TW202311719A - 帶電粒子束裝置 - Google Patents

Abstract

帶電粒子束裝置(10)，具備聚焦離子束照射光學系統(14)、電子束照射光學系統(15)、針(18)、針驅動機構(19)、顯示裝置(21)、電腦(22)。電腦(22)，於對針(18)照射聚焦離子束或電子束而得到的圖像中，當針(18)的先端和規定位置一致時記憶針驅動機構(19)的座標資料。電腦(22)，當適宜的期間內的座標資料的總變化量為規定閾值以上的情形下，控制針驅動機構(19)與聚焦離子束照射光學系統(14)以執行藉由聚焦離子束的照射來除去附著於針(18)的先端的沉積膜的至少一部分之加工。

Description

帶電粒子束裝置

本發明有關帶電粒子束裝置。

以往已知有一種裝置，係從試料摘出藉由對試料照射電子或離子的帶電粒子束而製作出的試料片，而自動地進行取樣亦即將試料片移設至試料片托座(例如參照專利文獻1)。 先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本特開2016-50854號公報

發明所欲解決之問題

上述習知技術之裝置中，當反覆執行複數個試料片的取樣的情形下，會於適宜的時間點等執行將用於試料片的移設之針的先端形狀加工成規定形狀，亦即修整(trimming)。修整，係例如做除去連接試料片與針的先端部之沉積膜等的附著物亦即清潔、及針的整形等，為此會根據基於按照針的樣板的輪廓資訊而設定之加工框來對沉積膜照射帶電粒子束。 然而，當將把針的先端形狀訂為有限大小的形狀之輪廓線設定成樣板的情形下，恐無法將從針的先端朝向外方向成長之沉積膜等的附著物適當地除去。例如當殘留從針的先端朝向軸方向外方向成長的附著物的情形下，於連接針與試料片時無法使針恰當地接近試料片，而肇生針本體接觸不恰當的其他部位之問題。

本發明有鑑於上述事態而創作，目的在於提供一種帶電粒子束裝置，可將用於試料片的移設之針的先端形狀維持在恰當的規定形狀。 解決問題之技術手段

為解決上述的待解問題，本發明之帶電粒子束裝置，係從試料自動地製作試料片之帶電粒子束裝置，具備：帶電粒子束照射光學系統，照射帶電粒子束；試料平台，載置前述試料而移動；試料片移設手段，保持並搬送從前述試料分離及摘出之前述試料片；托座固定台，保持供前述試料片移設之試料片托座；氣體供給部，供給藉由前述帶電粒子束的照射而形成沉積膜的氣體；及電腦，於對未保持前述試料片的狀態的前述試料片移設手段照射前述帶電粒子束而得到的圖像中，當前述試料片移設手段的先端被包含在相對於規定位置之規定容許誤差範圍的情形下，記憶示意前述試料片移設手段的實空間中的位置之座標資料，當適宜的期間內的前述座標資料的變化量為規定閾值以上的情形下，控制前述試料片移設手段與前述帶電粒子束照射光學系統以執行藉由前述帶電粒子束的照射來除去附著於前述試料片移設手段的先端的前述沉積膜的至少一部分之加工。

上述構成中，亦可當從保持前述試料片的前述試料片移設手段分離前述試料片時，於照射前述帶電粒子束而得到的圖像中設定和前述座標資料的變化量相應之加工區域，藉由對前述加工區域照射前述帶電粒子束來除去附著於前述試料片移設手段的先端的前述沉積膜的至少一部分。

上述構成中，前述電腦，亦可以使得至少從前述試料片移設手段的先端朝向平行於前述試料片移設手段的中心軸的軸方向的外方向之方向的前述座標資料的變化量成為未滿前述規定閾值之方式，執行前述加工。 發明之功效

按照本發明，係具備電腦，當試料片移設手段的表觀的先端和規定位置一致時所記憶之試料片移設手段的座標資料的變化量為規定閾值以上的情形下，對試料片移設手段的先端的沉積膜照射帶電粒子束，藉此可將試料片移設手段的先端形狀維持在恰當的規定形狀。

以下參照所附圖面，說明本發明的實施形態之可自動製作試料片的帶電粒子束裝置。

圖1為本發明的實施形態之帶電粒子束裝置10的構成圖。本發明的實施形態之帶電粒子束裝置10，如圖1所示，具備：可將內部維持真空狀態之試料室11、及可在試料室11的內部固定試料S及試料片托座P之平台12、及驅動平台12之平台驅動機構13。帶電粒子束裝置10，具備對試料室11的內部之規定照射區域(也就是掃描範圍)內的照射對象照射聚焦離子束(FIB)之聚焦離子束照射光學系統14。帶電粒子束裝置10，具備對試料室11的內部之規定照射區域內的照射對象照射電子束(EB)之電子束照射光學系統15。帶電粒子束裝置10，具備檢測藉由聚焦離子束或電子束的照射而從照射對象產生的二次帶電粒子(二次電子、二次離子)R之檢測器16。帶電粒子束裝置10，具備對照射對象的表面供給氣體G之氣體供給部17。氣體供給部17具體而言為噴嘴17a等。帶電粒子束裝置10，具備：針18，從固定於平台12之試料S取出微小的試料片Q，並保持試料片Q而移設至試料片托座P；及針驅動機構19，驅動針18以搬送試料片Q；及吸收電流檢測器20，檢測流入至針18之帶電粒子束的流入電流(亦稱為吸收電流)，流入電流訊號送至電腦而圖像化。 亦將此針18與針驅動機構19合稱為試料片移設手段。帶電粒子束裝置10，具備顯示基於被檢測器16檢測出的二次帶電粒子R之圖像資料等之顯示裝置21、及電腦22、及輸入裝置23。 另，聚焦離子束照射光學系統14及電子束照射光學系統15的照射對象，為固定於平台12之試料S、試料片Q、及存在於照射區域內之針18或試料片托座P等。

本實施形態之帶電粒子束裝置10，係對照射對象的表面一面掃描聚焦離子束一面照射，藉此可執行被照射部的圖像化或濺射所致之各種加工(挖掘(digging)、整形(trimming)加工等)、及形成沉積膜等。帶電粒子束裝置10，可執行下述加工，即，由試料S形成以穿透電子顯微鏡做穿透觀察用的試料片Q(例如薄片試料、針狀試料等)或形成運用電子束之分析試料片。帶電粒子束裝置10，可執行下述加工，即，將移設至試料片托座P的試料片Q，做成適於以穿透電子顯微鏡做穿透觀察之期望厚度的薄膜。帶電粒子束裝置10，藉由對試料片Q及針18等照射對象的表面一面掃描聚焦離子束或電子束一面照射，而可執行照射對象的表面觀察。 吸收電流檢測器20，具備前置放大器，其放大針的流入電流，送至電腦22。藉由被吸收電流檢測器20檢測到之針流入電流及和帶電粒子束的掃描同步之訊號，便能夠在顯示裝置21顯示針形狀的吸收電流圖像，而進行針形狀或先端位置辨明。

圖2為本發明實施形態之帶電粒子束裝置10中，將聚焦離子束照射至試料S表面(斜線部)而形成之，從試料S摘出前的試料片Q示意俯視圖。符號F示意聚焦離子束所做之加工框，亦即聚焦離子束的掃描範圍，其內側(白色部分)示意藉由聚焦離子束照射而受到濺鍍加工而被挖掘之加工區域H。符號Ref為示意形成試料片Q(不挖掘而殘留)的位置之參考標記(基準點)，例如為藉由聚焦離子束而在後述的沉積膜設置微細孔而成之形狀等。欲知道試料片Q的概略位置會利用沉積膜，欲做精密的對位會利用微細孔。試料S中，試料片Q係受到蝕刻加工而使得側部側及底部側的周邊部被削掉而除去而留下與試料S連接之支撐部Qa，試料S藉由支撐部Qa受到懸臂支撐。

