TWI596641B

TWI596641B - Composite charged particle beam device and sheet sample processing method

Info

Publication number: TWI596641B
Application number: TW102131297A
Authority: TW
Inventors: Tatsuya Asahata; Hidekazu Suzuki; Shota Torikawa
Original assignee: Hitachi High-Tech Science Corp
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2017-08-21
Also published as: JP6250331B2; US20140061159A1; KR102124535B1; TW201423820A; JP2014063726A; US9190243B2; KR20140029285A

Description

複合荷電粒子束裝置及薄片試料加工方法

本發明是有關以離子束來製作薄片試料的複合荷電粒子束裝置。

以往，藉由集束離子束(FIB：Focused Ion Beam)裝置來製作透過電子顯微鏡(TEM：Transmission Electron Microscpe)觀察用的薄片試料為人所知。並且，因集束離子束的照射而形成離子種的鎵被注入薄片試料的損傷層亦為人所知。

近年來，作為除去損傷層的手段，有對薄片試料照射氣體離子束(GIB：Gas Ion Beam)，除去損傷層的精加工被提案(參照引用文獻1)。

若根據如此的手段，則可形成損傷層少的薄片試料。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2007-066710號公報

然而，就以往的手段而言，當半導體裝置等的構造物露出於薄片試料的觀察面時，依構造物的有無，氣體離子束的蝕刻速率會不同，因此產生在觀察面形成凹凸成為條紋出現的現象，即所謂的簾幕效應。因此有在觀察面的觀察像，除了原來的裝置構造以外，也出現在離子束加工所形成的條紋之課題。

尤其近年來的尖端裝置中使用各種類的材料。因此有蝕刻速率的差變顯著的情況。

又，因為尖端裝置構造微細，所以觀察對象也微細。因此有即使出現於觀察面的凹凸小也會影響觀察的課題。

本發明是考量如此的情事而研發者，其目的是在於提供一種可抑制簾幕效應，取得在離子束加工所形成的條紋少的觀察像之複合荷電粒子束裝置。

為了達成上述的目的，本發明是提供以下的手段。

本發明的複合荷電粒子束裝置係具有：第一荷電粒子束鏡筒，其係對薄片試料照射第一荷電粒子束；第二荷電粒子束鏡筒，其係對薄片試料的第一荷電粒子束的照射位置照射第二荷電粒子束；試料台，其係載置薄片試料；第一傾斜手段，其係對於第一荷電粒子束鏡筒的照射軸正交，且以位於第一荷電粒子束鏡筒的照射軸與第二荷電粒子束鏡筒的照射軸所成的面的面內之試料台的第一傾斜軸為中心使薄片試料傾斜；第二傾斜手段，其係以對於第一荷電粒子束鏡筒的照射軸及第一傾斜軸正交的軸為中心使薄片試料傾斜。

本發明的複合荷電粒子束裝置的第二傾斜手段為：以薄片試料的斷面對於第二荷電粒子束照射軸方向能夠傾斜成一定的角度之方式固定薄片試料的傾斜試料支架，本發明的複合荷電粒子束裝置的傾斜試料支架係可裝卸於試料台。

本發明的複合荷電粒子束裝置的第二傾斜手段為：以對於集束離子束鏡筒的照射軸及第一傾斜軸正交的軸為中心使薄片試料傾斜的傾斜機構。

又，本發明的複合荷電粒子束裝置更具備：顯示部，其係可顯示控制條件及前述薄片試料的觀察像；輸入部，其係操作員可輸入有關前述控制條件的資訊；及控制部，其係根據被輸入至前述輸入部的輸入資訊來控制該複合荷電粒子束裝置。

本發明的薄片試料加工方法係由：照射第一荷電粒子束，在薄片試料形成斷面的工程；從薄片試料的上面側將第二荷電粒子束照射至斷面，實施第一精加工的工程；使薄片試料傾斜的工程；及使薄片試料傾斜後從上面側將第二荷電粒子束照射至斷面，實施第二精加工的工程所構成。

