JPH0765769A - 加熱冷却試料台 - Google Patents

加熱冷却試料台

Info

Publication number
JPH0765769A
JPH0765769A JP5207444A JP20744493A JPH0765769A JP H0765769 A JPH0765769 A JP H0765769A JP 5207444 A JP5207444 A JP 5207444A JP 20744493 A JP20744493 A JP 20744493A JP H0765769 A JPH0765769 A JP H0765769A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
cassette
cooling
tank
liquid nitrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5207444A
Other languages
English (en)
Inventor
Masabumi Kanetomo
正文 金友
Tokushichi Igarashi
得七 五十嵐
Hideo Matsuyama
秀生 松山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP5207444A priority Critical patent/JPH0765769A/ja
Publication of JPH0765769A publication Critical patent/JPH0765769A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【構成】試料1を搭載した試料カセット2の下部に設け
た冷却タンク5内に冷却材を真空外部から供給できる構
造とした。このタンク5と供給口8は金属製のフレキシ
ブルチューブ6で結び、試料1とタンク5が同様の動き
ができる構成とした。 【効果】被測定系に対し、試料を任意の位置で冷却でき
るようになった。また、試料の交換が試料室を大気開放
することなく可能になった。冷却過程の試料の物性を観
察することができ、更に、短時間で多くの試料の計測が
可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空の環境で試料の温
度の変化による物性を測定するための計測装置に係り、
特に、試料の高温度からの低温度への急速冷却の機能を
持ち、測定系に対し、任意の試料位置で試料の冷却が可
能な加熱冷却試料台に関する。
【0002】
【従来の技術】超高真空の環境で、試料の物性値を温度
を変えて測定する測定装置では、測定時に、まず、1,
000℃ の高温度に試料を短時間に保つフラッシング
を行う。このフラッシングとは、試料表面に取り付いて
いる汚れを高温度に保つことで、取り去るクリーニング
作業である。続いて所望の温度に試料を保ち、測定を始
める。この時、真空内には多数の分子が飛び回ってお
り、これが試料表面に吸着する。圧力が1×10-10Tor
r の環境では約9時間、1×10-8Torrの環境では約5
分で、真空内を飛び回っている分子に試料表面が全て覆
われ、正確な計測が不可能となる。
【0003】低温度で、その物性を正確に計測するため
には、分子に覆われるまでの時間を長くするために、圧
力の低い超高真空の環境を作ること、フラッシングが終
った後、試料表面が汚れない間のできるだけ短時間に所
望の低温度に到達することが必要技術となる。更に、測
定装置に対して計測を行う試料の任意位置で加熱冷却す
ることが不可欠となる。
【0004】この試料台に関しては、例えば、レビュー
オブ サイエンティフィック インストラメント第5
6巻9号“ウルトラハイバキューム クライオスタット
アンド サンプル マニピュレータ フォー オペレ
ーション ビトウィーン 5アンド 800K(Rev.Sc
i.Instrum.56(9),September 1985“Ultrahigh
-vacuum cryostat and sample manipulator for operat
ion between 5 and800K”)にこの構造が示されて
いる。この試料台は、10-10Torr 以下の超高真空の環
境で、試料を5〜800Kの温度範囲で、さらにこの8
00Kから5K迄を約90分で達成可能とするものであ
る。
【0005】この試料台は、固定した液体Heタンクの
下部に試料を取り付ける試料ホルダを配置し、この試料
ホルダの上下移動を用いて、冷却面と試料ホルダとの接
触を図っている。この試料ホルダの移動自由度は上下方
向とその移動軸回りの回転の2軸である。また、試料交
換に際しては、試料ホルダが取り付いている室を大気開
