JPH0684850A

JPH0684850A - 減圧容器のクリーニング方法および装置

Info

Publication number: JPH0684850A
Application number: JP23454892A
Authority: JP
Inventors: Susumu Hiraoka; 進平岡; Naoshi Itabashi; 直志板橋; Tetsuo Ono; 哲郎小野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-09-02
Filing date: 1992-09-02
Publication date: 1994-03-25

Abstract

(57)【要約】【目的】装置を小型にし、またクリーニングに要する
時間を短くする。【構成】試料室１０内の試料台１６上に測定を行なう
試料１７と真空中の不純物を堆積させるための基板１９
とを設置し、レンズ系１５に加える条件によって電子源
１４で発生した電子ビームを基板１９に照射すると、基
板１９に吸着している炭素系不純物が分解して炭素にな
り、炭素が基板１９上に堆積する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は減圧容器内をクリーニ
ングする方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の減圧容器のクリーニング方法とし
ては、ターボポンプ、ロータリーポンプ、拡散ポンプ
等、イオンポンプ等、ソープションポンプ、ゲッターポ
ンプ等を用いて減圧容器内を排気する方法がある。これ
らのポンプは「真空の物理と応用（熊谷寛夫、富永五郎
編著、裳華房）」に説明されている。すなわち、ターボ
ポンプ、ロータリーポンプ、拡散ポンプ等の原理は羽ま
たはガスの流れによって物質を弾き飛ばして減圧容器中
から排気するものである。また、イオンポンプ等の原理
は物質をイオン化して基板に打ち込み、基板奥深くに埋
め込むものである。また、ソープションポンプ、ゲッタ
ーポンプ等の原理は物質を基板表面に吸着させて、減圧
容器中から排気するものである。

【０００３】図７は従来の減圧容器のクリーニング装置
を有する表面走査型電子顕微鏡を示す概略図である。図
に示すように、試料室１０にはロータリーポンプ１１、
拡散ポンプ１２が接続され、ロータリーポンプ１１、拡
散ポンプ１２と試料室１０との中間にはバルブ１３ａ、
１３ｂが設置されている。また、試料室１０内部には試
料台１６が設置され、試料台１６上には測定を行なう試
料１７が設置され、試料１７は容易に交換できるように
なっている。また、電子源１４で発生した電子ビームは
レンズ系１５で集束され、方向が制御され試料１７に照
射される。また、電子ビームが試料１７に照射されるこ
とで発生した２次電子は電子増倍管１８で検出される。

【０００４】この表面走査型電子顕微鏡においては、試
料１７の交換は以下の手続きで行われる。まず、バルブ
１３ａ、１３ｂを閉じ、試料室１０をリークする。つぎ
に、試料台１６を試料室１０の外部に取り出し、試料１
７の交換を行なう。つぎに、試料台１６を元に戻し、始
めにロータリーポンプ１１、つぎに拡散ポンプ１２を用
いて試料室１０を真空に排気する。

【０００５】このように、試料１７の交換の際に試料室
１０は大気にさらされるが、大気中には二酸化炭素と様
々な有機化合物が含まれているため、試料１７の交換を
行なうことで試料室１０に炭素系不純物が導入されてし
まう。そして、試料室１０に炭素系不純物が多く残留し
ている状態で電子ビームを試料１７に照射すると、試料
１７上に炭素が堆積してしまうため、満足な計測ができ
ない。このため、試料室１０内を十分にクリーニングす
る必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のポンプを用いた
減圧容器のクリーニング方法は物理的なものであり、物
質の分子量、基板への吸着確率などによって若干の違い
はあるものの、物質の種類と化学的性質による排気効率
の違いは大きくない。そのため、計測、プロセスなどに
おいて、ある化学的性質を持った特定の物質のみを除く
必要がある場合にも、全ての物質を減圧容器内から除去
しなければならない。この結果、装置が大きくなり、ま
たクリーニングに要する時間が長くなり、さらに計測、
プロセスなどで必要とするガスまで排気してしまうとい
う問題があった。

