JP2017050368A - Conveying device, vacuum device and charged particle beam device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、搬送装置、真空装置および荷電粒子ビーム装置に関するものである。 The present invention relates to a transfer device, a vacuum device, and a charged particle beam device.
従来、荷電粒子ビーム装置等の真空装置の内部では、連結された一対のアームを備える搬送装置により試料等の被搬送物の搬送を行う場合がある。例えば特許文献1に記載の搬送装置は、基端部において回転可能に支持された基端アームと、基端アームの先端部に連結された中間アームと、を備え、中間アームの先端部に連結された先端アームの直線的な移動を可能としている。この搬送装置の基端アームは、所定箇所に固定して設けられた軸回りに回転自在となっている。
Conventionally, inside a vacuum device such as a charged particle beam device, a transported object such as a sample may be transported by a transport device including a pair of connected arms. For example, the conveyance device described in
ところで、上記従来の搬送装置においては、設計上の要求等に応じて被搬送物の搬送距離を大きくするためには、基端アームおよび中間アームを長く形成する必要がある。しかしながら、基端アームおよび中間アームを長く形成すると、搬送装置が大型化するという課題がある。また、搬送装置を備えた真空装置においては、搬送装置が大型化すると、真空チャンバの容積が増加し、排気特性の点において不利になるという課題がある。 By the way, in the said conventional conveying apparatus, in order to enlarge the conveyance distance of a to-be-conveyed object according to the design requirement etc., it is necessary to form a base end arm and an intermediate | middle arm long. However, if the base end arm and the intermediate arm are formed long, there is a problem that the transport device is enlarged. Moreover, in the vacuum apparatus provided with the conveying apparatus, there is a problem that when the conveying apparatus is enlarged, the volume of the vacuum chamber increases, which is disadvantageous in terms of exhaust characteristics.
そこで本発明は、搬送距離を十分に確保しつつ小型化できる搬送装置、搬送装置を備えた真空装置および荷電粒子ビーム装置を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a transport device that can be downsized while sufficiently securing a transport distance, a vacuum device including the transport device, and a charged particle beam device.
本発明の搬送装置は、所定方向に沿うように延び、第1歯部を有する固定ラックと、前記所定方向にスライド移動可能に設けられたスライダーと、前記スライダーを前記所定方向に沿ってスライド移動させる駆動部と、前記スライダーに対して第1軸回りに回転可能に支持され、前記第1軸に直交する方向に沿うように延びる基端アームと、前記基端アームに対して前記第1軸と平行に設けられた第2軸回りに回転可能に支持され、前記第2軸に直交する方向に沿うように延びる先端アームと、前記先端アームの先端部に設けられ、被搬送物を保持する保持部と、前記駆動部の動力を前記基端アームと前記先端アームとに伝達する動力伝達機構と、を備え、前記動力伝達機構は、前記第1軸と同軸に配置され、前記第1歯部に連結され、前記スライダーに対して回転可能に支持されるとともに前記基端アームに対して固定された基端回転体と、前記第1軸と同軸に配置され、前記スライダーに対して回転不能に設けられた固定回転体と、前記第2軸と同軸に配置され、前記固定回転体に連結され、前記固定回転体に対する回転数の比が2に設定され、前記基端アームに対して回転可能に支持されるとともに前記先端アームに対して固定された先端回転体と、を備え、前記基端アームが前記スライダーに対して回転することで、前記保持部が前記第2軸を挟んで前記所定方向において前記第1軸とは反対側に位置する第1状態と、前記保持部が前記第2軸を挟んで前記所定方向において前記第1軸とは反対側に位置し、かつ前記第1軸から見て前記第1状態における前記保持部とは反対側に位置する第2状態と、の間を移行可能とされている、ことを特徴とする。 The transfer device according to the present invention extends along a predetermined direction, has a fixed rack having a first tooth portion, a slider slidably movable in the predetermined direction, and slides the slider along the predetermined direction. A drive unit that is supported by the slider so as to be rotatable about a first axis and extending along a direction orthogonal to the first axis, and the first axis with respect to the base arm A tip arm that is supported so as to be rotatable around a second axis that is provided in parallel to each other and that extends along a direction orthogonal to the second axis, and that is provided at a tip portion of the tip arm to hold an object to be conveyed. A power transmission mechanism that transmits the power of the drive unit to the base arm and the distal arm, and the power transmission mechanism is disposed coaxially with the first shaft, and includes the first teeth. Connected to the part, A base end rotating body that is rotatably supported by the rider and is fixed to the base end arm, and a fixed rotation that is disposed coaxially with the first shaft and is non-rotatable with respect to the slider. And a rotation ratio with respect to the fixed rotating body is set to 2 and is rotatably supported with respect to the proximal arm. A distal end rotating body fixed to the distal end arm, and the base end arm rotates relative to the slider so that the holding portion holds the first axis in the predetermined direction across the second axis. A first state located on the opposite side of the shaft; and the holding portion is located on the opposite side of the first shaft in the predetermined direction across the second shaft, and the first portion as viewed from the first shaft. Opposite to the holding part in one state A second state that is located on the side, and is capable of migrating between, characterized in that.
