JP5142240B2

JP5142240B2 - 荷電ビーム装置及び荷電ビーム加工方法

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Publication number: JP5142240B2
Application number: JP2006008702A
Authority: JP
Inventors: 博幸武藤; 亨石谷
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2026-01-17
Also published as: JP2007193977A

Description

本発明は、例えば半導体デバイスの基板から取り出した微細試料に、ＦＩＢ（Focused Ion Beam：集束イオンビーム）を用いた特定個所の微細加工を利用して、その加工面を作製し、かつその加工面を走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ:Scanning Transmission Electron Microscopy）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ:Transmission Electron Microscopy）、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ:Scanning Electron Microscopy）などで観察する荷電ビーム装置及び荷電ビーム加工方法に関する。

ＦＩＢ装置とＳＴＥＭの組み合わせに関する技術は、特許文献１に開示されている。ＦＩＢ加工により作製されたＳＴＥＭ観察用試料は、イオンビーム軸と電子ビーム軸の交点に置かれ、ＦＩＢによる追加工とＳＴＥＭ観察ができることが示されている。イオンビーム軸と電子ビーム軸は鋭角交差であり、ＦＩＢ追加工とＳＴＥＭ観察間でＳＴＥＭ試料は両軸に垂直な回転軸周辺で回転させる。

一方、ＴＥＭ試料作製に関する技術が、特許文献２に開示されている。そこではＦＩＢで薄膜加工するＴＥＭ試料の膜厚を調べるために、その試料の加工断面と垂直な方向から電子ビームを照射し、電子ビーム照射強度と試料を透過した電子ビームとの強度比を検出している。ここでの透過電子ビームは、ＳＴＥＭ信号である散乱角のきわめて小さい透過ビームと透過散乱した散乱ビームとを区別した検出は行っておらず、ＳＴＥＭ観察観点からの試料膜厚モニターにはなっていない。

同種の技術は、特許文献３にも開示されている。また、特許文献４においては、ＴＥＭ装置の試料室にＴＥＭの電子ビーム軸と直角方向にＦＩＢ照射系を配置し、ＦＩＢ加工で作製したＴＥＭ試料を大気に取り出すことなく、そのままＴＥＭ観察できるのが特徴で、ＦＩＢ追加工時などのスループットの悪さを解決する装置として開示されている。そこでは試料膜厚の制御としてＴＥＭ像モニターについても開示されている。

また、特許文献５では、ＴＥＭ装置の電子ビーム照射系軸に対しＦＩＢ照射系軸を斜め方向（＜９０度）に取り付け、ＦＩＢ加工中試料のその場ＴＥＭ観察例が開示されている。しかし、ＦＩＢは試料面に対し斜め入射となっているため、ＦＩＢ入射軸とほぼ平行に加工作製する断面薄膜試料に比べ、ビーム損傷が深く形成されるという欠点がある。

また、ＳＴＥＭ装置の照射電子ビームのエネルギーは、従来はＴＥＭと同じく２００ｋｅＶ程度と高エネルギーであったが、最近では、非特許文献１に報告されているように、３０ｋｅＶと従来のＳＥＭと同じエネルギー領域でＳＴＥＭ観察が行われるようになった。電子ビームの照射エネルギーが低下すると薄膜試料の透過能力も低下するため、低エネルギーＳＴＥＭ装置では一般的にＦＩＢ加工で作製する薄膜試料に高精度の膜厚管理が要求されている。

試料の仕上げ加工に関しては、試料の加工断面を垂直に加工するための技術が特許文献６に開示されている。加工の仕上げ段階で試料を３度から６度傾斜させることで垂直な断面を得るのであるが、イオンビームの照射により生じるダメージ層への対策は言及されていない。また、特許文献７には、ビームの電流密度分布の影響を更に減らすために、試料の加工断面位置にイオンビームの最小錯乱円がくるようにして、入射角１６は９０度に近づく（試料の加工断面から見ると、垂直入射に近づく方向）ようにすることが示されている。

これまで多くはＦＩＢ加工とＳＴＥＭ観察を別々の装置で行っており、ＦＩＢ装置で加工作製したＳＴＥＭ用薄膜試料は、一旦、ＦＩＢ装置から取り出した後にＳＴＥＭ装置に入れて観察する必要があった。そのため、ＳＴＥＭ観察とＦＩＢ追加工の繰り返しによって観察個所を更に特定しながらでの薄膜化加工のニーズにはスループットの観点から十分に応えられていなかった。しかしながら、最近はＦＩＢ加工とＳＴＥＭ観察を一体化した装置が出されスループットの改善が計られている。

