本發(fā)明涉及樣品自動制作裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，已知一種裝置，該裝置將從樣品中取下的樣品片的形狀加工成適合使用掃描電子顯微鏡以及透射電子顯微鏡等的電子束進行觀察、分析以及測量等各種工序的形狀(例如，參照專利文獻1)。該裝置通過對樣品照射由電子或者離子構(gòu)成的帶電粒子束來制作樣品片。

專利文獻1：日本特開平11-108810號公報

在上述現(xiàn)有技術(shù)所涉及的裝置中，隨著樣品片的微小化，無法實現(xiàn)提高用于將多個樣品片高精度加工成均勻形狀所需的位置精度以及使樣品片的采樣操作適當(dāng)自動化的技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

此外，本說明書中使用的“采樣”是指，通過取下對樣品照射帶電粒子束而制作的樣品片，并將該樣品片加工成適合于觀察、分析以及測量等各種工序的形狀。更具體地說，“采樣”是指將對樣品進行照射聚焦離子束的加工而形成的樣品片移設(shè)至樣品片保持件。

本發(fā)明就是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種樣品自動制作裝置，該樣品自動制作裝置能夠使對樣品進行照射離子束的加工而形成的樣品片從樣品中取下并移設(shè)至樣品片保持件的操作自動化。

為了解決上述問題并實現(xiàn)目的，本發(fā)明采用以下方式。

(1)本發(fā)明的一個方式所涉及的樣品自動制作裝置是從樣品中自動制作樣品片的樣品自動制作裝置，具備：帶電粒子束照射光學(xué)系統(tǒng)，照射帶電粒子束；樣品工作臺，載置并移動所述樣品；樣品片移設(shè)單元，保持并傳送從所述樣品中分離以及取下的所述樣品片；樣品片保持件固定臺，保持移設(shè)所述樣品片的樣品片保持件；氣體供給部，通過所述帶電粒子束照射形成沉積膜的氣體；以及計算機，至少基于保持在所述樣品片移設(shè)單元的所述樣品片的預(yù)先獲取的所述帶電粒子束的圖像來控制所述帶電粒子束照射光學(xué)系統(tǒng)、所述樣品片移設(shè)單元以及所述氣體供給部，以使所述樣品片移設(shè)到所述樣品片保持件。

(2)在上述(1)記載的樣品自動制作裝置中，所述計算機從所述樣品片保持件的所述帶電粒子束的圖像中提取邊緣，基于通過使用所述樣品片保持件的模板的模板匹配得到的位置信息，控制所述樣品片移設(shè)單元或者所述樣品工作臺的移動，以使所述樣品片移設(shè)至所述樣品片保持件。

(3)本發(fā)明的一個方式所涉及的樣品自動制作裝置是從樣品中自動制作樣品片的樣品自動制作裝置，至少具備：聚焦離子束照射光學(xué)系統(tǒng)，照射聚焦離子束；樣品工作臺，載置并移動所述樣品；樣品片移設(shè)單元，保持并傳送從所述樣品中分離以及取下的所述樣品片；樣品片保持件固定臺，保持移設(shè)所述樣品片的樣品片保持件；氣體供給部，通過所述聚焦離子束照射形成沉積膜的氣體；以及計算機，至少基于保持在所述樣品片移設(shè)單元的所述樣品片的預(yù)先獲取的所述聚焦離子束的來自不同方向的圖像來控制所述聚焦離子束照射光學(xué)系統(tǒng)、所述樣品片移設(shè)單元以及所述氣體供給部，以使所述樣品片移設(shè)至所述樣品片保持件。

(4)在上述(3)記載的樣品自動制作裝置中，所述計算機從所述樣品片保持件的所述聚焦離子束的圖像中提取邊緣，基于通過使用所述樣品片保持件的模板的模板匹配得到的位置信息，控制所述樣品片移設(shè)單元或者所述樣品工作臺的移動，以使所述樣品片移設(shè)至所述樣品片保持件。

(5)在上述(1)或者(3)記載的樣品自動制作裝置中，所述計算機通過從所述圖像中提取邊緣至少制成保持在所述樣品片移設(shè)單元的所述樣品片的模板，基于通過使用所述模板的模板匹配得到的位置信息來控制所述樣品片移設(shè)單元或者所述樣品工作臺的移動，以使所述樣品片移設(shè)至所述樣品片保持件。

(6)在上述(1)至(5)中的任一項記載的樣品自動制作裝置中，所述計算機至少在保持于所述樣品片移設(shè)單元的所述樣品片的背景中不存在構(gòu)造物的狀態(tài)下獲取所述圖像。

(7)在上述(6)記載的樣品自動制作裝置中，所述計算機在指示所述樣品片移設(shè)單元或者所述樣品工作臺的移動以形成至少保持于所述樣品片移設(shè)單元的所述樣品片的背景中不存在構(gòu)造物的狀態(tài)時，在實際無法形成背景中不存在構(gòu)造物的狀態(tài)的情況下，至少使與所述樣品片移設(shè)單元連接的所述樣品片移動到初始位置。

(8)在上述(1)至(5)中的任一項記載的樣品自動制作裝置中，所述計算機在旋轉(zhuǎn)所述樣品片移設(shè)單元以使所述樣品片處于規(guī)定姿態(tài)的狀態(tài)下獲取所述圖像。

(9)在上述(5)記載的樣品自動制作裝置中，所述計算機至少在無法針對保持在所述樣品片移設(shè)單元的所述樣品片的規(guī)定區(qū)域從所述圖像中提取邊緣的情況下，再次獲取所述圖像。

(10)在上述(1)至(9)中任一項記載的樣品自動制作裝置中，所述計算機基于所述圖像，獲取保持在所述樣品片移設(shè)單元的所述樣品片與所述樣品片保持件之間的距離，基于所述距離控制所述樣品片移設(shè)單元或者所述樣品工作臺的移動，以使所述樣品片移設(shè)至預(yù)定的所述樣品片保持件的位置

(11)在上述(1)至(10)中任一項記載的樣品自動制作裝置中，所述計算機最后僅通過在平行于所述樣品工作臺的平面內(nèi)移動而將所述樣品片移設(shè)到預(yù)定的所述樣品片保持件的位置。

(12)在上述(5)記載的樣品自動制作裝置中，所述計算機在制成所述模板前對保持在所述樣品片移設(shè)單元的所述樣品片進行整形加工。

(13)在上述(12)記載的樣品自動制作裝置中，所述計算機根據(jù)與所述樣品片移設(shè)單元的距離來設(shè)定所述整形加工的位置。

(14)在上述(1)至(5)中任一項記載的樣品自動制作裝置中，所述計算機在旋轉(zhuǎn)所述樣品片移設(shè)單元以使得保持所述樣品片的所述樣品片移設(shè)單元處于規(guī)定姿態(tài)時，進行偏心校正。

根據(jù)本發(fā)明的樣品自動制作裝置，能夠使取下通過離子束加工樣品形成的樣品片并將其移設(shè)至樣品片保持件的操作自動化。能夠至少基于樣品片保持件、樣品片移設(shè)單元以及樣品片的預(yù)先獲取的圖像，高精度地將樣品片移設(shè)到預(yù)定的樣品片保持件的位置。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示在本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的樣品中形成的樣品片的俯視圖。

圖3是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的樣品片保持件的俯視圖。

圖4是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的樣品片保持件的側(cè)視圖。

圖5是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的操作的流程圖。

圖6是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的聚焦離子束得到的機針前端的模板的圖。

圖7是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的電子束得到的機針前端的模板的圖。

圖8是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的機針前端的圖。

圖9是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的機針前端的圖。

圖10是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的機針前端以及樣品片的圖。

圖11是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的機針前端以及樣品片的圖。

圖12是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的包含機針與樣品片的連接加工位置的加工照射框的圖。

圖13是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的樣品以及樣品片的支撐部的切斷加工位置T1的圖。

圖14是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的使連接有樣品片的機針退避的狀態(tài)的圖。

圖15是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的使工作臺相對于連接有樣品片的機針退避的狀態(tài)的圖。

圖16是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的連接有樣品片的機針在0°旋轉(zhuǎn)角度下的接近模式狀態(tài)的圖。

圖17是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的連接有樣品片的機針在0°旋轉(zhuǎn)角度下的接近模式狀態(tài)的圖。

圖18是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的連接有樣品片的機針在90°旋轉(zhuǎn)角度下的接近模式狀態(tài)的圖。

圖19是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的連接有樣品片的機針在90°旋轉(zhuǎn)角度下的接近模式狀態(tài)的圖。

圖20是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的帶電粒子束裝置的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的連接有樣品片的機針在180°旋轉(zhuǎn)角度下的接近模式狀態(tài)的圖。

圖21是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的連接有樣品片的機針在180°旋轉(zhuǎn)角度下的接近模式狀態(tài)的圖。

圖22是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的柱狀部的樣品片的安裝位置的圖。

圖23是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的柱狀部的樣品片的安裝位置的圖。

圖24是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的在樣品臺的樣品片安裝位置附近停止移動的機針的圖。

圖25是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的在樣品臺的樣品片安裝位置附近停止移動的機針的圖。

圖26是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的用于將與機針連接的樣品片連接到樣品臺的加工照射框的圖。

圖27是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的用于將連接機針與樣品片的沉積膜切斷的切斷加工位置的圖。

圖28是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的使機針退避狀態(tài)的圖。

圖29是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的使機針退避的狀態(tài)的圖。

圖30是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的機針前端形狀的圖。

圖31是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的機針前端形狀的圖。

圖32是表示在本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置中，基于聚焦離子束照射得到的圖像的柱狀部與樣品片的位置關(guān)系的說明圖。

圖33是表示在本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置中，基于電子束照射得到的圖像的柱狀部與樣品片的位置關(guān)系的說明圖。

符號說明

10…帶電粒子束裝置、11…樣品室、12…工作臺(樣品工作臺)、13…驅(qū)動機構(gòu)、14…聚焦離子束照射光學(xué)系統(tǒng)(帶電粒子束照射光學(xué)系統(tǒng))、15…電子束照射光學(xué)系統(tǒng)(帶電粒子束照射光學(xué)系統(tǒng))、16…檢測器(二次粒子檢測器)、17…氣體供給部、18…機針、19…機針驅(qū)動機構(gòu)、20…顯示裝置、21…計算機、22…輸入裝置、33…樣品臺、34…柱狀部、P…樣品片保持件、Q…樣品片、R…二次帶電粒子、S…樣品

具體實施方式

下面，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式所涉及的能夠自動制作樣品的樣品自動制作裝置進行說明。

圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的具備帶電粒子束裝置10a的樣品自動制作裝置10的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10具備帶電粒子束裝置10a。帶電粒子束裝置10a如圖1所示，具備能夠?qū)?nèi)部維持在真空狀態(tài)的樣品室11、能夠在樣品室11內(nèi)部固定樣品S以及樣品片保持件P的工作臺12、驅(qū)動工作臺12的驅(qū)動機構(gòu)13。帶電粒子束裝置10a具備對樣品室11內(nèi)部的規(guī)定照射區(qū)域(即掃描范圍)內(nèi)的照射對象照射聚焦離子束(FIB)的聚焦離子束照射光學(xué)系統(tǒng)14。帶電粒子束裝置10a具備對樣品室11內(nèi)部的規(guī)定照射區(qū)域內(nèi)的照射對象照射電子束(EB)的電子束照射光學(xué)系統(tǒng)15。帶電粒子束裝置10a具備對通過帶電粒子束(即，聚焦離子束或者電子束)的照射而從照射對象中產(chǎn)生的二次帶電粒子(二次電子以及二次離子等)R進行檢測的檢測器16。帶電粒子束裝置10a具備向照射對象的表面供給氣體G的氣體供給部17。帶電粒子束裝置10a具備從固定于工作臺12的樣品S中取出樣品片Q并保持該樣品片Q將其設(shè)置在樣品片保持件P的機針18以及驅(qū)動機針18傳送樣品片Q的機針驅(qū)動機構(gòu)19。有時也將該機針18和機針驅(qū)動機構(gòu)19總稱為樣品片移設(shè)單元。帶電粒子束裝置10a具備顯示基于檢測器16檢測到的二次帶電粒子R的圖像數(shù)據(jù)等的顯示裝置20、計算機21、輸入裝置22。

此外，聚焦離子束照射光學(xué)系統(tǒng)14以及電子束照射光學(xué)系統(tǒng)15的照射對象是固定于工作臺12的樣品S、樣品片Q以及存在于照射區(qū)域內(nèi)的機針18等。

本實施方式所涉及的帶電粒子束裝置10a對照射對象的表面進行掃描，同時照射聚焦離子束，從而能夠執(zhí)行基于濺射的各種加工(蝕刻加工等)和沉積膜的形成。帶電粒子束裝置10a能夠執(zhí)行從樣品S中形成用于透射型電子顯微鏡進行透射觀察的樣品片Q(例如，薄片樣品、針狀樣品等)的加工。帶電粒子束裝置10a能夠執(zhí)行將設(shè)置于樣品片保持件P的樣品片Q加工成適合透射型電子顯微鏡進行透射觀察的所需厚度的(例如，10～20nm等)薄膜的加工。帶電粒子束裝置10a對樣品片Q以及機針18等照射對象的表面進行掃描，同時照射聚焦離子束或者電子束，從而能夠進行照射對象的表面觀察。

圖2是表示在本發(fā)明的實施方式所涉及的帶電粒子束裝置10a的樣品S中形成的樣品片Q的俯視圖。在樣品S中，以殘留與樣品S連接的支撐部Qa并削去側(cè)部側(cè)以及底部側(cè)的周邊部的方式對樣品片Q進行蝕刻加工。樣品片Q通過支撐部Qa懸臂支撐于樣品S。

樣品室11構(gòu)成為能夠通過排氣裝置(省略圖示)將內(nèi)部排成所需的真空狀態(tài)，并且能夠維持所需的真空狀態(tài)。

工作臺12保持樣品S。工作臺12具備保持樣品片保持件P的保持件固定臺12a。圖3是樣品片保持件P的俯視圖，圖4是側(cè)視圖。樣品片保持件P具備具有切口部31的半圓形板狀的基座部32以及固定于切口部31的樣品臺33?；?2例如由金屬形成直徑為3mm、厚度為50μm等的圓形板狀。樣品臺33例如由硅片通過MEMS工藝形成，通過導(dǎo)電性粘結(jié)劑貼合在切口部31上。樣品臺33呈梳齒狀，具備分離配置的突出的多個(例如，五個等)寬度不同的柱狀部(支柱)34。在各柱狀部34的寬度不同的基礎(chǔ)上，將各柱狀部34與移設(shè)至各柱狀部34的樣品片Q關(guān)聯(lián)并存儲到計算機21中，從而能夠無誤地識別保持在多個柱狀部34上的樣品片Q。各柱狀部34例如形成為前端部厚度在10μm以下，保持安裝于前端面的樣品片Q。

驅(qū)動機構(gòu)13在與工作臺12連接的狀態(tài)下被收納在樣品室11的內(nèi)部，根據(jù)從計算機21輸出的控制信號使工作臺12相對于規(guī)定軸位移。驅(qū)動機構(gòu)13具備使工作臺12沿平行于水平面且相互正交的X軸、Y軸、與X軸以及Y軸正交的豎直方向的Z軸平行移動的移動機構(gòu)13a。驅(qū)動機構(gòu)13具備使工作臺12繞X軸或者Y軸旋轉(zhuǎn)的傾斜機構(gòu)13b和使工作臺12繞Z軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)13c。

聚焦離子束照射光學(xué)系統(tǒng)14在樣品室11的內(nèi)部使離子束射出部(省略圖示)在照射區(qū)域內(nèi)的工作臺12的豎直方向的上方位置朝向工作臺12，并且使光軸平行于豎直方向，固定在樣品室11中。由此，能夠從豎直方向的上方向下對固定于工作臺12的樣品S、樣品片Q以及存在于照射區(qū)域內(nèi)的機針18等照射對象照射聚焦離子束。

聚焦離子束照射光學(xué)系統(tǒng)14具備產(chǎn)生離子的離子源14a和使從離子源14a引出的離子聚焦以及偏向的離子光學(xué)系統(tǒng)14b。根據(jù)從計算機21輸出的控制信號控制離子源14a以及離子光學(xué)系統(tǒng)14b，通過計算機21控制聚焦離子束的照射位置以及照射條件等。離子源14a例如是使用液體鎵等的液體金屬離子源、等離子型離子源、氣體電場電離型離子源等。離子光學(xué)系統(tǒng)14b例如具備聚光透鏡等第一靜電透鏡、靜電偏轉(zhuǎn)器、物鏡等第二靜電透鏡等。

電子束照射光學(xué)系統(tǒng)15在樣品室11的內(nèi)部使電子束射出部(省略圖示)在相對于照射區(qū)域內(nèi)的工作臺12的豎直方向傾斜規(guī)定角度的傾斜方向上朝向工作臺12，并且使光軸平行于傾斜方向，固定在樣品室11中。由此，能夠從傾斜方向的上方向下對固定于工作臺12的樣品S、樣品片Q以及存在于照射區(qū)域內(nèi)的機針18等照射對象照射電子束。

電子束照射光學(xué)系統(tǒng)15具備產(chǎn)生電子的電子源15a和使從電子源15a射出的電子聚焦以及偏向的電子光學(xué)系統(tǒng)15b。根據(jù)從計算機21輸出的控制信號控制電子源15a以及電子光學(xué)系統(tǒng)15b，通過計算機21控制電子束的照射位置以及照射條件等。電子光學(xué)系統(tǒng)15b例如具備電磁透鏡和偏轉(zhuǎn)器等。

此外，也可以將電子束照射光學(xué)系統(tǒng)15與聚焦離子束照射光學(xué)系統(tǒng)14的配置更換，將電子束照射光學(xué)系統(tǒng)15配置在豎直方向上，將聚焦離子束照射光學(xué)系統(tǒng)14配置在相對于豎直方向傾斜規(guī)定角度的傾斜方向上。

檢測器16檢測對樣品S以及機針18等照射對象被照射聚焦離子束或者電子束時從照射對象放射出的二次帶電粒子(二次電子以及二次離子等)R的強度(即，二次帶電粒子的量)，并輸出二次帶電粒子R的檢測量信息。檢測器16在樣品室11的內(nèi)部配置在能夠檢測二次帶電粒子R的量的位置，例如相對于照射區(qū)域內(nèi)的樣品S等照射對象的斜上方位置等，并固定在樣品室11中。

氣體供給部17在樣品室11的內(nèi)部使氣體噴射部(省略圖示)朝向工作臺12，并固定在樣品室11中。氣體供給部17能夠提供蝕刻用氣體以及沉積用氣體等，該蝕刻用氣體用于根據(jù)樣品S的材質(zhì)而選擇性促進聚焦離子束對樣品S的蝕刻，該沉積用氣體用于在樣品S的表面形成金屬或者絕緣體等堆積物的沉積膜。例如，氣體供給部17通過將針對Si系樣品S的氟化氙、針對有機系樣品S的水等蝕刻用氣體在照射聚焦離子束同時供給至樣品S，從而選擇性促進蝕刻。另外，例如，氣體供給部17通過將包含有菲、鉑、碳或者鎢等的化合物氣體的沉積用氣體在照射聚焦離子束同時供給至樣品S，從而使從沉積用氣體中分解出的固體成分堆積到樣品S的表面。

機針驅(qū)動機構(gòu)19在連接有機針18的狀態(tài)下被收納在樣品室11的內(nèi)部，根據(jù)從計算機21輸出的控制信號使機針18位移。機針驅(qū)動機構(gòu)19與工作臺12一體設(shè)置，例如，如果工作臺12通過傾斜機構(gòu)13b繞傾斜軸(即，X軸或者Y軸)旋轉(zhuǎn)，則機針驅(qū)動機構(gòu)19與工作臺12一體地移動。機針驅(qū)動機構(gòu)19具備使機針18分別沿三維坐標(biāo)軸平行移動的移動機構(gòu)(省略圖示)以及使機針18繞機針18的中心軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(省略圖示)。此外，該三維坐標(biāo)軸獨立于樣品S的工作臺12的正交三軸坐標(biāo)系。在包含與工作臺12表面平行的二維坐標(biāo)軸的工作臺12的正交三軸坐標(biāo)系中，在工作臺12的表面處于傾斜狀態(tài)或者旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，該機針18的坐標(biāo)系也傾斜或者旋轉(zhuǎn)。

計算機21配置在樣品室11的外部，與顯示裝置20、輸出對應(yīng)操作者的輸入操作的信號的鼠標(biāo)以及鍵盤等輸入裝置22連接。

計算機21基于從輸入裝置22輸出的信號或者由預(yù)設(shè)的自動運轉(zhuǎn)控制處理生成的信號等來綜合控制帶電粒子束裝置10a的操作。

計算機21掃描帶電粒子束的照射位置，同時將由檢測器16檢測到的二次帶電粒子R的檢測量傳換成關(guān)聯(lián)照射位置的亮度信號。計算機21根據(jù)二次帶電粒子R的檢測量的二維位置分布來生成表示照射對象的形狀的圖像數(shù)據(jù)。在吸收電流圖像模式下，計算機21掃描帶電粒子束的照射位置，同時檢測流過機針18的吸收電流，從而生成通過吸收電流的二維位置分布表示機針18的形狀的吸收電流圖像數(shù)據(jù)。計算機21將生成的各個圖像數(shù)據(jù)與用于執(zhí)行各個圖像數(shù)據(jù)的放大、縮小、移動以及旋轉(zhuǎn)等操作的畫面一起在顯示裝置20中顯示。計算機21將用于進行自動流程控制中的模式選擇以及加工設(shè)定等各種設(shè)定的畫面在顯示裝置20中顯示。

