KR20160094283A - 시료 반송 기구 및 진공 장치 - Google Patents

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KR20160094283A
KR20160094283A KR1020160008052A KR20160008052A KR20160094283A KR 20160094283 A KR20160094283 A KR 20160094283A KR 1020160008052 A KR1020160008052 A KR 1020160008052A KR 20160008052 A KR20160008052 A KR 20160008052A KR 20160094283 A KR20160094283 A KR 20160094283A
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마사카츠 하스다
도시유키 이와호리
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가부시키가이샤 히다치 하이테크 사이언스
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Abstract

[과제] 작은 공간에서 시료 반송봉의 수납 동작을 용이하게 행할 수 있는 시료 반송 기구를 제공한다.
[해결 수단] 시료 반송 기구(10)는, 시료실 및 예비 시료실(4a) 내에서 시료를 좌우 방향을 따라서 반송하는 시료 반송봉(11)과, 시료 반송봉(11)을 지지하는 지지체(21)와, 지지체(21)를 좌우 방향에 직교하는 회전축(P) 둘레로 회전 가능하게 지지하는 케이스(31)와, 지지체(21)와 케이스(31)의 사이에 배치되고, 시료실 및 예비 시료실(4a)을 시일하는 제3 O링(36)을 구비하고 있다. 시료 반송봉(11)은, 시료를 반송 가능한 사용 상태와, 지지체(21)의 회전에 의해 사용 상태로부터 상하 방향을 따르는 위치로 이동된 수납 상태의 사이를 이행 가능하게 되어 있다.

Description

시료 반송 기구 및 진공 장치{SAMPLE CARRYING DEVICE AND VACUUM APPARATUS}
본 발명은, 시료 반송 기구 및 진공 장치에 관한 것이다.
예를 들면, 주사형 전자현미경이나 집속 이온 빔 장치 등의 진공 장치에서는, 예비 시료실로부터 시료실의 시료 스테이지에 시료를 반송할 때에, 시료 반송봉을 이용한다. 시료 반송봉은, 적어도 예비 시료실로부터 시료 스테이지에 반송하는 반송 거리의 길이가 필요하고, 시료 반송시 이외에는, 예비 시료실로부터 튀어나온 상태가 된다. 이 때문에, 예비 시료실로부터 튀어나온 시료 반송봉에 작업자가 접촉할 가능성이 있었다.
그래서, 시료 반송시 이외에 시료 반송봉을 수납하는 것이 가능한 여러 가지의 시료 반송 기구가 제안되어 있다. 예를 들면 특허 문헌 1에는, 예비 배기실의 단부에 시료 반송봉과 일체로 된 회전 유닛을 설치하고, 시료 교환 이외일 때에는, 회전 유닛을 소정 각도 회전시켜, 시료 반송봉을 시료 반송 방향과 상하 좌우의 임의의 방향이 되도록 구성한 시료 반송 기구가 개시되어 있다. 특허 문헌 1에 기재된 시료 반송 기구에 의하면, 시료 반송봉이 돌출되어 방해가 되지 않도록 할 수 있다고 되어 있다.
일본국 특허공개 2009-48802호 공보
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 시료 반송 기구에서는, 회전 유닛의 회전축이 시료 반송 방향에 대해서 경사진 상태가 된다. 이때, 시료 반송봉은, 회전 유닛의 회전축을 중심축으로 하는 원추의 측면을 따르도록 이동하기 때문에, 진공 장치의 주변에는 큰 공간이 필요하게 된다. 또, 회전 유닛을 회전시켜 시료 반송봉을 수납할 때에는, 시료 반송봉의 이동 궤적이 곡면형이 되기 때문에, 시료 반송봉의 이동 궤적이 평면형이 되는 경우와 비교하여, 수납 동작을 용이하게 행할 수 없다. 따라서, 종래의 진공 장치의 시료 반송 기구에 있어서는, 작은 공간에서 시료 반송봉의 수납 동작을 용이하게 행한다는 점에서 개선의 여지가 있다.
