(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料室において、試料に荷電粒子線が照射される荷電粒子線装置であって、
前記試料室に仕切り弁を介して接続され、前記試料が収容される収容室と、
前記収容室から前記試料室に前記試料を搬送する搬送機構と、
前記収容室を真空排気する排気部と、
前記収容室に収容されている前記試料をクリーニングするクリーニング部と、
前記試料が固定された試料台を複数支持する試料台コンテナと、
前記搬送機構および前記クリーニング部を制御する制御部と、
を含み、
前記クリーニング部は、前記収容室に活性酸素を供給することで、前記試料をクリーニングし、
前記クリーニング部は、前記収容室の上部に設けられ、
前記排気部は、前記収容室の下部に設けられ、
前記クリーニング部から前記収容室に供給された活性酸素は、前記クリーニング部から前記収容室を通り前記排気部で排気され、
前記搬送機構は、
前記試料台コンテナを移動させる第１搬送ロッドと、
前記試料台コンテナから前記試料台を取り出し、前記試料台を前記試料室に搬送する第２搬送ロッドと、
を有し、
前記制御部は、
前記搬送機構および前記クリーニング部を制御することによって、前記収容室に活性酸素を供給しつつ、活性酸素が供給された前記収容室内で前記第１搬送ロッドを用いて前記試料台コンテナを前記クリーニング部と前記排気部との間において上下方向に移動させる、荷電粒子線装置。
【請求項２】
試料室において、試料に荷電粒子線が照射される荷電粒子線装置であって、
前記試料室に仕切り弁を介して接続され、前記試料が収容される収容室と、
前記収容室から前記試料室に前記試料を搬送する搬送機構と、
前記収容室を真空排気する排気部と、
前記収容室に収容されている前記試料をクリーニングするクリーニング部と、
前記試料が固定された試料台を複数支持する試料台コンテナと、
前記搬送機構および前記クリーニング部を制御する制御部と、
を含み、
前記クリーニング部は、前記収容室にプラズマを供給することで、前記試料をクリーニングし、
前記クリーニング部は、前記収容室の上部に設けられ、
前記排気部は、前記収容室の下部に設けられ、
前記クリーニング部から前記収容室に供給されたプラズマは、前記クリーニング部から前記収容室を通り前記排気部で排気され、
前記搬送機構は、
前記試料台コンテナを移動させる第１搬送ロッドと、
前記試料台コンテナから前記試料台を取り出し、前記試料台を前記試料室に搬送する第２搬送ロッドと、
を有し、
前記制御部は、
前記搬送機構および前記クリーニング部を制御することによって、前記収容室にプラズマを供給しつつ、プラズマが供給された前記収容室内で前記第１搬送ロッドを用いて前記試料台コンテナを前記クリーニング部と前記排気部との間において上下方向に移動させる、荷電粒子線装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記収容室の圧力を測定する圧力測定部を含み、
前記制御部は、前記圧力測定部の測定結果に基づき、前記収容室に導入するガスの流量を制御し、導入された前記ガスにプラズマを照射して、前記収容室に活性酸素を供給する、荷電粒子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）や、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）等の電子顕微鏡（荷電粒子線装置）では、試料に電子線を照射して、試料から放出される二次電子や反射電子、試料を透過する透過電子や散乱電子を検出して、電子顕微鏡像を取得する。
【０００３】
電子顕微鏡において、試料に電子線を照射すると、試料表面や試料台表面に付着している汚染原因物質と電子線とが相互作用して試料表面が汚染されることがある。汚染原因物質は、炭素系分子といわれている。試料表面が汚染されると、試料に由来する本来の像コントラストが得られにくくなる。また、試料表面が汚染されると、ＥＤＳ分析やＥＥＬＳ分析等において、試料に由来しない信号を検出してシステムピークとして出現することがある。
【０００４】
