KR102358551B1 - Automatic sample strip manufacturing apparatus - Google Patents

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Abstract

이온 빔에 의한 시료의 가공에 의해서 형성된 시료편을 적출하여 시료편 홀더로 이설시키는 동작을 자동화하는 것으로서, 자동 시료편 제작 장치는, 시료편 이설 수단과 시료편 홀더 사이의 전기 특성이 소정 상태에 도달하기까지, 시료편과 기둥형상부 사이에 디포지션막을 형성하도록 하전 입자 빔 조사 광학계와 시료편 이설 수단과 가스 공급부를 제어하는 컴퓨터를 구비한다.Automating the operation of extracting a specimen formed by processing a specimen by an ion beam and transferring it to a specimen holder, the automatic specimen preparation apparatus maintains the electrical characteristics between the specimen transfer means and the specimen holder in a predetermined state. A computer for controlling a charged particle beam irradiation optical system, a sample piece moving means, and a gas supply unit is provided so as to form a deposition film between the sample piece and the columnar portion until it is reached.

Description

자동 시료편 제작 장치{AUTOMATIC SAMPLE STRIP MANUFACTURING APPARATUS}Automatic sample making device {AUTOMATIC SAMPLE STRIP MANUFACTURING APPARATUS}

본 발명은 자동 시료편 제작 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic sample piece manufacturing apparatus.

종래, 시료에 전자 또는 이온으로 이루어지는 하전 입자 빔을 조사함으로써 제작한 시료편을 적출하여, 주사 전자 현미경, 투과 전자 현미경 등 전자빔을 이용하여 관찰, 분석, 및 계측 등의 각종 공정에 적절한 형상으로 시료편을 가공하는 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).Conventionally, a sample produced by irradiating a sample with a beam of charged particles made of electrons or ions is extracted, and the sample is shaped into a shape suitable for various processes such as observation, analysis, and measurement using electron beams such as a scanning electron microscope and a transmission electron microscope. An apparatus for processing a piece is known (for example, refer to Patent Document 1).

일본국 특허공개 평 11－108810호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 11-108810

상기 종래 기술에 관련된 장치에 있어서는, 시료편의 미소화에 따라, 복수의 시료편을 정밀도 좋게 균일 형상으로 가공하기 위해서 필요한 위치 정밀도를 향상시켜, 시료편의 샘플링 동작을 적정하게 자동화하는 기술을 실현할 수 없었다.In the apparatus related to the prior art, the technique for properly automating the sampling operation of the sample piece by improving the positional accuracy required for processing a plurality of sample pieces into a uniform shape with high precision due to the miniaturization of the sample piece could not be realized .

또한, 본 명세서에서 이용하는 「샘플링」이란, 시료에 하전 입자 빔을 조사함으로써 제작한 시료편을 적출하고, 그 시료편을 관찰, 분석, 및 계측 등의 각종 공정에 적합한 형상으로 가공하는 것을 가리키고, 더욱 구체적으로는, 시료로부터 집속 이온 빔에 의한 가공에 의해서 형성된 시료편을 시료편 홀더로 이설(移設)하는 것을 말한다.In addition, "sampling" used in this specification refers to extracting a sample piece produced by irradiating the sample with a charged particle beam, and processing the sample piece into a shape suitable for various processes such as observation, analysis, and measurement, More specifically, it refers to transferring a sample piece formed by processing with a focused ion beam to a sample piece holder from the sample.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 이온 빔에 의한 시료의 가공에 의해서 형성된 시료편을 적출하여 시료편 홀더로 이설시키는 동작을 자동화하는 것이 가능한 자동 시료편 제작 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an automatic sample piece production apparatus capable of automating the operation of extracting a sample piece formed by processing the sample with an ion beam and transferring it to a sample piece holder, have.

상기 과제를 해결하는데 관한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 이하의 양태를 채용했다.In order to achieve the objective regarding solving the said subject, this invention employ|adopted the following aspects.

(1) 본 발명의 일양태에 관련된 자동 시료편 제작 장치는, 시료로부터 시료편을 자동적으로 제작하는 자동 시료편 제작 장치로서, 하전 입자 빔을 조사하는 하전 입자 빔 조사 광학계와, 상기 시료를 재치하여 이동하는 시료 스테이지와, 상기 시료로부터 분리 및 적출하는 상기 시료편을 유지하여 반송하는 시료편 이설 수단과, 상기 시료편이 이설되는 기둥형상부를 가지는 시료편 홀더를 유지하는 홀더 고정대와, 상기 하전 입자 빔의 조사에 의해서 디포지션막을 형성하는 가스를 조사하는 가스 공급부와, 상기 시료편 이설 수단과 상기 시료편 홀더 사이의 전기 특성이 소정 상태에 도달하기까지, 상기 시료편과 상기 기둥형상부의 사이에 상기 디포지션막을 형성하도록 상기 하전 입자 빔 조사 광학계와 상기 시료편 이설 수단과 상기 가스 공급부를 제어하는 컴퓨터를 구비한다.(1) An automatic sample piece production apparatus according to an aspect of the present invention is an automatic sample piece production apparatus for automatically producing a sample piece from a sample, comprising: a charged particle beam irradiation optical system for irradiating a charged particle beam; A sample stage that moves by the movement, a sample piece transfer means for holding and conveying the sample piece separated and extracted from the sample, a holder holder for holding a sample piece holder having a columnar portion to which the sample piece is transferred, and the charged particles; A gas supply unit irradiating a gas for forming a deposition film by beam irradiation, and between the sample piece and the columnar part until the electrical characteristics between the sample piece transfer means and the sample piece holder reach a predetermined state. and a computer for controlling the charged particle beam irradiation optical system, the sample piece transfer means, and the gas supply unit to form the deposition film.

(2) 상기 (1)에 기재된 자동 시료편 제작 장치에서는, 상기 디포지션막이 형성되는 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이의 간격은 1㎛ 이하이다.(2) In the automatic sample piece production apparatus according to (1), the interval between the sample piece on which the deposition film is formed and the columnar portion is 1 µm or less.

(3) 상기 (2)에 기재된 자동 시료편 제작 장치에서는, 상기 디포지션막이 형성되는 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이의 간격은 100nm 이상, 200nm 이하이다.(3) In the automatic sample piece production apparatus described in (2) above, the interval between the sample piece on which the deposition film is formed and the columnar portion is 100 nm or more and 200 nm or less.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 자동 시료편 제작 장치에서, 상기 컴퓨터는, 상기 디포지션막이 형성되는 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이의 간격을 소정 간격으로 설정할 때에, 상기 시료편과 상기 기둥형상부를 접촉시키고 나서 이격 배치하도록 상기 시료편 이설 수단을 제어한다.(4) The automatic sample piece production apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the computer sets the interval between the sample piece on which the deposition film is formed and the columnar portion to a predetermined interval. At the time, after making the said sample piece and the said columnar part contact, the said sample piece moving means is controlled so that it may arrange|position apart.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 자동 시료편 제작 장치에서, 상기 컴퓨터는, 상기 시료편을 상기 기둥형상부로 이설한 후에, 상기 시료편 이설 수단과 상기 시료편 홀더 사이의 전기 특성이 제2의 소정 상태에 도달하기까지, 상기 시료편 이설 수단과 상기 시료편 사이의 상기 디포지션막에 상기 하전 입자 빔을 조사하도록 상기 하전 입자 빔 조사 광학계를 제어한다.(5) The automatic sample piece production apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the computer transfers the sample piece to the columnar part, and then the sample piece transfer means and the sample piece holder The charged particle beam irradiation optical system is controlled to irradiate the charged particle beam onto the deposition film between the sample piece moving means and the sample piece until the electrical characteristics therebetween reach a second predetermined state.

(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 자동 시료편 제작 장치에서, 상기 컴퓨터는, 상기 시료편 이설 수단과 상기 시료편 홀더 사이의 도통 상태와, 상기 시료편 및 상기 기둥형상부의 흡수 전류상 중, 적어도 어느 한쪽을, 상기 전기 특성으로서 이용한다.(6) The automatic sample piece production apparatus according to any one of (1) to (5) above, wherein the computer includes: a state of conduction between the sample piece moving means and the sample piece holder; At least one of the absorption current phases of the shape is used as the electrical characteristic.

(7) 상기 (6)에 기재된 자동 시료편 제작 장치에서, 상기 컴퓨터는, 상기 시료편과 상기 기둥형상부의 사이에 상기 디포지션막을 형성하도록 상기 하전 입자 빔 조사 광학계와 상기 시료편 이설 수단과 상기 가스 공급부를 제어할 때에, 소정 시간 이내에 상기 도통 상태가 상기 소정 상태에 도달하지 않는 경우, 상기 흡수 전류상을 상기 전기 특성으로서 이용한다.(7) In the automatic sample piece production apparatus described in (6) above, the computer comprises: the charged particle beam irradiation optical system, the sample piece moving means, and the charged particle beam irradiation optical system so as to form the deposition film between the sample piece and the columnar part; When controlling the gas supply unit, when the conduction state does not reach the predetermined state within a predetermined time, the absorption current phase is used as the electrical characteristic.

(8) 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 자동 시료편 제작 장치에서, 상기 컴퓨터는, 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이에 상기 디포지션막을 형성하도록 상기 하전 입자 빔 조사 광학계와 상기 시료편 이설 수단과 상기 가스 공급부를 제어할 때에, 소정 시간 이내에 상기 전기 특성이 상기 소정 상태에 도달하지 않는 경우, 그 시료편을 상기 기둥형상부로 이설하는 것을 중단한다.(8) The automatic sample piece production apparatus according to any one of (1) to (7), wherein the computer comprises: the charged particle beam irradiation optical system so as to form the deposition film between the sample piece and the columnar portion and when controlling the sample piece transfer means and the gas supply unit, if the electrical characteristics do not reach the predetermined state within a predetermined time, the transfer of the sample piece to the columnar portion is stopped.

(9) 상기 (8)에 기재된 자동 시료편 제작 장치에서, 상기 컴퓨터는, 상기 시료편을 상기 기둥형상부로 이설하는 것을 중단한 경우, 상기 시료편 이설 수단과 상기 시료편 사이의 상기 디포지션막에 상기 하전 입자 빔을 조사함으로써 상기 시료편 이설 수단과 상기 시료편을 분리하도록 상기 하전 입자 빔 조사 광학계를 제어한다.(9) In the automatic sample piece production apparatus according to (8) above, when the computer stops transferring the sample piece to the columnar part, the deposition film between the sample piece moving means and the sample piece The charged particle beam irradiation optical system is controlled so as to separate the sample piece transferring means and the sample piece by irradiating the charged particle beam to the .

본 발명의 자동 시료편 제작 장치에 의하면, 이온 빔에 의한 시료의 가공에 의해서 형성된 시료편을 적출하여 시료편 홀더로 이설시키는 동작을 자동화할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the automatic sample piece manufacturing apparatus of this invention, the operation|movement of extracting the sample piece formed by the processing of the sample with an ion beam and transferring it to a sample piece holder can be automated.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 시료에 형성된 시료편을 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 시료편 홀더를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 시료편 홀더를 나타내는 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 동작을 나타내는 플로우차트 중, 특히, 초기 설정 공정의 플로우차트이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 동작을 나타내는 플로우차트 중, 특히, 시료편 픽업 공정의 플로우차트이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 동작을 나타내는 플로우차트 중, 특히, 시료편 마운트 공정의 플로우차트이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 동작을 나타내는 플로우차트 중, 특히, 니들 밀링 공정의 플로우차트이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 니들 선단의 템플릿을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 전자빔에 의해 얻어지는 니들 선단의 템플릿을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 니들의 선단을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 전자 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 니들의 선단을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 니들의 선단 및 시료편을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 전자 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 니들의 선단 및 시료편을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 니들 및 시료편의 접속 가공 위치를 포함하는 가공 프레임을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료 및 시료편의 지지부의 절단 가공 위치 T1를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 전자빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편이 접속된 니들을 퇴피시킨 상태를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 전자빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편이 접속된 니들에 대하여 스테이지를 퇴피시킨 상태를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 기둥형상부의 시료편의 부착 위치를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 전자 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 기둥형상부의 시료편의 부착 위치를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료대의 시료편의 부착 위치 주변에서 이동 정지한 니들을 나타내는 도면이다.
도 22는 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 전자빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료대의 시료편의 부착 위치 주변에서 이동 정지한 니들을 나타내는 도면이다.
도 23은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 니들에 접속된 시료편을 시료대에 접속하기 위한 가공 프레임을 나타내는 도면이다.
도 24는 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 니들과 시료편을 접속하는 디포지션막을 절단하기 위한 절단 가공 위치를 나타내는 도면이다.
도 25는 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 니들을 퇴피시킨 상태를 나타내는 도면이다.
도 26은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 전자 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 니들을 퇴피시킨 상태를 나타내는 도면이다.
도 27은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 니들의 선단 형상을 나타내는 도면이다.
도 28은 도 27에 나타내는 화상에 밀링해야 할 가공 프레임을 겹침 표시한 도면이다.
도 29는 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치에 있어서, 집속 이온 빔 조사에 의해서 얻어지는 화상을 기초로 한 기둥형상부와 시료편의 위치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 30은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치에 있어서, 전자 빔 조사에 의해서 얻어지는 화상을 기초로 한 기둥형상부와 시료편의 위치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 31은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치에 있어서, 전자 빔 조사에 의해서 얻어지는 화상을 기초로 한 기둥형상부와 시료편의 엣지를 이용한 템플릿을 나타내는 설명도이다.
도 32는 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치에 있어서, 기둥형상부와 시료편을 접속할 때의 위치 관계를 나타내는 템플릿을 설명하는 설명도이다.
도 33은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편이 접속된 니들의 회전 각도 0°에서의 어프로치 모드의 상태를 나타내는 도면이다.
도 34는 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 전자 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편이 접속된 니들의 회전 각도 0°에서의 어프로치 모드 상태를 나타내는 도면이다.
도 35는 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편이 접속된 니들의 회전 각도 90°에서의 어프로치 모드 상태를 나타내는 도면이다.
도 36은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 전자 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편이 접속된 니들의 회전 각도 90°에서의 어프로치 모드 상태를 나타내는 도면이다.
도 37은 본 발명의 실시 형태에 관련된 하전 입자 빔 장치의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편이 접속된 니들의 회전 각도 180°에서의 어프로치 모드 상태를 나타내는 도면이다.
도 38은 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치의 전자 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편이 접속된 니들의 회전 각도 180°에서의 어프로치 모드의 상태를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram of the automatic sample piece manufacturing apparatus which concerns on embodiment of this invention.
Fig. 2 is a plan view showing a sample piece formed on a sample of an automatic sample piece production apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a plan view showing a sample piece holder of an automatic sample piece production apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a side view showing a sample piece holder of the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention.
5 is a flowchart showing the operation of the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention, in particular, a flowchart of an initial setting process.
6 is a flowchart showing the operation of the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention, in particular, a flow chart of a sample piece pickup step.
7 is a flowchart showing the operation of the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention, in particular, a flow chart of a sample piece mounting step.
8 is a flowchart showing the operation of the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention, in particular, a flowchart of a needle milling process.
Fig. 9 is a diagram showing a template of the tip of a needle obtained by a focused ion beam of the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 10 is a diagram showing a template at the tip of a needle obtained by an electron beam of an automatic specimen production apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 11 is a diagram showing the tip of a needle in image data obtained by a focused ion beam of an automatic sample piece production apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 12 is a diagram showing the tip of a needle in image data obtained by an electron beam of an automatic sample piece production apparatus according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram showing the tip of a needle and a sample piece in image data obtained by a focused ion beam of the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention.
14 is a diagram showing the tip of a needle and a sample piece in image data obtained by an electron beam of an automatic sample piece production apparatus according to an embodiment of the present invention.
15 is a view showing a processing frame including a connection processing position of a needle and a specimen in image data obtained by a focused ion beam of the automatic specimen production apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 16 is a diagram showing a cutting processing position T1 of a sample and a support portion of a sample piece in image data obtained by the focused ion beam of the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 17 is a diagram showing a state in which a needle to which a specimen is connected in image data obtained by an electron beam of an automatic specimen preparation apparatus according to an embodiment of the present invention is retracted.
Fig. 18 is a diagram showing a state in which the stage is retracted with respect to the needle to which the specimen is connected in image data obtained by an electron beam of the automatic specimen preparation apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 19 is a diagram showing an attachment position of a sample piece on a columnar portion in image data obtained by a focused ion beam of an automatic sample piece production apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 20 is a diagram showing an attachment position of a sample piece of a columnar portion in image data obtained by an electron beam of an automatic sample piece production apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 21 is a diagram showing a needle that has stopped moving around an attachment position of a specimen on a specimen stand in image data obtained by a focused ion beam of the automatic specimen preparation apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 22 is a diagram showing the needle which has stopped moving around the attachment position of the specimen on the specimen table in image data obtained by the electron beam of the automatic specimen preparation apparatus according to the embodiment of the present invention.
23 is a diagram showing a processing frame for connecting a sample piece connected to a needle to a sample stage in image data obtained by a focused ion beam of the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention.
24 is a diagram showing a cutting position for cutting a deposition film connecting a needle and a sample piece in image data obtained by a focused ion beam of the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 25 is a diagram showing a state in which the needle is retracted in image data obtained by a focused ion beam of the automatic specimen production apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 26 is a diagram showing a state in which the needle is retracted in image data obtained by an electron beam of the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 27 is a diagram showing the shape of the tip of the needle in image data obtained by the focused ion beam of the automatic specimen production apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 28 is a diagram in which a machining frame to be milled is superimposed on the image shown in Fig. 27;
29 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the columnar portion and the sample piece based on an image obtained by focused ion beam irradiation in the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention.
30 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the columnar portion and the sample piece based on an image obtained by electron beam irradiation in the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 31 is an explanatory diagram showing a template using a columnar portion based on an image obtained by electron beam irradiation and an edge of a specimen piece in the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 32 is an explanatory diagram for explaining a template showing a positional relationship when a columnar part and a specimen are connected in the automatic specimen production apparatus according to the embodiment of the present invention;
33 is a diagram showing the state of the approach mode at a rotation angle of 0° of the needle to which the sample piece is connected in image data obtained by the focused ion beam of the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 34 is a diagram showing an approach mode state at a rotation angle of 0° of a needle to which a sample piece is connected in image data obtained by an electron beam of the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 35 is a diagram showing an approach mode state at a rotation angle of 90° of a needle to which a sample piece is connected in image data obtained by a focused ion beam of the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 36 is a diagram showing an approach mode state at a rotation angle of 90° of a needle to which a sample piece is connected in image data obtained by an electron beam of the automatic sample piece production apparatus according to the embodiment of the present invention.
37 is a diagram showing an approach mode state at a rotation angle of 180° of a needle to which a sample piece is connected in image data obtained by a focused ion beam of the charged particle beam apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 38 is a diagram showing the state of the approach mode at a rotation angle of 180° of the needle to which the specimen is connected in image data obtained by the electron beam of the automatic specimen preparation apparatus according to the embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동으로 시료편을 제작 가능한 자동 시료편 제작 장치에 대하여 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the automatic sample piece manufacturing apparatus which can produce the sample piece automatically which concerns on embodiment of this invention is demonstrated, referring an accompanying drawing.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관련된 하전 입자 빔 장치(10a)를 구비하는 자동 시료편 제작 장치(10)의 구성도이다. 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치(10)는, 하전 입자 빔 장치(10a)를 구비하고 있다. 하전 입자 빔 장치(10a)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 내부를 진공 상태로 유지 가능한 시료실(11)과, 시료실(11)의 내부에 있어서 시료(S) 및 시료편 홀더(P)를 고정 가능한 스테이지(12)와, 스테이지(12)를 구동하는 스테이지 구동 기구(13)를 구비하고 있다. 하전 입자 빔 장치(10a)는, 시료실(11)의 내부에 있어서의 소정의 조사 영역(즉 주사 범위) 내의 조사 대상에 집속 이온 빔(FIB)을 조사하는 집속 이온 빔 조사 광학계(14)를 구비하고 있다. 하전 입자 빔 장치(10a)는, 시료실(11)의 내부에 있어서의 소정의 조사 영역 내의 조사 대상에 전자 빔(EB)을 조사하는 전자 빔 조사 광학계(15)를 구비하고 있다. 하전 입자 빔 장치(10a)는, 집속 이온 빔 또는 전자빔의 조사에 의해서 조사 대상으로부터 발생하는 2차 하전 입자(2차 전자, 2차 이온)(R)를 검출하는 검출기(16)를 구비하고 있다. 하전 입자 빔 장치(10a)는, 조사 대상의 표면에 가스(G)를 공급하는 가스 공급부(17)를 구비하고 있다. 가스 공급부(17)는 구체적으로는 외경 200㎛ 정도의 노즐(17a) 등이다. 하전 입자 빔 장치(10a)는, 스테이지(12)에 고정된 시료(S)로부터 미소한 시료편(Q)을 취출하고, 시료편(Q)을 유지하여 시료편 홀더(P)로 이설하는 니들(18)과, 니들(18)을 구동하여 시료편(Q)을 반송하는 니들 구동 기구(19)를 구비하고 있다. 이 니들(18)과 니들 구동 기구(19)를 합하여 시료편 이설 수단이라고 부르기도 한다. 하전 입자 빔 장치(10a)는, 검출기(16)에 의해서 검출된 2차 하전 입자(R)에 의거하는 화상 데이터 등을 표시하는 표시 장치(20)와, 컴퓨터(21)와, 입력 디바이스(22)를 구비하고 있다.Fig. 1 is a configuration diagram of an automatic sample piece production apparatus 10 including a charged particle beam apparatus 10a according to an embodiment of the present invention. An automatic sample piece production apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a charged particle beam apparatus 10a. As shown in FIG. 1 , the charged particle beam device 10a includes a sample chamber 11 capable of maintaining the inside in a vacuum state, and a sample S and a sample piece holder P inside the sample chamber 11 . It is provided with the stage 12 which can be fixed, and the stage drive mechanism 13 which drives the stage 12. The charged particle beam device 10a includes a focused ion beam irradiation optical system 14 that irradiates a focused ion beam FIB to an irradiation target within a predetermined irradiation area (ie, a scanning range) inside the sample chamber 11 . are being prepared The charged particle beam apparatus 10a is provided with the electron beam irradiation optical system 15 which irradiates the electron beam EB to the irradiation object in the predetermined irradiation area in the inside of the sample chamber 11. As shown in FIG. The charged particle beam device 10a includes a detector 16 that detects secondary charged particles (secondary electrons, secondary ions) R generated from an irradiation target by irradiation with a focused ion beam or an electron beam. . The charged particle beam apparatus 10a is provided with a gas supply part 17 which supplies gas G to the surface of an irradiation object. The gas supply part 17 is specifically, the nozzle 17a etc. with an outer diameter of about 200 micrometers. The charged particle beam device 10a takes out a minute sample piece Q from the sample S fixed to the stage 12, holds the sample piece Q, and transfers the needle to the sample piece holder P. (18) and a needle drive mechanism (19) for driving the needle (18) to convey the sample piece (Q). The needle 18 and the needle drive mechanism 19 are collectively referred to as a sample piece transfer means. The charged particle beam device 10a includes a display device 20 that displays image data or the like based on the secondary charged particles R detected by the detector 16 , a computer 21 , and an input device 22 . ) is provided.

또한, 집속 이온 빔 조사 광학계(14) 및 전자빔 조사 광학계(15)의 조사 대상은, 스테이지(12)에 고정된 시료(S), 시료편(Q), 및 조사 영역 내에 존재하는 니들(18)이나 시료편 홀더(P) 등이다.In addition, the irradiation target of the focused ion beam irradiation optical system 14 and the electron beam irradiation optical system 15 is the sample S fixed to the stage 12, the sample piece Q, and the needle 18 existing in the irradiation area. or the sample piece holder (P).

이 실시 형태에 관련된 하전 입자 빔 장치(10a)는, 조사 대상의 표면에 집속 이온 빔을 주사하면서 조사함으로써, 피조사부의 화상화 나 스퍼터링에 의한 각종 가공(굴삭, 트리밍 가공 등)과, 디포지션막의 형성 등이 실행 가능하다. 하전 입자 빔 장치(10a)는, 시료(S)로부터 투과형 전자 현미경에 의한 투과 관찰용의 시료편(Q)(예를 들면, 박편 시료, 침형상 시료 등)이나 전자 빔 이용의 분석 시료편을 형성하는 가공을 실행 가능하다. 하전 입자 빔 장치(10a)는, 시료편 홀더(P)에 이설된 시료편(Q)을, 투과형 전자 현미경에 의한 투과 관찰에 적합한 원하는 두께(예를 들면, 5~100nm 등)의 박막으로 하는 가공을 실행 가능하다. 하전 입자 빔 장치(10a)는, 시료편(Q) 및 니들(18) 등의 조사 대상의 표면에 집속 이온 빔 또는 전자 빔을 주사하면서 조사함으로써, 조사 대상 표면의 관찰을 실행 가능하다.The charged particle beam apparatus 10a according to this embodiment irradiates a surface of an irradiated object while scanning it with a focused ion beam, whereby imaging of an irradiated portion and various processing (excavation, trimming, etc.) by sputtering, and deposition Formation of a film and the like are feasible. The charged particle beam device 10a receives, from the sample S, a sample piece Q for transmission observation by a transmission electron microscope (eg, a thin piece sample, a needle-shaped sample, etc.) or an analysis sample piece using an electron beam. Processing forming is feasible. The charged particle beam device 10a uses the sample piece Q transferred to the sample piece holder P as a thin film of a desired thickness (eg, 5 to 100 nm, etc.) suitable for transmission observation with a transmission electron microscope. Machining is feasible. The charged particle beam device 10a irradiates the surface of the irradiated object such as the sample piece Q and the needle 18 while scanning the focused ion beam or electron beam, so that the irradiated surface can be observed.

도 2는, 본 발명의 실시 형태에 관련된 하전 입자 빔 장치(10a)에 있어서, 집속 이온 빔을 시료(S) 표면(사선부)에 조사하여 형성된, 시료(S)로부터 적출되기 전의 시료편(Q)을 나타내는 평면도이다. 부호 F는 집속 이온 빔에 의한 가공 프레임, 즉, 집속 이온 빔의 주사 범위를 나타내고, 그 내측(백색부)이 집속 이온 빔 조사에 의해서 스퍼터 가공되어 굴삭된 가공 영역(H)을 나타내고 있다. 부호 Ref는, 시료편(Q)을 형성하는(굴삭하지 않고 남기는) 위치를 나타내는 레퍼런스 마크(기준점)이며, 예를 들면, 후술하는 디포지션막(예를 들면, 한변 1μm의 정방형)에 집속 이온 빔에 의해서 예를 들면 직경 30nm의 미세구멍을 형성한 형상이며, 집속 이온 빔이나 전자 빔에 의한 화상에서는 콘트라스트 좋게 인식할 수 있다. 시료편(Q)의 개략의 위치를 알기 위해서는 디포지션막을 이용하여, 정밀한 위치 맞춤에는 미세구멍을 이용한다. 시료(S)에 있어서 시료편(Q)은, 시료(S)에 접속되는 지지부(Qa)를 남겨 측부측 및 저부측의 주변부가 깎여들어가 제거되도록 에칭 가공되어 있고, 지지부(Qa)에 의해서 시료(S)에 외팔보 지지되어 있다. 시료편(Q)의 길이 방향의 치수는, 예를 들면, 10㎛, 15㎛, 20㎛ 정도이고, 폭(두께)은, 예를 들면, 500nm, 1㎛, 2㎛, 3㎛ 정도의 미소한 시료편이다.Fig. 2 shows a sample piece before extraction from the sample S formed by irradiating a focused ion beam onto the surface (slanted portion) of the sample S in the charged particle beam device 10a according to the embodiment of the present invention. It is a plan view showing Q). Reference numeral F denotes the processing frame by the focused ion beam, that is, the scanning range of the focused ion beam, and the inside (white part) of the processing region H is sputtered and excavated by the focused ion beam irradiation. Reference sign Ref denotes a reference mark (reference point) indicating a position at which the sample piece Q is formed (remained without excavation), for example, focused ions on a deposition film (eg, a square with a side of 1 μm) to be described later. It has a shape in which, for example, a fine hole having a diameter of 30 nm is formed by a beam, and can be recognized with good contrast in an image by a focused ion beam or an electron beam. In order to know the approximate position of the sample piece Q, a deposition film is used, and a fine hole is used for precise positioning. In the sample S, the sample piece Q is etched so that the peripheral portions on the side and the bottom side are scraped off and removed leaving the support portion Qa connected to the sample S, and the support portion Qa provides the sample with the support portion Qa. (S) is supported by a cantilever. The dimension in the longitudinal direction of the sample piece Q is, for example, about 10 µm, 15 µm, or 20 µm, and the width (thickness) is, for example, a micrometer of about 500 nm, 1 µm, 2 µm, or 3 µm. is one sample.

시료실(11)은, 배기 장치(도시 생략)에 의해서 내부를 원하는 진공 상태가 되기까지 배기 가능함과 더불어, 원하는 진공 상태를 유지 가능하게 구성되어 있다.The sample chamber 11 is configured such that the interior can be evacuated to a desired vacuum state by an exhaust device (not shown), and a desired vacuum state can be maintained.

스테이지(12)는, 시료(S)를 유지한다. 스테이지(12)는, 시료편 홀더(P)를 유지하는 홀더 고정대(12a)를 구비하고 있다. 이 홀더 고정대(12a)는 복수의 시료편 홀더(P)를 탑재할 수 있는 구조여도 된다.The stage 12 holds the sample S. The stage 12 is provided with the holder fixing base 12a which holds the sample piece holder P. As shown in FIG. The holder fixing base 12a may have a structure capable of mounting a plurality of sample piece holders P.