本発明によれば、固定ラックの第1歯部に連結され、スライダーに対して回転可能に支持された基端回転体を備えているので、駆動部によりスライダーをスライド移動させることで、基端回転体をスライダーに対して回転させることができる。基端回転体は、基端アームに対して固定されているので、基端回転体をスライダーに対して回転させることで、基端アームをスライダーに対して回転させることができる。このため、保持部が第2軸を挟んで所定方向において第1軸とは反対側に位置する第1状態と、保持部が第2軸を挟んで所定方向において第1軸とは反対側に位置し、かつ第1軸から見て第1状態における保持部とは反対側に位置する第2状態と、の間を移行させることができる。
ここで、第1状態において、第1軸と第2軸と保持部とは、所定方向の一方側から他方側に向かって第1軸、第2軸、保持部の順に並んでいる。また、第2状態において、第1軸と第2軸と保持部とは、所定方向の一方側から他方側に向かって保持部、第2軸、第1軸の順に並んでいる。このため、第1軸と第2軸との離間距離をr1、第2軸と保持部との離間距離をr2とした場合、第1状態と第2状態との間を移行することで、第1軸から見て保持部を所定方向に2(r1+r2)移動させることができる。しかも、第1状態と第2状態との間を移行するときに、スライダーは所定方向に沿って移動する。よって、スライド移動分の距離だけ所定方向に保持部をさらに移動させることができる。
以上により、先端アームおよび基端アームを長く形成することなく、被搬送物の搬送距離を大きくすることができる。よって、搬送装置の大型化の抑制と搬送距離の長距離化とを両立でき、搬送距離を十分に確保しつつ小型化できる搬送装置とすることができる。
According to the present invention, the base end rotating body is provided that is coupled to the first tooth portion of the fixed rack and is rotatably supported with respect to the slider. The rotating body can be rotated with respect to the slider. Since the base end rotating body is fixed with respect to the base end arm, the base end arm can be rotated with respect to the slider by rotating the base end rotating body with respect to the slider. For this reason, the holding portion is located on the opposite side of the first axis in the predetermined direction across the second axis, and the holding portion is located on the opposite side of the first axis in the predetermined direction across the second axis. It is possible to shift between the second state that is located and located on the side opposite to the holding portion in the first state when viewed from the first axis.
Here, in the first state, the first shaft, the second shaft, and the holding portion are arranged in the order of the first shaft, the second shaft, and the holding portion from one side to the other side in the predetermined direction. In the second state, the first shaft, the second shaft, and the holding portion are arranged in the order of the holding portion, the second shaft, and the first shaft from one side to the other side in the predetermined direction. For this reason, when the separation distance between the first axis and the second axis is r1, and the separation distance between the second axis and the holding portion is r2, the transition between the first state and the second state is performed. The holding portion can be moved 2 (r1 + r2) in a predetermined direction as viewed from one axis. Moreover, when moving between the first state and the second state, the slider moves along a predetermined direction. Therefore, the holding unit can be further moved in the predetermined direction by the distance of the slide movement.
As described above, the conveyance distance of the object to be conveyed can be increased without forming the distal end arm and the proximal end arm long. Therefore, it is possible to achieve both the suppression of the increase in size of the transfer device and the increase in the transfer distance, and a transfer device that can be downsized while sufficiently securing the transfer distance.
上記の搬送装置において、前記基端回転体、前記固定回転体、および前記先端回転体は、それぞれ歯車である、ことが望ましい。
本発明によれば、第1歯部と基端回転体との連結、および固定回転体と先端回転体との連結を、例えば歯車や歯付ベルト等を用いたり、直接噛み合わせたりする等により実現できる。このため、駆動部の動力を確実に伝達することができる。したがって、より正確に動作可能な搬送装置が得られる。
In the above conveying device, it is desirable that the base end rotating body, the fixed rotating body, and the distal end rotating body are gears.
According to the present invention, the connection between the first tooth portion and the base end rotating body and the connection between the fixed rotating body and the front end rotating body are performed by using, for example, a gear or a toothed belt, or by directly meshing with each other. realizable. For this reason, the motive power of a drive part can be transmitted reliably. Therefore, a transport apparatus that can operate more accurately is obtained.
上記の搬送装置において、前記基端アームに対して回転可能に支持され、前記固定回転体および前記先端回転体と噛み合う中間歯車を有する、ことが望ましい。
本発明によれば、中間歯車により固定回転体と先端回転体とが連結される。したがって、簡素な構成で固定回転体と先端回転体との連結を実現できる。
In the above-described transfer device, it is preferable that the conveyance device includes an intermediate gear that is rotatably supported by the base end arm and meshes with the fixed rotating body and the distal end rotating body.
According to the present invention, the fixed rotating body and the tip rotating body are connected by the intermediate gear. Therefore, the connection between the fixed rotating body and the tip rotating body can be realized with a simple configuration.
上記の搬送装置において、前記保持部と前記第2軸との離間距離は、前記第1軸と前記第2軸との離間距離と等しくなるように形成されている、ことが望ましい。
本発明によれば、第1状態における保持部の位置と、第2状態における保持部の位置と、を結ぶ直線上で保持部を移動させることができる。したがって、被搬送物を直線的に搬送でき、搭載先の装置において搬送方向に直交する方向の寸法が増大することを抑制できる。
In the above conveying apparatus, it is preferable that a separation distance between the holding unit and the second shaft is formed to be equal to a separation distance between the first shaft and the second shaft.
According to the present invention, the holding unit can be moved on a straight line connecting the position of the holding unit in the first state and the position of the holding unit in the second state. Therefore, the object to be transported can be transported linearly, and an increase in the dimension in the direction orthogonal to the transport direction in the mounting destination apparatus can be suppressed.