試料室11係構成為，可藉由排氣裝置(圖示略)將內部排氣至成為期望的真空狀態，且可維持期望的真空狀態。 平台12，保持試料S。平台12，具備保持試料片托座P之托座固定台12a。該托座固定台12a亦可為能夠裝載複數個試料片托座P之構造。 圖3為試料片托座P的俯視圖，圖4為側面圖。試料片托座P，具備：具有切口部31之略半圓形板狀的基部32、及固定於切口部31之試料台33。基部32，例如藉由金屬而由圓形板狀所形成。試料台33，例如是由矽晶圓藉由半導體製程而形成，藉由導電性的黏著劑貼附於切口部31。試料台33為梳齒形狀，具備相隔距離配置而突出之複數個供試料片Q移設的柱狀部(以下亦稱為支柱)34。 另，基部32的形狀，只要是能夠裝載於後續導入穿透電子顯微鏡的平台12之形狀，且裝載於試料台33的試料片Q全部位於平台12的可動範圍內之形狀即可。

平台驅動機構13，是在連接至平台12之狀態下被收容於試料室11的內部，因應從電腦22輸出的控制訊號而使平台12相對於規定軸位移。平台驅動機構13，具備移動機構13a，至少沿著平行於水平面且彼此正交之X軸及Y軸、以及和X軸及Y軸正交之鉛直方向的Z軸平行地使平台12移動。平台驅動機構13，具備使平台12繞著X軸或Y軸傾斜之傾斜機構13b、及使平台12繞著Z軸旋轉之旋轉機構13c。

聚焦離子束照射光學系統14，是在試料室11的內部使射束射出部(圖示略)於照射區域內的平台12的鉛直方向上方之位置面向平台12，且使光軸平行於鉛直方向，而固定於試料室11。藉此，便可對載置於平台12的試料S、試料片Q、及存在於照射區域內的針18等照射對象，從鉛直方向上方朝向下方照射聚焦離子束。此外，帶電粒子束裝置10，亦可具備其他的離子束照射光學系統來取代上述般的聚焦離子束照射光學系統14。離子束照射光學系統，不限定於如上述般形成聚焦射束之光學系統。離子束照射光學系統，例如亦可為在光學系統內設置具有定型的開口之模板遮罩(stencil mask)，以形成模板遮罩的開口形狀的成形射束之投影型的離子束照射光學系統。聚焦離子束照射光學系統14，具備：離子源14a，使離子產生；及離子光學系統14b，使從離子源14a引出的離子聚焦及偏向。離子源14a及離子光學系統14b，根據從電腦22輸出的控制訊號而受到控制，並受到電腦22控制聚焦離子束的照射位置及照射條件等。離子源14a，例如為使用了液態鎵等之液態金屬離子源或電漿型離子源、氣體電場電離型離子源(Gas Field Ion Source)等。離子光學系統14b，例如具備聚焦透鏡(condenser lens)等第1靜電透鏡、及靜電偏向器、及對物透鏡等第2靜電透鏡等。

電子束照射光學系統15，是在試料室11的內部使射束射出部(圖示略)以相對於照射區域內的平台12的鉛直方向而言傾斜規定角度(例如60°)之傾斜方向面向平台12，且使光軸平行於傾斜方向，而被固定於試料室11。藉此，便可對被固定於平台12的試料S、試料片Q、及存在於照射區域內的針18等照射對象，從傾斜方向的上方朝向下方照射電子束。 電子束照射光學系統15，具備：電子源15a，使電子產生；及電子光學系統15b，使從電子源15a射出的電子聚焦及偏向。電子源15a及電子光學系統15b，根據從電腦22輸出的控制訊號而受到控制，並受到電腦22控制電子束的照射位置及照射條件等。電子光學系統15b，例如具備電磁透鏡或偏向器等。

另，亦可將電子束照射光學系統15與聚焦離子束照射光學系統14的配置交換，將電子束照射光學系統15配置於鉛直方向，將聚焦離子束照射光學系統14配置於對於鉛直方向傾斜了規定角度之傾斜方向。

檢測器16，係檢測當聚焦離子束或電子束被照射至試料S及針18等照射對象時從照射對象放射之二次帶電粒子(二次電子及二次離子)R的強度(亦即二次帶電粒子的量)，並輸出二次帶電粒子R的檢測量資訊。檢測器16，是在試料室11的內部配置於可檢測二次帶電粒子R的量之位置，例如相對於照射區域內的試料S等照射對象而言斜上方之位置等，而被固定於試料室11。

氣體供給部17被固定於試料室11，在試料室11的內部具有氣體噴射部(亦稱為噴嘴)，配置成面向平台12。氣體供給部17，可對試料S供給：蝕刻用氣體，用來因應試料S的材質而選擇性地促進聚焦離子束所致之試料S的蝕刻；及沉積用氣體，用來在試料S的表面形成金屬或絕緣體等堆積物所致之沉積膜等。此外，依供給氣體而定，藉由照射電子束也能進行蝕刻或沉積。

針驅動機構19，是在連接至針18之狀態下被收容於試料室11的內部，因應從電腦22輸出的控制訊號而使針18位移。針驅動機構19，和平台12一體地設置，例如若平台12藉由傾斜機構13b而繞著傾斜軸(亦即X軸或Y軸)旋轉，則會和平台12一體地移動。針驅動機構19，具備使針18沿著三維座標軸各者平行地移動之移動機構(圖示略)、及使針18繞著針18的中心軸旋轉之旋轉機構(圖示略)。另，此三維座標軸，係和試料平台的正交3軸座標系獨立，為以平行於平台12的表面的二維座標軸為準之正交3軸座標系，當平台12的表面處於傾斜狀態、旋轉狀態的情形下，此座標系會傾斜、旋轉。

電腦22，至少控制平台驅動機構13、及聚焦離子束照射光學系統14、及電子束照射光學系統15、及氣體供給部17、及針驅動機構19。 電腦22，配置於試料室11的外部，連接有顯示裝置21、及因應操作者的輸入操作而輸出訊號之滑鼠或鍵盤等輸入裝置23。 電腦22，藉由從輸入裝置23輸出之訊號或依事先設定好的自動運轉控制處理而生成之訊號等，來整合地控制帶電粒子束裝置10之動作。

電腦22，一面掃描帶電粒子束的照射位置一面將藉由檢測器16檢測出的二次帶電粒子R的檢測量變換成和照射位置建立了對應之亮度訊號，並藉由二次帶電粒子R的檢測量的二維位置分布來生成示意照射對象的形狀之圖像資料。吸收電流圖像模式中，電腦22，一面掃描帶電粒子束的照射位置一面檢測流至針18的吸收電流，藉此依吸收電流的二維位置分布(吸收電流圖像)來生成示意針18的形狀之吸收電流圖像資料。電腦22，將生成的各圖像資料，以及用來執行各圖像資料的擴大、縮小、移動、及旋轉等操作之畫面一併顯示於顯示裝置21。電腦22，將用來進行自動的序列控制中的模式選擇及加工設定等各種設定之畫面，顯示於顯示裝置21。

本發明之實施形態之帶電粒子束裝置10具備上述構成，接著，說明該帶電粒子束裝置10的動作。

以下，針對電腦22執行之自動取樣動作，亦即令藉由帶電粒子束(聚焦離子束)所致之試料S的加工而形成的試料片Q自動地移設至試料片托座P之動作，概分為初始設定工程、試料片拾取工程、試料片架設工程，並依序說明之。

＜初始設定工程＞ 圖5為本發明實施形態之帶電粒子束裝置10之自動取樣動作當中初始設定工程的流程示意流程圖。首先，電腦22，於自動序列開始時根據操作者的輸入而進行後述的姿勢控制模式的有無等的模式選擇、樣板匹配用的觀察條件、及加工條件設定(加工位置、尺寸、個數等的設定)、針先端形狀的確認等(步驟S010)。