【０００７】たとえば、図７に示した表面走査型電子顕
微鏡においては、大気の主成分である窒素に比べ炭素系
不純物は試料室１０の内壁に吸着しやすく、試料室１０
に導入された炭素系不純物は内壁への吸着、脱離を繰り
返し、ほとんどが内壁に吸着し、ごく一部が試料室１０
内の空中を漂う平衡状態になる。そして、拡散ポンプ１
２を用いた場合、空中を漂って拡散ポンプ１２まで拡散
してきた炭素系不純物だけが排気され、排気により空中
を漂う炭素系不純物が減少した場合、減少分が内壁から
の炭素系不純物の脱離により供給され、この過程で内壁
に吸着している炭素系不純物の量は徐々に減少していく
が、もともと炭素系不純物のなかで空中を漂っている割
合は低いから、拡散ポンプ１２の排気速度は極めて遅
い。すなわち、試料室１０内から炭素系不純物を排気す
るためには長時間が必要とされる。さらに、拡散ポンプ
１２を用いる場合、拡散ポンプ１２と試料室１０との間
には必ず配管が必要であり、炭素系不純物は中間の配管
内部に吸着し、また拡散ポンプ１２自体にも吸着する。
そのため、拡散ポンプ１２を用いた場合、炭素系不純物
はまず始めに拡散ポンプ１２自体に吸着している分が排
気され、つぎに中間の配管、最後に試料室１０内から排
気されることになる。この炭素系不純物の中間の配管、
ポンプ自体への吸着は拡散ポンプ１２に特有の現象では
なく、従来のポンプ全てにおいて共通に起こるものであ
り、従来のポンプでは炭素系不純物の排気は極めて効率
が悪い。したがって、拡散ポンプ１２によって試料室１
０内を十分にクリーニングするには、大容量の拡散ポン
プ１２を用いるか、長時間排気を行なうしかなかった。

【０００８】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、装置が小型であり、またクリーニングに
要する時間が短い減圧容器のクリーニング方法、装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明の方法においては、減圧容器内の被除去物
質を化学反応させ、反応生成物を基板の表面に堆積させ
る。

【００１０】この場合、上記基板にビームを照射する。

【００１１】この場合、上記減圧容器を上記ビームを試
料に照射する真空装置の容器とする。

【００１２】この場合、上記ビームを上記試料と上記基
板とに交互に照射する。

【００１３】また、上記基板への上記反応生成物の堆積
中には上記減圧容器内に設けられた検出器を動作させな
い。

【００１４】また、上記基板に上記反応生成物として炭
素を堆積させる。

【００１５】また、上記基板を定期的に交換する。

【００１６】また、上記減圧容器を試料の計測、プロセ
スなどでガスを用いる真空装置の容器とする。

【００１７】また、上記基板に堆積した上記反応生成物
の膜とは異なる組成の膜を上記基板上に定期的に形成す
る。

【００１８】また、上記基板として円筒形基板を用い
る。

【００１９】この場合、上記円筒形基板内をビームを通
過させる。

【００２０】また、上記基板として表面に凹凸を設けた
基板を用いる。

【００２１】また、上記基板を低温に保持する。

【００２２】また、上記基板に２次電子を照射するこの
発明の装置においては、減圧容器内の物質を化学反応さ
せ、反応生成物を基板の表面に堆積させる。

【００２３】この場合、上記減圧容器を真空装置の真空
室とし、上記真空室とバルブを隔てた部屋に上記基板を
設置する。

【００２４】また、上記真空装置を電子顕微鏡とする。

【００２５】また、上記減圧容器内の試料を囲む形に上
記基板を設置する。

【００２６】また、上記基板の温度を上記減圧容器内の
試料の温度と独立して変化させる温度制御手段を設け
る。

【００２７】また、上記基板を上記減圧容器内の試料と
異なる角度に設置する。

【００２８】

【作用】この減圧容器のクリーニング方法、装置におい
ては、ある化学的性質を持った特定の物質のみを除去す
ることができる。

【００２９】また、基板にビームを照射するときには、
加えるエネルギー、物質の種類、量などによって化学反
応を制御することが可能であり、しかも局所的に化学反
応を起こすことができる。