上記の搬送装置において、前記駆動部は、前記スライダーに設けられ、前記所定方向に沿うように延び、第2歯部を有するスライダーラックと、前記第2歯部に噛み合うピニオンを回転駆動させるモータと、を備えている、ことが望ましい。
本発明によれば、固定した状態で配置されたモータを駆動源として用いることができるので、例えば真空装置においてモータの本体部を大気側に配置し、モータの出力軸を真空チャンバ内に回転導入することが可能となる。したがって、駆動部の全体を真空チャンバ内に配置するために特殊な駆動源を用いる必要がなくなり、搬送装置を低コスト化することができる。さらに、モータの本体部を大気側に配置することで、駆動部のメンテナンスを容易に行うことが可能となる。
In the transport apparatus, the drive unit is provided on the slider, extends along the predetermined direction, and has a slider rack having a second tooth portion, and a motor that rotationally drives a pinion that meshes with the second tooth portion. It is desirable to have
According to the present invention, a motor arranged in a fixed state can be used as a drive source. For example, in a vacuum apparatus, the motor main body is arranged on the atmosphere side, and the motor output shaft is rotated and introduced into the vacuum chamber. It becomes possible to do. Therefore, it is not necessary to use a special drive source to arrange the entire drive unit in the vacuum chamber, and the cost of the transport device can be reduced. Furthermore, by arranging the main body of the motor on the atmosphere side, the drive unit can be easily maintained.
上記の搬送装置において、前記基端回転体は、歯車であり、少なくとも1個の伝達歯車を介して、前記第1歯部と連結している、ことが望ましい。
本発明によれば、基端回転体と第1歯部との離間距離を任意に設定することができる。したがって、設計自由度の大きい搬送装置とすることができる。
In the conveying apparatus, it is desirable that the base end rotating body is a gear and is connected to the first tooth portion via at least one transmission gear.
According to the present invention, the separation distance between the base end rotating body and the first tooth portion can be arbitrarily set. Therefore, it can be set as the conveyance apparatus with a large design freedom.
本発明の真空装置は、上記の搬送装置を備えることを特徴とする。
本発明によれば、上記の搬送装置を備えることで、真空チャンバ内の容積の増加を抑制でき、排気特性の優れた小型な真空装置とすることができる。
A vacuum apparatus according to the present invention includes the above-described transport device.
According to the present invention, by providing the above-described transport device, an increase in the volume in the vacuum chamber can be suppressed, and a small vacuum device having excellent exhaust characteristics can be obtained.
本発明の荷電粒子ビーム装置は、上記の真空装置と、荷電粒子ビームを試料に照射する荷電粒子ビーム鏡筒と、前記荷電粒子ビームの照射により前記試料から放出される二次粒子を検出する検出器と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、上記の真空装置を備えることで、真空チャンバ内の容積の増加を抑制でき、排気特性の優れた小型な荷電粒子ビーム装置とすることができる。
The charged particle beam device of the present invention includes the vacuum device described above, a charged particle beam column that irradiates a sample with a charged particle beam, and detection that detects secondary particles emitted from the sample by irradiation with the charged particle beam. And a vessel.
According to the present invention, by providing the above-described vacuum device, an increase in volume in the vacuum chamber can be suppressed, and a small charged particle beam device having excellent exhaust characteristics can be obtained.
本発明によれば、先端アームおよび基端アームを長く形成することなく、被搬送物の搬送距離を大きくすることができる。よって、搬送装置の大型化の抑制と搬送距離の長距離化とを両立でき、搬送距離を十分に確保しつつ小型化できる搬送装置とすることができる。 According to the present invention, it is possible to increase the transport distance of the object to be transported without forming the tip arm and the base arm long. Therefore, it is possible to achieve both suppression of the increase in size of the transfer device and increase in the transfer distance, and a transfer device that can be downsized while sufficiently securing the transfer distance.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、真空装置1として、荷電粒子ビーム装置の一種である集束イオンビーム装置を例に挙げて説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, a focused ion beam device which is a kind of charged particle beam device will be described as an example of the