本發(fā)明的實施方式所涉及的帶電粒子束裝置10a具備上述結(jié)構(gòu)，下面，對該帶電粒子束裝置10a的操作進行說明。

下面，對計算機21執(zhí)行的自動樣品采樣的操作即自動將帶電粒子束(聚焦離子束)預(yù)先加工樣品S而形成的樣品片Q移動至樣品片保持件P的操作進行說明。

圖5是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的帶電粒子束裝置10a的操作的流程圖。首先，計算機21在開始自動流程時根據(jù)操作者的輸入進行后面所述的有無姿態(tài)控制模式等的模式選擇以及加工設(shè)定(加工位置、尺寸等的設(shè)定)等(步驟S01)。

(支柱的模板制成工序)

然后，計算機21執(zhí)行柱狀部(支柱)34的模板制成工序。計算機21在采樣過程的最初制成柱狀部(支柱)34的模板。計算機21針對每個柱狀部(支柱)34制成模板。計算機21分組進行柱狀部(支柱)34的坐標(biāo)獲取和模板制成，并且通過模板匹配來判斷柱狀部(支柱)34的形狀，從而進行檢查。計算機21例如預(yù)先存儲有邊緣信息或者CAD信息等作為用于模板匹配的柱狀部(支柱)34的模板。計算機21設(shè)定為根據(jù)模板匹配的分?jǐn)?shù)來判定柱狀部(支柱)34的形狀，例如，在柱狀部(支柱)34不是規(guī)定形狀的情況下，使用下一個柱狀部(支柱)34。

在該模板制成工序中，首先，計算機21通過操作者進行設(shè)置在工作臺12的保持件固定臺12a上的樣品片保持件P的位置登記處理(步驟S02)。

在該位置登記處理中，首先，作為粗調(diào)整操作，計算機21通過驅(qū)動機構(gòu)13驅(qū)動工作臺12，使樣品片保持件P中安裝有樣品臺33的位置與照射區(qū)域?qū)R。然后，作為微調(diào)整操作，計算機21基于通過照射帶電粒子束(聚焦離子束以及電子束)生成的各個圖像數(shù)據(jù)，使用此前根據(jù)樣品臺33的設(shè)計形狀制成的模板提取構(gòu)成樣品臺33的多個柱狀部34的位置。然后，計算機21存儲(登記處理)提取的各柱狀部34的位置坐標(biāo)作為樣品片Q的安裝位置。

計算機21與實施自動樣品采樣的樣品片Q的數(shù)量相對應(yīng)地依次實施該位置登記處理。計算機21通過在后面所述的移動樣品片Q處理之前進行樣品片保持件P的位置登記處理，可以預(yù)先確認(rèn)實際存在的合適的樣品臺33。

另外，計算機21在保持件固定臺12a上設(shè)置有多個樣品片保持件P的情況下，可以將各樣品片保持件P的位置坐標(biāo)、該樣品片保持件P的圖像數(shù)據(jù)與各樣品片保持件P的編號一同記錄。并且，計算機21存儲(登記處理)與各樣品片保持件P的各柱狀部34的位置坐標(biāo)相對應(yīng)的編號和圖像數(shù)據(jù)。由此，計算機21在制作數(shù)十個樣品片Q的情況下，能夠在帶電粒子束的視野內(nèi)調(diào)用應(yīng)安裝各個樣品片Q的、特定樣品片保持件P的特定柱狀部34。

此外，在該位置登記處理中，在樣品片保持件P的自身或者柱狀部34萬一變形、破損而導(dǎo)致無法安裝樣品片Q的情況下，計算機21將上述位置坐標(biāo)、圖像數(shù)據(jù)以及編號一起與“無法使用”(無法安裝樣品片Q)對應(yīng)登記。由此，計算機21在進行后面所述的樣品片Q的移動時，能夠跳過“無法使用”的樣品片保持件P或者柱狀部34，將樣品片Q安裝到正常的樣品片保持件P或者柱狀部34。

然后，計算機21使用通過對樣品S照射帶電粒子束生成的圖像數(shù)據(jù)，識別在執(zhí)行樣品S中形成樣品片Q的自動加工時預(yù)先形成在樣品S上的參考標(biāo)記Ref。計算機21預(yù)先存儲有通過照射聚焦離子束在樣品S中形成樣品片Q時的加工照射框F與參考標(biāo)記Ref的相對位置關(guān)系的信息。計算機21使用識別出的參考標(biāo)記Ref，根據(jù)已知的參考標(biāo)記Ref與樣品片Q的相對位置關(guān)系識別樣品片Q的位置，進行樣品片Q的位置對齊(步驟S03)。

然后，計算機21通過驅(qū)動機構(gòu)13驅(qū)動工作臺12，使工作臺12僅繞Z軸旋轉(zhuǎn)與姿態(tài)控制模式對應(yīng)的角度，以使得樣品片Q的姿態(tài)處于規(guī)定姿態(tài)(例如，適合機針18進行取出的姿態(tài)等)(步驟S04)。

然后，計算機21使用對樣品S照射帶電粒子束生成的圖像數(shù)據(jù)來識別參考標(biāo)記Ref。計算機21根據(jù)已知的參考標(biāo)記Ref與樣品片Q的相對位置關(guān)系識別樣品片Q的位置，進行樣品片Q的位置對齊(步驟S05)。

然后，計算機21通過機針驅(qū)動機構(gòu)19使機針18移動到初始設(shè)定位置。初始設(shè)定位置例如是預(yù)設(shè)的視野區(qū)域內(nèi)的規(guī)定位置等，并且是視野區(qū)域內(nèi)完成位置對齊的樣品片Q的附近的規(guī)定位置等。計算機21在使機針18移動到初始設(shè)定位置后，使氣體供給部17前端的噴嘴17a從工作臺12的豎直方向的上方的待機位置下降到樣品片Q的附近的規(guī)定位置(步驟S06)。

計算機21在移動機針18時，能夠使用執(zhí)行形成樣品片Q的自動加工時形成于樣品S的參考標(biāo)記Ref，從而高精度地把握樣品片Q的位置，即使是三維移動也能夠適當(dāng)?shù)匾苿印⒖紭?biāo)記Ref是表示加工的位置基準(zhǔn)的標(biāo)記(例如，偏差校正標(biāo)記)，因此，即使在樣品片Q的形狀由于加工而變化的情況下，參考標(biāo)記Ref的位置不變。計算機21對于以參考標(biāo)記Ref為基準(zhǔn)而形成的樣品片Q，使用參考標(biāo)記Ref從而使機針18高精度地移動。

然后，計算機21作為使機針18與樣品片Q接觸的處理，進行以下的步驟S07～步驟S11。

首先，計算機21切換為吸收電流圖像模式，識別機針18的位置(步驟S07)。計算機21通過掃描照射位置同時對機針18照射帶電粒子束來檢測流過機針18的吸收電流，生成表示吸收電流針對多個不同平面的二維位置分布的吸收電流圖像數(shù)據(jù)。計算機21通過照射聚焦離子束獲取XY平面(與聚焦離子束的光軸垂直的平面)的吸收電流圖像數(shù)據(jù)，通過照射電子束獲取XYZ平面(與電子束的光軸垂直的平面)的圖像數(shù)據(jù)。計算機21使用從兩個不同方向獲取的各個吸收電流圖像數(shù)據(jù)檢測出三維空間中的機針18的前端位置。

此外，計算機21也可以使用檢測到的機針18的前端位置，通過驅(qū)動機構(gòu)13驅(qū)動工作臺12，將機針18的前端位置設(shè)定在預(yù)設(shè)的視野區(qū)域的中心位置(視野中心)。

(機針的模板制成工序)

下面，計算機21使用檢測到的機針18的前端位置，獲取針對機針18的前端形狀的模板匹配用模板(參考圖像數(shù)據(jù))(步驟S08)。圖6是表示通過聚焦離子束得到的機針18的前端的模板的圖，圖7是表示通過電子束得到的機針18的前端的模板的圖。計算機21通過驅(qū)動機構(gòu)13驅(qū)動工作臺12，在使樣品片Q從視野區(qū)域退避的狀態(tài)下，掃描照射位置，同時對機針18照射帶電粒子束(聚焦離子束以及電子束)。計算機21獲取表示通過照射帶電粒子束從機針18放出的二次帶電粒子R的多個不同平面內(nèi)的位置分布的各個圖像數(shù)據(jù)。計算機21通過照射聚焦離子束獲取XY平面的圖像數(shù)據(jù)，通過照射電子束獲取XYZ平面(與電子束的光軸垂直的平面)的圖像數(shù)據(jù)。計算機21獲取聚焦離子束以及電子束形成的圖像數(shù)據(jù)，并作為模板(參考圖像數(shù)據(jù))存儲。

計算機21將在通過粗調(diào)整以及微調(diào)整使機針18即將移動前實際獲取的圖像數(shù)據(jù)作為參考圖像數(shù)據(jù)，因此，無論機針18的形狀如何，都能夠進行高精度的圖案匹配。并且，計算機21使工作臺12退避，在背景中不存在復(fù)雜構(gòu)造物的狀態(tài)下獲取各個圖像數(shù)據(jù)，因此，能夠獲取可準(zhǔn)確把握排除了背景影響的機針18的形狀的模板(參考圖像數(shù)據(jù))。

此外，計算機21在獲取各個圖像數(shù)據(jù)時，可以使用預(yù)先存儲的用于放大對象物的識別精度的優(yōu)選倍率、亮度、對比度等圖像獲取條件。

另外，計算機21也可以將吸收電流圖像數(shù)據(jù)作為參考圖像來替代以二次帶電粒子R的圖像數(shù)據(jù)作為參考圖像。在該情況下，計算機21可以不驅(qū)動工作臺12使樣品片Q從視野區(qū)域退避，針對兩個不同平面獲取各自的吸收電流圖像數(shù)據(jù)。

(樣品片選出工序)

下面，計算機21執(zhí)行通過機針驅(qū)動機構(gòu)19使機針18移動的機針移動(粗調(diào)整)(步驟S09)。計算機21使用對樣品S分別照射聚焦離子束以及電子束而生成的各個圖像數(shù)據(jù)，識別形成樣品片Q時預(yù)先通過照射聚焦離子束在樣品S上形成的參考標(biāo)記Ref(參照上述的圖2)。計算機21使用識別出的參考標(biāo)記Ref設(shè)定機針18的移動目標(biāo)位置AP。計算機21將移動目標(biāo)位置AP設(shè)置為需要進行通過沉積膜使機針18與樣品片Q連接的加工的位置，并與形成樣品片Q時的加工照射框F關(guān)聯(lián)規(guī)定的位置關(guān)系。計算機21存儲有通過照射聚焦離子束在樣品S中形成樣品片Q時的加工照射框F與參考標(biāo)記Ref的相對位置關(guān)系的信息。此外，計算機21也可以在形成樣品片Q時等預(yù)先統(tǒng)一設(shè)定彼此相關(guān)的參考標(biāo)記Ref、加工照射框F、移動目標(biāo)位置AP，也可以以適當(dāng)?shù)慕M合在不同時機設(shè)定。計算機21設(shè)定參考標(biāo)記Ref、加工照射框F、移動目標(biāo)位置AP，并將它們相互關(guān)聯(lián)存儲。

