CN109817502A - 带电粒子束装置 - Google Patents

Abstract

提供带电粒子束装置，自动地重复进行摘出试样片并将其移设于试样片保持器的动作，该试样是通过基于离子束的试样的加工而形成的。带电粒子束装置具有计算机，该计算机对聚焦离子束照射光学系统进行控制，以使得在通过针保持试样片后，设定包含与试样的加工时的深度方向对应的试样片的厚度方向的底部在内的整形加工区域，对整形加工区域照射聚焦离子束而对试样片进行整形加工。

Description

带电粒子束装置

技术领域

本发明涉及自动进行取样的带电粒子束装置。

背景技术

以往，已知如下装置，该装置摘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扫描电子显微镜和透射电子显微镜等的观察、分析以及计测等各种工序的形状(例如，参照专利文献1)。

以往，已知如下装置，该装置在利用装置内设置的针摘出试样片而将试样片移设于试样片保持器时，通过使针进行轴旋转，从而转换试样片相对于试样片保持器的姿态，其中，该试样片是对试样照射聚焦离子束而制作的(例如，参照专利文献2)。在该装置中，在通过针的轴旋转对试样片的姿态进行转换后将试样片固定于试样片保持器，因此，能够提高将试样片加工成适合于扫描电子显微镜和透射电子显微镜等的观察、分析以及计测等各种工序的形状时的效率。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本特开2008-153239号公报

【专利文献2】日本特开2009-110745号公报

发明内容

发明要解决的问题

在本说明书中，“取样”是指，摘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、分析和计测等各种工序的形状，更具体而言，是指将通过聚焦离子束的加工而由试样形成的试样片移设于试样片保持器。

以往，并没有充分实现能够自动进行试样片的取样的技术。

阻碍自动连续地重复取样的原因如下：在对试样照射聚焦离子束而生成试样片时，以及对固定于试样片保持器的试样片照射聚焦离子束而进行加工时，聚焦离子束的入射方向被限制，因此有时无法将试样片加工成期望的形状。

例如，在对试样照射聚焦离子束而生成试样片时，如试样片的底面侧等这样的无法照射聚焦离子束的部位的整形加工是困难的。由此，在使用针将试样片移设于试样片保持器时，在将试样片的底面侧等未进行整形加工的部位固定于试样片保持器的情况下，产生无法实现适当的固定的问题。

此外，例如存在如下问题：在将试样片固定于试样保持器后，在从试样片的底面侧照射离子束而对试样片进行精加工的情况下，如果未进行整形加工，则由于底面的形状的影响而无法均匀地对试样片进行加工。

这样的情况阻碍了作为原本目的的自动连续地重复取样。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供带电粒子束装置，能够自动地执行将试样片摘出而移设于试样片保持器的动作，该试样片是通过基于离子束的试样的加工而形成的。

用于解决问题的手段

为了解决上述课题而达成相关目的，本发明采用了以下的方式。(1)本发明的一个方式的带电粒子束装置由试样自动地制作试样片，带电粒子束装置具有：带电粒子束照射光学系统，其照射带电粒子束；试样载台，其载置并移动所述试样；试样片移设单元，其保持并搬运从所述试样分离并摘出的所述试样片；保持器固定台，其保持试样片保持器，所述试样片被移设于该试样片保持器；以及计算机，其对所述试样片移设单元和所述带电粒子束照射光学系统进行控制，使得在通过所述试样片移设单元保持所述试样片后，在对所述试样片照射所述带电粒子束而得到的图像中，划定包含与所述试样的加工时的深度方向对应的所述试样片的厚度方向的端部在内的整形加工区域，对所述整形加工区域照射所述带电粒子束，从而对所述试样片进行整形加工。

(2)在上述(1)所记载的带电粒子束装置中，所述计算机对所述带电粒子束照射光学系统进行控制，使得以与通过所述试样片移设单元保持的所述试样片的姿态对应的旋转角度使得到所述图像时的所述带电粒子束的扫描方向旋转。

(3)在上述(2)所记载的带电粒子束装置中，所述计算机在使所述带电粒子束的扫描方向旋转为所述旋转角度而得到的所述图像中，对所述试样片的所述端部的边缘进行识别，根据该边缘设定所述整形加工区域。

(4)在上述(2)或(3)所记载的带电粒子束装置中，所述试样片移设单元具有：针，其保持并搬运从所述试样分离并摘出的所述试样片；以及针驱动机构，其对该针进行驱动，所述计算机对所述针驱动机构进行控制，使得通过使保持所述试样片的所述针进行轴旋转，从而相对于所述试样片保持器而控制所述试样片的姿态。

(5)在上述(1)至(4)中的任意1项所记载的带电粒子束装置中，所述计算机对所述带电粒子束照射光学系统进行控制，使得在对所述整形加工区域照射所述带电粒子束而对所述试样片进行整形加工后，对所述试样片的观察面照射所述带电粒子束而对所述观察面进行加工。

(6)在上述(1)至(5)中的任意1项所记载的带电粒子束装置中，所述计算机对在通过所述试样片移设单元保持的所述试样片的表面露出的图案进行识别，以不与该图案干涉的方式设定所述整形加工区域。

发明的效果

根据本发明的带电粒子束装置，在将试样片移设于试样片保持器之前，对包含试样片的端部的区域进行整形加工，因此，能够将试样片加工成期望的形状，将试样片适当地固定于试样片保持器。由此，能够自动连续地执行将试样片摘出而移设于试样片保持器的取样动作，该试样片是通过基于离子束的试样的加工而形成的。

附图说明

图1是本发明的实施方式的带电粒子束装置的结构图。

图2是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的试样上形成的试样片的平面图。

图3是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的试样片保持器的平面图。

图4是示出本发明的实施方式的带电粒子束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带电粒子束装置的动作的流程图中的初始设定工序的流程图。

图6是用于说明在本发明的实施方式的带电粒子束装置中反复使用的针的真正的前端的示意图，特别地，(A)是说明实际的针前端的示意图，(B)是说明通过吸收电流信号而得到的第1图像的示意图。

图7是本发明的实施方式的带电粒子束装置的针前端的基于电子束照射得到的的二次电子图像的示意图，特别地，(A)是示出提取比背景亮的区域得到的第2图像的示意图，(B)是提取比背景暗的区域得到的第3图像的示意图。

图8是说明对图7的第2图像与第3图像进行合成得到的第4图像的示意图。

图9是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的动作的流程图中的试样片拾取工序的流程图。

图10是用于说明本发明的实施方式的带电粒子束装置中使针与试样片连接时的针的停止位置的示意图。

图11是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的聚焦离子束得到的图像中的针的前端和试样片的图。

图12是通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束得到的图像中的针的前端和试样片的图。

图13是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的聚焦离子束得到的图像中的包含针和试样片的连接加工位置的加工框的图。

图14是用于说明本发明的实施方式的带电粒子束装置的、将针与试样片连接时时的针与试样片之间的位置关系、沉积膜形成区域的示意图。

图15是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的聚焦离子束得到的图像中的试样和试样片的支承部的切断加工位置T1的图。

图16是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束得到的图像中的使连接有试样片的针退避的状态的图。

图17是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束得到的图像中的试使载台相对于连接有样片的针退避的状态的图。

图18是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的聚焦离子束得到的图像数据中的连接有试样片的针的旋转角度为0°的接近模式的状态的图。

图19是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束得到的图像中的连接有试样片的针的旋转角度为0°的接近模式的状态的图。

图20是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的聚焦离子束得到的图像中的连接有试样片的针的旋转角度为90°的接近模式的状态的图。

图21是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束得到的图像中的连接有试样片的针的旋转角度为90°的接近模式的状态的图。

图22是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的聚焦离子束得到的图像中的连接有试样片的针的旋转角度为180°的接近模式的状态的图。

图23是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束得到的图像中的连接有试样片的针的旋转角度为180°的接近模式的状态的图。

图24是示出在本发明的实施方式的带电粒子束装置的针的旋转角度为90°的接近模式中，通过使聚焦离子束的扫描方向旋转-68°的扫描旋转得到的图像数据中，连接有试样片的针的状态的图。

图25是示出根据图24的图像数据在试样片的厚度方向的底部提取的2个边缘的一例的图。

图26是示出根据图25的图像数据中的2个边缘以包含试样片的底部的方式设定的加工框的一例的图。

图27是示出通过使用本发明的实施方式的带电粒子束装置的聚焦离子束的整形加工而具有与试样片保持器的柱状部的连接面(例如，侧面等)平行的端面的试样片的一例的图。

图28是示出在图24所示的图像数据中将用户指示的与试样片的表面之间的距离作为基准而对试样片设定的加工框的一例的图。

图29是示出通过对图28所示的加工框照射聚焦离子束而去除试样片的底部侧的部位的整形加工的执行后、具有与试样片保持器的柱状部的连接面(例如，侧面等)平行的端面的试样片的一例的图。

图30是示出在本发明的实施方式的带电粒子束装置的针的旋转角度为180°的接近模式中，使通过聚焦离子束得到的图像数据中的连接有试样片的针旋转180°后的状态的图。

图31是示出在本发明的实施方式的带电粒子束装置的针的旋转角度为180°的接近模式中，在通过使聚焦离子束的扫描方向旋转22°的扫描旋转得到的图像数据中，连接有试样片的针的状态的图。

图32是示出根据图31的图像数据、为了去除试样片的不存在器件构造的部位而设定的加工框的一例的图。

图33是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置中将试样片固定于柱状部的状态的一例的图。

图34是示出使用本发明的实施方式的带电粒子束装置的聚焦离子束对试样片进行精加工的状态的一例的图。

图35是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的聚焦离子束得到的图像中的柱状部的漂移校正标记和试样片的加工框的一例的图。

图36是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的聚焦离子束得到的图像中的柱状部的试样片的安装位置的图。

图37是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束得到的图像中的柱状部的试样片的安装位置的图。

图38是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的动作的流程图中的试样片安装工序的流程图。

图39是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的聚焦离子束得到的图像中的在试样台的试样片的安装位置周边停止了移动的针的图。

图40是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束得到的图像中的在试样台的试样片的安装位置周边停止了移动的针的图。

图41是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的聚焦离子束得到的图像中的用于将与针连接的试样片连接到试样台的加工框的图。

图42是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的聚焦离子束得到的图像中的用于对连接针和试样片的沉积膜进行切断的切断加工位置的图。

图43是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的聚焦离子束得到的图像数据中的使针退避后的状态的图。

图44是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束得到的图像中的使针退避后的状态的图。

图45是示出在本发明的实施方式的带电粒子束装置中，以通过照射聚焦离子束照射而得到的图像为基础的柱状部与试样片之间的位置关系的说明图。

图46是示出在本发明的实施方式的带电粒子束装置中，以通过照射电子束照射而得到的图像为基础的柱状部与试样片之间的位置关系的说明图。

图47是示出在本发明的实施方式的带电粒子束装置中，以通过照射电子束照射而得到的图像为基础的利用柱状部和试样片的边缘的模板的说明图。

图48是对本发明的实施方式的带电粒子束装置中示出连接柱状部和试样片时的位置关系的模板进行说明的说明图。

图49是用于制作本发明的实施方式的平面试样的说明图，是示出通过本发明的带电粒子束装置的聚焦离子束得到的图像中的连接有试样片的针的旋转角度为90°的接近模式的状态的图。

图50是示出用于制作本发明的实施方式的平面试样的说明图，是示出使分离后的试样片与试样片保持器接触的状态的图。

图51是用于制作本发明的实施方式的平面试样的说明图，是使固定于试样片保持器的试样片薄片化而制作了平面试样的状态的图。

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带电粒子束装置进行说明。

图1是本发明的实施方式的带电粒子束装置10的结构图。如图1所示，本发明的实施方式的带电粒子束装置10具有：能够将内部维持成真空状态的试样室11；能够在试样室11的内部固定试样S和试样片保持器P的载台12；驱动载台12的载台驱动机构13。带电粒子束装置10具有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对试样室11的内部的规定的照射区域(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10具有电子束照射光学系统15，该电子束照射光学系统15对试样室11的内部的规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10具有检测器16，该检测器16检测通过聚焦离子束或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10具有对照射对象的表面供给气体G的气体供给部17。具体而言，气体供给部17是外径为200μm左右的喷嘴17a等。带电粒子束装置10具有：针18，其从固定于载台12的试样S取出微小的试样片Q，保持试样片Q而将其移设于试样片保持器P；针驱动机构19，其驱动针18而对试样片Q进行搬运；吸收电流检测器20，其检测流入到针18的带电粒子束的流入电流(也称作吸收电流)，将流入电流信号送到计算机并进行图像化。

有时将该针18和针驱动机构19一起称作试样片移设单元。带电粒子束装置10具有显示装置21、计算机22、输入设备23，该显示装置21显示基于由检测器16检测到的二次带电粒子R的图像数据等。

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的照射对象是固定于载台12的试样S、试样片Q和存在于照射区域内的针18、试样片保持器P等。

该实施方式的带电粒子束装置10通过对照射对象的表面扫描并照射聚焦离子束，能够执行被照射部的图像化、基于溅射的各种加工(钻削、修整加工等)以及沉积膜的形成等。带电粒子束装置10能够执行如下加工：由试样S形成透射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)或电子束利用的分析试样片。带电粒子束装置10能够执行如下加工：使移设于试样片保持器P的试样片Q成为适合于透射电子显微镜的透射观察的期望的厚度(例如，5～100nm等)的薄膜。带电粒子束装置10通过对试样片Q和针18等照射对象的表面扫描并照射聚焦离子束或电子束，从而能够执行照射对象的表面的观察。

吸收电流检测器20具有前置放大器，将针的流入电流放大并送到计算机22。通过与由吸收电流检测器20检测到的针流入电流和带电粒子束的扫描同步的信号，能够在显示装置21上显示针形状的吸收电流图像，进行针形状和前端位置确定。

图2是示出在本发明的实施方式的带电粒子束装置10中，将聚焦离子束照射于试样S表面(斜线部)而形成的、从试样S摘出之前的试样片Q的平面图。标号F表示聚焦离子束的加工框，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，被钻削得到的加工区域H。标号Ref是表示形成试样片Q的(未钻削而保留)位置的参考标记(基准点)，例如，是在后述的沉积膜(例如，一边1μm的正方形)上通过聚焦离子束设置例如直径30nm的微细孔而得到的形状等，在基于聚焦离子束或电子束的图像中能够对比度良好地进行识别。为了得知试样片Q的大概位置而利用沉积膜，为了精密的位置对齐而利用微细孔。在试样S中，关于试样片Q，进行蚀刻加工，以保留与试样S连接的支承部Qa而刮掉并去除侧部侧和底部侧的周边部，试样片Q通过支承部Qa而悬臂支承于试样S。试样片Q是长度方向的尺寸例如为10μm、15μm、20μm左右，宽度(厚度)例如为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(图示省略)进行排气而使内部成为期望的真空状态，并且能够维持期望的真空状态。

