CN108335962A - 带电粒子束装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供带电粒子束装置，其自动地重复进行取出通过离子束对试样的加工而形成的试样片并移置到试样片支架上的动作。该带电粒子束装置从试样自动地制作出试样片，其具有：带电粒子束照射光学***，其照射带电粒子束；试样台，其载置并移动试样；试样片移置单元，其保持从试样分离和取出的试样片并进行输送；支架固定台，其对移置有试样片的试样片支架进行保持；以及计算机，其在由试样片移置单元对试样片进行保持之后发生异常的情况下，进行使试样片移置单元所保持的试样片灭失的控制。

Description

带电粒子束装置

技术领域

本发明涉及带电粒子束装置。

背景技术

以往，公知有如下的装置：取出通过向试样照射由电子或离子构成的带电粒子束而制作出的试样片，并将试样片加工成适于扫描电子显微镜和透射电子显微镜等的观察、分析、以及计测等各种工序的形状(例如，参照专利文献1、2)。

专利文献1：日本特开平5-052721号公报

专利文献2：日本特开2008-153239号公报

在本说明书中，所谓“采样”是指取出通过向试样照射带电粒子束而制作出的试样片并将该试样片加工成适于观察、分析、以及计测等各种工序的形状，并且，具体而言，是指将从试样通过会聚离子束的加工而形成的试样片移置到试样片支架上。

以往，不能说能够自动地进行试样片的采样的技术已经充分实现。

作为阻碍自动且连续地重复进行采样的原因，存在如下的情况等：在通过试样片的取出和输送中所使用的针将试样片取出之后为了将试样片移置到试样片支架上而执行的图像识别处理等处理中发生异常的情况下，会中断向下一工序的转移。

例如，在根据图像对移置有试样片的试样片支架的柱状部的形状好坏进行判定时，在无法提取出柱状部的边缘(轮廓)的情况下，图像识别处理会停止。另外，例如在起因于柱状部的变形、破损、以及缺失等而无法正常地实施柱状部的模板匹配的情况下，会中断向用于对试样片进行移置的下一工序的转移。在这样的情况下，会阻碍作为本来目的的自动且连续地重复进行采样。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种带电粒子束装置，其能够自动地执行取出通过离子束对试样的加工而形成的试样片并移置到试样片支架上的动作。

(1)本发明的一个方式是带电粒子束装置，该带电粒子束装置从试样自动地制作出试样片，其特征在于，该带电粒子束装置具有：带电粒子束照射光学***，其照射带电粒子束；试样台，其载置并移动所述试样；试样片移置单元，其保持从所述试样分离和取出的所述试样片并进行输送；支架固定台，其对移置有所述试样片的试样片支架进行保持；以及计算机，其在由所述试样片移置单元对所述试样片进行保持之后发生异常的情况下，进行使所述试样片移置单元所保持的所述试样片灭失的控制。

(2)另外，关于本发明的一个方式，在(1)中所述的带电粒子束装置中，所述计算机通过向所述试样片移置单元所保持的所述试样片照射所述带电粒子束使所述试样片灭失。

(3)另外，关于本发明的一个方式，在(2)中所述的带电粒子束装置中，所述试样片移置单元具有保持从所述试样分离和取出的所述试样片并进行输送的针和驱动该针的针驱动机构，所述计算机设定用于限制在使所述试样片灭失时照射所述带电粒子束的区域的多个限制视野，以如下方式对所述带电粒子束照射光学***和所述针驱动机构进行控制：从所述多个限制视野中的设定在远离所述针的区域中的限制视野依次切换到设定在接近所述针的区域中的限制视野并照射所述带电粒子束。

(4)另外，关于本发明的一个方式，在(3)中所述的带电粒子束装置中，所述计算机将所述多个限制视野中的接近所述针的区域的限制视野设定为与远离所述针的区域的限制视野相比相对较小，所述计算机将针对所述多个限制视野中的接近所述针的区域的限制视野的所述带电粒子束的射束强度设定为与针对远离所述针的区域的限制视野的所述带电粒子束的射束强度相比相对较弱。

(5)另外，关于本发明的一个方式，在(4)中所述的带电粒子束装置中，所述计算机根据从向所述试样片照射所述带电粒子束而获得的图像获取的所述试样片的基准位置、预先已知的信息或从所述图像获取的所述试样片的大小，将所述多个限制视野设定成不包含所述针。

(6)另外，关于本发明的一个方式，在(5)中所述的带电粒子束装置中，所述计算机以如下方式对所述针驱动机构进行控制：使从在使所述试样片灭失时，使所述试样片的基准位置与所述带电粒子束的视野中心一致，其中所述试样片的基准位置是从向所述试样片照射所述带电粒子束而得的图像获取的。

(7)另外，关于本发明的一个方式，在(6)中所述的带电粒子束装置中，所述计算机将所述试样片的基准位置设为在如下端部提取出的边缘的位置：该端部在从所述试样片的中心观察时位于与连接着所述针的端部相反的一侧。

(8)另外，关于本发明的一个方式，在(1)中所述的带电粒子束装置中，所述试样片移置单元具有保持从所述试样分离和取出的所述试样片并进行输送的针和驱动该针的针驱动机构，所述计算机以如下方式对所述针驱动机构进行控制：使所述针所保持的所述试样片与障碍物碰撞而从所述针分离，由此使所述试样片灭失。

根据本发明的带电粒子束装置，由于在异常时使试样片移置单元所保持的试样片灭失，因此能够适当地转移到新的试样片的采样等下一工序。由此，能够自动且连续地执行取出通过离子束对试样的加工而形成的试样片并移置到试样片支架上的采样动作。

附图说明

图1是本发明的实施方式的带电粒子束装置的结构图。

图2是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的试样所形成的试样片的俯视图。

图3是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的试样片支架的俯视图。

图4是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的试样片支架的侧视图。

图5是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的动作的流程图中的特别是初始设定工序的流程图。

图6是用于说明在本发明的实施方式的带电粒子束装置中重复使用的针的真正的前端的示意图，特别是图6的(A)是对实际的针前端进行说明的示意图，图6的(B)是对通过吸收电流信号而获得的第一图像进行说明的示意图。

图7是基于本发明的实施方式的带电粒子束装置的针前端的电子束照射的二次电子像的示意图，特别是图7的(A)是示出提取出比背景明亮的区域的第二图像的示意图，图7的(B)是示出提取出比背景暗的区域的第三图像的示意图。

图8是对将图7的第二图像和第三图像合成后的第四图像进行说明的示意图。

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

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

图11是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像中的、针的前端和试样片的图。

图12是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束所获得的图像中的、针的前端和试样片的图。

图13是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像中的、包含针和试样片的连接加工位置在内的加工框的图。

图14是用于说明本发明的实施方式的带电粒子束装置中的、将针与试样片连接时的针与试样片的位置关系的示意图。

图15是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像中的、试样和试样片之间的支承部的切断加工位置Tl的图。

图16是示出使通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束所获得的图像中的、连接着试样片的针退避的状态的图。

图17是示出使载台相对于通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束所获得的图像中的、连接着试样片的针退避的状态的图。

图18是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像中的、柱状部的试样片的安装位置的图。

图19是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束所获得的图像中的、柱状部的试样片的安装位置的图。

图20是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的动作的流程图中的、特别是试样片架置工序的流程图。

图21是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像中的、在试样台的试样片的安装位置周边停止了移动的针的图。

图22是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束所获得的图像中的、在试样台的试样片的安装位置周边停止了移动的针的图。

图23是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像中的、用于将与针连接的试样片与试样台连接的加工框的图。

图24是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像中的、用于切断将针和试样片连接起来的沉积膜的切断加工位置的图。

图25是示出使通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像数据中的、针退避的状态的图。

图26是示出使通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束所获得的图像中的、针退避的状态的图。

图27是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置的动作的流程图中的、特别是错误处理的流程图。

图28是示出在通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的吸收电流图像中提取出的、与针连接的试样片的边缘的图。

图29是示出在通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的吸收电流图像中提取出的、与针连接的试样片的边缘和会聚离子束的视野中心位置的图。

图30是示出在通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束所获得的二次电子的图像中提取出的、与针连接的试样片的边缘和电子束的视野中心位置的图。

图31是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像中的、第一限制视野的图。

图32是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像中的、第二限制视野的图。

图33是示出在通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像中在通过会聚离子束的照射使试样片灭失后的、针的前端部残留有沉积膜的残渣的状态的一例的图。

图34是示出在通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像中在通过会聚离子束的照射使试样片灭失后的、针的前端部未残留沉积膜的残渣的状态的一例的图。

图35是示出在本发明的实施方式的带电粒子束装置中以通过会聚离子束的照射所获得的图像为基础的柱状部与试样片的位置关系的说明图。

图36是示出在本发明的实施方式的带电粒子束装置中以通过电子束的照射所获得的图像为基础的柱状部与试样片的位置关系的说明图。

图37是示出在本发明的实施方式的带电粒子束装置中利用了以通过电子束的照射所获得的图像为基础的柱状部和试样片的边缘的模板的说明图。

图38是对在本发明的实施方式的带电粒子束装置中示出将柱状部和试样片连接起来时的位置关系的模板进行说明的说明图。

图39是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像数据中的、连接着试样片的针的旋转角度为0°的靠近模式的状态的图。

图40是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束所获得的图像中的、连接着试样片的针的旋转角度为0°的靠近模式的状态的图。

图41是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像中的、连接着试样片的针的旋转角度为90°的靠近模式的状态的图。

图42是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束所获得的图像中的、连接着试样片的针的旋转角度为90°的靠近模式的状态的图。

图43是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像中的、连接着试样片的针的旋转角度为180°的靠近模式的状态的图。

图44是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置的电子束所获得的图像中的、连接着试样片的针的旋转角度为180°的靠近模式的状态的图。

图45是用于制作本发明的实施方式的平面试样的说明图，是示出通过本发明的带电粒子束装置的会聚离子束所获得的图像中的、连接着试样片的针的旋转角度为90°的靠近模式的状态的图。

图46是用于制作本发明的实施方式的平面试样的说明图，是示出将分离出的试样片与试样片支架接触的状态的图。

图47是用于制作本发明的实施方式的平面试样的说明图，是示出使固定在试样片支架上的试样片薄片化从而能够制作出平面试样的状态的图。

标号说明

10：带电粒子束装置；11：试样室；12：载台(试样台)；13：载台驱动机构；14：会聚离子束照射光学***(带电粒子束照射光学***)；15：电子束照射光学***(带电粒子束照射光学***)；16：检测器；17：气体提供部；18：针；19：针驱动机构；20：吸收电流检测器；21：显示装置；22：计算机；23：输入设备；33：试样台；34：柱状部；P：试样片支架；Q：试样片；R：二次带电粒子；S：试样

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的能够自动地制作试样片的带电粒子束装置进行说明。

图1是本发明的实施方式的带电粒子束装置10的结构图。如图1所示，本发明的实施方式的带电粒子束装置10具有：试样室11，其能够将内部维持为真空状态；载台12，其能够将试样S和试样片支架P固定在试样室11的内部；以及载台驱动机构13，其驱动台12。带电粒子束装置10具有向试样室11的内部的规定的照射区域(即扫描范围)内的照射对象照射会聚离子束(FIB)的会聚离子束照射光学***14。带电粒子束装置10具有向试样室11的内部的规定的照射区域内的照射对象照射电子束(EB)的电子束照射光学***15。带电粒子束装置10具有检测通过会聚离子束或电子束的照射而从照射对象产生的二次带电粒子(二次电子、二次离子)R的检测器16。带电粒子束装置10具有向照射对象的表面提供气体G的气体提供部17。具体而言，气体提供部17是外径为200μm左右的喷嘴17a等。带电粒子束装置10具有：针18，其从固定在载台12上的试样S取出微小的试样片Q，对试样片Q进行保持并移置到试样片支架P上；针驱动机构19，其驱动针18来输送试样片Q；以及吸收电流检测器20，其检测流入针18的带电粒子束的流入电流(也称为吸收电流)，并将流入电流信号发送到计算机22而进行图像化。

有时将该针18和针驱动机构19统称为试样片移置单元。带电粒子束装置10具有显示基于检测器16所检测的二次带电粒子R的图像数据等的显示装置21、计算机22、输入设备23。

另外，会聚离子束照射光学***14和电子束照射光学***15的照射对象是固定在载台12上的试样S、试样片Q、以及存在于照射区域内的针18、试样片支架P等。

本实施方式的带电粒子束装置10能够通过向照射对象的表面一边扫描会聚离子束一边进行照射来执行被照射部的图像化、基于溅射的各种加工(挖掘、修整加工等)、沉积膜的形成等。带电粒子束装置10能够执行从试样S形成通过透射电子显微镜的透射观察用的试样片Q(例如薄片试样、针状试样等)、电子束利用的分析试样片的加工。带电粒子束装置10能够执行使移置在试样片支架P上的试样片Q为适于透射电子显微镜的透射观察的期望的厚度(例如5～100nm等)的薄膜的加工。带电粒子束装置10能够通过向试样片Q和针18等照射对象的表面一边扫描会聚离子束或电子束一边进行照射而执行照射对象的表面的观察。

吸收电流检测器20具有前置放大器，对针的流入电流进行放大并发送给计算机22。根据与吸收电流检测器20所检测的针流入电流和带电粒子束的扫描同步的信号，能够在显示装置21上显示针形状的吸收电流图像，从而可以进行针形状和前端位置的确定。

图2是示出在本发明的实施方式的带电粒子束装置10中向试样S表面(斜线部)照射会聚离子束而形成的、从试样S取出之前的试样片Q的俯视图。标号F表示会聚离子束的加工框即会聚离子束的扫描范围，其内侧(白色部)表示通过会聚离子束照射进行飞溅加工而挖掘出的加工区域H。标号Ref是表示形成试样片Q的(未挖掘而残留)位置的参考标记(基准点)，例如是通过会聚离子束在后述的沉积膜(例如一边为1μm的正方形)上设置了例如直径为30nm的微细孔后的形状等，从而在会聚离子束或电子束形成的图像中能够高对比度地进行识别。要想知道试样片Q的大概位置利用沉积膜，要想进行精密的位置对准利用微细孔。在试样S中，试样片Q被蚀刻加工成残留与试样S连接的支承部Qa，侧部侧和底部侧的周边部被削掉而去除，并被支承部Qa悬臂支承在试样S上。试样片Q是在长度方向上的尺寸例如为10μm、15μm、20μm左右，宽度(厚度)例如为500nm、1μm、2μm、3μm左右的微小的试样片。