図1は、実施形態の真空装置の構成図である。図2は、図1のII−II線における断面図である。なお、真空装置1は水平面に設置された状態で使用される。
図1に示すように、真空装置1は、第1真空チャンバ3と、第1真空チャンバ3の側方に配置された第2真空チャンバ4と、第2真空チャンバ4の内部に配置された搬送装置10と、を備えている。真空装置1は、防振台2に載置されている。なお、以下の説明では、第1真空チャンバ3と第2真空チャンバ4とが並ぶ方向を第1方向L1(所定方向)と定義し、第1方向L1および上下方向に直交する方向を第2方向L2と定義する。また、上下方向には、符号L3を付す。
FIG. 1 is a configuration diagram of a vacuum apparatus according to an embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. In addition, the
As shown in FIG. 1, the
第1真空チャンバ3は、例えば金属材料により中空の直方体状に形成され、内部に試料室3aが形成されている。試料室3a内には、不図示の試料ステージが配置されている。試料ステージは、ウェハ等の試料Sが固定された試料ホルダ9(被搬送物)をセット可能とされている。本実施形態の試料ホルダ9は、試料Sを固定する円板状のホルダ本体部9aと、ホルダ本体部9aを下方から支持するホルダベース9bと、ホルダベース9bの側部に設けられ、後述する保持部41が嵌合するフック部9cと、を備えている(図2参照)。試料ホルダ9は、第1真空チャンバ3内および第2真空チャンバ4内を第1方向L1に沿ってスライド移動可能となるように支持されている。第1真空チャンバ3の第2真空チャンバ4側の側壁には、第1方向L1に貫通する開口3bが形成されている。
The
第1真空チャンバ3には、不図示の第1排気ポンプが接続されている。第1排気ポンプは、試料室3aを減圧して真空状態とする。また、第1真空チャンバ3の上部には、イオンビーム鏡筒6(荷電粒子ビーム鏡筒)と、検出部8(検出器)と、が配置されている。イオンビーム鏡筒6は、試料ステージにセットされる試料Sに向けてイオンビーム(荷電粒子ビーム)を照射可能に配置されている。検出部8は、イオンビームを試料Sに照射した際に試料Sから放出される二次電子(二次粒子)を検出する二次電子検出器等を備えている。
A first exhaust pump (not shown) is connected to the
第2真空チャンバ4は、ゲートバルブ5を介して第1真空チャンバ3に取り付けられている。第2真空チャンバ4は、例えば金属材料により中空の直方体状に形成され、内部に予備試料室4aが形成されている。予備試料室4aの空間体積は、試料室3aの空間体積と比べて十分に小さくなっている。第2真空チャンバ4の第1真空チャンバ3側の側壁には、第1方向L1に貫通する開口4bが、第1方向L1から見て第1真空チャンバ3の開口3bに対応するように形成されている。開口4bと第1真空チャンバ3の開口3bとは、ゲートバルブ5が開いた状態において、試料室3aと予備試料室4aとを連通させる。また、第2真空チャンバ4の第1方向L1における開口4bとは反対側には、予備試料室4aを開放する扉4cが設けられている。第2真空チャンバ4には、不図示の第2排気ポンプが接続されている。第2排気ポンプは、予備試料室4aを減圧して真空状態とする。
The
図3は、搬送装置の平面図である。
図3に示すように、搬送装置10は、固定ラック12と、スライダー20と、駆動部15と、基端アーム30と、先端アーム40と、輪列50(動力伝達機構)と、を備えている。
固定ラック12は、第2真空チャンバ4の内壁に設けられている。固定ラック12は、第1方向L1に沿うように延びている。固定ラック12は、その第2方向L2における一方側の側面に固定ラック歯部12a(第1歯部)を有している。
FIG. 3 is a plan view of the transport device.
As shown in FIG. 3, the
The fixed
スライダー20は、平面視矩形状に形成され、下方に向けて開口した凹状に形成されている。スライダー20の第2方向L2における一方側の側縁には、スライダーラック16(駆動部15)が設けられている。スライダーラック16は、第1方向L1に沿うように延びている。スライダーラック16は、その第2方向L2における一方側の側面にスライダーラック歯部16a(第2歯部)を有している。スライダーラック歯部16aには、ピニオン18が噛み合っている。ピニオン18は、モータ17(駆動部15)により回転駆動される。ピニオン18が取り付けられたモータ17の出力軸17aは、予備試料室4a内に回転導入されている。モータ17の本体部は、第2真空チャンバ4の外側に配置されている(図1参照)。
The
図4は、搬送装置の側面図である。
図4に示すように、スライダー20の第2方向L2における両側の側壁には、ガイド溝23,24が形成されている。ガイド溝23,24は、それぞれ第2方向L2における外側に向かって開口するとともに、第1方向L1に沿って延びている。ガイド溝23,24には、それぞれ第2真空チャンバ4の内壁に設けられた不図示のレール等が入り込み、スライダー20を第1方向L1に沿ってスライド移動可能としている。
FIG. 4 is a side view of the transport device.
As shown in FIG. 4, guide
スライダー20の第1方向L1における両側の側壁には、それぞれ切欠部25が形成されている。一対の切欠部25は、第1方向L1から見て同じ位置に形成されている。切欠部25の内側には、固定ラック12が配置されている。
図5は、図3のV−V線における断面図である。
図5に示すように、スライダー20には、支持軸部材27が上下方向L3に沿って挿通されている。支持軸部材27は、スライダー20の第1方向L1における中央部よりも開口4b側に配置されている。支持軸部材27は、上下方向L3に分割可能となっている。支持軸部材27は、軸受29を介してスライダー20に対して、上下方向L3に沿う第1軸O1回りに回転可能に支持されている。
5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
As shown in FIG. 5, a
基端アーム30は、支持軸部材27の上端部に対して、ボルト62により固定されている。基端アーム30は、スライダー20に対して第1軸O1回りに回転可能に支持されている。基端アーム30は、支持軸部材27に固定された基端部から、第1軸O1に直交する方向に沿うように延びている。基端アーム30は、基端部から先端部に向かうに従い、漸次幅狭になるように形成されている(図3参照)。
The
先端アーム40は、基端アーム30の先端部に対して、第2軸受38を介して第2軸O2回りに回転可能に支持されている。第2軸O2は、第1軸O1と平行に設けられている。先端アーム40は、基端アーム30に支持された基端部から、第2軸O2に直交する方向に沿うように延びている。先端アーム40は、基端部から先端部に向かうに従い、漸次幅狭になるように形成されている(図3参照)。
The
先端アーム40の先端部には、保持部41が設けられている。保持部41は、上方に向けて突出する円柱状に形成されている。保持部41の中心軸と第2軸O2との離間距離r2は、第1軸O1と第2軸O2との離間距離r1と等しくなっている。保持部41は、試料ホルダ9に設けられたフック部9cが嵌合可能とされている(図2参照)。
