(57)【要約】【課題】速やかなクリーニングを実現できるクリーニング装置を提供する。【解決手段】各々の空間部の最上部に試料７０a、７０b、７０cが取り付けられたホルダ３０a、３０b、３０cの各空間部にフィラメント９０a、９０b、９０cが取り付けられ、試料７０a、７０b、７０cを支持している部分には電圧印加用電極８０a、８０b、８０cが設けられている。そして、一台のフィラメント加熱用電源１００からスイッチング回路１１０を介してフィラメントに電流が流せ、一台の電圧印加用電源１２０からスイッチング回路１３０を介して任意の電極に電圧が印加できる。【選択図】図３
2008130400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱部材が取り付けられるホルダに、電流が流されることにより熱電子を発生して前記被加熱部材に当たるようにした熱電子発生体を設けたクリーニング装置。
【請求項２】
それぞれの被加熱部材が取り付けられるホルダが複数設けられ、該各ホルダに、電流が流されることにより熱電子を発生し、前記ホルダに取り付けられる被加熱部材に当たるようにした熱電子発生体が設けられ、一台の電流供給用電源からの電流を任意の被加熱部材に流せるようにしたクリーニング装置。
【請求項３】
前記電流供給用電源と前記熱電子発生体との間に、スイッチ切換え手段を設け、該手段のスイッチを切換えることにより、該熱電子発生体から熱電子を発生させるようにした請求項２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記熱電子発生体からの熱電子を前記被過熱部材方向に加速するための電界を発生させる電極を前記ホルダに設けた請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
一台の電圧供給用電源を設け、前記熱電子発生体からの熱電子を任意の被加熱部材に加速するようにした請求項４に記載のクリーニング装置。
【請求項６】
前記電圧供給用電源と前記熱電子発生体との間に、スイッチ切換え手段を設け、該手段のスイッチを切換えることにより、任意のホルダの電極に電圧を印加するようにした請求項５に記載のクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱電子で試料をクリーニングするように成したクリーニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子顕微鏡や表面分析機器等の各種電子光学機器においては、観察すべき試料や分析するべき試料を加熱によってクリーニングしている。
【０００３】
このような加熱の装置として、例えば、フィラメントからの熱電子を被クリーニング部材に衝突させてこの部材を加熱させることにより、該部材のクリーニングを行う方式の装置がある。
図１はこの様な熱電子による試料クリーニング装置を備えた走査トンネル顕
微鏡装置の一概略例を示す。
図中１は試料のクリーニング等を行う処理室で、その中央に、制御装置（図示せず）の指令に基づいて動作する駆動機構（図示せず）により回転可能なパーキング体２が設けられている。
該パーキング体には、試料ホルダ３a、３bをそれぞれ取り付けた試料ホルダ載置台４a、４b、探針ホルダ５を取り付けた探針ホルダ載置台６が装着されている。
【０００４】
前記試料ホルダ載置台４a（４bも同一構造）は、図２に示すように、中央部に枡状の碍子から成る試料ホルダ３a（３bも同一構造）が取り付けられおり、該試料ホルダ３aの最上部には試料７aが取り付けられている（試料ホルダ３ｂの試料７ｂ支持部分にも同様の電圧印加用電源８ｂが設けられている。）。
【０００５】
尚、前記試料７aを支持している部分には電圧印加用電極８aが設けられている（試料ホルダ３bの試料支持部分にも同様の電圧印加用電極８ｂが設けられている。）。
【０００６】
図１において、９は前記処理室１内の前記パーキング体２の近傍に配置されたフィラメントで、前記処理室１外に設けられたフィラメント加熱用電源１０からスイッチング回路１１を介して電流が供給されるようになっている。
前記スイッチング回路１１は、前記電源１０に繋がった端子Ｔa、前記フィラメント９に繋がった端子Ｔｂ及び前記端子Ｔaに繋がり、制御装置（図示せず）からの指令により前記端子Ｔbへのスイッチングを行うスイッチＳaからなる。
