DE102018101147A1 - Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen - Google Patents

Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen Download PDF

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DE102018101147A1
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Satoshi Tomimatsu
Makoto Sato
Masato Suzuki
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Hitachi High Tech Science Corp
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen zum automatischen Vorbereiten eines Probenstücks von einer Probe offenbart. Die Vorrichtung enthält ein Einstrahlungsoptiksystem eines Strahls geladener Teilchen, das dafür konfiguriert ist, ein Objekt mit einem Strahl geladener Teilchen zu bestrahlen, einen Tisch, der dafür konfiguriert ist, sich mit der darauf platzierten Probe zu bewegen, eine Probenstück-Transfervorrichtung, die dafür konfiguriert ist, das von der Probe getrennte und entnommene Probenstück zu halten und zu transportieren, eine Halterbefestigungs-Grundplatte, die dafür konfiguriert ist, einen Probenstückhalter, mit dem das Probenstück umgesetzt werden soll, zu halten, einen elektrischen Leitfähigkeitssensor, der dafür konfiguriert ist, elektrische Leitung zwischen der Probenstück-Transfervorrichtung und einem Objekt zu detektieren, und einen Computer, der dafür konfiguriert ist, eine Zeitmanagementbetriebsart einzustellen, wenn keine elektrische Leitung zwischen der Probenstück-Transfervorrichtung und dem Probenstück detektiert wird, wenn die Probenstück-Transfervorrichtung und das Probenstück miteinander verbunden sind.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen.
  • Beschreibung des verwandten Gebiets
  • Es ist eine Vorrichtung bekannt, die ein Probenstück, das durch Bestrahlen einer Probe mit einem Strahl geladener Teilchen, der aus Elektronen oder Ionen besteht, gebildet wird, entnimmt, und das Probenstück für verschiedene Prozesse wie etwa Beobachtung, Analyse und Messung durch ein Rasterelektronenmikroskop (REM) oder durch ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM) in eine geeignete Form verarbeitet (siehe z. B. Patentdokument 1 und 2).
  • Dokumente des Standes der Technik
  • Patentdokument
    • (Patentdokument 1) Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. H5-052721
    • (Patentdokument 2) Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2008-153239
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In der vorliegenden Patentschrift bezieht sich der Begriff ‚Probennahme‘ auf einen Prozess zum Entnehmen eines Probenstücks durch Bestrahlen einer Probe mit einem Strahl geladener Teilchen und zum Verarbeiten des Probenstücks, damit es für verschiedene Prozesse wie etwa Beobachtung, Analyse und Messung eine geeignete Form aufweist, und bezieht er sich genauer auf einen Prozess zum Umsetzen eines Probenstücks, das durch Bestrahlen einer Probe mit einem fokussierten Ionenstrahl (FIB) vorbereitet wird, zu einem Probenstückhalter.
  • Derzeit ist eine Technologie zur automatischen Probennahme von Probenstücken nicht ausreichend etabliert worden.
  • Ein Nachteil der die automatische ununterbrochene Probennahme behindert wird nachfolgend beschrieben. Wenn in einem Prozess zum Entnehmen eines Probenstücks unter Verwendung einer Nadel, die für die Extraktion oder für den Transport eines Probenstücks und in einem Prozess zum Umsetzen des entnommenen Probenstücks auf einem Säulenabschnitt eines Probenstückhalters üblicherweise verwendet wird, nicht bestätigt wird, ob ein Probenstück leitfähig oder nichtleitend ist, kann jeder der Prozesse nicht geeignet und effizient abgeschlossen werden.
  • Zum Beispiel ist es bei der Bestimmung, ob eine Verbindung oder Trennung einer Nadel und eines Probenstücks abgeschlossen ist oder ob eine Verbindung oder Trennung eines durch eine Nadel gehaltenen Probenstücks und eines Säulenabschnitts eines Probenstückhalters abgeschlossen ist, schwierig, ein zuverlässiges Bestimmungsergebnis nur dadurch zu erhalten, dass die Leitung oder Nichtleitung zwischen der Nadel und dem Probenstück oder zwischen der Nadel und dem Säulenabschnitt bestimmt wird, falls nicht bestätigt wird, ob das Probenstück leitfähig oder nichtleitend ist. Darüber hinaus ist es schwierig, eine Zeit zu verringern, die für die Bestimmung der Verbindung oder Trennung erforderlich ist, und wird die Zuverlässigkeit des Bestimmungsergebnisses verschlechtert, wenn die Bestimmung der Verbindung oder Trennung nur auf der Grundlage eines Bestimmungsergebnisses vorgenommen wird, ob eine bestimmte Prozesszeit verstrichen ist, ohne ein Bestimmungsergebnis zu beachten, ob die Nadel und das Probenstück tatsächlich elektrisch verbunden oder getrennt sind.
  • Diese Situation behindert eine wiederholte automatische ununterbrochene Probennahme, die ursprünglich beabsichtigt war.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Probleme gemacht, wobei eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Schaffung einer Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen ist, die eine Operation des Entnehmens eines Probenstücks, das durch Verarbeiten einer Probe mit einem Ionenstrahl gebildet wird, und des Umsetzens des Probenstücks zu einem Probenstückhalter automatisch ausführen kann.
  • (a) In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen zum automatischen Vorbereiten eines Probenstücks von einer Probe geschaffen, wobei die Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen enthält:
    • ein Einstrahlungsoptiksystem eines Strahls geladener Teilchen, das dafür konfiguriert ist, einen Strahl geladener Teilchen auszusenden;
    • einen Probentisch, der dafür konfiguriert ist, sich mit der darauf platzierten Probe zu bewegen;
    • eine Probenstück-Transfervorrichtung, die dafür konfiguriert ist, das von der Probe getrennte und entnommene Probenstück zu halten und zu transportieren;
    • eine Halterbefestigungs-Grundplatte, die dafür konfiguriert ist, einen Probenstückhalter, zu dem das Probenstück transferiert werden soll, zu halten;
    • einen elektrischen Leitfähigkeitssensor, der dafür konfiguriert ist, elektrische Leitfähigkeit zwischen der Probenstücktransfervorrichtung und einem Objekt zu detektieren; und
    • einen Computer, der dafür konfiguriert ist, eine Zeitmanagementbetriebsart einzustellen, und im Falle, dass der elektrische Leitfähigkeitssensor keine elektrische Leitung zwischen der Probenstück-Transfervorrichtung und dem Probenstück detektiert, wenn die Probenstück-Transfervorrichtung und das Probenstück verbunden werden, bestimmt, ob die Verbindung oder Trennung der Probenstück-Transfervorrichtung und des Probenstücks in einem Prozess zum Verbinden oder Trennen der Probenstück-Transfervorrichtung und des Probenstücks abgeschlossen worden ist, oder
    • ob die Verbindung oder Trennung des Probenstücks gehalten durch die Probenstück-Transfervorrichtung und dem Probenstückhalter in einem Prozess zum Verbinden oder Trennen des Probenstücks gehalten durch die Probenstück-Transfervorrichtung und dem Probenstückhalter abgeschlossen worden ist, basierend darauf, ob bei jedem dieser laufenden Prozesse eine vorbestimmte Zeit, verstrichen ist.
  • (2) In Übereinstimmung mit einem möglichen Aspekt der vorliegenden Erfindung bricht der Computer in der in (1) beschriebenen Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen die Zeitmanagementbetriebsart ab, falls der Leitfähigkeitssensor zwischen der Probenstück-Transfervorrichtung und dem Probenstückhalter eine Leitfähigkeit detektiert, während das durch die Probenstücktransfervorrichtung gehaltene Probenstück und der Probenstückhalter verbunden sind und die Zeitmanagementbetriebsart aktiviert ist.
  • (3) In Übereinstimmung mit einem möglichen Aspekt der vorliegenden Erfindung aktiviert der Computer in der in (1) oder (2) beschriebenen Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen die Zeitmanagementbetriebsart, falls der Leitfähigkeitssensor zwischen der Probenstück-Transfervorrichtung und dem Probenstückhalter keine Leitfähigkeit detektiert, während das durch die Probenstücktransfervorrichtung gehaltene Probenstück und der Probenstückhalter verbunden sind und die Zeitmanagementbetriebsart nicht aktiviert ist.
  • (4) In Übereinstimmung mit einem möglichen Aspekt der vorliegenden Erfindung verstärkt der Computer in der in einem von (1) bis (3) beschriebenen Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen den Kontrast des Bilds, wenn durch Bestrahlung mit dem Strahl geladener Teilchen ein Bild des Probenstücks oder des Probenstückhalters erfasst wird, während die Zeitmanagementbetriebsart aktiviert ist relativ dazu als wenn die Zeitmanagementbetriebsart nicht aktiviert ist.
  • (5) In Übereinstimmung mit einem möglichen Aspekt der vorliegenden Erfindung speichert der Computer in der in einem von (1) bis (4) beschriebenen Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen Informationen, die den Zustand angeben, in dem die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist, und/oder gibt sie aus oder zeichnet die Informationen über ein Objekt durch Bestrahlen des Objekts mit dem Strahl geladener Teilchen auf, wenn die Zeitmanagementbetriebsart aktiviert ist, falls die Zeitmanagementbetriebsart aktiviert ist.
  • (6) In Übereinstimmung mit einem möglichen Aspekt der vorliegenden Erfindung aktiviert der Computer in der in einer von (1) bis (5) beschriebenen Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen eine Leitungsmanagementbetriebsart, die auf der Grundlage dessen ob es elektrische Leitung zwischen der Probenstücktransfervorrichtung und dem Objekt gibt, bestimmt ob ein Prozess zum Verbinden oder Trennen der Probenstücktransfervorrichtung und des Objekts abgeschlossen ist, falls der Leitfähigkeits-Sensor elektrische Leitung zwischen der Probenstücktransfervorrichtung und dem Objekt detektiert, wenn die Probenstücktransfervorrichtung und das Objekt verbunden sind.
  • (7) In Übereinstimmung mit einem möglichen Aspekt der vorliegenden Erfindung in der in einer von (1) bis (6) beschriebenen Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen:
    • enthält die Probenstück-Transfervorrichtung eine Nadel, die dafür konfiguriert ist, das von der Probe getrennte und entnommene Probenstück zu halten und zu transportieren, und einen Nadelantriebsmechanismus, der dafür konfiguriert ist, die Nadel anzutreiben.
  • Und der Leitfähigkeits-Sensor detektiert wenigstens eine der folgenden elektrischen Eigenschaften: elektrischer Widerstand, Strom und elektrisches Potential als eine elektrische Eigenschaft zwischen der Nadel und dem Probenstück und als eine elektrische Eigenschaft zwischen der Nadel und dem Probenstückhalter.
  • (8) In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die in (7) beschriebene Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen ferner eine Gaszufuhreinheit, die dafür konfiguriert ist, Gas einzustrahlen, um durch Einstrahlen mit dem Strahl geladener Teilchen einen Ablagerungsfilm zu bilden,
    wobei der Computer das Einstrahlungsoptiksystem eines Strahls geladener Teilchen, den Nadelantriebsmechanismus und die Gaszufuhreinheit in der Weise steuert, dass die Nadel und das Probenstück durch den Ablagerungsfilm verbunden werden, wenn die Probenstücktransfervorrichtung und das Probenstück verbunden werden, nachdem die Nadel nahe zu dem Probenstück gebracht worden ist, und
    der Computer das Einstrahlungsoptiksystem eines Strahls geladener Teilchen, den Nadelantriebsmechanismus und die Gaszufuhreinheit in der Weise steuert, dass das durch die Nadel gehaltene Probenstück und der Probenstückhalter durch den Ablagerungsfilm verbunden werden, wenn das durch die Probenstücktransfervorrichtung gehaltene Probenstück und der Probenstückhalter verbunden werden, nachdem das durch die Nadel gehaltene Probenstück in die Nähe des Probenstückhalters gebracht worden ist.
  • Da die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt wird, wenn keine elektrische Leitung zwischen der Probenstück-Transfervorrichtung und dem Probenstück detektiert wird, ist es, wie oben beschrieben wurde, in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung selbst dann möglich, den Prozess zum Verbinden oder Trennen der Probenstück-Transfervorrichtung und des Probenstücks und den Prozess zum Verbinden oder Trennen des durch die Probenstück-Transfervorrichtung gehaltenen Probenstücks und des Probenstückhalters geeignet und effizient auszuführen, wenn nicht bestätigt wird, ob das Probenstück leitfähig oder nichtleitend ist. Dadurch ist es möglich, die automatische ununterbrochene Probennahmeoperation des Entnehmens des durch Verarbeiten des Probenstücks mit dem fokussierten Ionenstrahl gebildeten Probenstücks und des Umsetzens des Probenstücks zu dem Probenstückhalter auszuführen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
    • 2 ist eine Draufsicht, die ein Probenstück, bevor es von einer Probe entnommen wird, in der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
    • 3 ist eine Draufsicht, die einen Probenstückhalter der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
    • 4 ist eine Seitenansicht, die den Probenstückhalter der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
    • 5 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt und der insbesondere einen Anfangseinstellprozess darstellt;
    • 6A und 6B sind schematische Darstellungen, die zur Beschreibung der Spitze (der tatsächlichen Spitze) einer Nadel verwendet werden, die in der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiederholt verwendet wird, wobei 6A eine schematische Darstellung ist, die die tatsächliche Spitze der Nadel darstellt, und 6B eine schematische Darstellung ist, die ein auf der Grundlage eines Absorptionsstromsignals erhaltenes erstes Bild darstellt;
    • 7A und 7B sind schematische Darstellungen eines durch einen von der Spitze der Nadel der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen eingestrahlten Elektronenstrahl in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Sekundärelektronenbilds, wobei 7A eine schematische Darstellung ist, die ein durch Entnehmen eines helleren Gebiets als der Hintergrund aus dem Bild erfasstes zweites Bild darstellt, und 7B eine schematische Darstellung ist, die ein durch Entnehmen eines dunkleren Gebiets als der Hintergrund erfasstes drittes Bild darstellt;
    • 8 ist eine schematische Darstellung, die ein viertes Bild darstellt, das aus dem zweiten Bild und aus dem dritten Bild, die in 7A und 7B dargestellt sind, synthetisiert worden ist;
    • 9 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt und der insbesondere einen Probenstück-Aufnehmprozess darstellt;
    • 10 ist eine schematische Darstellung, die eine Position darstellt, an der sich die Nadel zu bewegen aufhört, wenn die Nadel der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Probenstück verbunden wird;
    • 11 ist eine schematische Darstellung, die die Spitze der Nadel und das Probenstück in einem durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 12 ist eine schematische Darstellung, die die Spitze der Nadel und das Probenstück in einem durch einen Elektronenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 13 ist eine schematische Darstellung, die einen Verarbeitungsbereich, der eine Verbindungsverarbeitungsposition, an der die Nadel und ein Probenstück miteinander verbunden werden, enthält, in einem durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 14 ist eine schematische Darstellung, die eine Positionsbeziehung zwischen der Nadel und dem Probenstück in der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Probenstück mit der Nadel verbunden wird, darstellt;
    • 15 ist eine schematische Darstellung, die eine Schnittposition T1 in einer Probe und einen Probenstückstützabschnitt in einem durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 16 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt und der insbesondere einen Trennungsbestimmungsprozess aus 9 darstellt;
    • 17 ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand, in dem die mit dem Probenstück verbundene Nadel geräumt wird (wegbewegt wird), in einem durch einen Elektronenstrahl der Vorrichtung mit geladenen Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 18 ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand, in dem ein Tisch von der mit dem Probenstück verbundene Nadel geräumt wird, in einem durch einen Elektronenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 19 ist eine schematische Darstellung, die eine Probenstückbefestigungsposition an einem Säulenabschnitt in einem durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 20 ist eine schematische Darstellung, die eine Probenstückbefestigungsposition an einem Säulenabschnitt in einem durch einen Elektronenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 21 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt und der insbesondere einen Probenstück-Montageprozess darstellt;
    • 22 ist eine schematische Darstellung, die die Nadel, die sich zu bewegen aufgehört hat, um um die Probenstückbefestigungsposition an einer Probenbasis zu stehen, in einem durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 23 ist eine schematische Darstellung, die die Nadel, die sich zu bewegen aufgehört hat, um um die Probenstückbefestigungsposition an der Probengrundplatte zu stehen, in einem durch einen Elektronenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 24 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt und der insbesondere einen Verbindungsbestimmungsprozess aus 21 darstellt;
    • 25 ist eine schematische Darstellung, die einen Verarbeitungsbereich, in dem das mit der Nadel verbundene Probenstück mit der Probengrundplatte verbunden ist, in einem durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 26 ist eine schematische Darstellung, die eine Schnittposition, bei der ein Ablagerungsfilm, der die Nadel und das Probenstück verbindet, geschnitten wird, in einem durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 27 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt und der insbesondere einen Trennungsbestimmungsprozess aus 21 darstellt;
    • 28 ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand, in dem die Nadel geräumt wird, in durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhaltenen Bilddaten darstellt;
    • 29 ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand, in dem die Nadel geräumt wird, in einem durch einen Elektronenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhaltenen Bild darstellt;
    • 30 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt und der insbesondere den Verbindungsbestimmungsprozess aus 21 darstellt;
    • 31 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen dem Säulenabschnitt und dem Probenstück auf der Grundlage eines durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bilds darstellt;
    • 32 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen dem Säulenabschnitt und dem Probenstück auf der Grundlage eines durch einen Elektronenstrahl in der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bilds darstellt;
    • 33 ist eine erläuternde Ansicht, die unter Verwendung der Ränder des Probenstücks und des Säulenabschnitts erzeugte Schablonen auf der Grundlage eines durch einen Elektronenstrahl in der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bilds darstellt;
    • 34 ist eine erläuternde Ansicht, die Schablonen, die eine Positionsbeziehung zwischen dem Säulenabschnitt und dem Probenstück zeigen, wenn der Säulenabschnitt und das Probenstück miteinander verbunden werden, in der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
    • 35 ist eine schematische Darstellung, die einen Annäherungsbetriebsartzustand bei einem Drehwinkel von 0° der Nadel, mit der das Probenstück verbunden ist, in durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bilddaten darstellt;
    • 36 ist eine schematische Darstellung, die einen Annäherungsbetriebsartzustand bei einem Drehwinkel von 0° der Nadel, mit der das Probenstück verbunden ist, in einem durch einen Elektronenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 37 ist eine schematische Darstellung, die einen Annäherungsbetriebsartzustand bei einem Drehwinkel von 90° der Nadel, mit der das Probenstück verbunden ist, in einem durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 38 ist eine schematische Darstellung, die einen Annäherungsbetriebsartzustand bei einem Drehwinkel vom 90° der Nadel, mit der das Probenstück verbunden ist, in einem durch einen Elektronenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 39 ist eine schematische Darstellung, die einen Annäherungsbetriebsartzustand bei einem Drehwinkel von 180° der Nadel, mit der das Probenstück verbunden ist, in einem durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 40 ist eine schematische Darstellung, die einen Annäherungsbetriebsartzustand bei einem Drehwinkel von 180° der Nadel, mit der das Probenstück verbunden ist, in einem durch einen Elektronenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 41 ist eine erläuternde Ansicht zur Beschreibung der Vorbereitung eines planaren Probenstücks (einer Lamelle) in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ist eine schematische Darstellung, die einen Annäherungsbetriebsartzustand bei einem Drehwinkel von 90° der Nadel, mit der das Probenstück verbunden ist, in einem durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erzeugten Bild darstellt;
    • 42 ist eine erläuternde Ansicht zur Beschreibung der Vorbereitung eines planaren Probenstücks in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand, in dem das getrennte Probenstück mit dem Probenstückhalter in Kontakt ist, darstellt; und
    • 43 ist eine erläuternde Ansicht zur Beschreibung der Vorbereitung eines planaren Probenstücks in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand, in dem das planare Probenstück durch Lamellieren des an dem Probenhalter befestigten Probenstücks vorbereitet werden kann, darstellt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen eine Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen, die ein Probenstück automatisch vorbereiten kann, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 1 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 1 dargestellt ist, enthält die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Probenkammer 11, die den Innenraum der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in einem Unterdruckzustand halten kann, einen Tisch 12, der eine Probe S und einen Probenstückhalter P innerhalb der Probenkammer 11 befestigen kann, und einen Tischantriebsmechanismus 13, der den Tisch 12 antreibt. Die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen ist mit einem Einstrahlungsoptiksystem 14 des fokussierten Ionenstrahls ausgestattet, das ein innerhalb eines vorgegebenen Einstrahlungsgebiets (d. h. Abtastbereichs) in der Probenkammer 11 angeordnetes Einstrahlungsziel mit einem fokussierten Ionenstrahl (FIB) bestrahlt. Die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen ist mit einem Elektronenstrahl-Einstrahlungsoptiksystem 15 ausgestattet, das ein innerhalb eines vorgegebenen Einstrahlungsgebiets in der Probenkammer 11 angeordnetes Einstrahlungsziel mit einem Elektronenstrahl (EB) bestrahlt. Die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen ist mit einem Detektor 16 ausgestattet, der sekundäre geladene Teilchen (Sekundärelektronen, Sekundärionen oder dergleichen) R, die von dem Einstrahlungsziel erzeugt werden, wenn das Einstrahlungsziel mit einem fokussierten Ionenstrahl oder mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird, detektiert. Die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen ist mit einer Gaszufuhreinheit 17 ausgestattet, die der Oberfläche des Einstrahlungsziels Gas G zuführt. Spezifisch ist die Gaszufuhreinheit 17 eine Düse 17a mit einem Außendurchmesser von etwa 200 µm. Die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen enthält: eine Nadel 18, die ein feines Probenstück Q von der an dem Tisch 12 befestigten Probe S entnimmt, das Probenstück Q hält und das Probenstück Q zu dem Probenstückhalter P umsetzt; einen Nadelantriebsmechanismus 19, der die Nadel 18 zum Transportieren des Probenstücks Q antreibt; und einen Absorptionsstromdetektor 20, der einen Zuflussstrom (auch als ein Absorptionsstrom bezeichnet) eines Strahls geladener Teilchen, der in die Nadel 18 strömt, detektiert und ein Zuflussstromsignal an einen Computer 23 sendet, damit er als ein Bild abgebildet wird. Die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen enthält einen Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel, der eine elektrische Eigenschaft detektiert, die der elektrischen Leitung zwischen der Nadel 18 und dem Tisch 12 zugeordnet ist. Der Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel enthält z. B. einen Widerstandsmesser oder dergleichen, der zwischen der Nadel 18 und dem Tisch 12 eingebaut ist, der einen Wert des elektrischen Widerstands als die elektrische Eigenschaft, die der elektrischen Leitung zwischen der Nadel 18 und dem Probenstückhalter P oder zwischen der Nadel 18 und der an dem Tisch 12 befestigten Probe S zugeordnet ist, detektiert und ein Signal des Werts des elektrischen Widerstands an den Computer 23 sendet. Wenn der durch den Sensor 21 für elektrische Leitung detektierte Wert des elektrischen Widerstands größer als ein vorgegebener Wert des elektrischen Widerstands ist, bestimmt der Computer 23, dass zwischen der Nadel 18 und der an dem Tisch 12 befestigten Probe S oder zwischen der Nadel 18 und dem Probenstückhalter P keine elektrische Leitung auftritt. Wenn der durch den Sensor 21 für elektrische Leitung detektierte Wert des elektrischen Widerstands gleich oder kleiner dem vorgegebenen Wert des elektrischen Widerstands ist, bestimmt der Computer 23, dass die Nadel 18 und die an dem Tisch 12 befestigte Probe S oder der Probenstückhalter P elektrisch miteinander verbunden sind.
  • Der Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel braucht hier nicht auf den Widerstandsmesser, der den elektrischen Widerstand detektiert, beschränkt zu sein, sondern kann irgendeine Vorrichtung sein, die irgendeine elektrische Eigenschaft wie etwa den Strom oder die Spannung zwischen der Nadel 18 und der an dem Tisch 12 befestigten Probe S oder dem Probenstückhalter P detektieren kann.
  • Die Nadel 18 und der Nadelantriebsmechanismus 19 können zusammen als eine Probenstück-Transfervorrichtung bezeichnet werden. Die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen enthält eine Anzeigevorrichtung 22, die auf der Grundlage der durch den Detektor 16 detektierten sekundären geladenen Teilchen R Bilddaten oder dergleichen anzeigt, den Computer 23 und eine Eingabevorrichtung 24.
  • Die Einstrahlungsziele des Einstrahlungsoptiksystems 14 des fokussierten Ionenstrahls und des Elektronenstrahl-Einstrahlungsoptiksystems 15 sind die an dem Tisch 12 befestigte Probe S, das Probenstück Q und der Probenstückhalter P oder die Nadel 18, die in einem Einstrahlungsgebiet angeordnet sind.
  • Die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform kann durch Abbilden oder Zerstäuben eines Einstrahlungsziels und Bilden eines Ablagerungsfilms oder dergleichen durch Bestrahlen der Oberfläche des Einstrahlungsziels mit einem fokussierten Ionenstrahl verschiedene Prozesse (Ätzen, Abschneiden oder dergleichen) ausführen. Die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen kann von einer Probe S einen Prozess zum Bilden eines Probenstücks Q (z. B. einer Lamelle, einer nadelartigen Probe oder dergleichen) für eine Transmissionselektronenmikroskop-Beobachtung oder zum Bilden eines Analyseprobenstücks zur Analyse unter Verwendung eines Elektronenstrahls ausführen. Die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen kann einen Prozess zum Umwandeln des zu dem Probenstückhalter P umgesetzten Probenstücks Q in einen Dünnfilm mit einer gewünschten Dicke (z. B. 5 bis 100 nm usw.), der für die Transmissionselektronenmikroskop-Beobachtung geeignet ist, ausführen. Die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen kann durch Bestrahlen der Oberfläche des Einstrahlungsziels wie etwa des Probenstücks Q und der Nadel 18 mit einem fokussierten Ionenstrahl oder mit einem Elektronenstrahl, während der fokussierte Ionenstrahl oder der Elektronenstrahl abgetastet wird, einen Prozess zum Beobachten der Oberfläche eines Einstrahlungsziels ausführen.
  • Der Absorptionsstromdetektor 20 enthält einen Vorverstärker zum Verstärken des Zuflussstroms, der in die Nadel strömt, und sendet den verstärkten Zuflussstrom an den Computer 23. Auf der Anzeigevorrichtung 22 kann auf der Grundlage des in die Nadel fließenden und durch den Absorptionsstromdetektor 20 detektierten Zuflussstroms und auf der Grundlage eines mit der Abtastung des Strahls geladener Teilchen synchronisierten Signals ein nadelförmiges Absorptionsstrombild angezeigt werden, so dass die Form der Nadel oder die Position der Spitze der Nadel bestimmt werden kann.
  • 2 ist eine Draufsicht, die das Probenstück Q, das durch Bestrahlen der Oberfläche einer Probe S (schraffierter Abschnitt) mit einem fokussierten Ionenstrahl gebildet wird und das noch nicht aus der Probe S entnommen worden ist, in der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Bezugszeichen F bezeichnet einen Verarbeitungsbereich eines fokussierten Ionenstrahls, d. h. einen Abtastbereich eines fokussierten Ionenstrahls, wobei ein Abschnitt (der weiße Abschnitt) innerhalb des Verarbeitungsbereichs ein Verarbeitungsgebiet H ist, das durch den fokussierten Ionenstrahl besputtert und somit geätzt wird. Das Bezugszeichen Ref bezeichnet eine Bezugsmarkierung (einen Bezugspunkt), die eine Position angibt, an der das Probenstück Q gebildet wird (d. h. einen Abschnitt, der nicht geätzt wird, sondern verbleibt). Die Bezugsmarkierung (der Bezugspunkt) Ref ist z. B. ein feines Loch von 30 nm (z. B. ein quadratisches Loch, das an einer Seite davon 1 µm lang ist), das durch einen fokussierten Ionenstrahl in einem Ablagerungsfilm gebildet wird und das wegen seines hohen Kontrasts in einem durch einen fokussierten Ionenstrahl oder durch einen Elektronenstrahl erzeugten Bild leicht erkannt werden kann. Der Ablagerungsfilm wird für die grobe Detektion der Position des Probenstücks Q verwendet und das feine Loch wird zur fein gesteuerten Positionierung verwendet.
  • Der größte Teil der Peripherie des Probenstücks Q, z. B. an beiden Seiten und an einem unteren Ende des Probenstücks Q, wird in der Probe S weggeätzt, wobei aber ein mit der Probe S verbundener Stützabschnitt Qa verbleibt. Das Probenstück Q ist durch den Stützabschnitt Qa an der Probe S einseitig angelenkt. Das Probenstück Q ist ein sehr kleines Probenstück mit einer Länge (Dimension in der Längsrichtung) z. B. von etwa 10 µm, 15 µm oder 20 µm und mit einer Breite (Dicke) von etwa 500 nm, 1 µm, 2 µm oder 3 µm.
  • Die Probenkammer 11 ist in der Weise konstruiert, dass ihr Innenraum durch einen Entlüfter (nicht gezeigt) auf einen gewünschten Unterdruckzustand ausgepumpt werden kann und in dem gewünschten Unterdruckzustand gehalten werden kann.
  • Der Tisch 12 hält die Probe S. Der Tisch 12 enthält eine Halterbefestigungs-Grundplatte 12a, die den Probenstückhalter P hält. Die Halterbefestigungs-Grundplatte 12a kann eine Struktur aufweisen, die mehrere daran montierte Probenstückhalter P stützen kann.
  • 3 ist eine Draufsicht des Probenstückhalters P und 4 ist eine Seitenansicht des Probenstückhalters P. Der Probenstückhalter P enthält einen im Wesentlichen halbkreisförmigen plattenartigen Grundplattenabschnitt 32 mit einem Ausschnittabschnitt 31 und eine Probengrundplatte 33, die an dem Ausschnittabschnitt 31 befestigt ist. Der Grundplattenabschnitt 32 wird z. B. aus Metall in Form einer kreisförmigen Platte mit einem Durchmesser von 3 mm und mit einer Dicke von 50 µm gebildet. Die Probengrundplatte 33 wird z. B. durch einen Halbleiterherstellungsprozess aus einem Siliciumwafer gebildet und über einen leitfähigen Klebstoff an dem Ausschnittabschnitt 31 angebracht. Die Probengrundplatte 33 weist eine Kammform mit mehreren (z. B. fünf, zehn, fünfzehn, zwanzig usw.) Zähnen auf, die Vorsprünge sind, die voneinander beabstandet angeordnet sind. Die Probengrundplatte 33 weist mehrere (im Folgenden auch als Pfeiler bezeichnete) Säulenabschnitte 34 auf, zu denen die Probenstücke Q umgesetzt werden sollen.