基端アーム30と先端アーム40とは、第1軸O1と第2軸O2とが第1方向L1に沿って並ぶとき、保持部41が第2軸O2を挟んで第1方向L1において第1軸O1とは反対側に位置するように連結されている。
A holding
When the first axis O1 and the second axis O2 are aligned along the first direction L1, the
図3に示すように、輪列50は、駆動部15の動力を基端アーム30と先端アーム40とに伝達する。輪列50は、第1伝達歯車51(伝達歯車)と、第2伝達歯車52(伝達歯車)と、基端歯車53(基端回転体)と、固定歯車54(固定回転体)と、中間歯車55と、先端歯車56(先端回転体)と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the
第1伝達歯車51は、凹状のスライダー20の内側に配置され、スライダー20の上壁に対して上下方向L3に沿う軸回りに回転可能に支持されている(図5参照)。第1伝達歯車51は、スライダー20の第1方向L1における中央部よりも扉4c側に配置されている。第1伝達歯車51は、固定ラック12の固定ラック歯部12aと噛み合っている。第1伝達歯車51と固定ラック歯部12aとの噛合部は、スライダー20の上壁に設けられた貫通孔20aを通じて視認可能となっている。
The
第2伝達歯車52は、凹状のスライダー20の内側に配置され、スライダー20の上壁に対して上下方向L3に沿う軸回りに回転可能に支持されている(図5参照)。第2伝達歯車52は、第1伝達歯車51よりも第1方向L1における開口4b側に配置されている。第2伝達歯車52は、第1伝達歯車51と噛み合っている。
The
図5に示すように、基端歯車53は、第1軸O1と同軸に配置され、支持軸部材27の下端部に対して、ボルト63により固定されている。基端歯車53は、スライダー20に対して第1軸O1回りに回転可能に支持されるとともに、基端アーム30の基端部に対して固定されている。基端歯車53は、第2伝達歯車52と噛み合っている(図3参照)。これにより、基端歯車53は、第1伝達歯車51および第2伝達歯車52を介して、固定ラック12の固定ラック歯部12aに連結されている。
As shown in FIG. 5, the
固定歯車54は、スライダー20の上方において、第1軸O1と同軸に配置されている。固定歯車54の中央部には、貫通孔54aが形成され、軸受29に外挿されている。固定歯車54は、スライダー20の上面に対してボルト61により固定され、スライダー20に対して回転不能に設けられている。
The fixed
中間歯車55は、基端アーム30の下方に配置されている。中間歯車55は、基端アーム30に対してその延在方向における中間部分において、第3軸受39を介して上下方向L3に沿う軸回りに回転可能に支持されている。中間歯車55は、固定歯車54と噛み合っている。
The
先端歯車56は、基端アーム30の先端部の下方において、第2軸O2と同軸に配置されている。先端歯車56は、基端アーム30の先端部に対して、第2軸受38を介して第2軸O2回りに回転可能に支持されている。先端歯車56は、先端アーム40の基端部に対してボルト64により固定されている。先端歯車56は、中間歯車55と噛み合っている。先端歯車56の歯数は、固定歯車54の歯数の1/2に設定されている。これにより、先端歯車56は、固定歯車に対する回転数の比が2となっている。すなわち、先端歯車56の回転軸(第2軸O2)から見て固定歯車54が1回転すると、先端歯車56は第2軸O2回りに2回転する。
The
以下、本実施形態の搬送装置10の動作について説明する。
図3に示すように、保持部41が第2軸O2を挟んで第1方向L1において第1軸O1とは反対側に位置する状態(以下、「第1状態」という。)において、第1軸O1と第2軸O2と保持部41とは、第1方向L1に沿って開口4b側から扉4c側に向かって、第1軸O1、第2軸O2、保持部41の順に並んでいる。
Hereinafter, the operation of the
As shown in FIG. 3, in a state where the holding
第1状態にある搬送装置10において、駆動部15によりスライダー20を第1方向L1に沿って開口4b側にスライド移動させると、固定ラック12の固定ラック歯部12aに連結された基端歯車53が平面視で時計回り方向に回転する。より詳細に、スライダー20を第1方向L1に沿って開口4b側にスライド移動させると、固定ラック12の固定ラック歯部12aに噛み合う第1伝達歯車51が平面視で時計回り方向に回転する。第1伝達歯車51が平面視で時計回り方向に回転すると、第1伝達歯車51に噛み合う第2伝達歯車52が平面視で反時計回り方向に回転する。第2伝達歯車52が平面視で反時計回り方向に回転すると、第2伝達歯車52に噛み合う基端歯車53が平面視で第1軸O1回りに時計回り方向に回転する。基端歯車53の回転角度θは、基端歯車53の半径をRとし、スライダー20の移動距離をLとしたとき、θ=360°×L/(2πR)となっている。
In the
基端アーム30は、スライダー20に対して第1軸O1回りに回転可能に支持されている。また、基端アーム30の基端部には、基端歯車53が固定されている。このため、基端歯車53が平面視で第1軸O1回りに時計回り方向に回転することで、基端アーム30が平面視で第1軸O1回りに時計回り方向に回転する。
The
基端アーム30には、中間歯車55および先端歯車56が回転可能に支持されている。中間歯車55は、第1軸O1と同軸に配置された固定歯車54に噛み合っている。固定歯車54は、スライダー20に対して回転不能に設けられている。このため、基端アーム30が平面視で第1軸O1回りに時計回り方向に回転することで、中間歯車55は、平面視で第1軸O1回りに公転しつつ、時計回り方向に自転する。また、先端歯車56は、平面視で第1軸O1回りに公転しつつ、第2軸O2周りに反時計回り方向に自転する。
An
先端アーム40は、基端アーム30の先端部に対して第2軸O2回りに回転可能に支持されている。また、先端アーム40の基端部には、先端歯車56が固定されている。このため、基端アーム30の回転に伴って先端歯車56が第2軸O2周りに反時計回りに自転することで、先端アーム40が基端アーム30に対して平面視で反時計回り方向に回転する。
The
ここで、先端歯車56は、固定歯車54に対する回転数の比が2に設定されている。このため、基端アーム30が第1軸O1回りに例えば角度θ回転すると、先端歯車56は、基端アーム30から見て第2軸O2周りに角度2θ自転する。しかも、先端アーム40の先端部に設けられた保持部41の中心軸と第2軸O2との離間距離r2は、第1軸O1と第2軸O2との離間距離r1と等しくなっている。このため、保持部41は、スライダー20から見て、第1方向L1に沿って第1状態における位置から第1軸O1に向かって、平面視で第1状態における保持部41の中心軸と第1軸O1とを通る直線P上を移動する。
Here, the
図6および図7は、搬送装置の平面図である。
図6に示すように、駆動部15によりスライダー20を図3に示す第1状態における位置から開口4b側に向かってπR/2スライド移動させると、基端アーム30は第1状態から第1軸O1回りに時計回り方向に90°回転する。基端アーム30を90°回転させると、先端アーム40は、基端アーム30に対して第2軸O2周りに180°回転する。これにより、保持部41の中心軸が第1軸O1上に位置する状態(以下、「中間状態」という。)になる。このとき、保持部41は、第1状態から中間状態へと移行することで、スライダー20から見て第1方向L1に沿って扉4c側から開口4b側に向かってr1+r2移動している。また、スライダー20は、第1状態における位置から、第1方向L1に沿って開口4b側に、πR/2移動している。
6 and 7 are plan views of the transfer device.