【００３０】また、ビームを試料と基板とに交互に照射
するときには、計測、プロセスなどを行ないながらクリ
ーニングを行なうことができる。

【００３１】また、基板への反応生成物の堆積中には減
圧容器内に設けられた検出器を動作させないときには、
検出器の劣化を防止することができる。

【００３２】また、減圧容器を試料の計測、プロセスな
どでガスを用いる真空装置の容器とするには、ガスまで
除去してしまうことがない。

【００３３】また、基板に堆積した反応生成物の膜とは
異なる組成の膜を基板上に定期的に形成するときには、
基板を頻繁に交換する必要がない。

【００３４】また、基板として表面に凹凸を設けた基板
を用いるときには、ビームを実質的に斜入射させること
ができる。

【００３５】また、基板を低温に保持するときには、反
応生成物が基板に付着しやすい。

【００３６】また、基板に２次電子を照射するときに
は、２次電子のエネルギーは低いから、反応生成物の堆
積の効果が大きい。

【００３７】また、減圧容器内の試料を囲む形に基板を
設置したときには、試料の近傍の不純物を除去すること
ができる。

【００３８】また、基板の温度を減圧容器内の試料の温
度と独立して変化させる温度制御手段を設けたときに
は、反応生成物を試料よりも基板に付着しやすくするこ
とができる。

【００３９】また、基板を減圧容器内の試料と異なる角
度に設置したときには、基板に反応生成物が堆積しやす
い。

【００４０】

【実施例】

実施例１：図１はこの発明に係る減圧容器のクリーニン
グ装置を有する表面走査型電子顕微鏡を示す概略図であ
る。図に示すように、試料台１６上には測定を行なう試
料１７と真空中の不純物を堆積させるための基板１９と
が設置され、試料１７と同様に基板１９も容易に交換で
きるようになっている。また、レンズ系１５に加える条
件によって、電子源１４で発生した電子ビームは試料１
７または基板１９に照射される。

【００４１】つぎに、この減圧容器のクリーニング装置
を用いてクリーニングをする方法について説明する。ま
ず、電子源１４で発生した電子ビームをレンズ系１５に
よって制御し、基板１９に照射する。この場合、基板１
９にも試料室１０内壁と同じく炭素系不純物が吸着して
おり、電子ビームが照射されていないときには、炭素系
不純物の基板１９への吸着と脱離の量が等しく平衡にな
っているが、電子ビームが照射されたときには、基板１
９に吸着している炭素系不純物は分解して炭素になり、
炭素が基板１９上に堆積する。そして、基板１９上に堆
積した炭素はほとんど脱離することがなく、試料室１０
内へ再放出されることはほとんどない。この結果とし
て、基板１９からの炭素系不純物の脱離がなくなる。こ
の際、炭素系不純物の基板１９への吸着は引き続き行わ
れるため、平衡が崩れ、試料室１０内から炭素系不純物
を除去することができる。

【００４２】この減圧容器のクリーニング方法は測定前
と測定中において可能である。すなわち、測定前にクリ
ーニングを行なう場合には、試料室１０の真空度がある
程度良くなった段階で電子ビームを基板１９に照射す
る。この際、試料室１０の真空度の検出、電子ビームの
基板１９への照射開始は自動化することも可能である。
また、電子ビームを基板１９に照射するときには、２次
電子測定の必要はない。そこで、電子増倍管１８の劣化
を防ぎ、電子増倍管１８の寿命が短くなるのを防止する
ため、電子増倍管１８を動作させない方が望ましい。一
方、測定中にクリーニングを行なう場合には、電子ビー
ムを試料１７と基板１９とに交互に照射する。

【００４３】そして、この減圧容器のクリーニング方
法、装置においては、炭素系不純物のみを除去すること
ができるから、装置を小型にすることができ、またクリ
ーニングに要する時間を短くすることができる。また、
電子ビームのエネルギーなどによって化学反応を制御す
ることが可能であるから、炭素系不純物の除去効率の制
御が容易であり、しかも局所的に化学反応を起こすこと
ができるから、局所的に炭素系不純物を除去することが
可能である。また、除去される炭素系不純物は空中を漂
い基板１９まで拡散してきたものだけであるが、試料室
１０から炭素系不純物を除去するための配管の必要がな
く、しかも基板１９に吸着した炭素系不純物は全て分解
して炭素になるから、従来のポンプと異なり再び脱離す
ることがない。この点で、従来のポンプに比べて炭素系
不純物の除去の効率が良い。また、測定中において、電
子ビームを試料１７と基板１９とに交互に照射するか
ら、測定を行ないながらクリーニングを行なうことがで
きるので、測定を清浄な雰囲気でかつ効率よく行なうこ
とができる。

