本發(fā)明涉及朝向利用聚焦離子束形成的樣品的包含特定觀察對象物的特定部位照射電子束來取得剖面像來構(gòu)筑特定觀察對象物的三維立體像的剖面加工觀察方法、剖面加工觀察裝置。

背景技術(shù)：

例如，作為對半導(dǎo)體器件等樣品的內(nèi)部構(gòu)造進行解析或者進行立體的觀察的手法之一，已知有如下剖面加工觀察方法（例如，專利文獻1）：使用裝載有聚焦離子束（focusedionbeam；fib）鏡筒和電子束（electronbeam；eb）鏡筒的復(fù)合帶電粒子束裝置，重復(fù)進行利用fib的剖面形成加工和利用eb掃描其剖面的掃描型電子顯微鏡（scanningelectronmicroscope；sem）觀察來取得多個對象樣品的剖面像，之后，重疊這些多個剖面像來構(gòu)筑樣品的三維立體像。

在該剖面加工觀察方法中，將利用fib的剖面形成加工稱為切（cut），將利用eb的剖面觀察稱為看（see），重復(fù)切和看來構(gòu)筑三維圖像的一系列的手法已知為切&看。在該手法中，能夠根據(jù)構(gòu)筑后的三維立體像從各種方向觀察對象樣品的立體的形體。進而，具有能夠再現(xiàn)對象樣品的任意的剖面像這樣的對于其他的方法沒有的優(yōu)點。

作為具體的一個例子，對樣品照射fib來進行蝕刻加工，使樣品的剖面露出。接著，對所露出的剖面進行sem觀察來取得剖面像。接著，在再次進行蝕刻加工而使下一個剖面露出之后，利用sem觀察來取得第二個剖面像。像這樣，沿著樣品的任意的方向重復(fù)蝕刻加工和sem觀察，取得多個剖面像。而且，已知在最后通過重疊所取得的多個剖面像來構(gòu)筑使樣品的內(nèi)部透射的三維立體像的方法。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-270073號公報。

發(fā)明要解決的課題

可是，在例如觀察對象的樣品為細胞等生物樣品的情況下，被石蠟（paraffin）等包埋劑以包埋的方式固定為包埋塊。在使這樣的生物樣品為加工觀察對象而僅對在對象樣品中分散的微小的細胞等特定觀察對象選擇性地構(gòu)筑高分辨率的三維立體像的情況下，當通過fib或eb觀察包埋塊時，僅觀察包埋塊的表層，不能對在對象樣品（包埋塊）中分散的細胞等特定觀察對象物的存在位置進行特別指定。因此，當對特定觀察對象物散布的樣品應(yīng)用上述的切&看手法時，需要將利用fib的加工區(qū)域設(shè)定為樣品整體，以樣品整體為對象來重復(fù)進行切和看，使特定觀察對象出現(xiàn)在加工剖面內(nèi)，存在在觀察中需要龐大的時間這樣的課題。

此外，當以這樣的樣品整體為對象來重復(fù)進行切和看時，所生成的剖面圖像也為龐大的數(shù)量。因此，為了生成特定觀察對象物的三維立體像，也存在需要從這樣的多量的剖面像之中僅提取出包含特定觀察對象物的部位的剖面像來構(gòu)筑三維立體像這樣的、非效率且花費時間的順序這樣的課題。特別地，在生物樣品的情況下，其許多是，特定觀察對象物的尺寸為微小，為了使其為高精度的三維立體像，需要使利用fib的加工間隔盡可能地狹小而重復(fù)廣的視野下的sem觀察。因此，在樣品整體中取得大量的剖面像，但是，不需要包含特定觀察對象物的特定部位以外的剖面像，也存在為了處理或暫時保存這樣的不需要的剖面像而在圖像處理裝置中施加過剩的負荷這樣的課題。

進而，在樣品中不包含特定觀察對象物的情況下，也存在需要長時間地進行的樣品整體的利用切和看的觀察全部無用這樣的高效率地進行觀察時的障礙。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于前述的情況而完成的，其目的在于提供能夠迅速地且高效率地僅觀察包含樣品所包含的特定觀察對象物的特定部位并且能夠使特定觀察對象物的三維立體像容易的剖面加工觀察方法和剖面加工觀察裝置。

用于解決課題的方案

為了解決上述課題，本發(fā)明的若干個方式提供了以下那樣的剖面加工觀察方法、剖面加工觀察裝置。

即，本發(fā)明的剖面加工觀察方法的特征在于具有：位置信息取得工序，使用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡對觀察對象的樣品整體進行觀察，取得所述樣品所包含的特定觀察對象物的在所述樣品內(nèi)的大概的三維位置坐標信息；剖面加工工序，基于所述三維位置坐標信息，朝向所述樣品之中所述特定觀察對象物所存在的特定部位照射聚焦離子束，使該特定部位的剖面露出；剖面像取得工序，向所述剖面照射電子束，取得包含所述特定觀察對象物的規(guī)定的大小的區(qū)域的圖像；以及立體像生成工序，以規(guī)定間隔沿著規(guī)定方向多次重復(fù)進行所述剖面加工工序和所述剖面像取得工序，根據(jù)所取得的多個所述剖面圖像來構(gòu)筑包含所述特定觀察對象物的三維立體像。

在本發(fā)明的剖面加工觀察方法中，預(yù)先使用光學(xué)顯微鏡筒對觀察對象的樣品進行觀察，取得并保存特定觀察對象物所存在的xyz方向的位置坐標信息。利用光學(xué)顯微鏡筒的z（深度）方向的位置坐標通過將共聚焦立體顯微鏡用作光學(xué)顯微鏡筒來一邊固定xy坐標位置并改變焦點位置一邊進行觀察而得到的。

