JPH09231936A - 熱電子によるクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電子衝撃加熱法では完全に除去できない付着物
を確実に除去し、しかも装置を小型で安価なものにす
る。 【構成】ガスボンベ２９のＡｒガスを超高真空試料処理
室２内に導入した後、フィラメント加熱用電源２４でフ
ィラメント２３に電流を流してフィラメント２３を加熱
し、かつ第２電圧印加用電源２７により、ガスイオン化
手段２６に正の電圧を印加し、更に第１電圧印加用電源
２５′により、試料４に負の電圧を印加する。フィラメ
ント２３の加熱で発生した熱電子ｅはガスイオン化手段
２６の正ので電圧により加速されてＡｒガスと相互作用
を起こしてＡｒガスをイオン化し、Ａｒ⁺イオンを発生
する。更にＡｒ⁺イオンは、試料４の負の電圧により加
速され、勢いよく試料４に衝突する。このイオン衝撃
で、Ａｒ⁺イオンは試料４の表面に付着している付着物
をスパッターし、試料４をクリーニングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子顕微鏡や表面
分析機器等の各種電子光学機器あるいは元素・構造分析
機器等の各種分析機器に用いられ、試料や探針等の機器
内に配置されクリーニングを必要とする被クリーニング
部材をクリーニングするためのクリーニング装置の技術
分野に属し、特に熱電子により被クリーニング部材をク
リーニングするようになっている熱電子によるクリーニ
ング装置の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から種々開発されている、例えば電
子顕微鏡や表面分析機器等の各種電子光学機器あるいは
例えば元素・構造分析機器等の各種分析機器において
は、試料や探針等の被クリーニング部材のクリーニング
を電子衝撃加熱法により行っている。この電子衝撃加熱
法は、フィラメントにより発生させた熱電子を被クリー
ニング部材に衝突させてこの被クリーニング部材を加熱
させることにより、クリーニングを行う方法である。

【０００３】図４は、このような電子衝撃加熱法が採用
されている従来の機器として、超高真空走査型トンネル
顕微鏡（ＵＨＶ−ＳＴＭ）を概略的に示す図である。図
中、１はＵＨＶ−ＳＴＭ、２は超高真空試料処理室、３
は超高真空試料処理室２内に回転可能に設けられたパー
キング機構、４はパ−キング部材３に保持された試料、
５はパ−キング部材３に保持された探針、６は試料４を
観察するための像観察室、７は像観察室６内に配置され
試料および探針が装着されるＳＴＭステージ、８は試料
４や探針５等を超高真空試料処理室２内に搬送する第１
搬送機構、９は鉄芯等の第１芯棒、１０は第１芯棒９の
先端に設けられ試料４や探針５等を把持する第１把持
部、１１は第１芯棒９を保持する第１マグネット、１２
は第１マグネット１１を案内する第１ガイドレール、１
３は試料４や探針５を像観察室６内に搬送する第２搬送
機構、１４は鉄芯等の第２芯棒、１５は第２芯棒１４の
先端に設けられ試料４や探針５等を把持する第２把持
部、１６は第２芯棒１４を保持する第２マグネット、１
７は第２マグネット１６を案内するガイドレール、１８
は超高真空試料処理室２と像観察室６と気密に連結する
第１連結通路、１９は第１連結通路１８を開閉する第１
ゲートバルブ、２０は試料４や探針５等の交換室、２１
は超高真空試料処理室２と交換室２０と気密に連結する
第２連結通路、２２は第２連結通路２１を開閉する第２
ゲートバルブである。

【０００４】図４に示すように、このように構成された
ＵＨＶ−ＳＴＭ１においては、試料４や探針５等を超高
真空試料処理室２および像観察室６に搬送する場合、ま
ず第１および第２ゲートバルブ１９,２２を閉じて、各
室２,６,２０を互いに遮断する。この状態で交換室２０
を大気圧とし、この大気圧状態で試料４や探針５等を交
換室２０に入れれて第１把持部１０に把持させる。次
に、交換室２０を大気に対して気密に密閉して、交換室
２０内を所定の負圧の高真空状態にした後、第２ゲート
バルブ２２を開けて第２連結通路２１を開き、超高真空
試料処理室２と交換室２０とを連通する。次に、手動ま
たは図示しない動力モータにより、第１搬送機構８の第
１マグネット１１をガイドレール１２に沿って超高真空
試料処理室２の方へ第１芯棒９とともに移動し、第１把
持部１０に把持された試料４や探針５等を超高真空試料
処理室２内に搬送してパーキング機構３に取り付ける。