放する。大気開放時に、試料台の先端に取り付いた試料
を取り外し、交換を行う。すなわち、試料交換時には、
大気開放から超高真空への再度の真空立ち上げ作業を行
わなければならない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の試料台では、液
体Heタンクが固定されているため、高温度の試料を冷
却するにはその位置まで、試料を移動させなければなら
ない。すなわち、試料の特定の位置を冷却中に計測しよ
うとする場合、冷却タンク位置に試料位置が制限される
ため、試料計測位置が制約される。また、試料交換時に
は超高真空となっている試料室を大気に開放する必要が
あるため、試料を交換して再び真空を立ち上げるには多
大の時間を必要とする。10-10Torr 以下の圧力を大気
開放後、再び得るには一週間の時間が必要となる。すな
わち、試料交換に際しては、長時間を必要とする稼動効
率の悪い装置となる問題があった。
【0007】本発明の目的は、試料を固定した試料カセ
ットの交換を試料室を大気開放することなく可能とする
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、試料を取
り付けた試料カセット下部の試料駆動台上に冷却機構を
配置し、更に冷却タンクを試料と独立して上下移動が可
能な構造とし、この冷却タンクに、冷媒を金属製のフレ
キシブルチューブを介して供給し、試料室の隣りにゲー
トバルブを介した搬送機構を持った搬送室を配置するこ
とで達成される。
【0009】
【作用】試料を冷却するには、試料加熱用のヒータを切
り、あらかじめ冷却しておいた冷却ブロックを上方向に
移動させ、試料カセットとの接触で行う。また、試料の
交換については、試料交換室を真空状態に保ったままゲ
ートバルブを開けて搬送機構で、試料ホルダ上から試料
カセットを取外し搬送室に移動させ、この室を大気開放
して試料カセットと共に試料を取り出す。
【0010】
【実施例】本発明を一実施例によって説明する。図1は
本発明による試料の加熱冷却機構を有し、五軸方向に試
料の移動が可能な加熱冷却試料台の一実施例である。
【0011】試料1は、試料カセット2上に固定されて
おり、この試料カセット2が、試料カセットホルダ3に
着脱可能な構造で固定されている。試料カセット2の下
部には加熱のためのヒータ4と冷却のための液体窒素タ
ンク5が配置されている。液体窒素タンク5には金属製
のフレキシブルチューブ6が固定されている。このフレ
キシブルチューブ6は、ICFフランジ7を通して外部
の液体窒素投入口8から冷媒である液体窒素が供給でき
る構造となっている。ヒータ4には電力供給用の配線9
が固定されている。この配線9はICFフランジ7に取
り付く電流導入端子10に結合しており、ここからヒー
タ4に電力が供給される構造となっている。
【0012】試料カセット2の下部には、Z軸11回り
に試料1を回転させるための試料Z軸回転機構12が配
置されている。この機構は試料Z軸回転軸受16で支え
られたはすば歯車13をウォーム14で回転駆動する構
造となっている。試料カセット2の右下側面には、試料
1を上下に移動させる試料Z方向駆動機構15が取り付
いている。また、試料1をX軸17の回転方向に駆動す
るための試料X軸回転駆動機構18が、X軸17,Y軸
19の各方向に試料1を直線駆動する試料X,Y駆動機
構20の上に配置されている。これらの試料移動機構
は、ICFフランジ7に取り付いた運動導入器21で、
駆動される構造となっている。
【0013】高温状態の試料1を冷却するには、まず、
ヒータ4の入力パワーを切り、前もって冷却している液
体窒素冷却タンク5を液体窒素タンクZ方向駆動機構2
2でZ軸11方向に移動させて、高温状態の試料カセッ
ト接触面23に冷却されている液体窒素タンク接触面2
4を接触させる。この時、試料カセット2の熱を両接触
面を介して液体窒素タンク5に導き、試料カセット2を
冷却する。液体窒素タンク5に入った熱は液体窒素の潜
熱として外部に運ばれる。液体窒素を内部に溜めて常に
冷却状態にある液体窒素タンクは5には、外部からフレ
キシブルチューブ6で液体窒素が供給されているため、
試料カセット2の移動に対し、同様に移動することが可
能となっている。すなわち、試料1を位置決めした任意
の位置で試料1の加熱,冷却が可能となる。
【0014】この試料台を用いて試料1の加熱冷却を行
った結果を図2に示す。この図は、1,000℃ に保持
した試料1を急速冷却で冷却したときの時間と共に変化
する試料1の温度を示したものである。冷却開始後、約
15分で−140℃に試料温度が下がっている。その途
中経過は、5分で−20℃、10分で−120℃と冷却
開始直後に温度が急激に下がり、その後、徐々に下がっ