基于像這樣得到的特定觀察對象物的三維坐標信息，對觀察對象的樣品通過fib進行剖面露出加工。此時，在不存在特定觀察對象物的區(qū)域中，通過fib以擴大加工間隔的方式在短時間內(nèi)進行加工，也不會特別取得剖面像。然后，在根據(jù)位置坐標信息到達包含特定觀察對象物的特定部位之后，以預(yù)先確定的狹小的間隔加工樣品，取得加工后的剖面之中包含特定觀察對象物的區(qū)域的sem剖面像。

然后，使用組保存fib的加工位置和sem圖像。在包含特定觀察對象物的特定部位的圖像數(shù)據(jù)的取得完成之后，結(jié)束剖面像的取得和狹小的間隔的fib加工，以寬的間隔在短時間內(nèi)進行fib加工直到接近下一個特定部位。在像這樣全部的特定部位的剖面像的取得做完之后結(jié)束加工?；蛘?，使加工間隔固定而在沒有對象物的區(qū)域中不取得剖面像而在有對象物的區(qū)域中取得剖面像。由此，能夠高效率地取得期望的信息。

像這樣，根據(jù)本發(fā)明的剖面加工觀察方法，通過利用光學(xué)顯微鏡筒的光學(xué)上的觀察來把握特定觀察對象物所存在的坐標位置，由此，能夠迅速地且高效率地進行包含特定觀察對象物的特定部位的觀察，容易得到特定觀察對象物的三維立體像。

在本發(fā)明中，特征在于，所述特定觀察對象物設(shè)定有多種，按照每一種特定觀察對象物的每一個進行所述剖面加工工序。

此外，在本發(fā)明中，特征在于，作為所述光學(xué)顯微鏡而使用共聚焦立體顯微鏡。

此外，在本發(fā)明中，特征在于，在所述剖面像取得工序中，通過所述剖面的能量色散型x射線檢測進而取得包含所述特定觀察對象物的所述特定部位的剖面組成像，在所述立體像生成工序中，根據(jù)所取得的多個所述剖面組成像來構(gòu)筑包含所述特定觀察對象物的三維立體組成像。

本發(fā)明的剖面加工觀察裝置的特征在于，具備：載置包含特定觀察對象物的樣品的樣品臺；向所述樣品照射聚焦離子束的聚焦離子束鏡筒；向所述樣品照射電子束的電子束鏡筒；在光學(xué)上觀察所述樣品的光學(xué)顯微鏡筒；對從所述樣品產(chǎn)生的二次電子進行檢測的二次電子檢測器或?qū)Ψ瓷潆娮舆M行檢測的反射電子檢測器；以及利用所述光學(xué)顯微鏡筒對在所述樣品內(nèi)的所述特定觀察對象物的存在位置進行特別指定來構(gòu)筑包含所述特定觀察對象物的特定部位的三維立體像的控制部。

根據(jù)本發(fā)明的剖面加工觀察裝置，能夠通過光學(xué)顯微鏡筒預(yù)先把握在樣品內(nèi)包含特定觀察對象物的特定部位的大概的位置坐標，因此，能夠在利用聚焦離子束鏡筒的樣品的加工時，迅速地接近特定部位，在特定部位以外的區(qū)域中粗大地使用聚焦離子束筒進行加工，在特定部位中細小地使用聚焦離子束筒進行加工。由此，能夠在短時間內(nèi)迅速地得到包含特定觀察對象物的特定部位的高分辨率的剖面像。

此外，根據(jù)本發(fā)明的剖面加工觀察裝置，從電子束鏡筒僅向利用聚焦離子束鏡筒形成的樣品剖面之中包含特定觀察對象物的特定部位照射電子束來取得剖面像的數(shù)據(jù)，因此，與遍及樣品整個區(qū)域來得到剖面像的以往的觀察裝置比較，能夠格外地削減所保存的剖面像的數(shù)據(jù)容量，低成本地構(gòu)成剖面加工觀察裝置。

進而，在包含特定觀察對象物的特定部位的利用電子束的剖面像取得時，以高分辨率進行圖像化，由此，與遍及樣品整個區(qū)域來得到剖面像的以往的觀察裝置比較，能夠生成分辨率更高的三維立體像。

此外，在本發(fā)明中，特征在于，具備eds檢測器，所述eds檢測器對從所述樣品產(chǎn)生的特性x射線進行檢測，所述控制部構(gòu)筑所述特定部位的三維立體組成像。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠在短時間內(nèi)高精度地進行包含特定觀察對象物的特定部位的加工，由此，能夠容易且迅速地生成特定觀察對象物的高分辨率的三維立體像。

附圖說明

圖1是示出第一實施方式的剖面加工觀察裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。

圖2是階段性地示出剖面加工觀察方法的一個實施方式的流程圖。

圖3是利用光學(xué)顯微鏡筒觀察樣品時的示意圖。

圖4是示出成為sem圖像的取得區(qū)域的特定部位的示意圖。

圖5是示出加工觀察方法的變形例的流程圖。

圖6是示出第二實施方式的剖面加工觀察裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。

圖7是示出第三實施方式的剖面加工觀察裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。

圖8是第二實施方式的剖面加工觀察方法所涉及的投影圖。

圖9是第三實施方式的剖面加工觀察方法所涉及的投影圖。

圖10是示出第四實施方式的剖面加工觀察裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。

圖11是示出第四實施方式的剖面加工觀察方法的說明圖。

圖12是示出第四實施方式的剖面加工觀察方法的說明圖。

圖13是示出第四實施方式的剖面加工觀察方法的說明圖。

圖14是示出第四實施方式的剖面加工觀察方法的說明圖。

具體實施方式

以下，參照附圖來對本發(fā)明的剖面加工觀察方法、剖面加工觀察裝置進行說明。再有，關(guān)于以下所示的各實施方式，為了更好地理解發(fā)明的主旨而具體地進行說明，只要不特別指定則并不限定本發(fā)明。此外，在以下的說明中使用的附圖中，為了容易知曉本發(fā)明的特征，為了方便而存在放大地示出成為主要部分的部分的情況，各結(jié)構(gòu)要素的尺寸比率等未必與實際相同。