载台12保持试样S。载台12具有对试样片保持器P进行保持的保持器固定台12a。该保持器固定台12a也可以是能够搭载多个试样片保持器P的结构。

图3是试样片保持器P的平面图，图4是侧视图。试样片保持器P具有：具有缺口部31的大致半圆形板状的基部32；固定于缺口部31的试样台33。基部32例如通过金属，由直径3mm和厚度50μm等圆形板状形成。试样台33例如通过半导体制造工艺而由硅晶片形成，通过导电性的粘接剂粘贴在缺口部31上。试样台33是梳齿形状，具有隔开间隔配置而突出的多个(例如，5根、10根、15根、20根等)柱状部(以下，也称作支柱)34，试样片Q被移设于柱状部34。

通过使各柱状部34的宽度不同，将移设于各柱状部34的试样片Q与柱状部34的图像对应起来，进一步与对应的试样片保持器P对应起来存储在计算机22中，由此，即使在由1个试样S制作了多个试样片Q的情况下，也能够无误地进行识别，能够准确地使相应的试样片Q与试样S上的摘出部位对应来进行后续的透射电子显微镜等的分析。各柱状部34例如将前端部的厚度形成为10μm以下、5μm以下等，保持在前端部上安装的试样片Q。

另外，基部32不限于上述那样的直径3mm和厚度50μm等的圆形板状，例如也可以是长度5mm、高度2mm、厚度50μm等的矩形板状。总而言之，基部32的形状只要是能够在要导入后续的透射电子显微镜的载台12上搭载的形状、并且使试样台33上搭载的全部试样片Q位于载台12的可动范围内的形状即可。根据这种形状的基部32，能够利用透射电子显微镜观察在试样台33上搭载的全部试样片Q。

载台驱动机构13以与载台12连接的状态收容于试样室11的内部，根据从计算机22输出的控制信号使载台12相对于规定轴而位移。载台驱动机构13具有移动机构13a，该移动机构13a至少沿着与水平面平行且彼此垂直的X轴和Y轴、以及与X轴和Y轴垂直的铅直方向的Z轴使载台12平行地移动。载台驱动机构13具有：使载台12绕X轴或Y轴倾斜的倾斜机构13b；以及使载台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的内部将波束射出部(图示省略)以在照射区域内的载台12的铅直方向上方的位置处与载台12面对且使光轴与铅直方向平行的方式固定于试样室11。由此，能够从铅直方向上方朝向下方对载台12上载置的试样S、试样片Q和存在于照射区域内的针18等照射对象照射聚焦离子束。此外，带电粒子束装置10也可以代替上述的聚焦离子束照射光学系统14而具有其他离子束照射光学系统。离子束照射光学系统不限于上述的形成聚焦束的光学系统。离子束照射光学系统例如也可以是投影型的离子束照射光学系统，该投影型的离子束照射光学系统在光学系统内设置具有定型的开口的镂空掩模，形成镂空掩模的开口形状的成型波束。根据这种投影型的离子束照射光学系统，能够高精度地形成与试样片Q的周边的加工区域相当的形状的成型波束，加工时间缩短。

聚焦离子束照射光学系统14具有：产生离子的离子源14a；使从离子源14a引出的离子会聚和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22输出的控制信号而被控制，通过计算机22控制聚焦离子束的照射位置和照射条件等。离子源14a例如是使用液态镓等的液体金属离子源或等离子体型离子源、气体电场电离型离子源等。离子光学系统14b例如具有聚光透镜等第1静电透镜、静电偏转器、物镜等第2静电透镜等。在使用等离子体型离子源作为离子源14a的情况下，能够实现基于大电流束的高速加工，适合于较大的试样S的摘出。

电子束照射光学系统15在试样室11的内部将波束射出部(图示省略)以在相对于照射区域内的载台12的铅直方向倾斜规定角度(例如60°)的倾斜方向上与载台12面对、并且光轴与倾斜方向平行的方式固定于试样室11。由此，能够从倾斜方向的上方朝向下方对载台12上固定的试样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具有：产生电子的电子源15a；使从电子源15a射出的电子会聚和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22输出的控制信号而被控制，通过计算机22控制电子束的照射位置和照射条件等。电子光学系统15b如具有电磁透镜、偏转器等。

另外，也可以调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，在铅直方向上配置电子束照射光学系统15，在与铅直方向倾斜了规定角度的倾斜方向上配置聚焦离子束照射光学系统14。

检测器16检测对试样S和针18等照射对象照射了聚焦离子束或电子束时从照射对象辐射的二次带电粒子(二次电子和二次离子)R的强度(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在试样室11的内部配置在如下位置而固定于试样室11，该位置是能够检测二次带电粒子R的量的位置，例如是相对于照射区域内的试样S等的照射对象的斜上方的位置等。

气体供给部17固定于试样室11中，在试样室11的内部具有气体喷射部(也称作喷嘴)，配置成与载台12面对。气体供给部17能够对试样S供给用于根据试样S的材质而选择性地促进聚焦离子束对试样S的蚀刻的蚀刻用气体、以及用于在试样S的表面形成基于金属或绝缘体等堆积物的沉积膜的沉积用气体等。例如，针对硅系的试样S，与聚焦离子束的照射一起向试样S供给氟化氙作为蚀刻用气体，针对有机系的试样S，与聚焦离子束的照射一起向试样S供给水作为蚀刻用气体等，从而根据材料选择性地促进蚀刻。此外，例如通过在照射聚焦离子束的同时将含有铂、铂或钨等的沉积用气体供给到试样S，能够使由沉积用气体分解的固体成分在试样S的表面堆积(沉积)。作为沉积用气体的具体例，作为含碳的气体，存在菲、萘、芘等，作为含有铂的气体，存在三甲基乙基环戊二烯铂等，此外，作为包含钨的气体，存在六羰基钨等。此外，根据供给气体的不同，即使照射电子束，也能够进行蚀刻、沉积。但是，关于本发明的带电粒子束装置10的沉积用气体，根据沉积速度、试样片Q与针18之间的沉积膜的可靠粘贴的观点，包含碳的沉积用气体例如菲、萘、芘等是最适合的，使用它们中的任意一方。

针驱动机构19以连接有针18的状态收容在试样室11的内部中，根据从计算机22输出的控制信号而使针18位移。针驱动机构19与载台12一体设置，例如当载台12通过倾斜机构13b而绕倾斜轴(即，X轴或Y轴)旋转时，与载台12一体地移动。针驱动机构19具有：使针18沿着三维坐标轴的各轴平行移动的移动机构(图示省略)；使针18绕针18的中心轴旋转的旋转机构(图示省略)。另外，该三维坐标轴独立于试样载台的正交3轴坐标系，在具有与载台12的表面平行的二维坐标轴的正交3轴坐标系中，在载台12的表面处于倾斜状态、旋转状态的情况下，该坐标系倾斜并旋转。

计算机22至少对载台驱动机构13、聚焦离子束照射光学系统14、电子束照射光学系统15、气体供给部17、针驱动机构19进行控制。

计算机22配置在试样室11的外部，与显示装置21、以及鼠标和键盘等输入设备23连接，输入设备23输出与操作者的输入操作对应的信号。

计算机22通过从输入设备23输出的信号或者通过预先设定的自动运转控制处理生成的信号等，统合地控制带电粒子束装置10的动作。

计算机22将在扫描带电粒子束的照射位置的同时由检测器16检测到的二次带电粒子R的检测量转换为与照射位置对应的亮度信号，根据二次带电粒子R的检测量的二维位置分布而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22一边扫描带电粒子束的照射位置一边检测流入到针18的吸收电流，由此，根据吸收电流的二维位置分布(吸收电流图像)来生成表示针18的形状的吸收电流图像数据。计算机22使显示装置21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、移动和旋转等操作的画面。计算机22使显示装置21显示用进行自动的时序控制中的模式选择和加工设定等各种设定的画面。

本发明的实施方式的带电粒子束装置10具有上述结构，接着说明该带电粒子束装置10的动作。

以下，针对计算机22执行的自动取样的动作，即自动地将通过基于带电粒子束(聚焦离子束)的试样S的加工而形成的试样片Q移设于试样片保持器P的动作，大致分为初始设定工序、试样片拾取工序、试样片安装工序来依次进行说明。

＜初始设定工序＞

图5是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置10的自动取样的动作中的初始设定工序的流程的流程图。首先，计算机22在自动时序的开始时根据操作者的输入来进行有无后述的姿态控制模式等的模式选择、模板匹配用的观察条件和加工条件设定(加工位置、尺寸、个数等的设定)、针前端形状的确认等(步骤S010)。

接着，计算机22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22进行由操作者在载台12的保持器固定台12a上设置的试样片保持器P的位置登记处理(步骤S020)。计算机22在取样处理的最初生成柱状部34的模板。计算机22按照每个柱状部34生成模板。计算机22进行各柱状部34的载台坐标取得和模板生成，将它们以组的方式存储，在之后的模板匹配(模板与图像的重合)中判定柱状部34的形状时使用。作为在模板匹配中使用的柱状部34的模板，计算机22例如预先存储图像本身、从图像提取出的边缘信息等。计算机22在后面的处理中，在载台12移动后进行模板匹配，根据模板匹配的得分来判定柱状部34的形状，从而能够识别柱状部34的准确位置。另外，作为模板匹配用的观察条件，当使用与模板生成用相同的对比度、倍率等观察条件时，能够实施准确的模板匹配，因此是优选的。

在保持器固定台12a上设有多个试样片保持器P、且在各试样片保持器P上设有多个柱状部34的情况下，也可以是，预先决定各试样片保持器P所固有的识别码、以及相应的试样片保持器P的各柱状部34所固有的识别码，将这些识别码与各柱状部34的坐标和模板信息对应起来由计算机22存储。

此外，也可以是，计算机22与上述识别码、各柱状部34的坐标和模板信息一起，将试样S的摘出试样片Q的部位(摘出部)的坐标和周边的试样面的图像信息成组地存储。

此外，例如在岩石矿物和活体试样等不规则的试样的情况下，计算机22也可以将低倍率的宽视野图像、摘出部的位置坐标和图像等设为组，将这些信息作为识别信息而进行存储。将该识别信息与薄片化的试样S关联起来，或者将透射电子显微镜像与试样S的摘出位置关联起来进行记录。

计算机22在后述的试样片Q的移动之前预先进行试样片保持器P的位置登记处理，能够预先确认实际存在适当的形状的试样台33。

在该位置登记处理中，首先，作为粗调整的动作，计算机22通过载台驱动机构13移动载台12，使照射区域在试样片保持器P中与安装试样台33的位置进行位置对齐。接着，作为微调整的动作，计算机22使用事先根据试样台33的设计形状(CAD信息)而生成的模板，从通过带电粒子束(聚焦离子束和电子束各自)的照射而生成的各图像数据中提取构成试样台33的多个柱状部34的位置。然后，计算机22将所提取出的各柱状部34的位置坐标和图像作为试样片Q的安装位置而进行登记处理(存储)(步骤S023)。此时，将各柱状部34的图像与预先准备的柱状部的设计图、CAD图或柱状部34的标注品的图像进行比较，确认各柱状部34有无变形或缺口、脱落等，如果存在不良，计算机22存储该柱状部的坐标位置和图像、以及是不良品的情况。

接着，判定在当前登记处理的执行中的试样片保持器P上是否不存在要登记的柱状部34(步骤S025)。该判定结果为“否”的情况下，即要登记的柱状部34的剩余数量m为1以上的情况下，将处理返回上述的步骤S023，重复步骤S023和S025，直到柱状部34的剩余数量m成为零为止。另一方面，该判定结果为“是”的情况下，即要登记的柱状部34的剩余数量m为零的情况下，使处理进入步骤S027。

在保持器固定台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、相应试样片保持器P的图像数据与针对各试样片保持器P的码号等一起进行记录，并且，存储各试样片保持器P的各柱状部34的位置坐标、对应的码号以及图像数据(登记处理)。计算机22可以按照实施自动取样的试样片Q的数量依次实施该位置登记处理。

然后，计算机22判定是否没有要登记的试样片保持器P(步骤S027)。该判定结果为“否”的情况下，即要登记的试样片保持器P的剩余数量n为1以上的情况下，使处理返回上述的步骤S020，重复步骤S020至S027，直到试样片保持器P的剩余数量n成为零为止。另一方面，在该判定结果为“是”的情况下，即要登记的试样片保持器P的剩余数量n为零的情况下，使处理进入步骤S030。

由此，在由1个试样S自动制作数十个试样片Q的情况下，在保持器固定台12a上对多个试样片保持器P进行位置登记，对各个柱状部34的位置进行图像登记，因此，能够马上在带电粒子束的视野内调出要安装数十个试样片Q的特定的试样片保持器P以及特定的柱状部34。

另外，在该位置登记处理(步骤S020、S023)中，万一试样片保持器P本身或柱状部34变形、破损，而未处于能够安装试样片Q的状态的情况下，与上述的位置坐标、图像数据码号一起对应地预先登记“使用不可”(表示不能安装试样片Q的记载)等。由此，计算机22在进行后述的试样片Q的移设时，能够跳过“使用不可”的试样片保持器P或柱状部34，使下一个正常的试样片保持器P或柱状部34移动到观察视野内。

接着，计算机22生成针18的模板(步骤S030至S050)。模板用于后述的使准确地接近试样片时的图像匹配。

在该模板生成工序中，首先，计算机22通过载台驱动机构13使载台12暂时移动。然后，计算机22通过针驱动机构19使针18移动至初始设定位置(步骤S030)。初始设定位置是如下预先决定的位置：该位置是聚焦离子束和电子束基本能够照射到同一点，且两束的焦点重合的点(重合点)，通过之前刚刚进行的载台移动，在针18的背景中不存在试样S等误识别为针18这样的复杂的结构。该重合点是能够通过聚焦离子束照射和电子束照射从不同的角度对相同的对象物进行观察的位置。