上記のような試料汚染を抑制するために、例えば、特許文献１には、電子顕微鏡の真空経路に活性酸素ラジカルを導入して、真空経路を非破壊でクリーニングする技術が開示されている。
【０００５】
また、例えば、電子顕微鏡で試料の観察や分析を行う前に、試料および試料を固定している試料台を、クリーニング装置（試料汚染防止装置）を使用してクリーニングし、試料汚染を抑制する技術が知られている。クリーニング装置では、プラズマ照射して試料表面および試料台表面をエッチングする。これにより、試料表面および試料台表面に付着した汚染原因物質を除去できる。なお、プラズマ照射の際に、Ａｒガスのような不活性ガスを導入することにより、エッチングレートを向上できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２６６６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したクリーニング装置を使用する場合、試料をクリーニングした後、クリーニング装置から電子顕微鏡の試料室に試料を搬送する際に、試料を一時的に大気に曝さなければならない。大気中には汚染原因物質が多く含まれており、試料を大気に曝したときに、再度、汚染原因物質が試料表面に付着する場合があり、試料汚染を抑制する効果が低減してしまう。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、試料の汚染を低減することができる荷電粒子線装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る荷電粒子線装置は、
試料室において、試料に荷電粒子線が照射される荷電粒子線装置であって、
前記試料室に仕切り弁を介して接続され、前記試料が収容される収容室と、
前記収容室から前記試料室に前記試料を搬送する搬送機構と、
前記収容室を真空排気する排気部と、
前記収容室に収容されている前記試料をクリーニングするクリーニング部と、
前記試料が固定された試料台を複数支持する試料台コンテナと、
前記搬送機構および前記クリーニング部を制御する制御部と、
を含み、
前記クリーニング部は、前記収容室に活性酸素を供給することで、前記試料をクリーニングし、
前記クリーニング部は、前記収容室の上部に設けられ、
前記排気部は、前記収容室の下部に設けられ、
前記クリーニング部から前記収容室に供給された活性酸素は、前記クリーニング部から前記収容室を通り前記排気部で排気され、
前記搬送機構は、
前記試料台コンテナを移動させる第１搬送ロッドと、
前記試料台コンテナから前記試料台を取り出し、前記試料台を前記試料室に搬送する第２搬送ロッドと、
を有し、
前記制御部は、
前記搬送機構および前記クリーニング部を制御することによって、前記収容室に活性酸素を供給しつつ、活性酸素が供給された前記収容室内で前記第１搬送ロッドを用いて前記試料台コンテナを前記クリーニング部と前記排気部との間において上下方向に移動させる。
【００１０】
このような荷電粒子線装置では、クリーニングされた試料を、大気に曝すことなく、真空排気された環境下で試料室に搬送することができる。そのため、このような荷電粒子線装置では、例えばクリーニングされた試料を大気に曝して試料室に導入する場合と比べて、試料に、再度、汚染原因物質が付着する確率を劇的に低下させることができる。したがって、このような荷電粒子線装置では、試料の汚染を低減することができ、汚染の影響の少ない観察や分析が可能である。
【００１１】
（２）本発明に係る荷電粒子線装置は、
試料室において、試料に荷電粒子線が照射される荷電粒子線装置であって、
前記試料室に仕切り弁を介して接続され、前記試料が収容される収容室と、
前記収容室から前記試料室に前記試料を搬送する搬送機構と、
前記収容室を真空排気する排気部と、
前記収容室に収容されている前記試料をクリーニングするクリーニング部と、
前記試料が固定された試料台を複数支持する試料台コンテナと、
前記搬送機構および前記クリーニング部を制御する制御部と、
を含み、
前記クリーニング部は、前記収容室にプラズマを供給することで、前記試料をクリーニングし、
前記クリーニング部は、前記収容室の上部に設けられ、