【００４４】なお、電子ビームを用いた炭素膜の堆積方
法の場合、炭素膜の堆積速度が遅いから、炭素系不純物
の除去速度が小さいので、試料室１０は小さい方が望ま
しい。また、試料１７近傍の不純物を除去し、測定をよ
り清浄な雰囲気で行なうために、基板１９は試料１７を
囲む形になっている方が望ましい。また、試料１７より
も基板１９により選択的に堆積を行わせるために、基板
１９と試料１７との条件を独立に変化させられる方が望
ましく、独立に変化させた方が望ましい条件としては、
基板１９の温度、基板１９上の電子ビームスキャン速
度、電子ビーム加速電圧、電子ビーム入射角度等があ
る。一般的には、基板１９の温度を下げ、基板１９上の
電子ビームスキャン速度を上げ、電子ビームは基板１９
に対して斜入射させることが望ましい。また、電子ビー
ムは基板１９そのものに対して斜入射しなくても、基板
１９に凹凸を設けることで実質的に斜入射させることも
可能である。

【００４５】実施例２：図２はこの発明に係る減圧容器
のクリーニング装置を有するプラズマエッチング装置を
示す概略図である。図に示すように、エッチング室２０
は真空排気装置２１で真空に排気され、エッチング室２
０はガス源２２、プラズマ源２３、試料台２４を備えて
いる。プラズマ源２３はマイクロ波源２３ａとマグネッ
ト２３ｂとからなる。エッチング室２０にはさらに窓２
７と基板２８とが備えられており、レーザー源２６から
レーザーを基板２８に照射できるようになっている。

【００４６】このプラズマエッチング装置によってエッ
チングを行なうには、試料台２４上に試料２５を置き、
ガス源２２からエッチングガスを導入し、プラズマ源２
３でプラズマを発生させる。これにより試料２５はエッ
チングされる。このプラズマエッチングでは試料２５そ
のものだけでなくレジストもエッチングされ、レジスト
がエッチングされる際の生成物である炭素系不純物は一
部が試料２５に再付着してエッチングを阻害し、速度、
一様性、形状、選択比などエッチングの様々な特性がこ
の影響を受ける。従来のプラズマエッチングにおいては
これを防ぐためにエッチングガスを変えるなどの工夫を
行なっていた。しかし、エッチングガスを変えた場合、
試料２５そのもののエッチングの効果も変わるなど、エ
ッチングの制御性がよくなかった。

【００４７】そして、この減圧容器のクリーニング装置
を用いたクリーニング方法においては、エッチングの際
にレーザー源２６からレーザーを基板２８に照射する。
これにより基板２８上で化学反応が起こり、真空中の炭
素系不純物が分解して炭素になり、炭素が基板２８上に
堆積する。このため、炭素系不純物のみを除去すること
ができるから、装置を小型にすることができ、またクリ
ーニングに要する時間を短くすることができ、さらにエ
ッチングガスまで除去してしまうことがないから、効率
よくエッチングを行なうことができる。また、レーザー
のエネルギーなどによって化学反応を制御することが可
能であるから、炭素系不純物の除去効率の制御が容易で
ある。また、レーザーはプラズマとの相互作用が少ない
から、プラズマの条件をあまり変えることなく炭素系不
純物を取り除くことができる。また、エッチング室２０
内における基板２８の位置はかなり自由に設定すること
ができ、しかも基板２８近傍の炭素系不純物を取り除く
ことができるから、基板２８の位置を変えることでエッ
チング室２０内部における炭素系不純物の分布を制御す
ることができ、これにより一様性などのエッチング特性
の制御を行なうことができる。