도 3은 시료편 홀더(P)의 평면도이며, 도 4는 측면도이다. 시료편 홀더(P)는, 절결부(31)를 가지는 반원형 판상의 기부(32)와, 절결부(31)에 고정되는 시료대(33)를 구비하고 있다. 기부(32)는, 예를 들면 금속에 의해서 직경 3mm 및 두께 50㎛ 등의 원형 판상으로 형성되어 있다. 시료대(33)는, 예를 들면 실리콘 웨이퍼로부터 반도체 제조 프로세스에 의해서 형성되고, 도전성의 접착제에 의해서 절결부(31)에 붙여져 있다. 시료대(33)는 빗살형상이며, 이격 배치되어 돌출하는 복수(예를 들면, 5개, 10개, 15개, 20개 등)이고, 시료편(Q)이 이설되는 기둥형상부(이하, 필러라고도 한다)(34)를 구비하고 있다. 각 기둥형상부(34)의 폭을 다르게 해 둠으로써, 각 기둥형상부(34)로 이설한 시료편(Q)과 기둥형상부(34)의 화상을 대응시키고, 또한 대응하는 시료편 홀더(P)와 대응시켜 컴퓨터(21)에 기억시켜 둠으로써, 1개의 시료(S)로부터 다수개의 시료편(Q)을 제작한 경우에도 틀림없이 인식할 수 있어, 후속하는 투과 전자 현미경 등의 분석을 해당하는 시료편(Q)과 시료(S) 상의 적출 개소의 대응도 틀림없이 행할 수 있다. 각 기둥형상부(34)는, 예를 들면 선단부의 두께는 10㎛ 이하, 5㎛ 이하 등으로 형성되고, 선단부에 부착되는 시료편(Q)을 유지한다.3 : is a top view of the sample piece holder P, and FIG. 4 is a side view. The sample piece holder P is provided with the semicircular plate-shaped base part 32 which has the cut-out part 31, and the sample stand 33 fixed to the cut-out part 31. As shown in FIG. The base 32 is formed, for example, in a circular plate shape with a diameter of 3 mm and a thickness of 50 µm, made of metal. The sample stage 33 is formed from, for example, a silicon wafer by a semiconductor manufacturing process, and is pasted to the cutout 31 with a conductive adhesive. The sample stage 33 has a comb-tooth shape, a plurality of spaced apart protruding pieces (eg, 5, 10, 15, 20, etc.), and a columnar part (hereinafter, Also referred to as a filler) 34 . By varying the width of each columnar portion 34, the image of the sample piece Q transferred to each columnar portion 34 and the image of the columnar portion 34 are matched, and the corresponding sample piece holder ( By storing in the computer 21 in correspondence with P), even when a plurality of sample pieces Q are produced from one sample S, it can be recognized without fail, and subsequent analysis by transmission electron microscopy or the like can be performed. Correspondence of the extraction point on the corresponding sample piece Q and the sample S can also be performed without fail. Each columnar portion 34 has a tip of, for example, a thickness of 10 µm or less, 5 µm or less, and holds the sample piece Q attached to the tip.

스테이지 구동 기구(13)는, 스테이지(12)에 접속된 상태에서 시료실(11)의 내부에 수용되어 있고, 컴퓨터(21)로부터 출력되는 제어 신호에 따라서 스테이지(12)를 소정 축에 대하여 변위시킨다. 스테이지 구동 기구(13)는, 적어도 수평면에 평행하고 또한 서로 직교하는 X축 및 Y축과 X축 및 Y축에 직교하는 연직 방향의 Z축을 따라서 평행하게 스테이지(12)를 이동시키는 이동 기구(13a)를 구비하고 있다. 스테이지 구동 기구(13)는, 스테이지(12)를 X축 또는 Y축 둘레로 경사시키는 틸트 기구(13b)와, 스테이지(12)를 Z축 둘레로 회전시키는 회전 기구(13c)를 구비하고 있다.The stage driving mechanism 13 is accommodated in the sample chamber 11 in a state connected to the stage 12 , and displaces the stage 12 with respect to a predetermined axis according to a control signal output from the computer 21 . make it The stage driving mechanism 13 is a moving mechanism 13a for moving the stage 12 in parallel along at least the X and Y axes parallel to and perpendicular to the horizontal plane and the Z axis in the vertical direction orthogonal to the X and Y axes. ) is provided. The stage drive mechanism 13 includes a tilt mechanism 13b that inclines the stage 12 around the X-axis or Y-axis, and a rotation mechanism 13c that rotates the stage 12 around the Z-axis.

집속 이온 빔 조사 광학계(14)는, 시료실(11)의 내부에 있어서 빔 출사부(도시 생략)를, 조사 영역 내의 스테이지(12)의 연직 방향 상방의 위치에서 스테이지(12)를 향하게 함과 더불어, 광축을 연직 방향에 평행하게 하여, 시료실(11)에 고정되어 있다. 이에 따라, 스테이지(12)에 고정된 시료(S), 시료편(Q), 및 조사 영역 내에 존재하는 니들(18) 등의 조사 대상에 연직 방향 상방으로부터 하방을 향하여 집속 이온 빔을 조사 가능하다.The focused ion beam irradiation optical system 14 directs a beam emitting unit (not shown) inside the sample chamber 11 to the stage 12 at a position vertically upward of the stage 12 in the irradiation area; In addition, the optical axis is parallel to the vertical direction, and it is fixed to the sample chamber 11 . Accordingly, the focused ion beam can be irradiated from the upper side to the lower side in the vertical direction to the irradiation target such as the sample S fixed to the stage 12, the sample piece Q, and the needle 18 existing in the irradiation area. .

집속 이온 빔 조사 광학계(14)는, 이온을 발생시키는 이온원(14a)과, 이온원(14a)으로부터 인출된 이온을 집속 및 편향시키는 이온 광학계(14b)를 구비하고 있다. 이온원(14a) 및 이온 광학계(14b)는, 컴퓨터(21)로부터 출력되는 제어 신호에 따라서 제어되고, 집속 이온 빔의 조사 위치 및 조사 조건 등이 컴퓨터(21)에 의해서 제어된다. 이온원(14a)은, 예를 들면, 액체 갈륨 등을 이용한 액체 금속 이온원, 플라즈마형 이온원, 가스 전계 전리형 이온원 등이다. 이온 광학계(14b)는, 예를 들면, 콘덴서 렌즈 등의 제1 정전 렌즈와, 정전 편향기와, 대물 렌즈 등의 제2 정전 렌즈 등을 구비하고 있다.The focused ion beam irradiation optical system 14 includes an ion source 14a that generates ions, and an ion optical system 14b that focuses and deflects ions extracted from the ion source 14a. The ion source 14a and the ion optical system 14b are controlled in accordance with a control signal output from the computer 21 , and the irradiation position and irradiation conditions of the focused ion beam are controlled by the computer 21 . The ion source 14a is, for example, a liquid metal ion source using liquid gallium or the like, a plasma type ion source, a gas field ionization type ion source, or the like. The ion optical system 14b includes, for example, a first electrostatic lens such as a condenser lens, an electrostatic deflector, and a second electrostatic lens such as an objective lens.

전자빔 조사 광학계(15)는, 시료실(11)의 내부에 있어서 빔 출사부(도시 생략)를, 조사 영역내의 스테이지(12)의 연직 방향에 대하여 소정 각도(예를 들면 60°) 경사진 경사 방향에서 스테이지(12)를 향하게 함과 더불어, 광축을 경사 방향으로 평행하게 하여, 시료실(11)에 고정되어 있다. 이에 따라, 스테이지(12)에 고정된 시료(S), 시료편(Q), 및 조사 영역 내에 존재하는 니들(18) 등의 조사 대상에 경사 방향의 상방으로부터 하방을 향하여 전자 빔을 조사 가능하다.The electron beam irradiation optical system 15 tilts the beam emitting unit (not shown) inside the sample chamber 11 at a predetermined angle (for example, 60°) with respect to the vertical direction of the stage 12 in the irradiation area. It is fixed to the sample chamber 11 by making the optical axis parallel to the diagonal direction while directing the stage 12 in the direction. Accordingly, it is possible to irradiate the electron beam from above to downward in the oblique direction to the irradiation target such as the sample S fixed to the stage 12, the sample piece Q, and the needle 18 existing in the irradiation area. .

전자 빔 조사 광학계(15)는, 전자를 발생시키는 전자원(15a)과, 전자원(15a)으로부터 사출된 전자를 집속 및 편향시키는 전자 광학계(15b)를 구비하고 있다. 전자원(15a) 및 전자 광학계(15b)는, 컴퓨터(21)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 제어되고, 전자 빔의 조사 위치 및 조사 조건 등이 컴퓨터(21)에 의해서 제어된다. 전자 광학계(15b)는, 예를 들면, 전자 렌즈와 편향기 등을 구비하고 있다.The electron beam irradiation optical system 15 includes an electron source 15a for generating electrons, and an electron optical system 15b for focusing and deflecting electrons emitted from the electron source 15a. The electron source 15a and the electro-optical system 15b are controlled in accordance with a control signal output from the computer 21 , and the irradiation position of the electron beam, irradiation conditions, and the like are controlled by the computer 21 . The electro-optical system 15b includes, for example, an electronic lens, a deflector, and the like.

또한, 전자 빔 조사 광학계(15)와 집속 이온 빔 조사 광학계(14)의 배치를 바꾸어, 전자 빔 조사 광학계(15)를 연직 방향으로, 집속 이온 빔 조사 광학계(14)를 연직 방향으로 소정 각도 경사진 경사 방향으로 배치해도 된다.Further, by changing the arrangement of the electron beam irradiation optical system 15 and the focused ion beam irradiation optical system 14, the electron beam irradiation optical system 15 is set in the vertical direction and the focused ion beam irradiation optical system 14 is rotated at a predetermined angle in the vertical direction. You may arrange|position in the direction of a photograph inclination.

검출기(16)는, 시료(S) 및 니들(18) 등의 조사 대상에 집속 이온 빔이나 전자 빔이 조사되었을 때에 조사 대상으로부터 방사되는 2차 하전 입자(2차 전자 및 2차 이온)(R)의 강도(즉, 2차 하전 입자의 양)를 검출하여, 2차 하전 입자(R)의 검출량의 정보를 출력한다. 검출기(16)는, 시료실(11)의 내부에 있어서 2차 하전 입자(R)의 양을 검출 가능한 위치, 예를 들면 조사 영역 내의 시료(S) 등의 조사 대상에 대하여 상방으로 비스듬한 위치 등에 배치되어, 시료실(11)에 고정되어 있다.The detector 16 includes secondary charged particles (secondary electrons and secondary ions) (R) emitted from the irradiated object such as the sample S and the needle 18 when a focused ion beam or an electron beam is irradiated to the irradiated object. ) (that is, the amount of secondary charged particles) is detected, and information on the detected amount of secondary charged particles R is output. The detector 16 is located inside the sample chamber 11 at a position where the amount of the secondary charged particles R can be detected, for example, at a position obliquely upward with respect to the irradiation target such as the sample S in the irradiation area. arranged and fixed to the sample chamber 11 .

가스 공급부(17)는 시료실(11)에 고정되어 있고, 시료실(11)의 내부에 있어서 가스 분사부(노즐이라고도 한다)를 가지고, 스테이지(12)를 향하여 배치되어 있다. 가스 공급부(17)는, 집속 이온 빔에 의한 시료(S)의 에칭을 시료(S)의 재질에 따라서 선택적으로 촉진하기 위한 에칭용 가스와, 시료(S)의 표면에 금속 또는 절연체 등의 퇴적물에 의한 디포지션막을 형성하기 위한 디포지션용 가스 등을 시료(S)에 공급 가능하다. 예를 들면, Si계의 시료(S)에 대한 플루오르화 크세논과, 유기계의 시료(S)에 대한 물 등의 에칭용 가스를, 집속 이온 빔의 조사와 함께 시료(S)에 공급함으로써, 에칭을 선택적으로 촉진시킨다. 또한, 예를 들면, 플라티나, 카본, 또는 텅스텐 등을 함유한 디포지션용 가스를, 집속 이온 빔의 조사와 함께 시료(S)에 공급함으로써, 디포지션용 가스로부터 분해된 고체 성분을 시료(S)의 표면에 퇴적(디포지션)할 수 있다. 디포지션용 가스의 구체적인 예로서, 카본을 포함하는 가스로서 페난트렌이나 나프탈렌 등, 플라티나를 포함하는 가스로서 트리메틸·에틸시클로펜타디에닐·플라티나 등, 또한, 텅스텐을 포함하는 가스로서 탕스텐 헥사카르보닐 등이 있다. 또한, 공급 가스에 따라서는, 전자 빔을 조사하는 것으로도, 에칭이나 디포지션을 행할 수 있다.The gas supply part 17 is fixed to the sample chamber 11, has a gas injection part (also referred to as a nozzle) in the inside of the sample chamber 11, and is arrange|positioned toward the stage 12. The gas supply unit 17 includes an etching gas for selectively accelerating the etching of the sample S by the focused ion beam depending on the material of the sample S, and deposits such as metal or insulator on the surface of the sample S. It is possible to supply a deposition gas for forming a deposition film by the sample (S). For example, by supplying an etching gas such as xenon fluoride to the Si-based sample S and water to the organic-based sample S to the sample S together with irradiation with a focused ion beam, etching is performed. to selectively promote Further, for example, by supplying a deposition gas containing platinum, carbon, or tungsten to the sample S along with irradiation with a focused ion beam, the solid component decomposed from the deposition gas is removed from the sample S ) can be deposited (deposited) on the surface of Specific examples of the deposition gas include phenanthrene and naphthalene as a gas containing carbon, trimethyl·ethylcyclopentadienyl·platina as a gas containing platinum, and Tangsten hexacar as a gas containing tungsten Bonil, etc. In addition, depending on the supply gas, etching and deposition can also be performed by irradiating an electron beam.

니들 구동 기구(19)는, 니들(18)이 접속된 상태에서 시료실(11)의 내부에 수용되어 있고, 컴퓨터(21)로부터 출력되는 제어 신호에 따라서 니들(18)을 변위시킨다. 니들 구동 기구(19)는, 스테이지(12)와 일체로 설치되어 있고, 예를 들면 스테이지(12)가 틸트 기구(13b)에 의해서 틸트축(즉, X축 또는 Y축) 둘레로 회전하면, 스테이지(12)와 일체로 이동한다. 니들 구동 기구(19)는, 3차원 좌표축의 각각에 따라서 평행하게 니들(18)을 이동시키는 이동 기구(도시 생략)와, 니들(18)의 중심축 둘레로 니들(18)을 회전시키는 회전 기구(도시 생략)를 구비하고 있다. 또한, 이 3차원 좌표축은, 시료 스테이지의 직교 3축 좌표계와는 독립되어 있고, 스테이지(12)의 표면에 평행한 2차원 좌표축으로 하는 직교 3축 좌표계에서, 스테이지(12)의 표면이 경사 상태, 회전 상태에 있는 경우, 이 좌표계는 경사져, 회전한다.The needle drive mechanism 19 is accommodated in the sample chamber 11 in a state in which the needle 18 is connected, and displaces the needle 18 according to a control signal output from the computer 21 . The needle drive mechanism 19 is provided integrally with the stage 12, and for example, when the stage 12 is rotated around a tilt axis (ie, X axis or Y axis) by the tilt mechanism 13b, It moves integrally with the stage 12. The needle drive mechanism 19 includes a moving mechanism (not shown) that moves the needle 18 in parallel along each of the three-dimensional coordinate axes, and a rotation mechanism that rotates the needle 18 around the central axis of the needle 18 . (not shown) is provided. In addition, this three-dimensional coordinate axis is independent of the orthogonal three-axis coordinate system of the sample stage, and the surface of the stage 12 is in an inclined state in the orthogonal three-axis coordinate system with the two-dimensional coordinate axis parallel to the surface of the stage 12 . , when in the rotation state, this coordinate system is tilted and rotated.

컴퓨터(21)는, 시료실(11)의 외부에 배치되고, 표시 장치(20)와, 조작자의 입력 조작에 따른 신호를 출력하는 마우스 및 키보드 등의 입력 디바이스(22)가 접속되어 있다.The computer 21 is disposed outside the sample chamber 11 , and is connected to a display device 20 and an input device 22 such as a mouse and a keyboard that outputs a signal according to an input operation of an operator.

컴퓨터(21)는, 입력 디바이스(22)로부터 출력되는 신호 또는 미리 설정된 자동 운전 제어 처리에 의해서 생성되는 신호 등에 의해서, 하전 입자 빔 장치(10a)의 동작을 통합적으로 제어한다.The computer 21 integrally controls the operation of the charged particle beam apparatus 10a by a signal output from the input device 22 or a signal generated by a preset automatic operation control process or the like.

컴퓨터(21)는, 하전 입자 빔의 조사 위치를 주사하면서 검출기(16)에 의해서 검출되는 2차 하전 입자(R)의 검출량을, 조사 위치에 대응시킨 휘도 신호로 변환하여, 2차 하전 입자(R)의 검출량의 2차원 위치 분포에 따라서 조사 대상의 형상을 나타내는 화상 데이터를 생성한다. 흡수 전류 화상 모드에서는, 컴퓨터(21)는, 하전 입자 빔의 조사 위치를 주사하면서 니들(18)에 흐르는 흡수 전류를 검출함으로써, 흡수 전류의 2차원 위치 분포(흡수 전류 화상)에 의해서 니들(18)의 형상을 나타내는 흡수 전류 화상 데이터를 생성한다. 컴퓨터(21)는, 생성한 각 화상 데이터와 함께, 각 화상 데이터의 확대, 축소, 이동, 및 회전 등의 조작을 실행하기 위한 화면을, 표시 장치(20)에 표시시킨다. 컴퓨터(21)는, 자동적인 시퀀스 제어에 있어서의 모드 선택 및 가공 설정 등의 각종 설정을 행하기 위한 화면을, 표시 장치(20)에 표시시킨다.The computer 21 converts the detection amount of the secondary charged particles R detected by the detector 16 while scanning the irradiation position of the charged particle beam into a luminance signal corresponding to the irradiation position, According to the two-dimensional positional distribution of the detection amount of R), image data representing the shape of the irradiation target is generated. In the absorption current imaging mode, the computer 21 detects the absorption current flowing through the needle 18 while scanning the irradiation position of the charged particle beam, thereby determining the needle 18 by the two-dimensional positional distribution (absorption current image) of the absorption current. ) to generate absorbed current image data representing the shape of The computer 21 causes the display device 20 to display a screen for performing operations such as enlargement, reduction, movement, and rotation of each image data together with each generated image data. The computer 21 causes the display device 20 to display a screen for performing various settings such as mode selection and processing setting in automatic sequence control.

본 발명의 실시 형태에 의한 하전 입자 빔 장치(10a)는 상기 구성을 구비하고 있고, 다음에, 이 하전 입자 빔 장치(10a)의 동작에 대하여 설명한다.The charged particle beam device 10a according to the embodiment of the present invention has the above configuration. Next, the operation of the charged particle beam device 10a will be described.

이하, 컴퓨터(21)가 실행하는 자동 시료 샘플링의 동작, 즉 하전 입자 빔(집속 이온 빔)에 의한 시료(S)의 가공에 의해서 형성된 시료편(Q)을 자동적으로 시료편 홀더(P)에 이동시키는 동작에 대하여, 초기 설정 공정, 시료편 픽업 공정, 시료편 마운트 공정, 니들 트리밍 공정으로 크게 나누어, 순차적으로 설명한다.Hereinafter, the sample piece Q formed by the automatic sample sampling operation performed by the computer 21, that is, the processing of the sample S by the charged particle beam (focused ion beam), is automatically transferred to the sample piece holder P. The movement is roughly divided into an initial setting step, a sample piece pickup step, a sample piece mounting step, and a needle trimming step, and will be sequentially described.

＜초기 설정 공정＞<Initial setting process>

도 5는, 본 발명의 실시 형태에 관련된 하전 입자 빔 장치(10a)에 의한 자동 시료 제작의 동작 중 초기 설정 공정의 흐름을 나타내는 플로우차트이다. 먼저, 컴퓨터(21)는, 자동 시퀀스의 개시시에 조작자의 입력에 따라서 후술하는 자세 제어 모드의 유무 등의 모드 선택, 템플릿 매칭용의 관찰 조건, 및 가공 조건 설정(가공 위치, 치수, 개수 등의 설정) 등을 행한다(단계 S010).5 is a flowchart showing the flow of the initial setting process during the operation of automatic sample production by the charged particle beam apparatus 10a according to the embodiment of the present invention. First, at the start of the automatic sequence, the computer 21 selects a mode such as presence or absence of a posture control mode to be described later according to an operator's input, observation conditions for template matching, and setting of machining conditions (machining position, dimensions, number, etc.) setting) and the like (step S010).

다음에, 컴퓨터(21)는, 기둥형상부(34)의 템플릿을 작성한다(단계 S020 내지 단계 S027). 이 템플릿 작성에 있어서, 먼저, 컴퓨터(21)는, 조작자에 의해서 스테이지(12)의 홀더 고정대(12a)에 설치되는 시료편 홀더(P)의 위치 등록 처리를 행한다(단계 S020). 컴퓨터(21)는, 샘플링 프로세스의 최초에 기둥형상부(34)의 템플릿을 작성한다. 컴퓨터(21)는, 기둥형상부(34)마다 템플릿을 작성한다. 컴퓨터(21)는, 각 기둥형상부(34)의 스테이지 좌표 취득과 템플릿 작성을 행하고, 이들을 세트로 기억하여, 후에 템플릿 매칭(템플릿과 화상의 겹침)으로 기둥형상부(34)의 형상을 판정할 때에 이용한다. 컴퓨터(21)는, 템플릿 매칭에 이용하는 기둥형상부(34)의 템플릿으로서, 예를 들면, 화상 그 자체, 화상으로부터 추출한 엣지 정보 등을 미리 기억한다. 컴퓨터(21)는, 후의 프로세스에서, 스테이지(12)의 이동 후에 템플릿 매칭을 행하고, 템플릿 매칭의 스코어에 의해서 기둥형상부(34)의 형상을 판정함으로써, 기둥형상부(34)의 정확한 위치를 인식할 수 있다. 또한, 템플릿 매칭용의 관찰 조건으로서, 템플릿 작성용과 동일한 콘트라스트, 배율 등의 관찰 조건을 이용하면, 정확한 템플릿 매칭을 실시할 수 있으므로 바람직하다.Next, the computer 21 creates a template for the columnar portion 34 (steps S020 to S027). In this template creation, first, the computer 21 performs a position registration process of the sample piece holder P installed on the holder fixing table 12a of the stage 12 by the operator (step S020). The computer 21 creates a template for the columnar portion 34 at the beginning of the sampling process. The computer 21 creates a template for each columnar portion 34 . The computer 21 acquires stage coordinates of each columnar part 34 and creates a template, stores them as a set, and later determines the shape of the columnar part 34 by template matching (overlapping the template and image) use it when The computer 21 stores in advance, for example, the image itself, edge information extracted from the image, and the like as a template of the columnar portion 34 used for template matching. In a subsequent process, the computer 21 performs template matching after the movement of the stage 12, and determines the shape of the columnar portion 34 based on the score of the template matching, thereby determining the exact position of the columnar portion 34. can recognize In addition, it is preferable to use the same observation conditions for contrast and magnification as for template creation as observation conditions for template matching, since accurate template matching can be performed.

컴퓨터(21)는, 시료편 홀더(P)의 위치 등록 처리를, 후술하는 시료편(Q)의 이동에 앞서 행해 둠으로써, 실제로 적정한 형상의 시료대(33)가 존재하는 것을 미리 확인해 둘 수 있다.The computer 21 performs the position registration process of the sample piece holder P prior to the movement of the sample piece Q, which will be described later, so that it can be confirmed in advance that the sample table 33 of an appropriate shape actually exists. have.

이 위치 등록 처리에 있어서, 먼저, 컴퓨터(21)는, 대략의 조정 동작으로서, 스테이지 구동 기구(13)에 의해서 스테이지(12)를 이동하고, 시료편 홀더(P)에 있어서 시료대(33)가 부착된 위치에 조사 영역을 위치 맞춤한다. 다음에, 컴퓨터(21)는, 미(微)조정의 동작으로서, 하전 입자 빔(집속 이온 빔 및 전자빔의 각각)의 조사에 의해 생성하는 각 화상 데이터로부터, 사전에 시료대(33)의 설계 형상(CAD 정보)으로 작성한 템플릿을 이용해 시료대(33)를 구성하는 복수의 기둥형상부(34)의 위치를 추출한다. 그리고, 컴퓨터(21)는, 추출한 각 기둥형상부(34)의 위치 좌표와 화상을, 시료편(Q)의 부착 위치로서 등록 처리(기억)한다(단계 S023). 이 때, 각 기둥형상부(34)의 화상이, 미리 준비해 둔 기둥형상부의 설계도, CAD도, 또는 기둥형상부(34)의 표준품의 화상과 비교하여, 각 기둥형상부(34)의 변형이나 결핍, 결락 등의 유무를 확인하고, 만약, 불량이면 그 기둥형상부의 좌표 위치와 화상에 함께 불량품인 것도 기억한다.In this position registration process, first, the computer 21 moves the stage 12 by the stage driving mechanism 13 as a rough adjustment operation, and in the sample piece holder P, the sample stage 33 Position the irradiation area at the position where is attached. Next, as a fine-tuning operation, the computer 21 designs the sample stage 33 in advance from respective image data generated by irradiation with a charged particle beam (each of a focused ion beam and an electron beam). The positions of the plurality of columnar portions 34 constituting the sample table 33 are extracted using a template created with a shape (CAD information). Then, the computer 21 registers (stores) the extracted position coordinates and images of the columnar portions 34 as the attachment positions of the specimen pieces Q (step S023). At this time, the image of each columnar part 34 is compared with a previously prepared design drawing of the columnar part, a CAD drawing, or an image of a standard product of the columnar part 34, and the deformation of each columnar part 34 or Check the presence or absence of defects, omissions, etc., and if defective, the position of the coordinates of the columnar part and the image of the defective product are also memorized.

다음에, 현재 등록 처리의 실행 중인 시료편 홀더(P)에 등록해야 할 기둥형상부(34)가 없는지 여부를 판정한다(단계 S025). 이 판정 결과가 「NO」인 경우, 즉 등록해야 할 기둥형상부(34)의 잔수 m이 1이상인 경우에는, 처리를 상술한 단계 S023으로 되돌려, 기둥형상부(34)의 잔수 m이 없어질 때까지 단계 S023와 S025를 반복한다. 한편, 이 판정 결과가 「YES」인 경우, 즉 등록해야 할 기둥형상부(34)의 잔수 m이 제로인 경우에는, 처리를 단계 S027로 진행한다.Next, it is determined whether there is no columnar portion 34 to be registered in the sample piece holder P currently undergoing registration processing (step S025). If the determination result is "NO", that is, when the residual number m of the columnar part 34 to be registered is 1 or more, the process returns to the above-described step S023, and the residual number m of the columnar part 34 is lost. Repeat steps S023 and S025 until On the other hand, when the result of this determination is "YES", that is, when the residual number m of the columnar portions 34 to be registered is zero, the process proceeds to step S027.

홀더 고정대(12a)에 복수개의 시료편 홀더(P)가 설치되어 있는 경우, 각 시료편 홀더(P)의 위치 좌표, 해당 시료편 홀더(P)의 화상 데이터를 각 시료편 홀더(P)에 대한 코드 번호와 함께 기록하고, 또한, 각 시료편 홀더(P)의 각 기둥형상부(34)의 위치 좌표와 대응하는 코드 번호와 화상 데이터를 기억(등록 처리)한다. 컴퓨터(21)는, 이 위치 등록 처리를, 자동 시료 샘플링을 실시하는 시료편(Q)의 수만큼, 순차적으로, 실시해도 된다.When a plurality of sample piece holders (P) are provided on the holder fixing table (12a), the position coordinates of each sample piece holder (P) and image data of the sample piece holder (P) are stored in each sample piece holder (P) It records together with the code number for each sample piece holder P, and stores (registration process) the positional coordinates of each columnar portion 34 of each specimen piece holder P, and the corresponding code number and image data. The computer 21 may perform this position registration process sequentially by the number of sample pieces Q for which automatic sample sampling is performed.

그리고, 컴퓨터(21)는, 등록해야 할 시료편 홀더(P)가 없는지 여부를 판정한다(단계 S027). 이 판정 결과가 「NO」인 경우, 즉 등록해야 할 시료편 홀더(P)의 잔수 n이 1이상인 경우에는, 처리를 상술한 단계 S020로 되돌려, 시료편 홀더(P)의 잔수 n이 없어질 때까지 단계 S020 내지 S027를 반복한다. 한편, 이 판정 결과가 「YES」인 경우, 즉 등록해야 할 시료편 홀더(P)의 잔수 n이 제로인 경우에는, 처리를 단계 S030으로 진행한다.Then, the computer 21 determines whether there is no sample piece holder P to be registered (step S027). When this determination result is "NO", that is, when the residual number n of the sample piece holder P to be registered is 1 or more, the process returns to the above-described step S020, and the remaining number n of the sample piece holder P is lost. Repeat steps S020 to S027 until On the other hand, when this determination result is "YES", ie, when the residual number n of the sample piece holder P to be registered is zero, the process advances to step S030.

이에 따라, 1개의 시료(S)로부터 몇십개의 시료편(Q)을 자동 제작하는 경우, 홀더 고정대(12a)에 복수의 시료편 홀더(P)가 위치 등록되고, 그 각각의 기둥형상부(34)의 위치가 화상 등록되어 있기 때문에, 몇십개의 시료편(Q)을 부착해야할 특정 시료편 홀더(P)와, 또한, 특정 기둥형상부(34)를 즉각 하전 입자 빔의 시야 내로 호출할 수 있다.Accordingly, when several dozen sample pieces Q are automatically produced from one sample S, a plurality of sample piece holders P are positionally registered on the holder holder 12a, and their respective columnar portions 34 ), since the position of the image is registered, a specific sample piece holder P to which several dozen sample pieces Q are to be attached, and also a specific columnar portion 34 can be immediately called into the field of view of the charged particle beam. .

또한, 이 위치 등록 처리(단계 S020, S023)에 있어서, 만일, 시료편 홀더(P) 자체, 혹은, 기둥형상부(34)가 변형이나 파손되어 있고, 시료편(Q)이 부착되는 상태에 없는 경우는, 상기의 위치 좌표, 화상 데이터, 코드 번호와 함께, 대응시켜 「사용 불가」(시료편(Q)이 부착되지 않는 것을 나타내는 표기) 등으로도 등록해 둔다. 이에 따라, 컴퓨터(21)는, 후술하는 시료편(Q)의 이설 시에, 「사용 불가」의 시료편 홀더(P), 혹은 기둥형상부(34)는 스킵되고, 다음의 정상적인 시료편 홀더(P), 혹은 기둥형상부(34)를 관찰 시야 내로 이동시킬 수 있다.In addition, in this position registration process (steps S020 and S023), if the sample piece holder P itself or the columnar part 34 is deformed or damaged, and the sample piece Q is attached to the state If not, it is also registered as "unusable" (notation indicating that the sample piece Q is not attached) or the like in association with the above position coordinates, image data, and code number. As a result, the computer 21 skips the "unusable" sample piece holder P or the columnar portion 34 when the sample piece Q described later is relocated, and the next normal sample piece holder (P) Alternatively, the columnar portion 34 can be moved within the observation field of view.