试样室11构成为能够通过排气装置(省略图示)进行排气直到使内部为期望的真空状态为止并且能够维持期望的真空状态。

载台12对试样S进行保持。载台12具有对试样片支架P进行保持的支架固定台12a。该支架固定台12a可以采用能够搭载多个试样片支架P的结构。

图3是试样片支架P的俯视图，图4是侧视图。试样片支架P具有：大致呈半圆形板状的基部32，其具有切口部31；以及试样台33，其固定在切口部31上。基部32例如从由金属构成的直径为3mm以及厚度为50μm等的圆形板状形成。试样台33例如从硅晶片通过半导体制造工艺形成，通过导电性的粘接剂贴合在切口部31上。试样台33为梳齿形状，具有以分开配置的方式突出的多个(例如，5根、10根、15根、20根等)移置有试样片Q的柱状部(以下也称为支柱(pillar))34。

通过使各柱状部34的宽度不同，将移置在各柱状部34上的试样片Q和柱状部34的图像对应起来，进而与对应的试样片支架P对应地存储在计算机22中，由此即使在从一个试样S制作出多个试样片Q的情况下，也能够识别而不会弄错，以可以进行后续的透射电子显微镜等的分析而不会弄错相应的试样片Q和试样S上的取出部位的对应。各柱状部34例如形成为前端部的厚度为10μm以下、5μm以下等，对安装在前端部上的试样片Q进行保持。

另外，基部32不限定于上述那样的直径为3mm以及厚度为50μm等的圆形板状，例如也可以是长度为5mm、高度为2mm、厚度为50μm等的矩形板状。总之，基部32的形状只要是如下的形状即可：是能够搭载于导入到后续的透射电子显微镜的载台12上的形状、并且搭载于试样台33上的所有试样片Q位于载台12的可动范围内。根据这样的形状的基部32，能够在透射电子显微镜中观察到搭载于试样台33上的所有试样片Q。

载台驱动机构13以与载台12连接的状态收纳在试样室11的内部，根据从计算机22输出的控制信号使载台12相对于规定的轴位移。载台驱动机构13至少具有使载台12沿与水平面平行且相互垂直的X轴和Y轴、以及与X轴和Y轴垂直的铅垂方向上的Z轴平行地移动的移动机构13a。载台驱动机构13具有使载台12绕X轴或Y轴倾斜的倾斜机构13b和使载台12绕Z轴旋转的旋转机构13C。

会聚离子束照射光学***14以如下方式固定在试样室11：在试样室11的内部，将射束射出部(省略图示)在照射区域内的载台12的铅垂方向上方的位置处面向载台12并且使光轴与铅垂方向平行。由此，能够向载置于载台12上的试样S、试样片Q、以及存在于照射区域内的针18等照射对象从铅垂方向上方朝向下方照射会聚离子束。另外，带电粒子束装置10也可以具有其他离子束照射光学***而代替上述那样的会聚离子束照射光学***14。离子束照射光学***不限定于形成上述那样的会聚射束的光学***。离子束照射光学***例如也可以是通过在光学***内设置具有定型的开口的模板掩模(stencil mask)从而形成模板掩模的开口形状的成形射束的投影型的离子束照射光学***。根据这样的投影型的离子束照射光学***，能够形成与试样片Q的周边的加工区域相当的形状的成形射束，从而缩短了加工时间。

会聚离子束照射光学***14具有产生离子的离子源14a和使从离子源14a引出的离子会聚以及偏转的离子光学***14b。离子源14a和离子光学***14b根据从计算机22输出的控制信号而进行控制，会聚离子束的照射位置和照射条件等由计算机22进行控制。离子源14a例如是使用了液体镓等的液体金属离子源、等离子体型离子源、气体电场电离型离子源等。离子光学***14b例如具有聚光透镜等第一静电透镜、静电偏转器、物镜等第二静电透镜等。在作为离子源14a而使用等离子体型离子源的情况下，能够实现大电流束的高速加工，从而适于较大的试样S的取出。

电子束照射光学***15以如下方式固定在试样室11：在试样室11的内部，将射束射出部(省略图示)在相对于照射区域内的载台12的铅垂方向倾斜了规定的角度(例如60°)的倾斜方向上面向载台12并且使光轴与倾斜方向平行。由此能够向固定在台12上的试样S、试样片Q、以及存在于照射区域内的针18等照射对象从倾斜方向的上方朝向下方照射电子束。

电子束照射光学***15具有产生电子的电子源15a和使从电子源15a射出的电子会聚以及偏转的电子光学***15b。电子源15a和电子光学***15b根据从计算机22输出的控制信号而进行控制、电子束的照射位置和照射条件等由计算机22进行控制。电子光学***15b例如具有电磁透镜、偏转器等。

另外，也可以对电子束照射光学***15和会聚离子束照射光学***14的配置进行调换，将电子束照射光学***15配置在铅垂方向上，将会聚离子束照射光学***14配置在相对于铅垂方向倾斜规定的角度的倾斜方向上。

在向试样S和针18等照射对象照射会聚离子束或电子束时，检测器16检测从照射对象放射的二次带电粒子(二次电子和二次离子)R的强度(即二次带电粒子的量)，并输出二次带电粒子R的检测量的信息。检测器16配置在试样室11的内部能够检测二次带电粒子R的量的位置，例如相对于照射区域内的试样S等照射对象斜上方的位置等而固定在试样室11中。

气体提供部17固定在试样室11，在试样室11的内部配置成具有气体喷射部(也称为喷嘴)且面向载台12。气体提供部17能够向试样S提供用于根据试样S的材质而选择性地促进会聚离子束对试样S的蚀刻的蚀刻用气体、用于在试样S的表面上形成金属或绝缘体等堆积物的沉积膜的沉积用气体等。例如，通过将针对硅类的试样S的氟化氙、针对有机类的试样S的水等蚀刻用气体与会聚离子束的照射一起提供给试样S，能够材料选择性地促进蚀刻。另外，例如通过将含有铂、碳、或钨等的沉积用气体与会聚离子束的照射一起提供给试样S，能够将从沉积用气体分解的固体成分堆积(沉积)在试样S的表面上。作为沉积用气体的具体例，存在作为包含碳的气体的菲、萘、芘等、作为包含铂的气体的三甲基·乙基环戊二烯·铂等、或作为包含钨的气体的六羰基钨等。另外，对于提供气体来说，通过照射电子束也能够进行蚀刻和沉积。但是，关于本发明的带电粒子束装置10中的沉积用气体，从沉积速度、试样片Q与针18之间的沉积膜的可靠的附着的观点来看，包含碳的沉积用气体例如菲、萘、芘等最佳，可以使用它们中的任意一种。

针驱动机构19以与针18连接的状态收纳在试样室11的内部，根据从计算机22输出的控制信号使针18位移。针驱动机构19与载台12一体设置，例如当载台12通过倾斜机构13b绕倾斜轴(即X轴或Y轴)旋转时，与载台12一体移动。针驱动机构19具有使针18沿三维坐标轴分别平行地移动的移动机构(省略图示)和使针18绕针18的中心轴旋转的旋转机构(省略图示)。另外，该三维坐标轴与试样台的正交三轴坐标系是独立的，在作为与载台12的表面平行的二维坐标轴的正交三轴坐标系中，在载台12的表面处于倾斜状态、旋转状态的情况下，该坐标系倾斜、旋转。

计算机22至少对载台驱动机构13、会聚离子束照射光学***14、电子束照射光学***15、气体提供部17和针驱动机构19进行控制。

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

计算机22根据从输入设备23输出的信号或预先设定的自动运行控制处理所生成的信号等统一控制带电粒子束装置10的动作。

计算机22一边扫描带电粒子束的照射位置一边将检测器16所检测的二次带电粒子R的检测量转换为与照射位置对应的亮度信号，根据二次带电粒子R的检测量的二维位置分布生成表示照射对象的形状的图像数据。在吸收电流图像模式下，计算机22一边扫描带电粒子束的照射位置一边检测在针18中流动的吸收电流，由此根据吸收电流的二维位置分布(吸收电流图像)而生成表示针18的形状的吸收电流图像数据。计算机22将用于执行各图像数据的放大、缩小、移动、以及旋转等操作的画面与生成的各图像数据一起显示在显示装置21上。计算机22将用于进行自动的序列控制中的模式选择以及加工设定等各种设定的画面显示在显示装置21上。

本发明的实施方式的带电粒子束装置10具有上述结构，接下来，对该带电粒子束装置10的动作进行说明。

以下，针对计算机22所执行的自动采样的动作也就是将通过带电粒子束(会聚离子束)对试样S的加工而形成的试样片Q自动地移置到试样片支架P上的动作，大致分为初始设定工序、试样片拾取工序、试样片架置(mount)工序并依次进行说明。

＜初始设定工序＞

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

接下来，计算机22制成柱状部34的模板(步骤S020至步骤S027)。在该模板制成过程中，首先，计算机22借助操作者进行设置在载台12的支架固定台12a上的试样片支架P的位置登记处理(步骤S020)。计算机22在采样工艺的最初制成柱状部34的模板。计算机22按每个柱状部34制成模板。计算机22进行各柱状部34的载台坐标获取和模板制成，并将它们以组的方式进行存储，之后在利用模板匹配(模板与图像的重合)对柱状部34的形状进行判定时使用。计算机22例如预先存储图像本身、从图像提取的边缘信息等作为用于模板匹配的柱状部34的模板。在之后的工艺中，计算机22在载台12的移动之后进行模板匹配，根据模板匹配的分数(score)对柱状部34的形状进行判定，从而能够识别柱状部34的准确的位置。另外，当作为模板匹配用的观察条件使用与模板制成用相同的对比度、倍率等观察条件时，由于能够实施准确的模板匹配，因此是期望的。

在支架固定台12a上设置有多个试样片支架P，在各试样片支架P上设置有多个柱状部34的情况下，计算机22也可以对各试样片支架P预先确定固有的识别代码，对该当试样片支架P的各柱状部34预先确定固有的识别代码，并以将这些识别代码和各柱状部34的坐标以及模板信息对应起来的方式进行存储。

另外，计算机22也可以将试样S中的取出试样片Q的部位(取出部)的坐标和周边的试样面的图像信息与上述识别代码、各柱状部34的坐标、以及模板信息一起以组的方式进行存储。

另外，例如在岩石、矿物、以及活体试样等不定形的试样的情况下，计算机22也可以使低倍率的宽视野图像、取出部的位置坐标、以及图像等为组，并存储这些信息作为识别信息。也可以将该识别信息以与薄片化的试样S相关联或与透射电子显微镜像和试样S的取出位置相关联的方式进行记录。

计算机22通过在后述的试样片Q的移动之前进行试样片支架P的位置登记处理，能够预先确认实际上存在适当的形状的试样台33。

在该位置登记处理中，首先，作为粗调的动作，计算机22通过载台驱动机构13而使载台12移动，使照射区域位置对准到试样片支架P上安装有试样台33的位置上。接下来，作为微调的动作，计算机22从通过带电粒子束(会聚离子束和电子束各自)的照射而生成的各图像数据提取出使用事先根据试样台33的设计形状(CAD信息)制成的模板来构成试样台33的多个柱状部34的位置。然后，计算机22对提取出的各柱状部34的位置坐标和图像进行登记处理(存储)作为试样片Q的安装位置(步骤S023)。此时，对各柱状部34的图像与预先准备的柱状部的设计图、CAD图、或柱状部34的标准品的图像进行比较来确认有无各柱状部34的变形、缺损、缺失等，如果存在不良，则计算机22也存储该柱状部的坐标位置和图像以及其为不良品的事实。

接下来，对当前登记处理的执行中的试样片支架P上是否没有了应该登记的柱状部34进行判定(步骤S025)。在该判定结果为“否”的情况下即应该登记的柱状部34的剩余数量m为1以上的情况下，将处理返回到上述的步骤S023，重复进行步骤S023和S025，直到没有了柱状部34的剩余数量m为止。另外，在该判定结果为“是”的情况下即应该登记的柱状部34的剩余数量m为零的情况下，将处理前进到步骤S027。

在支架固定台12a上设置有多个试样片支架P的情况下，将各试样片支架P的位置坐标、该试样片支架P的图像数据与对应于各试样片支架P的代码编号等一起记录，并且，存储(登记处理)与各试样片支架P的各柱状部34的位置坐标对应的代码编号和图像数据。计算机22也可以按照实施自动采样的试样片Q的数量依次实施该位置登记处理。

然后，计算机22对是否没有了应该登记的试样片支架P进行判定(步骤S027)。在该判定结果为“否”的情况下即应该登记的试样片支架P的剩余数量n为1以上的情况下，将处理返回到上述的步骤S020，重复进行步骤S020至S027，直到没有了试样片支架P的剩余数量n为止。另一方面，在该判定结果为“是”的情况下即应该登记的试样片支架P的剩余数量n为零的情况下，将处理前进到步骤S030。

由此，在从一个试样S自动制作出几十个试样片Q的情况下，由于在支架固定台12a上位置登记有多个试样片支架P，其各自的柱状部34的位置被图像登记，因此能够立即在带电粒子束的视野内调用应该安装几十个试样片Q的确定的试样片支架P以及确定的柱状部34。

另外，在该位置登记处理(步骤S020、S023)中，万一在试样片支架P自身或柱状部34发生变形或破损而不处于安装有试样片Q的状态的情况下，相对应地将“不可使用”(表示未安装试样片Q的表述)等也与上述的位置坐标、图像数据、代码编号一起登记。由此，计算机22在进行后述的试样片Q的移置时，可以跳过“不可使用”的试样片支架P或柱状部34，使下一个正常的试样片支架P或柱状部34移动到观察视野内。

接下来，计算机22制成针18的模板(步骤S030至S050)。模板在使后述的针准确地接近试样片时的图像匹配中使用。

在该模板制成工序中，首先，计算机22通过载台驱动机构13使载台12暂时移动。接着，计算机22通过针驱动机构19使针18移动到初始设定位置(步骤S030)。初始设定位置是会聚离子束和电子束能够照射到大致同一点上从而使两个射束的焦点对准的点(叠合点(coincidence point))，且是通过之前进行的载台移动而使针18的背景中没有试样S等误认为针18那样的复杂结构的预先确定的位置。该叠合点是能够通过会聚离子束照射和电子束照射从不同的角度观察到相同的对象物的位置。

接下来，计算机22通过基于电子束照射的吸收图像模式对针18的位置进行识别(步骤S040)。

计算机22通过一边扫描电子束一边照射到针18来检测流入针18的吸收电流，并生成吸收电流图像数据。此时，由于在吸收电流图像中没有误认为针18的背景，因此能够识别针18而不被背景图像影响。计算机22通过电子束的照射来获取吸收电流图像数据。使用吸收电流像制成模板是由于当针接近试样片时，大多存在试样片的加工形状或试样表面的图案等在针的背景中误认为针的形状，因此在二次电子像中误认的可能性较高，从而为了防止误认而使用不受背景影响的吸收电流像。二次电子像由于容易受背景像影响而误认的可能性较高，因此不适合作为模板图像。这样，由于在吸收电流图像中无法识别针前端的碳沉积膜，因此无法知道真正的针前端，但从与模板的图案匹配的观点来看，吸收电流像是合适的。