【００４８】なお、基板２８のエッチングを防ぐため、
基板２８はできればプラズマの外におくことが望まし
い。また、エッチング室２０内の汚染を防ぐため、基板
２８の材質は重金属を含まない方がよい。また、レーザ
ーを基板２８に照射する代りに、電子ビーム、イオンビ
ームなどを基板２８に照射することも可能である。ま
た、この実施例においてはエッチング室２０内からの炭
素系不純物除去の例を示したが、エッチングにおいてエ
ッチングを阻害する不純物は炭素系不純物だけではな
く、エッチング生成物自体もエッチングを阻害する。こ
のため、基板２８を低温化し、基板２８に加えるエネル
ギーの制御を行なうことで、炭素系不純物ばかりでな
く、エッチング生成物の除去を行なうことが可能であ
る。

【００４９】実施例３：図３はこの発明に係る減圧容器
のクリーニング装置を有するホット分子ビームエッチン
グ装置を示す概略図である。図に示すように、エッチン
グ室３０は真空排気装置３１で真空に排気され、エッチ
ング室３０はガス源３２、ホット分子ビーム源３３、試
料台３４を備えている。ホット分子ビーム源３３はノズ
ル３３ａとヒーター３３ｂとからなる。エッチング室３
０にはさらにアンモニア源３６、ノズル３７および基板
３８が備えられており、分子ビームを基板３８に照射で
きるようになっている。

【００５０】このホット分子ビームエッチング装置によ
ってエッチングを行なうには、試料台３４上に試料３５
を置き、ガス源３２からエッチングガスを導入し、ホッ
ト分子ビーム源３３でホット分子ビームを発生させる。
このホット分子ビームの照射により試料３５はエッチン
グされる。この場合、試料３５がシリコンのときにはエ
ッチングガスとして塩素が用いられが、試料３５に照射
された塩素のホット分子ビームは全てが反応するわけで
はなく、ほとんどが散乱しエッチング室３０内を漂う。
そして、塩素はエッチング室３０内部に残留している水
分と反応し、塩化水素となる。この塩化水素は腐食性の
ガスであるため、エッチング室３０から塩化水素を除去
する必要がある。

【００５１】そして、この減圧容器のクリーニング装置
を用いたクリーニング方法においては、ノズル３７から
アンモニアの分子ビームを基板３８に照射する。これに
よりエッチング室３０内を漂っている塩化水素はアンモ
ニアと反応し、塩化アンモニウムとして基板３８に堆積
する。このため、塩化水素のみを除去することができる
から、装置を小型にすることができ、またクリーニング
に要する時間を短くすることができ、さらにエッチング
ガスまで除去してしまうことがないから、効率よくエッ
チングを行なうことができる。また、分子ビームの量な
どによって化学反応を制御することが可能であるから、
塩化水素の除去効率の制御が容易であり、しかも局所的
に化学反応を起こすことができるから、局所的に塩化水
素を除去することが可能である。また、エッチング室３
０内を漂う塩化水素の量が減り、エッチング室３０は頻
繁な洗浄を必要としなくなるとともに、真空排気装置３
１で排気される塩化水素の量も減るため、真空排気装置
３１の故障も少ない。

【００５２】なお、塩化アンモニウムの蒸発を防ぐた
め、基板３８は低温に保持しておくのが望ましい。ま
た、アンモニアの試料３５への拡散を防ぐため、ノズル
３７は真空排気装置３１の方向を向いていることが望ま
しい。また、ノズル３７にヒーターを取り付けホット分
子ビーム源とすることも可能である。この場合、アンモ
ニアのホット分子ビームを基板３８に照射することにな
り、反応性が高まるため、塩化アンモニウム膜の堆積速
度も向上し、膜として堆積する塩化水素の量も増える。

【００５３】実施例４：図４はこの発明に係る減圧容器
のクリーニング装置を有する真空装置を示す概略図であ
る。図に示すように、真空室４０は真空排気装置４１で
真空に排気され、真空室４０はビーム源４２、レンズ系
４３、試料台４４を備えている。真空室４０内にはバル
ブ４６を有する容器４５が設けられ、容器４５の内部に
は電子を発生させるフィラメント４７および電子が照射
されることで炭素が堆積する基板４８が設置されてい
る。