다음에, 컴퓨터(21)는, 하전 입자 빔의 화상 데이터를 이용하여, 미리 시료(S)에 형성된 레퍼런스 마크(Ref)를 인식한다. 컴퓨터(21)는, 인식한 레퍼런스 마크(Ref)를 이용하여, 이미 알고 있는 레퍼런스 마크(Ref)와 시료편(Q)의 상대 위치 관계로부터 시료편(Q)의 위치를 인식하고, 시료편(Q)의 위치를 관찰 시야에 들어가도록 스테이지 이동한다(단계 S030).Next, the computer 21 recognizes the reference mark Ref previously formed on the sample S using the image data of the charged particle beam. The computer 21 uses the recognized reference mark Ref to recognize the position of the sample piece Q from the known relative positional relationship between the already known reference mark Ref and the sample piece Q, and the sample piece ( The stage is moved so that the position of Q) enters the observation field (step S030).

다음에, 컴퓨터(21)는, 스테이지 구동 기구(13)에 의해서 스테이지(12)를 구동하고, 시료편(Q)의 자세가 소정 자세(예를 들면, 니들(18)에 의해 취출한 적합한 자세 등)가 되도록, 자세 제어 모드에 대응한 각도분만큼 스테이지(12)를 Z축 둘레로 회전시킨다(단계 S040).Next, the computer 21 drives the stage 12 by the stage driving mechanism 13 , and the posture of the sample piece Q is a predetermined posture (eg, a suitable posture taken out by the needle 18 ) etc.), the stage 12 is rotated around the Z-axis by an angle corresponding to the posture control mode (step S040).

다음에, 컴퓨터(21)는, 하전 입자 빔의 화상 데이터를 이용해 레퍼런스 마크(Ref)를 인식하고, 이미 알고 있는 레퍼런스 마크(Ref)와 시료편(Q)의 상대 위치 관계로부터 시료편(Q)의 위치를 인식하여, 시료편(Q)의 위치 맞춤을 행한다(단계 S050).Next, the computer 21 recognizes the reference mark Ref using the image data of the charged particle beam, and determines the sample piece Q from the known relative positional relationship between the reference mark Ref and the sample piece Q. The position of is recognized and the sample piece Q is aligned (step S050).

다음에, 컴퓨터(21)는, 니들 구동 기구(19)에 의해서 니들(18)을 초기설정 위치로 이동시킨다. 초기 설정 위치는, 예를 들면, 미리 설정되어 있는 시야 영역 내의 소정 위치 등이며, 시야 영역 내에서 위치 맞춤이 완료된 시료편(Q) 주변의 소정 위치 등이다. 컴퓨터(21)는, 니들(18)을 초기 설정 위치로 이동시킨 후에, 가스 공급부(17) 선단의 노즐(17a)을 시료편(Q) 주변의 소정 위치에 접근, 예를 들면 스테이지(12)의 연직 방향 상방의 대기 위치로부터 하강시킨다(단계 S060).Next, the computer 21 moves the needle 18 to the initial setting position by the needle drive mechanism 19 . The initial setting position is, for example, a predetermined position within the field of view which is set in advance, and is a predetermined position of the periphery of the sample piece Q on which alignment has been completed within the field of view. After moving the needle 18 to the initial setting position, the computer 21 moves the nozzle 17a at the tip of the gas supply unit 17 to a predetermined position around the sample piece Q, for example, the stage 12 is descended from the stand-by position above in the vertical direction (step S060).

컴퓨터(21)는, 니들(18)을 이동시킬 때에, 시료편(Q)을 형성하는 자동 가공의 실행시에 시료(S)에 형성된 레퍼런스 마크(Ref)를 이용하여, 니들(18)과 시료편(Q)의 3차원적인 위치 관계를 정밀도 좋게 파악할 수 있어, 적정하게 이동시킬 수 있다.When the computer 21 moves the needle 18, the needle 18 and the sample using a reference mark Ref formed on the sample S when the automatic processing for forming the sample piece Q is executed. The three-dimensional positional relationship of the piece Q can be grasped accurately, and it can be moved appropriately.

다음에, 컴퓨터(21)는, 니들(18)을 시료편(Q)에 접촉시키는 처리로서, 이하의 처리를 행한다.Next, the computer 21 performs the following processing as processing for bringing the needle 18 into contact with the specimen Q.

먼저, 컴퓨터(21)는, 흡수 전류 화상 모드로 전환하여, 니들(18)의 위치를 인식한다(단계 S070). 컴퓨터(21)는, 하전 입자 빔을 주사하면서 니들(18)에 조사함으로써 니들(18)에 흘러들어가는 흡수 전류를 검출하여, 복수의 상이한 방향으로부터 조사한 하전 입자 빔에 의한 흡수 전류 화상 데이터를 생성한다. 흡수 전류 화상에는, 니들(18)과 배경을 오인하지 않고, 확실하게 니들(18)만을 인식할 수 있는 메리트가 있다. 컴퓨터(21)는, 집속 이온 빔의 조사에 의해서 XY 평면(집속 이온 빔의 광축에 수직인 평면)의 흡수 전류 화상 데이터를 취득하고, 전자 빔의 조사에 의해서 XYZ 평면(전자 빔의 광축에 수직인 평면)의 흡수 전류 화상 데이터를 취득한다. 컴퓨터(21)는, 2개의 상이한 방향으로부터 취득한 각 흡수 전류 화상 데이터를 이용해 3차원 공간에서의 니들(18)의 선단 위치를 검출할 수 있다.First, the computer 21 switches to the absorption current imaging mode, and recognizes the position of the needle 18 (step S070). The computer 21 detects an absorption current flowing into the needle 18 by irradiating the needle 18 while scanning the charged particle beam, and generates image data of absorption current by the charged particle beam irradiated from a plurality of different directions. . In the absorbed current image, there is an advantage that only the needle 18 can be reliably recognized without mistaking the needle 18 and the background. The computer 21 acquires absorption current image data in the XY plane (a plane perpendicular to the optical axis of the focused ion beam) by irradiation of the focused ion beam, and by irradiation of the electron beam, in the XYZ plane (perpendicular to the optical axis of the electron beam). acquisition current image data of the in-plane). The computer 21 can detect the tip position of the needle 18 in the three-dimensional space using respective absorbed current image data acquired from two different directions.

여기서, 니들(18)의 형상을 판정한다(단계 S075). 니들(18)이 미리 정한 정상적인 형상이면, 다음의 단계 S080로 진행되고, 만일, 니들(18)의 선단 형상이 변형이나 파손 등에 의해, 시료편(Q)이 부착되는 상태가 아닌 경우는, 단계 S300으로 뛰어넘고, 단계 S080 이후의 전 단계는 실행하지 않고, 자동 시료 샘플링의 동작을 종료시킨다. 즉, 니들 선단 형상이 불량인 경우, 더 이상의 작업을 실행할 수 없어, 장치 조작자에 의한 니들 교환의 작업에 들어간다. 단계 S075에 있어서의 니들 형상의 판단은, 예를 들면, 1변 200㎛의 관찰 시야에서, 니들 선단 위치가 소정의 위치로부터 100㎛ 이상 어긋나 있는 경우는 불량품이라고 판단한다. 또한, 단계 S075에 있어서, 니들 형상이 불량이라고 판단한 경우, 표시 장치(20)에 「니들 불량」등으로 표시하여(단계 S079), 장치의 조작자에게 경고한다.Here, the shape of the needle 18 is determined (step S075). If the needle 18 has a predetermined normal shape, proceed to the next step S080, and if the tip shape of the needle 18 is not in a state where the sample piece Q is attached due to deformation or damage, step Jumping to S300, all steps after step S080 are not executed, and the automatic sample sampling operation is ended. That is, when the shape of the needle tip is defective, no further operation can be performed, and the operation of needle replacement by the device operator begins. In the judgment of the needle shape in step S075, for example, in an observation field of 200 mu m per side, it is judged as a defective product when the needle tip position is deviated from the predetermined position by 100 mu m or more. In addition, when it is determined in step S075 that the needle shape is defective, "needle defective" or the like is displayed on the display device 20 (step S079) to warn the operator of the apparatus.

또한, 컴퓨터(21)는, 검출한 니들(18)의 선단 위치를 이용하여, 스테이지 구동 기구(13)에 의해서 스테이지(12)를 구동하고, 니들(18)의 선단 위치를 미리 설정되어 있는 시야 영역의 중심 위치(시야 중심)에 설정해도 된다.In addition, the computer 21 drives the stage 12 by the stage driving mechanism 13 using the detected tip position of the needle 18 , and sets the tip position of the needle 18 in advance. You may set in the center position (view center) of an area|region.

다음에, 컴퓨터(21)는, 검출한 니들(18)의 선단 위치를 이용하여, 니들(18)의 선단 형상에 대한 템플릿 매칭용 템플릿으로서 레퍼런스 화상 데이터를 취득한다(단계 S080). 도 9는 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 니들(18)의 선단의 템플릿을 나타내는 도면이며, 도 10은 전자 빔에 의해 얻어지는 니들(18)의 선단의 템플릿을 나타내는 도면이다. 여기서, 도 9와 도 10에서, 니들(18)의 방향이 상이한 것은, 집속 이온 빔 조사 광학계(14)와 전자 빔 조사 광학계(15)와 검출기(16)의 위치 관계와, 2차 전자에 의한 화상의 표시 방향의 상이에 의한 것으로, 동일한 니들(18)을, 관찰 방향을 바꾸어 보고 있기 때문이다. 컴퓨터(21)는, 스테이지 구동 기구(13)에 의해서 스테이지(12)를 구동하고, 시료편(Q)을 시야 영역 외에 퇴피시킨 상태에서, 하전 입자 빔(집속 이온 빔 및 전자 빔의 각각)을 니들(18)에 주사하면서 조사한다. 컴퓨터(21)는, 하전 입자 빔의 조사에 의해서 니들(18)로부터 방출되는 2차 하전 입자(2차 전자 또는 2차 이온)(R)의 복수의 상이한 평면 내에서의 위치 분포를 나타내는 각 화상 데이터를 취득한다. 컴퓨터(21)는, 집속 이온 빔의 조사에 의해서 XY 평면의 화상 데이터를 취득하고, 전자 빔의 조사에 의해서 XYZ 평면(전자 빔의 광축에 수직인 평면)의 화상 데이터를 취득한다. 컴퓨터(21)는, 집속 이온 빔 및 전자 빔에 의한 화상 데이터를 취득하여, 템플릿(레퍼런스 화상 데이터)으로서 기억한다.Next, the computer 21 uses the detected tip position of the needle 18 to acquire reference image data as a template for template matching with respect to the tip shape of the needle 18 (step S080). 9 is a diagram showing a template of the tip of the needle 18 obtained by a focused ion beam, and FIG. 10 is a diagram showing a template of the tip of the needle 18 obtained by an electron beam. Here, in Figs. 9 and 10, the needle 18 is different in the direction of the positional relationship between the focused ion beam irradiation optical system 14, the electron beam irradiation optical system 15, and the detector 16, and the secondary electrons This is due to the difference in the display direction of the image, because the same needle 18 is viewed in a different observation direction. The computer 21 drives the stage 12 by the stage driving mechanism 13 and generates a charged particle beam (each of a focused ion beam and an electron beam) in a state in which the sample piece Q is retracted out of the field of view. The needle 18 is irradiated while injecting. The computer 21 generates each image representing the positional distribution in a plurality of different planes of secondary charged particles (secondary electrons or secondary ions) R emitted from the needle 18 by irradiation with a charged particle beam. get data The computer 21 acquires image data of the XY plane by irradiation of the focused ion beam, and image data of the XYZ plane (a plane perpendicular to the optical axis of the electron beam) by irradiation of the electron beam. The computer 21 acquires image data by the focused ion beam and the electron beam, and stores it as a template (reference image data).

컴퓨터(21)는, 대략의 조정 및 미조정에 의해 니들(18)을 이동시키기 직전에 실제로 취득하는 화상 데이터를 레퍼런스 화상 데이터로 하므로, 개개의 니들(18)의 형상의 상이에 상관없이, 정밀도가 높은 패턴 매칭을 행할 수 있다. 또한, 컴퓨터(21)는, 스테이지(12)를 퇴피시켜, 배경에 복잡한 구조물이 없는 상태에서 각 화상 데이터를 취득하므로, 백그라운드의 영향을 배제한 니들(18)의 형상을 명확하게 파악할 수 있는 템플릿(레퍼런스 화상 데이터)을 취득할 수 있다.Since the computer 21 uses the image data actually acquired immediately before moving the needle 18 by coarse adjustment and fine adjustment as the reference image data, regardless of the difference in the shape of the individual needles 18, the precision It is possible to perform pattern matching with a high . In addition, since the computer 21 retracts the stage 12 and acquires each image data in a state where there is no complex structure in the background, a template ( reference image data) can be obtained.

또한, 컴퓨터(21)는, 각 화상 데이터를 취득할 때에, 대상물의 인식 정밀도를 증대시키기 위해서 미리 기억한 적합한 배율, 휘도, 콘트라스트 등의 화상 취득 조건을 이용한다.In addition, when acquiring each image data, the computer 21 uses image acquisition conditions such as suitable magnification, luminance, and contrast stored in advance in order to increase the recognition accuracy of the object.

또한, 컴퓨터(21)는, 2차 하전 입자(R)에 의한 화상 데이터를 레퍼런스 화상으로 하는 대신에, 흡수 전류 화상 데이터를 레퍼런스 화상으로 해도 된다. 이 경우, 컴퓨터(21)는, 스테이지(12)를 구동하여 시료편(Q)을 시야 영역으로부터 퇴피시키지 않고, 2개의 상이한 평면에 대하여 각 흡수 전류 화상 데이터를 취득해도 된다.In addition, the computer 21 may use absorption current image data as a reference image instead of making image data by the secondary charged particle R a reference image. In this case, the computer 21 may acquire each absorbed current image data with respect to two different planes, without driving the stage 12 and retracting the sample piece Q from a viewing area|region.

＜시료편 픽업 공정＞<Sample flight pickup process>

도 6은, 본 발명의 실시 형태에 관련된 하전 입자 빔 장치(10a)에 의한 자동 시료편 제작의 동작 중, 시료편(Q)을 시료(S)로부터 픽업하는 공정의 흐름을 나타내는 플로우차트이다. 여기서, 픽업이란, 집속 이온 빔에 의한 가공이나 니들에 의해서, 시료편(Q)을 시료(S)로부터 분리, 적출하는 것을 말한다.6 is a flowchart showing the flow of the process of picking up the sample piece Q from the sample S during the operation of automatic sample piece production by the charged particle beam device 10a according to the embodiment of the present invention. Here, the pick-up refers to separation and extraction of the sample piece Q from the sample S by processing by a focused ion beam or a needle.

컴퓨터(21)는, 니들 구동 기구(19)에 의해서 니들(18)을 이동시키는 니들 이동(대략의 조정)을 실행한다(단계 S090). 컴퓨터(21)는, 시료(S)에 대한 집속 이온 빔 및 전자 빔에 의한 각 화상 데이터를 이용하여, 레퍼런스 마크(Ref)(상술한 도 2 참조)를 인식한다. 컴퓨터(21)는, 인식한 레퍼런스 마크(Ref)를 이용해 니들(18)의 이동 목표 위치(AP)를 설정한다. 컴퓨터(21)는, 이동 목표 위치(AP)를, 니들(18)과 시료편(Q)을 디포지션막에 의해서 접속하는 가공을 행하기 위해서 필요한 위치로 하고, 시료편(Q)의 형성시의 가공 프레임(F)에 대하여 소정의 위치 관계를 대응시킨다. 컴퓨터(21)는, 집속 이온 빔의 조사에 의해서 시료(S)에 시료편(Q)을 형성할 때의 가공 프레임(F)과 레퍼런스 마크(Ref)의 상대적인 위치 관계의 정보를 기억하고 있다. 컴퓨터(21)는, 인식한 레퍼런스 마크(Ref)를 이용하여, 레퍼런스 마크(Ref)와 가공 프레임(F)과 이동 목표 위치(시료편(Q) 상의 소정 위치)(AP)(도 2 참조)의 상대적인 위치 관계를 이용하여, 니들(18)의 선단 위치를 이동 목표 위치(AP)를 향해 3차원 공간 내에서 이동시킨다. 컴퓨터(21)는, 니들(18)을 3차원적으로 이동시킬 때에, 예를 들면, 먼저 X방향 및 Y방향으로 이동시키고, 다음에 Z방향으로 이동시킨다.The computer 21 executes needle movement (rough adjustment) for moving the needle 18 by the needle drive mechanism 19 (step S090). The computer 21 recognizes the reference mark Ref (refer to FIG. 2 described above) by using respective image data by the focused ion beam and the electron beam with respect to the sample S. The computer 21 sets the movement target position AP of the needle 18 using the recognized reference mark Ref. The computer 21 sets the movement target position AP to a position necessary for performing processing for connecting the needle 18 and the sample piece Q by the deposition film, and when the sample piece Q is formed A predetermined positional relationship is made to correspond to the processing frame F of The computer 21 stores information on the relative positional relationship between the processing frame F and the reference mark Ref when the sample piece Q is formed on the sample S by irradiation with a focused ion beam. The computer 21 uses the recognized reference mark Ref, the reference mark Ref, the processing frame F, and the movement target position (predetermined position on the sample piece Q) AP (refer to FIG. 2 ) Using the relative positional relationship of , the tip position of the needle 18 is moved in the three-dimensional space toward the movement target position AP. The computer 21 moves the needle 18 three-dimensionally, for example, first in the X and Y directions, and then in the Z direction.

도 11 및 도 12는 이 모습을 나타내고 있고, 특히, 도 11은, 집속 이온 빔에 의한 화상 데이터에 있어서의 니들(18)의 선단을 나타내는 도면이며, 도 12는, 전자 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 니들(18)의 선단을 나타내는 도면이다. 또한, 도 11과 도 12에서, 니들(18)의 방향이 상이한 이유는, 도 9, 도 10에서 설명한 대로이다.11 and 12 show this state. In particular, FIG. 11 is a diagram showing the tip of the needle 18 in image data obtained by a focused ion beam, and FIG. 12 is image data obtained by an electron beam. It is a figure which shows the front-end|tip of the needle 18 in. In addition, in FIG. 11 and FIG. 12, the reason why the direction of the needle 18 differs is as demonstrated with FIG. 9, FIG.

또한, 도 12에 있어서는, 2개의 니들(18b, 18c)이 표시되어 있는데, 니들 이동의 상황을 나타내기 위해서, 동일한 시야에 대하여 이동 전후의 니들 선단 위치의 화상 데이터를 겹쳐 표시한 것으로, 니들(18b와 18c)은 동일한 니들(18)이다.In addition, in Fig. 12, two needles 18b and 18c are displayed, but in order to show the situation of needle movement, the image data of the needle tip position before and after movement are superimposed on the same field of view, and the needle ( 18b and 18c) are the same needle 18 .

또한, 상술의 처리에서는, 컴퓨터(21)는, 레퍼런스 마크(Ref)를 이용하여, 레퍼런스 마크(Ref)와 가공 프레임(F)과 이동 목표 위치(AP)의 상대적인 위치 관계를 이용하여, 니들(18)의 선단 위치를 이동 목표 위치(AP)를 향해 3차원 공간 내에서 이동시킨다고 했는데, 이에 한정되지 않는다. 컴퓨터(21)는, 가공 프레임(F)을 이용하지 않고, 레퍼런스 마크(Ref)와 이동 목표 위치(AP)의 상대적인 위치 관계를 이용하여, 니들(18)의 선단 위치를 이동 목표 위치(AP)를 향해 3차원 공간 내에서 이동시켜도 된다.In addition, in the above processing, the computer 21 uses the reference mark Ref and uses the relative positional relationship between the reference mark Ref, the machining frame F, and the movement target position AP, and the needle ( 18) is moved toward the movement target position (AP) in a three-dimensional space, but is not limited thereto. The computer 21 does not use the processing frame F, but uses the relative positional relationship between the reference mark Ref and the movement target position AP to move the tip position of the needle 18 to the movement target position AP. may be moved in a three-dimensional space toward

다음에, 컴퓨터(21)는, 니들 구동 기구(19)에 의해서 니들(18)을 이동시키는 니들 이동(미조정)을 실행한다(단계 S100). 컴퓨터(21)는, 레퍼런스 화상 데이터를 이용한 패턴 매칭을 반복하고, 니들(18)의 선단 위치를 파악하면서, 니들(18)을 이동시킨다. 컴퓨터(21)는, 니들(18)에 하전 입자 빔(집속 이온 빔 및 전자 빔의 각각)을 조사하고, 하전 입자 빔에 의한 각 화상 데이터를 반복하여 취득한다. 컴퓨터(21)는, 취득한 화상 데이터에 대하여, 레퍼런스 화상 데이터를 이용한 패턴 매칭을 행함으로써 니들(18)의 선단 위치를 취득한다. 컴퓨터(21)는, 취득한 니들(18)의 선단 위치와 이동 목표 위치에 따라서 니들(18)을 3차원 공간 내에서 이동시킨다.Next, the computer 21 executes needle movement (fine adjustment) for moving the needle 18 by the needle drive mechanism 19 (step S100). The computer 21 moves the needle 18 while repeating pattern matching using the reference image data and grasping the tip position of the needle 18 . The computer 21 irradiates the needle 18 with a charged particle beam (each of a focused ion beam and an electron beam), and repeatedly acquires each image data by the charged particle beam. The computer 21 acquires the tip position of the needle 18 by performing pattern matching on the acquired image data using the reference image data. The computer 21 moves the needle 18 in three-dimensional space according to the acquired tip position and the movement target position of the needle 18 .

다음에, 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 이동을 정지시키는 처리를 행한다(단계 S110). 컴퓨터(21)는, 이동 목표 위치를 포함한 조사 영역에 하전 입자 빔을 조사한 상태에서 니들(18)을 이동시키고, 니들(18)에 흐르는 흡수 전류가 소정 전류를 초과했다고 판단했을 때에, 니들 구동 기구(19)에 의한 니들(18)의 구동을 정지시킨다. 이에 따라 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 선단 위치를, 시료편(Q)의 지지부(Qa)의 반대측의 측부에 근접한 이동 목표 위치(AP)에 배치한다. 도 13 및 도 14는, 이 모습을 나타내고 있고, 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치(10)의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 니들(18)의 선단 및 시료편(Q)을 나타내는 도면(도 13), 및, 전자 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 니들(18)의 선단 및 시료편(Q)을 나타내는 도면(도 14)이다. 또한, 도 13 및 도 14는, 도 11 및 도 12와 마찬가지로, 집속 이온 빔과 전자 빔에서 관찰 방향이 상이한 것에 추가하여, 관찰 배율이 상이하지만, 관찰 대상과 니들(18)은 동일하다.Next, the computer 21 performs processing for stopping the movement of the needle 18 (step S110). The computer 21 moves the needle 18 in a state in which the charged particle beam is irradiated to the irradiation area including the movement target position, and when it is determined that the absorbed current flowing through the needle 18 exceeds a predetermined current, the needle driving mechanism The drive of the needle 18 by (19) is stopped. Thereby, the computer 21 arrange|positions the front-end|tip position of the needle 18 at the movement target position AP close to the side part on the opposite side of the support part Qa of the sample piece Q. 13 and 14 show this state, and the tip of the needle 18 and the sample piece ( It is a figure (FIG. 13) which shows Q), and a figure (FIG. 14) which shows the tip of the needle 18 and the sample piece Q in the image data obtained by the electron beam. 13 and 14 have different observation magnifications in addition to the fact that the observation directions are different for the focused ion beam and the electron beam, as in FIGS. 11 and 12 , but the observation object and the needle 18 are the same.

다음에, 컴퓨터(21)는, 니들(18)을 시료편(Q)에 접속하는 처리를 행한다(단계 S120). 컴퓨터(21)는, 시료(S)의 레퍼런스 마크(Ref)를 이용해, 미리 설정되어 있는 접속 가공 위치를 지정한다. 컴퓨터(21)는, 접속 가공 위치를 시료편(Q)으로부터 소정간격만큼 떨어진 위치로 한다. 컴퓨터(21)는, 소정 간격의 상한을 1㎛로 하고, 바람직하게는, 소정 간격을 100nm 이상 또한 200nm 이하로 한다. 컴퓨터(21)는, 소정 시간에 걸쳐, 접속 가공 위치로 설정한 가공 프레임(R1)을 포함하는 조사 영역에 집속 이온 빔을 조사하면서, 시료편(Q) 및 니들(18)의 선단 표면에 가스 공급부(17)에 의해서 가스를 공급한다. 이에 따라 컴퓨터(21)는, 시료편(Q) 및 니들(18)을 디포지션막(도 15 내지 도 25에서는 도시 생략. 도 26에 부호 DM2로서 도시)에 의해 접속한다.Next, the computer 21 performs a process for connecting the needle 18 to the sample piece Q (step S120). The computer 21 uses the reference mark Ref of the sample S to designate a preset connection processing position. The computer 21 sets the connection processing position to a position separated from the sample piece Q by a predetermined interval. The computer 21 sets the upper limit of the predetermined interval to 1 µm, and preferably sets the predetermined interval to 100 nm or more and 200 nm or less. The computer 21 irradiates a focused ion beam to the irradiation area including the processing frame R1 set to the connection processing position over a predetermined period of time, while irradiating the sample piece Q and the tip surface of the needle 18 with gas. A gas is supplied by the supply unit 17 . Accordingly, the computer 21 connects the sample piece Q and the needle 18 by a deposition film (not shown in Figs. 15 to 25; shown as DM2 in Fig. 26).

이 단계 S120에서, 컴퓨터(21)는, 니들(18)을 시료편(Q)에 직접 접촉시키지 않고 미소하게 간격을 둔 위치에서 디포지션막에 의해 접속하므로, 니들(18)의 시료편(Q)에의 직접 접촉에 기인하는 손상 등의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 이점을 가지고 있다. 또한, 후의 공정에서 니들(18)과 시료편(Q)이 집속 이온 빔 조사에 의한 절단에 의해 분리될 때에 니들(18)이 절단되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 비록 니들(18)이 진동해도, 이 진동이 시료편(Q)에 전달되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 시료(S)의 크리프 현상에 의한 시료편(Q)의 이동이 발생하는 경우에도, 니들(18)과 시료편(Q)의 사이에 과잉 변형이 생기는 것을 억제할 수 있다. 도 15는, 이 모습을 나타내고 있고, 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치(10)의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의, 니들(18) 및 시료편(Q)의 접속 가공 위치를 포함하는 가공 프레임(R1)(디포지션막 형성 영역)을 나타내는 도면이다.In this step S120, the computer 21 connects the needle 18 by a deposition film at a position slightly spaced apart without directly contacting the sample piece Q, so that the sample piece Q of the needle 18 is ) has the advantage of preventing the occurrence of defects such as damage caused by direct contact. In addition, it is possible to prevent the needle 18 from being cut when the needle 18 and the sample piece Q are separated by cutting by the focused ion beam irradiation in a later step. Moreover, even if the needle 18 vibrates, it can suppress that this vibration is transmitted to the sample piece Q. Moreover, even when the movement of the sample piece Q by the creep phenomenon of the sample S occurs, it can suppress that excessive deformation|transformation arises between the needle 18 and the sample piece Q. Fig. 15 shows this mode, and the connection of the needle 18 and the sample piece Q in image data obtained by the focused ion beam of the automatic sample piece production apparatus 10 according to the embodiment of the present invention. It is a figure which shows the process frame R1 (deposition film formation area) including a process position.

컴퓨터(21)는, 니들(18)을 시료편(Q)에 접속할 때는, 후에 니들(18)에 접속된 시료편(Q)을 시료편 홀더(P)로 이설할 때에 선택되는 각 어프로치 모드에 적합한 접속 자세를 설정한다. 컴퓨터(21)는, 후술하는 복수(예를 들면, 3개)의 상이한 어프로치 모드의 각각에 대응하여, 니들(18)과 시료편(Q)의 상대적인 접속 자세를 설정한다.The computer 21 selects each approach mode selected when connecting the needle 18 to the sample piece Q, and later transferring the sample piece Q connected to the needle 18 to the sample piece holder P. Set an appropriate connection posture. The computer 21 sets the relative connection posture of the needle 18 and the sample piece Q in response to each of a plurality of (for example, three) different approach modes described later.

또한, 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 흡수 전류의 변화를 검출함으로써, 디포지션막에 의한 접속 상태를 판정해도 된다. 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 흡수 전류가 미리 정한 전류치에 도달했을 때에 시료편(Q) 및 니들(18)이 디포지션막에 의해 접속되었다고 판정한 경우에, 소정 시간의 경과 유무에 상관없이, 디포지션막의 형성을 정지해도 된다.Further, the computer 21 may determine the connection state by the deposition film by detecting a change in the absorbed current of the needle 18 . When the computer 21 determines that the sample piece Q and the needle 18 are connected by the deposition film when the absorbed current of the needle 18 reaches a predetermined current value, the computer 21 determines whether a predetermined time has elapsed or not. Regardless, the formation of the deposition film may be stopped.

다음에, 컴퓨터(21)는, 시료편(Q)과 시료(S) 사이의 지지부(Qa)를 절단하는 처리를 행한다(단계 S130). 컴퓨터(21)는, 시료(S)에 형성되어 있는 레퍼런스 마크를 이용하여, 미리 설정되어 있는 지지부(Qa)의 절단 가공 위치(T1)를 지정한다. 컴퓨터(21)는, 소정 시간에 걸쳐, 절단 가공 위치(T1)에 집속 이온 빔을 조사함으로써, 시료편(Q)을 시료(S)로부터 분리한다. 도 13은, 이 모습을 나타내고 있고, 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치(10)의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료(S) 및 시료편(Q)의 지지부(Qa)의 절단 가공 위치(T1)를 나타내는 도면이다.Next, the computer 21 performs the process of cutting the support part Qa between the sample piece Q and the sample S (step S130). The computer 21 designates the cut processing position T1 of the support part Qa which is set in advance using the reference mark formed in the sample S. The computer 21 separates the sample piece Q from the sample S by irradiating a focused ion beam to the cutting position T1 over a predetermined period of time. 13 : has shown this mode, The support part of the sample S and the sample piece Q in the image data obtained by the focused ion beam of the automatic sample piece production apparatus 10 which concerns on embodiment of this invention ( It is a figure which shows the cutting processing position T1 of Qa).