前記排気部は、前記収容室の下部に設けられ、
前記クリーニング部から前記収容室に供給されたプラズマは、前記クリーニング部から前記収容室を通り前記排気部で排気され、
前記搬送機構は、
前記試料台コンテナを移動させる第１搬送ロッドと、
前記試料台コンテナから前記試料台を取り出し、前記試料台を前記試料室に搬送する第２搬送ロッドと、
を有し、
前記制御部は、
前記搬送機構および前記クリーニング部を制御することによって、前記収容室にプラズマを供給しつつ、プラズマが供給された前記収容室内で前記第１搬送ロッドを用いて前記試料台コンテナを前記クリーニング部と前記排気部との間において上下方向に移動させる。
【００１５】
（３）本発明に係る荷電粒子線装置において、
前記収容室の圧力を測定する圧力測定部を含み、
前記制御部は、前記圧力測定部の測定結果に基づき、前記収容室に導入するガスの流量を制御し、導入された前記ガスにプラズマを照射して、前記収容室に活性酸素を供給してもよい。
【００１６】
このような荷電粒子線装置では、ユーザーがガスの流量の制御を行わなくてもよいため、容易に試料をクリーニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る荷電粒子線装置を模式的に示す図。
【図２】本実施形態に係る荷電粒子線装置の搬送部およびクリーニング部を模式的に示す図。
【図３】本実施形態に係る荷電粒子線装置の試料台を模式的に示す斜視図。
【図４】本実施形態に係る荷電粒子線装置の試料台コンテナを模式的に示す図。
【図５】本実施形態に係る荷電粒子線装置の動作の流れの一例を示すフローチャート。
【図６】本実施形態に係る荷電粒子線装置の動作を説明するための図。
【図７】本実施形態に係る荷電粒子線装置の動作を説明するための図。
【図８】本実施形態に係る荷電粒子線装置の動作を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２３】
１．  荷電粒子線装置
まず、本実施形態に係る荷電粒子線装置について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る荷電粒子線装置１００を模式的に示す図である。
【００２４】
荷電粒子線装置１００は、図１に示すように、本体部１０と、搬送部２０と、クリーニング部３０と、制御部４０と、操作部４２と、を含む。
【００２５】
本体部１０は、電子線源１１と、照射レンズ系１２と、試料ステージ１３と、試料ホルダー１４と、結像レンズ系１６と、像取得装置１７と、走査透過電子検出器１８ａと、二次電子検出器１８ｂと、を有している。
【００２６】
電子線源１１は、電子線（荷電粒子線の一例）を発生させる。電子線源１１は、例えば、陰極から放出された電子を陽極で加速し電子線を放出する電子銃である。
【００２７】
照射レンズ系１２は、電子線源１１で発生した電子線を集束して試料Ｓに照射する。試料室１５において、試料Ｓに電子線が照射される。
【００２８】
荷電粒子線装置１００は、図示はしないが、照射レンズ系１２で集束された電子線（電子プローブ）を試料Ｓ上で走査するための偏向器を含んで構成されていてもよい。
【００２９】
試料ステージ１３は、試料室１５において、試料Ｓを保持する。図示の例では、試料ステージ１３は、試料ホルダー１４を介して、試料Ｓを保持している。試料ステージ１３は、図示はしないが、対物レンズ１６ａの上部磁極と下部磁極との間に試料Ｓを位置させる。試料ステージ１３は、試料ホルダー１４（試料Ｓ）を移動および静止させることができ、試料Ｓの位置決めを行うことができる。試料ステージ１３の動作は、制御部４０によって制御されている。
【００３０】
試料室１５内は、真空排気装置（図示せず）により真空排気されている。試料室１５を真空排気する真空排気装置としては、例えば、イオンポンプ、ターボ分子ポンプ等を用いることができる。
【００３１】
結像レンズ系１６は、試料Ｓを透過した電子線を結像する。結像レンズ系１６は、対物レンズ１６ａと、中間レンズ１６ｂと、投影レンズ１６ｃと、で構成されている。
【００３２】
像取得装置１７は、結像レンズ系１６によって結像された透過電子顕微鏡像（ＴＥＭ像