【０００５】その後、第１マグネット１１、第１芯棒９
および第１把持部１０を図示の元の位置に戻すととも
に、第２ゲートバルブ２２を閉じて、超高真空試料処理
室２内を再び超高真空状態にする。この状態で、超高真
空試料処理室２内において試料４や探針５等を電子衝撃
加熱法によりクリーニングする。次に、第１ゲートバル
ブ１９を開けて第１連結通路１８を開き、超高真空試料
処理室２と像観察室６とを連通する。そして、手動また
は図示しない動力モータにより、第２搬送機構１３の第
２マグネット１６をガイドレール１７に沿ってパーキン
グ機構３の方へ第２芯棒１４とともに移動し、第２把持
部１５によりパーキング機構３に取り付けられた試料４
または探針５を把持する。更に、第２マグネット１６を
ガイドレール１７に沿って像観察室６の方へ第２芯棒１
４、第２把持部１５および第２把持部１５に把持された
試料４または探針５とともに移動し、試料４または探針
５を像観察室６内に搬送して像観察室６内のＳＴＭステ
ージ７の所定位置に装着する。その後、像観察室６内で
ＵＨＶ−ＳＴＭ１による試料４の観察を行う。

【０００６】図５はこのＵＨＶ−ＳＴＭ１の超高真空試
料処理室２内における電子衝撃加熱法によるクリーニン
グを説明する図である。図中、２３は熱電子ｅを発生さ
せるフィラメント、２４はこのフィラメント２３を加熱
するためのフィラメント加熱用電源、２５は試料４や探
針５等（図では代表して試料４が記載されており、以後
の説明において試料４について説明するが、探針５等の
他の被クリーニング部材でも試料４の場合と同様であ
る）に正の電圧を印加するための電圧印加用電源であ
る。

【０００７】電子衝撃加熱法により試料４をクリーニン
グする場合、図５に示すように超高真空試料処理室２内
において、まずフィラメント加熱用電源２４によりフィ
ラメント２３に電流を流して、フィラメント２３を加熱
するとともに、電圧印加用電源２５により試料４に正の
電圧（例、数１００〜１０００Ｖ）を、パーキング機構
３を介して印加する。

【０００８】フィラメント２３が加熱されることによ
り、フィラメント２３から熱電子ｅが発生するととも
に、この熱電子ｅは試料４に印加された正の電圧により
引っ張られて加速され、勢いよく試料４に衝突する。こ
の電子衝撃で試料４が加熱されることにより、試料４が
クリーニングされる。この電子衝撃加熱法によるクリー
ニングは、比較的除去しやすい付着物を簡単な構造でか
つ簡単な方法で除去することができるという効果があ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
試料４の表面に高融点の物質が付着したり、炭化物等の
化合物ができたりした場合、この従来の電子衝撃加熱法
ではこれらの付着物を完全に除去することはできない。

【００１０】そこで、このような電子衝撃加熱法では完
全に除去できない付着物を試料表面から除去するため
に、従来ではイオン銃によるエッチング等の試料４のス
パッタクリーニングが行われている。しかしながら、イ
オン銃によるスパッタクリーニングでは、クリーニング
装置が大型になるばかりでなく、コストが高いものとな
る。

【００１１】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、電子衝撃加熱法では完全に
除去できない付着物をも確実に除去することができ、し
かも小型で安価な、熱電子によるクリーニング装置を提
供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、試料処理室内にガスを導入す
るガス導入手段と、前記試料処理室内に配設され、加熱
されることにより熱電子を発生させるフィラメントと、
このフィラメントを加熱するための加熱用電源と、前記
試料処理室内に配設され、試料や探針等の被クリーニン
グ部材が取り付けられるパーキング機構と、前記被クリ
ーニング部材に負の電圧を印加する第１電圧印加手段
と、前記試料処理室内に配設され、発生した前記熱電子
を加速して前記ガスに相互作用させて前記ガスをイオン
化するためのガスイオン化手段と、このガスイオン化手
段に正の電圧を印加するための第２電圧印加手段とを備
えていることを特徴としている。