컴퓨터(21)는, 시료(S)와 니들(18)의 도통을 검지함으로써, 시료편(Q)이 시료(S)로부터 분리되었는지 여부를 판정한다(단계 S133). 컴퓨터(21)는, 절단 가공의 종료 후, 즉 절단 가공 위치(T1)에서의 시료편(Q)과 시료(S) 사이의 지지부(Qa)의 절단이 완료된 후에, 시료(S)와 니들(18)의 도통을 검지한 경우에는, 시료편(Q)이 시료(S)로부터 분리되어 있지 않다고(NG) 판정한다. 컴퓨터(21)는, 시료편(Q)이 시료(S)로부터 분리되어 있지 않다고(NG) 판정한 경우에는, 이 시료편(Q)과 시료(S)의 분리가 완료되지 않은 것을 표시 장치(20)에의 표시 또는 경고음에 의해 통지한다(단계 S136). 그리고, 이 이후의 처리의 실행을 정지하거나, 또는 니들 트리밍을 행하여, 다음의 샘플링을 실시한다. 한편, 컴퓨터(21)는, 시료(S)와 니들(18)의 도통을 검지하지 않는 경우에는, 시료편(Q)이 시료(S)로부터 분리되었다고 (OK) 판정하여, 이 이후의 처리의 실행을 계속한다.The computer 21 determines whether or not the sample piece Q is separated from the sample S by detecting conduction between the sample S and the needle 18 (step S133). After the end of the cutting processing, that is, after the cutting of the support portion Qa between the sample piece Q and the sample S at the cutting processing position T1 is completed, the sample S and the needle ( 18), it is determined that the sample piece Q is not separated from the sample S (NG). When the computer 21 determines that the sample piece Q is not separated from the sample S (NG), the computer 21 indicates that the separation of the sample piece Q and the sample S has not been completed. 20) or by a warning sound (step S136). Then, execution of the subsequent processing is stopped or needle trimming is performed, and the next sampling is performed. On the other hand, when the computer 21 does not detect conduction between the sample S and the needle 18, it is determined that the sample piece Q is separated from the sample S (OK), and the Continue execution.

다음에, 컴퓨터(21)는 니들 퇴피의 처리를 행한다(단계 S140). 컴퓨터(21)는, 니들 구동 기구(19)에 의해서 니들(18)을 소정 거리(예를 들면, 5㎛ 등)만큼 연직 방향 상방(즉 Z방향의 정방향)으로 상승시킨다. 도 17은, 이 모습을 나타내고 있고, 본 발명의 실시 형태에 관련되는 자동 시료편 제작 장치(10)의 전자 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편(Q)이 접속된 니들(18)을 퇴피시킨 상태를 나타내는 도면이다.Next, the computer 21 performs the needle retraction process (step S140). The computer 21 raises the needle 18 vertically upward by a predetermined distance (eg, 5 μm or the like) by the needle driving mechanism 19 (ie, the positive Z direction). Fig. 17 shows this state and shows the needle 18 to which the sample piece Q in the image data obtained by the electron beam of the automatic sample piece production apparatus 10 according to the embodiment of the present invention is connected. It is a figure which shows the evacuated state.

다음에, 컴퓨터(21)는 스테이지 퇴피의 처리를 행한다(단계 S150). 컴퓨터(21)는, 도 18에 도시하는 바와 같이, 스테이지 구동 기구(13)에 의해서 스테이지(12)를 소정 거리 이동시킨다. 예를 들면, 1mm, 3mm, 5mm만큼 연직 방향 하방(즉 Z방향의 역방향)으로 하강시킨다. 컴퓨터(21)는, 스테이지(12)를 소정 거리만큼 하강시킨 후에, 가스 공급부(17)의 노즐(17a)을 스테이지(12)로부터 멀리한다. 예를 들면, 연직 방향 상방의 대기 위치로 상승시킨다. 도 18은, 이 모습을 나타내고 있고, 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치(10)의 전자빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편(Q)이 접속된 니들(18)에 대하여 스테이지(12)를 퇴피시킨 상태를 나타내는 도면이다.Next, the computer 21 performs the stage evacuation process (step S150). The computer 21 moves the stage 12 a predetermined distance by the stage drive mechanism 13 as shown in FIG. 18 . For example, it is lowered vertically downward by 1 mm, 3 mm, and 5 mm (that is, in the reverse direction of the Z direction). The computer 21 moves the nozzle 17a of the gas supply unit 17 away from the stage 12 after the stage 12 is lowered by a predetermined distance. For example, it raises to the stand-by position of the vertical direction upper direction. 18 : has shown this mode, and is stage with respect to the needle 18 to which the sample piece Q in the image data obtained by the electron beam of the automatic sample piece preparation apparatus 10 which concerns on embodiment of this invention was connected. It is a figure which shows the state in which (12) was retracted.

다음에, 컴퓨터(21)는 서로 접속된 니들(18) 및 시료편(Q)의 배경에 구조물이 없는 장소에 니들(18)을 이동시킨다. 이는 후속하는 니들(18) 및 시료편(Q)의 템플릿을 작성할 때, 집속 이온 빔 및 전자 빔의 각각에 의해 얻어지는 시료편(Q)의 화상 데이터로부터 니들(18) 및 시료편(Q)의 엣지(윤곽)를 확실하게 인식하기 위함이다. 컴퓨터(21)는, 스테이지(12)를 예정 거리만큼 이동시킨다. 시료편(Q)의 배경을 판단(단계 S160)하고, 배경에 문제가 없으면, 다음의 단계 S170으로 진행하고, 배경에 문제가 있으면 스테이지(12)를 소정량만큼 재이동시키고(단계 S165), 배경의 판단(단계 S160)으로 되돌아가, 배경에 문제가 없어질 때까지 반복한다.Next, the computer 21 moves the needle 18 to a place where there is no structure in the background of the needle 18 and the specimen Q connected to each other. This is the case of the needle 18 and the sample piece Q from image data of the sample piece Q obtained by the focused ion beam and the electron beam, respectively, when a template of the subsequent needle 18 and sample piece Q is created. This is to clearly recognize the edge (contour). The computer 21 moves the stage 12 by a predetermined distance. The background of the sample piece Q is determined (step S160), and if there is no problem in the background, the process proceeds to the next step S170, and if there is a problem in the background, the stage 12 is moved again by a predetermined amount (step S165), It returns to the background judgment (step S160), and repeats until there is no problem in the background.

컴퓨터(21)는, 니들 및 시료편의 템플릿 작성을 실행한다(단계 S170). 컴퓨터(21)는, 시료편(Q)이 고정된 니들(18)을 필요에 따라서 회전시킨 자세 상태(즉, 시료대(33)의 기둥형상부(34)에 시료편(Q)을 접속하는 자세)의 니들(18) 및 시료편(Q)의 템플릿을 작성한다. 이에 따라 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 회전에 따라, 집속 이온 빔 및 전자 빔의 각각에 의해 얻어지는 화상 데이터로부터 3차원적으로 니들(18) 및 시료편(Q)의 엣지(윤곽)를 인식한다. 또한, 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 회전 각도 0°에서의 어프로치 모드에 있어서는, 전자 빔을 필요로 하지 않고, 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터로부터 니들(18) 및 시료편(Q)의 엣지(윤곽)를 인식해도 된다.The computer 21 creates a template for the needle and sample piece (step S170). The computer 21 is configured to connect the sample piece Q to the columnar portion 34 of the sample table 33 in an attitude state in which the needle 18 to which the sample piece Q is fixed is rotated as needed. posture) of the needle 18 and the sample piece Q are prepared. Accordingly, the computer 21, according to the rotation of the needle 18, three-dimensionally from the image data obtained by each of the focused ion beam and the electron beam, the edge (contour) of the needle 18 and the sample piece Q. recognize In addition, the computer 21 does not require an electron beam in the approach mode at a rotation angle of 0° of the needle 18, and the needle 18 and the sample piece Q from the image data obtained by the focused ion beam. ) may be recognized.

컴퓨터(21)는, 니들(18) 및 시료편(Q)의 배경에 구조물이 없도록 스테이지(12)를 이동시키는 것을 스테이지 구동 기구(13) 또는 니들 구동 기구(19)에 지시했을 때에, 실제로 지시한 장소에 니들(18)이 도달해 있지 않은 경우에는, 관찰 배율을 저배율로 하여 니들(18)을 찾고, 발견되지 않는 경우에는 니들(18)의 위치 좌표를 초기화하여, 니들(18)을 초기 위치로 이동시킨다.When the computer 21 instructs the stage drive mechanism 13 or the needle drive mechanism 19 to move the stage 12 so that there is no structure in the background of the needle 18 and the sample piece Q, the computer 21 actually instructs When the needle 18 has not reached one place, the needle 18 is searched for with the observation magnification at a low magnification, and when it is not found, the position coordinates of the needle 18 are initialized, move to position

이 템플릿 작성(단계 S170)에 있어서, 먼저, 컴퓨터(21)는, 시료편(Q) 및 시료편(Q)이 접속된 니들(18)의 선단 형상에 대한 템플릿 매칭용 템플릿(레퍼런스 화상 데이터)을 취득한다. 컴퓨터(21)는, 조사 위치를 주사하면서 니들(18)에 하전 입자 빔(집속 이온 빔 및 전자 빔의 각각)을 조사한다. 컴퓨터(21)는, 하전 입자 빔의 조사에 의해서 니들(18)로부터 방출되는 2차 하전 입자(R)의 복수의 상이한 평면 내에서의 위치 분포를 나타내는 각 화상 데이터를 취득한다. 컴퓨터(21)는, 집속 이온 빔의 조사에 의해서 집속 이온 빔 광축에 수직인 면의 화상 데이터를 취득하고, 전자 빔의 조사에 의해서 전자 빔의 광축에 수직인 면의 화상 데이터를 취득한다. 컴퓨터(21)는, 2개의 상이한 방향으로부터 취득한 각 화상 데이터를 템플릿(레퍼런스 화상 데이터)으로서 기억한다.In this template creation (step S170), first, the computer 21 generates a template for template matching with respect to the sample piece Q and the tip shape of the needle 18 to which the sample piece Q is connected (reference image data). to acquire The computer 21 irradiates a charged particle beam (each of a focused ion beam and an electron beam) to the needle 18 while scanning the irradiation position. The computer 21 acquires respective image data representing the positional distribution in a plurality of different planes of the secondary charged particles R emitted from the needle 18 by irradiation of the charged particle beam. The computer 21 acquires image data of a plane perpendicular to the optical axis of the focused ion beam by irradiation of the focused ion beam, and acquires image data of a plane perpendicular to the optical axis of the electron beam by irradiation of the electron beam. The computer 21 stores each image data acquired from two different directions as a template (reference image data).

컴퓨터(21)는, 집속 이온 빔 가공에 의해 실제로 형성된 시료편(Q) 및 시료편(Q)이 접속된 니들(18)에 대하여 실제로 취득하는 화상 데이터를 레퍼런스 화상 데이터로 하므로, 시료편(Q) 및 니들(18)의 형상에 상관없이, 정밀도가 높은 패턴 매칭을 행할 수 있다.The computer 21 uses, as reference image data, the sample piece Q actually formed by the focused ion beam processing and the image data actually acquired with respect to the needle 18 to which the sample piece Q is connected, as reference image data. ) and the shape of the needle 18, high-precision pattern matching can be performed.

또한, 컴퓨터(21)는, 각 화상 데이터를 취득할 때에, 시료편(Q) 및 시료편(Q)이 접속된 니들(18)의 형상의 인식 정밀도를 증대시키기 위해서 미리 기억한 적합한 배율, 휘도, 콘트라스트 등의 화상 취득 조건을 이용한다.Further, when the computer 21 acquires each image data, the suitable magnification and luminance stored in advance in order to increase the recognition accuracy of the sample piece Q and the shape of the needle 18 to which the sample piece Q is connected. , image acquisition conditions such as contrast are used.

다음에, 컴퓨터(21)는, 니들 퇴피의 처리를 행한다(단계 S180). 컴퓨터(21)는, 니들 구동 기구(19)에 의해서 니들(18)을 소정 거리만큼 이동시킨다. 예를 들면, 연직 방향 상방(즉 Z방향의 정방향)으로 상승시킨다. 반대로, 니들(18)은 그 자리에 정지시켜 두고, 스테이지(12)를 소정 거리만큼 이동시킨다. 예를 들면, 연직 방향 하방(즉 Z방향의 역방향)으로 강하시켜도 된다. 니들 퇴피 방향은, 상술의 연직 방향에 한정되지 않고, 니들 축방향이거나, 그 외의 소정 퇴피 위치여도 되고, 니들 선단에 붙어 있는 시료편(Q)이, 시료실 내의 구조물에의 접촉이나, 집속 이온 빔에 의한 조사를 받지 않는, 미리 정해진 위치이면 된다.Next, the computer 21 performs the needle retraction process (step S180). The computer 21 moves the needle 18 by a predetermined distance by the needle driving mechanism 19 . For example, it is made to rise in the vertical direction upward (that is, the positive direction of Z direction). Conversely, the needle 18 is left stationary in place, and the stage 12 is moved a predetermined distance. For example, you may make it descend|fall vertically downward (that is, the direction opposite to Z direction). The needle retraction direction is not limited to the above-mentioned vertical direction, and may be the needle axial direction or other predetermined retraction position. What is necessary is just a predetermined position which does not receive irradiation with a beam.

다음에, 컴퓨터(21)는, 상술의 단계 S020에 있어서 등록한 특정 시료편 홀더(P)가, 하전 입자 빔에 의한 관찰 시야 영역 내에 들어가도록 스테이지 구동 기구(13)에 의해서 스테이지(12)를 이동시킨다(단계 S190). 도 19 및 도 20은 이 모습을 나타내고 있고, 특히 도 19는, 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치(10)의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터이며, 기둥형상부(34)의 시료편(Q)의 부착 위치(U)를 나타내는 도면이며, 도 20은, 전자 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터이며, 기둥형상부(34)의 시료편(Q)의 부착 위치(U)를 나타내는 도면이다.Next, the computer 21 moves the stage 12 by the stage driving mechanism 13 so that the specific sample piece holder P registered in the above-described step S020 enters the observation field area by the charged particle beam. (step S190). 19 and 20 show this state, and in particular, FIG. 19 is image data obtained by a focused ion beam of the automatic specimen production apparatus 10 according to the embodiment of the present invention, and It is a figure which shows the attachment position U of the sample piece Q, FIG. 20 is image data obtained by an electron beam, and is a figure which shows the attachment position U of the sample piece Q of the columnar part 34. to be.

여기서, 원하는 시료편 홀더(P)의 기둥형상부(34)가 관찰 시야 영역 내에 들어가는지 여부를 판정하여(단계 S195), 원하는 기둥형상부(34)가 관찰 시야 영역 내에 들어가면, 다음의 단계 S200로 진행한다. 만약, 원하는 기둥형상부(34)가 관찰 시야 영역 내에 들어가지 않으면, 즉, 지정 좌표에 대하여 스테이지 구동이 올바르게 동작하지 않는 경우는, 직전에 지정한 스테이지 좌표를 초기화하여, 스테이지(12)가 가지는 원점 위치로 되돌아간다(단계 S197). 그리고, 다시, 사전 등록한 원하는 기둥형상부(34)의 좌표를 지정하고, 스테이지(12)를 구동시켜(단계 S190), 기둥형상부(34)가 관찰 시야 영역 내에 들어갈 때까지 반복한다.Here, it is determined whether or not the columnar portion 34 of the desired specimen holder P falls within the observation field of view (step S195). proceed with If the desired columnar portion 34 does not fall within the observation field area, that is, when the stage driving does not operate correctly with respect to the specified coordinates, the stage coordinates specified immediately before are initialized and the origin of the stage 12 return to the position (step S197). Then, the pre-registered coordinates of the desired columnar portion 34 are designated again, the stage 12 is driven (step S190), and the process is repeated until the columnar portion 34 enters the observation field of view.

다음에, 컴퓨터(21)는, 스테이지 구동 기구(13)에 의해서 스테이지(12)를 이동시켜 시료편 홀더(P)의 수평 위치를 조정함과 더불어, 시료편 홀더(P)의 자세가 소정 자세가 되도록, 자세 제어 모드에 대응한 각도분만큼 스테이지(12)를 회전과 경사시킨다(단계 S200).Next, the computer 21 moves the stage 12 by the stage drive mechanism 13 to adjust the horizontal position of the sample piece holder P, and the posture of the sample piece holder P is set to a predetermined posture. , the stage 12 is rotated and tilted by an angle corresponding to the posture control mode (step S200).

이 단계 S200에 의해서, 원래의 시료(S) 표면 단면을 기둥형상부(34)의 단면에 대하여 평행 또는 수직의 관계로, 시료편(Q)과 시료편홀더(P)의 자세를 조정할 수 있다. 특히, 기둥형상부(34)에 고정한 시료편(Q)을 집속 이온 빔으로 박편화 가공을 행하는 것을 상정하고, 원래의 시료(S)의 표면 단면과 집속 이온 빔 조사축이 수직 관계가 되도록 시료편(Q)과 시료편 홀더(P)의 자세를 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 기둥형상부(34)에 고정하는 시료편(Q)이, 원래의 시료(S)의 표면 단면이 기둥형상부(34)에 수직이고, 집속 이온 빔의 입사 방향으로 하류측이 되도록 시료편(Q)과 시료편 홀더(P)의 자세를 조정하는 것도 바람직하다.By this step S200, the postures of the sample piece Q and the sample piece holder P can be adjusted so that the cross section of the surface of the original sample S is parallel or perpendicular to the cross section of the columnar portion 34. . In particular, it is assumed that the sample piece Q fixed to the columnar portion 34 is subjected to flaking with a focused ion beam, so that the surface cross section of the original sample S and the focused ion beam irradiation axis are perpendicular to each other. It is preferable to adjust the postures of the piece Q and the sample piece holder P. In addition, the sample piece Q fixed to the columnar portion 34 has a surface cross-section of the original sample S perpendicular to the columnar portion 34 and is on the downstream side in the incident direction of the focused ion beam. It is also preferable to adjust the postures of the piece Q and the sample piece holder P.

여기서, 시료편 홀더(P) 중 기둥형상부(34)의 형상의 양부(良否)를 판정한다(단계 S205). 단계 S023에서 기둥형상부(34)의 화상을 등록했지만, 그 후의 공정에서, 예기치 못한 사고에 의해서 지정한 기둥형상부(34)가 변형, 파손, 결락되어 있지 않은지를, 기둥형상부(34)의 형상의 양부를 판정하는 것이 이 단계 S205이다. 이 단계 S205에서, 해당 기둥형상부(34)의 형상에 문제가 없고 양호하다고 판단할 수 있으면 다음의 단계 S210로 진행하고, 불량이라고 판단하면, 다음의 기둥형상부(34)를 관찰 시야 영역 내에 들어가도록 스테이지 이동시키는 단계 S190로 되돌아간다.Here, it is determined whether the shape of the columnar part 34 in the sample piece holder P is good or bad (step S205). Although the image of the columnar part 34 was registered in step S023, in the subsequent process, it is checked whether the designated columnar part 34 is deformed, damaged, or missing due to an unexpected accident. It is this step S205 to judge whether the shape is good or bad. In this step S205, if it can be determined that the shape of the columnar part 34 is satisfactory and there is no problem, the process proceeds to the next step S210. It returns to step S190 of moving the stage to enter.

그리고 컴퓨터(21)는, 가스 공급부(17)의 노즐(17a)을, 집속 이온 빔 조사 위치 근처로 이동시킨다. 예를 들면, 스테이지(12)의 연직 방향 상방의 대기 위치로부터 가공 위치를 향해 하강시킨다.Then, the computer 21 moves the nozzle 17a of the gas supply unit 17 to the vicinity of the focused ion beam irradiation position. For example, it is made to descend|fall toward a processing position from the stand-by position of the perpendicular direction upper direction of the stage 12.

＜시료편 마운트 공정＞<Sample piece mounting process>

도 7은, 본 발명의 실시 형태에 관련된 하전 입자 빔 장치(10a)에 의한 자동 시료편 제작의 동작 중, 시료편(Q)을 소정의 시료편 홀더(P) 중 소정의 기둥형상부(34)에 마운트(이설)하는 공정의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.Fig. 7 shows the sample piece Q during the operation of automatic sample piece production by the charged particle beam device 10a according to the embodiment of the present invention, and the predetermined columnar portion 34 of the predetermined sample piece holder P. ) is a flowchart showing the flow of the mounting (relocation) process.

컴퓨터(21)는, 집속 이온 빔 및 전자 빔의 각각의 조사에 의해 생성하는 각 화상 데이터를 이용하여, 상술한 단계 S020에 있어서 기억한 시료편(Q)의 이설 위치를 인식한다(단계 S210). 컴퓨터(21)는, 기둥형상부(34)의 템플릿 매칭을 실행한다. 컴퓨터(21)는, 빗살형상의 시료대(33)의 복수의 기둥형상부(34) 중, 관찰 시야 영역 내에 나타난 기둥형상부(34)가 미리 지정한 기둥형상부(34)인 것을 확인하기 위해서, 템플릿 매칭을 실시한다. 컴퓨터(21)는, 미리 기둥형상부(34)의 템플릿을 작성하는 공정(단계 S020)에 있어서 작성한 기둥형상부(34)마다의 템플릿을 이용하여, 집속 이온 빔 및 전자 빔의 각각의 조사에 의해 얻어지는 각 화상 데이터와 템플릿 매칭을 실시한다.The computer 21 recognizes the transfer position of the sample piece Q stored in the above-described step S020 using the respective image data generated by the respective irradiation of the focused ion beam and the electron beam (step S210). . The computer 21 executes template matching of the columnar portion 34 . The computer 21 is configured to confirm that, among the plurality of columnar portions 34 of the comb-tooth-shaped sample table 33 , the columnar portion 34 appearing in the observation field is a predetermined columnar portion 34 . , perform template matching. The computer 21 uses the template for each columnar part 34 prepared in advance in the step of preparing the template of the columnar part 34 in advance (step S020), for each irradiation of the focused ion beam and the electron beam. Each image data obtained by this and template matching are performed.

또한, 컴퓨터(21)는, 지정한 기둥형상부(34)를 관찰 시야 영역 내에 넣기 위해서 스테이지(12)의 이동을 스테이지 구동 기구(13)에 지시했을 때에, 실제로는 지정된 기둥형상부(34)가 관찰 시야 영역 내에 들어가지 않는 경우에는, 스테이지(12)의 위치 좌표를 초기화하여, 스테이지(12)를 초기 위치로 이동시킨다.In addition, when the computer 21 instructs the stage drive mechanism 13 to move the stage 12 in order to put the designated columnar portion 34 within the observation field of view, the designated columnar portion 34 is actually moved. When it does not enter into the observation field area, the positional coordinates of the stage 12 are initialized, and the stage 12 is moved to an initial position.

또한, 컴퓨터(21)는, 스테이지(12)를 이동한 후에 실시하는 기둥형상부(34)마다의 템플릿 매칭에 있어서, 기둥형상부(34)에 결락 등 문제가 인식되는지 여부를 판정한다(단계 S215). 기둥형상부(34)의 형상에 문제가 인식된 경우(NG)에는, 시료편(Q)을 이설하는 기둥형상부(34)를, 문제가 인식된 기둥형상부(34)의 근처의 기둥형상부(34)로 변경하고, 그 기둥형상부(34)에 대해서도 템플릿 매칭을 행하여 이설하는 기둥형상부(34)를 결정한다. 기둥형상부(34)의 형상에 문제가 없으면 다음의 단계 S220로 옮긴다.Further, the computer 21 determines whether or not a problem, such as a missing, is recognized in the columnar portion 34 in the template matching for each columnar portion 34 performed after the stage 12 is moved (step) S215). When a problem is recognized in the shape of the columnar part 34 (NG), the columnar part 34 to which the sample piece Q is relocated is set to a column shape near the columnar part 34 in which the problem is recognized. It is changed to the part 34, and template matching is also performed on the columnar part 34 to determine the columnar part 34 to be moved. If there is no problem with the shape of the columnar portion 34, the flow moves to the next step S220.

또한, 컴퓨터(21)는, 소정 영역(적어도 기둥형상부(34)를 포함하는 영역)의 화상 데이터로부터 엣지(윤곽)를 추출하고, 이 엣지 패턴을 템플릿으로 해도 된다. 또한, 컴퓨터(21)는, 소정 영역(적어도 기둥형상부(34)를 포함하는 영역)의 화상 데이터로부터 엣지(윤곽)를 추출할 수 없는 경우에는, 화상 데이터를 다시 취득한다. 추출한 엣지를 표시 장치(20)에 표시하여, 관찰 시야 영역 내의 집속 이온 빔에 의한 화상 또는 전자 빔에 의한 화상과 템플릿 매칭해도 된다.In addition, the computer 21 may extract an edge (outline) from image data of a predetermined area (at least the area|region including the columnar part 34), and it is good also considering this edge pattern as a template. Further, when the computer 21 cannot extract the edge (outline) from the image data of the predetermined area (at least the area including the columnar portion 34), the computer 21 acquires the image data again. The extracted edge may be displayed on the display device 20 and template-matched with an image by a focused ion beam or an image by an electron beam within the observation field of view.

컴퓨터(21)는, 전자 빔의 조사에 의해 인식한 부착 위치와 집속 이온 빔의 조사에 의해 인식한 부착 위치가 일치하도록, 스테이지 구동 기구(13)에 의해서 스테이지(12)를 구동한다. 컴퓨터(21)는, 시료편(Q)의 부착 위치(U)가 시야 영역의 시야 중심(가공 위치)에 일치하도록, 스테이지 구동 기구(13)에 의해서 스테이지(12)를 구동한다.The computer 21 drives the stage 12 by the stage drive mechanism 13 so that the attachment position recognized by the irradiation of the electron beam coincides with the attachment position recognized by the irradiation of the focused ion beam. The computer 21 drives the stage 12 by the stage drive mechanism 13 so that the attachment position U of the sample piece Q may correspond to the viewing center (processing position) of a viewing area|region.

다음에, 기둥형상부(34)의 화상을 취득하여, 그 화상의 양부를 판정한다(단계 S215). 화상은 후속 단계에서 이용하는 템플릿으로 하기 위해서, 예를 들면, 그 화상으로부터 엣지부를 추출한 화상 처리도의 명료함의 관점으로부터, 화상의 양부를 판단한다. 해당 화상에 문제가 없으면 다음의 단계 S220로 옮기고, 불량이면 다시 단계 S215에서, 이 기둥형상부(34)의 화상을 취득하여, 그 화상의 양부를 판정하는 동작을 반복한다.Next, an image of the columnar portion 34 is acquired, and the quality of the image is determined (step S215). In order to use the image as a template to be used in a subsequent step, for example, the quality of the image is judged from the viewpoint of clarity of an image processing diagram obtained by extracting an edge portion from the image. If there is no problem in the image, the process moves to the next step S220. If there is no problem, in step S215 again, the image of the columnar portion 34 is acquired and the operation of determining whether the image is good or bad is repeated.

다음에, 컴퓨터(21)는, 니들(18)에 접속된 시료편(Q)을 시료편 홀더(P)에 접촉시키는 처리로서, 이하의 단계 S220~단계 S250의 처리를 행한다.Next, the computer 21 performs the following steps S220 to S250 as a process for bringing the sample piece Q connected to the needle 18 into contact with the sample piece holder P.

먼저, 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 위치를 인식한다(단계 S220). 컴퓨터(21)는, 조사 위치를 주사하면서 니들(18)에 하전 입자 빔을 조사함으로써 니들(18)에 흐르는 흡수 전류를 검출하여, 복수의 상이한 평면에 대한 흡수 전류의 2차원 위치 분포를 나타내는 흡수 전류 화상 데이터를 생성한다. 컴퓨터(21)는, 집속 이온 빔의 조사에 의해서 XY 평면의 흡수 전류 화상 데이터를 취득하고, 전자빔의 조사에 의해서 XYZ 평면(전자 빔의 광축에 수직인 평면)의 화상 데이터를 취득한다. 컴퓨터(21)는, 2개의 상이한 평면에 대하여 취득한 각 흡수 전류 화상 데이터를 이용해 3차원 공간에서의 니들(18)의 선단 위치를 검출한다.First, the computer 21 recognizes the position of the needle 18 (step S220). The computer 21 detects an absorption current flowing in the needle 18 by irradiating the needle 18 with a charged particle beam while scanning the irradiation position, and an absorption indicating a two-dimensional positional distribution of the absorption current with respect to a plurality of different planes. Generate current image data. The computer 21 acquires absorbed current image data in the XY plane by irradiation of the focused ion beam, and image data in the XYZ plane (a plane perpendicular to the optical axis of the electron beam) by irradiation of the electron beam. The computer 21 detects the tip position of the needle 18 in the three-dimensional space using respective absorbed current image data acquired for two different planes.

또한, 컴퓨터(21)는, 검출한 니들(18)의 선단 위치를 이용하여, 스테이지 구동 기구(13)에 의해서 스테이지(12)를 구동하고, 니들(18)의 선단 위치를 미리 설정되어 있는 시야 영역의 중심 위치(시야 중심)에 설정해도 된다.In addition, the computer 21 drives the stage 12 by the stage driving mechanism 13 using the detected tip position of the needle 18 , and sets the tip position of the needle 18 in advance. You may set it to the center position (view center) of an area|region.

다음에, 컴퓨터(21)는, 시료편 마운트 공정을 실행한다. 먼저, 컴퓨터(21)는, 니들(18)에 접속된 시료편(Q)의 위치를 정확하게 인식하기 위해서, 템플릿 매칭을 실시한다. 컴퓨터(21)는, 미리 니들 및 시료편의 템플릿 작성 공정에 있어서 작성한 서로 접속된 니들(18) 및 시료편(Q)의 템플릿을 이용하여, 집속 이온 빔 및 전자 빔의 각각의 조사에 의해 얻어지는 각 화상 데이터에 있어서 템플릿 매칭을 실시한다.Next, the computer 21 executes the sample piece mounting step. First, the computer 21 performs template matching in order to accurately recognize the position of the specimen Q connected to the needle 18 . The computer 21 uses a template of the needle 18 and the sample piece Q connected to each other previously created in the needle and sample piece template creation step to obtain each angle obtained by irradiating the focused ion beam and the electron beam, respectively. Template matching is performed on image data.

또한, 컴퓨터(21)는, 이 템플릿 매칭에 있어서 화상 데이터의 소정 영역(적어도 니들(18) 및 시료편(Q)을 포함하는 영역)으로부터 엣지(윤곽)를 추출할 때는, 추출한 엣지를 표시 장치(20)에 표시한다. 또한, 컴퓨터(21)는, 템플릿 매칭에 있어서 화상 데이터의 소정 영역(적어도 니들(18) 및 시료편(Q)을 포함하는 영역)으로부터 엣지(윤곽)를 추출할 수 없는 경우에는, 화상 데이터를 다시 취득한다.In addition, when extracting an edge (contour) from a predetermined area of image data (a region including at least the needle 18 and the sample piece Q) in this template matching, the computer 21 displays the extracted edge on the display device. (20) is indicated. In addition, when the computer 21 cannot extract an edge (contour) from a predetermined area of the image data (the area including at least the needle 18 and the sample piece Q) in template matching, the image data get it again

그리고, 컴퓨터(21)는, 집속 이온 빔 및 전자 빔의 각각의 조사에 의해 얻어지는 각 화상 데이터에 있어서, 서로 접속된 니들(18) 및 시료편(Q)의 템플릿과, 시료편(Q)의 부착 대상인 기둥형상부(34)의 템플릿을 이용한 템플릿 매칭에 의거하여, 시료편(Q)과 기둥형상부(34)의 거리를 계측한다.Then, the computer 21, in each image data obtained by the respective irradiation of the focused ion beam and the electron beam, the needle 18 and the template of the sample piece Q connected to each other, and the sample piece Q Based on the template matching using the template of the columnar portion 34 to be attached, the distance between the sample piece Q and the columnar portion 34 is measured.