  • Die Säulenabschnitte 34 weisen jeweils unterschiedliche Breiten auf. Bilder der Probenstücke Q, die von den jeweiligen Säulenabschnitten 34 übertragen werden, und Bilder der Säulenabschnitte 34 werden jeweils einander zugeordnet und den entsprechenden Probenstückhaltern P zugeordnet in dem Computer 23 gespeichert. Somit können die Probenstücke Q fehlerfrei erkannt werden, selbst wenn von einer Probe S eine große Anzahl von Probenstücken Q hergestellt werden. Darüber hinaus kann ein Analyseziel-Probenstück Q, das einer nachfolgenden Transmissionselektronenmikroskop-Analyse oder dergleichen ausgesetzt werden soll, auf die exakte Position in der Probe S, bei der das Analyseziel-Probenstück Q aus der Probe S entnommen wird, genau ausgerichtet werden. Jeder Säulenabschnitt 34 weist einen Spitzenabschnitt mit einer Dicke von 10 µm oder weniger oder mit einer Dicke von 5 µm oder weniger auf und hält das Probenstück Q an dem Spitzenabschnitt angebracht.
  • Der Grundplattenabschnitt 32 ist nicht auf die kreisförmige Plattenform mit einem Durchmesser von 3 mm und mit einer Dicke von 50 µm wie oben beschrieben beschränkt, sondern kann eine rechteckige Plattenform mit einer Länge von 5 mm, mit einer Höhe von 2 mm, mit einer Dicke von 50 µm sein. Das heißt, die Form des Grundplattenabschnitts 32 kann eine Form, die an dem in einem nachfolgenden Prozess in ein Transmissionselektronenmikroskop einzuführenden Tisch 12 montiert werden kann, oder eine Form, durch die alle an der Probengrundplatte 33 montierten Probenstücke Q in einem beweglichen Bereich des Tischs 12 angeordnet werden können, sein. Wenn der Grundplattenabschnitt 32 die oben beschriebene Form aufweist, können alle an der Probengrundplatte 33 montierten Probenstücke Q mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) beobachtet werden.
  • Der Tischantriebsmechanismus 13 ist in einem Zustand, in dem er mit dem Tisch 12 verbunden ist, innerhalb der Probenkammer 11 aufgenommen und bewegt den Tisch 12 in Übereinstimmung mit einem von dem Computer 23 ausgegebenen Steuersignal entlang einer vorgegebenen Achse. Der Tischantriebsmechanismus 13 enthält einen Bewegungsmechanismus 13a, der den Tisch 12 in einer Richtung wenigstens parallel zu der X- und zu der Y-Achse, die zu einer horizontalen Ebene parallel sind und die orthogonal zueinander sind, und in einer Richtung parallel zu einer Z-Achse, die sowohl zu der X- als auch zu der Y-Achse orthogonal ist, bewegt. Der Tischantriebsmechanismus 13 enthält einen Neigemechanismus 13b, der den Tisch 12 um die X-Achse oder um die Y-Achse neigt, und einen Drehmechanismus 13c, der den Tisch 12 um die Z-Achse dreht.
  • Das Einstrahlungsoptiksystem 14 des fokussierten Ionenstrahls wird in einem Zustand, in dem ein Strahlemissionsabschnitt (nicht gezeigt) davon innerhalb der Probenkammer 11 angeordnet ist und dem innerhalb eines Einstrahlungsgebiets angeordneten Tisch 12 zugewandt ist, und in einem Zustand, in dem eine optische Achse davon parallel zu einer vertikalen Richtung ist, direkt von oberhalb des Tischs 12 an der Probenkammer 11 befestigt. Dadurch ist es möglich, die Einstrahlungsziele wie etwa die auf dem Tisch 12 platzierte Probe S, das Probenstück Q und die Nadel 18, die innerhalb des Einstrahlungsgebiets bleiben, mit einem fokussierten Ionenstrahl, der in der vertikalen Richtung nach unten emittiert wird, d. h., der von direkt oberhalb der Einstrahlungsziele emittiert wird, zu bestrahlen. Ferner kann die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen anstatt mit dem oben beschriebenen Einstrahlungsoptiksystem 14 des fokussierten Ionenstrahls mit einem anderen Ionenstrahl-Einstrahlungsoptiksystem ausgestattet sein. Das Ionenstrahl-Einstrahlungsoptiksystem ist nicht auf ein Optiksystem, das einen fokussierten Strahl erzeugt, beschränkt. Das Ionenstrahl-Einstrahlungsoptiksystem kann z. B. ein Ionenstrahl-Einstrahlungsoptiksystem vom Projektionstyp sein, das mit einer Schablonenmaske mit einer Standardöffnung ausgestattet ist und das in einem Optiksystem angeordnet ist und einen geformten Strahl mit einer gleichen Form wie die Öffnung der Schablonenmaske bildet. Unter Verwendung des Ionenstrahl-Einstrahlungsoptiksystems vom Projektionstyp ist es möglich, einen geformten Strahl mit einer Form, die einem Verarbeitungsgebiet um ein Probenstück Q entspricht, genau zu bilden und eine Prozesszeit zu verkürzen.
  • Das Einstrahlungsoptiksystem 14 des fokussierten Ionenstrahls enthält eine Ionenquelle 14a, die Ionen erzeugt, und ein Ionenoptiksystem 14b, das die von der Ionenquelle 14a emittierten Ionen fokussiert und ablenkt. Die Ionenquelle 14a und das Ionenoptiksystem 14b werden in Übereinstimmung mit einem von dem Computer 23 ausgegebenen Steuersignal gesteuert. Ferner werden Einstrahlungspositionen, Einstrahlungsbedingungen usw. eines fokussierten Ionenstrahls durch den Computer 23 gesteuert. Die Ionenquelle 14a ist z. B. eine Flüssigmetallionenquelle oder eine Ionenquelle vom Plasmatyp, die flüssiges Gallium oder dergleichen verwendet, eine Gasionenquelle vom Feldionisationstyp oder dergleichen. Das Ionenoptiksystem 14b enthält z. B. eine erste elektrostatische Linse wie etwa eine Kondensorlinse, einen elektrostatischen Deflektor, eine zweite elektrostatische Linse wie etwa eine Objektivlinse und dergleichen. Falls als die Ionenquelle 14a eine Ionenquelle vom Plasmatyp verwendet wird, kann wegen eines Hochstromstrahls eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit verwirklicht werden. Somit ist eine Ionenquelle vom Plasmatyp für die Probennahme von Probenstücken von einer großen Probe S geeignet.
  • Das Elektronenstrahl-Einstrahlungsoptiksystem 15 ist in einem Zustand, in dem ein Strahlemissionsabschnitt (nicht gezeigt) davon innerhalb der Probenkammer 11 angeordnet ist und in Richtung des Tischs 12 orientiert ist, der innerhalb eines Einstrahlungsgebiets angeordnet ist, während er unter einem vorgegebenen Winkel (z. B. 60°) in Bezug auf die vertikale Richtung geneigt ist, und in dem eine optische Achse davon parallel zu der geneigten Richtung ist, an der Probenkammer 11 befestigt. Dadurch ist es möglich, Einstrahlungsziele wie etwa die an dem Tisch 12 befestigte Probe S, das Probenstück Q und die Nadel 18, die in dem Einstrahlungsgebiet verbleiben, mit einem Elektronenstrahl, der schräg von oberhalb der Einstrahlungsziele emittiert wird, zu bestrahlen.
  • Das Elektronenstrahl-Einstrahlungsoptiksystem 15 enthält eine Elektronenquelle 15a, die Elektronen erzeugt, und ein Elektronenoptiksystem 15b, das die von der Elektronenquelle 15a emittierten Elektronen fokussiert und ablenkt. Die Elektronenquelle 15a und das Elektronenoptiksystem 15b werden in Übereinstimmung mit einem von dem Computer 23 ausgegebenen Steuersignal gesteuert. Ferner werden die Einstrahlungspositionen und die Einstrahlungsbedingungen des Elektronenstrahls durch den Computer 23 gesteuert. Das Elektronenoptiksystem 15b enthält z. B. eine elektromagnetische Linse, einen Deflektor und dergleichen.
  • Alternativ können die Positionen des Elektronenstrahl-Einstrahlungsoptiksystems 15 und des Einstrahlungsoptiksystem 14 des fokussierten Ionenstrahls vertauscht werden, so dass das Elektronenstrahl-Einstrahlungsoptiksystem 15 in der vertikalen Richtung angeordnet sein kann und das Einstrahlungsoptiksystem 14 des fokussierten Ionenstrahls unter einem vorgegebenen Winkel in Bezug auf die vertikale Richtung geneigt sein kann.
  • Der Detektor 16 detektiert die Stärke (d. h. die Menge) der sekundären geladenen Teilchen (d. h. Sekundärelektronen und Sekundärionen) R, die von den Einstrahlungszielen wie etwa der Probe S, der Nadel 18 und dergleichen emittiert werden, wenn die Einstrahlungsziele durch einen fokussierten Ionenstrahl oder durch einen Elektronenstrahl bestrahlt werden, und gibt Informationen über die detektierte Menge der sekundären geladenen Teilchen R aus. Der Detektor 16 ist an einer Position angeordnet, an der die Menge der sekundären geladenen Teilchen R innerhalb der Probenkammer 11 detektiert werden kann. Der Detektor 16 kann z. B. an einer Position schräg über dem Einstrahlungsziel wie etwa der innerhalb des Einstrahlungsgebiets angeordneten Probe S angeordnet sein und ist an der Probenkammer 11 befestigt.
  • Die Gaszufuhreinheit 17 ist an der Probenkammer 11 befestigt, weist eine Gasausstoßeinheit (auch als eine Düse bezeichnet) auf, die innerhalb der Probenkammer 11 angeordnet ist, und ist dem Tisch 12 zugewandt angeordnet. Die Gaszufuhreinheit 17 kann der Probe S in Übereinstimmung mit dem Material der Probe S oder mit einem Ablagerungsgas, das auf der Oberfläche der Probe S einen Ablagerungsfilm aus einem Metall oder aus einem Isolator bildet, ein Ätzgas zuführen, das selektiv das Ätzen der Probe S fördert, wenn ein fokussierter Ionenstrahl auf die Probe S eingestrahlt wird. Zum Beispiel wird eine Ätzrate materialselektiv gefördert, wenn der Probe S ein Ätzgas wie etwa Xenonfluorid zum Ätzen einer Probe S auf Siliciumgrundlage oder Wasser zum Ätzen einer organischen Probe S zugeführt wird, während ein fokussierter Ionenstrahl auf die Probe S eingestrahlt wird. Ferner kann z. B. eine feste Komponente, die aus dem Ablagerungsgas abgebaut wird, auf der Oberfläche der Probe S angesammelt (abgelagert) werden, wenn der Probe S ein Ablagerungsgas zugeführt wird, das Platin, Kohlenstoff, Wolfram oder dergleichen enthält, während ein fokussierter Ionenstrahl auf die Probe S eingestrahlt wird. Spezifische Beispiele des Ablagerungsgases enthalten: kohlenstoffhaltige Gase wie etwa Phenanthren, Naphthalen und Pyren; platinhaltige Gase wie etwa Trimethyl(ethylcyclopentadienyl)-Platin; und wolframhaltige Gase wie etwa Wolframhexacarbonyl. In Abhängigkeit von dem zugeführten Gas ist es ebenfalls möglich, das Ätzen oder die Ablagerung mit dem zugeführten Gas selbst dann auszuführen, wenn ein Elektronenstrahl auf die Probe S eingestrahlt wird. Allerdings ist als das in der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen der vorliegenden Erfindung verwendete Ablagerungsgas ein kohlenstoffhaltiges Gas wie etwa Phenanthren, Naphthalen oder Pyren hinsichtlich der Ablagerungsgeschwindigkeit und der zuverlässigen Haftung an dem Probenstück Q und an der Nadel 18 am besten geeignet. Vorzugsweise wird irgendeines dieser Gase verwendet.
  • Der Nadelantriebsmechanismus 19 ist in einem Zustand, in dem die Nadel 18 daran angebracht ist, innerhalb der Probenkammer 11 aufgenommen und verlagert die Nadel 18 in Übereinstimmung mit einem von dem Computer 23 ausgegebenen Steuersignal. Der Nadelantriebsmechanismus 19 ist einteilig mit dem Tisch 12 vorgesehen und bewegt sich somit zusammen mit dem Tisch 12, wenn der Tisch 12 durch den Neigemechanismus 13b um eine Neigeachse (d. h. die X-Achse oder die Y-Achse) gedreht wird. Der Nadelantriebsmechanismus 19 enthält einen Bewegungsmechanismus (nicht gezeigt), der die Nadel 18 in einer Richtung parallel zu jeder der dreidimensionalen Koordinatenachsen bewegt, und einen Drehmechanismus (nicht gezeigt), der die Nadel 18 um die Mittelachse der Nadel 18 dreht. Darüber hinaus sind die dreidimensionalen Koordinatenachsen unabhängig von einem dreidimensionalen rechtwinkligen Koordinatensystem des Probentischs 12. Wenn die Oberfläche des Tischs in einem dreidimensionalen rechtwinkligen Koordinatensystem mit zweidimensionalen Koordinatenachsen parallel zu der Oberfläche des Tischs 12 in einem geneigten oder in einem gedrehten Zustand ist, ist das Koordinatensystem geneigt oder gedreht.
  • Der Computer 23 steuert wenigstens den Tischantriebsmechanismus 13, das Einstrahlungsoptiksystem 14 des fokussierten Ionenstrahls, das Elektronenstrahl-Einstrahlungsoptiksystem 15, die Gaszufuhreinheit 17 und den Nadelantriebsmechanismus 19.
  • Der Computer 23 ist außerhalb der Probenkammer 11 angeordnet und ist mit der Anzeigevorrichtung 22 und mit der Eingabevorrichtung 24 wie etwa einer Maus oder einer Tastatur, die in Übereinstimmung mit der Eingabe eines Betreibers ein Signal ausgibt, verbunden.
  • Der Computer 23 steuert den Gesamtbetrieb der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit einem von der Eingabevorrichtung 24 ausgegebenen Signal oder mit einem durch einen im Voraus festgelegten automatischen Betriebssteuerprozess oder dergleichen erzeugten Signal.
  • Der Computer 23 setzt den durch den Detektor 16 detektierten Detektionsbetrag der sekundären geladenen Teilchen R in ein einer entsprechenden Einstrahlungsposition zugeordnetes Helligkeitssignal um, während er Positionen eines Strahls geladener Teilchen abtastet und unter Verwendung der zweidimensionalen Verteilung der Detektionsmengen Bilddaten erzeugt, die die Form des Einstrahlungsziels angeben. In der Absorptionsstrom-Bildbetriebsart detektiert der Computer 23 einen Absorptionsstrom, der in die Nadel 18 fließt, während die Einstrahlungspositionen des Strahls geladener Teilchen abgetastet werden, und erzeugt er dadurch auf der Grundlage der zweidimensionalen Verteilung (des Absorptionsstrombilds) des Absorptionsstroms Absorptionsstrom-Bilddaten, die die Form der Nadel 18 angeben. Der Computer 23 veranlasst, dass die Anzeigevorrichtung 22 Bilddaten jedes Bilds und Bildschirme für die Ausführung von Operationen wie etwa der Vergrößerung, der Verkleinerung, der Bewegung und der Drehung der Bilddaten anzeigt. Außerdem veranlasst der Computer 23, dass die Anzeigevorrichtung 22 einen Bildschirm für verschiedene Einstellungen wie etwa eine Betriebsartauswahl und Verarbeitungseinstellungen für die automatische Folgesteuerung anzeigt.
  • Die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist den oben beschriebenen Aufbau auf, wobei im Folgenden der Betrieb der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen beschrieben wird.
  • Im Folgenden wird aufeinanderfolgend der durch den Computer 23 ausgeführte Betrieb der automatischen Probennahme, d. h. der Betrieb des automatischen Umsetzens des durch Verarbeiten der Probe S mit dem Strahl geladener Teilchen (fokussierten Ionenstrahl) gebildeten Probenstücks Q zu dem Probenstückhalter P, beschrieben. Die Operation enthält einen Anfangseinstellprozess, einen Probenstück-Aufnehmprozess und einen Probenstück-Montageprozess.
  • <Anfangseinstellprozess>
  • 5 ist ein Ablaufplan, der den Ablauf eines Anfangseinstellprozesses der durch die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführten automatischen Probennahmeoperation darstellt. Zunächst führt der Computer 23 in Schritt S010 beim Beginn der automatischen Folge eine Betriebsartauswahl wie etwa, ob eine später zu beschreibende Lagesteuerungs-Betriebsart ausgeführt werden soll, die Bedingungseinstellung zum Einstellen von Beobachtungsbedingungen für die Schablonengleichheitsprüfung und Verarbeitungsbedingungen (Verarbeitungspositionen, Dimensionen, Anzahl von Einheiten usw.), eine Nadelspitzenformprüfung und dergleichen aus.
  • Nachfolgend erzeugt der Computer 23 in Schritt S020 bis Schritt S027 eine Schablone des Säulenabschnitts 34. Hinsichtlich der Erzeugung der Schablone führt der Computer 23 zunächst in Schritt S020 auf der Grundlage von durch einen Betreiber eingegebenen Informationen eine Positionsregistrierung für den an der Halterbefestigungs-Grundplatte 12a des Tischs 12 eingebauten Probenstückhalter P aus. Zu Beginn eines Probennahmeprozesses erzeugt der Computer 23 die Schablone des Säulenabschnitts 34. Der Computer 23 erzeugt für jeden Säulenabschnitt 34 eine Schablone. Der Computer 23 erhält Tischkoordinaten jedes Säulenabschnitts 34, erzeugt die Schablone jedes Säulenabschnitts 34, speichert daraufhin die Tischkoordinaten und die Schablonen zueinander zugeordnet und verwendet die gespeicherten Informationen, wenn er durch Schablonengleichheitsprüfung (d. h. Überlappen einer Schablone und eines Bilds) die Form des Säulenabschnitts 34 bestimmt. Der Computer 23 zeichnet Bilder, aus den Bildern entnommene Randinformationen und dergleichen als die für die Schablonengleichheitsprüfung verwendeten Schablonen der Säulenabschnitte 34 im Voraus auf. Der Computer 23 kann die genaue Position des Säulenabschnitts 34 in einem nachfolgenden Prozess durch Ausführen der Schablonengleichheitsprüfung nach Bewegen des Tischs 12 und durch Bestimmen der Form des Säulenabschnitts 34 durch Ergebnisse der Schablonengleichheitsprüfung erkennen. Als Beobachtungsbedingungen für die Schablonengleichheitsprüfung ist die Verwendung von Beobachtungsbedingungen wie etwa Kontrast und Vergrößerung, die dieselben wie die für die Schablonenerzeugung eingestellten sind, erwünscht, da dadurch bevorzugt eine genaue Schablonengleichheitsprüfung ausgeführt werden kann.
  • Wenn mehrere Probenstückhalter P an der Halterbefestigungs-Grundplatte 12a eingebaut sind und wenn in jedem Probenstückhalter P mehrere Säulenabschnitte 34 vorgesehen sind, können im Voraus eindeutige Erkennungscodenummern für die jeweiligen Probenstückhalter P und eindeutige Erkennungscodenummern für die jeweiligen Säulenabschnitte 34, die in jedem Probenstückhalter P vorgesehen sind, bestimmt werden und kann der Computer 23 die eindeutigen Erkennungscodenummern zugeordnet zu den Koordinaten und zu den Schabloneninformationen der jeweiligen Säulenabschnitte 34 aufzeichnen.
  • Alternativ kann der Computer 23 neben den Erkennungscodenummern, den Koordinaten jedes Säulenabschnitts 34 und den Schabloneninformationen jedes Säulenabschnitts 34 außerdem die Koordinaten von Abschnitten (entnommenen Abschnitten), bei denen die Probenstücke Q aus der Probe S entnommen wurden, und Bildinformationen der umgebenden Probenoberfläche aufzeichnen.
  • Alternativ kann der Computer 23 im Fall unregelmäßiger Proben wie etwa Gesteine, Erze und biologischer Proben ein niedrig auflösendes Bild mit weitem Sehfeld, die Positionskoordinaten des entnommenen Abschnitts und das Bild als eine Menge von Informationen aufzeichnen und kann er die Informationen als Erkennungsinformationen aufzeichnen. Diese Erkennungsinformationen können zugeordnet zu einer Lamellenprobe S oder zu einem Transmissionselektronenmikroskop-Bild (TEM-Bild) und zu der entnommenen Position der Probe S gespeichert werden.
  • Der Computer 23 führt die Positionsregistrierung für die Probenstückhalter P vor der später zu beschreibenden Bewegung der Probenstücke Q aus und bestätigt dadurch vorbereitend, dass die Probengrundplatte 33 mit einer geeigneten Form tatsächlich vorhanden ist.
  • Zunächst veranlasst der Computer 23 in der Positionsregistrierungsverarbeitung, dass der Tischantriebsmechanismus 13 den Tisch 12 als eine Grobeinstellungsoperation antreibt, und richtet er ein Einstrahlungsgebiet auf eine Position, bei der die Probengrundplatte 33 an dem Probenstückhalter P angebracht ist, aus. Nachfolgend entnimmt der Computer 23 unter Verwendung der aus Entwurfsformen (CAD-Informationen) der Probengrundplatte 33 erzeugten Schablonen aus den Bilddaten jedes durch Einstrahlung von Strahlen geladener Teilchen (eines fokussierten Ionenstrahls und eines Elektronenstrahls) erzeugten Bilds als eine Feineinstellungsoperation die Positionen der mehreren Säulenabschnitte 34, die die Probengrundplatte 33 bilden. Daraufhin registriert der Computer 23 in Schritt S023 die Koordinaten der entnommenen Positionen und die Bilder der jeweiligen entnommenen Säulenabschnitte 34 als Anbringungspositionen der Probenstücke Q (zeichnet er sie auf). An diesem Punkt werden die Bilder der jeweiligen Säulenabschnitte 34 mit Entwurfszeichnungen, mit CAD-Zeichnungen oder mit den Bildern der Standardsäulenabschnitte 34, die vorbereitend vorbereitet worden sind, verglichen, um eine Verformung, einen Defekt oder die Abwesenheit jedes Säulenabschnitts 34 zu prüfen. Wenn ein bestimmter Säulenabschnitt 34 defekt ist, zeichnet der Computer 23 die Positionskoordinaten und das Bild des defekten Säulenabschnitts und Informationen, die angeben, dass der Säulenabschnitt 34 defekt ist, auf.
  • Nachfolgend wird in Schritt S025 bestimmt, ob in dem Probenstückhalter P, der gegenwärtig der Registrierungsverarbeitung ausgesetzt ist, kein Säulenabschnitt 34, der registriert werden soll, verbleibt. Wenn das Bestimmungsergebnis „nein“ ist, d. h., wenn die Anzahl verbleibender Säulenabschnitte 34, die registriert werden sollen, einer oder mehrere ist, wird die Verarbeitung zu dem oben beschriebenen Schritt S023 zurückgeführt und werden der Schritt S023 und der Schritt S025 wiederholt ausgeführt, bis die Anzahl m der verbleibenden Säulenabschnitte 34, die ferner registriert werden sollen, zu null wird. Wenn das Bestimmungsergebnis andererseits „ja“ ist, d. h., wenn die Anzahl m verbleibender Säulenabschnitte 34, die registriert werden sollen, null ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S027 über.
  • Wenn an der Halterbefestigungs-Grundplatte 12a mehrere Probenstückhalter S eingebaut sind, werden die Positionskoordinaten der jeweiligen Probenstückhalter P und die Bilddaten der entsprechenden Probenstückhalter P zusammen mit den Codenummern der jeweiligen Probenstückhalter P gespeichert. Außerdem werden die Positionskoordinaten der jeweiligen Säulenabschnitte 34 in jedem Probenstückhalter P, die entsprechenden Codenummern davon und die Bilddaten davon ebenfalls aufgezeichnet (registriert). Der Computer 23 kann diese Positionsregistrierungsverarbeitung in einer vorgegebenen Anzahl ausführen, die der Anzahl der Probenstücke Q entspricht, die automatisch genommen werden sollen.
  • Nachfolgend bestimmt der Computer 23 in Schritt S027, ob kein Probenstückhalter P, der registriert werden soll, verbleibt. Wenn das Bestimmungsergebnis „nein“ ist, d. h., wenn die Anzahl verbleibender Probenstückhalter P, die registriert werden sollen, einer oder mehrere ist, wird die Verarbeitung zu dem oben beschriebenen Schritt S020 zurückgeführt und werden Schritt S020 bis Schritt S027 wiederholt ausgeführt, bis die Anzahl verbleibender Probenstückhalter P, die registriert werden sollen, zu null wird. Andererseits geht die Verarbeitung zu Schritt S030 über, wenn das Bestimmungsergebnis „ja“ ist, d. h., wenn die Anzahl n verbleibender Probenstückhalter P, die registriert werden sollen, null ist.
  • Dadurch ist es möglich, einen spezifischen Probenstückhalter P, an dem die mehreren zehn Probenstücke Q angebracht werden sollen, und einen spezifischen Säulenabschnitt 34 an einer Position innerhalb eines Blickfelds eines Strahls geladener Teilchen sofort zu zeichnen, wenn von einer Probe S automatisch mehrere zehn Probenstücke Q erzeugt werden, da die Positionen mehrerer Probenstückhalter P für jede Halterbefestigungs-Grundplatte 12a registriert werden und die Positionen der jeweiligen Säulenabschnitte 34 in Form eines Bilds registriert werden.
  • Außerdem wird in der Positionsregistrierungsverarbeitung (Schritt S020 und Schritt S023) zugeordnet zu den Positionskoordinaten, zu den Bilddaten und zu der Codenummer des Probenstückhalters P oder des Säulenabschnitts 34 „unbrauchbar“ (eine Bezeichnung, die angibt, dass das Probenstück Q nicht angebracht ist) oder dergleichen registriert, wenn der Probenstückhalter P selbst oder der Säulenabschnitt 34 verformt oder zerbrochen ist oder wenn das Probenstück Q nicht angebracht ist. Im Ergebnis kann der Computer 23 den Probenstückhalter P oder den Säulenabschnitt 34, der als „unbrauchbar“ registriert ist, zur Zeit des Umsetzens des Probenstücks Q überspringen und den nächsten normalen Probenstückhalter P oder den nächsten normalen Säulenabschnitt 34 in das Beobachtungssehfeld bewegen.
  • Nachfolgend erzeugt der Computer 23 eine Schablone der Nadel 18 (Schritt S030 bis Schritt S050). Die Schablone wird für die Bildgleichheitsprüfung verwendet, wenn die (später zu beschreibende) Nadel genau in die Nähe des Probenstücks gebracht wird.
  • Zunächst veranlasst der Computer 23 in dem Schablonenerzeugungsprozess, dass der Tischantriebsmechanismus 13 den Tisch 12 bewegt. Nachfolgend veranlasst der Computer 23 in Schritt S030, dass der Nadelantriebsmechanismus 19 die Nadel 18 an die Anfangseinstellungsposition bewegt. Die Anfangseinstellungsposition ist ein Punkt (Koinzidenzpunkt), der sowohl mit dem fokussierten Ionenstrahl als auch mit dem Elektronenstrahl bestrahlt werden kann, und ist ein Brennpunkt, in dem sowohl der fokussierte Ionenstrahl als auch der Elektronenstrahl fokussiert werden kann. Darüber hinaus ist die Anfangseinstellungsposition eine vorgegebene Position, bei der es in dem Hintergrund des Bilds der Nadel 18 keine komplizierte Struktur wie etwa die Probe S, die fälschlich als die Nadel erkannt werden kann, gibt, nachdem die vorhergehende Bewegung des Tischs ausgeführt worden ist. Dieser Koinzidenzpunkt ist eine Position, bei der dasselbe Objekt durch Einstrahlung eines fokussierten Ionenstrahls und eines Elektronenstrahls unter unterschiedlichen Winkeln beobachtet werden kann.
  • Nachfolgend erkennt der Computer 23 in Schritt S040 unter Verwendung einer Absorptionsbildbetriebsart, in der ein Elektronenstrahl emittiert wird, die Position der Nadel 18.
  • Der Computer 23 detektiert durch Bestrahlen der Nadel 18 mit einem Elektronenstrahl einen Absorptionsstrom, der in die Nadel 18 fließt, und erzeugt Absorptionsstrom-Bilddaten. Da das Absorptionsstrombild keine Hintergrundstruktur aufweist, die fälschlich als die Nadel 18 erkannt werden kann, kann die Nadel 18 zu diesem Zeitpunkt erkannt werden, ohne durch das Hintergrundbild beeinflusst zu werden. Der Computer 23 erfasst Absorptionsstrom-Bilddaten durch Einstrahlung eines Elektronenstroms. Im Folgenden wird der Grund dafür beschrieben, dass die Schablone unter Verwendung des Absorptionsstrombildes gebildet wird. Wenn sich die Nadel einem Probenstück annähert, gibt es im Hintergrund der Nadel höchstwahrscheinlich einige Formen wie etwa eine verarbeitete Form des Probenstücks und ein auf der Oberfläche einer Probe gebildetes Muster, die fälschlich als die Nadel erkannt werden können. Somit gibt es im Fall der Verwendung eines Sekundärelektronenbilds ein hohes Risiko der fälschlichen Erkennung. Aus diesem Grund wird ein Absorptionsstrombild verwendet, das durch das Hintergrundbild nicht beeinflusst wird, um eine falsche Erkennung zu verhindern. Da ein Sekundärelektronenbild anfällig für ein Hintergrundbild ist und ein hohes Risiko der falschen Erkennung aufweist, ist ein Sekundärelektronenbild als ein Schablonenbild ungeeignet. Da ein an der Spitze der Nadel angebrachter Kohlenstoffablagerungsfilm aus einem Absorptionsstrombild nicht erkannt werden kann, ist es somit schwierig, die tatsächliche Spitze der Nadel zu erkennen. Allerdings ist ein Absorptionsstrombild hinsichtlich der Mustergleichheitsprüfung mit einer Schablone geeignet.
  • Nachfolgend bestimmt der Computer 23 in Schritt S042 die Form der Nadel 18.
