CN105388048A - 自动试样片制作装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供自动试样片制作装置，其使取出通过利用离子束的试样加工而形成的试样片并将其移设到试样片保持器的动作自动化。该自动试样片制作装置具备计算机，该计算机以在试样片与柱状部之间形成沉积膜的方式控制带电粒子束照射光学系统、试样片移设单元和气体供给部，直到试样片移设单元与试样片保持器之间的电气特性达到预定状态为止。

Description

自动试样片制作装置

技术领域

本发明涉及自动试样片制作装置。

背景技术

以往，公知有这样的装置：取出通过对试样照射由电子或离子构成的带电粒子束而制作的试样片，将试样片加工成适合于利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜等电子束观察、分析和计测等的各种工序的形状(例如，参照专利文献1)。

【专利文献1】日本特开平11－108810号公报

在上述现有技术的装置中，无法实现这样的技术：伴随试样片的微小化，提高为了将多个试样片高精度加工成均匀形状所需要的位置精度，使试样片的取样动作适当地自动化。

另外，在本说明书中使用的“取样”是指，取出通过对试样照射带电粒子束而制作的试样片，将该试样片加工成适合于观察、分析和计测等的各种工序的形状，更具体地是指，将对试样通过聚焦离子束的加工而形成的试样片移设到试样片保持器。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而作成的，本发明的目的是提供一种能够使取出通过利用离子束的试样加工而形成的试样片并将其移设到试样片保持器的动作自动化的自动试样片制作装置。

为了解决上述课题而达到上述目的，本发明采用了以下的方式。

(1)本发明的一个方式的自动试样片制作装置，其从试样自动制作试样片，具备：带电粒子束照射光学系统，其照射带电粒子束；试样载物台，其放置并移动所述试样；试样片移设单元，其保持并运送从所述试样分离和取出的所述试样片；保持器固定座，其保持具有柱状部的试样片保持器，其中所述试样片被移设到该柱状部；气体供给部，其供给通过所述带电粒子束的照射形成沉积膜(depositedfilm)的气体；以及计算机，其以在所述试样片与所述柱状部之间形成所述沉积膜的方式控制所述带电粒子束照射光学系统、所述试样片移设单元和所述气体供给部，直到所述试样片移设单元与所述试样片保持器之间的电气特性达到预定状态为止。

(2)在上述(1)所述的自动试样片制作装置中，形成有所述沉积膜的所述试样片与所述柱状部之间的间隔是1μm以下。

(3)在上述(2)所述的自动试样片制作装置中，形成有所述沉积膜的所述试样片与所述柱状部之间的间隔是100nm以上且200nm以下。

(4)在上述(1)至(3)中任一项所述的自动试样片制作装置中，所述计算机在将待形成所述沉积膜的所述试样片与所述柱状部之间的间隔设定为预定间隔时，以使所述试样片与所述柱状部接触之后分开配置的方式控制所述试样片移设单元。

(5)在上述(1)至(4)中任一项所述的自动试样片制作装置中，所述计算机在将所述试样片移设到所述柱状部之后，以向所述试样片移设单元与所述试样片之间的所述沉积膜照射所述带电粒子束的方式控制所述带电粒子束照射光学系统，直到所述试样片移设单元与所述试样片保持器之间的电气特性达到第2预定状态为止。

(6)在上述(1)至(5)中任一项所述的自动试样片制作装置中，所述计算机将所述试样片移设单元与所述试样片保持器之间的导通状态、以及所述试样片和所述柱状部的吸收电流像中至少任一方用作所述电气特性。

(7)在上述(6)所述的自动试样片制作装置中，所述计算机当以在所述试样片与所述柱状部之间形成所述沉积膜的方式控制所述带电粒子束照射光学系统、所述试样片移设单元和所述气体供给部时，在预定时间以内所述导通状态未达到所述预定状态的情况下，将所述吸收电流像用作所述电气特性。

(8)在上述(1)至(7)中任一项所述的自动试样片制作装置中，所述计算机当以在所述试样片与所述柱状部之间形成所述沉积膜的方式控制所述带电粒子束照射光学系统、所述试样片移设单元和所述气体供给部时，在预定时间以内所述电气特性未达到所述预定状态的情况下，中断将所述试样片移设到所述柱状部的动作。

(9)在上述(8)所述的自动试样片制作装置中，所述计算机在中断将所述试样片移设到所述柱状部的动作的情况下，以通过向所述试样片移设单元与所述试样片之间的所述沉积膜照射所述带电粒子束来使所述试样片移设单元与所述试样片分离的方式控制所述带电粒子束照射光学系统。

根据本发明的自动试样片制作装置，可以使取出通过利用离子束的试样加工而形成的试样片并将其移设到试样片保持器的动作自动化。

附图说明

图1是本发明的实施方式的自动试样片制作装置的结构图。

图2是示出形成为本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、试样的试样片的俯视图。

图3是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、试样片保持器的俯视图。

图4是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、试样片保持器的侧视图。

图5是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的动作的流程图中、特别是初始设定工序的流程图。

图6是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的动作的流程图中、特别是试样片拾取(pickup)工序的流程图。

图7是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的动作的流程图中、特别是试样片架置(mount)工序的流程图。

图8是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的动作的流程图中、特别是针研磨(needlemilling)工序的流程图。

图9是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过聚焦离子束得到的针的前端的模板的图。

图10是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过电子束得到的针的前端的模板的图。

图11是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的针的前端的图。

图12是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过电子束得到的图像数据中的针的前端的图。

图13是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的针的前端和试样片的图。

图14是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过电子束得到的图像数据中的针的前端和试样片的图。

图15是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的包含针和试样片的连接加工位置的加工框的图。

图16是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的试样和试样片的支撑部的切断加工位置T1的图。

图17是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过电子束得到的图像数据中的使试样片连接的针退避的状态的图。

图18是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过电子束得到的图像数据中的使载物台相对于试样片连接的针退避的状态的图。

图19是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的柱状部的试样片的安装位置的图。

图20是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过电子束得到的图像数据中的柱状部的试样片的安装位置的图。

图21是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的在试样座的试样片的安装位置周边停止移动的针的图。

图22是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过电子束得到的图像数据中的在试样座的试样片的安装位置周边停止移动的针的图。

图23是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的用于使与针连接的试样片连接到试样座的加工框的图。

图24是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的用于切断使针与试样片连接的沉积膜的切断加工位置的图。

图25是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的使针退避的状态的图。

图26是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过电子束得到的图像数据中的使针退避的状态的图。

图27是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的针的前端形状的图。

图28是使应研磨的加工框与图27所示的图像重叠显示的图。

图29是示出在本发明的实施方式的自动试样片制作装置中、基于通过聚焦离子束照射得到的图像的柱状部和试样片的位置关系的说明图。

图30是示出在本发明的实施方式的自动试样片制作装置中、基于通过电子束照射得到的图像的柱状部和试样片的位置关系的说明图。

图31是示出在本发明的实施方式的自动试样片制作装置中、基于通过电子束照射得到的图像的利用柱状部和试样片的边缘(edge)的模板的说明图。

图32是对示出在本发明的实施方式的自动试样片制作装置中、使柱状部与试样片连接时的位置关系的模板进行说明的说明图。

图33是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的与试样片连接的针的旋转角度0°时的接近模式的状态的图。

图34是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过电子束得到的图像数据中的与试样片连接的针的旋转角度0°时的接近模式的状态的图。

图35是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的与试样片连接的针的旋转角度90°时的接近模式的状态的图。

图36是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过电子束得到的图像数据中的与试样片连接的针的旋转角度90°时的接近模式的状态的图。

图37是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的与试样片连接的针的旋转角度180°时的接近模式的状态的图。

图38是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置的、通过电子束得到的图像数据中的与试样片连接的针的旋转角度180°时的接近模式的状态的图。

标号说明

10：自动试样片制作装置；10a：带电粒子束装置；11：试样室；12：载物台(试样载物台)；13：载物台驱动机构；14：聚焦离子束照射光学系统(带电粒子束照射光学系统)；15：电子束照射光学系统(带电粒子束照射光学系统)；16：检测器；17：气体供给部；18：针；19：针驱动机构；20：显示装置；21：计算机；22：输入器件；33：试样座；34：柱状部；P：试样片保持器；Q：试样片；R：二次带电粒子；S：试样。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的、能够自动制作试样片的自动试样片制作装置进行说明。

图1是本发明的实施方式的、具备带电粒子束装置10a的自动试样片制作装置10的结构图。本发明的实施方式的自动试样片制作装置10具备带电粒子束装置10a。如图1所示，带电粒子束装置10a具备：试样室11，其能够将内部维持为真空状态；载物台12，其能够在试样室11的内部使试样S和试样片保持器P固定；以及载物台驱动机构13，其驱动载物台12。带电粒子束装置10a具备聚焦离子束照射光学系统14，该聚焦离子束照射光学系统14向试样室11的内部中的预定的照射区域(也即扫描范围)内的照射对象照射聚焦离子束(FIB)。带电粒子束装置10a具备电子束照射光学系统15，该电子束照射光学系统15向试样室11的内部中的预定的照射区域内的照射对象照射电子束(EB)。带电粒子束装置10a具备检测器16，该检测器16检测通过聚焦离子束或者电子束的照射而从照射对象产生的二次带电粒子(二次电子、二次离子)R。带电粒子束装置10a具备气体供给部17，该气体供给部17向照射对象的表面供给气体G。气体供给部17具体地是外径200μm左右的喷嘴17a等。带电粒子束装置10a具备：针18，其从固定在载物台12上的试样S中取出微小的试样片Q，保持试样片Q并将其移设到试样片保持器P；和针驱动机构19，其驱动针18并运送试样片Q。有时也将该针18和针驱动机构19合称为试样片移设单元。带电粒子束装置10a具备：显示基于由检测器16检测出的二次带电粒子R的图像数据等的显示装置20、计算机21、和输入器件22。

另外，聚焦离子束照射光学系统14和电子束照射光学系统15的照射对象是固定在载物台12上的试样S、试样片Q和存在于照射区域内的针18和试样片保持器P等。

该实施方式的带电粒子束装置10a通过对照射对象的表面边扫描边照射聚焦离子束，能够执行被照射部的图像化、利用溅射的各种加工(挖掘、修整(trimming)加工等)和沉积膜的形成等。带电粒子束装置10a能够执行从试样S形成利用透射型电子显微镜的透射观察用的试样片Q(例如，薄片试样、针状试样等)和利用电子束的分析试样片的加工。带电粒子束装置10a能够执行将移设到试样片保持器P的试样片Q做成适于利用透射型电子显微镜的透射观察的期望厚度(例如，5～100nm等)的薄膜的加工。带电粒子束装置10a通过对试样片Q和针18等的照射对象的表面边扫描边照射聚焦离子束或者电子束，能够执行照射对象的表面观察。

图2是示出在本发明的实施方式的带电粒子束装置10a中、将聚焦离子束照射到试样S表面(斜线部)而形成的、从试样S取出之前的试样片Q的俯视图。标号F表示利用聚焦离子束的加工框、也即聚焦离子束的扫描范围，其内侧(白色部)表示通过聚焦离子束照射进行溅射加工而挖掘而成的加工区域H。标号Ref是表示形成试样片Q(未挖掘而保留)的位置的基准标记(referencemark)(基准点)，例如，是在后述的沉积膜(例如，一边1μm的正方形)通过聚焦离子束设置例如直径30nm的细微孔的形状，在利用聚焦离子束或电子束得到的图像中可以对比度良好地识别。为了识别该试样片Q的概略位置利用沉积膜，精密的位置对准利用细微孔。在试样S中试样片Q被蚀刻加工成保留与试样S连接的支撑部Qa并将侧部侧和底部侧的周边部刮入去除，通过支撑部Qa被外伸支撑在试样S上。试样片Q是长度方向的尺寸例如10μm、15μm、20μm左右、宽度(厚度)例如500nm、1μm、2μm、3μm左右的微小的试样片。