这里，计算机22对针18的形状进行判定(步骤S042)。

万一在因针18的前端形状发生变形或破损等而不处于安装有试样片Q的状态的情况下(步骤S042；NG，不好)，从步骤S043跳到图20的步骤S300，不执行步骤S050以后的所有步骤而结束自动采样的动作。即，在针前端形状为不良的情况下，无法执行进一步的作业而进入装置操作者的针更换的作业。在步骤S042中的针形状的判断中，例如在1边为200μm的观察视野下针前端位置从规定的位置偏移100μm以上的情况下判断为不良品。另外，在步骤S042中，在判断为针形状不良的情况下，在显示装置21上显示为“针不良”等(步骤S043)，对装置的操作者进行警告。只要判断为不良品的针18更换为新的针18、或者为轻微的不良，则也可以通过会聚离子束照射来成形针前端。

在步骤S042中，只要针18为预先确定的正常形状，则前进到下一个步骤S044。

这里，对针前端的状态进行说明。

图6的(A)是为了说明在针18(钨针)的前端附着有碳沉积膜DM的残渣的状态而放大针前端部的示意图。由于针18以如下方式进行使用：以使其前端不会通过会聚离子束照射被切除而变形的方式重复进行多次采样操作，因此在针18前端附着有对试样片Q进行保持的碳沉积膜DM的残渣。通过重复进行采样，该碳沉积膜DM的残渣逐渐变大，形成为比钨针的前端位置稍微突出的形状。因此，针18的真正的前端坐标不是构成原本的针18的钨的前端W，而为碳沉积膜DM的残渣的前端C。使用吸收电流像来制成模板是由于当针18接近试样片Q时，大多存在试样片Q的加工形状或试样表面的图案等在针18的背景中误认为针18的形状，因此在二次电子像中误认的可能性较高，为了防止误认而使用不受背景影响的吸收电流像。二次电子像由于容易受背景像影响而误认的可能性较高，因此适合作为模板图像。这样，由于在吸收电流图像中无法识别针前端的碳沉积膜DM，因此无法知道真正的针前端，但从与模板的图案匹配的观点来看，吸收电流像是合适的。

图6的(B)是碳沉积膜DM所附着的针前端部的吸收电流像的示意图。即使在背景中存在复杂的图案，针18也能够明确地识别而不被背景形状影响。由于照射到背景的电子束信号未反映在图像上，因此背景用噪声电平均匀的灰色调来表示。另一方面，可以看到碳沉积膜DM比背景的灰色调稍暗，从而可知在吸收电流像中无法明确地确认碳沉积膜DM的前端。在吸收电流像中，由于无法识别包含碳沉积膜DM在内的真正的针位置，因此当仅依赖吸收电流像使针18移动时，针前端与试样片Q碰撞的可能性较高。

因此，以下，根据碳沉积膜DM的前端坐标C求出针18的真正的前端坐标。另外，这里，将图6的(B)的图像称为第一图像。

获取针18的吸收电流像(第一图像)的工序是步骤S044。

接下来，对图6的(B)的第一图像进行图像处理而提取出比背景明亮的区域(步骤S045)。

图7的(A)是对图6的(B)的第一图像进行图像处理而提取出比背景明亮的区域的示意图。在背景和针18的亮度的差较小时，也可以提高图像对比度而增大背景和针的亮度的差。这样，可以获得强调了比背景明亮的区域(针18的一部分)的图像，这里，将该图像称为第二图像。将该第二图像存储在计算机中。

接下来，在图6的(B)的第一图像中，提取比背景的亮度暗的区域(步骤S046)。

图7的(B)是对图6的(B)的第一图像进行图像处理而提取出比背景暗的区域的示意图。仅提取出针前端的碳沉积膜DM并进行显示。在背景和碳沉积膜DM的亮度的差较小时也可以提高图像对比度而增大图像数据上背景和碳沉积膜DM的亮度的差。这样，可以获得使比背景暗的区域明显化的图像。这里，将该图像称为第三图像，并将第三图像存储在计算机22中。接下来，对存储在计算机22中的第二图像和第三图像进行合成(步骤S047)。

图8是合成后的显示图像的示意图。但是，为了在图像上容易观察，可以仅对第二图像中的针18的区域、第三图像中的碳沉积膜DM的部分的轮廓进行线显示，对背景、针18、碳沉积膜DM的外周以外进行透明显示，也可以仅使背景透明而用相同颜色或相同色调显示针18和碳沉积膜DM。这样，由于第二图像和第三图像原本以第一图像为基础，因此只要不只使第二图像或第三图像中的一方放大缩小或旋转等变形，则通过合成而获得的图像则是反映了第一图像的形状。这里，将合成的图像称为第四图像，并将该第四图像存储在计算机中。关于第四图像，由于是以第一图像为基础，调整了对比度并实施强调轮廓的处理，因此第一图像和第四图像中的针形状完全相同，轮廓变得明确，从而与第一图像相比碳沉积膜DM的前端变得更明确。

接下来，根据第四图像求出碳沉积膜DM的前端即堆积了碳沉积膜DM的针18的真正的前端坐标(步骤S048)。

从计算机22取出第四图像并进行显示，求出针18的真正的前端坐标。在针18的轴向上最突出的部位C是真正的针前端，通过图像识别而被自动地判断，将前端坐标存储在计算机22中。

接下来，为了进一步提高模板匹配的精度，将与进行步骤S044时相同的观察视野下的针前端的吸收电流图像作为基准图像，模板图像是以基准图像数据中的在步骤S048中获得的针前端坐标为基准仅提取出包含针前端在内的一部分后的图像，将该模板图像以与在步骤S048中获得的针前端的基准坐标(针前端坐标)对应的方式登记在计算机22中(步骤S050)。

接下来，计算机22进行作为使针18接近试样片Q的处理的以下处理。

另外，在步骤S050中，限定为与进行步骤S044时相同的观察视野，但不限于此，只能能够管理射束扫描的基准，则不限定于同一视野。另外，在上述步骤S050的说明中，模板包含针前端部，只要基准坐标和坐标相对应，则也可以将不包含前端的区域作为模板。另外，在图7中举二次电子像为例，但反射电子像也能用于碳沉积膜DM的前端C的坐标的识别。

计算机22由于将使针18移动的事先实际获取的图像数据作为基准图像数据，因此能够与各个针18的形状的差异无关地进行精度较高的图案匹配。并且，计算机22由于在背景中没有复杂的结构物的状态下获取各图像数据，因此能够求出准确的真正的针前端坐标。另外，能够获取能够明确地把握排除了背景的影响的针18的形状的模板。

另外，计算机22在获取各图像数据时，为了增大对象物的识别精度而使用预先存储的合适的倍率、亮度、对比度等的图像获取条件。

另外，制成上述的柱状部34的模板的工序(S020至S027)和制成针18的模板的工序(S030至S050)也可以相反。但是，在制成针18的模板的工序(S030至S050)在先的情况下，从后述的步骤S280返回的流程(E)也联动。

＜试样片拾取工序＞

图9是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置10的自动采样的动作中的、从试样S拾取试样片Q的工序的流程的流程图。这里，所谓拾取是指通过会聚离子束的加工或针将试样片Q从试样S分离、取出。

首先，计算机22为了使作为对象的试样片Q进入带电粒子束的视野而通过载台驱动机构13使载台12移动。也可以使用作为目的的基准标记Ref的位置坐标使载台驱动机构13进行动作。

接下来，计算机22使用带电粒子束的图像数据识别形成在预先试样S上的基准标记Ref。计算机22使用所识别的基准标记Ref，根据已知的基准标记Ref和试样片Q的相对位置关系对试样片Q的位置进行识别，使载台移动以使得试样片Q的位置进入观察视野(步骤S060)。

接下来，计算机22通过载台驱动机构13来驱动载台12，使载台12绕Z轴旋转与姿势控制模式对应的角度，以使得试样片Q的姿势成为规定的姿势(例如，适于通过针18所进行的取出的姿势等)(步骤S070)。

接下来，计算机22使用带电粒子束的图像数据来识别基准标记Ref，根据已知的基准标记Ref和试样片Q的相对位置关系对试样片Q的位置进行识别，进行试样片Q的位置对准(步骤S080)。接下来，计算机22进行作为使针18接近试样片Q的处理的以下处理。

计算机22执行通过针驱动机构19使针18移动的针移动(粗调)(步骤S090)。计算机22使用针对试样S的会聚离子束和电子束的各图像数据来识别基准标记Ref(参照上述的图2)。计算机22使用所识别的基准标记Ref设定针18的移动目标位置AP。

这里，移动目标位置AP为接近试样片Q的位置。移动目标位置AP例如为接近试样片Q的支承部Qa的相反侧的侧部的位置。计算机22使移动目标位置AP相对于试样片Q形成时的加工框F对应规定的位置关系。计算机22存储通过会聚离子束的照射在试样S上形成试样片Q时的加工框F和基准标记Ref的相对位置关系的信息。计算机22使用所识别的基准标记Ref，并利用基准标记Ref、加工框F、移动目标位置AP(参照图2)的相对位置关系使针18的前端位置在朝向移动目标位置AP的三维空间内移动。计算机22在使针18三维地移动时，例如首先在X方向和Y方向上移动，接下来在Z方向上移动。

计算机22在使针18移动时，使用在形成试样片Q的自动加工的执行时形成在试样S上的基准标记Ref，通过来自电子束和会聚离子束的不同方向的观察能够高精度地把握针18和试样片Q的三维位置关系，从而能够使针18适当地移动。

另外，在上述的处理中，计算机22使用基准标记Ref并利用基准标记Ref、加工框F、移动目标位置AP的相对位置关系使针18的前端位置在朝向移动目标位置AP的三维空间内移动，但不限定于此。计算机22也可以不使用加工框F而利用基准标记Ref和移动目标位置AP的相对位置关系，使针18的前端位置在朝向移动目标位置AP的三维空间内移动。

接下来，计算机22执行通过针驱动机构19使针18移动的针移动(微调)(步骤Sl00)。计算机22重复进行使用在步骤S050中制成的模板的图案匹配，另外，作为SEM图像内的针18的前端位置使用在步骤S047中获得的针前端坐标，在向包含移动目标位置AP在内的照射区域照射带电粒子束的状态下使针18从移动目标位置AP向连接加工位置在三维空间内移动。

接下来，计算机22进行使针18的移动停止的处理(步骤Sll0)。

图10是用于说明使针与试样片连接时的位置关系的图，是将试样片Q的端部放大的图。在图10中，将应该连接针18的试样片Q的端部(截面)配置在SIM图像中心35，将从SIM图像中心35隔开规定的距离Ll的、例如将试样片Q的宽度的中央的位置作为连接加工位置36。连接加工位置可以是试样片Q的端面的延长上(图10的标号36a)的位置。在该情况下，成为沉积膜容易附着的位置而很合适。计算机22将规定距离Ll的上限设为1μm，优选将规定的间隔设为100nm以上且400nm以下。若规定的间隔不足100nm，则在之后的工序中，无法仅切断将针18和试样片Q分离时所连接的沉积膜，切除到针18为止的风险较高。针18的切除会使针18短小化，使针前端较粗地变形，因而若重复进行该工序，则不得不更换针18，从而与本发明的重复进行自动地采样的目的适得其反。另外，反之如果规定间隔超过400nm，则基于沉积膜的连接不充分，在试样片Q的取出上失败的风险变高，妨碍了重复进行采样。

另外，从图10中看不到深度方向上的位置，但例如预先确定为试样片Q的宽度的1/2的位置。但是，该深度方向也不限定于该位置。将该连接加工位置36的三维坐标事先存储在计算机22中。

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

图11和图12示出了针18接近试样片Q的情形，是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的会聚离子束所获得的图像的图(图11)和示出通过电子束所获得的图像的图(图12)。图12示出了针的微调前后的情形，图12中的针18a表示位于移动目标位置的针18，针18b表示在进行针18的微调之后移动到连接加工位置36的针18，是相同的针18。另外，在图11和图12中，在会聚离子束和电子束下除了观察方向不同之外，观察倍率也不同，但观察对象和针18是相同的。

通过这样的针18的移动方法，能够使针18高精度且迅速地接近并停止在试样片Q附近的连接加工位置36。

接下来，计算机22进行将与针18试样片Q连接的处理(步骤S120)。计算机22在规定的沉积时间内一边通过气体提供部17向试样片Q和针18的前端表面提供作为沉积用气体的碳类气体，一边向包含设定在连接加工位置36上的加工框Rl在内的照射区域照射会聚离子束。由此，计算机22通过沉积膜来连接试样片Q和针18。

在该步骤S120中，由于计算机22不使针18与试样片Q直接接触而在隔开间隔的位置上通过沉积膜来连接，因此在之后的工序中在针18和试样片Q因基于会聚离子束照射的切断被分离时，针18不会被切断。另外，具有如下优点：能够防止发生起因于针18与试样片Q直接接触的损伤等不良情况。并且，即使针18发生振动，也能够抑制该振动传递给试样片Q。并且，即使在发生试样S的蠕变(creep)现象所引起的试样片Q的移动的情况下，也能够抑制在针18与试样片Q之间产生过量的应变。图13示出了该情形，是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的会聚离子束所获得的图像数据中的、包含针18和试样片Q的连接加工位置在内的加工框Rl(沉积膜形成区域)的图，图14是图13的放大说明图，从而易于理解针18、试样片Q、沉积膜形成区域(例如加工框Rl)的位置关系。针18接近并停止在相对于试样片Q具有规定的距离Ll的间隔的位置作为连接加工位置。针18、试样片Q、沉积膜形成区域(例如加工框Rl)设定为跨过针18和试样片Q。沉积膜也在规定距离Ll的间隔上形成，针18和试样片Q通过沉积膜连接。

计算机22在将针18与试样片Q连接时，在之后将与针18连接的试样片Q移置到试样片支架P上时采取与事先在步骤S0l0中选择的各靠近(approach)模式对应的连接姿势。计算机22与后述的多个(例如为3个)不同的各个靠近模式对应地采取针18和试样片Q的相对连接姿势。

另外，计算机22也可以通过检测针18的吸收电流的变化来判定基于沉积膜的连接状态。计算机22也可以在针18的吸收电流达到预先确定的电流值时，判定为试样片Q和针18通过沉积膜连接，无论是否经过规定的沉积时间均停止沉积膜的形成。

接下来，计算机22进行切断试样片Q与试样S之间的支承部Qa的处理(步骤S130)。计算机22使用形成在试样S上的基准标记Ref来指定预先设定的支承部Qa的切断加工位置Tl。

计算机22在规定的切断加工时间内通过向切断加工位置Tl照射会聚离子束将试样片Q从试样S分离。图15示出了该情形，是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的会聚离子束所获得的图像数据中的、试样S和试样片Q之间的支承部Qa的切断加工位置Tl的图。