（剖面加工觀察裝置：第一實施方式）

圖1是示出第一實施方式的剖面加工觀察裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。

本實施方式的剖面加工觀察裝置10至少具有：聚焦離子束（fib）鏡筒11、電子束（eb）鏡筒12、光學(xué)顯微鏡（om）筒13、以及具備工作臺（樣品臺）15的樣品室14。聚焦離子束鏡筒11、電子束鏡筒12和光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13被分別固定在樣品室14中。

以能朝向載置于工作臺15的樣品s分別照射聚焦離子束（fib）21、電子束（eb）22和可見光（vl）23的方式配置聚焦離子束鏡筒11、電子束鏡筒12和光學(xué)顯微鏡筒13。

當以使從聚焦離子束鏡筒11照射的聚焦離子束21和從電子束鏡筒12照射的電子束22在樣品s上分別正交的方式配置聚焦離子束鏡筒11和電子束鏡筒12時，能夠?qū)λ庸さ钠拭娲怪钡卣丈潆娮邮?，能夠取得高的分辨率的剖面像，因此，是更?yōu)選的。

在此，作為樣品s的一個例子，可舉出被樹脂等包埋后的生物樣品。觀察者將這樣的生物樣品所包含（內(nèi)包）的例如細胞等特別注目為特定觀察對象物（注目部分）來進行觀察。在樣品為有透明性的生物樣品的情況下，與金屬等通常材料不同，能夠通過光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13觀察生物樣品的內(nèi)部，因此，能夠確認注目部的存在位置。

光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13被配置為能夠以與電子束22的照射方向大致相同的方向進行觀察。再有，光學(xué)顯微鏡筒13的一部分或全部被收容在樣品室14內(nèi)也可，被配置于在樣品室14之外配置的其他的樣品室也可。在哪一個情況下都優(yōu)選配置為能夠以與電子束的照射方向大致相同的方向進行觀察。

關(guān)于光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13，例如，特別優(yōu)選使用在光源中具備激光光源的共聚焦立體顯微鏡（confocalstereoscopicmicroscope）。共聚焦立體顯微鏡能夠在樣品s的高度（深度）方向（沿著光學(xué)顯微鏡的光軸的方向）上高分辨率地進行圖像化。共聚焦立體顯微鏡用于針對在表面存在微小的凹凸的樣品對該凹凸進行圖像化的情況是大部分的，但是，在本實施方式中，為了針對樣品s的內(nèi)部的構(gòu)造沿著深度方向取得高分辨率的圖像而使用。

例如，在生物樣品等有透明性的樣品s中，激光透射，只要在樣品s內(nèi)存在不透射激光的異物或組織，則它們能夠圖像化。再有，如眾所周知那樣，通過沿著x軸和y軸各自的方向?qū)悠穝上進行二維掃描的掃描機構(gòu)使用激光掃描形成樣品s的xy面圖像信息，關(guān)于樣品的高度（深度）方向（z軸）的信息，通過取入亮度最大時的z位置（樣品s的高度信息）來取得三維圖像。

但是，在利用光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13得到的圖像中，關(guān)于被圖像化的特定觀察對象物的背后的構(gòu)造，由于該特定觀察對象物為不透明所以不能知曉。像這樣，只能知曉激光反射的最上表面的形狀，但是，得到特定觀察對象物所存在的面內(nèi)位置信息（xy坐標）和深度位置信息（z坐標），因此，能夠通過切&看操作來建立特定觀察對象物存在于樣品s內(nèi)的哪里的目標。

另一方面，在使用了聚焦離子束21或電子束22的觀察的情況下，即使在樣品s中有透明性的情況下，也只會得到樣品s的最外側(cè)表面的形態(tài)信息。因此，即使事先知曉在樣品s的內(nèi)部存在特定觀察對象物，也不能使其存在位置（坐標）變得明顯。此外，由于光學(xué)顯微鏡圖像與sem圖像的對比度的不同而存在難以在sem圖像中把握注目部的情況。

因此，通過使用了光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13的光學(xué)顯微鏡觀察，能夠在樣品s的切作業(yè)（剖面加工工序）之前取得包含特定觀察對象物的樣品s內(nèi)的小區(qū)域即特定部位的坐標。然后，基于包含該特定觀察對象物的特定部位的坐標來進行切作業(yè)（剖面加工工序），但是，為了使針對露出的剖面利用電子束21的sem圖像的取得區(qū)域可靠，只要在剖面存在能夠通過光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13和電子束21共同識別的特征的形態(tài)，則能夠?qū)⑵渥鳛榛鶞庶c來根據(jù)相對的位置關(guān)系對特定觀察對象物的位置（坐標）進行特別指定。

工作臺15被工作臺控制部19控制，能夠載置樣品s，并且，進行xyz的各方向的移動、傾斜，由此，能夠在任意的方向上調(diào)整樣品s。

剖面加工觀察裝置10還分別具備聚焦離子束（fib）控制部16、電子束（eb）控制部17、以及光學(xué)顯微鏡（om）控制部18。聚焦離子束控制部16對聚焦離子束鏡筒11進行控制，使聚焦離子束21以任意的定時照射。電子束控制部17對電子束鏡筒12進行控制，使電子束22以任意的定時照射。