试样室11构成为，能够通过排气装置(省略图示)将内部排气直到处于期望的真空状态，并且能够维持期望的真空状态。

载物台12保持试样S。载物台12具备保持试样片保持器P的保持器固定座12a。该保持器固定座12a也可以是可以搭载多个试样片保持器P的构造。

图3是试样片保持器P的俯视图，图4是侧视图。试样片保持器P具备：具有切口部31的半圆形板状的基部32、和固定在切口部31上的试样座33。基部32例如以金属呈直径3mm和厚度50μm等的圆形板状形成。试样座33通过采用硅晶片通过半导体制造工艺来形成，利用导电型的粘接剂贴附在切口部31上。试样座33呈梳齿形状，具备分开配置而突出的多个(例如，5根、10根、15根、20根等)、移设有试样片Q的柱状部(以下也称为柱(pillar))34。通过使各柱状部34的宽度不同，使移设到各柱状部34的试样片Q与柱状部34的图像相对应，再通过与对应的试样片保持器P相对应而存储在计算机21内，即使在使用1个试样S制作多个试样片Q的情况下，也可以不出错地识别，通过后述的透射电子显微镜等的分析，也可以不出错地进行相应的试样片Q与试样S上的取出部位的对应。各柱状部34，例如其前端部的厚度形成为10μm以下且5μm以下等，保持安装在前端部上的试样片Q。

载物台驱动机构13在与载物台12连接的状态下被收容在试样室11的内部，根据从计算机21输出的控制信号使载物台12相对于预定轴位移。载物台驱动机构13具备移动机构13a，移动机构13a沿着至少平行于水平面且相互正交X轴和Y轴、以及与X轴和Y轴正交的垂直方向的Z轴平行地使载物台12移动。载物台驱动机构13具备：使载物台12绕X轴或Y轴倾斜的倾斜机构13b、和使载物台12绕Z轴旋转的旋转机构13c。

聚焦离子束照射光学系统14在试样室11的内部使射束出射部(省略图示)在照射区域内的载物台12的垂直方向上方的位置面对载物台12，并使光轴与垂直方向平行而固定在试样室11上。由此，能够从垂直方向上方向下方对固定在载物台12上的试样S、试样片Q和存在于照射区域内的针18等的照射对象照射聚焦离子束。

聚焦离子束照射光学系统14具备：产生离子的离子源14a、和使从离子源14a导出的离子聚焦并偏转的离子光学系统14b。离子源14a和离子光学系统14b根据从计算机21输出的控制信号被控制，聚焦离子束的照射位置和照射条件等由计算机21控制。离子源14a是例如使用液体镓等的液体的金属离子源、等离子体型离子源、气体电场电离型离子源等。离子光学系统14b具备例如聚光透镜等的第1静电透镜、静电偏转器、物镜等的第2静电透镜等。

电子束照射光学系统15在试样室11的内部使射束出射部(省略图示)在相对于照射区域内的载物台12的垂直方向倾斜了预定角度(例如60°)的倾斜方向上面对载物台12，并使光轴平行于倾斜方向而固定在试样室11上。由此，能够从倾斜方向的上方向下方对固定在载物台12上的试样S、试样片Q和存在于照射区域内的针18等的照射对象照射电子束。

电子束照射光学系统15具备：产生电子的电子源15a、和使从电子源15a射出的电子聚焦并偏转的电子光学系统15b。电子源15a和电子光学系统15b根据从计算机21输出的控制信号被控制，电子束的照射位置和照射条件等由计算机21控制。电子光学系统15b具备例如电磁透镜和偏转器等。

另外，也可以更换电子束照射光学系统15和聚焦离子束照射光学系统14的配置，将电子束照射光学系统15配置在垂直方向上，将聚焦离子束照射光学系统14配置在相对于垂直方向倾斜了预定角度的倾斜方向上。

检测器16检测当聚焦离子束或电子束照射到试样S和针18等的照射对象上时从照射对象放射的二次带电粒子(二次电子和二次离子)R的强度(也即，二次带电粒子的量)，输出二次带电粒子R的检测量的信息。检测器16配置在试样室11的内部在能够检测二次带电粒子R的量的位置、例如相对于照射区域内的试样S等的照射对象斜上方的位置等，固定在试样室11上。

气体供给部17固定在试样室11上，在试样室11的内部具有气体喷射部(也称为喷嘴)，使其面对载物台12来配置。气体供给部17能够将用于使用试样S的材质选择性促进利用聚焦离子束的试样S的蚀刻的蚀刻用气体、和用于在试样S的表面上形成由金属或绝缘体等的堆积物引起的沉积膜的沉积用气体等提供给试样S。例如将针对Si系的试样S的氟化氙、和针对有机系的试样S的水等的蚀刻用气体与聚焦离子束的照射一起提供给试样S，由此选择性促进蚀刻。并且，通过例如将含有铂、碳、或钨等的沉积用气体与聚焦离子束的照射一起提供给试样S，可以将从沉积用气体分解的固体成分堆积(沉积)在试样S的表面。作为沉积用气体的具体例，作为含碳的气体有菲和萘等，作为含铂的气体有三甲基乙基环戊二烯合铂等，并且作为含钨的气体有六羰基钨等。并且，利用供给气体，即使通过照射电子束，也可以进行蚀刻或沉积(deposite)。

针驱动机构19在与针18连接的状态下被收容在试样室11的内部，根据从计算机21输出的控制信号使针18位移。针驱动机构19与载物台12一体设置，例如当载物台12通过倾斜机构13b绕倾斜(tilt)轴(也即X轴或Y轴)旋转时，与载物台12一体移动。针驱动机构19具备：使针18沿着三维坐标轴的各方平行移动的移动机构(省略图示)、和使针18绕针18的中心轴旋转的旋转机构(省略图示)。另外，该三维坐标轴独立于试样载物台的正交3轴坐标系，对于采用平行于载物台12的表面的二维坐标轴的正交3轴坐标系，在载物台12的表面处于倾斜状态、旋转状态的情况下，该坐标系倾斜、旋转。

计算机21配置在试样室11的外部，连接有显示装置20、以及输出与操作者的输入操作对应的信号的鼠标和键盘等的输入器件22。

计算机21根据从输入器件22输出的信号或者通过预先设定的自动运转控制处理而生成的信号等，统一控制带电粒子束装置10a的动作。

计算机21将在照射带电粒子束的照射位置的同时由检测器16检测的二次带电粒子R的检测量转换为与照射位置相对应的亮度信号，根据二次带电粒子R的检测量的二维位置分布生成表示照射对象的形状的图像数据。在吸收电流图像模式中，计算机21通过检测在扫描带电粒子束的照射位置的同时流过针18的吸收电流，根据吸收电流的二维位置分布(吸收电流图像)生成表示针18的形状的吸收电流图像数据。计算机21使显示装置20显示所生成的各图像数据，以及用于执行各图像数据的放大、缩小、移动和旋转等的操作的画面。计算机21使显示装置20显示用于进行自动序列控制中的模式选择和加工设定等的各种设定的画面。

本发明的实施方式的带电粒子束装置10a具备上述结构，下面，对该带电粒子束装置10a的动作进行说明。

以下，针对计算机21执行的自动试样取样的动作、也即使通过利用带电粒子束(聚焦离子束)的试样S的加工而形成的试样片Q自动移动到试样片保持器P的动作，大致分为初始设定工序、试样片拾取工序、试样片架置工序、针研磨工序依次进行说明。

<初始设定工序>

图5是示出由本发明的实施方式的带电粒子束装置10a进行的自动试样制作的动作中初始设定工序流程的流程图。首先，计算机21在自动序列开始时根据操作者的输入进行后述的姿势控制模式的有无等的模式选择、模板匹配用的观察条件、以及加工条件设定(加工位置、尺寸、个数等的设定)等(步骤S010)。

其次，计算机21生成柱状部34的模板(步骤S020至步骤S027)。在该模板生成中，首先，计算机21进行由操作者设置在载物台12的保持器固定座12a上的试样片保持器P的位置登记处理(步骤S020)。计算机21在取样工艺的最初生成柱状部34的模板。计算机21按各柱状部34生成模板。计算机21进行各柱状部34的载物台坐标取得和模板生成，将它们以成组(set)方式存储，之后在通过模板匹配(模板与图像的重合)判定柱状部34的形状时使用。计算机21预先存储例如图像自身、从图像中提取出的边缘信息等作为在模板匹配时使用的柱状部34的模板。计算机21在之后的工艺中，在载物台12的移动后进行模板匹配，根据模板匹配的得分(score)判定柱状部34的形状，从而可以识别柱状部34的正确位置。另外，作为模板匹配用的观察条件，由于可以实施正确的模板匹配，优选使用与模板生成用相同的对比度、倍率等的观察条件。

计算机21通过先于后述的试样片Q的移动进行试样片保持器P的位置登记处理，可以预先确认实际存在合适形状的试样座33。

在该位置登记处理中，首先，作为粗调整的动作，计算机21通过载物台驱动机构13移动载物台12，使照射区域与在试样片保持器P中安装有试样座33的位置进行位置对准。其次，作为微调整的动作，计算机21从通过带电粒子束(聚焦离子束和电子束的各方)的照射而生成的各图像数据中提取使用事先根据试样座33的设计形状(CAD信息)生成的模板来构成试样座33的多个柱状部34的位置。然后，计算机21将提取出的各柱状部34的位置坐标和图像作为试样片Q的安装位置进行登记处理(存储)(步骤S023)。此时，各柱状部34的图像与预先准备好的柱状部的设计图、CAD图、或者柱状部34的标准品的图像进行比较，确认各柱状部34的变形、缺失、脱落等的有无，如果是不良，则还将是不良品与该柱状部的坐标位置和图像一起存储。

其次，判定当前登记处理执行中的试样片保持器P是否没有应登记的柱状部34(步骤S025)。在该判定结果是“NO”的情况下，也即，在应登记的柱状部34的剩余数m是1以上的情况下，使处理回到上述的步骤S023，重复步骤S023和S025直到没有柱状部34的剩余数m。另一方面，在该判定结果是“YES”的情况下，也即，在应登记的柱状部34的剩余数m是零的情况下，使处理进到步骤S027。

在保持器固定座12a上设置有多个试样片保持器P的情况下，将各试样片保持器P的位置坐标、该试样片保持器P的图像数据与针对各试样片保持器P的代码编号一起进行记录，并且，将与各试样片保持器P的各柱状部34的位置坐标对应的代码编号和图像数据进行存储(登记处理)。计算机21也可以按实施自动试样取样的试样片Q的数量依次实施该位置登记处理。

然后，计算机21判定是否没有应登记的试样片保持器P(步骤S027)。在该判定结果是“NO”的情况下，也即，在应登记的试样片保持器P的剩余数n是1以上的情况下，使处理回到上述的步骤S020，重复步骤S020和S027直到没有试样片保持器P的剩余数n。另一方面，在该判定结果是“YES”的情况下，也即，在应登记的试样片保持器P的剩余数n是零的情况下，使处理进到步骤S030。