计算机22通过检测试样S和针18之间的导通来判定试样片Q是否从试样S切离(步骤S133)。

计算机22在未检测到试样S与针18之间的导通的情况下，判定为试样片Q从试样S切离(好，OK)，继续此后的处理(即步骤S140以后的处理)的执行。另一方面，计算机22在切断加工结束之后即切断加工位置Tl处的试样片Q与试样S之间的支承部Qa的切断完成之后检测到试样S与针18之间的导通的情况下，判定为试样片Q未从试样S切离(不好)。计算机22在判定为试样片Q未从试样S切离(不好)的情况下，通过将该试样片Q和试样S的分离未完成的事实显示在显示装置21上或警告音等来进行通知(步骤S136)。然后，停止此后的处理的执行。在该情况下，计算机22也可以通过会聚离子束照射来切断将试样片Q和针18连接起来的沉积膜(后述的沉积膜DM2)，从而将试样片Q和针18分离，使针18返回到初始位置(步骤S060)。返回到初始位置的针18实施下一个试样片Q的采样。

接下来，计算机22进行针退避的处理(步骤S140)。计算机22通过针驱动机构19使针18向铅垂方向上方(即Z方向的正方向)上升规定的距离(例如5μm等)。图16示出了该情形，是示出使通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的电子束所获得的图像数据中的、连接着试样片Q的针18退避的状态的图。

接下来，计算机22进行载台退避的处理(步骤S150)。如图16所示，计算机22通过载台驱动机构13使载台12移动了规定的距离。例如向铅垂方向下方(即Z方向的负方向)下降1mm、3mm、5mm。计算机22在使载台12下降了规定的距离之后，使气体提供部17的喷嘴17a远离载台12。例如上升到铅垂方向上方的待机位置。图17示出了该情形，是示出使载台12相对于通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的电子束所获得的图像数据中的、连接着试样片Q的针18退避的状态的图。

接下来，计算机22使载台驱动机构13进行动作，以使得成为在相互连接的针18和试样片Q的背景中没有结构物的状态。这是因为，在后续的处理(步骤)中在制成针18和试样片Q的模板时，能从通过会聚离子束和电子束分别获得的试样片Q的图像数据中可靠地识别出针18和试样片Q的边缘(轮廓)。计算机22使载台12移动规定的距离。对试样片Q的背景进行判断(步骤S160)，如果背景没有问题，则前进到下一个步骤S170，若在背景中存在问题，使载台12再次移动规定的量(步骤S165)，返回到背景的判断(步骤S160)，到在背景中没有问题为止重复进行。

计算机22执行针18和试样片Q的模板制成(步骤S170)。计算机22制成根据需要使固定有试样片Q的针18旋转后的姿势状态(也就是将试样片Q与试样台33的柱状部34连接的姿势)下的针18和试样片Q的模板。由此，计算机22根据针18的旋转从通过会聚离子束和电子束而分别获得的图像数据中三维识别出针18和试样片Q的边缘(轮廓)。另外，计算机22在针18的旋转角度为0°的靠近模式下，也可以不需要电子束而从通过会聚离子束所获得的图像数据中识别出针18和试样片Q的边缘(轮廓)。

计算机22在将使载台12移动到在针18和试样片Q的背景中没有结构物的位置的内容指示给载台驱动机构13或针驱动机构19时，针18未到达实际指示的地方的情况下，使观察倍率为低倍率对针18进行搜索，在未找到的情况下，对针18的位置坐标进行初始化，使针18移动到初始位置。

在该模板制成(步骤S170)中，首先，计算机22获取针对试样片Q和连接着试样片Q的针18的前端形状的模板匹配用的模板(基准图像数据)。计算机22一边扫描照射位置一边向针18照射带电粒子束(会聚离子束和电子束各自)。计算机22获取来自通过带电粒子束的照射而从针18释放的二次带电粒子R(二次电子等)的多个不同方向的各图像数据。计算机22通过会聚离子束照射和电子束照射来获取各图像数据。计算机22存储从两个不同的方向获取的各图像数据作为模板(基准图像数据)。

由于计算机22将针对通过会聚离子束而实际加工的试样片Q和连接着试样片Q的针18实际获取的图像数据作为基准图像数据，因此不管试样片Q和针18的形状如何均能够进行精度较高的图案匹配。

另外，计算机22在获取各图像数据时，为了增大试样片Q和连接着试样片Q的针18的形状的识别精度而使用预先存储的合适的倍率、亮度、对比度等的图像获取条件。

在该模板制成(步骤S170)中，计算机22在针18和试样片Q的图像识别等处理中发生异常的情况下，产生错误信号。计算机22例如在从图像数据中无法提取出针18和试样片Q的边缘(轮廓)的情况下，再次获取图像数据，尝试从新的图像数据中提取边缘(轮廓)。然后，在从新的图像数据中也无法提取出针18和试样片Q的边缘(轮廓)的情况下，产生错误信号。该错误信号使后述的错误处理自动地启动，在该时刻对与针18连接的试样片Q停止此后的处理(即在正常时执行的步骤S170以后的处理)的执行，并且执行从针18的灭失处理。

接下来，计算机22进行针退避的处理(步骤S180)。这是为了防止在进行后续的载台移动时与载台12无意的接触。计算机22通过针驱动机构19使针18移动规定的距离。例如，向铅垂方向上方(即Z方向的正方向)上升。反之，使针18当场停止，使载台12移动规定的距离。例如也可以向铅垂方向下方(即Z方向的负方向)下降。针退避方向不限于上述的铅垂方向，可以是针轴方向，也可以是其他规定退避位置，只要存在针前端所带有试样片Q不与试样室内的结构物接触和不受会聚离子束的照射的、预先确定的位置上即可。

接下来，计算机22通过载台驱动机构13使载台12移动，以使得在上述的步骤S020中登记的确定的试样片支架P进入到带电粒子束的观察视野区域内(步骤S190)。图18和图19示出了该情形，特别是图18是通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的会聚离子束所获得的图像的示意图，是示出柱状部34的试样片Q的安装位置U的图，图19是通过电子束所获得的图像的示意图，是示出柱状部34的试样片Q的安装位置U的图。

这里，对期望的试样片支架P的柱状部34是否进入到观察视野区域内进行判定(步骤S195)，如果期望的柱状部34进入到观察视野区域内，则前进到下一步骤S200。如果期望的柱状部34未进入到观察视野区域内即在载台驱动相对于指定坐标未正确地动作的情况下，则对之前指定的载台坐标进行初始化，返回到具有载台12的原点位置(步骤S197)。然后，再次对事先登记的期望的柱状部34的坐标进行指定，驱动载台12(步骤S190)，到柱状部34进入到观察视野区域内为止重复进行。

接下来，计算机22通过载台驱动机构13使载台12移动从而对试样片支架P的水平位置进行调整，并且使载台12旋转以及倾斜与姿势控制模式对应的角度，以使得试样片支架P的姿势为规定的姿势(步骤S200)。

通过该步骤S200，能够在使原来的试样S表面端面与柱状部34的端面平行或垂直的关系下进行试样片Q和试样片支架P的姿势调整。特别是设想利用会聚离子束对固定在柱状部34上的试样片Q进行薄片化加工，优选以使原来的试样S的表面端面和会聚离子束照射轴为垂直关系的方式进行试样片Q和试样片支架P的姿势调整。另外，优选以使固定在柱状部34上的试样片Q在原来的试样S的表面端面与柱状部34垂直的状态下在会聚离子束的入射方向上为下流侧的方式进行试样片Q和试样片支架P的姿势调整。

这里，对试样片支架P中的柱状部34的形状的好坏进行判定(步骤S205)。虽然在步骤S023中登记了柱状部34的图像，但在之后的工序中，对指定的柱状部34是否因非预期的接触等而变形、破损、缺失等，柱状部34的形状的好坏进行判定的是该步骤S205。在该步骤S205中，如果在该柱状部34的形状上没有问题而可以判断为良好，则前进到下一步骤S210，如果判断为不良，则返回到使载台移动以使下一个柱状部34进入到观察视野区域内的步骤S190。

另外，计算机22在为了使指定的柱状部34进入到观察视野区域内而向载台驱动机构13指示载台12的移动时，指定的柱状部34实际未进入到观察视野区域内的情况下，对载台12的位置坐标进行初始化，使载台12移动到初始位置。

然后，计算机22使气体提供部17的喷嘴17a移动到接近会聚离子束照射位置的位置。例如从载台12的铅垂方向上方的待机位置朝向加工位置下降。

在该柱状部形状判定(步骤S205)中，计算机22在起因于在柱状部34的图像识别等处理中发生异常而无法判定柱状部34的形状的好坏的情况下，产生错误信号。计算机22例如在从图像数据中无法识别出柱状部34的情况下，再次获取图像数据，尝试从新的图像数据中识别柱状部34。然后，在新的图像数据中也无法识别出柱状部34的情况下，产生错误信号。该错误信号使后述的错误处理自动地启动，在该时刻对与针18连接的试样片Q停止此后的处理(即在正常时执行的步骤S210以后的处理)的执行，并且执行从针18的灭失处理。

＜试样片架置工序＞

这里所说的“试样片架置工序”是将取出的试样片Q移置到试样片支架P上的工序。

图20是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置10的自动采样的动作中的、将试样片Q架置(移置)在规定的试样片支架P中的规定的柱状部34上的工序的流程的流程图。

计算机22使用通过会聚离子束和电子束照射所获得的各图像数据识别在上述的步骤S020中存储的试样片Q的移置位置(步骤S210)。计算机22执行柱状部34的模板匹配。计算机22为了确认梳齿形状的试样台33的多个柱状部34中的出现在观察视野区域内的柱状部34是预先指定的柱状部34而实施模板匹配。计算机22使用预先在制成柱状部34的模板的工序(步骤S020)中制成的每个柱状部34的模板来与通过会聚离子束和电子束各自的照射所获得的各图像数据实施模板匹配。

另外，计算机22在使载台12移动之后实施的每个柱状部34的模板匹配中，对是否在柱状部34上发现了缺失等问题进行判定(步骤S215)。在柱状部34的形状上发现了问题的情况下(不好)，将供试样片Q移置的柱状部34变更为发现了问题的柱状部34的相邻的柱状部34，对于该柱状部34也要决定进行模板匹配的移置的柱状部34。如果在柱状部34的形状上没有问题，则转移到下一步骤S220。

另外，计算机22也可以从规定的区域(至少包含柱状部34在内的区域)的图像数据中提取出边缘(轮廓)，并将该边缘图案作为模板。另外，计算机22在从规定区域(至少包含柱状部34在内的区域)的图像数据中无法提取出边缘(轮廓)的情况下，再次获取图像数据。也可以将所提取的边缘显示在显示装置21上，与观察视野区域内的基于会聚离子束的图像或基于电子束的图像进行模板匹配。

在该柱状部形状判定(步骤S215)中，计算机22在柱状部34的图像识别等处理中发生异常、或起因于柱状部34的变形、破损、以及缺失等而无法正常实施每个柱状部34的模板匹配的情况下，产生错误信号。计算机22例如在从图像数据中无法识别出柱状部34的情况或无法提取出柱状部34的边缘(轮廓)的情况下，再次获取图像数据，尝试从新的图像数据中识别柱状部34或提取边缘(轮廓)。然后，在从新的图像数据中也无法进行柱状部34的识别或边缘(轮廓)的提取的情况下，产生错误信号。该错误信号使后述的错误处理自动地启动，在该时刻对与针18连接的试样片Q停止此后的处理(即在正常时执行的步骤S220以后的处理)的执行，并且执行从针18的灭失处理。

计算机22通过载台驱动机构13来驱动载台12，以使得通过电子束的照射而识别出的安装位置和通过会聚离子束的照射而识别出的安装位置一致。计算机22通过载台驱动机构13来驱动载台12，以使得试样片Q的安装位置U与视野区域的视野中心(加工位置)一致。

接下来，计算机22进行作为使与针18连接的试样片Q与试样片支架P接触的处理的以下的步骤S220～步骤S250的处理。

首先，计算机22对针18的位置进行识别(步骤S220)。计算机22通过向针18照射带电粒子束来检测流入针18的吸收电流，生成吸收电流图像数据。计算机22通过会聚离子束照射和电子束照射来获取各吸收电流图像数据。计算机22使用来自两个不同的方向的各吸收电流图像数据来检测三维空间下的针18的前端位置。

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

接下来，计算机22执行试样片架置工序。首先，计算机22为了准确地识别与针18连接的试样片Q的位置而实施模板匹配。计算机22使用预先在针18和试样片Q的模板制成工序(步骤S170)中制成的相互连接的针18和试样片Q的模板，在通过会聚离子束和电子束各自的照射所获得的各图像数据中实施模板匹配。

另外，计算机22在该模板匹配中从图像数据的规定的区域(至少包含针18和试样片Q在内的区域)提取边缘(轮廓)时，将所提取的边缘显示在显示装置21上。另外，计算机22在模板匹配中无法从图像数据的规定的区域(至少包含针18和试样片Q在内的区域)提取边缘(轮廓)的情况下，再次获取图像数据。

然后，计算机22在通过会聚离子束和电子束各自的照射所获得的各图像数据中根据使用了相互连接的针18和试样片Q的模板、作为试样片Q的安装对象的柱状部34的模板的模板匹配来计测试样片Q和柱状部34之间的距离。

然后，计算机22最终仅通过在与载台12平行的平面内的移动来将试样片Q移置到作为试样片Q的安装对象的柱状部34上。

在该模板匹配的处理中，计算机22在规定的区域(至少包含针18和试样片Q在内的区域)的图像识别等处理中发生异常的情况下，产生错误信号。计算机22例如在从图像数据中无法提取出边缘(轮廓)的情况下，再次获取图像数据，尝试从新的图像数据中提取边缘(轮廓)。然后，在新的图像数据中也无法提取出边缘(轮廓)的情况下，产生错误信号。该错误信号使后述的错误处理自动地启动，在该时刻对与针18连接的试样片Q停止此后的处理(即在正常时执行的步骤S230以后的处理)的执行，并且执行从针18的灭失处理。

在该试样片架置工序中，首先，计算机22执行通过针驱动机构19使针18移动的针移动(步骤S230)。计算机22在通过会聚离子束和电子束各自的照射所获得的各图像数据中根据使用了针18和试样片Q的模板、柱状部34的模板的模板匹配来计测试样片Q与柱状部34之间的距离。计算机22根据所计测的距离使针18以朝向试样片Q的安装位置的方式在三维空间内移动。

在该模板匹配(步骤S230)中，计算机22在起因于在各图像数据的图像识别等处理中发生异常而无法正常地计测试样片Q和柱状部34之间的距离的情况下，产生错误信号。计算机22例如在从各图像数据中无法识别出试样片Q和柱状部34的情况下，再次获取图像数据，尝试从新的图像数据中识别试样片Q和柱状部34。然后，在新的图像数据中也无法识别出试样片Q和柱状部34的情况下，产生错误信号。该错误信号使后述的错误处理自动地启动，在该时刻对与针18连接的试样片Q停止此后的处理(即在正常时执行的步骤S240以后的处理)的执行，并且执行从针18的灭失处理。

