JPS6385330A

JPS6385330A - 試料台

Info

Publication number: JPS6385330A
Application number: JP61232984A
Authority: JP
Inventors: Hiroharu Yamada; 山田　弘治; Masaichi Adachi; 安達　政一
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1986-09-29
Publication date: 1988-04-15
Anticipated expiration: 2009-08-22
Also published as: JPH0663943B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、主として半導体ディスクのような極薄試料板
乃至その分断試料片の表面評価に用いる硬度計用の試料
台に関するものである。

［従来の技術］Ｓ１ウエハー等の表面評価に利用される超微小硬度計で
は、ピンセットで取扱われる非常に小さな細片からある
程度の径寸を有する円盤状のものまで、多種多様な形状
、サイズの試料を試料台に載せて硬度測定を行なうよう
にしている。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、単一の定形試料台を形態の異なる様々な試料の
硬度測定に゛兼用するようにした現状の設備では、試料
の種別によってはその取扱作業が非常に煩雑となり能率
低下を来たす。つまり、試料台のステージ面積に見合う
大きさの試料であれば支障ないけれども、例えば非常に
小さな細片試料を試験する場合では、試料台が相対的に
広いステージ面積を有することが却って試料をセツティ
ングすることの妨げとなり、試料の載せ降ろし作業に難
渋する結果を招いている。

本発明は、かかる現状の問題点に鑑み、上記硬度計等に
供する試料台として、その上に載置する試料の大きさに
応じてステージ面の面積を自在に可変できるものを提供
することを第１の目的とし、加えて試料を安定に保持す
る吸着孔をステージ面に備えて更に便利化されるものを
提供することを第２の目的としてなされたものである。

［問題点を解決するための手段］本発明が、その第１の目的を実現するために採用する手
段は、試料台を、中芯ステージと、この中芯ステージの
外周に配設されてそれぞれ内側のステージに隣接する一
又は二辺上の環状の昇降ステージとに分割し、さらに各
昇降ステージの高さを、前記中芯ステージと面一な上昇
位置と内側のステージに段差をなす下降位置とに選択切
換する切換機構とを具備せしめることである。

また、その第２の目的の実現には、上記の手段に加えて
、次のような手段を採る。すなわち、中芯ステージとそ
の外周の環状の昇降ステージとにそのステージ面でそれ
ぞれ吸着孔を適当に分布して開口させておくとともに、
その中芯ステージの吸着孔と、これと面一な上昇位置に
ある昇降ステージの吸着孔のみを真空排気系に連通させ
る吸引機構を具備せしめるようにする。

［作用］このようにしてなる試料台であれば、まず前者の手段に
より、そのステージ面積を試料の大きさに応じて自在に
可変し調節することができる。つまり小さな試料であれ
ば、周りの昇降ステージを下げてその中芯ステージのみ
を利用すればよく、また試料が大きければ外周の昇降ス
テージを中芯ステージと面一となる上昇位置に順次切換
えて、試料の大きさに見合ったステージ面積を確保する
ようにすればよいからである。

そして又、これに加えて後者の手段を付加すれば、ステ
ージ面に載置した試料をその裏面の吸着孔から吸着して
、これを密着状態で安定に保持することができる。しか
も、この際には載置面として使用されない下降位置にあ
る昇降ステージの吸着孔は、真空排気系との連通が断た
れて真空漏れを来たすことがない。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

〈実施例Ｉ〉まず、第１の発明に係るステージ面積を試料の大きさに
合せて調節できるようにした試料台の実施例を第１図乃
至第４図を参照して説明する。

試料台は、その台盤１の中心から基端を固定した丸軸状
の中芯ステージ２を立設し、その外周に各円環状をなす
第１および第２昇降ステージ３．４を配設し、さらに第
２昇降ステージ４の外周にこれら昇降ステージ３．４の
下方部を格納する円筒状のケーシング５を配設してなる
。そして、この外枠をなすケーシング５は、前記台盤１
から一体に突設形成したものである。

