルク加工法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の揺動動作を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。

試料加工装置１００では、図３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。

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。

なお、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。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。

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。

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。

カメラ６０は、加工中の試料２を撮影する。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７６に表示する。

図６は、カメラ６０で撮影された画像Ｉ２の一例である。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４０が発する照明光によって透過照明されている。そのため、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。

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。

２．２． 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。

２．２．１． 一次ミリング
図７および図８は、一次ミリングを説明するための図である。図７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８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７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。例えば、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。

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。

なお、試料２の構成は、図７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。

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。

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８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。

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。

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。なお、一次ミリングにおいて、加工領域５が遮蔽部材３０とほぼ同じ厚さであって、第１端部２ａから第２端部２ｂに向かうにしたがって膜厚が大きくなるように加工されてもよい。

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、例えば、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。

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７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。

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。

カメラ６０は、加工中の試料２を撮影する。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。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７６に表示する。

図９は、カメラ６０で撮影された画像Ｉ２の一例を示す図である。図９に示す画像Ｉ２は、同軸落射照明および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。

試料２は、同軸落射照明されているため、図９に示すように、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、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。

また、試料２は、透過照明されているため、図９に示すように、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、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、画像Ｉ２では、傾斜面３のみが暗くなる。

情報処理装置７０では、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の間を測定することによって、加工幅Ｗを測定する。

２．２．２． 二次ミリング
図１０は、二次ミリングを説明するための図である。

図１０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。

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。

３． 試料加工方法
３．１． バルク加工
３．１．１． バルク加工処理の流れ
試料加工装置１００では、加工制御部７２０が、バルク加工法により試料２を加工するバルク加工処理を行う。図１１は、バルク加工処理の一例を示すフローチャートである。

ユーザーが操作部７４を介して感度係数Ｋの情報および加工条件を入力すると、加工制御部７２０は、入力された感度係数Ｋの情報および加工条件を記憶部７８に記憶させる（Ｓ１００）。

感度係数Ｋは、試料２を透過した光を検出する感度を示す係数である。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。ユーザーは、例えば、操作部７４を操作して、感度係数Ｋを設定することができる。加工制御部７２０は、操作部７４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７８に記憶させる。

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。

ユーザーが、試料２を試料ステージ２０にセットし、試料２上に遮蔽部材３０をセットする。そして、ユーザーが操作部７４を介してバルク加工処理を開始する指示を入力する
と、加工制御部７２０は、真空排気装置１４に試料室１１を真空排気させる（Ｓ１０２）。加工制御部７２０は、圧力計１６から試料室１１の圧力の測定結果を取得し、試料室１１の圧力が設定された圧力に到達したか否かを判定する。

加工制御部７２０は、試料室１１の圧力が設定された圧力に到達したと判定した場合、冷却機構２２を動作させ、試料２の冷却を開始する（Ｓ１０３）。加工制御部７２０は、温度センサー２６から試料２の温度の測定結果を取得し、試料２の温度が設定された温度に到達したか否かを判定する。

試料加工装置１００では、試料２を冷却しながら、試料２の加工を行う。これにより、加工による試料２の損傷を低減できる。

加工制御部７２０は、試料２の温度が設定された温度に到達したと判定した場合、イオンビームＩＢを照射する処理を開始する（Ｓ１０４）。具体的には、加工制御部７２０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。

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。

イオンビームＩＢの照射が開始されると、加工制御部７２０は、カメラ６０で撮影された試料２の画像Ｉ２を取得する（Ｓ１０６）。

図１２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。

図１２に示すように、画像Ｉ２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。

加工制御部７２０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（Ｓ１０８）。

図１３は、画像Ｉ２に対するマスク処理を説明するための図である。

加工制御部７２０は、画像Ｉ２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１３に示すように、画像Ｉ２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Ｉ２の縦方向は、図１におけるＺ軸に沿った方向である。図１３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Ｉ２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。

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。

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。

加工制御部７２０は、画像Ｉ２の輝度プロファイルに基づいて試料２の傾斜角度を算出し、マスクする領域を傾斜角度に応じて傾斜させる。例えば、図１３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。

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。

図１３に示す例では、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、加工制御部７２０は、画像Ｉ２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。

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Ｉ２から試料２に相当する領域を抽出できる。

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。

次に、加工制御部７２０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の最大輝度Ｉｍａｘを検出する（Ｓ１１０）。

図１４は、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。

非マスク領域Ｍ０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に対応する。すなわち、最大輝度Ｉｍａｘを検出する処理Ｓ１１０では、試料２に相当する領域の最大輝度を検出する。

加工制御部７２０は、画像Ｉ２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Ｉ２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。

次に、加工制御部７２０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（Ｓ１１２）。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に対応する。すなわち、最大輝度Ｍｍａｘを検出する処理Ｓ１１２では、隙間から漏れる光の最大輝度を検出する。

加工制御部７２０は、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（Ｓ１１４）。

加工制御部７２０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。

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。

加工制御部７２０は、Ｍｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たしていないと判定した場合（Ｓ１１４のＮｏ）、処理Ｓ１０６に戻って、カメラ６０で撮影された画像を取得する。

このように、加工制御部７２０は、Ｍｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たすと判定されるまで、画像を取得する処理Ｓ１０６、マスク処理Ｓ１０８、最大輝度Ｉｍａｘを検出する処理Ｓ１１０、最大輝度Ｍｍａｘを検出する処理Ｓ１１２、加工の終了を判断する処理Ｓ１１４を繰り返す。

加工制御部７２０は、Ｍｍａｘ×Ｋ＜Ｉｍａｘを満たすと判定した場合（Ｓ１１４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（Ｓ１１６）。

加工制御部７２０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。

図１５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。

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Ｉ２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７２０は、画像Ｉ２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。

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。

加工制御部７２０は、イオンビームＩＢの照射を停止した後、冷却機構２２の動作を停止し、ヒーター２４を動作させて、試料２の温度を室温まで上昇させる（Ｓ１１８）。加工制御部７２０は、温度センサー２６から試料２の温度の測定結果を取得し、試料２の温度が設定された温度（例えば室温）に到達したか否かを判定する。

加工制御部７２０は、試料２の温度が設定された温度に到達した場合、バルク加工処理を終了する。

なお、上記の図１１に示す例では、試料２を冷却する処理Ｓ１０３および試料２を昇温
する処理Ｓ１１８を行ったが、処理Ｓ１０３および処理Ｓ１１８を行わなくてもよい。すなわち、上記では、試料２を冷却しながら加工を行う場合について説明したが、試料２を冷却せずに常温で加工してもよい。

３．１．２． イオンビームの制御
試料２にイオンビームＩＢを照射して試料２を加工する際には、イオンビームＩＢによって試料２が損傷し、試料２にダメージ層が形成されてしまう。このダメージ層を薄くするためには、低エネルギーのイオンビームＩＢで試料２を加工することが望ましい。

しかしながら、低エネルギーのイオンビームＩＢでは加工に時間がかかってしまうため、試料２の厚さに応じて加工条件を切り替えることが望ましい。例えば、試料２が厚い状態では、高エネルギーのイオンビームＩＢで加工を行い、試料２が薄くなったときに、低エネルギーのイオンビームＩＢで加工を行う。

加工制御部７２０は、取得した画像Ｉ２に基づいて、イオンビームＩＢの照射条件を切り替える。これにより、試料２の厚さに応じて、加工条件を制御することができる。加工条件は、イオンビームＩＢの加速電圧、およびイオン源１０に導入されるガスの流量などを含む。

例えば、シリコンのように薄くなると光を透過する試料では、試料を透過する透過光の輝度は、試料２の厚さに対応している。そのため、ユーザーがあらかじめ透過光の輝度に応じた加工条件を設定することで、加工制御部７２０は、画像Ｉ２から透過光の輝度を検出し、検出した透過光の輝度に応じて加工条件を切り替える。これにより、試料２の厚さに応じて加工条件を切り替えることができる。

図１６は、透過光の輝度に応じて設定された加速電圧を示す表である。図１６では、試料２を透過した透過光の輝度を、Ｉｍａｘ／Ｍｍａｘ（％）で示している。

図１６に示すように、透過光の輝度に応じて、加速電圧を設定する。なお、試料の状況に対応する透過光の輝度をあらかじめ設定しておくことで、試料の状況から加速電圧を設定してもよい。例えば、「試料が薄くなり始めるまで」と「透過光の輝度１８％」を対応づけておくことで、ユーザーが「試料が薄くなり始めるまで」を選択することで、透過光の輝度が１８％になった場合に加速電圧が切り替えられる。

試料２に孔が開いた後は、仕上げ加工として、経過時間に応じて加速電圧を切り替える。

図１７は、加工の状況を示すグラフである。図１７には、加速電圧の変化を示すグラフ、試料２の厚さの変化を示すグラフ、および試料２を透過した光（透過光）の輝度の変化を示すグラフを示している。

加速電圧の変化を示すグラフは、横軸が時間を示し、縦軸が加速電圧を示している。試料２の厚さの変化を示すグラフは、横軸が時間を示し、縦軸が試料２の厚さを示している。透過光の輝度の変化を示すグラフは、横軸が時間、縦軸が透過光の輝度を示している。

図１６の表で示す条件が設定された場合、加工制御部７２０は、画像Ｉ２から透過光の輝度を検出し、図１６の表で示す条件に従って、透過光の輝度に応じて加速電圧を切り替える。

