JP7307272B2 - 荷電粒子線装置 - Google Patents

Description

本発明は、荷電粒子線装置に関し、特に、解析対象である試料に対して電子線の照射領域を設定する手段を備える荷電粒子線装置に好適に使用できる。

従来、荷電粒子線装置の一種である走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）では、高真空下、低真空下または大気圧下に設定された試料室の内部に試料を設置し、試料に電子線を照射することで、試料の解析（観察、分析）が行われる。

ここで、電子銃から照射された電子線が試料に到達するまでの間、高真空下では、大気分子による電子線の散乱が少ない。しかしながら、低真空下および大気圧下では、大気分子が電子銃と試料との間に多く存在するので、電子線の散乱が大きい。従って、ユーザが高分解能情報を得たい場合、試料室の内部は、高真空下に排気されることが多い。また、解析対象となる試料は、導電性材料若しくは非導電性材料からなる試料、または、導電性材料と非導電性材料とを併せ持つ試料など、様々である。

例えば、特許文献１には、半導体デバイスの薄片試料をＦＩＢ－ＳＥＭによって作製する際、配線層の収縮などによる変質を防止するために、電子線の照射禁止領域を設定する技術が開示されている。特許文献１では、高真空下においてイオンビームによる一視野の二次電子像を取得し、電子線を照射する領域と、電子線を照射しない領域とが設定された後、薄片試料の厚さを測定するために、電子線を照射する領域のみに電子線が照射される。

特開２００９－１９２４２８号公報

試料のうち非導電性材料の領域を高真空下に配置し、非導電性材料に電子線を照射した場合、試料の表面にマイナスの電荷が帯電し、試料のドリフト現象または輝度ムラなど、様々な像障害が発生する。それ故、良好な解析結果を得ることが困難となる。

導電性材料と非導電性材料とを併せ持つ試料を解析したいという要望は、多く存在する。そのような試料を低真空下において解析することは可能であるが、導電性材料のみを高倍率または高分解能で解析する場合、試料は高真空下に配置される。このとき、非導電性材料に電子線を照射すると、試料が帯電するので、非導電性材料を導電性ペーストなどで覆うことで、帯電の防止を図ることが考えられる。しかしながら、そのような作業は細かい作業であり、時間および技術も必要とされる。更に、試料から導電性ペーストを除去することは容易ではない。

また、試料の一部に軟らかい材料が含まれている場合、電子線の照射によって試料が変形してしまう場合がある。上記特許文献１の技術を用いる場合、イオンビームを照射できない装置では、電子線による試料の変形を抑えられないという課題がある。

また、上記特許文献１では、導電性材料と非導電性材料とを併せ持つ試料の導電性材料を、走査型電子顕微鏡を用いて広域で解析する場合、高真空下で非導電性材料に電子線が一度照射されると、帯電の影響によって解析ができなくなるという課題がある。

従って、走査型電子顕微鏡のような荷電粒子線装置を用いて広域の解析を行う場合、非導電性材料および軟らかい材料に、高真空下で電子線が照射されないような技術が求められる。すなわち、荷電粒子線装置を用いて行われる試料の解析の信頼性を向上させる技術が求められる。また、上記解析において、作業が比較的容易であり、且つ、作業時間の増加を出来る限り抑制できる技術が求められる。

その他の課題および新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになる。

本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

一実施の形態における荷電粒子線装置は、試料室と、電子線を照射可能な電子銃を有し、且つ、前記試料室に取り付けられた鏡筒と、前記試料の解析時において前記試料を設置可能であり、且つ、前記試料室の内部に設けられたステージと、前記試料の解析時において前記ステージに設置された前記試料に前記電子線が照射された場合、前記試料から放出される二次電子または反射電子を信号として検出可能であり、且つ、前記試料室の内部に設けられた検出器と、前記試料室の内部の圧力を調整するための真空ポンプと、前記検出器において検出された前記信号を撮影像へ変換可能な画像処理制御回路を有し、且つ、前記電子銃、前記ステージ、前記検出器および前記真空ポンプの各々の動作を制御する制御部と、第１圧力下で撮影された前記試料の第１撮影像を用いることで、前記試料に対して前記電子線の照射を行うための照射領域、および、前記試料に対して前記電子線の照射を禁止するための照射禁止領域を設定する領域設定手段と、前記試料室の内部が前記第１圧力よりも低い第２圧力にされた状態において、前記照射領域に対して選択的に前記電子線を照射し、前記照射領域から放出される二次電子または反射電子を基にして、前記照射領域の第２撮影像を取得する撮影像取得手段と、を備える。

また、一実施の形態における荷電粒子線装置は、試料室と、電子線を照射可能な電子銃を有し、且つ、前記試料室に取り付けられた鏡筒と、前記試料の解析時において前記試料を設置可能であり、且つ、前記試料室の内部に設けられたステージと、前記試料の解析時において前記ステージに設置された前記試料に前記電子線が照射された場合、前記試料から放出される二次電子または反射電子を信号として検出可能であり、且つ、前記試料室の内部に設けられた検出器と、前記試料室の内部の圧力を調整するための真空ポンプと、前記検出器において検出された前記信号を撮影像へ変換可能な画像処理制御回路を有し、且つ、前記電子銃、前記ステージ、前記検出器および前記真空ポンプの各々の動作を制御する制御部と、前記試料に対して前記電子線の照射を行うための照射領域、および、前記試料に対して前記電子線の照射を禁止するための照射禁止領域を設定する領域設定手段と、前記照射領域に対して選択的に前記電子線を照射し、前記照射領域から放出される二次電子または反射電子を基にして、前記照射領域の高真空ＳＥＭ像を取得する撮影像取得手段と、を備える。ここで、前記制御部は、記憶媒体を更に有し、前記照射領域は、複数の撮影視野を含み、前記領域設定手段では、前記照射禁止領域の位置と、前記複数の撮影視野の各々の位置とが、前記ステージの座標として前記記憶媒体に保存される。

一実施の形態によれば、荷電粒子線装置を用いて行われる試料の解析の信頼性を向上させることができる。また、上記解析において、作業が比較的容易であり、且つ、作業時間の過度な増加を抑制できる。

実施の形態１における荷電粒子線装置の一例を示す模式図である。 実施の形態１における荷電粒子線装置の他の例を示す模式図である。 実施の形態１における解析方法のフローチャートである。 実施の形態１における照射領域指定機能の選択画面である。 実施の形態１における照射領域の設定画面である。 図５に続く照射領域の設定画面である。 図６に続く照射領域の設定画面である。 実施の形態１における照射領域の設定画面である。 図８に続く照射領域の設定画面である。 図９に続く照射領域の設定画面である。 実施の形態１における照射禁止領域の設定画面である。 図１１に続く照射禁止領域の設定画面である。 図１２に続く照射禁止領域の設定画面である。 実施の形態１における荷電粒子線装置の操作画面である。 実施の形態１における荷電粒子線装置の操作画面である。 実施の形態１における荷電粒子線装置の操作画面である。 実施の形態２における解析方法のフローチャートである。

