KR102475617B1 - 클리닝 장치 - Google Patents

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류주 사토
데이비드 호일
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주식회사 히타치하이테크
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Abstract

하전 입자선 장치(110)는, 하전 입자원(112)을 갖는 경통(鏡筒)(111)과, 하전 입자선이 조사되는 시료를 설치하는 시료실(101)과, 시료실(101)에 배치되고, 그 내벽보다 저(低)전위로 유지되는 열방출형 전자원(102)을 구비하고, 전자원 전원(103)의 전압 인가(印加)에 의해 가열 전류를 발생시켜 열방출형 전자원(102)으로부터 방출시킨 전자(e-)에 의해, 시료실(101) 내의 클리닝을 행한다. 바이어스 전원(104)에 의해 열방출형 전자원(102)에 음전압을 인가함으로써, 시료실(101)의 내벽보다 저전위로 유지한다. 열방출형 전자원(102)에 인가하는 음전압의 크기는, 바람직하게는 30-1000V, 특히 바람직하게는 60-120V 정도로 한다.

Description

클리닝 장치
본 발명은, 하전 입자선 장치에 관한 것이며, 특히 컨터미네이션에 의한 영향을 저감시키는 클리닝 기술에 관한 것이다.
투과형 전자 현미경(TEM／STEM), 주사형 전자 현미경(SEM) 등의 전자 현미경 등으로 대표되는 하전 입자선 장치에 있어서는, 하전 입자선의 조사에 의해, 시료 등의 피조사물에 탄화수소 등이 퇴적함으로써 컨터미네이션이 발생한다. 컨터미네이션이 발생했을 경우, 예를 들면 전자 현미경상의 S／N비가 악화하거나, 시료 표면 형상이 변화하거나, 시료 정보를 잃어버려, 그 관찰 및 분석이 곤란해지는 등 각종 문제가 생긴다.
이러한 컨터미네이션에 의한 영향을 저감시키기 위해, 종래 기술로서, 장치 본체를 히터 등의 발광원으로부터 조사되는 방사열을 이용하여 가열하는 방법(특허문헌 1 참조)이나, 엑시머 램프로부터 방사되는 자외광을 조사하는 방법(특허문헌 2 참조), 플라스마를 생성하고, 활성화된 산소 라디칼 및 이온을 이용하는 방법(특허문헌 3 참조) 등이 알려져 있다. 한편, 전자 현미경을 사용하여 관찰하는 시료 표면의 컨터미네이션을 제거하기 위해, W 필라멘트를 이용하는 방법(비특허문헌 1 참조)이 알려져 있다.
일본국 특개2010-103072호 공보 일본국 특개2015-69734호 공보 일본국 특개2016-54136호 공보
J. T. Fourie, "The elimination of surface-originating contamination in electron microscopes", Optik, 52(1978／79) No. 5, 421∼426
상술한 종래의 많은 방법은, 열에 의한 아웃 가스나, 플라스마 생성 시의 가스 도입 등의 영향으로, 장치 내부를 초고진공으로 유지하는 것이 곤란하다는 과제가 있다. 또한, 가열에 의한 열이나 조사되는 자외광에 약한 시료 등의 피조사물에는 적용이 어렵다. 또한, 비특허문헌에서는, 관찰 대상인 시료의 표면의 컨터미네이션을 관찰 전에 제거하는 것을 의도하고 있고, 시료실 내의 컨터미네이션 제거를 의도하고 있지 않다.
본 발명의 목적은, 이러한 하전 입자선 장치의 과제를 해결하여, 시료실 내의 컨터미네이션에 의한 영향을 저감하고, 고진공으로 유지하는 것을 가능하게 하는 클리닝 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 있어서는, 하전 입자원을 갖는 경통(鏡筒)과, 하전 입자원으로부터의 하전 입자선이 조사되는 시료가 설치되는 시료실과, 시료실 내에 배치되는 열방출형 전자원을 구비하고, 열방출형 전자원으로부터 방출되는 전자에 의해, 시료실 내의 청정을 행하는 클리닝 장치를 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 있어서는, 하전 입자원을 갖는 경통과, 하전 입자원으로부터의 하전 입자선이 조사되는 시료가 설치되는 시료실과, 시료실 내에 설치되고, 시료실에 대하여 음전위로 유지되는 전자원을 구비하고, 전자원으로부터 방출되는 전자에 의해, 시료실 내의 청정을 행하는 클리닝 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 장치를 복잡화하지 않고, 장치 내부의 초고진공을 유지한 채, 시료실의 청정을 행하는 것이 가능한 클리닝 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 1에 따른, 클리닝 장치를 구비하는 하전 입자선 장치의 전체 구성의 일례를 나타내는 도면.
도 2는 조사하는 전자의 에너지에 대한 이온화 경향의 의존성을 나타내는 도면.
도 3은 조사하는 전자의 에너지에 대한 평균 자유 행정의 의존성을 나타내는 도면.
도 4는 실시예 2에 따른, 클리닝 장치를 구비하는 하전 입자선 장치의 전체 구성의 일례를 나타내는 도면.
도 5는 실시예 3에 따른, 액티브 반사 전극을 구비한 열방출형 전자원을 이용한 클리닝 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 6은 실시예 4에 따른, 독립된 패시브 반사 전극을 구비한 열방출형 전자원을 이용한 클리닝 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 7은 실시예 1∼4에 따른, 하전 입자선 장치에 복수 배치된 클리닝 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 8은 실시예 1∼4에 따른, 하전 입자선 장치에 복수 배치된 클리닝 장치의 일례를, 하전 입자선 장치 윗 방향에서 본 도면.
도 9는 실시예 5에 따른, 타이머를 채용한 클리닝 장치의 처리 플로우를 나타내는 도면.
도 10은 실시예 6에 따른, 진공도 판독 방식을 행하는 클리닝 장치의 처리 플로우를 나타내는 도면.
도 11은 실시예 7에 따른, 클리닝 장치를 탑재한 TEM／STEM의 개략 구성의 일례를 나타내는 도면.