As shown in FIG. 6, when the
駆動部15により基端アーム30を中間状態から第1軸O1回りに時計回り方向に回転させると、保持部41は、第1方向L1に沿って第1軸O1から離間しつつ、直線P上の移動を続ける。図7に示すように、スライダー20が図3に示す第1状態における位置から開口4b側に向かってπRスライド移動すると、基端アーム30の第1状態からの回転角度が180°に達する。基端アーム30が第1状態から180°回転すると、保持部41が第2軸O2を挟んで第1方向L1において第1軸O1とは反対側に位置し、かつ第1軸O1から見て第1状態における保持部41とは反対側に位置する状態(以下、「第2状態」という。)になる。第2状態において、第1軸O1と第2軸O2と保持部41とは、第1方向L1に沿って開口4b側から扉4c側に向かって、保持部41、第2軸O2、第1軸O1の順に並んでいる。このとき、保持部41は、第1状態から第2状態へと移行することで、スライダー20から見て第1方向L1に沿って扉4c側から開口4b側に向かって2(r1+r2)移動している。また、スライダー20は、第1状態における位置から、第1方向L1に沿って開口4b側に、πR移動している。
When the
以上により、駆動部15によりスライダー20をスライド移動させることで、保持部41を第1方向L1に沿う直線P上で、2(r1+r2)+πR移動させることができる。
なお、上記の説明では、搬送装置10を第1状態から第2状態へ移行させる場合について説明したが、搬送装置10を第2状態から第1状態へ移行させる場合については、第2状態から駆動部15によりスライダー20を第1方向L1に沿って開口4b側から扉4c側にスライド移動させることで同様に実現できる。
As described above, by sliding the
In the above description, the case where the
次に、搬送装置10を備えた真空装置1の動作について説明する。
図8および図9は、真空装置の動作説明図であり、図1のII−II線に相当する部分における断面図である。
Next, operation | movement of the
8 and 9 are explanatory views of the operation of the vacuum apparatus, and are cross-sectional views taken along the line II-II in FIG.
試料Sを真空装置1内に導入するときには、図8に示すように、ゲートバルブ5を閉じた状態で扉4cを開け、予備試料室4aを開放する。次いで、搬送装置10を第1状態にして、保持部41を予備試料室4aから飛び出した状態とする。次いで、試料Sが固定された試料ホルダ9のフック部9cを保持部41に嵌合させ、試料ホルダ9を保持部41に保持させる。
When the sample S is introduced into the
次に、駆動部15(図3参照)によりスライダー20を開口4b側に向けて移動させ、試料ホルダ9を直線的に移動させ、試料ホルダ9を予備試料室4a内に収める。試料ホルダ9が予備試料室4a内に完全に収まったら、図2に示すように、扉4cを閉じて、予備試料室4aを第2排気ポンプ(不図示)により排気する。
Next, the
予備試料室4aの真空度が所定の真空度に到達したら、ゲートバルブ5を開ける。次いで、図9に示すように、駆動部15(図3参照)によりスライダー20を開口4b側に向けて移動させ、第2状態に移行させる。これにより、保持部41に保持された試料ホルダ9は、第1方向L1に沿う直線P上を移動しつつ、開口4bおよび開口3bを通過し、試料室3a内に搬送される。これにより、試料Sを試料室3a内に搬送することができる。
以上により、試料室3aへの試料Sの導入が完了する。
なお、試料室3aにある試料Sを真空装置1外へ搬送する場合については、上記一連の動作を逆に行うことで実現できる。
When the degree of vacuum in the
Thus, the introduction of the sample S into the
In addition, about the case where the sample S in the
このように、本実施形態によれば、固定ラック12の固定ラック歯部12aに連結され、スライダー20に対して回転可能に支持された基端歯車53を備えているので、駆動部15によりスライダー20をスライド移動させることで、基端歯車53をスライダー20に対して回転させることができる。基端歯車53は、基端アーム30に対して固定されているので、基端歯車53をスライダー20に対して回転させることで、基端アーム30をスライダー20に対して回転させることができる。このため、保持部41が第2軸O2を挟んで第1方向L1において第1軸O1とは反対側に位置する第1状態と、保持部41が第2軸O2を挟んで第1方向L1において第1軸O1とは反対側に位置し、かつ第1軸O1から見て第1状態における保持部41とは反対側に位置する第2状態と、の間を移行させることができる。
As described above, according to the present embodiment, since the
ここで、第1状態において、第1軸O1と第2軸O2と保持部41とは、第1軸O1、第2軸O2、保持部41の順に第1方向L1の開口4b側から扉4c側に向かって並んでいる。また、第2状態において、第1軸O1と第2軸O2と保持部41とは、保持部41、第2軸O2、第1軸O1の順に第1方向L1の開口4b側から扉4c側に向かって並んでいる。このため、第1軸O1と第2軸O2との離間距離をr1、第2軸O2と保持部41の中心軸との離間距離をr2とした場合、第1状態と第2状態との間を移行することで、第1軸O1から見て保持部41を第1方向L1に2(r1+r2)移動させることができる。しかも、第1状態と第2状態との間を移行するときに、スライダー20は第1方向L1に沿って移動する。よって、スライド移動分の距離だけ第1方向L1に保持部41をさらに移動させることができる。
以上により、先端アーム40および基端アーム30を長く形成することなく、試料ホルダ9の搬送距離を大きくすることができる。よって、搬送装置10の大型化の抑制と搬送距離の長距離化とを両立でき、搬送距離を十分に確保しつつ小型化できる搬送装置10とすることができる。
Here, in the first state, the first axis O1, the second axis O2, and the holding
As described above, the transport distance of the
また、輪列50は、歯車により構成されているため、駆動部15の動力をより確実に伝達することができる。したがって、より正確に動作可能な搬送装置10が得られる。
さらに、固定歯車54および先端歯車56に噛み合う中間歯車55を有するので、中間歯車55により固定歯車54と先端歯車56とが連結される。したがって、簡素な構成で固定歯車54と先端歯車56との連結を実現できる。