光學(xué)顯微鏡控制部18對光學(xué)顯微鏡筒13進行控制，使光學(xué)焦點的位置移動，并且，每次移動都取得并存儲樣品s的觀察圖像。焦點位置沿著光學(xué)顯微鏡筒13的光軸在逐漸地接近或遠離光學(xué)顯微鏡筒13的一個方向上重復(fù)微動和停止，在停止時取得樣品s的圖像。此外，固定光學(xué)顯微鏡筒13的焦點位置而通過工作臺控制部19使工作臺15在上下一個方向上微動來取得光學(xué)顯微鏡圖像也可。

剖面加工觀察裝置10還具備二次電子檢測器20。二次電子檢測器20對向樣品s照射聚焦離子束21或電子束22而從樣品s產(chǎn)生的二次電子進行檢測。

再有，也優(yōu)選代替二次電子檢測器20而還設(shè)置反射電子檢測器（圖示略）的結(jié)構(gòu)或除了二次電子檢測器20之外還設(shè)置反射電子檢測器（圖示略）的結(jié)構(gòu)。反射電子檢測器對電子束在樣品s反射后的反射電子進行檢測。能夠利用這樣的反射電子取得樣品s的剖面像。

剖面加工觀察裝置10具備：形成樣品s的剖面的觀察像的像形成部24和顯示觀察像的顯示部25。像形成部24根據(jù)使電子束22掃描的信號和由二次電子檢測器20檢測出的二次電子的信號來形成sem像。顯示部25顯示由像形成部24得到的sem像。顯示部25只要例如由顯示器裝置構(gòu)成即可。

剖面加工觀察裝置10還具備控制部26和輸入部27。操作員經(jīng)由輸入部27輸入剖面加工觀察裝置10的各種控制條件。輸入部27將所輸入的信息向控制部26發(fā)送。控制部26向聚焦離子束控制部16、電子束控制部17、光學(xué)顯微鏡控制部18、工作臺控制部19、像形成部24等輸出控制信號，對剖面加工觀察裝置10整體的工作進行控制。

（剖面加工觀察裝置：第二實施方式）

在上述的第一實施方式中對光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13的一部分或全部處于樣品室14內(nèi)的結(jié)構(gòu)進行了說明，但是，將光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13設(shè)置在樣品室14的外部也可。

圖6是示出本發(fā)明的第二實施方式的剖面加工觀察裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。再有，對與第一實施方式同樣的結(jié)構(gòu)標注同一號碼，并省略重復(fù)的說明。在剖面加工觀察裝置30中，在樣品室14的外部形成有第二樣品室34，在該第二樣品室34配置有光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）33。

設(shè)置有光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）33的一部分或全部的第二樣品室34使內(nèi)部為真空或大氣壓。被照射聚焦離子束或電子束的樣品室14的內(nèi)部必須為真空，但是，光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）33的設(shè)置環(huán)境即使在大氣壓下也沒有障礙，因此，使第二樣品室34為大氣壓環(huán)境，由此，能夠使成為真空的樣品室14的容積小，能夠提高真空排氣的效率。

樣品室14與第二樣品室34之間的樣品s的移動通過載置樣品s的樣品支架35以及輸送棒36進行。在移動時，在將輸送棒36固定于樣品支架35而打開密封門（閥）37之后，通過輸送棒36將從第二樣品室34的工作臺38取下的樣品支架35塞入到樣品室14中，將樣品支架35固定在樣品室14內(nèi)的工作臺15上。

樣品室14的工作臺15和具備光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）33的第二樣品室34的工作臺38分別被工作臺控制部39a、39b控制。工作臺15、38處的坐標信息被保存在控制部26中，能夠基于在第二樣品室34的工作臺38得到的坐標信息來使樣品室14的工作臺15聯(lián)動。再有，在圖6中，省略聚焦離子束控制部或電子束控制部等的記載，但是，為圖1同樣的結(jié)構(gòu)。

（剖面加工觀察裝置：第三實施方式）

在上述的第二實施方式中對將光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13配置于在樣品室14之外設(shè)置的第二樣品室34的結(jié)構(gòu)進行了說明，但是，也可以不形成設(shè)置光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13的樣品室。

圖7是示出本發(fā)明的第三實施方式的剖面加工觀察裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。再有，對與第二實施方式同樣的結(jié)構(gòu)標注同一號碼，并省略重復(fù)的說明。在剖面加工觀察裝置40中，在樣品室14的外部獨立地配置有光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）43。而且，具有一部分共同化的控制部46，以使即使在聚焦離子束控制部或電子束控制部（參照圖1）中也讀取通過光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）43得到的樣品s內(nèi)的特定觀察對象物（注目部分）的坐標。通過在樣品室14的外部獨立地設(shè)置光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）43，從而提高例如將每一個設(shè)置在別的室中來進行作業(yè)等設(shè)備的設(shè)置面上的自由度。

（剖面加工觀察裝置：第四實施方式）

圖10是示出本發(fā)明的第四實施方式的剖面加工觀察裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。再有，對與第一實施方式同樣的結(jié)構(gòu)標注同一號碼，并省略重復(fù)的說明。剖面加工觀察裝置50具備：對在向樣品s照射電子束（eb）時從樣品s產(chǎn)生的x射線進行檢測的eds檢測器51、以及對該eds檢測器51進行控制的eds控制部52。從樣品s產(chǎn)生的x射線按照構(gòu)成樣品s的每種物質(zhì)包含特有的特性x射線，能夠利用這樣的特性x射線來對構(gòu)成樣品s的物質(zhì)（組成）進行特別指定。