計算機21使用識別出的參考標(biāo)記Ref，并使用參考標(biāo)記Ref、加工照射框F以及移動目標(biāo)位置(樣品片Q上的規(guī)定位置)AP的相對位置關(guān)系，在三維空間內(nèi)使機針18的前端位置向移動目標(biāo)位置AP移動。計算機21在使機針18進行三維移動時，例如，先使其在X方向以及Y方向上移動，再在Z方向上移動。

計算機21在使機針18移動時，能夠使用參考標(biāo)記Ref高精度把握樣品片Q的位置，即使是相對于移動目標(biāo)位置AP的三維移動，也能夠使機針18適當(dāng)?shù)匾苿?。即使在樣品片Q的形狀由于加工而變化的情況下，參考標(biāo)記Ref的位置不變，因此，計算機21能夠使用與參考標(biāo)記Ref關(guān)聯(lián)的移動目標(biāo)位置AP，使機針18相對于樣品片Q高精度地移動。

圖8以及圖9示出了這種情況，特別是圖8是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的帶電粒子束裝置的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的機針18的前端的圖，圖9是表示通過電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的機針18的前端的圖。其中，圖8和圖9中的機針18的朝向不同，由于聚焦離子束照射光學(xué)系統(tǒng)14、電子束照射光學(xué)系統(tǒng)15、檢測器16的位置關(guān)系以及基于二次電子的圖像的顯示方向的差異，因此，圖8和圖9示出了從不同觀察方向觀察同一機針18的狀況。

另外，在圖9中，顯示了兩個機針18a、18b，但為了示出機針的移動狀況而在相同視野中重復(fù)顯示了移動前后的機針前端位置的圖像數(shù)據(jù)，因此是同一機針18。

此外，在上述處理中，計算機21使用參考標(biāo)記Ref，并使用參考標(biāo)記Ref、加工照射框F、移動目標(biāo)位置AP的相對位置關(guān)系，在三維空間內(nèi)使機針18的前端位置向移動目標(biāo)位置AP移動，但不限于此。計算機21也可以不使用加工照射框F，使用參考標(biāo)記Ref與移動目標(biāo)位置AP的相對位置關(guān)系，在三維空間內(nèi)使機針18的前端位置向移動目標(biāo)位置AP移動。

然后，計算機21執(zhí)行通過機針驅(qū)動機構(gòu)19使機針18移動的機針移動(微調(diào)整)(步驟S10)。計算機21重復(fù)使用參考圖像數(shù)據(jù)的圖案匹配，把握機針18的前端位置，同時使機針18移動。計算機21對機針18照射帶電粒子束(聚焦離子束以及電子束)，反復(fù)獲取帶電粒子束形成的各個圖像數(shù)據(jù)。計算機21對獲取到的圖像數(shù)據(jù)使用參考圖像數(shù)據(jù)進行圖案匹配，從而獲取機針18的前端位置。計算機21根據(jù)獲取到的機針18的前端位置和移動目標(biāo)位置使機針18在三維空間內(nèi)移動。

然后，計算機21進行使機針18停止移動的處理(步驟S11)。計算機21在包含移動目標(biāo)位置的照射區(qū)域中照射帶電粒子束的狀態(tài)下使機針18移動，在流過機針18的吸收電流超過規(guī)定電流的情況下，停止機針驅(qū)動機構(gòu)19對機針18的驅(qū)動。由此，計算機21將機針18的前端位置配置在接近樣品片Q的側(cè)部中的與支撐部Qa相反一側(cè)的側(cè)部的移動目標(biāo)位置。圖10以及圖11示出了這種情況，它們分別是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的機針18的前端以及樣品片Q的圖(圖10)以及表示通過電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的機針18的前端以及樣品片Q的圖(圖11)。此外，圖10以及圖11與圖8以及圖9同樣是聚焦離子束和電子束的不同觀察方向，并且觀察倍率也不同，但觀察對象和機針18相同。

然后，計算機21進行將機針18與樣品片Q連接的處理(步驟S12)。計算機21使用形成在樣品S上的參考標(biāo)記Ref，指定預(yù)設(shè)的連接加工位置。計算機21將連接加工位置設(shè)為與樣品片Q距離規(guī)定間隔的位置。計算機21將規(guī)定間隔的上限設(shè)為1μm，優(yōu)先將規(guī)定間隔設(shè)為100nm以上、200nm以下。計算機21在規(guī)定時間內(nèi)，對包含在連接加工位置設(shè)定的加工照射框R1的照射區(qū)域照射聚焦離子束，并且，通過氣體供給部17向樣品片Q以及機針18的前端表面供給氣體。由此，計算機21通過沉積膜將樣品片Q與機針18連接。

在該步驟S12中，計算機21使機針18不與樣品片Q接觸而通過沉積膜連接，因此，具有能夠防止發(fā)生接觸引起的損傷等問題的優(yōu)點。并且，能夠防止在此后的工序中通過切斷機針18和樣品片Q來使它們分離時切斷機針18的情況。并且，即使在機針18發(fā)生震動的情況下，也能夠抑制該震動傳遞到樣品片Q。并且，即使在由于樣品S的蠕變現(xiàn)象引起樣品片Q移動的情況下，也能夠抑制在機針18與樣品片Q之間產(chǎn)生過度的形變。圖12示出了這種情況，是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的包含機針18與樣品片Q的連接加工位置的加工照射框R1的圖。

計算機21在將機針18與樣品片Q連接時，設(shè)定適合于此后將與機針18連接的樣品片Q移設(shè)到樣品片保持件P時選擇的各接近模式的連接姿態(tài)。計算機21分別與后面所述的多個(例如，三個)不同接近模式相對應(yīng)地設(shè)定機針18與樣品片Q的相對連接姿態(tài)。

此外，計算機21可以通過檢測機針18的吸收電流變化來判斷基于沉積膜的連接狀態(tài)。計算機21在根據(jù)機針18的吸收電流變化判斷為樣品片Q與機針18已經(jīng)通過沉積膜連接的情況下，無論是否經(jīng)過了規(guī)定時間，都停止沉積膜的形成。

然后，計算機21進行將樣品片Q與樣品S之間的支撐部Qa切斷的處理(步驟S13)。計算機21使用形成在樣品S上的參考標(biāo)記，指定預(yù)設(shè)的支撐部Qa的切斷加工位置T1。計算機21在規(guī)定時間內(nèi)對切斷加工位置T1照射聚焦離子束，從而使樣品片Q與樣品S分離。圖13示出了這種情況，是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的樣品S以及樣品片Q的支撐部Qa的切斷加工位置T1的圖。

計算機21通過檢測樣品S與機針18的導(dǎo)通來判斷樣品片Q是否已經(jīng)與樣品S分離。計算機21在完成切斷加工后，即在切斷加工位置T1完成樣品片Q與樣品S之間的支撐部Qa的切斷后，如果檢測到樣品S與機針18的導(dǎo)通，則判斷為樣品片Q還沒有與樣品S分離。計算機21在判斷為樣品片Q還沒有與樣品S分離的情況下，通過顯示或者聲音報告還沒有完成該樣品片Q與樣品S的分離，停止執(zhí)行此后的處理。另一方面，計算機21在沒有檢測到樣品S與機針18的導(dǎo)通的情況下，判斷為樣品片Q已經(jīng)與樣品S分離，繼續(xù)執(zhí)行此后的處理。

然后，計算機21進行機針的退避處理(步驟S14)。計算機21通過機針驅(qū)動機構(gòu)19使機針18向豎直方向的上方(即Z方向的正方向)僅上升規(guī)定距離(例如，5μm等)。圖14示出了這種情況，是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的使連接有樣品片Q的機針18退避的狀態(tài)的圖。

然后，計算機21進行工作臺的退避處理(步驟S15)。如圖15所示，計算機21通過驅(qū)動機構(gòu)13使工作臺12向豎直方向的下方(即Z方向的負(fù)方向)僅下降規(guī)定距離(例如，5mm等)。計算機21在使工作臺12僅下降規(guī)定距離后，使氣體供給部17的噴嘴上升到工作臺12的豎直方向上方的待機位置。圖15示出了這種情況，是通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的使工作臺12相對于連接有樣品片Q的機針18退避的狀態(tài)的圖。

(姿態(tài)控制工序)

下面，計算機21根據(jù)需要執(zhí)行姿態(tài)控制工序。計算機21使從樣品S取出的樣品片Q旋轉(zhuǎn)，將變更了樣品片Q的上下或者左右狀態(tài)的樣品片Q固定在樣品片保持件P上。計算機21固定樣品片Q，以使得樣品片Q中的原樣品S的表面與柱狀部34的端面呈垂直關(guān)系或者平行關(guān)系。由此，計算機21例如能夠確保樣品片Q的姿態(tài)適合后面執(zhí)行的精加工，并且降低精加工時產(chǎn)生的遮擋效果的影響等。計算機21通過在旋轉(zhuǎn)機針18時進行偏心校正來校正旋轉(zhuǎn)，以使得樣品片Q不會脫離實際視野范圍。

并且，計算機21可以根據(jù)需要通過照射聚焦離子束來進行樣品片Q的整形加工。特別是優(yōu)選進行整形，以使得整形后的樣品片Q接觸柱狀部34的端面與柱狀部34的端面大致平行。計算機21在制成后面所述的模板前進行將樣品片Q的一部分切斷等整形加工。計算機21以與機針18的距離為基準(zhǔn)設(shè)定該整形加工的加工位置。由此，計算機21易于進行后面所述的來自模板的邊緣提取，并且可以確保樣品片Q的形狀適合后面執(zhí)行的精加工。

在該姿態(tài)控制工序中，首先，計算機21通過機針驅(qū)動機構(gòu)19驅(qū)動機針18，使機針18僅旋轉(zhuǎn)與姿態(tài)控制模式相對應(yīng)的角度，使得樣品片Q的姿態(tài)處于規(guī)定姿態(tài)(步驟S16)。在此，姿態(tài)控制模式是指將樣品片Q控制在規(guī)定姿態(tài)的模式，相對于樣品片Q以規(guī)定的角度接近機針18，使連接有樣品片Q的機針18旋轉(zhuǎn)規(guī)定的角度，從而控制樣品片Q的姿態(tài)。計算機21在使機針18旋轉(zhuǎn)時進行偏心校正。圖16～圖21示出了這種情況，是表示分別在多個(例如，三個)不同接近模式下連接有樣品片Q的機針18的狀態(tài)的圖。

圖16以及圖17是表示在機針18為0°旋轉(zhuǎn)角度的接近模式下連接有樣品片Q的機針18的狀態(tài)的圖。圖16是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的連接有樣品片Q的機針18的狀態(tài)的圖。圖17是表示通過樣品自動制作裝置10的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的連接有樣品片Q的機針18的狀態(tài)的圖。計算機21在機針18的旋轉(zhuǎn)角度為0°的接近模式下，無需旋轉(zhuǎn)機針18就可以設(shè)定適合用向樣品片保持件P移設(shè)樣品片Q的姿態(tài)。