ＳＴＥＭ像観察の観点からは、加速電圧を下げた観察が普及するにつれて電子ビームの試料に対する透過に関して課題が顕在化してきた。電子ビームのエネルギーが低下すると、電子ビームが薄膜試料を透過する能力が低下するため、この透過能力の低下を補うために薄膜試料の厚さをより薄くする必要がある。試料厚さが薄くなるほどイオンビームによる試料加工は難しくなり、加工の終了検出の失敗による所望領域の損失の危険性も高くなる。通常、イオンビームの照射によりイオンビームの照射を受けた試料の加工断面（加工により生成した断面も同様である）近傍には結晶構造がアモルファス化したダメージ層が生じる。このダメージ層はＳＴＥＭ観察の像質の低下を招いてしまうため、より薄くなった試料の所望領域への損傷を減らした上でダメージ層を除去する必要がある。

本発明が解決しようとする課題は、所望の領域への損傷を最小限にしてダメージ層を効果的に除去することと、より薄膜試料の厚さが薄くなった試料の加工失敗を防ぐための加工終了ポイントの検出であり、これらの課題を解決する装置を提供する。

本発明の荷電ビーム装置は、イオンビームを発生させると共に集束させ試料上を走査させるイオン光学系と、電子ビームを発生させると共に集束させ前記試料上を走査させる電子光学系と、前記試料を透過した電子を検出する透過電子検出器と、前記試料から発生する二次電子を検出する二次電子検出器と、前記試料を配置する試料保持機構と、各ユニットを制御する制御部とを具備する荷電ビーム装置において、仕上げ加工に用いる前記イオンビームのエネルギーは主加工に用いる前記イオンビームのエネルギーよりも低い５ｋＶ以下のエネルギーであり、かつ、前記仕上げ加工に用いる前記イオンビームの前記試料の加工断面への入射角は前記主加工に用いる前記イオンビームの前記試料の加工断面への入射角であるほぼ０度とは異なる前記試料の加工断面に対して水平入射の３度以上から垂直入射の９０度以下の角度であり、前記試料保持機構により前記イオンビームの光軸と前記電子ビームの光軸とを含む平面に対して垂直方向の回転軸に対して前記試料を回転し、前記回転軸に加えて少なくとも前記イオンビームの光軸と前記電子ビームの光軸とを含む平面に対して垂直方向の回転軸に垂直で、かつ前記試料の加工断面と平行な回転軸に対して前記試料を回転させ、少なくとも走査透過型電子顕微鏡による観察を行うことができ、前記試料に対し前記イオンビームによる加工と前記電子ビームによる観察を連続的あるいは断続的に行い、前記イオンビームによる前記試料の加工の進行度合いは前記走査透過型電子顕微鏡の像の変化を用いて検出され、前記イオンビームによる前記試料の仕上げ加工の終了は前記走査透過型電子顕微鏡の像の輝度、コントラスト、ＳＮ比または像分解能の変化の検出に基づいて行われることを特徴とする。

また、本発明の荷電ビーム加工方法は、イオン光学系によりイオンビームを発生させると共に集束させ試料上を走査させ、電子光学系により電子ビームを発生させると共に集束させ前記試料上を走査させ、透過電子検出器により前記試料を透過した電子を検出し、二次電子検出器により前記試料から発生する二次電子を検出し、試料保持機構により前記試料を配置し、制御部により各ユニットを制御する荷電ビーム装置における荷電ビーム加工方法において、仕上げ加工に用いる前記イオンビームのエネルギーは主加工に用いる前記イオンビームのエネルギーよりも低い５ｋＶ以下のエネルギーであり、かつ、前記仕上げ加工に用いるビーム径が増大し、ビーム電流密度の分布形状も鈍り集束状態の悪いブロードビームの全体を利用する前記イオンビームの前記試料の加工断面への入射角は前記主加工に用いる前記イオンビーム前記試料の加工断面への入射角であるほぼ０度とは異なる試料の加工断面に対して水平入射の３度以上から垂直入射の９０度以下の角度となって前記試料保持機構により前記イオンビームの光軸と前記電子ビームの光軸とを含む平面に対して垂直方向の回転軸に対して前記試料を回転し、前記回転軸に加えて少なくとも前記イオンビームの光軸と前記電子ビームの光軸とを含む平面に対して垂直方向の回転軸に垂直で、かつ前記試料の加工断面と平行な回転軸に対して前記試料を回転させ、前記荷電ビーム装置は、少なくとも走査透過型電子顕微鏡による観察を行うことができ、前記試料に対し前記イオンビームによる加工と前記電子ビームによる観察を連続的あるいは断続的に行い、前記イオンビームによる前記試料の加工の進行度合いは走査透過型電子顕微鏡の像の変化を用いて検出され、前記イオンビームによる前記試料の加工の終了は前記走査透過型電子顕微鏡の像の変化を用いて検出され、前記イオンビームによる前記試料の仕上げ加工の終了は前記走査透過型電子顕微鏡の像の輝度、コントラスト、ＳＮ比または像分解能の変化の検出に基づいて行われることを特徴とする。

