JPH06349928A - 試料搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】試料作製装置もしくは評価装置１へ試料を導入
するための中継室８，試料を複数の中継室間で搬送する
ための試料搬送室２，各室で試料を保持するためのマニ
ピュレータ７、及び各室間で試料を搬送するための試料
搬送棒６，９からなる。 【効果】半導体あるいは磁性体の薄膜試料などを、作製
時のままの状態で高精度かつ迅速に評価できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体，磁性体，超電
導体材料などからなる製品デバイスの作製工程における
表面状態，結晶構造，元素組成などを作製状態のままで
高精度かつ迅速に、かつ複数の試料作製装置，評価装置
間でオンライン検査するための試料搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭59−191251号公報に記載の雰囲気
試料運搬室は、透過電子顕微鏡用の試料ホルダ上の試料
を透過電子顕微鏡(以下ＴＥＭと表記)鏡体外に設置され
た真空装置内で加工，処理した後、搬送用真空チャンバ
に格納し、ＴＥＭ鏡体まで真空搬送する装置である。こ
の装置において試料ホルダは、搬送用真空チャンバに備
えられた試料搬送棒により搬送用真空チャンバ内外への
移動，保持が行われる。

【０００３】図１に雰囲気試料運搬室の説明図を示す。
この形の試料搬送装置では、試料作製装置もしくは評価
装置１と試料搬送室２は、真空バルブ３，４、及びこれ
に挾まれた中間排気室５を介して直接接続するようにな
っている。試料は試料搬送棒６もしくはマニピュレータ
７で保持され、試料搬送棒６を前後することにより、試
料を試料作製装置もしくは評価装置１と試料搬送室２の
間で移動することができる。この方式では、薄膜作製
後、試料を試料搬送室２に格納した後、バルブ３，４を
閉じ、中間排気室５をリークした後、図１における真空
バルブ４から下部分を搬送する。また試料を搬送後、評
価装置に接続した際は、中間排気室５を排気し、所定の
真空度に達した後にバルブ３，４を開け、試料を試料搬
送室２より評価装置内に挿入する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来例では、試
料搬送室を接続可能な試料作製装置，評価装置が限定さ
れる。これは装置ごとにその接続口の形状や試料導入方
法等が異なるためである。従って、従来装置では複数の
薄膜作製，評価装置で共用することができなかった。そ
のため装置ごとに対応した大がかりな試料搬送室が必要
となり、経費が極めて大きくなるという問題があった。

【０００５】また、試料搬送室に試料保持，移動用の試
料搬送棒６が設置されており、マニピュレータ７から試
料作製装置もしくは評価装置１の試料設置位置までの長
さのものが必要であるが、通常これは１ｍ以上となり搬
送部分の形状と重量が大きくなる問題があった。更に試
料搬送室の容積が大きく、かつ構造が複雑になるため超
高真空化に対して大きな問題となった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】試料作製装置もしくは評
価装置と試料搬送室との間に中継室を設け、試料搬送室
による搬送は、中継室間で行うものとする。中継室と試
料搬送室の接続部は全て共通の形状とする。ここで前記
中継室には、試料作製装置または評価装置との間の試料
搬送を行うための複数の試料搬送棒を備える。試料搬送
室に試料を挿入するための試料搬送棒は主に中継室に設
けるが、装置設置場所により試料搬送室に設けることと
する。試料は複数の試料搬送棒間で受け渡される間は中
継室に備えられたマニピュレータで保持される。このマ
ニピュレータにより試料ホルダの方向転換が可能である
ものを用い、試料搬送室，試料作製装置もしくは評価装
置や試料搬送棒を中継室にお互いに自由な角度をなすよ
うに設置する。

【０００７】

【作用】中継室を設け、中継室と試料搬送室の接続部の
形状を揃えることにより、試料搬送室は各中継室間を搬
送すれば良く、一つの試料搬送室を複数の試料作製装置
や評価装置間で共用可能となる。

【０００８】試料搬送室の試料搬送棒を中継室に付設す
ることにより、試料搬送室の構造が簡略になり、重量も
軽くなるため、搬送が容易になり搬送時間が短縮する。
また試料搬送室内の容積，表面積が小さくなるため真
空，清浄度の向上に大きく寄与する。