  • Wenn aus irgendeinem Grund wie etwa einer Verformung oder eines Bruchs der Spitze der Nadel 18 (Nicht in Ordnung in Schritt S042) ein Probenstück Q nicht an der Nadel 18 angebracht ist, geht die Verarbeitung zu dem in 20 gezeigten Schritt S300 über, nachdem der Schritt S043 ausgeführt worden ist. Das heißt, die automatische Probennahmeoperation endet, ohne dass der Schritt S050 und nachfolgende Schritte ausgeführt werden. Das heißt, wenn die Form der Spitze der Nadel anomal ist, werden nachfolgende Schritte nicht ausgeführt, sondern ersetzt ein Betreiber die defekte Nadel durch eine neue. In der Nadelformbestimmung des Schritts S042 wird z. B. bestimmt, dass die Form der Nadel anomal ist, wenn die Spitze der Nadel in einem Sehfeld mit einer Länge von 200 µm auf jeder Seite um eine Entfernung von 100 µm oder mehr von einer vorgegebenen Position abweicht. Ferner wird auf der Anzeigevorrichtung 22 in Schritt S043 die Nachricht „Nadelfehler“ oder dergleichen angezeigt, wodurch ein Betreiber über die Situation gewarnt wird, wenn die Form der Nadel in Schritt S042 als anomal bestimmt wird. Die als defekt bestimmte Nadel 18 kann durch eine neue ersetzt werden. Allerdings kann ein fokussierter Ionenstrahl auf die Spitze der Nadel 18 eingestrahlt werden, um die Nadel 18 neu zu formen, wenn der Defekt der Nadel 18 klein ist.
  • Wenn in Schritt S042 bestimmt wird, dass die Nadel 18 eine vorgegebene normale Form aufweist, wird der nächste Schritt, der Schritt S044, ausgeführt.
  • Es wird hier der Zustand der Spitze der Nadel beschrieben.
  • 6A ist eine vergrößerte schematische Darstellung der Spitze der Nadel, um einen Zustand zu beschreiben, in dem an der Spitze der Nadel 18 (einer Wolframnadel) ein Rest eines Kohlenstoffablagerungsfilms DM angebracht ist. Die Spitze der Nadel 18 wird in der Weise gemanagt, dass sie nicht durch einen fokussierten Ionenstrahl geschnitten oder verformt werden soll, so dass die Nadel 18 wiederholt mehrmals für die Probennahme verwendet werden kann. Während der mehrmaligen Probennahme haftet wahrscheinlich ein Rest eines Kohlenstoffablagerungsfilms DM an der Spitze der Nadel 18, die das Probenstück Q hält. Wenn die Probennahmen wiederholt werden, nimmt der Rest des Kohlenstoffablagerungsfilms DM an der Spitze der Nadel allmählich zu, so dass sie eine Form aufweist, die von der Position der Spitze der Wolframnadel geringfügig vorsteht. Somit sind die Koordinaten der tatsächlichen Spitze der Nadel 18 nicht die Koordinaten der wahren Spitze W der Wolframnadel (der ursprünglichen Nadel 18), sondern die Koordinaten der Spitze C des Rests des Kohlenstoffablagerungsfilms DM. Im Folgenden wird der Grund beschrieben, dass die Schablone unter Verwendung eines Absorptionsstrombilds gebildet wird.
  • Wenn sich die Nadel 18 dem Probenstück Q annähert, gibt es in dem Hintergrundbild der Nadel 18 höchstwahrscheinlich Formen wie etwa eine verarbeitete Form eines Probenstücks Q und ein Muster auf der Oberfläche einer Probe, die fälschlich als die Nadel 18 erkannt werden können. Somit besteht ein hohes Risiko der fälschlichen Erkennung, wenn ein Sekundärelektronenbild verwendet wird. Aus diesem Grund wird ein Absorptionsstrombild, das durch das Hintergrundbild nicht beeinflusst wird, verwendet, um eine fälschliche Erkennung zu verhindern. Da ein Sekundärelektronenbild leicht durch das Hintergrundbild beeinflusst wird, führt ein Sekundärelektronenbild leicht zur fälschlichen Erkennung. Somit ist ein Sekundärelektronenbild nicht als ein Schablonenbild geeignet. Da ein an der Spitze der Nadel angebrachter Kohlenstoffablagerungsfilm DM, wie oben beschrieben ist, in einem Absorptionsstrombild nicht erkannt werden kann, ist es schwierig, die tatsächliche Spitze der Nadel aus einem Absorptionsstrombild zu ermitteln. Allerdings ist ein Absorptionsstrombild für die Mustergleichheitsprüfung mit einer Schablone geeignet.
  • 6B ist eine schematische Darstellung, die ein Absorptionsstrombild eines Spitzenabschnitts der Nadel, an dem ein Kohlenstoffablagerungsfilm DM angebracht ist, darstellt. Obgleich es im Hintergrund eines Bilds komplizierte Muster gibt, kann die Nadel 18 deutlich erkannt werden, ohne durch die Formen im Hintergrund beeinflusst zu werden. Da ein Elektronenstrahlsignal, das den Hintergrund der Nadel bestrahlt, nicht in einem Bild widerspiegelt wird, ist der Hintergrund in einem gleichförmigen Grauton eines Rauschpegels ausgedrückt. Andererseits erscheint der Kohlenstoffablagerungsfilm DM etwas dunkler als der Hintergrundgrauton, so dass die Spitze des Kohlenstoffablagerungsfilms DM in einem Absorptionsstrombild nicht deutlich unterschieden werden kann. Da es schwierig ist, die Position der tatsächlichen Spitze der Nadel, an der ein Kohlenstoffablagerungsfilm DM angebracht ist, in einem Absorptionsstrombild zu erkennen, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Spitze der Nadel mit dem Probenstück Q zusammenstößt, falls die Nadel 18 bewegt wird, indem nur auf das Absorptionsstrombild Bezug genommen wird.
  • Somit können die Koordinaten der tatsächlichen Spitze der Nadel 18 auf eine im Folgenden beschriebene Weise aus den Koordinaten C der Spitze des Kohlenstoffablagerungsfilms DM erhalten werden. Das Bild aus 6B wird hier als ein erstes Bild bezeichnet.
  • Der Prozess zum Erfassen eines Absorptionsstrombilds (ersten Bilds) der Nadel 18 entspricht dem Schritt S044.
  • Nachfolgend wird in Schritt S045 an dem ersten Bild aus 6B eine Bildverarbeitung ausgeführt, um ein Gebiet, das heller als der Hintergrund ist, zu entnehmen.
  • 7A ist eine schematische Darstellung, die ein Gebiet darstellt, das heller als der Hintergrund ist, wobei das Gebiet durch Ausführen einer Bildverarbeitung an dem ersten Bild aus 6B entnommen wird. Wenn eine Helligkeitsdifferenz zwischen dem Hintergrund und der Nadel 18 klein ist, kann der Bildkontrast verstärkt werden, um die Helligkeitsdifferenz zwischen dem Hintergrund und der Nadel zu erhöhen. Auf diese Weise wird ein Bild erhalten, in dem ein Gebiet (ein Teil der Nadel 18), das heller als der Hintergrund ist, hervorgehoben ist, wobei dieses Bild hier als ein zweites Bild bezeichnet wird. Das zweite Bild wird in dem Computer 23 gespeichert.
  • Nachfolgend wird in Schritt S046 ein Gebiet entnommen, das in dem ersten Bild aus 6B dunkler als die Helligkeit des Hintergrunds ist.
  • 7B ist eine schematische Darstellung, die ein Gebiet darstellt, das dunkler als der Hintergrund ist, wobei das Gebiet durch Ausführen einer Bildverarbeitung an dem ersten Bild aus 6B entnommen wird. Es ist nur der Kohlenstoffablagerungsfilm DM an der Spitze der Nadel entnommen worden und gezeigt. Wenn eine Helligkeitsdifferenz zwischen dem Hintergrund und dem Kohlenstoffablagerungsfilm DM klein ist, kann der Bildkontrast verstärkt werden, um in den Bilddaten die Helligkeitsdifferenz zwischen dem Hintergrund und dem Kohlenstoffablagerungsfilm DM zu erhöhen. Auf diese Weise wird ein Bild erhalten, in dem ein dunkleres Gebiet als der Hintergrund hervorgehoben wird. Dieses Bild wird hier als ein drittes Bild bezeichnet, wobei das dritte Bild in dem Computer 23 gespeichert wird.
  • Nachfolgend wird aus dem zweiten Bild und aus dem dritten Bild, die in dem Computer 23 gespeichert sind, in Schritt S047 ein Bild synthetisiert.
  • 8 ist eine schematische Darstellung eines synthetisierten Anzeigebilds. Damit ein Objekt in dem Bild deutlich zu sehen ist, sind nur der Umriss der Fläche der Nadel 18 in dem zweiten Bild und der Umriss des Kohlenstoffablagerungsfilms DM in dem dritten Bild durch eine Linie gezeigt und sind der Hintergrund, die Nadel 18 und der Abschnitt mit Ausnahme der Peripherie des Kohlenstoffablagerungsfilms DM durchsichtig gezeigt. Alternativ kann nur der Hintergrund durchsichtig angezeigt werden und können die Nadel 18 und der Kohlenstoffablagerungsfilm DM in derselben Farbe oder in demselben Ton angezeigt werden. Wie oben beschrieben wurde, weist das synthetisierte Bild eine Form auf, in der das erste Bild widerspiegelt ist, da das zweite Bild und das dritte Bild ursprünglich auf dem ersten Bild beruhen, solange nur entweder das zweite Bild oder das dritte Bild nicht verformt, z. B. vergrößert, verkleinert oder gedreht, wird. Das synthetisierte Bild wird hier als ein viertes Bild bezeichnet und das vierte Bild wird in dem Computer gespeichert. Da das vierte Bild durch Ausführen des Prozesses des Einstellens des Kontrasts und des Hervorhebens des Umrisses auf der Grundlage des ersten Bilds erfasst wird, sind die Nadelformen in dem ersten und in dem vierten Bild genau dieselben, wobei der Umriss der Nadel in dem vierten Bild deutlicher ist und die Spitze des Kohlenstoffablagerungsfilms DM in dem vierten Bild deutlicher als in dem ersten Bild zu sehen ist.
  • Nachfolgend wird in Schritt S048 aus dem vierten Bild die Spitze des Kohlenstoffablagerungsfilms DM erhalten, d. h. werden die Koordinaten der tatsächlichen Spitze der Nadel 18, auf der der Kohlenstoffablagerungsfilm DM abgelagert ist, erhalten.
  • Das vierte Bild wird von dem Computer 23 gelesen und angezeigt, um die Koordinaten der tatsächlichen Spitze der Nadel 18 zu bestimmen. Der Punkt C, der in der Axialrichtung der Nadel 18 am weitesten vorsteht, ist die tatsächliche Spitze der Nadel und wird durch Bilderkennung automatisch bestimmt, wobei die Koordinaten der Spitze in dem Computer 23 gespeichert werden.
  • Um die Genauigkeit der Schablonengleichheitsprüfung weiter zu verbessern, wird nachfolgend ein unter Verwendung desselben Beobachtungssehfelds, wie es in Schritt S044 verwendet wurde, erzeugtes Absorptionsstrombild der Spitze der Nadel als ein Bezugsbild verwendet, durch Entnehmen nur eines Abschnitts, der die Spitze der Nadel enthält, aus den Bezugsbilddaten auf der Grundlage der in Schritt S048 erhaltenen Koordinaten der Nadelspitze ein Schablonenbild gebildet und das Schablonenbild zugeordnet zu den Bezugskoordinaten (Nadelspitzenkoordinaten) der Nadelspitze, die in Schritt S048 erhalten werden, in dem Computer 23 registriert (Schritt S050).
  • Nachfolgend führt der Computer 23 die folgende Verarbeitung als einen Prozess, die Nadel 18 in die Nähe des Probenstücks Q zu bringen, aus.
  • Obgleich das Beobachtungssehfeld in Schritt S050 dasselbe wie das in Schritt S044 verwendete ist, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Falls ein Strahlabtaststandard gemanagt wird, ist das in Schritt S050 verwendete Sehfeld nicht auf dasselbe Sehfeld beschränkt. Obgleich in der Beschreibung des Schritts S050 beschrieben ist, dass die Schablone den Spitzenabschnitt der Nadel enthält, kann als die Schablone ferner ein Gebiet verwendet werden, das die Spitze der Nadel nicht enthält, solange die tatsächlichen Koordinaten den Bezugskoordinaten zugeordnet sind. Obgleich in 7 ein Sekundärelektronenbild als ein Beispiel verwendet ist, kann ebenfalls ein Bild reflektierter Elektronen verwendet werden, um die Koordinaten der Spitze C des Kohlenstoffablagerungsfilms DM zu identifizieren.
  • Da der Computer 23 Bilddaten, die tatsächlich erfasst wurden, bevor die Nadel 18 bewegt wurde, als Bezugsbilddaten verwendet, kann unabhängig von den Formen der einzelnen Nadeln 18 eine hochgenaue Mustergleichheitsprüfung ausgeführt werden. Da der Computer 23 Bilddaten in einem Zustand erfasst, in dem es im Hintergrund keine komplizierte Struktur gibt, können darüber hinaus die genauen Koordinaten der tatsächlichen Nadelspitze erhalten werden. Außerdem ist es möglich, eine Schablone zu erfassen, durch die die Form der Nadel 18 deutlich unterschieden werden kann, während der Einfluss des Hintergrunds verhindert wird.
  • Wenn der Computer 23 Bilddaten jedes Bilds erfasst, verwendet er Bilderfassungsbedingungen wie etwa eine geeignete Verstärkung, eine geeignete Farbdichte, einen geeigneten Kontrast und dergleichen, die zuvor aufgezeichnet wurden, um die Erkennungsgenauigkeit eines Objekts zu erhöhen.
  • Ferner kann die Abfolge des Prozesses (Schritt S020 bis Schritt S027) des Erzeugens der Schablonen der Säulenabschnitte 34 und des Prozesses (Schritt S030 bis Schritt S050) des Erzeugens der Schablone der Nadel 18 vertauscht werden. Allerdings wird der von dem später zu beschreibenden Schritt S280 zurückkehrende Ablauf E ebenfalls verzahnt, wenn der Prozess (Schritt S030 bis Schritt S050) des Vorbereitens der Schablone der Nadel im Voraus ausgeführt wird.
  • <Probenstück-Aufnehmprozess>
  • 9 ist ein Ablaufplan, der den Ablauf eines Prozesses zum Aufnehmen des Probenstücks Q von der Probe S während der durch die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen ausgeführten automatischen Probennahmeoperation in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Begriff „Aufnehmen“ bedeutet hier das Trennen und Entnehmen des Probenstücks Q aus der Probe S unter Verwendung eines fokussierten Ionenstrahls oder einer Nadel.
  • Zunächst veranlasst der Computer 23, dass der Tischantriebsmechanismus 13 den Tisch 12 in der Weise bewegt, dass ein Zielprobenstück Q in dem Sehfeld eines Strahls geladener Teilchen angeordnet wird. Der Tischantriebsmechanismus 13 kann mit Bezug auf die Positionskoordinaten einer Zielbezugsmarkierung Ref betätigt werden.
  • Nachfolgend verwendet der Computer 23 Bilddaten des Strahls geladener Teilchen, um die an der Probe S gebildete Bezugsmarkierung Ref im Voraus zu erkennen. Unter Verwendung der erkannten Bezugsmarkierung Ref erkennt der Computer 23 auf der Grundlage der relativen Positionsbeziehung zwischen einer bekannten Bezugsmarkierung Ref und dem Probenstück Q die Position des Probenstücks Q und bewegt er den Tisch in der Weise, dass das Probenstück Q in Schritt S060 in das Beobachtungssehfeld eintritt.
  • Nachfolgend veranlasst der Computer 23 in Schritt S070, dass der Tischantriebsmechanismus 13 den Tisch 12 antreibt und den Tisch 12 dadurch um einen Winkel, der einer Lagesteuerungsbetriebsart entspricht, in der Weise um die Z-Achse dreht, dass das Probenstück Q in einer vorgegebenen Lage (z. B. in einer Lage, die für die Entnahme durch die Nadel 18 geeignet ist usw.) ist.
  • Nachfolgend erkennt der Computer 23 unter Verwendung der Bilddaten des Strahls geladener Teilchen die Bezugsmarkierung Ref, erkennt er durch Bezugnahme auf die relative Positionsbeziehung zwischen der bekannten Bezugsmarkierung Ref und dem Probenstück Q die Position des Probenstücks Q und stellt er in Schritt S080 die Position des Probenstücks Q ein. Nachfolgend führt der Computer 23 die folgende Verarbeitung als einen Prozess, die Nadel 18 in die Nähe des Probenstücks Q zu bringen, aus.
  • In Schritt S090 führt der Computer 23 unter Verwendung des Nadelantriebsmechanismus 19 eine Nadelbewegung (Grobeinstellung) aus, um die Nadel 18 zu bewegen. Der Computer 23 erkennt unter Verwendung von Bilddaten von Bildern der Probe S, die durch einen fokussierten Ionenstrahl bzw. durch einen Elektronenstrahl erzeugt wurden, die Bezugsmarkierungen Ref (siehe 2). Der Computer 23 stellt unter Verwendung der erkannten Bezugsmarkierungen Ref eine Bewegungszielposition AP der Nadel 18 ein.
  • Die Bewegungszielposition AP wird hier auf eine Position in der Nähe des Probenstücks Q eingestellt. Die Bewegungszielposition AP wird z. B. auf eine Position in der Nähe einer Seite des Probenstücks Q auf der gegenüberliegenden Seite des Stützabschnitts Qa eingestellt. Der Computer 23 erhält eine Positionsbeziehung der Bewegungszielposition AP in Bezug auf einen Verarbeitungsbereich F des Probenstücks Q beim Bilden des Probenstücks Q. Der Computer 23 zeichnet Informationen über die relative Positionsbeziehung zwischen dem Verarbeitungsbereich F und der Bezugsmarkierung Ref beim Bilden des Probenstücks Q durch Einstrahlung eines fokussierten Ionenstrahls auf. Der Computer 23 bewegt die Spitze der Nadel 18 unter Verwendung der erkannten Bezugsmarkierung Ref und unter Verwendung der relativen Positionsbeziehung zwischen der Bezugsmarkierung Ref, dem Verarbeitungsbereich F und der Bewegungszielposition AP (2) in einem dreidimensionalen Raum in Richtung der Bewegungszielposition AP. Zunächst bewegt der Computer 23 die Nadel 18 in der X-Richtung und in der Y-Richtung und daraufhin bewegt er die Nadel 18 in der Z-Richtung, wenn er die Nadel 18 dreidimensional bewegt.
  • Wenn der Computer 23 die Nadel 18 bewegt, kann er die dreidimensionale Positionsbeziehung zwischen der Nadel 18 und dem Probenstück Q unter Verwendung der während eines automatischen Prozesses des Bildens des Probenstücks Q und des Beobachtens des Probenstücks aus anderen Richtungen unter Verwendung eines Elektronenstrahls und eines fokussierten Ionenstrahls an dem Probenstück S gebildeten Bezugsmarkierung Ref präzise und genau bestimmen und kann er somit die Nadel 18 geeignet bewegen.
  • Obgleich die obige Beschreibung beschreibt, dass der Computer 23 die Spitze der Nadel 18 unter Verwendung der Bezugsmarkierung Ref und unter Verwendung der relativen Positionsbeziehung zwischen der Bezugsmarkierung Ref, dem Verarbeitungsbereich F und der Bewegungszielposition AP in einem dreidimensionalen Raum in Richtung der Bewegungszielposition AP bewegt, ist die Bewegung der Spitze der Nadel darauf nicht beschränkt. Alternativ kann der Computer 23 die Spitze der Nadel 18 unter Verwendung einer relativen Positionsbeziehung zwischen der Bezugsmarkierung Ref und der Bewegungszielposition AP, aber ohne Verwendung einer Positionsbeziehung mit dem Verarbeitungsbereich F in einem dreidimensionalen Raum in Richtung der Bewegungszielposition AP bewegen.
  • Nachfolgend führt der Computer 23 in Schritt S100 einen Nadelbewegungsprozess (Feineinstellung) des Bewegens der Nadel 18 unter Verwendung des Nadelantriebsmechanismus 19 aus. Der Computer 23 führt die Schablonengleichheitsprüfung unter Verwendung der in Schritt S050 erzeugten Schablone wiederholt aus und bewegt die Nadel 18 unter Verwendung der in Schritt S047 als die Spitzenposition der Nadel 18 in einem REM-Bild erhaltenen Nadelspitzenkoordinaten in einem dreidimensionalen Raum von der Bewegungszielposition AP zu einer Verbindungsverarbeitungsposition, während er ein Einstrahlungsgebiet, in dem die Bewegungszielposition AP enthalten ist, mit einem Strahl geladener Teilchen bestrahlt.
  • Nachfolgend führt der Computer 23 in Schritt S110 einen Prozess zum Anhalten der Bewegung der Nadel 18 aus.
  • 10 ist eine schematische Darstellung zur Beschreibung einer Positionsbeziehung zwischen der Nadel und dem Probenstück, wenn die Nadel mit dem Probenstück verbunden wird, in der ein Endabschnitt des Probenstücks Q vergrößert ist. In 10 ist der Endabschnitt (die Endoberfläche) des Probenstücks Q, mit dem die Nadel 18 verbunden werden soll, in einer SIM-Bild-Mitte 35 angeordnet und wird eine Position, die in einer vorgegebenen Entfernung L1 von der SIM-Bild-Mitte 35, z. B. in einer Mittelposition der Breite des Probenstücks Q ist, als die Verbindungsverarbeitungsposition 36 eingestellt. Die Verbindungsverarbeitungsposition kann eine Position (Bezugszeichen 36a in 10) auf einer Linie sein, die von der Endoberfläche des Probenstücks Q verlängert ist. In diesem Fall ist die Position eine zweckmäßige Position, da ein Ablagerungsfilm bei der Position leicht abgelagert werden kann. Der Computer 23 stellt den oberen Grenzwert der vorgegebenen Entfernung L1 auf 1 µm ein und stellt das vorgegebene Intervall bevorzugter auf 100 nm oder mehr und 400 nm oder weniger ein. Wenn das vorgegebene Intervall kleiner als 100 nm ist, ist es schwierig, nur den Ablagerungsfilm zu schneiden, wenn die Nadel 18 in einem späteren Prozess von dem Probenstück Q getrennt wird. Das heißt, es besteht ein Risiko, dass die Nadel 18 ebenfalls geschnitten wird, während der Ablagerungsfilm geschnitten wird. Wenn die Nadel 18 geschnitten wird, wird die Nadel 18 verkürzt und die Spitze der Nadel verformt, so dass sie dick wird. Wenn dies wiederholt wird, muss die Nadel 18 ausgetauscht werden, was der Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die darin besteht, die Probennahme ohne Halt wiederholt auszuführen, widerspricht. Im Gegensatz dazu können die Nadel und das Probenstück nicht ausreichend verbunden werden, was ein Risiko erhöht, dass das Entnehmen des Probenstücks Q fehlschlägt, wodurch eine wiederholte Probennahme behindert wird, wenn das vorgegebene Intervall 400 nm übersteigt.
  • Obgleich die Position in der Tiefenrichtung in 10 nicht dargestellt werden kann, wird außerdem die Position in der Tiefenrichtung im Voraus auf eine Position in einer Tiefe eingestellt, die der Hälfte der Breite des Probenstücks Q entspricht. Allerdings ist die Position in der Tiefenrichtung nicht auf diese Position beschränkt. Die dreidimensionalen Koordinaten der Verbindungsverarbeitungsposition 36 werden in dem Computer 23 gespeichert.
  • Der Computer 23 bestimmt die im Voraus festgelegte Verbindungsverarbeitungsposition 36. Der Computer 23 betreibt den Nadelantriebsmechanismus 19 auf der Grundlage der dreidimensionalen Koordinaten der Spitze der Nadel 18 und der Verbindungsverarbeitungsposition 36 in dem SIM-Bild oder in dem REM-Bild und bewegt die Nadel 18 zu der vorgegebenen Verbindungsverarbeitungsposition 36. Wenn die Position der Spitze der Nadel mit der Verbindungsverarbeitungsposition 36 übereinstimmt, hält der Computer 23 den Betrieb des Nadelantriebsmechanismus 19 an.
  • Die 11 und 12 stellen einen Zustand dar, in dem sich die Nadel 8 dem Probenstück Q annähert. 11 ist eine schematische Darstellung, die ein unter Verwendung eines fokussierten Ionenstrahls der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugtes Bild darstellt und 12 ist eine schematische Darstellung, die ein unter Verwendung eines Elektronenstrahls erzeugtes Bild darstellt. 12 stellt die Zustände der Nadel 18 vor und nach der Feineinstellung der Nadel dar. In 12 ist eine Nadel 18a die Nadel 18, die bei der Bewegungszielposition angeordnet ist, und ist eine Nadel 18b die Nadel 18, die bei der Verbindungsverarbeitungsposition 36 angeordnet ist, nachdem die Feineinstellung der Nadel 18 ausgeführt worden ist. Die Nadeln 18a und 18b sind dieselbe Nadel 18. Die 11 und 12 stellen Bilder dar, die durch einen fokussierten Ionenstrahl bzw. durch einen Elektronenstrahl erzeugt worden sind. Die 11 und 12 unterscheiden sich in Bezug auf die Beobachtungsrichtung und auf die Beobachtungsvergrößerung voneinander, sind aber in Bezug auf das Beobachtungsziel und die Nadel 18 dieselben.
  • Unter Verwendung eines Verfahrens zum Bewegen der Nadel 18 kann die Nadel 18 genau und schnell nahe zu der Verbindungsverarbeitungsposition 36 in der Umgebung des Probenstücks Q gebracht werden und dort angehalten werden.
  • Nachfolgend führt der Computer 23 in Schritt S120 einen Prozess zum Verbinden der Nadel 18 mit dem Probenstück Q aus. Der Computer 23 führt einen Prozess zum Bestrahlen eines Einstrahlungsgebiets, das einen Verarbeitungsbereich R1 bei der Verbindungsverarbeitungsposition 36 enthält, mit einem fokussierten Ionenstrahl aus, während er den Endoberflächen des Probenstücks Q und der Nadel 18 für eine vorgegebene Ablagerungsprozesszeit unter Verwendung der Gaszufuhreinheit 17 ein Gas auf Kohlenstoffgrundlage, das als ein Ablagerungsgas dient, zuführt. Auf diese Weise verbindet der Computer 23 das Probenstück Q und die Nadel 18 unter Verwendung des Ablagerungsfilms.
  • Da der Computer 23 die Nadel 18 und das Probenstück Q in Schritt S120 unter Verwendung des Ablagerungsfilms in einem Zustand, in dem die Nadel 18 und das Probenstück Q mit einem Zwischenraum dazwischen positioniert sind, anstatt in einem Zustand, in dem die Nadel 18 und das Probenstück Q in direktem Kontakt miteinander sind, verbindet, ist es somit möglich zu verhindern, dass die Nadel 18 versehentlich durch einen fokussierten Ionenstrahl geschnitten wird, wenn die Nadel 18 und das Probenstück Q in einem späteren Prozess durch den fokussierten Ionenstrahl voneinander getrennt werden. Außerdem gibt es einen weiteren Vorteil, dass Probleme wie etwa eine durch den direkten Kontakt zwischen der Nadel 18 und dem Probenstück Q verursachte Beschädigung der Nadel 18 verhindert werden. Selbst wenn die Nadel 18 schwingt, ist es darüber hinaus möglich zu unterbinden, dass die Schwingung auf das Probenstück Q übertragen wird. Ferner kann eine übermäßige mechanische Spannung zwischen der Nadel 18 und dem Probenstück Q selbst dann unterbunden werden, wenn die Bewegung des Probenstücks Q wegen der Kriecherscheinung der Probe S auftritt. 13 stellt diesen Zustand dar. 13 ist eine schematische Darstellung, die den Verarbeitungsbereich R1 (das Ablagerungsfilm-Bildungsgebiet), der die Verbindungsverarbeitungsposition enthält, bei der die Nadel 18 und das Probenstück Q miteinander verbunden werden, in durch einen fokussierten Ionenstrahl, der durch die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingestrahlt wird, erzeugten Bilddaten darstellt. 14 ist eine vergrößerte erläuternde Ansicht von 13, die das Verständnis der Positionsbeziehung zwischen der Nadel 18, dem Probenstück Q und dem Ablagerungsfilm-Bildungsgebiet (z. B. dem Verarbeitungsbereich R1) erleichtert. Die Nadel 18 nähert sich der von dem Probenstück Q durch die vorgegebene Entfernung L1 beabstandeten Verbindungsverarbeitungsposition an und hält dort an. Die Nadel 18, das Probenstück Q und das Ablagerungsfilm-Bildungsgebiet (z. B. der Verarbeitungsbereich R1) werden in der Weise eingestellt, dass der Ablagerungsfilm die Nadel 18 und das Probenstück Q übergreifend gebildet wird. Der Ablagerungsfilm wird ebenfalls in dem Zwischenraum mit der vorgegebenen Entfernung L1 gebildet und die Nadel 18 und das Probenstück Q werden durch einen Ablagerungsfilm miteinander verbunden.
  • Wenn der Computer 23 die Nadel 18 mit dem Probenstück Q verbindet, veranlasst er, dass das mit der Nadel 18 verbundene Probenstück Q eine bestimmte Verbindungslage einnimmt, die in Abhängigkeit von einer zuvor in Schritt S010 ausgewählten Annäherungsbetriebsart bestimmt wird, wenn das mit der Nadel 18 verbundene Probenstück Q später zu dem Probenstückhalter P umgesetzt wird. Der Computer 23 stellt die relativen Verbindungslagen der Nadel 18 und des Probenstücks Q für jede von mehreren (z. B. drei) verschiedenen später zu beschreibenden Annäherungsbetriebsarten ein.
  • Wenn die Nadel 18 und das Probenstück Q in Schritt S120 verbunden werden, bestimmt der Computer 23 auf der Grundlage eines von dem Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel ausgegebenen Signals, ob die Nadel 19 und das Probenstück Q durch den Ablagerungsfilm elektrisch verbunden sind, so dass sie leitfähig sind.
  • In Schritt S121 bestimmt der Computer 23 in einer vorgegebenen Ablagerungsprozesszeit, für die der Prozess in Schritt S120 fortgesetzt wird, ob die elektrische Leitung zwischen der Nadel 18 und dem Probenstück Q detektiert wird.