）を取得する。像取得装置１７は、例えば、ＣＣＤカメラを用いて、ＴＥＭ像を取得する。
【００３３】
走査透過電子検出器１８ａは、電子プローブで試料Ｓ上を走査することにより試料Ｓの各点を透過した透過波（または回折波）の強度を検出する。走査透過電子検出器１８ａの出力信号は、電子線の照射位置の情報と関連づけられて、走査透過電子顕微鏡像（ＳＴＥＭ像）データとして記憶部（図示せず）に記録される。
【００３４】
二次電子検出器１８ｂは、電子プローブで試料Ｓ上を走査することにより試料Ｓの各点から放出された二次電子を検出する。二次電子検出器１８ｂの出力信号は、電子線の照射位置の情報と関連づけられて、二次電子像（ＳＥＭ像）データとして記憶部（図示せず）に記録される。
【００３５】
荷電粒子線装置１００は、上記のように、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）、および走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）としての機能を有している。なお、荷電粒子線装置１００は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）、および走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の少なくとも１つの機能を有していればよい。
【００３６】
搬送部２０は、試料室１５の外にある試料Ｓを試料室１５に搬送する。クリーニング部３０は、試料室１５に搬送される試料Ｓをクリーニングする。制御部４０は、試料ステージ１３、搬送部２０、およびクリーニング部３０を制御する。以下、搬送部２０、クリーニング部３０，および制御部４０について詳細に説明する。
【００３７】
図２は、搬送部２０およびクリーニング部３０を模式的に示す図である。図２には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。なお、Ｚ軸は、本体部１０の光学系の光軸に平行な軸である。
【００３８】
搬送部２０は、図２に示すように、収容室２１と、搬送機構２２と、排気部２４と、扉部２６と、位置センサー２８と、を有している。
【００３９】
収容室２１は、試料Ｓが収容される空間である。荷電粒子線装置１００では、試料Ｓは、外部から収容室２１に導入された後に、収容室２１から試料室１５に導入される。収容室２１は、仕切り弁２５を介して試料室１５に接続されている。仕切り弁２５を開くことで、収容室２１と試料室１５とが連通する。また、仕切り弁２５を閉じることで、収容室２１と試料室１５とが隔離される。仕切り弁２５により、試料室１５に影響を与えることなく独立して収容室２１の真空を破ることができる。仕切り弁２５は、制御部４０によって制御されてもよい。なお、仕切り弁２５は、収容室２１と試料室１５とを接続する配管に設けられていてもよい。
【００４０】
試料Ｓは試料台２に固定されており、試料台２は試料台コンテナ（試料台支持部）４で支持されている。この状態で、試料台２に固定された試料Ｓは、収容室２１に収容されている。
【００４１】
図３は、試料台２を模式的に示す斜視図である。図４は、試料台コンテナ４を模式的に示す斜視図である。
【００４２】
試料Ｓは、図３に示すように、固定部材３によって試料台２に固定されている。固定部材３は、例えば、板バネやＣリングである。
【００４３】
試料台コンテナ４は、図４に示すように、複数の試料台２を支持することができる。試
料台コンテナ４には凹部が形成されており、当該凹部に試料台２の凸部を挿入することで、試料台２が試料台コンテナ４に支持される。試料台コンテナ４には、複数の試料台２を支持することができるため、収容室２１に複数の試料Ｓを収容することができる。
【００４４】
搬送機構２２は、試料Ｓを収容室２１から試料室１５に搬送する。搬送機構２２は、図２に示すように、第１搬送ロッド２２ａと、第２搬送ロッド２２ｂと、第１駆動部２２ｃと、第２駆動部２２ｄと、を含んで構成されている。
【００４５】
第１搬送ロッド２２ａは、試料ＳをＺ軸方向に移動させる。第１搬送ロッド２２ａは、試料台コンテナ４を保持して試料台コンテナ４をＺ軸方向に移動させることで、試料Ｓを移動させる。第１搬送ロッド２２ａの先端部には、試料台コンテナ４を掴むための把持部が設けられている。