本發明的薄片試料加工方法係於第一精加工及第二精加工的實施中，SEM觀察斷面。

本發明的薄片試料加工方法的薄片試料的傾斜為：對於第一荷電粒子束的照射軸正交，且以載置位於第一荷電粒子束的照射軸與第二荷電粒子束的照射軸所成的面的面內之薄片試料的試料台的傾斜軸為中心的傾斜。

本發明的薄片試料加工方法的薄片試料的傾斜為：對於第一荷電粒子束的照射軸正交，且以對於載置位於第一荷電粒子束的照射軸與第二荷電粒子束的照射軸所成的面的面內之薄片試料的試料台的第一傾斜軸及第一荷電粒子束的照射軸正交的第二傾斜軸為中心的傾斜。

在此，第一荷電粒子束及第二荷電粒子束分別為集束離子束及氣體離子束，或氣體離子束及集束離子束。

或，第一荷電粒子束及第二荷電粒子束為以高的加速電壓所加速的集束離子束及以低的加速電壓所加速的集束離子束。

在實施本發明的薄片試料加工方法的複合荷電粒子束裝置中，控制根據控制部所接受的條件來實施薄片試料加工方法的複合荷電粒子束裝置，該條件係有關：在薄片試料形成斷面的工程，及第一精加工，及使薄片試料傾斜的工程，以及第二精加工。

實施如此的控制的程式是被編入複合荷電粒子束裝置的內部，但亦可使記憶於外部的記憶裝置。

若根據本發明的複合荷電粒子束裝置，則即使為具有半導體裝置等的構造物的試料的薄片化，還是可抑制隨精加工而產生的簾幕效應，謀求在離子束加工所形成的條紋少的觀察像的取得。

1‧‧‧FIB鏡筒

1a‧‧‧FIB照射軸

1b‧‧‧FIB

2‧‧‧EB鏡筒

2a‧‧‧EB照射軸

2b‧‧‧EB

3‧‧‧GIB鏡筒

3a‧‧‧GIB照射軸

3b‧‧‧GIB

4‧‧‧二次電子檢測器

5‧‧‧試料台

5a‧‧‧試料設置面

6‧‧‧試料支架

7‧‧‧薄片試料

7a‧‧‧斷面

7b‧‧‧膜厚方向

7c‧‧‧上面

8‧‧‧第一傾斜驅動部

8a‧‧‧第一傾斜軸

9‧‧‧第二傾斜驅動部

9a‧‧‧第二傾斜軸

10‧‧‧試料台驅動部

11‧‧‧FIB控制部

12‧‧‧EB控制部

13‧‧‧GIB控制部

14‧‧‧像形成部

15‧‧‧試料台控制部

16‧‧‧輸入部

17‧‧‧控制部

18‧‧‧顯示部

19‧‧‧氣體槍

21‧‧‧第一面

22‧‧‧第二面

31、32、33‧‧‧構造物

61‧‧‧傾斜試料支架

61a‧‧‧試料固定面

圖1是本發明的複合荷電粒子束裝置的構成圖。

圖2是本發明的複合荷電粒子束裝置的構成圖。

圖3是本發明的薄片試料的模式圖。

圖4是第1實施例的薄片試料加工方法的說明圖，(a)是表示第二面上的各鏡筒及試料台的配置，(b)是表示在(a)的狀態的第一面上的各鏡筒及試料台的配置，(c)是表示傾斜後的第二面上的各鏡筒及試料台的配置，(d)是表示在(c)的狀態的第一面上的各鏡筒及試料台的配置。

圖5是第1實施例的薄片試料加工方法的說明圖，(a)是配置成可對薄片試料的斷面照射EB的狀態，(b)是表示在(a)的狀態的第一面上的各鏡筒及試料台的配置，(c)是表示傾斜後的第二面上的各鏡筒及試料台的配置，(d)是表示在(c)的狀態的第一面上的各鏡筒及試料台的配置。