【００１３】また請求項２の発明は、試料処理室内にガ
スを導入するガス導入手段と、前記試料処理室内に配設
され、加熱されることにより熱電子を発生させるフィラ
メントと、このフィラメントを加熱するための加熱用電
源と、前記試料処理室内に配設され、試料や探針等の被
クリーニング部材が取り付けられるパーキング機構と、
前記被クリーニング部材に正の電圧または負の電圧を選
択的に印加する第１電圧印加手段と、前記試料処理室内
に配設され、発生した前記熱電子を加速して前記ガスに
相互作用させて前記ガスをイオン化するためのガスイオ
ン化手段と、このガスイオン化手段に正の電圧を必要時
に印加するための第２電圧印加手段と、前記フィラメン
トと前記被クリーニング部材との間の位置または前記フ
ィラメントと前記被クリーニング部材との間から外れた
位置に、前記ガスイオン化手段を選択的に移動設定する
ための移動手段とを備えていることを特徴としている。

【００１４】

【作用】このような構成をした請求項１の発明の熱電子
によるクリーニング装置においては、ガス導入手段によ
りガスが試料処理室内に所定圧だけ導入される。この状
態で、加熱用電源によりフィラメントが加熱されるとと
もに、第１電圧印加手段により、被クリーニング部材に
負の電圧が印加され、更に第２電圧印加手段により、ガ
スイオン化手段に正の電圧が印加される。フィラメント
の加熱により、フィラメントから熱電子ｅが発生すると
ともに、この熱電子はガスイオン化手段に印加された正
の電圧により引っ張られて加速され、ガスイオン化手段
の近傍で超高真空試料処理室内のガスと相互作用を起こ
してそのガスがイオン化されて正のガスイオンになる。
更にこのガスイオンは、被クリーニング部材に印加され
た負の電圧により引っ張られて加速され、勢いよく被ク
リーニング部材に衝突する。このガスイオンの衝突によ
るイオン衝撃で、ガスイオンは被クリーニング部材の表
面に付着している付着物をスパッターし、被クリーニン
グ部材をクリーニングする。特に、フィラメントをほぼ
アース電位とすることにより、ガスイオンの大部分が負
の電圧に印加されている被クリーニング部材のみと衝突
するようになり、他の部分をスパッターすることはな
い。したがって、請求項１の発明のクリーニング装置に
おいては、イオン衝撃により被クリーニング部材をに付
着している、電子衝撃加熱法では除去できない付着物を
も確実に除去されるようになる。すなわち、従来のイオ
ン銃によるエッチング等のクリーニングと同等の作用効
果が得られる。

【００１５】更に、従来のイオン銃によるクリーニング
方法では、イオン銃からのイオンの加速速度が大きく、
しかも元が絞られているため、イオンを被クリーニング
部材に衝突させるためのアライメントが難しいが、本発
明によるクリーニング方法では被クリーニング部材に負
の電圧が印加されているため、ガスイオンが被クリーニ
ング部材に確実に衝突するようになり、アライメントが
きわめて容易となる。

【００１６】また請求項２の発明においては、移動手段
により、ガスイオン化手段がフィラメントと被クリーニ
ング部材との間の位置またはフィラメントと被クリーニ
ング部材との間から外れた位置のいずれかに選択的に移
動設定されるようになる。そして、ガスイオン化手段が
フィラメントと被クリーニング部材との間の位置に設定
されたときは、請求項１の発明と同様にイオン衝撃法に
よる被クリーニング部材のクリーニングが行われる。ま
た、ガスイオン化手段がフィラメントと被クリーニング
部材との間から外れた位置に設定されたときは、従来の
電子衝撃加熱法による被クリーニング部材のクリーニン
グが行われる。こうして、請求項２の発明においては、
電子衝撃加熱法によるクリーニングとイオン衝撃法によ
るクリーニングとの２つの方法によるクリーニングが行
われるようになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図１は本発明にかかる熱電子による
クリーニング装置をＵＨＶ−ＳＴＭに適用した場合の実
施の形態の一例を示す、図５と同様の図である。なお、
前述の従来のＵＨＶ−ＳＴＭと同じ構成要素には同じ符
号を付すことにより、その詳細な説明は省略する。