【０００７】
１２はスイッチング回路１３を介して、前記試料ホルダ３a又は３bの電圧印加用電極８a又は８bに、正の電圧を印加するための電圧印加用電源である。
【０００８】
前記スイッチグ回路１３は、前記電源１２に繋がった端子Ｔc、前記試料ホルダ３aの電極８aに繋がった端子Ｔd、前記試料ホルダ３bの電極８bに繋がった端子Ｔe及び前記端子Ｔcに繋がり、制御装置（図示せず）からの指令により前記端子Ｔdへのスイッチングを行うスイッチＳbからなる。
【０００９】
１４は良く知られているのでここでは詳細な説明を省略するが、交換すべき試料ホルダや探針ホルダがセットされている交換室で、前記パーキング体２の移動により前記交換室の対向方向に来た試料ホルダ載置台又は探針ホルダ載置台に取り付けられた試料ホルダ又は探針ホルダを第１搬送機構１５で交換室１４に運び出したり、交換室１４にセットされた新しい試料ホルダ又は探針ホルダをパーキング体２上の試料ホルダ載置台はたは探針ホルダ載置台に取り付けられたりする。
【００１０】
１６は第１ゲートバルブで、制御装置の指令により、前記パーキング体２に取り付けられた試料ホルダ載置台又は探針ホルダ載置台から試料ホルダ又は探針ホルダを運び出し、或いは、試料ホルダ載置台又は探針ホルダ載置台への取り付け時には開けられ、それ以外の時には閉じられるようになっている。
【００１１】
１７は像観察室で、試料ホルダを載置させるステージ（図示せず）及び探針ホルダが装着され、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に微動する探針駆動体等が設けられており、前記ステージ（図示せず）に試料ホルダをセットし、探針駆動体（図示せず）に探針ホルダをセットし、試料ホルダに取り付けられた試料上を前記探針ホルダに取り付けられた探針で走査し、該走査により検出された走査トンネル電流に基づいて試料表面の凸凹に応じた像が得られるように構成されている。
１８は第２ゲートバルブで、前記パーキング体２の移動により該バルブの対向位置に来た試料ホルダ載置台又は探針ホルダ載置台に取り付けたり試料ホルダ又は探針ホルダが、該バルブ及び前記像観察室１７と前記パーキング体２との間に設けられている第３ゲートバルブ１９を介して、第２搬送機構２０によって、前記像観察室１７に運んで前記ステージ（図示せず）又は探針駆動体（図示せず）にセットしたり、或いは、前記ステージ（図示せず）又は探針駆動体（図示せず）に取り付けられた試料ホルダ又は探針ホルダを取り外して前記パーキング体２上の試料ホルダ載置台又は探針ホルダ載置台に取り付けられたりできるように構成されている。尚、前記各バルブは制御装置（図示せず）の指令に基づいて開閉する。
このような構成の走査トンネル顕微鏡装置において、前記処理室１でクリーニングをする場合以下のようにして行われる。
先ず、制御装置（図示せず）の指令を受けた駆動機構（図示せず）により、パーキング体２が回転し、クリーングすべき試料が取り付けてある試料ホルダ、例えば、３aの試料ホルダが装着されている試料ホルダ載置台４aがフィラメント９の対向する位置に来る。
次に、制御装置（図示せず）の指令により、スイッチング回路１０のスイッチＳaは端子Ｔｂにスイッチングし、スイッチング回路１３のスイッチＳbは端子Ｔｄにスイッチングする。
すると、電圧印加電源１２から、前記試料ホルダ３aの電極８aに正の電圧が印加され、同時に、フィラメント加熱用電源１０から前記フィラメント９に電流が流れる。
すると、前記フィラメント９が加熱されて、該フィラメント９から熱電子が発生し、該熱電子は正に印加された前記試料ホルダ３aにセットされた試料７a方向に加速され、該試料を衝撃する。この衝撃により、前記試料表面が高温になって、結果として試料表面がクリーニングされる。
【００１２】
【特許文献１】特許３４００２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、この様なクリーニング装置において、前記パーキング体２の如き移動体に設けられた前記試料７aの如き被加熱部材とは独立して、該被加熱部材（試料７a）を加熱するためのフィラメント９の如き熱電子発生体が前記移動体（パーキング体２）の外に設けられているので、前記移動体（パーキング体２）を動かし、前記被加熱部材（試料７a）を前記熱電子発生体（フィラメント９）の近傍に持ってこなければならず、その為に、加熱までに著しい時間が掛かる。