圖6是第1實施例的薄片試料加工方法的說明圖，(a)是表示由FIB的照射方向來看的試料台上的薄片試料的配置，(b)是表示在(a)的狀態的第一面上的各鏡筒及試料台的配置，(c)是表示由傾斜後的FIB的照射方向來看的試料台的配置，(d)是表示在(c)的狀態的第一面上的各鏡筒及試料台的配置。

圖7是第2實施例的複合荷電粒子束裝置的構成圖。

圖8是第2實施例的薄片試料加工方法的說明圖，(a)是表示第二面上的各鏡筒及試料台的配置，(b)是表示在(a)的狀態的第一面上的各鏡筒及試料台的配置，(c)是表示傾斜後的第二面上的各鏡筒及試料台的配置，(d)是表示在(c)的狀態的第一面上的各鏡筒及試料台的配置。

圖9是第2實施例的薄片試料加工方法的說明圖，(a)是表示第二面上的各鏡筒及試料台的配置，(b)是表示在(a)的狀態的第一面上的各鏡筒及試料台的配置，(c)是表示傾斜後的第二面上的各鏡筒及試料台的配置，(d)是表示在(c)的狀態的第一面上的各鏡筒及試料台的配置。

圖10是入射角及方位角的說明圖，(a)是表示入射角，(b)是表示方位角。

圖11是第3實施例的薄片試料加工方法的說明圖。

圖12是第3實施例的薄片試料加工方法的說明圖，(a)是與圖8(b)相同的圖，(b)是表示從(a)的狀態使試料台旋轉90度的狀態。

圖13是第4實施例的薄片試料加工方法的流程圖。

以下，說明有關本發明的複合荷電粒子束裝置的實施形態。

本實施形態的複合荷電粒子束裝置是如圖1所示般，具備：照射FIB的FIB鏡筒1，及照射電子射束(EB：Electron Beam)的EB鏡筒2，及照射氣體離子束的GIB鏡筒3。

FIB鏡筒1是具備液體金屬離子源。並且，GIB鏡筒3是具備PIG型的氣體離子源。氣體離子源是使用氦、氬、氙、氧等，作為離子源氣體。

複合荷電粒子束裝置是更具備藉由EB、FIB或GIB的照射來檢測出從薄片試料7產生的二次電子之二次電子檢測器4。另外，亦可具備藉由EB的照射來檢測出從薄片試料7產生的反射電子之反射電子檢測器。

複合荷電粒子束裝置是更具備固定薄片試料7的試料支架(holder)6及載置試料支架6的試料台5。試料台5是可移動於XYZ的三軸方向，且可使傾斜軸及旋轉軸的各軸傾斜．旋轉於中心。亦即，可藉由使試料台5傾斜來變更GIB對薄片試料7的方位角(參照圖10(b))。試料台5是在試料台控制部15的指令之下，藉由試料台驅動部10來控制。試料台驅動部10的主要任務是試料台5的旋轉操作，其詳細在實施例3敘述。

複合荷電粒子束裝置是更具備FIB控制部11、EB控制部12、GIB控制部13、像形成部14及顯示部18。EB控制部12是控制來自EB鏡筒2的EB照射。FIB控制部11是控制來自FIB鏡筒1的FIB的照射。GIB控制部13是控制來自GIB鏡筒3的GIB照射。像形成部14是由使EB掃描的訊號及在二次電子檢測器4檢測出的二次電子的訊號來形成SEM像。顯示部18是可顯示SEM像等的觀察像或裝置的各種控制條件等。並且，像形成部14是由使FIB掃描的訊號及在二次電子檢測器4檢測出的二次電子的訊號來形成SIM像。顯示部18是可顯示SIM像。

複合荷電粒子束裝置是更具備輸入部16及控制部17。操作員是將有關裝置控制的條件輸入至輸入部16。輸入部16是將所被輸入的資訊傳送至控制部17。控制部17是將控制訊號傳送至FIB控制部11、EB控制部12、GIB控制部13、像形成部14、試料台控制部15或顯示部18，控制裝置。