【００４６】
第１駆動部２２ｃは、第１搬送ロッド２２ａを駆動する。第１駆動部２２ｃは、第１搬送ロッド２２ａをＺ軸方向に移動させるためのモーター等を含んで構成されている。第１駆動部２２ｃで第１搬送ロッド２２ａを駆動することにより、試料台コンテナ４をＺ軸方向に移動させることができる。第１駆動部２２ｃは、制御部４０によって制御される。
【００４７】
第２搬送ロッド２２ｂは、試料ＳをＸ軸方向に移動させる。第２搬送ロッド２２ｂの先端部には、試料台２（試料Ｓ）を掴むための把持部が設けられている。第２搬送ロッド２２ｂは、第１搬送ロッド２２ａが保持する試料台コンテナ４から試料台２（試料Ｓ）を取り出し、試料台２（試料Ｓ）をＸ軸方向に移動させる。
【００４８】
第２駆動部２２ｄは、第２搬送ロッド２２ｂを駆動する。第２駆動部２２ｄは、第２搬送ロッド２２ｂをＸ軸方向に移動させるためのモーター等を含んで構成されている。第２駆動部２２ｄで第２搬送ロッド２２ｂを駆動することにより、試料台２（試料Ｓ）をＸ軸方向に移動させることができる。第２駆動部２２ｄは、制御部４０によって制御される。
【００４９】
排気部２４は、収容室２１を真空排気する。排気部２４は、ターボ分子ポンプ、油回転真空ポンプ、スクロールポンプ等の真空排気装置である。排気部２４が収容室２１を真空排気することで、収容室２１を真空（減圧状態）にすることができる。
【００５０】
扉部２６は、収容室２１内に試料台コンテナ４を導入するための開口（接続口）に設けられている。扉部２６を開くことで、試料台コンテナ４を収容室２１に導入することができる。扉部２６を閉じることで、収容室２１内を気密にすることができる。
【００５１】
位置センサー２８は、試料台コンテナ４に支持された試料台２（試料Ｓ）の位置を特定するためのセンサーである。位置センサー２８は、例えば、光を照射する照射部と、光を受光する受光部と、を有している。試料台コンテナ４に支持された試料台２が、照射部と受光部との間を通過すると、照射部から照射された光が遮られる。そのため、試料台コンテナ４を移動させつつ、位置センサー２８が検出を行うことで、位置センサー２８の出力信号（すなわち受光部の検出信号）に基づいて、試料台２の位置を特定することができる。なお、試料台２の位置を特定する手段は特に限定されない。
【００５２】
位置センサー２８の出力信号は制御部４０に送られ、制御部４０は位置センサー２８の出力信号に基づいて、試料台２の位置を特定する。複数の試料台２が試料台コンテナ４に支持されている場合、制御部４０は、各試料台２の位置を特定する。試料台２の位置の情報は、表示部（図示せず）に表示される。
【００５３】
クリーニング部３０は、収容室２１に収容されている試料Ｓをクリーニングする。クリ
ーニング部３０は、収容室２１が排気部２４によって真空排気された状態で、収容室２１に活性酸素（活性酸素ラジカル）を供給する。収容室２１に供給された活性酸素は、収容室２１を移動し、試料Ｓ、試料台２、収容室２１内の構造物等と衝突してその表面の炭素分子などの汚染原因物質と化学的に結合する。活性酸素と化学的に結合した汚染原因物質は、排気部２４から排気される。
【００５４】
クリーニング部３０は、大気を導入し、大気にプラズマを照射することにより、大気中の酸素分子を活性化させて活性酸素を生成する。クリーニング部３０で生成された活性酸素は、クリーニング部３０から収容室２１を通り、排気部２４で排気される。クリーニング部３０で生成された活性酸素は、クリーニング部３０から排気部２４に向かう間に、汚染原因物質と化学的に結合する。図２に示すように、クリーニング部３０を収容室２１の＋Ｚ軸方向の端部に設け、排気部２４（排気口）を収容室２１の−Ｚ軸方向の端部に設けることで、活性酸素を収容室２１全体に供給することができる。なお、クリーニング部３０は、大気以外のガスを導入してもよく、例えば酸素ガスや水素ガス等のガスを導入し、当該ガスにプラズマを照射して、活性酸素等（ラジカル）を発生させてもよい。
【００５５】