本発明によれば、仕上げ加工に使用するイオンビームのエネルギーを低くすると共に、試料への入射角度を試料形状に合わせて最適化することで効果的にダメージ層を除去できる。イオンビームのエネルギーを下げることでスパッタリング能力を減少させることができ、新たに生じるイオンビームの照射によるダメージ層の生成を減らすと共に、既に主加工で生じてしまった試料表面近傍のダメージ層に続く内部（試料表面から見ると、ダメージ層の下部分）への影響を減らして、ダメージ層を選択的かつ効率的に除去できる。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施例１の荷電粒子ビーム装置の試料が仕上げ加工時の状態である概略構成図である。図２は、試料が主加工時の状態である荷電粒子ビーム装置の概略構成図である。主に図１を使用して説明する。図１に示された荷電ビーム装置の実施例１は、イオンビームを発生させると共に集束させ試料上を走査させるイオン光学系１と、電子ビームを発生させると共に集束させ試料上を走査させる電子光学系２と、試料を透過した電子を検出する透過電子検出器３と、試料から発生する二次電子を検出する二次電子検出器４と、試料１０を配置する試料保持機構５と、各ユニットを制御する制御部６を真空容器２０に搭載し、オペレータに各観察像、測定データや操作ＧＵＩなどを知らしめる表示部２１とを具備している。電子ビームと試料１０とが交差する位置に存在する電子ビームの光軸１３に垂直な平面１１を境として、二次電子検出器４は電子光学系２の存在する空間側に配置され、透過電子検出器３電子光学系２の存在する空間と反対側の空間に配置されている。試料保持機構５は、イオンビームの光軸１２と電子ビームの光軸１３とを含む平面に対して垂直方向の回転軸１４に従い試料１０を回転することができる。また、回転軸１４に垂直で、かつ試料１０の加工断面とほぼ平行な回転軸１５に対して試料１０を回転することができる。試料１０は仕上げ加工時の状態を示しており、仕上げ加工に用いるイオンビームの試料１０への入射角１６は、３度以上９０度以下（試料の加工断面に対しては、ほぼ水平入射（３度）からほぼ垂直入射（９０度）の間となる）である。本実施例１ではおよそ３０度に示してある。尚、図２に示すように主加工では入射角１６はほぼ０度となる。イオン光学系１と電子光学系２（あるいはイオンビームの光軸１２と電子ビームの光軸１３）との配置角度１８は０度以上９０度以下である。０度とは、イオン光学系１と電子光学系とが同一であるハイブリッド光学系という特殊な場合である。

試料１０は、主加工により薄膜形状にする。この主加工は加工性能とスループットを重視しており、イオンビームのエネルギーは３０ｋＶから４０ｋＶの高いエネルギーに設定される。半導体デバイス等の内部を分析する場合には、試料の加工断面を観察したり分析をしたりすることが多く、一般に主加工のイオンビームの入射角は０度に設定する。通常、イオンビームを照射すると、イオンビームの照射を受けた試料の加工断面（加工により生成した断面も同様である）近傍には結晶構造がアモルファス化したダメージ層が生じる。

