JP2001033357A - 試料搬送装置 - Google Patents

試料搬送装置

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清高 朝倉
Otei Den
旺帝 田
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康裕 岩澤
Yukihisa Ono
享寿 小野
Kazuo Miyamoto
和夫 宮本
Shoji Nomura
昌治 野村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高真空に保持したまま複数の試料を空気に晒
すことなく、表面分析装置等に搬送可能な試料搬送装置
を提供する。 【解決手段】 高真空排気可能なチャンバー2と、チャ
ンバー内で試料を設置した複数個のサンプルホルダー5
を貯蔵するサンプルケース4と、サンプルケースを上下
方向に並進するサンプル保管用マニピュレータ6と、サ
ンプルケースに収納したサンプルホルダー5を水平方向
に並進するサンプル交換用マニピュレータ8と、チャン
バーにゲートバルブ11を介して設けた真空排気可能な
ドッキング室12とを備え、ドッキング室をゲートバル
ブ17を介してターボ分子ポンプ19で高真空排気可能
としている。高真空に保持したまま移動して、ドッキン
グ室を介して他の真空室を有する分析装置に結合し、試
料を同一条件下で搬送する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数個の試料を
真空に保持して搬送する装置に利用し、特に各種真空装
置内に真空を保持したままで複数個の試料を搬送するた
めの試料搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、従来の表面分析装置では、試料
を清浄化した後、その表面分析装置のLEEDやXPS
などで表面分析することが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表面分
析装置が複数あり、試料をそれぞれの分析装置に搬送し
て表面分析等を行う場合、試料を空気に晒してしまい良
好な結果を得ることができない。また超高真空に保った
まま、別の場所にある装置間を移動させることができて
も試料1個のみの移動であるため、実験の効率が悪く、
数個の試料を比較する場合、再現性が乏しい。さらに試
料を複数個超高真空室に保持して、各種の表面分析装置
に搬送する試料搬送装置は未だ開発されていない。
【0004】そこで、この発明は上記の課題にかんが
み、高真空に保持したまま複数個の試料を空気に晒すこ
となく、表面分析装置等に搬送可能な試料搬送装置を提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の試料搬送装置のうち請求項1記載の発明
は、複数個のサンプルホルダーを収納するサンプルケー
スと、サンプルケースを上下方向に並進可能なサンプル
保管用マニピュレータと、サンプルホルダーを脱着し水
平方向に並進可能なサンプル交換用マニピュレータとを
高真空排気可能なチャンバー内に備え、チャンバーにゲ
ートバルブを介して設けたドッキング室と、ドッキング
室に設けたドッキング部とを有しており、ドッキング部
にて他の真空装置に脱着可能かつ移動可能である構成と
した。また、請求項2記載の発明は上記構成に加え、ド
ッキング室が独立して高真空排気可能であることを特徴
する。
【0006】請求項3記載の発明は、他の真空装置にチ
ャンバーを高真空保持したまま脱着可能であることを特
徴とする。請求項4記載の発明は、他の真空装置が、そ
の場表面観察手段と、サンプル清浄化手段と、サンプル
ホルダーを保持するサンプルステージと、ゲートバルブ
で密閉したドッキング部とを圧力制御可能な高真空室に
備えていることを特徴としている。また請求項5記載の
発明は上記構成に加え、その場表面観察手段が、LEE
D及びXPSのいずれか、或いは両方であることを特徴
とする。
【0007】また、請求項6記載の発明は、サンプル清
浄化手段が、アルゴンスパッタリング装置及びサンプル
アニーリング装置のいずれか、或いは両方であることを
特徴とする。さらに、請求項7記載の発明は、サンプル
ステージがx、y、z軸方向に移動可能かつz軸回りに
回転可能であることを特徴としている。
【0008】このような構成の本発明の試料搬送装置で
は、高真空に保持したまま移動でき、高真空室内の複数
個の試料を空気に触れさせることなく各種の真空装置に
搬送することができる。また複数個の試料を空気に触れ
させることなく表面分析装置に同一条件下で搬送できる
ので、実験能率が高く、対照実験において良好な表面分
析ができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図8に基づき同一部
材には同一符号を用いて、本発明による試料搬送装置の