接着，计算机22通过基于电子束照射的吸收图像模式来识别针18的位置(步骤S040)。

计算机22通过扫描电子束并对针18进行照射，从而检测流入到针18的吸收电流，生成吸收电流图像数据。此时，在吸收电流图像中，不存在误识别为针18的背景，因此，能够不被背景图像影响地识别针18。计算机22通过电子束的照射来取得吸收电流图像数据。关于使用吸收电流像生成模板，当针接近试样片时，多数情况下在针的背景中存在试样片的加工形状和试样表面的图案等误识别为针的形状，因此，如果使用二次电子像则误识别可能性高，为了防止误识别，使用不受背景影响的吸收电流像。二次电子像容易受到背景像的影响，误识别可能性高，因此不适合作为模板图像。这样，在吸收电流图像中，无法识别针前端的碳沉积膜，因此无法得知真正的针前端，但是，根据与模板的图案匹配的观点，吸收电流像是适合的。

这里，计算机22判定针18的形状(步骤S042)。

万一，在由于针18的前端形状变形或破损等而处于无法安装试样片Q的状态的情况下(步骤S042；NG)，从步骤S043跳至图38的步骤S280的否侧，不执行步骤S050以后的全部步骤，结束自动取样的动作。即，在针前端形状不良的情况下，无法执行后面的作业，进入装置操作者的针更换的作业。关于步骤S042中的针形状的判断，例如在1边200μm的观察视野内，在针前端位置从规定的位置偏离100μm以上的情况下，判断为不良品。另外，在步骤S042中判断为针形状不良的情况下，显示装置21中显示“针不良”等(步骤S043)，对装置的操作者进行警告。可以将判断为不良品的针18更换为新的针18，或者如果是轻微的不良，则通过聚焦离子束照射而对针前端进行成型。

在步骤S042中，如果针18是预先决定的正常的形状，则进入接下来的步骤S044。

这里，对针前端的状态进行说明。

图6的(A)是为了说明在针18(钨针)的前端附着碳沉积膜DM的残渣的状态而对针前端部进行放大的示意图。关于针18，在针18前端附着对试样片Q进行过保持的碳沉积膜DM的残渣，以使得其前端不会由于聚焦离子束照射而被切除并变形，能够多次重复进行取样操作来使用。通过重复进行取样，该碳沉积膜DM的残渣逐渐变大，成为比钨针的前端位置稍微突出的形状。因此，针18的真正的前端坐标不是原本的构成针18的钨的前端W，而成为碳沉积膜DM的残渣的前端C。关于使用吸收电流像生成模板，当针18接近试样片Q时，多数情况下在针18的背景中存在试样片Q的加工形状、试样表面的图案等误识别为针18的形状，因此，如果使用二次电子像则误识别的可能性高，为了防止误识别，使用不受背景影响的吸收电流像。二次电子像容易受到背景像的影响，误识别的可能性高，因此不适合作为模板图像。这样，由于吸收电流图像中无法识别针前端的碳沉积膜DM，因此，无法得知真正的针前端，但是，根据与模板的图案匹配的观点，吸收电流像是适合的。

图6的(B)是附着碳沉积膜DM的针前端部的吸收电流像的示意图。即使在背景中存在复杂的图案，也不受背景形状的影响，能够明确识别针18。由于背景中照射的电子束信号不反映到图像，因此，背景以噪声水平相同的灰色调表示。另一方面，碳沉积膜DM看起来比背景的灰色调稍暗，可知，通过吸收电流像无法明确确认碳沉积膜DM的前端。由于通过吸收电流像无法识别包含碳沉积膜DM的真正的针位置，因此，如果仅依靠吸收电流像而使针18移动，则针前端与试样片Q碰撞的可能性高。

因此，以下，根据碳沉积膜DM的前端坐标C求出针18的真正的前端坐标。另外，这里，将图6的(B)的图像称作第1图像。

取得针18的吸收电流像(第1图像)的工序是步骤S044。

接着，对图6的(B)的第1图像进行图像处理，提取比背景亮的区域(步骤S045)。

图7的(A)是示出对图6的(B)的第1图像进行图像处理而提取比背景亮的区域的示意图。当背景与针18的明亮度之差较小时，也可以提高图像对比度，增大背景与针之间的明亮度的差。这样，得到强调了比背景亮的区域(针18的一部分)的图像，这里，将该图像称作第2图像。将该第2图像储存到计算机中。

接着，在图6的(B)的第1图像中，提取比背景的明亮度暗的区域(步骤S046)。

图7的(B)是示出对图6的(B)的第1图像进行图像处理而提取比背景暗的区域的示意图。仅针前端的碳沉积膜DM被提取而显示。当背景与碳沉积膜DM之间的明亮度的差较小时，也可以提高图像对比度，在图像数据上增大背景与碳沉积膜DM之间的明亮度的差。这样，得到使比背景暗的区域显现的图像。这里，将该图像称作第3图像，将第3图像储存到计算机22中。

接着，对计算机22中存储的第2图像和第3图像进行合成(步骤S047)。

图8是合成后的显示图像的示意图。但是，在图像上，为了便于观察，可以仅对第2图像中的针18的区域、第3图像中的碳沉积膜DM的部分的轮廓进行线显示，背景和针18、碳沉积膜DM的外周以外进行透明显示，也可以仅背景透明，以相同颜色、相同色调对针18和碳沉积膜DM进行显示。这样，第2图像和第3图像原本基于第1图像，因此，只要不是仅对第2图像或第3图像的一方进行放大缩小或旋转等变形，则合成而得到的图像是反映了第1图像的形状。这里，将合成后的图像称作第4图像，将该第4图像储存到计算机中。第4图像以第1图像为基础，实施了对对比度进行调整并强调轮廓的处理，因此，第1图像和第4图像中的针形状完全相同，轮廓变得明确，与第1图像相比，碳沉积膜DM的前端明确。

接着，根据第4图像，求出碳沉积膜DM的前端即碳沉积膜DM堆积得到的针18的真正的前端坐标(步骤S048)。

从计算机22取出并显示第4图像，求出针18的真正的前端坐标。针18的轴向上最突出的部位C是真正的针前端，根据图像识别自动地进行判断，将前端坐标储存到计算机22中。

接着，为了进一步提高模板匹配的精度，将与步骤S044时相同的观察视野中的针前端的吸收电流图像作为参考图像，在参考图像数据中，以步骤S048中得到的针前端坐标为基准，仅提取包含针前端的一部分来作为模板图像，将该模板图像与步骤S048中得到的针前端的基准坐标(针前端坐标)对应起来登记到计算机22中(步骤S050)。

接着，计算机22进行如下的处理，作为使针18接近试样片Q的处理。

另外，在步骤S050中，限定为与步骤S044时相同的观察视野，但是不限于此，只要波束扫描的基准能够进行管理即可，不限于同一视野。此外，在上述步骤S050的说明中，将模板设为包含针前端部，但是，只要坐标与基准坐标对应，则也可以将不包含前端的区域作为模板。

计算机22将使针18移动之前实际取得的图像数据作为参考图像数据，因此，与各个针18的形状的不同无关地，能够进行高精度的图案匹配。进而，计算机22在背景不存在复杂的构造物的状态下取得各图像数据，因此，能够求出准确的真正的针前端坐标。此外，能够取得能够明确掌握排除了背景影响的针18的形状的模板。

另外，计算机22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、对比度等图像取得条件。

此外，上述的生成柱状部34的模板的工序(S020至S027)与生成针18的模板的工序(S030至S050)也可以相反。但是，在先执行生成针18的模板的工序(S030至S050)的情况下，从后述的步骤S280返回的流程(E)也联动。

＜试样片拾取工序＞

图9是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置10进行的自动取样的动作中的从试样S拾取试样片Q的工序的流程的流程图。这里，拾取是指，通过基于聚焦离子束的加工和针，将试样片Q从试样S分离并摘出。

首先，计算机22通过载台驱动机构13使载台12移动，以使作为对象的试样片Q进入带电粒子束的视野。也可以使用作为目标的参考标记Ref的位置坐标来使载台驱动机构13动作。

接着，计算机22使用带电粒子束的图像数据，对预先在试样S上形成的参考标记Ref进行识别。计算机22使用识别出的参考标记Ref，根据已知的参考标记Ref与试样片Q之间的相对位置关系来识别试样片Q的位置，以使得试样片Q的位置进入观察视野的方式进行载台移动(步骤S060)。

接着，计算机22通过载台驱动机构13驱动载台12，以使得试样片Q的姿态成为规定姿态(例如，适合于针18进行取出的姿态等)的方式，使载台12绕Z轴旋转与姿态控制模式对应的角度(步骤S070)。

接着，计算机22使用带电粒子束的图像数据来识别参考标记Ref，根据已知的参考标记Ref与试样片Q之间的相对位置关系来识别试样片Q的位置，进行试样片Q的位置对齐(步骤S080)。接着，计算机22进行以下的处理，作为使针18接近试样片Q的处理。

计算机22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22使用基于针对试样S的聚焦离子束和电子束得到的各图像数据，识别参考标记Ref(参照上述的图2)。计算机22使用识别出的参考标记Ref来设定针18的移动目标位置AP。

这里，移动目标位置AP为与试样片Q较近的位置。移动目标位置AP例如为与试样片Q的支承部Qa的相反侧的侧部接近的位置。计算机22将移动目标位置AP与试样片Q的形成时的加工框F对应为规定的位置关系。计算机22存储有通过聚焦离子束的照射在试样S上形成试样片Q时的加工框F与参考标记Ref之间的相对的位置关系的信息。计算机22使用识别出的参考标记Ref，使用参考标记Ref、加工框F以及移动目标位置AP(参照图2)之间的相对的位置关系，使针18的前端位置朝向移动目标位置AP在三维空间内移动。计算机22在使针18三维地移动时，例如，首先，使其在X方向和Y方向上移动，接着在Z方向上移动。

计算机22在使针18移动时，使用在形成试样片Q的自动加工的执行时在试样S上形成的参考标记Ref，通过从基于电子束和聚焦离子束的不同方向进行观察，能够高精度地掌握针18与试样片Q之间的三维的位置关系，能够适当地使针18移动。

另外，在上述的处理中，计算机22使用参考标记Ref，使用参考标记Ref、加工框F以及移动目标位置AP之间的相对的位置关系，使针18的前端位置朝向移动目标位置AP在三维空间内移动，但是不限于此。也可以是，计算机22不使用加工框F，而使用参考标记Ref与移动目标位置AP之间的相对的位置关系，使针18的前端位置朝向移动目标位置AP在三维空间内移动。

接着，计算机22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22使用步骤S050中生成的模板反复进行图案匹配，此外，使用步骤S047中得到的针前端坐标作为SEM图像内的针18的前端位置，在对包含移动目标位置AP的照射区域照射了带电粒子束的状态下，在三维空间内使针18从移动目标位置AP移动到连接加工位置。

接着，计算机22进行使针18的移动停止的处理(步骤S110)。

图10是用于说明使针与试样片连接时的位置关系的图，是对试样片Q的端部进行放大的图。在图10中，将要连接针18的试样片Q的端部(截面)配置在SIM图像中心35，从SIM图像中心35隔开规定距离L1，例如将试样片Q的宽度的中央的位置设为连接加工位置36。连接加工位置也可以是试样片Q的端面的延长线上(图10的标号36a)的位置。该情况下，成为沉积膜容易附着的位置，是理想的。计算机22将规定距离L1的上限设为1μm，优选将规定距离L1设为100nm以上且400nm以下。当规定距离L1小于100nm时，在后面的工序中，在将针18和试样片Q分离时无法仅切断连接的沉积膜，将针18也切除的风险高。针18的切除会使针18短小化，针前端变得较粗，如果反正进行该处理，则不得不更换针18，违反了本发明的目的即反复自动进行取样。此外，相反，如果规定距离L1超过400nm，则沉积膜的连接不充分，试样片Q的摘出失败的风险高，妨碍反复取样。

此外，从图10看不到深度方向的位置，但是，例如预先决定为试样片Q的宽度的1/2的位置。但是，该深度方向也不限于该位置。将该连接加工位置36的三维坐标预先储存到计算机22中。

计算机22指定预先设定的连接加工位置36。计算机22根据位于相同的SIM图像或SEM图像内的针18前端和连接加工位置36的三维坐标，使针驱动机构19进行动作，将针18移动到规定的连接加工位置36。计算机22在针前端与连接加工位置36一致时，使针驱动机构19停止。

图11和图12示出针18接近试样片Q的样子，是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的聚焦离子束得到的图像的图(图11)，和通过电子束得到的图像的图(图12)。图12示出针的微调整前后的样子，图12中的针18a示出处于移动目标位置的针18，针18b示出在针18的微调整后，移动到连接加工位置36后的针18，是同一针18。另外，在图11和图12中，除了聚焦离子束和电子束中观察方向不同以外，观察倍率也不同，但是，观察对象和针18是相同的。

通过这种针18的移动方法，能够使针18高精度且迅速地接近试样片Q附近的连接加工位置36并停止。

接着，计算机22进行将针18与试样片Q连接的处理(步骤S120)。计算机22在规定的沉积时间范围内，通过气体供给部17对试样片Q和针18的前端表面供给作为沉积用气体的碳系气体，并且对在连接加工位置36设定的包含加工框R1的照射区域照射聚焦离子束。由此，计算机22通过沉积膜将试样片Q和针18连接。

在该步骤S120中，计算机22不使针18与试样片Q直接接触，而是在隔开间隔的位置处通过沉积膜进行连接，因此，在后面的工序中，在通过基于聚焦离子束照射的切断而使针18和试样片Q分离时，针18不会被切断。此外，具有如下优点：能够防止发生由于针18与试样片Q直接接触而引起的损伤等不良情况。进而，即使针18振动，也能够抑制该振动传递到试样片Q。并且，即使在发生由于试样S的蠕变现象而引起的试样片Q的移动的情况下，也能够抑制针18与试样片Q之间产生过度翘曲。图13示出该样子，是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的聚焦离子束得到的图像数据中，包含针18和试样片Q的连接加工位置在内的加工框R1(沉积膜形成区域)的图，图14是图13的放大说明图，便于理解针18、试样片Q和沉积膜形成区域(例如，加工框R1)的位置关系。针18将与试样片Q之间具有规定距离L1的间隔的位置作为连接加工位置，接近该连接加工位置并停止。针18、试样片Q、沉积膜形成区域(例如，加工框R1)以跨越针18和试样片Q的方式设定。沉积膜还在规定距离L1的间隔形成，针18和试样片Q通过沉积膜连接。

计算机22在将针18与试样片Q连接时，取之后将与针18连接的试样片Q移设于试样片保持器P时与事先在步骤S010中选择出的各接近模式对应的连接姿态。计算机22与后述多个(例如，3个)不同的接近模式分别对应地，取得针18和试样片Q的相对的连接姿态。