【００１８】図１に示すように本例のクリーニング装置
においては、図５に示す従来の超高真空試料処理室２内
のクリーニング装置におけるフィラメント２３と試料４
との間に、アルゴン（Ａｒ）ガスをイオン化するため
の、グリッドやメッシュからなるガスイオン化手段２６
が配設されている。また本例においては、試料４に負の
電圧を印加するための第１電圧印加用電源２５′と、ガ
スイオン化手段２６に正の電圧を印加するための第２電
圧印加用電源２７とが設けられている。更に、超高真空
試料処理室２は、ガス導入用バルブ２８を介してガスボ
ンベ２９が接続されている。このガスボンベ２９内には
Ａｒガスが貯えられている。なお、ガスボンベ２９内の
ガスはＡｒガス以外の不活性ガスでもよいが、ガスの重
量等を考慮すると、Ａｒガスが最も望ましい。本例の他
の構成は、図４および図５に示す従来のＵＨＶ−ＳＴＭ
１およびクリーニング装置の構成と同じである。

【００１９】このように構成された本例のクリーニング
装置においては、前述の従来の場合と同様に超高真空試
料処理室２内のパーキング機構３に試料４を取り付ける
とともに、超高真空試料処理室２内を超高真空状態にす
る。その後、ガス導入用バルブ２８を操作して、ガスボ
ンベ２９のＡｒガスを超高真空試料処理室２内に所定圧
（例、１０^ー4〜１０^ー3 Ｐａ程度）だけ導入する。

【００２０】次に、フィラメント加熱用電源２４によ
り、フィラメント２３に数Ａの電流を流してフィラメン
ト２３を加熱するとともに、第２電圧印加用電源２７に
より、ガスイオン化手段２６に正の電圧（例、５０〜数
１００Ｖ）を印加し、更に第１電圧印加用電源２５′に
より、パーキング機構３を介して試料４に負の電圧
（例、数１００〜１０００Ｖ）を印加する。

【００２１】フィラメント２３の加熱により、フィラメ
ント２３から熱電子ｅが発生するとともに、この熱電子
ｅはガスイオン化手段２６に印加された正の電圧により
引っ張られて加速され、ガスイオン化手段２６の近傍で
超高真空試料処理室２内のＡｒガスと相互作用を起こし
てＡｒガスをイオン化し、Ａｒ⁺イオンが発生する。更
にこのＡｒ⁺イオンは、試料４に印加された負の電圧に
より引っ張られて加速され、勢いよく試料４に衝突す
る。このＡｒ⁺イオンの衝突によるイオン衝撃で、Ａｒ⁺
イオンは試料４の表面に付着している付着物をスパッタ
ーし、試料４をクリーニングする。このとき、フィラメ
ント２３はほぼアース電位となっているため、Ａｒ⁺イ
オンの大部分は負の電圧に印加されている試料４のみと
衝突するようになり、他の部分をスパッターすることは
なく、試料４の付着物が効率よく除去されるようにな
る。

【００２２】このように本例のクリーニング装置によれ
ば、ガスイオン化手段２６により熱電子ｅを加速してＡ
ｒガスと相互作用を起こさせてＡｒガスをイオン化し、
更に発生したＡｒ⁺イオンを試料４に勢いよく衝突させ
ているので、この衝突によるイオン衝撃で試料４に付着
している、電子衝撃加熱法では除去できない付着物をも
確実に除去することができるようになる。すなわち、従
来のイオン銃によるエッチング等のクリーニングと同等
の作用効果を得ることができる。

【００２３】また、Ａｒ⁺イオンのほとんどが試料４の
みをイオン衝撃するので、試料４の付着物を効率よく除
去できる。その場合、超高真空試料処理室２内へのＡｒ
ガスの導入はそれほど多く必要はないので、超高真空試
料処理室２内の真空度をほとんど低下させなくて済むよ
うになる。

【００２４】更に、従来のイオン銃によるクリーニング
方法では、イオン銃からのイオンの加速速度が大きく、
しかも元が絞られているため、イオンを試料４に衝突さ
せるためのアライメントが難しいが、本例によるクリー
ニング方法では試料４に負の電圧を印加しているため、
Ａｒ⁺イオンを試料４に確実に衝突させることができ、
アライメントがきわめて容易となる。