中芯ステージ２はその上に小径の円形ステージ面２ａを
有し、またその外周の第１昇降ステージ３はその上に中
径輪状のステージ面３ａを有し、さらにその外周の第２
昇降ステージ４はその上に大径輪状のステージ面４ａを
有する。各ステージの寸法は、この場合具体的には、ス
テージ面２ａが外径φ５０ｍｍ、ステージ面３ａが内径
φ５０ｍｍ、外径φ１ＯＯＩＩＩＩ１１１ステージ面４
ａが内径φ１００ｍｍ、外径φ１５０ｍｍに形成されて
いる。すなわち、中芯ステージ２の外周面と第１昇降ス
テージ３の内周面とが摺接して隣接し、また第１ステー
ジ３の外周面と第２昇降ステージ４の内周面とが摺接し
て隣接している。そして、さらに第２昇降ステージ４の
外周面が前記ケーシング５の内周面に摺接して嵌合して
いる。

そして、これら第１、第２昇降ステージ３．４は、中芯
ステージ２の外周でそれぞれ上下方向に昇降可能に配設
されているとともに、そのステージ高さを、前記中芯ス
テージ２と面一な上昇位置と、内側のステージ（中芯ス
テージ２又は第１昇降ステージ３）と適当な段差をなす
下降位置とに選択切換するための切換機構６を備えてい
る。

この切換機構６の構成を説明すると、まず前記ケーシン
グ５内の台盤１上に、その上方に位置する昇降ステージ
３．４を支持する環状の円形カム７を装着している。こ
の円形カム７は、ケーシング５内でその中央に直立して
いる中芯ステージ２のまわりに回転自在に嵌装されてい
るとともに、その上面（カム面）に各昇降ステージ３．
４からそれぞれ下方に突設した３本の脚３Ａ、４Ａを受
けて、これら昇降ステージ３．４の高さを調節する役目
を果す。そして、昇降ステージ３．４を各４脚３Ａ、４
Ａを介しカム面に密着して追従させるべく、両者の間の
高さ位置にその周縁部をケーシング５に挟持させた円板
状のガイド板８を介設し、このガイド板８のガイド孔に
各脚３Ａ、４Ａを貫通させているとともに、各脚３Ａ、
４Ａの先端近傍に突設したワッシャ９．１０とガイド板
８の下面との間の脚まわりに圧縮バネ１１．１２を介装
して、昇降ステージ３．４の各４脚３Ａ１４Ａを円形カ
ム７のカム面に弾接させるようにしている。このように
して昇降ステージ３．４の各３本の脚３Ａ、４Ａを受け
る円形カム７は、その上面に第４図に展開して図示する
ようなカム面を形成しているとともに、その−側に固設
しである回動切換レバー１３をケーシング５の周壁に６
０’の挟角で開口した窓穴溝１４から外方に延出してい
る。そして、この切換レバー１３が、第１図のｒ１５０
Ｊの位置にあるときは、脚３Ａ、４Ａ共に第４図におけ
る高さ位置■のカム面に当接し、またｒｌｏｏＪの位置
にあるときは、脚３Ａが同じく高さ位置■のカム面に当
接される一方、脚４Ａはこれよりも一段低い高さ位置■
のカム面に当接され、さらに「５０」の位置にあるとき
は脚３Ａが高さ位置■のカム面に当接される一方、脚４
Ａはこれよりも更に一段低い高さ位置■のカム面に当接
されるようになっている。なお、高さ位置■のカム面に
相当する昇降ステージ３．４の位置は、そのステージ面
３ａ、４ａが中芯ステージ２のそれと丁度面一となるよ
うに調整されている。