具体的には、図１７に示すように、加工制御部７２０は、時刻ｔ０において加速電圧を
６．０ｋＶとする。加工制御部７２０は、取得された画像Ｉ２において透過光の輝度（Ｉｍａｘ／Ｍｍａｘ）を検出し、透過光の輝度が１８％になると、加速電圧を５．０ｋＶに切り替える。図１７に示すグラフでは、時刻ｔ１に加速電圧が５．０ｋＶに切り替えられている。同様に、加工制御部７２０は、透過光の輝度が２０％になると、加速電圧を４．０ｋＶに切り替え（時刻ｔ２）、透過光の輝度が２３％になると、加速電圧を３．０ｋＶに切り替え（時刻ｔ３）、透過光の輝度が５０％になると、加速電圧を２．０ｋＶに切り替える（時刻ｔ４）。時刻ｔ４において試料２には孔が開く。

加工制御部７２０は、図１６に示す表に従って、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの５分間、加速電圧２．０ｋＶで加工を行ったあと、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの５分間、加速電圧１．０ｋＶで加工を行う。加工制御部７２０は、同様に、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの５分間、加速電圧０．５ｋＶで加工を行い、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの５分間、加速電圧０．３ｋＶで加工を行い、時刻ｔ８から時刻ｔ９までの５分間、加速電圧０．１ｋＶで加工を行う。

なお、上記では、試料２が薄くなると光を透過する場合に、透過光の強度に基づいて各条件を切り替える例について説明したが、試料２が金属など薄くなっても光を透過しない場合には、加工領域５の深さに基づいて加工条件を切り替えてもよい。

図１８は、加工領域５の深さである加工深さＤを説明するための図である。図１９は、加工深さに応じて設定された加速電圧を示す表である。図２０は、加工の状況を示すグラフである。図２０の上のグラフは、加速電圧の変化を示すグラフであり、横軸が時間を示し、縦軸が加速電圧を示している。図２０の下のグラフは、加工深さの変化を示すグラフであり、横軸が時間、縦軸が透過光の輝度を示している。

試料２が金属のように薄くなっても光を透過しない場合には、図１８に示す加工領域５の深さである加工深さＤに応じて、加工条件を切り変えてもよい。加工深さＤは、試料２の厚さに対応しており、加工深さＤから試料２の厚さを推測できる。

図１９では、加工深さＤは、孔が開いたときの加工深さに対する現在の加工深さの割合で表している。孔が開いたときの加工深さは、加工条件が同じであればほぼ同じであるため、過去の孔が開いたときの加工深さを基準として、加工深さを規格化できる。

図１９では、試料に孔が開く直前までは、加工深さＤに応じて加速電圧を切り替え、それ以降は、透過光の輝度に応じて加速電圧を切り替えるように条件が設定されている。

加工制御部７２０は、画像Ｉ２から加工深さＤを測定し、図１９の表で示す条件に従って加工深さＤに応じて加速電圧を切り替える。加工深さＤは、例えば、画像Ｉ２を二値化して加工領域５を囲む傾斜面３を抽出することで測定できる。後述する図３０に示すように、試料２を同軸落射照明すると傾斜面３のみが暗くなるため、試料２を同軸落射照明して得られた画像Ｉ２を二値化処理することによって、傾斜面３を抽出できる。

３．１．３． ＧＵＩ
加工制御部７２０は、加工条件および加工の進捗状況を、ＧＵＩ（Graphical User Interface）画面に表示させる。

図２１は、バルク加工処理におけるＧＵＩ画面Ｇ２の一例を模式的に示す図である。

ＧＵＩ画面Ｇ２には、図２１に示すように、加速電圧、イオン源１０の傾斜角度θ２、試料２の傾斜角度（スイング角度）θ１、および次のステップへの移行条件が表示される
。また、ＧＵＩ画面Ｇ２には、加工の進捗状況を示すインジケーターが表示される。例えば、実施前のステップを示す領域は点灯し、実施中のステップを示す領域は点滅し、実施後のステップを示す領域は消灯する。これにより、加工の進捗状況を視覚的に把握できる。なお、進捗状況を示す例は、図２１に示すインジケーターに限定されない。

図２１に示すように、ＧＵＩ画面Ｇ２の各項目は、加工が次のステップに移行すると、更新される。

なお、図２１に示す例では、次のステップへの移行条件として「薄くなり始めたら」「穴が開いたら」などと表示したが、「輝度１８％」「輝度５０％」などと数値で表示してもよい。

３．１．４． 終了予定時間の提供
情報提供部７２２は、バルク加工処理が終了する予定の時間であるバルク加工処理終了予定時間の情報を提供する。

図１１に示すようにバルク加工処理は、試料室１１を真空排気するステップ、試料２を冷却するステップ、試料２を加工するステップ、および試料２を昇温するステップを含む。情報提供部７２２は、各ステップの終了予定時間を予測し、その合計の時間からバルク加工処理の全体が終了する時間（バルク加工処理終了予定時間）を計算する。以下、各ステップごとに終了予定時間を計算する処理を説明する。

（１）排気終了予定時間の算出
情報提供部７２２は、試料室１１の真空排気が終了する排気終了予定時間を算出し、算出した排気終了予定時間を提供する。排気終了予定時間は、試料室１１が大気圧から設定された圧力（設定圧力値）になるまでの予定時間である。

図２２は、試料室１１の圧力の変化を示すグラフである。図２２に示すグラフの横軸は時間であり、縦軸は試料室１１の圧力である。図２２では、過去の試料室１１の圧力のデータ（過去の排気情報）を破線で示し、現在の測定結果から得られた試料室１１の圧力のデータ（現在の排気情報）を実線で示している。

真空排気を開始する前および真空排気を開始した直後では、現在の測定結果から圧力の低下速度を計算することはできない。そのため、情報提供部７２２は、試料室１１の過去の排気情報を取得し、当該過去の排気情報に基づいて排気終了予定時間を求める。

過去の排気情報は、記憶部７８に記憶されている。過去の排気情報は、例えば、過去に、真空排気装置１４を用いて試料室１１を真空排気したときの圧力の低下速度の情報である。なお、過去の排気情報は、過去の１回の処理における圧力の低下速度のデータであってもよいし、過去の複数回の処理における圧力の低下速度の平均値のデータであってもよい。過去の排気情報は、過去に試料室１１を真空排気した際にかかった時間であってもよい。

情報提供部７２２は、例えば、記憶部７８から過去の圧力の低下速度の情報を取得し、当該情報に基づいて排気終了予定時間を計算する。情報提供部７２２は、計算された排気終了予定時間を表示部７６に表示させる。

圧力計１６は、一定の時間間隔で試料室１１の圧力の測定結果を出力し、情報提供部７２２は、出力された測定結果を取得する。圧力の測定結果から、試料室１１の圧力の低下速度を計算することができる。そのため、情報提供部７２２は、試料室１１の圧力の測定
結果を取得した場合には、当該測定結果から圧力の低下速度を計算し、当該圧力の低下速度に基づいて排気終了予定時間を計算する。情報提供部７２２は、例えば、試料室１１の圧力の測定結果をグラフにプロットして圧力と時間の関係を示す関数を求め、当該関数から排気終了予定時間を計算する。

なお、圧力を測定した回数が少ないと、圧力の低下速度を正確に求めることができない。そのため、あらかじめ設定された回数だけ圧力が測定された場合やあらかじめ設定された時間が経過した後に、圧力の低下速度を計算してもよい。

図２２に示す例では、情報提供部７２２は、試料室１１の真空排気が開始された時刻Ｔ０よりも前、および時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの期間Ａは、過去の排気情報に基づいて排気終了予定時間Ｔ３を算出する。

情報提供部７２２は、時刻Ｔ１から排気終了時刻Ｔ２までの期間Ｂは、圧力計１６から試料室１１の圧力の測定結果の情報を取得し、当該測定結果の情報に基づいて圧力の低下速度を計算して、排気終了予定時間を算出し、排気終了予定時間を更新する。情報提供部７２２は、例えば、圧力計１６から測定結果が出力されるごとに、当該測定結果の情報に基づいて圧力の低下速度を計算し、排気終了予定時間を更新する。

情報提供部７２２は、過去の排気情報に基づいて算出した排気終了予定時間と、測定結果に基づいて算出した排気終了予定時間を区別して表示部７６に表示してもよい。例えば、排気終了予定時間を示す文字や数字の色を変えることでこれらを区別してもよいし、排気終了予定時間とともにこれらを区別するための文字や記号を表示してもよい。

情報提供部７２２は、計算した圧力の低下速度の情報を記憶部７８に記憶する。このとき、圧力の低下速度の情報に関連づけて、イオンビームの照射条件、試料２の材質、設定された圧力の情報を記憶部７８に記憶してもよい。

（２）冷却終了予定時間の算出
情報提供部７２２は、試料２の冷却が終了する冷却終了予定時間を算出し、算出した冷却終了予定時間を表示部７６に表示させる。冷却終了予定時間は、試料２が常温から設定された温度に冷却されるまでの予定時間である。

図２３は、試料２の温度の変化を示すグラフである。図２３に示すグラフの横軸は時間であり、縦軸は試料２の温度である。図２３では、過去の試料２の温度のデータ（過去の冷却情報）を破線で示し、現在の測定結果から得られた試料２の温度のデータ（現在の冷却情報）を実線で示している。