【００２５】更に、本例によるクリーニング方法ではガ
スイオン化手段２６をフィラメント２３と試料４との間
に単に介在させるとともに、ガスイオン化手段２６に正
の電圧を印加するだけであるので、クリーニング装置が
大型になることはなく、しかもコストの増大も抑制でき
る。

【００２６】図２は、本発明の実施の形態の他の例を示
す図１と同様の図である。なお、前述の従来のＵＨＶ−
ＳＴＭおよび図１に示す例と同じ構成要素には同じ符号
を付すことにより、その詳細な説明は省略する。

【００２７】図２に示すように本例は、試料４をクリー
ニングする場合に代えて、図１に示すクリーニング装置
により、探針５をクリーニングする場合の例である。し
たがって、本例のクリーニング装置の構成は図１に示す
クリーニング装置の構成とまったく同じである。

【００２８】前述の従来の場合と同様に探針５をパーキ
ング機構３に取り付けた後、図１に示す試料４のクリー
ニングとまったく同様にして、Ａｒ⁺イオンの探針５へ
の衝突によるイオン衝撃で探針５をクリーニングする。

【００２９】このように本例では、試料４のイオン衝撃
による前述のクリーニングの作用とまったく同じ作用が
行われ、したがってその効果も前述のクリーニングの効
果とまったく同じ効果が得られる。

【００３０】図３は、本発明の実施の形態の更に他の例
を示す図１と同様の図であり、（ａ）は電子衝撃加熱法
によるクリーニングを説明する図、（ｂ）はイオン衝撃
法によるクリーニングを説明する図である。なお、前述
の従来のＵＨＶ−ＳＴＭおよび図１に示す例と同じ構成
要素には同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は
省略する。

【００３１】本例のクリーニング装置は、図３（ａ）に
示す電子衝撃加熱法によるクリーニングと図３（ｂ）に
示すイオン衝撃法によるクリーニングとの両方のクリー
ニングが行われるようにされている。本例を具体的に説
明すると、超高真空試料処理室２の側壁における、フィ
ラメント２３とフィラメント加熱用電源２４との２つの
接続部３０,３１の取付部位２ａが、直線移動用ベロー
ズ３２を介して側壁の他の部分２ｂと連結されている。
すなわち、接続部３０,３１が直線移動用ベローズ３２
を駆動することにより左右に直線移動可能とされてい
る。これによりフィラメント２３は、電子衝撃加熱法に
よる図示のクリーニング位置とイオン衝撃法によるクリ
ーニング位置（不図示：図示位置より左方）との間で、
直線移動可能とされている。

【００３２】また、ガスイオン化手段２６を支持する支
持棒３３が超高真空試料処理室２の側壁にその長手方向
軸回り回転可能に設けられているとともに、支持棒３３
を回転させるための、例えばマグネット等からなる回転
駆動手段３４が設けられている。この回転駆動手段３４
を駆動して支持棒３３を回転させることにより、ガスイ
オン化手段２６が、フィラメント２６とパーキング機構
３との間から外れた図示の不使用位置と、フィラメント
２６とパーキング機構３との間に位置する使用位置（不
図示）との間で、回転移動可能とされている。そして、
ガスイオン化手段２６は、図３（ａ）に示すようにフィ
ラメント２３が電子衝撃加熱法によるクリーニング位置
にあるときは不使用位置に、また図３（ｂ）に示すよう
にフィラメント２３がイオン衝撃法によるクリーニング
位置にあるときは使用位置にそれぞれ選択的に設定され
るようになっている。

【００３３】更に、図３（ａ）に示すようにフィラメン
ト２３が電子衝撃加熱法によるクリーニング位置に設定
されかつガスイオン化手段２６が不使用位置に設定され
た電子衝撃加熱法によるクリーニングのときは、試料４
に電圧を印加する電圧印加用電源は図示の電圧印加用電
源２５が用いられ、試料４は正の電圧が印加されるよう
になっている。その場合、不使用位置にあるガスイオン
化手段２６には電圧は印加されないとともに、ガス導入
用バルブ２８が閉じられて、超高真空試料処理室２内に
はＡｒガスは導入されない。