Further, since the
Further, since the
また、保持部41の中心軸と第2軸O2との離間距離r2は、第1軸O1と第2軸O2との離間距離r1と等しくなるように形成されているので、第1状態における保持部41の位置と、第2状態における保持部41の位置と、を結ぶ直線P上で保持部41を移動させることができる。したがって、試料ホルダ9を直線的に搬送でき、搭載先の真空装置1において搬送方向(第1方向L1)に直交する第2方向L2の寸法が増大することを抑制できる。
Further, since the separation distance r2 between the central axis of the holding
また、駆動部15は、スライダー20に設けられ、第1方向L1に沿うように延び、スライダーラック歯部16aを有するスライダーラック16と、スライダーラック歯部16aに噛み合うピニオン18を回転駆動させるモータ17と、を備えているので、固定した状態で配置されたモータ17を駆動源として用いることができる。これにより、例えば真空装置1においてモータ17の本体部を大気側に配置し、モータ17の出力軸17aを第2真空チャンバ4内に回転導入することが可能となる。したがって、駆動部15の全体を第2真空チャンバ4内に配置するために特殊な駆動源を用いる必要がなくなり、搬送装置10を低コスト化することができる。さらに、モータ17の本体部を大気側に配置することで、駆動部15のメンテナンスを容易に行うことが可能となる。
The
また、基端歯車53は、少なくとも1個の伝達歯車(第1伝達歯車51および第2伝達歯車52)を介して、固定ラック歯部12aと連結しているので、基端歯車53と固定ラック歯部12aとの離間距離を任意に設定することができる。したがって、設計自由度の大きい搬送装置10とすることができる。
Further, since the
また、本実施形態の真空装置1は、搬送装置10を備えているので、真空チャンバ内の容積の増加を抑制でき、排気特性の優れた小型な荷電粒子ビーム装置とすることができる。
In addition, since the
なお、上記実施形態では、駆動部15の動力を基端アーム30と先端アーム40とに伝達する動力伝達機構として、歯車を用いた輪列50について説明したが、これに限定されるものではない。
動力伝達機構として、例えばベルトと滑車を用いたベルトドライブ機構を適用してもよい。すなわち、基端回転体および先端回転体として滑車を用い、基端回転体および先端回転体の外周にベルトを掛ける。基端アームが第1軸O1回りに回転すると、ベルトが基端アームに対して回転する。ベルトの回転に伴って、先端回転体が基端アームに対して回転し、先端アームが基端アームに対して第2軸O2回りに回転する。以上により、駆動部15の動力を基端アームと先端アームとに伝達することができる。
その他、動力伝達機構として、ローラーチェーンとスプロケットを用いた機構を適用することもできる。
In the above-described embodiment, the
As the power transmission mechanism, for example, a belt drive mechanism using a belt and a pulley may be applied. That is, a pulley is used as the proximal end rotating body and the distal end rotating body, and a belt is hung on the outer periphery of the proximal end rotating body and the distal end rotating body. As the proximal arm rotates about the first axis O1, the belt rotates relative to the proximal arm. As the belt rotates, the distal end rotating body rotates with respect to the proximal end arm, and the distal end arm rotates about the second axis O2 with respect to the proximal end arm. As described above, the power of the
In addition, a mechanism using a roller chain and a sprocket can be applied as the power transmission mechanism.
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、搬送装置10は、ウェハ等の試料Sの搬送に用いられているが、これに限定されず、例えば各種製造工程での部品の搬送等に用いられるロボットアームとして適用してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment described with reference to the drawings, and various modifications can be considered within the technical scope thereof.
For example, in the above-described embodiment, the
また、上記各実施形態においては、荷電粒子ビーム装置の例として集束イオンビーム装置を挙げ説明したが、これに限定されず、走査型電子顕微鏡等であってもよい。また、真空装置としては、荷電粒子ビーム装置に限定されず、例えばオージェ電子分光や二次イオン質量分析等の分析装置や、走査型プローブ顕微鏡、成膜装置、スパッタ装置等であってもよい。 In each of the above embodiments, a focused ion beam apparatus has been described as an example of a charged particle beam apparatus. However, the present invention is not limited to this, and a scanning electron microscope or the like may be used. Further, the vacuum apparatus is not limited to the charged particle beam apparatus, and may be an analysis apparatus such as Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, a scanning probe microscope, a film forming apparatus, a sputtering apparatus, or the like.