試料２の冷却を開始する前および試料２の冷却を開始した直後では、現在の測定結果から試料２の冷却速度を計算することはできない。そのため、情報提供部７２２は、試料２の過去の冷却情報を取得し、当該過去の冷却情報に基づいて冷却終了予定時間を求める。

過去の冷却情報は、記憶部７８に記憶されている。過去の冷却情報は、例えば、過去に、冷却機構２２を用いて試料２を冷却したときの冷却速度の情報である。なお、過去の冷却情報は、過去の１回の処理における冷却速度のデータであってもよいし、過去の複数回の処理における冷却速度の平均値のデータであってもよい。過去の冷却情報は、過去に試料２を冷却した際にかかった時間であってもよい。

情報提供部７２２は、記憶部７８から過去の冷却速度の情報を取得し、当該情報に基づいて冷却終了予定時間を計算する。情報提供部７２２は、計算された冷却終了予定時間を
表示部７６に表示させる。

温度センサー２６は、一定の時間間隔で試料２の温度の測定結果を出力し、情報提供部７２２は、出力された測定結果を取得する。試料２の温度の測定結果から、冷却機構２２による試料２の冷却速度を計算することができる。そのため、情報提供部７２２は、試料２の温度の測定結果を取得した場合には、当該測定結果から冷却速度を計算し、当該冷却速度に基づいて冷却終了予定時間を計算する。

なお、温度を測定した回数が少ないと、冷却速度を正確に求めることができない。そのため、あらかじめ設定された回数だけ温度が測定された場合やあらかじめ設定された時間が経過した後に、冷却速度を計算してもよい。

図２３に示す例では、情報提供部７２２は、試料２の冷却が開始された時刻Ｔ４よりも前および時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの期間Ｃは、過去の冷却情報に基づいて冷却終了予定時間Ｔ７を算出する。

情報提供部７２２は、時刻Ｔ５から冷却終了時刻Ｔ６までの期間Ｄにおいて、温度センサー２６から試料２の温度の測定結果の情報を取得し、当該測定結果の情報に基づいて冷却速度を計算して、冷却終了予定時間を算出し、冷却終了予定時間を更新する。情報提供部７２２は、例えば、温度センサー２６から測定結果が出力されるごとに、当該測定結果の情報に基づいて冷却速度を計算し、冷却終了予定時間を更新する。

情報提供部７２２は、計算した冷却速度の情報を記憶部７８に記憶する。このとき、冷却速度の情報に関連づけて、イオンビームの照射条件、試料２の材質、設定された試料２の温度の情報を記憶部７８に記憶してもよい。

（３）粗加工終了予定時間の算出
試料２を加工するステップは、例えば、図１６に示すように、試料２に孔が開くまでの粗加工と、試料２に孔が開いてからの仕上げ加工と、を含む。情報提供部７２２は、粗加工が完了するまでの粗加工終了予定時間を算出し、算出した粗加工終了予定時間を表示部７６に表示させる。粗加工終了予定時間は、試料２の粗加工を開始してから粗加工が終了するまでの予定時間である。

図２４は、加工深さＤの変化を示すグラフである。図２４に示すグラフの横軸は時間であり、縦軸は加工深さＤである。図２４では、現在の測定結果から得られた加工深さＤのデータ（現在の加工情報）を実線で示している。

試料２の粗加工を開始する前は、現在の測定結果から加工速度を計算することができない。そのため、情報提供部７２２は、過去の加工情報を取得し、当該過去の加工情報に基づいて粗加工終了予定時間を求める。

過去の加工情報は、記憶部７８に記憶されている。過去の加工情報は、例えば、過去に、試料２を加工したときの加工速度の情報である。なお、過去の加工情報は、過去の１回の処理における加工速度のデータであってもよいし、過去の複数回の処理における加工速度の平均値のデータであってもよい。過去の加工情報は、過去に試料２を加工した際にかかった時間であってもよい。

なお、過去の加工情報は、加工条件（イオンビームの照射条件、試料２の材質等）と関連付けて記憶されており、情報提供部７２２は、今回の加工条件に一致する過去の加工情報を取得する。

情報提供部７２２は、記憶部７８から過去の加工速度の情報を取得し、当該情報に基づいて粗加工終了予定時間を計算する。情報提供部７２２は、計算された粗加工終了予定時間を表示部７６に表示させる。

粗加工が開始されると、画像Ｉ２から加工深さＤを測定できる。情報提供部７２２は、画像Ｉ２を取得し、画像Ｉ２から加工深さＤを測定し、加工深さＤの測定結果に基づいて加工速度を計算する。加工速度は、図２４に示すグラフの傾きである。情報提供部７２２は、算出された加工速度から設定加工深さに到達する時間（粗加工終了予定時間）を計算する。なお、設定加工深さは、過去に試料２に孔が開いたときの加工深さであってもよい。この場合、情報提供部７２２は、記憶部７８に記憶された加工に試料２に孔が開いたときの加工深さのデータを読み出して、粗加工終了予定時間を計算する。

なお、加工深さＤの測定点数が少ないと、加工速度を正確に求めることができない。そのため、あらかじめ設定された回数だけ画像Ｉ２が取得されて加工深さＤが測定された場合に、加工速度を計算してもよい。

情報提供部７２２は、加工が進んで試料２が薄くなって試料２を透過する透過光の輝度が測定可能になった場合には、透過光の輝度に基づいて加工速度を計算し、粗加工終了予定時間を算出する。例えば、試料２を透過照明することで、画像Ｉ２から透過光の輝度を検出できる。情報提供部７２２は、例えば、加工深さＤと経過時間の関係を示す関数に基づいて、粗加工終了予定時間の算出を、加工深さＤによる算出から透過光の輝度による算出に切り替えてもよい。

図２４で示す例では、情報提供部７２２は、試料２の加工が開始された時刻Ｔ８より前では、過去の加工情報に基づいて粗加工終了予定時間Ｔ１２を算出する。情報提供部７２２は、時刻Ｔ８から時刻Ｔ９までの期間Ｅにおいて、画像Ｉ２に基づいて加工深さＤを測定して加工速度を計算し、粗加工終了予定時間Ｔ１２を更新する。時刻Ｔ９において画像Ｉ２で試料２を透過した光が検出されると、情報提供部７２２は、時刻Ｔ９から加工終了時刻Ｔ１１までの期間Ｆにおいて、透過光の輝度に基づいて加工速度を計算し、粗加工終了予定時間を更新する。

なお、ここでは、粗加工終了予定時間を試料２に孔が開くまでの時間としたが、試料２に孔が開く直前の時間（輝度が２３％となる時間）に設定してもよい。図２４に示すように、孔が開く直前になると、すなわち、透過光の輝度が２３％程度になると、短時間で急激に輝度が上昇してすぐに試料２に孔が開いてしまうためである。

図２５は、加工深さの変化を示すグラフ、および透過光の輝度の変化を示すグラフである。金属など光を透過しない試料２の場合には、加工深さＤと経過時間の関係を示す関数から孔が開く直前の時間を予測し、予測された時間において、同軸落射照明から透過照明に切り替えて透過光の輝度に基づいて粗加工終了予定時間を算出してもよい。

また、図示はしないが、加工深さＤのみから粗加工終了予定時間を算出してもよい。

（４）仕上げ加工終了予定時間の算出
試料２の仕上げ加工は、図１６に示すように、加工時間で設定されているため、情報提供部７２２は、設定された加工時間と経過時間の差を計算することで、仕上げ加工終了予定時間を算出する。

（５）昇温終了予定時間の算出
情報提供部７２２は、試料２の昇温が終了する昇温終了予定時間を算出し、算出した昇温終了予定時間を表示部７６に表示させる。昇温終了予定時間は、試料２が設定された温度から室温に昇温されるまでの予定時間である。

図２６は、試料２の温度の変化を示すグラフである。図２６に示すグラフの横軸は時間であり、縦軸は試料２の温度である。図２６において、データＤＴ１は、過去の試料２の温度のデータ（過去の昇温情報）を示し、データＤＴ２は、現在の測定結果から得られた試料２の温度のデータ（現在の昇温情報）を示している。

試料２の昇温を開始する前および試料２の昇温を開始した直後では、現在の測定結果から試料２の昇温速度を計算することはできない。そのため、情報提供部７２２は、試料２の過去の昇温情報を取得し、当該過去の昇温情報に基づいて昇温終了予定時間を求める。

過去の昇温情報は、記憶部７８に記憶されている。過去の昇温情報は、例えば、過去に、ヒーター２４を用いて試料２を昇温したときの昇温速度の情報である。なお、過去の昇温情報は、過去の１回の処理における昇温速度のデータであってもよいし、過去の複数回の処理における昇温速度の平均値のデータであってもよい。過去の昇温情報は、過去に試料２を昇温した際にかかった時間であってもよい。

情報提供部７２２は、記憶部７８から過去の昇温速度の情報を取得し、当該情報に基づいて昇温終了予定時間を計算する。情報提供部７２２は、計算された昇温終了予定時間を表示部７６に表示させる。

温度センサー２６は、一定の時間間隔で試料２の温度の測定結果を出力し、情報提供部７２２は、出力された測定結果を取得する。試料２の温度の測定結果から、ヒーター２４による試料２の昇温速度を計算することができる。そのため、情報提供部７２２は、試料２の温度の測定結果を取得した場合には、当該測定結果から昇温速度を計算し、当該昇温速度に基づいて昇温終了予定時間を計算する。