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

即使在该空隙L2为500nm以上的情况下也能够连接，但基于沉积膜的柱状部34和试样片Q的连接所需的时间长至规定值以上，因而不优选1μm。该空隙L2越小则基于沉积膜的柱状部34和试样片Q的连接所需的时间越短，但不接触是重要的。

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

计算机22在通过检测柱状部34与针18之间的导通、或柱状部34和针18的吸收电流图像而将试样片Q移置到柱状部34上之后，检测有无试样片Q和针18的切离。

另外，计算机22在无法检测柱状部34与针18之间的导通的情况下，以检测柱状部34和针18的吸收电流图像的方式切换处理。

另外，计算机22在无法检测柱状部34与针18之间的导通的情况下，也可以停止该试样片Q的移置，将该试样片Q从针18切离，执行后述的针修整(trimming)工序。

接下来，计算机22进行将与针18连接的试样片Q与柱状部34连接的处理(步骤S250)。图21、图22分别是提高了图18、图19中的观察倍率的图像的示意图。计算机22以像图21那样使试样片Q的一边和柱状部34的一边位于一条直线上并且像图22那样使试样片Q的上端面和柱状部34的上端面位于同一面内的方式使它们接近，在空隙L2为规定的值时停止针驱动机构19。计算机22在具有空隙L2而停止在试样片Q的安装位置上的状况下，在图21的基于会聚离子束的图像中，以包含柱状部34的端部的方式设定沉积用的加工框R2。计算机22通过气体提供部17向试样片Q和柱状部34的表面提供气体并且在规定时间内向包含加工框R2在内的照射区域照射会聚离子束。通过该操作，在会聚离子束照射部上形成有沉积膜，空隙L2被填满从而试样片Q与柱状部34连接。计算机22在通过沉积而将试样片Q固定在柱状部34上的工序中，在检测到柱状部34与针18之间的导通的情况下结束沉积。

计算机22进行试样片Q与柱状部34的连接已完成的判定(步骤S255)。步骤S255例如如下进行。预先在针18与载台12之间设置电阻表，检测两者的导通。在两者离开(存在空隙L2)时电阻为无限大，但是，两者被导电性的沉积膜覆盖，随着空隙L2被填满两者间的电阻值逐渐降低，确认了为预先确定的抵抗值以下而判断为电连接。另外，根据事先的研究，在两者间的抵抗值达到预先确定的抵抗值时沉积膜具有力学上足够的强度，可以判定为试样片Q与柱状部34充分连接。

另外，要进行检测的不限于上述的电阻，只要能够计测电流或电压等柱状部与试样片Q之间的电特性即可。另外，如果在预先确定的时间内未满足预先确定的电特性(电阻值、电流值、电势等)，则计算机22延长沉积膜的形成时间。另外，计算机22可以预先求出柱状部34与试样片Q之间的空隙L2、照射射束条件、针对沉积膜用的气体种类能够形成最佳的沉积膜的时间，并存储该沉积形成时间，在规定的时间内停止沉积膜的形成。

计算机22在确认了试样片Q与柱状部34的连接的时刻停止气体提供和会聚离子束照射。图23示出了该情形，是示出在基于本发明的实施方式的带电粒子束装置10的会聚离子束的图像数据中将与针18连接的试样片Q与柱状部34连接的沉积膜DMl的图。

另外，在步骤S255中，计算机22也可以通过检测针18的吸收电流的变化来判定基于沉积膜DMl的连接状态。

计算机22也可以在根据针18的吸收电流的变化而判定为试样片Q和柱状部34通过沉积膜DMl来连接的情况下，无论是否经过规定时间均停止沉积膜DMl的形成。如果能够确认连接完成，则转移到下一步骤S260，如果连接未完成，则在预先确定的时间内停止会聚离子束照射和气体提供，通过会聚离子束来切断将试样片Q和针18连接起来的沉积膜DM2，从而针前端的试样片Q被废弃。转移到使针退避的动作(步骤S270)。

接下来，计算机22进行切断将针18和试样片Q连接起来的沉积膜DM2从而将试样片Q和针18分离的处理(步骤S260)。

上述图23示出了该情形，是示出通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的会聚离子束所获得的图像数据中的、用于切断将针18和试样片Q连接起来的沉积膜DM2的切断加工位置T2的图。计算机22将从柱状部34的侧面离开规定的距离(即从柱状部34的侧面到试样片Q的空隙L2和试样片Q的大小L3的和)L和针18与试样片Q之间的空隙的规定的距离Ll(参照图23)的一半的和(L+Ll/2)的位置设定为切断加工位置T2。另外，也可以将切断加工位置T2设为离开规定的距离L和针18与试样片Q之间的空隙的规定的距离Ll的和(L+Ll)的位置。在该情况下，残留在针前端的沉积膜DM2(碳沉积膜)变小，针18的清洁(后述)作业的机会变少，因而对于连续自动采样来说是优选的。

计算机22在规定的时间内通过向切断加工位置T2照射会聚离子束能够将针18从试样片Q分离。计算机22在规定的时间内通过向切断加工位置T2照射会聚离子束而仅切断沉积膜DM2，不会切断针18从而将针18从试样片Q分离。在步骤S260中，仅切断沉积膜DM2是重要的。由此，由于1次设置的针18能够长时间、不更换地重复使用，因此能够无人且连续地重复进行自动采样。图24示出了该情形，是示出本发明的实施方式的带电粒子束装置10中的基于会聚离子束的图像数据的针18从试样片Q切离的状态的图。在针前端带有沉积膜DM2的残渣。

计算机22通过检测试样片支架P与针18之间的导通来判定针18是否从试样片Q切离(步骤S265)。计算机22在切断加工结束之后，即在为了将切断加工位置T2处的针18与试样片Q之间的沉积膜DM2切断而进行了规定的时间的会聚离子束照射之后也检测到试样片支架P与针18之间的导通的情况下，判定为针18未从试样台33切离。计算机22在判定为针18未从试样片支架P切离的情况下，通过将该针18和试样片Q的分离未完成的事实显示在显示装置21上或警报音来通知给操作者。然后，停止此后的处理的执行。另一方面，计算机22在未检测到试样片支架P与针18之间的导通的情况下，判定为针18从试样片Q切离，继续此后的处理的执行。

接下来，计算机22进行针退避的处理(步骤S270)。计算机22通过针驱动机构19使针18从试样片Q远离规定的距离。例如向铅垂方向上方即Z方向的正方向上升2mm、3mm等。图25和图26示出了该情形，分别是示出使针18从试样片Q向上方退避的状态的基于本发明的实施方式的带电粒子束装置10的会聚离子束的图像的示意图(图25)、基于电子束的图像的示意图(图26)。

接下来，做出是否接着从相同的试样S的不同地方继续采样的判断(步骤S280)。由于应该采样的个数的设定在步骤S0l0中事先登记，因此计算机22确认该数据而判断下一步骤。在继续进行采样的情况下，返回到步骤S030，像上述那样继续后续的处理而执行采样作业，在不继续进行采样的情况下，结束一系列的流程。

另外，步骤S050的针的模板制成也可以在步骤S280之后进行。由此，在下一个采样所具有的步骤中，在进行下一个采样时不需要在步骤S050中进行，从而能够简化工序。

以下，对因上述的错误信号而启动的错误处理进行说明。图27是错误处理的流程图。

首先，计算机22对是否检测到错误信号进行判定(步骤S310)。计算机22在未检测到错误信号的情况下(步骤S310的NG(不好)的一侧)，重复进行步骤S310的判定处理。另一方面，计算机22在检测到错误信号的情况下(步骤S310的OK(好)的一侧)，将处理前进到步骤S320。

接下来，计算机22通过一边扫描会聚离子束一边照射到与针18连接的试样片Q而生成吸收电流图像数据，在该吸收电流图像数据中识别出试样片Q的边缘(轮廓)(步骤S320)。图28是示出在通过会聚离子束所获得的吸收电流图像数据中提取出的、边缘(粗实线显示)的一例的图。计算机22例如在吸收电流图像数据中提取出从试样片Q的上部(即图1所示的Z方向的端部)的中心观察与连接着针18的端部41相反的一侧的端部42的边缘42a。

接下来，计算机22使针18移动，以使得在吸收电流图像数据中提取出的试样片Q的边缘42a的位置与会聚离子束的视野中心位置Cl一致(步骤S330)。图29是示出在通过会聚离子束所获得的吸收电流图像数据中通过针18的移动使试样片Q的边缘42a移动到会聚离子束的视野中心位置Cl的状态的图。由此，计算机22对试样片Q在图1所示的XY平面内的位置进行调整。

接下来，计算机22通过一边扫描电子束一边照射到与针18连接的试样片Q而生成二次电子的图像数据，在该图像数据中识别出试样片Q的边缘(轮廓)(步骤S340)。图30是示出在通过电子束所获得的图像数据中提取出的、边缘(粗实线显示)的一例的图。计算机22例如在通过电子束所获得的图像数据中提取出从试样片Q的上部(即图1所示的Z方向的端部)的中心观察与连接着针18的端部41相反的一侧的端部42的边缘42b。

接下来，计算机22使针18移动，以使得在通过电子束所获得的图像数据中提取出的、试样片Q的边缘42b的位置与电子束的视野中心位置C2一致(步骤S350)。电子束的视野中心位置C2和会聚离子束的视野中心位置Cl在图1所示的X轴、Y轴、以及Z轴的三维空间中是相同的位置。由此，计算机22主要对试样片Q在图1所示的Z方向上的位置进行调整。

接下来，计算机22再次通过一边扫描会聚离子束一边照射到与针18连接的试样片Q而生成吸收电流图像数据，在该吸收电流图像数据中识别出试样片Q的边缘(轮廓)(步骤S360)。计算机22例如在吸收电流图像数据中提取出从试样片Q的上部(即图1所示的Z方向的端部)的中心观察与连接着针18的端部41相反的一侧的端部42的边缘42a。

计算机22再次使针18移动，以使得在吸收电流图像数据中提取出的试样片Q的边缘42a的位置与会聚离子束的视野中心位置Cl一致(步骤S370)。由此，计算机22对试样片Q在图1所示的XY平面内的位置进行微调。

接下来，计算机22从配置有试样片Q的边缘42a的会聚离子束的视野中心位置Cl向针18侧的区域设定规定的限制视野，通过向包含该限制视野在内的照射区域照射会聚离子束使试样片Q灭失(步骤S380)。

计算机22例如设定多个用于限制照射会聚离子束的区域的限制视野，通过依次使用多个限制视野而分阶段照射会聚离子束使试样片Q灭失。

首先，计算机22例如从会聚离子束的视野中心位置Cl设定第一限制视野43，以使其包含试样片Q并且不包含针18的前端，向包含该第一限制视野43在内的照射区域照射相对大电流的会聚离子束。图31是示出在通过会聚离子束所获得的图像数据中从视野中心位置Cl朝向针18侧设定的第一限制视野43(粗虚线显示)的一例的图。计算机22例如根据预先存储的试样片Q的尺寸的数据来设定包含试样片Q并且不包含针18的前端那样大小的第一限制视野43。

接下来，计算机22例如设定第二限制视野44，以使得在从会聚离子束的视野中心位置Cl向针18侧离开规定的距离的位置上不包含针18的前端，向包含该第二限制视野44在内的照射区域照射相对小电流的会聚离子束。图32示出在通过会聚离子束所获得的图像数据中设定在从视野中心位置Cl向针18侧离开规定的距离的位置上的第二限制视野44(粗虚线显示)的一例的图。计算机22例如根据预先存储的试样片Q的尺寸的数据来设定比第一限制视野43小的第二限制视野44，以使其以视野中心位置Cl为基准，包含比第一限制视野43还接近针18的区域并且不包含针18的前端。

图33和图34是示出在通过会聚离子束所获得的图像数据中依次使用第一限制视野43和第二限制视野44而分阶段照射会聚离子束使试样片Q灭失后的针18的前端部的一例的图。图33是示出在针18的前端残留有沉积膜DM2的残渣的状态的图，图34是示出在针18的前端未残留沉积膜DM2的残渣的状态的图。

计算机22在步骤S380的灭失处理的执行之后，将处理前进到步骤S280。另外，计算机22在错误处理的执行之后将处理前进到步骤S280的情况下，也可以像后述的第一变形例那样根据需要而实施针18的清洁。如后所述，计算机22例如在残留在针18的前端的沉积膜DM2的残渣比规定的大小大的情况下，实施针18的清洁。

另外，计算机22根据预先存储的试样片Q的尺寸的数据来设定第一限制视野43和第二限制视野44，但不限定于此。计算机22例如也可以根据从通过会聚离子束所获得的图像数据中提取的试样片Q的边缘来把握试样片Q的大小，从而使用该试样片Q的大小来设定第一限制视野43和第二限制视野44。另外，计算机22例如也可以一边使用根据从试样片Q的图像提取的边缘来把握的试样片Q的大小的信息来校正预先存储的试样片Q的尺寸的数据一边设定第一限制视野43和第二限制视野44。

另外，不限于第一限制视野43和第二限制视野44，计算机22也可以设定三个以上的限制视野，从设定在远离针18的区域中的限制视野依次切换到设定在接近针18的区域中的限制视野并照射会聚离子束。

以上，一系列的自动采样动作结束。

另外，上述的从开始到结束的流程只是一例，只要整个流程不出现故障，则也可以进行步骤的调换或跳过。

计算机22通过从上述的开始到结束连续动作，能够无人地执行采样动作。通过上述的方法，能够重复进行试样采样而不必更换针18，因此能够使用相同的针18来连续采样多个试样片Q。

由此，带电粒子束装置10在从试样S将试样片Q分离和取出时不必进行相同的针18的成形，进而能够重复使用针18自身而不必更换，从而能够从一个试样S自动地制作出多个试样片Q。能够执行采样而不必实施以往那样的操作者的手动操作。

如上所述，根据本发明的实施方式的带电粒子束装置10，由于在将针18所保持的试样片Q移置到试样片支架P的柱状部34上时的异常时使试样片Q灭失，因此能够适当地转移到新的试样片Q的采样等下一工序。在根据图像对柱状部34的形状好坏进行判定时无法提取柱状部34的边缘的情况下，即使在起因于柱状部34的变形、破损、以及缺失等而无法正常地实施柱状部34的模板匹配的情况等的异常时，也能够防止中断向下一工序的转移。由此，能够自动且连续地执行取出通过会聚离子束对试样S的加工而形成的试样片Q并移置到试样片支架P上的采样动作。