圖18以及圖19是表示在機針18的旋轉(zhuǎn)角度為90°的接近模式下連接有樣品片Q的機針18的狀態(tài)的圖。圖18是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的使連接有樣品片Q的機針18旋轉(zhuǎn)90°的狀態(tài)的圖。圖19是表示通過樣品自動制作裝置10的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的使連接有樣品片Q的機針18旋轉(zhuǎn)90°的狀態(tài)的圖。計算機21在機針18的旋轉(zhuǎn)角度為90°的接近模式下，在使機針18僅旋轉(zhuǎn)了90°的狀態(tài)下設(shè)定適合用于向樣品片保持件P移設(shè)樣品片Q的姿態(tài)。

圖20以及圖21是表示機針18的旋轉(zhuǎn)角度為180°的接近模式下連接有樣品片Q的機針18的狀態(tài)的圖。圖20是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的使連接有樣品片Q的機針18旋轉(zhuǎn)180°的狀態(tài)的圖。圖21是表示通過樣品自動制作裝置10的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的使連接有樣品片Q的機針18旋轉(zhuǎn)180°的狀態(tài)的圖。計算機21在機針18的旋轉(zhuǎn)角度為180°的接近模式下，在使機針18僅旋轉(zhuǎn)了180°的狀態(tài)下設(shè)定適合用于向樣品片保持件P移設(shè)樣品片Q的姿態(tài)。

此外，對于機針18與樣品片Q的相對連接姿態(tài)，可以在上述的樣品片選出工序中使機針18與樣品片Q連接時，預(yù)先設(shè)定成適合各接近模式的連接姿態(tài)。

在該步驟S16中，計算機21使用通過機針驅(qū)動機構(gòu)19的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(省略圖示)使機針18繞中心軸旋轉(zhuǎn)時的至少三點以上的不同角度的機針18的位置，使機針18的偏心軌跡近似于橢圓。例如，計算機21通過正弦波分別運算三點以上的不同角度下的機針18的位置變化，從而使機針18的偏心軌跡近似于橢圓或者圓。并且，計算機21使用機針18的偏心軌跡，針對每個規(guī)定角度校正機針18的位置偏差。

(機針以及樣品片的模板制成工序)

下面，計算機21執(zhí)行機針以及樣品片的模板制成工序。計算機21使機針18移動到彼此連接的機針18以及樣品片Q的背景中不存在構(gòu)造物的地點后獲取模板。由此，計算機21在從通過聚焦離子束以及電子束得到的各自圖像數(shù)據(jù)中自動識別機針18以及樣品片Q的邊緣(輪廓)時，可以防止將機針18以及樣品片Q的背景的構(gòu)造物誤認(rèn)為邊緣。計算機21制成根據(jù)需要使固定有樣品片Q的機針18旋轉(zhuǎn)的姿態(tài)(即，在樣品臺33的柱狀部(支柱)34上連接樣品片Q的姿態(tài))下的機針18以及樣品片Q的模板。由此，計算機21可以根據(jù)機針18的旋轉(zhuǎn)，從通過聚焦離子束以及電子束各自得到的圖像數(shù)據(jù)中三維識別機針18以及樣品片Q的邊緣(輪廓)。此外，計算機21在機針18的旋轉(zhuǎn)角度為0°的接近模式下，可以不使用電子束，從通過聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中識別機針18以及樣品片Q的邊緣(輪廓)。

計算機21在指示驅(qū)動機構(gòu)13或者機針驅(qū)動機構(gòu)19使機針18移設(shè)到機針18以及樣品片Q的背景中不存在構(gòu)造物的地點時，在機針18沒有到達實際指示的地點的情況下，將觀察倍率設(shè)為低倍率以尋找機針18。計算機21在沒有發(fā)現(xiàn)機針18的情況下將機針18的位置坐標(biāo)初始化，使機針18移動到初始位置。

在該模板制成工序中，首先，計算機21獲取針對樣品片Q以及連接有樣品片Q的機針18的前端形狀的模板匹配用模板(參考圖像數(shù)據(jù))(步驟S17)。計算機21掃描照射位置，同時對機針18照射帶電粒子束(聚焦離子束以及電子束)。計算機21獲取表示通過照射帶電粒子束從機針18放出的二次帶電粒子R的多個不同平面內(nèi)的位置分布的各個圖像數(shù)據(jù)。計算機21通過照射聚焦離子束獲取XY平面的圖像數(shù)據(jù)，通過電子束的照射獲取XYZ平面(與電子束的光軸垂直的平面)的圖像數(shù)據(jù)。計算機21存儲從兩個不同方向獲取的各個圖像數(shù)據(jù)并作為模板(參考圖像數(shù)據(jù))。

對于通過聚焦離子束加工實際形成形狀的樣品片Q以及連接有樣品片Q的機針18，計算機21將實際獲取的圖像數(shù)據(jù)作為參考圖像數(shù)據(jù)，因此，無論樣品片Q以及機針18的形狀如何，都能夠進行高精度的圖案匹配。

此外，計算機21在獲取各個圖像數(shù)據(jù)時，為了增大樣品片Q以及連接有樣品片Q的機針18的形狀的識別精度，可以使用預(yù)先存儲的優(yōu)選倍率、亮度、對比度等圖像獲取條件。

然后，計算機21進行機針的退避處理(步驟S18)。計算機21通過機針驅(qū)動機構(gòu)19使機針18僅向豎直方向的上方(即Z方向的正方向)上升規(guī)定距離。

然后，計算機21通過驅(qū)動機構(gòu)13來移設(shè)工作臺12，使得在上述步驟S02中登記的樣品片保持件P的位置包含在視野區(qū)域內(nèi)(步驟S19)。圖22以及圖23示出了這種情況。圖22是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的柱狀部34的樣品片Q的安裝位置U的圖。圖23是表示通過樣品自動制作裝置10的電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的柱狀部34的樣品片Q的安裝位置U的圖。

然后，計算機21通過驅(qū)動機構(gòu)13移動工作臺12，調(diào)整樣品片保持件P的水平位置，并且使工作臺12僅旋轉(zhuǎn)與姿態(tài)控制模式相對應(yīng)的角度，使得樣品片保持件P的姿態(tài)處于規(guī)定姿態(tài)(步驟S20)。然后，計算機21使氣體供給部17的噴嘴17a從工作臺12的豎直方向的上方的待機位置向加工位置下降。

(支柱的模板匹配工序)

下面，計算機21執(zhí)行支柱的模板匹配工序。計算機21為了準(zhǔn)確識別梳齒形狀的樣品臺33的多個柱狀部(支柱)34的位置，進行模板匹配。計算機21使用在支柱的模板制成工序中預(yù)先制成的每個柱狀部(支柱)34的模板，在通過照射聚焦離子束以及電子束得到的各個圖像數(shù)據(jù)中進行模板匹配。

此外，計算機21在指示驅(qū)動機構(gòu)13移動工作臺12時，在工作臺12沒有實際移動到規(guī)定位置的情況下，將工作臺12的位置坐標(biāo)初始化，使工作臺12移動到初始位置。

另外，計算機21在移動工作臺12后進行的每個柱狀部(支柱)34的模板匹配中，如果存在認(rèn)為有問題的柱狀部(支柱)34，則將樣品片Q的安裝對象從認(rèn)為有問題的柱狀部(支柱)34變更為相鄰的柱狀部(支柱)34。

另外，計算機21在模板匹配中從圖像數(shù)據(jù)的規(guī)定區(qū)域(至少包含柱狀部(支柱)34的區(qū)域)中提取邊緣(輪廓)時，將提取到的邊緣顯示在顯示裝置20中。如圖22以及圖23所示，柱狀部(支柱)34具有棱角的邊緣(輪廓)，因此，能夠進行匹配精度較高的模板匹配。另外，計算機21在模板匹配中無法從圖像數(shù)據(jù)的規(guī)定區(qū)域(至少包含柱狀部(支柱)34的區(qū)域)中提取邊緣(輪廓)的情況下，可以再次獲取圖像數(shù)據(jù)。

在該模板匹配工序中，計算機21使用通過照射聚焦離子束以及電子束生成的各個圖像數(shù)據(jù)，識別在上述步驟S02中存儲的樣品片Q的安裝位置(步驟S21)。計算機21通過驅(qū)動機構(gòu)13驅(qū)動工作臺12，使得通過照射電子束識別出的安裝位置與通過照射聚焦離子束識別出的安裝位置一致。計算機21通過驅(qū)動機構(gòu)13驅(qū)動工作臺12，使得樣品片Q的安裝位置U與視野區(qū)域的視野中心(加工位置)一致。

然后，作為使連接機針18的樣品片Q與樣品片保持件P接觸的處理，計算機21進行以下的步驟S22～步驟S25的處理。

首先，計算機21識別機針18的位置(步驟S22)。計算機21掃描照射位置，同時對機針18照射帶電粒子束，檢測流過機針18的吸收電流，生成表示吸收電流在多個不同平面的二維位置分布的吸收電流圖像數(shù)據(jù)。計算機21通過照射聚焦離子束獲取XY平面的吸收電流圖像數(shù)據(jù)，通過照射電子束獲取XYZ平面(與電子束的光軸垂直的平面)的圖像數(shù)據(jù)。計算機21使用針對兩個不同平面獲取到的各個吸收電流圖像數(shù)據(jù)，檢測三維空間中的機針18的前端位置。

此外，計算機21可以使用檢測到的機針18的前端位置，通過驅(qū)動機構(gòu)13驅(qū)動工作臺12，將機針18的前端位置設(shè)定在預(yù)定的視野區(qū)域的中心位置(視野中心)。

(樣品片裝配工序)

下面，計算機21執(zhí)行樣品片裝配工序。首先，計算機21為了準(zhǔn)確識別與機針18連接的樣品片Q的位置，進行模板匹配。計算機21使用在機針以及樣品片的模板制成工序中預(yù)先制成的彼此連接的機針18以及樣品片Q的模板，分別在通過照射聚焦離子束以及電子束得到的各個圖像數(shù)據(jù)中進行模板匹配。

此外，計算機21在該模板匹配中從圖像數(shù)據(jù)的規(guī)定區(qū)域(至少包含機針18以及樣品片Q的區(qū)域)中提取邊緣(輪廓)時，將提取到的邊緣顯示在顯示裝置20中。另外，計算機21在模板匹配中無法從圖像數(shù)據(jù)的規(guī)定區(qū)域(至少包含機針18以及樣品片Q的區(qū)域)中提取出邊緣(輪廓)的情況下，可以再次獲取圖像數(shù)據(jù)。

然后，計算機21在通過照射聚焦離子束以及電子束得到的各個圖像數(shù)據(jù)中，基于使用彼此連接的機針18以及樣品片Q的模板和樣品片Q的安裝對象即柱狀部(支柱)34的模板的模板匹配，測量樣品片Q與柱狀部(支柱)34的距離。