図３に、イオンビームの照射を受けた試料の加工断面（加工により生成した断面も同様である）近傍に結晶構造がアモルファス化したダメージ層が発生した状態を概略的に示した試料１０の断面図を示す。主加工の終了した薄膜試料の内部構造は、試料１０の観察や分析などを行う所望の表面３０（ここでは試料の加工断面に相当）から試料内部に向かってイオンビームの照射により発生したダメージ層３１が存在し、さらにその内部に表面や構造などを観察・分析したい所望の領域３２が存在する構成となっている。加速電圧が数百ｋＶのＳＴＥＭ観察では、たとえダメージ層３１が存在しても電子ビームは所望の領域３２を透過することができ、結晶構造の観察や元素分析といったことは可能である。しかし、ダメージ層３１はＳＴＥＭ像のノイズ成分となり、本質的に邪魔な存在である。また、加速電圧が数十ｋＶ以下のＳＴＥＭ観察では、電子ビームの試料透過能力が低下してしまうため、この透過能力の低下を補うために薄膜試料の厚さを更に薄くしなければならない。薄膜試料の厚さを薄くしてゆくとダメージ層３１の大きさは同じままで、所望の領域３２が薄くなってゆく。即ち、ノイズ成分の発生源の大きさは変わらないままで所望の情報源が減ってしまうのでダメージ層３１の悪影響がより大きくなってしまう。従って、所望の領域３２を傷めることを最小限にしてダメージ層３１を除去しなければならない。

そこで、ダメージ層３１の発生を少なくするために、仕上げ加工に用いるイオンビームのエネルギーを主加工に使用するイオンビームのエネルギーよりも低くする。本実施例１では５ｋＶ以下にする。イオンビームのエネルギーを下げるとスパッタリング能力が減少するため、試料の加工断面のごく近傍しか加工されない。したがって、ダメージ層の下部にある所望の領域３２に影響を与えずダメージ層３１を選択的に加工、すなわち除去でき、所望の領域を傷めることなく残すことができる。ダメージ層３１の除去が進み、所望の領域３２が試料の加工断面に接近してきてもイオンビームのエネルギーが低いため所望の領域３２への新たなダメージ層の生成は抑えられる。結果として最小限のダメージで所望の領域３２を試料の加工断面に露出させることができる。

以上はイオンビームのエネルギーを低くすることで得られる利点であるが、欠点もある。それは、スパッタリング能力の低下に伴う加工スループットの低下である。この欠点を補うために、スパッタリング速度の角度依存性を利用する。エネルギーを低くしたイオンビームによる仕上げ加工では、イオンビームの入射角１６が３度以上９０度以下（試料の加工断面に対しては、ほぼ水平入射（３度）からほぼ垂直入射（９０度））となるように試料保持機構５により試料１０を回転軸１４にそって回転し、イオンビームを基準に見て傾斜させて仕上げ加工を行うことでスループットの低下を抑える。これはまた、ビーム径が増大したイオンビームを効率的に利用すること、加工領域底部からのバックスパッタ粒子の影響低減の効果もある。ビーム径が増大したイオンビームで、従来のようにビームの裾部分のみを用いて仕上げ加工を行うのでは加工に使用しない無駄部分が多すぎて非効率である。イオンビームのエネルギーを下げるとビーム径が増大し、ビーム電流密度の分布形状も鈍り集束状態の悪いブロードビームに近づくため、ビーム全体を利用した方が効率的である。最適な入射角１６は、試料１０の加工部分の形状により加工底部から加工断面に帰ってくるバックスパッタの状態が変わるため、試料形状により変化する。

ビームの電流密度分布の影響を更に減らすには、特許文献７に示すように試料の加工断面位置にイオンビームの最小錯乱円がくるようにして、入射角１６は９０度に近づく（試料の加工断面から見ると、垂直入射に近づく方向）ようにすれば良い。例えば、試料の薄膜部の両側を加工する場合には、回転軸１４にそって試料１０を回転するか、回転軸１５にそって試料１０を回転すればよい。どちらの回転軸を使用するかは、試料形状により決まる。また、ピラー状に加工する場合には、何れかの回転軸に沿って試料１０を回転し続ければよい。