有關裝置的控制，例如，操作員是根據被顯示於顯示部18的SEM像或SIM像等的觀察像來設定FIB或GIB的照射領域。操作員是藉由輸入部16來輸入在被顯示於顯示部18的觀察像上設定照射領域的加工框。而且，一旦操作員將加工開始的指示輸入至輸入部16，則從控制部17傳送照射領域及加工開始的訊號至FIB控制部11或GIB控制部13，從FIB控制部11照射FIB或從GIB控制部13照射GIB至薄片試料7所被指定的照射領域。藉此，可對操作員所輸入的照射領域照射FIB或GIB。

又，複合荷電粒子束裝置是具備對薄片試料7的EB、FIB或GIB的照射領域附近供給蝕刻氣體的氣體槍19。蝕刻氣體是使用氯氣體、氟系氣體(氟化氙、碳化氟等)、碘氣體等的鹵素氣體。藉由使用與薄片試料7的材質反應的蝕刻氣體，可實施EB、FIB或GIB的氣體輔助蝕刻。特別是EB的氣體輔助蝕刻是可進行不對薄片試料7造成離子濺射所產生的損傷之蝕刻加工。

其次，利用圖2來說明有關各鏡筒及試料台的傾斜軸的配置。為了SEM觀察在FIB1b或GIB3b加工中的薄片試料7，FIB鏡筒1的FIB照射軸1a與EB鏡筒2的EB照射軸2a，及EB鏡筒2的EB照射軸2a與GIB鏡筒3的GIB照射軸3a是被配置成在藉由試料台5的移動來調整位置的薄片試料7上交叉。

試料台5是與FIB照射軸1a正交，且可以位於FIB照射軸1a與GIB照射軸3a所成的第一面21的面內的第一傾斜軸8a為中心藉由第一傾斜驅動部8來傾斜。若以膜厚方向7b能與第一傾斜軸8a正交的方式配置薄片試料7，藉由第一傾斜驅動部8來使傾斜，則可對斷面7a垂直地照射FIB1b或EB2b，可進行斷面7a的SIM或SEM觀察。

並且，具備以第二傾斜軸9a為中心使試料台5傾斜的第二傾斜機構時，試料台5是可以對於FIB照射軸1a及第一傾斜軸8a正交的第二傾斜軸9a為中心藉由第二傾斜驅動部9來傾斜。在此，第二傾斜軸9a是位於FIB照射軸1a與EB照射軸2a所成的第二面22的面內。

藉此，即使是對斷面7a照射EB2b，以能夠SEM觀察的方式配置薄片試料7時，還是可藉由第二傾斜驅動部9來從不同的兩個方向照射FIB1b或GIB3b。亦即，在FIB1b或GIB3b的加工中，可SEM觀察斷面7a。因此，可藉由SEM觀察來檢測出加工終點，使加工終了，因此可一面抑制斷面7a的簾幕效應，一面在所望的構造或缺陷露出於斷面7a的時間點使加工終了。

圖3是切出半導體裝置的一部分的薄片試料7的模式圖。薄片試料7是具有裝置的構造31、32、33。在斷面7a露出構造31、33。

若由一個的方向來對如此的斷面照射離子束，則因為蝕刻速率在有構造的部分及無構造的部分會不同，所以在斷面上形成有凹凸。若以SEM觀察形成有凹凸的斷面，則在觀察像含有凹凸所引起的條紋。此條紋是因離子束加工而形成者，所以不是半導體裝置的構造物或缺陷。一旦在觀察像出現條紋，則會有無法與半導體裝置的構造物或缺陷區分的情形。

於是，使薄片試料7對於GIB3b傾斜，從薄片試料7的上面7c側由不同的二個以上的方向來對斷面7a照射GIB3b進行精加工，藉此以來自其他方向的GIB3b來蝕刻加工來自一方向的GIB3b的蝕刻加工所產生的凹凸，因此可抑制露出於斷面7a的裝置的構造物所造成凹凸的形成。