然后，計算機21最終僅通過在與工作臺12平行的平面內(nèi)移動，將樣品片Q移設(shè)到樣品片Q的安裝對象即柱狀部(支柱)34上。

在該樣品片裝配工序中，首先，計算機21執(zhí)行通過機針驅(qū)動機構(gòu)19使機針18移動的機針移動(步驟S23)。計算機21在通過照射聚焦離子束以及電子束得到的各個圖像數(shù)據(jù)中，基于使用機針18和樣品片Q的模板以及柱狀部(支柱)34的模板的模板匹配，測量樣品片Q與柱狀部(支柱)34的距離。計算機21根據(jù)檢測到的相對距離使機針18在三維空間內(nèi)向安裝位置移動。

(樣品片裝配檢測工序)

下面，計算機21執(zhí)行樣品片裝配檢測工序。計算機21在通過沉積將樣品片Q固定在柱狀部(支柱)34上的工序中，在檢測到柱狀部(支柱)34與機針18之間導(dǎo)通的情況下，結(jié)束沉積。計算機21使柱狀部(支柱)34與樣品片Q之間空出間隙，停止機針18。計算機21將該間隙設(shè)置為1μm以下，優(yōu)選將間隙設(shè)置為100nm以上、200nm以下。在該間隙為500nm以上的情況下，通過沉積膜連接柱狀部(支柱)34與樣品片Q所需的時間為規(guī)定值以上。該間隙越小，通過沉積膜連接柱狀部(支柱)34與樣品片Q所需的時間越短。

此外，計算機21在設(shè)置該間隙時，可以使樣品片Q暫時與柱狀部(支柱)34接觸，然后再空出間隙。另外，計算機21也可以通過檢測柱狀部(支柱)34以及機針18的吸收電流圖像來取代檢測柱狀部(支柱)34與機針18之間的導(dǎo)通，設(shè)置間隙。

計算機21可以通過檢測柱狀部(支柱)34與機針18之間的導(dǎo)通或者柱狀部(支柱)34以及機針18的吸收電流圖像，在將樣品片Q移設(shè)到柱狀部(支柱)34后，檢測樣品片Q是否與機針18分離。

此外，計算機21在無法檢測柱狀部(支柱)34與機針18之間的導(dǎo)通的情況下，可以進行切換處理，以檢測柱狀部(支柱)34以及機針18的吸收電流圖像。

另外，計算機21在無法檢測柱狀部(支柱)34與機針18之間的導(dǎo)通的情況下，可以停止移設(shè)該樣品片Q，將該樣品片Q從機針18分離，執(zhí)行后面所述的機針切邊工序。

在該樣品片裝配檢測工序中，首先，計算機21進行使機針18停止移動的處理(步驟S24)。圖24以及圖25示出了這種情況。圖24表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的在柱狀部34的樣品片Q的安裝位置U附近停止移動的機針18。圖25表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的電子束得到圖像數(shù)據(jù)中的在柱狀部34的樣品片Q的安裝位置U附近停止移動的機針18。在此，通過對準(zhǔn)，以使樣品片Q的外觀上的上端部與柱狀部(支柱)34的上端部對齊，從而適合在此后工序中追加加工樣品片Q的情況。圖24中示出的機針18停止移動，以使得柱狀部(支柱)34的側(cè)面與樣品片Q之間的距離為距離L1。

然后，計算機21進行將連接機針18的樣品片Q與柱狀部(支柱)34連接的處理(步驟S25)。計算機21設(shè)定加工照射框R2，以使得包含設(shè)定有樣品片Q的安裝位置的柱狀部(支柱)34的邊緣。計算機21通過氣體供給部17對樣品片Q以及柱狀部(支柱)34的表面供給氣體，同時在規(guī)定時間內(nèi)對包含加工照射框R2的照射區(qū)域照射聚焦離子束。圖26示出了這種情況，是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的用于將連接機針18的樣品片Q與柱狀部(支柱)34連接的加工照射框R2的圖。

此外，計算機21可以通過檢測機針18的吸收電流變化來判斷沉積膜DM1實現(xiàn)的連接狀態(tài)。計算機21在根據(jù)機針18的吸收電流變化判斷為樣品片Q與柱狀部(支柱)34已經(jīng)通過沉積膜DM1連接的情況下，無論是否經(jīng)過了規(guī)定時間，都停止沉積膜DM1的形成。

然后，計算機21進行將連接機針18與樣品片Q的沉積膜DM2切斷的處理(步驟S26)。上述圖26示出了這種情況，是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的用于將連接機針18與樣品片Q的沉積膜DM2切斷的切斷加工位置T2的圖。計算機21將與柱狀部(支柱)34的側(cè)面僅離開規(guī)定距離L(即，從柱狀部(支柱)34的側(cè)面到樣品片Q的距離L1與樣品片Q的大小L2的和)的位置設(shè)定為切斷加工位置T2。

計算機21通過在規(guī)定時間內(nèi)對切斷加工位置T2照射聚焦離子束，使機針18從樣品片Q分離。圖27示出了這種情況，是表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的機針18從樣品片Q分離的狀態(tài)的圖。

此外，計算機21在將機針18從樣品片Q分離時，可以將樣品片Q的一部分切斷來取代將連接機針18與樣品片Q的沉積膜DM2切斷。計算機21可以使樣品片Q的一部分與沉積膜DM2以及機針18一起從樣品片Q(即除了切斷的一部分以外的部分)分離。

計算機21通過檢測樣品片保持件P與機針18的導(dǎo)通，判斷機針18是否已經(jīng)從樣品片Q分離。計算機21在切斷加工結(jié)束后，即在切斷加工位置T2完成機針18與樣品片Q之間的沉積膜切斷后，在檢測到樣品片保持件P與機針18導(dǎo)通的情況下，判斷為機針18還沒有從樣品臺33分離。計算機21在判斷為機針18還沒有從樣品片保持件P分離的情況下，通過顯示或者聲音報告該機針18還沒有與樣品片Q分離，停止執(zhí)行此后的處理。另一方面，計算機21在沒有檢測到樣品片保持件P與機針18導(dǎo)通的情況下，判斷為機針18已經(jīng)從樣品片Q分離，繼續(xù)執(zhí)行此后的處理。

然后，計算機21進行機針的退避處理(步驟S27)。計算機21通過機針驅(qū)動機構(gòu)19使機針18僅向豎直方向的上方(即Z方向的正方向)上升規(guī)定距離(例如，5μm等)。圖28以及圖29示出了這種情況，分別是通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的聚焦離子束得到使機針18從樣品片Q退避到上方的狀態(tài)的圖像(圖28)以及通過電子束得到的使機針18從樣品片Q退避到上方的狀態(tài)的圖像(圖29)。

然后，計算機21進行工作臺的退避處理(步驟S28)。計算機21通過驅(qū)動機構(gòu)13使工作臺12向豎直方向的下方(即Z方向的負(fù)方向)僅下降規(guī)定距離(例如，5mm等)。計算機21在使工作臺12僅下降規(guī)定距離后，使氣體供給部17的前端的噴嘴17a從當(dāng)前位置遠(yuǎn)離。

(機針切邊工序)

下面，計算機21執(zhí)行機針切邊工序。計算機21在自動樣品采樣過程中采樣后，即在使通過機針18從樣品S中分離以及取下的樣品片Q從機針18分離后，進行機針18的切邊。由此，計算機21可以在從樣品S中分離以及取下樣品片Q時重復(fù)使用機針18。計算機21通過使用聚焦離子束的蝕刻加工去除附著于機針18的沉積膜DM2。計算機21使用在機針的模板制成工序中預(yù)先制成的機針18的模板，在通過照射聚焦離子束以及電子束得到的各個圖像數(shù)據(jù)中進行模板匹配。計算機21使機針18移動到機針18的背景中不存在構(gòu)造物的地點，然后，通過照射聚焦離子束以及電子束獲取各個圖像數(shù)據(jù)。

此外，計算機21在該模板匹配中從圖像數(shù)據(jù)的規(guī)定區(qū)域(至少包含機針18的前端的區(qū)域)中提取邊緣(輪廓)時，將提取出的邊緣顯示到顯示裝置20中。

另外，計算機21在模板匹配的處理中發(fā)生異常的情況下，將機針18的位置坐標(biāo)初始化，在使機針18移動到初始位置后，使機針18移動到機針18的背景中不存在構(gòu)造物的地點。并且，計算機21即使在將機針18的位置坐標(biāo)初始化之后模板匹配的處理也發(fā)生異常的情況下，判斷為機針18的形狀發(fā)生變形等異常，結(jié)束自動樣品采樣。

計算機21可以在每次執(zhí)行自動樣品采樣時進行機針切邊工序，也可以定期進行機針切邊工序，從而使自動樣品采樣的處理穩(wěn)定化。通過具備機針切邊工序，無需更換機針18就可以反復(fù)進行樣品采樣，因此，能夠使用同一機針18連續(xù)進行多個樣品片Q的采樣。

在該機針切邊工序中，計算機21使用通過照射聚焦離子束以及電子束生成的各個圖像數(shù)據(jù)，在圖像識別機針18的前端位置后，對機針18的前端進行尖銳化加工(步驟S29)。計算機21通過機針驅(qū)動機構(gòu)19的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使機針18繞中心軸旋轉(zhuǎn)，在多個不同的特定旋轉(zhuǎn)位置進行蝕刻加工。計算機21通過上述步驟S08獲取的參考圖像的圖案匹配或者邊緣檢測等進行機針18的前端形狀的圖像識別。計算機21根據(jù)機針18的前端形狀的圖像識別，以機針18的前端形狀為預(yù)設(shè)的理想規(guī)定形狀的方式設(shè)定加工框40，并根據(jù)該加工框40進行蝕刻加工。例如，加工框40例如通過將從機針18的前端到基端一側(cè)的部位近似于直線來設(shè)定理想的前端位置C。圖30以及圖31示出了這種情況，分別表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10的聚焦離子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的機針18的前端形狀(圖30)以及通過電子束得到的圖像數(shù)據(jù)中的機針18的前端形狀(圖31)。

計算機21通過使機針18的前端形狀與預(yù)設(shè)的理想規(guī)定形狀一致，能夠在三維空間內(nèi)驅(qū)動機針18時等通過圖案匹配容易識別出機針18，從而能夠高精度檢測機針18的三維空間內(nèi)的位置。

然后，計算機21通過機針驅(qū)動機構(gòu)19使機針18移動到初始設(shè)定位置(步驟S30)。

通過上述處理，結(jié)束自動樣品采樣的操作。

計算機21連續(xù)執(zhí)行上述的步驟01至步驟30，從而實現(xiàn)無人采樣操作。無需向以往一樣操作者手動操作就能夠制作樣品片Q。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10，至少基于樣品片保持件P、機針18以及樣品片Q的預(yù)先獲取的模板來控制各帶電粒子束照射光學(xué)系統(tǒng)14、15、各驅(qū)動機構(gòu)13、19以及氣體供給部17，因此，能夠適當(dāng)?shù)厥箤悠菲琎移設(shè)到樣品片保持件P的操作自動化。