像形成部24根據(jù)電子束22的掃描信號和由eds檢測器51檢測出的特性x射線的信號來形成樣品s的特定剖面的組成像?？刂撇?6基于多個組成像來構(gòu)筑三維立體組成像。再有，組成像（eds像）是指根據(jù)檢測出的特性x射線的能量來對各電子束照射點處的樣品s的物質(zhì)進行特別指定并示出了電子束22的照射區(qū)域的物質(zhì)的分布的像。

通過使用第四實施方式的剖面加工觀察裝置50，從而能夠構(gòu)筑樣品s中的特定部位的三維組成圖（map）。再有，關(guān)于使用這樣的第四實施方式的剖面加工觀察裝置50來構(gòu)筑三維組成圖的方法，在后述的剖面加工觀察方法的第四實施方式中進行說明。

再有，在第四實施方式的剖面加工觀察裝置50中，也具備eds檢測器51以及光學(xué)顯微鏡筒13或二次電子檢測器20，但是，也能夠省略光學(xué)顯微鏡筒13或二次電子檢測器20。

（剖面加工觀察方法：第一實施方式）

接著，參照圖1、圖2并對使用了上述的剖面加工觀察裝置的、本發(fā)明的第一實施方式的剖面加工觀察方法進行說明。

圖2是階段性地示出了剖面加工觀察方法的一個實施方式的流程圖。

首先，通過光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13觀察作為對象的樣品s，取得樣品s內(nèi)所包含的特定觀察對象物（注目部分）的位置（xyz坐標）信息（位置信息取得工序s10）。樣品s例如為生物樣品。作為對象的樣品s預(yù)先被樹脂等以包埋的方式固定，此外，被進行干燥、脫水等處理。關(guān)于這樣的包埋作業(yè)或脫水作業(yè)等生物樣品制作工序，只要使用公知的技術(shù)即可。

當對進行了這樣的處理的樣品s進行sem觀察時，能夠取得樣品s的表面的圖像，但是，不能取得樣品s的內(nèi)部的圖像?？墒牵斖ㄟ^光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13進行觀察時，在生物等有透明性的樣品s中，光透射，關(guān)于在樣品s內(nèi)不透射光的異物或組織等特定觀察對象物（注目部分），由于對比度的不同而能夠可見化。

圖3（a）為通過光學(xué)顯微鏡筒13觀察樣品s時的光學(xué)顯微鏡圖像（示意圖）。為從樣品s的表面到規(guī)定的深度改變焦點位置來觀察的圖像的投影圖，將在視野內(nèi)出現(xiàn)的特定觀察對象物（注目部分）c1、c2顯示在1個畫面中。使光學(xué)顯微鏡圖像的xy坐標為在圖3a的左下記載的坐標系，特定觀察對象物c1的大致中心坐標為（x1,y1），特定觀察對象物c2的大致中心坐標為（x2,y2）。

圖3（b）是針對與圖3（a）相同的樣品s的相同的視野示出深度方向的光學(xué)顯微鏡圖像（示意圖）。將樣品的深度方向作為z坐標，顯示從樣品s的表面z0到觀察底面zn。以從表面起依次朝向樣品s的內(nèi)部（深度方向z）的方式調(diào)整光學(xué)顯微鏡筒13的焦點，使各焦點位置處的光學(xué)顯微鏡圖像與此時的z坐標一起存儲在控制部26中。

然后，從樣品s的表面到規(guī)定的觀察底面zn重復(fù)進行利用光學(xué)顯微鏡筒13的光學(xué)顯微鏡圖像（平面像）的取得。通過對像這樣得到的多個光學(xué)顯微鏡圖像（平面像）進行合成（圖像處理），從而再生樣品s的三維圖像，能夠把握樣品s中的特定觀察對象物（注目部分）c1、c2的深度方向z的存在位置（坐標）。像這樣，使用光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13來一邊固定xy坐標并改變光學(xué)焦點位置一邊觀察樣品s，由此，能夠使特定觀察對象物（注目部分）的樣品s內(nèi)的、大概的三維坐標變得明顯。

接著，基于利用光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13得到的特定觀察對象物（注目部分）的xy坐標信息，從聚焦離子束鏡筒11照射聚焦離子束21，進行成為對象的樣品s的剖面形成加工（剖面加工工序s11）。

圖4（a）為關(guān)于圖3（a）所示的特定觀察對象物c1和特定觀察對象物c2示出成為sem圖像的取得區(qū)域的特定部位（圖像取得區(qū)域）的示意圖。在圖4（a）的情況下，特定觀察對象物c1的圖像取得區(qū)域（特定部位）采用以特定觀察對象物c1的大致中心坐標即（x1,y1）為中心且使從特定觀察對象物的最外端部起加上規(guī)定的距離后的長度為一邊δx1、δy1的矩形區(qū)域。同樣地，特定觀察對象物c2的圖像取得區(qū)域采用以坐標（x2,y2）為中心且使從特定觀察對象物的最外端部起加上規(guī)定的距離后的長度為一邊δx2、δy2的矩形區(qū)域。

該規(guī)定的長度是指對包含特定觀察對象物的區(qū)域進行三維顯示時的富余區(qū)域，當該富余區(qū)域過剩地大時，特定觀察對象物的三維像變小，當過于沒有富余時，存在通過剖面的顯示方向難以觀察的情況，因此，操作者只要事先根據(jù)特定觀察對象物的觀察方法適當?shù)卮_定該富余區(qū)域即可。例如，只要將增加特定觀察對象物的投影圖的xy方向的每一個的長度的約10%作為圖像取得范圍即可。