このように構成してなる試料台であれば、切換レバー１
３の簡便なるワンタッチ操作により、試料の大きさに応
じたステージ面積を選ぶことができる。つまり切換レバ
ーをｒ１５０Ｊの位置にセットすれば、第１図並びに第
３図の右半部のように第１、第２昇降ステージ３．４が
中芯ステージ２と面一となる上昇位置に保持されて大面
積（φ１５０＋ｎｍ）のステージ面２　ａ　ｒ　　３　
ａ　−＝　４　ａが利用でき、またｒｌｏｏＪの位置に
切換えると、第２昇降ステージ４のみが第１昇降ステー
ジ３に段差をなす下降位置におかれて小面積（φ１００
　ｍｍ）のステージ面２ａ、３ａが利用でき、さらに「
５０」の位置に切換えると、第１、第２昇降ステージ３
．４が各内側のステージ３．２に段差をなす下降位置に
降下されて小面積（φ５０ｎｏｎ）のステージ面２ａの
みが利用できるものとなる。そして、かかる具合に試料
の大きさに合せてそのステージ面積を選べることは、ス
テージ面の上部空間の隙間が狭いなどの制約がある硬度
計等の試料台において、ステージ面への試料の載せ降ろ
し作業を簡便ならしめる上で非常に好都合なものとなる
のである。

なお、このような作業性の利便に加えて、この分割ステ
ージ形のものでは、隣接するステージの境界が同心環を
形成するから、それらを面一にして使用するときはその
同心環を標線として試料のセツティングに利用できる便
宜も得られる。

次いで、上述した実施例の変形例について述べる。まず
、上記の例で中芯ステージ２のまわりに二重に昇降ステ
ージ３．４を配設するものを示しているが、外周昇降ス
テージの個数は一重でもよいし、あるいは必要に応じ三
重以上に配設するようにしてもよい。また、実施例では
各ステージに丸形のものを使用する場合を例示したが、
これは第５図に示すように角形のものに形成するように
してもよい。なお、この場合には各昇降ステージ３．４
の脚３Ａ、４Ａは、等間隔に４本設けるようにした方が
安定性がよい。また、この場合円形カム７のカム面は脚
の本数に対応した４周期に形成し、切換レバー１３を４
５°の挟角で回動させるようにする。

〈実施例■〉次に、上記第１の発明に係るものに所要の吸引機構と共
に吸着孔を有してなる第２の発明に係る試料台の実施例
を、第６図、第７図を参照して説明する。

この試料台の主要部の構成は、第１図〜第４図に示した
ものと共通している。しかして、このものでは中芯ステ
ージ２、第１昇降ステージ３および第２昇降ステージ４
の各ステージ面２ａ、３ａおよび４ａの外周近傍位置に
、それぞれ吸着孔１５．１６および１７を環状に分布し
て開口させている。これらの吸着孔１５．１６．１７は
、中芯ステージ２に開口するものと、該中芯ステージ２
に面一な上昇位置にある昇降ステージ３（および４）に
開口するもののみが、これらを中芯ステージ２等の内部
に穿設した吸引孔１８に選択的に接続させる吸引機構１
９を介して図外の真空排気系に連通される。

、詳述すると、台盤１の肉厚内部とこれと一体に形成さ
れた中芯ステージ２の軸心とには、台盤１の一側に螺着
した吸引プラグ２０を介して真空排気系から吸引される
吸引孔１８を穿設している。

そして、まず中芯ステージ２にある吸着孔（縦孔）１５
は、そのステージ面２ａから適宜の高さだけ低い外周位
置に設けた環状の吸引溝２１に開通しており、この吸引
溝２１から軸心に向けて穿孔した横孔２２を介して常時
吸引孔１８の上端に連通されるようになっている。また
第１、第２昇降ステージ３．４についてもそのステージ
面３ａ１４ａから中芯ステージ２のそれと同様の距離を
おいた高さ位置で、その外周にそれぞれ吸着孔（縦孔）
１６．１７が開通される環状の吸引溝２３．２４を設け
ている。そして、これら環状溝２３．２４からその内周
に開口する横孔２５．２６を穿孔している。なお、中芯
ステージ２と第１昇降ステージ３との摺動面並びに第１
昇降ステージ３と第２昇降ステージ４との摺動面とには
、各々その吸引溝２１．２３からの真空漏れを防止すべ
くその上下近傍にＯリングのようなシール２７．２８を
介入している。また第２昇降ステージ３の吸引溝２４の
その外方端に輪状の栓部材２９を詰めている。