【００５４】この減圧容器のクリーニング装置を用いた
クリーニング方法においては、真空排気装置４１により
真空室４０内を真空に排気した状態で、バルブ４６を開
け、フィラメント４７に電流を流す。これにより基板４
８に電子が照射され、基板４８に吸着している炭素系不
純物は分解して炭素になり、炭素が基板４８上に堆積す
る。そして、ある程度の真空度に達したら、フィラメン
ト４７への電流をとめ、バルブ４６を閉じる。このよう
に、炭素系不純物のみを除去することができるから、装
置を小型にすることができ、またクリーニングに要する
時間を短くすることができる。また、バルブ４６を備え
ているため様々な利点を備えている。すなわち、真空度
の悪い状態においてはバルブ４６を閉じているから、ク
リーニング装置内はガスにさらされることがなく、フィ
ラメント４７にガスが吸着しない。そのため、電子を発
生させるためにフィラメント４７に電流を流し加熱した
際に、フィラメント４７からの脱ガスが少なく、炭素系
以外の不純物の真空室４０内への放出が少ない。また、
このクリーニング装置では、電子をビームとしないこと
でクリーニング装置の単純化を図っているが、そのため
電子が容器４５の内壁全体に照射されることになり、容
器４５の内壁に炭素が堆積する。また、超高真空におい
てバルブ４６を閉じ、炭素膜を超高真空部分から切り放
すことができるため、超高真空においても炭素系不純物
の除去が遅くなることはない。

【００５５】実施例５：図５はこの発明に係る減圧容器
のクリーニング装置を有する２次イオン質量分析計を示
す概略図である。図に示すように、試料室５０は真空ポ
ンプ５１によって真空に排気され、試料室５０の内部に
試料５５、２次イオン検出器５６、イオンビーム源５
２、レンズ系５３を備え、さらに基板５７とターゲット
５４とを備えている。ターゲット５４の材質はＡｌ、Ｓ
ｉＯ₂など様々な物質が使用可能である。基板５７はイ
オンビームが斜入射するように設置されており、ターゲ
ット５４は基板５７に相対するように設置されている。

【００５６】この２次イオン質量分析計によって測定を
行なうには、イオンビーム源５２から発生したイオンビ
ームを試料５５に照射し、発生する２次イオンを２次イ
オン検出器５６で測定して行なう。

【００５７】そして、この減圧容器のクリーニング装置
を用いたクリーニング方法においては、試料室５０内の
炭素系不純物が増加した場合に、基板５７にイオンビー
ムを照射すると、基板５７に吸着している炭素系不純物
は分解して炭素になり、炭素が基板５７上に堆積するか
ら、炭素系不純物を除去することができる。このよう
に、炭素系不純物のみを除去することができるから、装
置を小型にすることができ、またクリーニングに要する
時間を短くすることができる。また、イオンビームのエ
ネルギーなどによって化学反応を制御することが可能で
あるから、炭素系不純物の除去効率の制御が容易であ
り、しかも局所的に化学反応を起こすことができるか
ら、局所的に炭素系不純物を除去することが可能であ
る。また、基板５７は試料５５と異なる角度に設置され
ており、イオンビームが基板５７に斜めに入射するか
ら、基板５７に炭素が堆積しやすいので、効率よく炭素
系不純物を除去することができる。しかし、炭素のスパ
ッタを避け堆積を促進するため、基板５７に照射すると
きのイオンビームのエネルギーは下げた方が望ましい。
また、基板５７上の炭素は表面積が大きく、多量に堆積
した場合には炭素系不純物を除去することが困難になる
から、基板５７に多量の炭素が堆積した場合には基板５
７の交換が望ましいが、頻繁な交換は装置の真空度を悪
化させる。しかし、基板５７上に炭素が堆積した段階で
イオンビームをターゲット５４に照射すると、ターゲッ
ト５４がスパッタされ、炭素を被う形で基板５７上に膜
が形成されるから、基板５７の頻繁な交換は必要ないの
で、装置の真空度を悪化させることが少ない。