并且，至少在樣品片保持件P、機針18以及樣品片Q的背景中不存在構(gòu)造物的狀態(tài)下，根據(jù)通過照射帶電粒子束獲取到的圖像來制成模板，因此，能夠提高模板的可靠性。由此，能夠提高使用模板的模板匹配精度，能夠基于由模板匹配得到的位置信息高精度地將樣品片Q移設(shè)到樣品片保持件P。

并且，通過MEMS工藝形成的樣品臺33的柱狀部(支柱)34具有帶棱角的邊緣(輪廓)，因此能夠進行匹配精度較高的模板匹配。

并且，在進行指示以使得至少形成在樣品片保持件P、機針18以及樣品片Q的背景中不存在構(gòu)造物的狀態(tài)時，在實際中沒有按照指示進行處理的情況下，至少將樣品片保持件P、機針18以及樣品片Q的位置初始化，因此，能夠使各驅(qū)動機構(gòu)13、19恢復(fù)到正常狀態(tài)。

并且，制成將樣品片Q移設(shè)到樣品片保持件P時的姿態(tài)所對應(yīng)的模板，因此，能夠提高移設(shè)時的位置精度。

并且，基于至少使用樣品片保持件P、機針18以及樣品片Q模板的模板匹配來測量彼此間的距離，因此，能夠進一步提高移設(shè)時的位置精度。

并且，至少在無法從樣品片保持件P、機針18以及樣品片Q的各自圖像數(shù)據(jù)中的規(guī)定區(qū)域提取邊緣的情況下，再次獲取圖像數(shù)據(jù)，因此，能夠正確地制成模板。

并且，最終僅通過在與工作臺12平行的平面內(nèi)移動而將樣品片Q移設(shè)到預(yù)定的樣品片保持件P的位置，因此，能夠適當(dāng)進行樣品片Q的移設(shè)。

并且，在制成模板前，對機針18保持的樣品片Q進行整形加工，因此，能夠提高模板制成時的邊緣提取精度，并且能夠確保樣品片Q的形狀適合此后執(zhí)行的精加工。并且，根據(jù)與機針18的距離來設(shè)定整形加工的位置，因此，能夠高精度地進行整形加工。

并且，在旋轉(zhuǎn)機針18以使得保持樣品片Q的機針18處于規(guī)定姿態(tài)時，能夠通過偏心校正來校正機針18的位置偏差。

另外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式所涉及的樣品自動制作裝置10，計算機21能夠通過檢測機針18相對于形成樣品片Q時的參考標(biāo)記Ref的相對位置來把握機針18相對于樣品片Q的相對位置關(guān)系。計算機21能夠通過依次檢測機針18相對于樣品片Q位置的相對位置，從而在三維空間內(nèi)適當(dāng)(即，不與其他部件、機器等接觸)驅(qū)動機針18。

并且，計算機21能夠通過使用從至少兩個不同方向獲取的圖像數(shù)據(jù)，高精度把握機針18在三維空間內(nèi)的位置。由此，計算機21能夠以三維方式適當(dāng)驅(qū)動機針18。

并且，計算機21將即將移動機針18前預(yù)先實際生成的圖像數(shù)據(jù)作為模板(參考圖像數(shù)據(jù))，因此，無論機針18的形狀如何，都能夠進行匹配精度較高的模板匹配。由此，計算機21能夠高精度地把握機針18在三維空間內(nèi)的位置，能夠在三維空間內(nèi)適當(dāng)驅(qū)動機針18。并且，計算機21使工作臺12退避，在機針18的背景中不存在復(fù)雜的構(gòu)造物的狀態(tài)下獲取各個圖像數(shù)據(jù)，因此，能夠排除背景的影響，得到可準(zhǔn)確把握機針18形狀的模板(參考圖像數(shù)據(jù))。

并且，計算機21使機針18與樣品片Q不接觸而通過沉積膜連接，因此，能夠防止此后的工序中使機針18與樣品片Q分離時切斷機針18的情況。并且，即使在機針18發(fā)生震動的情況下，也能夠抑制該震動向樣品片Q傳遞。并且，即使在由于樣品S的蠕變現(xiàn)象引起樣品片Q移動的情況下，也能夠抑制在機針18與樣品片Q之間產(chǎn)生過度的形變。

并且，氣體供給部17供給包含有鉑或者鎢等的沉積用氣體，因此，能夠形成膜厚度較薄、致密的沉積膜。由此，在此后的工序中通過蝕刻加工切斷機針18與樣品片Q時，由于氣體供給部17形成的是膜厚度較薄的沉積膜，因此能夠提高該過程的效率。

并且，計算機21在通過聚焦離子束照射的蝕刻加工來切斷樣品S與樣品片Q的連接的情況下，能夠通過檢測樣品S與機針18之間有無導(dǎo)通來確認(rèn)實際中是否已經(jīng)完成切斷處理。

并且，計算機21可以報告沒有實際完成樣品S與樣品片Q的分離的情況，因此，在承接該工序自動執(zhí)行的一連串工序被中斷執(zhí)行的情況下，操作者能夠很容易識別該中斷原因。

并且，計算機21在檢測到樣品S與機針18間的導(dǎo)通的情況下，判斷為實際中還沒有完成樣品S與樣品片Q的連接切斷，為了承接該工序的驅(qū)動機針18退避等處理，將樣品片Q與機針18的連接切斷。由此，計算機21能夠防止機針18的驅(qū)動引起的樣品S的位置偏差或者機針18的破損等故障發(fā)生。

并且，計算機21能夠檢測樣品S與機針18之間有無導(dǎo)通，在確認(rèn)實際中完成了樣品S與樣品片Q的連接切斷后驅(qū)動機針18。由此，計算機21能夠防止機針18的驅(qū)動引起的樣品S的位置偏差或者機針18的破損等故障發(fā)生。

并且，計算機21對于連接有樣品片Q的機針18，將實際圖像數(shù)據(jù)作為模板(參考圖像數(shù)據(jù))，因此，無論連接有樣品片Q的機針18的形狀如何，都能夠進行匹配精度較高的模板匹配。由此，計算機21能夠高精度地把握連接有樣品片Q的機針18在三維空間內(nèi)的位置，能夠在三維空間內(nèi)適當(dāng)驅(qū)動機針18以及樣品片Q。

并且，計算機21使用已知的樣品臺33的模板來提取構(gòu)成樣品臺33的多個柱狀部34的位置，因此，能夠在驅(qū)動機針18前確認(rèn)是否存在合適狀態(tài)的樣品臺33。

并且，計算機21能夠根據(jù)連接有樣品片Q的機針18到達照射區(qū)域內(nèi)前后的吸收電流變化，間接地高精度把握機針18以及樣品片Q到達移動目標(biāo)位置附近。由此，計算機21能夠使機針18以及樣品片Q不接觸存在于移動目標(biāo)位置的樣品臺33等其他部件而停止，能夠防止接觸引起的損傷等故障發(fā)生。

并且，計算機21在通過沉積膜連接樣品片Q以及樣品臺33的情況下檢測樣品臺33與機針18之間有無導(dǎo)通，因此，能夠高精度確認(rèn)實際中是否已經(jīng)完成樣品片Q與樣品臺33的連接。

并且，計算機21能夠檢測樣品臺33與機針18之間有無導(dǎo)，在確認(rèn)已經(jīng)實際完成樣品臺33與樣品片Q的連接后將樣品片Q與機針18的連接切斷。

并且，計算機21通過使實際的機針18形狀與理想的參考形狀一致，在三維空間內(nèi)驅(qū)動機針18時，能夠通過圖案匹配容易識別出機針18，能夠高精度檢測機針18在三維空間內(nèi)的位置。

以下，說明上述實施方式的第一種變形例。

在上述實施方式中，機針驅(qū)動機構(gòu)19與工作臺12一體設(shè)置，但不限于此。機針驅(qū)動機構(gòu)19可以獨立于工作臺12設(shè)置。機針驅(qū)動機構(gòu)19可以固定在例如樣品室11等中，從而獨立于工作臺12的傾斜驅(qū)動等進行設(shè)置。

以下，說明上述實施方式的第二種變形例。

在上述實施方式中，聚焦離子束照射光學(xué)系統(tǒng)14將光軸設(shè)為豎直方向，電子束照射光學(xué)系統(tǒng)15將光軸設(shè)為相對于豎直方向傾斜的方向，但不限于此。例如，聚焦離子束照射光學(xué)系統(tǒng)14也可以將光軸設(shè)為相對于豎直方向傾斜的方向，電子束照射光學(xué)系統(tǒng)15也可以將光軸設(shè)為豎直方向。

以下，說明上述實施方式的第三種變形例。

在上述實施方式中，作為帶電粒子束照射光學(xué)系統(tǒng)，由能夠照射兩種光束的聚焦離子束照射光學(xué)系統(tǒng)14和電子束照射光學(xué)系統(tǒng)15構(gòu)成，但不限于此。例如，可以沒有電子束照射光學(xué)系統(tǒng)15而僅由設(shè)置在豎直方向上的聚焦離子束照射光學(xué)系統(tǒng)14構(gòu)成。

在上述實施方式中，在上述幾個步驟中，從不同的方向?qū)悠菲３旨、機針18以及樣品片Q等照射電子束和聚焦離子束，獲取電子束的圖像和聚焦離子束的圖像。在上述實施方式中，基于電子束以及聚焦離子束的圖像來把握品片保持件P、機針18以及樣品片Q等的位置以及位置關(guān)系，但也可以僅通過聚焦離子束的圖像進行。

例如，在步驟S22中，在把握樣品片保持件P與樣品片Q的位置關(guān)系的情況下，工作臺12的傾斜處于水平或者以特定傾斜角相對于水平方向傾斜時，以使樣品片保持件P和樣品片Q兩者位于同一視野的方式獲取聚焦離子束的圖像。能夠根據(jù)工作臺12的傾斜處于水平或者以特定傾斜角相對于水平方向傾斜時的兩種圖像把握樣品片保持件P與樣品片Q的三維位置關(guān)系。如上所述，機針驅(qū)動機構(gòu)19能夠與工作臺12一體地水平、垂直移動、傾斜，因此，無論工作臺12是水平還是傾斜，都可以保持樣品片保持件P與樣品片Q的相對位置關(guān)系。因此，即使帶電粒子束照射光學(xué)系統(tǒng)只有一個聚焦離子束照射光學(xué)系統(tǒng)14，也能夠從兩個不同的方向觀察樣品片Q并進行加工。

另外，可同樣進行步驟S02的樣品片保持件P的圖像數(shù)據(jù)登記、步驟S07的機針位置識別、步驟S08的機針模板(參考圖像)的獲取、步驟S17的連接樣品片Q的機針18的參考圖像獲取、步驟S21的樣品片Q的安裝位置識別以及步驟S25的機針移動停止。