并且，由于计算机22设定用于限制在通过会聚离子束的照射使试样片Q灭失时照射会聚离子束的区域的多个限制视野，因此能够以分阶段接近针18接近的方式切换多个限制视野，从而能够防止针18因会聚离子束的照射而损伤。

并且，由于计算机22将多个限制视野中的接近针18的限制视野设定为与远离针18的限制视野相比相对较小，将针对接近针18的限制视野的会聚离子束的射束强度设定为与针对远离针18的限制视野的射束强度相比相对较弱，因此能够防止针18损伤。

并且，由于计算机22根据试样片Q的基准位置、从预先已知的信息或图像获取的试样片Q的大小来设定多个限制视野，以使得不包含针18，因此能够防止针18因会聚离子束的照射而损伤。

并且，由于计算机22在通过会聚离子束的照射使试样片Q灭失时使试样片Q的边缘42a、42b的位置等基准位置于视野中心位置Cl、C2一致，因此能够容易进行高倍率下的观察和加工。

并且，由于计算机22以至少从试样片支架P、针18、以及试样片Q直接获取的模板为基础对会聚离子束照射光学***14、电子束照射光学***15、载台驱动机构13、针驱动机构19、以及气体提供部17进行控制，因此能够使将试样片Q移置到试样片支架P上的动作适当地自动化。

并且，由于在至少在试样片支架P、针18、以及试样片Q的背景中没有结构物的状态下根据通过带电粒子束的照射而获取的二次电子图像、或吸收电流图像来制成模板，因此能够提高模板的可靠性。由此，能够提高使用了模板的模板匹配的精度，从而能够以通过模板匹配而获得的位置信息为基础高精度地将试样片Q移置到试样片支架P上。

并且，在以成为至少在试样片支架P、针18、以及试样片Q的背景中没有结构物的状态的方式进行指示时，在实际上未按照指示的情况下，至少对试样片支架P、针18、以及试样片Q的位置进行初始化，因此能够使各驱动机构13、19恢复到正常状态。

并且，由于制成与将试样片Q移置到试样片支架P上时的姿势对应的模板，因此能够提高移置时的位置精度。

并且，由于根据至少使用了试样片支架P、针18、以及试样片Q的模板的模板匹配来计测相互间的距离，因此能够进一步提高移置时的位置精度。

并且，由于在无法对至少试样片支架P、针18、以及试样片Q各自的图像数据中的规定区域提取边缘的情况下再次获取图像数据，因此能够准确地制成模板。

并且，由于最终仅通过与载台12平行的平面内的移动来将试样片Q移置到预先确定的试样片支架P的位置，因此能够适当地实施试样片Q的移置。

并且，由于在模板的制成之前对保持在针18的试样片Q进行整形加工，因此能够提高模板制成时的边缘提取的精度并且能够确保适于之后执行的精加工的试样片Q的形状。并且，由于根据距针18的距离来设定整形加工的位置，因此能够高精度地实施整形加工。

并且，在以使保持试样片Q的针18为规定的姿势的方式进行旋转时，能够通过偏心校正来校正针18的位置偏移。

另外，根据本发明的实施方式的带电粒子束装置10，计算机22通过检测针18相对于形成试样片Q时的基准标记Ref的相对位置，能够把握试样片Q与针18的相对位置关系。计算机22通过逐次检测针18相对于试样片Q的位置的相对位置，能够将针18在三维空间内适当地(即不与其他部件或设备等接触)驱动。

并且，计算机22通过使用从至少两个不同的方向获取的图像数据能够高精度地把握针18在三维空间内的位置。由此，计算机22能够将针18三维地适当驱动。

并且，由于计算机22预先将在使针18移动之前实际生成的图像数据作为模板(基准图像数据)，因此不管针18的形状如何均能够进行匹配精度较高的模板匹配。由此，计算机22能够高精度地把握针18在三维空间内的位置，从而能够将针18在三维空间内适当地驱动。并且，由于计算机22在使载台12退避而在针18的背景中没有复杂的结构物的状态下获取各图像数据、或吸收电流图像数据，因此能够获取能够排除背景(背景)的影响从而明确地把握针18的形状的模板。

并且，由于计算机22不使针18和试样片Q接触而通过沉积膜来连接，因此能够防止在之后的工序中在针18和试样片Q分离时针18被切断。并且，即使在发生针18的振动的情况下，也能够抑制该振动传递给试样片Q。并且，即使在发生试样S的蠕变现象所引起的试样片Q的移动的情况下，也能够抑制在针18与试样片Q之间产生过量的应变。

并且，计算机22在通过基于会聚离子束照射的飞溅加工来切断试样S与试样片Q的连接的情况下，能够通过检测有无试样S与针18之间的导通确认实际上切断是否完成。

并且，由于计算机22通知试样S与试样片Q的实际分离未完成，因此即使在该工序之后自动执行的一系列的工序的执行中断的情况下，也能够使装置的操作者容易识别该中断的原因。

并且，计算机22在检测到试样S与针18之间的导通的情况下，判断为试样S与试样片Q的连接切断实际上未完成，准备该工序之后的针18的退避等驱动，切断试样片Q与针18的连接。由此，计算机22能够防止随着针18的驱动的试样S的位置偏移或针18的破损等不良情况的发生。

并且，计算机22可以检测有无试样片Q与针18之间的导通，在确认了试样S与试样片Q的连接切断实际上完成之后驱动针18。由此，计算机22能够防止随着针18的驱动的试样片Q的位置偏移或针18或试样片Q的破损等不良情况的发生。

并且，由于计算机22针对连接着试样片Q的针18将实际的图像数据作为模板，因此不管与试样片Q连接的针18的形状如何均能够进行匹配精度较高的模板匹配。由此，计算机22能够高精度把握与试样片Q连接的针18的三维空间内的位置，从而能够将针18和试样片Q在三维空间内适当地驱动。

并且，由于计算机22使用已知的试样台33的模板来提取构成试样台33的多个柱状部34的位置，因此能够在针18的驱动之前确认适当状态的试样台33是否存在。

并且，计算机22根据连接着试样片Q的针18到达照射区域内前后前后的吸收电流的变化，能够间接地高精度地把握针18和试样片Q到达移动目标位置附近。由此，计算机22能够使针18和试样片Q停止而不与存在于移动目标位置的试样台33等其他部件接触，从而能够防止发生起因于接触的损伤等不良情况。

并且，由于计算机22在通过沉积膜来连接试样片Q和试样台33的情况下，检测有无试样台33与针18之间的导通，因此能够高精度地确认实际上试样片Q和试样台33的连接是否完成。

并且，计算机22能够检测有无试样台33与针18之间的导通，在确认试样台33与试样片Q的连接实际完成之后，切断试样片Q与针18的连接。

并且，计算机22通过使实际的针18的形状与理想的基准形状一致，从而在三维空间内驱动针18时等，能够通过图案匹配而容易识别针18，从而能够高精度地检测针18在三维空间内的位置。

以下，对上述实施方式的第一变形例进行说明。

在上述的实施方式中，由于针18不接受会聚离子束照射而不缩小化或变形，因此不进行针前端的成形或针18的更换，但是计算机22也可以按自动采样的动作重复执行的情况下的适当的定时，例如重复执行的次数为预先确定的次数执行针前端的碳沉积膜的去除加工(在本说明书中也称为针18的清洁)。例如，每自动采样10次进行一次清洁。以下，对实施该针18的清洁的判断方法进行说明。

作为第一方法，首先，在实施自动采样之前，或定期地在背景中没有复杂的结构的位置上获取基于电子束照射的针前端的二次电子图像。二次电子图像能够清楚地确认到附着在针前端的碳沉积膜。将该二次电子图像存储在计算机22中。

接下来，不使针18移动，而以相同的视野、相同的观察倍率获取针18的吸收电流图像。在吸收电流图像中无法确认碳沉积膜，仅能够识别针18的形状。该吸收电流图像也存储在计算机22中。

这里，根据二次电子图像对吸收电流图像进行减法处理，由此消除了针18，使从针前端突出的碳沉积膜的形状明显化。当该明显化的碳沉积膜的面积超过预先确定的面积时，以不切削针18的方式通过会聚离子束照射来清洁碳沉积膜。此时，碳沉积膜只要为上述的预先确定的面积以下则也可以残留。

接下来，作为第二方法，也可以不是上述明显化的碳沉积膜的面积而是在针18的轴向(长度方向)上的碳沉积膜的长度超过预先确定的长度时判断为针18的清洁时期。

并且，作为第三方法，记录存储在上述计算机中的二次电子图像中的碳沉积膜前端在图像上的坐标。另外，存储在上述计算机22中存储的吸收电流图像中的针前端在图像上的坐标。这里，能够根据碳沉积膜的前端坐标、针18的前端坐标来计算出碳沉积膜的长度。也可以将该长度超过预先确定的值时判断为针18的清洁时期。

并且，作为第四方法，也可以事先制成包含预先认为是最佳的碳沉积膜在内的针前端形状的模板，与重复进行多次采样后的针前端的二次电子图像重合，利用会聚离子束来删除从该模板伸出的部分。

并且，作为第五方法，也可以不是上述明显化的碳沉积膜的面积，而是将针18的前端的碳沉积膜的厚度超过预先确定的厚度时判断为针18的清洁时期。

这些清洁方法例如只要在图20中的步骤S280之后进行即可。

另外，清洁是通过上述的方法等来实施的，但在通过清洁也未形成为预先确定的形状的情况下、在预先确定的时间内无法进行清洁的情况下、或者按预先确定的期间，也可以更换针18。在更换针18之后，上述的处理流程也不变更，与上述同样地执行保存针前端形状等步骤。

以下，对上述实施方式的第二变形例进行说明。

在上述的实施方式中，计算机22在错误处理中提取试样片Q的边缘42a、42b，但不限定于此。计算机22也可以提取试样片Q的边缘42a、42b以外的其他位置，并使该位置与会聚离子束的视野中心位置Cl和电子束的视野中心位置C2一致。

例如，计算机22也可以根据使用了预先制成的模板的模板匹配、试样片Q的尺寸的信息来把握试样片Q的中心位置等基准位置，并使该基准位置与会聚离子束的视野中心位置Cl和电子束的视野中心位置C2一致。

以下，对上述实施方式的第三变形例进行说明。

在上述的实施方式中，计算机22在错误处理中的试样片Q的灭失处理(步骤S380)中，通过将会聚离子束照射到与针18连接的试样片Q来使试样片Q灭失，但不限定于此。

计算机22也可以以如下方式对针驱动机构19进行控制：通过使与针18连接的试样片Q与试样室11内的障碍物碰撞而使将针18和试样片Q连接起来的沉积膜DM2断裂，使试样片Q从针18分离。试样室11内的障碍物例如是固定在载台12上的试样S、保持在支架固定台12a上的试样片支架P等。计算机22在使沉积膜DM2断裂之后，也可以像上述的第一变形例那样根据需要实施针18的清洁。另外，从针18分离的试样片Q例如通过对试样室11内进行排气的排气装置(省略图示)而排出到试样室11的外部。

以下，对上述实施方式的第四变形例进行说明。

在上述的实施方式中，针驱动机构19与载台12一体设置，但不限定于此。针驱动机构19也可以与载台12独立地设置。针驱动机构19例如也可以通过固定在试样室11等而相对于载台12的倾斜驱动等独立地设置。

以下，对上述实施方式的第五变形例进行说明。

在上述的实施方式中，会聚离子束照射光学***14将光轴设为铅垂方向，电子束照射光学***15将光轴设为相对于铅垂倾斜的方向，但不限定于此。例如，也可以是，会聚离子束照射光学***14将光轴设为相对于铅垂倾斜的方向，电子束照射光学***15将光轴设为铅垂方向。

以下，对上述实施方式的第六变形例进行说明。

在上述实施方式中，作为带电粒子束照射光学***而采用有会聚离子束照射光学***14和电子束照射光学***15的能够照射两种射束的结构，但不限定于此。例如，也可以采用没有电子束照射光学***15而仅有设置在铅垂方向上的会聚离子束照射光学***14的结构。在该情况下所使用的离子为负电荷的离子。

在上述的实施方式中，在上述几个步骤中，对试样片支架P、针18、试样片Q等从不同的方向照射电子束和会聚离子束，获取基于电子束的图像和基于会聚离子束的图像，把握试样片支架P、针18、试样片Q等的位置和位置关系，但也可以仅搭载有会聚离子束照射光学***14，仅通过会聚离子束的图像来进行。以下，对该实施例进行说明。

例如，在步骤S220中，在把握了试样片支架P与试样片Q的位置关系的情况下，在载台12的倾斜为水平的情况下、或以确定的倾斜角从水平倾斜的情况下，以使试样片支架P和试样片Q这两者进入同一视野的方式获取基于会聚离子束的图像，根据这两个图像能够把握试样片支架P与试样片Q的三维位置关系。如上所述，由于针驱动机构19能够与载台12一体地水平垂直移动、倾斜，因此无论载台12为水平、倾斜均能够保持试样片支架P与试样片Q的相对位置关系。因此，即使带电粒子束照射光学***仅是会聚离子束照射光学***14这一个，也能够从不同的两个方向观察、加工试样片Q。

同样地，只要在步骤S020中的试样片支架P的图像数据的登记、步骤S040中的针位置的识别、步骤S050中的针的模板(基准图像)的获取、步骤S170中的连接着试样片Q的针18的基准图像的获取、步骤S210中的试样片Q的安装位置的识别、步骤S250中的针移动停止中也可以同样地进行即可。

另外，在步骤S250中的试样片Q与试样片支架P的连接中，在载台12处于水平状态下从试样片支架P和试样片Q的上端面形成沉积膜而进行连接，并且，能够从载台12倾斜而从不同的方向形成沉积膜，从而能够实现可靠的连接。

以下，对上述实施方式的第七变形例进行说明。

在上述的实施方式中，作为自动采样的动作，计算机22自动地执行步骤S0l0至步骤S280的一系列的处理，但不限定于此。计算机22也可以以如下方式进行切换：通过操作者的手动操作来执行步骤S0l0至步骤S280中的至少任意一个处理。

另外，计算机22在对多个试样片Q执行自动采样的动作的情况下，也可以每当在试样S上形成有多个取出之前的试样片Q中的任意一个时对该一个取出之前的试样片Q执行自动采样的动作。另外，计算机22也可以在试样S上形成有多个取出之前的所有试样片Q之后，对多个取出之前的试样片Q分别连续地执行自动采样的动作。

以下，对上述实施方式的第八变形例进行说明。

在上述的实施方式中，计算机22使用已知的柱状部34的模板来提取柱状部34的位置，但作为该模板也可以使用预先根据实际的柱状部34的图像数据而制成的基准图案。另外，计算机22也可以将在形成试样台33的自动加工的执行时制成的图案作为模板。

另外，在上述的实施方式中，计算机22也可以使用在柱状部34的制成时通过带电粒子束的照射而形成的基准标记Ref来把握试样台33的位置与针18的位置的相对关系。计算机22通过逐次检测针18相对于试样台33的位置的相对位置，能够将针18在三维空间内适当地(即不与其他部件或设备等接触)驱动。