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the spirit of the present invention.
1…真空装置(荷電粒子ビーム装置) 6…イオンビーム鏡筒(荷電粒子ビーム鏡筒) 8…検出部(検出器) 9…試料ホルダ(被搬送物) 10…搬送装置 12…固定ラック 12a…固定ラック歯部(第1歯部) 15…駆動部 16…スライダーラック 16a…スライダーラック歯部(第2歯部) 17…モータ 18…ピニオン 20…スライダー 30…基端アーム 40…先端アーム 41…保持部 50…輪列(動力伝達機構) 51…第1伝達歯車(伝達歯車) 52…第2伝達歯車(伝達歯車) 53…基端歯車(基端回転体) 54…固定歯車(固定回転体) 55…中間歯車 56…先端歯車(先端回転体) L1…第1方向(所定方向) O1…第1軸 O2…第2軸
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記所定方向にスライド移動可能に設けられたスライダーと、
前記スライダーを前記所定方向に沿ってスライド移動させる駆動部と、
前記スライダーに対して第1軸回りに回転可能に支持され、前記第1軸に直交する方向に沿うように延びる基端アームと、
前記基端アームに対して前記第1軸と平行に設けられた第2軸回りに回転可能に支持され、前記第2軸に直交する方向に沿うように延びる先端アームと、
前記先端アームの先端部に設けられ、被搬送物を保持する保持部と、
前記駆動部の動力を前記基端アームと前記先端アームとに伝達する動力伝達機構と、
を備え、
前記動力伝達機構は、
前記第1軸と同軸に配置され、前記第1歯部に連結され、前記スライダーに対して回転可能に支持されるとともに前記基端アームに対して固定された基端回転体と、
前記第1軸と同軸に配置され、前記スライダーに対して回転不能に設けられた固定回転体と、
前記第2軸と同軸に配置され、前記固定回転体に連結され、前記固定回転体に対する回転数の比が2に設定され、前記基端アームに対して回転可能に支持されるとともに前記先端アームに対して固定された先端回転体と、
を備え、
前記基端アームが前記スライダーに対して回転することで、
前記保持部が前記第2軸を挟んで前記所定方向において前記第1軸とは反対側に位置する第1状態と、
前記保持部が前記第2軸を挟んで前記所定方向において前記第1軸とは反対側に位置し、かつ前記第1軸から見て前記第1状態における前記保持部とは反対側に位置する第2状態と、
の間を移行可能とされている、
ことを特徴とする搬送装置。 A fixed rack extending along a predetermined direction and having a first tooth portion;
A slider provided to be slidable in the predetermined direction;
A drive unit that slides the slider along the predetermined direction;
A proximal arm that is rotatably supported about the first axis relative to the slider and extends along a direction perpendicular to the first axis;
A distal arm supported rotatably with respect to a second axis provided in parallel to the first axis with respect to the proximal arm, and extending along a direction perpendicular to the second axis;
A holding portion that is provided at a tip portion of the tip arm and holds an object to be conveyed;
A power transmission mechanism for transmitting the power of the drive unit to the proximal arm and the distal arm;
With
The power transmission mechanism is
A proximal rotator disposed coaxially with the first shaft, coupled to the first tooth portion, rotatably supported with respect to the slider, and fixed with respect to the proximal arm;
A fixed rotating body that is arranged coaxially with the first shaft and is non-rotatable with respect to the slider;
It is arranged coaxially with the second shaft, is connected to the fixed rotating body, has a ratio of the number of rotations to the fixed rotating body set to 2, is supported rotatably with respect to the proximal arm and the distal arm A tip rotating body fixed against
With
By rotating the proximal arm with respect to the slider,
A first state in which the holding portion is located on the opposite side of the first axis in the predetermined direction across the second axis;
The holding part is located on the opposite side to the first axis in the predetermined direction across the second axis, and is located on the opposite side to the holding part in the first state when viewed from the first axis. A second state;
Can be migrated between,
A conveying apparatus characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の搬送装置。 The proximal end rotating body, the fixed rotating body, and the distal end rotating body are gears, respectively.
The conveying apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の搬送装置。 An intermediate gear that is rotatably supported with respect to the proximal arm and meshes with the fixed rotating body and the distal end rotating body;
The conveying apparatus according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の搬送装置。 The separation distance between the holding portion and the second axis is formed to be equal to the separation distance between the first axis and the second axis.
The conveying apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記スライダーに設けられ、前記所定方向に沿うように延び、第2歯部を有するスライダーラックと、
前記第2歯部に噛み合うピニオンを回転駆動させるモータと、
を備えている、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の搬送装置。 The drive unit is
A slider rack provided on the slider, extending along the predetermined direction, and having a second tooth portion;
A motor that rotationally drives a pinion that meshes with the second tooth portion;
With
The conveying apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の搬送装置。 The base end rotating body is a gear, and is connected to the first tooth portion via at least one transmission gear.
The conveying apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein
荷電粒子ビームを試料に照射する荷電粒子ビーム鏡筒と、
前記荷電粒子ビームの照射により前記試料から放出される二次粒子を検出する検出器と、
を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 A vacuum apparatus according to claim 7;
A charged particle beam column for irradiating the sample with a charged particle beam;
A detector for detecting secondary particles emitted from the sample by irradiation of the charged particle beam;
A charged particle beam device comprising:
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