도 12는 실시예 8에 따른, 클리닝 장치를 탑재한 SEM의 개략 구성의 일례를 나타내는 도면.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태를, 도면에 따라 설명한다. 본 명세서에 있어서의 전자선이란, 전자원으로부터 발생되는 전자의 총칭이며, 언포커스한 상태의 전자 플러드와, 작은 범위로 포커스한 전자 빔을 포함하는 것으로 한다. 전자 플러드 또는 전자 빔 중의 전자는, 진공 챔버 등으로부터의 가스 분자의 분리·탈착 능력을 높이기 위해, 원하는 에너지로 가속되어, 클리닝 장치에서 이용된다. 또한, 전자원에는, 가열형 전자원, 즉 열방출형 전자원에 더해, 전계(電界) 방출형 전자원, 쇼트키형 전자원, 광여기형 전자원 등을 포함하는 것으로 한다.
실시예 1
실시예 1은, 클리닝 장치를 구비한 하전 입자선 장치의 실시예이다. 즉, 하전 입자원을 갖는 경통과, 하전 입자원으로부터의 하전 입자선이 조사되는 시료가 설치되는 시료실과, 시료실 내에 배치되는 열방출형 전자원을 구비하고, 열방출형 전자원으로부터 방출되는 전자선에 의해, 시료실 내의 청정을 행하는 클리닝 장치의 실시예이다.
도 1은 실시예 1의 하전 입자선 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 동(同)도면에 있어서, 하전 입자선 장치(110)는, 하전 입자선원(112)을 갖는 경통(111)과, 클리닝 장치(100)와, 진공 챔버로 구성되는 시료실(101)을 구비한다. 시료실(101)은, 도시한 바와 같이 접지 전위인 것이 바람직하다. 클리닝 장치(100)는, 시료실(101)의 내부에 구비된 열전자형의 전자원(102), 전자원(102)을 가열하기 위한 전류(이하, 가열 전류라고 함)를 발생시키는 전자원 전원(103), 전자원(102)에 전압을 인가(印加)하는 바이어스 전원(104), 전자원(102)으로부터 방출되는 전자(e-)의 전류(이하, 에미션 전류)를 측정하는 전류계(105), 바이어스 전원(104) 등 각종 구성 요소를 제어하는 제어부(106), 제어부(106)의 제어 조건이나 전류량 등을 기억하는 기억부(107) 등을 구비한다. 이들 제어부(106)와 기억부(107)로서는, 원하는 기능 프로그램의 실행이 가능한 중앙 처리부(CPU)나, 퍼스널 컴퓨터(PC) 등을 이용해도 된다. 또, 열방출형 전자원에는, 필라멘트와 같이 직접 가열되는 것에 의한 전자 방출형뿐만 아니라, 간접적으로 가열되는 것에 의한 전자 방출형도 포함되고, 전자원의 에너지 범위는, 30-1000eV이며, 시스템에 맞춰서 조절 가능하다.
전자원(102)은, 상술한 열방출형 전자원인 필라멘트나 그 밖의 부재를 선택할 수 있다. 그 밖의 부재로서, 예를 들면, 전계 방출형 전자원, 쇼트키형 전자원, 또는 광여기형 전자원 등을 선택 가능하다. 단, 구성의 간소함 및 필요한 에미션 전류량을 고려하면, 열방출형 전자원인 필라멘트로부터의 열전자 방출에 의해 전자를 발생시키는 것이 바람직하다.
필라멘트의 재질은, 텅스텐(W) 또는 이리듐(Ir) 등을 선택 가능하다. 여기에서, 필라멘트가 너무 고온이 되면, 필라멘트의 재질이 증발한 후에 시료실(101) 내에 부착하여, 시료실(101) 내가 오염될 가능성이 있다. 필라멘트의 재질로서, 토리아(ThO2) 등을 함유한 재료, 예를 들면 토륨 텅스텐 등을 선택함으로써, 필라멘트의 일함수가 저하하고, 필라멘트의 동작 온도도 저하하기 때문에, 필라멘트에 의한 오염의 가능성을 저하시킬 수 있다.
본 실시예의 클리닝 장치(100)는, 종래의 클리닝 장치와 같이 클리닝 시의 가스 도입이나 가열의 필요가 없기 때문에, 시료실(101)을, 예를 들면 1×10-3㎩ 이하의 초고진공으로 유지한 채의 클리닝이 가능하다. 한편, 상술한 바와 같이, 전자원(102)에 필라멘트를 채용했을 경우, 필라멘트는 1×10-1㎩에서도 동작 가능하기 때문에, 이 클리닝 장치(100)는 비교적 낮은 진공도에서도 동작한다.
바이어스 전원(104)은, 전자원(102)으로부터 방출되는 전자의 에너지를 결정한다. 후술하는 바와 같이, 바이어스 전원(104)에 의해 전자원(102)에 인가하는 전압은, 바람직하게는 30-1000V, 특히 바람직하게는 60-120V 정도이다.
클리닝 효율이 높을수록, 필요한 클리닝 시간은 짧아진다. 본 실시예의 클리닝 장치의 클리닝 효율은, 전자원(102)으로부터의 방출 전자량(이하, 에미션 전류)이 많을수록 보다 높아진다. 이것은, 열방출형 전자원(102)에 필라멘트를 이용할 경우, 전자원 전원(103)의 가열 전류를 올려, 필라멘트를 보다 가열함으로써 용이하게 실현할 수 있다.
한편, 전자원 전원(103)의 소용량화 및 상술한 필라멘트 재질의 증발의 관점에서 필라멘트 가열은, 최소한으로 억제하고 싶다. 시료실(101)의 용량·청정도, 하전 입자선 장치종에 따라 다르지만, 예를 들면, 주사 전자 현미경을 이용한 실험 결과로부터, 2∼3μA의 에미션 전류로 10시간 정도, 혹은 10μA의 에미션 전류로 2시간 정도, 클리닝함으로써, 시료 관찰에 있어서 바람직한 환경을 만들 수 있는 것을 알고 있다.