【００３４】また、図３（ｂ）に示すようにフィラメン
ト２３がイオン衝撃法によるクリーニング位置に設定さ
れかつガスイオン化手段２６が使用位置に設定されたイ
オン衝撃法によるクリーニングのときは、試料４に電圧
を印加する電圧印加用電源は第１電圧印加用電源２５′
が用いられ、試料４は負の電圧が印加されるようになっ
ている。すなわち試料４には、正または負の電圧がクリ
ーニング方法に応じて切換印加されるようになってい
る。更に、ガスイオン化手段２６に電圧を印加する電圧
印加用電源は第２電圧印加用電源２７が用いられ、ガス
イオン化手段２６は正の電圧が印加されるようになって
いる。

【００３５】このように構成された本例のクリーニング
装置においては、電子衝撃加熱法により試料４や探針５
等の被クリーニング部材をクリーニングすることができ
るとともに、イオン衝撃法による被クリーニング部材を
クリーニングすることができる。したがって、本例のク
リーニングによれば、電子衝撃加熱法によるクリーニン
グの利点とイオン衝撃法による利点との両方の利点を併
せ有するという効果を得ることができる。

【００３６】なお、図３（ａ）および（ｂ）に示す例で
は、超高真空試料処理室２の側壁における接続部３０,
３１の取付部位を直線移動ベローズ３２により左右直線
移動可能として、フィラメント２３を移動させるように
しているが、フィラメント２３を移動させるための手段
として、フィラメント２３をガスイオン化手段２６と干
渉しない位置に移動可能であれば、他のどのような手段
を用いることもできる。また同様に、ガスイオン化手段
２６も電動モータ等以外の他の回転駆動手段を用いるこ
ともできる。更に、ガスイオン化手段２６は回転運動に
よる以外に、直進運動により使用位置と不使用位置との
間を移動させるようにすることもできる。

【００３７】また、前述の各例では、本発明のクリーニ
ング装置をＵＨＶーＳＴＭ１に適用した場合について説
明しているが、本発明は熱電子を用いて被クリーニング
部材をクリーニングするクリーニング装置を備えている
ものであれば、例えば電子顕微鏡や表面分析機器等の各
種電子光学機器あるいは元素・構造分析機器等の各種分
析機器等の他のどのような機器にも適用することができ
る。

【００３８】更に、超高真空試料処理室２内に連通する
専用のクリーニング室を設け、このクリーニング室で試
料４や探針５等のクリーニングを行うようにすることも
できる。また、従来のイオン銃を本発明のクリーニング
装置と併用して試料４や探針５等のクリーニングを行う
ようにすることもできる。このイオン銃の併用によるク
リーニングは、例えば試料の一部のみを深く掘り下げて
クリーニングする場合に好適なものとなる。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の熱電子によるクリーニング装置によれば、ガスイオン
化手段により熱電子をガスと相互作用を起こさせてイオ
ン化したガスを被クリーニング部材に勢いよく衝突させ
ているので、この衝突によるイオン衝撃で被クリーニン
グ部材に付着している、電子衝撃加熱法では除去できな
い付着物をも確実に除去することができる。すなわち、
従来のイオン銃によるエッチング等のクリーニングと同
等の作用効果を得ることができる。

【００４０】特に、フィラメントをほぼアース電位とす
ることにより、ガスイオンの大部分が負の電圧に印加さ
れている被クリーニング部材のみをイオン衝撃するの
で、被クリーニング部材の付着物を効率よく除去でき
る。その場合、試料処理室内へのガスの導入はそれほど
多く必要はないので、試料処理室内の圧力をほとんど変
化させなくて済むようになる。

【００４１】更に、従来のイオン銃によるクリーニング
方法では、イオン銃からのイオンの加速速度が大きく、
しかも元が絞られているため、イオンを被クリーニング
部材に衝突させるためのアライメントが難しいが、本発
明のクリーニング方法によれば、被クリーニング部材に
負の電圧を印加しているため、正のガスイオンを被クリ
ーニング部材に確実に衝突させることができ、アライメ
ントがきわめて容易となる。

【００４２】更に、請求項１の発明によれば、ガスイオ
ン化手段をフィラメントと被クリーニング部材との間に
単に介在させ、かつガスイオン化手段に正の電圧を印加
するだけであるので、クリーニング装置が大型になるこ
とはなく、しかもコストの増大を抑制でき、装置を比較
的安価に形成することができる。