接著，電腦22，作成柱狀部34的樣板(步驟S020至步驟S027)。在此樣板作成中，首先，電腦22，藉由操作者進行設置於平台12的托座固定台12a之試料片托座P的位置登錄處理(步驟S020)。電腦22，進行各柱狀部34的平台座標取得與樣板作成，將它們編組記憶，供後續於樣板匹配(樣板與圖像之疊合)判定柱狀部34的形狀時使用。

電腦22，係從藉由帶電粒子束(聚焦離子束及電子束的各者)的照射而生成之各圖像資料，利用事前從試料台33的設計形狀(CAD資訊)作成之樣板而抽出構成試料台33之複數個柱狀部34的位置。然後，電腦22，將抽出的各柱狀部34的位置座標及圖像，登錄處理(記憶)作為試料片Q的裝配位置(步驟S023)。此時，各柱狀部34的圖像，相較於事先準備好的柱狀部的設計圖、CAD圖、或柱狀部34的標準品圖像，若為不良，則電腦22還會連同該柱狀部的座標位置及圖像記憶為不良品。 接著，判定是否沒有應登錄至目前登錄處理的執行中的試料片托座P之柱狀部34(步驟S025)。當該判定結果為「NO」的情形下，亦即應登錄之柱狀部34的剩餘數m為1以上的情形下，令處理回到上述步驟S023，並反覆步驟S023及S025直到柱狀部34的剩餘數m變成無為止。另一方面，當該判定結果為「YES」的情形下，亦即應登錄之柱狀部34的剩餘數m為零的情形下，處理進入步驟S027。

當在托座固定台12a設置有複數個試料片托座P的情形下，將各試料片托座P之位置座標、該試料片托座P之圖像資料與對於各試料片托座P之代碼編號等一併記錄，又，記憶(登錄處理)各試料片托座P的各柱狀部34之位置座標及相對應之代碼編號及圖像資料。電腦22，亦可就實施自動取樣之試料片Q的數量，依序實施該位置登錄處理。 然後，電腦22，判定是否沒有應登錄之試料片托座P(步驟S027)。當該判定結果為「NO」的情形下，亦即應登錄之試料片托座P的剩餘數n為1以上的情形下，令處理回到上述步驟S020，並反覆步驟S020至S027直到試料片托座P的剩餘數n變成無為止。另一方面，當該判定結果為「YES」的情形下，亦即應登錄之試料片托座P的剩餘數n為零的情形下，處理進入步驟S030。 另，該位置登錄處理(步驟S020、S023)中，萬一當試料片托座P本身，或柱狀部34有變形或破損，而非處於可供試料片Q裝配之狀態的情形下，會令上述位置座標、圖像資料、代碼編號一起建立對應而預先登錄成『不可使用』(表示不可供試料片Q裝配之表記)等。如此一來，電腦22，在移設後述試料片Q時，『不可使用』的試料片托座P、或柱狀部34便會被略過，而能夠令下一個正常的試料片托座P、或柱狀部34移動至觀察視野內。

接著，電腦22，作成針18的樣板(步驟S030至S050)。樣板，係用於後述令針18正確地接近試料片Q時之圖像匹配。 此樣板作成工程中，首先，電腦22，藉由平台驅動機構13令平台12暫且移動。接下來，電腦22，藉由針驅動機構19令針18移動至初始設定位置(步驟S030)。初始設定位置，為一事先訂定好的位置，係聚焦離子束及電子束能夠照射幾乎同一點，而兩射束的焦點重合之點(疊合點；coincidence point)，且不會因為其前一刻進行之平台移動，造成針18的背景有試料S等這類會被誤認成針18之複雜構造。該疊合點，為一能夠藉由聚焦離子束照射及電子束照射而從不同角度觀察同一對象物之位置。

電腦22，當藉由針驅動機構19令針18移動至初始設定位置時，取得當SIM圖像及SEM圖像的各圖像資料中針18的先端(亦即表觀的先端)為規定位置(例如疊合點等的初始設定位置)的情形下，例如針18的先端被包含於相對於規定位置之規定容許誤差範圍的情形下等的針驅動機構19的座標資料(步驟S032)。SIM圖像為藉由聚焦離子束的照射而生成之圖像，SEM圖像為藉由電子束的照射而生成之圖像。座標資料，為針驅動機構19和針18在實空間中的位置建立對應而掌握之三維座標的資料。例如，電腦22藉由適宜的圖像處理而辨識位於SIM圖像及SEM圖像的各者的圖像內的針18的先端，而掌握在各圖像內針18的先端和疊合點一致之事態的發生。電腦22，記憶當在各圖像內針18的先端和疊合點一致的情形下取得之座標資料。

接著，電腦22，由步驟S032中取得的座標資料的歷史而判定座標資料的變化(步驟S034)。例如，電腦22，判定座標資料的前次值和本次值之差分的累積值，亦即跨適宜的期間之座標資料的總變化量是否為規定閾值以上。適宜的期間，例如為根據後述的先端部加工旗標的開(ON)而每當規定的先端部加工被執行便被重設之期間，且為從最近的規定的先端部加工被執行後至目前時間點為止之期間。規定閾值，例如為對於至少在從針18的先端朝向平行於針18的中心軸之軸方向的外方向的方向的座標資料的變化量之閾值。規定閾值例如為0.5μm程度。 電腦22，當座標資料的總變化量未滿規定閾值的情形下(步驟S034；OK)，令處理從步驟S034進入步驟S036。然後，電腦22將先端部加工旗標設定成關(OFF)(步驟S036)。 另一方面，電腦22，當座標資料的總變化量比規定閾值還大的情形下(步驟S034；NG)，令處理從步驟S034進入步驟S038。然後，電腦22將先端部加工旗標設定成開(ON)(步驟S038)。 先端部加工旗標，為指示是否需執行將附著於針18的先端部的沉積膜等的附著物藉由聚焦離子束的照射予以除去，藉此用來使座標資料的總變化量成為未滿規定閾值之規定的先端部加工之旗標。

接著，電腦22，藉由電子束照射所致之吸收圖像模式，辨識針18的位置(步驟S040)。 電腦22，一面掃描電子束一面照射針18，藉此檢測流入至針18的吸收電流，生成吸收電流圖像資料。此時，吸收電流圖像中沒有會被誤認為針18的背景，因此能夠不受背景圖像影響而辨識針18。電腦22，藉由電子束的照射取得吸收電流圖像資料。

此處，電腦22判定針18的形狀(步驟S042)。 萬一當因針18的先端形狀變形或破損等而非處於可裝配試料片Q的狀態的情形下(步驟S042；NG)，從步驟S043跳至圖36的步驟S298的NO側，不執行步驟S050之後的所有步驟而令自動取樣的動作結束。步驟S042中，當判斷針形狀為不良的情形下，在顯示裝置21顯示『針不良』等(步驟S043)，以警告裝置的操作者。判斷為不良品的針18會更換成新的針18，或是若為輕微不良則亦可藉由聚焦離子束照射來將針先端成形。 步驟S042中，若針18為事先訂定好的正常形狀則進入下一步驟S044。

此處，先說明針先端的狀態。 圖6(A)為為了說明在針18(鎢針)的先端有碳沉積膜DM的殘渣附著的狀態而將針先端部放大之模型圖。針18，其先端會藉由聚焦離子束照射被切除以免其變形而反覆複數次使用取樣操作，因此在針18先端會附著曾保持試料片Q而成之碳沉積膜DM的殘渣。由於反覆做取樣，此碳沉積膜DM的殘渣會逐漸變大，而成為比鎢針的先端位置還稍突出的形狀。是故，針18的真的先端座標，不是原本構成針18的鎢的先端W，而會成為碳沉積膜DM的殘渣的先端C。如上述般，吸收電流圖像中無法辨識針先端的碳沉積膜DM，故無法得知真的針先端，但從與樣板之圖樣比對的觀點看來吸收電流像較適合樣板圖像。