그리고, 컴퓨터(21)는, 최종적으로 스테이지(12)에 평행한 평면 내에서의 이동만에 의해 시료편(Q)을, 시료편(Q)의 부착 대상인 기둥형상부(34)로 이설한다.And finally, the computer 21 transfers the sample piece Q to the columnar part 34 which is the attachment object of the sample piece Q only by movement in the plane parallel to the stage 12.

이 시료편 마운트 공정에 있어서, 먼저, 컴퓨터(21)는, 니들 구동 기구(19)에 의해서 니들(18)을 이동시키는 니들 이동을 실행한다(단계 S230). 컴퓨터(21)는, 집속 이온 빔 및 전자 빔의 각각의 조사에 의해 얻어지는 각 화상 데이터에 있어서, 니들(18) 및 시료편(Q)의 템플릿과, 기둥형상부(34)의 템플릿을 이용한 템플릿 매칭에 의거하여, 시료편(Q)과 기둥형상부(34)의 거리를 계측한다. 컴퓨터(21)는, 계측한 상대 거리에 따라서 니들(18)을 시료편(Q)의 부착 위치를 향하도록 3차원 공간 내에서 이동시킨다.In this sample piece mounting step, first, the computer 21 executes a needle movement for moving the needle 18 by the needle drive mechanism 19 (step S230). The computer 21 uses the template of the needle 18 and the sample piece Q and the template of the columnar portion 34 in each image data obtained by the respective irradiation of the focused ion beam and the electron beam. Based on the matching, the distance between the sample piece Q and the columnar portion 34 is measured. The computer 21 moves the needle 18 in the three-dimensional space so as to face the attachment position of the sample piece Q according to the measured relative distance.

다음에, 컴퓨터(21)는, 시료편 마운트 공정을 실행한다. 컴퓨터(21)는, 기둥형상부(34)에 시료편(Q)을 디포지션에 의해 고정하는 공정에 있어서, 기둥형상부(34)와 니들(18)간의 도통을 검지한 경우에 디포지션을 종료한다. 컴퓨터(21)는, 기둥형상부(34)와 시료편(Q)의 사이에 간극(L1)을 두고 니들(18)을 정지시킨다. 컴퓨터(21)는, 이 간극(L1)을 1㎛ 이하로 하고, 바람직하게는, 간극(L1)을 100nm 이상 또한 200nm 이하로 한다. 이 간극(L1)이 500nm 이상인 경우에도 접속할 수 있지만, 디포지션막에 의한 기둥형상부(34)와 시료편(Q)의 접속에 요하는 시간이 소정치 이상으로 길어져, 1㎛는 바람직하지 않다. 이 간극(L1)이 작아질수록, 디포지션막에 의한 기둥형상부(34)와 시료편(Q)의 접속에 요하는 시간이 짧아지지만, 접촉시키지 않는 것이 중요하다.Next, the computer 21 executes the sample piece mounting step. In the step of fixing the sample piece Q to the columnar portion 34 by deposition, the computer 21 detects conduction between the columnar portion 34 and the needle 18, and performs the deposition. quit The computer 21 stops the needle 18 with a gap L1 between the columnar portion 34 and the sample piece Q. The computer 21 sets the gap L1 to 1 µm or less, and preferably sets the gap L1 to 100 nm or more and 200 nm or less. Although connection is possible even when this gap L1 is 500 nm or more, the time required for connection of the columnar part 34 and the sample piece Q by the deposition film becomes longer than a predetermined value, and 1 µm is not preferable. . As this gap L1 becomes smaller, the time required to connect the columnar portion 34 and the sample piece Q by the deposition film becomes shorter, but it is important not to make contact with them.

또한, 컴퓨터(21)는, 이 간극(L1)을 설치했을 때에, 한번, 기둥형상부(34)에 시료편(Q)을 접촉시키고 나서, 간극(L1)을 비워도 된다. 또한, 컴퓨터(21)는, 기둥형상부(34)와 니들(18) 사이의 도통을 검지하는 대신에, 기둥형상부(34) 및 니들(18)의 흡수 전류상을 검지함으로써 양자의 간극을 형성해도 된다.In addition, when providing this clearance gap L1, the computer 21 may make the sample piece Q contact with the columnar part 34 once, and then empty the clearance gap L1. Further, the computer 21 detects an absorption current image of the columnar portion 34 and the needle 18 instead of detecting conduction between the columnar portion 34 and the needle 18 to close the gap between the two. may be formed.

컴퓨터(21)는, 기둥형상부(34)와 니들(18) 사이의 도통, 또는 기둥형상부(34) 및 니들(18)의 흡수 전류상을 검지함으로써, 기둥형상부(34)에 시료편(Q)을 이설한 후에 있어서, 시료편(Q)과 니들(18)의 분리 유무를 검지한다.The computer 21 detects the conduction between the columnar portion 34 and the needle 18 or an absorption current image of the columnar portion 34 and the needle 18, and thereby sends the sample piece to the columnar portion 34 . After (Q) is moved, the presence or absence of separation of the sample piece (Q) and the needle (18) is detected.

또한, 컴퓨터(21)는, 기둥형상부(34)와 니들(18) 사이의 도통을 검지할 수 없는 경우에는, 기둥형상부(34) 및 니들(18)의 흡수 전류상을 검지하도록 처리를 전환한다.In addition, when the conduction between the columnar portion 34 and the needle 18 cannot be detected, the computer 21 executes a process to detect an absorption current image of the columnar portion 34 and the needle 18. switch

또한, 컴퓨터(21)는, 기둥형상부(34)와 니들(18) 사이의 도통을 검지할 수 없는 경우에는, 이 시료편(Q)의 이설을 정지하고, 이 시료편(Q)을 니들(18)로부터 분리하여, 후술하는 니들 트리밍 공정을 실행해도 된다.Further, when the computer 21 cannot detect the conduction between the columnar portion 34 and the needle 18, the transfer of the sample piece Q is stopped, and the sample piece Q is inserted into the needle. Separated from (18), a needle trimming step described later may be performed.

이 시료편 마운트 검지 공정에 있어서, 먼저, 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 이동을 정지시키는 처리를 행한다(단계 S240). 도 19 및 도 20은 이 모습을 나타내고 있고, 특히 도 19는, 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치(10)의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 기둥형상부(34)의 시료편(Q)의 부착 위치 U(마커(M)의 중심) 근방에서 이동 정지한 니들(18)을 나타내고 있고, 도 20은, 도 19와 동일한 장면의 전자빔에 의한 화상의 모식도이다. 여기서, 시료편(Q)의 외관 상의 상단부는 기둥형상부(34)의 상단부에 맞추어지도록 위치를 정함으로써, 후의 공정에서 시료편(Q)을 추가 가공하는 경우에 적합하다.In this sample piece mount detection step, first, the computer 21 performs a process for stopping the movement of the needle 18 (step S240). 19 and 20 show this state, and in particular, FIG. 19 is a columnar portion 34 in image data obtained by a focused ion beam of the automatic specimen production apparatus 10 according to the embodiment of the present invention. shows the needle 18 which has stopped moving in the vicinity of the attachment position U (center of the marker M) of the sample piece Q of FIG. Here, by positioning the upper end of the external appearance of the sample piece Q so as to fit the upper end of the columnar part 34, it is suitable for further processing the sample piece Q in a later step.

다음에, 컴퓨터(21)는, 니들(18)에 접속된 시료편(Q)을 기둥형상부(필러)(34)에 접속하는 처리를 행한다(단계 S250). 도 21, 도 22는, 각각 도 19, 도 20에서의 관찰 배율을 높인 화상의 모식도이다. 컴퓨터(21)는, 도 21과 같이 시료편(Q)의 한변과 기둥형상부(34)의 한변이 일직선이 되도록, 또한, 도 22와 같이 시료편(Q)의 상단면과 기둥형상부(34)의 상단면이 동일면이 되도록 접근시키고, 간극(L1)이 소정의 값으로 되었을 때에 니들 구동 기구(19)를 정지시킨다. 컴퓨터(21)는, 간극(L1)을 가지고 시료편(Q)의 부착 위치에 정지한 상황에서, 도 21의 집속 이온 빔에 의한 화상에 있어서, 기둥형상부(34)의 엣지를 포함하도록 가공 프레임(R2)을 설정한다. 컴퓨터(21)는, 시료편(Q) 및 기둥형상부(34)의 표면에 가스 공급부(17)에 의해서 가스를 공급하면서, 소정 시간에 걸쳐, 가공 프레임(R2)을 포함하는 조사 영역에 집속 이온 빔을 조사한다. 이 조작에 따라서는 집속 이온 빔 조사부에 디포지션막이 형성되고, 간극(L1)이 메워져 시료편(Q)과 기둥형상부(34)는 접속된다.Next, the computer 21 performs a process of connecting the sample piece Q connected to the needle 18 to the columnar portion (pillar) 34 (step S250). 21 and 22 are schematic diagrams of images with increased observation magnification in FIGS. 19 and 20, respectively. The computer 21 is configured such that one side of the sample piece Q and one side of the columnar portion 34 are in a straight line as shown in FIG. 21, and the upper end surface of the sample piece Q and the columnar portion ( 34) is brought close to the same plane, and the needle drive mechanism 19 is stopped when the gap L1 becomes a predetermined value. The computer 21 is processed so as to include the edge of the columnar portion 34 in the image by the focused ion beam in FIG. Frame R2 is set. The computer 21 focuses on the irradiation area including the processing frame R2 over a predetermined period of time while supplying gas to the surface of the sample piece Q and the columnar portion 34 by the gas supply unit 17 . irradiate the ion beam. According to this operation, a deposition film is formed in the focused ion beam irradiation section, the gap L1 is filled, and the sample piece Q and the columnar section 34 are connected.

컴퓨터(21)는, 시료편(Q)과 기둥형상부(34)의 접속이 완료한 것의 판정을 행한다(단계 S255). 단계 S255는, 예를 들면 이하와 같이 행한다. 미리 니들(18)과 스테이지(12)의 사이에 저항계를 설치해 두고, 양자의 도통을 검출한다. 양자가 이격되어 있을(간극 L1이 있다)때에는 전기 저항은 무한대이지만, 양자가 도전성의 디포지션막으로 덮이고, 간극(L1)이 메워짐에 따라 양자간의 전기 저항값은 서서히 저하하고, 미리 정한 저항값 이하로 된 것을 확인하여 전기적으로 접속되었다고 판단한다. 또한, 사전의 검토로부터, 양자간의 저항값이 미리 정한 저항값에 이르렀을 때에는 디포지션막은 역학적으로 충분한 강도를 가지고, 시료편(Q)은 기둥형상부(34)에 충분히 접속되었다고 판정할 수 있다.The computer 21 determines that the connection between the sample piece Q and the columnar portion 34 has been completed (step S255). Step S255 is performed, for example, as follows. An ohmmeter is previously provided between the needle 18 and the stage 12, and conduction of both is detected. When the two are spaced apart (there is a gap L1), the electric resistance is infinite, but the two are covered with a conductive deposition film, and as the gap L1 is filled, the electric resistance between them gradually decreases, and the predetermined resistance Check that it is below the value and judge that it is electrically connected. Further, from prior examination, when the resistance value between the two reaches a predetermined resistance value, it can be determined that the deposition film has a mechanically sufficient strength and the sample piece Q is sufficiently connected to the columnar portion 34 . .

또한, 검지하는 것은 상술의 전기 저항에 한정되지 않고, 전류나 전압 등 기둥형상부와 시료편(Q) 사이의 전기 특성을 계측할 수 있으면 된다. 또한, 컴퓨터(21)는, 미리 정한 시간 내에 미리 정한 전기 특성(전기 저항치, 전류치, 전위)을 만족하지 않으면, 디포지션막의 형성 시간을 연장한다. 또한, 컴퓨터(21)는, 기둥형상부(34)와 시료편(Q)의 간극 거리, 조사 빔 조건, 디포지션막용의 가스종에 대하여 최적의 디포지션막을 형성할 수 있는 시간을 미리 정해 두고, 이 디포지션 형성 시간을 기억해 두고, 소정의 시간에 디포지션막의 형성을 정지할 수 있다.In addition, what is detected is not limited to the above-mentioned electrical resistance, What is necessary is just to be able to measure electrical characteristics, such as an electric current and a voltage, between the columnar part and the sample piece Q. Further, if the computer 21 does not satisfy the predetermined electrical characteristics (electrical resistance value, current value, potential) within a predetermined time period, the formation time of the deposition film is extended. In addition, the computer 21 determines in advance a time for forming an optimal deposition film with respect to the gap distance between the columnar portion 34 and the sample piece Q, the irradiation beam conditions, and the type of gas for the deposition film. , this deposition formation time can be memorized, and formation of the deposition film can be stopped at a predetermined time.

또한, 본 자동 시료편 제작 장치(10)를 조작자가 조작하는 경우에는, 집속 이온 빔에 의한 화상으로부터 눈으로 봐 양자의 접속을 판단해도 된다.In addition, when an operator operates this automatic sample piece production apparatus 10, you may visually judge the connection of both from the image by a focused ion beam.

컴퓨터(21)는, 시료편(Q)과 기둥형상부(34)의 접속이 확인된 시점에서, 가스 공급과 집속 이온 빔 조사를 정지시킨다. 도 23은, 이 모습을 나타내고 있고, 본 발명의 실시 형태에 관련되는 자동 시료편 제작 장치(10)의 집속 이온 빔에 의한 화상 데이터로, 니들(18)에 접속된 시료편(Q)을 기둥형상부(34)에 접속하는 디포지션막(DM1)을 나타내는 도면이다.The computer 21 stops the gas supply and the focused ion beam irradiation when the connection between the sample piece Q and the columnar portion 34 is confirmed. 23 : shows this state, It is image data by the focused ion beam of the automatic sample piece preparation apparatus 10 which concerns on embodiment of this invention, The sample piece Q connected to the needle 18 is a pillar. It is a figure which shows the deposition film DM1 connected to the shape part 34. As shown in FIG.

또한, 단계 S255에 있어서, 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 흡수 전류의 변화를 검출함으로써, 디포지션막(DM1)에 의한 접속 상태를 판정해도 된다. 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 흡수 전류의 변화에 따라서 시료편(Q) 및 기둥형상부(34)가 디포지션막(DM1)에 의해 접속되었다고 판정한 경우에, 소정 시간의 경과 유무에 상관없이, 디포지션막(DM1)의 형성을 정지해도 된다. 접속 완료를 확인할 수 있으면 다음의 단계 S260로 옮기고, 만약, 접속 완료하지 않으면, 미리 정한 시간에 집속 이온 빔 조사와 가스 공급을 정지하고, 니들을 퇴피시키는 동작으로 옮긴다(단계 S270). 이 경우, 니들 선단의 시료편(Q)은 집속 이온 빔에 의해서 파기되고, 니들(18)은 첨예화된다(단계 S290).In addition, in step S255, the computer 21 may determine the connection state by the deposition film DM1 by detecting a change in the absorbed current of the needle 18. When the computer 21 determines that the sample piece Q and the columnar portion 34 are connected by the deposition film DM1 according to the change in the absorption current of the needle 18, the predetermined time has elapsed. Regardless of , the formation of the deposition film DM1 may be stopped. If the connection completion can be confirmed, the process moves to the next step S260. If the connection is not completed, the focused ion beam irradiation and gas supply are stopped at a predetermined time, and the operation moves to withdrawing the needle (step S270). In this case, the sample piece Q at the tip of the needle is destroyed by the focused ion beam, and the needle 18 is sharpened (step S290).

다음에, 컴퓨터(21)는, 니들(18)과 시료편(Q)을 접속하는 디포지션막(DM2)을 절단하여, 시료편(Q)과 니들(18)을 분리하는 처리를 행한다(단계 S260). 상기 도 23은, 이 모습을 나타내고 있고, 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치(10)의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 니들(18)과 시료편(Q)을 접속하는 디포지션막(DM2)을 절단하기 위한 절단 가공 위치 T2를 나타내는 도면이다. 컴퓨터(21)는, 기둥형상부(34)의 측면으로부터 소정 거리(즉, 기둥형상부(34)의 측면으로부터 시료편(Q)까지의 거리 L1과, 시료편(Q)의 크기 L2의 합) L만큼 떨어진 위치를 절단 가공 위치 T2로 설정한다.Next, the computer 21 cuts the deposition film DM2 connecting the needle 18 and the sample piece Q to separate the sample piece Q and the needle 18 (step S260). 23 shows this state, and the needle 18 and the sample piece Q in the image data obtained by the focused ion beam of the automatic sample piece production apparatus 10 according to the embodiment of the present invention are connected. It is a figure which shows the cutting process position T2 for cut|disconnecting the deposition film DM2 to do. The computer 21 calculates the sum of a predetermined distance from the side surface of the columnar portion 34 (that is, the distance L1 from the side surface of the columnar portion 34 to the sample piece Q and the size L2 of the sample piece Q). ) Set the position separated by L as the cutting processing position T2.

컴퓨터(21)는, 소정 시간에 걸쳐, 절단 가공 위치 T2에 집속 이온 빔을 조사함으로써, 니들(18)을 시료편(Q)으로부터 분리할 수 있다. 컴퓨터(21)는, 소정 시간에 걸쳐, 절단 가공 위치 T2에 집속 이온 빔을 조사함으로써, 디포지션막만을 절단하고, 니들(18)을 절단하지 않고 니들(18)을 시료편(Q)으로부터 분리하는 것이, 이 단계 S260에서 중요하다. 이에 따라, 1도 세트한 니들(18)은 장기간, 교환하지 않고 반복 사용할 수 있기 때문에, 무인으로 연속해 자동 시료 샘플링을 행할 수 있다. 도 24는, 이 모습을 나타내고 있고, 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치(10)에 있어서의 집속 이온 빔의 화상 데이터에 의한 니들(18)이 시료편(Q)으로부터 분리된 상태를 나타내는 도면이다.The computer 21 can separate the needle 18 from the sample piece Q by irradiating a focused ion beam to the cutting processing position T2 over a predetermined period of time. The computer 21 cuts only the deposition film by irradiating a focused ion beam to the cutting processing position T2 over a predetermined period of time, and separates the needle 18 from the sample piece Q without cutting the needle 18 It is important in this step S260. As a result, the needle 18, which has been set once, can be used repeatedly without replacement for a long period of time, so that automatic sample sampling can be performed continuously unattended. Fig. 24 shows this state, in which the needle 18 by the image data of the focused ion beam in the automatic sample piece production apparatus 10 according to the embodiment of the present invention is separated from the sample piece Q. It is a drawing showing

또한, 컴퓨터(21)는, 니들(18)을 시료편(Q)으로부터 분리할 때에, 니들(18)과 시료편(Q)을 접속하는 디포지션막(DM2)을 절단하는 대신에, 시료편(Q)의 일부를 절단함으로써, 이 일부와 함께 디포지션막(DM2) 및 니들(18)을 시료편(Q)(즉 절단한 일부 이외의 부위)으로부터 분리해도 된다.In addition, when the computer 21 separates the needle 18 from the sample piece Q, instead of cutting the deposition film DM2 connecting the needle 18 and the sample piece Q, instead of cutting the sample piece. By cutting a part of (Q), the deposition film DM2 and the needle 18 together with this part may be separated from the sample piece Q (ie, parts other than the cut part).

컴퓨터(21)는, 시료편 홀더(P)와 니들(18)의 도통을 검출함으로써, 니들(18)이 시료편(Q)으로부터 분리되었는지 여부를 판정한다(단계 S265). 컴퓨터(21)는, 절단 가공의 종료 후, 즉 절단 가공 위치 T2에서의 니들(18)과 시료편(Q) 사이의 디포지션막을 절단하기 위해서, 집속 이온 빔 조사를 소정 시간 행한 후라도, 시료편 홀더(P)와 니들(18)의 도통을 검출한 경우에는, 니들(18)이 시료대(33)로부터 분리되지 않는다고 판정한다. 컴퓨터(21)는, 니들(18)이 시료편 홀더(P)로부터 분리되지 않는다고 판정한 경우에는, 이 니들(18)과 시료편(Q)의 분리가 완료되지 않은 것을 표시 장치(20)에 표시하거나, 또는 경보음에 의해 조작자에게 통지한다. 그리고, 그 이후의 처리의 실행을 정지하거나, 또는 니들 트리밍을 행하여, 다음의 샘플링을 실시한다. 한편, 컴퓨터(21)는, 시료편 홀더(P)와 니들(18)의 도통을 검출하지 않는 경우에는, 니들(18)이 시료편(Q)으로부터 분리되었다고 판정하고, 그 이후의 처리의 실행을 계속한다.The computer 21 determines whether or not the needle 18 is separated from the sample piece Q by detecting conduction between the sample piece holder P and the needle 18 (step S265). The computer 21 performs the focused ion beam irradiation for a predetermined time after the cutting process is finished, that is, in order to cut the deposition film between the needle 18 and the sample piece Q at the cutting machining position T2. When conduction between the holder P and the needle 18 is detected, it is determined that the needle 18 is not separated from the sample stage 33 . When the computer 21 determines that the needle 18 is not separated from the sample piece holder P, the computer 21 indicates to the display device 20 that the separation of the needle 18 and the sample piece Q has not been completed. display or notify the operator by an alarm sound. Then, execution of subsequent processing is stopped or needle trimming is performed, and the next sampling is performed. On the other hand, when the computer 21 does not detect conduction between the sample piece holder P and the needle 18, it is determined that the needle 18 is separated from the sample piece Q, and the subsequent processing is executed. to continue

다음에, 컴퓨터(21)는, 니들 퇴피의 처리를 행한다(단계 S270). 컴퓨터(21)는, 니들 구동 기구(19)에 의해서 니들(18)을 시료편(Q)으로부터 소정 거리만큼 멀리한다. 예를 들면, 2mm, 3mm, 4mm, 5mm 등 연직 방향 상방, 즉 Z방향의 정방향으로 상승시킨다. 도 25 및 도 26은, 이 모습을 나타내고 있고, 각각, 니들(18)을 시료편(Q)으로부터 상방으로 퇴피시킨 상태를, 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치(10)의 집속 이온 빔에 의한 화상의 모식도(도 25)이며, 전자 빔에 의한 화상의 모식도(도 26)이다.Next, the computer 21 performs the needle retraction process (step S270). The computer 21 moves the needle 18 away from the specimen Q by a predetermined distance by the needle drive mechanism 19 . For example, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, etc. vertically upward, ie, it raises in the positive direction of Z direction. 25 and 26 show this state, and the state in which the needle 18 is retracted upward from the sample piece Q, respectively, is focused by the automatic sample piece production apparatus 10 according to the embodiment of the present invention. It is a schematic diagram (FIG. 25) of an image by an ion beam, and is a schematic diagram (FIG. 26) of an image by an electron beam.

다음에, 컴퓨터(21)는, 스테이지 퇴피의 처리를 행한다(단계 S280). 이 단계 S280는, 후속하는 니들 첨예화에 앞서, 니들 첨예화 가공시에, 집속 이온 빔이 니들(18)을 조사했을 때에 발생하는 스퍼터 입자가 시료 S에 부착하거나, 니들(18) 주변을 통과한 집속 이온 빔이 시료(S)를 조사하여, 귀중한 시료(S)를 쓸데없이 손상시키지 않도록 스테이지(12)를 니들 첨예화 위치로부터 퇴피시키는 동작이다. 또한, 니들 화상과 템플릿의 매칭을 확실히 행하기 위함이기도 하다. 컴퓨터(21)는, 스테이지 구동 기구(13)에 의해서 스테이지(12)를 현상 위치로부터 소정 거리, 예를 들면, 5mm, 7mm, 10mm만큼 연직 방향 하방(즉 Z방향의 역방향)으로 하강시킨다. 혹은, 미리 정한 집속 이온 빔이 시료(S)를 직접 조사하지 않는 위치로 이동시킨다. 컴퓨터(21)는, 스테이지(12)를 소정 거리만큼 하강시킨 후에, 가스 공급부(17)의 선단의 노즐(17a)을 현상의 위치로부터 멀리한다. 예를 들면, 2mm, 3mm, 4mm, 5mm 등 스테이지(12)로부터 연직 방향 상방으로, 혹은, 니들 축 방향으로, 혹은 미리 정한 니들(18)의 퇴피 위치에 멀리한다.Next, the computer 21 performs the stage evacuation process (step S280). In this step S280, prior to subsequent needle sharpening, during needle sharpening, sputtered particles generated when the focused ion beam irradiates the needle 18 adhere to the sample S or focus passing through the periphery of the needle 18. The ion beam irradiates the sample S, and the stage 12 is retracted from the needle sharpening position so that the valuable sample S is not unnecessarily damaged. It is also to ensure that the needle image and the template are matched. The computer 21 lowers the stage 12 vertically downward (that is, opposite to the Z direction) by a predetermined distance from the developing position, for example, 5 mm, 7 mm, or 10 mm by the stage driving mechanism 13 . Alternatively, the predetermined focused ion beam moves the sample S to a position where it is not directly irradiated. The computer 21 moves the nozzle 17a at the tip of the gas supply unit 17 away from the developing position after the stage 12 is lowered by a predetermined distance. For example, 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, etc. from the stage 12 in the vertical direction upward, or in the needle axis direction, or away from the predetermined retraction position of the needle 18 .

＜니들 트리밍 공정＞<Needle trimming process>

도 8은, 본 발명의 실시 형태에 관련된 하전 입자 빔 장치(10a)에 의한 자동 시료편 제작 동작 중 니들(18)을 트리밍하는 공정의 흐름을 나타내는 플로우차트이다. Fig. 8 is a flowchart showing the flow of the process of trimming the needle 18 during the automatic specimen production operation by the charged particle beam apparatus 10a according to the embodiment of the present invention.

니들 트리밍은, 시료편(Q)으로부터 분리한 니들(18)을 샘플링 전의 니들 형상으로 정형함으로써, 앞의 단계 S260에서 니들 선단에 부착되어 있는 디포지션막(DM2)이나 그 이외의 부착물의 제거, 변형된 니들(18)의 정형이나 첨예화도 포함한다.In needle trimming, by shaping the needle 18 separated from the sample piece Q into the needle shape before sampling, the deposition film DM2 adhering to the tip of the needle in the previous step S260 and other deposits are removed, It also includes shaping or sharpening of the deformed needle 18 .

우선, 니들 형상을 판정한다(단계 S285). 니들(18)은 전 공정을 통하여, 기본적으로는 큰 변형은 되지 않지만, 예기치 못한 사고에 의한 니들(18)의 큰 변형이나 파손 등은 일어나지 않는지를 확인한다. 만약, 후속하는 첨예화 가공에서 재생할 수 없을 정도로 큰 변형이나 파손으로 판단되면, 니들(18)을 초기 설정 위치로 되돌리고(단계 S300), 장치의 조작자에 의해서 니들(18)을 새로운 니들(18)로 교환한다. 첨예화의 대상으로 하는 니들(18)은, 미리 정한 관찰 시야 배율에서 니들 선단이 예를 들면 본래 있어야 할 위치보다 100㎛ 이내의 휘어진 니들 형상의 것으로, 그 이외의 형상은 단계 S300으로 보낸다.First, the needle shape is determined (step S285). Needle 18 through the entire process, basically, there is no major deformation, but it is checked whether large deformation or damage of the needle 18 due to an unexpected accident does not occur. If, in the subsequent sharpening processing, it is determined that the deformation or breakage is too large to be reproduced, the needle 18 is returned to the initial setting position (step S300), and the needle 18 is replaced with a new needle 18 by the operator of the device. exchange The needle 18 to be sharpened has a curved needle shape, for example, 100 μm or less from the position where the needle tip should be, at a predetermined observation field magnification, and the other shapes are sent to step S300.

컴퓨터(21)는, 집속 이온 빔 및 전자 빔의 각각의 조사에 의해서 생성되는 각 화상 데이터를 이용하여, 니들 구동 기구(19)와 집속 이온 빔 조사 광학계(14)를 동작시켜 니들(18)의 첨예화를 실시한다(단계 S290).The computer 21 operates the needle drive mechanism 19 and the focused ion beam irradiation optical system 14 using the respective image data generated by the respective irradiation of the focused ion beam and the electron beam, and thus the needle 18 is operated. Sharpening is performed (step S290).

트리밍해야 할 영역의 설정은 템플릿을 이용한다. 이 템플릿은, 시료편(Q)으로부터 분리한 니들(18)의 샘플링 전에 있어서의 니들(18)의 화상 데이터를 이용하므로, 시료편(Q)으로부터 분리된 니들(18)이 대부분 원래의 형상으로 되돌아가는 것이 특징이다.A template is used to set the area to be trimmed. Since this template uses image data of the needle 18 before sampling of the needle 18 separated from the sample piece Q, most of the needles 18 separated from the sample piece Q return to their original shape. It is characterized by a return.

니들(18)의 첨예화(단계 S290)에 앞서, 컴퓨터(21)는, 단계 S080에서 취득한 니들의 화상 데이터(레퍼런스 화상)나, 레퍼런스 화상으로부터 추출한 니들(18)의 윤곽선을 템플릿으로 한다.Prior to sharpening the needle 18 (step S290), the computer 21 uses the needle image data (reference image) obtained in step S080 or the outline of the needle 18 extracted from the reference image as a template.

이 템플릿을 이용하여, 적어도 집속 이온 빔 조사에 의한 화상에 템플릿 매칭시킨다. 컴퓨터(21)는, 이 템플릿 매칭에 있어서 화상 데이터의 소정 영역(적어도 니들(18)의 선단을 포함하는 영역)으로부터 윤곽(외형)을 추출할 때, 추출한 윤곽 형상을 표시 장치(20)에 표시한다.Using this template, template matching is made to at least an image obtained by irradiation with a focused ion beam. In this template matching, the computer 21 displays the extracted outline shape on the display device 20 when extracting the outline (outer shape) from a predetermined area of the image data (at least the area including the tip of the needle 18). do.

또한, 컴퓨터(21)는, 템플릿 매칭이 현저하게 곤란한 경우에는, 니들(18)의 위치 좌표를 초기화하여, 니들(18)을 초기 위치로 이동시킨 후에, 니들(18)의 배경에 구조물이 없는 상황으로 한다. 또한, 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 위치 좌표를 초기화한 후라도, 템플릿 매칭이 현저하게 곤란한 경우에는, 니들(18)의 형상이 크게 변형되어 있는 등, 이상이 발생했다고 판단하고, 단계 S300으로 넘어가, 자동 시료편 제작을 종료한다.In addition, when the template matching is significantly difficult, the computer 21 initializes the position coordinates of the needle 18, and after moving the needle 18 to the initial position, there is no structure in the background of the needle 18 do it in a situation Further, the computer 21 determines that an abnormality has occurred, such as a large deformation of the shape of the needle 18, if the template matching is remarkably difficult even after initializing the position coordinates of the needle 18, The flow advances to S300, and the automatic sample piece production is finished.