그래서, 본 발명은, 작은 공간에서 시료 반송봉의 수납 동작을 용이하게 행할 수 있는 시료 반송 기구 및 이 시료 반송 기구를 구비한 진공 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 시료 반송 기구는, 진공 챔버의 내부에서 시료를 소정 방향을 따라서 반송하는 시료 반송봉과, 상기 시료 반송봉을 지지하는 지지체와, 상기 지지체를 상기 소정 방향에 직교하는 회전축 둘레로 회전 가능하게 지지하는 케이스와, 상기 지지체와 상기 케이스의 사이에 배치되고, 상기 진공 챔버의 내부를 시일하는 시일 부재를 구비하고, 상기 시료 반송봉은, 상기 시료를 반송 가능한 사용 상태와, 상기 지지체의 회전에 의해 상기 사용 상태로부터 소정 위치로 이동된 수납 상태의 사이를 이행 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 시료 반송봉이 시일 부재를 사이에 끼운 지지체와 케이스에 의해 회전 가능하게 되기 때문에, 시료 반송시 이외에는, 진공 챔버의 내부의 진공 상태를 유지한 채 시료 반송봉을 수납할 수 있다. 또한, 시료가 반송되는 소정 방향에 대해서 회전축이 직교하고 있기 때문에, 시료 반송봉은, 회전축에 직교하는 평면을 따라 이동하도록 회전한다. 이로 인해, 시료가 반송되는 방향에 대해서 회전축이 경사져 있는 경우와 비교하여, 시료 반송봉의 수납 동작시에 있어서의 공간을 작게 할 수 있음과 더불어, 시료 반송봉의 이동 궤적이 평면형이 되기 때문에, 수납 동작을 용이하게 행할 수 있다. 따라서, 작은 공간에서 시료 반송봉의 수납 동작을 용이하게 행할 수 있는 시료 반송 기구를 얻을 수 있다.
상기의 시료 반송 기구에 있어서, 상기 시료 반송봉을 상기 수납 상태인 채 유지하는 유지 수단을 갖는 것이 바람직하다.
진공 챔버의 내부가 진공 상태로 되어 있는 경우, 시료 반송봉에 부압이 작용한다. 이 때문에, 시료 반송봉에는, 진공 챔버의 내부를 향해 끌려 들어가는 힘이 작용한다. 본 발명에 의하면, 시료 반송 기구는, 시료 반송봉을 수납 상태인 채 유지하는 유지 수단을 갖기 때문에, 시료 반송봉이 진공 챔버의 내부의 부압에 의해 끌려 들어가 버리는 결함을 방지할 수 있다.
상기의 시료 반송 기구에 있어서, 상기 유지 수단은, 상기 시료 반송봉의 선단에 형성된 결합 기구와, 상기 케이스의 내면에 형성되고, 상기 수납 상태에 있어서 상기 결합 기구와 결합되는 오목부를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 유지 수단은, 시료 반송봉의 선단에 형성된 예를 들면 수나사 등의 결합 기구와, 케이스의 내면에 형성된 예를 들면 암나사 등의 오목부를 갖기 때문에, 간소한 구성으로 시료 반송봉을 수납 상태인 채 유지할 수 있다.
상기의 시료 반송 기구에 있어서, 상기 케이스의 외벽에는, 상기 회전축에 직교하는 면방향을 따르도록 형성되고, 상기 시료 반송봉이 삽입 통과된 슬릿과, 상기 유지 수단으로서, 상기 슬릿과 교차하도록 절결된 절결부가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 케이스의 외벽에는, 슬릿과 교차하도록 절결된 절결부가 설치되어 있기 때문에, 시료 반송봉을 절결부에 배치하여 걸어 고정함으로써, 슬릿 내에 있어서의 시료 반송봉의 이동을 방지할 수 있다. 따라서, 간소한 구성으로 시료 반송봉을 수납 상태인 채 유지할 수 있다.
상기의 시료 반송 기구에 있어서, 상기 지지체는, 구 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 지지체가 구 형상으로 형성되어 있기 때문에, 지지체가 케이스에 대해서 회전 가능하게 지지됨과 더불어, 지지체와 케이스의 사이에 배치되는 시일 부재에 의해 시일을 용이하게 행할 수 있다.
본 발명의 진공 장치는, 상기의 시료 반송 기구를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상기의 시료 반송 기구를 구비함으로써, 작은 공간에서 시료 반송봉의 수납 동작을 용이하게 행할 수 있는 진공 장치를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 시료 반송봉이 시일 부재를 사이에 끼운 지지체와 케이스에 의해 회전 가능하게 되기 때문에, 시료 반송시 이외에는, 진공 챔버의 내부의 진공 상태를 유지한 채 시료 반송봉을 수납할 수 있다. 또한, 시료가 반송되는 소정 방향에 대해서 회전축이 직교하고 있기 때문에, 시료 반송봉은, 회전축에 직교하는 평면을 따라 이동하도록 회전한다. 이로 인해, 시료가 반송되는 방향에 대해서 회전축이 경사져 있는 경우와 비교하여, 시료 반송봉의 수납 동작시에 있어서의 공간을 작게 할 수 있음과 더불어, 시료 반송봉의 이동 궤적이 평면형이 되기 때문에, 수납 동작을 용이하게 행할 수 있다. 따라서, 작은 공간에서 시료 반송봉의 수납 동작을 용이하게 행할 수 있는 시료 반송 기구를 얻을 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태의 진공 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 A부에 있어서의 평면도이다.