ている様子が判る。この場合、冷却材として液体窒素を
用いている。より低温の冷却材を用いれば、更に試料1
の温度を下げることが可能となる。
【0015】図3に試料カセット2上の試料1を搭載し
た加熱冷却試料台25を取り付けた測定装置を示す。こ
の測定装置はSEM観察を行う為の物で、試料室26の
上部にSEM鏡筒27が取り付いている。このSEM観
察を行う試料室26のとなりには、試料カセット交換室
27が配置されている。この試料カセット交換室27に
は試料カセット搬送機構28が取り付けられている。試
料室26,試料カセット交換室27にはそれぞれポンプ
29,30が配置されており、独立に真空排気できる構
造となっている。また、両室の間にはゲートバルブ31
が取り付いており、真空遮断を行うことができる構造と
なっている。
【0016】この装置による試料交換を説明する。試料
カセット2が加熱冷却試料台25の上にある。試料カセ
ット交換室27の真空排気を行い、試料室26と比べて
一,二桁高い圧力にする。試料カセット室27を大気か
ら10-8Torr程度の圧力を得るには、約半日位の排気時
間が必要となる。続いて、ゲートバルブ31を開く。こ
の時、試料室26の圧力は一桁位高くなる。マグネット
方式の試料カセット搬送機構28を用い、試料カセット
2を搬送する。マグネット32をX軸17方向に動かす
と、搬送ロッド33が同方向に動く。搬送ロッド33を
試料カセット2の位置まで移動させ、加熱冷却試料台2
5の移動を利用して、加熱冷却試料台25から搬送ロッ
ド33に試料カセット2を受け渡す。搬送ロッド33を
試料カセット交換室27に移動させてゲートバルブ31
を閉じる。試料室26の圧力は、数時間で当初の超高真
空状態に戻る。続いて、試料カセット交換室27を大気
に開放して搬送ロッド33の先端から試料カセット2を
取り外すわけである。試料カセット2の試料室26への
搬入の際は、この操作と逆を行う。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、測定系に対し、試料の
任意位置で冷却できるようになった。また、試料の交換
が試料室の真空を大気圧力とすることなくできるように
なった。その結果、冷却過程の試料の任意位置の物性を
計測することができ、更に、短時間で多くの試料の計測
が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施例を示す加熱冷却試料台の説
明図。
【図2】本発明による加熱冷却試料台で計測した試料の
急速冷却の測定結果の説明図。
【図3】加熱試料台を測定装置に組み込んだときの説明
図。
【符号の説明】
1…試料、2…試料カセット、3…試料カセットホル
ダ、4…ヒータ、5…液体窒素タンク、6…フレキシブ
ルチューブ、7…ICFフランジ、8…液体窒素投入
口、9…配線、10…電流導入端子、11…Z方向、1
2…試料Z軸回転駆動機構、13…はすば歯車、14…
ウォーム、15…試料Z方向駆動機構、16…試料Z軸
回転軸受、17…X方向、18…試料X軸回転駆動機
構、19…Y方向、20…試料X・Y方向駆動機構、2
1…運動導入機構、22…液体窒素タンクZ方向駆動機
構、23…試料カセット接触面、24…液体窒素タンク
接触面。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空の環境で、試料の加熱,冷却及び、多
    軸方向の移動機能を有する試料台において、その冷却ブ
    ロックを前記試料を乗せた試料カセットに押し当てて前
    記試料の冷却を行う冷却機能を持ち、前記冷却ブロック
    を多軸に動く試料移動台上に搭載することを特徴とする
    加熱冷却試料台。
  2. 【請求項2】請求項1の前記冷却ブロックに冷媒を金属
    製のフレキシブルチューブで供給する加熱冷却試料台。
  3. 【請求項3】請求項1または2の前記冷媒として、液体
    窒素、又は液体ヘリウムを用いる加熱冷却試料台。
  4. 【請求項4】請求項1,2または3において、前記試料
    カセットを真空の環境で交換することが可能な加熱冷却
    試料台。
JP5207444A 1993-08-23 1993-08-23 加熱冷却試料台 Pending JPH0765769A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5207444A JPH0765769A (ja) 1993-08-23 1993-08-23 加熱冷却試料台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5207444A JPH0765769A (ja) 1993-08-23 1993-08-23 加熱冷却試料台