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

（実施の形態１）
＜荷電粒子線装置の構成＞
以下に図１を用いて、実施の形態１における荷電粒子線装置１を説明する。図１では、荷電粒子線装置１として、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）が例示されている。

図１に示される荷電粒子線装置１は、鏡筒２の内部に備えられた電子銃３から、試料室７に配置された試料ＳＡＭへ電子線を照射することで、試料ＳＡＭを解析（観察、分析）するための装置である。

荷電粒子線装置１は、試料室７と、試料室７に取り付けられ、且つ、電子線カラムを構成する鏡筒２とを備える。鏡筒２は、電子線（荷電粒子線）を照射可能な電子銃３、電子線を集束するためのコンデンサレンズ４、電子線を走査するための偏向コイル５、および、電子線を集束するための対物レンズ６などを備える。

試料室７の内部には、試料ＳＡＭを搭載するためのホルダ９、ホルダ９（試料ＳＡＭ）を設置するためのステージ８、二次電子検出器１０、反射電子検出器１１および光学カメラ１２などが設けられている。試料ＳＡＭの解析時において、試料ＳＡＭおよびホルダ９は、試料室７の内部へ搬送され、ステージ８に設置され、光軸ＯＡとの交点にフォーカスされる。なお、本願では、試料ＳＡＭが搭載されたホルダ９を、単に「試料ＳＡＭ」として説明する場合もある。

二次電子検出器１０は、試料ＳＡＭに電子線が照射された場合、試料ＳＡＭから放出される二次電子を信号として検出可能であり、反射電子検出器１１は、試料ＳＡＭに電子線が照射された場合、試料ＳＡＭから放出される反射電子を信号として検出可能である。また、光学カメラ１２は、試料ＳＡＭ、または、試料ＳＡＭを搭載するホルダ９の光学像（低倍像、撮影像）を撮影可能である。

また、図１では詳細な図示を省略しているが、荷電粒子線装置１の反射電子検出器１１は、例えば４つに分割されたディテクタであり、反射電子検出器１１の分割されたディテクタの各々は、試料ＳＡＭの解析時において互いに異なる方向から試料ＳＡＭに対向するように、試料室７の内部に設けられている。このような複数のディテクタを有する反射電子検出器１１によって、三次元のＳＥＭ像（撮影像）を取得できる。複数の二次電子検出器１０を試料ＳＡＭに対して互いに異なる方向に配置することでも、三次元のＳＥＭ像（撮影像）を取得できる。

なお、二次電子検出器１０および反射電子検出器１１は、鏡筒２の外部に設けられていてもよいし、鏡筒２の内部に設けられていてもよい。また、光学カメラ１２は、必ずしも荷電粒子線装置１に搭載されてなくてもよい。また、荷電粒子線装置１は、これら以外に他のレンズ、他の電極および他の検出器を含んでもよい。

試料室７の外部において、荷電粒子線装置１は、試料室７および鏡筒２の各々の内部の圧力を調整するための真空ポンプ１３、ニードルバルブ１４および大気導入口１５を備える。また、試料室７の外部において、荷電粒子線装置１は総合制御部Ｃ０を備える。

総合制御部Ｃ０は、走査信号制御部Ｃ１、信号制御部Ｃ２、真空制御部Ｃ３、ステージ制御部Ｃ４および記憶媒体ＭＤに電気的または物理的に接続され、これらを統括する。それ故、本願では、各制御部Ｃ１～Ｃ４によって行われる制御を、総合制御部Ｃ０が行うと説明する場合もある。また、各制御部Ｃ１～Ｃ４および記憶媒体ＭＤを含む総合制御部Ｃ０を一つの制御ユニットと見做し、総合制御部Ｃ０を単に「制御部」と称する場合もある。

走査信号制御部Ｃ１は、電子銃３、コンデンサレンズ４、偏向コイル５および対物レンズ６に電気的に接続され、これらの動作を制御する。電子銃３は、走査信号制御部Ｃ１からの制御信号を受けて電子線を生成し、電子線は、試料ＳＡＭへ向かって照射される。

コンデンサレンズ４、偏向コイル５および対物レンズ６の各々は、走査信号制御部Ｃ１からの制御信号を受けて磁界を励磁する。コンデンサレンズ４の磁界によって、電子線は、適切なビーム径になるように集束される。偏向コイル５の磁界によって、電子線は、偏向され、試料ＳＡＭ上において２次元的に走査される。対物レンズ６の磁界によって、電子線は、試料ＳＡＭ上に再度集束される。また、対物レンズ６の励磁強度を調整することで、試料ＳＡＭの焦点合わせを行うこともできる。

信号制御部Ｃ２は、二次電子検出器１０、反射電子検出器１１および光学カメラ１２に電気的に接続され、これらの動作を制御する。また、信号制御部Ｃ２は、これらで検出された信号を処理し、各信号を撮影像（画像データ）へ変換可能な画像処理制御回路を備えている。上記撮影像はモニタ２０へ出力される。

真空制御部Ｃ３は、真空ポンプ１３およびニードルバルブ１４に電気的に接続され、これらの動作を制御する。荷電粒子線装置１において試料ＳＡＭの解析を行う場合、鏡筒２および試料室７の各々の内部は、真空ポンプ１３、ニードルバルブ１４および大気導入口１５によって真空排気され、大気圧から高真空または低真空へ調整される。

なお、本願に記載される「高真空」および「低真空」は、試料室７の内部が大気圧よりも低い圧力にされた状態を意味する。また、「高真空」は、試料室７の内部が「低真空」よりも低い圧力にされた状態を意味する。「高真空」における圧力は、例えば１×１０^－２Ｐａ以下である。「低真空」における圧力は、大気圧より低く、例えば１Ｐａ以上、１０００Ｐａ以下である。

ステージ制御部Ｃ４は、ステージ８に電気的に接続され、ステージ８の動作を制御し、常に視野とステージ８の座標とをリンクさせる機能を有する。記憶媒体ＭＤは、各視野、ステージ８の座標および取得された撮影像（画像データ）などの情報を保存可能であり、各情報は、互いに関連付けされている。

ステージ８は、荷電粒子線装置１の載置面に対して平行な方向に駆動可能なＸＹ軸駆動機構、上記載置面に対して垂直な方向（高さ方向）に駆動可能なＺ軸駆動機構、回転方向に駆動可能なＲ軸駆動機構、および、ＸＹ面に対して傾斜する方向に駆動可能なＴ軸駆動機構を有している。これらの各駆動機構は、ステージ８上に設置された試料ＳＡＭおよびホルダ９のうち、任意の部位を解析するために使用される機構である。これらによって、試料ＳＡＭのうち解析対象となる部位を、撮影視野の中心へ移動させることができる。

荷電粒子線装置１は、その外部または内部において、総合制御部Ｃ０に電気的に接続されたモニタ２０、マウス２１およびトラックボール２２を備える。ユーザがマウス２１またはトラックボール２２を用いてモニタ２０上で作業することで、各種の情報が、総合制御部Ｃ０へ入力または総合制御部Ｃ０から出力される。また、ユーザがステージ８をマニュアル操作する場合には、ユーザは、マウス２１またはトラックボール２２を使用して作業を行うこともできる。