圖6(B)為附著有碳沉積膜DM的針先端部的吸收電流像的模型圖。即使背景有複雜的圖樣，仍不受背景形狀影響，能夠明確地辨識針18。照射至背景的電子束訊號不會反映在圖像，因此背景會以噪訊等級的齊一的灰階表示。另一方面，碳沉積膜DM看起來比背景的灰階還略暗，吸收電流像中可知碳沉積膜DM的先端無法明確地確認。因此，依以下方式，從碳沉積膜DM的先端座標(殘渣的先端)C求出針18的真的先端座標。另，此處，將圖6(B)的圖像稱為第1圖像。 取得針18的吸收電流像(第1圖像)之工程為步驟S044。 接著，將圖6(B)的第1圖像做圖像處理，抽出比背景還亮的區域(步驟S045)。

圖7(A)為將圖6(B)的第1圖像做圖像處理，抽出比背景還亮的區域之模型圖。得到強調了比背景還亮的區域(針18的一部分)之圖像，此處將此圖像稱為第2圖像。將此第2圖像記憶至電腦。 接著，抽出圖6(B)的第1圖像中比背景的亮度還暗的區域(步驟S046)。

圖7(B)為將圖6(B)的第1圖像做圖像處理，抽出比背景還暗的區域之模型圖。僅針先端的碳沉積膜DM被抽出而顯示。將令比背景還暗的區域顯著化而成之圖像稱為第3圖像，將第3圖像記憶至電腦22。 接著，將電腦22中記憶的第2圖像與第3圖像合成(步驟S047)。

圖8為合成後的顯示圖像的模型圖。但，為了圖像上便於觀看，僅將第2圖像中的針18的區域、第3圖像中的碳沉積膜DM的部分的輪廓以線顯示，背景或針18、碳沉積膜DM的外周以外可設計成透明顯示，亦可僅將背景設為透明，而將針18與碳沉積膜DM以相同顏色或相同階度顯示。此處，將合成的圖像稱為第4圖像，將此第4圖像記憶至電腦。第4圖像，是以第1圖像為基礎而調整對比度，施加強調輪廓之處理，因此第1圖像與第4圖像中的針形狀完全相同，輪廓變得明確，相較於第1圖像碳沉積膜DM的先端變得明確。 接著，從第4圖像求出碳沉積膜DM的先端，亦即堆積了碳沉積膜DM的針18的真的先端座標(步驟S048)。 從電腦22取出第4圖像並顯示，求出針18的真的先端座標。於針18的軸方向最突出之處(殘渣的先端)C為真的針先端，藉由圖像辨識令其自動地判斷，而將先端座標記憶至電腦22。 接著，為了更加提高樣板匹配的精度，以和步驟S044時相同的觀察視野下的針先端的吸收電流圖像作為參考圖像，樣板圖像訂為以參考圖像資料當中的藉由步驟S048得到的針先端座標作為基準而抽出僅包含針先端的一部分而成者，將此樣板圖像和藉由步驟S048得到的針先端基準座標(針先端座標)建立對應而登錄至電腦22(步驟S050)。

接著，電腦22，進行以下處理，以作為令針18接近試料片Q之處理。 另，上述作成柱狀部34的樣板之工程(S020至S027)、及作成針18的樣板之工程(S030至S050)亦可顛倒。但，當作成針18的樣板之工程(S030至S050)先行的情形下，後述從步驟S298返回之流程(C)亦會連動。

＜試料片拾取工程＞ 圖9為本發明實施形態之帶電粒子束裝置10之自動取樣動作當中從試料S拾取試料片Q的工程的順序示意流程圖。此處，所謂拾取，係指藉由聚焦離子束所致之加工或針，而將試料片Q從試料S分離、摘出。 首先，電腦22，為了將訂為對象之試料片Q帶入帶電粒子束的視野，係藉由平台驅動機構13令平台12移動。亦可利用訂為目標之參考標記Ref的位置座標來使平台驅動機構13動作。電腦22，利用辨識出的參考標記Ref，依照已知之參考標記Ref與試料片Q之相對位置關係來辨識試料片Q的位置，並令平台移動以將試料片Q的位置帶入觀察視野(步驟S060)。 接著，電腦22，藉由平台驅動機構13驅動平台12，令平台12繞著Z軸旋轉和姿勢控制模式相對應之角度量，以使試料片Q的姿勢成為規定姿勢(例如適合以針18取出之姿勢等)(步驟S070)。 接著，電腦22，利用帶電粒子束的圖像資料辨識參考標記Ref，依照已知之參考標記Ref與試料片Q之相對位置關係來辨識試料片Q的位置，並進行試料片Q的對位(步驟S080)。接著，電腦22，進行以下處理，以作為令針18接近試料片Q之處理。

電腦22，執行藉由針驅動機構19令針18移動之針移動(粗調整)(步驟S090)。電腦22，利用對於試料S之聚焦離子束及電子束所致之各圖像資料，辨識參考標記Ref(參照上述圖2)。電腦22，利用辨識出的參考標記Ref設定針18的移動目標位置AP。移動目標位置AP，例如訂為鄰近試料片Q的支撐部Qa的相反側之側部的位置。電腦22，將移動目標位置AP，相對於試料片Q形成時的加工框F建立對應規定之位置關係。電腦22，記憶著藉由聚焦離子束的照射而在試料S形成試料片Q時的加工框F與參考標記Ref之相對的位置關係的資訊。電腦22，利用辨識出的參考標記Ref，利用參考標記Ref與加工框F與移動目標位置AP(參照圖2)之相對的位置關係，令針18的先端位置朝向移動目標位置AP於三維空間內移動。

另，上述的處理中，電腦22，亦可不利用加工框F，而是利用參考標記Ref與移動目標位置AP之相對的位置關係，令針18的先端位置朝向移動目標位置AP於三維空間內移動。

接著，電腦22，執行藉由針驅動機構19令針18移動之針移動(微調整)(步驟S100)。電腦22，反覆利用步驟S050中作成的樣板做圖樣比對，並利用步驟S047中獲得的針先端座標作為SEM圖像內的針18的先端位置，在對包含移動目標位置AP在內之照射區域照射帶電粒子束之狀態下，令針18從移動目標位置AP於三維空間內移動至連接加工位置。

接著，電腦22，進行令針18的移動停止之處理(步驟S110)。 圖10為令針18連接至試料片Q時之位置關係說明用圖，為將試料片Q的端部放大之圖。圖10中，將應連接針18之試料片Q的端部(截面)配置於SIM圖像中心35，並將和SIM圖像中心35隔開規定距離L1，例如試料片Q的寬度的中央位置，訂為連接加工位置36。連接加工位置，亦可為試料片Q的端面的延長線上(圖10之符號36a)之位置。電腦22，將規定距離L1的上限訂為1μm。將此連接加工位置36的三維座標預先記憶至電腦22。 電腦22，依據位於同一SIM圖像或SEM圖像內之針18先端與連接加工位置36的三維座標，使針驅動機構19動作，將針18移動至規定的連接加工位置36。電腦22，當針先端和連接加工位置36一致時，使針驅動機構19停止。

圖11為根據附著於針先端部的碳沉積膜DM的大小的針18與試料片Q之位置關係的例子模型化說明用圖。如圖11所示，不論碳沉積膜DM的大小為何，碳沉積膜DM的先端C與試料片Q之間的距離被設定為規定距離L1。隨著附著於針18的先端部的碳沉積膜DM增大，針18的先端C(亦即附著於針18的先端部的碳沉積膜DM的殘渣的先端C)會朝向針18的本體的外方向遠離，針18本體的先端會從試料片Q遠離。