컴퓨터(21)는, 작성한 템플릿을 기초로, 니들(18)의 선단 형상이 미리 설정한 이상적인 소정의 형상이 되는 가공 프레임(40)을 정하고, 이 가공 프레임(40)에 따라 트리밍 가공을 행한다. 도 27은, 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치(10)의 집속 이온 빔에 의한 화상 데이터의 모식도이며, 니들(18)의 선단 형상과 선단에 부착되어 있는 디포지션막(DM2)을 나타내고 있다. 도 28은, 도 27에 템플릿인 단계 S080에서 얻은 니들(18)의 화상 데이터를 기초로, 그 니들(18)의 윤곽으로부터 구한 템플릿에 가공 프레임(40)을 겹쳐 표시한 상태를 나타내고 있다. 가공 프레임(40)은, 예를 들면 니들(18)의 선단으로부터 기단측의 부위 등을 직선적으로 근사함으로써 이상적인 선단 위치 C로 한다.The computer 21 determines, based on the created template, a machining frame 40 in which the tip shape of the needle 18 becomes a preset ideal predetermined shape, and performs trimming according to the machining frame 40 . 27 is a schematic diagram of image data by a focused ion beam of the automatic sample piece production apparatus 10 according to the embodiment of the present invention, and the shape of the tip of the needle 18 and the deposition film DM2 attached to the tip. represents Fig. 28 shows a state in which the processing frame 40 is superimposed on a template obtained from the outline of the needle 18 based on the image data of the needle 18 obtained in step S080, which is the template in Fig. 27 . The processing frame 40 is set to an ideal tip position C by, for example, linearly approximating a site from the tip of the needle 18 to the proximal end.

단계 S290에서는, 컴퓨터(21)는, 니들 구동 기구(19)의 회전 기구에 의해서 니들(18)을 중심축 둘레로 미리 정한 각도만큼 회전시키고, 복수의 상이한 특정 회전 위치에서 트리밍 가공을 행한다. 컴퓨터(21)는, 니들 구동 기구(19)와 집속 이온 빔 조사 광학계(14)를 동작시키고, 미리 정한 각도, 예를 들면, 30°, 45°, 60°, 90°씩 니들(18)을 축 회전시켜 니들(18)의 양 측면을 트리밍한다. 30°마다의 회전인 경우, 6회(6방향에서)의 트리밍으로 니들(18) 전체 둘레를 트리밍할 수 있다. 45°마다인 경우는 4회, 60°인 경우는 3회, 90°에서는 2회의 트리밍으로 전체 둘레 정형할 수 있다.In step S290, the computer 21 rotates the needle 18 by a predetermined angle around the central axis by the rotation mechanism of the needle drive mechanism 19, and performs trimming at a plurality of different specific rotational positions. The computer 21 operates the needle drive mechanism 19 and the focused ion beam irradiation optical system 14, and moves the needle 18 at predetermined angles, for example, 30°, 45°, 60°, and 90°. Trim both sides of the needle 18 by rotating the shaft. In the case of rotation every 30°, it is possible to trim the entire circumference of the needle 18 with 6 trimmings (in 6 directions). In the case of every 45°, trimming can be performed 4 times, at 60° 3 times, and at 90° 2 times to shape the entire circumference.

컴퓨터(21)는, 니들 구동 기구(19)의 회전 기구(도시 생략)에 의해서 니들(18)을 중심축 둘레로 회전시켰을 때의 적어도 3점 이상의 상이한 각도에서의 니들(18)의 위치를 이용하여, 니들(18)의 편심 궤적을 타원 근사한다. 예를 들면, 컴퓨터(21)는, 3점 이상의 상이한 각도의 각각에서의 니들(18)의 위치의 변화를 정현파로 연산함으로써, 니들(18)의 편심 궤적을 타원 또는 원에 근사한다. 그리고, 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 편심 궤적을 이용하여, 소정 각도마다 니들(18)의 위치 어긋남을 보정할 수 있다.The computer 21 uses the position of the needle 18 at different angles of at least three points or more when the needle 18 is rotated about the central axis by a rotation mechanism (not shown) of the needle drive mechanism 19 . Thus, the eccentric locus of the needle 18 is approximated by an ellipse. For example, the computer 21 approximates the eccentric locus of the needle 18 to an ellipse or a circle by calculating the change in the position of the needle 18 at each of three or more different angles with a sine wave. Then, the computer 21 can use the eccentric trajectory of the needle 18 to correct the positional shift of the needle 18 for each predetermined angle.

상술의 트리밍 가공에 있어서도 편심 보정을 행하기 위해, 회전 각도마다 니들(18)의 위치 어긋남이 보정되고, 항상 시야 내의 동일한 위치에서 트리밍 가공을 할 수 있다.In order to perform eccentricity correction also in the trimming process mentioned above, the position shift of the needle 18 is corrected for every rotation angle, and trimming process can always be performed at the same position within a field of view.

다음에, 컴퓨터(21)는, 가공된 선단부가, 상기 디포지션막(DM2)이 제거되어, 템플릿의 선단 위치(C)와 일치하여 소정의 형상으로 되어 있는 것을 판단한다(단계 S292). 선단부의 디포지션막(DM2)이 제거되어, 템플릿의 선단 위치(C)와 일치하면 트리밍 가공은 종료라고 판단하고(OK), 다음의 단계 SS298로 옮긴다. 만약, 가공한 니들 선단 형상이 불량이면(NG), 가공 프레임(40)을 니들(18)의 근원 방향으로 미리 정한 칫수, 예를 들면, 니들 직경의 정수배만큼 평행 이동시키고(단계 S293), 다시, 단계 S290 및 단계 S292를 실행한다. 이 작업을, 가공한 선단부가 선단 위치(C)에 도달하기까지 반복하여, 소정의 형상이 되었을 때에 트리밍 가공을 종료시켜, 다음의 단계 S298로 옮긴다.Next, the computer 21 determines that the processed tip has a predetermined shape in line with the tip position C of the template by removing the deposition film DM2 (step S292). When the deposition film DM2 at the tip is removed and it matches the tip position C of the template, it is judged that the trimming is finished (OK), and the flow advances to the next step SS298. If the processed needle tip shape is bad (NG), the processing frame 40 is moved in parallel by a predetermined dimension in the root direction of the needle 18, for example, an integer multiple of the needle diameter (step S293), and again , steps S290 and S292 are executed. This operation is repeated until the machined tip reaches the tip position C, the trimming process is ended when a predetermined shape is reached, and the flow advances to the next step S298.

컴퓨터(21)는, 니들(18)의 선단 형상을 미리 설정된 이상적인 소정 형상에 일치시킴으로써, 니들(18)을 3차원 공간 내에서 구동할 때 등에 있어서, 패턴 매칭에 의해서 니들(18)을 용이하게 인식할 수 있고, 니들(18)의 3차원 공간 내의 위치를 정밀도좋게 검출할 수 있다. 전체 둘레 정형하면 일단 종료시킨다.The computer 21 matches the tip shape of the needle 18 with a preset ideal predetermined shape, so that when the needle 18 is driven in a three-dimensional space, etc., the needle 18 can be easily matched by pattern matching. It can be recognized, and the position of the needle 18 in the three-dimensional space can be detected with high precision. Once the entire circumference is fixed, it is finished.

컴퓨터(21)는, 니들 트리밍 공정을 자동 시료 샘플링의 매회의 실행마다 실시해도 되고, 니들 트리밍 공정을 복수회의 샘플링 작업에 대하여 1회의 트리밍을 정기적으로 실시함으로써, 자동 시료 샘플링의 처리를 안정화시킬 수 있다. 니들 트리밍 공정을 구비함으로써, 니들(18)을 교환하지 않고 반복 시료 샘플링할 수 있으므로, 동일한 니들(18)을 이용해 다수개의 시료편(Q)을 연속하여 샘플링할 수 있다.The computer 21 may perform the needle trimming process for every execution of automatic sample sampling, and by periodically performing the needle trimming process once for a plurality of sampling operations, the automatic sample sampling process can be stabilized. have. By providing the needle trimming step, repeated sample sampling can be performed without replacing the needle 18 , so that a plurality of sample pieces Q can be continuously sampled using the same needle 18 .

이에 따라 자동 시료편 제작 장치(10)는, 시료(S)로부터 시료편(Q)을 분리 및 적출할 때에 동일한 니들(18)을 교환하지 않고 반복 사용할 수 있어, 한개의 시료(S)로부터 다수개의 시료편(Q)을 자동으로 제작할 수 있다.Accordingly, the automatic sample piece production apparatus 10 can be used repeatedly without replacing the same needle 18 when separating and extracting the sample piece Q from the sample S, and from one sample S to a plurality of pieces. It is possible to automatically produce a sample piece (Q) of dogs.

다음에, 계속하여 동일한 시료(S)의 상이한 장소로부터 샘플링을 계속할지 여부의 판단을 내린다(단계 S298). 샘플링해야 할 개수의 설정은, 단계 S010에서 사전에 등록하고 있으므로, 컴퓨터(21)는 이 데이터를 확인하여 다음의 단계를 판단한다. 계속하여 샘플링하는 경우는, 단계 S060로 되돌아가, 상술과 같이 후속하는 단계를 계속하여 샘플링 작업을 실행하고, 샘플링을 계속하지 않는 경우는, 다음의 단계 S300로 진행한다.Next, it is judged whether or not to continue sampling from different places of the same sample S (step S298). Since the setting of the number to be sampled is registered in advance in step S010, the computer 21 checks this data to determine the next step. In the case of continuing sampling, the flow returns to step S060, and as described above, the subsequent step continues to execute the sampling operation, and in the case where sampling is not continued, the flow advances to the next step S300.

다음에, 컴퓨터(21)는, 니들 구동 기구(19)에 의해서 니들(18)을 초기 설정 위치로 이동한다(단계 S300). Next, the computer 21 moves the needle 18 to the initial setting position by the needle drive mechanism 19 (step S300).

이상에 의해, 일련의 자동 시료편 제작 동작이 종료된다.As described above, a series of automatic sample piece production operations are completed.

컴퓨터(21)는, 상술한 단계 S010 내지 단계 S300까지를 연속 동작시킴으로써, 무인으로 샘플링 동작을 실행시킬 수 있다. 종래와 같은 조작자의 수동 조작을 실시하지 않고 시료편(Q)을 제작할 수 있다.The computer 21 can execute the sampling operation unattended by continuously operating steps S010 to S300 described above. The sample piece Q can be produced without performing the manual operation of an operator like the prior art.

상술한 것처럼, 본 발명의 실시 형태에 의한 자동 시료편 제작 장치(10)에 의하면, 컴퓨터(21)는, 적어도 시료편 홀더(P), 니들(18), 및 시료편(Q)의 미리 취득한 템플릿을 기초로 하여, 집속 이온 빔 조사 광학계(14), 전자 빔 조사 광학계(15), 스테이지 구동 기구(13), 니들 구동 기구(19), 및 가스 공급부(17)를 제어하므로, 시료편(Q)을 시료편 홀더(P)로 이설하는 동작을 적정하게 자동화할 수 있다.As described above, according to the automatic sample piece production apparatus 10 according to the embodiment of the present invention, the computer 21 obtains at least the sample piece holder P, the needle 18, and the sample piece Q in advance. Based on the template, the focused ion beam irradiation optical system 14, the electron beam irradiation optical system 15, the stage drive mechanism 13, the needle drive mechanism 19, and the gas supply unit 17 are controlled, so that the sample piece ( The operation of moving Q) to the specimen holder (P) can be properly automated.

또한, 적어도 시료편 홀더(P), 니들(18), 및 시료편(Q)의 배경에 구조물이 없는 상태에서 하전 입자 빔의 조사에 의해서 취득한 화상으로부터 템플릿을 작성하므로, 템플릿의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 템플릿을 이용한 템플릿 매칭의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 템플릿 매칭에 의해서 얻어지는 위치 정보를 기초로 하여 시료편(Q)을 정밀도 좋게 시료편 홀더(P)로 이설할 수 있다.In addition, since a template is created from an image acquired by irradiation with a charged particle beam in a state where there is no structure in the background of at least the sample piece holder P, the needle 18, and the sample piece Q, the reliability of the template can be improved. can Thereby, the precision of template matching using a template can be improved, and the sample piece Q can be transferred to the sample piece holder P with high precision based on the positional information obtained by template matching.

또한, 적어도 시료편 홀더(P), 니들(18), 및 시료편(Q)의 배경에 구조물이 없는 상태가 되도록 지시했을 때에, 실제로는 지시대로 되어 있지 않은 경우에는, 적어도 시료편 홀더(P), 니들(18), 및 시료편(Q)의 위치를 초기화하므로, 각 구동 기구(13, 19)를 정상 상태로 복귀시킬 수 있다.In addition, when it is instructed that there is no structure in the background of at least the sample piece holder P, the needle 18, and the sample piece Q, if it is not actually as instructed, at least the sample piece holder P ), the needle 18, and the position of the sample piece Q are initialized, so that each of the driving mechanisms 13 and 19 can be returned to a normal state.

또한, 시료편(Q)을 시료편 홀더(P)로 이설할 때의 자세에 따른 템플릿을 작성하므로, 이설 시의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.Moreover, since the template according to the attitude|position at the time of transferring the sample piece Q to the sample piece holder P is created, the positional precision at the time of relocation can be improved.

또한, 적어도 시료편 홀더(P), 니들(18), 및 시료편(Q)의 템플릿을 이용한 템플릿 매칭에 의거하여 상호간의 거리를 계측하므로, 이설시의 위치 정밀도를, 한층 더 향상시킬 수 있다.In addition, since the mutual distance is measured based on template matching using at least the template of the sample piece holder P, the needle 18, and the sample piece Q, the positioning accuracy at the time of relocation can be further improved. .

또한, 적어도 시료편 홀더(P), 니들(18), 및 시료편(Q)의 각각의 화상 데이터에 있어서의 소정 영역에 대하여 엣지를 추출할 수 없는 경우에, 화상 데이터를 다시 취득하므로, 템플릿을 정확하게 작성할 수 있다.In addition, since the image data is acquired again when an edge cannot be extracted with respect to a predetermined area in at least the image data of each of the sample piece holder P, the needle 18, and the sample piece Q, the template can be written accurately.

또한, 최종적으로 스테이지(12)에 평행한 평면 내에서의 이동만에 의해 시료편(Q)을 미리 정한 시료편 홀더(P)의 위치로 이설하므로, 시료편(Q)의 이설을 적정하게 실시할 수 있다. In addition, since the sample piece Q is finally moved to the predetermined position of the sample piece holder P only by movement in a plane parallel to the stage 12, the transfer of the sample piece Q is performed appropriately. can do.

또한, 템플릿의 작성 전에 니들(18)에 유지한 시료편(Q)을 정형 가공하므로, 템플릿 작성시의 엣지 추출의 정밀도를 향상시킬 수 있음과 더불어, 후에 실행하는 마무리 가공에 적합한 시료편(Q)의 형상을 확보할 수 있다. 또한, 정형 가공의 위치를 니들(18)로부터의 거리에 따라 설정하므로, 정밀도 좋게 정형 가공을 실시할 수 있다.In addition, since the sample piece Q held by the needle 18 is subjected to shaping before the creation of the template, the precision of edge extraction at the time of template creation can be improved, and the sample piece Q suitable for finishing processing to be performed later. ) can be obtained. In addition, since the position of the shaping process is set according to the distance from the needle 18, the shaping process can be performed with high precision.

또한, 시료편(Q)을 유지하는 니들(18)이 소정 자세가 되도록 회전시킬 때에, 편심 보정에 의해서 니들(18)의 위치 어긋남을 보정할 수 있다.In addition, when the needle 18 holding the sample piece Q is rotated to have a predetermined posture, the positional shift of the needle 18 can be corrected by eccentricity correction.

또한, 본 발명의 실시 형태에 의한 자동 시료편 제작 장치(10)에 의하면, 컴퓨터(21)는, 시료편(Q)이 형성될 때의 레퍼런스 마크(Ref)에 대한 니들(18)의 상대 위치를 검출함으로써, 시료편(Q)에 대한 니들(18)의 상대 위치 관계를 파악할 수 있다. 컴퓨터(21)는, 시료편(Q)의 위치에 대한 니들(18)의 상대 위치를 순차적으로 검출함으로써, 니들(18)을 3차원 공간 내에서 적절히(즉, 다른 부재나 기기 등에 접촉하지 않고) 구동할 수 있다.Further, according to the automatic sample piece production apparatus 10 according to the embodiment of the present invention, the computer 21 controls the relative position of the needle 18 with respect to the reference mark Ref when the sample piece Q is formed. By detecting , the relative positional relationship of the needle 18 with respect to the sample piece Q can be grasped. The computer 21 sequentially detects the relative position of the needle 18 with respect to the position of the sample piece Q, thereby appropriately moving the needle 18 in a three-dimensional space (that is, without contacting other members or devices, etc.) ) can be driven.

또한, 컴퓨터(21)는, 적어도 2개의 상이한 방향으로부터 취득한 화상 데이터를 이용함으로써, 니들(18)의 3차원 공간 내의 위치를 정밀도 좋게 파악할 수 있다. 이에 따라 컴퓨터(21)는, 니들(18)을 3차원적으로 적절히 구동할 수 있다.In addition, the computer 21 can accurately grasp the position of the needle 18 in the three-dimensional space by using the image data acquired from at least two different directions. Accordingly, the computer 21 can properly drive the needle 18 three-dimensionally.

또한, 컴퓨터(21)는, 미리 니들(18)을 이동시키기 직전에 실제로 생성되는 화상 데이터를 템플릿(레퍼런스 화상 데이터)으로 하므로, 니들(18)의 형상에 상관없이 매칭 정밀도가 높은 템플릿 매칭을 행할 수 있다. 이에 따라 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 3차원 공간 내의 위치를 정밀도 좋게 파악할 수 있어, 니들(18)을 3차원 공간 내에서 적절히 구동할 수 있다. 또한, 컴퓨터(21)는, 스테이지(12)를 퇴피시켜, 니들(18)의 배경에 복잡한 구조물이 없는 상태에서 각 화상 데이터를 취득하므로, 백그라운드의 영향을 배제하여 니들(18)의 형상을 명확하게 파악할 수 있는 템플릿(레퍼런스 화상 데이터)을 취득할 수 있다.In addition, since the computer 21 uses image data actually generated immediately before moving the needle 18 as a template (reference image data) in advance, template matching with high matching accuracy can be performed regardless of the shape of the needle 18. can Accordingly, the computer 21 can accurately grasp the position of the needle 18 in the three-dimensional space, and can properly drive the needle 18 in the three-dimensional space. In addition, the computer 21 retracts the stage 12 and acquires each image data in a state where there is no complex structure in the background of the needle 18, so the shape of the needle 18 is clear by excluding the influence of the background. A template (reference image data) that can be easily grasped can be acquired.

또한, 컴퓨터(21)는, 니들(18)과 시료편(Q)을 접촉시키지 않고 디포지션막에 의해 접속하므로, 후의 공정에서 니들(18)과 시료편(Q)이 분리될 때에 니들(18)이 절단되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 니들(18)의 진동이 발생하는 경우에도, 이 진동이 시료편(Q)에 전달되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 시료(S)의 크리프 현상에 의한 시료편(Q)의 이동이 발생하는 경우에도, 니들(18)과 시료편(Q) 사이에 과잉 변형이 생기는 것을 억제할 수 있다.In addition, since the computer 21 connects the needle 18 and the sample piece Q by a deposition film without contacting them, the needle 18 and the sample piece Q are separated in a later step. ) can be prevented from being cut. Also, even when vibration of the needle 18 occurs, it is possible to suppress transmission of this vibration to the sample piece Q. Moreover, even when the movement of the sample piece Q by the creep phenomenon of the sample S occurs, it can suppress that excessive deformation|transformation arises between the needle 18 and the sample piece Q.

또한, 가스 공급부(17)는, 플라티나 또는 텅스텐 등을 함유한 디포지션용 가스를 공급할 수 있으므로, 막 두께가 얇은 치밀한 디포지션막을 형성할 수 있다. 이에 따라 가스 공급부(17)는, 후의 공정에서 니들(18)과 시료편(Q)이 스퍼터 가공에 의해서 절단되는 경우에도, 막 두께가 얇은 디포지션막에 의해 프로세스 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, since the gas supply unit 17 can supply a deposition gas containing platinum or tungsten, it is possible to form a dense deposition film with a thin film thickness. Accordingly, even when the needle 18 and the sample piece Q are cut by sputtering in the subsequent process, the gas supply unit 17 can improve the process efficiency by the deposition film having a thin film thickness.

또한, 컴퓨터(21)는, 집속 이온 빔 조사에 의한 스퍼터 가공에 의해서 시료(S)와 시료편(Q)의 접속을 절단한 경우에, 실제로 절단이 완료되어 있는지 여부를, 시료(S)와 니들(18) 사이의 도통 유무를 검출함으로써 확인할 수 있다.In addition, when the connection between the sample S and the sample piece Q is cut by sputtering by means of focused ion beam irradiation, the computer 21 determines whether or not the cut is actually completed with the sample S. It can be confirmed by detecting the presence or absence of conduction between the needles 18 .

또한, 컴퓨터(21)는, 시료(S)와 시료편(Q)의 실제 분리가 완료하지 않은 것을 통지하므로, 이 공정에 이어서 자동적으로 실행되는 일련의 공정의 실행이 중단되는 경우에도, 이 중단의 원인을 조작자에게 용이하게 인식시킬 수 있다.In addition, since the computer 21 notifies that the actual separation of the sample S and the sample piece Q has not been completed, even if the execution of a series of steps automatically executed following this step is interrupted, this interruption The cause can be easily recognized by the operator.

또한, 컴퓨터(21)는, 시료(S)와 니들(18) 사이의 도통이 검출된 경우에는, 시료(S)와 시료편(Q)의 접속 절단이 실제로는 완료하지 않았다고 판단하고, 이 공정에 연속되는 니들(18)의 퇴피 등의 구동에 대비하여, 시료편(Q)과 니들(18)의 접속을 절단한다. 이에 따라 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 구동에 따르는 시료(S)의 위치 어긋남 또는 니들(18)의 파손 등의 문제의 발생을 방지할 수 있다.In addition, when conduction between the sample S and the needle 18 is detected, the computer 21 determines that the disconnection between the sample S and the sample piece Q is not actually completed, and this step The connection between the sample piece Q and the needle 18 is cut in preparation for driving such as retraction or the like of the needle 18 that is continuous. Accordingly, the computer 21 can prevent occurrence of problems such as misalignment of the sample S or damage to the needle 18 due to driving of the needle 18 .

또한, 컴퓨터(21)는, 시료편(Q)과 니들(18) 사이의 도통 유무를 검출하여, 시료(S)와 시료편(Q)의 접속 절단이 실제로 완료되어 있는 것을 확인하고 나서 니들(18)을 구동시킬 수 있다. 이에 따라 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 구동에 따르는 시료편(Q)의 위치 어긋남 또는 니들(18)이나 시료편(Q)의 파손 등의 문제의 발생을 방지할 수 있다.Further, the computer 21 detects the presence or absence of conduction between the sample piece Q and the needle 18, confirms that the connection cut between the sample S and the sample piece Q is actually completed, and then 18) can be driven. Thereby, the computer 21 can prevent the occurrence of problems such as displacement of the sample piece Q due to driving of the needle 18 or damage to the needle 18 or the sample piece Q.

또한, 컴퓨터(21)는, 시료편(Q)이 접속된 니들(18)에 대하여, 실제의 화상 데이터를 템플릿(레퍼런스 화상 데이터)으로 하므로, 시료편(Q)과 접속된 니들(18)의 형상에 상관없이 매칭 정밀도가 높은 템플릿 매칭을 행할 수 있다. 이에 따라 컴퓨터(21)는, 시료편(Q)과 접속된 니들(18)의 3차원 공간 내의 위치를 정밀도 좋게 파악할 수 있고, 니들(18) 및 시료편(Q)을 3차원 공간 내에서 적절히 구동시킬 수 있다.In addition, since the computer 21 uses actual image data as a template (reference image data) for the needle 18 to which the sample piece Q is connected, Template matching with high matching precision can be performed irrespective of the shape. As a result, the computer 21 can accurately grasp the position in the three-dimensional space of the needle 18 connected to the sample piece Q, and appropriately position the needle 18 and the sample piece Q in the three-dimensional space. can be driven

또한, 컴퓨터(21)는, 이미 알고 있는 시료대(33)의 템플릿을 이용해 시료대(33)를 구성하는 복수의 기둥형상부(34)의 위치를 추출하므로, 적정한 상태의 시료대(33)가 존재하는지 여부를, 니들(18)의 구동에 앞서 확인할 수 있다.In addition, since the computer 21 extracts the positions of the plurality of columnar portions 34 constituting the sample table 33 using a known template of the sample table 33, the sample table 33 in an appropriate state Whether or not is present, it can be checked prior to the operation of the needle 18 .

또한, 컴퓨터(21)는, 시료편(Q)이 접속된 니들(18)이 조사 영역 내에 도달하는 전후에 있어서의 흡수 전류의 변화에 따라, 니들(18) 및 시료편(Q)이 이동 목표 위치의 근방에 도달한 것을 간접적으로 정밀도 좋게 파악할 수 있다. 이에 따라 컴퓨터(21)는, 니들(18) 및 시료편(Q)을 이동 목표 위치에 존재하는 시료대(33) 등의 다른 부재에 접촉시키지 않고 정지시킬 수 있어, 접촉에 기인하는 손상 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.In addition, the computer 21 determines that the needle 18 and the sample piece Q are moved to the target according to the change in the absorption current before and after the needle 18 to which the sample piece Q is connected reaches the irradiation area. Reaching the vicinity of the position can be indirectly and accurately grasped. Accordingly, the computer 21 can stop the needle 18 and the sample piece Q without coming into contact with other members such as the sample stage 33 existing at the movement target position, thereby preventing damage or the like caused by the contact. It can prevent problems from occurring.

또한, 컴퓨터(21)는, 시료편(Q) 및 시료대(33)를 디포지션막에 의해 접속하는 경우에 시료대(33)와 니들(18) 사이의 도통 유무를 검출하므로, 실제로 시료편(Q) 및 시료대(33)의 접속이 완료되었는지 여부를 정밀도 좋게 확인할 수 있다.In addition, since the computer 21 detects the presence or absence of conduction between the sample table 33 and the needle 18 when the sample piece Q and the sample table 33 are connected by a deposition film, actually the sample piece Whether or not the connection between (Q) and the sample stage 33 has been completed can be accurately confirmed.

또한, 컴퓨터(21)는, 시료대(33)와 니들(18) 사이의 도통 유무를 검출하여, 시료대(33)와 시료편(Q)의 접속이 실제로 완료되어 있는 것을 확인하고 나서 시료편(Q)과 니들(18)의 접속을 절단할 수 있다.Further, the computer 21 detects the presence or absence of conduction between the sample stage 33 and the needle 18, and after confirming that the connection between the sample stage 33 and the sample piece Q is actually completed, the sample piece The connection between (Q) and the needle 18 can be cut off.

또한, 컴퓨터(21)는, 실제의 니들(18)의 형상을 이상적인 레퍼런스 형상에 일치시킴으로써, 니들(18)을 3차원 공간 내에서 구동할 때 등에 있어서, 패턴 매칭에 의해서 니들(18)을 용이하게 인식할 수 있어, 니들(18)의 3차원 공간 내의 위치를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.In addition, the computer 21 matches the shape of the actual needle 18 with the ideal reference shape, so that the needle 18 is easily matched by pattern matching when the needle 18 is driven in a three-dimensional space or the like. can be recognized, and the position of the needle 18 in the three-dimensional space can be accurately detected.

이하, 상술한 실시 형태의 제1의 변형예에 대하여 설명한다.Hereinafter, the 1st modified example of the above-mentioned embodiment is demonstrated.

상술한 실시 형태에 있어서, 니들 구동 기구(19)는 스테이지(12)와 일체로 설치되는 것으로 했는데, 이에 한정되지 않는다. 니들 구동 기구(19)는, 스테이지(12)와 독립으로 설치되어도 된다. 니들 구동 기구(19)는, 예를 들면 시료실(11) 등에 고정됨으로써, 스테이지(12)의 틸트 구동 등으로부터 독립하여 설치되어도 된다.In the embodiment described above, the needle drive mechanism 19 is provided integrally with the stage 12, but the present invention is not limited thereto. The needle drive mechanism 19 may be provided independently of the stage 12 . The needle drive mechanism 19 may be provided independently from the tilt drive of the stage 12 by being fixed to the sample chamber 11 or the like, for example.

이하, 상술한 실시 형태의 제2의 변형예에 대하여 설명한다.Hereinafter, the 2nd modified example of the above-mentioned embodiment is demonstrated.

상술한 실시 형태에 있어서, 집속 이온 빔 조사 광학계(14)는 광축을 연직 방향으로 하고, 전자 빔 조사 광학계(15)는 광축을 연직에 대하여 경사진 방향으로 했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 집속 이온 빔 조사 광학계(14)는 광축을 연직에 대하여 경사진 방향으로 하고, 전자 빔 조사 광학계(15)는 광축을 연직 방향으로 해도 된다.In the above-described embodiment, the focused ion beam irradiation optical system 14 has an optical axis in a vertical direction, and the electron beam irradiation optical system 15 has an optical axis in a direction inclined with respect to the vertical, but the present invention is not limited thereto. For example, the optical axis of the focused ion beam irradiation optical system 14 may be inclined with respect to the vertical direction, and the optical axis of the electron beam irradiation optical system 15 may be set in the vertical direction.

이하, 상술한 실시 형태의 제3의 변형예에 대하여 설명한다.Hereinafter, the 3rd modified example of the above-mentioned embodiment is demonstrated.

상술한 실시 형태에 있어서, 하전 입자 빔 조사 광학계로서 집속 이온 빔 조사 광학계(14)와 전자 빔 조사 광학계(15)의 2종의 빔을 조사할 수 있는 구성으로 했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 전자 빔 조사 광학계(15)가 없고, 연직 방향으로 설치한 집속 이온 빔 조사 광학계(14)만의 구성으로 해도 된다.In the above-mentioned embodiment, although it is set as the structure which can irradiate two types of beams, the focused ion beam irradiation optical system 14 and the electron beam irradiation optical system 15 as a charged particle beam irradiation optical system, it is not limited to this. For example, there is no electron beam irradiation optical system 15, and it is good also as a structure of only the focused ion beam irradiation optical system 14 provided in the vertical direction.