上述的說明是FIB鏡筒1被配置於鉛直方向，但亦可將FIB鏡筒1及EB鏡筒2更換配置。

並且，在上述的說明中是藉由GIB3b來實施薄片試料7的精加工，但亦可取代GIB3b，使用EB2b的氣體輔助蝕刻，或使用FIB1b。使用FIB1b時，形成薄片試料7的斷面7a的加工及精加工中，最好變更FIB1b的射束能量。亦即，在形成薄片試料7的斷面7a的加工中是使用以加速電壓30kV~40kV所被加速的FIB1b來以高速且射束徑小的射束形成陡峭的斷面，在精加工中是使用加速電壓1kV~10kV程度的低加速的FIB1b，在使用對薄片試料7侵入長小的射束下實施損傷小的加工。藉此可實施損傷小的精加工。

<實施例1>

說明有關藉由具備上述第二傾斜機構的複合荷電粒子束裝置來加工薄片試料7的實施例。利用圖4來說明藉由以第二傾斜軸9a為中心來使試料台5傾斜而變更GIB3b的方位角之加工方法。圖4(a)是表示第二面22上的各鏡筒及試料台5的配置。圖4(b)是表示此時的第一面21上的各鏡筒及試料台5的配置。

首先，藉由FIB1b在薄片試料7形成斷面7a。然後，將薄片試料7配置成可對斷面7a照射EB2b。然後，照射GIB3b，蝕刻加工斷面7a(第一精加工)。在GIB3b的加工中對斷面7a照射EB2b，進行SEM觀察。

然後，使試料台5以第二傾斜軸9a為中心傾斜。圖4(c)是表示傾斜後的第二面22上的各鏡筒及試料台5的配置，圖4(d)是表示此時的第一面21上的各鏡筒及試料台5的配置。由於以第二傾斜軸9a為中心傾斜，因此僅第一面21上的配置變化。在傾斜後的狀態下照射GIB3b，蝕刻加工斷面7a(第二精加工)。在GIB3b的加工中SEM觀察斷面7a，在所望的構造或缺陷露出於斷面7a的時間點終了加工。

藉此，可由與傾斜前不同的方向來對斷面7a照射GIB3b，因此可抑制露出於斷面7a的裝置的構造物所造成凹凸的形成。並且，在傾斜的前後，EB2b對於斷面7a的入射角度是不變，因此即使是以微細的裝置構造或缺陷為觀察對象的高倍率SEM觀察，也不需要在傾斜的前後調整SEM觀察位置，可效率佳地實施加工。

在此，亦可取代GIB3b，而以FIB1b來實施精加工。此情況，首先，使用以加速電壓30kV~40kV來加速後的FIB1b在薄片試料7形成斷面7a。然後，如圖5(a)所示般，配置成可對薄片試料7的斷面7a照射EB2b。圖5(b)是表示此時的第一面21上的各鏡筒及試料台5的配置。然後，將加速電壓從1kV切換成10kV，照射FIB1b，蝕刻加工斷面7a(第一精加工)。在FIB1b的加工中對斷面7a照射EB2b，進行SEM觀察。

然後，使試料台5以第二傾斜軸9a為中心傾斜。圖5(c)是表示傾斜後的第二面22上的各鏡筒及試料台5的配置，圖5(d)是表示此時的第一面21上的各鏡筒及試料台5的配置。在傾斜後的狀態下照射FIB1b，蝕刻加工斷面7a(第二精加工)。在FIB1b的加工中SEM觀察斷面7a，在所望的構造或缺陷露出於斷面7a的時間點終了加工。由於在精加工中降低加速電壓，因此可實施損傷小的加工。

又，亦可將FIB鏡筒1及EB鏡筒2更換配置，取代FIB1b的加工，藉由EB1b的氣體輔助蝕刻來實施精加工。藉此，由於離子濺射不會發生，所以可實施損傷小的加工。但，此情況是加工中的SEM觀察不進行。

雖是說明有關將薄片試料7的膜厚方向7b配置成與第一傾斜軸8a正交的情況，但即使是如圖6所示般薄片試料7的膜厚方向7b與第一傾斜軸8a不正交的情況，也可由不同的二個以上的方向來將GIB3b照射至斷面7a，抑制簾幕效應。圖6(a)是表示由FIB1b的照射方向來看的試料台5上的薄片試料7的配置。薄片試料7的膜厚方向7b是對於第一傾斜軸8a傾斜。圖6(b)是表示此時的第一面21上的各鏡筒及試料台5的配置。然後，照射GIB3b，蝕刻加工斷面7a(第一精加工)。此時對斷面7a照射EB2b，進行SEM觀察。