接著，電腦22，進行令針18連接至試料片Q之處理(步驟S120)。電腦22，橫跨規定的沉積時間，一面藉由氣體供給部17對試料片Q及針18的先端表面供給沉積用氣體亦即碳系氣體，一面對包含設定於連接加工位置36的加工框在內之照射區域照射聚焦離子束。如此一來，電腦22便將試料片Q及針18藉由沉積膜連接。 此步驟S120中，電腦22不使針18直接接觸試料片Q而是在拉開間隔的位置藉由沉積膜連接。針18接近並停止於和試料片Q具有規定距離L1的間隔之位置以作為連接加工位置。針18與試料片Q、沉積膜形成區域(例如加工框)，是設定成橫跨針18與試料片Q。沉積膜在規定距離L1的間隔亦有形成，針18與試料片Q是藉由沉積膜而連接。

另，電腦22，亦可檢測針18的吸收電流的變化，藉此判定沉積膜所致之連接狀態。電腦22，亦可當針18的吸收電流達事先訂定好的電流值時便判定試料片Q及針18已藉由沉積膜而連接，無論有無經過規定的沉積時間，均停止沉積膜的形成。

接著，電腦22，進行切斷試料片Q與試料S之間的支撐部Qa之處理(步驟S130)。電腦22，利用形成於試料S之參考標記Ref，指定事先設定好的支撐部Qa的切斷加工位置。 電腦22，橫跨規定的切斷加工時間，對切斷加工位置照射聚焦離子束，藉此將試料片Q從試料S分離。 電腦22，偵測試料S與針18之導通，藉此判定試料片Q是否已從試料S被切離(步驟S133)。 電腦22，當偵測不到試料S與針18之導通的情形下，便判定試料片Q已從試料S被切離(OK)，繼續執行其以後之處理(亦即步驟S140以後之處理)。另一方面，電腦22，當於切斷加工結束後，亦即在切斷加工位置的試料片Q與試料S之間的支撐部Qa的切斷完成後，仍偵測到試料S與針18之導通的情形下，便判定試料片Q未從試料S被切離(NG)。電腦22，當判定試料片Q未從試料S被切離(NG)的情形下，會藉由顯示至顯示裝置21或警告音等來通報該試料片Q與試料S之分離並未完成(步驟S136)。然後，停止執行其以後之處理。在此情形下，電腦22，亦可設計成藉由聚焦離子束照射來切斷聯繫試料片Q與針18之沉積膜(後述之沉積膜DM2)，將試料片Q與針18分離，並令針18回到初始位置(步驟S030)。此外，亦可設計成執行後述的針修整，令針18回到初始位置(步驟S030)。回到初始位置的針18，會實施下一試料片Q的取樣。

接著，電腦22，進行針迴避之處理(步驟S140)。電腦22，藉由針驅動機構19令針18朝鉛直方向上方(亦即Z方向的正方向)上昇規定距離(例如5μm等)。 接著，電腦22，進行平台迴避之處理(步驟S150)。電腦22，藉由平台驅動機構13令平台12移動規定距離。

電腦22，使平台驅動機構13動作，以成為在相互連接之針18及試料片Q的背景沒有構造物之狀態。電腦22，使平台12移動規定距離。判斷試料片Q的背景(步驟S160)，若背景沒有問題，則進入下一步驟S170，若背景有問題則使平台12再移動規定量(步驟S165)，回到背景的判斷(步驟S160)，反覆直到背景沒有問題為止。

電腦22，執行針18及試料片Q之樣板作成(步驟S170)。電腦22，作成令固定於試料片Q的針18視必要旋轉而成之姿勢狀態(亦即將試料片Q連接至試料台33的柱狀部34之姿勢)下的針18及試料片Q之樣板。如此一來，電腦22，會因應針18的旋轉，而依照藉由聚焦離子束及電子束各者而獲得之圖像資料來三維地辨識針18及試料片Q的邊緣(輪廓)。

該樣板作成(步驟S170)中，首先，電腦22，取得對試料片Q及連接至試料片Q的針18的先端形狀之樣板匹配用的樣板(參考圖像資料)。電腦22，將藉由聚焦離子束照射與電子束照射而從2個不同方向取得之各圖像資料記憶成為樣板(參考圖像資料)。

接著，電腦22，進行針迴避之處理(步驟S180)。電腦22，藉由針驅動機構19令針18移動規定距離。

接著，電腦22，藉由平台驅動機構13使平台12移動，以使上述步驟S020中登錄之特定的試料片托座P進入帶電粒子束之觀察視野區域內(步驟S190)。圖12及圖13揭示此一情況，特別是圖12為藉由本發明實施形態之帶電粒子束裝置10的聚焦離子束而獲得之圖像的模型圖，為柱狀部34的試料片Q的裝配位置U示意圖，圖13為藉由電子束而獲得之圖像的模型圖，為柱狀部34的試料片Q的裝配位置U示意圖。 此處，判定所需之試料片托座P的柱狀部34是否進入觀察視野區域內(步驟S195)，若所需之柱狀部34進入觀察視野區域內，則進入下一步驟S200。如果所需之柱狀部34未進入觀察視野區域內，亦即對於指定座標而言平台驅動未正確動作的情形下，會將前一刻指定之平台座標初始化，而回到平台12所具有之原點位置(步驟S197)。然後，再度指定事前登錄的所需之柱狀部34的座標，使平台12驅動(步驟S190)，反覆直到柱狀部34進入觀察視野區域內為止。

接著，電腦22，藉由平台驅動機構13使平台12移動來調整試料片托座P的水平位置，且使平台12旋轉及傾斜和姿勢控制模式相對應的角度量，以使試料片托座P的姿勢成為規定姿勢(步驟S200)。 在此，判定試料片托座P當中柱狀部34的形狀的良莠(步驟S205)。步驟S023中雖登錄了柱狀部34的圖像，但還要判定其後的工程中，有無因非預期之接觸等造成指定的柱狀部34變形、破損、欠缺等，即判定柱狀部34的形狀的良莠。此步驟S205中，若成功判斷該柱狀部34的形狀無問題而良好則進入下一步驟S210，若判斷為不良，則回到步驟S190，亦即使平台移動以將下一柱狀部34帶入觀察視野區域內。 另，電腦22，為了將指定的柱狀部34帶入觀察視野區域內而指示平台驅動機構13做平台12之移動時，當實際上被指定的柱狀部34沒有進入觀察視野區域內的情形下，會將平台12的位置座標初始化，使平台12移動至初始位置。然後，電腦22，使氣體供給部17的噴嘴17a移動至聚焦離子束照射位置附近。

＜試料片架設工程＞ 此處所謂的「試料片架設工程」，係為將摘出的試料片Q移設至試料片托座P之工程。 圖14為本發明實施形態之帶電粒子束裝置10之自動取樣動作當中，將試料片Q架設(移設)至規定的試料片托座P當中的規定的柱狀部34之工程的順序示意流程圖。 電腦22，利用藉由聚焦離子束及電子束照射而獲得之各圖像資料，辨識上述步驟S020中記憶的試料片Q的移設位置(步驟S210)。電腦22，為了確認梳齒形狀的試料台33的複數個柱狀部34當中，出現在觀察視野區域內的柱狀部34是否為事先指定的柱狀部34，而實施樣板匹配。電腦22，利用事在先作成柱狀部34的樣板之工程(步驟S020)中作成的每一柱狀部34的樣板，和藉由聚焦離子束及電子束各者之照射而獲得之各圖像資料實施樣板匹配。

此外，電腦22，在移動平台12後實施之每一柱狀部34的樣板匹配中，會判定是否認為柱狀部34有欠缺等問題(步驟S215)。當認為柱狀部34的形狀有問題的情形下(NG)，將移設試料片Q之柱狀部34，變更成認為有問題之柱狀部34的旁邊的柱狀部34，並針對該柱狀部34也進行樣板匹配以決定欲移設之柱狀部34。若柱狀部34的形狀沒有問題則前往下一步驟S220。

電腦22，藉由平台驅動機構13驅動平台12，以使藉由電子束的照射而辨識出之裝配位置及藉由聚焦離子束的照射而辨識出之裝配位置成為一致。電腦22，藉由平台驅動機構13驅動平台12，以使試料片Q之裝配位置U和視野區域的視野中心(加工位置)成為一致。