クリーニング部３０は、収容室２１の圧力を測定する圧力測定部３２を有している。圧力測定部３２の出力信号は、制御部４０に送られる。制御部４０は、圧力測定部３２の出力信号に基づいて、収容室２１に導入されるガスの流量の制御を行う。
【００５６】
制御部４０は、試料ステージ１３、搬送部２０（搬送機構２２）、およびクリーニング部３０を制御する。制御部４０は、搬送部２０およびクリーニング部３０を制御して、試料Ｓを試料室１５に搬送する処理を行う。制御部４０の試料Ｓを試料室１５に搬送する処理の詳細については後述する（「２．荷電粒子線装置の動作」参照）。制御部４０は、専用回路により実現して上述した処理や制御を行うようにしてもよい。また、制御部４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が記憶部（図示せず）等に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、上述した処理や各種制御を行うようにしてもよい。
【００５７】
操作部４２は、ユーザーによる操作に応じた操作信号を取得し、制御部４０に送る処理を行う。操作部４２の機能は、例えば、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイ、マイクなどにより実現できる。
【００５８】
２．  荷電粒子線装置の動作
次に、荷電粒子線装置１００の動作について、図面を参照しながら説明する。
【００５９】
まず、荷電粒子線装置１００の観察や分析の対象となる試料Ｓの作製工程について説明する。
【００６０】
電子顕微鏡の観察や分析の対象となる試料Ｓは、様々な手法で作製することができる。ここでは、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ）装置による試料作製工程について説明する。ＦＩＢ装置では、ＳＩＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｉｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像やＳＥＭ像でバルク試料内の観察位置を特定し、電子顕微鏡で観察可能な大きさおよび膜厚になるように集束イオンビーム（ＦＩＢ）でバルク試料を加工して、試料Ｓを作製する。作製された試料Ｓは、ＦＩＢ装置内またはＦＩＢ装置外で試料メッシュに固定される。
【００６１】
試料Ｓが固定された試料メッシュは、図３に示すように、固定部材３によって試料台２に固定される。試料Ｓが固定された試料台２は、図４に示すように、試料台コンテナ４の凹部に試料台２の凸部を挿入することにより、試料台コンテナ４に支持される。試料台コ
ンテナ４は、複数の試料台２を支持することができる。
【００６２】
次に、試料Ｓを試料室１５に搬送する工程について説明する。図５は、荷電粒子線装置１００の動作の流れの一例を示すフローチャートである。図６〜図８は、荷電粒子線装置１００の動作を説明するための図である。
【００６３】
図６に示すように、複数の試料台２を支持している試料台コンテナ４は、扉部２６から収容室２１に導入され第１搬送ロッド２２ａに取り付けられる。
【００６４】
扉部２６が閉じられると、制御部４０は排気部２４を動作させて、収容室２１の真空排気を開始する（ステップＳ１０）。制御部４０は、操作部４２からの操作信号（ユーザーの真空排気を開始させる操作に応じた操作信号）を受け付けて、排気部２４を動作させ、収容室２１の真空排気を開始してもよい。
【００６５】
次に、制御部４０は、位置センサー２８の出力信号に基づいて、試料台２の位置を特定する（ステップＳ１２）。制御部４０は、第１搬送ロッド２２ａを制御して試料台コンテナ４を移動させつつ、位置センサー２８の出力信号を受け付けて、試料台２の位置を特定する。制御部４０は、試料台２の位置情報を表示部に表示する。
【００６６】
次に、制御部４０は、クリーニング部３０を制御して、収容室２１へのガス（例えば大気）の導入を開始する（ステップＳ１４）。制御部４０は、圧力測定部３２による収容室２１の圧力の測定結果に基づいて、収容室２１の圧力が第１設定圧力になるようにガスの流量を制御する。第１設定圧力は、活性酸素を発生させるために適切な圧力値に設定されている。