然後，使試料台5以第二傾斜軸9a為中心傾斜。圖6(c)是表示由傾斜後的FIB1b的照射方向來看的試料台5的配置，圖6(d)是表示此時的第一面21上的各鏡筒及試料台5的配置。由於以第二傾斜軸9a為中心傾斜，因此僅第一面21上的配置變化。在傾斜後的狀態下照射GIB3b，蝕刻加工斷面7a(第二精加工)。因為由不同的方向來對斷面7a照射GIB3b，所以可抑制露出於斷面7a的裝置的構造物所造成凹凸的形成。又，由於膜厚方向7b對於第一傾斜軸8a傾斜，因此GIB照射軸3a會對於斷面7a傾斜，斷面7a的蝕刻速率相較於GIB照射軸3a位於斷面7a的面內方向的情況變大。因此，如此配置薄片試料7下可縮短加工時間。

<實施例2>

說明有關藉由取代上述的第二傾斜機構而具備傾斜試料支架61的複合荷電粒子束裝置來加工薄片試料7的實施例。

在不具備第二傾斜機構的複合荷電粒子束裝置中，僅以第一傾斜軸8a為中心使薄片試料7傾斜是無法變更從薄片試料7的上面7c側射入的GIB3b的方位角。於是，具有對於試料台5的試料設置面5a以一定的角度傾斜的試料固定面61a，設置可裝卸的傾斜試料支架61，在傾斜試料支架61固定薄片試料7的狀態下以第一傾斜軸8a為中心使試料台5傾斜。藉此，可從薄片試料7的上面7c側由不同的二個以上的方向來將GIB3b照射至斷面7a進行精加工。

首先，將薄片試料7固定於試料台5的試料設置面5a，藉由FIB1b來形成斷面7a。然後，取出薄片試料7，在試料設置面5a設置傾斜試料支架61。然後，如圖7所示般，在傾斜試料支架61的試料固定面61a，在GIB3b可射入至斷面7a的方向固定薄片試料7。

圖8(a)是表示第二面22上的各鏡筒及試料台5的配置。圖8(b)是表示此時的第一面21上的各鏡筒及試料台5的配置。傾斜試料支架61是以GIB3b可射入至斷面7a的角度，亦即以斷面7a對水平面的角度能夠形成比GIB照射軸3a對水平面的角度更小的角度之方式使薄片試料7傾斜固定。在此狀態下對斷面7a照射GIB3b，進行蝕刻加工(第一精加工)。

然後，使試料台5以第一傾斜軸8a為中心傾斜。圖8(c)是表示傾斜後的第二面22上的各鏡筒及試料台5的配置。圖8(d)是表示此時的第一面21上的各鏡筒及試料台5的配置。藉由以第一傾斜軸8a為中心來使傾斜，可變更從薄片試料7的上面7c側對斷面7a射入GIB3b的方位角。在此狀態下將GIB3b照射於斷面7a，進行蝕刻加工(第二精加工)。藉此，在未具備第二傾斜機構的裝置中也可從不同的二個以上的方向來對斷面7a照射GIB3b，因此可抑制露出於斷面7a的裝置的構造物所造成凹凸的形成。

並且，亦可將FIB鏡筒1及EB鏡筒2更換配置。此情況，可SEM觀察GIB3b之蝕刻加工中的斷面7a。

圖9(a)是表示第二面22上的各鏡筒及試料台5的配置。圖9(b)是表示此時的第一面21上的各鏡筒及試料台5的配置。由於可在斷面7a照射EB2b，因此即使在GIB3b之加工中也可進行斷面7a的SEM觀察。