由此，在使用1个试样S自动制作数10个试样片Q的情况下，在保持器固定座12a上对多个试样片保持器P进行位置登记，对其各个柱状部34的位置进行图像登记，因而可以将应安装数10个试样片Q的特定的试样片保持器P以及特定的柱状部34立即调用在带电粒子束的视野内。

另外，在该位置登记处理(步骤S020、S023)中，万一在试样片保持器P自身、或者柱状部34变形或破损、不处于可安装试样片Q的状态的情况下，与上述的位置坐标、图像数据、代码编号一起对应地还登记有“不可使用”(表示未安装试样片Q的记载)等。由此，计算机21在后述的试样片Q的移设时，可以跳过“不可使用”的试样片保持器P、或者柱状部34，使随后的正常的试样片保持器P或者柱状部34移动到观察视野内。

其次，计算机21使用带电粒子束的图像数据，识别预先形成在试样S上的基准标记Ref。计算机21使用所识别的基准标记Ref，从已知的基准标记Ref与试样片Q的相对位置关系识别试样片Q的位置，以使试样片Q的位置进入观察视野内的方式移动载物台(步骤S030)。

其次，计算机21通过载物台驱动机构13驱动载物台12，以使试样片Q的姿势成为预定姿势(例如，适于利用针18的取出的姿势等)的方式，使载物台12绕Z轴旋转与姿势控制模式对应的角度量(步骤S040)。

其次，计算机21使用带电粒子束的图像数据来识别基准标记Ref，从已知的基准标记Ref与试样片Q的相对位置关系识别试样片Q的位置，进行试样片Q的位置对准(步骤S050)。

其次，计算机21通过针驱动机构19使针18移动到初始设定位置。初始设定位置例如预先设定的视野区域内的预定位置等，是在视野区域内位置对准完成的试样片Q的周边的预定位置等。计算机21在使针18移动到初始设定位置之后，使气体供给部17前端的喷嘴17a接近试样片Q的周边的预定位置，例如使其从载物台12的垂直方向上方的等待位置下降(步骤S060)。

计算机21在使针18移动时，使用在形成试样片Q的自动加工执行时形成在试样S上的基准标记Ref，可以高精度地把握针18与试样片Q的三维位置关系，可以使其适当地移动。

其次，计算机21进行以下处理，作为使针18与试样片Q接触的处理。

首先，计算机21切换到吸收电流图像模式，识别针18的位置(步骤S070)。计算机21通过在扫描带电粒子束的同时对针18进行照射来检测流入针18的吸收电流，生成通过从多个不同方向照射的带电粒子束得到的吸收电流图像数据。吸收电流图像具有的优点是，不会错误识别针18和背景，可以可靠地只识别针18。计算机21通过聚焦离子束的照射取得XY平面(与聚焦离子束的光轴垂直的面)的吸收电流图像数据，通过电子束的照射取得XYZ平面(与电子束的光轴垂直的平面)的吸收电流图像数据。计算机21可以使用从2个不同方向取得的各吸收电流图像数据来检测三维空间内的针18的前端位置。

这里，判定针18的形状(步骤S075)。若针18是预定的正常形状，则进到下一步骤S080，万一针18的前端形状由于变形或破损等而不处于可安装试样片Q的状态的情况下，跳到步骤S300，不执行步骤S080以后的全部步骤而结束自动试样取样的动作。也即，在针前端形状不良的情况下，无法执行该以上的作业，进行由装置操作者进行的针更换的作业。步骤S075中的针形状的判断是例如在1边200μm的观察视野中，在针前端位置从预定位置偏离100μm以上的情况下判断为不良品。另外，在步骤S075中，在判断为针形状不良的情况下，在显示装置20上显示“针不良”等(步骤S079)，对装置的操作者进行报警。

另外，计算机21也可以使用检测出的针18的前端位置，通过载物台驱动机构13驱动载物台12，将针18的前端位置设定为预先设定的视野区域的中心位置(视野中心)。

其次，计算机21使用检测出的针18的前端位置，取得基准图像数据作为针对针18的前端形状的模板匹配用的模板(步骤S080)。图9是示出通过聚焦离子束得到的针18的前端的模板的图，图10是示出通过电子束得到的针18的前端的模板的图。这里，在图9和图10中，针18的方向不同取决于聚焦离子束照射光学系统14、电子束照射光学系统15和检测器16的位置关系、以及由二次电子引起的图像的显示方向的不同，这是因为以不同的观察方向来观察同一针18。计算机21通过载物台驱动机构13驱动载物台12，在使试样片Q退避到视野区域外的状态下，使带电粒子束(聚焦离子束和电子束的各方)边扫描边照射针18。计算机21通过带电粒子束的照射取得表示从针18放出的二次带电粒子(二次电子或二次离子)R在多个不同平面内的位置分布的各图像数据。计算机21通过聚焦离子束的照射取得XY平面的图像数据，通过电子束的照射取得XYZ平面(与电子束的光轴垂直的平面)的图像数据。计算机21取得通过聚焦离子束和电子束得到的图像数据，作为模板(基准图像数据)进行存储。

计算机21由于将通过粗调整和微调整在使针18移动紧前实际取得的图像数据作为基准图像数据，因而可以不依赖各个针18的形状地进行高精度的图案匹配。而且，计算机21由于使载物台12退避，在背景不存在复杂的结构物的状态下取得各图像数据，因而可以取得可以明确把握排除了背景影响的针18的形状的模板(基准图像数据)。

另外，计算机21在取得各图像数据时，为了增大对象物的识别精度而使用预先存储的优选的倍率、亮度、对比度等的图像取得条件。

并且，计算机21取代将通过二次带电粒子R得到的图像数据用作基准图像，也可以将吸收电流图像数据用作基准图像。在该情况下，计算机21也可以不驱动载物台12来使试样片Q从视野区域退避，而针对2个不同的平面取得各吸收电流图像数据。

<试样片拾取工序>

图6是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置10a进行的自动试样片制作动作中、从试样S拾取试样片Q的拾取工序流程的流程图。这里，拾取是指通过利用聚焦离子束的加工或针将试样片Q从试样S分离、取出。

计算机21执行通过针驱动机构19使针18移动的针移动(粗调整)(步骤S090)。计算机21使用通过针对试样S的聚焦离子束和电子束得到的各图像数据，识别基准标记Ref(参照上述的图2)。计算机21使用所识别的基准标记Ref来设定针18的移动目标位置AP。计算机21将移动目标位置AP用作为了进行使针18和试样片Q通过沉积膜连接的加工所需要的位置，使预定的位置关系针对试样片Q的形成时的加工框F相对应。计算机21存储通过聚焦离子束的照射而将试样片Q形成在试样S上时的加工框F与基准标记Ref的相对位置关系的信息。计算机21使用所识别的基准标记Ref，使用基准标记Ref、加工框F和移动目标位置(试样片Q上的预定位置)AP的相对位置关系，使针18的前端位置朝移动目标位置AP在三维空间内移动。计算机21在使针18三维移动时，例如使其首先在X方向和Y方向上移动，其次使其在Z方向上移动。

图11和图12示出该状况，特别是，图11是示出通过聚焦离子束得到的图像数据中的针18的前端的图，图12是示出通过电子束得到的图像数据中的针18的前端的图。另外，在图11和图12中，针18的方向不同的原因如在图9、图10中说明所示。

并且，在图12中，显示有2根针18b、18c，然而为了示出针移动的状况，针对相同视野重合显示移动前后的针前端位置的图像数据，针18b和18c是同一针18。

另外，在上述的处理中，计算机21使用基准标记Ref，使用基准标记Ref，加工框F和移动目标位置AP的相对位置关系，使针18的前端位置朝移动目标位置AP在三维空间内移动，然而不限定于此。计算机21也可以不使用加工框F，而使用基准标记Ref和移动目标位置AP的相对位置关系，使针18的前端位置朝移动目标位置AP在三维空间内移动。

其次，计算机21执行通过针驱动机构19使针18移动的针移动(微调整)(步骤S100)。计算机21重复使用基准图像数据的图案匹配，在把握针18的前端位置的同时，使针18移动。计算机21对针18照射带电粒子束(聚焦离子束和电子束的各方)，重复取得通过带电粒子束得到的各图像数据。计算机21针对所取得的图像数据进行使用基准图像数据的图案匹配来取得针18的前端位置。计算机21根据所取得的针18的前端位置和移动目标位置使针18在三维空间内移动。

其次，计算机21进行停止针18的移动的处理(步骤S110)。计算机21在向包含移动目标位置的照射区域照射带电粒子束的状态下使针18移动，在判断为流过针18的吸收电流超过预定电流时，停止由针驱动机构19进行的针18的驱动。由此，计算机21将针18的前端位置配置为接近试样片Q的支撑部Qa的相反侧的侧部的移动目标位置AP。图13和图14示出该状况，是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置10的通过聚焦离子束得到的图像数据中的针18的前端和试样片Q的图(图13)，以及示出通过电子束得到的图像数据中的针18的前端和试样片Q的图(图14)。另外，图13和图14与图11和图12一样，除了对于聚焦离子束和电子束来说观察方向不同以外，观察倍率也不同，然而观察对象和针18相同。

其次，计算机21进行使针18与试样片Q连接的处理(步骤S120)。计算机21使用试样S的基准标记Ref，指定预先设定的连接加工位置。计算机21将连接加工位置设定为与试样片Q隔开预定间隔的位置。计算机21将预定间隔的上限设定为1μm，优选的是，将预定间隔设定为100nm以上且200nm以下。计算机21在预定期间中，在对设定于连接加工位置的包含加工框R1的照射区域照射聚焦离子束的同时，通过气体供给部17将气体提供给试样片Q和针18的前端表面。由此，计算机21使试样片Q和针18通过沉积膜(在图15至图25中省略图示，在图26中用标号DM2图示)连接。

在该步骤S120中，由于计算机21不使针18与试样片Q直接接触而在稍许隔开间隔的位置通过沉积膜连接，因而具有的优点是，可以防止由针18与试样片Q直接接触引起的损伤等故障。而且，可以防止在后面的工序中当针18和试样片Q通过由聚焦离子束照射引起的切断而分离时切断针18。而且，即使针18振动，也可以抑制该振动被传递到试样片Q。而且，即使在发生由试样S的蠕变(creep)现象引起的试样片Q的移动的情况下，也可以抑制在针18与试样片Q之间发生过度的形变(strain)。图15示出该状况，是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置10的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的包含针18和试样片Q的连接加工位置的加工框R1(沉积膜形成区域)的图。

计算机21在针18与试样片Q连接时，设定适合于当后面使与针18连接的试样片Q移设到试样片保持器P时所选择的各接近模式的连接姿势。计算机21对应于后述的多个(例如3个)不同的接近模式的各方，设定针18与试样片Q的相对连接姿势。

另外，计算机21也可以通过检测针18的吸收电流的变化，判定利用沉积膜的连接状态。计算机21也可以在判定为当针18的吸收电流达到预定的电流值时试样片Q和针18通过沉积膜连接的情况下，与预定时间的经过有无无关，停止沉积膜的形成。

其次，计算机21进行切断试样片Q与试样S之间的支撑部Qa的处理(步骤S130)。计算机21使用形成在试样S上的基准标记，指定预先设定的支撑部Qa的切断加工位置T1。计算机21在预定期间中，通过对切断加工位置T1照射聚焦离子束，使试样片Q与试样S分离。图13示出该状况，是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置10的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的试样S和试样片Q的支撑部Qa的切断加工位置T1的图。