【０００９】複数の試料搬送棒をお互いに自由な角度に
設置することで、各装置を置くスペースに応じた形状に
配置できる。例えば、試料搬送棒を平行に設置すること
で、狭い実験室内での実験が可能となる。

【００１０】本発明装置を用いることにより、複数の試
料作製装置、例えば実デバイス作製装置と評価装置間で
作製状態のままの試料を高精度かつ迅速にオンライン検
査することが可能となる。

【００１１】

【実施例】図２に第１の実施例を示す。試料作製装置も
しくは評価装置１には、中継室８と、図１と同程度の長
さの試料搬送棒６が接続されている。そして試料搬送室
２及びこれに付随した真空バルブ３，４と中間排気室５
は、中継室８の横に、試料搬送棒６と直角方向に接続さ
れる。この装置で搬送する部分は図２における真空バル
ブ４から右の部分である。従って、真空バルブ４と中間
排気室５の接続部を、例えば、同じ直径のＩＣＦフラン
ジで行うことにより、試料搬送室２を複数の中継室８間
で共用可能となる。これは以下の他の実施例でも同様で
ある。

【００１２】試料搬送室２と中継室８間の試料の受渡し
をするために試料搬送室２に付設している試料搬送棒９
は、真空搬送室２と中継室８の各々のマニピュレータ間
の長さが必要となるが、これは一般に図１における試料
搬送棒６よりかなり短くすることができる。なぜなら
ば、通常試料作製装置もしくは評価装置１はかなり大型
であるからである。試料搬送棒９が短いことは、試料搬
送室２の真空度向上と重量の低減に貢献する利点であ
る。試料搬送室２を搬送し、別の試料作製装置もしくは
評価装置１に接続する際、中間排気室５はできるだけ短
時間に排気する必要があるため、液体窒素シュラウドや
チタンゲッタポンプを含めた強力な排気ポンプを中間排
気室５に接続しておく。

【００１３】試料搬送室２にも、試料が変質せず清浄表
面を保ったまま搬送できるように、電池作動式イオンポ
ンプ等の可搬式超高真空用ポンプを設けるが、あまり高
い真空度を必要としない時はソープションポンプも有用
である。また、試料搬送室２は真空排気だけでなく、ア
ルゴン，窒素等を初め不活性な雰囲気ガスを封入、又
は、送排気することにより、試料搬送室２内部を清浄状
態に保つ方法も考えられる。

【００１４】図３に第二の実施例を示す。この装置では
図２の装置と同様、試料搬送室２及びこれに付随した真
空バルブ３，４と中間排気室５は、中継室８の横に、試
料搬送棒６と直角方向に接続されている。そして試料搬
送棒９は試料搬送室２から取り外され、中継室８の、試
料搬送室２の反対側に接続される。この方式では試料搬
送室から重量の大きい試料搬送棒９が外されるため、図
２の装置に比べ著しい試料搬送室２の軽量化につなが
る。試料搬送棒は構造的に高真空状態に保つことが難し
いため、これが外れることは真空度向上にも大きく貢献
する。

【００１５】図４に第三の実施例を示す。図２，図３の
装置の持つ欠点として、長い試料搬送棒を二次元的に配
置するため、つまり試料搬送棒６と試料搬送棒９が直角
に設置されるため、装置全体で広い設置面積を必要とす
る点が挙げられる。そこで図４に示したように、図２の
装置における真空バルブ３から右側の部分を、試料搬送
棒６と並行にして中継室８に接続する。そして試料は中
継室８においてマニピュレータ１０により試料搬送棒６
と試料搬送棒９の間で受渡しが行われる。ここで試料搬
送棒６と試料搬送棒９の位置関係はお互いに床面に対し
上下方向でも左右方向でも良い。これにより装置の占有
領域が二次元的な広がりから一次元的長さに変化し、装
置全体の占有面積が低減する。