클리닝 효율의 고정밀도 제어는, 전자원의 가열 전류를 제어함으로써 가능해진다. 에미션 전류는, 필라멘트 온도의 안정성이나 시료실 내의 진공도 등에 영향을 받아 변동한다. 이 에미션 전류의 변화를 모니터하고, 가열 전류에 피드백함으로써, 클리닝 효율의 안정화를 달성할 수 있다. 이 경우에는, 클리닝 장치(100)는, 에미션 전류를 모니터하기 위한 전류계(105), 전류계(105)의 출력이 입력되는 제어부(106), 제어부(106)의 제어 조건 등을 기억하는 기억부(107)를 구비하는 것이 바람직하다. 그러나, 클리닝의 원리면에서는 이들 구성 요소는 필수적인 것이 아니고, 클리닝 장치(100)는 이들 구성 요소를 구비하지 않는 구성이어도 상관없다.
또한, 시료실(101)의 클리닝의 진행도를, 전류계(105)로 모니터한 에미션 전류로부터 판독할 수 있다고 생각된다. 후술하는 바와 같이, 본 실시예에 따른 클리닝 장치는, 전자선 조사에 의해 가스 분자를 발생시키고, 이것을 진공 펌프로 배기함으로써 클리닝을 실현한다. 따라서, 클리닝이 진행됨에 따라, 시료실 내의 압력은 저하해 간다. 상술한 바와 같이, 에미션 전류는, 시료실 내의 진공도에 영향받는다. 그 때문에, 에미션 전류와 진공도의 관계를 명확하게 함으로써, 제어부(106)는 시료실 내의 청정도를 파악할 수 있다. 또한, 시료실에 진공계(115)를 설치하고, 이 진공계(115)로 시료실 내의 진공도를 직접 판독함으로써, 전류계(105)를 사용하지 않더라도 마찬가지로 시료실 내의 청정도를 알 수 있다.
이들에 의해, 클리닝 도중에도 시료실 내에서 충분한 청정도가 얻어지고 있는지를 확인할 수 있어, 필요 충분한 시간으로 클리닝을 실시할 수 있다.
여기에서, 컨터미네이션의 발생과 본 실시예의 클리닝 장치의 클리닝 원리에 대해서 기술한다. 특허문헌 1에 따르면, 진공 중의 탄화수소 분자가 하전 입자선으로 빨려들어가, 하전 입자선과 함께 시료에 퇴적해 감으로써, 컨터미네이션이 발생한다고 생각되고 있다. 또한, 시료실 내부의 부재에는 탄화수소 분자가 부착되어 있으며, 일부의 산란된 전자선이 그 부재에 조사됨으로써, 진공 중으로 확산하는 것도 알려져 있다. 따라서, 컨터미네이션의 발생을 저감시키기 위해서는, 시료실 내의 탄화수소 분자의 제거가 유효한 방법이라고 할 수 있다.
이상과 같이, 하전 입자선의 조사에 앞서, 시료실 내부의 부재에 부착되어 있는 탄화수소 분자(이하, 부착 분자라고 함)를 시료실로부터 제거해 두는 것이 중요하다. 부착 분자를 제거하기 위해서는, 부착 분자에 어떠한 에너지를 주어 탈리시키고, 진공 펌프에 의해 시료실로부터 배기할 필요가 있다. 종래의 클리닝 장치는, 부재의 가열이나 자외광의 조사 등에 의해 부착 분자를 탈리시키고 있었다.
그것에 비해, 본 실시예에 따른 클리닝 장치는, 이하의 두 가지 원리에 의해 부착 분자를 배기한다. 한 가지는, 전자선 조사에 의해 부착 분자를 이온화하여 탈리시키는 것이고, 다른 한 가지는, 전자선 조사에 의해 진공 내의 수(水)분자나 산소 분자를 이온화하고, 그것들이 부착 분자를 에칭하는 것이다. 어느 경우에도 분자의 이온화 경향이, 클리닝의 효율에 영향을 준다.
여기에서, 분자의 이온화 효율은, 조사되는 전자의 에너지에 의존한다. 도 2는, 전자의 에너지에 대한 이온화 경향의 의존성을 나타낸 도면이다. 탄화수소의 1종인 C2H2는, 전자가 약 60-120eV의 에너지를 가질 때에 가장 이온화되기 쉬운 것을 알 수 있다. 또한, 그 밖의 원소여도, 전자가 약 30-1000eV의 에너지를 가질 때에 이온화되기 쉽다.
한편, 부착 분자와의 상호작용을 생각하면, 평균 자유 행정이 짧을수록, 클리닝 효율은 높아진다. 도 3은, 조사되는 전자의 에너지에 대한 평균 자유 행정의 의존성을 나타낸 도면이다. 피조사물에 따라서도 다르지만, 전자가 대략 30-60eV의 에너지를 가질 때에 가장 전자의 평균 자유 행정이 짧아지는 것을 알 수 있다. 따라서, 당해 에너지대(帶)에서 이온화 효율이 향상한다고 생각된다. 그 밖의 에너지에 있어서도, 전자가 대략 10-1000eV의 에너지를 가질 경우에는, 부착 분자를 이온화할 수 있다고 생각된다.
이상의 설명과 같이, 분자의 이온화 효율과 전자의 평균 자유 행정의 관점에서, 본 실시예의 클리닝 장치의 바이어스 전원(104)에 의해 전자원(102)에 인가하는 전압은, 바람직하게는 30-1000V, 특히 바람직하게는 60-120V 정도가 된다. 실제의 실험 결과에 있어서도, 100eV 정도의 에너지로 유효한 클리닝 효과를 얻을 수 있는 것을 확인했다.
실시예 2
실시예 2는, 실시예 1의 구성에 더해, 시료실 내의 시료대에 음전압을 인가하는 클리닝 장치를 구비한 하전 입자선 장치의 실시예이다.