另外，计算机22也可以通过检测针18的吸收电流的变化，判定基于沉积膜的连接状态。也可以是，计算机22在针18的吸收电流达到预先决定的电流值时判定为试样片Q和针18已经通过沉积膜而连接，与有无经过规定的沉积时间无关地停止沉积膜的形成。

接着，计算机22进行将试样片Q与试样S之间的支承部Qa切断的处理(步骤S130)。计算机22使用试样S上形成的参考标记Ref，指定预先设定的支承部Qa的切断加工位置T1。

计算机22在规定的切断加工时间内，对切断加工位置T1照射聚焦离子束，从而将试样片Q从试样S分离。图15示出该样子，是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的聚焦离子束得到的图像数据中的试样S和试样片Q的支承部Qa的切断加工位置T1的图。

计算机22通过检测试样S与针18的导通，从而判定试样片Q是否从试样S切离(步骤S133)。

计算机22在未检测到试样S与针18的导通的情况下，判定为试样片Q从试样S切离(OK)，继续执行以后的处理(即，步骤S140以后的处理)。另一方面，计算机22在切断加工结束后，即切断加工位置T1处的试样片Q与试样S之间的支承部Qa的切断完成后，检测到试样S与针18的导通的情况下，判定为试样片Q未从试样S切离(NG)。计算机22在判定为试样片Q未从试样S切离(NG)的情况下，通过对显示装置21的显示或警告音等来报知该试样片Q与试样S的分离未完成(步骤S136)。然后，停止此后的处理的执行。该情况下，计算机22也可以通过聚焦离子束照射来切断连接试样片Q和针18的沉积膜(后述的沉积膜DM2)，将试样片Q和针18分离，使针18返回到初始位置(步骤S060)。返回到初始位置的针18实施下一个试样片Q的取样。

接着，计算机22进行针退避的处理(步骤S140)。计算机22通过针驱动机构19使针18向铅直方向上方(即Z方向的正方向)上升规定距离(例如，5μm等)。图16示出该样子，是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的电子束得到的图像数据中的使连结有试样片Q的针18退避的状态的图。

接着，计算机22进行载台退避的处理(步骤S150)。如图17所示，计算机22通过载台驱动机构13使载台12移动规定距离。例如，向铅直方向下方(即Z方向的负方向)下降1mm、3mm、5mm。计算机22在使载台12下降规定距离后，使气体供给部17的喷嘴17a远离载台12。例如，使其上升到铅直方向上方的待机位置。图17示出该样子，是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的电子束得到的图像数据中的使载台12相对于连接有试样片Q的针18退避的状态的图。

接着，计算机22进行试样片Q的姿态控制的处理(步骤S153)。计算机22能够通过针驱动机构19使针18轴旋转，因此，能够根据需要来控制试样片Q的姿态。计算机22使针18上连接的试样片Q绕针18的轴旋转，相对于试样片保持器P对试样片Q的上下或左右进行变更。例如，计算机22将试样片Q的姿态设定为，使得试样片Q中的原来的试样S的表面相对于柱状部34的端面而成为垂直关系或平行关系。由此，计算机22例如能够确保适合于之后执行的整形加工和精加工的试样片Q的姿态，并且能够降低试样片Q的薄片化精加工时产生的窗帘效果的影响等。窗帘效果是在聚焦离子束照射方向上产生的加工条纹图案，在通过电子显微镜观察完成后的试样片Q的情况下，会给出错误的解释，由此，通过确保试样片Q的适当的姿态，能够提高观察的可靠性。另外，计算机22在使针18进行轴旋转时进行偏心校正，从而对旋转进行校正，使得试样片Q不会从实际视野中脱出。

在该姿态控制中，首先，计算机22通过针驱动机构19对针18进行驱动，使针18的轴旋转与接近模式对应的姿态控制模式的旋转角度，以使得试样片Q的姿态成为与接近模式对应的规定姿态。这里，与接近模式对应的姿态控制模式是相对于试样片保持器P而将试样片Q的姿态控制成与接近模式对应的规定姿态的模式。在该姿态控制模式中，计算机22针对在上述试样片拾取工序中以规定的角度接近试样片Q并连接了试样片Q的针18，使针18的轴旋转为规定的旋转角度，从而控制试样片Q的姿态。接近模式是将通过姿态控制模式而控制成规定姿态的试样片Q向试样片保持器P接近的模式。计算机22在使针18进行轴旋转时进行偏心校正。图18～图23示出该样子，是分别在多个(例如，3个)不同的接近模式中示出连接有试样片Q的针18的状态的图。

图18和图19是示出在针18的旋转角度为0°的接近模式中，通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的聚焦离子束得到的图像数据中的连接有试样片Q的针18的状态(图18)、以及通过电子束得到的图像数据中的连接有试样片Q的针18的状态(图19)的图。计算机22在针18的旋转角度为0°的接近模式中，设定适合于不使针18旋转而将试样片Q移设于试样片保持器P的姿态状态。

图20和图21是示出在针18的旋转角度为90°的接近模式中，通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的聚焦离子束得到的图像数据中的使连接有试样片Q的针18旋转90°的状态(图20)、以及通过电子束得到的图像数据中的使连接有试样片Q的针18旋转90°的状态(图21)的图。计算机22在针18的旋转角度为90°的接近模式中，设定适合于以使针18旋转90°的状态将试样片Q移设于试样片保持器P的姿态状态。

图22和图23是示出在针18的旋转角度为180°的接近模式中，通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的聚焦离子束得到的图像数据中的使连接有试样片Q的针18旋转180°的状态(图22)、以及通过电子束得到的图像数据中的使连接有试样片Q的针18旋转180°的状态(图23)的图。计算机22在针18的旋转角度为180°的接近模式中，设定适合于以使针18旋转180°的状态将试样片Q移设于试样片保持器P的姿态状态。

另外，关于针18与试样片Q的相对的连接姿态，预先在上述试样片拾取工序中，在以规定的角度使针18接近试样片Q而将针18与试样片Q连接时，设定为适合于各姿态控制模式的连接姿态。

接着，计算机22进行试样片Q的整形加工的处理(步骤S155)。在该整形加工的处理中，首先，计算机22根据需要而进行使聚焦离子束的扫描方向旋转的扫描旋转。计算机22通过扫描旋转，使扫描方向以使得试样片Q的规定方向与聚焦离子束的扫描方向平行的旋转角度旋转，由此，使扫描区域相对于基于聚焦离子束的观察视野的中心而旋转。计算机22与在后面的处理中提取试样片Q的规定方向上的边缘对应地，使试样片Q的规定方向与聚焦离子束的扫描方向平行，由此，提高图像数据中的对试样片Q的边缘提取的精度。

在本实施方式中，计算机22例如在后面的处理中，将试样片Q的厚度方向上的与连接针18的试样片Q的表面Q1相反的一侧的部位(即，试样片Q的底部Q2)连接到试样片保持器P的柱状部34的情况下，在试样片Q的底部Q2提取边缘。另外，试样片Q的厚度方向对应于原来的试样S的加工时的深度方向。该情况下，计算机22通过扫描旋转使聚焦离子束的扫描方向旋转，以使得与通过聚焦离子束得到的图像数据中的试样片Q的厚度方向(即，原来的试样S的加工时的深度方向)平行。由此，计算机22提高之后执行的试样片Q的底部Q2的边缘提取和对试样片Q的底部Q2的整形加工的加工框设定的精度。例如，图24是示出针18的旋转角度为90°的接近模式中，在通过使聚焦离子束的扫描方向旋转-68°的扫描旋转而得到的图像数据中连接有试样片Q的针18的状态的图。在图24中，试样片Q的厚度方向(即，原来的试样S的加工时的深度方向)与图像数据的X轴方向平行，试样片Q的底部Q2的边缘提取容易。

接着，计算机22在通过根据需要执行的扫描旋转而得到的图像数据中、或未执行扫描旋转而通过聚焦离子束得到的图像数据中，提取试样片Q的规定方向上的边缘。例如，图25是示出根据图24的图像数据，在试样片Q的厚度方向的底部Q2处提取的2个边缘E1、E2的一例的图。

接着，计算机22在图像数据中，根据在试样片Q的规定方向上提取的边缘，设定对试样片Q的整形加工区域进行划定的加工框Ta。关于基于该加工框Ta的整形后的试样片Q，希望被整形为与柱状部34接触的端面与柱状部34的连接面基本平行。例如，计算机22设定加工框Ta，该加工框Ta用于通过试样片Q的整形加工，在试样片Q上形成与试样片保持器P的柱状部34的连接面(例如，侧面等的端面)平行的端面。例如，图26是示出根据图25的图像数据中的2个边缘E1、E2以包含试样片Q的底部Q2的方式设定的加工框Ta的一例的图。

接着，计算机22对基于根据图像数据设定的加工框Ta的整形加工区域照射聚焦离子束，从而进行试样片Q的整形加工。例如，计算机22根据包含试样片Q的底部Q2的加工框Ta而对试样片Q进行蚀刻加工，形成与试样片保持器P的柱状部34的连接面平行的端面。例如，图27是示出通过使用聚焦离子束的整形加工而具有与试样片保持器P的柱状部34的连接面34A(例如，侧面等)平行的端面QA的试样片Q的一例的图。

另外，计算机22在整形加工的处理中，在用户输入了整形后的试样片Q的大小或试样片Q的整形加工位置等与加工框的设定有关的指示的情况下，根据该指示对试样片Q进行整形加工。例如，计算机22受理作为用于设定试样片Q的整形加工的加工位置的基准的与试样片Q的表面相距的距离Lb的输入。然后，计算机22在试样片Q的规定方向(例如，与原来的试样S的加工时的深度方向对应的厚度方向等)上的与试样片Q的表面(例如，连接针18的表面Q1等)相距距离Lb的位置处设定加工框Tb。例如，图28是示出在图24所示的图像数据中，以用户指示的与试样片Q的表面Q1相距的距离Lb为基准而对试样片Q设定的加工框Tb的一例的图。图28所示的加工框Tb包含从试样片Q的表面Q1向厚度方向的底部Q2侧的距离Lb的位置以后的部位。另外，例如，在事先掌握试样片Q的观察方向(图28所示的Y轴方向)的表面(观察面)Q3侧包含观察对象，不需要试样片Q的厚度方向(图28所示的X轴方向)的适当的部位等情况下，由用户输入距离Lb的指示。

图29是示出通过对图28所示的加工框Tb照射聚焦离子束而执行去除试样片Q的底部Q2侧的部位的整形加工后、具有与试样片保持器P的柱状部34的连接面34A(例如，侧面等)平行的端面QA的试样片Q的一例的图。由此，计算机22容易从后述的模板进行边缘提取，并且，确保适合于后面执行的精加工的试样片Q的形状。

此外，计算机22在整形加工的执行后，也可以执行清洁加工，以去除由于整形加工而产生的溅射粒子附着于试样片Q的观察面Q3而形成的再沉积。计算机22例如如图29所示，设定包含观察面Q3的清洁用加工框Tc，对基于清洁用加工框Tc的加工区域照射聚焦离子束，从而执行清洁加工。

此外，计算机22也可以在整形加工的处理中，根据通过基于带电粒子束的试样片Q的观察像而识别的试样片Q的器件构造等的图案，来设定加工框Ta。例如，图30是示出在针18的旋转角度为180°的接近模式中，通过聚焦离子束得到的图像数据中的使连接有试样片Q的针18旋转180°的状态的图。图30所示的试样片Q具有露出器件构造DS的表面(例如，由原来的试样S形成的截面Q4)。

计算机22在整形加工的处理中，首先，进行使聚焦离子束的扫描方向旋转的扫描旋转。例如，图31是示出在针18的旋转角度为180°的接近模式中，在通过使聚焦离子束的扫描方向旋转22°的扫描旋转得到的图像数据中连接有试样片Q的针18的状态的图。接着，计算机22根据图31所示的图像数据，使用预先掌握的图案等进行图案匹配，从而识别在试样片Q的截面Q4露出的器件构造DS。计算机22在试样片Q中的不存在器件构造DS的部位设定加工框Ta，以使得不与器件构造DS干涉。例如，图32是示出根据图31的图像数据，为了去除试样片Q的不存在器件构造DS的部位而设定的加工框Ta的一例的图。图32所示的加工框Ta包含从连接针18的试样片Q的表面Q1到厚度方向上的底部Q2侧的部位。接着，计算机22对根据图32所示的图像数据而设定的加工框Ta的整形加工区域照射聚焦离子束，从而对试样片Q进行蚀刻加工，对试样片Q进行整形。

此外，关于试样片Q的底面QB(底部Q2的表面)的形状，由于从原来的试样S进行切出加工，而相对于厚度方向的垂直方向倾斜，因此，计算机22通过整形加工的处理将底面QB整形为平坦(即成为与厚度方向垂直)。例如，图33是示出以试样片Q的底面成为与柱状部34的上端面相同的朝向的方式将试样片Q固定于柱状部34的状态的一例的图。图34是示出使用聚焦离子束对图33所示的试样片Q进行精加工的状态的一例的图。在图33和图34中，以使得试样片Q的底面QB成为与柱状部34的上端面34B相同的朝向的方式(即以使得试样片Q的表面Q1配置在柱状部34的根侧，试样片Q的底面QB配置在柱状部34的上端侧的方式)，将试样片Q固定于柱状部34，然后，实施通过聚焦离子束FB使试样片Q薄片化的精加工。该情况下，当聚焦离子束FB入射的一侧即底面QB不平坦时，底面QB与表侧截面(从原来的试样S进行切出加工时形成的截面)QC所成的角度不同于底面QB与表侧截面(从原来的试样S进行切出加工时形成的截面)QD所成的角度。因此，由于因底部Q2的2个边缘E1、E2而产生的边缘效果，试样片Q的表侧截面QC与背侧截面QD的加工速度会不同，产生无法以均匀的速度对试样片Q的表侧和背侧进行加工的问题。针对这种问题，通过实施使试样片Q的底面QB平坦的整形加工，上述所成的角度均成为90°，能够进行以均匀的速度对试样片Q的两面进行切削的精加工。

此外，通过对试样片Q的底部Q2进行整形加工，边缘E1、E2的图像变得鲜明，容易进行图像识别。由此，能够利用后述试样片安装工序中的模板匹配对试样片Q的位置进行准确识别。