【００５８】実施例６：図６はこの発明に係る減圧容器
のクリーニング装置を有する電子線描画装置を示す概略
図である。図に示すように、試料室６０は真空ポンプ６
１によって真空に排気され、試料室６０の内部に試料６
４、電子ビーム源６２、レンズ系６３を備えている。そ
して、試料６４に照射される電子ビームを囲む形に円筒
形基板６５が備えられ、基板６５には温度コントローラ
ー６６が取り付けられてあり、低温に保持されている。

【００５９】この減圧容器のクリーニング装置を用いた
クリーニング方法においては、試料６４に電子ビームを
照射する際、電子ビーム源６２からの散乱電子が基板６
５の内部に照射され、基板６５に入射した散乱電子は２
次電子を発生する。この場合、基板６５は円筒形である
から、ほとんどの２次電子は再び基板６５に入射し、基
板６５に吸着している炭素系不純物は分解して炭素にな
り、炭素が基板６５上に堆積するので、炭素系不純物を
除去することができる。そして、２次電子のエネルギー
は散乱電子そのものよりも低いため、炭素の堆積の効果
が大きく、効率よく炭素系不純物を除去することができ
る。また、散乱電子を利用するため、電子ビームを偏向
する必要がなく、また試料６４に電子ビームを照射して
いるときは常に並行して炭素系不純物を除去することが
できる。また、基板６５を低温に保持しているから、炭
素が基板６５に付着しやすいので、効率よく炭素系不純
物を除去することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る減
圧容器のクリーニング方法、装置においては、ある化学
的性質を持った特定の物質のみを除去することができる
から、装置を小型にすることができ、またクリーニング
に要する時間を短くすることができる。

【００６１】また、ビームを基板に照射する場合には、
加えるエネルギー、物質の種類、量などによって化学反
応を制御することが可能であるから、被除去物質の除去
効率の制御が容易であり、しかも局所的に化学反応を起
こすことができるから、局所的に被除去物質を除去する
ことが可能である。

【００６２】また、ビームを試料と基板とに交互に照射
するときには、計測、プロセスなどを行ないながらクリ
ーニングを行なうことができるから、計測、プロセスな
どを清浄な雰囲気でかつ効率よく行なうことができる。

【００６３】また、基板への反応生成物の堆積中には減
圧容器内に設けられた検出器を動作させないときには、
検出器の劣化を防止することができるから、検出器の寿
命が短くなるのを防止することができる。

【００６４】また、減圧容器を試料の計測、プロセスな
どでガスを用いる真空装置の容器とするときには、ガス
まで除去してしまうことがないから、効率よく計測、プ
ロセスなどを行なうことができる。

【００６５】また、基板に堆積した反応生成物の膜とは
異なる組成の膜を基板上に定期的に形成するときには、
基板を頻繁に交換する必要がないから、装置の真空度を
悪化させることが少ない。

【００６６】また、基板として表面に凹凸を設けた基板
を用いるときには、ビームを実質的に斜入射させること
ができるから、試料よりも基板により選択的に反応生成
物の堆積を行なわせることができる。

【００６７】また、基板を低温に保持するときには、反
応生成物が基板に付着しやすいから、効率よくクリーニ
ングを行なうことができる。

【００６８】また、基板に２次電子を照射するときに
は、２次電子のエネルギーは低いから、反応生成物の堆
積の効果が大きいので、効率よくクリーニングを行なう
ことができる。

【００６９】また、減圧容器内の試料を囲む形に基板を
設置したときには、試料の近傍の不純物を除去すること
ができるから、計測、プロセスなどをより清浄な雰囲気
で行なうことができる。

【００７０】また、基板の温度を減圧容器内の試料の温
度と独立して変化させる温度制御手段を設けたときに
は、反応生成物を試料よりも基板に付着しやすくするこ
とができるから、試料よりも基板により選択的に反応生
成物の堆積を行なわせることができる。

【００７１】また、基板を減圧容器内の試料と異なる角
度に設置したときには、基板に反応生成物が堆積しやす
いから、効率よくクリーニングを行なうことができる。

【００７２】このように、この発明の効果は顕著であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る減圧容器のクリーニング装置を
有する表面走査型電子顕微鏡を示す概略図である。