接著，電腦22，作為令連接至針18的試料片Q接觸試料片托座P之處理，係進行以下的步驟S220～步驟S250之處理。 首先，電腦22，辨識針18的位置(步驟S220)。電腦22，藉由對針18照射帶電粒子束，檢測流入針18的吸收電流，生成吸收電流圖像資料。電腦22，利用藉由聚焦離子束照射與電子束照射而來自2個不同方向的各吸收電流圖像資料，檢測三維空間中的針18的先端位置。另，電腦22，亦可利用檢測出的針18的先端位置，藉由平台驅動機構13驅動平台12，以便將針18的先端位置設定至事先設定之視野區域的中心位置(視野中心)。

接著，電腦22，執行試料片架設工程。首先，電腦22，執行藉由針驅動機構19令針18移動之針移動(步驟S230)。電腦22，在藉由聚焦離子束及電子束各者之照射所獲得之各圖像資料中，依據運用了針18及試料片Q的樣板、以及柱狀部34的樣板而做之樣板匹配，來計測試料片Q與柱狀部34之距離。電腦22，因應計測出的距離令針18於三維空間內移動而朝向試料片Q的裝配位置。

接著，電腦22，在柱狀部34與試料片Q之間留下事先訂定好的空隙L2而令針18停止(步驟S240)。電腦22，將此空隙L2訂為1μm以下。 另，電腦22，當設置該空隙L2時，亦可藉由偵測柱狀部34及針18的吸收電流圖像來設置兩者的空隙。 電腦22，藉由偵測柱狀部34與針18之間的導通、或偵測柱狀部34及針18的吸收電流圖像，而於將試料片Q移設至柱狀部34後，偵測試料片Q與針18有無切離。 另，電腦22，當無法偵測柱狀部34與針18之間的導通的情形下，會切換處理以偵測柱狀部34及針18的吸收電流圖像。 此外，電腦22，當無法偵測柱狀部34與針18之間的導通的情形下，亦可停止該試料片Q的移設，將該試料片Q從針18切離，而執行後述針整形工程。

接著，電腦22，進行將連接至針18的試料片Q連接至柱狀部34之處理(步驟S250)。圖15、圖16分別為提高圖12、圖13中的觀察倍率而成之圖像模型圖。電腦22，以如圖15般試料片Q的一邊與柱狀部34的一邊成為一直線的方式，且如圖16般試料片Q的上端面與柱狀部34的上端面成為同一面的方式令其接近，當空隙L2成為規定值時便使針驅動機構19停止。電腦22，在具有空隙L2而停止於試料片Q的裝配位置之狀況下，在圖15的聚焦離子束所致之圖像中，以包含柱狀部34的端部在內之方式設定沉積用的加工框R2。電腦22，藉由氣體供給部17對試料片Q及柱狀部34的表面供給氣體，同時於規定時間中對包含加工框R2在內之照射區域照射聚焦離子束。藉由此操作會在聚焦離子束照射部形成沉積膜，空隙L2被填埋而試料片Q連接至柱狀部34。電腦22，在將試料片Q藉由沉積而固定至柱狀部34之工程中，當偵測到柱狀部34與針18之間的導通的情形下便結束沉積。

電腦22，進行試料片Q與柱狀部34之連接是否已完畢之判定(步驟S255)。例如確認針18與平台12之間的電阻值成為事先訂定好的電阻值以下而判斷已電性連接。此外，依事前之研究，當兩者間的電阻值達事先訂定好的電阻值時，沉積膜於力學上具有充分的強度，能夠判定試料片Q已充分連接至柱狀部34。 另，所偵測者不限於上述電阻，只要能計測電流或電壓等柱狀部與試料片Q之間的電氣特性即可。此外，電腦22，若在事先訂定好的時間內未滿足事先訂定好的電氣特性(電阻值、電流值、電位等)，則延長沉積膜的形成時間。電腦22，在確認到試料片Q與柱狀部34之連接的時間點，令氣體供給及聚焦離子束照射停止。圖17揭示此一情況，為藉由本發明實施形態之帶電粒子束裝置10的聚焦離子束而獲得之圖像資料中，將連接至針18的試料片Q連接至柱狀部34的沉積膜DM1示意圖。

另，步驟S255中，電腦22，亦可檢測針18的吸收電流的變化，藉此判定沉積膜DM1所致之連接狀態。 電腦22，亦可因應針18的吸收電流的變化，當判定試料片Q及柱狀部34已藉由沉積膜DM1而連接的情形下，無論有無經過規定時間，均停止沉積膜DM1的形成。若能夠確認連接完畢則前往下一步驟S260，若未連接完畢，則在事先訂定好的時間停止聚焦離子束照射及氣體供給，並藉由聚焦離子束切斷聯繫試料片Q與針18之沉積膜DM2，捨棄針先端的試料片Q。前往令針迴避之動作(步驟S270)。

接著，電腦22，將連接針18與試料片Q之沉積膜DM2切斷，進行將試料片Q與針18分離之處理(步驟S260)。電腦22，根據因應上述的圖5所示步驟S032的判定結果之先端部加工旗標的開及關來將試料片Q與針18分離。 上述圖17揭示先端部加工旗標為關(OFF)下的情況，為藉由本發明的實施形態之帶電粒子束裝置10的聚焦離子束而得到的圖像資料中的用來將連接針18及試料片Q的沉積膜DM2予以切斷之切斷加工位置T2示意圖。電腦22，將與柱狀部34的側面相距規定距離(亦即從柱狀部34的側面至試料片Q為止之空隙L2、及試料片Q的大小L3之和)L、加上針18與試料片Q的空隙的規定距離L1(參照圖17)的一半之和(L+L1/2)之位置，設定為切斷加工位置T2。此外，亦可將切斷加工位置T2，訂為相距規定距離L加上針18與試料片Q的空隙的規定距離L1之和(L+L1)之位置。

電腦22，於規定時間中，對切斷加工位置T2照射聚焦離子束，藉此僅切斷沉積膜DM2而不切斷針18，將針18從試料片Q分離。圖18揭示此一情況，為藉由本發明實施形態之帶電粒子束裝置10的聚焦離子束而獲得之圖像資料當中針18從試料片Q被切離之狀態示意圖。在針先端附有沉積膜DM2的殘渣。

電腦22，偵測試料片托座P與針18之導通，藉此判定針18是否已從試料片Q被切離(步驟S265)。電腦22，即使於切斷加工結束後，亦即為了切斷在切斷加工位置T2的針18與試料片Q之間的沉積膜DM2，而以規定時間進行聚焦離子束照射後，仍然檢測到試料片托座P與針18之導通的情形下，便判定針18未從試料台33被切離。電腦22，當判定針18未從試料片托座P被切離的情形下，會藉由顯示至顯示裝置21或警告音等來通報操作者該針18與試料片Q之分離並未完畢。然後，停止執行其以後之處理。另一方面，電腦22，當檢測不到試料片托座P與針18之導通的情形下，便判定針18已從試料片Q被切離，繼續執行其以後之處理。

圖19揭示先端部加工旗標為開(ON)下的情況，為藉由本發明的實施形態之帶電粒子束裝置10的聚焦離子束而得到的圖像資料中的用來將連接針18及試料片Q的沉積膜DM2予以切斷之切斷加工區域T3示意圖。電腦22，根據上述圖5的步驟S034中取得的座標資料的總變化量，例如設定切斷加工區域T3以將蓄積於針18的本體的先端部之沉積膜DM2等的附著物的至少一部分予以除去而使得座標資料的總變化量成為未滿規定閾值。例如，設定切斷加工區域T3使得切斷加工區域T3的針18側的端部配置於從柱狀部34的側面遠離第1距離之位置。第1距離，為對規定距離L+L1(參照圖11及圖17)加上座標資料的總變化量而成之距離。 圖20為帶電粒子束裝置10的針18的先端部於聚焦離子束所做的規定的先端部加工前後的示意圖。藉由對圖19所示切斷加工區域T3照射聚焦離子束而切斷加工區域T3內的針18的先端部的附著物被除去，如圖20所示，形成針18的新的先端C。例如圖20所示針18中，於規定的先端部加工執行前的先端C起算，和軸方向AX的規定的長度La對應之區域藉由聚焦離子束被除去，形成新的先端C。規定的長度La，當於先端部加工前後的針18的先端C為規定位置的情形下，相當於針驅動機構19的座標資料內的軸方向AX的座標的差分。 電腦22，於對針18的先端部之規定的先端部加工的執行後，將先端部加工旗標從開(ON)切換成關(OFF)。