なお、温度を測定した回数が少ないと、昇温速度を正確に求めることができない。そのため、あらかじめ設定された回数だけ温度が測定された場合やあらかじめ設定された時間が経過した後に、昇温速度を計算してもよい。

図２６に示す例では、情報提供部７２２は、試料２の昇温が開始される時刻Ｔ１３より前および時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１４までの期間Ｇは、過去の昇温情報に基づいて昇温終了予定時間Ｔ１６を算出する。すなわち、情報提供部７２２は、試料２の昇温が開始される前および期間Ｇでは、データＤＴ１に基づいて昇温終了予定時間Ｔ１６を算出する。

情報提供部７２２は、時刻Ｔ１４から昇温終了時刻Ｔ１５までの期間Ｈにおいて、温度センサー２６から試料２の温度の測定結果の情報を取得し、当該測定結果の情報に基づいて昇温速度を計算して、昇温終了予定時間を算出し、昇温終了予定時間を更新する。すなわち、情報提供部７２２は、期間Ｈでは、データＤＴ２に基づいて昇温終了予定時間を算出する。情報提供部７２２は、例えば、温度センサー２６から測定結果が出力されるごとに、当該測定結果の情報に基づいて昇温速度を計算し、昇温終了予定時間を更新する。

情報提供部７２２は、計算した昇温速度の情報を記憶部７８に記憶する。このとき、昇温速度の情報に関連づけて、イオンビームの照射条件、試料２の材質、設定された試料２の温度の情報を記憶部７８に記憶してもよい。

（６）バルク加工処理終了予定時間
情報提供部７２２は、上述したように、排気終了予定時間、冷却終了予定時間、粗加工終了予定時間、仕上げ加工終了予定時間、昇温終了予定時間を算出し、これらの和を計算することでバルク加工処理の全ステップが終了する時間であるバルク加工処理終了予定時間を求める。情報提供部７２２は、求めたバルク加工処理終了予定時間を表示部７６に表示させる。

図２７は、バルク加工処理終了予定時間を算出する処理を説明するための図である。図２７において、点線の矢印は経過時間を示し、実線は測定結果から得られた各ステップの終了予定時間を示し、破線の矢印は過去の情報から得られた終了予定時間を示している。

図２７に示すように、情報提供部７２２は、過去の情報に基づく終了予定時間と測定結果から得られた現在の情報に基づく終了予定時間を組み合わせて、バルク加工処理終了予定時間を算出する。

図２８は、バルク加工処理終了予定時間の表示の一例を示す図である。

図２８に示すように、情報提供部７２２は、バルク加工処理終了予定時間を表示する領域Ａ２と、設定温度や設定されたイオンビームの照射時間、設定圧力を、各ステップに応じて表示させる領域Ａ４と、測定結果を表示させる領域Ａ６と、を含む画像Ｉ４を表示部７６に表示させる。また、画像Ｉ４の枠の部分には、バルク加工処理の進捗度を示すインジケーターＡ８が表示されている。

図２８に示す画像Ｉ４－１は、排気ステップにおける表示例である。画像Ｉ４－２は、冷却ステップにおける表示例である。画像Ｉ４－３および画像Ｉ４－４は、粗加工ステップにおける表示例である。画像Ｉ４－５は、仕上げ加工ステップにおける表示例である。画像Ｉ４－６は、昇温ステップにおける表示例である。なお、各ステップを区別するために、各ステップごとに、文字や背景の色を変化させてもよい。例えば、冷却ステップと昇温ステップで、文字や背景の色を変化させてもよい。

情報提供部７２２は、図２８に示すように、各ステップに応じた情報を画像Ｉ４として表示部７６に表示させる。

領域Ａ２には、バルク加工処理終了予定時間、すなわち、全部の処理が終了するまでの時間が表示されるが、全部の処理が終了する時刻を表示してもよい。

３．２． 一次ミリング
３．２．１． 一次ミリング処理の流れ
試料加工装置１００では、加工制御部７２０が、一次ミリングにより試料２を加工する一次ミリング処理を行う。図２９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。なお、図１１に示すバルク加工処理と同様の処理についてはその説明を省略する。

ユーザーが操作部７４を介して目標加工幅ＴＷの情報および加工条件を入力すると、加工制御部７２０は、入力された目標加工幅ＴＷの情報および加工条件を記憶部７８に記憶させる（Ｓ２００）。

ユーザーが試料ステージ２０に試料２をセットし、試料２上に遮蔽部材３０をセットする。そして、ユーザーが操作部７４を介して一次ミリング処理を開始する指示を入力すると、加工制御部７２０は、真空排気装置１４に試料室１１を真空排気させる（Ｓ２０２）。

加工制御部７２０は、試料室１１の圧力が設定された圧力に到達したと判定した場合、冷却機構２２を動作させ、試料２の冷却を開始する（Ｓ２０３）。

加工制御部７２０は、試料２の温度が設定された温度に到達したと判定した場合、イオンビームＩＢを照射する処理を開始する（Ｓ２０４）。

イオンビームＩＢの照射が開始されると、加工制御部７２０は、カメラ６０で撮影された試料２の画像Ｉ２を取得する（Ｓ２０６）。加工制御部７２０は、試料２が水平になったときにカメラ６０で撮影された画像Ｉ２を取得する。これにより、後述する画像処理において、試料２の傾斜を考慮しなくてよい。

次に、加工制御部７２０は、画像Ｉ２上において加工幅Ｗを測定する。

具体的には、まず、加工制御部７２０は、画像Ｉ２を二値化する（Ｓ２０８）。例えば、画像Ｉ２の輝度ヒストグラムから最小の輝度のピークが選択されるように閾値を設定し、画像Ｉ２を二値化する。これにより、二値化画像を生成できる。

図３０は、二値化画像Ｉ２Ｂを模式的に示す図である。

ここで、試料２は、同軸落射照明および透過照明されているため、画像Ｉ２では、傾斜面３のみが暗くなる。そのため、画像Ｉ２の輝度ヒストグラムから最小の輝度のピークを選択して二値化することによって、傾斜面３を抽出できる。

次に、加工制御部７２０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、集合体の数が２つか否かを判定する（Ｓ２１０）。加工の初期では、加工領域５が試料２の第２端部２ｂまで到達していないため、集合体の数は１つになる。加工領域５が試料２の第２端部２ｂに到達することで、集合体が２つになる。加工制御部７２０は、集合体の数が２つではないと判定した場合（Ｓ２１０のＮｏ）、画像Ｉ２を取得する処理Ｓ２０６に戻る。

加工制御部７２０は、集合体の数が２つと判定した場合（Ｓ２１０のＹｅｓ）、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（Ｓ２１２）。

図３１は、加工幅Ｗを測定する処理を説明するための図である。

図３１に示すように、まず、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。そして、二値化画像Ｉ２Ｂにおいて加工幅Ｗを測定する位置Ｐを特定し、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。

次に、加工制御部７２０は、測定された加工幅Ｗが目標加工幅ＴＷ以上になったか否かを判定する（Ｓ２１４）。すなわち、加工制御部７２０は、Ｗ≧ＴＷを満たすか否かを判定する。

加工制御部７２０は、Ｗ≧ＴＷを満たさないと判定した場合（Ｓ２１４のＮｏ）、画像Ｉ２を取得する処理Ｓ２０６に戻る。

加工制御部７２０は、Ｗ≧ＴＷを満たすと判定されるまで画像を取得する処理Ｓ２０６、二値化処理Ｓ２０８、集合体が２つか否かを判定する処理Ｓ２１０、加工幅Ｗを測定す
る処理Ｓ２１２、Ｗ≧ＴＷを満たすか否かを判定する処理Ｓ２１４を繰り返す。

加工制御部７２０は、Ｗ≧ＴＷ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）。加工制御部７２０は、冷却機構２２の動作を停止した後、ヒーター２４を動作させて、試料２の温度を室温まで上昇させる（Ｓ２１８）。

加工制御部７２０は、試料２の温度が設定された温度に到達した場合、一次ミリング処理を終了する。

３．２．２． イオンビームの制御
図３２は、一次ミリングにおける加工の状況を示す図である。

図３２に示すように、加工が進むと、加工領域５が拡がり、加工領域５の幅が目標加工幅ＴＷとなる位置ＰＨが移動する。加工制御部７２０は、画像Ｉ２から位置ＰＨを検出し、位置ＰＨに応じて加工条件を切り替える。これにより、試料２の厚さに応じて加工条件を切り替えることができる。

図３３は、位置ＰＨに応じて設定された加速電圧を示す表である。図３３では、位置ＰＨは、第１端部２ａからの距離を、試料２の厚さ（第１端部２ａと第２端部２ｂとの間の距離）で規格化したものである。すなわち、位置ＰＨ＝１００％は、第２端部２ｂの位置が目標加工幅ＴＷになったことを意味している。

図３３に示すように、位置ＰＨに応じて、加速電圧を設定する。なお、試料の状況に対応する位置ＰＨをあらかじめ設定しておくことで、試料の状況から加速電圧を設定してもよい。例えば、「試料が薄くなり始めるまで」と「位置ＰＨ＝５０％」を対応づけておくことで、ユーザーが「試料が薄くなり始めるまで」を選択することで、位置ＰＨが５０％になった場合に加速電圧が切り替えられる。