  • Wenn die elektrische Leitung zwischen der Nadel 18 und dem Probenstück Q in der vorgegebenen Verarbeitungsprozesszeit detektiert wird (d. h. in Ordnung in Schritt S121), bestimmt der Computer 23 unabhängig davon, ob die vorgegebene Ablagerungsprozesszeit verstrichen ist, dass das Probenstück Q und die Nadel 18 durch den Ablagerungsfilm verbunden sind, und hält er die Bildung des Ablagerungsfilms an. Die nachfolgende Verarbeitung wird in einer Leitungsmanagementbetriebsart (Schritt S122) ausgeführt. Die Leitungsmanagementbetriebsart bezieht sich auf eine Betriebsart, in der die Detektion der elektrischen Leitung durch den Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel gültig ist, wenn der Computer bestimmt, ob die Nadel 18 und ein Objekt verbunden oder getrennt sind. Wenn der Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel in der Leitungsmanagementbetriebsart die elektrische Leitung zwischen der Nadel 18 und einem Objekt detektiert, bestimmt der Computer, dass die Nadel 18 mit dem Objekt verbunden ist. Andererseits bestimmt der Computer, dass die Nadel 18 und das Objekt voneinander getrennt sind, wenn der Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel keine elektrische Leitung zwischen der Nadel und dem Objekt detektiert.
  • Wenn innerhalb der vorgegebenen Ablagerungsprozesszeit keine elektrische Leitung zwischen der Nadel 18 und dem Probenstück Q detektiert wird (Nicht gut in Schritt S121), führt der Computer 23 in Schritt S120 für eine vorgeschriebene Normalzeit, die um eine vorgegebene Zeit länger als die vorgegebene Ablagerungsprozesszeit ist, ununterbrochen die Verarbeitung aus. Nachdem die Verarbeitung des Schritts S120 für die vorgeschriebene Normalzeit ununterbrochen ausgeführt worden ist, bestimmt der Computer daraufhin, dass das Probenstück Q und die Nadel 18 durch den Ablagerungsfilm verbunden sind, und hält er daraufhin die Bildung des Ablagerungsfilms an. Nachfolgend führt der Computer die nachfolgende Verarbeitung in einer Zeitmanagementbetriebsart aus (Schritt S123). Die Zeitmanagementbetriebsart bezieht sich auf eine Betriebsart, in der die Detektion der elektrischen Leitung durch den Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel bei der Bestimmung der Leitung oder Trennung zwischen der Nadel 18 und dem Objekt ungültig ist. In der Zeitmanagementbetriebsart wird bestimmt, dass das Objekt nichtleitend ist, die Nadel 18 und das Objekt aber durch den Ablagerungsfilm verbunden sind, falls der Prozess zum Verbinden der Nadel 18 und des Objekts für die vorgeschriebene Normalzeit oder länger ausgeführt wird. Ferner wird bestimmt, dass die Nadel 18 und das Objekt voneinander getrennt sind, falls der Prozess zum Trennen der Nadel 18 und des Objekts für die vorgeschriebene Normalzeit oder länger ausgeführt wird.
  • Der Computer 23 kann einen Betreiber durch Anzeigen von Informationen, die den Zustand angeben, auf der Anzeigevorrichtung 22 oder durch Erzeugen eines Warnklangs über einen Zustand, in dem die Leitungsmanagementbetriebsart oder die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist, über einen Zustand, in dem die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist und die Leitungsmanagementbetriebsart nicht eingestellt ist, oder über andere Zustände informieren. Alternativ kann der Zustand als Informationen wie etwa ein Datenprotokoll, das während der automatischen Probennahmeoperation erzeugt wird, aufgezeichnet werden.
  • Nachfolgend führt der Computer 23 in Schritt S130 eine Verarbeitung zum Schneiden des Stützabschnitts Qa, der das Probenstück Q und die Probe S verbindet, aus. Der Computer 23 bestimmt unter Verwendung der an der Probe S gebildeten Bezugsmarkierung Ref innerhalb des Stützabschnitts Qa eine im Voraus festgelegte Schnittposition T1.
  • Der Computer 23 trennt das Probenstück Q dadurch von der Probe S, dass er für eine vorgegebene Zeitdauer einen fokussierten Ionenstrahl zu der Schnittposition T1 lenkt. 15 stellt diesen Zustand dar und ist eine schematische Darstellung, die die Schnittposition T1 bei dem Stützabschnitt Qa zwischen der Probe S und dem Probenstück Q in den durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bilddaten darstellt.
  • Nachfolgend bestimmt der Computer in Schritt S131 unter Verwendung verschiedener Verfahren in Übereinstimmung mit den Betriebsarten: der Leitungsmanagementbetriebsart (Schritt S122) und der Zeitmanagementbetriebsart (Schritt S123), ob das Probenstück Q von der Probe S getrennt worden ist. 16 ist ein Ablaufplan, der den Prozessablauf des Schritts S131 darstellt.
  • Zunächst wird in Schritt S132 bestimmt, ob die Leitungsmanagementbetriebsart eingestellt ist oder ob die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist. Wenn die Leitungsmanagementbetriebsart eingestellt ist (In Ordnung in Schritt S132), bestimmt der Computer 23 durch Detektieren der elektrischen Leitung zwischen der Probe und der Nadel 18 auf der Grundlage eines von dem Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel ausgegebenen Signals, ob das Probenstück Q von der Probe S abgeschnitten worden ist. Währenddessen bestimmt der Computer durch Bestimmen, ob ein Schneidprozess für eine vorgegebene Schneidprozesszeit ausgeführt worden ist, ob das Probenstück Q von der Probe S abgeschnitten worden ist, wenn die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist (Nicht gut in Schritt S132).
  • In Schritt S133 bestimmt der Computer 23 in der Leitungsmanagementbetriebsart auf der Grundlage eines von dem Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel ausgegebenen Signals, ob innerhalb der vorgegebenen Schneidprozesszeit, für die die Verarbeitung des Schritts S130 fortgesetzt wird, keine elektrische Leitung zwischen der Probe S und der Nadel 18 detektiert wird. Wenn keine elektrische Leitung zwischen der Probe S und der Nadel 18 detektiert wird (In Ordnung in Schritt S133), bestimmt der Computer 23 unabhängig vom Verstreichen der vorgegebenen Schneidprozesszeit, dass das Probenstück Q von der Probe S abgeschnitten worden ist (In Ordnung für Schneiden). An diesem Punkt hält der Computer 23 in Schritt S134 den Schneidprozess an und führt er die nachfolgende Verarbeitung (den Schritt S140 und nachfolgende Schritte) aus. Währenddessen wechselt der Computer 23 die Verarbeitung zum Ausführen des Schritts S135, wenn die elektrische Leitung zwischen der Probe S und der Nadel 18 detektiert wird (Nicht gut in Schritt S133).
  • In Schritt S135 bestimmt der Computer 23, ob der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für die vorgegebene Schneidprozesszeit fortgesetzt wird, abgeschlossen ist, d. h., ob der Prozess zum Schneiden des Stützabschnitts Qa bei der Schneidposition T1 zwischen der Probe und dem Probenstück Q abgeschlossen ist. Wenn bestimmt wird, dass der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für die vorgegebene Schneidprozesszeit fortgesetzt wird, nicht abgeschlossen ist (Nicht gut in Schritt S135), führt der Computer 23 die Verarbeitung zu Schritt S133 zurück. Währenddessen bestimmt der Computer 23, dass das Probenstück Q nicht von der Probe S abgeschnitten worden ist (Schritt S136), wenn die elektrische Leitung zwischen der Probe S und der Nadel 18 durch den Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel weiterhin detektiert wird, obgleich der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für die vorgegebene Schneidprozesszeit fortgesetzt wird, abgeschlossen ist (In Ordnung in Schritt S135). Wenn bestimmt wird, dass das Probenstück Q nicht von der Probe S abgeschnitten worden ist (Nicht gut für Schneiden), informiert der Computer 23 dadurch, dass er auf der Anzeigevorrichtung 22 Informationen anzeigt, die die Situation angeben, oder einen Warnklang erzeugt (Fehlerverarbeitung), einen Betreiber über diese Situation. Daraufhin unterbricht der Computer den Betrieb der Vorrichtung, so dass die nachfolgende Verarbeitung (d. h. Schritt S140 und nachfolgende Schritte) nicht ausgeführt wird. In diesem Fall führt der Computer 23 eine Verarbeitung derart aus, dass ein Ablagerungsfilm DM2, der das Probenstück Q und die Nadel 18 verbindet, durch einen fokussierten Ionenstrahl bestrahlt und geschnitten wird. Das heißt, der Computer 23 kann das Probenstück Q und die Nadel 18 auf diese Weise trennen und die Nadel 18 in Schritt S060 dafür antreiben, in eine Anfangsposition zurückgeführt zu werden. Die Nadel 18, die in die Anfangsposition zurückgekehrt ist, führt die Probennahme eines nächsten Probenstücks Q aus.
  • Außerdem bestimmt der Computer 23 in Schritt S138, ob das Probenstück Q von der Probe S abgeschnitten worden ist, dadurch, dass er bestimmt, ob der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für eine Normalzeit (d. h. für eine um eine vorgegebene Zeit längere als die vorgegebene Schneidprozesszeit), die für die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist, fortgesetzt wird, abgeschlossen ist. Wenn der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für die Normalzeit, die für die Zeitmanagementbetriebsart im Voraus festgelegt worden ist, fortgesetzt wird, nicht abgeschlossen ist (Nicht gut in Schritt S138), bestimmt der Computer 23, dass das Probenstück Q nicht von der Probe S abgeschnitten worden ist, und führt er den Bestimmungsprozess wiederholt aus, bis der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für die Normalzeit fortgesetzt wird, abgeschlossen ist. Das heißt, im Fall der Bestimmung, dass das Probenstück Q in Übereinstimmung mit dem Bestimmungsergebnis, dass der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für die für die Zeitmanagementbetriebsart eingestellte Normalzeit fortgesetzt wird, nicht abgeschlossen ist, nicht von der Probe S abgeschnitten worden ist, wird die Fehlerverarbeitung, die in der Leitungsmanagementbetriebsart ausgeführt wird, nicht ausgeführt, aber der Bestimmungsprozess wiederholt ausgeführt, bis der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für die Normalzeit fortgesetzt wird, abgeschlossen ist. Im Gegensatz dazu bestimmt der Computer 23, dass das Probenstück Q von der Probe S abgeschnitten worden ist (In Ordnung für Schneiden), und führt er daraufhin in Schritt S139 die nachfolgende Verarbeitung (Schritt S140 und nachfolgende Schritte davon) aus, wenn der Schneidprozess, der für die Normalzeit, die für das Zeitmanagement eingestellt ist, ausgeführt wird, abgeschlossen ist (In Ordnung in Schritt S138).
  • Nachfolgend führt der Computer 23 in Schritt S140 einen Nadelräumungsprozess aus. Der Computer 23 hebt die Nadel 18 unter Verwendung des Nadelantriebsmechanismus 19 um eine vorgegebene Strecke (z. B. 5 µm) in der vertikalen Richtung (d. h. in der positiven Richtung der Z-Richtung) an. 17 stellt diesen Zustand dar und ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand, in dem die mit dem Probenstück Q verbundene Nadel 18 geräumt wird, in den durch einen Elektronenstrahl der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bilddaten darstellt.
  • Nachfolgend führt der Computer 23 in Schritt S150 einen Tischräumungsprozess aus. Wie in 17 dargestellt ist, veranlasst der Computer 23, dass der Tischantriebsmechanismus 13 den Tisch 12 um eine vorgegebene Strecke bewegt. Zum Beispiel senkt der Computer 12 den Tisch 12 in der vertikalen Richtung um 1 mm, 3 mm oder 5 mm (d. h. in der negativen Richtung der Z-Richtung) ab. Nach dem Absenken des Tischs 12 um die vorgegebene Strecke bewegt der Computer 23 die Düse 17a der Gaszufuhreinheit 17 von dem Tisch 12 weg. Zum Beispiel hebt der Computer 23 die Düse 17a in der vertikalen Richtung an, so dass die Düse 17 in einer Bereitschaftsposition angeordnet wird, die direkt über dem Tisch 12 ist.
  • 18 stellt diesen Zustand dar und ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand, in dem der Tisch 12 von der mit dem Probenstück Q verbundenen Nadel 18 geräumt wird, in durch einen Elektronenstrahl der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bilddaten darstellt.
  • Nachfolgend betreibt der Computer 23 den Tischantriebsmechanismus 13 in der Weise, dass es in dem Hintergrund der Nadel 18 und des Probenstücks Q, die miteinander verbunden sind, keine Struktur gibt. Dies dient dazu, die Ränder (Umrisse) der Nadel 18 und des Probenstücks Q aus den sowohl durch den fokussierten Ionenstrahl als auch durch den Elektronenstrahl erzeugten Bilddaten des Probenstücks Q zur Zeit der Vorbereitung von Schablonen der Nadel 18 und des Probenstücks Q in einem nachfolgenden Prozess (Schritt) fehlerfrei zu erkennen. Der Computer 23 führt die Verarbeitung des Bewegens des Tischs 12 um eine vorgegebene Strecke aus. Daraufhin bestimmt der Computer 23 in Schritt S160, ob es ein Problem mit dem Hintergrund des Probenstücks Q gibt. Wenn bestimmt wird, dass es kein Problem mit dem Hintergrund gibt, geht die Verarbeitung zu dem nächsten Schritt, d. h. zu Schritt S170, über. Wenn es ein Problem mit dem Hintergrund gibt, wird der Tisch 12 in Schritt S165 erneut um einen vorgegebenen Betrag bewegt und wird die Verarbeitung zu dem Hintergrundbestimmungsprozess des Schritts S160 zurückgeführt. Der Hintergrundbestimmungsprozess wird wiederholt, bis der Hintergrund kein Problem hat.
  • In Schritt S170 erzeugt der Computer 23 Schablonen der Nadel 18 und des Probenstücks Q. Der Computer 23 erzeugt die Schablonen der Nadel 18 und des Probenstücks Q, die in einer gedrehten Lage (d. h. in einer Lage, in der das Probenstück Q mit dem Säulenabschnitt 34 der Probengrundplatte 33 verbunden ist) sind, in der die Nadel 18, an der das Probenstück Q befestigt ist, nach Bedarf gedreht wird. Dadurch erkennt der Computer 23 in Übereinstimmung mit der Drehung der Nadel 18 aus den sowohl durch den fokussierten Ionenstrahl als auch durch den Elektronenstrahl erzeugten Bilddaten dreidimensional die Ränder (Umrisse) der Nadel 18 und des Probenstücks Q. In einer Annäherungsbetriebsart, in der der Drehwinkel der Nadel 18 0° beträgt, kann der Computer 23 die Ränder (Umrisse) der Nadel 18 und des Probenstücks Q aus den durch den fokussierten Ionenstrahl erzeugten Bilddaten erkennen, ohne dass ein Elektronenstrahl erforderlich ist.
  • Wenn der Computer 23 den Tischantriebsmechanismus 13 und den Nadelantriebsmechanismus 19 anweist, den Tisch 12 an eine Position zu bewegen, an der es in dem Hintergrund der Nadel 18 und des Probenstücks Q keine Struktur gibt, sucht der Computer zunächst unter Verwendung einer niedrigen Beobachtungsvergrößerung nach der Nadel 18, wenn die Nadel 18 die wie angewiesene Position nicht erreicht hat. Wenn die Nadel 18 nicht ermittelt wird, initialisiert der Computer 23 die Koordinaten und bewegt er die Nadel 18 an die Anfangsposition.
  • In der Schablonenerzeugungsverarbeitung, Schritt S170, erfasst der Computer 23 zunächst Schablonen (Bezugsbilddaten) des Probenstücks Q und der mit dem Probenstück Q verbundenen Spitze der Nadel 18 zur Schablonengleichheitsprüfung. Der Computer 23 bestrahlt die Nadel 18 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen (sowohl einem fokussierten Ionenstrahl als auch einem Elektronenstrahl), während er eine Einstrahlungsposition abtastet. Der Computer 23 erfasst durch Bestrahlen der Nadel mit Strahlen geladener Teilchen Bilddaten von jeder von mehreren verschiedenen Richtungen, in denen die sekundären geladenen Teilchen R (Sekundärelektronen usw.) von den Nadeln 18 emittiert werden. Der Computer 23 erfasst durch Einstrahlung des fokussierten Ionenstrahls und durch Einstrahlung des Elektronenstrahls Bilddaten. Der Computer 23 zeichnet die von zwei verschiedenen Richtungen erfassten Bilddaten als Schablonen (Bezugsbilddaten) auf.
  • Da der Computer 23 als die Bezugsbilddaten tatsächliche Bilddaten des Probenstücks Q und der mit dem Probenstück Q verbundenen Nadel 18, die tatsächlich durch einen fokussierten Ionenstrahl verarbeitet werden, verwendet, kann unabhängig von den Formen des Probenstücks Q und der Nadel 18 eine hochgenaue Mustergleichheitsprüfung ausgeführt werden.
  • Um die Erkennungsgenauigkeit der Formen des Probenstücks Q und der mit dem Probenstück Q verbundenen Nadel 18 beim Erfassen jeder der Bilddaten zu erhöhen, verwendet der Computer 23 Bilderfassungsbedingungen wie etwa eine geeignete Vergrößerung, eine geeignete Leuchtdichte, einen geeigneten Kontrast usw., die zuvor aufgezeichnet werden.
  • Wenn in der Schablonenerzeugungsverarbeitung, Schritt S170, in Schritt S123 die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt worden ist, verstärkt der Computer 23 im Vergleich zu dem Kontrast der Bilddaten, die bei der Leitungsmanagementbetriebsart des Schritts S122 verwendet werden, automatisch den Kontrast der Bilddaten, die für die Erkennung der Ränder (Umrisse) der Nadel 18 und des Probenstücks Q verwendet werden. Diese Verarbeitung hat einen Vorteil, dass eine Kontrastverschlechterung, die auftritt, wenn das Probenstück Q nichtleitend ist, verhindert wird, was die Erkennung der Ränder (Umrisse) verbessert.
  • Nachfolgend führt der Computer 23 in Schritt S180 die Nadelräumungsverarbeitung aus. Dies soll verhindern, dass die Nadel während der nachfolgenden Tischbewegungsverarbeitung in unbeabsichtigten Kontakt mit dem Tisch 12 gelangt. Der Computer 23 bewegt die Nadel 18 unter Verwendung des Nadelantriebsmechanismus 19 um eine vorgegebene Strecke. Zum Beispiel wird die Nadel 18 in der vertikalen Richtung (d. h. in der positiven Richtung der Z-Richtung) angehoben. Alternativ kann die Nadel 18 an der Stelle bleiben und kann der Tisch 12 um eine vorgegebene Strecke bewegt werden. Zum Beispiel kann der Tisch 12 in der vertikalen Richtung (d. h. in der negativen Richtung der Z-Richtung) abgesenkt werden. Die Nadelräumungsrichtung ist nicht auf die wie oben beschriebene vertikale Richtung beschränkt, sondern kann die axiale Richtung der Nadel oder eine Richtung einer vorgegebenen Position für die Räumung der Nadel sein. Die vorgegebene Position kann eine Position, bei der das mit der Spitze der Nadel verbundene Probenstück Q nicht mit irgendeiner Struktur innerhalb der Probenkammer in Kontakt ist, oder bei der unwahrscheinlich ist, dass es mit einem fokussierten Ionenstrahl bestrahlt wird, sein.
  • Nachfolgend bewegt der Computer 23 in Schritt S190 den Tisch 12 unter Verwendung des Tischantriebsmechanismus 13 in der Weise, dass ein spezifischer Probenstückhalter P, der in Schritt S020 registriert worden ist, innerhalb eines Beobachtungssehfelds eines Strahls geladener Teilchen liegt. 19 und 20 stellen diesen Zustand dar. Insbesondere ist 19 eine schematische Darstellung eines durch einen fokussierten Ionenstrahl, der durch die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt wird, erzeugten Bilds. Genauer stellt 19 eine Anbringungsposition an dem Säulenabschnitt 34, an der das Probenstück Q an dem Säulenabschnitt 34 angebracht wird, dar. 20 ist eine schematische Darstellung eines durch einen Elektronenstrahl erzeugten Bilds und stellt eine Anbringungsposition U an dem Säulenabschnitt 34, an der das Probenstück Q an dem Säulenabschnitt 34 angebracht wird, dar.
  • In Schritt S195 wird hier bestimmt, ob ein Säulenabschnitt 34 eines Zielprobenstückhalters P innerhalb eines Gebiets des Beobachtungssehfelds liegt. Wenn der Zielsäulenabschnitt 34 innerhalb des Beobachtungssehfelds angeordnet ist, geht die Verarbeitung zu dem nächsten Schritt, d. h. zu Schritt S200, über. Wenn der Zielsäulenabschnitt 34 nicht innerhalb des Beobachtungssehfelds angeordnet ist, d. h., wenn der Tisch in Bezug auf spezifizierte Koordinaten nicht richtig betrieben worden ist, werden die unmittelbar zuvor bestimmten Tischkoordinaten initialisiert und wird der Tisch in Schritt S197 zu der Ursprungsposition des Tischs 12 zurückgeführt. Daraufhin werden die Koordinaten des Zielsäulenabschnitts 34, die im Voraus registriert werden müssen, bestimmt, wird der Tisch 12 in Schritt S190 angetrieben und wird die Verarbeitung wiederholt, bis der Säulenabschnitt 34 in dem Beobachtungssehfeld liegt.
  • Nachfolgend bewegt der Computer 23 den Tisch 12 in Schritt S200 unter Verwendung des Tischantriebsmechanismus 13, um eine horizontale Position des Probenstückhalters P einzustellen, und dreht und neigt er den Tisch 12 daraufhin um einen Winkel, der einer gewünschten Lagesteuerungsbetriebsart entspricht, in der Weise, dass der Probenstückhalter P in einer vorgegebenen Lage positioniert wird.
  • Über den Schritt S200 können die Lagen des Probenstücks Q und des Probenstückhalters P in der Weise eingestellt werden, dass die Oberfläche (Endoberfläche) der ursprünglichen Probe S zu der Endoberfläche des Säulenabschnitts 34 parallel oder senkrecht ist. Vorausgesetzt, dass das an dem Säulenabschnitt 34 befestigte Probenstück Q durch einen fokussierten Ionenstrahl verdünnt wird, ist es insbesondere bevorzugt, dass die Lagen des Probenstücks Q und des Probenstückhalters P in der Weise eingestellt werden, dass die Oberfläche (die Endoberfläche) der ursprünglichen Probe S senkrecht zu der Bestrahlungsachse des fokussierten Ionenstrahls wird. Alternativ können die Lagen des Probenstücks Q und des Probenstückhalters P in der Weise eingestellt werden, dass die Oberfläche (die Endoberfläche) des an dem Säulenabschnitt 34 zu befestigenden Probenstücks Q senkrecht zu dem Säulenabschnitt 34 ist und in der Richtung, in der der fokussierte Ionenstrahl einfällt, auf der Auslassseite angeordnet ist.
  • In Schritt S205 wird hier bestimmt, ob die Form des Säulenabschnitts 34 des Probenstückhalters P normal ist. Eine Aufgabe der in Schritt S205 ausgeführten Formbestimmung der Säulenform 34 ist es zu prüfen, ob ein spezifischer Säulenabschnitt 34 wegen irgendeines versehentlichen Kontakts oder dergleichen versehentlich verformt worden ist, beschädigt worden ist oder abwesend ist, nachdem das Bild des Säulenabschnitts 34 in Schritt S023 registriert worden ist. Wenn in Schritt S205 bestimmt wird, dass ein Säulenabschnitt 34 eine problemlose Form aufweist und normal ist, geht die Verarbeitung zu dem nächsten Schritt, d. h. zu Schritt S210, über. Umgekehrt wird die Verarbeitung zu Schritt S190 zurückgeführt, in dem der Tisch in der Weise bewegt wird, dass der nächste Säulenabschnitt 34 in dem Beobachtungssehfeld liegt, wenn bestimmt wird, dass der Säulenabschnitt 34 defekt ist.
  • Wenn bestimmt wird, dass ein bestimmter Säulenabschnitt nicht in dem Beobachtungssehfeld angeordnet ist, obgleich der Computer 23 den Tischantriebsmechanismus 13 anweist, den Tisch 12 in der Weise zu bewegen, dass ein bestimmter Säulenabschnitt 34 innerhalb des Beobachtungssehfelds liegt, initialisiert der Computer 23 die Koordinaten der Position und bewegt er den Tisch 12 an eine Anfangsposition davon.
  • Nachfolgend bewegt der Computer 23 die Düse 17a der Gaszufuhreinheit 17 zu einer Position in der Nähe einer Einstrahlungsposition eines fokussierten Ionenstrahls. Zum Beispiel wird die Düse 17a von der Bereitschaftsposition, in der sie direkt über dem Tisch 12 ist, in der vertikalen Richtung in Richtung der Verarbeitungsposition abgesenkt.
  • <Probenstück-Montageprozess>
  • Der Begriff „Probenstück-Montageprozess“ bezieht sich hier auf einen Prozess zum Umsetzen des Probenstücks Q, das aus der Probe entnommen worden ist, zu dem Probenstückhalter P.
  • 21 ist ein Ablaufplan, der den Ablauf des Prozesses zum Montieren (Umsetzen) eines Probenstücks Q zu einem vorgegebenen Säulenabschnitt 34 eines vorgegebenen Probenstückhalters P während der automatischen Probennahmeoperation der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung 7 darstellt.
  • Unter Verwendung von Bilddaten von Bildern, die durch einen fokussierten Ionenstrahl bzw. durch einen Elektronenstrahl erzeugt werden, erkennt der Computer 23 in Schritt S210 eine in Schritt S020 aufgezeichnete Umsetzposition eines Probenstücks Q. Der Computer 23 führt eine Schablonengleichheitsprüfung eines Säulenabschnitts 34 aus. Der Computer 23 führt die Schablonengleichheitsprüfung aus, um zu bestätigen, dass der Säulenabschnitt 34, der in einem Gebiet des Beobachtungssehfelds unter mehreren Säulenabschnitten 34 einer kammförmigen Probengrundplatte 33 erscheint, ein zuvor bestimmter Säulenabschnitt 34 ist. Der Computer 23 führt eine Schablonengleichheitsprüfung in Bezug auf die Bilddaten von Bildern, die durch einen fokussierten Ionenstrahl bzw. durch einen Elektronenstrahl erzeugt werden, unter Verwendung der Schablonen der jeweiligen Säulenabschnitte 34, die in dem Schablonenvorbereitungsprozess (d. h. dem Schritt S020) der Säulenabschnitte 34 erzeugt worden sind, aus.
  • In Schritt S215 bestimmt der Computer 23, ob während der Schablonengleichheitsprüfung für jeden Säulenabschnitt 34, die nach der Bewegung des Tischs 12 ausgeführt wird, ein Problem wie etwa die Abwesenheit des Säulenabschnitts 34 oder dergleichen ermittelt wird. Wenn in Bezug auf die Form des Säulenabschnitts 34 ein Problem ermittelt wird (Nicht gut), wird der Säulenabschnitt 34, zu dem das Probenstück Q umgesetzt werden soll, übersprungen und wird der Prozess in Bezug auf den nächsten Säulenabschnitt 34, der an den Säulenabschnitt 34, von dem bestimmt worden ist, dass er ein Problem besitzt, angrenzt, ausgeführt. Somit wird der nächste Säulenabschnitt 34 der Schablonengleichheitsprüfung für die Defektprüfung ausgesetzt. Durch diesen Prozess wird ein Säulenabschnitt 34 bestimmt, zu dem ein Probenstück Q umgesetzt werden kann. Wenn es mit der Form des Säulenabschnitts 34 kein Problem gibt, geht die Verarbeitung zu dem nächsten Schritt, d. h. zu dem Schritt S220, über.
  • Ferner kann der Computer 23 aus den Bilddaten eines vorgegebenen Gebiets (eines Gebiets, das wenigstens einen Säulenabschnitt 34 enthält) einen Rand (Umriss) entnehmen und kann er dieses Randmuster als eine Schablone verwenden. Ferner erfasst der Computer 23 neue Bilddaten, wenn aus den Bilddaten des vorgegebenen Gebiets (des Gebiets, das wenigstens einen Säulenabschnitt 34 enthält) kein Rand (Umriss) entnommen werden kann. Der entnommene Rand kann auf der Anzeigevorrichtung 22 angezeigt werden und daraufhin einer Schablonengleichheitsprüfung mit einem Bild, das durch Bestrahlen eines Gebiets, das dem Beobachtungssehfeld entspricht, mit einem fokussierten Ionenstrahl erzeugt wird, ausgesetzt werden.
  • Der Computer 23 veranlasst, dass der Tischantriebsmechanismus 13 den Tisch 12 in der Weise antreibt, dass die Befestigungsposition des Probenstücks, die durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl erkannt wird, mit der Befestigungsposition, die durch Bestrahlung mit einem fokussierten Ionenstrahl erkannt wird, übereinstimmt. Der Computer 23 veranlasst, dass der Tischantriebsmechanismus 13 den Tisch 12 in der Weise antreibt, dass die Befestigungsposition U des Probenstücks Q mit der Feldmitte (Verarbeitungsposition) eines Sehfelds übereinstimmt.
  • Nachfolgend führt der Computer 23 Schritt S220 bis Schritt S250 als einen Prozess, das mit der Nadel 18 verbundene Probenstück Q mit dem Probenstückhalter P in Kontakt zu bringen, aus.
  • Zunächst erkennt der Computer 23 in Schritt S220 die Position der Nadel 18. Der Computer 23 detektiert den durch Bestrahlen der Nadel 18 mit Strahlen geladener Teilchen in die Nadel 18 fließenden Absorptionsstrom und erzeugt Absorptionsstrom-Bilddaten. Der Computer 23 erhält durch Einstrahlung eines fokussierten Ionenstrahls erzeugte Absorptionsstrom-Bilddaten und durch Einstrahlung eines Elektronenstrahls erzeugte Absorptionsstrom-Bilddaten. Der Computer 23 detektiert unter Verwendung der von zwei verschiedenen Richtungen erhaltenen Absorptionsstrom-Bilddaten die Position der Spitze der Nadel 18 in einem dreidimensionalen Raum.
  • Der Computer 23 veranlasst, dass der Tischantriebsmechanismus 13 den Tisch 12 unter Verwendung der detektierten Position der Spitze der Nadel 18 antreibt und kann die Position der Spitze der Nadel 18 als die Mittelposition (Feldmitte) eines im Voraus festgelegten Blickfelds einstellen.
  • Nachfolgend führt der Computer 23 einen Probenstück-Montageprozess aus. Zunächst führt der Computer 23 eine Schablonengleichheitsprüfung aus, um die Position des mit der Nadel 18 verbundenen Probenstücks Q genau zu erkennen. Der Computer 23 führt die Schablonengleichheitsprüfung unter Verwendung der Schablonen der Nadel 18 und des Probenstücks Q, die miteinander verbunden sind, die zuvor in dem Schablonenvorbereitungsprozess (Schritt S170) der Nadel 18 und des Probenstücks Q erzeugt wurden, mit durch Bestrahlung mit einem fokussierten Ionenstrahl erhaltenen Bilddaten und mit durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl erzeugten Bilddaten aus.