図２は、実施の形態１における荷電粒子線装置１の他の例を示し、図１の荷電粒子線装置１に分析装置が付属された場合の模式図である。

試料室７の内部には、更に分析用検出器１６が設けられ、分析用検出器１６は分析装置制御部Ｃ５に電気的に接続されている。分析装置制御部Ｃ５は、分析用検出器１６で検出された信号を処理し、成分分析が可能な処理制御回路を備えている。分析用検出器１６の一例として、例えばＸ線検出器が挙げられる。試料ＳＡＭに電子線が照射された場合、試料ＳＡＭから発生するＸ線のスペクトルは、分析用検出器１６によって検出され、電気信号へ演算される。

また、分析装置制御部Ｃ５は総合制御部Ｃ０に含まれる一つの制御部であり、その制御は総合制御部Ｃ０によって統括される。しかし、分析装置制御部Ｃ５および総合制御部Ｃ０は、別々の制御部として設けられていてもよく、ケーブルなどを用いて互いに接続されていてもよい。

図１および図２に示される実施の形態１における荷電粒子線装置１は、試料ＳＡＭに対して電子線の照射を行うための照射領域、および、試料ＳＡＭに対して電子線の照射を禁止するための照射禁止領域を設定する領域設定手段を備える。また、荷電粒子線装置１は、上記照射領域に対して選択的に電子線を照射し、上記照射領域から放出される二次電子または反射電子を基にして、上記照射領域の高真空ＳＥＭ像（撮影像）を取得する撮影像取得手段も備える。

以下に、実施の形態１における領域設定手段および撮影像取得手段について、これらの設定方法および操作方法などを交えながら説明する。図３は、実施の形態１における試料ＳＡＭの解析方法のフローチャートであり、この解析方法に領域設定手段および撮影像取得手段が含まれている。

＜領域設定手段＞
以下に、図３のフローチャートに示される各ステップＳ１～Ｓ９と、図４～図１３とを対比させながら、実施の形態１における領域設定手段について説明する。

まず、ステップＳ１では、試料ＳＡＭを搭載したホルダ９が、試料室７の内部へ搬送され、ステージ８上に設置される。そして、総合制御部Ｃ０は、試料ＳＡＭのうち解析対象となる部位が視野の中心に位置するように、ステージ８の各駆動機構を調整する。その後、試料ＳＡＭの解析が開始される。

ステップＳ２では、光学像（低倍像、撮影像）３２を取得するか否かが判断される。光学像３２を取得する場合（ＹＥＳ）、次工程はステップＳ３となり、光学像３２を取得しない場合（ＮＯ）、次工程はステップＳ４となる。

ステップＳ３では、試料室７の内部に設けられた光学カメラ１２を用いて、試料ＳＡＭの光学像３２が撮影される。光学像３２の撮影は、真空ポンプ１３およびニードルバルブ１４によって、試料室７の内部が低真空にされた状態で行われる。なお、光学像３２の撮影は、試料室７の内部が大気圧にされた状態で行われてもよい。

また、光学カメラ１２は、１枚または複数枚の広域像を撮影可能である。また、光学カメラ１２の撮影は、ユーザによって手動で行われてもよいし、信号制御部Ｃ２によって自動で行われてもよい。また、光学カメラ１２の撮影は、ステージ８の各駆動機構（ＸＹ軸、Ｚ軸、Ｒ軸、Ｔ軸）を用いて行われてもよい。

ステップＳ４では、照射領域指定機能の使用の有無が判断される。まず、図４に示されるように、総合制御部Ｃ０は、照射領域指定機能の選択画面３０をモニタ２０上に出力し、低倍像表示部３１、ボタン３４、ボタン３５、チェックボックス３６およびチェックボックス３７を選択画面３０に出力する。

低倍像表示部３１は、光学像３２および低真空ＳＥＭ像５６のような試料ＳＡＭの低倍像を表示するために設けられている。ボタン３４は通常観察を選択するために設けられ、ボタン３５は照射領域指定機能を使用した観察を選択するために設けられ、チェックボックス３６は低真空ＳＥＭ像の使用有無を設定するために設けられ、チェックボックス３７は外部画像の使用有無を設定するために設けられている。

低倍像表示部３１には、ステップＳ３で撮影された光学像３２が表示される。実施の形態１では、試料ＳＡＭとして樹脂材料に包埋された金属材料を例示する。低倍像表示部３１には、試料ＳＡＭの外形ＳＡＭａおよびホルダ９の外形９ａが表示され、金属材料のうち解析対象としたい箇所には、ホルダ９またはステージ８に電気的に接続されるように、導電性テープ３３が貼り付けられている様子が表示されている。なお、試料ＳＡＭは、樹脂材料に包埋された金属材料に限られず、プラスチック覆われた導電性部材、または、半導体デバイスなど様々な構造体を採用できる。

また、荷電粒子線装置１に光学カメラ１２が設けられていない場合、または、ステップＳ２において光学像３２を撮影しなかった場合、低倍像表示部３１には、何も表示されない。この場合、後述のステップＳ６で取得される低真空ＳＥＭ像５６、外部撮影の光学像３２または外部撮影の低真空ＳＥＭ像５６を用いて照射領域指定機能を使用することもできる。

例えば、ユーザがチェックボックス３７にチェックを入れることで、荷電粒子線装置１の外部において光学カメラによって撮影された試料ＳＡＭの光学像３２を、総合制御部Ｃ０で取り込み、低倍像表示部３１に表示させることができる。または、荷電粒子線装置１の外部において取得された試料ＳＡＭの低真空ＳＥＭ像５６を、総合制御部Ｃ０で取り込み、低倍像表示部３１に表示させることもできる。

照射領域指定機能を使用しない場合（ＮＯ）、ユーザがボタン３４をクリックすることで、次工程はステップＳ３１になる。ステップＳ３１以降の説明については、後で説明する。

照射領域指定機能を使用する場合（ＹＥＳ）、次工程はステップＳ５になり、低真空ＳＥＭ像（低倍像、撮影像）５６を取得するか否かの判断が行われる。低真空ＳＥＭ像５６を取得しない場合（ＮＯ）、ユーザは、チェックボックス３６にチェックを入れず、ボタン３５をクリックする。この場合、次工程はステップＳ８となる。低真空ＳＥＭ像５６を取得する場合（ＹＥＳ）、ユーザは、チェックボックス３６にチェックを入れる。この場合、次工程はステップＳ６となる。

ステップＳ６では、低真空ＳＥＭ像５６の撮影が行われる。低真空ＳＥＭ像５６の撮影は、真空ポンプ１３およびニードルバルブ１４によって、試料ＳＡＭが帯電しない程度に、試料室７の内部が低真空にされた状態で行われる。その状態において、試料ＳＡＭに対して電子線を照射し、試料ＳＡＭから放出される二次電子または反射電子を基にして、試料ＳＡＭの低真空ＳＥＭ像５６を取得する。ここで取得される低真空ＳＥＭ像５６の枚数は、１枚でもよいし、連続または不連続の複数枚でもよい。