상술한 바와 같이, 실시예 1의 클리닝 장치는, 시료실(101) 내에 수 μA의 전자선을 조사한다. 따라서, 시료실 내에 전자선 조사에 대하여 부적당한 시료가 설치되어 있을 경우, 그 악영향을 받을 가능성이 있다. 여기에서, 전자선 조사에 대하여 부적당한 시료란, 예를 들면 절연물을 포함하는 시료나 전자선 조사에 의해 파괴되는 것을 포함하는 시료를 들 수 있다. 예를 들면 하전 입자선 장치의 일례인 전자 현미경의 경우, 절연물을 포함하는 시료에 전자선을 조사하면, 절연물 부분에 전하가 축적되어 전계를 발생시켜, 관찰상을 변형시키는 등의 영향이 생각된다.
그래서 본 실시예에서는, 상술한 악영향이 생기지 않게 하기 위해, 시료가 재치(載置)되는 시료대를 전자선이 가지는 에너지보다 높은 음전위로 유지함으로써, 시료 근방에의 전자선의 침입을 방지한다.
도 4에 본 실시예의 클리닝 장치의 전체 구성의 일례를 나타낸다. 실시예 1의 구성에 더하여, 시료대(108)에 음전압을 인가하는 리타딩 전원(109)을 구비한다. 예를 들면, 바이어스 전원(104)이 전자원(102)에 접지 전위의 시료실(101)에 대하여, -100V의 전압을 주었을 경우, 시료실 근방에서의 전자의 에너지는 약 100eV가 된다. 이때, 리타딩 전원(109)에 의해 시료대(108)에 -150V를 인가하면, 전자선은 시료대에 도달할 수 없고, 시료 앞에서 궤도를 굽힐 수 있다. 이렇게 해서, 시료에의 전자선 조사를 방지할 수 있다.
또, 하전 입자선 장치의 일례인 주사 전자 현미경에는, 고분해능 관찰을 실현하기 위해, 시료대에 음전압을 인가하는 전원을 구비하고 있을 경우가 있다. 이러한 하전 입자선 장치에 있어서는, 새롭게 리타딩 전원(109)을 도입할 필요 없이, 전자선의 조사로부터 시료를 지킬 수 있다.
실시예 3
실시예 3은, 액티브 반사 전극을 구비한 전자원을 이용한 클리닝 장치를 구비한 하전 입자선 장치의 실시예이다. 본 실시예는, 클리닝을 보다 효율적으로 행하는 방법으로서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 액티브 반사 전극(113)을 시료실의 진공 챔버 내의 전자원(102)의 배면측에 설치한다. 액티브 반사 전극(113)에는 시료실(101)에 대하여 음전위가 되는 전압이 인가된다. 도 5에서는, 전원을 늘리지 않을 목적으로 바이어스 전원(104)으로부터의 출력을 액티브 반사 전극(113)에 연결시키고 있지만, 별도로 전원을 준비해도 된다.
전자원(102)으로부터 방출되는 전자는, 기본적으로 전체 방향으로 균등하게 방출된다. 그러나, 예를 들면 도 5와 같이, 전자원(102)이 시료실(101)의 일단(一端)에 부착될 경우, 전자원(102)으로부터 먼 시료실 벽면은, 전자원(102)으로부터 바라볼 수 있는 입체각이 작고, 그만큼 도달할 수 있는 전자도 적어진다. 액티브 반사 전극(113)의 목적은, 전자의 방출 방향으로 편향을 갖게 하여, 보다 효율적으로 시료실(101)에 전자를 조사하는 것이다.
시료실(101)에 대하여 음전위로 유지된 액티브 반사 전극(113)이 형성하는 전계에 의해, 전자는 액티브 반사 전극(113)으로부터 시료실측으로 궤도를 구부릴 수 있다. 따라서, 전자를 조사하고 싶은 방향에 대하여 전자원(102)의 배면측에 액티브 반사 전극(113)을 배치함으로써, 보다 효율적으로 클리닝을 실시할 수 있다. 또, 액티브 반사 전극(113)에 접속하는 전원을 바이어스 전원(105)과는 별도로 준비할 경우에는, 전자원(102)에 대하여 음전위가 되도록 전압을 인가함으로써, 더 많은 전자를 시료실(101) 방향으로 방출시킬 수 있다.
실시예 4
실시예 4는, 독립된 패시브 반사 전극을 구비한 전자원을 이용한 클리닝 장치를 구비한 하전 입자선 장치의 실시예이다. 도 6에 나타내는 바와 같이 패시브 반사 전극(114)을 시료실의 진공 챔버 내의 전자원(102)의 배면측에 설치하는 구성으로, 실시예 3과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 여기에서, 패시브 반사 전극(114)은, 전자선 조사에 의해 음으로 대전하는 전극이다. 예를 들면, 주위와 전기적으로 절연된 금속, 혹은 전자선 조사에 의해 음전위가 되는 절연체를 이용할 수 있다.
도 6에 나타내는 구성의 경우에는, 전자원(102)으로부터 전자가 방출되기 시작했을 때에는, 패시브 반사 전극(114)의 전위는 거의 접지 전위와 같은 전위이기 때문에, 전자원(102)으로부터의 전자는, 전체 방향으로 균등하게 방출된다. 방출된 전자의 일부는, 패시브 반사 전극(114)에 도달하고, 음전위를 축적시켜 간다. 이 음전위는, 방출된 전자가 패시브 반사 전극(114)에 계속해서 도달하는 한, 계속해서 축적해 간다. 어떤 값의 음전위가 되었을 때, 패시브 반사 전극(114)과 시료실(101) 사이의 전계에 의해 전자가 구부려져, 패시브 반사 전극(114)에 도달할 수 없게 되어, 음전위의 축적은 멈춘다.
이 상태가 되면, 패시브 반사 전극(114)은 일정한 음전위로 유지된 채, 전자의 궤도를 시료실 방향으로 계속해서 구부린다. 따라서, 도 5의 액티브 반사 전극(113)과 마찬가지로 전자의 방출 방향으로 편향을 갖게 할 수 있다.
본 실시예의 패시브 반사 전극(114)의 경우에는, 전압을 제어하여 전자의 방출 방향을 미세하게 제어하는 것은 어렵지만, 새로운 전원이나 전원과의 접속이 불필요하기 때문에, 보다 간단히 반사 전극으로서의 기능을 실현할 수 있다.