计算机21通过检测试样S与针18的导通，判定试样片Q是否与试样S断开(步骤S133)。计算机21在切断加工结束后，也即，在切断加工位置T1处的试样片Q与试样S之间的支撑部Qa的切断完成后，在检测出试样S与针18的导通的情况下，判定为试样片Q未与试样S断开(NG)。计算机21在判定为试样片Q未与试样S断开(NG)的情况下，将该试样片Q与试样S的分离未完成通过在显示装置20上显示或者报警音进行通知(步骤S136)。然后，停止其以后的处理的执行，或者进行针修整，实施随后的取样。另一方面，计算机21在未检测处试样S与针18的导通的情况下，判定为试样片Q与试样S断开(OK)，继续其以后的处理的执行。

其次，计算机21进行针退避的处理(步骤S140)。计算机21通过针驱动机构19使针18朝垂直方向上方(也即Z方向的正方向)上升预定距离(例如，5μm等)。图17示出该状况，是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置10的通过电子束得到的图像数据中的、使试样片Q连接的针18退避的状态的图。

其次，计算机21进行载物台退避的处理(步骤S150)。如图18所示，计算机21通过载物台驱动机构13使载物台12移动预定距离。例如，朝垂直方向下方(也即Z方向的负方向)下降1mm、3mm、5mm。计算机21在使载物台12下降预定距离之后，使气体供给部17的喷嘴17a远离载物台12。例如，上升到垂直方向上方的等待位置。图18示出该状况，是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置10的通过电子束得到的图像数据中的、使载物台12相对于试样片Q连接的针18退避的状态的图。

其次，计算机21使针18移动到相互连接的针18和试样片Q的背景中不存在结构物的场所。这是为了在生成后续的针18和试样片Q的模板时，根据通过聚焦离子束和电子束的各方得到的试样片Q的图像数据可靠识别针18和试样片Q的边缘(轮廓)。计算机21使载物台12移动预定距离。判断试样片Q的背景(步骤S160)，若背景没有问题，则进到随后的步骤S170，若背景有问题，则使载物台12再移动预定量(步骤S165)，回到背景的判断(步骤S160)，重复直到背景不存在问题。

计算机21执行针和试样片的模板生成(步骤S170)。计算机21生成使固定有试样片Q的针根据需要旋转得到的姿势状态(也即，使试样片Q与试样座33的柱状部34连接的姿势)的针18和试样片Q的模板。由此，计算机21根据针18的旋转，根据通过聚焦离子束和电子束的各方得到的图像数据三维识别针18和试样片Q的边缘(轮廓)。另外，计算机21在针18的旋转角度0°的接近模式中，也可以不需要电子束，根据通过聚焦离子束得到的图像数据识别针18和试样片Q的边缘(轮廓)。

计算机21在指示载物台驱动机构13或者针驱动机构19以针18和试样片Q的背景中不存在结构物的方式使载物台12移动时，在针18未到达实际指示的场所的情况下，使观察倍率为低倍率来搜索针18，在未发现的情况下，使针18的位置坐标初始化，使针18移动到初始位置。

在该模板生成(步骤S170)中，首先，计算机21取得针对试样片Q和与试样片Q连接的针18的前端形状的模板匹配用的模板(基准图像数据)。计算机21在扫描照射位置的同时对针18照射带电粒子束(聚焦离子束和电子束的各方)。计算机21通过带电粒子束的照射取得表示从针18放出的二次带电粒子R的在多个不同平面内的位置分布的各图像数据。计算机21通过聚焦离子束的照射取得与聚焦离子束光轴垂直的面的图像数据，通过电子束的照射取得与电子束的光轴垂直的面的图像数据。计算机21将从2个不同方向取得的各图像数据作为模板(基准图像数据)进行存储。

计算机21针对通过聚焦离子束加工实际形成的试样片Q和与试样片Q连接的针18将实际取得的图像数据设定为基准图像数据，因而可以不依赖试样片Q和针18的形状地进行高精度的图案匹配。

另外，计算机21在取得各图像数据时，为了使试样片Q和与试样片Q连接的针18的形状的识别精度增大而使用预先存储的优选的倍率、亮度、对比度等的图像取得条件。

其次，计算机21进行针退避的处理(步骤S180)。计算机21通过针驱动机构19使针18移动预定距离。例如，朝垂直方向上方(也即Z方向的正方向)上升。反之，针18当场停止，使载物台12移动预定距离。例如，也可以朝垂直方向下方(也即Z方向的负方向)下降。针退避方向不限于上述的垂直方向，也可以是针轴方向，也可以是其他的预定退避位置，只要附在针前端的试样片Q不与试样室内的结构物接触、不受到利用聚焦离子束的照射的预定位置即可。

其次，计算机21以在上述的步骤S020中登记的特定的试样片保持器P进入到利用带电粒子束的观察视野区域内的方式通过载物台驱动机构13使载物台12移动(步骤S190)。图19和图20示出该状况，特别是，图19是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置10的、通过聚焦离子束得到的图像数据、即柱状部34的试样片Q的安装位置U的图，图20是示出通过电子束得到的图像数据、即柱状部34的试样片Q的安装位置U的图。

这里，判定期望的试样片保持器P的柱状部34是否进入到观察视野区域内(步骤S195)，若期望的柱状部34进入到观察视野区域内，则进到随后的步骤S200。若期望的柱状部34未进入到观察视野区域内，也即，在载物台驱动针对指定坐标未进行正确动作的情况下，则使紧前指定的载物台坐标初始化，回到载物台12具有的原点位置(步骤S197)。然后，再次指定事先登记的期望的柱状部34的坐标，驱动载物台12(步骤S190)，重复直到柱状部34进入到观察视野区域内。

其次，计算机21通过载物台驱动机构13使载物台12移动来调整试样片保持器P的水平位置，并以试样片保持器P的姿势处于预定姿势的方式，使载物台12旋转并倾斜与姿势控制模式对应的角度量(步骤S200)。

通过该步骤S200，可以按照使原始的试样S的表面端面与柱状部34的端面平行或垂直的关系，进行试样片Q和试样片保持器P的姿势调整。特别是，优选的是，设想使用聚焦离子束对固定在柱状部34上的试样片Q进行薄片化加工，以原始的试样S的表面端面和聚焦离子束照射轴为垂直关系的方式进行试样片Q和试样片保持器P的姿势调整。并且，也优选固定在柱状部34上的试样片Q以原始的试样S的表面端面与柱状部34垂直、在聚焦离子束的入射方向上处于下游侧的方式进行试样片Q和试样片保持器P的姿势调整。

这里，判定试样片保持器P中的柱状部34的形状是否良好(步骤S205)。虽然在步骤S023登记了柱状部34的图像，但是在之后的工序中，判定是否由于未预料的事故而使所指定的柱状部34发生变形、破损、脱落等也即柱状部34的形状是否良好的是该步骤S205。在该步骤S205中，若可以判断该柱状部34的形状良好而没有问题，则进到随后的步骤S210，若判断为不良，则回到步骤S190，以使随后的柱状部34进入到观察视野范围内的方式使载物台移动。

其次，计算机21使气体供给部17的喷嘴17a移动到聚焦离子束照射位置附近。例如，从载物台12的垂直方向上方的等待位置向加工位置下降。

<试样片架置工序>

图7是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置10a的自动试样片制作动作中、将试样片Q架置(移设)到预定的试样片保持器P中的预定的柱状部34上的工序流程的流程图。

计算机21使用通过聚焦离子束和电子束的各方的照射生成的各图像数据，识别在上述的步骤S020中存储的试样片Q的移设位置(步骤S210)。计算机21执行柱状部34的模板匹配。计算机21为了确认出梳齿形状的试样座33的多个柱状部34中、在观察视野区域内出现的柱状部34是预先指定的柱状部34，实施模板匹配。计算机21使用在预先生成柱状部34的模板的工序(步骤S020)中所生成的各柱状部34的模板，根据与通过聚焦离子束和电子束的各自的照射得到的各图像数据实施模板匹配。

另外，计算机21在为了使所指定的柱状部34进入到观察视野区域内而将载物台12的移动指示给了载物台驱动机构13时，在实际指定的柱状部34未进入到观察视野区域内的情况下，使载物台12的位置坐标初始化，使载物台12移动到初始位置。

并且，计算机21在移动了载物台12之后实施的各柱状部34的模板匹配中，判定柱状部34是否发现有脱落等问题(步骤S215)。在柱状部34的形状发现有问题的情况下(NG)，将移设试样片Q的柱状部34变更为发现有问题的柱状部34的附近的柱状部34，对该柱状部34也进行模板匹配，决定要移设的柱状部34。若柱状部34的形状没有问题，则移到随后的步骤S220。

并且，计算机21也可以从预定区域(至少包含柱状部34的区域)的图像数据提取边缘(轮廓)，将该边缘图案用作模板。并且，计算机21在无法从预定区域(至少包含柱状部34的区域)的图像数据提取边缘(轮廓)的情况下，再次取得图像数据。也可以将提取出的边缘显示在显示装置20上，根据观察视野区域内的通过聚焦离子束得到的图像或者通过电子束得到的图像进行模板匹配。

计算机21以通过电子束的照射所识别的安装位置和通过聚焦离子束的照射所识别的安装位置一致的方式，通过载物台驱动机构13驱动载物台12。计算机21以试样片Q的安装位置U与视野区域的视野中心(加工位置)一致的方式，通过载物台驱动机构13驱动载物台12。

其次，取得柱状部34的图像，判定该图像是否良好(步骤S215)。由于将图像用作在后续步骤中利用的模板，因而例如，从该图像提取出边缘部得到的图像处理图的清晰性的观点来看，判断图像是否良好。若该图像没有问题，则移到随后的步骤S220，若是不良，则再次在步骤S215重复进行取得该柱状部34的图像，并判定该图像是否良好的动作。

其次，作为使与针18连接的试样片Q与试样片保持器P接触的处理，计算机21进行以下的步骤S220～步骤S250的处理。

首先，计算机21识别针18的位置(步骤S220)。计算机21通过在扫描照射位置的同时对针18照射带电粒子束来检测流过针18的吸收电流，生成表示针对多个不同平面的吸收电流的二维位置分布的吸收电流图像数据。计算机21通过聚焦离子束的照射取得XY平面的吸收电流图像数据，通过电子束的照射取得XYZ平面(与电子束的光轴垂直的面)的图像数据。计算机21使用针对2个不同的平面所取得的各吸收电流图像数据来检测三维空间中的针18的前端位置。

另外，计算机21也可以使用检测出的针18的前端位置，通过载物台驱动机构13驱动载物台12，将针18的前端位置设定为预先设定的视野区域的中心位置(视野中心)。

其次，计算机21执行试样片架置工序。首先，计算机21为了正确识别与针18连接的试样片Q的位置，实施模板匹配。计算机21使用预先在针和试样片的模板生成工序中所生成的相互连接的针18和试样片Q的模板，在通过聚焦离子束和电子束的照射得到的各图像数据中实施模板匹配。

另外，计算机21在该模板匹配中从图像数据的预定区域(至少包含针18和试样片Q的区域)提取边缘(轮廓)时，将提取出的边缘显示在显示装置20上。并且，计算机21在模板匹配中无法从图像数据的预定区域(至少包含针18和试样片Q的区域)提取边缘(轮廓)的情况下，再次取得图像数据。