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0765769A true JPH0765769A (ja) 1995-03-10

Family

ID=16539875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5207444A Pending JPH0765769A (ja) 1993-08-23 1993-08-23 加熱冷却試料台

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0765769A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100890001B1 (ko) * 2007-07-24 2009-03-25 서울산업대학교 산학협력단 소형 전자주사현미경의 스테이지유닛
JP2021051896A (ja) * 2019-09-25 2021-04-01 株式会社日立ハイテクサイエンス 試料ホルダ及び荷電粒子ビーム装置
WO2021118355A1 (en) * 2019-12-12 2021-06-17 Delmic Ip B.V. Method and manipulation device for handling samples

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100890001B1 (ko) * 2007-07-24 2009-03-25 서울산업대학교 산학협력단 소형 전자주사현미경의 스테이지유닛
JP2021051896A (ja) * 2019-09-25 2021-04-01 株式会社日立ハイテクサイエンス 試料ホルダ及び荷電粒子ビーム装置
WO2021118355A1 (en) * 2019-12-12 2021-06-17 Delmic Ip B.V. Method and manipulation device for handling samples
NL2024445B1 (en) * 2019-12-12 2021-09-01 Delmic Ip B V Method and manipulation device for handling samples

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4992660A (en) Scanning tunneling microscope
JP2676334B2 (ja) ロボットアーム
US4911597A (en) Semiconductor processing system with robotic autoloader and load lock
JP3568958B2 (ja) プラズマジェットでウェーハを処理する装置
TW200406862A (en) Probe apparatus for temperature control of the examined body and probe examining method
JP5745757B2 (ja) 二重装着光学系を備えた荷電粒子光学系
JP2001284416A (ja) 低温試験装置
JPS5953661B2 (ja) 質量分析計のための自動試料交換装置
US6475291B1 (en) Method and apparatus for decomposition of silicon oxide layers for impurity analysis of silicon wafers
JP7114426B2 (ja) 荷電粒子線装置
JP4187323B2 (ja) 真空成膜処理装置および方法
JPH0765769A (ja) 加熱冷却試料台
JP2005150259A (ja) 基板処理装置及びその制御方法
JP4534273B2 (ja) 試料作成装置
US3679900A (en) Specimen holder transfer mechanism for an electron microscope
JPH0545990Y2 (ja)
JP4098690B2 (ja) 走査形プローブ顕微鏡
JP2001235416A (ja) 走査型プローブ顕微鏡および試料・プローブ交換方法
JP2895673B2 (ja) 電子顕微鏡等の試料装置
JP2003265163A (ja) 試料入りアンプルの乾燥封止装置
JP4181447B2 (ja) 透過電子顕微鏡における試料交換装置
JPS63291347A (ja) 電子顕微鏡等における試料装置
JPH0581175B2 (ja)
JPH01251616A (ja) アッシャー
JPH0227646A (ja) 走査電子顕微鏡