図４は、試料保持機構５の構成を示す実施例２である。試料保持機構５は、駆動軸を具備する試料ステージ７と、試料１０を固定する試料ホルダ８と、試料１０を取り上げるマニピュレート機構９から構成される。イオンビームの光軸１２と電子ビームの光軸１３とを含む平面に対して垂直方向の回転軸１４、あるいは回転軸１４に垂直かつ試料の加工断面とほぼ平行な回転軸１５あるいはその両方に対して試料１０を回転することができる機能は、試料ステージ７に具備してもマニピュレート機構９に具備しても良いし、その両方に具備してもよい。本実施例２では、試料１０の回転機能は試料ステージ７に具備している。

高精度な仕上げ加工を実現するには、ダメージ層の削減に加えて仕上げ加工の終了時点を正確に検出する必要がある。特に、加速電圧が数十ｋＶのＳＴＥＭ観察用試料を作成する場合には、従来よりも薄片試料の薄膜部を薄くするので、必然的に所望の領域３２が減少してしまい、仕上げ加工の実行過多による試料損失の危険性が高くなる。また、試料損失を恐れる余り、確認作業を増やすために加工と観察のサイクルを過剰に行うとスループットが落ちてしまう。

そこで、図５の実施例３では、仕上げ加工に用いるイオンビームの入射角１６を最適化し、電子ビームの試料１０の所望の観察面への入射角１７がほぼ９０度（すなわち所望の観察面（試料の加工断面）への電子ビームの入射角はほぼ０度）となるようにイオン光学系１と電子光学系２（あるいはイオンビームの光軸１２と電子ビームの光軸１３）との配置角度１８を調整してある。一例を挙げると、従来のＴＥＭ試料形状では入射角１６は１８度から３０度、配置角度１８は６０度から７２度となる。入射角１７をほぼ９０度とするのは、基本的にＳＴＥＭ観察試料は、所望の領域あるいは観察面が電子ビームに対してほぼ垂直となるように製作するからである。したがって、注目するものが所望の格子面となった場合には、この限りではない。図５の実施例３を用いて、初めから所望のＳＴＥＭ像を観察しながら仕上げ加工を行い、ＳＴＥＭ像が理想の状態になった時点で仕上げ加工を終了すれば、たとえ薄膜試料の薄膜厚さが薄くなろうとも理想状態で仕上げ加工を終了することができる。仕上げ加工の実行過多による試料損失も過剰な加工と観察のサイクルによるスループット低下も防ぐことができる。

仕上げ加工時に連続的あるいは断続的にＳＴＥＭ観察をし、ＳＴＥＭ像が所望の鮮明さとなったところで仕上げ加工を終了することで、仕上げ加工の行い過ぎによる所望領域の消失あるいは不十分な加工による観察像の不明瞭化を回避できる。これにより所望領域の消失による試料の作り直しや加工不十分による余計な追加工の手間がなくなり、最短時間で所望の試料が得られる。特に、イオン光学系と電子光学系の配置角度を仕上げ加工に用いるイオンビームの入射角に合わせて配置すれば、所望の断面を所望の角度でＳＴＥＭ観察しながら仕上げ加工が行えるので、より効率的かつ高精度なものとなる。

ＳＴＥＭ像の変化を自動検出する場合には、ＳＴＥＭ像の輝度、コントラスト、ＳＮ比、像分解能の何れか一つあるいは任意の複数の組み合わせを用いて検出すればよい。また、オペレータがリアルタイムで確認する場合には、表示装置２１に表示されるＳＴＥＭ像を見て判断すればよい。

本発明の実施例１の荷電粒子ビーム装置の概略構成図（試料は仕上げ加工の状態）である。本発明の実施例１の荷電粒子ビーム装置の概略構成図（試料は主加工の状態）である。仕上げ加工時の試料薄膜部の概略断面図である。本発明の実施例２の荷電粒子ビーム装置の試料保持機構の概略構成例（試料は仕上げ加工の状態）である。本発明の実施例３の荷電粒子ビーム装置の概略構成例（試料は仕上げ加工の状態）である。

符号の説明

１イオン光学系
２電子光学系
３透過電子検出器
４二次電子検出器
５試料保持機構
６制御部
７試料ステージ
８試料ホルダ
９マニピュレート機構
１０試料
１１電子ビームと試料とが交差する位置に存在する電子ビームの光軸に垂直な平面
１２イオンビームの光軸
１３電子ビームの光軸
１４イオンビームの光軸と電子ビームの光軸とを含む平面に対して垂直方向の回転軸
１５イオンビームの光軸と前記電子ビームの光軸とを含む平面に対して垂直方向の回転軸に垂直かつ前記試料の加工断面とほぼ平行な回転軸
１６仕上げ加工に用いるイオンビームの試料への入射角
１７電子ビームの試料の所望の観察面への入射角
１８前記イオン光学系と前記電子光学系との配置角度（あるいは前記イオンビームの光軸と前記電子ビームの光軸との配置角度）
２０真空容器
２１表示部
３０所望の表面
３１ダメージ層
３２所望の立体領域