此外，计算机22通过对试样片Q的底部Q2进行整形加工，能够以使得柱状部34的上端面34B与试样片Q的底面QB成为同一面的方式进行固定。例如，图35是示出通过聚焦离子束得到的图像中，柱状部34的漂移校正标记M和试样片Q的加工框Td的一例的图。由此，在固定后进行精加工的情况下，当将漂移校正标记M形成于柱状部34的上端面34B，并使用该标记M对试样片Q的底面QB设定加工框Td而进行精加工时，由于漂移校正标记M和加工框Td位于同一面内，因此能够减轻位置偏离。特别地，在精加工中由于载台倾斜而从倾斜方向对试样片Q进行加工的情况下，如果漂移校正标记M所在的柱状部34的上端面34B与试样片Q的底面QB之间存在阶梯差，则漂移校正标记M与加工框Td的位置关系会产生偏离，存在无法在准确的位置进行加工的问题。针对该问题，以使得漂移校正标记M与加工框Td成为同一面的方式对试样片Q进行固定，由此，即使载台倾斜也不会产生阶梯差，能够进一步减轻加工位置偏离。

在执行整形加工的处理后，计算机22使载台驱动机构13进行动作，使得成为相互连接的针18和试样片Q的背景不存在结构物的状态。这是为了在后续的处理(步骤170)中生成针18和试样片Q的模板时，根据通过聚焦离子束和电子束而分别得到的试样片Q的图像数据来可靠地识别针18和试样片Q的边缘(轮廓)。计算机22使载台12移动规定距离。判断试样片Q的背景(步骤S160)，如果背景没有问题，则进入接下来的步骤S170，如果背景有问题，则使载台12再移动规定量(步骤S165)，返回背景的判断(步骤S160)，重复直到背景没有问题。

计算机22执行针18和试样片Q的模板生成(步骤S170)。计算机22生成根据需要而使固定有试样片Q的针18旋转后的姿态状态(即，在试样台33的柱状部34上连接试样片Q的姿态)的针18和试样片Q的模板。由此，计算机22根据针18的旋转，根据通过聚焦离子束和电子束分别得到的图像数据来三维地识别针18和试样片Q的边缘(轮廓)。另外，也可以是，计算机22在针18的旋转角度为0°的接近模式中，不需要电子束，根据通过聚焦离子束得到的图像数据来识别针18和试样片Q的边缘(轮廓)。

计算机22在向载台驱动机构13或针驱动机构19指示了使载台12移动到针18和试样片Q的背景中不存在结构物的位置时，在针18未到达实际指示的位置的情况下，使观察倍率成为低倍率来寻找针18，在没有找到的情况下，对针18的位置坐标进行初始化，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22取得针对试样片Q和连接有试样片Q的针18的前端形状的模板匹配用的模板(参考图像数据)。计算机22一边扫描照射位置一边对针18照射带电粒子束(聚焦离子束和电子束)。计算机22从通过带电粒子束的照射而由针18放出的二次带电粒子R(二次电子等)的多个不同方向取得各图像数据。计算机22通过聚焦离子束照射和电子束照射来取得各图像数据。计算机22将从2个不同方向取得的各图像数据作为模板(参考图像数据)而进行存储。

计算机22将如下的图像数据作为参考图像数据，因此能够与试样片Q和针18的形状无关地进行高精度的图案匹配，其中，该图像数据是针对通过聚焦离子束实际加工后的试样片Q和连接有试样片Q的针18而实际取得的图像数据。

另外，计算机22在取得各图像数据时，使用预先存储的优选的倍率、亮度、对比度等图像取得条件，以增大试样片Q和连接有试样片Q的针18的形状的识别精度。

接着，计算机22进行针退避的处理(步骤S180)。这是为了在后续的载台移动时防止与载台12非意图地接触。计算机22通过针驱动机构19而使针18移动规定距离。例如，在铅直方向上方(即Z方向的正方向)上升。相反，使针18在当场停止，使载台12移动规定距离。例如，可以在铅直方向下方(即Z方向的负方向)下降。针退避方向不限于上述的铅直方向，可以是针轴方向，也可以是其他的规定退避位置，只要是附着于针前端的试样片Q不会与试样室内的结构物接触且不会被聚焦离子束照射的预定的位置即可。

接着，计算机22通过载台驱动机构13使载台12移动，以使得在上述的步骤S020中登记的特定的试样片保持器P进入基于带电粒子束的观察视野区域内(步骤S190)。图36和图37示出该样子，特别地，图36是通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的聚焦离子束得到的图像的示意图，是示出柱状部34的安装试样片Q的安装位置U的图，图37是通过电子束得到的图像的示意图，是示出柱状部34的安装试样片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是否进入观察视野区域内(步骤S195)，如果期望的柱状部34进入观察视野区域内，则进入接下来的步骤S200。如果期望的柱状部34未进入观察视野区域内，即，在载台驱动未相对于指定坐标而正确地进行动作的情况下，对之前刚刚指定的载台坐标进行初始化，返回载台12所具有的原点位置(步骤S197)。然后，再次指定事先登记的期望的柱状部34的坐标，使载台12驱动(步骤S190)，重复直到柱状部34进入观察视野区域内。

接着，计算机22通过载台驱动机构13使载台12移动来调整试样片保持器P的水平位置，并且，使载台12旋转和倾斜与姿态控制模式对应的角度，以使得试样片保持器P的姿态成为规定姿态。(步骤S200)。

通过该步骤S200，能够进行试样片Q和试样片保持器P的姿态调整，使得原来的试样S表面端面与柱状部34的端面成为平行或垂直的关系。特别地，假定通过聚焦离子束对固定于柱状部34的试样片Q进行薄片化加工，优选的是，进行试样片Q和试样片保持器P的姿态调整，使得原来的试样S的表面端面与聚焦离子束照射轴成为垂直关系。此外，优选的是，进行试样片Q和试样片保持器P的姿态调整，使得柱状部34上固定的试样片Q的原来的试样S的表面端面与柱状部34垂直，且位于聚焦离子束的入射方向的下游侧。

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中对柱状部34的图像进行了登记，但是，在之后的工序中，所指定的柱状部34可能由于不能预期的接触等而变形、破损、脱落等，该步骤S205用于判定柱状部34的形状是否良好。在该步骤S205中，如果判断为相应柱状部34的形状没有问题而良好，则进入接下来的步骤S210，如果判定为不良，则返回步骤S190，以使得下一个柱状部34进入观察视野区域内的方式使载台移动。

另外，计算机22在对载台驱动机构13指示了载台12的移动以使指定的柱状部34进入观察视野区域内时，在实际上所指定的柱状部34未进入观察视野区域内的情况下，对载台12的位置坐标进行初始化，使载台12移动到初始位置。

然后，计算机22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，从载台12的铅直方向上方的待机位置朝向加工位置下降。

＜试样片安装工序＞

这里所说的“试样片安装工序”是将摘出的试样片Q移设于试样片保持器P的工序。

图38是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置10的自动取样的动作中的，将试样片Q安装(移设)于规定的试样片保持器P的规定的柱状部34的工序的流程的流程图。

计算机22使用通过聚焦离子束和电子束照射得到的各图像数据，对上述的步骤S020中存储的试样片Q的移设位置进行识别(步骤S210)。计算机22执行柱状部34的模板匹配。计算机22实施模板匹配，以确认梳齿形状的试样台33的多个柱状部34中的出现在观察视野区域内的柱状部34是预先指定的柱状部34。计算机22使用在生成预先柱状部34的模板的工序(步骤S020)中生成的每个柱状部34的模板，与通过聚焦离子束和电子束各自的照射而得到的各图像数据实施模板匹配。

此外，计算机22在移动了载台12后实施的每个柱状部34的模板匹配中，判定是否断定柱状部34存在脱落等问题(步骤S215)。再断定了柱状部34的形状存在问题的情况下(NG)，将用于移设试样片Q的柱状部34变更为断定存在问题的柱状部34的相邻的柱状部34，针对该柱状部34也进行模板匹配，决定要移设的柱状部34。如果柱状部34的形状不存在问题，以转移到接下来的步骤S220。

此外，计算机22也可以从规定区域(至少包含柱状部34的区域)的图像数据提取边缘(轮廓)，将该边缘图案作为模板。此外，计算机22在无法从规定区域(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。也可以是，将所提取出的边缘显示于显示装置21，与基于观察视野区域内的聚焦离子束得到的图像或基于电子束得到的图像进行模板匹配。

计算机22通过载台驱动机构13驱动载台12，以使得通过电子束的照射识别出的安装位置与通过聚焦离子束的照射识别出的安装位置一致。计算机22通过载台驱动机构13驱动载台12，以使得试样片Q的安装位置U与视野区域的视野中心(加工位置)一致。

接着，计算机22进行以下的步骤S220～步骤S250的处理，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。

首先，计算机22识别针18的位置(步骤S220)。计算机22检测通过针18照射带电粒子束而流入针18的吸收电流，生成吸收电流图像数据。计算机22通过聚焦离子束照射和电子束照射而取得各吸收电流图像数据。计算机22使用来自2个不同方向的各吸收电流图像数据，检测三维空间内的针18的前端位置。

另外，也可以是，计算机22使用检测到的针18的前端位置，通过载台驱动机构13驱动载台12，将针18的前端位置设定在预先设定的视野区域的中心位置(视野中心)。

接着，计算机22执行试样片安装工序。首先，计算机22为了准确识别与针18连接的试样片Q的位置而实施模板匹配。计算机22使用在预先针18和试样片Q的模板生成工序(步骤S170)中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各自的照射得到的各图像数据中实施模板匹配。

另外，计算机22在该模板匹配中从图像数据的规定的区域(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于显示装置21。此外，计算机22在模板匹配中无法从图像数据的规定的区域(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22在通过聚焦离子束和电子束各自的照射得到的各图像数据中，使用相互连接的针18和试样片Q的模板以及作为试样片Q的安装对象的柱状部34的模板进行模板匹配，计测试样片Q与柱状部34之间的距离。

然后，计算机22最终仅通过与载台12平行的平面内的移动，将试样片Q移设于作为试样片Q的安装对象的柱状部34。

在该试样片安装工序中，首先，计算机22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22在通过聚焦离子束和电子束各自的照射得到的各图像数据中，使用针18和试样片Q的模板以及柱状部34的模板进行模板匹配，计测试样片Q与柱状部34之间的距离。计算机22根据计测出的距离，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。

接着，计算机22在柱状部34与试样片Q之间空出预先决定的空隙L2而使针18停止(步骤S240)。计算机22将该空隙L2设为1μm以下，优选将空隙L2设为100nm以上且500nm以下。

在该空隙L2为500nm以上的情况下也能够进行连接，但是，基于沉积膜进行的柱状部34与试样片Q的连接所需要的时间比规定值以上长，不优选1μm。该空隙L2越小，则基于沉积膜进行的柱状部34与试样片Q的连接所需要的时间越短，但是，重要的是不接触。

另外，计算机22在设置该空隙L2时，也可以通过检测柱状部34和针18的吸收电流图像来设置两者的空隙。

计算机22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的吸收电流图像，来检测在将试样片Q移设于柱状部34后，试样片Q与针18之间是否切离。

另外，计算机22在无法检测柱状部34与针18之间的导通的情况下，对处理进行切换以使得检测柱状部34和针18的吸收电流图像。

此外，计算机22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，将该试样片Q从针18切离，执行后述的针修整工序。

接着，计算机22进行将与针18连接的试样片Q与柱状部34连接的处理(步骤S250)。图39、图40分别是提高了图36、图37中的观察倍率的图像的示意图。计算机22使针18接近，以使得如图39那样，试样片Q的一边与柱状部34的一边成为一直线，并且如图40那样，试样片Q的上端面与柱状部34的上端面成为同一面，当空隙L2成为规定的值时停止针驱动机构19。计算机22在具有空隙L2而停止在试样片Q的安装位置状况下，在图39的基于聚焦离子束得到的图像中，以包含柱状部34的端部的方式设定沉积用的加工框R2。计算机22通过气体供给部17对试样片Q和柱状部34的表面供给气体，并且在规定时间范围内对包含加工框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，空隙L2填满，试样片Q与柱状部34连接。计算机22在通过沉积将试样片Q固定于柱状部34的工序中，在检测到柱状部34与针18之间的导通的情况下结束沉积。

计算机22进行试样片Q与柱状部34的连接已经完成的判定(步骤S255)。步骤S255例如如下进行。预先在针18与载台12之间设置电阻计，检测两者的导通。当两者隔开间隔(存在空隙L2)时，电阻无限大，但是，随着两者被导电性的沉积膜覆盖而空隙L2被填充，两者间的电阻值逐渐降低，确认成为预先决定的电阻值以下而判断为电连接。此外，根据事先的研究，当两者间的电阻值达到预先决定的电阻值时，沉积膜在力学上具有足够的强度，能够判定为试样片Q与柱状部34充分连接。

另外，要检测的不限于上述的电阻，只要能够计测电流、电压等柱状部与试样片Q之间的电气特性即可。此外，如果在预先决定的时间内不满足预先决定的电气特性(电阻值、电流值、电位等)，则计算机22延长沉积膜的形成时间。此外，计算机22能够针对柱状部34与试样片Q之间的空隙L2、照射波束条件、沉积膜用的气体种类，预先求出能够形成最佳的沉积膜的时间，预先存储该沉积形成时间，在规定的时间停止沉积膜的形成。

计算机22在确认到试样片Q与柱状部34的连接的时点，停止气体供给和聚焦离子束照射。图41示出该样子，是示出在基于本发明的实施方式的带电粒子束装置10的聚焦离子束得到的图像数据中，将与针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22也可以通过检测针18的吸收电流的变化来判定基于沉积膜DM1的连接状态。

也可以是，计算机22在根据针18的吸收电流的变化而判定为试样片Q和柱状部34已经通过沉积膜DM1连接的情况下，与有无经过规定时间无关地，停止沉积膜DM1的形成。如果能够确认连接完成，则转移到接下来的步骤S260，如果连接未完成，则在预先决定的时间停止聚焦离子束照射和气体供给，通过聚焦离子束切断对试样片Q和针18进行连接的沉积膜DM2，丢弃针前端的试样片Q。转移到使针退避的动作(步骤S270)。

接着，计算机22进行如下处理：切断对针18和试样片Q进行连接的沉积膜DM2，使试样片Q和针18分离(步骤S260)。

上述图41示出该样子，是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的聚焦离子束得到的图像数据中的、用于切断对针18和试样片Q进行连接的沉积膜DM2的切断加工位置T2的图。计算机22将如下位置设定为切断加工位置T2，该位置是从柱状部34的侧面离开规定距离(即，从柱状部34的侧面到试样片Q的空隙L2与试样片Q的大小L3之和)L、与针18和试样片Q的空隙的规定距离L1(参照图41)的一半之和(L+L1/2)的位置。此外，也可以将切断加工位置T2设为离开了规定距离L与针18和试样片Q的空隙的规定距离L1之和(L+L1)的位置。该情况下，针前端残存的沉积膜DM2(碳沉积膜)较小，针18的清洁(后述)作业的机会变少，对于连续自动取样来讲是优选的。