試料２が薄くなった後は、仕上げ加工として、経過時間に応じて加速電圧を切り替える。

図３４は、一次ミリングにおける加工の状況を示すグラフである。図３４の上のグラフは、加速電圧の変化を示すグラフである。図３４の下のグラフは、位置ＰＨの変化を示すグラフであり、横軸が時間、縦軸が位置ＰＨを示している。

図３３の表で示す条件が設定された場合、加工制御部７２０は、画像Ｉ２から位置ＰＨを検出し、図３３の表で示す条件に従って位置ＰＨに応じて加速電圧を切り替える。

具体的には、図３４に示すように、加工制御部７２０は、時刻ｔ０において加速電圧を６．０ｋＶとする。加工制御部７２０は、取得された画像Ｉ２において位置ＰＨを検出し、位置ＰＨが５０％になると、加速電圧を５．０ｋＶに切り替える。図３４に示すグラフでは、時刻ｔ１に加速電圧が５．０ｋＶに切り替えられている。同様に、加工制御部７２０は、位置ＰＨが７５％になると、加速電圧を４．０ｋＶに切り替え（時刻ｔ２）、位置ＰＨが９０％になると、加速電圧を３．０ｋＶに切り替え（時刻ｔ３）、位置ＰＨが１００％になると、加速電圧を２．０ｋＶに切り替える（時刻ｔ４）。時刻ｔ４において試料２が遮蔽部材３０と同じ厚さになる。

加工制御部７２０は、図３３に示す表に従って、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの５分間、加速電圧２．０ｋＶで加工を行ったあと、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの５分間、加速電圧
１．０ｋＶで加工を行う。加工制御部７２０は、同様に、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの５分間、加速電圧０．５ｋＶで加工を行い、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの５分間、加速電圧０．３ｋＶで加工を行い、時刻ｔ８から時刻ｔ９までの５分間、加速電圧０．１ｋＶで加工を行う。

なお、各加速電圧でイオンビームＩＢを照射する上限の時間である最大照射時間を設定しておくことで、イオンビームＩＢを照射しすぎることを防ぐことができる。

３．２．３． ＧＵＩ
加工制御部７２０は、加工条件および加工の進捗状況を、ＧＵＩ画面に表示させる。

図３５は、一次ミリング処理におけるＧＵＩ画面Ｇ４の一例を模式的に示す図である。

ＧＵＩ画面Ｇ４には、図３５に示すように、加速電圧、イオン源１０の傾斜角度θ２、試料２の傾斜角度（スイング角度）θ１、および次のステップへの移行条件が表示される。また、ＧＵＩ画面Ｇ４には、加工の進捗状況を示すインジケーターが表示される。ＧＵＩ画面Ｇ４の各項目は、加工が次のステップに移行すると、更新される。

３．２．４． 終了予定時間の提供
情報提供部７２２は、一次ミリング処理が終了する予定の時間である一次ミリング処理終了予定時間の情報を提供する。

図２９に示すように一次ミリング処理は、試料室１１を真空排気するステップ、試料２を冷却するステップ、試料を加工するステップ、および試料２を昇温するステップを含む。情報提供部７２２は、各ステップの終了予定時間を予測し、その合計の時間から一次ミリング処理の全体が終了する時間を計算する。

なお、一次ミリング処理終了予定時間を算出する処理は、試料を加工するステップにおける粗加工終了予定時間の算出を除いて上述したバルク加工処理と同様である。そのため、以下では、粗加工終了予定時間を算出する処理のみを説明する。

図３６は、位置ＰＨの変化を示すグラフである。図３６に示すグラフの横軸は時間であり、縦軸は位置ＰＨである。図３６において、データＤＴ１は、過去の位置ＰＨのデータ（過去の加工情報）を示し、データＤＴ２は、現在の測定結果から得られた位置ＰＨのデータ（現在の加工情報）を示している。

試料２の粗加工を開始する前は、現在の測定結果から加工速度を計算することができない。そのため、情報提供部７２２は、過去の加工情報を取得し、当該過去の加工情報に基づいて粗加工終了予定時間を求める。

また、試料２の粗加工が開始されても、加工領域５が拡大するまでは位置ＰＨを測定することができない。そのため、情報提供部７２２は、位置ＰＨの測定が可能となるまでは、過去の加工情報に基づいて粗加工終了予定時間を求める。

情報提供部７２２は、画像Ｉ２から位置ＰＨの測定が可能となった場合、位置ＰＨの測定結果から加工速度を計算し、当該加工速度に基づいて粗加工終了予定時間を算出する。

図３６に示す例では、情報提供部７２２は、試料２の加工が開始された時刻Ｔ８より前では、過去の加工情報に基づいて粗加工終了予定時間Ｔ１０を算出する。また、情報提供部７２２は、時刻Ｔ８から時刻Ｔ９までの期間Ｅにおいても、過去の加工情報に基づいて
粗加工終了予定時間Ｔ１０を算出する。すなわち、情報提供部７２２は、加工が開始される前および期間Ｅでは、データＤＴ１に基づいて粗加工終了予定時間を算出する。

時刻Ｔ９において位置ＰＨの測定が可能となると、情報提供部７２２は、時刻Ｔ９から加工終了時刻Ｔ１１までの期間Ｆにおいて、画像Ｉ２に基づいて位置ＰＨを測定して粗加工終了予定時間を算出し、粗加工終了予定時間を更新する。すなわち、情報提供部７２２は、期間Ｆでは、データＤＴ２に基づいて粗加工終了予定時間を算出する。

図３７は、位置ＰＨを測定する手法の一例を示す図である。図３２に示す例では、位置ＰＨは、加工幅Ｗが目標加工幅ＴＷとなる位置、すなわち、傾斜面３の内側のエッジ間の距離が目標加工幅ＴＷとなる位置であったが、位置ＰＨは、図３７に示すように、傾斜面３の外側のエッジ間の距離が目標加工幅ＴＷとなる位置であってもよい。

図３８は、位置ＰＨの変化を示すグラフである。図３８では、位置ＰＨを、傾斜面３の外側のエッジ間の距離が目標加工幅ＴＷとなる位置に設定している。

図３８に示すように、位置ＰＨが傾斜面３の外側のエッジ間の距離が目標加工幅ＴＷとなる位置とすることによって、加工が開始された直後から、画像Ｉ２から位置ＰＨを測定して加工速度を算出できる。

図３８に示す例では、情報提供部７２２は、加工が開始された時刻Ｔ８から加工終了時刻Ｔ９までの期間において、画像Ｉ２に基づいて位置ＰＨを測定して加工速度を計算し、粗加工終了予定時間を算出する。例えば、情報提供部７２２は、傾斜面３の外側のエッジ間の距離をプロットして、データＤＴ０を作成し、粗加工終了予定時間を算出する。

図３９は、位置ＰＨの変化を示すグラフである。図３９において、データＤＴ０は、位置ＰＨが傾斜面３の外側のエッジ間の距離が目標加工幅ＴＷとした場合のデータを示し、データＤＴ２は、位置ＰＨが傾斜面３の内側のエッジ間の距離が目標加工幅ＴＷとした場合のデータを示し、データＤＴ３は、データＤＴ０から求めた、位置ＰＨが傾斜面３の内側のエッジ間の距離が目標加工幅ＴＷとした場合のデータを示している。

図３９に示すように、位置ＰＨを傾斜面３の外側のエッジ間の距離が目標加工幅ＴＷとなる位置に設定する場合と、位置ＰＨを傾斜面３の内側のエッジ間の距離が目標加工幅ＴＷとなる位置に設定する場合と、を組み合わせて、粗加工終了予定時間を更新してもよい。

図３９に示す例では、情報提供部７２２は、加工が開始された時刻Ｔ８から時刻Ｔ９までの期間Ｅにおいて、傾斜面３の外側のエッジ間の距離を測定し、測定結果から傾斜面３の内側のエッジ間の距離を推定し、粗加工終了予定時間を算出する。傾斜面３の外側のエッジ間の距離と傾斜面３の内側のエッジ間の距離の関係は、例えば、過去の加工情報から知ることができる。すなわち、情報提供部７２２は、期間Ｅでは、データＤＴ０からデータＤＴ３を求め、データＤＴ３に基づいて粗加工終了予定時間を算出する。

情報提供部７２２は、時刻Ｔ９から加工終了時刻Ｔ１１までの期間Ｆにおいて、傾斜面３の内側のエッジ間の距離を測定することによって位置ＰＨを測定し、測定結果から加工速度を計算し、当該加工速度に基づいて粗加工終了予定時間を算出する。すなわち、情報提供部７２２は、期間Ｆでは、データＤＴ２に基づいて粗加工終了予定時間を算出する。

３．３． 二次ミリング
３．３．１． 二次ミリング処理の流れ
試料加工装置１００では、加工制御部７２０が、二次ミリングにより試料２を加工する二次ミリング処理を行う。図４０は、二次ミリング処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１１に示すバルク加工処理と同様の処理についてはその説明を省略する。

ユーザーが操作部７４を介して目標位置ＴＰの情報および加工条件を入力すると、加工制御部７２０は、入力された目標位置ＴＰの情報および加工条件を記憶部７８に記憶させる（Ｓ３００）。