【００１４】
本発明は、この様な問題を解決する新規なクリーニング装置を提供すること
を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のクリーニング装置は、被加熱部材が取り付けられるホルダに、電流が流されることにより熱電子を発生して前記被過熱部材に当たるようにした熱電子発生体を設けたことを特徴とする。
また、本発明のクリーニング装置は、それぞれの被加熱部材が取り付けられるホルダが複数設けられ、該各ホルダに、電流が流されることにより熱電子を発生し、前記ホルダに取り付けられる被加熱部材に当たるようにした熱電子発生体が設けられ、一台の電流供給用電源からの電流を任意の被加熱部材に流せるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、被加熱部材を取り付けたホルダ自身に、熱電子を直接あてることができる熱電子発生体を設けたので、被加熱部材の加熱が迅速にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図３は、本発明の熱電子によるクリーニング装置を備えた走査トンネル顕微鏡
装置の一概略図を示している。また、図４は図３に示すクリーニング装置の
一部詳細図である。
尚、図３および図４において、前記図１及び図２にて使用した記号と同一記号を付したものは同一構成要素を示す。
図３に示す装置が図１に示す装置に対して異なる構成は、主に試料ホルダの構造にある。即ち、図１に示す装置の試料ホルダ（３a、３b）には電圧印加用電極（８a、８b）のみ設けられ、熱電子を発生するフィラメント９はパーキング体２の外に設けられているが、図３に示す装置においては、試料ホルダ（３０a、３０b、３０c）には電圧印加用電極（８０a、８０b、８０c）だけではなく、熱電子を発生するフィラメント（９０a、９０b、９０c）が設けられ、このような試料ホルダ（３０a、３０b、３０c）を装着した試料ホルダ載置台（４０a、４０b、４０c）が何処に位置しようが、速やかに試料（７０a、７０b、７０c）が熱電子により加熱できるになっている。次にこの様な構成について詳細に説明する。
【００１８】
図３において、パーキング体２には試料ホルダ３０a、３０bをそれぞれ取り付けた試料ホルダ載置台４０a、４０b、探針ホルダ５を取り付けた探針ホルダ載置台６が装着されている。
【００１９】
尚、図３においては、像観察室１７中のステージ（図示せず）にセットされた試料ホルダ載置台４０cと、該試料ホルダ載置台に取り付けられた試料ホルダ３０cも示している。
【００２０】
試料ホルダ載置台４０a（４０b、４０cも同一構造）は、図４に示すように、中央部に、枡状の碍子からなる試料ホルダ３０a（３０b、３０cも同一構造）が取り付けられており、試料ホルダ３０aの中央部の最上方部に試料７０aが取り付けられている(試料ホルダ３０bには試料７０bが、試料ホルダ３０cには試料７０cが取り付けられている。)。
尚、試料７０aを支持している部分には電圧印加用電極８０aが設けられている(試料ホルダ３０bの試料７０b支持部分には電圧印加用電極８０bと、試料ホルダ３０cの試料７０c支持部分にも電圧印加用電極８０cが設けられている。)。
試料ホルダ３０a内の空間部で試料７０aの真下にはフィラメント９０aが張架されており、外部に設けられたフィラメント加熱用電源１００からの電流が流されるようになっている。
尚、５１a、５２a はフィラメント９０aを固定している電極であり、試料ホルダ３０b、３０cも前記試料ホルダ３０aと同様な構造を成している。
図３において、１１０はスイッチング回路で、前記フィラメント加熱用電源１００に繋がった端子Ｔｆ、前記試料ホルダ３０aの電極５１aに繋がった端子Ｔｇ、前記試料ホルダ３０bの電極５１bに繋がった端子Ｔh、前記試料ホルダ３０cの電極５１cに繋がった端子Ｔi、制御装置（図示せず）からの指令により前記端子Ｔｇ、Ｔｈ、Ｔｉの何れかへのスイッチングを行うスイッチＳＡからなる。