计算机22通过在规定时间范围内对切断加工位置T2照射聚焦离子束，能够将针18从试样片Q分离。计算机22通过在规定时间范围内对切断加工位置T2照射聚焦离子束，从而仅切断沉积膜DM2，将针18从试样片Q分离，而不会切断针18。在步骤S260中，仅切断沉积膜DM2是重要的。由此，进行了1次设置的针18能够在长时间内反复使用而不进行更换，因此能够无人地连续重复自动取样。图42示出该样子，是示出基于本发明的实施方式的带电粒子束装置10的聚焦离子束的图像数据的针18从试样片Q被切离的状态的图。在针前端附有沉积膜DM2的残渣。

计算机22通过检测试样片保持器P与针18的导通，判定针18是否从试样片Q切离(步骤S265)。计算机22在切断加工结束后、即为了切断切断加工位置T2处的针18与试样片Q之间的沉积膜DM2而进行了规定时间的聚焦离子束照射后还检测到试样片保持器P与针18的导通的情况下，判定为针18没有从试样台33切离。计算机22在判定为针18没有从试样片保持器P切离的情况下，在显示装置21中显示该针18与试样片Q的分离未完成，或者通过警报音对操作者进行报知。然后，停止这以后的处理的执行。另一方面，计算机22在未检测到试样片保持器P与针18的导通的情况下，判定为针18从试样片Q切离，继续执行这以后的处理。

接着，计算机22进行针退避的处理(步骤S270)。计算机22通过针驱动机构19使针18从试样片Q远离规定距离。例如，向铅直方向上方、即Z方向的正方向上升2mm、3mm等。图43和图44示出该样子，分别是示出使针18从试样片Q向上方退避后的状态的、基于本发明的实施方式的带电粒子束装置10的聚焦离子束得到的图像的示意图(图43)和基于电子束得到的图像的示意图(图44)。

接着，判断是否接着从相同的试样S的不同部位继续取样(步骤S280)。要取样的个数的设定在步骤S010中事先进行了登记，因此，计算机22确认该数据而判断接下来的步骤。在继续取样的情况下，返回步骤S030，如上所述，继续后续的处理，执行取样作业，在不继续取样的情况下，结束一系列的流程。

另外，步骤S050的针的模板生成也可以在步骤S280的紧后面进行。由此，是下一次取样所具有的步骤，在下一次取样时不需要在步骤S050中进行，能够简化工序。

以上，一系列自动取样动作结束。

另外，上述的从开始到结束的流程仅是一例，只要不对整体的流程造成障碍，则也可以进行步骤的调换和跳过。

计算机22通过使上述的从开始到结束的流程进行连续动作，从而能够无人地执行取样动作。通过上述的方法，能够重复进行试样取样而不需要更换针18，因此，能够使用同一针18而对大量的试样片Q进行连续取样。

由此，带电粒子束装置10在从试样S分离并摘出试样片Q时不需要进行相同的针18的成型、且不需要更换针18本身而能够反复使用，能够由一个试样S自动地制作大量的试样片Q。能够执行取样而不需要以往那样实施操作者的手动操作。

如上所述，根据本发明的实施方式的带电粒子束装置10，在将由针18保持的试样片Q移设于试样片保持器P之前，基于包含试样片Q的底部Q2的加工框Ta(或加工框Tb)进行整形加工，因此，能够在将试样片Q整形加工为期望的形状后适当地固定于试样片保持器P。由此，能够自动地连续执行摘出试样片Q并使其移设于试样片保持器P的取样动作，其中，该试样片Q是通过基于聚焦离子束的试样S的加工而形成的。

进而，计算机22通过扫描旋转，以使得试样片Q的规定方向与聚焦离子束的扫描方向平行的旋转角度使扫描方向旋转，因此，能够使扫描区域相对于基于聚焦离子束的观察视野的中心而旋转。由此，在通过聚焦离子束得到的图像数据中，能够使试样片Q的规定方向(例如，与原来的试样S的加工时的深度方向对应的厚度方向等)与图像数据的坐标轴方向平行，能够提高试样片Q的规定方向上的边缘提取的精度。通过提高试样片Q的边缘提取的精度，能够提高基于所提取的边缘的加工框Ta的设定精度。

进而，计算机22根据通过聚焦离子束得到的图像数据中识别出的试样片Q的边缘来设定加工框Ta，因此，能够自动地设定包含试样片Q的底部Q2的适当的整形加工区域，能够容易地进行整形加工。

进而，计算机22在通过针18保持了试样片Q后，在试样片Q的整形加工之前，通过针18的轴旋转来控制试样片Q相对于试样片保持器P的姿态，因此，能够自动地设定适合于将试样片Q移设于试样片保持器P的姿态状态。

进而，计算机22在执行整形加工后执行清洁加工，以去除由于整形加工而产生的溅射粒子附着于试样片Q的观察面Q3形成的再沉积，因此，能够提高观察面Q3的观察精度。

进而，计算机22通过图案匹配来识别在试样片Q的表面露出的器件构造等的图案，以使得不与图案干涉的方式在不存在图案的部位设定加工框Ta，因此，能够自动地对试样片Q设定适当的整形加工区域，能够容易地进行整形加工。

进而，计算机22根据至少由试样片保持器P、针18和试样片Q直接取得的模板，对聚焦离子束照射光学系统14、电子束照射光学系统15、载台驱动机构13、针驱动机构19和气体供给部17进行控制，因此，能够适当地实现将试样片Q移设于试样片保持器P的动作的自动化。

进而，根据在至少试样片保持器P、针18和试样片Q的背景中没有结构物的状态下通过带电粒子束的照射而取得的二次电子图像或吸收电流图像，来生成模板，因此，能够提高模板的可靠性。由此，能够提高使用模板的模板匹配的精度，能够根据通过模板匹配得到的位置信息高精度地将试样片Q移设于试样片保持器P。

进而，在指示了成为至少试样片保持器P、针18和试样片Q的背景不存在结构物的状态时，在实际上未成为指示那样的情况下，对至少试样片保持器P、针18和试样片Q的位置进行初始化，因此，能够使各驱动机构13、19恢复到正常状态。

进而，生成与将试样片Q移设于试样片保持器P时的姿态对应的模板，因此，能够提高移设时的位置精度。

进而，根据至少使用试样片保持器P、针18和试样片Q的模板的模板匹配来计测相互间的距离，因此，能够进一步提高移设时的位置精度。

进而，在针对至少试样片保持器P、针18和试样片Q各自的图像数据中的规定区域而无法提取边缘的情况下，再次取得图像数据，因此能够确实地生成模板。

进而，最终仅通过与载台12平行的平面内的移动而将试样片Q移设于预先决定的试样片保持器P的位置，因此，能够适当地实施试样片Q的移设。

进而，在生成模板前对针18上保持的试样片Q进行整形加工，因此，能够提高模板生成时的边缘提取的精度，并且，能够确保适合于之后执行的精加工的试样片Q的形状。进而，根据与针18之间的距离来设定整形加工的位置，因此，能够高精度地实施整形加工。

进而，以使得保持试样片Q的针18成为规定姿态的方式使针18旋转时，通过偏芯校正来校正针18的位置偏离。

此外，根据本发明的实施方式的带电粒子束装置10，计算机22检测针18相对于形成试样片Q时的参考标记Ref的相对位置，从而能够掌握针18相对于试样片Q的相对位置关系。计算机22通过逐次检测针18相对于试样片Q的位置的相对位置，能够在三维空间内适当(即，不会与其他部件或设备等接触)地对针18进行驱动。

进而，计算机22通过使用从至少2个不同方向取得的图像数据，从而能够高精度地掌握针18在三维空间内的位置。由此，计算机22能够三维地对针18进行适当的驱动。

进而，计算机22预先将在使针18移动紧前实际生成的图像数据作为模板(参考图像数据)，因此，能够与针18的形状无关地进行匹配精度高的模板匹配。由此，计算机22能够高精度地掌握针18在三维空间内的位置，能够在三维空间内适当地驱动针18。进而，计算机22使载台12退避，在针18的背景不存在复杂结构物的状态下取得各图像数据或吸收电流图像数据，因此，能够取得能够排除背景(background)的影响而明确掌握针18的形状的模板。

进而，计算机22不使针18与试样片Q接触而是通过沉积膜进行连接，因此，在后面的工序中使针18与试样片Q分离时，能够防止针18被切断。进而，即使在针18发生振动的情况下，也能够抑制将该振动传递到试样片Q。进而，即使在因试样S的蠕变现象而发生试样片Q的移动的情况下，也能够抑制针18与试样片Q之间产生过度的畸变。

进而，计算机22在通过基于聚焦离子束照射的溅射加工而将试样S与试样片Q的连接切断的情况下，能够通过检测有无试样S与针18之间的导通来确认是否实际上完成了切断。

进而，计算机22报知实际上试样S与试样片Q的分离未完成，因此，即使接着该工序而自动执行的一系列工序的执行被中断的情况下，也能够使装置的操作者容易地识别该中断的原因。

进而，计算机22在检测到试样S与针18之间的导通的情况下，判断为试样S与试样片Q的连接切断实际上未完成，准备接着该工序的针18的退避等的驱动，切断试样片Q与针18的连接。由此，计算机22能够防止伴随针18的驱动而发生试样S的位置偏离或针18的破损等不良情况。

进而，计算机22检测有无试样片Q与针18之间的导通，从而能够在确认试样S与试样片Q的连接切断实际完成之后对针18进行驱动。由此，计算机22能够防止伴随针18的驱动而发生试样片Q的位置偏离或针18和试样片Q的破损等不良情况。

进而，计算机22针对连接有试样片Q的针18，将实际的图像数据作为模板，因此，能够与和试样片Q连接的针18的形状无关地进行匹配精度高的模板匹配。由此，计算机22能够高精度地掌握与试样片Q连接的针18在三维空间内的位置，能够在三维空间内适当驱动针18和试样片Q。

进而，计算机22使用已知的试样台33的模板来提取构成试样台33的多个柱状部34的位置，因此，能够在驱动针18之前确认是否存在适当的状态的试样台33。

进而，计算机22根据连接有试样片Q的针18到达照射区域内的前后的吸收电流的变化，能够间接地高精度地掌握针18和试样片Q到达了移动目标位置附近的情况。由此，计算机22能够使针18和试样片Q停止而不与在移动目标位置存在的试样台33等其他的部件接触，能够防止发生由于接触而引起的损伤等不良情况。

进而，计算机22在通过沉积膜连接试样片Q和试样台33的情况下检测有无试样台33与针18之间的导通，因此，能够高精度地确认实际上是否试样片Q和试样台33的连接已经完成。

进而，计算机22检测有无试样台33与针18之间的导通，从而能够在确认试样台33与试样片Q的连接实际完成后，切断试样片Q与针18的连接。

进而，计算机22通过使实际的针18的形状与理想的参考形状一致，能够在三维空间内驱动针18时，通过图案匹配容易地识别针18，能够高精度地检测针18在三维空间内的位置。

以下，对上述的实施方式的第1变形例进行说明。

在上述的实施方式中，针18不会受到聚焦离子束照射而缩小或变形，因此不需要针前端的成型和针18的更换，但是，也可以是，计算机22在反复执行自动取样的动作的情况下的适当的时机，例如在每次重复执行的次数成为预先决定的次数时等，执行针前端的碳沉积膜的去除加工(本说明书中称作针18的清洁)。例如，每10次自动取样进行1次清洁。以下，对实施该针18的清洁的判断方法进行说明。

作为第1方法，首先，在实施自动取样的紧前、或定期地，在背景不存在复杂的结构的位置处取得基于电子束照射的针前端的二次电子图像。二次电子图像能够清楚地确认到附着于针前端的碳沉积膜。将该二次电子图像储存到计算机22中。

接着，不使针18移动，在相同的视野、相同的观察倍率下取得针18的吸收电流图像。在吸收电流图像中，能够不能确认碳沉积膜，仅能够识别针18的形状。将该吸收电流图像也储存到计算机22中。

这里，通过进行从二次电子图像减去吸收电流图像的减法处理，针18被消除，使从针前端突出的碳沉积膜的形状显现。该显现出的碳沉积膜的面积超过预先决定的面积时，以使得不对针18进行切削的方式通过聚焦离子束照射来清洁碳沉积膜。此时，碳沉积膜只要是上述的预先决定的面积以下，则可以残留。

接着，作为第2方法，也可以是，不判断上述显现的碳沉积膜的面积，而是将针18的轴向(长度方向)的碳沉积膜的长度超过了预先决定的长度时判断为针18的清洁时机。

进而，作为第3方法，记录上述的计算机所存储的二次电子图像中的碳沉积膜前端在图像上的坐标。此外，存储上述的计算机22所存储的吸收电流图像中的针前端在图像上的坐标。这里，能够根据碳沉积膜的前端坐标和针18的前端坐标来计算碳沉积膜的长度。将该长度超过预先决定的值时判断为针18的清洁时机。

进而，作为第4方法，也可以是，预先生成包含被认为最佳的碳沉积膜的针前端形状的模板，将其与反复多次进行取样后的针前端的二次电子图像重合，通过聚焦离子束删除从该模板露出的部分。

进而，作为第5方法，也可以是，不判断上述显现的碳沉积膜的面积，而是将针18的前端的碳沉积膜的厚度超过预先决定的厚度时判断为针18的清洁时机。

这些清洁方法例如在图38的步骤S280紧后面进行即可。

另外，虽然通过上述方法等实施清洁，但是，在即使通过清洁也无法成为预先决定的形状的情况下，在预先决定的时间内无法进行清洁的情况下，或者在每个预先决定的期间，也可以对针18进行更换。在更换了针18后，也不变更上述的处理流程，与上述同样地执行保存针前端形状等的步骤。

以下，对上述的实施方式的第2变形例进行说明。

在上述的实施方式中，针驱动机构19与载台12一体设置，但是不限于此。针驱动机构19也可以被设置成与载台12独立。针驱动机构19例如也可以被固定于试样室11等，从而独立于载台12的倾斜驱动等而设置。