圖9(c)是表示傾斜後的第二面22上的各鏡筒及試料台5的配置。圖9(d)是表示此時的第一面21上的各鏡筒及試料台5的配置。此狀態也可對斷面7a照射EB2b，因此在GIB3b之加工中也可進行斷面7a的SEM觀察。由於在傾斜的前後EB2b對斷面7a的入射角度不變，因此以微細的裝置構造或缺陷作為觀察對象的高倍率SEM觀察也不需要在傾斜的前後調整SEM觀察位置，可效率佳地實施加工。

<實施例3>

與實施例2同樣，說明有關藉由具備傾斜試料支架 61的複合荷電粒子束裝置來加工薄片試料7的別的實施例。在本實施例中，與實施例2同樣使用傾斜試料支架61，但追加了藉由試料台驅動部10(圖1)在加工中使薄片試料7旋轉於平面內的旋轉操作(rotation操作)。

圖10是用以定義在本實施例中所被適用的「入射角」及「方位角」的說明圖。圖10(a)是表示入射角，GIB3b對於薄片試料7射入的角度。特別是在此的入射角是對於薄片試料7之露出的斷面7a垂直方向的角度。

另一方面，圖10(b)是表示「方位角」，可藉由上述的旋轉操作來變更方位角。並且，實施例1及實施例2的「方位角」也是同意思，但在實施例1及實施例2中，方位角是藉由試料台5的傾斜來變化。方位角也與入射角同樣，為GIB3b對於薄片試料7入射的角度，尤其方位角是對於薄片試料7之露出的斷面7a面內方向的角度。另外，傾斜試料支架61的形狀是與圖7~9所示者不同，但只是圖面上的不同，實質上是相同。

如圖11所示般在本例中也是與實施例1同樣，設置對於試料台5的試料設置面5a以一定的角度傾斜的試料固定面61a，設置可裝卸的傾斜試料支架61，在傾斜試料支架61固定薄片試料7的狀態下以第一傾斜軸8a為中心使試料台5傾斜。

而且，在本例中作為旋轉機構的試料台驅動部10是在控制部17以及試料台控制部15(圖1)的控制下驅動，如箭號A所示般使試料台5旋轉於平面內。作為旋轉機構的試料台驅動部10是可使用伺服馬達等各種者，其種類並無特別加以限定。

圖12(a)是表示本例的第一面21上的各鏡筒及試料台5的配置，形成與圖8(b)同樣的圖。在此狀態下對斷面7a照射GIB3b，進行蝕刻加工。然後由此狀態，依照控制部17(及試料台控制部15)的指令來使試料台驅動部10驅動，若按照圖11的箭號A來順時針地使試料台5旋轉90度，則形成圖12(b)的狀態。在此狀態下對斷面7a照射GIB3b，進行蝕刻加工。本圖是將試料台5的旋轉角度設為90度，但只是為了說明，實際的角度是可選擇任意者。

在本例中，除了實施例2的操作外，還由改變方位角的各種方向來照射GIB3b，因此可更有效地抑制露出於斷面7a的裝置的構造物所造成凹凸的形成，簾幕效應的顯現也更被抑制。

另外，本例是說明有關使GIB3b對薄片試料7的方位角變動的例子，但亦可使FIB1b、EB2b對薄片試料7的方位角變動。

並且，傾斜試料支架61的大小、薄片試料7的安裝方法等的詳細並未特別加以限定，可按照觀測來選擇最適者。而且。亦可藉由更換各種的傾斜試料支架61來使對薄片試料7的射角變動。並且，可藉由替換薄片試料7的表面、背面來加工表面及背面的雙方。

<實施例4>

在本例是說明有關根據操作員之上述的入射角、方位角、在各方位角的射束的照射時間(照射量)、SEM監視的有無等的設定輸入來設定複合荷電粒子束裝置般地驅動的自動加工程式(自動順序處方)。如上述般，操作員是根據預先被設定的選單或顯示於顯示部18的SEM像或SIM像等的觀察像來設定FIB或GIB的照射領域。操作員是藉由輸入部16來輸入在被顯示於顯示部18的觀察像上設定照射領域的加工框。一旦操作員將有關裝置控制的條件輸入至輸入部16，則控制部17會接受所被輸入的條件，對FIB控制部11或GIB控制部13傳送照射領域及加工開始的控制訊號，由FIB控制部11照射FIB或由GIB控制部13照射GIB至薄片試料7所被指定的照射領域。藉此可對操作員所輸入的照射領域照射FIB或GIB。