１３０はスイッチング回路で、前記電圧印加用電源１２０に繋がった端子Ｔｊ、前記試料ホルダ３０aの電極８０aに繋がった端子Ｔｋ、前記試料ホルダ３０ｂの電極８０ｂに繋がった端子Ｔｌ、前記試料ホルダ３０cの電極８０cに繋がった端子Ｔｍ、制御装置（図示せず）からの指令により前記端子Ｔｋ、Ｔｌ、Ｔｍの何れかへのスイッチングを行うスイッチＳＢからなる。
このような構成の走査トンネル顕微鏡装置において、試料をクリーニング
する場合以下のようにして行われる。
先ず、制御装置（図示せず）のキーボード如きの入力装置から、クリーニングすべき試料に関する情報（例えば、試料ホルダ３０cにセットされた試料７０cに関する情報）が入力されると、該制御装置（図示せず）は、スイッチング回路１３０、１１０に指令を送り、スイッチＳＢ端子は端子Ｔｍにスイッチングし、スイッチＳＡ端子は端子Ｔiにスイッチングされるようにする。
すると、電圧印加用電源１２０から前記試料ホルダ３０cの電極８０cに電圧が印加され、同時にフィラメント加熱用電源１００から前記フィラメント９０cに電流が流れる。
すると、前記フィラメント９０cが加熱され、該フィラメント９０cから熱電子が放出し、熱電子は正電圧が印加された試料ホルダ３０cにセットされた試料７０c方向に加速され、該試料７０cに衝突する。この衝突により、試料７０cは高温になって結果として試料表面がクリーニングされる。
また、別の試料、例えば、試料７０bをクリーニングする場合には、入力装置（図示せず）から制御装置（図示せず）に試料ホルダ３０ｂにセットされた試料７０ｂに関する情報が入力され、該制御装置（図示せず）は、スイッチング回路１３０、１１０に指令を送り、スイッチＳＢは端子Ｔｌにスイッチングし、スイッチＳＡは端子Ｔｈにスイッチングされるようにする。
すると、電圧印加用電源１２０から前記試料ホルダ３０ｂの電極８０ｂに電圧が印加され、同時にフィラメント加熱用電源１００から前記フィラメント９０bに電流が流れる。
すると、前記フィラメント９０bが加熱され、該フィラメント９０bから熱電子が放出し、熱電子は正電圧が印加された試料ホルダ３０bにセットされた試料７０b方向に加速され、該試料７０bに衝突する。この衝突により、試料７０bは高温になって結果として試料表面がクリーニングされる。
尚、前記実施例の各電源１００、１２０、各スイッチング回路１１０、１３０と各試料ホルダ載置台間の配線は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる変形で実施することができる。
また、試料ホルダ中央部の枡状の碍子側面に電極部を有する場合には、この電極部から生じる電界の影響で熱電子の軌道が変わるため、前記電界の影響を軽減させるためにフィラメントの対向部以外の部分を囲うように電界遮蔽板を設けることが好ましい。
また、前記例は、走査トンネル顕微鏡装置を例に挙げて説明したが、オージェ電子分光装置や電子顕微鏡装置においても応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の熱電子によるクリーニング装置を搭載した走査トンネル顕微鏡装置の一概略例を示している。
【図２】図１に示す装置の一部詳細図である。
【図３】本発明の熱電子によるクリーニング装置を搭載した走査トンネル顕微鏡装置の一概略例を示している。
【図４】図３に示す装置の一部詳細図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…処理室
２…パーキング体
３a、３b、３０a、３０b、３０ｃ…試料ホルダ
４a、４b、４０a、４０b、４０ｃ…試料ホルダ載置台
５…探針ホルダ
６…探針ホルダ載置台
７a、７b、７０a、７０b、７０ｃ…試料
８a、８b、８０a、８０b、８０ｃ…電圧印加用電極
９、９０a、９０b、９０ｃ…フィラメント
１０、１００…フィラメント加熱用電源
１１、１３、１１０、１３０…スイッチング回路
１２、１２０…電圧印加用電源
１４…交換室
１５…第１搬送機構
１６…第１ゲートバルブ
１７…像観察室
１８…第２ゲートバルブ
１９…第３ゲートバルブ
２０…第２搬送機構
５１a、５１b、５１ｃ…電極
５２a、５２b、５２ｃ…電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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