然后，计算机21在通过聚焦离子束和电子束的各自的照射得到的各图像数据中，根据使用相互连接的针18和试样片Q的模板、和试样片Q的安装对象即柱状部34的模板的模板匹配，计测试样片Q和柱状部34的距离。

然后，计算机21最终仅通过与载物台12平行的平面内的移动将试样片Q移设到试样片Q的安装对象即柱状部34。

在该试样片架置工序中，首先，计算机21执行通过针驱动机构19使针18移动的针移动(步骤S230)。计算机21在通过聚焦离子束和电子束的各自的照射得到的各图像数据中，根据使用针18和试样片Q的模板、和柱状部34的模板的模板匹配，计测试样片Q和柱状部34的距离。计算机21根据计测出的相对距离使针18以朝向试样片Q的安装位置的方式在三维空间内移动。

其次，计算机21执行试样片架置工序。计算机21在将试样片Q通过沉积固定在柱状部34上的工序中，在检测出柱状部34与针18之间的导通的情况下结束沉积。计算机21在柱状部34与试样片Q之间空开间隙L1停止针18。计算机21将该间隙L1设定为1μm以下，优选的是，将间隙L1设定为100nm以上且200nm以下。即使在该间隙L1是500nm以上的情况下也可以连接，然而通过沉积膜进行的柱状部34和试样片Q之间的连接所需要的时间变长而为预定值以上，1μm不是优选的。该间隙L1越小，则通过沉积膜进行的柱状部34和试样片Q之间的连接所需要的时间就越短，然而不接触是很重要的。

另外，计算机21在设定该间隙L1时，也可以使试样片Q与柱状部34接触一次，之后空开间隙L1。并且，计算机21也可以通过检测柱状部34和针18的吸收电流像来设定两者的间隙，以取代检测柱状部34与针18之间的导通。

计算机21通过检测柱状部34与针18之间的导通、或者柱状部34和针18的吸收电流像，在使试样片Q移设到柱状部34之后，检测试样片Q与针18的有无断开。

另外，计算机21在无法检测柱状部34与针18之间的导通的情况下，以检测柱状部34和针18的吸收电流像的方式切换处理。

并且，计算机21在无法检测柱状部34与针18之间的导通的情况下，也可以停止该试样片Q的移设，使该试样片Q从针18断开，执行后述的针修整工序。

在该试样片架置检测工序中，首先，计算机21进行停止针18的移动的处理(步骤S240)。图19和图20示出该状况，特别是，图19示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置10的、在通过聚焦离子束得到的图像数据中的柱状部34的试样片Q的安装位置U(标记M的中心)附近停止移动的针18，图20是与图19相同的情况下的、通过电子束得到的图像的示意图。这里，通过将试样片Q的外观上的上端部以与柱状部34的上端部一致的方式进行定位，在后面的工序中对试样片Q进行追加加工的情况下是方便的。

其次，计算机21进行使与针18连接的试样片Q与柱状部(柱)34连接的处理(步骤S250)。图21、图22是分别提高了图19、图20中的观察倍率得到的图像的示意图。计算机21以如图21所示使试样片Q的一边与柱状部34的一边成一直线的方式、且如图22所示使试样片Q的上端面与柱状部34的上端面为同一面的方式接近，在间隙L1为预定的值时停止针驱动机构19。计算机21在具有间隙L1而停止在试样片Q的安装位置的状况下，在图21的、通过聚焦离子束得到的图像中，以包含柱状部34的边缘的方式设定加工框R2。计算机21在通过气体供给部17向试样片Q和柱状部34的表面供给气体的同时，在预定时间中，对包含加工框R2的照射区域照射聚焦离子束。通过该操作在聚焦离子束照射部形成沉积膜，间隙L1填满，试样片Q与柱状部34连接。

计算机21进行试样片Q与柱状部34之间的连接完成的判定(步骤S255)。步骤S255例如按以下进行。预先在针18与载物台12之间设置电阻计，检测两者的导通。在两者分开(有间隙L1)时，电阻是无限大，然而两者由导电型的沉积膜覆盖，随着间隙L1填满，两者间的电阻值逐渐下降，确认其为预定的电阻值以下则判断为进行了电连接。并且，从事先的探讨来看，在两者间的电阻值达到预定的电阻值时，沉积膜在力学上具有充分的强度，可以判定为试样片Q与柱状部34充分连接。

另外，要检测的不限于上述的电阻，只要可以计测电流、电压等柱状部与试样片Q之间的电气特性即可。并且，计算机21若在预定的时间内不满足预定的电气特性(电阻值、电流值、电位)，则延长沉积膜的形成时间。并且，计算机21针对柱状部34与试样片Q的间隙距离、照射射束条件、沉积膜用的气体种类预先求出可以形成最佳的沉积膜的时间，存储该沉积膜形成时间，可以按预定的时间停止沉积膜的形成。

并且，在操作者操作本自动试样片制作装置10的情况下，也可以根据通过聚焦离子束得到的图像目视判断两者的连接。

计算机21在确认了试样片Q与柱状部34之间的连接的时点，停止气体供给和聚焦离子束照射。图23示出该状况，是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置10的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的用于使与针18连接的试样片Q与柱状部34连接的沉积膜DM1的图。

另外，在步骤S255中，计算机21也可以通过检测针18的吸收电流的变化，判定利用沉积膜DM1的连接状态。计算机21也可以在根据针18的吸收电流的变化判定为试样片Q和柱状部34通过沉积膜DM1连接的情况下，与预定时间的经过有无无关，停止沉积膜DM1的形成。若可以确认连接完成，则移到随后的步骤S260，若未连接完成，则移到这样的动作：按预定的时间停止聚焦离子束照射和气体供给，使针退避(步骤S270)。在该情况下，针前端的试样片Q通过聚焦离子束被废弃，使针18尖锐化(步骤S290)。

其次，计算机21进行这样的处理：切断使针18与试样片Q连接的沉积膜DM2，使试样片Q与针18分离(步骤S260)。上述图23示出该状况，是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置10的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的用于切断使针18和试样片Q连接的沉积膜DM2的切断加工位置T2的图。计算机21将从柱状部34的侧面隔开预定距离(也即，从柱状部34的侧面到试样片Q的距离L1与试样片Q的大小L2之和)L的位置设定为切断加工位置T2。

计算机21在规定时间中，通过对切断加工位置T2照射聚焦离子束，可以使针18与试样片Q分离。计算机21在预定时间中，通过对切断加工位置T2照射聚焦离子束，仅切断沉积膜，而不会切断针18并将针18与试样片Q分离，这在步骤S260中是重要的。由此，1次设置的针18长时间不更换也可以重复使用，因而可以无人连续进行自动试样取样。图24示出该状况，是示出本发明的实施方式的自动试样片制作装置10中的、根据通过聚焦离子束得到的图像数据的针18从试样片Q断开的状态的图。

另外，计算机21在使针18与试样片Q分离时，也可以通过切断试样片Q的一部分，与该部分一起将沉积膜DM2和针18与试样片Q(也即所切断的一部分以外的部位)分离，以取代切断使针18与试样片Q连接的沉积膜DM2。

计算机21通过检测试样片保持器P与针18的导通，判定针18是否与试样片Q断开(步骤S265)。计算机21即使在切断加工结束后，也即，在为了切断在切断加工位置T2处的针18和试样片Q之间的沉积膜而按规定时间进行了聚焦离子束照射之后，在检测出试样片P与针18的导通的情况下，也判定为针18未与试样座33断开。计算机21在判定为针18未与试样片保持器P断开的情况下，将该针18和试样片Q的分离未完成显示在显示装置20上，或者通过报警音通知给操作者。然后，停止其以后的处理的执行，或者进行针修整，实施随后的取样。另一方面，计算机21在未检测试样片保持器P与针18的导通的情况下，判定为针18与试样片Q断开，继续其以后的处理的执行。

其次，计算机21进行针退避的处理(步骤S270)。计算机21通过针驱动机构19使针18远离试样片Q预定距离。例如，朝垂直方向上方、也即Z方向的正方向上升2mm、3mm、4mm、5mm等。图25和图26示出该状况，分别示出使针18从试样片Q退避到上方的状态，是本发明的实施方式的自动试样片制作装置10的、通过聚焦离子束得到的图像的示意图(图25)，是通过电子束得到的图像的示意图(图26)。

其次，计算机21进行载物台退避的处理(步骤S280)。该步骤S280是这样的动作：在先于后续的针尖锐化之前，在针尖锐化加工时，聚焦离子束照射针18时产生的溅射粒子附着在试样S上，或者通过针18周边的聚焦离子束照射试样S，以不使贵重的试样S白白损伤的方式使针12从针尖锐化位置退避。并且，也是为了可靠进行针图像与模板的匹配。计算机21通过载物台驱动机构13使载物台12从当前位置朝垂直方向下方(也即，Z方向的负方向)下降预定距离、例如5mm、7mm、10mm。或者，移动到预定的聚焦离子束不直接照射试样S的位置。计算机21在使载物台12下降预定距离之后，使气体供给部17的前端的喷嘴17a远离当前位置。例如，从载物台12朝垂直方向上方、或者朝针轴方向、或者朝预定的针18的退避位置远离2mm、3mm、4mm、5mm等。

<针修整工序>

图8是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置10a的自动试样片制作动作中修整针18的工序流程的流程图。

针修整通过将与试样片Q分离的针18整形为取样前的针形状，还包含在先前的步骤S260附着在针前端的沉积膜DM2和除此以外的附着物的去除、所变形的针18的整形和尖锐化。

首先，判定针形状(步骤S285)。针18在全部工序中，基本上不会有大的变形，然而确认是否未发生由未预料的事故引起的针18的大的变形和破损等。如果判断为在后续的尖锐化加工中无法再现的程度的大的变形和破损，则使针18回到初始设定位置(步骤S300)，通过装置的操作者将针18更换为新的针18。成为尖锐化对象的针18在预定的观察视野倍率时，其针前端是与例如本来应有的位置相比100μm以内的翘曲的针形状，除此以外的形状送到步骤S300。

计算机21使用通过聚焦离子束和电子束的各自的照射生成的各图像数据，使针驱动机构19和聚焦离子束照射光学系统14进行动作，实施针18的尖锐化(步骤S290)。

应修整的区域的设定利用模板。由于该模板利用与试样片Q分离的针18的取样前的针18的图像数据，因而特征是，与试样片Q分离的针18几乎回到原来的形状。

在针18的尖锐化(步骤S290)之前，计算机21将在步骤S080取得的针的图像数据(基准图像)、从基准图像提取出的针18的轮廓线用作模板。

使用该模板，对至少通过聚焦离子束照射得到的图像进行模板匹配。计算机21在该模板匹配中从图像数据的预定区域(至少包含针18的前端的区域)提取轮廓(外形)时，将提取出的轮廓形状显示在显示装置20上。

并且，计算机21在模板匹配显著困难的情况下，使针18的位置坐标初始化，使针18移动到初始位置，之后处于针18的背景中不存在结构物的状况。而且，计算机21即使在使针18的位置坐标初始化之后，在模板匹配显著困难的情况下，也判断为针18的形状也发生大的变形等、发生异常，跳到步骤S300，结束自动试样片制作。

计算机21基于所生成的模板，决定针18的前端形状为预先设定的理想的预定形状的加工框40，根据该加工框40进行修整加工。图27是本发明的实施方式的自动试样片制作装置10的、通过聚焦离子束得到的图像数据的图，示出针18的前端形状和附着在前端的沉积膜DM2。图28示出基于图27的模板即在步骤S080得到的针18的图像数据使加工框40与根据该针18的轮廓求出的模板重叠显示的状态。加工框40通过从例如针18的前端线性近似基端侧的部位等来得到理想的前端位置。