ユーザーが試料ステージ２０に試料２をセットする。そして、ユーザーが操作部７４を介して二次ミリング処理を開始する指示を入力すると、加工制御部７２０は、真空排気装置１４に試料室１１を真空排気させる（Ｓ３０２）。

加工制御部７２０は、試料室１１の圧力が設定された圧力に到達したと判定した場合、冷却機構２２を動作させ、試料２の冷却を開始する（Ｓ３０３）。

加工制御部７２０は、試料２の温度が設定された温度に到達したと判定した場合、イオンビームＩＢを照射する処理を開始する（Ｓ３０４）。

加工が開始されると、加工制御部７２０は、カメラ６０で撮影された試料２の画像Ｉ２を取得する（Ｓ３０６）。加工制御部７２０は、試料２が水平になったときにカメラ６０で撮影された画像Ｉ２を取得する。これにより、後述する画像処理において、試料２の傾斜を考慮しなくてよい。

加工制御部７２０は、画像Ｉ２において加工領域５のエッジを検出する（Ｓ３０８）。

図４１は、加工領域５の下端のエッジＥを検出する処理を説明するための図である。図４１には、加工領域５の下端のエッジＥを検出するための輝度プロファイルを取得するラインを、破線で示している。

加工制御部７２０は、図４１に示すように、画像Ｉ２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。画像Ｉ２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７２０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７２０は、エッジＥ０と目標位置ＴＰとの間の距離Ｌを計算する。

次に、加工制御部７２０は、加工領域５のエッジＥ０が目標位置ＴＰに到達したか否かを判定する（Ｓ３１０）。

加工制御部７２０は、加工領域５のエッジＥ０が目標位置ＴＰに到達していないと判定された場合（Ｓ３１０のＮｏ）、画像Ｉ２を取得する処理Ｓ３０６に戻る。

加工制御部７２０は、加工領域５のエッジＥ０が目標位置ＴＰに到達したと判定されるまで、画像を取得する処理Ｓ３０６、加工領域５のエッジＥ０を検出する処理Ｓ３０８、および目標位置ＴＰに到達したか否かを判定する処理Ｓ３１０を繰り返す。

加工制御部７２０は、加工領域５のエッジＥ０が目標位置ＴＰに到達したと判定した場合（Ｓ３１０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（Ｓ３１２）。加工制御部７２０は、冷却機構２２の動作を停止した後、ヒーター２４を動作させて、試料２の温度を室温まで上昇させる（Ｓ３１４）。

加工制御部７２０は、試料２の温度が設定された温度に到達した場合、二次ミリング処理を終了する。

３．３．２． イオンビームの制御
二次ミリングでは、加工制御部７２０は、画像Ｉ２からエッジＥ０の位置を検出し、エッジＥ０の位置に応じて加工条件を切り替える。

図４２は、エッジＥ０の位置に応じて設定された加速電圧を示す表である。図４２では、エッジＥ０と目標位置ＴＰとの間の距離Ｌを、加工前のエッジＥ０と目標位置ＴＰとの間の距離で規格化する。ここでは、この規格化された値を残留膜厚という。例えば、残留膜厚が０％とは、エッジＥ０が目標位置ＴＰに到達したことを意味している。

図４２に示すように、残留膜厚に応じて、加速電圧を設定する。エッジＥ０が目標位置ＴＰに到達した後は、経過時間に応じて加速電圧を切り替える。

図４３は、二次ミリングにおける加工の状況を示すグラフである。図４３の上のグラフは、加速電圧の変化を示すグラフであり、横軸が時間を示し、縦軸が加速電圧を示している。図４３の下のグラフは、残留膜厚の変化を示すグラフであり、横軸が時間、縦軸が残留膜厚を示している。

図４２の表で示す条件が設定された場合、加工制御部７２０は、画像Ｉ２からエッジＥ０を検出し残留膜厚を求め、図４２の表で示す条件に従って残留膜厚に応じて加速電圧を切り替える。

具体的には、図４３に示すように、加工制御部７２０は、時刻ｔ０において加速電圧を６．０ｋＶとする。加工制御部７２０は、取得された画像Ｉ２においてエッジＥ０を検出し、残留膜厚が９０％になると、加速電圧を５．０ｋＶに切り替える。図４３に示すグラフでは、時刻ｔ１に加速電圧が５．０ｋＶに切り替えられている。同様に、加工制御部７２０は、残留膜厚が５０％になると、加速電圧を４．０ｋＶに切り替え（時刻ｔ２）、残留膜厚が１０％になると、加速電圧を３．０ｋＶに切り替え（時刻ｔ３）、残留膜厚が０％になると、加速電圧を２．０ｋＶに切り替える（時刻ｔ４）。時刻ｔ４においてエッジＥ０が目標位置ＴＰに到達する。

加工制御部７２０は、図４２に示す表に従って、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの５分間、加速電圧２．０ｋＶで加工を行ったあと、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの５分間、加速電圧１．０ｋＶで加工を行う。加工制御部７２０は、同様に、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの５分間、加速電圧０．５ｋＶで加工を行い、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの５分間、加速電圧０．３ｋＶで加工を行い、時刻ｔ８から時刻ｔ９までの５分間、加速電圧０．１ｋＶで加工を行う。

３．３．３． ＧＵＩ
加工制御部７２０は、加工条件および加工の進捗状況を、ＧＵＩ画面に表示させる。

図４４は、２次ミリング処理におけるＧＵＩ画面Ｇ６の一例を模式的に示す図である。

ＧＵＩ画面Ｇ６には、図４４に示すように、加速電圧、イオン源１０の傾斜角度θ２、試料２の傾斜角度（スイング角度）θ１、および次のステップへの移行条件が表示される。また、ＧＵＩ画面Ｇ６には、加工の進捗状況を示すインジケーターが表示される。ＧＵＩ画面Ｇ６の各項目は、加工が次のステップに移行されると、更新される。

３．３．４． 終了予定時間の提供
情報提供部７２２は、二次ミリング処理が終了する予定の時間である二次ミリング処理終了予定時間の情報を提供する。

図４０に示すように二次ミリング処理は、試料室１１を真空排気するステップ、試料２を冷却するステップ、試料を加工するステップ、および試料２を昇温するステップを含む。情報提供部７２２は、各ステップの終了予定時間を予測し、その合計の時間から二次ミリング処理の全体が終了する時間を計算する。

なお、二次ミリング処理終了予定時間を算出する処理は、試料を加工するステップにおける粗加工終了予定時間の算出を除いて上述したバルク加工処理と同様である。そのため、以下では、粗加工終了予定時間を算出する処理のみを説明する。

図４５は、エッジＥ０の変化を示すグラフである。図４５に示すグラフの横軸は時間であり、縦軸はエッジＥ０の位置である。図４５において、データＤＴ１は過去の加工エッジＥ０の位置のデータ（過去の加工情報）を示し、データＤＴ２は現在の測定結果から得られた加工エッジＥ０の位置のデータ（現在の加工情報）を示している。

試料２の粗加工を開始する前は、現在の測定結果から加工速度を計算することができない。そのため、情報提供部７２２は、過去の加工情報を取得し、当該過去の加工情報に基づいて粗加工終了予定時間を求める。

また、試料２の粗加工が開始されても、加工領域５がある程度拡大するまではエッジＥ０の位置を測定することができない。そのため、情報提供部７２２は、エッジＥ０の位置の測定が可能となるまでは、過去の加工情報を取得し、当該過去の加工情報に基づいて粗加工終了予定時間を求める。

情報提供部７２２は、画像Ｉ２からエッジＥ０の位置の測定が可能となった場合、エッジＥ０の位置の測定結果から加工速度を計算し、当該加工速度に基づいて粗加工終了予定時間を算出する。

図４５に示す例では、情報提供部７２２は、試料２の加工が開始された時刻Ｔ８より前では、過去の加工情報に基づいて粗加工終了予定時間Ｔ１０を算出する。また、情報提供部７２２は、時刻Ｔ８から時刻Ｔ９までの期間Ｅにおいても、過去の加工情報に基づいて粗加工終了予定時間Ｔ１０を算出する。すなわち、情報提供部７２２は、試料２の加工が開始される前および期間Ｅでは、データＤＴ１に基づいて粗加工終了予定時間を算出する。

時刻Ｔ９においてエッジＥ０の位置の測定が可能となると、情報提供部７２２は、時刻Ｔ９から加工終了時刻Ｔ１１までの期間Ｆにおいて、画像Ｉ２に基づいてエッジＥ０の位置を測定して粗加工終了予定時間を算出し、粗加工終了予定時間を更新する。すなわち、情報提供部７２２は、期間Ｆでは、データＤＴ２に基づいて粗加工終了予定時間を算出する。

４． 効果
試料加工装置１００では、情報提供部７２２は、過去の加工情報に基づいて加工終了予定時間を算出する処理と、画像Ｉ２を取得する処理と、取得した画像Ｉ２に基づいて加工速度を算出する処理と、加工速度に基づいて加工終了予定時間を更新する処理と、を行う。そのため、試料加工装置１００では、加工を開始した直後から加工終了予定時間を提供
できるため、ユーザーが装置を確認する頻度を低減でき、作業効率を向上できる。さらに、試料加工装置１００では、加工中に画像Ｉ２を取得して加工終了予定時間を更新するため、精度の高い加工終了予定時間を提供できる。