  • Wenn während der Schablonengleichheitsprüfung in den Bilddaten ein Rand (Umriss) von einem vorgegebenen Gebiet (das wenigstens die Nadel 18 und das Probenstück Q enthält) entnommen wird, zeigt der Computer 23 den entnommenen Rand auf der Anzeigevorrichtung 22 an. Ferner erfasst der Computer 23 neue Bilddaten, falls der Rand (Umriss) während der Schablonengleichheitsprüfung nicht aus dem vorgegebenen Gebiet (dem Gebiet, das wenigstens die Nadel 18 und das Probenstück Q enthält) in den Bilddaten entnommen werden kann.
  • Daraufhin misst der Computer 23 in durch Bestrahlung mit einem fokussierten Ionenstrahl erzeugten Bilddaten und in durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl erzeugten Bilddaten auf der Grundlage des Ergebnisses der Schablonengleichheitsprüfung unter Verwendung der Schablonen der Nadel 18 und der Probenstücke Q und der Schablone des Säulenabschnitts 34, der ein Ziel ist, an dem das Probestück Q angebracht werden soll, die Entfernung zwischen dem Probenstück Q und dem Säulenabschnitt 34.
  • Daraufhin setzt der Computer 23 schließlich dadurch, dass er das Probenstück Q entlang einer Ebene parallel zu dem Tisch 12 bewegt, das Probenstück Q zu dem Säulenabschnitt 34, der ein Ziel ist, an dem das Probenstück Q angebracht werden soll, um.
  • Wenn in diesem Schablonengleichheitsprüfungsprozess, Schritt S220, in Schritt S123 die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist, erhöht der Computer 23 im Vergleich zu den in der Leitungsmanagementbetriebsart verwendeten Bilddaten automatisch den Kontrast der für die Erkennung des Randes (Umrisses) eines vorgegebenen Gebiets (d. h. eines Gebiets, das wenigstens die Nadel 18 und das Probenstück Q enthält) verwendeten Bilddaten.
  • In diesem Probenstück-Montageprozess führt der Computer 23 zunächst in Schritt S230 unter Verwendung des Nadelantriebsmechanismus 19 einen Nadelbewegungsprozess zum Bewegen der Nadel 18 aus. Auf der Grundlage der Schablonengleichheitsprüfung unter Verwendung der Schablonen der Nadel 18 und des Probenstücks Q und der Schablone des Säulenabschnitts 34 in den durch Einstrahlung des fokussierten Ionenstrahls erzeugten Bilddaten und in den durch Einstrahlung des Elektronenstrahls erzeugten Bilddaten misst der Computer 23 die Entfernung zwischen dem Probenstück Q und dem Säulenabschnitt 34. Der Computer 23 bewegt die Nadel 18 in einem dreidimensionalen Raum in Übereinstimmung mit der gemessenen Entfernung in der Weise, dass die Nadel 18 der Anbringungsposition, wo das Probenstück Q an dem Säulenabschnitt 34 angebracht werden soll, zugewandt sein kann.
  • Nachfolgend hält der Computer 23 in Schritt S240 die Bewegung der Nadel 18 an, wenn es zwischen dem Säulenabschnitt 34 und dem Probenstück Q einen vorgegebenen Zwischenraum L2 gibt. Der Computer 23 stellt den Zwischenraum L2 auf 1 µm oder weniger ein, wobei der Zwischenraum L2 vorzugsweise auf 100 nm oder mehr und 500 nm oder weniger eingestellt wird.
  • Obgleich der Zwischenraum L2 500 nm oder mehr ist, kann das Probenstück mit dem Säulenabschnitt verbunden werden. Allerdings ist es unerwünscht, da eine Verbindungszeit, die zum Verbinden des Säulenabschnitts 34 mit dem Probenstück Q unter Verwendung eines Ablagefilms erforderlich ist, übermäßig zunimmt. Somit ist der Zwischenraum von 1 µm nicht erwünscht. Während der Zwischenraum L2 verringert wird, wird die zum Verbinden des Säulenabschnitts 34 mit dem Probenstück Q unter Verwendung des Ablagerungsfilms erforderliche Verbindungszeit verkürzt. Allerdings ist es wichtig, dass der Säulenabschnitt und das Probenstück nicht in direktem Kontakt miteinander sind.
  • Wenn zwischen dem Säulenabschnitt 34 und dem Probenstück Q der Zwischenraum L2 vorgesehen ist, kann der Computer 23 den Zwischenraum L2 durch Detektieren von Absorptionsstrombildern des Säulenabschnitts 34 und der Nadel 18 sicherstellen.
  • Nachdem das Probenstück Q zu dem Säulenabschnitt 34 umgesetzt worden ist, prüft der Computer 23 durch Detektieren der elektrischen Leitung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und der Nadel 18, ob das Probenstück Q von der Nadel 18 abgeschnitten worden ist.
  • Nachfolgend führt der Computer 23 in Schritt S24 einen Prozess zum Verbinden des mit der Nadel 18 verbundenen Probenstücks Q mit dem Säulenabschnitt 34 aus. 22 und 23 sind im Vergleich zu 19 bzw. 20 schematische Darstellungen von Bildern mit erhöhter Vergrößerung. Der Computer 23 ordnet das Probenstück Q in der Weise an, dass eine Seite des Probenstücks Q und eine Seite des Säulenabschnitts 34, wie in 22 gezeigt ist, auf einer Geraden sind und dass eine obere Endoberfläche des Probenstücks Q und eine obere Endoberfläche des Säulenabschnitts 34, wie in 23 dargestellt ist, miteinander bündig sind. Somit wird der Betrieb des Nadelantriebsmechanismus 19 angehalten, wenn der Zwischenraum L2 gleich einem vorgegebenen Wert ist. In einem Zustand, in dem das Probenstück Q bei der Anbringungsposition sich zu bewegen aufgehört hat, während es zwischen sich und dem Säulenabschnitt 34 den Zwischenraum L2 hat, stellt der Computer 23 in dem durch den fokussierten Ionenstrahl erzeugten Bild (21) einen Ablagerungsverarbeitungsbereich R2, in dem ein Endabschnitt des Säulenabschnitts 34 angeordnet ist, ein. Der Computer 23 bestrahlt ein Einstrahlungsgebiet, das den Verarbeitungsbereich R2 enthält, für eine vorgegebene Zeit mit einem fokussierten Ionenstrahl, während er den Oberflächen des Probenstücks Q und des Säulenabschnitts 34 unter Verwendung des Gaszufuhrteils 17 Gas zuführt. Durch diese Operation wird in einem Gebiet, auf das der fokussierte Ionenstrahl gerichtet ist, ein Ablagerungsfilm gebildet und wird der Zwischenraum L2 mit dem Ablagerungsfilm gefüllt, so dass das Probenstück Q mit dem Säulenabschnitt 34 verbunden wird. Wenn der Computer 23 in dem Prozess zum Befestigen des Probenstücks Q an dem Säulenabschnitt 34 unter Verwendung des Ablagerungsprozesses bestimmt, dass die Verbindung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und der Nadel 18 fertiggestellt ist, hält er die Ablagerung an.
  • Der Computer 23 bestimmt unter Verbindung verschiedener Verfahren in Übereinstimmung mit den Betriebsarten, ob eine Verbindung zwischen dem Probenstück Q und dem Säulenabschnitt 34 fertiggestellt ist. Zum Beispiel unterscheiden sich die Verarbeitung, die ausgeführt wird, wenn die Leitungsmanagementbetriebsart eingestellt ist (Schritt S122), und die Verarbeitung, die ausgeführt wird, wenn die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist (Schritt S123), voneinander. 24 ist ein Ablaufplan, der den Ablauf des Schritts S242 darstellt.
  • Zunächst bestimmt der Computer 23 in Schritt S245, ob die Leitungsmanagementbetriebsart eingestellt ist oder ob die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist. Wenn die Leitungsmanagementbetriebsart eingestellt ist (In Ordnung in Schritt S245), bestimmt der Computer 23 durch Detektieren der elektrischen Leitung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und der Nadel 18 auf der Grundlage eines von dem Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel ausgegebenen Signals, ob die Verbindung zwischen dem Probenstück q und dem Säulenabschnitt 34 fertiggestellt ist. Andererseits bestimmt der Computer durch Bestimmen, ob die Bildung des Ablagerungsfilms, von der geplant ist, dass sie für eine vorgegebene Ablagerungsprozesszeit fortgesetzt wird, abgeschlossen ist, ob die Verbindung zwischen dem Probenstück Q und dem Säulenabschnitt 34 abgeschlossen ist, wenn die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist (Nicht gut in Schritt S245).
  • In der Leitungsmanagementbetriebsart bestimmt der Computer 23 in Schritt S246 auf der Grundlage des von dem Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel ausgegebenen Signals, ob innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer, während der die Verarbeitung des Schritts S241 ununterbrochen ausgeführt wird, elektrische Leitung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und der Nadel 18 detektiert wird. Der Computer 23 führt die Verarbeitung des Schritts S246 in der Leitungsmanagementbetriebsart in einer im Folgenden beschriebenen Weise aus. Der Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel ist mit einem Widerstandsmesser ausgestattet, der zwischen der Nadel 18 und dem Tisch 12 eingebaut ist, um die elektrische Leitung zwischen der Nadel 18 und dem Tisch 12 zu detektieren. Wenn die Nadel 18 und der Tisch 12 voneinander beabstandet sind (d. h., wenn es zwischen der Nadel 18 und dem Tisch 12 den Zwischenraum L2 gibt), ist der elektrische Widerstand unendlich. Allerdings werden sowohl die Nadel 18 als auch der Tisch 12 allmählich mit einem leitfähigen Ablagerungsfilm bedeckt, so dass der Zwischenraum L2 allmählich mit dem leitfähigen Ablagerungsfilm gefüllt wird, wobei der Wert des elektrischen Widerstands zwischen der Nadel 18 und dem Tisch 12 allmählich abnimmt. Wenn der Wert des elektrischen Widerstands gleich oder kleiner einem vorgegebenen Wert des elektrischen Widerstands ist, bestimmt der Computer 23, dass die Nadel 18 und der Tisch 12 elektrisch verbunden sind. Ferner kann der Computer 23 aus einer vorhergehenden Untersuchung bestimmen, dass der Ablagerungsfilm ausreichende mechanische Festigkeit aufweist und dass das Probenstück Q mit dem Säulenabschnitt 34 zuverlässig verbunden ist, wenn der Wert des elektrischen Widerstands zwischen der Nadel 18 und dem Tisch 12 den vorgegebenen Wert des elektrischen Widerstands erreicht.
  • Währenddessen bestimmt der Computer 23 in Schritt S247 unabhängig davon, ob eine vorgegebene Ablagerungsprozesszeit verstrichen ist, dass der Säulenabschnitt 34 und das an der Nadel 18 angebrachte Probenstück Q durch den Ablagerungsfilm miteinander verbunden sind (In Ordnung für Verbindung), hält er daraufhin die Bildung des Ablagerungsfilms an und führt er die nachfolgende Verarbeitung (d. h. die Verarbeitung des Schritts S260 und der nachfolgenden Schritte davon) aus, wenn die elektrische Verbindung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und der Nadel 18 detektiert wird (In Ordnung in Schritt S246). Andererseits geht die Verarbeitung zu Schritt S248 über, wenn zwischen dem Säulenabschnitt 34 und der Nadel 18 keine elektrische Leitung detektiert wird (Nicht gut in Schritt S246).
  • In Schritt S248 bestimmt der Computer 23, ob der Ablagerungsfilm für die Normalzeit (z. B. eine Zeit, die um eine vorgegebene Zeit länger als die vorgegebene Ablagerungsprozesszeit ist) gebildet wird. Wenn die Bildung des Ablagerungsfilms, von der geplant ist, dass sie für die Normalzeit fortgesetzt wird, nicht abgeschlossen ist (Nicht gut in Schritt S248), wird die Verarbeitung zu Schritt S246 zurückgeführt. Wenn die Bildung des Ablagerungsfilms, von der geplant ist, dass sie für die Normalzeit fortgesetzt wird, in einem Zustand, in dem durch den Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel keine elektrische Leitung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und der Nadel 18 detektiert wird, abgeschlossen ist (In Ordnung in Schritt S248), bestimmt der Computer 23 in Schritt S249, dass der Säulenabschnitt 34 nichtleitend ist, dass aber der Säulenabschnitt 34 und das an der Nadel 18 angebrachte Probenstück Q durch den Ablagerungsfilm verbunden sind (In Ordnung für Verbindung). Wenn bestimmt wird, dass der Säulenabschnitt 34 und das Probenstück Q in dem Zustand, in dem keine elektrische Leitung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und der Nadel 18 detektiert wird, durch den Ablagerungsfilm verbunden sind (In Ordnung für Verbindung), wird die nachfolgende Verarbeitung (die Verarbeitung des Schritts S260 und nachfolgender Schritte davon) in Schritt S250 von der Leitungsmanagementbetriebsart zu der Zeitmanagementbetriebsart geschaltet. Der Computer 23 kann einen Betreiber unter Verwendung der Anzeigevorrichtung oder eines Warnklangs über die Betriebsartumschaltung von der Leitungsmanagementbetriebsart zu der Zeitmanagementbetriebsart informieren. Alternativ kann er als Informationen wie etwa als ein Datenprotokoll, das während der automatischen Probennahmeoperation erzeugt wird, aufgezeichnet werden.
  • Außerdem bestimmt der Computer 23 in Schritt S251 durch Bestimmung, ob die Bildung des Ablagerungsfilms, von der geplant ist, dass sie für die Normalzeit fortgesetzt wird (z. B. eine Zeit, die um eine vorgegebene Zeit länger als die vorgegebene Ablagerungsprozesszeit ist), fertiggestellt ist, ob der Säulenabschnitt 34 und das an der Nadel 18 angebrachte Probenstück Q durch den Ablagerungsfilm verbunden sind.
  • Wenn der Computer 23 in der Zeitmanagementbetriebsart bestimmt, dass der Säulenabschnitt 34 und das Probenstück Q nicht verbunden sind, wenn die Bildung des Ablagerungsfilms, von der geplant ist, dass sie für die Normalzeit fortgesetzt wird, nicht fertiggestellt ist (Nicht gut in Schritt S251), führt der Computer 23 den Bestimmungsprozess zum Bestimmen, ob der Säulenabschnitt 34 und das Probenstück Q verbunden sind, wiederholt aus, bis die Bildung des Ablagerungsfilms, von der geplant ist, dass sie für die Normalzeit fortgesetzt wird, abgeschlossen ist. Demgegenüber bestimmt der Computer 23 in Schritt S252, dass der Säulenabschnitt 34 und das an der Nadel 18 angebrachte Probenstück Q verbunden sind (In Ordnung für Verbindung), und führt er die nachfolgende Verarbeitung (die Verarbeitung des Schritts (S260) und nachfolgende Schritte) aus, wenn die Bildung des Ablagerungsfilms, von der geplant ist, dass sie für die für die Zeitmanagementbetriebsart eingestellte Normalzeit fortgesetzt wird, abgeschlossen ist (In Ordnung in Schritt S251).
  • Die durch den Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel detektierte elektrische Eigenschaft braucht nicht auf den elektrischen Widerstand beschränkt zu sein, sondern als die elektrische Eigenschaft zwischen dem Säulenabschnitt 34 und dem Probenstück Q können ebenfalls der Strom oder die Spannung detektiert werden. Wenn die vorgegebene elektrische Eigenschaft (der Wert des elektrischen Widerstands, der Stromwert, das Potential oder dergleichen) innerhalb einer vorgegebenen Zeit nicht erhalten werden, wird die Zeit zum Bilden des Ablagerungsfilms verlängert. Im Voraus werden in Übereinstimmung mit dem Zwischenraum L2 zwischen dem Säulenabschnitt 34 und dem Probenstück Q, mit den Bestrahlungsstrahlbedingungen und mit Gasarten für einen Ablagerungsfilm optimale Ablagerungszeiten erhalten, während denen ein optimaler Ablagerungsfilm gebildet werden kann, wobei die Bildung eines Ablagerungsfilms angehalten wird, wenn die vorgegebenen optimale Ablagerungszeit verstrichen ist.
  • Wenn die Verbindung zwischen dem Probenstück Q und dem Säulenabschnitt 34 bestätigt wird, hält der Computer 23 die Gaszufuhr und die Bestrahlung mit dem fokussierten Ionenstrahl an. 25 stellt diesen Zustand dar und ist eine schematische Darstellung, die den Ablagerungsfilm DM1, der das mit der Nadel 18 und mit dem Säulenabschnitt 34 verbundene Probenstück Q verbindet, in den durch den fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bilddaten darstellt.
  • Nachfolgend schneidet der Computer 23 in Schritt S260 den Ablagerungsfilm DM2, der die Nadel 18 und das Probenstück Q verbindet, um das Probenstück Q von der Nadel 18 zu trennen.
  • 25 stellt diesen Zustand dar. 25 ist eine schematische Darstellung, die die Schnittposition T2, bei der der Ablagerungsfilm DM2, der die Nadel 18 und das Probenstück Q verbindet, geschnitten wird, in den durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bilddaten darstellt. Der Computer 23 stellt eine Position, die von der Seitenoberfläche des Säulenabschnitts 34 durch eine erste Entfernung beabstandet ist, als die Schnittposition T2 ein, in der die erste Entfernung die Summe (L + L1/2) der vorgegebenen Entfernung L, die die Summe (L2 + L3) des Zwischenraums L2 zwischen der Seitenoberfläche des Säulenabschnitts 34 und der Seitenoberfläche des Probenstücks Q und einer Größe L3 des Probenstücks Q ist, und der Hälfte der vorgegebenen Entfernung L1 (siehe 25), die die Größe des Zwischenraums zwischen der Nadel 18 und dem Probenstück Q ist, ist. Ferner kann die Schnittposition T2 eine Position sein, die von der Seitenoberfläche des Säulenabschnitts 34 durch eine zweite Entfernung, die die Summe (L + L1) der vorgegebenen Entfernung L und der Größe L1 des Zwischenraums zwischen der Nadel 18 und dem Probenstück Q ist, beabstandet ist. In diesem Fall weist der bei der Spitze der Nadel verbleibende Ablagerungsfilm DM2 (der Kohlenstoffablagerungsfilm) eine kleine Größe auf, so dass die Häufigkeit von (später zu beschreibenden) Reinigungen der Nadel 18 verringert ist, was für die ununterbrochene automatische Probennahme bevorzugt ist.
  • Der Computer 23 kann die Nadel 18 von dem Probenstück Q dadurch trennen, dass er die Schnittposition T2 für eine vorgegebene Zeit mit einem fokussierten Ionenstrahl bestrahlt. Der Computer 23 trennt die Nadel 18 dadurch von dem Probenstück Q, ohne die Nadel 18 zu schneiden, dass er die Schnittposition T2 für eine vorgegebene Zeit mit einem fokussierten Ionenstrahl bestrahlt, um nur den Ablagerungsfilm DM2 zu schneiden. In Schritt S260 ist es wichtig, nur den Ablagerungsfilm DM2 zu schneiden. Dadurch kann die Nadel 18, die einmal montiert wird, für eine lange Zeitdauer wiederholt verwendet werden, ohne ersetzt zu werden, so dass die automatische Probennahme ununterbrochen und unbeaufsichtigt wiederholt werden kann. 26 stellt diesen Zustand dar und ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand, in dem die Nadel 18 von dem Probenstück Q getrennt ist, darstellt, der aus den Bilddaten des fokussierten Ionenstrahls, der durch die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingestrahlt wird, beobachtet werden kann. Der Rest des Ablagerungsfilms DM2 ist an der Spitze der Nadel angebracht.
  • In Schritt S261 bestimmt der Computer 23 durch Ausführen anderer Prozesse in Übereinstimmung mit den Betriebsarten: der in Schritt S122 eingestellten Leitungsmanagementbetriebsart und der in Schritt S213 oder S250 eingestellten Zeitmanagementbetriebsart, ob die Nadel 18 von dem Probenstück Q abgeschnitten worden ist. 27 ist ein Ablaufplan, der den Prozessablauf des Schritts S261 darstellt.
  • Zunächst bestimmt der Computer 23 in Schritt S262, ob die Leitungsmanagementbetriebsart eingestellt ist oder ob die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist. Wenn die Leitungsmanagementbetriebsart eingestellt ist (In Ordnung in Schritt S262), bestimmt der Computer 23 durch Detektieren der elektrischen Leitung zwischen dem Probenstückhalter P und der Nadel 18 auf der Grundlage eines von dem Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel ausgegebenen Signals, ob die Nadel 18 von dem Probenstückhalter P abgeschnitten worden ist. Wenn die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist (Nicht gut in Schritt S262), bestimmt der Computer 23 durch Bestimmen, ob der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für die vorgegebene Zeit fortgesetzt wird, abgeschlossen ist, ob die Nadel 18 von dem Probenstückhalter P abgeschnitten worden ist.
  • In der Leitungsmanagementbetriebsart bestimmt der Computer 23 in Schritt S263 auf der Grundlage eines von dem Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel ausgegebenen Signals, ob zwischen dem Probenstückhalter P und der Nadel 18 innerhalb der vorgegebenen Zeit, während der die Verarbeitung des Schritts S260 fortgesetzt wird, keine elektrische Leitung detektiert wird. Wenn keine elektrische Leitung zwischen dem Probenstückhalter P in der Nadel 18 detektiert wird (In Ordnung), bestimmt der Computer 23 unabhängig davon, ob die vorgegebene Zeit verstrichen ist, dass die Nadel 19 von dem Probenstückhalter P abgeschnitten worden ist (In Ordnung für Schneiden). In diesem Fall hält der Computer 23 den Schneidprozess in Schritt S264 an und führt er die nachfolgende Verarbeitung (die Verarbeitung des Schritts S270 und der nachfolgenden Prozesse davon) aus. Wenn im Gegensatz dazu die elektrische Leitung zwischen dem Probenstückhalter P und der Nadel 18 detektiert wird (Nicht gut in Schritt S263), führt der Computer 23 die Verarbeitung des Schritts S265 aus.
  • In Schritt S265 bestimmt der Computer 23, ob der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für eine vorgegebene Zeitdauer fortgesetzt wird, abgeschlossen ist, d. h., ob ein Prozess, in dem die Schnittposition T2 innerhalb des Ablagerungsfilms DM2 zwischen der Nadel 18 und dem Probenstück Q für eine vorgegebene Zeit durch einen fokussierten Ionenstrahl bestrahlt wird, abgeschlossen ist. Wenn bestimmt wird, dass der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für die vorgegebene Zeit fortgesetzt wird, nicht abgeschlossen ist (Nicht gut in Schritt S265), führt der Computer 23 die Verarbeitung zu Schritt S263 zurück. Währenddessen bestimmt der Computer 23 in Schritt S266, dass die Nadel 18 nicht von der Probengrundplatte 33 abgeschnitten worden ist (Nicht gut für Schneiden), wenn der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für die vorgegebene Zeit fortgesetzt wird, abgeschlossen ist (In Ordnung in Schritt S265), durch den Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel aber die elektrische Leitung zwischen dem Probenstückhalter P und der Nadel 18 detektiert wird. Wenn bestimmt wird, dass die Nadel 18 nicht von dem Probenstückhalter P abgeschnitten worden ist (Nicht gut für Schneiden), informiert der Computer 23 unter Verwendung der Anzeigevorrichtung 22 oder dadurch, dass er einen Warnklang erzeugt, (Fehlerverarbeitung) einen Betreiber über den Zustand, in dem die Trennung zwischen der Nadel 18 und dem Probenstück Q nicht abgeschlossen ist, und unterbricht er daraufhin die nachfolgende Verarbeitung (Schritt S270 und nachfolgende Schritte davon).
  • Außerdem bestimmt der Computer 23 in Schritt S268 dadurch, dass er bestimmt, ob der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für die Normalzeit fortgesetzt wird, die eine Zeit ist, die um eine vorgegebene Zeit länger als die vorgegebene Schneidprozesszeit ist und die für die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt wird, abgeschlossen ist, ob die Nadel 18 von dem Probenstückhalter P abgeschnitten worden ist. Falls bestimmt wird, dass der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für die für die Zeitmanagementbetriebsart eingestellte Normalzeit ausgeführt wird, abgeschlossen ist (Nicht gut in Schritt S268), bestimmt der Computer 23, dass die Nadel 18 nicht von dem Probenstückhalter P abgeschnitten worden ist, und führt er den Bestimmungsprozess ununterbrochen aus, bis der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für die Normalzeit fortgesetzt wird, abgeschlossen ist. Falls der Computer 23 auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses, dass der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für die für die Zeitmanagementbetriebsart eingestellte Normalzeit fortgesetzt wird, nicht abgeschlossen ist, bestimmt, dass die Nadel 18 nicht von dem Probenstückhalter P abgeschnitten worden ist, führt der Computer 23 die Fehlerverarbeitung, die in der Leitungsmanagementbetriebsart ausgeführt wird, nicht aus, sondern führt er ununterbrochen den Bestimmungsprozess aus, bis die Schneidverarbeitung, von der geplant ist, dass sie für die Normalzeit fortgesetzt wird, abgeschlossen ist. Falls der Schneidprozess, von dem geplant ist, dass er für die für die Zeitmanagementbetriebsart eingestellte Normalzeit fortgesetzt wird, abgeschlossen ist (In Ordnung in Schritt S268), bestimmt der Computer 23 in Schritt S269, dass die Nadel 18 von dem Probenstückhalter P abgeschnitten worden ist (In Ordnung für Schneiden), und führt er die nachfolgende Verarbeitung (den Schritt S270 und die nachfolgenden Schritte davon) aus.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Nadel 18 von dem Probenstückhalter P abgeschnitten worden ist (In Ordnung für Schneiden), zeichnet der Computer 23 außerdem durch Ausführen verschiedener Prozesse wie etwa z. B. Ätzen oder Abschneiden oder durch Bestrahlen des Säulenabschnitts 34, mit dem das Probenstück Q verbunden ist, mit einem fokussierten Ionenstrahl, Informationen über die Betriebsart in Form eingeschnittenen Markierung auf. Die Informationen über die Betriebsart beziehen sich auf Informationen, die einen Zustand angeben, in dem die Leitungsmanagementbetriebsart oder die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist, auf Informationen, die einen Zustand angeben, in dem die Leitungsmanagementbetriebsart nicht eingestellt ist, aber die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist, oder dergleichen.
  • Nachfolgend führt der Computer 23 in Schritt S270 einen Nadelräumungsprozess aus. Der Computer 23 veranlasst, dass der Nadelantriebsmechanismus 19 die Nadel 18 um eine vorgegebene Strecke von dem Probenstück Q wegbewegt. Zum Beispiel wird die Nadel 18 in der vertikalen Richtung, d. h. in der positiven Richtung der Z-Richtung, um eine Strecke wie etwa 2 mm, 3 mm oder dergleichen angehoben. 28 und 29 stellen diesen Zustand dar, d. h. den Zustand, in dem die Nadel 18 angehoben worden ist, so dass sie direkt über dem Probenstück Q angeordnet ist. 28 ist eine schematische Darstellung, die diesen Zustand unter Verwendung eines durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bilds darstellt, und 26 ist eine schematische Darstellung, die diesen Zustand unter Verwendung eines durch einen Elektronenstrahl erzeugten Bilds darstellt.
  • Nachfolgend wird in Schritt S280 bestimmt, ob die Probennahme bei einer anderen Position innerhalb derselben Probe S fortgesetzt werden soll. Da die Einstellung der Anzahl der Probenstücke, die genommen werden sollen, in Schritt S010 im Voraus registriert wird, prüft der Computer 23 diese Daten und bestimmt er, ob der nächste Prozess ausgeführt werden soll. Wenn die Probennahme fortgesetzt werden soll, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S030 zurück und wird die nachfolgende Verarbeitung wie oben beschrieben fortgesetzt, so dass die Probennahmeoperation ununterbrochen ausgeführt werden kann. Wenn die Probennahme nicht fortgesetzt werden soll, endet die Reihe von Prozessen.
  • Es wird angemerkt, dass die Schablonenerzeugung der Nadel im Schritt S050 unmittelbar nach dem Schritt S280 ausgeführt werden kann. In diesem Fall ist es nicht notwendig, den Schritt S050 zur Zeit der Vorbereitung auf die Probennahme des nächsten Probenstücks auszuführen, wobei der Gesamtbetriebsprozess vereinfacht werden kann.
  • Somit ist die Reihe automatischer Probennahmeoperationen abgeschlossen.
  • Es wird angemerkt, dass der oben beschriebene Ablauf vom Anfang bis zum Ende lediglich ein Beispiel ist und dass Schritte ersetzt oder übersprungen werden können, solange die Ersetzung oder das Überspringen kein Hindernis für die Gesamtverarbeitung ist.
  • Durch ununterbrochene Ausführung des oben beschriebenen Ablaufs vom Anfang bis zum Ende kann der Computer 23 die Probennahmeoperation wie unbeabsichtigt ausführen. Mit dem oben beschriebenen Verfahren ist es möglich, die Probennahme ohne Ersetzen der Nadel 18 wiederholt auszuführen. Das heißt, es ist möglich, unter Verwendung einer selben Nadel 18 ununterbrochen eine große Anzahl von Probenstücken Q zu nehmen.
  • Dadurch kann die Nadel 18 ohne Neuformung oder Ersetzung in der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen wiederholt verwendet werden, wenn die Probenstücke Q von der Probe S getrennt und entnommen werden. Das heißt, von einer Probe S können eine große Anzahl von Probenstücken Q automatisch erhalten werden und die Probennahme kann ohne manuelle Operation (manuellen Eingriff) eines Betreibers wie in der Vergangenheit ausgeführt werden.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann das Probenstück im Fall der Verwendung der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeignet und effizient umgesetzt werden, wenn die Nadel 18 und das Probenstück Q verbunden werden, obgleich keine elektrische Leitung zwischen der Nadel 18 und dem Probenstück Q detektiert wird, da die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist. Darüber hinaus ermöglicht der Computer 23 selbst in dem Zustand, in dem nicht bestätigt wird, ob das Probenstück Q leitfähig oder nichtleitend ist, eine geeignete und effiziente Probennahme einschließlich des Prozesses zum Verbinden oder Trennen der Nadel 18 und des Probenstücks Q und des Prozesses zum Verbinden oder Trennen des durch die Nadel 18 gehaltenen Probenstücks Q und des Probenstückhalters P. Somit ist es möglich, die Probennahmeoperation des Entnehmens des durch Verarbeiten der Probe S mit einem fokussierten Ionenstrahl gebildeten Probenstücks Q und des Umsetzens des Probenstücks Q zu dem Probenstückhalter P ununterbrochen und automatisch auszuführen.