以下，对上述的实施方式的第3变形例进行说明。

在上述的实施方式中，聚焦离子束照射光学系统14将光轴设为铅直方向，电子束照射光学系统15将光轴设为相对于铅直而倾斜的方向，但是不限于此。例如，也可以是，聚焦离子束照射光学系统14向光轴设为相对于铅直而倾斜的方向，电子束照射光学系统15将光轴设为铅直方向。

以下，对上述的实施方式的第4变形例进行说明。

在上述的实施方式中，带电粒子束照射光学系统构成为能够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种波束，但是不限于此。例如，也可以是，没有电子束照射光学系统15而仅是在铅直方向上设置的聚焦离子束照射光学系统14的结构。该情况下使用的离子为负电荷的离子。

在上述的实施方式中，在上述若干步骤中，针对试样片保持器P、针18、试样片Q等从不同方向照射电子束和聚焦离子束，取得基于电子束的图像和基于聚焦离子束的图像，掌握了试样片保持器P、针18、试样片Q等的位置和位置关系，但是，也可以仅搭载聚焦离子束照射光学系统14，并仅通过聚焦离子束的图像而进行。以下，对该实施例进行说明。

例如，在步骤S220中，在要掌握试样片保持器P与试样片Q的位置关系的情况下，在载台12的倾斜为水平的情况和以某个特定的倾斜角从水平倾斜的情况下，以使得试样片保持器P和试样片Q这两者进入同一视野的方式取得基于聚焦离子束的图像，能够根据这两个图像掌握试样片保持器P与试样片Q的三维的位置关系。如上所述，针驱动机构19能够与载台12一体地水平垂直移动、倾斜，因此，即使载台12水平、倾斜，也能够保持试样片保持器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仅有1个聚焦离子束照射光学系统14，也能够从不同的2个方向对试样片Q进行观察、加工。

同样，步骤S020中的试样片保持器P的图像数据的登记、步骤S040中的针位置的识别、步骤S050中的针的模板(参考图像)的取得、步骤S170中的试样片Q所连接的针18的参考图像的取得、步骤S210中的试样片Q的安装位置的识别、步骤S250中的针移动停止也同样地进行即可。

此外，步骤S250中的试样片Q与试样片保持器P的连接中，在载台12为水平状态下从试样片保持器P和试样片Q的上端面形成沉积膜而进行连接，进而，能够使载台12倾斜而从不同的向形成沉积膜，能够实现可靠的连接。

以下，对上述的实施方式的第5变形例进行说明。

在上述的实施方式中，计算机22自动地执行步骤S010至步骤S280的一系列处理作为自动取样的动作，但不限于此。计算机22也可以将步骤S010至步骤S280中的至少任意1个处理切换为通过操作者的手动操作来执行。

此外，计算机22在针对多个试样片Q执行自动取样的动作的情况下，也可以是，在试样S上每次形成多个摘出紧前的试样片Q中的任意1个时，针对该1个摘出紧前的试样片Q执行自动取样的动作。此外，也可以是，计算机22在试样S上形成全部的多个摘出紧前的试样片Q后，针对多个摘出直前的试样片Q分别连续地执行自动取样的动作。

以下，对上述的实施方式的第6变形例进行说明。

在上述的实施方式中，计算机22使用已知的柱状部34的模板来提取柱状部34的位置，但是，也可以使用预先根据实际的柱状部34的图像数据而生成的参考图案，来作为该模板。此外，计算机22可以将执行形成试样台33的自动加工时生成的图案作为模板。

此外，在上述的实施方式中，也可以是，计算机22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参考标记Ref，掌握针18的位置相对于试样台33的位置的相对关系。计算机22通过逐次检测针18相对于试样台33的位置的相对位置，能够在三维空间内适当(即，不与其他部件和设备等接触)地驱动针18。

以下，对上述的实施方式的第7变形例进行说明。

在上述的实施方式中，可以如下进行使试样片Q与试样片保持器P连接的步骤S220至步骤S250的处理。即，是如下处理：根据试样片保持器P的柱状部34、试样片Q和图像，求出它们的位置关系(彼此的距离)，使针驱动机构19进行动作，以使得它们的距离成为目标值。

在步骤S220中，计算机22根据基于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吸收电流图像数据来识别它们的位置关系。图45和图46是示意地示出柱状部34与试样片Q的位置关系的图，图45是基于通过聚焦离子束照射得到的图像的图，图46是基于通过电子束照射得到的图像的图。根据这些图来计测柱状部34与试样片Q的相对位置关系。如图45那样将柱状部34的一角作为原点34a而决定正交3轴坐标(与载台12的3轴坐标不同的坐标)，根据图45测定距离DX、DY，作为柱状部34的原点34a与试样片Q的基准点Qc之间的距离。

另一方面，根据图46求出距离DZ。但是，如果设为相对于电子束光学轴和聚焦离子束轴(铅直)而倾斜角度θ(其中，0°＜θ≦90°)，则柱状部34与试样片Q的Z轴方向的实际距离为DZ/sinθ。

接着，通过图45、图46来说明试样片Q相对于柱状部34的移动停止位置关系。

设为如下的位置关系：柱状部34的上端面(端面)34b与试样片Q的上端面Qb为同一面，并且，柱状部34的侧面与试样片Q的截面为同一面，而且，柱状部34与试样片Q之间存在大约0.5μm的空隙。即，使针驱动机构19进行动作，以使得DX＝0、DY＝0.5μm、DZ＝0，从而能够使试样片Q到达目标的停止位置。

另外，在电子束光学轴和聚焦离子束光学轴处于垂直(θ＝90°)关系的结构中，通过电子束计测的柱状部34与试样片Q之间的距离DZ的测定值是实际的两者的距离。

以下，对上述的实施方式的第8变形例进行说明。

在上述的实施方式的步骤S230中，使针驱动机构19动作而对针18进行驱动，以使得根据图像计测出的柱状部34与试样片Q的间隔成为目标值。

在上述的实施方式中，也可以是，如下进行使试样片Q与试样片保持器P连接的步骤S220至步骤S250的处理。即，是如下处理：预先决定试样片Q针对试样片保持器P的柱状部34的安装位置作为模板，在该位置处使试样片Q的图像进行图案匹配，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。是如下位置关系：柱状部34的上端面34b与试样片Q的上端面Qb为同一面，并且，柱状部34的侧面与试样片Q的截面为同一面，而且，柱状部34与试样片Q之间存在大约0.5μm的空隙。关于这样的模板，可以从固定了实际的试样片保持器P和试样片Q的针18的二次粒子图像、吸收电流图像数据提取轮廓(边缘)部而生成线画，也可以根据设计图、CAD图而生成线画。

将生成的模板中的柱状部34重叠显示于实时的基于电子束和聚焦离子束的柱状部34的图像上，对针驱动机构19发出动作指示，从而使试样片Q朝向模板上的试样片Q的停止位置移动(步骤S230)。确认到实时的基于电子束和聚焦离子束的图像与预先决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S240)。这样，能够使试样片Q准确地移动成为相对于预先决定的柱状部34的停止位置关系。

此外，作为上述的步骤S230至步骤S250的处理的其他方式，也可以如下那样。关于从二次粒子图像、吸收电流图像数据提取的边缘部的线画，仅限定两者的位置对齐所需要的最低限度的部分。图47示出该一例，示出柱状部34、试样片Q和轮廓线(虚线显示)以及所提取的边缘(粗实线显示)。柱状部34和试样片Q的关注的边缘是各自面对的边缘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。针对柱状部34利用线段35a和35b，针对试样片Q利用线段36a和36b，各线段是各边缘的一部分就足够了。根据这样的各线段，例如采用T字形状的模板。通过使载台驱动机构13、针驱动机构19进行动作，从而使对应的模板移动。关于这些模板35a、35b和36a、36b，能够根据相互的位置关系来掌握柱状部34与试样片Q的间隔、平行度、两者的高度，能够容易地使两者对齐。图48是与预先决定的柱状部34和试样片Q的位置关系对应的模板的位置关系，处于如下的位置关系：线段35a和36a以预先决定的间隔平行，并且，线段35b和36b位于一直线上。使至少载台驱动机构13和针驱动机构19中的任意一方动作，当模板成为图48的位置关系时，正在动作的驱动机构停止。

这样，在确认到试样片Q接近规定的柱状部34后，能够用于精密的位置对齐。

接着，作为上述的实施方式的第9变形例，对上述的步骤S220至S250的其他方式例进行说明。

在上述的实施方式中的步骤S230中使针18进行移动。如果在步骤S230结束后的试样片Q处于从目的位置大幅偏离的位置关系，则可以进行如下动作。

在步骤S220中，希望移动前的试样片Q的位置在采用各柱状部34的原点的正交3轴坐标系中位于Y＞0、Z＞0的区域。这样，在针18的移动过程中试样片Q与柱状部34碰撞的危险性极低，能够使针驱动机构19的X、Y、Z驱动部同时动作而安全迅速地到达目的位置。另一方面，在移动前的试样片Q的位置位于Y＜0的区域的情况下，如果将试样片Q朝向停止位置同时使针驱动机构19的X、Y、Z驱动部进行动作，则与柱状部34碰撞的危险性大。因此，在步骤S220中试样片Q位于Y＜0的区域的情况下，使针18通过避开柱状部34的路径到达目标位置。具体而言，首先，仅使针驱动机构19的Y轴进行驱动，使试样片Q移动至Y＞0的区域，从而移动至规定的位置(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)，接着，通过X、Y、Z驱动部的同时动作，使试样片Q朝向最终的停止位置移动。通过这样的步骤，能够使试样片Q安全且迅速地移动，而不会与柱状部34碰撞。此外，万一在根据电子束图像或/和聚焦离子束图像确认到试样片Q与柱状部34的X坐标相同、且Z坐标位于比柱状部上端低的位置(Z＜0)的情况下，首先，使试样片Q移动至Z＞0区域(例如，Z＝2μm、3μm、5μm、10μm的位置)，接着，移动至Y＞0的区域的规定的位置，接着，通过X、Y、Z驱动部的同时动作朝向最终的停止位置移动。通过这样移动，能够使试样片Q到达目的位置，而不会使试样片Q与柱状部34碰撞。

接着，对上述的实施方式的第10的变形例进行说明。

在第10的变形例中说明如下的实施方式，在带电粒子束装置10中，利用能够通过针驱动机构19而使针18进行轴旋转来制作平面试样。

平面试样是指，为了观察试样内部的与试样表面平行的面，对分离摘出的试样片Q进行薄片化以使得与原来的试样表面平行而得到的试样片Q。

图49是示出分离摘出的试样片Q被固定于针18的前端的状态的图，示意地示出基于电子束的像。通过图10至图14所示的方法将针18固定于试样片Q。在针18的旋转轴被设定在相对于(图1的XY面)倾斜45°的位置的情况下，通过使针18旋转90°，分离摘出的试样片Q的上端面Qb的姿态从水平面(图1的XY面)被控制成与XY面垂直的面。

图50是示出在针18的前端固定的试样片Q以使得与试样片保持器P的柱状部34接触的方式移动的状态的图。在最终通过透射电子显微镜进行观察时，柱状部34的侧面34d是成为与电子束的照射方向垂直的位置关系的面，一方的侧面(端面)34e是成为与电子束的照射方向平行的位置关系的面。另外，在图1中，柱状部34的侧面(上端面34f)是处于与聚焦离子束的照射方向垂直的位置关系的面，是柱状部34的上端面。

在本实施例中，进行移动，使得通过针18进行姿态控制后的试样片Q的上端面Qb与试样片保持器P的柱状部34的侧面34d平行，优选成为同一面，使试样片Q的截面与试样片保持器P进行面接触。在确认到试样片Q与试样片保持器P接触后，在柱状部34的上端面34f，在试样片Q与试样片保持器P的接触部上以与试样片Q和试样片保持器P钩挂的方式形成沉积膜。

图51是示出对试样片保持器P上固定的试样片Q照射聚焦离子束而制作了平面试样37的状态的示意图。关于位于从试样表面起的预先决定的试样深度的平面试样37，求出与试样片Q的上端面Qb之间的距离，以与试样片Q的上端面Qb平行而成为预先决定的厚度的方式照射聚焦离子束，从而能够制作平面试样37。通过这种平面试样37，能够与试样表面平行，且知道试样内部的结构、组成分布。

平面试样37的作制方法不限于此，如果试样片保持器P搭载于能够在0～90°的范围倾斜的机构，则通过载台12的旋转和试样片保持器P的倾斜，能够进行制作而不需要使探针旋转。此外，在针18的倾斜角处于45°以外的0°至90°的范围内情况下，通过适当决定样片保持器P的倾斜角也能够制作平面试样37。

这样能够制作平面试样37，能够对与试样表面平行且位于规定深度的面进行电子显微镜观察。

另外，在本实施例中，将摘出分离后的试样片Q固定于柱状部34的侧面34d。也考虑固定于柱状部34的上端部，但是，在基于聚焦离子束进行试样S的薄片加工时，聚焦离子束撞击柱状部34的上端部，当场产生的溅射粒子附着于薄片部，从而成为不适合显微镜观察的试样片Q，因此希望固定于侧面34d。

以下，对其他的实施方式进行说明。

(a1)带电粒子束装置由试样自动地制作试样片，该带电粒子束装置至少具有：

照射带电粒子束的多个带电粒子束照射光学系统(波束照射光学系统)；

试样载台，其载置并移动所述试样；

试样片移设单元，其具有与从所述试样分离并摘出的所述试样片连接的针，对所述试样片进行搬运；

保持器固定台，其保持具有柱状部的试样片保持器，所述试样片被移设于该柱状部；

气体供给部，其供给用于通过所述带电粒子束的照射而形成沉积膜的气体；以及

计算机，其至少对所述带电粒子束照射光学系统、所述试样片移设单元、所述气体供给部进行控制，使得计测所述试样片与所述柱状部之间的电气特性，并跨越所述柱状部和与所述柱状部隔开空隙而静止的所述试样片来形成所述沉积膜，直到达到预先决定的电气特性值。

(a2)带电粒子束装置由试样自动地制作试样片，该带电粒子束装置至少具有：

照射带电粒子束的多个带电粒子束照射光学系统(波束照射光学系统)；

试样载台，其载置并移动所述试样；

试样片移设单元，其具有与从所述试样分离并摘出的所述试样片连接的针，对所述试样片进行搬运；

保持器固定台，其保持具有柱状部的试样片保持器，所述试样片被移设于该柱状部；

气体供给部，其供给用于通过所述带电粒子束的照射而形成沉积膜的气体；以及

计算机，其至少对所述带电粒子束照射光学系统、所述试样片移设单元、所述气体供给部进行控制，使得计测所述试样片与所述柱状部之间的电气特性，并以预先决定的时间，跨越所述柱状部和与所述柱状部隔开空隙而静止的所述试样片来形成所述沉积膜。