試料加工装置１００は、過去の加工情報が記憶された記憶部７８を含むため、過去の加工情報と、加工中の画像Ｉ２から得られた加工情報と、を比較することができる。これにより、装置のエラーを検出でき、例えば、メンテナンスの時期の目安を知ることができる。

試料加工装置１００では、情報提供部７２２は、加工終了予定時間を表示部７６に表示させる処理を行う。そのため、試料加工装置１００では、ユーザーが容易に加工終了予定時間を把握できる。

試料加工装置１００では、過去の加工情報は、過去の加工速度の情報である。そのため、試料加工装置１００では、加工を開始した直後から加工終了予定時間を提供できる。

試料加工装置１００は、試料室１１を真空排気する真空排気装置１４と、試料室１１の圧力を測定する圧力計１６と、試料室１１の過去の排気情報が記憶された記憶部７８と、を含み、情報提供部７２２は、過去の排気情報に基づいて試料室１１が大気圧から設定された圧力になるまでの排気終了予定時間を算出する処理と、圧力計１６から試料室１１の圧力の測定結果の情報を取得する処理と、取得した試料室１１の圧力の測定結果に基づいて圧力の低下速度を算出する処理と、圧力の低下速度に基づいて排気終了予定時間を更新する処理と、を行う。

そのため、試料加工装置１００では、試料室１１の排気を開始した直後から排気終了予定時間を提供できるため、ユーザーが装置を確認する頻度を低減でき、作業効率を向上できる。さらに、試料加工装置１００では、試料室１１の排気中に試料室１１の圧力の測定結果を取得して排気終了予定時間を更新するため、精度の高い排気終了予定時間を提供できる。

試料加工装置１００は、試料２を冷却する冷却機構２２と、試料２の温度を測定する温度センサー２６と、試料２の過去の冷却情報が記憶された記憶部７８と、を含み、情報提供部７２２は、過去の冷却情報に基づいて試料２の温度が設定された温度に冷却されるまでの冷却終了予定時間を算出する処理と、温度センサー２６から試料２の温度の測定結果の情報を取得する処理と、取得した試料２の温度の測定結果に基づいて冷却速度を算出する処理と、冷却速度に基づいて冷却終了予定時間を更新する処理と、を行う。

そのため、試料加工装置１００では、試料２の冷却を開始した直後から冷却終了予定時間を提供できるため、ユーザーが装置を確認する頻度を低減でき、作業効率を向上できる。さらに、試料加工装置１００では、試料２の冷却中に試料２の温度の測定結果を取得して冷却終了予定時間を更新するため、精度の高い冷却終了予定時間を提供できる。

試料加工装置１００では、加工制御部７２０は、取得した画像Ｉ２に基づいて、イオン源１０によるイオンビームＩＢの照射条件を切り替える。そのため、試料加工装置１００では、加工条件の切り替えを自動で行うことができ、作業効率を向上できる。例えば、試料加工装置１００では、試料２の厚さに応じて加速電圧を切り替えることができるため、試料２の損傷を低減でき、品質の良い透過電子顕微鏡用の試料および走査電子顕微鏡用の試料を作製できる。また、試料加工装置１００では、同じ加工条件で繰り返し試料の加工できるため、ユーザーの経験によらず、品質の良い試料を繰り返し作製できる。

試料加工装置１００では、試料２上に配置され、イオンビームＩＢを遮蔽する遮蔽部材３０と、試料２を透過照明する照明光を発する透過照明装置４０と、を含み、カメラ６０は、照明光で透過照明された試料２を撮影する。また、加工制御部７２０は、イオンビームＩＢの照射条件を設定する処理において、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し、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し、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照射条件を切り替える。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、照射条件を切り替えるため、試料２の厚さを正確に知ることができ、イオンビームＩＢの照射条件を切り替えるタイミングを正確に判断できる。

試料加工装置１００では、加工制御部７２０は、照射条件を設定する処理において、取得した画像Ｉ２において加工幅Ｗを測定し、測定された加工幅Ｗに基づいて照射条件を切り替える。そのため、試料加工装置１００では、加工幅Ｗから試料２の厚さを推測して試料２の厚さを正確に知ることができ、イオンビームＩＢの照射条件を切り替えるタイミングを正確に判断できる。

５． 変形例
５．１． 試料加工装置
上述した実施形態では、試料加工装置１００が薄膜試料を作製するためのイオンスライサ（登録商標）である場合について説明したが、試料加工装置１００は、例えば、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）であってもよい。

図４６は、変形例に係る試料加工装置２００の構成を示す図である。図４６に示す試料加工装置２００において、図１に示す試料加工装置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。

試料加工装置２００では、遮蔽部材３０は、板状の遮蔽板であり、試料２の直上に配置される。イオン源１０からイオンビームＩＢが照射されると、試料２の遮蔽部材３０から突き出た部分がスパッタされ、遮蔽部材３０の端面の位置で試料２の断面が露出される。これにより、断面試料を作製できる。なお、試料加工装置２００では、加工時に試料２は揺動させるが、イオン源１０は揺動させない。

図４７は、試料加工装置２００における断面加工の状況を示す図である。加工制御部７２０は、目標領域５ａの位置に位置ＰＨが到達した場合に、イオンビームＩＢの照射を停止する処理を行う。目標領域５ａの位置は、任意に設定可能である。

５．２． 試料加工方法
５．２．１． イオンビームの制御
試料加工装置２００では、一次ミリングにおけるイオンビームＩＢの制御方法と同様に、加工領域５の幅が目標加工幅ＴＷとなる位置ＰＨに応じて加工条件を切り替える。

図４８は、位置ＰＨに応じて設定された加速電圧を示す表である。図４８では、位置ＰＨは、第１端部２ａからの距離を、第１端部２ａと目標領域５ａの位置との間の距離で規格化したものである。すなわち、位置ＰＨ＝１００％では、目標領域５ａの位置が目標加工幅ＴＷになったことを意味している。

図４８に示すように、位置ＰＨに応じて、加速電圧を設定する。目標領域５ａの位置が目標加工幅ＴＷになった場合（位置ＰＨ＝１００％の場合）、仕上げ加工として、経過時間に応じて加速電圧を切り替える。

図４９は、断面加工の状況を示すグラフである。図４９の上のグラフは、加速電圧の変化を示すグラフであり、横軸が時間を示し、縦軸が加速電圧を示している。図４９の下のグラフは、位置ＰＨの変化を示すグラフであり、横軸が時間、縦軸が位置ＰＨを示している。

図４８の表で示す条件が設定された場合、加工制御部７２０は、画像Ｉ２から位置ＰＨを検出し、図４８の表で示す条件に従って位置ＰＨに応じて加速電圧を切り替える。

具体的には、図４９に示すように、加工制御部７２０は、時刻ｔ０において加速電圧を６．０ｋＶとする。加工制御部７２０は、取得された画像Ｉ２において位置ＰＨを検出し、位置ＰＨが５０％に到達すると、加速電圧を５．０ｋＶに切り替える。図４９に示すグラフでは、時刻ｔ１に加速電圧が５．０ｋＶに切り替えられている。同様に、加工制御部７２０は、位置ＰＨが７５％に到達すると、加速電圧を４．０ｋＶに切り替え（時刻ｔ２）、位置ＰＨが９０％に到達すると、加速電圧を３．０ｋＶに切り替え（時刻ｔ３）、位置ＰＨが１００％に到達すると、加速電圧を２．０ｋＶに切り替える（時刻ｔ４）。時刻ｔ４において目標領域５ａの位置が目標加工幅ＴＷとなる。

加工制御部７２０は、図４８に示す表の条件に従って、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの５分間、加速電圧２．０ｋＶで加工を行ったあと、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの５分間、加速電圧１．０ｋＶで加工を行う。加工制御部７２０は、同様に、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの５分間、加速電圧０．５ｋＶで加工を行い、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの５分間、加速電圧０．３ｋＶで加工を行い、時刻ｔ８から時刻ｔ９までの５分間、加速電圧０．１ｋＶで加工を行う。

５．２．２． ＧＵＩ
図５０は、断面加工処理におけるＧＵＩ画面Ｇ８の一例を模式的に示す図である。

ＧＵＩ画面Ｇ８には、図５０に示すように、加速電圧、試料２の傾斜角度（スイング角度）θ１、および次のステップへの移行条件が表示される。また、ＧＵＩ画面Ｇ８には、加工の進捗状況を示すインジケーターが表示される。ＧＵＩ画面Ｇ８の各項目は、加工が次のステップに移行されると、更新される。

５．２．３． 終了予定時間の提供
情報提供部７２２は、断面加工処理が終了する予定の時間である断面加工処理終了予定時間の情報を提供する。

断面加工処理は、一次ミリング処理と同様に、試料室１１を真空排気するステップ、試料２を冷却するステップ、試料２を加工するステップ、および試料２を昇温するステップを含む。情報提供部７２２は、各ステップの終了予定時間を予測し、その合計の時間から断面加工処理の全体が終了する時間を算出する。

なお、断面加工処理終了予定時間を算出する処理は、試料を加工するステップにおける粗加工終了予定時間の算出を除いて上述したバルク加工処理と同様である。そのため、以下では、粗加工終了予定時間を算出する処理のみを説明する。