しかして、かかる構成よりなる吸引機構１９を備えたも
のであると、その中芯ステージ２に開口する吸着孔１５
は何時も吸引孔１８に連通される一方、昇降ステージ３
．４に開口する吸着孔１６．１７はそれが中芯ステージ
２と面一な上昇位置にあるとき吸引孔１８と連通し、そ
れ以外の下降位置にあるときは自動的に吸引孔１８との
連通が遮断され、しかも真空漏れを生じることがない。

このようにステージ面２ａｓ　３ａ、４ａに吸着孔１５
．１６．１７を設けたものであれば、その上に載せる試
料をその裏面から吸着して、これをステージ面に密着し
て安定確実に保持することができることになるから、試
料台への試料のセツティング作業がより一層便利なもの
となる。そして特に実施例のような吸引機構１９を備え
たものでは、その昇降ステージ２．３の昇降切換に連動
して、試料を載せるステージ面に存在する吸着が吸引作
動されるようになっているからとりわけ作業の便宜に資
するものとなり、余分な吸着孔から真空漏れを来たすお
それもない。

なお、この実施例■についても前記実施例工と同様に種
々の変形例を採用できる。

［発明の効果］以上に詳述した通り、第１の発明に係る試料台であると
、そのステージ面に載置する試料の大きさ合せて中芯ス
テージ外周の昇降ステージの昇降位置を切換えることで
そのステージ面積を選ぶことができて、これにより試料
台べの試料の取付、取外し作業を簡便化できる。また、
第２の発明に係る試料台であると、上記効果に加えて試
料をステージ面に吸着保持できるから、試料のセラティ
グ等が一層便利化されるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は第１の発明に係る実施例を示す。第１
図は試料台の全体斜視図、第２図はその平面図、第３図
はその合成縦断面図である。第４図はその円形カムのカ
ム面の展開図である。第５図はこの第１の発明に係る実
施例の変形例を示す試料台の平面図である。第６図と第
７図は第２の発明に係る実施例を示し、第６図は試料台
の平面図、第７図はその合成縦断面図である。１・・・台盤　　　　　　　２・・・中芯ステージ３・
・・第１昇降ステージ　４・・・第２昇降ステージ２ａ
、３ａ、４ａ・・・ステージ面３Ａ、４Ａ・・・脚　　　　５・・・ケーシング６・・
・切換機構　　　　　７・・・円形カム８・・・ガイド
板　　　　　９．１０・・・ワッシャ１１．１２・・・
圧縮バネ　１３・・・切換レバー１４・・・窓穴溝１５．１６．１７・・・吸着孔１８・・・吸引孔　　　　　１９・・・吸引機構２０・
・・吸引プラグ２１．２３．２４・・・吸引溝２２．２５．２６・・・横孔

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中芯ステージと、この中芯ステージの外周に配設
されてそれぞれ内側のステージに隣接する一又は二以上
の環状の昇降ステージと、各昇降ステージの高さを前記
中芯ステージと面一な上昇位置と内側のステージに段差
をなす下降位置とに選択切換する切換機構とを具備して
なることを特徴とする試料台。
（２）ステージ面に吸着孔を有する中芯ステージと、こ
の中芯ステージの外周に配設されてそれぞれステージ面
に吸着孔を有するとともに内側のステージに隣接する一
又は二以上の環状の昇降ステージと、各昇降ステージの
高さを前記中芯ステージと面一な上昇位置と内側のステ
ージに段差をなす下降位置とに選択切換する切換機構と
、前記中芯ステージの吸着孔と該中芯ステージに面一な
上昇位置にある前記昇降ステージの吸着孔とを真空排気
系に連通させる吸引機構とを具備してなることを特徴と
する試料台。