또, 액티브 반사 전극(113) 및 패시브 반사 전극(114)은, 클리닝의 효율화만을 목적으로 하고 있기 때문에, 클리닝 장치(100)가 기능하는데 있어서 필수적인 구조물이 아니다.
이상 설명한 각 실시예의 클리닝 장치의 구성에 있어서, 전자원(102)으로부터 방출되는 전자는, 전계나 자계로부터 힘이 가해지지 않으면, 직진한다. 따라서, 시료실 내에는, 예를 들면 경통(111)과 같은 차폐물에 의해, 전자원(102)에서 볼 때 섀도우가 되어, 도달할 수 없는 개소가 존재해 버린다. 이 불(不)도달 영역의 클리닝을 효과적으로 행하기 위해서는, 복수 개소에 클리닝 장치(100)를 설치하는 것이 유효하다.
당연히, 불도달 영역에의 전자 조사를 목적으로 하면, 클리닝 장치(100)는, 차폐물에 대하여 서로 다른 각도에서 바라볼 수 있도록 배치하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 클리닝 장치(100a)의 전자원(102a)과 클리닝 장치(100b)의 전자원(102b)이, 차폐물을 사이에 끼워 서로 대향(對向)하도록, 하전 입자선 장치(110)에 배치되면, 효율적으로 서로의 불도달 영역에 전자를 조사할 수 있다.
혹은, 차폐물을 사이에 끼우지 않아도 불도달 영역을 서로 보완할 수 있다. 도 8에 나타내는 배치는, 클리닝 장치(100a) 및 클리닝 장치(100b), 클리닝 장치(100c)가, 경통(111)에 대하여 서로 대향해 있지 않지만, 각각의 불도달 영역에 전자를 조사할 수 있다.
이상으로부터, 보다 일반적인 해석으로서는, 도 7에 나타내는 바와 같이 경통(111)의 중심축(광축)과 전자원(102a), 전자원(102b)과의 각각의 거리를 La, Lb, 전자원(102a)과 전자원(102b)과의 거리를 La-b로 했을 때, La-b＞La 및 La-b＞Lb가 성립하는 배치이면, 불도달 영역에의 전자 조사 효율이 좋아져, 결과 클리닝 효율을 향상할 수 있다.
여기에서, 차폐물의 일례로서 경통(111)을 나타냈지만, 시료대나 시료대를 이동시키기 위한 기구부 등, 하전 입자선 장치(110) 내의 구조물은 차폐물이 될 수 있다. 복수의 차폐물이 만드는 불도달 영역을 보완하기 위해, 2개보다 많은 클리닝 장치(100)를 설치하는 것이 유효한 것도 있다.
또한, 차폐물이나 불도달 영역을 고려하지 않고 복수의 클리닝 장치(100)를 접지했을 경우여도, 복수의 전자원(102)을 시료실(101)에 설치함으로써, 1개의 필라멘트에 장해가 일어났을 때에도 대기 개방하지 않고 클리닝을 계속할 수 있다.
실시예 5
이상 설명한 실시예 1∼4의 클리닝 장치(100)는 타이머 기능을 구비함으로써, 사용자에게 있어서 보다 우수한 사용 방법을 제공할 수 있다. 실시예 5는, 타이머 방식의 클리닝 장치의 실시예이다. 즉, 제어부는, 바이어스 전원에 의한 바이어스 전압의 인가 후, 열방출형 전자원에 가열 전류를 흘리고, 타이머의 설정 시간 경과 후, 가열 전류를 정지하고, 바이어스 전압을 정지하도록 제어하는 실시예이다. 본 실시예의 타이머 방식에 의해, 예를 들면, 하전 입자선 장치(110)를 사용하고 있지 않은 야간에 클리닝 장치(100)를 가동하고 아침에 멈추도록 설정해 두면, 사용자가 일부러 클리닝 장치를 멈출 필요가 없어진다.
도 9에 타이머를 채용한 본 실시예의 클리닝 장치의 동작 플로우도를 나타낸다. 또, 본 실시예에서는 실시예 1∼4의 구성의 전자원(102)으로서 텅스텐 필라멘트를 이용하는 것을 상정한 동작 플로우에 대해서 기재하지만, 상술한 바와 같이 전자원으로서 무엇을 이용할지는 임의가 된다. 또한, 이하에서는 바이어스 전압이나 가열 전류의 수치를 일례로서 기재하지만, 실제의 장치를 이들 수치로 가동시킬 필요는 없다.
우선, 사용자는, 사전에 클리닝 시간을 설정한다. 그 후, 제어부(106)의 제어에 의해, 클리닝 장치(100)가 시동되면, 우선, 필라멘트에 바이어스 전압을 -100V 인가한다(S701). 그 후 필라멘트의 가열 전류를 1A 흘린다(S702). 에미션 전류가 확인된 후, 타이머를 스타트시켜, 경과 시간의 취득이 이루어진다(S703, S704).
여기서 바이어스 전압은 고정값이지만, 가열 전류는 에미션 전류의 변화로부터 피드백된다. 필라멘트는 가열하지 않으면 에미션하지 않기 때문에, 제어부(106)는, 우선은 초기값으로서 1A의 가열 전류를 흘리고, 전자 방출을 시작했을 때, 피드백 제어로 전환한다. 예를 들면, 원하는 에미션 전류가 2mA이며, 가열 전류 1A일 때에 측정된 에미션 전류가 3mA이면, 가열 전류를 0.9A로 낮추는 등의 제어를 제어부(106)가 행한다.
제어부(106)는 사전에 설정한 시간이 경과한 것을 인식하면(S705), 가열 전류·바이어스 전압의 순으로 커트해 간다(S706, S707). 마지막으로 필라멘트를 냉각하기 위해 30분 대기한다(S708).