  • Darüber hinaus wird selbst in dem Zustand, in dem die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist, das Einstellen der Zeitmanagementbetriebsart abgebrochen, wenn zwischen dem durch die Nadel 18 erhaltenen Probenstück Q und dem Probenstückhalter P die elektrische Leitung detektiert wird. Somit ist es möglich, eine Effizienzverschlechterung jedes Prozesses zu vermeiden.
  • Darüber hinaus kann jeder Prozess geeignet und effizient ausgeführt werden, selbst wenn nicht bestätigt wird, ob der Probenstückhalter P leitfähig oder nichtleitend ist, wenn der Verbindungsprozess zum Verbinden des durch die Nadel 18 gehaltenen Probenstücks Q und des Probenstückhalters P in einem Zustand ausgeführt wird, in dem die Zeitmanagementbetriebsart nicht eingestellt ist, da die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt wird, wenn keine elektrische Leitung zwischen der Nadel 18 und dem Probenstückhalter P detektiert wird.
  • Außerdem kann die Bilderkennung selbst dann leicht ausgeführt werden, wenn das Probenstück Q oder Probenstückhalter nichtleitend ist, falls die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist, da der Computer 23 den Kontrast des durch Bestrahlung mit einem Strahl geladener Teilchen erzeugten Bilds im Vergleich zu dem Bild, das in dem Zustand erhalten wird, in dem die Zeitmanagementbetriebsart nicht eingestellt ist, verstärkt.
  • Außerdem kann der Computer 23 für einen Betreiber leicht Informationen hinsichtlich dessen, ob das Probenstück Q oder der Probenstückhalter leitfähig oder nichtleitend ist, bereitstellen, so dass wenigstens einige der folgenden Prozesse ausgeführt werden können: (a) es werden Informationen gespeichert, die angeben, dass die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt ist, (b) die Informationen werden ausgegeben; und (c) die Informationen werden durch einen fokussierten Ionenstrahl in einem Objekt (z. B. dem Säulenabschnitt 34) aufgezeichnet.
  • Da der Computer 23 auf der Grundlage des von dem Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel ausgegebenen Signals die Betriebsartumschaltung zwischen der Zeitmanagementbetriebsart und der Leitungsmanagementbetriebsart ausführt, kann außerdem selbst in dem Zustand, in dem nicht bestätigt ist, ob das Probenstück Q oder der Probenstückhalter P leitfähig oder nichtleitend ist, jeder Prozess geeignet und effizient ausgeführt werden. Wenn der Computer 23 bestimmt, ob die Nadel 18 und das Probenstück Q verbunden oder getrennt sind oder ob das durch die Nadel 18 gehaltene Probenstück Q und der Probenstückhalter P verbunden oder getrennt sind, kann der Computer 23 selbst in dem Zustand, in dem nicht bestätigt ist, ob das Probenstück Q oder der Probenstückhalter P leitfähig oder nichtleitend sind, wegen der Anwesenheit der Zeitmanagementbetriebsart ein geeignetes Bestimmungsergebnis erhalten. Falls das Probenstück Q oder der Probenstückhalter P leitfähig ist, kann der Computer 23 die für die Bestimmung erforderliche Zeit unter Verwendung der Leitungsmanagementbetriebsart verkürzen und die Zuverlässigkeit des Bestimmungsergebnisses verbessern.
  • Da der Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel den elektrischen Widerstand und/oder den Strom und/oder das Potential als die elektrische Eigenschaft zwischen der Nadel 18 und dem Probenstück Q oder als die elektrische Eigenschaft zwischen der Nadel 18 und dem Säulenabschnitt 34 detektiert, ist es außerdem möglich, die elektrische Verbindung und die elektrische Trennung zwischen der Nadel 18 und dem Probenstück Q oder zwischen der Nadel 18 und dem Säulenabschnitt 34 genau zu detektieren.
  • Darüber hinaus steuert der Computer 23 das Einstrahlungsoptiksystem 14 des fokussierten Ionenstrahls, das Elektronenstrahl-Einstrahlungsoptiksystem 15, den Tischantriebsmechanismus 13, den Nadelantriebsmechanismus 19 und die Gaszufuhreinheit 17 auf der Grundlage tatsächlich erfasster Schablonen des Probenstückhalters P und/oder der Nadel 18 und/oder des Probenstücks Q. Somit kann die Operation des Umsetzens des Probenstücks Q zu dem Probenstückhalter P geeignet automatisiert werden.
  • Da die Schablonen aus Sekundärelektronenbildern oder Absorptionsstrombildern erzeugt werden, die durch Abtastung eines Strahls geladener Teilchen in dem Zustand, in dem es in den Hintergründen wenigstens des Probenstückhalters P, der Nadel 18 und des Probenstücks Q keine Struktur gibt, erfasst werden, kann darüber hinaus die Zuverlässigkeit der Schablonen verbessert werden. Dadurch kann die Genauigkeit der Schablonengleichheitsprüfung unter Verwendung der Schablonen verbessert werden und kann das Probenstück Q auf der Grundlage der durch die Schablonengleichheitsprüfung erhaltenen Positionsinformationen genau zu dem Probenstückhalter P umgesetzt werden.
  • Obgleich angewiesen wird, dass in den Hintergründen wenigstens des Probenstückhalters P, der Nadel 18 und des Probenstücks Q keine Struktur vorhanden ist, werden die Positionen wenigstens des Probenstückhalters P, der Nadel 18 und des Probenstücks Q initialisiert, wenn die Anweisung nicht erfüllt ist. Somit kann jeder der Antriebsmechanismen 13 und 19 in einen Normalzustand zurückkehren.
  • Da die Schablonen für jede von mehreren Lagen des Probenstücks Q erzeugt werden, wenn das Probenstück Q zu dem Probenstückhalter P umgesetzt wird, kann darüber hinaus die Positionsgenauigkeit zur Zeit des Umsetzens des Probenstücks Q verbessert werden.
  • Da die Entfernungen zwischen dem Probenstückhalter P, der Nadel 18 und dem Probenstück Q auf der Grundlage der Schablonengleichheitsprüfung unter Verwendung der Schablonen wenigstens des Probenstückhalters P, der Nadel 18 und des Probenstücks Q gemessen werden, kann darüber hinaus die Positionsgenauigkeit zur Zeit des Umsetzens des Probenstücks weiter verbessert werden.
  • Darüber hinaus werden Bilddaten erneut erhalten, wenn es unmöglich ist, einen Rand eines vorgegebenen Gebiets in den Bilddaten des Probenstückhalters P und der Nadel 18 und des Probenstücks Q zu entnehmen. Somit können die Schablonen genau erzeugt werden.
  • Da das Probenstück Q schließlich dadurch zu einer vorgegebenen Position innerhalb des Probenstückhalters P bewegt wird, dass es nur innerhalb einer Ebene bewegt wird, die parallel zu der Oberfläche des Tischs 12 ist, kann das Probenstück Q geeignet umgesetzt werden.
  • Darüber hinaus kann die Genauigkeit der Randentnahme zur Zeit der Schablonenbildung verbessert werden und kann die Form des Probenstücks Q, das für die später auszuführende Endverarbeitung geeignet ist, erhalten werden, da das durch die Nadel 18 erhaltene Probenstück Q geformt wird, bevor die Schablone davon vorbereitet wird. Darüber hinaus ist es möglich, den Formungsprozess mit hoher Genauigkeit auszuführen, da die Position für den Formungsprozess in Abhängigkeit von der Entfernung von der Nadel 18 eingestellt wird.
  • Darüber hinaus kann die Positionsabweichung der Nadel 18 durch eine Exzentrizitätskorrektur korrigiert werden, wenn die Nadel 18, die das Probenstück Q hält, in der Weise gedreht wird, dass sie in einer vorgegebenen Lage ist.
  • Ferner kann der Computer 23 mit der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die relative Position der Nadel 18 in Bezug auf die Bezugsmarkierung Ref detektieren, wenn das Probenstück Q gebildet wird, und kann er die Positionsbeziehung der Nadel 18 in Bezug auf das Probenstück Q 18 bestimmen. Der Computer 23 detektiert die relative Position der Nadel 18 in Bezug auf das Probenstück Q ununterbrochen, um die Nadel 18 in einem dreidimensionalen Raum geeignet, d. h. dadurch, dass er verhindert, dass die Nadel 18 mit anderen Elementen oder mit anderer Ausrüstung in Kontakt gelangt, anzutreiben.
  • Darüber hinaus kann der Computer 23 unter Verwendung der von wenigstens zwei verschiedenen Richtungen erfassten Bilddaten die Position der Nadel 18 in einem dreidimensionalen Raum genau bestimmen. Im Ergebnis kann der Computer 23 die Nadel 18 geeignet dreidimensional antreiben.
  • Da der Computer 23 als Schablonen (Bezugsbilddaten) Bilddaten verwendet, die tatsächlich unmittelbar vor der Bewegung der Nadel 18 erzeugt werden, kann die Schablonengleichheitsprüfung darüber hinaus unabhängig von der Form der Nadel 18 mit hoher Gleichheitsprüfungsgenauigkeit ausgeführt werden. Dadurch kann der Computer 23 die Position der Nadel 18 in einem dreidimensionalen Raum genau bestimmen und kann er die Nadel 18 in dem dreidimensionalen Raum geeignet antreiben. Darüber hinaus räumt der Computer 23 den Tisch 12 und erfasst er Bilddaten oder Absorptionsstrom-Bilddaten in einem Zustand, in dem es in dem Hintergrund der Nadel 18 keine komplizierte Struktur gibt. Somit kann der Computer 23 eine Schablone erfassen, aus der die Form der Nadel 18 ohne Einfluss des Hintergrunds deutlich erkannt werden kann.
  • Da die Nadel 18 und das Probenstück Q durch den Ablagerungsfilm verbunden sind, anstatt in direktem Kontakt miteinander zu sein, kann der Computer 23 ferner verhindern, dass die Nadel 18 geschnitten wird, wenn die Nadel 18 und das Probenstück Q in einem späteren Prozess getrennt werden. Darüber hinaus ist es selbst dann, wenn die Nadel 18 schwingt, möglich zu unterbinden, dass die Schwingung der Nadel 18 auf das Probenstück Q übertragen wird. Darüber hinaus kann eine übermäßige mechanische Spannung zwischen der Nadel 18 und dem Probenstück Q unterbunden werden, selbst wenn die Bewegung des Probenstücks Q wegen der Kriecherscheinung der Probe S auftritt.
  • Darüber hinaus kann der Computer 23 durch Detektieren der elektrischen Leitung zwischen der Probe S und der Nadel 18 bestimmen, ob das Schneiden tatsächlich abgeschlossen ist, wenn das Probenstück Q leitfähig ist, falls die Probe S und das Probenstück Q durch einen Zerstäubungsprozess, d. h. durch Einstrahlung eines fokussierten Ionenstrahls, abgeschnitten werden.
  • Da der Computer 23 einen Betreiber über den Zustand informiert, in dem die Trennung zwischen der Probe S und dem Probenstück Q nicht abgeschlossen ist, kann die Ursache dieser Unterbrechung darüber hinaus durch den Betreiber selbst dann leicht erkannt werden, wenn die Ausführung der Prozesse, die automatisch ausgeführt werden sollen, angehalten wird.
  • Ferner bestimmt der Computer 23, dass die Trennung zwischen dem Probenstück S und dem Probenstück Q nicht tatsächlich abgeschlossen ist, und trennt er daraufhin das Probenstück Q und die Nadel 18 in Vorbereitung auf das nachfolgende Antreiben der Nadel 18 wie etwa das Räumen der Nadel 18, wenn die elektrische Leitung zwischen dem Probenstück S und der Nadel 18 detektiert wird. Im Ergebnis kann der Computer 23 Probleme wie etwa eine Verlagerung der Probe S oder einen Bruch der Nadel 18, die dem Antreiben der Nadel 18 zuzuschreiben sind, verhindern.
  • Ferner kann der Computer 23 die Nadel 18 antreiben, nachdem durch Detektieren der elektrischen Leitung oder Nichtleitung zwischen dem Probenstück Q und der Nadel 18 bestätigt worden ist, dass die Trennung zwischen der Probe A und dem Probenstück Q tatsächlich abgeschlossen ist, wenn das Probenstück Q leitfähig ist. Dadurch kann der Computer 23 das Auftreten von Problemen wie etwa eines Bruchs der Nadel 18 oder des Probenstücks Q oder einer Positionsabweichung des Probenstücks Q, die dem Antreiben der Nadel 18 zuzuschreiben ist, verhindern.
  • Da der Computer 23 als eine Schablone der mit dem Probenstück Q verbundenen Nadel 18 tatsächliche Bilddaten verwendet, wird die Schablonengleichheitsprüfung ferner unabhängig von der Form der mit dem Probenstück Q verbundenen Nadel 18 mit hoher Gleichheitsprüfungsgenauigkeit ausgeführt. Dadurch kann der Computer 23 die Position der mit dem Probenstück Q verbundenen Nadel 18 in einem dreidimensionalen Raum genau bestimmen und kann er die Nadel 18 und das Probenstück Q in dem dreidimensionalen Raum geeignet antreiben.
  • Da der Computer 23 die Positionen mehrerer Säulenabschnitte 34, die eine Probengrundplatte 33 bilden, unter Verwendung der Schablone der bekannten Probengrundplatte 33 erhält, ist es ferner möglich, vor dem Antreiben der Nadel 18 zu prüfen, ob es eine Probengrundplatte 33 gibt, die in einem geeigneten Zustand ist.
  • Ferner kann der Computer 23 dadurch, dass er eine Änderung des Absorptionsstroms detektiert, bevor und nachdem die mit dem Probenstück Q verbundene Nadel 18 das Einstrahlungsgebiet erreicht, indirekt und genau bestimmen, ob die Nadel 18 und das Probenstück Q die Umgebung der Bewegungszielposition erreichen. Dadurch kann der Computer 23 die Bewegung der Nadel 18 und des Probenstücks Q ohne Risiko, dass die Nadel 18 und das Probenstück Q mit anderen Elementen wie etwa der bei der Bewegungszielposition vorhandenen Probengrundplatte 33 in Kontakt gelangen, anhalten und kann er das Auftreten von Problemen wie etwa einer durch den Kontakt verursachten Beschädigung verhindern.
  • Darüber hinaus kann der Computer 23 durch Detektieren der elektrischen Leitung oder Nichtleitung zwischen dem Probenstück Q und dem Probentisch 33 zuverlässig genau bestimmen, ob das Probenstück Q und die Probengrundplatte 33 tatsächlich verbunden sind, wenn das Probenstück Q und die Probengrundplatte 33 durch einen Ablagerungsfilm verbunden sind, falls das Probenstück Q und der Probentisch 33 leitfähig sind.
  • Ferner kann der Computer 23 das Probenstück Q und die Nadel voneinander trennen, nachdem bestätigt worden ist, dass die Verbindung zwischen der Probengrundplatte 33 und dem Probenstück Q tatsächlich abgeschlossen ist, und die elektrische Leitung oder Nichtleitung zwischen der Probengrundplatte 33 und der Nadel 18 prüfen, wenn das Probenstück Q und der Probentisch 33 leitfähig sind.
  • Außerdem kann der Computer 23 durch Gleichheitsprüfung der tatsächlichen Form der Nadel 18 mit einer idealen Bezugsform die Nadel 18 durch Mustergleichheitsprüfung, wenn die Nadel 18 in einem dreidimensionalen Raum angetrieben wird, leicht erkennen und die Position der Nadel 18 in dem dreidimensionalen Raum präzise detektieren.
  • Im Folgenden wird eine erste Änderung der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben.
  • Obgleich in der oben beschriebenen Ausführungsform in Schritt S242 die Zeitmanagementbetriebsart eingestellt wird, kann der Computer 23 zunächst bestimmen, ob innerhalb einer vorgegebenen Zeit elektrische Leitung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und der Nadel 18 detektiert wird, und daraufhin bestimmen, ob die Bildung des Ablagerungsfilms, von der geplant ist, dass sie für die Normalzeit fortgesetzt wird, abgeschlossen ist. 30 ist ein Ablaufplan, der den Prozessablauf des Schritts S242 darstellt. Die in 30 dargestellte Verarbeitung (Schritt S245 bis Schritt S250) der Leitungsmanagementbetriebsart ist dieselbe wie die in 24 dargestellte Verarbeitung (Schritt S245 bis Schritt S250) der Leitungsmanagementbetriebsart.
  • In der Zeitmanagementbetriebsart bestimmt der Computer 23 in Schritt S253 auf der Grundlage eines von dem Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel ausgegebenen Signals, ob innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer, während der die Verarbeitung des Schritts S241 fortgesetzt wird, elektrische Leitung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und der Nadel 18 detektiert wird.
  • Falls die elektrische Leitung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und der Nadel 18 detektiert wird (In Ordnung in Schritt S253), bestimmt der Computer 23 in Schritt S254 unabhängig davon, ob eine vorgegebene Ablagerungsprozesszeit verstrichen ist, dass der Säulenabschnitt 34 und das an der Nadel 18 angebrachte Probenstück Q durch den Ablagerungsfilm verbunden sind (In Ordnung für Verbindung) und hält er die Bildung des Ablagerungsfilms an. Nachfolgend schaltet der Computer 23 seine Betriebsart für die nachfolgende Verarbeitung von der Zeitmanagementbetriebsart zu der Leitungsmanagementbetriebsart. Das heißt, selbst in dem Fall, dass wegen der Tatsache, dass das Probenstück Q nichtleitend ist, das Zeitmanagement eingestellt ist, kann der Computer 23 die Leitungsmanagementbetriebsart einstellen, falls wegen der allmählichen Ansammlung des Ablagerungsfilms auf der Oberfläche des Probenstücks Q durch die wiederholte Ablagerungsfilmbildung im Zeitverlauf die Detektion der elektrischen Leitung durch den Sensor 21 für elektrische Leitung der Nadel gültig wird. Andererseits geht die Verarbeitung zu Schritt S256 über, wenn keine elektrische Leitung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und der Nadel 18 detektiert wird (Nicht gut in Schritt S253). Zusätzlich kann der Computer 23 einen Betreiber über die Betriebsartumschaltung von der Zeitmanagementbetriebsart zu der Leitungsmanagementbetriebsart dadurch informieren, dass er sie auf der Anzeigevorrichtung 22 anzeigt oder einen Warnklang erzeugt. Alternativ kann sie der Computer 23 als Informationen wie etwa Protokolldaten aufzeichnen, die während der automatischen Probennahmeoperation erzeugt werden.
  • In Schritt S256 bestimmt der Computer dadurch, dass er bestimmt, ob die Bildung des Ablagerungsfilms, von der geplant ist, dass sie für die Normalzeit, die eine um eine vorgegebene Zeit längere Zeit als die vorgegebene Ablagerungsprozesszeit ist, fortgesetzt wird, abgeschlossen ist, ob der Säulenabschnitt 34 und das an der Nadel 18 angebrachte Probenstück Q durch den Ablagerungsfilm verbunden sind. Falls die Bildung des Ablagerungsfilms, von der geplant ist, dass sie für die Normalzeit fortgesetzt wird, nicht abgeschlossen ist (Nicht gut in Schritt S256), bestimmt der Computer 23, dass der Säulenabschnitt 34 und das Probenstück Q nicht tatsächlich miteinander verbunden sind, und führt er diesen Bestimmungsprozess wiederholt aus, bis die Bildung des Ablagerungsfilms, von der geplant ist, dass sie für die Normalzeit fortgesetzt wird, abgeschlossen ist. Währenddessen bestimmt der Computer 23, dass der Säulenabschnitt 34 und das an der Nadel 18 angebrachte Probenstück Q verbunden sind (In Ordnung für Verbindung), und führt er die nachfolgende Verarbeitung (Schritt S260 und die davon nachfolgenden Schritte) aus, falls die Bildung des Ablagerungsfilms, von der geplant ist, dass sie für die für die Zeitmanagementbetriebsart eingestellte Normalzeit fortgesetzt wird, abgeschlossen ist (In Ordnung in Schritt S256).
  • Im Folgenden wird eine zweite Änderung der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform bestimmt der Computer 23 in Schritt S249 in der Leitungsmanagementbetriebsart des Schritts S242, dass der Säulenabschnitt 34 und das Probenstück Q durch den Ablagerungsfilm verbunden sind (In Ordnung für Verbindung), falls die Bildung des Ablagerungsfilms in dem Zustand, in dem keine elektrische Leitung zwischen dem Säulenabschnitt 334 und der Nadel 18 detektiert wird, abgeschlossen ist (In Ordnung in Schritt S248). Allerdings ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt.
  • Das heißt, falls die Bildung des Ablagerungsfilms abgeschlossen ist (In Ordnung in Schritt S248) kann der Computer 23 in dem Zustand, in dem keine elektrische Leitung zwischen dem Säulenabschnitt 334 und der Nadel 18 detektiert wird, unter der Voraussetzung, dass der Säulenabschnitt 34 leitfähig ist, bestimmen, dass der Säulenabschnitt 34 und das Probenstück Q nicht durch den Ablagerungsfilm verbunden sind (Nicht gut für Verbindung). In diesem Fall führt der Computer 23 unter Verwendung eines fokussierten Ionenstrahls einen Prozess zum Schneiden des Ablagerungsfilms DM2, durch den das Probenstück Q und die Nadel 18 verbunden sind, aus, führt er daraufhin den Prozess zum Zerstören des an der Spitze der Nadel angebrachten Probenstücks aus und führt er daraufhin den Prozess zum Räumen der Nadel 18 aus (Schritt S270).
  • Im Folgenden wird eine dritte Änderung der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Nadel 18 nicht mit einem fokussierten Ionenstrahl bestrahlt, so dass es nicht wahrscheinlich ist, dass die Nadel 18 verformt oder verkleinert wird. Somit ist die Formgebung oder das Ersetzen der Nadel 18 nicht notwendig. Allerdings kann der Computer 23 zu einem geeigneten Zeitpunkt, z. B. jedes Mal, wenn eine vorgegebene Anzahl von Probennahmen ausgeführt worden sind, falls die automatische Probennahmeoperation wiederholt ausgeführt wird, einen Entfernungsprozess (auch als Reinigung der Nadel 18 bezeichnet) des Entfernens eines an der Spitze der Nadel 18 angebrachten Kohlenstoffablagerungsfilms ausführen. Zum Beispiel kann die Reinigung einmal alle 10 automatischen Probennahmen ausgeführt werden. Im Folgenden wird ein Verfahren zum Bestimmen des Zeitpunkts für die Reinigung der Nadel 18 beschrieben.
  • Als ein erstes Verfahren wird durch Einstrahlen eines Elektronenstrahls periodisch oder bevor die automatische Probennahme ausgeführt wird, bei einer Position, bei der in dem Hintergrund der Nadel keine komplexe Struktur vorhanden ist, ein Sekundärelektronenbild der Spitze der Nadel erfasst. Unter Verwendung des Sekundärelektronenbilds kann selbst ein an der Spitze der Nadel angebrachter Kohlenstoffablagerungsfilm deutlich erkannt werden. Das Sekundärelektronenbild wird in dem Computer 23 gespeichert.
  • Nachfolgend wird unter Verwendung desselben Sehfelds und derselben Beobachtungsvergrößerung wie jener, die zum Erfassen des Sekundärelektronenbilds verwendet wurden, ein Absorptionsstrombild der Nadel 18 erfasst, wobei die Nadel 18 positioniert worden ist. In dem Absorptionsstrombild kann der Kohlenstoffablagerungsfilm nicht erkannt werden, sondern kann nur die Form der Nadel 18 erkannt werden. Dieses Absorptionsstrombild wird ebenfalls in dem Computer 23 gespeichert.
  • Durch Subtrahieren des Absorptionsstrombilds von dem Sekundärelektronenbild wird hier die Nadel 18 gelöscht und wird die Form des von der Spitze vorstehenden Kohlenstoffablagerungsfilms hervorgehoben. Wenn die Fläche des hervorgehobenen Kohlenstoffablagerungsfilms eine vorgegebene Fläche übersteigt, wird der Kohlenstofffilm durch Bestrahlen mit einem fokussierten Ionenstrahl in einer Weise, dass die Nadel 18 nicht geschnitten wird, weggereinigt. Es wird angemerkt, dass es nicht notwendig ist, den Kohlenstoffablagerungsfilm zu entfernen, wenn seine Fläche gleich oder kleiner der vorgegebenen Fläche ist.
  • Anstatt die Fläche des hervorgehobenen Kohlenstoffablagerungsfilms zu verwenden, um den Zeitpunkt für die Reinigung zu bestimmen, kann nachfolgend als ein zweites Verfahren bestimmt werden, dass es Zeit ist, die Reinigung der Nadel 18 auszuführen, wenn die Länge des Kohlenstoffablagerungsfilms, d. h. eine Länge davon in der Axialrichtung (Längsrichtung) der Nadel 18, größer als ein vorgegebener Wert ist.
  • Darüber hinaus werden als ein drittes Verfahren die Bildkoordinaten der Spitze des Kohlenstoffablagerungsfilms auf dem in dem Computer gespeicherten Sekundärelektronenbild aufgezeichnet. Außerdem werden ebenfalls die Bildkoordinaten der Spitze der Nadel in dem in dem Computer 23 gespeicherten Absorptionsstrombild aufgezeichnet. Die Länge des Kohlenstoffablagerungsfilms kann hier aus den Koordinaten der Spitze des Kohlenstoffablagerungsfilms und aus den Koordinaten der Spitze der Nadel 18 berechnet werden. Wenn die Länge des Kohlenstoffablagerungsfilms größer als ein vorgegebener Wert ist, kann bestimmt werden, dass es Zeit ist, die Reinigung der Nadel 18 auszuführen.
  • Ferner wird als ein viertes Verfahren im Voraus eine Schablone einer optimalen Nadelspitzenform, die einen Kohlenstoffablagerungsfilm enthält, erzeugt und wird die Schablone dem Sekundärelektronenbild der Spitze der Nadel überlagert, nachdem die Probennahme mehrmals wiederholt worden ist. Abschnitte, die von der Schablone vorstehen, können durch einen fokussierten Ionenstrahl eliminiert werden.
  • Anstatt die Fläche des hervorgehobenen Kohlenstoffablagerungsfilms zu verwenden, um den Zeitpunkt für die Reinigung zu bestimmen, wird ferner als ein fünftes Verfahren bestimmt, dass es Zeit ist, eine Reinigung der Nadel 18 auszuführen, wenn die Dicke des Kohlenstoffablagerungsfilms an der Spitze der Nadel 18 eine vorgegebene Dicke übersteigt.
  • Die Reinigung kann z. B. unmittelbar nach dem Schritt S280 in 21 ausgeführt werden.
  • Die Reinigung wird in Übereinstimmung mit dem oben erwähnten Verfahren und dergleichen ausgeführt. Währenddessen kann die Nadel zu einer vorgegebenen Zeit ersetzt werden, wenn eine vorgegebene Form nicht erhalten werden kann, auch nachdem die Reinigung ausgeführt worden ist, oder wenn die Reinigung innerhalb einer vorgegebenen Zeit nicht ausgeführt werden kann. Nachdem die Nadel 18 ersetzt worden ist, wird der obige Verarbeitungsablauf nicht geändert, sondern ein Prozess zum Behalten der Form der Spitze der Nadel wie oben beschrieben ausgeführt.
  • Im Folgenden wird eine vierte Änderung der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben.
  • Obgleich der Nadelantriebsmechanismus 19 in der oben beschriebenen Ausführungsform einheitlich mit dem Tisch 12 vorgesehen ist, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Der Nadelantriebsmechanismus 19 kann unabhängig von dem Tisch 12 vorgesehen sein. Der Nadelantriebsmechanismus 19 kann z. B. dadurch, dass er an der Probenkammer 11 oder dergleichen befestigt ist, unabhängig von dem Neigeantrieb des Tischs 12 oder dergleichen vorgesehen sein.
  • Im Folgenden wird eine fünfte Änderung der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die optische Achse des Einstrahlungsoptiksystems 14 des fokussierten Ionenstrahls auf die vertikale Richtung ausgerichtet und ist die optische Achse des Elektronenstrahl-Einstrahlungsoptiksystems 15 in Bezug auf die vertikale Richtung geneigt. Allerdings ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann die optische Achse des Einstrahlungsoptiksystems 14 des fokussierten Ionenstrahls in Bezug auf die vertikale Richtung geneigt sein und kann die optische Achse des Elektronenstrahl-Einstrahlungsoptiksystems 15 auf die vertikale Richtung ausgerichtet sein.
  • Im Folgenden wird eine sechste Änderung der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben.
  • Obgleich das Einstrahlungsoptiksystem eines Strahls geladener Teilchen in der oben beschriebenen Ausführungsform aus dem Einstrahlungsoptiksystem 14 des fokussierten Ionenstrahls und aus dem Elektronenstrahl-Einstrahlungsoptiksystem 15 besteht, um ein Ziel mit zwei verschiedenen Strahlen zu bestrahlen, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann das Einstrahlungsoptiksystem eines Strahls geladener Teilchen das Elektronenstrahl-Einstrahlungsoptiksystem 15 nicht enthalten, sondern nur das in der vertikalen Richtung angeordnete Einstrahlungsoptiksystem 14 des fokussierten Ionenstrahls enthalten. Die in diesem Fall verwendeten Ionen sind negativ geladene Ionen.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform werden der Probenstückhalter P, die Nadel 18, das Probenstück Q und dergleichen in den mehreren oben beschriebenen Schritten in der Weise, dass die durch den Elektronenstrahl und durch den fokussierten Ionenstrahl erzeugten Bilder erfasst werden, unter verschiedenen Winkeln mit dem Elektronenstrahl und mit dem fokussierten Ionenstrahl bestrahlt. Außerdem können die Positionen des Probenstückhalters P, der Nadel 18, des Probenstücks Q usw. und die Positionsbeziehungen zwischen ihnen bestimmt werden. Allerdings kann nur das Einstrahlungsoptiksystem 14 des fokussierten Ionenstrahls montiert sein und kann nur das Bild des fokussierten Ionenstrahls erfasst werden. Im Folgenden wird dieses Beispiel beschrieben.