以下，对上述实施方式的第九变形例进行说明。

在上述的实施方式中，也可以如下进行使试样片Q与试样片支架P连接的从步骤S220到步骤S250的处理。即，是如下处理：根据试样片支架P的柱状部34和试样片Q的图像求出它们的位置关系(彼此的距离)，以使它们的距离为目的的值的方式使针驱动机构19进行动作。

在步骤S220中，计算机22从基于电子束和会聚离子束的针18、试样片Q、柱状部34的二次粒子图像数据或吸收电流图像数据中识别出它们的位置关系。图35和图36是示意性地示出柱状部34与试样片Q的位置关系的图，图35以通过会聚离子束照射所获得的图像为基础，图36以通过电子束照射所获得的图像为基础。从这些图中计测柱状部34与试样片Q的相对位置关系。像图35那样以柱状部34的一角(例如侧面34a)为原点确定垂直三轴坐标(与载台12的三轴坐标不同的坐标)，作为柱状部34的侧面34a(原点)与试样片Q的基准点Qc的距离，从图35中测定距离DX、DY。

另一方面，从图36中求出距离DZ。但是，若相对于电子束光学轴和会聚离子束轴(铅垂)倾斜了角度θ(其中，0°＜θ≦90°)，则柱状部34与试样片Q在Z轴方向上的实际距离为DZ/sinθ。

接下来，使用图35、图36来说明试样片Q相对于柱状部34的移动停止位置关系。

使柱状部34的上端面(端面)34b和试样片Q的上端面Qb为同一面，并且使柱状部34的侧面和试样片Q的截面为同一面，而且，成为柱状部34与试样片Q之间具有约0.5μm的空隙的位置关系。即，通过以使DX＝0、DY＝0.5μm、DZ＝0的方式使针驱动机构19进行动作，能够使试样片Q到达作为目标的停止位置。

另外，在电子束光学轴和会聚离子束光学轴处于垂直(θ＝90°)关系的结构中，通过电子束来计测的柱状部34与试样片Q的距离DZ的测定值为实际的两者距离。

以下，对上述实施方式的第十变形例进行说明。

在上述的实施方式中的步骤S230中，以使根据图像来计测针18而得的柱状部34与试样片Q的间隔为目标的值的方式使针驱动机构19进行动作。

在上述的实施方式中，也可以如下进行使试样片Q与试样片支架P连接的从步骤S220到步骤S250的处理。即，是如下处理：预先确定试样片Q安装到试样片支架P的柱状部34的安装位置作为模板，以使试样片Q的图像图案匹配到该位置的方式使针驱动机构19进行动作。

对表示试样片Q相对于柱状部34的移动停止位置关系的模板进行说明。使柱状部34的上端面34b和试样片Q的上端面Qb为同一面，并且使柱状部34的侧面和试样片Q的截面为同一面，而且，成为在柱状部34与试样片Q之间具有约0.5μm的空隙的位置关系。关于这样的模板，可以从供实际的试样片支架P或试样片Q固定的针18的二次粒子图像或吸收电流图像数据中提取出轮廓(边缘)部而制成线条，也可以根据设计附图、CAD附图而制成为线条。

将制成的模板中的柱状部34与基于实时的电子束和会聚离子束的柱状部34的图像重叠并进行显示，并向针驱动机构19发出动作的指示，由此试样片Q朝向模板上的试样片Q的停止位置移动(步骤S230)。当确认基于实时的电子束和会聚离子束的图像与预先确定的模板上的试样片Q的停止位置重叠时，进行针驱动机构19的停止处理(步骤S240)。这样，能够使试样片Q准确地移动到相对于预先确定的柱状部34的停止位置关系。

另外，作为上述的步骤S230至步骤S250的处理的另一方式，也可以如下进行。从二次粒子图像或吸收电流图像数据中提取出的边缘部的线条仅限定于两者的位置对准所需的最低限度的部分。图37示出了其一个例子，示出了柱状部34、试样片Q、轮廓线(虚线显示)、提取出的边缘(粗实线显示)。柱状部34和试样片Q的所关注的边缘分别是相对的边缘34S、Qs、以及柱状部34和试样片Q的各上端面34b、Qb的边缘34t、Qt的一部分。对于柱状部34用线段35a和35b，对于试样片Q用线段36a和36b，各线段用各边缘的一部分就足够了。根据这样的各线段，例如作为T字形状的模板。通过使载台驱动机构13或针驱动机构19进行动作而使对应的模板移动。关于这些模板35a、35b和36a、36b，能够根据相互的位置关系来把握柱状部34和试样片Q的间隔、平行度、两者的高度，从而能够容易使两者对准。图38示出了与预先确定的柱状部34和试样片Q的位置关系对应的模板的位置关系，线段35a和36a为预先确定的间隔的平行，并且处于线段35b和36b位于一条直线上的位置关系。至少使载台驱动机构13、针驱动机构19中的任意一个进行动作而停止在模板处于图38的位置关系时进行动作的驱动机构。

这样，在确认了试样片Q接近规定的柱状部34之后，能够用于精密的位置对准。

接下来，作为上述实施方式的第十一变形例，对上述的步骤S220至S250中的另一方式例进行说明。

在上述的实施方式中的步骤S230中使针18移动。如果在结束步骤S230后的试样片Q处于较大地偏离目的位置的位置关系的情况下，也可以进行如下动作。

在步骤S220中，移动前的试样片Q的位置在以各柱状部34为原点的正交三轴坐标系中期望位于Y＞0、Z＞0的区域中。这是因为在针18的移动过程中试样片Q与柱状部34的碰撞的可能性极小，通过使针驱动机构19的X、Y、Z驱动部同时进行动作，能够安全且迅速地到达目的位置。另一方面，在移动前的试样片Q的位置位于Y＜0的区域中的情况下，若将试样片Q朝向停止位置使针驱动机构19的X、Y、Z驱动部同时进行动作，则与柱状部34碰撞的可能性较大。因此，在步骤S220中，在试样片Q位于Y＜0的区域中的情况下，针18以避开柱状部34的路径到达目标位置。具体而言，首先，仅驱动针驱动机构19的Y轴使试样片Q移动到Y＞0的区域从而移动到规定的位置(例如所关注的柱状部34的宽度的2倍、3倍、5倍、10倍等的位置)，接下来，通过X、Y、Z驱动部的同时动作而朝向最终的停止位置移动。通过这样的步骤，能够使试样片Q安全且迅速地移动，而不会与柱状部34发生碰撞。另外，万一在根据电子束图像或/和会聚离子束图像而确认了试样片Q和柱状部34的X坐标相同且Z坐标位于比柱状部上端低的位置(Z＜0)的情况下，首先，使试样片Q移动到Z＞0区域(例如Z＝2μm、3μm、5μm、10μm的位置)，接下来，移动到Y＞0的区域的规定的位置，接下来，通过X、Y、Z驱动部的同时动作而朝向最终的停止位置移动。通过这样移动，能够使试样片Q到达目的位置，而试样片Q与柱状部34不会发生碰撞。

接下来，对上述实施方式的第十二变形例进行说明。

在本发明的带电粒子束装置10中，针18能够通过针驱动机构19而进行轴旋转。在上述的实施方式中，除针修整外，对不利用针18的轴旋转的最基本的采样过程进行了说明，但在第十变形例中对利用了针18的轴旋转的实施方式进行说明。

由于计算机22能够使针驱动机构19进行动作而使针18轴旋转，因此能够根据需要来执行试样片Q的姿势控制。计算机22使从试样S取出的试样片Q旋转，将变更了试样片Q的上下或左右的状态下的试样片Q固定在试样片支架P上。计算机22将试样片Q固定成试样片Q中的原来的试样S的表面与柱状部34的端面为垂直关系或平行关系。由此，计算机22例如能够确保适于之后执行的精加工的试样片Q的姿势，并且降低在试样片Q的薄片化精加工时产生的幕效果(是在会聚离子束照射方向上产生的加工条纹图案，在用电子显微镜观察完成后的试样片的情况下会给予错误的解释)的影响等。计算机22在使针18旋转时进行偏心校正，由此对旋转进行校正，以使得试样片Q不会从实际视野脱离。

并且，计算机22根据需要而通过会聚离子束照射进行试样片Q的整形加工。特别是期望整形成整形后的试样片Q的与柱状部34接触的端面与柱状部34的端面大致平行。计算机22在后述的模板制成之前进行切断试样片Q的一部分等整形加工。计算机22以距针18的距离为基准设定该整形加工的加工位置。由此，计算机22容易从后述的模板进行边缘提取，并且确保适于之后执行的精加工的试样片Q的形状。

在上述的步骤S150之后，在该姿势控制中，首先，计算机22通过针驱动机构19来驱动针18，使针18旋转与姿势控制模式对应的角度，以使得试样片Q的姿势为规定的姿势。这里，所谓姿势控制模式是将试样片Q控制成规定的姿势的模式，通过使针18以规定的角度接近试样片Q，使连接着试样片Q的针18向规定的角度旋转来控制试样片Q的姿势。计算机22在使针18旋转时进行偏心校正。图39～图44示出了该情形，是示出在多个(例如三个)不同的各个靠近模式下连接着试样片Q的针18的状态的图。

图39和图40示出在针18的旋转角度为0°的靠近模式下通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的会聚离子束所获得的图像数据中的、连接着试样片Q的针18的状态(图39)和通过电子束所获得的图像数据中的、连接着试样片Q的针18的状态(图40)的图。计算机22在针18的旋转角度为0°的靠近模式下，设定不使针18旋转而适于将试样片Q移置到试样片支架P上的姿势状态。

图41和图42是示出在针18的旋转角度为90°的靠近模式下使通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的会聚离子束所获得的图像数据中的、连接着试样片Q的针18旋转90°后的状态(图41)和使通过电子束所获得的图像数据中的、连接着试样片Q的针18旋转90°后的状态(图42)的图。计算机22在针18的旋转角度为90°的靠近模式下，设定适于在使针18旋转90°的状态下将试样片Q移置到试样片支架P上的姿势状态。

图43和图44示出在针18的旋转角度为180°的靠近模式下使通过本发明的实施方式的带电粒子束装置10的会聚离子束所获得的图像数据中的、连接着试样片Q的针18旋转180°后的状态(图43)和使通过电子束所获得的图像数据中的、连接着试样片Q的针18旋转180°后的状态(图44)的图。计算机22在针18的旋转角度为180°的靠近模式下，设定适于在使针18旋转180°的状态下将试样片Q移置到试样片支架P上的姿势状态。

另外，针18与试样片Q的相对连接姿势被预先设定为在上述的试样片拾取工序中将针18与试样片Q连接时适于各靠近模式的连接姿势。

接下来，对上述实施方式的第十三变形例进行说明。

在第十一变形例中，对在带电粒子束装置10中利用针18能够通过针驱动机构19而进行轴旋转来制作平面试样的实施方式进行说明。

平面试样是指位于试样内部为了观察与试样表面平行的面而将分离取出的试样片以与原来的试样表面平行的方式薄片化后的试样片。

图45是示出分离取出的试样片Q固定在针18的前端的状态的图，示意性地示出基于电子束的像。在针18向试样片Q的固定中，以图5至图8所示的方法进行固定。在针18的旋转轴设定在相对于(图1的XY面)倾斜了45°的位置的情况下，通过使针18旋转90°，分离取出的试样片Q的上端面Qb被从水平面(图1的XY面)姿势控制成与XY面垂直的面。

图46是示出以使固定在针18的前端的试样片Q与试样片支架P的柱状部34接触的方式移动的状态的图。柱状部34的侧面34a是在最终用透射电子显微镜进行观察时处于与电子束的照射方向垂直的位置关系的面，一个侧面(端面)34b是处于与电子束的照射方向平行的位置关系的面。另外，柱状部34的侧面(上端面34C)在图1中是处于与会聚离子束的照射方向垂直的位置关系的面，是柱状部34的上端面。

在本实施例中，以使被针姿势控制的试样片Q的上端面Qb与试样片支架P的柱状部34的侧面34a平行期望为同一面的方式移动，使试样片的截面与试样片支架面接触。在确认了试样片与试样片支架接触之后，在柱状部34的上端面34C，以使试样片和试样片支架的接触部钩挂在试样片和试样片支架上的方式形成沉积膜。

图47是示出通过对固定在试样片支架上的试样片Q照射会聚离子束制作出平面试样37的状态的示意图。关于距试样表面预先确定的试样深度的平面试样37，利用距试样片Q的上端面Qb的距离来求出，通过以与试样片Q的上端面Qb平行且为预先确定的厚度的方式照射会聚离子束，能够制作出平面试样。通过这样的平面试样，能够与试样表面平行且知道试样内部的结构、组成分布。

平面试样的制作方法不限于此，如果试样片支架搭载于能够在0～90°的范围内倾斜的机构上，则能够通过试样台的旋转、试样片支架的倾斜来制作，而不必旋转探针。另外，在针的倾斜角处于45°以外的0°至90°的范围内的情况下，通过适当地确定试样片支架的倾斜角也能够制作出平面试样。

这样，能够制作出平面试样，从而能够对与试样表面平行且具有规定的深度的面进行电子显微镜观察。

另外，在本实施例中，将取出分离的试样片置于柱状部的侧面上。虽然也考虑了固定在柱状部的上端部，但在进行会聚离子束对试样的薄片加工时，会聚离子束会冲击柱状部的上端部，从而当场产生的飞溅粒子附着在薄片部而成为与显微镜观察不相应的试样片，因此期望固定在侧面上。

以下，对其他实施方式进行说明。

(al)带电粒子束装置是从试样自动地制作出试样片的带电粒子束装置，其中，

该带电粒子束装置至少具有：

多个带电粒子束照射光学***(射束照射光学***)，它们照射带电粒子束；

试样台，其载置并移动所述试样；

输送所述试样片的试样片移置单元，其具有与从所述试样分离和取出的所述试样片连接的针；

支架固定台，其对具有移置有所述试样片的柱状部的试样片支架进行保持；

气体提供部，其提供通过所述带电粒子束的照射而形成沉积膜的气体；以及

计算机，其计测所述试样片与所述柱状部之间的电特性，以如下方式至少对所述带电粒子束照射光学***、所述试样片移置单元、所述气体提供部进行控制：在所述柱状部上设置空隙并跨过静止的所述试样片和所述柱状部而形成所述沉积膜，直到达到预先确定的电特性值为止。