在步骤S290中，计算机21通过针驱动机构19的旋转机构，使针18绕中心轴旋转预定的角度，在多个不同的特定的旋转位置进行修整加工。计算机21使针驱动机构19和聚焦离子束照射光学系统14进行动作，使针18轴旋转各预定角度、例如、30°、45°、60°、90°，对针18的两侧面进行修整。在各30°的旋转的情况下，可以通过6次(从6个方向)的修整对针18全周进行修整。在各45°的情况下，可以通过4次的修整进行全周修整，在各60°的情况下，可以通过3次的修整进行全周修整，在90°的情况下，可以通过2次的修整进行全周修整。

计算机21使用通过针驱动机构19的旋转机构(省略图示)使针18绕中心轴旋转时的、至少3点以上的不同角度时的针18的位置，使针18的偏心轨迹椭圆近似。例如，计算机21通过3点以上的不同角度各方时的针18的位置变化进行正弦波运算，使针18的偏心轨迹近似为椭圆或圆。然后，计算机21可以使用针18的偏心轨迹，按各预定角度校正针18的位置偏差。

由于在上述的修整加工中也进行偏心校正，因而按各旋转角度校正针18的位置偏差，可以总是在视野内的相同位置进行修整加工。

其次，计算机21判断为所加工的前端部被去除所述沉积膜DM2、与模板的前端位置C一致而成为预定形状(步骤S292)。若去除前端部的沉积膜DM2、与模板的前端位置C一致，则判断为修整加工结束(OK)，移到随后的步骤S298。若所加工的针前端形状不良(NG)，则使加工框40在针18的底部方向平行移动预定的尺寸、例如针直径的整数倍(步骤S293)，再次执行步骤S290和步骤S292。重复该作业直到所加工的前端部到达前端位置C，在成为预定形状时结束修整加工，移到随后的步骤S298。

计算机21通过使针18的前端形状与预先设定的理想的预定形状一致，在将针18在三维空间内进行驱动时等，可以通过图案匹配容易识别针18，可以高精度地检测针18的三维空间内的位置。若进行全周整形，则暂且结束。

计算机21也可以在自动试样取样的每次执行时都实施针修整工序，通过在针修整工序中针对多次取样作业定期实施1次修整，可以使自动试样取样处理稳定。通过具备针修整工序，结无需更换针18而可以重复进行试样取样，因而可以使用同一针18对多个试样片Q连续进行取样。

由此，自动试样片制作装置10在从试样S分离和取出试样片Q时结无需更换相同的针18而可以重复使用，可以使用一个试样S自动制作多个试样片Q。

其次，接下来进行是否从相同试样S的不同场所继续取样的判断(步骤S298)。由于应取样的个数的设定在步骤S010事先被登记，因而计算机21确认该数据并判断随后的步骤。在继续进行取样的情况下，回到步骤S060，如上所述继续后续的步骤并执行取样作业，在不继续取样的情况下，进到随后的步骤S300。

其次，计算机21通过针驱动机构19使针18移动到初始设定位置(步骤S300)。

通过以上，一系列的自动试样片制作动作结束。

计算机21通过从上述的步骤S010到步骤S300进行连续动作，可以无人执行取样动作。结无需实施以往那样的操作者的手动操作而可以制作试样片Q。

如上所述，根据本发明的实施方式的自动试样片制作装置10，由于计算机21至少基于试样片保持器P、针18和试样片Q的预先取得的模板，控制聚焦离子束照射光学系统14、电子束照射光学系统15、载物台驱动机构13、针驱动机构19和气体供给部17，因而可以使将试样片Q移设到试样片保持器P的动作适当地自动化。

而且，由于在至少试样片保持器P、针18和试样片Q的背景中不存在结构物的状态下根据通过带电粒子束的照射所取得的图像生成模板，因而可以提高模板的可靠性。由此，可以提高使用模板的模板匹配的精度，可以基于通过模板匹配得到的位置信息将试样片Q高精度地移设到试样片保持器P。

而且，在指示成处于至少试样片保持器P、针18和试样片Q的背景中不存在结构物的状态时，在实际上未如指示那样的情况下，使至少试样片保持器P、针18和试样片Q的位置初始化，因而可以使各驱动机构13、19恢复到正常状态。

而且，由于生成与在将试样片Q移设到试样片保持器P时的姿势对应的模板，因而可以提高移设时的位置精度。

而且，由于基于使用至少试样片保持器P、针18和试样片Q的模板的模板匹配计测相互间的距离，因而可以进一步提高移设时的位置精度。

而且，由于在无法针对至少试样片保持器P、针18和试样片Q的各自的图像数据中的预定区域提取边缘的情况下，由于再次取得图像数据，因而可以准确生成模板。

而且，由于最终仅通过与载物台12平行的平面内的移动使试样片Q移设到预定的试样片保持器P的位置，因而可以适当地实施试样片Q的移设。

而且，由于在模板生成前对保持在针18上的试样片Q进行整形加工，因而可以提高模板生成时的边缘提取精度，并且可以确保适合于后面执行的精加工的试样片Q的形状。而且，由于根据距针18的距离设定整形加工的位置，因而可以高精度地实施整形加工。

而且，在使保持试样片Q的针18以处于预定姿势的方式旋转时，可以通过偏心校正来校正针18的位置偏差。

并且，根据本发明的实施方式的自动试样片制作装置10，计算机21通过检测在形成试样片Q时的针18相对于基准标记Ref的相对位置，可以把握针18相对于试样片Q的相对位置关系。计算机21通过逐次检测针18相对于试样片Q的位置的相对位置，可以在三维空间内适当地(也即，不与其他部件和设备接触)驱动针18。

而且，计算机21通过从至少2个不同方向取得的图像数据，可以高精度地把握针18的三维空间内的位置。由此，计算机21可以以三维方式适当地驱动针18。

而且，计算机21由于预先将使针18移动紧前实际生成的图像数据用作模板(基准图像数据)，因而可以不依赖针18的形状地进行匹配精度高的模板匹配。由此，计算机21可以高精度地把握针18的三维空间内的位置，可以在三维空间内适当地驱动针18。而且，计算机21由于使载物台12退避，在针18的背景中不存在复杂的结构物的状态下取得各图像数据，因而可以取得排除背景并可以明确把握针18的形状的模板(基准图像数据)。

而且，计算机21由于不使针18和试样片Q接触而通过沉积膜连接，因而可以防止在后面工序中针18和试样片Q分离时针18被切断。而且，即使在发生针18的振动的情况下，也可以抑制该振动被传递到试样片Q。而且，即使在发生由试样S的蠕变现象引起的试样片Q的移动的情况下，也可以抑制在针18与试样片Q之间产生过度的形变。

而且，气体供给部17由于可以供给含有铂或钨等的沉积用气体，因而可以形成膜厚薄的致密的沉积膜。由此，气体供给部17即使在后面的工序中通过溅射加工切断了针18和试样片Q的情况下，也可以通过膜厚薄的沉积膜提高工艺效率。

而且，计算机21在通过利用聚焦离子束照射的溅射加工切断了试样S与试样片Q的连接的情况下，通过检测试样S与针18之间的导通有无来确认实际上切断是否完成。

而且，计算机21由于通知试样S与试样片Q的实际分离未完成，因而即使在继该工序之后自动执行的一系列工序的执行中断的情况下，也可以使操作者容易识别该中断的原因。

而且，计算机21在检测出试样S与针18之间的导通的情况下，判断为试样S与试样片Q之间的连接切断实际上未完成，为继该工序之后的针18的退避等的驱动做准备，切断试样片Q与针18之间的连接。由此，计算机21可以防止伴随针18的驱动的试样S的位置偏差或者针18的破损等的故障发生。

而且，计算机21可以检测试样片Q与针18之间的导通有无，确认为试样S与试样片Q之间的连接切断实际上完成之后驱动针18。由此，计算机21可以防止伴随针18的驱动的试样片Q的位置偏差或者针18或试样片Q的破损等的故障发生。

而且，计算机21由于针对试样片Q连接的针18，将实际的图像数据用作模板(基准图像数据)，因而可以不依赖与试样片Q连接的针18的形状地进行匹配精度高的模板匹配。由此，计算机21可以高精度地把握与试样片Q连接的针18的三维空间内的位置，可以在三维空间内适当地驱动针18和试样片Q。

而且，计算机21由于使用已知的试样座33的模板来提取构成试样座33的多个柱状部34的位置，因而可以在针18的驱动之前确认是否存在合适状态的试样座33。

而且，计算机21可以根据试样片Q连接的针18到达照射区域内的前后的吸收电流的变化，间接地高精度地把握针18和试样片Q已到达移动目标位置的附近。由此，计算机21可以使针18和试样片Q不与移动目标位置存在的试样座33等的其他部件接触而停止，可以防止由接触引起的损伤等的故障发生。

而且，计算机21由于在使试样片Q和试样座33通过沉积膜连接的情况下检测试样座33与针18之间的导通有无，因而可以高精度地确认试样片Q和试样座33的连接实际上是否完成。

而且，计算机21可以检测试样座33与针18之间的导通有无，确认为试样座33与试样片Q的连接实际上完成之后切断试样片Q与针18之间的连接。

而且，计算机21通过使实际的针18的形状与理想的基准形状一致，在将针18在三维空间内进行驱动时等，可以通过图案匹配容易识别针18，可以高精度地检测针18的三维空间内的位置。

以下，对上述的实施方式的第1变型例进行说明。

在上述的实施方式中，针驱动机构19与载物台12一体设置，然而不限定于此。针驱动机构19也可以独立于载物台12来设置。针驱动机构19也可以通过固定在例如试样室11等上，独立于载物台12的倾斜驱动等来设置。

以下，对上述的实施方式的第2变型例进行说明。

在上述的实施方式中，聚焦离子束照射光学系统14将光轴设定为垂直方向，电子束照射光学系统15将光轴设定与相对于垂直而倾斜的方向，然而不限定于此。例如，也可以聚焦离子束照射光学系统14将光轴设定为相对于垂直而倾斜的方向，而电子束照射光学系统15将光轴设定与垂直方向。

以下，对上述的实施方式的第3变型例进行说明。

在上述的实施方式中，作为带电粒子束照射光学系统采用了可以照射聚焦离子束照射光学系统14和电子束照射光学系统15的2种射束的结构，然而不限定于此。例如，也可以采用没有电子束照射光学系统15、而仅有设置在垂直方向上的聚焦离子束照射光学系统14的结构。

在上述的实施方式中，在上述的若干步骤中，从不同方向对试样片保持器P、针18、试样片Q等照射电子束和聚焦离子束，取得通过电子束得到的图像和通过聚焦离子束得到的图像，把握试样片保持器P、针18、试样片Q等的位置和位置关系，然而对仅搭载聚焦离子束照射光学系统14、仅使用聚焦离子束的图像进行的实施例进行说明。

例如，在步骤S220中，在把握试样片保持器P和试样片Q的位置关系的情况下，在载物台12的倾斜水平的情况下，或者以某个特定的倾斜角从水平倾斜的情况下，以试样片保持器P和试样片Q的两者进入到同一视野的方式取得通过聚焦离子束得到的图像，可以根据该两图像把握试样片保持器P与试样片Q的三维位置关系。如上所述，由于针驱动机构19可以与载物台12一体地进行水平垂直移动、倾斜，因而可以不依赖载物台水平、倾斜地保持试样片保持器P与试样片Q的相对位置关系。因此，即使带电粒子束照射光学系统是聚焦离子束照射光学系统14仅1个，也可以从不同的2个方向观察、加工试样片Q。