接著，電腦22，進行針迴避之處理(步驟S270)。電腦22，藉由針驅動機構19令針18遠離試料片Q規定距離。圖21及圖22揭示此一情況，分別表示令針18朝上方迴避試料片Q之狀態，為本發明實施形態之帶電粒子束裝置10的聚焦離子束所致之圖像的模型圖(圖21)、及電子束所致之圖像的模型圖(圖22)。

接著，電腦22，進行平台迴避之處理(步驟S280)。此步驟S280，係於後續的針尖銳化之前令平台12從針尖銳化位置迴避之動作，以免針尖銳化加工時，聚焦離子束照射至針18時產生的濺鍍粒子附著於試料S，或通過了針18周邊的聚焦離子束照射到試料S，造成使貴重的試料S無謂地損傷。此外，也是為了確實地進行針圖像與樣板之匹配。

＜針修整工程＞ 圖23為本發明的實施形態之帶電粒子束裝置10所做的自動試料片製作動作當中的修整針18的工程的流程示意流程圖。 針修整，亦包含將從試料片Q分離的針18整形成取樣前的針形狀，藉此除去先前的步驟S260中附著於針先端的沉積膜DM2或其以外的附著物，以及已變形的針18之整形或尖銳化。 首先，判定針形狀(步驟S285)。如果判斷變形或破損大到無法在後續的尖銳化加工中再生，則將針18回到初始設定位置(步驟S300)，藉由裝置的操作者將針18更換成新的針18。

電腦22，運用藉由聚焦離子束及電子束的各者的照射而生成之各圖像資料，令針驅動機構19與聚焦離子束照射光學系統14動作而實施針18的尖銳化(步驟S290)。 於針18的尖銳化(步驟S290)之前，電腦22，將步驟S050中取得的針的圖像資料(參考圖像)、或從參考圖像抽出的針18的輪廓線訂為樣板。

電腦22，基於作成的樣板，訂定會讓針18的先端形狀成為事先設定好的理想的規定的形狀之加工框40，根據此加工框40來進行修整加工。圖24為本發明的實施形態之帶電粒子束裝置10的聚焦離子束所致之圖像資料的模型圖，示意針18的先端形狀與附著於先端的沉積膜DM2。圖25示意圖24中以樣板亦即步驟S080中得到的針18的圖像資料為基礎，而在從該針18的輪廓求出的樣板重疊顯示加工框40之狀態。加工框40，例如是將從針18的先端至基端側的部位等做直線性的近似，藉此訂為理想的先端C。 步驟S290中，電腦22，藉由針驅動機構19的旋轉機構令針18繞中心軸旋轉事先規定好的角度，在複數個相異的特定的旋轉位置進行修整加工。電腦22，運用藉由針驅動機構19的旋轉機構(圖示略)令針18繞中心軸旋轉時的至少3點以上的相異角度下的針18的位置，來將針18的偏心軌跡做橢圓近似。電腦22，運用針18的偏心軌跡，能夠於每一規定角度修正針18的位置偏離。 上述的修整加工中亦進行偏心修正，因此針18的位置偏離是於每一旋轉角度受到修正，能夠總是在視野內的相同位置做修整加工。

接著，電腦22，判斷加工後的先端部其前述沉積膜DM2被除去，和樣板的先端位置C一致而成為規定的形狀(步驟S292)。若先端部的沉積膜DM2被除去而和樣板的先端位置C一致，則判斷修整加工結束(OK)，前往下一步驟S298。如果加工後的針先端形狀為不良(NG)，則令加工框40朝針18的根部方向平行移動事先決定好的尺寸例如針直徑的整數倍(步驟S293)，再度執行步驟S290及步驟S292。反覆此作業直到加工後的先端部到達先端位置C，當成為規定的形狀時令修整加工結束，前往下一步驟S298。

接著，判斷接下來是否繼續從同一試料S的相異場所取樣(步驟S298)。應取樣之個數的設定，是於步驟S010事前登錄，因此電腦22會確認此資料來判斷下一步驟。當繼續取樣的情形下，回到步驟S030，如上述般接續後續的步驟執行取樣作業，當不繼續取樣的情形下進入下一步驟S300。

接著，電腦22，藉由針驅動機構19將針18移動至初始設定位置(步驟S300)。

另，步驟S050的針的樣板作成，亦可接在步驟S298後進行。如此一來，於準備下一取樣之步驟中，於下一取樣時便不需要進行步驟S050，工程能夠簡略化。

依上所述，一連串的自動取樣動作結束。 另，上述從開始至結束為止的流程僅為一例，只要對全體順序不造成問題，則亦可進行步驟的交換或略過。 電腦22，令上述從開始至結束為止做連續動作，藉此便能以無人方式令其執行取樣動作。

如上述般，按照本發明的實施形態之帶電粒子束裝置10，係具備電腦22，其當針18的表觀的先端和規定位置一致時取得的針驅動機構19的座標資料的總變化量為規定閾值以上的情形下執行規定的先端部加工，藉此能夠將針18的先端形狀維持在恰當的規定形狀。如此一來，能夠自動地連續執行將藉由聚焦離子束所做之試料S的加工而形成的試料片Q摘出而令其移設至試料片托座P之取樣動作。 又，電腦22，作為規定的先端部加工，是當將試料片Q與針18分離時設定和座標資料的總變化量相應之切斷加工區域T3，而對切斷加工區域T3照射聚焦離子束，故例如比起設立一僅用來加工針18的先端部之特別的工程的情形等，能夠執行效率良好的取樣動作。 又，電腦22，藉由規定的先端部加工，使得至少在針18的先端起算軸方向外方向的座標資料的總變化量成為未滿規定閾值，故當連接針18與試料片Q時等，能夠將針18於三維空間內適當地(亦即不會和其他構件或機器等接觸)驅動。

(變形例) 以下，說明上述的實施形態之變形例。 上述的實施形態中，電腦22，當令針18移動至初始設定位置時(步驟S030)，是設計成取得當針18的先端和規定位置一致的情形下之針驅動機構19的座標資料(步驟S032)，但不限定於此。電腦22，亦可在其他時間點，例如當藉由針驅動機構19令針18移動時針18的先端和規定位置一致之適宜的時間點，取得針驅動機構19的座標資料。

上述的實施形態中，電腦22，是設計成當先端部加工旗標為開(ON)的情形下藉由根據座標資料的總變化量而設定的切斷加工區域T3來將連接針18與試料片Q的沉積膜DM2予以切斷，但不限定於此。電腦22，亦能不限先端部加工旗標為開(ON)或關(OFF)，而根據座標資料的總變化量來設定切斷加工區域T3的位置。此外，電腦22，亦可在其他時間點，例如針修整工程的針尖銳化(步驟S290)等的適宜的時間點來執行規定的先端部加工而使得座標資料的總變化量成為未滿規定閾值。 例如，電腦22，作為將針18與試料片Q分離的時間點以外之其他時間點，亦可設立一僅單獨進行針18的先端部的加工之時間點。在此情形下，電腦22，例如亦可將針18的先端部予以修整加工和座標資料的總變化量相同的量。

上述實施形態中，針驅動機構19係設計成和平台12一體地設置，但不限定於此。針驅動機構19，亦可和平台12獨立地設置。針驅動機構19，例如亦可固定於試料室11等，藉此獨立於平台12的傾斜驅動等來設置。