【００１６】図５に第四の実施例を示す。この実施例で
は、図４の装置における試料搬送棒９を試料搬送室２か
らを外し、中継室８の試料搬送室２と反対側に設置した
ものである。これも図４の装置同様、図３の装置に対し
ての装置占有面積を減らした形である。更に、図３の装
置同様、試料搬送室から試料搬送棒を取り除いて中継室
に設置することにより、搬送部分重量の低減と真空度向
上が達成できる。

【００１７】図６に第五の実施例を示す。ここでは中継
室８に複数の試料作製装置もしくは評価装置１や試料搬
送室２がお互い自由な角度で接続されている。試料の受
け渡しは中継室８内のマニピュレータ７によりなされ、
試料搬送棒６や試料搬送棒９で各室へ出し入れされる。
図６において試料搬送棒６は中継室８に固定されている
が、試料搬送棒９はベローズ１１により中継室８に接続
されることから位置，方向が可変である。本装置では、
マニピュレータ７と試料搬送室２間の試料搬送には試料
搬送棒６を用い、マニピュレータ７と二つの試料作製装
置もしくは評価装置１との試料搬送には試料搬送棒９を
用いて行うことができる。

【００１８】本実施例装置により、搬送部分重量の低減
と真空度向上のほか、試料作製装置もしくは評価装置１
や試料搬送室２を自由な位置に設置可能となり、スペー
スにあわせた設置が可能となる上、装置の構成が簡略に
なる。また、試料搬送棒の共用が可能となるため、その
本数を減らすこと等により、装置の低価格化を図ること
ができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、試料搬送室を複数の試
料作製装置及び評価装置間で共用できるようになるた
め、複数プロセスの評価に適用でき、更に装置製作の経
費低減が可能となる。

【００２０】試料搬送室の構造が簡略になり、試料搬送
室の軽量化，評価に要する時間の短縮と真空，清浄度の
向上が可能となり、変質し易い材料の極薄膜を作製時の
ままの状態で短時間に評価できる。更に製品デバイスの
作製工程における多角的なオンライン検査に用いること
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の試料搬送装置を示す説明図。

【図２】試料搬送装置を試料搬送室と中継室に分離した
実施例を示す説明図。

【図３】図２に記載の試料搬送室から更に試料搬送棒を
分離した実施例を示す説明図。

【図４】図２に記載の試料搬送装置を一次元的に並べた
形の実施例を示す説明図。

【図５】図３に記載の試料搬送装置を一次元的に並べた
形の実施例を示す説明図。

【図６】試料作製装置，評価装置，試料搬送装置が中継
室に自由な位置に設置され、更に試料搬送棒が位置可変
である実施例を示す説明図。

【符号の説明】

１…試料作製装置もしくは評価装置、２…試料搬送室、
３…真空バルブ、４…真空バルブ、５…中間排気室、６
…試料搬送棒、７…マニピュレータ、８…中継室、９…
試料搬送棒。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料ホルダ，試料搬送棒，試料搬送室，前
   記試料搬送室の排気手段もしくはガスパージ手段から構
   成され、薄膜装置と評価装置間で試料を搬送するための
   試料搬送装置において、前記試料搬送室と前記薄膜装置
   間および前記試料搬送室と前記評価装置間に中継室を設
   け、前記試料搬送室は複数の前記中継室間で共用可能で
   あることを特徴とする試料搬送装置。
2. 【請求項２】請求項１の前記試料搬送棒は、前記薄膜装
   置もしくは前記評価装置と前記中継室間の試料搬送をす
   るためのものが前記中継室に具備され、前記試料搬送室
   と前記中継室間の試料を搬送するためのものが前記試料
   搬送室もしくは前記中継室に具備されている試料搬送装
   置。
3. 【請求項３】請求項１の前記試料搬送室および前記中継
   室には、前記試料ホルダを保持し、前記試料ホルダの方
   向を自由に転換できる回転部を有するマニピュレータを
   具備する試料搬送装置。
4. 【請求項４】請求項２の前記試料搬送棒は、前記中継室
   との接続に可動な接続手段を用いることにより、前記中
   継室の任意の位置もしくは任意の方向より設置される試
   料搬送装置。