同样的，在步骤S020中的试样片保持器P的图像数据的登记、在步骤S070中的针位置的识别、在步骤S080中的针的模板(基准图像)的取得、在步骤S170中的与试样片Q连接的针18的基准图像的取得、在步骤S210中的试样片Q的安装位置的识别、在步骤S250中的针移动停止中也同样可以进行。

并且，即使在步骤S250中的试样片Q与试样片保持器P之间的连接中，步骤S12也可以在水平状态中从试样片保持器P和试样片Q的上端面形成沉积膜来连接，而且可以使载物台12倾斜并从不同的方向形成沉积膜，可以进行可靠的连接。

以下，对上述的实施方式的第4变型例进行说明。

在上述的实施方式中，计算机自动地执行步骤S010到步骤S300的一系列处理作为自动试样取样动作，然而不限定于此。计算机21也可以将步骤S010到步骤S300中的至少任1方的处理以通过操作者的手动操作来执行的方式进行切换。

并且，计算机21也可以在针对多个试样片Q执行自动试样取样的动作的情况下，每当在试样S中形成多个试样片Q的任一个时，都针对该1个试样片Q执行自动试样取样的动作。并且，计算机21也可以在试样S中形成了多个试样片Q的全部后，针对多个试样片Q的各方执行自动试样取样的动作。

以下，对上述的实施方式的第5变型例进行说明。

在上述的实施方式中，计算机21使用已知的柱状部34的模板来提取柱状部34的位置，然而作为该模板，也可以使用预先根据实际的柱状部34的图像数据生成的基准图案。并且，计算机21也可以将在形成试样座33的自动加工执行时所生成的图案用作模板。

并且，在上述的实施方式中，计算机21也可以使用在柱状部34的生成时通过带电粒子束的照射而形成的基准标记Ref，把握针18的位置相对于试样座33的位置的相对关系。计算机21通过逐次检测针18相对于试样座33的位置的相对位置，可以在三维空间内适当地(也即，不与其他部件和设备接触)驱动针18。

以下，对上述的实施方式的第6变型例进行说明。

在上述的实施方式中，计算机21在使与针18连接的试样片Q朝向安装位置移动之后，通过气体供给部17将气体提供给试样片Q和试样座33的表面，然而不限定于此。

计算机21也可以在先于与针18连接的试样片Q到达安装位置周边的目标位置，通过气体供给部17将气体提供给照射区域。

计算机21可以在与针18连接的试样片Q朝向安装位置移动的状态下在试样片Q上形成沉积膜，可以防止试样片Q由于聚焦离子束而进行蚀刻加工。而且，计算机21可以在试样片Q到达安装位置周边的目标位置的时点立即使试样片Q和试样座33通过沉积膜连接。

以下，对上述的实施方式的第7变型例进行说明。

在上述的实施方式中，计算机21在使针18绕中心轴旋转的同时，在特定的旋转位置处进行蚀刻加工，然而不限定于此。

计算机21也可以根据由载物台驱动机构13的倾斜机构13b进行的载物台12的倾斜(绕X轴或Y轴的旋转)，通过从多个不同方向的聚焦离子束的照射进行蚀刻加工。

以下，对上述的实施方式的第8变型例进行说明。

在上述的实施方式中，计算机21在自动试样取样的动作中，每次对针18的前端进行尖锐化加工，然而不限定于此。

计算机21也可以按照在重复执行自动试样取样动作的情况下的合适的定时、例如重复执行的次数是各预定次数时，执行针18的尖锐化加工。

以下，对上述的实施方式的第9变型例进行说明。

在上述的实施方式中，使试样片Q与试样片保持器P连接的、从步骤S220到步骤S250的处理也可以按如下进行。也即，是这样的处理：根据试样片保持器P的柱状部34和试样片Q以及图像，求出它们的位置关系(彼此距离)，以它们的距离为目标值的方式使针驱动机构19进行动作。

在步骤S220中，计算机21根据通过电子束和聚焦离子束得到的针18、试样片Q、柱状部34的二次粒子图像数据或者吸收电流图像数据识别它们的位置关系。图29和图30是示意性示出柱状部34和试样片Q的位置关系的图，图29基于通过聚焦离子束照射得到的图像，图30基于通过电子束照射得到的图像。根据这些图计测柱状部34与试样片Q的相对位置关系。如图29所示，以柱状部34的一角作为原点34a决定正交3轴坐标(与载物台12的3轴坐标不同的坐标)，作为柱状部34的原点34a与试样片Q的基准点Qc的距离，根据图29测定距离DX、DY。

另一方面，根据图30求出距离DZ。不过，当要相对于电子束光学轴和聚焦离子束轴(垂直)倾斜角度θ(其中，0°＜θ≤90°)时，柱状部34与试样片Q的Z轴方向的实际距离为DZ/sinθ。

其次，使用图29、图30说明试样片Q相对于柱状部34的移动停止位置关系。

使柱状部34的上端面34b与试样片Q的上端面Qb为同一面，而且，柱状部34的侧面和试样片Q的截面为同一面，而且，在柱状部34与试样片Q之间有约0.5μm的空隙。也即，通过以得到DX＝0、DY＝0.5μm、DZ＝0的方式，使针驱动机构19进行动作，可以使试样片Q到达成为目标的停止位置。

另外，在电子束光学轴与聚焦离子束光学轴存在垂直(θ＝90°)的关系的结构中，通过电子束计测的柱状部34与试样片Q的距离DZ，其测定值为实际的两者的距离。

以下，对上述的实施方式的第10变型例进行说明。

在上述的实施方式中的步骤S230中，以根据图像计测了针18得到的柱状部34与试样片Q的间隔为目标值的方式使针驱动机构19进行动作。

在上述的实施方式中，使试样片Q与试样片保持器P连接的从步骤S220到步骤S250的处理也可以按如下进行。也即这样的处理：将试样片Q在试样片保持器P的柱状部34上的安装位置预定为模板，使试样片Q的图像与该位置进行图案匹配，使针驱动机构19进行动作。

对表示试样片Q相对于柱状部34的移动停止位置关系的模板进行说明。其为这样的位置关系：使柱状部34的上端面34b与试样片Q的上端面Qb为同一面，而且，柱状部34的侧面和试样片Q的截面为同一面，而且，在柱状部34与试样片Q之间有约0.5μm的空隙。这样的模板也可以从固定有实际的试样片保持器P或试样片Q的针18的二次粒子图像或吸收电流图像数据中提取轮廓(边缘)部来生成线图，也可以从设计图、CAD图作为线图来生成。

在所生成的模板中使柱状部34与通过实时的电子束和聚焦离子束得到的柱状部34的图像重合显示，通过对针驱动机构19发出动作指示，使试样片Q向模板上的试样片Q的停止位置移动(步骤S230、S240)。确认出通过实时的电子束和聚焦离子束得到的图像与预定的模板上的试样片Q的停止位置重合，进行针驱动机构19的停止处理(步骤S250)。这样，可以使试样片Q按照预定的、相对于柱状部34的停止位置关系正确移动。

并且，作为上述的步骤S230到步骤S250的处理的另一方式，也可以按如下进行。从二次粒子图像或者吸收电流图像数据中提取的边缘部的线图仅限定为两者的位置对准最低限度所需要的部分。图31示出该一例，示出柱状部34、试样片Q和轮廓线(点线显示)、以及提取出的边缘(粗实线显示)。柱状部34和试样片Q的关注的边缘是各自相向的边缘34s、Qs、以及柱状部34和试样片Q的各上端面34b、Qb的边缘34t、Qt的一部分。柱状部34是线段35a和35b就够了，试样片Q是线段36a和36b就够了，各线段是各边缘的一部分就够了。根据这样的各线段做成例如T字形状的模板。通过使载物台驱动机构13或针驱动机构19进行动作，使得对应的模板移动。这些模板35a、35b和36a、36b根据相互的位置关系，可以把握柱状部34和试样片Q的间隔、平行度、两者的高度，可以使两者容易吻合。图32是与预定的柱状部34和试样片Q的位置关系对应的模板的位置关系，存在这样的位置关系：线段35a和36a是预定的间隔的平行，而且，线段35b和36b在一直线上。使至少载物台驱动机构13、针驱动机构19的任一方进行动作，模板为图32的位置关系时进行动作的驱动机构停止。

这样，在确认出试样片Q接近预定的柱状部34之后，可以用于精密的位置对准。

下面，作为上述的实施方式的第11变型例，对上述的步骤S220至S250中的另一方式例进行说明。

在上述的实施方式中的步骤S230中，使针18移动。在存在结束步骤S230后的试样片Q大幅偏离目标位置的位置关系的情况下，也可以进行随后的动作。

在步骤S220中，期望的是，移动前的试样片Q的位置在采用各柱状部34的原点的正交3轴坐标系中，在Y＞0、Z＞0的区域内。这是为了使在针18的移动中试样片Q与柱状部34碰撞的危险性极少，使针驱动机构19的X、Y、Z驱动部同时进行动作，可以安全迅速到达目标位置。另一方面，在移动前的试样片Q的位置在Y＜0的区域内的情况下，当使试样片Q朝向停止位置并使针驱动机构19的X、Y、Z驱动部同时进行动作时，与柱状部34碰撞的危险性大。因此，在步骤S220试样片Q在Y＜0的区域内的情况下，针18沿着避开柱状部34的路径到达目标位置。具体地，首先，使针驱动机构19仅进行Y轴驱动，移动到Y＞0的区域而使试样片Q移动到预定位置(例如关注的柱状部34的宽度的2倍、3倍、5倍、10倍等的位置)，其次，通过X、Y、Z驱动部的同时动作向最终的停止位置移动。通过这样的步骤，可以使试样片Q安全迅速移动而不会碰撞柱状部34。万一在从电子束图像、或/和聚焦离子束图像确认出试样片Q与柱状部34的X坐标相同、Z坐标处于比柱状部低的位置(Z＜0)的情况下，首先，使试样片Q移动到Z＞0区域(例如，Z＝2μm、3μm、5μm、10μm的位置)，其次移动到Y＞0的区域的预定位置，其次，通过X、Y、Z驱动部的同时动作向最终的停止位置移动。通过这样移动，试样片Q和柱状部34不会碰撞，可以使试样片Q到达目标位置。

下面，对上述的实施方式的第12变型例进行说明。

在本发明的自动试样片制作装置10中，针18可以通过针驱动机构19进行轴旋转。在上述的实施方式中，除了针修整以外，对不使用针18的轴旋转的最基本的取样过程作了说明，然而在第12变型例中，对利用针18的轴旋转的实施方式进行说明。

计算机21为了可以使针驱动机构19进行动作并使针18进行轴旋转，可以根据需要执行试样片Q的姿势控制。计算机21使从试样S取出的试样片Q旋转，将变更了试样片Q的上下或左右的状态的试样片Q固定在试样片保持器P上。计算机21以试样片Q中的原始试样S的表面处于与柱状部34的端面垂直的关系或者平行的关系的方式固定试样片Q。由此，计算机21可以确保适合于例如后面执行的精加工的试样片Q的姿势，并且减少在试样片Q的薄片化精加工时产生的幕效应(curtaineffect)(是在聚焦离子束照射方向上产生的加工条纹图案，在使用电子显微镜观察了完成后的试样片的情况下，导致给出错误的解释)的影响等。计算机21通过在使针18旋转时进行偏心校正，以试样片Q不离开实际视野的方式校正旋转。