ステップＳ７では、光学像３２に低真空ＳＥＭ像５６を合成させて、合成像を作製する作業が行われる。合成作業は、ユーザによって手動で行われてもよいし、総合制御部Ｃ０によって自動で行われてもよい。

なお、光学像３２が無い場合、低真空ＳＥＭ像５６のみが低倍像表示部３１に表示される。また、荷電粒子線装置１の外部で取得された低真空ＳＥＭ像５６を、光学像３２に合成させることもできる。また、光学像３２と低真空ＳＥＭ像５６を合成する際、それぞれの画像が異なる角度または異なる倍率であった場合、その角度または倍率を最適化し、合成像を作製することが可能である。

また、実施の形態１における荷電粒子線装置１を用いて、光学像３２と低真空ＳＥＭ像５６とを同時に撮影できる場合、これらをほぼ同時に撮影することで、撮影時間の短縮が図れる。すなわち、試料室７の内部を大気圧から低真空にする過程で、光学像３２と低真空ＳＥＭ像５６とを連続して撮影することで、撮影時間の短縮が図れる。

なお、光学像３２の撮影と低真空ＳＥＭ像５６の撮影とは、同じ圧力下で行われてもよいし、低真空とされる圧力の範囲内であれば異なる圧力下で行われてもよい。すなわち、これらの撮影は、大気圧より低く且つ１Ｐａ以上の範囲内において、同じ圧力下または異なる圧力下で行われてもよい。

合成像を作製した後、ユーザがボタン３５をクリックすることで、次工程はステップＳ８となる。なお、ステップＳ４またはステップＳ７において、次工程以降で用いられる撮影像が決定されると、総合制御部Ｃ０によって、撮影像のピクセル値およびステージ８の座標がリンクするように計算が行われ、それらの情報は、記憶媒体ＭＤに保存される。

ステップＳ８およびステップＳ９では、照射領域５４および照射禁止領域５５の設定が行われる。詳細には、ステップＳ８では、照射領域５４および照射禁止領域５５を指定する作業が行われ、ステップＳ９では、照射領域５４および照射禁止領域５５を確定する作業が行われる。

まず、図５に示されるように、総合制御部Ｃ０は、照射領域の設定画面４０をモニタ２０上に出力し、低倍像表示部３１およびボタン４３～５２を設定画面４０に出力する。

ボタン４３は照射領域５４を指定するために設けられ、ボタン４４は照射禁止領域５５を指定するために設けられ、ボタン４５は照射領域５４または照射禁止領域５５を修正するために設けられ、ボタン４６は照射領域５４または照射禁止領域５５を削除するために設けられ、ボタン４７は照射領域５４および照射禁止領域５５を確定するために設けられている。ボタンＡＩは、照射領域５４および照射禁止領域５５の指定および確定のために、画面セグメンテーションを用いる場合に使用される。

また、ボタン４８およびボタン４９は、照射領域５４および照射禁止領域５５の設定後、撮影を手動で行うか自動で行うかを選択するために設けられている。

また、反転ボタン５０は指定された照射領域５４および照射禁止領域５５を反転するために設けられている。拡大ボタン５１および縮小ボタン５２は、低倍像表示部３１に表示されている低倍像（光学像３２および低真空ＳＥＭ像５６）を、拡大表示または縮小表示するために設けられている。

また、実施の形態１では、試料ＳＡＭに、金属材料のような導電性材料からなる測定対象（導電性領域）４１と、樹脂材料のような非導電性材料からなる非測定対象（非導電性領域）４２が混在している場合を例示している。

＜＜光学像３２を用いた照射領域５４の設定＞＞
以下に図５～図７を用いて、光学像３２を用いた照射領域５４の設定について説明する。なお、図５以降では、図面を見易くするために、図４に示されていた導電性テープ３３の図示を省略している。

ユーザが図５に示されるボタン４３をクリックすると、総合制御部Ｃ０は、低倍像表示部３１にカーソル（領域指定ペン）５３を表示する。更にユーザが拡大ボタン５１をクリックすると、低倍像（光学像３２）が拡大表示される。このような状態が図６に示されている。

まず、ユーザは、カーソル５３を用いて、低倍像のうち任意の領域を照射領域として指定する。図６では、複数の測定対象４１のうちの一つが照射領域として指定されている。また、図７のように、複数の測定対象４１が照射領域として指定されてもよいし、照射領域を様々な形状に設定することができる。

図７に示されるように、ユーザがボタン４７をクリックすることで、測定対象４１のような指定された領域が照射領域５４として確定される。この場合、総合制御部Ｃ０は、測定対象４１以外のような指定されなかった領域を、照射禁止領域５５として自動的に確定する。

また、照射領域５４の指定後、ユーザがボタン４５をクリックすると、ユーザは、照射領域５４の形状を修正することができる。また、照射領域５４の指定後、ユーザがボタン４６をクリックすると、ユーザは、照射領域５４を削除することができる。

＜＜光学像３２および低真空ＳＥＭ像５６の合成像を用いた照射領域５４の設定＞＞
以下に図８～図１０を用いて、合成像を用いた照射領域５４の設定について説明する。図８～図１０における設定は、基本的に図６～図９における設定と同様である。

ステップＳ７において、光学像３２および低真空ＳＥＭ像５６の合成像を作製した場合、図８に示されるように、低倍像表示部３１には、光学像３２および低真空ＳＥＭ像５６が表示される。なお、図８では、図５と異なる箇所を測定対象４１とした場合が例示されている。

図９に示されるように、照射領域５４を指定する方法は、図６の場合と同じである。合成像を用いる場合、ユーザが指定する領域は、光学像３２と低真空ＳＥＭ像５６との境界を越えていてもよい。

その後、図１０に示されるように、ユーザがボタン４７をクリックすることで、測定対象４１のような指定された領域が照射領域５４として確定される。この場合、総合制御部Ｃ０は、測定対象４１以外のような指定されなかった領域を、照射禁止領域５５として自動的に確定する。

また、光学像３２を用いずに、低真空ＳＥＭ像５６のみで照射領域５４を指定および確定する場合も、同様の手法を用いることができる。その場合、低倍像表示部３１には、一枚の低真空ＳＥＭ像５６による撮影像、または、複数枚の低真空ＳＥＭ像５６を繋ぎ合わせた撮影像が表示され、その撮影像上で照射領域５４の指定および確定を行うことができる。

＜＜光学像３２を用いた照射禁止領域５５の設定＞＞
以下に図１１～図１３を用いて、光学像３２を用いた照射禁止領域５５の設定について説明する。

図１１に示されるように、ユーザがボタン４４をクリックすると、総合制御部Ｃ０は、低倍像表示部３１にカーソル５３を表示する。ユーザは、カーソル５３を用いて、低倍像のうち任意の領域を照射禁止領域として指定する。図１１では、非測定対象４２が照射禁止領域５５として指定されている。