粗加工終了予定時間を算出する処理は、上述した図３６、図３８、および図３９に示す一次ミリング処理における処理と同様である。すなわち、断面加工処理では、情報提供部７２２は、位置ＰＨを測定することができない期間は、加工の加工情報に基づいて粗加工終了予定時間を算出し、位置ＰＨの測定が可能な期間は、画像Ｉ２に基づいて粗加工終了
予定時間を算出する。

５．２．４． 変形例
上記の実施形態では、試料加工装置２００は、位置ＰＨに基づいて、加工を終了するタイミングの判断、加工条件の変更、および粗加工終了予定時間の算出を行った。これに対して、試料加工装置２００は、例えば、加工領域５の深さである加工深さに基づいて、加工を終了するタイミングの判断、加工条件の変更、および粗加工終了予定時間の算出を行ってもよい。

図５１は、断面加工処理において加工深さＤ１を測定する手法の一例を説明するための図である。

図５１に示す例では、加工領域５の深さである加工深さＤ１を、傾斜面３の内側のエッジの最も深い位置としている。

加工制御部７２０は、図５１に示す加工深さＤ１が目標位置に到達した場合に、イオンビームＩＢの照射を停止する。また、加工制御部７２０は、加工深さＤ１に基づいて、加工条件（加速電圧）を切り替える。

図５２は、加工深さＤ１の変化を示すグラフである。図５２に示すグラフの横軸は時間であり、縦軸は加工深さＤ１である。図５２において、データＤＴ１は、過去の加工深さＤ１のデータ（過去の加工情報）を示し、データＤＴ２は、現在の測定結果から得られた加工深さＤ１のデータ（現在の加工情報）を示している。

情報提供部７２２は、加工深さＤ１の測定が可能となるまでは、過去の加工情報を取得し、当該過去の加工情報に基づいて粗加工終了予定時間を求める。情報提供部７２２は、画像Ｉ２から加工深さＤ１の測定が可能となった場合、加工深さＤ１の測定結果から加工速度を計算し、当該加工速度に基づいて粗加工終了予定時間を算出する。

図５２に示す例では、情報提供部７２２は、試料２の加工が開始された時刻Ｔ８より前では、過去の加工情報に基づいて粗加工終了予定時間Ｔ１０を算出する。また、情報提供部７２２は、時刻Ｔ８から時刻Ｔ９までの期間Ｅにおいても、過去の加工情報に基づいて粗加工終了予定時間Ｔ１０を算出する。すなわち、情報提供部７２２は、試料２の加工が開始される前および期間Ｅでは、データＤＴ１に基づいて粗加工終了予定時間を算出する。

時刻Ｔ９において加工深さＤ１の測定が可能となると、情報提供部７２２は、時刻Ｔ９から加工終了時刻Ｔ１１までの期間Ｆにおいて、画像Ｉ２に基づいて加工深さＤ１を測定して粗加工終了予定時間を算出し、粗加工終了予定時間を更新する。すなわち、情報提供部７２２は、期間Ｆでは、データＤＴ２に基づいて粗加工終了予定時間を算出する。

図５３は、断面加工処理において加工深さＤ２を測定する手法の一例を説明するための図である。図５１に示す例では、加工深さＤ１は傾斜面３の内側のエッジの最も深い位置であったが、図５３に示すように、加工深さＤ２を傾斜面３の外側のエッジの最も深い位置にしてもよい。

加工制御部７２０は、図５３に示す加工深さＤ２が目標位置に到達した場合に、イオンビームＩＢの照射を停止する。また、加工制御部７２０は、加工深さＤ２に基づいて、加工条件を切り替える。

図５４は、加工深さＤ２の変化を示すグラフである。図５４に示すグラフの横軸は時間であり、縦軸は加工深さＤ２である。図５４において、データＤＴ０は、現在の測定結果から求めた加工深さＤ２のデータ（現在の加工情報）を示している。

図５４に示すように、画像Ｉ２から加工深さＤ２を測定して粗加工終了予定時間を算出することによって、加工が開始された直後から、画像Ｉ２に基づいて粗加工終了予定時間を算出できる。

図５４に示す例では、情報提供部７２２は、加工が開始された時刻Ｔ８から加工終了時刻Ｔ９までの期間において、画像Ｉ２に基づいて加工深さＤ２を測定して加工速度を計算し、粗加工終了予定時間を更新する。例えば、情報提供部７２２は、加工深さＤ２をプロットして、データＤＴ０を作成し、粗加工終了予定時間を算出する。

図５５は、加工深さの変化を示すグラフである。

図５５に示すように、加工深さＤ１に基づいて粗加工終了予定時間を算出する場合と、加工深さＤ２に基づいて粗加工終了予定時間を算出する場合と、を組み合わせて、粗加工終了予定時間を更新してもよい。

図５５に示す例では、情報提供部７２２は、加工が開始された時刻Ｔ８から時刻Ｔ９までの期間Ｅにおいて、加工深さＤ２を測定し、測定結果から加工深さＤ１を推測し、粗加工終了予定時間を算出する。加工深さＤ１と加工深さＤ２の関係は、例えば、過去の加工情報から知ることができる。すなわち、情報提供部７２２は、期間Ｅでは、データＤＴ０からデータＤＴ３を求め、データＤＴ３に基づいて粗加工終了予定時間を算出する。

情報提供部７２２は、時刻Ｔ９から加工終了時刻Ｔ１１までの期間Ｆにおいて、画像Ｉ２から加工深さＤ１を測定し、測定結果から加工速度を計算し、当該加工速度に基づいて粗加工終了予定時間を算出する。すなわち、情報提供部７２２は、期間Ｆでは、データＤＴ２に基づいて粗加工終了予定時間を算出する。

５．３． 効果
試料加工装置２００では、試料加工装置１００と同様の作用効果を奏することができる。

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。

２…試料、２ａ…第１端部、２ｂ…第２端部、３…傾斜面、４…基板、５…加工領域、５ａ…目標領域、６…積層膜、８…保護部材、１０…イオン源、１１…試料室、１２…制御回路、１４…真空排気装置、１６…圧力計、２０…試料ステージ、２２…冷却機構、２４…ヒーター、２６…温度センサー、３０…遮蔽部材、４０…透過照明装置、４２…照明調光回路、４４…同軸落射照明装置、４６…照明調光回路、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…加工制御部、
７２２…情報提供部

Claims (9)

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、
   前記試料を撮影するカメラと、
   加工終了予定時間の情報を提供する情報提供部と、
   過去の加工情報を記憶する記憶部と、
   を含み、
   前記情報提供部は、
   前記過去の加工情報に基づいて、前記加工終了予定時間を算出する処理と、
   前記カメラで撮影された画像を取得する処理と、
   取得した前記画像に基づいて、加工速度を算出する処理と、
   前記加工速度に基づいて、前記加工終了予定時間を更新する処理と、
   を行う、試料加工装置。
2. 請求項１において、
   前記情報提供部は、前記加工終了予定時間を表示部に表示させる処理を行う、試料加工装置。
3. 請求項１または２において、
   前記過去の加工情報は、過去の加工速度の情報である、試料加工装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、
   前記試料が収容される試料室と、
   前記試料室を真空排気する真空排気装置と、
   前記試料室の圧力を測定する圧力計と、
   を含み、
   前記記憶部には、前記試料室の過去の排気情報が記憶され、
   前記情報提供部は、
   前記過去の排気情報に基づいて、前記試料室が大気圧から設定された圧力になるまでの排気終了予定時間を算出する処理と、
   前記圧力計から前記試料室の圧力の測定結果の情報を取得する処理と、
   取得した前記試料室の圧力の測定結果に基づいて、前記試料室の圧力の低下速度を算出する処理と、
   前記低下速度に基づいて、前記排気終了予定時間を更新する処理と、
   を行う、試料加工装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、
   前記試料を冷却する冷却機構と、
   前記試料の温度を測定する温度センサーと、
   を含み、
   前記記憶部には、前記試料の過去の冷却情報が記憶され、
   前記情報提供部は、
   前記過去の冷却情報に基づいて、前記試料の温度が設定された温度に冷却されるまでの冷却終了予定時間を算出する処理と、
   前記温度センサーから前記試料の温度の測定結果の情報を取得する処理と、
   取得した前記試料の温度の測定結果に基づいて、冷却速度を算出する処理と、
   前記冷却速度に基づいて、前記冷却終了予定時間を更新する処理と、
   を行う、試料加工装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、
   取得した前記画像に基づいて、前記イオン源による前記イオンビームの照射条件を切り替える加工制御部を含む、試料加工装置。
7. 請求項６において、
   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、
   前記試料を透過照明する照明光を発する透過照明装置と、
   を含み、
   前記カメラは、前記照明光で透過照明された前記試料を撮影し、
   前記加工制御部は、前記照射条件を設定する処理において、
   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し、
   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し、
   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、前記照射条件を切り替える、試料加工装置。
8. 請求項６において、
   前記加工制御部は、前記照射条件を設定する処理において、
   取得した前記画像において、加工幅を測定し、
   測定された前記加工幅に基づいて、前記照射条件を切り替える、試料加工装置。
9. 試料に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、
   前記試料を撮影するカメラと、
   を含み、前記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情報提供方法であって、
   過去の加工情報に基づいて、加工終了予定時間を算出する工程と、
   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基づいて、加工速度を算出する工程と、
   前記加工速度に基づいて、前記加工終了予定時間を更新する工程と、
   を含む、情報提供方法。

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