而且，计算机21根据需要通过聚焦离子束照射进行试样片Q的整形加工。特别是期望的是，整形后的试样片Q以其与柱状部34相接的端面与柱状部34的端面大致平行的方式被整形。计算机21在后述的模板生成前进行切断试样片Q的一部分等的整形加工。计算机21以距针18的距离为基准设定该整形加工的加工位置。由此，计算机21使后述的从模板的边缘提取变得容易，并且确保适合于后面执行的精加工的试样片Q的形状。

继上述的步骤S150之后，在该姿势控制中，首先，计算机21通过针驱动机构19驱动针18，以试样片Q的姿势为预定姿势的方式，使针18旋转与姿势控制模式对应的角度量。这里，姿势控制模式是将试样片Q控制为预定姿势的模式，使针18以预定角度接近试样片Q，通过使试样片Q连接的针18旋转预定角度来控制试样片Q的姿势。计算机21在使针18旋转时进行偏心校正。图33～图38示出该状况，是示出在多个(例如3个)不同的接近模式的各方中试样片Q连接的针18的状态的图。

图33和图34是示出在针18的旋转角度0°时的接近模式中、本发明的实施方式的自动试样片制作装置10的、通过聚焦离子束得到的图像数据中的试样片Q连接的针18的状态(图33)、和通过电子束得到的图像数据中的试样片Q连接的针18的状态(图34)的图。计算机21在针18的旋转角度0°时的接近模式中，设定适合于将试样片Q移设到试样片保持器P而不使针18旋转的姿势状态。

图35和图36是示出在针18的旋转角度90°时的接近模式中、本发明的实施方式的自动试样片制作装置10的通过聚焦离子束得到的图像数据中的使试样片Q连接的针18旋转90°的状态(图35)、和通过电子束得到的图像数据中的使试样片Q连接的针18旋转90°的状态(图36)的图。计算机21在针18的旋转角度90°时的接近模式中，设定适合于在使针18旋转90°的状态下将试样片Q移设到试样片保持器P的姿势状态。

图37和图38是示出在针18的旋转角度180°时的接近模式中、本发明的实施方式的自动试样片制作装置10的通过聚焦离子束得到的图像数据中的使试样片Q连接的针18旋转180°的状态(图37)、和通过电子束得到的图像数据中的使试样片Q连接的针18旋转180°的状态(图38)的图。计算机21在针18的旋转角度180°时的接近模式中，设定适合于在使针18旋转180°的状态下将试样片Q移设到试样片保持器P的姿势状态。

另外，针18与试样片Q的相对连接姿势被设定为当预先在上述的试样片拾取工序中使针18与试样片Q连接时适合于各接近模式的连接姿势。

以下，对其它实施方式进行说明。

(1)一种自动试样片制作装置，其从试样自动制作试样片，至少具备：

多个带电粒子束照射光学系统(射束照射光学系统)，其照射带电粒子束；

试样载物台，其放置并移动所述试样；

试样片移设单元，其具有与从所述试样分离和取出的所述试样片连接的针，运送所述试样片；

保持器固定座，其保持具有柱状部的试样片保持器，其中所述试样片被移设到该柱状部；

气体供给部，其供给通过所述带电粒子束的照射形成沉积膜的气体；以及

计算机，其计测所述试样片与所述柱状部之间的电气特性，以跨越在所述柱状部设置间隙而静止的所述试样片和所述柱状部形成所述沉积膜方式，控制至少所述带电粒子束照射光学系统、所述试样片移设单元和所述气体供给部，直到达到预定的电气特性值为止。

(2)一种自动试样片制作装置，其从试样自动制作试样片，至少具备：

多个带电粒子束照射光学系统(射束照射光学系统)，其照射带电粒子束；

试样载物台，其放置并移动所述试样；

试样片移设单元，其具有与从所述试样分离和取出的所述试样片连接的针，运送所述试样片；

保持器固定座，其保持具有柱状部的试样片保持器，其中所述试样片被移设到该柱状部；

气体供给部，其供给通过所述带电粒子束的照射形成沉积膜的气体；以及

计算机，其计测所述试样片与所述柱状部之间的电气特性，以按预定的时间跨越在所述柱状部设置间隙而静止的所述试样片和所述柱状部形成所述沉积膜的方式，控制至少所述带电粒子束照射光学系统、所述试样片移设单元和所述气体供给部。

(3)一种自动试样片制作装置，其从试样自动制作试样片，至少具备：

聚焦离子束照射光学系统(射束照射光学系统)，其照射聚焦离子束；

试样载物台，其放置并移动所述试样；

试样片移设单元，其具有与从所述试样分离和取出的所述试样片连接的针，运送所述试样片；

保持器固定座，其保持具有柱状部的试样片保持器，其中所述试样片被移设到该柱状部；

气体供给部，其供给通过所述聚焦离子束的照射形成沉积膜的气体；以及

计算机，其计测所述试样片与所述柱状部之间的电气特性，以跨越在所述柱状部设置间隙而静止的所述试样片和所述柱状部形成所述沉积膜方式，控制至少所述聚焦离子束照射光学系统、所述试样片移设单元和所述气体供给部，直到达到预定的电气特性值为止。

(4)一种自动试样片制作装置，其从试样自动制作试样片，至少具备：

聚焦离子束照射光学系统(射束照射光学系统)，其照射聚焦离子束；

试样载物台，其放置并移动所述试样；

试样片移设单元，其具有与从所述试样分离和取出的所述试样片连接的针，运送所述试样片；

保持器固定座，其保持具有柱状部的试样片保持器，其中所述试样片被移设到该柱状部；

气体供给部，其供给通过所述聚焦离子束的照射形成沉积膜的气体；以及

计算机，其计测所述试样片与所述柱状部之间的电气特性，以按预定的时间跨越在所述柱状部设置间隙而静止的所述试样片和所述柱状部而形成所述沉积膜的方式，控制至少所述聚焦离子束照射光学系统、所述试样片移设单元和所述气体供给部。

(5)在上述(1)或(2)所述的自动试样片制作装置中，

所述带电粒子束包含至少聚焦离子束和电子束。

(6)在上述(1)至(4)中任一项所述的自动试样片制作装置中，

所述电气特性是电阻、电流、电位中的至少任一方。

(7)在上述(1)至(6)中任一项所述的自动试样片制作装置中，

所述计算机在所述试样片与所述柱状部之间的电气特性在预定的所述沉积膜的形成时间内不满足预定的电气特性值的情况下，以所述柱状部与所述试样片的所述间隙变得更小的方式移动所述试样片，以跨越静止的所述试样片和所述柱状部形成所述沉积膜的方式，控制至少所述射束照射光学系统、所述试样片移设单元和所述气体供给部。

(8)在上述(1)至(6)中任一项所述的自动试样片制作装置中，

所述计算机在所述试样片与所述柱状部之间的电气特性在预定的所述沉积膜的形成时间内不满足预定的电气特性值的情况下，以停止所述沉积膜的形成的方式，控制至少所述射束照射光学系统和所述气体供给部。

(9)在上述(1)或(3)所述的自动试样片制作装置中，

所述间隙是1μm以下。

(10)在上述(9)所述的自动试样片制作装置中，

所述间隙是100nm以上且200nm以下。

另外，在上述的实施方式中，计算机21还包含软件功能部、或者LSI等的硬件功能部。

并且，在上述的实施方式中，以针18进行尖锐化的针状部件作为一例作了说明，然而也可以是前端是扁凿(flatchisel)状等的形状，也可以是镊子(pincette)那样的机构。

另外，通过上述的本发明的自动试样片制作装置10制作的试样片Q也可以导入到别的聚焦离子束装置，由操作者慎重操作、加工直到与透射电子显微镜分析相适应的薄度。这样通过使本发明的自动试样片制作装置10和聚焦离子束装置协作，可以在夜间无人将多个试样片Q固定在试样片保持器P上，在白天由操作者慎重精加工成超薄的透射电子显微镜用试样。因此，与以往从试样取出到薄片加工的一系列作业委托给操作者用一台装置进行操作相比，大幅减轻了对操作者的身心负担，提高了作业效率。

另外，上述的实施方式是作为例子来提出的，意图并不是限定发明范围，这些新的实施方式能够使用其他各种方式来实施，可以在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变型包含在发明的范围和主旨内，并且包含在权利要求范围记载的发明及其均等范围内。

Claims (9)

1.一种自动试样片制作装置，其从试样自动制作试样片，其特征在于，具备：

带电粒子束照射光学系统，其照射带电粒子束；

试样载物台，其放置并移动所述试样；

试样片移设单元，其保持并运送从所述试样分离和取出的所述试样片；

保持器固定座，其保持具有柱状部的试样片保持器，其中所述试样片被移设到该柱状部；

气体供给部，其供给通过所述带电粒子束的照射形成沉积膜的气体；以及

计算机，其以在所述试样片与所述柱状部之间形成所述沉积膜的方式控制所述带电粒子束照射光学系统、所述试样片移设单元和所述气体供给部，直到所述试样片移设单元与所述试样片保持器之间的电气特性达到预定状态为止。

2.根据权利要求1所述的自动试样片制作装置，其特征在于，形成有所述沉积膜的所述试样片与所述柱状部之间的间隔是1μm以下。

3.根据权利要求2所述的自动试样片制作装置，其特征在于，形成有所述沉积膜的所述试样片与所述柱状部之间的间隔是100nm以上且200nm以下。

4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的自动试样片制作装置，其特征在于，所述计算机在将待形成所述沉积膜的所述试样片与所述柱状部之间的间隔设定为预定间隔时，以使所述试样片与所述柱状部接触之后分开配置的方式控制所述试样片移设单元。

5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的自动试样片制作装置，其特征在于，所述计算机在将所述试样片移设到所述柱状部之后，以向所述试样片移设单元与所述试样片之间的所述沉积膜照射所述带电粒子束的方式控制所述带电粒子束照射光学系统，直到所述试样片移设单元与所述试样片保持器之间的电气特性达到第2预定状态为止。

6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的自动试样片制作装置，其特征在于，所述计算机将所述试样片移设单元与所述试样片保持器之间的导通状态、以及所述试样片和所述柱状部的吸收电流像中至少任一方用作所述电气特性。

7.根据权利要求6所述的自动试样片制作装置，其特征在于，所述计算机当以在所述试样片与所述柱状部之间形成所述沉积膜的方式控制所述带电粒子束照射光学系统、所述试样片移设单元和所述气体供给部时，在预定时间以内所述导通状态未达到所述预定状态的情况下，将所述吸收电流像用作所述电气特性。

8.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的自动试样片制作装置，其特征在于，所述计算机当以在所述试样片与所述柱状部之间形成所述沉积膜的方式控制所述带电粒子束照射光学系统、所述试样片移设单元和所述气体供给部时，在预定时间以内所述电气特性未达到所述预定状态的情况下，中断将所述试样片移设到所述柱状部的动作。

9.根据权利要求8所述的自动试样片制作装置，其特征在于，所述计算机在中断将所述试样片移设到所述柱状部的动作的情况下，以通过向所述试样片移设单元与所述试样片之间的所述沉积膜照射所述带电粒子束来使所述试样片移设单元与所述试样片分离的方式控制所述带电粒子束照射光学系统。