また、図１２に示されるように、ユーザが反転ボタン５０をクリックすることで、照射領域と照射禁止領域とが反転する。すなわち、図１１においてユーザが指定していなかった領域が、照射禁止領域５５に指定される。このような反転ボタン５０の使用とその効果は、図５～図１０のような照射領域５４の設定時でも同様である。

図１１において照射禁止領域５５を指定した後、ユーザがボタン４７をクリックすることで、図１３に示されるように、非測定対象４２のような指定された領域が照射禁止領域５５として確定される。この場合、総合制御部Ｃ０は、指定されなかった領域を、照射領域５４として自動的に確定する。

なお、照射領域５４および照射禁止領域５５の確定時において、総合制御部Ｃ０は、ホルダ９の外形９ａを認識し、ホルダ９の外形９ａより外側の領域を照射禁止領域５５として自動的に確定する。また、総合制御部Ｃ０は、ホルダ９の外形９ａの内側において、照射禁止領域５５以外の領域を照射領域５４として自動で確定する。

また、光学像３２の代わりに、光学像３２および低真空ＳＥＭ像５６の合成像、または、低真空ＳＥＭ像５６のみを用いた照射禁止領域５５の設定も、同様の手法で行うことができる。

＜＜画像セグメンテーションを利用した照射領域５４および照射禁止領域５５の設定＞＞
上述の図５～図１３を用いて説明した照射領域５４および照射禁止領域５５の設定に関して、総合制御部Ｃ０が有する画像セグメンテーションを利用することも可能である。

画像セグメンテーションは、人工知能の一種であり、画像に含まれる複数のピクセルの各々の意味を識別できる。例えば、実施の形態１における試料ＳＡＭの場合、画面セグメンテーションは、光学像３２などの撮影像に対して、測定対象４１および非測定対象４２の形状、色およびコントラストなどを識別できる。その結果、画面セグメンテーションは、低倍像表示部３１において、撮影像のうち測定対象４１または非測定対象４２に相当する領域を自動的に指定する。

以下に、画面セグメンテーションを用いて図５～図７で説明したような照射領域５４を設定する例を説明する。

例えば、ユーザが図５に示されるボタンＡＩをクリックすると、画面セグメンテーションは、撮影像（光学像３２）のうち照射領域５４に相当する領域を自動的に指定する。ここでは、画面セグメンテーションによって、図５に示される測定対象４１が自動的に識別され、測定対象４１が図６に示される照射領域５４に相当すると自動的に指定される。

その後、図７に示されるように、指定された照射領域５４がユーザによって確定された場合、総合制御部Ｃ０は、指定されなかった領域を照射禁止領域５５として自動的に確定する。また、照射領域５４の確定前に、ユーザが、画像セグメンテーションによって指定された領域を修正することもできる。その場合、確定された照射領域５４には、ユーザによる修正が反映されている。

また、照射領域５４の指定だけでなく、照射領域５４の確定も、画像セグメンテーションに自動的に行わせることもできる。その場合、指定された照射領域５４が画面セグメンテーションによって確定された場合、総合制御部Ｃ０は、指定されなかった領域を照射禁止領域５５として自動的に確定する。

また、画面セグメンテーションの設定を変更することで、図８～図１０で説明したような照射禁止領域５５を設定する場合にも、画面セグメンテーションを利用できる。

例えば、ユーザがボタンＡＩをクリックすると、画面セグメンテーションは、撮影像のうち照射禁止領域５５に相当する領域を自動的に指定する。ここでは、画面セグメンテーションによって、非測定対象４２が自動的に識別され、測定対象４１が照射禁止領域５５に相当すると自動的に指定される。

その後、指定された照射禁止領域５５がユーザまたは画面セグメンテーションによって確定された場合、総合制御部Ｃ０は、指定されなかった領域を照射領域５４として自動的に確定する。また、照射領域５４の修正と同様に、照射禁止領域５５の確定前に、ユーザが、画像セグメンテーションによって指定された領域を修正することもできる。その場合、確定された照射禁止領域５５には、ユーザによる修正が反映されている。

照射領域５４および照射禁止領域５５が確定されると、総合制御部Ｃ０によって、照射領域５４および照射禁止領域５５の各々の位置は、ステージ８の座標として記憶媒体ＭＤに保存される。なお、照射領域５４は、解析対象となる複数の撮影視野が含んでいる。従って、複数の撮影視野の各々の位置が、ステージ８の座標として記憶媒体ＭＤに保存される。

画面セグメンテーションは、試料ＳＡＭと同じ試料か、試料ＳＡＭに類似するような試料について何度も識別を行うことで、その度に識別の精度を向上させることができる。また、撮影像における色およびコントラストなどの材料情報を予め画面セグメンテーションに学習させておくことで、画面セグメンテーションが初めて識別する試料であっても、画面セグメンテーションは、測定対象４１または非測定対象４２に相当する領域を自動的に指定できる。

また、画面セグメンテーションが識別する撮影像には、光学像３２だけに限られず、低真空ＳＥＭ像５６、または、光学像３２と低真空ＳＥＭ像５６との合成像も適用できる。

以上で、実施の形態１における領域設定手段の説明を終える。

＜撮影像取得手段＞
以下に図３のフローチャートに示される各ステップＳ１０～Ｓ２１を用いて、実施の形態１における撮影像取得手段について説明する。

ステップＳ１０では、ステップＳ９において照射領域５４および照射禁止領域５５が確定された後、真空ポンプ１３によって、試料室７の内部が高真空になるように排気される。

ステップＳ１１では、撮影条件の設定が行われる。ユーザは、照射領域５４に対して、倍率、加速電圧、使用する信号および走査スピードなどの様々な撮影条件を設定する。

ステップＳ１２では、自動連続撮影の機能を使用するか否かが判断される。自動連続撮影を行わない場合（ＮＯ）、ユーザは、照射領域の設定画面４０に設けられた手動撮影用のボタン４８をクリックする。その場合、次工程はステップＳ１５となる。自動連続撮影を行う場合（ＹＥＳ）、ユーザは、自動連続撮影用のボタン４９をクリックする。その場合、次工程はステップＳ１３となる。

ステップＳ１３では、ステージコントローラのロックおよびビームシフトの解除が行われる。これらを設定しておくことで、自動連続撮影中にユーザによってステージ８が操作されないようになる。

ステップＳ１４では、自動連続撮影の実行が確定され、ステップＳ１５以降の操作が自動的に行われる。なお、ステップＳ１２で手動撮影を選択した場合、ステップＳ１５以降の操作はユーザによって行われる。

ステップＳ１５では、ステージ制御部Ｃ４によってステージ８の移動が行われる。次に、ステップＳ１６では、対物レンズ６の直下に照射領域５４が存在しているか否かの判定が行われる。照射領域５４が存在していない場合（ＮＯ）、例えば対物レンズ６の直下が照射禁止領域５５である場合、再びステップＳ１５においてステージ８の移動が行われる。照射領域５４が存在している場合（ＹＥＳ）、次工程はステップＳ１７となる。

上述のように、照射領域５４には解析対象となる複数の撮影視野が含まれている。基本的に、複数の撮影視野のうちの未撮影視野が電子線の照射位置に位置するように、ステージ８は、記憶媒体ＭＤに保存されているステージ８の座標に基づいて移動する。