【図２】この発明に係る減圧容器のクリーニング装置を
有するプラズマエッチング装置を示す概略図である。

【図３】この発明に係る減圧容器のクリーニング装置を
有するホット分子ビームエッチングを示す概略図であ
る。

【図４】この発明に係る減圧容器のクリーニング装置を
有する真空装置を示す概略図である。

【図５】この発明に係る減圧容器のクリーニング装置を
有する２次イオン質量分析計を示す概略図である。

【図６】この発明に係る減圧容器のクリーニング装置を
有する電子線描画装置を示す概略図である。

【図７】従来の減圧容器のクリーニング装置を有する表
面走査型電子顕微鏡を示す概略図である。

【符号の説明】

１０…試料室１４…電子源１９…基板２０…エッチング室２６…レーザー源２７…窓２８…基板３０…エッチング室３６…アンモニア源３７…ノズル３８…基板４０…真空室４５…容器４６…バルブ４７…フィラメント４８…基板５０…試料室５２…イオンビーム源５４…ターゲット５７…基板６０…試料室６２…電子ビーム源６５…基板６６…温度コントローラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧容器内の被除去物質を化学反応させ、
反応生成物を基板の表面に堆積させることを特徴とする
減圧容器のクリーニング方法。
【請求項２】上記基板にビームを照射することを特徴と
する請求項１に記載の減圧容器のクリーニング方法。
【請求項３】上記減圧容器が上記ビームを試料に照射す
る真空装置の容器であることを特徴とする請求項２に記
載の減圧容器のクリーニング方法。
【請求項４】上記ビームを上記試料と上記基板とに交互
に照射することを特徴とする請求項３に記載の減圧容器
のクリーニング方法。
【請求項５】上記基板への堆積中には上記減圧容器内に
設けられた検出器を動作させないことを特徴とする請求
項１に記載の減圧容器のクリーニング方法。
【請求項６】上記基板に上記反応生成物として炭素を堆
積させることを特徴とする請求項１に記載の減圧容器の
クリーニング方法。
【請求項７】上記基板を定期的に交換することを特徴と
する請求項１に記載の減圧容器のクリーニング方法。
【請求項８】上記減圧容器が試料の計測、プロセスなど
でガスを用いる真空装置の容器であることを特徴とする
請求項１に記載の減圧容器のクリーニング方法。
【請求項９】上記基板に堆積した上記反応生成物の膜と
は異なる組成の膜を上記基板上に定期的に形成すること
を特徴とする請求項１に記載の減圧容器のクリーニング
方法。
【請求項１０】上記基板として円筒形基板を用いること
を特徴とする請求項１に記載の減圧容器のクリーニング
方法。
【請求項１１】上記円筒形基板内にビームを通過させる
ことを特徴とする請求項１０に記載の減圧容器のクリー
ニング方法。
【請求項１２】上記基板として表面に凹凸を設けた基板
を用いることを特徴とする請求項１に記載の減圧容器の
クリーニング方法。
【請求項１３】上記基板を低温に保持することを特徴と
する請求項１に記載の減圧容器のクリーニング方法。
【請求項１４】上記基板に２次電子を照射することを特
徴とする請求項１に記載の減圧容器のクリーニング方
法。
【請求項１５】減圧容器内の被除去物質を化学反応さ
せ、反応生成物を基板の表面に堆積させることを特徴と
する減圧容器のクリーニング装置。
【請求項１６】上記減圧容器が真空装置の真空室であ
り、上記真空室とバルブを隔てた部屋に上記基板を設置
したことを特徴とする請求項１５に記載の減圧容器のク
リーニング装置。
【請求項１７】上記真空装置が電子顕微鏡であることを
特徴とする請求項１５に記載の減圧容器のクリーニング
装置。
【請求項１８】上記減圧容器内の試料を囲む形に上記基
板を設置したことを特徴とする請求項１５に記載の減圧
容器のクリーニング装置。
【請求項１９】上記基板の温度を上記試料の温度と独立
して変化させる温度制御手段を設けたことを特徴とする
請求項第１５に記載の減圧容器のクリーニング装置。
【請求項２０】上記基板を上記減圧容器内の試料と異な
る角度に設置したことを特徴とする請求項１５に記載の
減圧容器のクリーニング装置。