圖4（b）是樣品s的深度方向z的投影圖，根據(jù)該圖像決定利用聚焦離子束21以狹小的間隔將樣品s的剖面露出的加工區(qū)域。在此，在圖4（b）中，將特定觀察對象物c1在觀察視野中出現(xiàn)的出現(xiàn)位置（特定觀察對象物的上部）設(shè)為z11，將特定觀察對象物c1從觀察視野消失的消失位置（特定觀察對象物的下部）設(shè)為z12，同樣地，特定觀察對象物c2的出現(xiàn)位置為z21，將特定觀察對象物c2的消失位置設(shè)為z22。

利用聚焦離子束21以緊密的間隔將樣品s加工得薄的范圍例如決定為對特定觀察對象物的出現(xiàn)坐標和消失位置加上預(yù)先確定的長度后的長度。規(guī)定的長度是指對包含特定觀察對象物的部分進行三維顯示時的富余區(qū)域，關(guān)于z方向，也例如將特定觀察對象物c1的z方向長度（z12-z11）的10%作為富余區(qū)域，將從對z坐標z11的上部加上該富余區(qū)域后的z坐標z1a到對z坐標z12的下部加上該富余區(qū)域后的z坐標z1b作為加工區(qū)域。關(guān)于特定觀察對象物c2也同樣地，將從z坐標z2a到z2b作為利用聚焦離子束21以緊密的等間隔加工樣品s的剖面加工范圍。

這樣的利用聚焦離子束21的樣品s的加工間隔盡可能地狹小而特定觀察對象物的構(gòu)筑的三維像的z方向的分辨率更高。相反地，在特定觀察對象物在z方向上極端地長的情況下，sem圖像的取得個數(shù)變多，所蓄積的圖像數(shù)據(jù)變大。因此，優(yōu)選的是，在通過利用光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13的觀察預(yù)先把握特定觀察對象物的大小并且預(yù)先討論所蓄積的圖像數(shù)據(jù)容量和所構(gòu)筑的特定觀察對象物的三維像所需要的分辨率之后，確定利用聚焦離子束21的加工間隔。

只要在這樣的使用狹小的間隔的加工范圍的外側(cè)的z坐標的z0到z1a、z1b到z2a、z2b到zn之間以粗大的間隔在短時間內(nèi)進行利用聚焦離子束21的剖面加工即可。此外，在該區(qū)域中，已知不存在特定觀察對象物，因此，不需要特意取得sem圖像。由此，能夠謀求樣品s的剖面加工的時間縮短和sem圖像的存儲容量的削減?；蛘?，假設(shè)，以固定的間隔進行剖面加工，在特定觀察對象物存在的情況下進行圖像取得，在對象物不存在的情況下不進行圖像取得，由此，也能夠進行時間縮短和存儲容量的削減。

接著，取得加工后的樣品s的剖面之中包含特定觀察對象物的特定部位的sem圖像，并將其與剖面位置信息一起保存（剖面像取得工序s12）?；谟衫霉鈱W(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13的觀察得到的特定觀察對象物的存在位置的坐標，取得包含特定觀察對象物的坐標的小區(qū)域即特定部位的sem圖像。然后，使用組保存利用聚焦離子束21的加工位置和sem圖像、剖面內(nèi)的xy坐標（例如sem圖像中心的坐標）。例如，在多個特定觀察對象物存在于1個剖面的情況下，取得包含各個特定觀察對象物的特定部位的sem圖像。

接著，判斷特定觀察對象物的圖像取得是否完成（s13）。進行利用聚焦離子束21的加工是否到達預(yù)先確定的加工結(jié)束的z坐標（例如z1b）的判斷。然后，在判斷為到達規(guī)定的到達位置之后，使包含特定觀察對象物的特定部位的圖像數(shù)據(jù)的取得完成。

然后，結(jié)束圖像取得和使用狹小的間隔的利用聚焦離子束21的加工，以寬的間隔進行利用聚焦離子束21的剖面加工，直到接近下一個特定觀察對象物存在的區(qū)域。此外，如果沒有下一個特定觀察對象物，則結(jié)束加工。

像這樣，能夠通過使用了光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13的觀察來預(yù)先把握樣品內(nèi)的特定觀察對象物的存在位置（坐標），因此，能夠以寬的加工寬度迅速地進行直到到達包含特定觀察對象物的特定部位的加工。此外，不進行不存在特定觀察對象物的部分中的圖像取得，因此，能夠使觀察時間為最小限度，并且，使圖像的存儲區(qū)域小。此外，能夠更詳細地取得剖面的信息。此外，即使將加工寬度固定也能夠設(shè)定圖像取得的有無，因此，能夠使時間和存儲區(qū)域小。

接著，利用剖面位置信息和圖像數(shù)據(jù)來構(gòu)筑特定觀察對象物的三維像（立體像生成工序s14）。在此，例如，使用計算機（控制部26）根據(jù)包含特定觀察對象物的特定部位的多個剖面像并通過圖像處理程序來生成（構(gòu)筑）特定觀察對象物的三維立體像。

關(guān)于通過立體像生成工序s14得到的特定觀察對象物的三維立體像，能夠從任意的觀點自由地觀察特定觀察對象物，此外，也能夠再生任意的剖面像，因此，能夠以sem的分辨率對例如細胞的內(nèi)部構(gòu)造進行觀察。

作為上述的剖面加工觀察方法的變形例，如圖5的流程圖所示那樣，在特定觀察對象物的sem圖像的取得完成后還設(shè)置有是否存在應(yīng)該進行三維立體像構(gòu)筑的特定觀察對象物的斷定工序（s15）也是優(yōu)選的。