ステップＳ１７では、電子線の照射が行われる。走査信号制御部Ｃ１によって電子銃３から電子線が照射され、電子線は、照射領域５４の未撮影視野に対して選択的に照射される。

ステップＳ１８では、試料ＳＡＭの照射領域５４の撮影および分析が行われる。電子線が照射された未撮影視野から放出される二次電子または反射電子を基にして、未撮影視野の撮影像が取得される。また、必要に応じて、図２に示される分析用検出器１６を用いて、照射領域５４の成分分析を行ってもよい。

ステップＳ１９では、他の未撮影視野へ移動するか否かの判断が行われる。他の未撮影視野へ移動する場合（ＹＥＳ）、次工程はステップＳ２０となり、その後、ステップＳ１５～ステップＳ１８が複数回繰り返される。

ステップＳ２０では、ステージ８が移動している間、電子線のビームブランキングまたは電子線の照射の停止が行われる。ステップＳ１８からステップＳ１５へ移行する間、ステージ８の移動によって、照射禁止領域５５または照射領域５４と照射禁止領域５５との境界が、電子線の照射位置に位置する場合がある。すなわち、照射禁止領域５５に電子線が照射される場合がある。

上述の課題において説明したように、照射禁止領域５５が樹脂材料のような非導電性材料である場合、非導電性材料に電子線が一度照射されると、帯電の影響によって解析が困難となる。また、照射禁止領域５５が軟らかい材料である場合、電子線の照射によって試料ＳＡＭが変形してしまう場合がある。それ故、実施の形態１では、ステージ８が移動している間、電子線の照射を停止する、または、電子線の照射を遮断することで、上記の不具合を抑制している。

なお、電子線を照射しない他の手法として、遮蔽板を用いて電子線を遮蔽する方法、電子線の加速電圧を０ｋＶにする方法、または、電子銃３の一部のバイアスを最大化し、電子銃から発生する電子線を極限まで集束させる方法などが用いられてもよい。

ステップＳ１９において、全ての未撮影視野の撮影が完了した場合のように、他の未撮影視野へ移動しない場合（ＮＯ）、次工程はステップＳ２１となり、試料ＳＡＭの解析が終了となる。

以下に図１４～図１６を用いて、照射領域指定機能を使用した場合における荷電粒子線装置１の操作画面６０について説明する。

まず、図１４に示されるように、総合制御部Ｃ０は、照射領域指定機能の操作画面６０をモニタ２０上に出力し、高倍像表示部６１、領域確定用の表示部６２、領域枚数の表示欄６５、自動連続撮影を停止するための停止ボタン６６、拡大ボタン５１および縮小ボタン５２を操作画面６０に出力する。

領域確定用の表示部６２には、例えば光学像３２のような低倍像が表示され、低倍像上には、撮影中の領域枠６３および撮影中の視野枠６４が表示されている。なお、撮影中の領域枠６３は、領域設定手段において確定された照射領域５４に相当する。

照射領域５４内に撮影中の視野枠６４がある場合、高倍像表示部６１には、照射領域５４の高真空ＳＥＭ像（高倍像、撮影像）５４ａが表示される。なお、既に撮影済みの領域には、ユーザが確認し易くなるように、画面上の色を変更する、または、撮影した高真空ＳＥＭ像５４ａを貼り付けることもできる。

図１５は、照射領域５４と照射禁止領域５５との境界付近を撮影中の操作画面６０を示している。上述のように、照射禁止領域５５において電子線の照射は行われないので、高倍像表示部６１では、照射禁止領域５５は非表示領域５５ａとして黒く表示される。

以上のように照射領域５４の複数の撮影視野を観察し、撮影することで、それらの高真空ＳＥＭ像５４ａを取得できる。すなわち、複数回行われたステップＳ１８によって、複数の高真空ＳＥＭ像５４ａを取得できる。

図１６は、複数の高真空ＳＥＭ像５４ａを取得した後の操作画面６０を示している。領域確定用の表示部６２には、複数の撮影完了領域６３ａが表示されている。高倍像表示部６１には、複数の撮影完了領域６３ａのうち、ユーザによって選択された撮影完了領域６３ａの繋ぎ合わせＳＥＭ像（高倍像、撮影像）５４ｂが表示されている。なお、繋ぎ合わせＳＥＭ像５４ｂ以外の領域は、非表示領域５５ａとして黒く表示される。

繋ぎ合わせＳＥＭ像５４ｂは、複数の高真空ＳＥＭ像５４ａを繋ぎ合わせることで、作製できる。また、他の撮影完了領域６３ａについても同様に、それぞれの高真空ＳＥＭ像５４ａを繋ぎ合わせることで、繋ぎ合わせＳＥＭ像５４ｂを作製できる。

このように、実施の形態１における撮影像取得手段によって、試料ＳＡＭのうち解析対象となる照射領域５４の撮影像を取得することができる。

＜照射領域指定機能を使用しない解析方法＞
以下に図３のフローチャートに示される各ステップＳ３１～Ｓ３６を用いて、実施の形態１における照射領域指定機能を使用しないで、試料ＳＡＭの解析を行う解析方法を説明する。

ステップＳ４において照射領域指定機能を使用しない場合（ＮＯ）、ユーザが通常観察用のボタン３４をクリックすることで、ステップＳ３１～Ｓ３６がそれぞれ実行される。

ステップＳ３１では、ステップＳ１０と同様に、試料室７の内部が高真空になるように排気される。ステップＳ３２では、ステップＳ１１と同様に、撮影条件の設定が行われる。

ステップＳ３３では、試料ＳＡＭに対して電子線が照射され、ステップＳ３４では、測定対象４１のような解析対象となる領域が電子線に照射されるように、ステージ８の移動が行われる。ステップＳ３５では、解析対象となる領域の撮影または分析が行われる。

ステップＳ３６では、解析を継続するか否かの判断が行われる。他の撮影視野の解析を継続する場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３４およびステップＳ３５が複数回繰り返される。他の撮影視野の解析を継続しない場合（ＮＯ）、ステップＳ２１で一連の撮影および分析が終了する。

＜実施の形態１における主な効果＞
実施の形態１における領域設定手段では、照射領域指定機能が使用され、実施の形態１における撮影像取得手段は、照射領域指定機能によって設定された条件下で撮影像の取得が行われる。

すなわち、試料ＳＡＭの高倍像を取得する前に、光学像３２、低真空ＳＥＭ像５６またはそれらの合成像のように、低真空下において撮影された低倍像を用いて、試料ＳＡＭの照射領域５４および照射禁止領域５５が設定される。そして、設定された照射領域５４および照射禁止領域５５に基づいて、照射領域５４の撮影像の取得が行われる。

実施の形態１では、例えば試料ＳＡＭが導電性材料および非導電性材料を併せ持つ場合、高真空下において非導電性材料に電子線が照射され、試料ＳＡＭが帯電するという不具合を解消できる。また、試料ＳＡＭの一部に軟らかい材料が含まれている場合でも、軟らかい材料が存在する領域を照射禁止領域５５として設定することで、電子線の照射によって試料ＳＡＭが変形してしまうという不具合を解消できる。