상술한 실시 형태에서는, 상술의 몇개의 단계에 있어서, 시료편 홀더(P), 니들(18), 시료편(Q) 등에 대하여 전자 빔과 집속 이온 빔을 상이한 방향으로부터 조사하여, 전자 빔에 의한 화상과 집속 이온 빔에 의한 화상을 취득하고, 시료편 홀더(P), 니들(18), 시료편(Q) 등의 위치나 위치 관계를 파악하고 있지만, 집속 이온 빔 조사 광학계(14)만을 탑재하고, 집속 이온 빔의 화상만으로 행하는 실시예에 대하여 설명한다.In the above-described embodiment, in the several steps described above, the electron beam and the focused ion beam are irradiated from different directions with respect to the sample piece holder P, the needle 18, the sample piece Q, etc. The image and the image by the focused ion beam are acquired, and the position and positional relationship of the sample piece holder P, the needle 18, the sample piece Q, etc. are grasped, but only the focused ion beam irradiation optical system 14 is mounted. Then, an embodiment in which only an image of a focused ion beam is performed will be described.

예를 들면, 단계 S220에 있어서, 시료편 홀더(P)와 시료편(Q)의 위치 관계를 파악하는 경우에는, 스테이지(12)의 경사가 수평인 경우와, 어느 특정 경사각에서 수평으로부터 경사지는 경우에 있어서, 시료편 홀더(P)와 시료편(Q)의 양자가 동일 시야에 들어가도록 집속 이온 빔에 의한 화상을 취득하고, 이들 양 화상으로부터, 시료편 홀더(P)와 시료편(Q)의 삼차원적인 위치 관계를 파악할 수 있다. 상술한 것처럼, 니들 구동 기구(19)는 스테이지(12)와 일체로 수평 수직 이동, 경사질 수 있으므로, 스테이지(12)가 수평, 경사에 상관없이, 시료편 홀더(P)와 시료편(Q)의 상대 위치 관계는 유지된다. 이 때문에, 하전 입자 빔 조사 광학계가 집속 이온 빔 조사 광학계(14)의 1개뿐이어도, 시료편(Q)을 상이한 2방향으로부터 관찰, 가공할 수 있다.For example, in step S220, when the positional relationship between the sample piece holder P and the sample piece Q is grasped, the inclination of the stage 12 is horizontal, and the inclination from horizontal at a specific inclination angle is In this case, an image by a focused ion beam is acquired so that both the sample piece holder P and the sample piece Q enter the same field of view, and from these both images, the sample piece holder P and the sample piece Q ) of the three-dimensional positional relationship can be grasped. As described above, since the needle driving mechanism 19 can be moved horizontally and vertically integrally with the stage 12 and inclined, the stage 12 is horizontally or inclined regardless of whether the specimen holder P and the specimen Q ) is maintained. For this reason, even if there is only one charged particle beam irradiation optical system of the focused ion beam irradiation optical system 14, the sample piece Q can be observed and processed from two different directions.

마찬가지로, 단계 S020에 있어서의 시료편 홀더(P)의 화상 데이터의 등록, 단계 S070에 있어서의 니들 위치의 인식, 단계 S080에 있어서의 니들의 템플릿(레퍼런스 화상)의 취득, 단계 S170에 있어서의 시료편(Q)이 접속한 니들(18)의 레퍼런스 화상의 취득, 단계 S210에 있어서의 시료편(Q)의 부착 위치의 인식, 단계 S250에 있어서의 니들 이동 정지에 있어서도 동일하게 행하면 좋다.Similarly, registration of image data of the specimen holder P in step S020, recognition of the needle position in step S070, acquisition of a needle template (reference image) in step S080, and sample in step S170. The same procedure may be performed in acquiring the reference image of the needle 18 to which the piece Q is connected, recognizing the attachment position of the sample piece Q in step S210, and stopping the needle movement in step S250.

또한, 단계 S250에 있어서의 시료편(Q)과 시료편 홀더(P)의 접속에 있어서도, 스테이지(12)가 수평 상태에 있어서 시료편 홀더(P)와 시료편(Q)의 상단면으로부터 디포지션막을 형성하여 접속하고, 또한, 스테이지(12)를 경사시켜 상이한 방향으로부터 디포지션막을 형성할 수 있어 확실한 접속을 할 수 있다.In addition, also in the connection of the sample piece Q and the sample piece holder P in step S250, the stage 12 is in a horizontal state from the upper end surface of the sample piece holder P and the sample piece Q. A position film is formed and connected, and the stage 12 is inclined, and a deposition film can be formed from a different direction, and a reliable connection can be made.

이하, 상술한 실시 형태의 제4의 변형예에 대하여 설명한다.Hereinafter, a fourth modified example of the above-described embodiment will be described.

상술한 실시 형태에 있어서, 컴퓨터(21)는, 자동 시료 샘플링의 동작으로서, 단계 S010 내지 단계 S300의 일련의 처리를 자동적으로 실행한다고 했지만, 이에 한정되지 않는다. 컴퓨터(21)는, 단계 S010 내지 단계 S300 중 적어도 어느 1개의 처리를, 조작자의 수동 조작에 의해서 실행하도록 바꾸어도 된다.In the above-described embodiment, although the computer 21 automatically executes the series of processes of steps S010 to S300 as an operation of automatic sample sampling, it is not limited thereto. The computer 21 may change the processing of at least any one of steps S010 to S300 to be executed by an operator's manual operation.

또한, 컴퓨터(21)는, 복수의 시료편(Q)에 대하여 자동 시료 샘플링의 동작을 실행하는 경우에, 시료(S)에 복수의 시료편(Q) 중 어느 1개가 형성될 때마다, 이 1개의 시료편(Q)에 대하여 자동 시료 샘플링의 동작을 실행해도 된다. 또한, 컴퓨터(21)는, 시료(S)에 복수의 시료편(Q)의 전체가 형성된 후에, 복수의 시료편(Q)의 각각에 대하여 자동 시료 샘플링의 동작을 실행해도 된다.In addition, when executing the automatic sample sampling operation with respect to the plurality of sample pieces Q, the computer 21, whenever any one of the plurality of sample pieces Q is formed in the sample S, this You may perform the operation|movement of automatic sample sampling with respect to one sample piece Q. In addition, after the whole of the some sample piece Q is formed in the sample S, the computer 21 may perform the operation|movement of automatic sample sampling with respect to each of the some sample piece Q.

이하, 상술한 실시 형태의 제5의 변형예에 대하여 설명한다.Hereinafter, a fifth modified example of the above-described embodiment will be described.

상술한 실시 형태에 있어서, 컴퓨터(21)는, 이미 알고 있는 기둥형상부(34)의 템플릿을 이용해 기둥형상부(34)의 위치를 추출하는 것으로 했는데, 이 템플릿으로서, 미리 실제의 기둥형상부(34)의 화상 데이터로 작성하는 레퍼런스 패턴을 이용해도 된다. 또한, 컴퓨터(21)는, 시료대(33)를 형성하는 자동 가공의 실행시에 작성한 패턴을, 템플릿으로 해도 된다.In the above-described embodiment, the computer 21 extracts the position of the columnar portion 34 using a known template of the columnar portion 34. As this template, the actual columnar portion 34 is used in advance. A reference pattern created with the image data of (34) may be used. In addition, the computer 21 is good also considering the pattern created at the time of execution of the automatic processing which forms the sample stage 33 as a template.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서, 컴퓨터(21)는, 기둥형상부(34)의 작성시에 하전 입자 빔의 조사에 의해서 형성되는 레퍼런스 마크(Ref)를 이용하여, 시료대(33)의 위치에 대한 니들(18)의 위치의 상대 관계를 파악해도 된다. 컴퓨터(21)는, 시료대(33)의 위치에 대한 니들(18)의 상대 위치를 순차적으로 검출함으로써, 니들(18)을 3차원 공간 내에서 적절히(즉, 다른 부재나 기기 등에 접촉하지 않고) 구동시킬 수 있다.In addition, in the above-described embodiment, the computer 21 uses a reference mark Ref formed by irradiation with a charged particle beam when the columnar portion 34 is created, to determine the position of the sample stage 33 . You may grasp the relative relationship of the position of the needle 18 with respect to . The computer 21 sequentially detects the relative position of the needle 18 with respect to the position of the sample stage 33, thereby appropriately moving the needle 18 in a three-dimensional space (that is, without contacting other members or devices, etc.). ) can be driven.

이하, 상술한 실시 형태의 제6의 변형예에 대하여 설명한다.Hereinafter, a sixth modified example of the above-described embodiment will be described.

상술한 실시 형태에 있어서, 컴퓨터(21)는, 니들(18)에 접속된 시료편(Q)을 부착 위치를 향해 이동시킨 후에, 시료편(Q) 및 시료대(33)의 표면에 가스 공급부(17)에 의해서 가스를 공급하는 것으로 했는데, 이에 한정되지 않는다.In the above-described embodiment, the computer 21 moves the sample piece Q connected to the needle 18 toward the attachment position, and then provides a gas supply unit to the surfaces of the sample piece Q and the sample table 33 . Although it is assumed that the gas is supplied according to (17), the present invention is not limited thereto.

컴퓨터(21)는, 니들(18)에 접속된 시료편(Q)이 부착 위치 주변의 목표 위치에 도달하는데 앞서, 조사 영역에 가스 공급부(17)에 의해서 가스를 공급해도 된다. The computer 21 may supply gas to the irradiation area by the gas supply unit 17 before the sample piece Q connected to the needle 18 reaches the target position around the attachment position.

컴퓨터(21)는, 니들(18)에 접속된 시료편(Q)이 부착 위치를 향해 이동하고 있는 상태에서 시료편(Q)에 디포지션막을 형성할 수 있고, 시료편(Q)이 집속 이온 빔에 의해서 에칭 가공되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 컴퓨터(21)는, 시료편(Q)이 부착 위치 주변의 목표 위치에 도달한 시점에서 즉시 시료편(Q) 및 시료대(33)를 디포지션막에 의해 접속할 수 있다.The computer 21 can form a deposition film on the sample piece Q in a state where the sample piece Q connected to the needle 18 is moving toward the attachment position, and the sample piece Q is focused on ions It can prevent being etched by a beam. Moreover, the computer 21 can connect the sample piece Q and the sample stage 33 by the deposition film|membrane immediately when the sample piece Q reaches the target position around the attachment position.

이하, 상술한 실시 형태의 제7의 변형예에 대하여 설명한다.Hereinafter, a seventh modification of the above-described embodiment will be described.

상술한 실시 형태에 있어서, 컴퓨터(21)는, 니들(18)을 중심축 둘레로 회전시키면서, 특정 회전 위치에 있어서 에칭 가공을 행하는 것으로 했는데, 이에 한정되지 않는다.In the above-described embodiment, the computer 21 performs the etching process at a specific rotational position while rotating the needle 18 around the central axis, but the present invention is not limited thereto.

컴퓨터(21)는, 스테이지 구동 기구(13)의 틸트 기구(13b)에 의한 스테이지(12)의 틸트(X축 또는 Y축 둘레의 회전)에 따라, 복수의 상이한 방향으로부터의 집속 이온 빔의 조사에 의해서 에칭 가공을 행해도 된다.The computer 21 irradiates the focused ion beam from a plurality of different directions according to the tilt (rotation around the X-axis or Y-axis) of the stage 12 by the tilt mechanism 13b of the stage drive mechanism 13 . You may perform an etching process by this.

이하, 상술한 실시 형태의 제8의 변형예에 대하여 설명한다.Hereinafter, an eighth modification of the above-described embodiment will be described.

상술한 실시 형태에 있어서, 컴퓨터(21)는, 자동 시료 샘플링의 동작에 있어서, 매회, 니들(18)의 선단을 첨예화 가공하는 것으로 했는데, 이에 한정되지 않는다.In the above-described embodiment, the computer 21 sharpens the tip of the needle 18 each time in the automatic sample sampling operation, but it is not limited thereto.

컴퓨터(21)는, 자동 시료 샘플링의 동작이 반복 실행되는 경우의 적절한 타이밍, 예를 들면 반복 실행 회수가 소정 회수마다에 있어서, 니들(18)의 첨예화 가공을 실행해도 된다.The computer 21 may perform sharpening of the needle 18 at an appropriate timing when the operation of automatic sample sampling is repeatedly executed, for example, the number of repetitions is every predetermined number of times.

이하, 상술한 실시 형태의 제9의 변형예에 대하여 설명한다.Hereinafter, a ninth modification of the above-described embodiment will be described.

상술한 실시 형태에 있어서, 시료편(Q)을 시료편 홀더(P)에 접속시키는 단계 S220 내지 단계 S250까지의 처리를 다음과 같이 행해도 된다. 즉, 시료편 홀더(P)의 기둥형상부(34)와 시료편(Q)과 화상으로부터, 이들 위치 관계(서로의 거리)를 구하고, 이들의 거리가 목적의 값이 되도록 니들 구동 기구(19)를 동작시키는 처리이다.In the above-mentioned embodiment, you may perform the process from step S220 to step S250 of connecting the sample piece Q to the sample piece holder P as follows. That is, from the columnar portion 34 of the sample piece holder P, the sample piece Q, and the image, these positional relationships (the distance to each other) are obtained, and the needle drive mechanism 19 so that these distances become the target values. ) to operate.

단계 S220에 있어서, 컴퓨터(21)는, 전자 빔 및 집속 이온 빔에 의한 니들(18), 시료편(Q), 기둥형상부(34)의 2차 입자 화상 데이터 또는 흡수 전류 화상 데이터로부터 이들 위치 관계를 인식한다. 도 29 및 도 30은, 기둥형상부(34)와 시료편(Q)의 위치 관계를 모식적으로 나타낸 도면이며, 도 29는 집속 이온 빔 조사에 의해서, 도 30은 전자 빔 조사에 의해서 얻은 화상을 기초로 하고 있다. 이들 도면으로부터 기둥형상부(34)와 시료편(Q)의 상대 위치 관계를 계측한다. 도 29와 같이 기둥형상부(34)의 일각을 원점(34a)으로 하여 직교 3축 좌표(스테이지(12)의 3축 좌표와는 상이한 좌표)를 정하고, 기둥형상부(34)의 원점(34a)과 시료편(Q)의 기준점(Qc)의 거리로서, 도 29에서 거리 DX, DY가 측정된다.In step S220, the computer 21 calculates these positions from the secondary particle image data or absorption current image data of the needle 18, the sample piece Q, and the columnar portion 34 by the electron beam and the focused ion beam. Recognize the relationship 29 and 30 are diagrams schematically showing the positional relationship between the columnar portion 34 and the sample piece Q. Fig. 29 is an image obtained by irradiation with a focused ion beam, and Fig. 30 is an image obtained by irradiation with an electron beam. is based on From these figures, the relative positional relationship between the columnar part 34 and the sample piece Q is measured. As shown in FIG. 29 , Cartesian triaxial coordinates (coordinates different from the triaxial coordinates of the stage 12) are determined using one corner of the columnar portion 34 as the origin 34a, and the origin 34a of the columnar portion 34 is determined. ) and the reference point Qc of the sample piece Q, the distances DX and DY are measured in FIG.

한편, 도 30에서는 거리 DZ가 구해진다. 단, 전자 빔 광학축과 집속 이온 빔축(연직)에 대하여 각도 θ(단, 0°＜θ≤90°)만큼 경사진 것으로 하면, 기둥형상부(34)와 시료편(Q)의 Z축 방향의 실제 거리는 DZ/sinθ가 된다.On the other hand, in FIG. 30, the distance DZ is calculated|required. However, if the electron beam optical axis and the focused ion beam axis (vertical) are inclined by an angle θ (however, 0°<θ≤90°), the Z-axis direction of the columnar portion 34 and the sample piece Q The actual distance of is DZ/sinθ.

다음에, 기둥형상부(34)에 대한 시료편(Q)의 이동 정지 위치 관계를 도 29, 도 30에서 설명한다.Next, the relationship of the movement stop position of the sample piece Q with respect to the columnar part 34 is demonstrated with FIG. 29, FIG.

기둥형상부(34)의 상단면(34b)과 시료편(Q)의 상단면(Qb)을 동일면으로 하고, 또한, 기둥형상부(34)의 측면과 시료편(Q)의 단면이 동일면으로 되고, 또한, 기둥형상부(34)와 시료편(Q)의 사이에는 약 0.5㎛의 공극이 있는 위치 관계로 한다. 즉, DX＝0, DY＝0.5㎛, DZ＝0이 되도록, 니들 구동 기구(19)를 동작시킴으로써, 목표로 하는 정지 위치에 시료편(Q)을 도달시킬 수 있다.The upper end surface 34b of the columnar part 34 and the upper end surface Qb of the sample piece Q are the same plane, and the side surface of the columnar part 34 and the cross section of the sample piece Q are the same plane. Moreover, it is set as the positional relationship in which there exists a space|gap of about 0.5 micrometer between the columnar part 34 and the sample piece Q. That is, by operating the needle drive mechanism 19 so that DX=0, DY=0.5 µm, and DZ=0, the sample piece Q can be brought to the target stop position.

또한, 전자 빔 광학축과 집속 이온 빔 광학축이 수직(θ＝90°) 관계에 있는 구성에서는, 전자 빔에 의해서 계측된 기둥형상부(34)와 시료편(Q)의 거리(DZ)는, 측정치가 실제 양자의 거리가 된다.In addition, in a configuration in which the optical axis of the electron beam and the optical axis of the focused ion beam are perpendicular (θ = 90°), the distance DZ between the columnar portion 34 and the sample piece Q measured by the electron beam is , the measured value becomes the actual quantum distance.

이하, 상술한 실시 형태의 제10의 변형예에 대하여 설명한다.Hereinafter, a tenth modification of the above-described embodiment will be described.

상술한 실시 형태에 있어서의 단계 S230에서는, 니들(18)을 화상으로부터 계측한 기둥형상부(34)와 시료편(Q)의 간격이 목표의 값이 되도록 니들 구동 기구(19)를 동작시켰다.In step S230 in the above-described embodiment, the needle drive mechanism 19 was operated so that the distance between the columnar portion 34 and the sample piece Q, which was measured from the image of the needle 18, became a target value.

상술한 실시 형태에 있어서, 시료편(Q)을 시료편 홀더(P)에 접속시키는 단계 S220 내지 단계 S250까지의 처리를 다음과 같이 행해도 된다. 즉, 시료편 홀더(P)의 기둥형상부(34)에의 시료편(Q)의 부착 위치를 템플릿으로서 미리 정해 두고, 그 위치에 시료편(Q)의 화상을 패턴 매칭시켜, 니들 구동 기구(19)를 동작시키는 처리이다.In the above-mentioned embodiment, you may perform the process from step S220 to step S250 of connecting the sample piece Q to the sample piece holder P as follows. That is, the attachment position of the sample piece Q to the columnar portion 34 of the sample piece holder P is determined in advance as a template, and the image of the sample piece Q is pattern-matched at that position, and the needle drive mechanism ( 19) is a process that operates.

기둥형상부(34)에 대한 시료편(Q)의 이동 정지 위치 관계를 나타내는 템플릿을 설명한다. 기둥형상부(34)의 상단면(34b)과 시료편(Q)의 상단면(Qb)을 동일면으로 하고, 또한, 기둥형상부(34)의 측면과 시료편(Q)의 단면이 동일면이 되고, 또한, 기둥형상부(34)와 시료편(Q)의 사이에는 약 0.5㎛의 공극이 있는 위치 관계이다. 이러한 템플릿은, 실제의 시료편 홀더(P)나 시료편(Q)을 고착한 니들(18)의 2차 입자 화상이나 흡수 전류 화상 데이터로부터 윤곽(엣지)부를 추출하여 선화(線畵)를 작성해도 되고, 설계 도면, CAD 도면으로부터 선화로서 작성해도 된다.A template showing the relationship of the movement stop position of the sample piece Q with respect to the columnar portion 34 will be described. The upper end surface 34b of the columnar part 34 and the upper end surface Qb of the sample piece Q are the same plane, and the side surface of the columnar part 34 and the cross section of the sample piece Q are the same plane. Also, it is a positional relationship in which there is a gap of about 0.5 µm between the columnar portion 34 and the sample piece Q. In this template, the outline (edge) is extracted from the secondary particle image or absorbed current image data of the actual sample piece holder (P) or the needle (18) to which the sample piece (Q) is fixed, and a line drawing is created. Alternatively, it may be created as a line drawing from a design drawing or a CAD drawing.

작성한 템플릿 중 기둥형상부(34)를 실시간에서의 전자 빔 및 집속 이온 빔에 의한 기둥형상부(34)의 화상에 겹쳐 표시하고, 니들 구동 기구(19)에 동작의 지시를 내림으로써, 시료편(Q)은 템플릿 상의 시료편(Q)의 정지 위치로 향해서 이동한다(단계 S230, S240). 실시간에서의 전자 빔 및 집속 이온 빔에 의한 화상이, 미리 정한 템플릿 상의 시료편(Q)의 정지 위치와 겹쳐진 것을 확인하여, 니들 구동 기구(19)의 정지 처리를 행한다(단계 S250). 이와 같이 하여, 시료편(Q)을 미리 정한 기둥형상부(34)에 대한 정지 위치 관계에 정확하게 이동시킬 수 있다.A sample piece is displayed by superimposing the columnar portion 34 in the created template on an image of the columnar portion 34 using an electron beam and a focused ion beam in real time, and giving an operation instruction to the needle drive mechanism 19. (Q) moves toward the stop position of the sample piece Q on the template (steps S230, S240). It is confirmed that the images by the electron beam and the focused ion beam in real time overlap with the stop position of the sample piece Q on a predetermined template, and the needle drive mechanism 19 is stopped (step S250). In this way, the sample piece Q can be accurately moved to the predetermined still positional relationship with respect to the columnar part 34. As shown in FIG.

또한, 상술의 단계 S230 내지 단계 S250의 처리의 별도의 형태로서, 다음과 같이 해도 된다. 2차 입자 화상이나 흡수 전류 화상 데이터로부터 추출하는 엣지부의 선화는, 양자의 위치 맞춤에 최저한 필요한 부분에만 한정한다. 도 31은, 그 일예를 나타내고 있고, 기둥형상부(34)와 시료편(Q)과 윤곽선(점선 표시)과, 추출한 엣지(굵은 실선 표시)가 나타나 있다. 기둥형상부(34)와 시료편(Q)이 주목하는 엣지는, 각각이 마주보는 엣지(34s, Qs), 및, 기둥형상부(34)와 시료편(Q)의 각 상단면(34b, Qb)의 엣지(34t, Qt)의 일부이다. 기둥형상부(34)에 대해서는 선분(35a와 35b)에서, 시료편(Q)에 대해서는 선분(36a와 36b)에서, 각 선분은 각 엣지의 일부에서 충분하다. 이러한 각 선분으로부터, 예를 들면 T자형상의 템플릿으로 한다. 스테이지 구동 기구(13)나 니들 구동 기구(19)를 동작시킴으로써 대응하는 템플릿이 이동한다. 이들 템플릿(35a, 35b 및 36a, 36b)은, 상호 위치 관계로부터, 기둥형상부(34)와 시료편(Q)의 간격, 평행도, 양자의 높이를 파악할 수 있어, 양자를 용이하게 맞출 수 있다. 도 32는 미리 정한 기둥형상부(34)와 시료편(Q)의 위치 관계에 대응하는 템플릿의 위치 관계이며, 선분(35a와 36a)은 미리 정한 간격의 평행으로, 또한, 선분(35b와 36b)이 일직선 상에 있는 위치 관계에 있다. 적어도 스테이지 구동 기구(13), 니들 구동 기구(19) 중 어느 하나를 동작시켜, 템플릿이 도 32의 위치 관계로 되었을 때에 동작시키는 구동 기구가 정지한다.In addition, as another form of the process of the above-mentioned step S230 - step S250, you may do as follows. The line drawing of the edge part extracted from the secondary particle image or the absorbed current image data is limited only to the part which is minimally necessary for the alignment of both. Fig. 31 shows an example thereof, in which the columnar portion 34, the sample piece Q, the outline (indicated by a dotted line), and an extracted edge (indicated by a thick solid line) are shown. Edges that the columnar portion 34 and the sample piece Q pay attention to are edges 34s and Qs facing each other, and each upper end surface 34b of the columnar portion 34 and the sample piece Q, part of the edge 34t, Qt of Qb). For the columnar portion 34, the line segments 35a and 35b, for the sample piece Q, the line segments 36a and 36b, and each line segment is sufficient at a part of each edge. From each of these line segments, for example, a T-shaped template is obtained. By operating the stage drive mechanism 13 or the needle drive mechanism 19, the corresponding template is moved. These templates 35a, 35b and 36a, 36b can grasp the distance between the columnar portion 34 and the sample piece Q, the parallelism, and the height of both from the mutual positional relationship, so that both can be easily matched. . Fig. 32 shows the positional relationship of the template corresponding to the positional relationship between the columnar portion 34 and the sample piece Q that is predetermined, wherein the line segments 35a and 36a are parallel at a predetermined interval, and the line segments 35b and 36b ) is in a positional relationship on a straight line. At least one of the stage drive mechanism 13 and the needle drive mechanism 19 is operated, and when the template is in the positional relationship shown in FIG. 32, the drive mechanism to operate stops.

이와 같이, 시료편(Q)이 소정의 기둥형상부(34)에 접근하고 있는 것을 확인한 후에, 정밀한 위치 맞춤에 이용할 수 있다.In this way, after confirming that the sample piece Q is approaching the predetermined columnar portion 34, it can be used for precise alignment.

다음에, 상술한 실시 형태의 제11의 변형예로서, 상술의 단계 S220 내지 S250에 있어서의, 다른 형태예에 대하여 설명한다.Next, as an eleventh modified example of the above-described embodiment, another exemplary embodiment in the above-described steps S220 to S250 will be described.

상술한 실시 형태에 있어서의 단계 S230에서는 니들(18)을 이동시켰다. 만약, 단계 S230를 끝낸 시료편(Q)이, 목적 위치로부터 크게 벗어난 위치 관계에 있는 경우, 다음의 동작을 행해도 된다.In step S230 in the above-described embodiment, the needle 18 was moved. If the sample piece Q that has completed step S230 is in a positional relationship that has largely deviated from the target position, the following operation may be performed.

단계 S220에 있어서, 이동전의 시료편(Q)의 위치는, 각 기둥형상부(34)의 원점으로 한 직교 3축 좌표계에 있어서, Y＞0, Z＞0의 영역에 있는 것이 바람직하다. 이는, 니들(18)의 이동중에 시료편(Q)이 기둥형상부(34)에의 충돌의 위험성이 매우 적기 때문에, 니들 구동 기구(19)의 X, Y, Z 구동부를 동시에 동작시켜, 안전하고 신속하게 목적 위치에 도달할 수 있다. 한편, 이동전의 시료편(Q)의 위치가 Y＜0의 영역에 있는 경우, 시료편(Q)을 정지 위치를 향해서 니들 구동 기구(19)의 X, Y, Z 구동부를 동시에 동작시키면, 기둥형상부(34)에 충돌할 위험성이 크다. 이 때문에, 단계 S220에서 시료편(Q)이 Y＜0의 영역에 있는 경우, 니들(18)은 기둥형상부(34)를 피한 경로로 목표 위치에 도달시킨다. 구체적으로는, 우선, 시료편(Q)을 니들 구동 기구(19)의 Y축만을 구동시켜, Y＞0의 영역까지 이동시켜 소정의 위치(예를 들면 주목하고 있는 기둥형상부(34)의 폭의 2배, 3배, 5배, 10배 등의 위치)까지 이동시키고, 다음에, X, Y, Z 구동부의 동시 동작에 의해서 최종적인 정지 위치를 향해서 이동한다. 이러한 단계에 의해서, 시료편(Q)을 기둥형상부(34)에 충돌하지 않고, 안전하고 신속히 이동시킬 수 있다. 또한, 만일, 시료편(Q)과 기둥형상부(34)의 X좌표가 같고, Z좌표가 기둥형상부 상단보다 낮은 위치에 있는(Z＜0) 것이, 전자 빔 화상, 또는/및 집속 이온 빔 화상으로부터 확인된 경우, 우선, 시료편(Q)을 Z＞0 영역(예를 들면, Z＝2㎛, 3㎛, 5㎛, 10㎛의 위치)으로 이동시키고, 다음에, Y＞0의 영역의 소정의 위치까지 이동시키고, 다음에, X, Y, Z 구동부의 동시 동작에 의해서 최종적인 정지 위치를 향해서 이동한다. 이와 같이 이동함으로써, 시료편(Q)과 기둥형상부(34)는 충돌하지 않고, 시료편(Q)을 목적 위치에 도달시킬 수 있다.In step S220, it is preferable that the position of the sample piece Q before movement is in the region of Y>0 and Z>0 in the orthogonal three-axis coordinate system used as the origin of each columnar portion 34 . This is because the risk of collision of the sample piece Q with the columnar part 34 during the movement of the needle 18 is very small, so that the X, Y, and Z driving parts of the needle driving mechanism 19 are operated simultaneously, so that it is safe and secure. You can reach your destination quickly. On the other hand, when the position of the sample piece Q before movement is in the region of Y < 0, when the X, Y, and Z drive units of the needle drive mechanism 19 are simultaneously operated to move the sample piece Q toward the stop position, the column The risk of colliding with the shape 34 is high. For this reason, when the sample piece Q is in the area|region of Y<0 in step S220, the needle 18 is made to reach a target position by the path|route avoiding the columnar part 34. As shown in FIG. Specifically, first, the sample piece Q is driven only by the Y-axis of the needle drive mechanism 19 and moved to a region where Y>0 is moved to a predetermined position (for example, the 2 times, 3 times, 5 times, 10 times the width), and then moves toward the final stop position by the simultaneous operation of the X, Y, and Z drive units. By this step, the sample piece Q can be moved safely and quickly without colliding with the columnar portion 34 . In addition, if the X-coordinate of the sample piece Q and the columnar portion 34 is the same and the Z-coordinate is lower than the upper end of the columnar portion (Z<0), an electron beam image and/or focused ions When confirmed from the beam image, first, the sample piece Q is moved to a Z>0 region (eg, positions of Z=2 µm, 3 µm, 5 µm, 10 µm), and then, Y>0 It moves to a predetermined position in the area of , and then moves toward the final stop position by simultaneous operation of the X, Y, and Z driving units. By moving in this way, the sample piece Q and the columnar part 34 do not collide, and the sample piece Q can be made to reach a target position.

다음에, 상술한 실시 형태의 제12의 변형예를 설명한다.Next, a twelfth modification of the above-described embodiment will be described.