(a3)带电粒子束装置由试样自动地制作试样片，该带电粒子束装置至少具有：

照射聚焦离子束的聚焦离子束照射光学系统(波束照射光学系统)；

试样载台，其载置并移动所述试样；

试样片移设单元，其具有与从所述试样分离并摘出的所述试样片连接的针，对所述试样片进行搬运；

保持器固定台，其保持具有柱状部的试样片保持器，所述试样片被移设于该柱状部；

气体供给部，其供给用于通过所述聚焦离子束的照射而形成沉积膜的气体；以及

计算机，其至少对所述聚焦离子束照射光学系统、所述试样片移设单元、所述气体供给部进行控制，使得计测所述试样片与所述柱状部之间的电气特性，并跨越所述柱状部和与所述柱状部隔开空隙而静止的所述试样片来形成所述沉积膜，直到达到预先决定的电气特性值。

(a4)带电粒子束装置由试样自动地制作试样片，该带电粒子束装置至少具有：

照射聚焦离子束的聚焦离子束照射光学系统(波束照射光学系统)；

试样载台，其载置并移动所述试样；

试样片移设单元，其具有与从所述试样分离并摘出的所述试样片连接的针，对所述试样片进行搬运；

保持器固定台，其保持具有柱状部的试样片保持器，所述试样片被移设于该柱状部；

气体供给部，其供给用于通过所述聚焦离子束的照射而形成沉积膜的气体；以及

计算机，其至少对所述聚焦离子束照射光学系统、所述试样片移设单元、所述气体供给部进行控制，使得计测所述试样片与所述柱状部之间的电气特性，并以预先决定的时间，跨越所述柱状部和与所述柱状部隔开空隙而静止的所述试样片来形成所述沉积膜。

(a5)在上述(a1)或(a2)所记载的带电粒子束装置中，

所述带电粒子束至少包含聚焦离子束和电子束。

(a6)在上述(a1)至(a4)中的任意一项所记载的带电粒子束装置中，

所述电气特性是电阻、电流、电位中的至少任意一方。

(a7)在上述(a1)至(a6)中的任意一项所记载的带电粒子束装置中，

所述计算机至少对所述波束照射光学系统、所述试样片移设单元、所述气体供给部进行控制，在所述试样片与所述柱状部之间的电气特性在预先决定的所述沉积膜的形成时间内不满足预先决定的电气特性值的情况下，以使得所述柱状部与所述试样片之间的所述空隙进一步减小的方式移动所述试样片，并跨越静止的所述试样片与所述柱状部来形成所述沉积膜。

(a8)在上述(a1)至(a6)中的任意一项所记载的带电粒子束装置中，

所述计算机至少对所述波束照射光学系统和所述气体供给部进行控制，使得在所述试样片与所述柱状部之间的电气特性在预先决定的所述沉积膜的形成时间内满足了预先决定的电气特性值的情况下，停止所述沉积膜的形成。

(a9)在上述(a1)或(a3)所记载的带电粒子束装置中，

所述空隙为1μm以下。

(a10)在上述(a9)所记载的带电粒子束装置中，

所述空隙为100nm以上且200nm以下。

(b1)带电粒子束装置由试样自动地制作试样片，该带电粒子束装置具有：

照射带电粒子束的带电粒子束照射光学系统；

试样载台，其载置并移动所述试样；

试样片移设单元，其保持并搬运从所述试样分离并摘出的所述试样片；

保持器固定台，其保持具有柱状部的试样片保持器，所述试样片被移设于该柱状部；以及

计算机，其对所述带电粒子束照射光学系统和所述试样片移设单元进行控制，使得根据通过照射所述带电粒子束取得的所述柱状部的图像，生成所述柱状部的模板，根据通过使用所述模板的模板匹配得到的位置信息，将所述试样片移设于所述柱状部。

(b2)在上述(b1)所记载的带电粒子束装置中，

所述试样片保持器具有隔开间隔配置的多个所述柱状部，所述计算机根据所述多个所述柱状部各自的图像，生成所述多个所述柱状部的各自的模板。

(b3)在上述(b2)所记载的带电粒子束装置中，

所述计算机对所述带电粒子束照射光学系统、以及所述试样片移设单元或所述试样载台的移动进行控制，使得进行判定处理，在该判定处理中，通过使用所述多个所述柱状部的各自的模板的模板匹配，判定所述多个所述柱状部中作为对象的所述柱状部的形状是否与预先登记的规定形状一致，在作为所述对象的所述柱状部的形状与所述规定形状不一致的情况下，将作为所述对象的所述柱状部切换为新的其他的所述柱状部而进行所述判定处理，在作为所述对象的所述柱状部的形状与所述规定形状一致的情况下，将所述试样片移设于该柱状部。

(b4)在上述(b2)或(b3)中的任意一项所记载的带电粒子束装置中，

所述计算机在以使得将所述多个所述柱状部中的作为对象的所述柱状部配置在规定位置的方式对所述试样载台的移动进行控制时，在作为所述对象的所述柱状部未被配置在所述规定位置的情况下，对所述试样载台的位置进行初始化。

(b5)在上述(b4)所记载的带电粒子束装置中，

所述计算机在以使得将所述多个所述柱状部中的作为对象的所述柱状部配置在规定位置的方式对所述试样载台的移动进行控制时，在所述试样载台的移动后进行判定作为所述对象的所述柱状部的形状是否存在问题的形状判定处理，在作为所述对象的所述柱状部的形状存在问题的情况下，将作为所述对象的所述柱状部切换为新的其他所述柱状部，以使得将该柱状部配置在所述规定位置的方式对所述试样载台的移动进行控制并且进行所述形状判定处理。

(b6)在上述(b1)至(b5)中的任意一项所记载的带电粒子束装置中，

所述计算机在从所述试样分离并摘出所述试样片之前，生成所述柱状部的模板。

(b7)在上述(b3)所记载的带电粒子束装置中，

所述计算机将所述多个所述柱状部各自的图像、从该图像提取的边缘信息或者所述多个所述柱状部各自的设计信息作为所述模板而进行存储，通过使用该模板的模板匹配的得分来判定作为所述对象的所述柱状部的形状是否与所述规定形状一致。

(b8)在上述(b1)至(b7)中的任意一项所记载的带电粒子束装置中，

所述计算机存储通过对被移设了所述试样片的所述柱状部照射所述带电粒子束而取得的图像、以及被移设了所述试样片的所述柱状部的位置信息。

(c1)带电粒子束装置由试样自动地制作试样片，该带电粒子束装置具有：

照射带电粒子束的带电粒子束照射光学系统；

试样载台，其载置并移动所述试样；

试样片移设单元，其保持并搬运从所述试样分离并摘出的所述试样片；

保持器固定台，其保持具有柱状部的试样片保持器，所述试样片被移设于该柱状部；

气体供给部，其供给用于通过所述带电粒子束的照射而形成沉积膜的气体；以及

计算机，其对所述带电粒子束照射光学系统和所述试样片移设单元进行控制，以使得在将所述试样片移设单元从所述试样片分离后，对附着于所述试样片移设单元的所述沉积膜照射所述带电粒子束。

(c2)在上述(c1)所记载的带电粒子束装置中，

所述试样片移设单元多次重复保持并搬运从所述试样分离并摘出的所述试样片。

(c3)在上述(c1)或(c2)所记载的带电粒子束装置中，

所述计算机对所述带电粒子束照射光学系统和所述试样片移设单元进行控制，使得在至少包含每次将所述试样片移设单元从所述试样片分离的定时在内的规定定时、重复对附着于所述试样片移设单元的所述沉积膜照射所述带电粒子束。

(c4)在上述(c1)至(c3)中的任意一项所记载的带电粒子束装置中，

所述计算机在以使得将从所述试样片分离后的所述试样片移设单元配置在规定位置的方式对所述试样片移设单元的移动进行控制时，在所述试样片移设单元未被配置在所述规定位置的情况下，对所述试样片移设单元的位置进行初始化。

(c5)在上述(c4)所记载的带电粒子束装置中，

所述计算机在对所述试样片移设单元的位置进行初始化后，在即使对所述试样片移设单元的移动进行了控制、所述试样片移设单元也没有被配置在所述规定位置的情况下，停止对该试样片移设单元的控制。

(c6)在上述(c1)至(c5)中的任意一项所记载的带电粒子束装置中，

所述计算机对所述带电粒子束照射光学系统和所述试样片移设单元进行控制，使得根据通过对与所述试样片连接之前的所述试样片移设单元照射所述带电粒子束而取得的图像，生成所述试样片移设单元的模板，根据通过使用所述模板的模板匹配而得到的轮廓信息，对附着于所述试样片移设单元的所述沉积膜照射所述带电粒子束。

(c7)在上述(c6)所记载的带电粒子束装置中，

具有显示所述轮廓信息的显示装置。

(c8)在上述(c1)至(c7)中的任意一项所记载的带电粒子束装置中，

所述计算机在以使所述试样片移设单元成为规定姿态的方式使所述试样片移设单元绕中心轴旋转时，进行偏心校正。

(c9)在上述(c1)至(c8)中的任意一项所记载的带电粒子束装置中，

所述试样片移设单元具有与所述试样片连接的针或镊子。

另外，在上述的实施方式中，计算机22还包含软件功能部或LSI等硬件功能部。

此外，在上述的实施方式中，将削尖的针状部件作为一例而对针18进行了说明，但是，前端也可以为扁凿状等形状。

此外，在本发明中，至少还能够应用于摘出的试样片Q由碳构成的情况。使用本发明的模板和前端位置坐标能够移动至期望的位置。即，在将摘出的试样片Q固定于针18的前端的状态下向试样片保持器P移设时，能够使用真正的前端坐标(试样片的前端坐标)、以及根据带试样片Q的针18的吸收电流图像形成的针18的模板进行控制，使试样片Q以具有规定的空隙的方式与试样片保持器P接近并停止，其中，该真正的前端坐标是根据对带试样片Q的针18照射带电粒子束得到的二次电子图像而取得的。

此外，本发明还能够应用于其他装置。例如，在使探针接触而计测微小部的电气特性的带电粒子束装置、特别是在基于带电粒子束中的电子束的扫描电子显微镜的试样室内装备有金属探针的装置中，在使用由于与微细区域的导电部接触而在钨探针的前端具有碳纳米管的探针进行计测的带电粒子束装置中，如果是通常的二次电子像，则由于布线图案等的背景而无法识别钨探针前端。因此，虽然通过吸收电流图像能够容易地识别钨探针，但是无法识别碳纳米管的前端，无法使碳纳米管与关键的测定点接触。因此，在本发明中，使用通过二次电子图像确定针18的真正的前端坐标并通过吸收电流图像生成模板的方法，由此，能够使带碳纳米管的探针向特定的测定位置移动并与其接触。

另外，通过上述的本发明的带电粒子束装置10制作的试样片Q也可以导入其他聚焦离子束装置，由装置操作者谨慎地进行操作并进行加工，直到适合透射电子显微镜解析的薄度。这样，通过使本发明的带电粒子束装置10和聚焦离子束装置协作，能够在夜间无人地将大量的试样片Q固定于试样片保持器P，在白天由装置操作者谨慎地完成超薄的透射电子显微镜用试样。因此，与以往将从试样摘出到薄片加工为止的一系列作业利用一台装置依靠装置操作者的操作的情况相比，能够大幅削减对装置操作者的心身的负担，能够提高作业效率。

另外，上述的实施方式是作为例子而进行了提示，不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够通过其他各种方式进行实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围和主旨，包含与权利要求书所记载的发明及其均等的范围。

例如，在本发明的带电粒子束装置10中，作为摘出试样片Q的单元而对针18进行了说明，但是不限于此，也可以是微细地进行动作的镊子。通过使用镊子，不需要进行沉积就能够摘出试样片Q，不担心前端的损耗等。即使在使用针18的情况下，与试样片Q之间的连接也不限于沉积，也可以是，在对针18附加静电力的状态下使其与试样片Q接触，进行静电吸附而进行试样片Q与针18的连接。

标号说明

10…带电粒子束装置，11…试样室，12…载台(试样载台)，13…载台驱动机构，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…吸收电流检测器，21…显示装置，22…计算机，23…输入设备，33…试样台，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。

Claims (6)

1.一种带电粒子束装置，其由试样自动地制作试样片，其特征在于，具有：

带电粒子束照射光学系统，其照射带电粒子束；

试样载台，其载置并移动所述试样；

试样片移设单元，其保持并搬运从所述试样分离并摘出的所述试样片；

保持器固定台，其保持试样片保持器，所述试样片被移设于该试样片保持器；以及

计算机，其对所述试样片移设单元和所述带电粒子束照射光学系统进行控制，使得在通过所述试样片移设单元保持所述试样片后，在对所述试样片照射所述带电粒子束而得到的图像中，划定包含与所述试样的加工时的深度方向对应的所述试样片的厚度方向的端部在内的整形加工区域，对所述整形加工区域照射所述带电粒子束，从而对所述试样片进行整形加工。

2.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

所述计算机对所述带电粒子束照射光学系统进行控制，使得以与通过所述试样片移设单元保持的所述试样片的姿态对应的旋转角度使得到所述图像时的所述带电粒子束的扫描方向旋转。

3.根据权利要求2所述的带电粒子束装置，其特征在于，

所述计算机在使所述带电粒子束的扫描方向旋转为所述旋转角度而得到的所述图像中，对所述试样片的所述端部的边缘进行识别，根据该边缘设定所述整形加工区域。

4.根据权利要求2或3所述的带电粒子束装置，其特征在于，

所述试样片移设单元具有：针，其保持并搬运从所述试样分离并摘出的所述试样片；以及针驱动机构，其对该针进行驱动，

所述计算机对所述针驱动机构进行控制，使得通过使保持所述试样片的所述针进行轴旋转，从而相对于所述试样片保持器控制所述试样片的姿态。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的带电粒子束装置，其特征在于，

所述计算机对所述带电粒子束照射光学系统进行控制，使得在对所述整形加工区域照射所述带电粒子束而对所述试样片进行整形加工后，对所述试样片的观察面照射所述带电粒子束而对所述观察面进行加工。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的带电粒子束装置，其特征在于，

所述计算机对在通过所述试样片移设单元保持的所述试样片的表面露出的图案进行识别，以不与该图案干涉的方式设定所述整形加工区域。