従って、実施の形態１に開示した技術を用いれば、荷電粒子線装置１を用いて広域の解析を行う場合でも、試料ＳＡＭの解析の信頼性を向上させることができる。

また、低倍像の取得には、荷電粒子線装置１に備えられる既存の装備が用いられるので、荷電粒子線装置１の開発に掛かるコストを抑制できる。

また、照射領域５４および照射禁止領域５５の設定は、難解な作業を必要とせず、それほど多くない作業時間で実行可能である。そして、画面セグメンテーションを用いることで、その作業時間を短縮できる。すなわち、試料ＳＡＭの解析において、ユーザの作業は比較的容易であり、ユーザの作業時間の過度な増加を抑制できる。

（実施の形態２）
以下に図１７を用いて、実施の形態２における荷電粒子線装置１を説明する。なお、以下では、主に実施の形態１との相違点について説明する。

実施の形態２では、電子線の制御ではなく、電子線の照射位置が常に照射領域５４となるように、ステージ８の制御が行われ、照射領域５４の解析が行われる。図１７は、実施の形態２における解析方法のフローチャートである。実施の形態１の図３との違いは、ステップＳ１２またはステップＳ１４と、ステップＳ２１との間で行われる工程が異なる点である。

実施の形態２では、ステップＳ１２またはステップＳ１４の後、ステップＳ４０が行われる。ステップＳ４０では、走査信号制御部Ｃ１によって電子銃３から電子線が照射される。

次に、ステップＳ４１では、ステージ制御部Ｃ４によってステージ８の移動が行われる。照射領域５４に含まれている複数の撮影視野のうちの未撮影視野が電子線の照射位置に位置するように、ステージ８は、記憶媒体ＭＤに保存されているステージ８の座標に基づいて移動する。

次に、ステップＳ４２では、照射領域５４の撮影および分析が行われる。

次に、ステップＳ４３では、他の未撮影視野へ移動するか否かの判断が行われる。他の未撮影視野へ移動する場合（ＹＥＳ）、次工程はステップＳ４１となり、その後、ステップＳ４１およびステップＳ４２が複数回繰り返される。他の未撮影視野へ移動しない場合（ＮＯ）、次工程はステップＳ２１となり、試料ＳＡＭの解析が終了となる。

実施の形態２では、電子線の照射を停止するまたは遮断するという作業は行われず、電子線は、常に照射領域５４のみに照射されている。すなわち、ステップＳ４２からステップＳ４１へ移行する間、照射禁止領域５５または照射領域５４と照射禁止領域５５との境界が電子線の照射位置に位置することなく、次の未撮影視野が電子線の照射位置に位置するように、ステージ８が移動する。

このようなステージ８の制御によって解析を行う場合、実施の形態１と比較して、照射領域５４の端部（照射領域５４と照射禁止領域５５との境界付近）の解析が、若干難しくなる。照射領域５４の端部を撮影したい場合、上記端部における倍率を高倍率に変更し、撮影視野の面積を小さくすることで、上記端部の撮影像が得られる。しかしながら、撮影視野の面積を小さくした分、撮影の枚数を増やす必要があり、撮影時間が増加する。それ故、上記端部の撮影も詳細に行いたい場合には、実施の形態１の方が実施の形態２よりも優れている。

一方で、照射領域５４の端部の撮影は必要なく、照射領域５４の中央部とその周辺とが撮影されていればよい場合、実施の形態２のステージ８の制御による解析方法は、実施の形態１の電子線の制御による解析方法と比較して、電子線の照射の停止または遮断を行う必要が無い分、解析時間を短縮することができる。

なお、ステップＳ１２において手動撮影用のボタン４８をクリックした場合、対物レンズ６直下に照射禁止領域５５を配置させることも出来るが、操作画面６０では、高倍像表示部６１の全面が非表示領域５５ａとなる。

以上、上記実施の形態に基づいて本発明を具体的に説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１ 荷電粒子線装置
２ 鏡筒
３ 電子銃
４ コンデンサレンズ
５ 偏向コイル
６ 対物レンズ
７ 試料室
８ ステージ
９ ホルダ
９ａ ホルダの外形
１０ 二次電子検出器
１１ 反射電子検出器
１２ 光学カメラ
１３ 真空ポンプ
１４ ニードルバルブ
１５ 大気導入口
２０ モニタ
２１ マウス
２２ トラックボール
３０ 照射領域指定機能の選択画面
３１ 低倍像表示部
３２ 光学像（撮影像）
３３ 導電性テープ
３４、３５ ボタン
３６、３７ チェックボックス
４０ 照射領域の設定画面
４１ 測定対象（導電性領域）
４２ 非測定対象（非導電性領域）
４３～４９ ボタン
５０ 反転ボタン
５１ 拡大ボタン
５２ 縮小ボタン
５３ カーソル
５４ 照射領域
５４ａ 高真空ＳＥＭ像（撮影像）
５４ｂ 繋ぎ合わせＳＥＭ像（撮影像）
５５ 照射禁止領域
５５ａ 非表示領域
５６ 低真空ＳＥＭ像（撮影像）
６０ 操作画面
６１ 高倍像表示部
６２ 領域確定用の表示部
６３ 撮影中の領域枠
６３ａ 撮影完了領域
６４ 撮影中の視野枠
６５ 領域枚数の表示欄
６６ 停止ボタン
Ｃ０～Ｃ５ 制御部
ＭＤ 記憶媒体
ＯＡ 光軸
Ｓ１～Ｓ２１、Ｓ３１～Ｓ３６、Ｓ４０～Ｓ４３ ステップ
ＳＡＭ 試料
ＳＡＭａ 試料の外形

Claims (14)