另外，對于步驟S25的樣品片Q與樣品片保持件P的連接，在工作臺12處于水平狀態(tài)下，從樣品片保持件P和樣品片Q的上端面形成沉積膜從而進行連接，并且，能夠使工作臺12傾斜而從不同的方向形成沉積膜，能夠進行可靠的連接。

以下，說明上述實施方式的第四種變形例。

在上述實施方式中，計算機21自動執(zhí)行從步驟S01到步驟S30的一連串的處理來作為自動樣品采樣操作，但不限于此。計算機21也可以切換成通過操作者的手動操作執(zhí)行步驟S01至步驟S30中的至少一個處理。

另外，計算機21在對多個樣品片Q執(zhí)行自動樣品采樣操作的情況下，可以在樣品S中每形成多個樣品片Q中的某一個樣品片Q時就對該一個樣品片Q執(zhí)行自動樣品采樣的操作。另外，計算機21也可以在樣品S中形成所有多個樣品片Q后，對多個樣品片Q分別執(zhí)行自動樣品采樣的操作。

在每形成一個樣品片Q就執(zhí)行自動樣品采樣的情況下，基于參考標(biāo)記Ref，不移動工作臺12(例如，工作臺12的傾斜等)就能夠進行樣品片Q的形成以及機針18的移動。無需移動工作臺12就可以進行樣品片Q的形成以及機針18的移動，因此，能夠防止位置偏差以及參考標(biāo)記Ref的識別錯誤發(fā)生。并且，即使在自動樣品采樣由于異常等中斷的情況下，也能夠防止產(chǎn)生沒有采樣的樣品片Q。

以下，說明上述實施方式的第五種變形例。

在上述實施方式中，計算機21使用已知的柱狀部(支柱)34的模板來提取柱狀部(支柱)34的位置，但是，作為該模板，也可以使用根據(jù)實際柱狀部(支柱)34的圖像數(shù)據(jù)而預(yù)先制成的參考圖案。另外，計算機21也可以將執(zhí)行形成樣品臺33的自動加工時制成的圖案作為模板。

另外，在上述實施方式中，計算機21也可以使用制成柱狀部(支柱)34時通過照射帶電粒子束形成的參考標(biāo)記Ref來把握機針18的位置相對于樣品臺33的位置的相對關(guān)系。計算機21能夠通過依次檢測機針18相對于樣品臺33的位置的相對位置，在三維空間內(nèi)適當(dāng)(即，不接觸其他部件、機器等)驅(qū)動機針18。

以下，說明上述實施方式的第六種變形例。

在上述實施方式中，計算機21在使與機針18連接的樣品片Q向安裝位置移動后，通過氣體供給部17向樣品片Q以及樣品臺33的表面供給氣體，但不限于此。

計算機21也可以在使連接機針18的樣品片Q到達安裝位置附近的目標(biāo)位置前，通過氣體供給部17向照射區(qū)域供給氣體。

計算機21能夠在使連接機針18的樣品片Q向安裝位置移動的狀態(tài)下在樣品片Q上形成沉積膜，能夠防止樣品片Q受到聚焦離子束的蝕刻加工。并且，計算機21能夠在樣品片Q到達安裝位置附近的目標(biāo)位置的時刻立即通過沉積膜連接樣品片Q與樣品臺33。

以下，說明上述實施方式的第七種變形例。

在上述實施方式中，計算機21使機針18繞中心軸旋轉(zhuǎn)，并在特定的旋轉(zhuǎn)位置進行蝕刻加工，但不限于此。

計算機21也可以根據(jù)驅(qū)動機構(gòu)13的傾斜機構(gòu)13b使工作臺12的傾斜(繞X軸或者Y軸旋轉(zhuǎn))，通過從多個不同的方向照射聚焦離子束進行蝕刻加工。

以下，說明上述實施方式的第八種變形例。

在上述實施方式中，計算機21在自動樣品采樣的操作中，每次對機針18的前端進行尖銳化加工，但不限于此。

計算機21在反復(fù)執(zhí)行自動樣品采樣的操作的情況下，可以在適當(dāng)?shù)臅r機例如每次在反復(fù)執(zhí)行的次數(shù)到達規(guī)定次數(shù)等情況下，執(zhí)行機針18的尖銳化加工。

另外，在上述實施方式中，計算機21在執(zhí)行工作臺的退避處理(步驟S28)后執(zhí)行機針切邊工序，但不限于此。

計算機21可以在機針18最初移設(shè)樣品片Q前的某個時點例如在機針18的模板制成工序(步驟S08)前等，對機針18的前端形狀進行圖像識別，在需要對前端進行尖銳化處理的情況下，對機針18的前端進行尖銳化加工。

以下，說明上述實施方式的第九種變形例。

在上述實施方式中，也可以以下述方式執(zhí)行將樣品片Q與樣品片保持件P連接的步驟S22到步驟S25的處理。即，根據(jù)樣品片保持件P的柱狀部34和樣品片Q的圖像，求出它們的位置關(guān)系(彼此的距離)，以它們之間的距離為目地值的方式操作機針驅(qū)動機構(gòu)19。

在步驟22中，計算機21根據(jù)電子束以及聚焦離子束所得的機針18、樣品片Q、柱狀部34的二次粒子圖像數(shù)據(jù)或者吸收電流圖像數(shù)據(jù)來識別它們的位置關(guān)系。圖32以及圖33是示意地示出柱狀部34與樣品片Q的位置關(guān)系的圖，圖32基于聚焦離子束照射得到的圖像，圖33基于電子束照射得到的圖像。根據(jù)這些圖可以測量柱狀部34與樣品片Q的相對位置關(guān)系。如圖32所示，以柱狀部34的一個角為原點34a建立正交三軸坐標(biāo)(與工作臺12的三軸坐標(biāo)不同的坐標(biāo))，可以根據(jù)圖32求出距離DX、DY作為柱狀部34的原點34a與樣品片Q的基準(zhǔn)點Qc的距離。

另一方面，根據(jù)圖33可以求出距離DZ。但是，由于電子束光學(xué)軸相對于聚焦離子束軸(豎直)傾斜角度θ，因此柱狀部34與樣品片Q在Z軸方向的實際距離為DZ/Si nθ。

下面，通過圖32、圖33說明樣品片Q相對于柱狀部34的移動停止位置關(guān)系。

設(shè)置下述位置關(guān)系：使柱狀部34的上端面34b與樣品片Q的上端面Qb處于同一面，并且使柱狀部34的側(cè)面與樣品片Q的截面處于同一面，并且在柱狀部34與樣品片Q之間存在大約0.5μm的空隙。即，能夠以DX＝0、DY＝0.5μm、DZ＝0的方式操作機針驅(qū)動機構(gòu)19，從而使樣品片Q到達作為目標(biāo)的停止位置。

以下，說明上述實施方式的第十種變形例。

在上述實施方式的步驟23中，以圖像測量機針18的柱狀部34與樣品片Q的間隔為目標(biāo)值的方式操作機針驅(qū)動機構(gòu)19。

在上述實施方式中，也可以以下述方式來進行將樣品片Q與樣品片保持件P連接的步驟S22至步驟S25的處理。即，預(yù)先確定樣品片Q安裝到樣品片保持件P的柱狀部34的安裝位置作為模板，在該位置對樣品片Q的圖像進行圖案匹配，操作機針驅(qū)動機構(gòu)19。

下面，說明表示樣品片Q相對于柱狀部34的移動停止位置關(guān)系的模板。設(shè)置下述位置關(guān)系：使柱狀部34的上端面34b與樣品片Q的上端面Qb處于同一面，并且使柱狀部34的側(cè)面與樣品片Q的截面處于同一面，并且在柱狀部34與樣品片Q之間存在大約0.5μm的空隙。對于這種模板，可以從實際固定有樣品片保持件P、樣品片Q的機針18的二次粒子圖像、吸收電流圖像數(shù)據(jù)中提取出輪廓(邊緣)部并制成線條畫，也可以根據(jù)設(shè)計圖面制成線條畫。

將制成的模板中的柱狀部34與實時的電子束以及聚焦離子束所得的柱狀部34的圖像重疊顯示，向機針驅(qū)動機構(gòu)19發(fā)出操作指示，從而，使樣品片Q向模板上的樣品片Q的停止位置移動(步驟23、24)。確認(rèn)實時的電子束以及聚焦離子束所得的圖像與預(yù)定的模板上的樣品片Q的停止位置重疊，進行機針驅(qū)動機構(gòu)19的停止處理(步驟25)。這樣，能夠準(zhǔn)確地將樣品片Q移動到預(yù)定相對于柱狀部34的停止位置關(guān)系。

下面，說明上述步驟22至25的其他實施例。

在上述實施方式的步驟23中使機針18移動。在完成步驟23后的樣品片Q在處于較大偏離目標(biāo)位置的位置關(guān)系的情況下，可以進行以下操作。

在步驟22中，在以各柱狀部34為原點的正交三軸坐標(biāo)系中，優(yōu)選使移動前的樣品片Q的位置處于Y>0、Z>0的區(qū)域內(nèi)。其原因在于，這種情況下，在移動機針18的過程中，樣品片Q與柱狀部34碰撞的危險性極小，因此，能夠使機針驅(qū)動機構(gòu)19的X、Y、Z驅(qū)動部同時操作，安全、迅速地到達目的位置。另一方面，在移動前的樣品片Q的位置位于Y<0的區(qū)域的情況下，如果使樣品片Q朝向停止位置同時操作機針驅(qū)動機構(gòu)19的X、Y、Z驅(qū)動部，與柱狀部34碰撞的危險性較大。因此，在步驟22樣品片Q位于Y<0區(qū)域情況下，機針18以躲避柱狀部34的路徑到達目標(biāo)位置。具體來講，首先，僅驅(qū)動機針驅(qū)動機構(gòu)19的Y軸，使樣品片Q向Y>0的區(qū)域移動并到達規(guī)定位置，然后，同時操作X、Y、Z驅(qū)動部，向最終的停止位置移動。通過該步驟，能夠使樣品片Q不會與柱狀部34碰撞，從而安全、迅速地移動。

此外，在上述實施方式中，計算機21可以是軟件功能部或者LSI等硬件功能部。

此外，上述實施方式只是示例，并不限定本發(fā)明的范圍。這些新的實施方式能夠以其他各種方式實施，并能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行各種省略、置換、變更。這些實施方式及其變形包含在本發(fā)明的范圍、主旨中，并且包含在權(quán)利要求書所記載的方案及其相同的保護范圍內(nèi)。

工業(yè)實用性

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種樣品自動制作裝置10，其中，計算機21至少基于樣品片保持件P、機針18以及樣品片Q的預(yù)先獲取的模板來控制各帶電粒子束照射光學(xué)系統(tǒng)14、15、各驅(qū)動機構(gòu)13、19以及氣體供給部17，因此，能夠適當(dāng)?shù)厥箤悠菲琎移設(shè)至樣品片保持件P的操作自動化。