好適な実施の形態について説明する。図1はこの発明に
係る試料搬送装置の概略正面断面図であり、図2は概略
左側面断面図であり、図3は概略平面図である。
【0010】図1〜図3を参照すると、この発明の試料
搬送装置1は、高真空排気可能なチャンバー2と、この
チャンバー2内で試料を設置したサンプルホルダー5を
貯蔵するサンプルケース4と、このサンプルケース4を
上下方向に並進するサンプル保管用マニピュレータ6
と、サンプルケース4に収納されたサンプルホルダー5
を水平方向に並進するサンプル交換用マニピュレータ8
と、チャンバー2にゲートバルブ11を介して設けられ
た真空排気可能なドッキング室12とを備え、このドッ
キング室12をゲートバルブ17を介してターボ分子ポ
ンプ19で高真空排気可能になっている。
【0011】チャンバー2は、超高真空排気可能なゲッ
タポンプ15と、ゲートバルブ18を介して超高真空排
気可能なターボ分子ポンプ19と、図示しない補助真空
ポンプとを有し、清浄な高真空が得られるようになって
いる。さらにチャンバー2には、常圧復帰などのために
ガスを導入するバルブ22とピラニーゲージ24とが設
けられている。またドッキング室12はターボ分子ポン
プ19で超高真空排気可能になっている。
【0012】なお、図2及び図3中の21は圧力ゲージ
を取り付けるポートやビューポートなどであり、密閉フ
ランジなどで封止されている。
【0013】図4及び図5は本実施形態に係るサンプル
交換用のサンプルケースの一例を示す外観図である。図
4及び図5を参照して、L字状のサンプルケース4と矩
形状のサンプルケース3は複数のサプルホルダー5を収
納可能であり、サンプル保管用マニピュレータ6により
上下方向に移動可能になっている。
【0014】サンプル交換用マニピュレータ8はこの先
端をサンプルホルダーのねじ穴7にねじ込んでサンプル
ホルダー5を保持するようになっている。
【0015】次に、本実施形態に係る表面分析装置につ
いて説明する。図6は本実施形態に係る表面分析装置の
概略正面断面図であり、図7は概略平面図である。図6
及び図7を参照して、本実施形態に係る表面分析装置3
0は、高真空排気可能なチャンバー32と、このチャン
バー内に設けた上下動可能な加熱装置34と、サンプル
ホルダー5を載せるサンプルステージ36と、アルゴン
スパッタリング装置38と、LEED42と、XPS4
4と、質量分析装置取付部46と、ゲートバルブ45で
密閉するドッキング部47とを備え、高真空排気可能な
ターボ分子ポンプ48と、補助ポンプ49とでこのチャ
ンバー32を高真空排気可能になっている。到達圧力は
10−10Torr台である。
【0016】なお、図7に示した例ではLEEDやXP
Sを取り付けているが、他の表面分析装置を取り付ける
ことも可能である。
【0017】加熱装置34は試料を設置したサンプルホ
ルダーを覆うことで例えば20mm×20mmという大
きな試料を均一に1000℃まで加熱し、アニーリング
処理することが可能である。
【0018】清浄化処理手段としてアルゴンスパッタリ
ング装置と加熱装置とを用いると、スパッタリングとア
ニーリングのサイクルで試料を清浄化処理できる。その
場観察手段としてLEED、XPSを取り付けた場合、
表面の長距離秩序、表面の組成分析、表面の状態分析を
行うことができ、反応前後の表面分析が可能である。
【0019】図8は本表面分析装置のサンプルステージ
の一部概略外観図である。図8に示すように、サンプル
ホルダー5がサンプルステージ36に設置されている。
このサンプルステージ36は手動又は自動であってx、
y、z軸方向に移動可能で、角度θが0°〜340°の
範囲で回転可能である。サンプル交換用マニピュレータ
8をねじ穴7から抜くことにより、このマニピュレータ
8の先端に取り付けられていたサンプルホルダー5をサ
ンプルステージ36に移設する。
【0020】次に本実施形態の試料搬送装置の作用につ
いて説明する。先ず、チャンバー2を高真空にしてサン
プル交換用マニピュレータ8にサンプルホルダー5を取
り付ける。このとき表面分析装置30も高真空にしてお
く。次に、チャンバー2をゲッタポンプ15で高真空に
したままゲートバルブ18を閉め、ターボ分子ポンプ1
9をオフにする。
【0021】次いで、試料搬送装置を表面分析装置30
まで移動する。このときターボ分子ポンプは停止してい
るので試料搬送装置は移動可能である。表面分析装置3
0のドッキング部47を密閉するゲートバルブ45と試
料搬送装置1のドッキング室12とを結合し、図示しな
かった補助真空ポンプで真空に引きながらゲートバルブ
17を開け、ターボ分子ポンプとドッキング室12とを
予備排気し、その後ターボ分子ポンプをオンする。この
ようにしてドッキング室12を高真空排気する。この
後、ゲートバルブ18を開けると同時にゲートバルブ1
7を閉める。
【0022】次に、試料搬送装置1のゲートバルブ11
と、表面分析装置のゲートバルブ45を開け、マニピュ