1. 試料室と、
   電子線を照射可能な電子銃を有し、且つ、前記試料室に取り付けられた鏡筒と、
   前記試料の解析時において前記試料を設置可能であり、且つ、前記試料室の内部に設けられたステージと、
   前記試料の解析時において前記ステージに設置された前記試料に前記電子線が照射された場合、前記試料から放出される二次電子または反射電子を信号として検出可能であり、且つ、前記試料室の内部に設けられた検出器と、
   前記試料室の内部の圧力を調整するための真空ポンプと、
   前記検出器において検出された前記信号を撮影像へ変換可能な画像処理制御回路を有し、且つ、前記電子銃、前記ステージ、前記検出器および前記真空ポンプの各々の動作を制御する制御部と、
   第１圧力下で撮影された前記試料の第１撮影像を用いることで、前記試料に対して前記電子線の照射を行うための照射領域、および、前記試料に対して前記電子線の照射を禁止するための照射禁止領域を設定する領域設定手段と、
   前記試料室の内部が前記第１圧力よりも低い第２圧力にされた状態において、前記照射領域に対して選択的に前記電子線を照射し、前記照射領域から放出される二次電子または反射電子を基にして、前記照射領域の第２撮影像を取得する撮影像取得手段と、
   を備える、荷電粒子線装置。
2. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
   前記試料室の内部に設けられた光学カメラを更に備え、
   前記領域設定手段は、前記試料室の内部が前記第１圧力にされた状態において、前記光学カメラによって前記試料の光学像を撮影するステップを含み、
   前記第１撮影像は、前記光学像である、荷電粒子線装置。
3. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
   前記試料室の内部に設けられた光学カメラを更に備え、
   前記領域設定手段は、
   前記試料室の内部が前記第１圧力にされた状態において、前記光学カメラによって前記試料の光学像を撮影するステップと、
   前記試料室の内部が前記第１圧力にされた状態において、前記試料に対して前記電子線を照射し、前記試料から放出される二次電子または反射電子を基にして、前記試料の第３撮影像を取得するステップと、
   を含み、
   前記第１撮影像は、前記光学像に前記第３撮影像を合成した合成像である、荷電粒子線装置。
4. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
   前記領域設定手段は、前記荷電粒子線装置の外部において光学カメラによって撮影された前記試料の光学像を、前記制御部で取り込むステップを含み、
   前記第１撮影像は、前記光学像である、荷電粒子線装置。
5. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
   前記領域設定手段は、
   ユーザが、前記第１撮影像のうち任意の領域を前記照射領域または前記照射禁止領域として指定するステップと、
   指定された領域が前記照射領域としてユーザによって確定された場合、前記制御部は、指定されなかった領域を前記照射禁止領域として自動的に確定するステップ、または、指定された領域が前記照射禁止領域としてユーザによって確定された場合、前記制御部は、指定されなかった領域を前記照射領域として自動的に確定するステップと、
   を含む、荷電粒子線装置。
6. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
   前記制御部は、画像セグメンテーションを更に有し、
   前記領域設定手段は、前記画像セグメンテーションが、前記第１撮影像のうち前記照射領域または前記照射禁止領域に相当する領域を自動的に指定するステップを含む、荷電粒子線装置。
7. 請求項６に記載の荷電粒子線装置において、
   前記領域設定手段は、指定された領域が前記照射領域または前記照射禁止領域の何れか一方であるとして、ユーザまたは前記画像セグメンテーションによって確定された場合、前記制御部は、指定されなかった領域を前記照射領域または前記照射禁止領域の他方であるとして自動的に確定するステップを含む、荷電粒子線装置。
8. 請求項７に記載の荷電粒子線装置において、
   前記領域設定手段は、ユーザが、前記画像セグメンテーションによって指定された領域を修正するステップを更に含み、
   確定された前記照射領域および前記照射禁止領域には、ユーザによる修正が反映されている、荷電粒子線装置。
9. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
   前記制御部は、記憶媒体を更に有し、
   前記領域設定手段では、前記照射領域および前記照射禁止領域の各々の位置は、前記ステージの座標として前記記憶媒体に保存される、荷電粒子線装置。
10. 請求項９に記載の荷電粒子線装置において、
    前記照射領域は、複数の撮影視野を含み、
    前記記憶媒体には、前記複数の撮影視野の各々の位置が、前記ステージの座標として保存され、
    前記撮影像取得手段は、
    （ａ）前記複数の撮影視野のうちの未撮影視野が前記電子線の照射位置に位置するように、前記記憶媒体に保存されている前記ステージの座標に基づいて前記ステージを移動させるステップと、
    （ｂ）前記未撮影視野に対して選択的に前記電子線を照射し、前記未撮影視野から放出される二次電子または反射電子を基にして、前記未撮影視野の撮影像を取得するステップと、
    （ｃ）前記ステップ（ａ）および前記ステップ（ｂ）を複数回繰り返すステップと、
    （ｄ）複数回行われた前記ステップ（ｂ）において取得された前記複数の撮影視野の撮影像を繋ぎ合わせることで、前記第２撮影像を作製するステップと、
    を有する、荷電粒子線装置。
11. 請求項１０に記載の荷電粒子線装置において、
    前記ステップ（ｃ）において前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ａ）へ移行する間、前記照射禁止領域または前記照射領域と前記照射禁止領域との境界が前記電子線の照射位置に位置する場合、前記電子線の照射が停止される、または、前記電子線の照射が遮断される、荷電粒子線装置。
12. 請求項１０に記載の荷電粒子線装置において、
    前記ステップ（ｃ）において前記ステップ（ｂ）から前記ステップ（ａ）へ移行する間、前記照射禁止領域または前記照射領域と前記照射禁止領域との境界が前記電子線の照射位置に位置することなく、次の未撮影視野が前記電子線の照射位置に位置するように、前記ステージが移動する、荷電粒子線装置。
13. 試料室と、
    電子線を照射可能な電子銃を有し、且つ、前記試料室に取り付けられた鏡筒と、
    前記試料の解析時において前記試料を設置可能であり、且つ、前記試料室の内部に設けられたステージと、
    前記試料の解析時において前記ステージに設置された前記試料に前記電子線が照射された場合、前記試料から放出される二次電子または反射電子を信号として検出可能であり、且つ、前記試料室の内部に設けられた検出器と、
    前記試料室の内部の圧力を調整するための真空ポンプと、
    前記検出器において検出された前記信号を撮影像へ変換可能な画像処理制御回路を有し、且つ、前記電子銃、前記ステージ、前記検出器および前記真空ポンプの各々の動作を制御する制御部と、
    前記試料に対して前記電子線の照射を行うための照射領域、および、前記試料に対して前記電子線の照射を禁止するための照射禁止領域を設定する領域設定手段と、
    前記照射領域に対して選択的に前記電子線を照射し、前記照射領域から放出される二次電子または反射電子を基にして、前記照射領域の高真空ＳＥＭ像を取得する撮影像取得手段と、
    を備え、
    前記制御部は、記憶媒体を更に有し、
    前記照射領域は、複数の撮影視野を含み、
    前記領域設定手段では、前記照射禁止領域の位置と、前記複数の撮影視野の各々の位置とが、前記ステージの座標として前記記憶媒体に保存され、
    前記領域設定手段は、第１圧力下で撮影された前記試料の光学像または低真空ＳＥＭ像を用いて行われ、
    前記撮影像取得手段は、前記試料室の内部が前記第１圧力よりも低い第２圧力にされた状態において行われる、荷電粒子線装置。
14. 請求項１３に記載の荷電粒子線装置において、
    前記撮影像取得手段は、
    （ａ）前記複数の撮影視野のうちの未撮影視野が前記電子線の照射位置に位置するように、前記記憶媒体に保存されている前記ステージの座標に基づいて前記ステージを移動させるステップと、
    （ｂ）前記未撮影視野に対して選択的に前記電子線を照射し、前記未撮影視野から放出される二次電子または反射電子を基にして、前記未撮影視野の撮影像を取得するステップと、
    （ｃ）前記ステップ（ａ）および前記ステップ（ｂ）を複数回繰り返すステップと、
    （ｄ）複数回行われた前記ステップ（ｂ）において取得された前記複数の撮影視野の撮影像を繋ぎ合わせることで、前記照射領域の高真空ＳＥＭ像を作製するステップと、
    を有する、荷電粒子線装置。

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