필라멘트가 가열된 상태에서 대기에 노출되면, 산화가 진행하여 필라멘트가 파손해 버릴 가능성이 있다. 대기 시간을 사용자에게 통지함으로써, 시료실(101)이 대기 개방할 수 없는 상태인 것을 알릴 수 있다. 또한, 하전 입자선 장치측에 작용하여, 필라멘트 가열 중 및 냉각 중에는 대기 개방을 로크할 수도 있다.
이상의 절차를 실현하기 위해, 클리닝 장치(100)는, 전원을 제어하는 제어부, 가동 시간을 설정하는 입력부, 남은 시간을 표시하는 모니터를 구비할 필요가 있지만, 상술한 CPU나 PC를 이용하면 간단히 구성할 수 있는 것은 물론이다. 그러나, 이들 구성물은 본 발명이 기능하는데 있어서 필수적인 구조가 아니다.
여기에서, 필라멘트의 가열 전에 바이어스 전압을 인가하는 목적은, 필라멘트의 과가열의 리스크를 낮추는 것이다. 필라멘트에 선경(線徑)의 불균일이 있었을 경우, 같은 가열 전류를 흘려도 온도에 불균일이 생기지만, 에미션 전류가 일정해지도록 제어함으로써, 필라멘트의 온도를 관리할 수 있다.
그러나, 바이어스 전압의 인가 전에 필라멘트를 가열해 버리면, 바이어스 전압을 인가할 때까지 전자 방출하지 않기 때문에, 필라멘트의 과가열을 깨닫지 못할 가능성이 있다. 필라멘트의 과가열은, 필라멘트 손상이나 필라멘트로부터의 텅스텐의 증발의 원인이 된다. 도 9에서 설명한 본 실시예의 절차로 클리닝 장치(100)를 가동시킴으로써, 이들 리스크를 저감할 수 있다. 또한, 클리닝의 종료 시퀀스에 있어서 바이어스 전압 전에 가열 전류를 커트하는 목적도 마찬가지이다.
여기에서, 필라멘트의 과가열을 방지하기 위해서는, 필라멘트가 고온이 되는 에미션 전류의 목표값 부근에서, 가열 전류를 정확하게 제어할 수 있으면 된다. 따라서, 필라멘트가 저온인 것이 명확한 가열 전류값 범위에 있어서는, 상기의 바이어스 전압을 사전에 인가할 필요가 없다.
예를 들면, 바이어스 전압 인가 전부터 조금만 가열 전류를 흘려 두고, 바이어스 전압 인가 후에 가열 전류의 전류를 목표의 값까지 상승시킨다는 사용법이어도 된다. 또한, 클리닝을 종료할 때에도 가열 전류를 낮추고 나서, 바이어스 전압을 커트하고, 가열 전류를 커트한다는 절차여도 된다.
실시예 6
앞서 설명한 바와 같이, 진공도를 판독함으로써, 클리닝 도중에 시료실 내에 충분한 청정도가 실현되었는지를 예상할 수 있다. 실시예 6으로서, 클리닝 장치(100)의 가동 시간을 진공도로부터 판단하는 진공도 판독 방식의 실시예를 설명한다. 본 실시예에 있어서, 제어부는, 바이어스 전원에 의한 바이어스 전압의 인가 후, 열방출형 전자원에 가열 전류를 흘리고, 시료실 내의 진공도의 측정을 행하고, 목표 진공도에 달성했을 경우, 가열 전류를 정지하고, 바이어스 전압을 정지하도록 제어하는 실시예이다.
도 10에 본 실시예의 플로우도를 나타낸다. 동도면에 있어서, 우선 사용자는 사전에 목표 진공도를 입력한다. 그 후, 제어부(106)의 제어에 의해, 바이어스 전압, 가열 전류의 순으로 조작된다(S701, S702). 클리닝 중에 시료실 중의 진공도를 상술한 방법으로 측정하고(S801), 이것이 사전에 설정한 목표 진공도 이하가 되면(S802), 가열 전류, 바이어스 전압의 순으로 커트하고, 클리닝을 종료한다(S706, S707). 그 후, 필라멘트의 냉각 시간만큼 대기한다(S708).
이상의 절차를 실현하기 위해, 본 실시예의 클리닝 장치(100)는, 실시예 5와 마찬가지로, 전원을 제어하는 제어부, 목표 진공도를 설정하는 입력부, 진공도를 측정하는 진공계를 구비할 필요가 있다. 그러나, 이들 구성물은, 본 발명이 기능하는데 있어서 필수적인 구조가 아니다.
실시예 7
실시예 7은, 이상 설명한 각 실시예의 클리닝 장치를 탑재한 TEM 혹은 STEM의 실시예이다. 도 11은 본 실시예의 클리닝 장치를 구비하는 TEM 혹은 STEM의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
동도면에 있어서, 전자총(201)으로부터 방출된 전자선은, 전자 칼럼(202)을 지나, 시료 스테이지(205)의 시료를 투과하고, 프로젝션실(208)에서 시료상으로서 투영되고, 카메라실(209)의 카메라로 촬영된다. 실시예 1, 2에서 설명한 바와 같이, 시료 스테이지(205) 근방의 전자 칼럼(202)에는 진공 배기 파이프(204)를 통해 클리닝 장치(214)가 설치되어 있다. 또, 동도면에 있어서, 203은 이온 펌프, 206, 210은 고진공 펌프, 207, 211은 러핑 펌프(roughing pump), 212는 스펙트로미터, 213은 진공 밸브이다. 본 실시예에 따르면, TEM 혹은 STEM 장치 내부의 초고진공을 유지한 채, 클리닝 장치(214)에 의해 시료 스테이지의 클리닝을 행하는 것이 가능해진다.