  • Zum Beispiel wird bei der Bestimmung der Positionsbeziehung zwischen dem Probenstückhalter P und dem Probenstück Q in Schritt S220 ein Bild eines fokussierten Ionenstrahls sowohl für den Fall, dass der Tisch 12 parallel zu der horizontalen Richtung ausgerichtet ist, als auch für den Fall, dass der Tisch 12 unter einem vorgegebenen Winkel in Bezug auf die horizontale Richtung geneigt ist, in einem Zustand erfasst, in dem sowohl der Probenstückhalter P als auch das Probenstück Q innerhalb desselben Sehfelds sind, und kann die dreidimensionale Positionsbeziehung zwischen dem Probenstückhalter P und dem Probenstück Q aus den beiden Bildern bestimmt werden. Da sich der Nadelantriebsmechanismus 19, wie oben beschrieben ist, in der horizontalen Richtung und in der vertikalen Richtung einteilig mit dem Tisch 12 bewegen kann und gekippt werden kann, wird die relative Positionsbeziehung zwischen dem Probenstückhalter P und dem Probenstück Q unabhängig davon, ob der Tisch 12 in einer horizontalen Lage oder in einer geneigten Lage ist, aufrechterhalten. Somit ist es möglich, das Probenstück Q von zwei verschiedenen Richtungen zu beobachten und zu verarbeiten, selbst wenn das Einstrahlungsoptiksystem eines Strahls geladener Teilchen nur aus einem Optiksystem (dem Einstrahlungsoptiksystem 14 des fokussierten Ionenstrahls) besteht.
  • Ähnlich können die Registrierung der Bilddaten des Probenstückhalters P in Schritt S020, die Erkennung der Position der Nadel in Schritt S040, die Erfassung der Schablone (des Bezugsbilds) der Nadel in Schritt S050, die Erfassung des Bezugsbilds der mit dem Probenstück Q verbundenen Nadel 18 in Schritt S170, die Erkennung der Anbringungsposition des Probenstücks Q in Schritt S210 und das Anhalten der Nadelbewegung in Schritt S240 auf dieselbe Weise ausgeführt werden.
  • Außerdem wird das Probenstück Q durch Bilden eines Ablagerungsfilms in der vertikalen Richtung an den oberen Endoberflächen des Probenstückhalters P und des Probenstücks Q mit dem Probenstückhalter P verbunden, wenn das Probenstück Q und der Probenstückhalter P in Schritt S241 verbunden werden, wenn der Tisch 12 in einer horizontalen Lage ist. Da es durch Neigen des Tischs 12 möglich ist, den Ablagerungsfilm von verschiedenen Richtungen zu bilden, kann darüber hinaus eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Probenstück Q und dem Probenstückhalter P hergestellt werden.
  • Im Folgenden wird eine siebente Änderung der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben.
  • Obgleich der Computer 23 in der oben beschriebenen Ausführungsform die Reihe der Prozesse von Schritt S010 bis Schritt S280 als die automatische Probennahmeoperation automatisch ausführt, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Der Computer 23 kann die Verarbeitung wenigstens eines Schritts unter den Schritten von Schritt S010 bis Schritt S280 durch eine durch einen Betreiber ausgeführte manuelle Verarbeitung ersetzen.
  • Wenn die automatische Probennahmeoperation in Bezug auf mehrere Probenstücke Q ausgeführt wird, kann der Computer 23 ferner jedes Mal, wenn an der Probe S eines der mehreren Probenstücke Q gebildet wird, die sofort entnommen werden sollen, die automatische Probennahmeoperation in Bezug auf das entsprechende Probenstück Q, das sofort entnommen werden soll, ausführen. Währenddessen kann der Computer 23 die automatische Probennahmeoperation in Bezug auf jedes der mehreren Probenstücke Q, die sofort entnommen werden sollen, ebenfalls ununterbrochen ausführen, nachdem alle Probenstücke Q in der Probe gebildet worden sind.
  • Im Folgenden wird eine achte Änderung der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben.
  • Obgleich der Computer 23 in der oben beschriebenen Ausführungsform die Position des Säulenabschnitts 34 unter Verwendung der bekannten Schablone des Säulenabschnitts 34 erhält, kann das Bezugsmuster, das aus den Bilddaten des tatsächlichen Säulenabschnitts 34 im Voraus erzeugt wird, als die Schablone verwendet werden. Ferner kann der Computer 23 ein Muster, das zur Zeit der Ausführung eines automatischen Prozesses des Bildens der Probengrundplatte 33 erzeugt wird, als die Schablone verwenden.
  • Ferner kann der Computer 23 in der oben beschriebenen Ausführungsform die relative Positionsbeziehung zwischen der Probengrundplatte 33 und der Nadel 18 unter Verwendung der Bezugsmarkierung Ref bestimmen, die durch Bestrahlung mit dem Strahl geladener Teilchen zur Zeit der Bildung des Säulenabschnitts 34 gebildet wird. Der Computer 23 detektiert aufeinanderfolgend die relative Position der Nadel 18 in Bezug auf die Position der Probengrundplatte 33 und treibt dadurch die Nadel 18 in einem dreidimensionalen Raum geeignet, d. h. dadurch, dass er verhindert, dass die Nadel 18 mit anderen Elementen oder mit anderer Ausrüstung in Kontakt gelangt, an.
  • Im Folgenden wird eine neunte Änderung der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform kann die Verarbeitung von Schritt S220 bis zu Schritt S241 zum Verbinden des Probenstücks Q mit dem Probenstückhalter P alternativ in einer im Folgenden beschriebenen Weise ausgeführt werden. Mit anderen Worten, die Positionsbeziehung (Entfernung) zwischen dem Säulenabschnitt 34 des Probenstückhalters P und dem Probenstück Q wird aus den Bildern davon erhalten und der Nadelantriebsmechanismus 19 wird in der Weise betrieben, dass die berechnete Entfernung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und dem Probenstück Q gleich einem Zielwert wird.
  • In Schritt S220 erkennt der Computer 23 aus Sekundärbilddaten oder Absorptionsstrom-Bilddaten davon, die durch einen Elektronenstrahl und durch einen fokussierten Ionenstrahl gebildet werden, die Positionsbeziehungen zwischen der Nadel 18, dem Probenstück Q und dem Säulenabschnitt 34. 31 und 32 sind schematische Darstellungen, die schematisch die Positionsbeziehung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und dem Probenstück Q darstellen. 31 beruht auf einem durch einen fokussierten Ionenstrahl erzeugten Bild und 32 beruht auf einem durch einen Elektronenstrahl erzeugten Bild. Aus diesen Figuren wird die relative Positionsbeziehung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und dem Probenstück Q gemessen. Wie in 31 dargestellt ist, werden orthogonale Dreiachsenkoordinaten (Koordinaten, die von den Dreiachsenkoordinaten des Tischs 12 verschieden sind) mit dem Ursprung in einer Ecke (z. B. der Seitenoberfläche 34a) des Säulenabschnitts 34 eingestellt und werden die Entfernungen DX und DY aus dem Bild von 31 als die Entfernung zwischen der Seitenoberfläche 34a (dem Ursprung) des Säulenabschnitts 34 und dem Bezugspunkt Qc des Probenstücks Q gemessen.
  • Eine Entfernung DZ wird aus dem Bild von 32 erhalten. Allerdings ist die tatsächliche Entfernung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und dem Probenstück Q in der Z-Achsen-Richtung DZ/sinθ, wenn angenommen wird, dass der Tisch unter einem Winkel θ (0° < θ ≤ 90°) in Bezug auf die optische Achse des Elektronenstrahls und in Bezug auf die optische Achse (vertikale Richtung) des fokussierten Ionenstrahls geneigt ist.
  • Nachfolgend wird anhand von 31 und 32 die Positionsbeziehung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und der Bewegungshaltposition des Probenstücks Q beschrieben.
  • Die obere Endoberfläche (Stirnseite) 34b des Säulenabschnitts 34 und die obere Endoberfläche Qb des Probenstücks Q sind bündig miteinander und eine Seitenoberfläche des Säulenabschnitts 34 und die Querschnittsfläche des Probenstücks Q sind bündig miteinander und der Säulenabschnitt 34 und das Probenstück Q sind in der Weise angeordnet, dass es dazwischen einen Zwischenraum von etwa 0,5 µm gibt. Das heißt, dadurch, dass der Nadelantriebsmechanismus 19 in der Weise betrieben wird, dass DX = 0, DY = 0,5 µm und DZ = 0 ist, ist es möglich zu veranlassen, dass das Probenstück Q die Sollhaltposition erreicht.
  • In dem Aufbau, in dem die optische Achse des fokussierten Ionenstrahls und die optische Achse des Elektronenstrahls senkrecht zueinander sind (θ = 90°), ist die Entfernung DZ zwischen dem Säulenabschnitt 34 und dem Probenstück Q, die durch den Elektronenstrahl gemessen wird, eine tatsächliche Entfernung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und dem Probenstück Q.
  • Im Folgenden wird eine zehnte Änderung der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Nadelantriebsmechanismus 19 in Schritt S230 in der Weise betrieben, dass eine Entfernung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und dem Probenstück Q, gemessen aus dem Bild der Nadel 18, gleich einem Zielwert wird.
  • Alternativ kann die Verarbeitung von Schritt S220 bis Schritt S241 zum Verbinden des Probenstücks Q mit dem Probenstückhalter P in der oben beschriebenen Ausführungsform auf eine im Folgenden beschriebene Weise ausgeführt werden. Mit anderen Worten, im Voraus wird unter Verwendung der Schablonen die Anbringungsposition, bei der das Probenstück Q an dem Säulenabschnitt 34 des Probenstückhalters P angebracht wird, bestimmt, das Bild des Probenstücks Q wird durch Mustergleichheitsprüfung auf die Anbringungsposition ausgerichtet und der Nadelantriebsmechanismus 19 wird betrieben.
  • Es wird die Positionsbeziehung zwischen der Bewegungshaltposition des Probenstücks Q und dem Säulenabschnitt 34 beschrieben. Die Positionsbeziehung ist derart, dass die obere Endoberfläche 34b des Säulenabschnitts 34 und die obere Endoberfläche Qb des Probenstücks Q bündig miteinander hergestellt werden, dass eine Seitenoberfläche des Säulenabschnitts 34 und die Querschnittsfläche des Probenstücks Q bündig miteinander sind und dass zwischen dem Säulenabschnitt 34 und dem Probenstück Q ein Zwischenraum von 0,5 µm vorgesehen ist. Die Schablone kann durch Entnehmen der Umrisse (Ränder) aus einem tatsächlichen Sekundärelektronenbild oder aus tatsächlichen Absorptionsstrom-Bilddaten des Probenstückhalters P oder der Nadel 18, an der das Probenstück Q befestigt ist, erzeugt werden. Die Schablone kann eine Strichzeichnung, eine Entwurfszeichnung oder eine CAD-Zeichnung sein.
  • In Schritt S230 wird das Probenstück Q dadurch, dass der Säulenabschnitt 34 innerhalb der erzeugten Schablone angezeigt wird, damit er den in Echtzeit durch einen Elektronenstrahl und durch einen fokussierten Ionenstrahl erzeugten Bildern des Säulenabschnitts 34 überlagert wird, und dadurch, dass der Nadelantriebsmechanismus 19 zu arbeiten angewiesen wird, zu der Bewegungshaltposition des Probenstücks Q auf der Schablone bewegt. In Schritt S240 wird bestätigt, ob Bilder, die in Echtzeit durch den Elektronenstrahl und durch den fokussierten Ionenstrahl erzeugt werden, mit der Bewegungshaltposition des Probenstücks Q in der vorgegebenen Schablone überlappen, und wird der Betrieb des Nadelantriebsmechanismus 19 angehalten. Auf diese Weise kann das Probenstück Q genau bewegt werden, damit es bei der vorgegebenen Haltposition die vorgegebene Positionsbeziehung mit dem Säulenabschnitt 34 aufweist.
  • Ferner kann als eine weitere Ausführungsform der Verarbeitung des Schritts S230 bis Schritts S241 das Folgende ausgeführt werden. Eine Strichzeichnung des Randabschnitts, die aus dem Sekundärteilchenbild oder aus den Absorptionsstrom-Bilddaten entnommen wird, wird nur auf einen minimal notwendigen Abschnitt beschränkt, der zum Positionieren des Säulenabschnitts 34 und des Probenstücks Q erforderlich ist. 33 stellt ein Beispiel dafür dar, wobei der Säulenabschnitt 34, das Probenstück Q, der Umriss (mit einer Strichlinie gezeichnet) und der entnommene Rand (mit einer fetten durchgezogenen Linie gezeichnet) dargestellt sind. Die zu entnehmenden Ränder des Probenstücks Q und des Säulenabschnitts 34 sind die Ränder 34s und Qs, die einander und Teilen der Ränder 34t und Qt bei den jeweiligen Endoberflächen 34b und Qb des Säulenabschnitts 34 und des Probenstücks Q zugewandt sind. Als die Ränder des Säulenabschnitts 34 sind Geraden 35a und 35b ausreichend. Als die Ränder des Probenstücks Q sind Geraden 36a und 36b ausreichend. Jede Gerade ist ein Abschnitt jedes Rands. Mit diesen Geraden kann z. B. eine T-förmige Schablone erzeugt werden. Der Tischantriebsmechanismus 13 und der Nadelantriebsmechanismus 19 werden betrieben, um die entsprechenden Schablonen davon zu bewegen. Auf der Grundlage dieser Schablonen 35a, 35b, 36a und 36b können der Abstand zwischen dem Säulenabschnitt 34 und dem Probenstück Q und die Parallelitäten und die Höhen des Säulenabschnitts 34 und des Probenstücks Q aus der wechselweisen Positionsbeziehung bestimmt werden. Somit können der Säulenabschnitt 34 und das Probenstück Q leicht ausgerichtet werden. 34 stellt eine Positionsbeziehung zwischen den Schablonen dar, die der vorgegebenen Positionsbeziehung zwischen dem Säulenabschnitt 34 und dem Probenstück Q entspricht, in der die Strecken 35a und 36a mit einem vorgegebenen Abstand parallel zueinander sind und die Strecken 35b und 36b auf einer Geraden liegen. Es werden der Tischantriebsmechanismus 13 und/oder der Nadelantriebsmechanismus 19 betrieben und der betriebene Antriebsmechanismus hält an, wenn die Schablonen die in 30 dargestellte Positionsbeziehung aufweisen.
  • Auf diese Weise können die Schablonen für die präzise Ausrichtung verwendet werden, nachdem bestätigt worden ist, dass sich das Probenstück Q einem vorgegebenen Säulenabschnitt 34 angenähert hat.
  • Nachfolgend wird als eine elfte Änderung der oben beschriebenen Ausführungsform ein weiteres Beispiel der Verarbeitung von S220 bis S241 beschrieben.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Nadel 18 in Schritt S230 bewegt. Wenn das Probenstück Q den Schritt S230 gerade durchlaufen hat, wird es durch eine große Entfernung von einer Zielposition abgelenkt, wobei der im Folgenden beschriebene Betrieb ausgeführt werden kann.
  • In Schritt S220 ist es erwünscht, dass das Probenstück Q vor der Bewegung in einem Gebiet Y > 0 und Z > 0 in einem dreidimensionalen rechteckigen Koordinatensystem, dessen Ursprung mit dem Ursprung jedes Säulenabschnitts 34 übereinstimmt, positioniert wird. Diese Anordnung ist hinsichtlich des Minimierens der Möglichkeit eines Zusammenstoßes des Probenstücks Q mit dem Säulenabschnitt 34 während der Bewegung der Nadel 18 erwünscht. Dadurch kann das Probenstück Q durch gleichzeitiges Betreiben des X-, des Y- und des Z-Antriebsabschnitts des Nadelantriebsmechanismus 19 sicher und schnell zu der Zielposition bewegt werden. Währenddessen ist es höchstwahrscheinlich, dass das Probenstück Q mit dem Säulenabschnitt 34 zusammenstößt, wenn das Probenstück Q vor der Bewegung in einem Gebiet Y < 0 positioniert wird, wenn der X-, der Y- und der Z-Antriebsabschnitt des Nadelantriebsmechanismus 19 gleichzeitig betrieben werden, um das Probenstück Q in Richtung der Haltposition zu bewegen. Somit wird die Nadel 18 zu der Zielposition geführt, wobei ein Weg, auf dem der Säulenabschnitt 34 angeordnet ist, vermieden wird, wenn das Probenstück Q in Schritt S220 in dem Gebiet Y < 0 positioniert wird. Genauer wird das Probenstück Q durch Antreiben nur der Y-Achse des Nadelantriebsmechanismus 19 zunächst zu einem Gebiet Y > 0 bewegt, wodurch das Probenstück Q eine vorgegebene Position (z. B. eine Position, die von dem Säulenabschnitt 34 durch eine Entfernung beabstandet ist, die das Doppelte, das Dreifache, das Fünffache oder das 10-fache der Breite des Säulenabschnitts 34 usw. ist) erreicht, und wird es daraufhin durch gleichzeitiges Betreiben des X-, des Y- und des Z-Antriebsabschnitts des Nadelantriebsmechanismus in Richtung der endgültigen Haltposition bewegt. Auf diese Weise kann das Probenstück Q sicher und schnell bewegt werden, während ein Zusammenstoß mit dem Säulenabschnitt 34 vermieden wird. Währenddessen wird das Probenstück Q zunächst zu einem Gebiet Z > 0 (z. B. zu der Position Z = 2 µm, 3 µm, 5 µm oder 10 µm) bewegt und daraufhin zu einer vorgegebenen Position in dem Gebiet Y > 0 bewegt und schließlich durch gleichzeitiges Betreiben des X-, des Y- und des Z-Antriebsabschnitts des Nadelantriebsmechanismus in Richtung der Endhaltposition bewegt, wenn aus dem Elektronenstrahlbild und/oder aus dem Bild des fokussierten Ionenstrahls bestätigt wird, dass die X-Koordinaten des Probenstücks Q und des Säulenabschnitts 34 dieselben sind und dass die Z-Koordinate des Probenstücks Q kleiner als die Z-Koordinate des oberen Endes des Säulenabschnitts (Z < 0) ist. Dadurch, dass das Probenstück Q auf diese Weise bewegt wird, kann das Probenstück Q die Zielposition erreichen, ohne mit dem Säulenabschnitt 34 zusammenzustoßen.
  • Nachfolgend wird eine zwölfte Änderung der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben.
  • In der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Nadel 18 durch den Nadelantriebsmechanismus 19 geschwenkt werden. In der obigen Ausführungsform ist die grundlegendste Probennahmeprozedur, in der die Schwenkung (axiale Drehung) der Nadel 18 außer für das Nadelabschneiden nicht verwendet ist, beschrieben worden. Allerdings wird in der elften Änderung eine Ausführungsform beschrieben, die die axiale Drehung der Nadel 18 verwendet.
  • Da der Computer 23 die Nadel 18 durch Betreiben des Nadelantriebsmechanismus 19 schwenken kann, kann der Computer 23 die Stellung des Probenstücks Q nach Bedarf steuern. Der Computer 23 dreht das aus der Probe S entnommene Probenstück Q und befestigt das Probenstück Q in einem Zustand, in dem die Positionen des oberen und des unteren Endes und die Positionen des rechten und des linken Endes davon eingestellt werden, an dem Probenstückhalter P. Der Computer 23 befestigt das Probenstück Q in der Weise, dass die Oberfläche des Probenstücks Q, die der ursprünglichen Oberfläche der Probe S, aus der das Probenstück Q entnommen worden ist, entspricht, zu der Querschnittsfläche des Säulenabschnitts 34 parallel oder senkrecht ist. Dadurch kann der Computer 23 diejenige Lage des Probenstücks Q, die für die später auszuführende Endverarbeitung geeignet ist, sicherstellen und den Vorhangeffekt oder dergleichen, der in einem Endprozess zum Laminieren des Probenstücks Q auftritt, verringern. Der Begriff „Vorhangeffekt“ bezieht sich auf ein Streifenmuster, das in einer Richtung, in der der fokussierte Ionenstrahl eingestrahlt wird, erscheint und führt zu einer fehlerhaften Interpretation während der elektronenmikroskopischen Beobachtung eines verarbeiteten Probenstücks. Wenn der Computer 23 die Nadel dreht, führt er eine Exzentrizitätskorrektur aus und korrigiert er dadurch die Drehung in der Weise, dass das Probenstück Q in dem tatsächlichen Sehfeld liegt.
  • Ferner formt der Computer 23 das Probenstück Q dadurch, dass er das Probenstück Q nach Bedarf mit einem fokussierten Ionenstrahl bestrahlt. Insbesondere ist es erwünscht, dass das Probenstück Q in der Weise geformt wird, dass die Endoberfläche davon in Kontakt mit dem Säulenabschnitt 34 im Wesentlichen parallel zu der Endoberfläche des Säulenabschnitts 34 ist, nachdem das Probenstück Q geformt worden ist. Der Computer 23 führt den Formgebungsprozess wie etwa das Schneiden eines Teils des Probenstücks Q vor dem später zu beschreibenden Erzeugen einer Schablone aus. Der Computer 23 stellt eine Verarbeitungsposition für den Formgebungsprozess in Bezug auf die Entfernung von der Nadel 18 ein. Dadurch ermöglicht der Computer 23 die Entnahme des Rands aus der später zu beschreibenden Schablone und sichert er die für die später auszuführende Endverarbeitung geeignete Form des Probenstücks Q.
  • Nach dem oben beschriebenen Schritt S150 treibt der Computer 23 hinsichtlich der Lagesteuerung zunächst unter Verwendung des Nadelantriebsmechanismus 19 die Nadel 18 an und dreht er die Nadel 18 um einen Winkel, der einer Lagesteuerungsbetriebsart entspricht, in der Weise, dass das Probenstück Q eine vorgegebene Lage aufweist. Die Lagesteuerungsbetriebsart ist hier eine Betriebsart, in der das Probenstück Q in der Weise gesteuert wird, dass es eine vorgegebene Lage aufweist. Die Nadel 18 nähert sich dem Probenstück Q an, während sie in Bezug auf das Probenstück Q einen vorgegebenen Winkel aufweist, und dreht die Nadel 18, mit der das Probenstück Q verbunden ist, um einen vorgegebenen Winkel und steuert dadurch die Lage des Probenstücks Q. Wenn der Computer 23 die Nadel 18 dreht, führt er eine Exzentrizitätskorrektur aus. 35 bis 40 stellen diese Zustände dar und sind schematische Darstellungen, die die mit dem Probenstück Q verbundene Nadel 18 in mehreren (z. B. drei) Annäherungsbetriebsarten darstellen.
  • 35 und 36 sind schematische Darstellungen, die die Zustände der mit einem Probenstück Q verbundenen Nadel 18 in einer Annäherungsbetriebsart, in der ein Drehwinkel der Nadel 19 0° beträgt, darstellen. 35 stellt den Zustand der mit dem Probenstück Q verbundenen Nadel 18 in durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten Bilddaten dar und 36 stellt den Zustand der mit dem Probenstück verbundenen Nadel 18 in durch einen Elektronenstrahl erzeugten Bilddaten dar. In der Annäherungsbetriebsart, in der der Drehwinkel der Nadel 19 0° ist, stellt der Computer 23 einen zum Umsetzen des Probenstücks Q zu dem Probenstückhalter P geeigneten Lagezustand ohne Drehen der Nadel 18 ein.
  • 37 und 38 sind schematische Darstellungen, die die Zustände der Nadel 18 in einer Annäherungsbetriebsart, in der der Drehwinkel der Nadel 18 90° beträgt, darstellen. 41 stellt den Zustand der mit dem Probenstück Q verbundenen und um 90° gedrehten Nadel 18 in durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen erzeugten Bilddaten dar und 37 stellt den Zustand der mit dem Probenstück verbundenen und um 90° gedrehten Nadel 18 in durch einen Elektronenstrahl erzeugten Bilddaten dar. In der Annäherungsbetriebsart, in der die Nadel um 90° gedreht wird, stellt der Computer 23 einen zum Umsetzen des Probenstücks Q zu dem Probenstückhalter P geeigneten Lagezustand in einem Zustand, in dem die Nadel 18 um 90° gedreht ist, ein.
  • 39 und 40 sind schematische Darstellungen, die die Zustände der mit dem Probenstück Q verbundenen Nadel 18 in einer Annäherungsbetriebsart, in der der Drehwinkel der Nadel 18 180° beträgt, darstellen. 39 stellt den Zustand der mit dem Probenstück Q verbundenen und um 180° gedrehten Nadel 18 in durch einen fokussierten Ionenstrahl der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erzeugten Bilddaten dar und 40 stellt den Zustand der mit dem Probenstück Q verbundenen und um 180° gedrehten Nadel 18 in durch einen Elektronenstrahl erzeugten Bilddaten dar. In der Annäherungsbetriebsart, in der die Nadel 18 um einen Drehwinkel von 180° gedreht wird, stellt der Computer 23 einen zum Umsetzen des Probenstücks Q zu dem Probenstückhalter P geeigneten Lagezustand in einen Zustand, in dem die Nadel 18 um 180° gedreht ist, ein.
  • Wenn die Nadel 18 in dem oben beschriebenen Probenstück-Aufnehmprozess mit dem Probenstück Q verbunden wird, wird die relative Verbindungslage zwischen der Nadel 18 und dem Probenstück Q auf eine Verbindungslage eingestellt, die für jede Annäherungsbetriebsart geeignet ist.
  • Nachfolgend wird eine dreizehnte Änderung der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben.
  • In der zwölften Änderung wird eine Ausführungsform beschrieben, in der ein planares Probenstück unter Nutzung der Tatsache hergestellt wird, dass die Nadel 18 durch den Nadelantriebsmechanismus 19 in der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen gedreht werden kann.
  • Der Begriff „planares Probenstück (Lamelle)“ bezieht sich auf ein Probenstück, das dadurch hergestellt wird, dass ein von einer ursprünglichen Probe getrenntes und entnommenes Probenstück lamelliert wird und parallel zu der Oberfläche der ursprünglichen Probe gebildet wird, um eine Oberfläche innerhalb der ursprünglichen Probe zu beobachten.
  • 41 ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand darstellt, in dem ein getrenntes und entnommenes Probenstück Q an der Spitze der Nadel 18 befestigt ist. 45 stellt schematisch ein durch einen Elektronenstrahl erzeugtes Bild dar. Wenn die Nadel 18 an dem Probenstück Q befestigt wird, wird das Probenstück Q unter Verwendung des in 5 und 8 dargestellten Verfahrens befestigt. Wenn die Drehachse der Nadel 18 in Bezug auf die XY-Ebene in 1 um 45° geneigt wird, wird die Lage des Probenstücks Q in der Weise geändert, dass die obere Endoberfläche Qb des von der ursprünglichen Probe getrennten und entnommenen Probenstücks Q durch Drehen der Nadel 18 um 90° aus der horizontalen Ebene (der XY-Ebene in 1) in eine Ebene senkrecht zu der XY-Ebene gedreht wird.
  • 42 ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem das an der Spitze der Nadel 18 befestigte Probenstück Q in der Weise bewegt worden ist, dass es mit dem Säulenabschnitt 34 des Probenstückhalters P in Kontakt ist. Eine Seitenoberfläche 34a des Säulenabschnitts 34 ist eine Oberfläche senkrecht zu der Bestrahlungsrichtung eines Elektronenstrahls, wenn mit einem Transmissionselektronenmikroskop beobachtet wird, und eine Seitenoberfläche (Stirnfläche) 34b ist eine Oberfläche parallel zu der Bestrahlungsrichtung des Elektronenstrahls. Eine Seitenoberfläche (obere Endoberfläche 34c) des Säulenabschnitts 34 ist eine Oberfläche senkrecht zu der Bestrahlungsrichtung eines fokussierten Ionenstrahls in 1 und ist die obere Oberfläche des Säulenabschnitts 34.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird die obere Endoberfläche Qb des Probenstücks Q, dessen Lage durch die Nadel gesteuert wird, in der Weise bewegt, dass sie parallel und vorzugsweise bündig mit der Seitenoberfläche 34a des Säulenabschnitts 34 des Probenstückhalters P ist, und wird die Querschnittsfläche des Probenstücks Q mit dem Probenstückhalter in Oberflächenkontakt gebracht. Nachdem bestätigt worden ist, dass das Probenstück mit dem Probenstückhalter in Kontakt ist, wird auf der oberen Endoberfläche 34c des Säulenabschnitts 34, spezifisch in einem Abschnitt, in dem das Probenstück und der Probenstückhalter miteinander in Kontakt sind, ein Ablagerungsfilm gebildet. Das heißt, der Ablagerungsfilm wird das Probenstück und den Probenstückhalter übergreifend gebildet.
  • 43 ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand darstellt, in dem ein planares Probenstück 37 durch Bestrahlen eines an einem Probenstückhalter befestigten Probenstücks Q mit einem fokussierten Ionenstrahl hergestellt wird. Das in einer vorgegebenen Probentiefe von der Probenoberfläche angeordnete planare Probenstück 37 wird durch einen Prozess hergestellt, in dem eine Entfernung von der oberen Endoberfläche Qb des Probenstücks Q bis zu einer Position, an der das planare Probenstück 37 gebildet werden soll, erhalten wird und ein fokussierter Ionenstrom in der Weise zu dem Probenstück Q gelenkt wird, dass das planare Probenstück gebildet wird, das parallel zu der oberen Endoberfläche Qb des Probenstücks Q ist und eine vorgegebene Dicke aufweist. Dadurch, dass ein solches planares Probenstück vorbereitet wird, ist es möglich, die Struktur- und Zusammensetzungsverteilung innerhalb der Probe parallel zu der Oberfläche der Probe zu kennen.
  • Das Verfahren zum Vorbereiten des planaren Probenstücks ist darauf nicht beschränkt. Wenn der Probenstückhalter an einem Mechanismus montiert ist, der innerhalb eines Bereichs von 0° bis 90° geneigt werden kann, ist es möglich, ein planares Probenstück durch Drehen des Probentischs und Neigen des Probenhalters vorzubereiten, ohne dass eine Probe gedreht wird. Alternativ ist es möglich, ein planares Probenstück durch geeignetes Einstellen des Neigungswinkels des Probenstückhalters vorzubereiten, wenn die Nadel unter einem Winkel innerhalb eines von einem Winkel von 45° verschiedenen Bereichs von 0° bis 90° geneigt wird.