【００６７】
制御部４０は、収容室２１の圧力をモニターし、収容室２１の圧力が第１設定圧力になるようにガスを導入する制御を行う（ステップＳ１６でＮｏの場合）。
【００６８】
収容室２１の圧力が第１設定圧力になったと判定された場合（ステップＳ１６でＹｅｓ）、制御部４０は、ガスにプラズマを照射する（ステップＳ１８）。これにより、ガス（大気）中の酸素分子が活性化されて、活性酸素が生成される。生成された活性酸素は、収容室２１を移動し、試料Ｓ、試料台２、収容室２１内の構造物等と衝突してその表面の汚染原因物質と化学的に結合する。活性酸素と化学的に結合した汚染原因物質は、排気部２４から排気される。制御部４０は、あらかじめ設定された時間だけプラズマを照射する。プラズマを照射する時間は、適宜設定することができ、例えば、１〜３分程度である。制御部４０は、プラズマを照射してから設定された時間が経過すると、クリーニング部３０を制御して、プラズマの照射を停止する。
【００６９】
なお、本工程において、制御部４０は、搬送機構２２およびクリーニング部３０を制御して、試料Ｓ（試料台２）を移動させつつ、収容室２１に活性酸素を供給してもよい。例えば、制御部４０は、クリーニング部３０が活性酸素を発生させているときに、第１搬送ロッド２２ａで試料台コンテナ４を動かしてもよい。これにより、試料Ｓや試料台２に活性酸素を行き渡りやすくすることができ、クリーニング効果を高めることができる。制御部４０は、試料台コンテナ４をＺ軸方向（＋Ｚ軸方向または−Ｚ軸方向）に移動させてもよいし、試料台コンテナ４をＺ軸方向に往復運動させてもよい。
【００７０】
制御部４０は、例えば、プラズマの照射を止める処理と同時に、クリーニング部３０を制御してガスの導入を停止する（ステップＳ２０）。ガスの導入が停止されることにより、収容室２１の圧力は低下する。
【００７１】
制御部４０は、収容室２１の圧力をモニターし、収容室２１の圧力が第２設定圧力になるまで排気部２４で収容室２１を真空排気する（ステップＳ１６でＮｏの場合）。第２設定圧力は、例えば、試料室１５の圧力と同じ圧力に設定されている。
【００７２】
収容室２１の圧力が第２設定圧力になったと判定された場合（ステップＳ２２でＹｅｓの場合）、図７に示すように、制御部４０は、仕切り弁２５を開く（ステップＳ２４）。
【００７３】
次に、制御部４０は、第２搬送ロッド２２ｂを制御して、指定された試料Ｓを試料室１５に搬送する（ステップＳ２６）。試料Ｓの指定は、例えば、ユーザーが操作部４２を介して行うことができる。制御部４０は、第１搬送ロッド２２ａおよび第２搬送ロッド２２ｂを制御して、指定された試料Ｓが固定された試料台２を第２搬送ロッド２２ｂで掴む。次に、制御部４０は、図８に示すように、第２搬送ロッド２２ｂを移動させて、試料Ｓが固定された試料台２を試料室１５に搬送する。そして、制御部４０は、試料ホルダー１４の先端に試料台２を固定する。
【００７４】
以上の工程により、試料Ｓを試料室１５に搬送することができる。
【００７５】
制御部４０は、試料Ｓを試料室１５に搬送した後に、第２搬送ロッド２２ｂを収容室２１に戻して、仕切り弁２５を閉じる。
【００７６】
上記では、制御部４０がステップＳ１０〜ステップＳ２６の処理を自動で行う例（シーケンス制御で行う例）について説明したが、搬送ロッド２２ａ，２２ｂを手動で操作して試料Ｓを移動させてもよいし、クリーニング部３０の操作や仕切り弁２５の操作を手動で行ってもよい。
【００７７】
荷電粒子線装置１００は、例えば、以下の特長を有する。
【００７８】
荷電粒子線装置１００では、収容室２１が仕切り弁２５を介して試料室１５に接続されており、クリーニング部３０が収容室２１に収容されている試料Ｓをクリーニングし、搬送機構２２が収容室２１から試料室１５に試料Ｓを搬送する。そのため、荷電粒子線装置１００では、クリーニングされた試料Ｓを、大気に曝すことなく、真空排気された環境下で試料室１５に搬送することができる。これにより、例えばクリーニングされた試料を大気に曝した後に試料室に導入した場合と比べて、試料Ｓに再度、汚染原因物質が付着する確率を劇的に低下させることができる。したがって、荷電粒子線装置１００では、試料Ｓの汚染を低減することができ、汚染の影響の少ない観察や分析が可能である。