실시예 8
실시예 8은, 상술한 각 실시예의 클리닝 장치를 탑재한 SEM의 실시예이다. 도 12는 본 실시예의 클리닝 장치를 구비하는 SEM의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
동도면에 있어서, 전자총(201)으로부터 방출된 전자선은, 진공 칼럼(215)을 지나, 렌즈(216)를 통해, 시료실을 구성하는 진공 챔버(218)의 시료 스테이지(217)의 시료 표면을 주사한다. 그리고, 시료로부터의 이차 전자 등을 검출하여 SEM상이 생성된다. 시료실인 진공 챔버(218)에는, 더욱이는 시료 로드로크(220)에도, 실시예 1, 2와 마찬가지로 클리닝 장치(214)가 설치되어 있다. 본 구성에 있어서, 시료 로드로크(220)에 부설(付設)된 클리닝 장치(214)에 의해 시료의 표면의 클리닝을 행할 수 있다. 진공 챔버(218)나 시료 표면을 클리닝할 경우, 그것들은 접지 전위인 것이 바람직하다. 또, 동도면에 있어서, 203은 이온 펌프, 206, 210은 고진공 펌프, 207, 211은 러핑 펌프, 219는 진공 챔버(218)와 시료 로드로크(220)간의 시료 밸브, 221은 시료 로드이다. 본 실시예에 따르면, SEM 장치 내부의 초고진공을 유지한 채, 시료실이나 시료의 클리닝을 행하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 다양한 변형예가 포함된다. 본 발명의 클리닝 장치를 적용하는 하전 입자선 장치로서, TEM／STEM, SEM을 예시하여 설명했지만, 그 밖의 하전 입자선 장치, 예를 들면, CDSEM, FIB, 듀얼 빔 FIB 등에 적용하여, 장치 내의 탄화수소량을 저감시키기 위해 적용해도 되는 것은 물론이다. 또한, 낮은 탄화수소량이 요구되는 1×10-1㎩∼1×10-12㎩ 정도의 중∼초고진공 장치에 있어서도, 클리닝 시스템으로서 사용 가능하다. 동시에, 클리닝 시스템을 적절하게 조정하면, 시료의 클리닝이나, 충분히 진공된 시료 포트의 클리닝에도 적용 가능하다.
또한, 상기한 실시예는 본 발명의 보다 좋은 이해를 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명의 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것이 아니다. 또한, 어떤 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하며, 또한, 어떤 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 더하는 것이 가능하다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대해서, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기의 각 실시예에 있어서는, 설치하는 전자원이 한 개일 경우를 예시하여 설명했지만, 동일 종류, 혹은 다른 종류의 복수의 전자원을 설치해도 된다. 즉, 동시 병행으로 복수의 필라멘트를 사용하면, 플럭스를 높게 할 수 있고, 2개 이상 마련한 필라멘트를 동시이지만 독립적으로 사용함으로써, 하나의 필라멘트에 장해가 일어났을 때에도 대기 개방하지 않고 클리닝을 계속할 수 있다. 또한, 종류가 다른 복수의 전자원을 마련하여, 넓은 진공도의 범위에서 이용할 수 있다.
또한, 상술한 각 구성, 기능, 제어부 등은, 그것들의 일부 또는 전부의 기능을 실행하는 CPU, PC의 프로그램을 이용하는 예를 설명했지만, 그것들의 일부 또는 전부를 예를 들면 집적 회로로 설계하는 등에 의해 하드웨어로 실현해도 되는 것은 물론이다. 즉, 제어부의 전부 또는 일부의 기능은, 프로그램을 대신하여, 예를 들면, ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 집적 회로 등에 의해 실현해도 된다.
이상의 본 발명의 상세한 설명 중에는, 특허청구범위에 기재한 발명 이외의 각종 발명이 포함되어 있지만, 그 일부를 열기(列記)하면 이하와 같다.
<열기 1>
하전 입자원을 갖는 경통과,
상기 하전 입자원으로부터의 하전 입자선이 조사되는 시료가 설치되는 시료실과,
상기 시료실 내에 설치되고, 상기 시료실에 대하여 음전위로 유지되는 제1 전자원과, 상기 제1 전자원을 흐르는 전류를 검출하는 검출기를 구비하고,
상기 제1 전자원으로부터의 전자선의 조사에 의해 상기 시료실 내를 청정(淸淨)하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 2>
열기 1에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 검출기의 출력이 입력되는 제어부를 더 구비하고,
상기 제어부는, 상기 검출기의 출력에 의거하여, 상기 시료실 내의 청정도를 산출하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 3>
열기 1에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 시료실 내의 시료대에 상기 시료실의 내벽보다 낮은 전압을 인가한 상태에서, 상기 제1 전자원에 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 4>
열기 1에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 시료실의 진공도를 검출하는 진공계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 5>
열기 1에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 시료실 내에 설치되는 시료대에, 상기 시료실의 내벽보다 낮은 전압을 인가한 상태에서, 상기 제1 전자원에 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 6>
열기 1에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 제1 전자원은 액티브 반사 전극 또는 패시브 반사 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 7>
열기 1에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 경통과 상기 시료실은, 전자 현미경의 경통과 시료실인 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 8>
열기 1에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 제1 전자원에 바이어스 전압을 인가하는 바이어스 전원을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 9>
열기 8에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 제1 전자원에 인가하는 바이어스 전압보다 낮은 전압을 시료대에 인가하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 10>
열기 8에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 제1 전자원에 가열 전류를 흘리는 전자원 전원을 더 구비하고,
상기 바이어스 전원은, 상기 전자원 전원이 상기 제1 전자원에 가열 전류를 흘리기 전에, 상기 제1 전자원에 바이어스 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 11>
열기 8에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 제1 전자원에 가열 전류를 흘리는 전자원 전원을 더 구비하고,
상기 바이어스 전원은, 상기 전자원 전원이 상기 제1 전자원에 가열 전류를 흘리는 것을 정지한 후에, 상기 제1 전자원에의 바이어스 전압의 인가를 정지하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 12>
열기 8에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 바이어스 전원은, 상기 제1 전자원에 30-1000V의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 13>
열기 8에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 바이어스 전원은, 상기 제1 전자원에 60-120V의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 14>
열기 1에 기재된 클리닝 장치로서,
제2 전자원이 상기 시료실에 더 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 15>