  • Auf diese Weise kann ein planares Probenstück vorbereitet werden und kann eine planare Oberfläche, die parallel zu der Oberfläche einer Probe in einer vorgegebenen Tiefe von der Probenoberfläche liegt, mit einem Elektronenmikroskop beobachtet werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird das entnommene und getrennte Probenstück auf einer Seitenoberfläche des Säulenabschnitts platziert. Obgleich das Befestigen des Probenstücks auf der oberen Endoberfläche des Säulenabschnitts betrachtet werden kann, ist es aus dem folgenden Grund bevorzugt, dass das Probenstück an einer Seitenoberfläche des Säulenabschnitts befestigt wird: Wenn das Probenstück einem Lamellierungsprozess unter Verwendung eines fokussierten Ionenstrahls ausgesetzt wird, trifft der fokussierte Ionenstrahl auf die obere Endoberfläche des Säulenabschnitts und haften Zerstäubungsteilchen, die von der Stelle erzeugt werden, an einem lamellierten Abschnitt des Probenstücks, was das gebildete planare Probenstück für die mikroskopische Beobachtung ungeeignet macht.
  • Im Folgenden werden weitere Ausführungsformen beschrieben.
  • (a1) Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen, die eine Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen zum automatischen Vorbereiten eines Probenstücks von einer Probe ist, wobei die Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen wenigstens enthält:
    • mehrere Einstrahlungsoptiksysteme eines Strahls geladener Teilchen (Strahleinstrahlungsoptiksysteme), die jeweils einen Strahl geladener Teilchen emittieren;
    • einen Probentisch, der zum Bewegen der darauf platzierten Probe konfiguriert ist;
    • eine Probenstück-Transfervorrichtung mit einer Nadel, die mit dem Probenstück verbunden werden soll, das von der Probe getrennt und entnommen werden soll, und um das Probenstück zu transportieren;
    • eine Halterbefestigungs-Grundplatte, die dafür konfiguriert ist, einen Probenstückhalter mit einem Säulenabschnitt, zu dem das Probenstück umgesetzt werden soll, zu halten;
    • eine Gaszufuhreinheit, die dafür konfiguriert ist, in einem Zustand, in dem der Strom geladener Teilchen eingestrahlt wird, ein Gas zur Bildung eines Ablagerungsfilms zuzuführen; und
    • einen Computer, der dafür konfiguriert ist, eine elektrische Eigenschaft zwischen dem Probenstück und dem Säulenabschnitt zu messen und wenigstens die Einstrahlungsoptiksysteme eines Strahls geladener Teilchen, die Probenstück-Transfervorrichtung und die Gaszufuhreinheit in der Weise zu steuern, dass der Ablagerungsfilm den Säulenabschnitt und das Probenstück, das mit einem Zwischenraum zwischen dem Probenstück und dem Säulenabschnitt positioniert ist, übergreifend gebildet wird, bis die gemessene elektrische Eigenschaft einen vorgegebenen Wert der elektrischen Eigenschaft erreicht.
  • (a2) Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen, die eine Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen zum automatischen Vorbereiten eines Probenstücks von einer Probe ist, wobei die Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen wenigstens enthält:
    • mehrere Einstrahlungsoptiksysteme eines Strahls geladener Teilchen (Strahleinstrahlungsoptiksysteme), die jeweils einen Strahl geladener Teilchen einstrahlen;
    • einen Probentisch, der sich mit der darauf platzierten Probe bewegt;
    • eine Probenstück-Transfervorrichtung mit einer Nadel, die mit dem Probenstück verbunden werden soll, das von der Probe getrennt und entnommen werden soll, und um das Probenstück zu transportieren;
    • eine Halterbefestigungs-Grundplatte, die für einen Probenstückhalter mit einem Säulenabschnitt, zu dem das Probenstück umgesetzt werden soll, konfiguriert ist;
    • eine Gaszufuhreinheit, die dafür konfiguriert ist, in einem Zustand, in dem der Strahl geladener Teilchen eingestrahlt wird, ein Gas zur Bildung eines Ablagerungsfilms zuzuführen; und
    • einen Computer, der dafür konfiguriert ist, eine elektrische Eigenschaft zwischen dem Probenstück und dem Säulenabschnitt zu messen und wenigstens die Einstrahlungsoptiksysteme eines Strahls geladener Teilchen, die Probenstück-Transfervorrichtung und die Gaszufuhreinheit in der Weise zu steuern, dass der Ablagerungsfilm den Säulenabschnitt und das Probenstück, das mit einem Zwischenraum zwischen dem Säulenabschnitt und dem Probenstück positioniert ist, übergreifend für eine vorgegebene Zeit gebildet wird.
  • (a3) Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen, die eine Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen zum automatischen Vorbereiten eines Probenstücks von einer Probe ist, wobei die Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen wenigstens enthält:
    • ein Einstrahlungsoptiksystem eines fokussierten Ionenstrahls (Strahleinstrahlungsoptiksystem), das zum Einstrahlen eines fokussierten Ionenstrahls konfiguriert ist;
    • einen Probentisch, der sich mit der darauf platzierten Probe bewegt;
    • eine Probenstück-Transfervorrichtung mit einer Nadel, die mit dem Probenstück verbunden werden soll, das von der Probe getrennt und entnommen werden soll, und um das Probenstück zu transportieren;
    • eine Halterbefestigungs-Grundplatte, die dafür konfiguriert ist, einen Probenstückhalter mit einem Säulenabschnitt, zu dem das Probenstück umgesetzt werden soll, zu halten;
    • eine Gaszufuhreinheit, die dafür konfiguriert ist, in einem Zustand, in dem der fokussierte Ionenstrahl eingestrahlt wird, ein Gas zur Bildung eines Ablagerungsfilms zuzuführen; und
    • einen Computer, der dafür konfiguriert ist, eine elektrische Eigenschaft zwischen dem Probenstück und dem Säulenabschnitt zu messen und wenigstens das Einstrahlungsoptiksystem eines fokussierten Ionenstrahls, die Probenstück-Transfervorrichtung und die Gaszufuhreinheit in der Weise zu steuern, dass der Ablagerungsfilm den Säulenabschnitt und das Probenstück, das mit einem Zwischenraum zwischen dem Säulenabschnitt und dem Probenstück positioniert ist, übergreifend gebildet wird, bis die gemessene elektrische Eigenschaft einen vorgegebenen Wert der elektrischen Eigenschaft erreicht.
  • (a4) Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen, die eine Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen zum automatischen Vorbereiten eines Probenstücks von einer Probe ist, wobei die Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen wenigstens enthält:
    • ein Einstrahlungsoptiksystem eines fokussierten Ionenstrahls (Strahleinstrahlungsoptiksystem), das zum Einstrahlen eines fokussierten Ionenstrahls konfiguriert ist;
    • einen Probentisch, der dafür konfiguriert ist, sich mit der darauf platzierten Probe zu bewegen;
    • eine Probenstück-Transfervorrichtung mit einer Nadel, die mit dem Probenstück verbunden werden soll, das von der Probe getrennt und entnommen werden soll, und um das Probenstück zu transportieren;
    • eine Halterbefestigungs-Grundplatte, die dafür konfiguriert ist, einen Probenstückhalter mit einem Säulenabschnitt, zu dem das Probenstück umgesetzt werden soll, zu halten;
    • eine Gaszufuhreinheit, die dafür konfiguriert ist, in einem Zustand, in dem der fokussierte Ionenstrahl eingestrahlt wird, ein Gas zur Bildung eines Ablagerungsfilms zuzuführen; und
    • einen Computer, der dafür konfiguriert ist, eine elektrische Eigenschaft zwischen dem Probenstück und dem Säulenabschnitt zu messen und wenigstens das Einstrahlungsoptiksystem eines fokussierten Ionenstrahls, die Probenstück-Transfervorrichtung und die Gaszufuhreinheit in der Weise zu steuern, dass der Ablagerungsfilm den Säulenabschnitt und das Probenstück, das mit einem Zwischenraum zwischen dem Säulenabschnitt und dem Probenstück positioniert ist, übergreifend für eine vorgegebene Zeit gebildet wird.
  • (a5) In der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach (a1) oder (a2) enthält der Strahl geladener Teilchen wenigstens einen fokussierten Ionenstrahl und einen Elektronenstrahl.
  • (a6) In der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach einem von (a1) bis (a4) ist die elektrische Eigenschaft ein elektrischer Widerstand und/oder ein Strom und/oder ein elektrisches Potential.
  • (a7) In der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach einem von (a1) bis (a6) bewegt der Computer das Probenstück in der Weise, dass der Zwischenraum zwischen dem Probenstück und dem Säulenabschnitt verringert wird, wenn die elektrische Eigenschaft einen vorgegebenen Wert der elektrischen Eigenschaft in einer vorgegebenen Ablagerungsfilm-Bildungszeit nicht erreicht, und steuert er mindestens das Strahleinstrahlungsoptiksystem, die Probenstück-Transfervorrichtung und die Gaszufuhreinheit in der Weise, dass der Ablagerungsfilm den Säulenabschnitt und das Probenstück, das positioniert ist, übergreifend gebildet wird.
  • (a8) In der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach einem von (a1) bis (a6) steuert der Computer wenigstens das Strahleinstrahlungsoptiksystem und die Gaszufuhreinheit in der Weise, dass die Bildung des Ablagerungsfilms angehalten wird, wenn die elektrische Eigenschaft zwischen dem Probenstück und dem Säulenabschnitt in einer vorgegebenen Ablagerungsfilm-Bildungszeit einen vorgegebenen Wert der elektrischen Eigenschaft erfüllt.
  • (a9) In der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach (a1) oder (a3) weist der Zwischenraum eine Größe von 1 µm oder weniger auf.
  • (a10)In der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach (a9) weist der Zwischenraum eine Größe von 100 nm oder mehr und 200 nm oder weniger auf.
  • (b1) Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen, die eine Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen zum automatischen Vorbereiten eines Probenstücks von einer Probe ist, wobei die Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen enthält:
    • ein Einstrahlungsoptiksystem eines Strahls geladener Teilchen, das zum Einstrahlen eines Strahls geladener Teilchen konfiguriert ist;
    • einen Probentisch, der dafür konfiguriert ist, sich mit der darauf platzierten Probe zu bewegen;
    • eine Probenstück-Transfervorrichtung, die dafür konfiguriert ist, das von der Probe getrennte und entnommene Probenstück zu halten und zu transportieren;
    • eine Halterbefestigungsgrundplatte, die dafür konfiguriert ist, einen Probenstückhalter mit einem Säulenabschnitt, zu dem das Probenstück umgesetzt werden soll, zu halten; und
    • einen Computer, der dafür konfiguriert ist, auf der Grundlage eines Bilds des Säulenabschnitts, das durch Abtastung des Strahls geladener Teilchen erfasst wird, eine Schablone des Säulenabschnitts zu erzeugen und das Einstrahlungsoptiksystem eines Strahls geladener Teilchen und die Probenstück-Transfervorrichtung in Bezug auf Positionsinformationen, die durch Schablonengleichheitsprüfung unter Verwendung der Schablone erhalten werden, in der Weise zu steuern, dass das Probenstück zu dem Säulenabschnitt umgesetzt wird.
  • (b2) In der in (b1) beschriebenen Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen enthält der Probenstückhalter mehrere Säulenabschnitte, die als der Säulenabschnitt voneinander beabstandet sind, und erzeugt der Computer auf der Grundlage der Bilder der jeweiligen Säulenabschnitte Schablonen der jeweiligen Säulenabschnitte.
  • (b3) In der in (b2) beschriebenen Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen führt der Computer durch Schablonengleichheitsprüfung unter Verwendung der Schablonen der jeweiligen Säulenabschnitte einen Bestimmungsprozess zum Bestimmen, ob eine Form eines Zielsäulenabschnitts, der unter den mehreren Säulenabschnitten ausgewählt wird, zu einer vorgegebenen Form passt, die zuvor registriert worden ist, aus,
    wobei der Computer einen anderen Säulenabschnitt als einen neuen Zielsäulenabschnitt einstellt und den Bestimmungsprozess in Bezug auf den neuen Zielsäulenabschnitt ausführt, wenn die Form des Zielsäulenabschnitts nicht zu der vorgegebenen Form passt, und
    wobei der Computer die Bewegung des Einstrahlungsoptiksystems eines Strahls geladener Teilchen und entweder der Probenstück-Transfervorrichtung oder des Probentischs in der Weise steuert, dass das Probenstück zu dem Zielsäulenabschnitt umgesetzt wird, wenn die Form des Zielsäulenabschnitts zu der vorgegebenen Form passt.
  • (b4) Wenn der Computer die Bewegung des Probentischs in der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach (b2) oder (b3) in der Weise steuert, dass der Zielsäulenabschnitt unter den mehreren Säulenabschnitten an einer vorgegebenen Position angeordnet wird, initialisiert er eine Position des Probentischs, wenn bestimmt wird, dass der Säulenabschnitt nicht bei der vorgegebenen Position angeordnet ist.
  • (b5) Wenn der Computer in der in (b4) beschriebenen Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen die Bewegung des Probentischs in der Weise steuert, dass der Zielsäulenabschnitt unter den mehreren Säulenabschnitten bei der vorgegebenen Position angeordnet wird, führt er einen Formbestimmungsprozess aus, um zu bestimmen, ob die Form des Zielsäulenabschnitts normal oder anomal ist, nachdem der Probentisch bewegt worden ist,
    wobei der Computer einen anderen Säulenabschnitt als einen neuen Zielsäulenabschnitt einstellt, die Bewegung des Probentischs in der Weise steuert, dass der neue Zielsäulenabschnitt an der vorgegebenen Position angeordnet wird, und den Formbestimmungsprozess ausführt, wenn die Form des Zielsäulenabschnitts anormal ist.
  • (b6) In der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach einem von (b1) bis (b5) erzeugt der Computer eine Schablone der Säulenabschnitte, bevor er das Probenstück von der Probe trennt und entnimmt.
  • (b7) In der in (b3) beschriebenen Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen
    zeichnet der Computer Bilder der jeweiligen Säulenabschnitte der mehreren Säulenabschnitte, aus jedem Bild entnommene Randinformationen oder Entwurfsinformationen jedes der mehreren Säulenabschnitte als die Schablonen auf und bestimmt er in Übereinstimmung mit Ergebnissen der Schablonengleichheitsprüfung unter Verwendung der Schablonen, ob die Form des Zielsäulenabschnitts zu der bestimmten Form passt.
  • (b8) In der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach einem von (b1) bis (b7) zeichnet der Computer ein durch Bestrahlen mit dem Strahl geladener Teilchen erfasstes Bild des Säulenabschnitts, zu dem das Probenstück umgesetzt werden soll, und Positionsinformationen des Säulenabschnitts, zu dem das Probenstück umgesetzt werden soll, auf.
  • (c1) Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen, die eine Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen zum automatischen Vorbereiten eines Probenstücks von einer Probe ist, wobei die Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen enthält:
    • ein Einstrahlungsoptiksystem eines Strahls geladener Teilchen, das dafür konfiguriert ist, einen Strahl geladener Teilchen einzustrahlen;
    • einen Probentisch, der dafür konfiguriert ist, sich mit der darauf platzierten Probe zu bewegen;
    • eine Probenstück-Transfervorrichtung, die dafür konfiguriert ist, das von der Probe getrennte und entnommene Probenstück zu halten und zu transportieren;
    • eine Halterbefestigungs-Grundplatte, die dafür konfiguriert ist, einen Probenstückhalter mit einem Säulenabschnitt, zu dem das Probenstück umgesetzt werden soll, zu halten;
    • eine Gaszufuhreinheit, die dafür konfiguriert ist, in einem Zustand, in dem der Strahl geladener Teilchen eingestrahlt wird, ein Gas zur Bildung eines Ablagerungsfilms, zuzuführen;
    • einen Computer, der dafür konfiguriert ist, das Einstrahlungsoptiksystem eines Strahls geladener Teilchen und die Probenstück-Transfervorrichtung in der Weise zu steuern, dass der Strahl geladener Teilchen auf den an der Probenstück-Transfervorrichtung angebrachten Ablagerungsfilm eingestrahlt wird, nachdem die Probenstück-Transfervorrichtung von dem Probenstück getrennt worden ist.
  • (c2) In der in (c1) beschriebenen Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen wiederholt die Probenstück-Transfervorrichtung das Halten und Transportieren des von der Probe getrennten und entnommenen Probenstücks mehrmals.
  • (c3) In der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach (c1) oder (c2) steuert der Computer das Teilchenstrahl-Einstrahlungsoptiksystem und die Probenstück-Transfervorrichtung wiederholt in der Weise, dass der Strahl geladener Teilchen zu einem vorgegebenen Zeitpunkt, der wenigstens den Zeitpunkt enthält, zu dem die Probenstück-Transfervorrichtung von dem Probenstück getrennt wird, auf den an der Probenstück-Transfervorrichtung angebrachten Ablagerungsfilm eingestrahlt wird.
  • (c4) In der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach einem von (c1) bis (c3) initialisiert der Computer eine Position der Probenstück-Transfervorrichtung zur Zeit des Steuerns der Probenstück-Transfervorrichtung in der Weise, dass die von dem Probenstück getrennte Probenstück-Transfervorrichtung bei der vorgegebenen Position angeordnet wird, wenn die Probenstück-Transfervorrichtung nicht bei einer vorgegebenen Position angeordnet ist.
  • (c5) In der in (c4) beschriebenen Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen hält der Computer das Steuern der Probenstück-Transfervorrichtung an, wenn die Probenstück-Transfervorrichtung nicht bei der vorgegebenen Position angeordnet wird, obgleich die Bewegung der Probenstück-Transfervorrichtung gesteuert wird, nachdem die Position der Probenstück-Transfervorrichtung initialisiert worden ist.
  • (c6) In der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach einem von (c1) bis (c5) erzeugt der Computer auf der Grundlage von Bilddaten, die durch Bestrahlen der Probenstück-Transfervorrichtung mit einem Strahl geladener Teilchen erfasst werden, eine Schablone der Probenstück-Transfervorrichtung, bevor die Probenstück-Transfervorrichtung mit dem Probenstück verbunden wird, und steuert er das Einstrahlungsoptiksystem eines Strahls geladener Teilchen und die Probenstück-Transfervorrichtung auf der Grundlage von Umrissinformationen, die durch Schablonengleichheitsprüfung unter Verwendung der Schablone erhalten werden, in der Weise, dass der Strahl geladener Teilchen auf den an der Probenstück-Transfervorrichtung angebrachten Ablagerungsfilm eingestrahlt wird.
  • (c7) In der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach (c6) ist ferner eine Anzeigevorrichtung enthalten, die darauf die Umrissinformationen anzeigt.
  • (c8) In der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach einem von (c1) bis (c7) führt der Computer eine Exzentrizitätskorrektur aus, wenn die Probenstück-Transfervorrichtung in der Weise um eine Mittelachse gedreht wird, dass die Probenstück-Transfervorrichtung eine vorgegebene Lage aufweist.
  • (c9) In der Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach einem von (c1) bis (c8) enthält die Probenstück-Transfervorrichtung eine Nadel oder Pinzette, die mit dem Probenstück verbunden ist.
  • Außerdem enthält der Computer 23 in den oben beschriebenen Ausführungsformen eine Softwarefunktionseinheit oder eine Hardwarefunktionseinheit wie etwa eine LSI.
  • Obgleich als die Nadel 18 in den oben beschriebenen Ausführungsformen ein nadelförmiges Element mit einer spitzen Spitze beschrieben worden ist, kann die Nadel 18 eine flache Meißelform mit einer platten Spitze aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung kann auf einen Fall angewendet werden, in dem das wenigstens eine Probenstück Q, das entnommen werden soll, aus Kohlenstoff gebildet wird. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Objekt unter Verwendung einer Schablone und von Positionskoordinaten einer Nadelspitze zu einer gewünschten Position zu bewegen. Mit anderen Worten, wenn das entnommene Probenstück Q in einem Zustand, in dem es an der Spitze der Nadel 18 befestigt ist, zu dem Probenhalter P umgesetzt wird, kann die Nadel 18, an der das Probenstück Q befestigt ist, unter Verwendung der Koordinaten der tatsächlichen Spitze (der Spitzenkoordinaten des Probenstücks), die von einem durch Bestrahlen eines Einstrahlungsziels mit einem Strahl geladener Teilchen erzeugten Sekundärelektronenbild erfasst werden, und der Schablone der Nadel 18, die aus einem Absorptionsstrombild der Nadel 18, an der das Probenstück Q angebracht ist, erzeugt wird, in der Weise gesteuert werden, dass sich das Probenstück Q dem Probenstückhalter P annähert und bei einer von dem Probenstückhalter P beabstandeten Position anhält.
  • Außerdem kann die vorliegende Erfindung auf andere Vorrichtungen angewendet werden. Zum Beispiel ist es in einer Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen, die eine elektrische Eigenschaft eines sehr kleinen Abschnitts dadurch misst, dass sie eine Sonde mit dem sehr kleinen Abschnitt in Kontakt bringt, insbesondere in einer Vorrichtung, die mit einer Metallsonde innerhalb einer Probenkammer eines Rasterelektronenmikroskops ausgestattet ist und die Elektronen als einen Strahl geladener Teilchen verwendet, und in einer Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen, die eine elektrische Eigenschaft unter Verwendung einer Wolframsonde misst, die an der Spitze davon mit einem Kohlenstoffnanoröhrchen versehen ist, um mit einem leitfähigen Abschnitt eines feinen Gebiets in Kontakt gebracht zu werden, wegen des Hintergrunds, der ein Drahtmuster enthalten kann, schwierig, die Spitze der Wolframsonde in einem herkömmlichen Sekundärelektronenbild zu erkennen. Aus diesem Grund wird ein Absorptionsstrombild verwendet, um das Erkennen einer Wolframsonde zu erleichtern. Allerdings kann die Spitze eines Kohlenstoffnanoröhrchens mit dem Absorptionsstrombild nicht erkannt werden, so dass das Kohlenstoffnanoröhrchen nicht mit einem kritischen Messpunkt in Kontakt gebracht werden kann. Somit werden die Koordinaten der tatsächlichen Spitze der Nadel 18 in der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Sekundärelektronenbilds spezifiziert und die Schablonen unter Verwendung eines Absorptionsstrombilds erzeugt. Dadurch kann die mit dem Kohlenstoffnanoröhrchen versehene Sonde zu einer spezifischen Messposition bewegt und mit ihr in Kontakt gebracht werden.
  • Außerdem kann das unter Verwendung der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung vorbereitete Probenstück Q in eine andere Vorrichtung mit fokussiertem Ionenstrahl eingeführt und sorgfältig weiterverarbeitet werden, damit es eine Dicke aufweist, die für eine Transmissionselektronenmikroskop-Analyse durch einen Betreiber geeignet ist. Somit ist es möglich, mehrere Probenstücke Q in der Nacht unbeaufsichtigt an einem Probenstückhalter P zu befestigen, und können die Probenstücke Q als ultradünne Prüfobjekte für die Transmissionselektronenmikroskop-Beobachtung durch einen sorgfältigen Betreiber am Tag endbearbeitet werden, wenn die Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und eine Vorrichtung mit fokussiertem Ionenstrahl zusammen verwendet werden. Somit können im Vergleich zum verwandten Gebiet, in dem eine Reihe von Operationen von der Probenentnahme bis zur Lamellierung durch eine einzige Vorrichtung ausgeführt werden, während auf die Manipulation eines Betreibers Bezug genommen wird, die psychischen und physischen Belastungen eines Betreibers stark verringert werden. Somit kann die Arbeitseffizienz verbessert werden.
  • Außerdem sind die obigen Ausführungsformen für Veranschaulichungszwecke dargestellt und sollen sie den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken. Diese neuen Ausführungsformen können in verschiedenen anderen Formen implementiert werden und Weglassungen, Ersetzungen und Änderungen davon sind möglich, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen. Diese Ausführungsformen und Änderungen davon sind in dem Schutzumfang oder Hauptpunkt der Erfindung enthalten und sind in der in den folgenden Ansprüchen beschriebenen Erfindung und in dem Schutzumfang von Entsprechungen davon enthalten.
  • Obgleich die Nadel 18 z. B. in der Vorrichtung 10 zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung als ein Mittel zum Entnehmen des Probenstücks Q beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Die Probenstück-Entnahmevorrichtung kann eine Pinzette sein, die fein gesteuert werden kann. Wenn als die Probenstück-Entnahmevorrichtung eine Pinzette verwendet wird, kann das Probenstück Q entnommen werden, ohne dass ein Ablagerungsprozess erforderlich ist, und besteht keine Befürchtung eines Verschleißes der Spitze oder dergleichen. Selbst wenn die Nadel 18 zur Entnahme des Probenstücks Q verwendet wird, ist ein Verbindungsverfahren zum Verbinden der Nadel mit dem Probenstück Q nicht auf einen Ablagerungsprozess beschränkt. Die Verbindung zwischen der Nadel und dem Probenstück Q kann in einer Weise ausgeführt werden, dass die Nadel 18, der eine elektrostatische Kraft erteilt wird, mit dem Probenstück Q in Kontakt gebracht wird und das Probenstück Q somit wegen der elektrostatischen Kraft an der Nadel angelagert wird.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen zum automatischen Vorbereiten eines Probenstücks von einer Probe, wobei die Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen umfasst: ein Einstrahlungsoptiksystem eines Strahls geladener Teilchen, das dafür konfiguriert ist, einen Strahl geladener Teilchen auszusenden; einen Probentisch, der dafür konfiguriert ist, sich mit der darauf platzierten Probe zu bewegen; eine Probenstück-Transfervorrichtung, die dafür konfiguriert ist, das von der Probe getrennte und entnommene Probenstück zu halten und zu transportieren; eine Halterbefestigungs-Grundplatte, die dafür konfiguriert ist, einen Probenstückhalter, zu dem das Probenstück transferiert werden soll, zu halten; einen elektrischer Leitfähigkeitssensor, der dafür konfiguriert ist, elektrische Leitfähigkeit zwischen der Probenstück-Transfervorrichtung und einem Objekt zu detektieren; und einen Computer, der dafür konfiguriert ist, eine Zeitmanagementbetriebsart einzustellen, und im Falle, dass der elektrische Leitfähigkeitssensor keine elektrische Leitung zwischen der Probenstück-Transfervorrichtung und dem Probenstück detektiert, wenn die Probenstück-Transfervorrichtung und das Probenstück verbunden werden, bestimmt, ob die Verbindung oder Trennung der Probenstück-Transfervorrichtung und des Probenstücks in einem Prozess zum Verbinden oder Trennen der Probenstück-Transfervorrichtung und des Probenstücks abgeschlossen worden ist, oder ob die Verbindung oder Trennung des Probenstücks gehalten durch die Probenstück-Transfervorrichtung und dem Probenstückhalter in einem Prozess zum Verbinden oder Trennen des Probenstücks gehalten durch die Probenstück-Transfervorrichtung und dem Probenstückhalter abgeschlossen worden ist, basierend darauf, ob bei jedem dieser laufenden Prozesse eine vorbestimmte Zeit, verstrichen ist.
  2. Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach Anspruch 1, wobei der Computer die Zeitmanagementbetriebsart abbricht, falls der Leitfähigkeitssensor zwischen der Probenstück-Transfervorrichtung und dem Probenstückhalter eine Leitfähigkeit detektiert, während das durch die Probenstücktransfervorrichtung gehaltene Probenstück und der Probenstückhalter verbunden sind und die Zeitmanagementbetriebsart aktiviert ist.
  3. Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Computer die Zeitmanagementbetriebsart aktiviert, falls der Leitfähigkeitssensor zwischen der Probenstück-Transfervorrichtung und dem Probenstückhalter keine Leitfähigkeit detektiert, während das durch die Probenstücktransfervorrichtung gehaltene Probenstück und der Probenstückhalter verbunden sind und die Zeitmanagementbetriebsart nicht aktiviert ist.
  4. Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Computer, wenn durch Bestrahlung mit dem Strahl geladener Teilchen ein Bild des Probenstücks oder des Probenstückhalters erfasst wird, den Kontrast des Bilds während die Zeitmanagementbetriebsart aktiviert ist relativ dazu verstärkt als wenn die Zeitmanagementbetriebsart nicht aktiviert ist.
  5. Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Computer die Speicherung und/oder die Ausgabe und/oder die Bildung von Informationen durch Bestrahlen mit dem Strahl geladener Teilchen an einem Objekt ausführt, die zeigen, dass die Zeitmanagementbetriebsart aktiviert ist, falls die Zeitmanagementbetriebsart aktiviert ist.
  6. Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Computer eine Leitungsmanagementbetriebsart aktiviert, die auf der Grundlage dessen ob es elektrische Leitung zwischen der Probenstück-Transfervorrichtung und dem Objekt gibt, bestimmt ob ein Prozess zum Verbinden oder Trennen der Probenstück-Transfervorrichtung und des Objekts abgeschlossen ist, falls der Leitfähigkeits-Sensor elektrische Leitung zwischen der Probenstück-Transfervorrichtung und dem Objekt detektiert, wenn die Probenstück-Transfervorrichtung und das Objekt verbunden sind.
  7. Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Probenstück-Transfervorrichtung eine Nadel, die dafür konfiguriert ist, das von der Probe getrennte und entnommene Probenstück zu halten und zu transportieren, und einen Nadelantriebsmechanismus, der dafür konfiguriert ist, die Nadel anzutreiben, umfasst, und der Leitfähigkeits-Sensor wenigstens eines unter dem elektrischen Widerstand, dem Strom und dem elektrischen Potential als eine elektrische Eigenschaft zwischen der Nadel und dem Probenstück und als eine elektrische Eigenschaft zwischen der Nadel und dem Probenstückhalter detektiert.
  8. Vorrichtung zum Aussenden eines Strahls geladener Teilchen nach Anspruch 7, die ferner umfasst: eine Gaszufuhreinheit, die dafür konfiguriert ist, Gas einzustrahlen, um durch Einstrahlen mit dem Strahl geladener Teilchen einen Ablagerungsfilm zu bilden, wobei der Computer das Einstrahlungsoptiksystem eines Strahls geladener Teilchen, den Nadelantriebsmechanismus und die Gaszufuhreinheit in der Weise steuert, dass die Nadel und das Probenstück durch den Ablagerungsfilm verbunden werden, wenn die Probenstück-Transfervorrichtung und das Probenstück verbunden werden, nachdem die Nadel nahe zu dem Probenstück gebracht worden ist, und der Computer das Einstrahlungsoptiksystem eines Strahls geladener Teilchen, den Nadelantriebsmechanismus und die Gaszufuhreinheit in der Weise steuert, dass das durch die Nadel gehaltene Probenstück und der Probenstückhalter durch den Ablagerungsfilm verbunden werden, wenn das durch die Probenstück-Transfervorrichtung gehaltene Probenstück und der Probenstückhalter verbunden werden, nachdem das durch die Nadel gehaltene Probenstück in die Nähe des Probenstückhalters gebracht worden ist.
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