Claims

イオンビームを発生させると共に集束させ試料上を走査させるイオン光学系と、電子ビームを発生させると共に集束させ前記試料上を走査させる電子光学系と、前記試料を透過した電子を検出する透過電子検出器と、前記試料から発生する二次電子を検出する二次電子検出器と、前記試料を配置する試料保持機構と、各ユニットを制御する制御部とを具備する荷電ビーム装置において、
仕上げ加工に用いる前記イオンビームのエネルギーは主加工に用いる前記イオンビームのエネルギーよりも低い５ｋＶ以下のエネルギーであり、かつ、前記仕上げ加工に用いる前記イオンビームの前記試料の加工断面への入射角は前記主加工に用いる前記イオンビームの前記試料の加工断面への入射角であるほぼ０度とは異なる前記試料の加工断面に対して水平入射の３度以上から垂直入射の９０度以下の角度であり、前記試料保持機構により前記イオンビームの光軸と前記電子ビームの光軸とを含む平面に対して垂直方向の回転軸に対して前記試料を回転し、前記回転軸に加えて少なくとも前記イオンビームの光軸と前記電子ビームの光軸とを含む平面に対して垂直方向の回転軸に垂直で、かつ前記試料の加工断面と平行な回転軸に対して前記試料を回転させ、
少なくとも走査透過型電子顕微鏡による観察を行うことができ、前記試料に対し前記イオンビームによる加工と前記電子ビームによる観察を連続的あるいは断続的に行い、前記イオンビームによる前記試料の加工の進行度合いは前記走査透過型電子顕微鏡の像の変化を用いて検出され、前記イオンビームによる前記試料の仕上げ加工の終了は前記走査透過型電子顕微鏡の像の輝度、コントラスト、ＳＮ比または像分解能の変化の検出に基づいて行われることを特徴とする荷電ビーム装置。
イオン光学系によりイオンビームを発生させると共に集束させ試料上を走査させ、電子光学系により電子ビームを発生させると共に集束させ前記試料上を走査させ、透過電子検出器により前記試料を透過した電子を検出し、二次電子検出器により前記試料から発生する二次電子を検出し、試料保持機構により前記試料を配置し、制御部により各ユニットを制御する荷電ビーム装置における荷電ビーム加工方法において、
仕上げ加工に用いる前記イオンビームのエネルギーは主加工に用いる前記イオンビームのエネルギーよりも低い５ｋＶ以下のエネルギーであり、かつ、前記仕上げ加工に用いる前記イオンビームの前記試料の加工断面への入射角は前記主加工に用いる前記イオンビーム前記試料の加工断面への入射角であるほぼ０度とは異なる試料の加工断面に対して水平入射の３度以上から垂直入射の９０度以下の角度であり、
前記試料保持機構により前記イオンビームの光軸と前記電子ビームの光軸とを含む平面に対して垂直方向の回転軸に対して前記試料を回転するステップと、前記回転軸に加えて少なくとも前記イオンビームの光軸と前記電子ビームの光軸とを含む平面に対して垂直方向の回転軸に垂直で、かつ前記試料の加工断面と平行な回転軸に対して前記試料を回転させるステップと、
前記荷電ビーム装置は、少なくとも走査透過型電子顕微鏡による観察を行うステップと、
前記試料に対し前記イオンビームによる加工と前記電子ビームによる観察を連続的あるいは断続的に行うステップと、
前記イオンビームによる前記試料の加工の進行度合いは走査透過型電子顕微鏡の像の変化を用いて検出され、前記イオンビームによる前記試料の加工の終了は前記走査透過型電子顕微鏡の像の変化を用いて検出され、前記イオンビームによる前記試料の仕上げ加工の終了は前記走査透過型電子顕微鏡の像の輝度、コントラスト、ＳＮ比または像分解能の変化の検出に基づいて行われるステップと、を備えていることを特徴とする荷電ビーム加工方法。