レータ8でサンプルホルダー5を表面分析装置30のサ
ンプルステージ36まで搬送する。最後に、マニピュレ
ータ8を元に戻し、ゲートバルブ45を閉め、表面分析
を開始する。試料が空気に触れることなく表面分析装置
に搬送されるので良好な表面分析が可能になる。
【0023】このように本発明の試料搬送装置は高真空
に保持したまま移動可能であり、高真空室内の複数の試
料を空気に触れさせることなく各種の真空装置に同一条
件下で搬送することができる。
【0024】
【発明の効果】以上の説明で理解されるように、この発
明の試料搬送装置は高真空のまま試料を脱着可能かつ移
動可能であるので、高真空に保持したまま試料を搬送す
ることができるという効果を有する。また複数の試料を
空気に晒すことなく表面分析装置に同一条件下で搬送す
るので、実験能率が高く、対照実験において良好な表面
分析ができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る試料搬送装置の概略正面断面図
である。
【図2】この発明に係る試料搬送装置の概略左側面断面
図である。
【図3】この発明に係る試料搬送装置の概略平面図であ
る。
【図4】この発明による実施形態に係るサンプル交換用
のサンプルケースの一例を示す外観図である。
【図5】上記実施形態に係るサンプル交換用のサンプル
ケースの一例を示す外観図である。
【図6】上記実施形態に係る表面分析装置の概略正面断
面図である。
【図7】上記実施形態に係る表面分析装置の概略平面図
である。
【図8】上記実施形態に係る表面分析装置のサンプルス
テージの一部概略外観図である。
【符号の説明】
1 試料搬送装置 2,32 チャンバー 3,4 サンプルケース 5 サンプルホルダー 6 サンプル保管用マニピュレータ 8 サンプル交換用マニピュレータ 11,18,17,45 ゲートバルブ 12 ドッキング室 15 ゲッタポンプ 19 ターボ分子ポンプ 22 バルブ 24 ピラニーゲージ 30 表面分析装置 34 加熱装置 36 サンプルステージ 38 アルゴンスパッタリング装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩澤 康裕 東京都世田谷区北沢3−5−5 (72)発明者 小野 享寿 埼玉県越谷市神明町3−382 (72)発明者 宮本 和夫 埼玉県南埼玉郡宮代町和戸3−8−17 (72)発明者 野村 昌治 茨城県つくば市吾妻2−821−5 Fターム(参考) 2G001 AA01 AA03 AA05 BA07 BA08 BA14 BA18 CA03 GA01 GA06 GA13 JA08 JA12 JA14 PA01 PA02 PA06 PA07 PA11 PA12 PA14 PA30 QA01 RA03 RA05 3F060 AA01 AA08 HA00

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個のサンプルホルダーを収納するサ
    ンプルケースと、このサンプルケースを上下方向に並進
    可能なサンプル保管用マニピュレータと、上記サンプル
    ホルダーを脱着し水平方向に並進可能なサンプル交換用
    マニピュレータとを高真空排気可能なチャンバー内に備
    え、 上記チャンバーにゲートバルブを介して設けたドッキン
    グ室と、このドッキング室に設けたドッキング部とを有
    しており、このドッキング部にて他の真空装置に脱着可
    能かつ移動可能とした試料搬送装置。
  2. 【請求項2】 前記ドッキング室が独立して高真空排気
    可能であることを特徴する、請求項1に記載の試料搬送
    装置。
  3. 【請求項3】 前記他の真空装置に前記チャンバーを高
    真空保持したまま脱着可能であることを特徴とする、請
    求項1又は2に記載の試料搬送装置。
  4. 【請求項4】 前記他の真空装置が、その場表面観察手
    段と、サンプル清浄化手段と、前記サンプルホルダーを
    保持するサンプルステージと、ゲートバルブで密閉した
    ドッキング部とを、圧力制御可能な高真空室に備えてい
    ることを特徴とする、請求項1又は3に記載の試料搬送
    装置。
  5. 【請求項5】 前記その場表面観察手段が、LEED及
    びXPSのいずれか、或いは両方であることを特徴とす
    る、請求項4記載の表面分析装置。
  6. 【請求項6】 前記サンプル清浄化手段が、アルゴンス
    パッタリング装置及びサンプルアニーリング装置のいず
    れか、或いは両方であることを特徴とする、請求項4記
    載の表面分析装置。
  7. 【請求項7】 前記サンプルステージがx、y、z軸方
    向に移動可能かつz軸回りに回転可能であることを特徴
    とする、請求項4記載の試料搬送装置。
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