(a2)带电粒子束装置是从试样自动地制作出试样片的带电粒子束装置，其中，

该带电粒子束装置至少具有：

多个带电粒子束照射光学***(射束照射光学***)，它们照射带电粒子束；

试样台，其载置并移动所述试样；

输送所述试样片的试样片移置单元，其具有与从所述试样分离和取出的所述试样片连接的针；

支架固定台，其对具有移置有所述试样片的柱状部的试样片支架进行保持；

气体提供部，其提供通过所述带电粒子束的照射而形成沉积膜的气体；以及

计算机，其计测所述试样片与所述柱状部之间的电特性，在预先确定的时间内以如下方式至少对所述带电粒子束照射光学***、所述试样片移置单元、所述气体提供部进行控制：在所述柱状部上设置空隙并跨过静止的所述试样片和所述柱状部而形成所述沉积膜。

(a3)带电粒子束装置是从试样自动地制作出试样片的带电粒子束装置，其中，

该带电粒子束装置至少具有：

会聚离子束照射光学***(射束照射光学***)，其照射会聚离子束；

试样台，其载置所述并移动试样；

输送所述试样片的试样片移置单元，其具有与从所述试样分离和取出的所述试样片连接的针；

支架固定台，其对具有移置有所述试样片的柱状部的试样片支架进行保持；

气体提供部，其提供通过所述会聚离子束的照射而形成沉积膜的气体；以及

计算机，其计测所述试样片与所述柱状部之间的电特性，以如下方式至少对所述会聚粒子束照射光学***、所述试样片移置单元、所述气体提供部进行控制：在所述柱状部上设置空隙并跨过静止的所述试样片和所述柱状部而形成所述沉积膜，直到达到预先确定的电特性值为止。

(a4)带电粒子束装置是从试样自动地制作出试样片的带电粒子束装置，其中，

该带电粒子束装置至少具有：

会聚离子束照射光学***(射束照射光学***)，其照射会聚离子束；

试样台，其载置并移动所述试样；

输送所述试样片的试样片移置单元，其具有与从所述试样分离和取出的所述试样片连接的针；

支架固定台，其对具有移置有所述试样片的柱状部的试样片支架进行保持；

气体提供部，其提供通过所述会聚离子束的照射而形成沉积膜的气体；以及

计算机，其计测所述试样片与所述柱状部之间的电特性，在预先确定的时间内以如下方式至少对所述会聚粒子束照射光学***、所述试样片移置单元、所述气体提供部进行控制：在所述柱状部上设置空隙并跨过静止的所述试样片和所述柱状部而形成所述沉积膜。

(a5)在上述(al)或(a2)所述的带电粒子束装置中，

所述带电粒子束至少包含会聚离子束和电子束。

(a6)在上述(al)至(a4)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，

所述电特性是电阻、电流、电势中的至少任意一个。

(a7)在上述(al)至(a6)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，

所述计算机以如下方式至少对所述射束照射光学***、所述试样片移置单元、所述气体提供部进行控制：在所述试样片与所述柱状部之间的电特性在预先确定的所述沉积膜的形成时间内不满足预先确定的电特性值的情况下，以使所述柱状部与所述试样片的所述空隙进一步变小的方式移动所述试样片，并跨过静止的所述试样片和所述柱状部而形成所述沉积膜。

(a8)在上述(al)至(a6)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，

所述计算机以如下方式至少对所述射束照射光学***和所述气体提供部进行控制：在所述试样片与所述柱状部之间的电特性在预先确定的所述沉积膜的形成时间内满足预先确定的电特性值的情况下，停止所述沉积膜的形成。

(a9)在上述(al)或(a3)所述的带电粒子束装置中，

所述空隙为1μm以下。

(al0)在上述(a9)所述的带电粒子束装置中，

所述空隙为100nm以上且200nm以下。

(bl)带电粒子束装置是从试样自动地制作出试样片的带电粒子束装置，其中，该带电粒子束装置具有：

带电粒子束照射光学***，其照射带电粒子束；

试样台，其载置并移动所述试样；

试样片移置单元，其对从所述试样分离和取出的所述试样片进行保持并进行输送；

支架固定台，其对具有移置有所述试样片的柱状部的试样片支架进行保持；以及

计算机，其以如下方式对所述带电粒子束照射光学***和所述试样片移置单元进行控制：以通过所述带电粒子束的照射而获取的所述柱状部的图像为基础，制成所述柱状部的模板，以通过使用了所述模板的模板匹配而获得的位置信息为基础，将所述试样片移置到所述柱状部上。

(b2)在上述(bl)所述的带电粒子束装置中，

所述试样片支架具有分开配置的多个所述柱状部，所述计算机以所述多个所述柱状部各自的图像为基础，制成所述多个所述柱状部各自的模板。

(b3)在上述(b2)所述的带电粒子束装置中，

所述计算机以如下方式控制所述带电粒子束照射光学***和所述试样片移置单元或所述试样台的移动：进行通过使用了所述多个所述柱状部各自的模板的模板匹配来判定所述多个所述柱状部中的作为对象的所述柱状部的形状是否与预先登记的规定的形状一致的判定处理，在作为所述对象的所述柱状部的形状与所述规定的形状不一致的情况下，将作为所述对象的所述柱状部切换为新的其他所述柱状部并进行所述判定处理，在作为所述对象的所述柱状部的形状与所述规定的形状一致的情况下，将所述试样片移置到该柱状部上。

在(b4)上述(b2)或(b3)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，

所述计算机在以将所述多个所述柱状部中的作为对象的所述柱状部配置在规定的位置上的方式控制所述试样台的移动时，在作为所述对象的所述柱状部未配置在所述规定的位置上的情况下，对所述试样台的位置进行初始化。

(b5)在上述(b4)所述的带电粒子束装置中，

所述计算机以如下方式控制所述试样台的移动并且进行所述形状判定处理：在以将所述多个所述柱状部中的作为对象的所述柱状部配置在规定的位置上的方式控制所述试样台的移动时，进行对在所述试样台的移动之后在作为所述对象的所述柱状部的形状上是否存在问题进行判定的形状判定处理，在作为所述对象的所述柱状部的形状上存在问题的情况下，将作为所述对象的所述柱状部切换为新的其他所述柱状部，并将该柱状部配置在所述规定的位置上。

(b6)在上述(bl)至(b5)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，所述计算机在从所述试样将所述试样片分离和取出之前制成所述柱状部的模板。

(b7)在上述(b3)所述的带电粒子束装置中，

所述计算机存储所述多个所述柱状部各自的图像、从该图像提取的边缘信息、或所述多个所述柱状部各自的设计信息作为所述模板，根据使用了该模板的模板匹配的分数对作为所述对象的所述柱状部的形状是否与所述规定的形状一致进行判定。

(b8)在上述(bl)至(b7)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，

所述计算机存储、通过针对移置有所述试样片的所述柱状部的所述带电粒子束的照射而获取的图像和移置有所述试样片的所述柱状部的位置信息。

(cl)带电粒子束装置是从试样自动地制作出试样片的带电粒子束装置，其中，

该带电粒子束装置具有：

带电粒子束照射光学***，其照射带电粒子束；

试样台，其载置并移动所述试样；

试样片移置单元，其对从所述试样分离和取出的所述试样片进行保持并进行输送；

支架固定台，其对具有移置有所述试样片的柱状部的试样片支架进行保持；

气体提供部，其提供通过所述带电粒子束的照射而形成沉积膜的气体；以及

计算机，其以如下方式对所述带电粒子束照射光学***和所述试样片移置单元进行控制：在将所述试样片移置单元从所述试样片分离之后，向附着在所述试样片移置单元的所述沉积膜照射所述带电粒子束。

(c2)在上述(cl)所述的带电粒子束装置中，

所述试样片移置单元多次重复地对从所述试样分离和取出的所述试样片进行保持并进行输送。

(c3)在上述(cl)或(c2)所述的带电粒子束装置中，

所述计算机以如下方式对所述带电粒子束照射光学***和所述试样片移置单元进行控制：

在至少包含将所述试样片移置单元从所述试样片分离的每次定时在内的规定的定时重复向附着在所述试样片移置单元上的所述沉积膜照射所述带电粒子束。

(c4)在上述(cl)至(c3)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，

所述计算机在以将从所述试样片分离的所述试样片移置单元配置在规定的位置上的方式控制所述试样片移置单元的移动时，在所述试样片移置单元未配置在所述规定的位置上的情况下，对所述试样片移置单元的位置进行初始化。

(c5)在上述(c4)所述的带电粒子束装置中，

所述计算机在对所述试样片移置单元的位置进行初始化之后控制所述试样片移置单元的移动，但在所述试样片移置单元未配置在所述规定的位置上的情况下，停止针对该试样片移置单元的控制。

(c6)在上述(cl)至(c5)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，

所述计算机以如下方式对所述带电粒子束照射光学***和所述试样片移置单元进行控制：以通过针对与所述试样片连接之前的所述试样片移置单元的所述带电粒子束的照射而获取的图像为基础，制成所述试样片移置单元的模板，以通过使用了所述模板的模板匹配而获得的轮廓信息为基础，向附着在所述试样片移置单元上的所述沉积膜照射所述带电粒子束。

(c7)在上述(c6)所述的带电粒子束装置中，

该带电粒子束装置具有显示所述轮廓信息的显示装置。

(c8)在上述(cl)至(c7)中的任意一项所述的带电粒子束装置中、

所述计算机在以使所述试样片移置单元为规定的姿势的方式使所述试样片移置单元绕中心轴旋转时，进行偏心校正。

(c9)在上述(cl)至(c8)中的任意一项所述的带电粒子束装置中，

所述试样片移置单元具有与所述试样片连接的针或镊子。

另外，在上述的实施方式中，计算机22也包含软件功能部或LSI等硬件功能部。

另外，在上述的实施方式中，以针18被尖锐化后的针状部件为一例进行了说明，但也可以是前端为扁凿(flat chisel)状等的形状。

另外，在本发明中，在至少取出的试样片Q由碳构成的情况下可以应用。使用本发明的模板和前端位置坐标能够移动到期望的位置。即，在将取出的试样片Q以固定在针18的前端的状态移置到试样片支架P上时，可以以如下方式进行控制：使用从带有试样片Q的针18的基于带电粒子束照射的二次电子图像获取的真正的前端坐标(试样片的前端坐标)和从带有试样片Q的针18的吸收电流图像形成的针18的模板，使试样片Q以具有规定的空隙的方式接近试样片支架P并停止。

另外，本发明在其他装置中也能够应用。例如，在使探针接触来计测微小部的电特性的带电粒子束装置特别是使用在带电粒子束中的电子束的扫描电子显微镜的试样室内装备金属探针的装置中的为了与微细区域的导电部接触而在钨探针的前端具有碳纳米管的探针来进行计测的带电粒子束装置中，在通常的二次电子像中，因为配线图案等背景所以无法识别钨探针前端。因此，通过吸收电流图像而能够容易识别钨探针，但无法识别碳纳米管的前端，从而无法使碳纳米管与关键的测定点接触。因此，通过使用本发明中的通过二次电子图像来确定针18的真正的前端坐标，通过吸收电流图像来制成模板的方法，能够使带有碳纳米管的探针移动到确定的测定位置从而接触。

另外，上述的本发明的带电粒子束装置10所制作的试样片Q也可以导入到另一会聚离子束装置中，由装置操作者慎重地进行操作、加工，直到与透射电子显微镜分析相应的厚度为止。这样，通过使本发明的带电粒子束装置10和会聚离子束装置协作，能够在夜间无人时将多个试样片Q固定在试样片支架P，在白天装置操作者慎重地对超薄的透射电子显微镜用试样进行精加工。因此，与以往将从试样取出到薄片加工为止的一系列作业在一台装置中依赖于装置操作者的操作而进行的情况相比，对装置操作者的身心的负担大幅减轻，提高了作业效率。

另外，上述实施方式是作为例子而提示的，并不意味着对发明的范围进行限定。这些新的实施方式可以通过其他各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围和主旨内并且包含于权利要求书中所记载的发明及其均等的范围内。

例如，在本发明的带电粒子束装置10中，作为取出试样片Q的单元对针18进行了说明，但不限定于此，也可以是进行微细动作的镊子。通过使用镊子，能够取出试样片Q而不用进行沉积，也不用担心前端的损耗等。即使在使用了针18的情况下，与试样片Q之间的连接不限定于沉积，也可以在对针18附加了静电力的状态下与试样片Q接触，利用静电吸附来进行试样片Q和针18的连接。

Claims (8)

1.一种带电粒子束装置，其从试样自动地制作出试样片，其特征在于，其具有：

带电粒子束照射光学***，其照射带电粒子束；

试样台，其载置并移动所述试样；

试样片移置单元，其保持从所述试样分离和取出的所述试样片并进行输送；

支架固定台，其对移置有所述试样片的试样片支架进行保持；以及

计算机，其在由所述试样片移置单元对所述试样片进行保持之后发生异常的情况下，进行使所述试样片移置单元所保持的所述试样片灭失的控制。

2.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

所述计算机通过向所述试样片移置单元所保持的所述试样片照射所述带电粒子束来使所述试样片灭失。

3.根据权利要求2所述的带电粒子束装置，其特征在于，

所述试样片移置单元具有保持从所述试样分离和取出的所述试样片并进行输送的针和驱动该针的针驱动机构，

所述计算机设定用于限制在使所述试样片灭失时照射所述带电粒子束的区域的多个限制视野，以如下方式对所述带电粒子束照射光学***和所述针驱动机构进行控制：从所述多个限制视野中的设定在远离所述针的区域中的限制视野依次切换到设定在接近所述针的区域中的限制视野并照射所述带电粒子束。

4.根据权利要求3所述的带电粒子束装置，其特征在于，

所述计算机将所述多个限制视野中的接近所述针的区域的限制视野设定为与远离所述针的区域的限制视野相比相对较小，

所述计算机将针对所述多个限制视野中的接近所述针的区域的限制视野的所述带电粒子束的射束强度设定为与针对远离所述针的区域的限制视野的所述带电粒子束的射束强度相比相对较弱。

5.根据权利要求4所述的带电粒子束装置，其特征在于，

所述计算机根据从向所述试样片照射所述带电粒子束而获得的图像获取的所述试样片的基准位置、预先已知的信息或从所述图像获取的所述试样片的大小，将所述多个限制视野设定成不包含所述针。

6.根据权利要求5所述的带电粒子束装置，其特征在于，

所述计算机以如下方式对所述针驱动机构进行控制：在使所述试样片灭失时，使所述试样片的基准位置与所述带电粒子束的视野中心一致，其中所述试样片的基准位置是从向所述试样片照射所述带电粒子束而得的图像获取的。

7.根据权利要求6所述的带电粒子束装置，其特征在于，

所述计算机将所述试样片的基准位置设为在如下端部提取出的边缘的位置：该端部在从所述试样片的中心观察时位于与连接着所述针的端部相反的一侧。

8.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，

所述试样片移置单元具有保持从所述试样分离和取出的所述试样片并进行输送的针和驱动该针的针驱动机构，

所述计算机以如下方式对所述针驱动机构进行控制：使所述针所保持的所述试样片与障碍物碰撞而从所述针分离，由此使所述试样片灭失。