上述實施形態中，聚焦離子束照射光學系統14係將光軸訂為鉛直方向，電子束照射光學系統15將光軸訂為相對於鉛直呈傾斜之方向，但並不限定於此。例如，亦可聚焦離子束照射光學系統14將光軸訂為相對於鉛直呈傾斜之方向，電子束照射光學系統15將光軸訂為鉛直方向。

上述實施形態中，作為帶電粒子束照射光學系統係構成為能夠照射聚焦離子束照射光學系統14及電子束照射光學系統15這2種射束，但並不限定於此。例如，亦可構成為沒有電子束照射光學系統15，而僅有設置於鉛直方向之聚焦離子束照射光學系統14。

上述實施形態中，於上述的幾個步驟中，是對試料片托座P、針18、試料片Q等從不同方向照射電子束及聚焦離子束，取得電子束所致之圖像與聚焦離子束所致之圖像，以掌握試料片托座P、針18、試料片Q等的位置或位置關係，但亦可僅搭載聚焦離子束照射光學系統14，而僅以聚焦離子束的圖像來從相異2方向觀察試料片Q，藉此進行。

上述實施形態中，電腦22，作為自動取樣動作，係設計成自動地執行步驟S010至步驟S300之一連串處理，但不限定於此。電腦22，亦可將步驟S010至步驟S300當中至少任一個處理，切換成藉由操作者的手動操作來執行。 上述的實施形態中，當辨識位於SIM圖像及SEM圖像的各者的圖像內之針18的先端時，可運用藉由樣板之匹配，亦可不運用樣板而運用藉由AI(Artificial Intelligence；人工智慧)之辨識。

另，上述實施形態是提出作為例子，並非意圖限定發明的範圍。該些新穎之實施形態，可以其他各種形態來實施，在不脫離發明要旨的範圍內，能夠進行種種省略、置換、變更。該些實施形態或其變形，均包含於發明之範圍或要旨內，且包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等範圍內。

10:帶電粒子束裝置 11:試料室 12:平台(試料平台) 12a:托座固定台 13:平台驅動機構 14:聚焦離子束照射光學系統(帶電粒子束照射光學系統) 15:電子束照射光學系統(帶電粒子束照射光學系統) 16:檢測器 17:氣體供給部 18:針(試料片移設手段) 19:針驅動機構(試料片移設手段) 20:吸收電流檢測器 21:顯示裝置 22:電腦 23:輸入裝置 33:試料台 34:柱狀部 AX:軸方向 P:試料片托座 Q:試料片 R:二次帶電粒子 S:試料 T3:加工區域

[圖1]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的構成圖。 [圖2]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的試料上形成的試料片示意俯視圖。 [圖3]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的試料片托座示意俯視圖。 [圖4]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的試料片托座示意側面圖。 [圖5]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的動作示意流程圖當中，詳述初始設定工程的流程圖。 [圖6]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置中，反覆使用的針的真的先端說明用模型圖，特別是(A)為實際的針先端說明模型圖，(B)為藉由吸收電流訊號而得到的第1圖像說明模型圖。 [圖7]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的在針先端的藉由電子束照射之二次電子圖像的模型圖，特別是(A)為抽出比背景還亮的區域的第2圖像示意模型圖，(B)為抽出比背景還暗的區域的第3圖像示意模型圖。 [圖8]將圖7的第2圖像與第3圖像合成而成之第4圖像說明模型圖。 [圖9]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的動作示意流程圖當中，詳述試料片拾取工程的流程圖。 [圖10]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置中，令針連接至試料片時之針的停止位置說明用模型圖。 [圖11]本發明的實施形態之根據附著於針先端部的碳沉積膜的大小的針與試料片之位置關係的例子模型化說明用圖。 [圖12]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的藉由聚焦離子束而得到的圖像中的柱狀部的試料片的裝配位置示意圖。 [圖13]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的藉由電子束而得到的圖像中的柱狀部的試料片的裝配位置示意圖。 [圖14]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的動作示意流程圖當中，詳述試料片架設工程的流程圖。 [圖15]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的藉由聚焦離子束而得到的圖像中的在試料台的試料片的裝配位置周邊停止移動的針示意圖。 [圖16]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的藉由電子束而得到的圖像中的在試料台的試料片的裝配位置周邊停止移動的針示意圖。 [圖17]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的藉由聚焦離子束而得到的圖像中的用來將連接至針的試料片連接至試料台之加工框示意圖。 [圖18]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的藉由聚焦離子束而得到的圖像中的用來將連接針與試料片的沉積膜切斷之切斷加工位置示意圖。 [圖19]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的藉由聚焦離子束而得到的圖像中的用來將連接至針的試料片連接至試料台之加工框示意圖。 [圖20]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的針的先端部於聚焦離子束所做的規定的先端部加工的執行前後的示意圖。 [圖21]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的藉由聚焦離子束而得到的圖像資料中的令針迴避的狀態示意圖。 [圖22]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的藉由電子束而得到的圖像中的令針迴避的狀態示意圖。 [圖23]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的動作示意流程圖當中，詳述針銑削工程的流程圖。 [圖24]本發明的實施形態之帶電粒子束裝置的藉由聚焦離子束而得到的圖像資料中的針的先端形狀示意圖。 [圖25]在圖24所示圖像中重疊顯示應做銑削的加工框的圖。

10:帶電粒子束裝置

11:試料室

12:平台(試料平台)

12a:托座固定台

13:平台驅動機構

13a:移動機構

13b:傾斜機構

13c:旋轉機構

14:聚焦離子束照射光學系統(帶電粒子束照射光學系統)

14a:離子源

14b:離子光學系統

15:電子束照射光學系統(帶電粒子束照射光學系統)

15a:電子源

15b:電子光學系統

16:檢測器

17:氣體供給部

17a:噴嘴

18:針(試料片移設手段)

19:針驅動機構(試料片移設手段)

20:吸收電流檢測器

21:顯示裝置

22:電腦

23:輸入裝置

EB:電子束

FIB:聚焦離子束

G:氣體

P:試料片托座

Q:試料片

R:二次帶電粒子

S:試料

Claims (3)

1. 一種帶電粒子束裝置，係從試料自動地製作試料片之帶電粒子束裝置，其特徵為，具備： 帶電粒子束照射光學系統，照射帶電粒子束； 試料平台，載置前述試料而移動； 試料片移設手段，保持並搬送從前述試料分離及摘出之前述試料片； 托座固定台，保持供前述試料片移設之試料片托座； 氣體供給部，供給藉由前述帶電粒子束的照射而形成沉積膜的氣體；及 電腦，於對未保持前述試料片的狀態的前述試料片移設手段照射前述帶電粒子束而得到的圖像中，當前述試料片移設手段的先端被包含在相對於規定位置之規定容許誤差範圍的情形下，記憶示意前述試料片移設手段的實空間中的位置之座標資料，當適宜的期間內的前述座標資料的變化量為規定閾值以上的情形下，控制前述試料片移設手段與前述帶電粒子束照射光學系統以執行藉由前述帶電粒子束的照射來除去附著於前述試料片移設手段的先端的前述沉積膜的至少一部分之加工。
2. 如請求項1記載之帶電粒子束裝置，其中，前述電腦， 當從保持前述試料片的前述試料片移設手段分離前述試料片時，於照射前述帶電粒子束而得到的圖像中設定和前述座標資料的變化量相應之加工區域，藉由對前述加工區域照射前述帶電粒子束來除去附著於前述試料片移設手段的先端的前述沉積膜的至少一部分。
3. 如請求項1或請求項2記載之帶電粒子束裝置，其中，前述電腦， 以使得至少從前述試料片移設手段的先端朝向平行於前述試料片移設手段的中心軸的軸方向的外方向之方向的前述座標資料的變化量成為未滿前述規定閾值之方式，執行前述加工。

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