도 3은 도 2의 III-III선에 있어서의 단면도이다.
도 4는 도 1의 A부에 있어서의 우측면도이다.
도 5는 도 2의 III-III선에 있어서의 단면도이다.
도 6은 제2 실시 형태의 시료 반송 기구의 설명도이며, 도 1의 A부에 상당하는 부분에 있어서의 평면도이다.
도 7은 제2 실시 형태의 시료 반송 기구의 설명도이며, 도 1의 A부에 상당하는 부분에 있어서의 우측면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
［제1 실시 형태］
처음에, 제1 실시 형태의 진공 장치(1)에 대해 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 진공 장치(1)로서 집속 이온 빔 장치를 예로 들어 설명한다.
도 1은, 제1 실시 형태의 진공 장치의 구성도이다. 또한, 진공 장치(1)는 수평면에 설치된 상태로 사용된다. 도면 중에 있어서, 연직 상방을 화살표 UP로 나타내고, 전방을 화살표 FR로 나타내고, 좌방을 화살표 LH로 나타낸다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 진공 장치(1)는, 제1 진공 챔버(3)와, 제2 진공 챔버(4)와, 시료 반송 기구(10)를 구비하고 있다. 진공 장치(1)는, 방진대(2)에 올려져 있다.
제1 진공 챔버(3)는, 예를 들면 금속 재료에 의해 중공의 직방체 형상으로 형성되고, 내부에 시료실(3a)이 형성되어 있다. 시료실(3a) 내에는, 도시를 생략한 시료 스테이지가 배치되어 있다. 시료 스테이지는, 시료(S)가 고정된 시료 홀더(9)를 세트 가능하게 되어 있다. 제1 진공 챔버(3)의 우측벽에는, 좌우 방향으로 관통하는 개구(3b)가 형성되어 있다.
제1 진공 챔버(3)에는, 도시를 생략한 제1 배기 펌프가 접속되어 있다. 제1 배기 펌프는, 시료실(3a)을 감압하여 진공 상태로 한다. 또, 제1 진공 챔버(3)의 상부에는, 이온 빔 경통(6)과 검출부(8)가 배치되어 있다. 이온 빔 경통(6)은, 시료 스테이지에 세트되는 시료(S)를 향해 이온 빔을 조사 가능하게 배치되어 있다. 검출부(8)는, 이온 빔을 시료(S)에 조사했을 때에 시료(S)로부터 발생하는 2차 전자를 검출하는 2차 전자 검출기 등을 구비하고 있다.
제1 진공 챔버(3)의 우측면에는, 제2 진공 챔버(4)가 게이트 밸브(5)를 개재하여 부착되어 있다. 제2 진공 챔버(4)는, 예를 들면 금속 재료에 의해 중공의 직방체 형상으로 형성되고, 내부에 예비 시료실(4a)이 형성되어 있다. 예비 시료실(4a)은, 그 공간 체적이 시료실(3a)의 공간 체적과 비교하여 충분히 작아지도록 형성되어 있다. 제2 진공 챔버(4)의 좌측벽에는, 좌우 방향으로 관통하는 제1 개구(4b)가, 좌우 방향에서 보아 제1 진공 챔버(3)의 개구(3b)와 겹치도록 형성되어 있다. 제1 개구(4b)는, 게이트 밸브(5)가 열린 상태에 있어서, 제1 진공 챔버(3)의 개구(3b)를 통해, 시료실(3a)과 예비 시료실(4a)을 연통시키고 있다. 또, 제2 진공 챔버(4)의 우측벽에는, 좌우 방향으로 관통하는 제2 개구(4c)가, 좌우 방향에서 보아 제1 개구(4b)와 겹치도록 형성되어 있다.