圖13是薄片試料加工方法的流程圖。首先，操作員是根據預先被設定的選單來對輸入部16輸入有關裝置控制的諸條件(步驟S1)。並且，操作員亦可根據被顯示於顯示部18的SEM像或SIM像等的觀察像及裝置的控制條件來對輸入部16輸入有關裝置控制的新的諸條件。諸條件是例如含有以下的(1)~(4)者，未圖示登錄於記憶體。接受輸入的控制部17是將對應於輸入的控制訊號送至下述的各部。

(1)基本參數

‧觀察條件(SEM觀察位置，加速電壓，視野大小，掃描速度，加工後的SEM觀察的有無等)···FIB控制部11，EB控制部12

‧GIB的照射條件(照射時間，掃描的有無等)···GIB控制部13

‧方位角0度的試料台5的基準位置···試料台控制部15

‧SEM觀察時的檢測器的切換及組合(檢測器的選擇，各檢測器的畫像的合成的有無及合成比率的變更)···像形成部14

(2)順序的作成

根據方位角，照射時間，加工後的SEM觀察的有無等的條件之順序的作成

(3)順序的變更

根據方位角，照射時間，加工後的SEM觀察的有無等的條件的變更之順序的變更

(4)登錄座標的確認及修正

諸條件當然不是限定於上述者。在此諸條件是包含使方位角變動而重複加工的全次數M(重複(repeat)次數M)的設定。操作員可將全次數直接輸入至輸入部16。但，只要全方位角(使試料台5旋轉的角度)從最初固定，在1次的加工後輸入使變更的方位角的大小，便可自動地決定重複次數，因此亦可輸入使變更的方位角的大小。例如，在使試料台5旋轉於360度時，若在1次的加工後輸入30度作為使變更的方位角的大小，則會自動決定重複次數M為12次(=360÷12)，記憶於記憶體。一旦設定方位角，則在各方位角的各座標是根據方位角0度的座標來自動地計算。

若控制部17判定輸入終了(步驟S2；Yes)，則由於最初重複次數為第1次，因此將「N=1」登錄於記憶體(步驟S3)，產生加工開始及該方位角的照射領域的控制訊號，傳送至各部，藉此開始加工(步驟S4)。

在該方位角的加工終了後，控制部17判定在該方位角的加工是否到達必要的重複次數M，若到達(N=M)則終了操作(步驟S5；Yes)。若未到達(步驟S5；No)則使加工次數更增加1，亦即將「N=N+1」登錄於記憶體(步驟S6)，變更方位角(步驟S7)，回到步驟S4進行其次的加工。當N=M時，終了操作(步驟S5；Yes)。

在上述的例子中，根據當初設定的方位角，說明來自所有的方位角的加工為自動進行的例子。但，本發明並非限於如此的例子。例如亦可在每1次的加工觀察像等之後，進行新的方位角的加工。並且，所被變更的方位角的大小也不必為一定，亦可在加工的途中從30度變更至60度。

亦即，事前操作員可作成複數個所望的順序，登錄實行於複合荷電粒子束裝置。例如，登錄順序為：第一順序是作為粗加工，方位角30度，加工10分鐘，無加工後的SEM觀察，第二順序是作為精加工，方位角10度，加工5分鐘，有加工後的SEM觀察。藉此，複合荷電粒子束裝置可藉由實行所被登錄的順序來對複數的試料實現一定的品質的加工。

本申請案是根據2012年8月30日申請的日本專利特願2012-190490者，其內容在此作為參照而取入。

另外，本發明並非限於上述實施形態，亦可適當實施變形、改良等。其他，上述實施形態的各構成要素的材質、形狀、尺寸、數值、形態、數量、配置處等，可為任意，只要可達成本發明，不受限。