在上述的實施方式中，可舉出特定觀察對象物（注目部分）有2個的情況來進行了說明。如果光學(xué)顯微鏡觀察的結(jié)果是決定為特定觀察對象物僅為c1，則在利用聚焦離子束21的剖面加工到達z坐標z1b的時間點，加工結(jié)束。可是，在如圖3、圖4那樣有多個特定觀察對象物的情況下，按照圖5所示的流程圖，在利用聚焦離子束21的剖面加工結(jié)束狹小的間隔的加工的時間點（到達z坐標z1b的時間點），接著，做出其他的特定觀察對象物的有無的判斷（s15）。然后，在其他的特定觀察對象物存在的情況下，重復(fù)執(zhí)行剖面加工工序s11和剖面像取得工序s12。此外，在沒有其他的特定觀察對象物的情況下，通過特定觀察對象物的立體像生成工序s14生成三維立體像。

（剖面加工觀察方法：第二實施方式）

在上述的第一實施方式中，作為存在多個特定觀察對象物（注目部分）的最簡單的例子，說明了彼此遠離存在或在剖面僅出現(xiàn)1個特定觀察對象物的例子，但是，本發(fā)明并不限定于此。

本實施方式為多個特定觀察對象物（注目部分）共存于同一xy面內(nèi)（相同的z坐標）的情況，在這樣的樣品的觀察中也能夠應(yīng)用本發(fā)明。

圖8為根據(jù)預(yù)先使用光學(xué)顯微鏡對成為對象的樣品進行觀察而得到的圖像信息制作的、xy面的剖面（z視點）和xz面（y視點）的投影圖（示意圖）。再有，在圖8中，與圖2相同的附圖標記為同一結(jié)構(gòu)，并省略重復(fù)的說明。

在本實施方式中，特定觀察對象物c3、c4共存于相同的z坐標，單個特定觀察對象物比另一個小。在加工剖面到達z坐標z31時，特定觀察對象物c3在剖面出現(xiàn)。此時，與上述的方法同樣地，開始針對特定觀察對象物c3取得預(yù)先確定的觀察區(qū)域即特定部位的sem像，并且，以預(yù)先確定的定時和間隔開始利用聚焦離子束21的剖面加工。

在對特定觀察對象物c3進行加工和圖像取得的中途，在加工剖面到達z坐標z41時，另外的特定觀察對象物c4出現(xiàn)。關(guān)于特定觀察對象物c4，通過事先的光學(xué)顯微鏡觀察而預(yù)先知曉為在z方向上長的對象物。在圖8所示的例子中，在z坐標z41至z坐標z32，特定觀察對象物c3和特定觀察對象物c4在同一剖面露出。

關(guān)于z坐標z41至z坐標z32之間的利用聚焦離子束21的剖面加工間隔，以與特定觀察對象物c3對應(yīng)的間隔進行利用聚焦離子束21的剖面加工，但是，在特定觀察對象物c3消失后的z坐標z32以后也以同一加工間隔繼續(xù)加工直到z坐標z42。這是因為，當在中途改變同一特定觀察對象物的加工間隔時，在最終構(gòu)筑的三維立體像中產(chǎn)生視覺上的不協(xié)調(diào)。此外，即使在將特定觀察對象物c3和特定觀察對象物c4的三維立體像比較那樣的情況下，也通過為同一加工間隔，從而能夠以相同的分辨率比較z方向。

像這樣，通過保存特定觀察對象物c3和特定觀察對象物c4的圖像以及加工間隔的信息，從而能夠根據(jù)這些信息來構(gòu)筑特定觀察對象物c3和特定觀察對象物c4的三維立體像。

（剖面加工觀察方法：第三實施方式）

在上述的第一實施方式中，對特定觀察對象物（注目部分）沿著1個曲線存在的例子進行了說明，但是，本發(fā)明即使在特定觀察對象物分支為多個的情況下也能夠應(yīng)用。此外，即使在多個特定觀察對象物合為一體的情況下也能夠應(yīng)用。

圖9為預(yù)先使用光學(xué)顯微鏡對成為對象的樣品進行觀察而得到的、xy面的剖面（z方向視點）和xz面（y方向視點）的投影圖（示意圖）。再有，在圖9中，與圖2相同的附圖標記為同一結(jié)構(gòu)，并省略重復(fù)的說明。

特定觀察對象物c5為如y字那樣在中途分支的形狀，各個枝部的粗細不為固定，但是，預(yù)先由利用光學(xué)顯微鏡的觀察把握。在此，將枝部如圖9那樣分別設(shè)為c5a、c5b、c5c。

首先，從樣品s的表面（z坐標z0）起利用聚焦離子束21開始制作剖面，在z坐標z5a1，特定觀察對象物c5的枝部c5a出現(xiàn)。利用預(yù)先確定的聚焦離子束21的加工間隔和sem觀察區(qū)域繼續(xù)加工和觀察。在樣品s的加工剖面到達z坐標z5b1時，特定觀察對象物c5的枝部c5b出現(xiàn)。

此時，枝部c5a和枝部c5b共存于加工剖面。在枝部c5a和枝部c5b合為一體的z坐標z5c1之前枝部c5a和枝部c5b共存于相同的剖面的情況下，配合各個特定觀察對象物的大小按照預(yù)先確定的觀察區(qū)域（特定部位）來取得sem圖像。聚焦離子束21的加工間隔按照最初出現(xiàn)的特定觀察對象物的大小來維持直到特定觀察對象物消失是優(yōu)選的。