열기 14에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 경통의 광축과 상기 제1 전자원 및 상기 제2 전자원과의 각 거리는, 모두, 상기 제1 전자원과 상기 제2 전자원과의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 16>
열기 14에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 제1 전자원과 상기 제2 전자원은, 상기 경통의 상기 시료실 내의 부분 또는 상기 시료실 내에 설치되는 시료대를 사이에 끼운 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 17>
열기 14에 기재된 클리닝 장치로서,
제3 전자원이 상기 시료실에 더 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 18>
하전 입자원으로부터의 하전 입자선이 조사되는 시료가 설치되는 시료실과,
상기 시료실에 배치되는 열방출형 전자원과,
상기 열방출형 전자원에 가열 전류를 흘리는 전자원 전원과,
상기 열방출형 전자원에, 상기 시료실에 대하여 음전위로 유지하는 바이어스 전원과,
상기 열방출형 전자원으로부터 방출되는 전류를 검출하는 검출기와,
상기 검출기의 출력이 입력되고, 상기 전자원 전원과 상기 바이어스 전원을 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 열방출형 전자원으로부터 방출되는 전자에 의해, 상기 시료실 내의 청정을 행하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 19>
열기 18에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 제어부는, 상기 검출기의 출력에 의거하여, 상기 전자원 전원으로부터 상기 열방출형 전자원에 흘리는 상기 가열 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 20>
열기 18에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 제어부는, 상기 바이어스 전원에 의한 바이어스 전압의 인가 후, 상기 열방출형 전자원에 상기 가열 전류를 흘리고, 설정 시간 경과 후, 상기 가열 전류를 정지하고, 상기 바이어스 전압을 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 21>
열기 18에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 제어부는, 상기 바이어스 전원에 의한 바이어스 전압의 인가 후, 상기 열방출형 전자원에 상기 가열 전류를 흘리고, 상기 시료실 내의 진공도의 측정을 행하고, 목표 진공도에 달성했을 경우, 상기 가열 전류를 정지하고, 상기 바이어스 전압을 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
<열기 22>
열기 18에 기재된 클리닝 장치로서,
상기 제어부는, 상기 시료실 내의 진공도를, 상기 검출기의 출력에 의거하여 측정하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
100: 클리닝 장치 101: 시료실
102: 전자선원 103: 전자원 전원
104: 바이어스 전원 105: 전류계
106: 제어부 107: 기억부
108: 시료대 109: 리타딩 전압
110: 하전 입자선 장치 111: 경통
112: 하전 입자선원 113: 액티브 반사 전극
114: 패시브 반사 전극 115: 진공계
201: 전자총 202: 전자 칼럼
203: 이온 펌프 204: 진공 배기 파이프
205, 217: 시료 스테이지 206, 210: 고진공 펌프
207, 211: 러핑 펌프 208: 프로젝션실
209: 카메라실 212: 스펙트로미터
213: 진공 밸브 214: 클리닝 장치
215: 진공 칼럼 216: 렌즈
217: 스테이지 218: 진공 챔버
219: 시료 밸브 220: 시료 로드로크
221: 시료 로드

Claims (22)

  1. 하전 입자원을 갖는 경통(鏡筒)에 접속되어 있는 시료실에 배치되는 제1 열방출형 전자원을 구비하고,
    상기 제1 열방출형 전자원으로부터 방출되는 전자에 의해, 상기 시료실 내의 클리닝을 행하고,
    상기 시료실 내에 설치되는 시료대에, 상기 시료실의 내벽보다 낮은 전압을 인가(印加)한 상태에서, 상기 제1 열방출형 전자원에 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열방출형 전자원은, 필라멘트인 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 필라멘트는 텅스텐 필라멘트인 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열방출형 전자원에 가열 전류를 흘리는 전자원 전원을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 열방출형 전자원을 흐르는 전류를 검출하는 검출기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 검출기의 출력이 입력되는 제어부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 검출기의 출력에 의거하여, 상기 시료실 내의 청정도를 출력하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 검출기의 출력이 입력되는 제어부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 검출기의 출력에 의거하여,
    상기 전자원 전원으로부터 상기 제1 열방출형 전자원에 흘리는 상기 가열 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 시료실의 진공도를 검출하는 진공계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열방출형 전자원은 액티브 반사 전극 또는 패시브 반사 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 경통과 상기 시료실은, 전자 현미경의 경통과 시료실인 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열방출형 전자원에 바이어스 전압을 인가하는 바이어스 전원을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 열방출형 전자원에 인가하는 바이어스 전압보다 낮은 전압을 시료대에 인가하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 열방출형 전자원에 가열 전류를 흘리는 전자원 전원을 더 구비하고,
    상기 바이어스 전원은, 상기 전자원 전원이 상기 제1 열방출형 전자원에 가열 전류를 흘리기 전에, 상기 제1 열방출형 전자원에 바이어스 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 열방출형 전자원에 가열 전류를 흘리는 전자원 전원을 더 구비하고,
    상기 바이어스 전원은, 상기 전자원 전원이 상기 제1 열방출형 전자원에 가열 전류를 흘리는 것을 정지한 후에, 상기 제1 열방출형 전자원에의 바이어스 전압의 인가를 정지하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 바이어스 전원은, 상기 제1 열방출형 전자원에 30-1000V의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    제2 열방출형 전자원이 상기 시료실에 더 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 경통의 광축과 상기 제1 열방출형 전자원 및 상기 제2 열방출형 전자원과의 각 거리는, 모두, 상기 제1 열방출형 전자원과 상기 제2 열방출형 전자원과의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 열방출형 전자원과 상기 제2 열방출형 전자원은, 상기 경통의 상기 시료실 내의 부분 또는 상기 시료실 내에 설치되는 시료대를 사이에 끼운 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    제3 열방출형 전자원이 상기 시료실에 더 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  21. 하전 입자원을 갖는 경통에 접속되는 시료실 내에 설치되고, 상기 시료실에 대하여 음전위로 유지되는 전자원을 구비하고,
    상기 시료실 내에 설치되는 시료대에, 상기 시료실의 내벽보다 낮은 전압을 인가(印加)한 상태에서, 상기 전자원에 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 전자원으로부터의 전자의 조사에 의해 상기 시료실 내를 클리닝하는 것을 특징으로 하는 클리닝 장치.
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