【００４３】また請求項２の発明によれば、移動手段に
より、ガスイオン化手段がフィラメントと被クリーニン
グ部材との間の位置またはフィラメントと被クリーニン
グ部材との間から外れた位置のいずれかに選択的に移動
設定できるようにしているので、イオン衝撃法によるク
リーニングと電子衝撃加熱法によるクリーニングとを行
うことができるようになる。したがって、請求項２の発
明によれば、請求項１の発明と同様のイオン衝撃法によ
る効果と、従来の電子衝撃加熱法による効果、すなわち
比較的除去しやすい付着物を簡単な構造でかつ簡単な方
法で除去することができるという効果とを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる熱電子によるクリーニング装
置を超高真空走査型トンネル顕微鏡に適用した場合の実
施の形態の一例を模式的に示す図である。

【図２】 本発明にかかる熱電子によるクリーニング装
置を超高真空走査型トンネル顕微鏡に適用した場合の実
施の形態の他の例を模式的に示す図である。

【図３】 本発明にかかる熱電子によるクリーニング装
置を超高真空走査型トンネル顕微鏡に適用した場合の実
施の形態の更に他の例を模式的に示し、（ａ）は電子衝
撃加熱法によるクリーニングを示す図、（ｂ）はイオン
衝撃法によるクリーニングを示す図である。

【図４】 従来の超高真空走査型トンネル顕微鏡の一例
を模式的に示す図である。

【図５】 従来の電子衝撃加熱法による試料や探針等の
クリーニング装置を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１…超高真空走査型トンネル顕微鏡（ＵＨＶ−ＳＴ
Ｍ）、２…超高真空試料処理室、３…パーキング機構、
４…試料、５…探針、６…像観察室、７…ＳＴＭステー
ジ、８…第１搬送機構、９…第１芯棒、１０…第１把持
部、１１…第１マグネット、１２…第１ガイドレール、
１３…第２搬送機構、１４…第２芯棒、１５…第２把持
部、１６…第２マグネット、１７…ガイドレール、１８
…第１連結通路、１９…第１ゲートバルブ、２０…交換
室、２１…第２連結通路、２２…第２ゲートバルブ、２
３…フィラメント、２４…フィラメント加熱用電源、２
５…電圧印加用電源、２５′…第１電圧印加用電源、２
６…ガスイオン化手段、２７…第２電圧印加用電源、２
８…ガス導入用バルブ、２９…ガスボンベ、３０,３１
…接続部、３２…直線移動用ベローズ、３３…支持棒、
３４…回転駆動手段、ｅ…熱電子、Ａｒ⁺…アルゴンガ
スイオン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料処理室内にガスを導入するガス導入
   手段と、前記試料処理室内に配設され、加熱されること
   により熱電子を発生させるフィラメントと、このフィラ
   メントを加熱するための加熱用電源と、前記試料処理室
   内に配設され、試料や探針等の被クリーニング部材が取
   り付けられるパーキング機構と、前記被クリーニング部
   材に負の電圧を印加する第１電圧印加手段と、前記試料
   処理室内に配設され、発生した前記熱電子を加速して前
   記ガスに相互作用させて前記ガスをイオン化するための
   ガスイオン化手段と、このガスイオン化手段に正の電圧
   を印加するための第２電圧印加手段とを備えていること
   を特徴とする熱電子によるクリーニング装置。
2. 【請求項２】 試料処理室内にガスを導入するガス導入
   手段と、前記試料処理室内に配設され、加熱されること
   により熱電子を発生させるフィラメントと、このフィラ
   メントを加熱するための加熱用電源と、前記試料処理室
   内に配設され、試料や探針等の被クリーニング部材が取
   り付けられるパーキング機構と、前記被クリーニング部
   材に正の電圧または負の電圧を選択的に印加する第１電
   圧印加手段と、前記試料処理室内に配設され、発生した
   前記熱電子を加速して前記ガスに相互作用させて前記ガ
   スをイオン化するためのガスイオン化手段と、このガス
   イオン化手段に正の電圧を必要時に印加するための第２
   電圧印加手段と、前記フィラメントと前記被クリーニン
   グ部材との間の位置または前記フィラメントと前記被ク
   リーニング部材との間から外れた位置に、前記ガスイオ
   ン化手段を選択的に移動設定するための移動手段とを備
   えていることを特徴とする熱電子によるクリーニング装
   置。