此外，利用sem的觀察區(qū)域根據(jù)特定觀察對象物的剖面積來適當變更也可。在圖9的情況下，在z坐標z5c1至z坐標z52之間，枝部c5c的剖面積逐漸地變小，但是，根據(jù)枝部c5c的剖面積配合預(yù)先確定的基準每次變更觀察區(qū)域也可。由此，能夠削減不存在特定觀察對象物的區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)量。此外，根據(jù)本實施方式的剖面加工觀察方法，即使特定觀察對象物的形狀為不定形，也能夠以高分辨率對樣品內(nèi)的特定觀察對象物進行三維立體顯示，并且，能夠削減記錄的圖像數(shù)據(jù)容量。此外，在加工條件、觀察條件不同的多個特定觀察對象物合為一體的情況下，分別配合加工間隔緊密的一個、分辨率高的一個。由此，即使在多個對象物合為一體的情況下，也能夠自動地取得期望的條件的觀察信息。

（剖面加工觀察方法：第四實施方式）

參照圖10~圖14并對使用了圖10所示的剖面加工觀察裝置的、本發(fā)明的剖面加工觀察方法的第四實施方式進行說明。

圖11、圖12、圖13、圖14是階段性地示出本發(fā)明的剖面加工觀察方法的第四實施方式中的觀察順序的說明圖。

首先，在x射線ct裝置中，得到樣品s的x射線ct圖像。

然后，如圖11所示那樣，對該樣品s的x射線ct圖像進行觀察，決定包含特定觀察對象物（注目部分）c11的樣品s內(nèi)的小區(qū)域即特定部位（關(guān)心區(qū)域）q，取得其三維位置坐標（xyz坐標）信息（位置信息取得工序），所述特定觀察對象物被包含在樣品s內(nèi)。

接著，基于特定部位q的三維位置坐標信息，從聚焦離子束鏡筒11朝向特定觀察對象物c11所存在的特定部位q照射聚焦離子束21，進行樣品s的特定部位q的剖面形成加工（剖面加工工序）。這樣的利用聚焦離子束21的樣品s的剖面形成加工的細節(jié)與第一實施方式同樣。

然后，從電子束（eb）鏡筒12朝向按照規(guī)定的間隔的每一個進行加工的樣品s的剖面之中包含特定觀察對象物c11的特定部位q照射電子束（eb）22，通過eds檢測器51對從樣品s的特定部位q產(chǎn)生的特性x射線進行檢測。然后，如圖12所示那樣，按照樣品s的各剖面的每一個構(gòu)筑剖面組成像。此時，能夠取得存在特定部位q的剖面整體的組成像和包含特定觀察對象物c11的小區(qū)域的高分辨率的組成像。

例如，在圖12所示的例子中，在特定部位q預(yù)先設(shè)定3個剖面f1、f2、f3，通過聚焦離子束21對該各個剖面進行加工。然后，在剖面f1、f2、f3的每一個中，取得剖面整體的組成像k1a、k2a、k3a以及包含特定觀察對象物c11的小區(qū)域的高分辨率剖面組成像k1b、k2b、k3b。在圖12的例子中，在設(shè)定為矩形的特定部位q的剖面f1、f2、f3中，對于剖面整體的組成像k1a、k2a、k3a，在分量g1、g2、g3之中存在特定觀察對象物（注目部分）c11。然后，根據(jù)高分辨率剖面組成像k1b、k2b、k3b，由分量g4、g5、g6構(gòu)成特定觀察對象物c11。

再有，在這樣的特定部位q的各加工剖面中，僅取得剖面整體的剖面組成像也可，此外，在存在2個以上的特定觀察對象物的情況下，也能夠取得2處以上的高分辨率剖面組成像。此外，通過特定部位q的全部的加工剖面來取得剖面組成像也可或者只有特定的剖面而選擇性地取得剖面組成像也可。

通過以上那樣的工序，例如，如圖13所示那樣，在特定部位q的3個剖面f1、f2、f3中，得到剖面整體的組成像k1a、k2a、k3a以及包含特定觀察對象物c11的小區(qū)域的高分辨率剖面組成像k1b、k2b、k3b。

接著，利用樣品s的剖面位置信息、各個剖面f1、f2、f3中的組成像k1a、k2a、k3a、以及高分辨率剖面組成像k1b、k2b、k3b，構(gòu)筑圖14所示那樣的包含特定觀察對象物的特定部位q的三維立體組成像r（立體像生成工序）。在此，例如，使用計算機（控制部26）通過圖像處理程序來生成（構(gòu)筑）包含特定觀察對象物的特定部位q的三維立體組成像。

通過立體像生成工序得到的三維立體組成像r由將示出特定部位q整體的分量的立體組成像和以高分辨率分析特定觀察對象物后的高分辨率立體組成像合成后的像構(gòu)成。

如以上那樣，通過在各個加工剖面中使用eds檢測器51對特定x射線進行檢測，從而取得剖面組成像，由此，能夠得到包含特定觀察對象物的特定部位q的三維立體組成像r。

說明了本發(fā)明的若干個實施方式，但是，這些實施方式出示為例子，并不意圖限定發(fā)明的范圍。這些實施方式能夠通過其他的各種方式實施，能夠在不偏離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行各種省略、替換、變更。這些實施方式或其變形與被包含在發(fā)明的范圍或主旨內(nèi)同樣地被包含在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明和其均等的范圍內(nèi)。

附圖標記的說明

10剖面加工觀察裝置

11聚焦離子束（fib）鏡筒

12電子束（eb）鏡筒

13光學(xué)顯微鏡筒（光學(xué)顯微鏡）13

26控制部

51eds檢測器。