본 발명에 의한 자동 시료편 제작 장치(10)에 있어서, 니들(18)은 니들 구동 기구(19)에 의해서, 축 회전할 수 있다. 상술의 실시 형태에 있어서는, 니들 트리밍을 제외하고, 니들(18)의 축회전을 이용하지 않는 가장 기본적인 샘플링 순서를 설명했는데, 제12의 변형예에서는 니들(18)의 축회전을 이용한 실시 형태를 설명한다.In the automatic sample piece production apparatus 10 according to the present invention, the needle 18 can be axially rotated by the needle driving mechanism 19 . In the above embodiment, except for needle trimming, the most basic sampling procedure has been described in which the shaft rotation of the needle 18 is not used. In the twelfth modification, the embodiment using the shaft rotation of the needle 18 is described. Explain.

컴퓨터(21)는, 니들 구동 기구(19)를 동작시켜 니들(18)을 축회전할 수 있으므로, 필요에 따라서 시료편(Q)의 자세 제어를 실행할 수 있다. 컴퓨터(21)는, 시료(S)로부터 취출한 시료편(Q)을 회전시켜, 시료편 홀더(P)에 시료편(Q)의 상하 또는 좌우를 변경한 상태의 시료편(Q)을 고정한다. 컴퓨터(21)는, 시료편(Q)에 있어서의 원래의 시료(S)의 표면이 기둥형상부(34)의 단면에 수직 관계에 있는지 평행 관계가 되도록 시료편(Q)을 고정한다. 이에 따라 컴퓨터(21)는, 예를 들면 후에 실행하는 마무리 가공에 적합한 시료편(Q)의 자세를 확보함과 더불어, 시료편(Q)의 박편화 마무리 가공시에 생기는 커텐 효과(집속 이온 빔 조사 방향으로 생기는 가공 줄무늬 모양이며, 완성 후의 시료편을 전자현미경으로 관찰한 경우, 잘못된 해석을 부여하게 된다)의 영향 등을 저감시킬 수 있다. 컴퓨터(21)는, 니들(18)을 회전시킬 때는 편심 보정을 행함으로써, 시료편(Q)이 실시야로부터 벗어나지 않도록 회전을 보정한다.Since the computer 21 can operate the needle drive mechanism 19 to rotate the needle 18 axially, the posture control of the sample piece Q can be performed as needed. The computer 21 rotates the sample piece Q taken out from the sample S, and fixes the sample piece Q in a state in which the upper and lower or left and right sides of the sample piece Q are changed to the sample piece holder P. do. The computer 21 fixes the sample piece Q so that the surface of the original sample S in the sample piece Q may be in a perpendicular relationship to the cross section of the columnar portion 34 or in a parallel relationship. Thereby, the computer 21 secures the posture of the sample piece Q suitable for finishing processing to be performed later, for example, and a curtain effect (focused ion beam) generated at the time of thinning finish processing of the sample piece Q. It is a process stripe pattern generated in the irradiation direction, and when the sample piece after completion is observed with an electron microscope, an erroneous interpretation will be given), and the like can be reduced. The computer 21 corrects the rotation so that the sample piece Q does not deviate from the actual field by performing eccentricity correction when rotating the needle 18 .

또한, 컴퓨터(21)는, 필요에 따라서 집속 이온 빔 조사에 의해서 시료편(Q)의 정형 가공을 행한다. 특히, 정형 후의 시료편(Q)은, 기둥형상부(34)에 접하는 단면이, 기둥형상부(34)의 단면과 거의 평행이 되도록 정형되는 것이 바람직하다. 컴퓨터(21)는, 후술하는 템플릿 작성전에 시료편(Q)의 일부를 절단하는 등의 정형 가공을 행한다. 컴퓨터(21)는, 이 정형 가공의 가공 위치를 니들(18)로부터의 거리를 기준으로 하여 설정한다. 이에 따라 컴퓨터(21)는, 후술하는 템플릿으로부터의 엣지 추출을 용이하게 함과 더불어, 후에 실행하는 마무리 가공에 적합한 시료편(Q)의 형상을 확보한다.In addition, the computer 21 performs shaping|shaping processing of the sample piece Q by focused ion beam irradiation as needed. In particular, it is preferable that the sample piece Q after shaping is shaped so that the cross section in contact with the columnar portion 34 is substantially parallel to the cross section of the columnar portion 34 . The computer 21 performs shaping processing, such as cutting a part of the sample piece Q, before the template creation mentioned later. The computer 21 sets the machining position of this shaping process based on the distance from the needle 18 . Thereby, the computer 21 ensures the shape of the sample piece Q suitable for the finishing process performed later while facilitating the edge extraction from the template mentioned later.

상술의 단계 S150에 이어서, 이 자세 제어에 있어서, 먼저, 컴퓨터(21)는, 니들 구동 기구(19)에 의해서 니들(18)을 구동하고, 시료편(Q)의 자세가 소정 자세가 되도록, 자세 제어 모드에 대응한 각도분만큼 니들(18)을 회전시킨다. 여기서 자세 제어 모드란, 시료편(Q)을 소정의 자세로 제어하는 모드이며, 시료편(Q)에 대하여 소정의 각도로 니들(18)을 어프로치하고, 시료편(Q)이 접속된 니들(18)을 소정의 각도로 회전시킴으로써 시료편(Q)의 자세를 제어한다. 컴퓨터(21)는, 니들(18)을 회전시킬 때는 편심 보정을 행한다. 도 33~도 38은, 이 모습을 나타내고 있고, 복수(예를 들면, 3개)의 상이한 어프로치 모드의 각각에 있어서, 시료편(Q)이 접속된 니들(18)의 상태를 나타내는 도면이다.Following step S150 described above, in this posture control, first, the computer 21 drives the needle 18 by the needle drive mechanism 19 so that the posture of the specimen Q becomes a predetermined posture; The needle 18 is rotated by an angle corresponding to the posture control mode. Here, the posture control mode is a mode in which the sample piece Q is controlled in a predetermined posture, the needle 18 is approached at a predetermined angle with respect to the sample piece Q, and the needle (Q) to which the sample piece Q is connected ( 18) is rotated at a predetermined angle to control the posture of the sample piece Q. The computer 21 performs eccentricity correction when rotating the needle 18 . 33 to 38 are views showing this state and showing the state of the needle 18 to which the sample piece Q is connected in each of a plurality of (for example, three) different approach modes.

도 33 및 도 34는, 니들(18)의 회전 각도 0°에서의 어프로치 모드에 있어서, 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치(10)의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편(Q)이 접속된 니들(18)의 상태(도 33)와, 전자 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편(Q)이 접속된 니들(18)의 상태(도 34)를 나타내는 도면이다. 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 회전 각도 0°에서의 어프로치 모드에 있어서는, 니들(18)을 회전시키지 않고 시료편(Q)을 시료편 홀더(P)로 이설하기 위해서 적합한 자세 상태를 설정하고 있다.33 and 34 show image data obtained by the focused ion beam of the automatic specimen preparation apparatus 10 according to the embodiment of the present invention in the approach mode at the needle 18 rotation angle of 0°. The state of the needle 18 to which the sample piece Q is connected (FIG. 33) and the state (FIG. 34) of the needle 18 to which the sample piece Q is connected in image data obtained by the electron beam are shown It is a drawing. In the approach mode at a rotation angle of 0° of the needle 18, the computer 21 determines a suitable posture state for transferring the sample piece Q to the sample piece holder P without rotating the needle 18. are setting

도 35 및 도 36은 니들(18)의 회전 각도 90°에서의 어프로치 모드에 있어서, 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치(10)의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편(Q)이 접속된 니들(18)을 90° 회전시킨 상태(도 35)와, 전자 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편(Q)이 접속된 니들(18)을 90° 회전시킨 상태(도 36)를 나타내는 도면이다. 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 회전 각도 90°에서의 어프로치 모드에 있어서는, 니들(18)을 90°만큼 회전시킨 상태에서 시료편(Q)을 시료편 홀더(P)로 이설하기 위해서 적합한 자세 상태를 설정하고 있다.35 and 36 are samples of image data obtained by the focused ion beam of the automatic specimen preparation apparatus 10 according to the embodiment of the present invention in the approach mode at the needle 18 rotation angle of 90°. A state in which the needle 18 to which the piece Q is connected is rotated by 90 degrees (FIG. 35), and the needle 18 to which the sample piece Q is connected in the image data obtained by the electron beam is rotated by 90 degrees (FIG. 35) It is a figure which shows the state (FIG. 36). In the approach mode at the 90° rotation angle of the needle 18, the computer 21 transfers the sample piece Q to the sample piece holder P with the needle 18 rotated by 90°. A suitable posture is established.

도 37 및 도 38은, 니들(18)의 회전 각도 180°에서의 어프로치 모드에 있어서, 본 발명의 실시 형태에 관련된 자동 시료편 제작 장치(10)의 집속 이온 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편(Q)이 접속된 니들(18)을 180° 회전시킨 상태(도 37)와, 전자 빔에 의해 얻어지는 화상 데이터에 있어서의 시료편(Q)이 접속된 니들(18)을 90° 회전시킨 상태(도 38)를 나타내는 도면이다. 컴퓨터(21)는, 니들(18)의 회전 각도 180°에서의 어프로치 모드에 있어서는, 니들(18)을 180°만큼 회전시킨 상태에서 시료편(Q)을 시료편 홀더(P)로 이설하기 위해서 적합한 자세 상태를 설정하고 있다.37 and 38 show image data obtained by the focused ion beam of the automatic specimen preparation apparatus 10 according to the embodiment of the present invention in the approach mode at the 180° rotation angle of the needle 18. A state in which the needle 18 to which the sample piece Q is connected is rotated by 180 degrees (FIG. 37), and the needle 18 to which the sample piece Q is connected in the image data obtained by the electron beam is rotated by 90 degrees (FIG. 37) It is a figure which shows the made state (FIG. 38). In the approach mode with the needle 18 at a rotation angle of 180°, the computer 21 is configured to transfer the sample piece Q to the sample piece holder P in a state in which the needle 18 is rotated by 180°. A suitable posture is established.

또한, 니들(18)과 시료편(Q)의 상대적인 접속 자세는, 미리 상술한 시료편 픽업 공정에 있어서 니들(18)을 시료편(Q)에 접속할 때에, 각 어프로치 모드에 적합한 접속 자세로 설정되어 있다.In addition, the relative connection posture of the needle 18 and the sample piece Q is set to a connection posture suitable for each approach mode when the needle 18 is connected to the sample piece Q in the sample piece pickup step described above in advance. has been

이하, 다른 실시 형태에 대하여 설명한다.Hereinafter, another embodiment is described.

(1) 자동 시료편 제작 장치는, 시료로부터 시료편을 자동적으로 제작하는 자동 시료편 제작 장치로서, 적어도, 하전 입자 빔을 조사하는 복수의 하전 입자 빔 조사 광학계(빔 조사 광학계)와, 상기 시료를 재치하여 이동하는 시료 스테이지와, 상기 시료로부터 분리 및 적출하는 상기 시료편에 접속하는 니들을 가지고, 상기 시료편을 반송하는 시료편 이설 수단과, 상기 시료편이 이설되는 기둥형상부를 가지는 시료편 홀더를 유지하는 홀더 고정대와, 상기 하전 입자 빔의 조사에 의해서 디포지션막을 형성하는 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이의 전기 특성을 계측하고, 상기 기둥형상부에 간극을 형성하여 정지시킨 상기 시료편과 상기 기둥형상부를 넘어 상기 디포지션막을 미리 정한 전기 특성치에 도달하기까지 형성하도록, 적어도 상기 하전 입자 빔 조사 광학계와 상기 시료편 이설 수단, 상기 가스 공급부를 제어하는 컴퓨터를 구비한다.(1) The automatic sample piece production apparatus is an automatic sample piece production apparatus for automatically producing a sample piece from a sample, and includes at least a plurality of charged particle beam irradiation optical systems (beam irradiation optical systems) for irradiating a charged particle beam; A sample piece holder having a sample stage that moves by placing and a needle connected to the sample piece to be separated and extracted from the sample, a sample piece transfer means for conveying the sample piece, and a columnar part to which the sample piece is transferred a holder holder holding A computer that controls at least the charged particle beam irradiation optical system, the sample piece transfer means, and the gas supply unit so as to form the deposition film beyond the sample piece and the columnar portion stopped by forming and reach a predetermined electrical characteristic value. to provide

(2) 자동 시료편 제작 장치는, 시료로부터 시료편을 자동적으로 제작하는 자동 시료편 제작 장치로서, 적어도, 하전 입자 빔을 조사하는 복수의 하전 입자 빔 조사 광학계(빔 조사 광학계)와, 상기 시료를 재치하여 이동하는 시료 스테이지와, 상기 시료로부터 분리 및 적출하는 상기 시료편에 접속하는 니들을 가지고, 상기 시료편을 반송하는 시료편 이설 수단과, 상기 시료편이 이설되는 기둥형상부를 가지는 시료편 홀더를 유지하는 홀더 고정대와, 상기 하전 입자 빔의 조사에 의해서 디포지션막을 형성하는 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이의 전기 특성을 계측하고, 미리 정한 시간, 상기 기둥형상부에 간극을 형성하여 정지시킨 상기 시료편과 상기 기둥형상부를 넘어 상기 디포지션막을 형성하도록, 적어도 상기 하전 입자 빔 조사 광학계와 상기 시료편 이설 수단, 상기 가스 공급부를 제어하는 컴퓨터를 구비한다.(2) The automatic sample piece production apparatus is an automatic sample piece production apparatus for automatically producing a sample piece from a sample, and includes at least a plurality of charged particle beam irradiation optical systems (beam irradiation optical systems) for irradiating a charged particle beam; A sample piece holder having a sample stage that moves by placing and a needle connected to the sample piece to be separated and extracted from the sample, a sample piece transfer means for conveying the sample piece, and a columnar part to which the sample piece is transferred a holder holder for holding a, a gas supply unit for supplying a gas for forming a deposition film by irradiation with the charged particle beam, and measuring electrical characteristics between the sample piece and the columnar portion for a predetermined time, the column and a computer controlling at least the charged particle beam irradiation optical system, the sample piece transfer means, and the gas supply unit so as to form the deposition film beyond the sample piece stopped by forming a gap in the shape portion and the columnar portion.

(3) 자동 시료편 제작 장치는, 시료로부터 시료편을 자동적으로 제작하는 자동 시료편 제작 장치로서, 적어도, 집속 이온 빔을 조사하는 집속 이온 빔 조사 광학계(빔 조사 광학계)와, 상기 시료를 재치하여 이동하는 시료 스테이지와, 상기 시료로부터 분리 및 적출하는 상기 시료편에 접속하는 니들을 가지고, 상기 시료편을 반송하는 시료편 이설 수단과, 상기 시료편이 이설되는 기둥형상부를 가지는 시료편 홀더를 유지하는 홀더 고정대와, 상기 집속 이온 빔의 조사에 의해서 디포지션막을 형성하는 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이의 전기 특성을 계측하고, 상기 기둥형상부에 간극을 형성하여 정지시킨 상기 시료편과 상기 기둥형상부를 넘어 상기 디포지션막을 미리 정한 전기 특성치에 도달하기까지 형성하도록, 적어도 상기 집속 이온 빔 조사 광학계와 상기 시료편 이설 수단, 상기 가스 공급부를 제어하는 컴퓨터를 구비한다.(3) The automatic sample piece production apparatus is an automatic sample piece production apparatus for automatically producing a sample piece from a sample, and includes at least a focused ion beam irradiation optical system (beam irradiation optical system) for irradiating a focused ion beam, and the sample is placed Holding a sample piece holder having a sample stage moving by moving the sample piece, a sample piece transfer unit having a needle connected to the sample piece separated and extracted from the sample, and transferring the sample piece, and a columnar part to which the sample piece is transferred a holder holder, a gas supply unit for supplying a gas for forming a deposition film by irradiation of the focused ion beam, and measuring electrical characteristics between the sample piece and the columnar portion, and forming a gap in the columnar portion and a computer for controlling at least the focused ion beam irradiation optical system, the sample piece moving means, and the gas supply unit so as to form the deposition film beyond the sample piece and the columnar portion that has been stopped by reaching a predetermined electrical characteristic value. do.

(4) 자동 시료편 제작 장치는, 시료로부터 시료편을 자동적으로 제작하는 자동 시료편 제작 장치로서, 적어도, 집속 이온 빔을 조사하는 집속 이온 빔 조사 광학계(빔 조사 광학계)와, 상기 시료를 재치하여 이동하는 시료 스테이지와, 상기 시료로부터 분리 및 적출하는 상기 시료편에 접속하는 니들을 가지고, 상기 시료편을 반송하는 시료편 이설 수단과, 상기 시료편이 이설되는 기둥형상부를 가지는 시료편 홀더를 유지하는 홀더 고정대와, 상기 집속 이온 빔의 조사에 의해서 디포지션막을 형성하는 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이의 전기 특성을 계측하고, 미리 정한 시간, 상기 기둥형상부에 간극을 형성하여 정지시킨 상기 시료편과 상기 기둥형상부를 넘어 상기 디포지션막을 형성하도록, 적어도 상기 집속 이온 빔 조사 광학계와 상기 시료편 이설 수단, 상기 가스 공급부를 제어하는 컴퓨터를 구비한다.(4) The automatic sample piece production apparatus is an automatic sample piece production apparatus for automatically producing a sample piece from a sample, and includes at least a focused ion beam irradiation optical system (beam irradiation optical system) for irradiating a focused ion beam, and the sample is mounted thereon. Holding a sample piece holder having a sample stage moving by moving the sample piece, a sample piece transfer unit having a needle connected to the sample piece separated and extracted from the sample, and transferring the sample piece, and a columnar part to which the sample piece is transferred a holder fixing base to which a holder is mounted; and a computer for controlling at least the focused ion beam irradiation optical system, the sample piece moving means, and the gas supply unit so as to form the deposition film beyond the sample piece stopped by forming a gap therebetween and the columnar portion.

(5) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 자동 시료편 제작 장치에서, 상기 하전 입자 빔은, 적어도 집속 이온 빔 및 전자빔을 포함한다.(5) In the automatic specimen production apparatus according to (1) or (2), the charged particle beam includes at least a focused ion beam and an electron beam.

(6) 상기 (1) 내지 (4)중 어느 한 항에 기재된 자동 시료편 제작 장치에서, 상기 전기 특성은, 전기 저항, 전류, 전위 중 적어도 어느 하나이다.(6) In the automatic specimen production apparatus according to any one of (1) to (4), the electrical characteristic is at least one of electrical resistance, current, and potential.

(7) 상기 (1) 내지 (6)중 어느 한 항에 기재된 자동 시료편 제작 장치에서, 상기 컴퓨터는, 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이의 전기 특성이, 미리 정한 상기 디포지션막의 형성 시간 내에, 미리 정한 전기 특성치를 만족하지 않는 경우, 상기 기둥형상부와 상기 시료편의 상기 간극이 한층 더 작아지도록 상기 시료편을 이동하고, 정지시킨 상기 시료편과 상기 기둥형상부를 넘어 상기 디포지션막을 형성하도록, 적어도 상기 빔 조사 광학계와 상기 시료편 이설 수단, 상기 가스 공급부를 제어한다.(7) The automatic sample piece production apparatus according to any one of (1) to (6), wherein the computer determines that an electrical characteristic between the sample piece and the columnar portion is a predetermined time for forming the deposition film. In the case where the predetermined electrical characteristic value is not satisfied, the sample piece is moved so that the gap between the columnar portion and the sample piece is further smaller, and the deposition film is formed over the stopped sample piece and the columnar portion. To do so, at least the beam irradiation optical system, the sample piece transfer means, and the gas supply unit are controlled.

(8) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 자동 시료편 제작 장치에서, 상기 컴퓨터는, 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이의 전기 특성이, 미리 정한 상기 디포지션막의 형성 시간 내에, 미리 정한 전기 특성치를 만족한 경우, 상기 디포지션막의 형성을 정지시키도록, 적어도 상기 빔 조사 광학계와 상기 가스 공급부를 제어한다.(8) The automatic sample piece production apparatus according to any one of (1) to (6), wherein the computer determines that an electrical characteristic between the sample piece and the columnar portion is a predetermined time for forming the deposition film. At least the beam irradiation optical system and the gas supply unit are controlled so as to stop the formation of the deposition film when a predetermined electrical characteristic value is satisfied.

(9) 상기 (1) 또는 (3)에 기재된 자동 시료편 제작 장치에서, 상기 간극은 1㎛ 이하이다.(9) In the automatic sample piece production apparatus according to (1) or (3), the gap is 1 µm or less.

(10) 상기 (9)에 기재된 자동 시료편 제작 장치에서, 상기 간극은 100nm 이상, 200nm 이하이다.(10) In the automatic sample piece production apparatus according to (9) above, the gap is 100 nm or more and 200 nm or less.

또한, 상술한 실시 형태에서, 컴퓨터(21)는, 소프트웨어 기능부, 또는 LSI 등의 하드웨어 기능부도 포함한다. In addition, in the above-described embodiment, the computer 21 also includes a software function unit or a hardware function unit such as an LSI.

또한, 상술한 실시 형태에서, 니들(18)은 첨예화된 침형상 부재를 일예로서 설명했는데, 선단이 평평한 형상이어도 되고, 핀셋과 같은 기구여도 된다.Incidentally, in the above-described embodiment, the needle 18 is a sharpened needle-like member as an example, but the tip may have a flat shape or may be a mechanism such as tweezers.

또한, 상술한 본 발명에 의한 자동 시료편 제작 장치(10)에 의해서 제작된 시료편(Q)은, 다른 집속 이온 빔 장치에 도입하여, 투과 전자 현미경 해석에 적합한 얇기까지, 오퍼레이터가 신중하게 조작하여 가공해도 된다. 이와 같이 본 발명에 의한 자동 시료편 제작 장치(10)와 집속 이온 빔 장치를 연계함으로써, 야간에 무인으로 다수개의 시료편(Q)을 시료편 홀더(P)에 고정해 두고, 낮에 오퍼레이터가 신중하게 초박의 투과 전자 현미경용 시료로 마무리할 수 있다. 이 때문에, 종래, 시료 적출로부터 박편 가공까지의 일련의 작업을, 1대의 장치로 오퍼레이터의 조작에 의지하고 있던 것에 비하여, 오퍼레이터의 심신의 부담이 대폭 경감되어, 작업 효율이 향상된다.In addition, the sample piece Q produced by the automatic sample piece preparation apparatus 10 according to the present invention described above is introduced into another focused ion beam apparatus and carefully manipulated by the operator until it is thin enough for transmission electron microscopy analysis. and may be processed. As described above, by linking the automatic sample piece production apparatus 10 according to the present invention and the focused ion beam device, a plurality of sample pieces Q are unattended at night and fixed to the sample piece holder P, and the operator can It can be carefully finished with ultra-thin transmission electron microscopy samples. For this reason, compared with the case which relied on the operation of an operator with one apparatus for a series of work from sample extraction to flaking processing conventionally, the burden on the mind and body of an operator is greatly reduced, and work efficiency improves.

또한, 상기의 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규 실시 형태는, 그 외의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지의 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 더불어, 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.In addition, said embodiment is shown as an example, and limiting the scope of the invention is not intended. These novel embodiments can be implemented in other various forms, and various abbreviations, substitutions, and changes can be made in the range which does not deviate from the summary of invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and the invention described in the claims and their equivalents.

10 : 자동 시료편 제작 장치 10a : 하전 입자 빔 장치
11 : 시료실 12 : 스테이지(시료 스테이지)
13 : 스테이지 구동 기구
14 : 집속 이온 빔 조사 광학계(하전 입자 빔 조사 광학계)
15 : 전자 빔 조사 광학계(하전 입자 빔 조사 광학계)
16 : 검출기 17 : 가스 공급부
18 : 니들 19 : 니들 구동 기구
20 : 표시 장치 21 : 컴퓨터
22 : 입력 디바이스 33 : 시료대
34 : 기둥형상부 P : 시료편 홀더
Q : 시료편 R : 2차 하전 입자
S : 시료 10: automatic sample piece making device 10a: charged particle beam device
11: sample room 12: stage (sample stage)
13: stage driving mechanism
14: Focused ion beam irradiation optical system (charged particle beam irradiation optical system)
15: electron beam irradiation optical system (charged particle beam irradiation optical system)
16: detector 17: gas supply unit
18: needle 19: needle drive mechanism
20: display device 21: computer
22: input device 33: sample stage
34: columnar part P: sample piece holder
Q: Sample piece R: Secondary charged particles
S: sample

Claims (9)

시료로부터 시료편을 자동적으로 제작하는 자동 시료편 제작 장치로서,
하전 입자 빔을 조사하는 하전 입자 빔 조사 광학계와,
상기 시료를 재치(載置)하여 이동하는 시료 스테이지와,
상기 시료로부터 분리 및 적출하는 상기 시료편을 유지하여 반송하는 시료편 이설(移設) 수단과,
상기 시료편이 이설되는 기둥형상부를 가지는 시료편 홀더를 유지하는 홀더 고정대와,
상기 하전 입자 빔의 조사에 의해서 디포지션막을 형성하는 가스를 조사하는 가스 공급부와,
상기 시료편 이설 수단과 상기 기둥형상부 사이에 소정의 간격을 둔 상태에서, 상기 시료편 이설 수단과 상기 시료편 홀더 사이의 전기 특성이 소정 상태에 도달하기까지, 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이에 상기 디포지션막을 형성하도록 상기 하전 입자 빔 조사 광학계와 상기 시료편 이설 수단과 상기 가스 공급부를 제어하는 컴퓨터를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 시료편 제작 장치.An automatic sample piece making device for automatically producing a sample piece from a sample, comprising:
A charged particle beam irradiation optical system for irradiating a charged particle beam;
a sample stage that moves by placing the sample;
a sample piece transfer means for holding and conveying the sample piece separated and extracted from the sample;
a holder holder for holding a sample piece holder having a columnar portion to which the sample piece is transferred;
a gas supply unit that irradiates a gas for forming a deposition film by irradiation of the charged particle beam;
In a state in which a predetermined distance is provided between the sample piece transferring means and the columnar portion, the sample piece and the columnar portion are maintained until the electrical characteristics between the sample piece transferring means and the sample piece holder reach a predetermined state. and a computer for controlling the charged particle beam irradiation optical system, the sample piece moving means and the gas supply unit so as to form the deposition film therebetween. 청구항 1에 있어서,
상기 디포지션막이 형성되는 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이의 간격은 1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 자동 시료편 제작 장치.The method according to claim 1,
An automatic sample piece production apparatus, characterized in that the interval between the sample piece on which the deposition film is formed and the columnar portion is 1 μm or less. 청구항 2에 있어서,
상기 디포지션막이 형성되는 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이의 간격은 100nm 이상, 200nm 이하인 것을 특징으로 하는 자동 시료편 제작 장치.3. The method according to claim 2,
An automatic sample piece production apparatus, characterized in that the interval between the sample piece on which the deposition film is formed and the columnar portion is 100 nm or more and 200 nm or less. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컴퓨터는, 상기 디포지션막이 형성되는 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이의 간격을 소정 간격으로 설정할 때에, 상기 시료편과 상기 기둥형상부를 접촉시키고 나서 이격 배치하도록 상기 시료편 이설 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 시료편 제작 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The computer, when setting the interval between the sample piece on which the deposition film is formed and the columnar portion to a predetermined interval, the sample piece and the columnar portion are brought into contact and then spaced apart from each other to control the sample piece moving means Automatic sample piece making device, characterized in that. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컴퓨터는, 상기 시료편을 상기 기둥형상부로 이설한 후에, 상기 시료편 이설 수단과 상기 시료편 홀더 사이의 전기 특성이 제2의 소정 상태에 도달하기까지, 상기 시료편 이설 수단과 상기 시료편 사이의 상기 디포지션막에 상기 하전 입자 빔을 조사하도록 상기 하전 입자 빔 조사 광학계를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 시료편 제작 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
After transferring the sample piece to the columnar part, the computer is configured to operate the sample piece relocating means and the sample piece until the electrical characteristics between the sample piece relocating means and the sample piece holder reach a second predetermined state. and controlling the charged particle beam irradiation optical system so as to irradiate the charged particle beam to the deposition film therebetween. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컴퓨터는, 상기 시료편 이설 수단과 상기 시료편 홀더 사이의 도통 상태와, 상기 시료편 및 상기 기둥형상부의 흡수 전류상 중, 적어도 어느 한쪽을, 상기 전기 특성으로서 이용하는 것을 특징으로 하는 자동 시료편 제작 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The computer uses, as the electrical characteristic, at least one of a state of conduction between the sample piece transfer means and the sample piece holder, and an absorption current image of the sample piece and the columnar part. production device. 청구항 6에 있어서,
상기 컴퓨터는, 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이에 상기 디포지션막을 형성하도록 상기 하전 입자 빔 조사 광학계와 상기 시료편 이설 수단과 상기 가스 공급부를 제어할 때에, 소정 시간 이내에 상기 도통 상태가 상기 소정 상태에 도달하지 않는 경우, 상기 흡수 전류상을 상기 전기 특성으로서 이용하는 것을 특징으로 하는 자동 시료편 제작 장치.7. The method of claim 6,
When the computer controls the charged particle beam irradiation optical system, the sample piece moving means, and the gas supply unit to form the deposition film between the sample piece and the columnar portion, the conduction state is returned to the predetermined state within a predetermined time. When the state is not reached, the absorption current phase is used as the electrical characteristic. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컴퓨터는, 상기 시료편과 상기 기둥형상부 사이에 상기 디포지션막을 형성하도록 상기 하전 입자 빔 조사 광학계와 상기 시료편 이설 수단과 상기 가스 공급부를 제어할 때에, 소정 시간 이내에 상기 전기 특성이 상기 소정 상태에 도달하지 않는 경우, 그 시료편을 상기 기둥형상부에 이설하는 것을 중단하는 것을 특징으로 하는 자동 시료편 제작 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
When the computer controls the charged particle beam irradiation optical system, the sample piece moving means, and the gas supply unit to form the deposition film between the sample piece and the columnar portion, the electrical characteristic is returned to the predetermined value within a predetermined time. An automatic sample piece production apparatus, characterized in that, when the state is not reached, the transfer of the sample piece to the columnar part is stopped. 청구항 8에 있어서,
상기 컴퓨터는, 상기 시료편을 상기 기둥형상부로 이설하는 것을 중단한 경우, 상기 시료편 이설 수단과 상기 시료편 사이의 상기 디포지션막에 상기 하전 입자 빔을 조사함으로써 상기 시료편 이설 수단과 상기 시료편을 분리하도록 상기 하전 입자 빔 조사 광학계를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 시료편 제작 장치.9. The method of claim 8,
When the computer stops transferring the sample piece to the columnar part, the sample piece transferring means and the sample are irradiated with the charged particle beam to the deposition film between the sample piece transferring means and the sample piece. An automatic sample piece production apparatus, characterized in that the charged particle beam irradiation optical system is controlled to separate the pieces.
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