【００７９】
また、荷電粒子線装置１００では、収容室２１に複数の試料Ｓを収容して、複数の試料Ｓをまとめてクリーニングすることができるため、例えば試料を交換するたびに試料をクリーニングする必要がなく、ユーザーの手間を省くことができる。
【００８０】
荷電粒子線装置１００では、クリーニング部３０が、収容室２１に活性酸素を供給する。そのため、荷電粒子線装置１００では、試料Ｓに付着した汚染原因物質と活性酸素とを化学的に結合させて、試料Ｓに付着した汚染原因物質を除去することができる。
【００８１】
荷電粒子線装置１００では、収容室２１には、複数の試料Ｓを収容可能であるため、複数の試料Ｓを同時にクリーニングすることができる。
【００８２】
荷電粒子線装置１００では、制御部４０は搬送機構２２およびクリーニング部３０を制御して、試料Ｓを移動させつつ、収容室２１に活性酸素を供給する。そのため、荷電粒子線装置１００では、例えば試料を移動させずに収容室に活性酸素を供給する場合と比べて
、試料Ｓに活性酸素を行き渡りやすくすることができ、クリーニング効果を高めることができる。
【００８３】
荷電粒子線装置１００では、制御部４０は圧力測定部３２の測定結果に基づき、収容室２１に導入するガスの流量を制御し、導入されたガスにプラズマを照射して、収容室２１に活性酸素を供給する。これにより、荷電粒子線装置１００では、ユーザーがガスの流量の制御を行わなくてもよいため、容易に試料Ｓをクリーニングすることができる。
【００８４】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００８５】
上述した実施形態では、クリーニング部３０は、収容室２１に活性酸素を供給して試料Ｓのクリーニングを行っていたが、試料Ｓのクリーニングの手法はこれに限定されない。例えば、クリーニング部３０は試料Ｓにプラズマを照射して試料Ｓのクリーニングを行ってもよい。試料Ｓにプラズマを照射することにより、試料Ｓ表面の汚染原因物質をエッチングして削り取ることができる。したがって、試料Ｓの汚染を低減することができ、汚染の影響の少ない観察や分析が可能である。なお、クリーニング部３０は、試料Ｓにプラズマを照射する際に、Ａｒガス等の不活性ガスを導入してもよい。これにより、エッチングレートを向上させることができる。
【００８６】
また、上述した実施形態では、クリーニング部３０が試料Ｓに活性酸素を供給しているときには、仕切り弁２５を閉じていたが、クリーニング部３０が活性酸素を供給しているときに、仕切り弁２５を開いてもよい。これにより、収容室２１に収容された試料Ｓや試料台２の汚染原因物質を除去しつつ、試料室１５内の構造物表面の汚染原因物質を除去することができる。したがって、試料Ｓの汚染を低減することができ、汚染の影響の少ない観察や分析が可能である。
【００８７】
また、上述した実施形態では、試料台２の位置を確認した後に、ガスを導入しプラズマを照射することにより活性酸素を生成させて試料Ｓのクリーニングを行ったが、試料台２の位置の確認と、試料Ｓのクリーニングと、を同時に行ってもよい。
【００８８】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００８９】
２…試料台、３…固定部材、４…試料台コンテナ、１０…本体部、１１…電子線源、１２…照射レンズ系、１３…試料ステージ、１４…試料ホルダー、１５…試料室、１６…結像レンズ系、１６ａ…対物レンズ、１６ｂ…中間レンズ、１６ｃ…投影レンズ、１７…像取得装置、１８ａ…走査透過電子検出器、１８ｂ…二次電子検出器、２０…搬送部、２１…収容室、２２…搬送機構、２２ａ…第１搬送ロッド、２２ｂ…第２搬送ロッド、２２ｃ…第１駆動部、２２ｄ…第２駆動部、２４…排気部、２５…仕切り弁、２６…扉部、２８…位置センサー、３０…クリーニング部、３２…圧力測定部、４０…制御部、４２…操作部、１００…荷電粒子線装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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