제2 진공 챔버(4)에는, 제1 진공 챔버(3)와 같이 도시를 생략한 제2 배기 펌프가 접속되어 있다. 제2 배기 펌프는, 예비 시료실(4a)을 감압하여 진공 상태로 한다. 또, 제2 진공 챔버(4)에는, 예비 시료실(4a)을 개방하는 문(도시 생략)이 설치되고, 예비 시료실(4a) 내에서 시료(S)를 교환하는 것이 가능하게 되어 있다.
이어서, 시료 반송 기구(10)에 대해 설명한다.
도 2는, 도 1의 A부에 있어서의 평면도이다. 도 3은, 도 2의 III-III선에 있어서의 단면도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 제2 진공 챔버(4)의 우측면에는, 시료 반송 기구(10)가 배치되어 있다. 시료 반송 기구(10)는, 시료 반송봉(11)과, 시료 반송봉(11)을 지지하는 지지체(21)와, 지지체(21)를 지지하는 케이스(31)를 갖고 있다.
시료 반송봉(11)은, 시료실(3a)과 예비 시료실(4a)의 사이에서 시료(S)(시료 홀더(9))를 좌우 방향(청구항의 「소정 방향」에 상당.)을 따라 반송한다. 시료 반송봉(11)은, 예를 들면 금속 재료에 의해 형성된 원주상의 봉 부재이다. 시료 반송봉(11)은, 일정하게 연장하는 본체부(12)와, 본체부(12)의 일단부로부터 단차부(13)에 의해 확경 형성된 확경부(14)를 갖는다. 확경부(14)의 선단에는, 시료 홀더(9)에 설치된 결합부(도시 생략)와 결합되는 결합 기구(18)(본 실시 형태에서는 수나사)가 돌출하여 설치되어 있다. 또한, 결합 기구(18)는, 수나사로 한정되지 않고, 예를 들면 시료 홀더(9)의 결합부에 걸어 고정되는 훅 등이어도 된다.
지지체(21)는, 예를 들면 금속 재료에 의해, 구 형상으로 형성되어 있다. 지지체(21)에는, 단면 원형상의 관통 구멍(22)이 형성되어 있다. 관통 구멍(22)의 중심축은, 지지체(21)의 중심을 통과하고 있다. 관통 구멍(22)에는, 대경부(23)와 소경부(24)가 단차면(25)을 사이에 두고 동축이 되도록 형성되어 있다. 대경부(23)의 깊이는, 시료 반송봉(11)의 길이 방향에 있어서의 단차부(13)로부터 결합 기구(18)의 선단까지의 거리보다 깊게 되어 있다. 대경부(23)의 내경은, 시료 반송봉(11)의 확경부(14)의 직경보다 크게 되어 있다. 소경부(24)의 내경은, 시료 반송봉(11)의 본체부(12)의 직경보다 약간 크게 되어 있다. 소경부(24)의 내주면에는, 홈부(26)가 소경부(24)의 둘레 방향을 따라 형성되어 있다. 홈부(26)에는, 제1 O링(27)이 끼워 넣어져 있다.
지지체(21)의 관통 구멍(22)에는, 시료 반송봉(11)이 삽입 통과되어 있다. 이때, 시료 반송봉(11)의 본체부(12)가 소경부(24) 내에 위치함과 더불어, 확경부(14)가 대경부(23) 내에 위치하고 있다. 이로 인해, 시료 반송봉(11)의 단차부(13)는, 지지체(21)의 단차면(25)에 맞닿을 수 있게 되고, 시료 반송봉(11)의 관통 구멍(22)으로부터의 탈락을 방지하고 있다. 또, 제1 O링(27)은, 지지체(21)의 홈부(26)의 바닥부와, 시료 반송봉(11)의 본체부(12)의 외주면에 접촉하고 있다. 이로 인해, 제1 O링(27)은, 관통 구멍(22)의 소경부(24)와 시료 반송봉(11)의 본체부(12)의 극간을 시일하고 있다.
케이스(31)는, 제2 O링(39)을 사이에 둔 상태로, 제2 진공 챔버(4)의 우측면에 부착되어 있다. 케이스(31)는, 예를 들면 금속 재료에 의해, 중공의 직방체 형상으로 형성되어 있다. 케이스(31)의 내측에는, 구면 형상의 내면(32)에 의해 구 형상의 지지체 수용부(33)가 형성되어 있다. 지지체(21)는, 지지체 수용부(33)의 중심(C) 둘레로 회전 가능하게 지지되어 있다. 지지체 수용부(33)의 내경은, 지지체 수용부(33)에 있어서 지지체(21)를 회전할 수 있는 정도로, 지지체(21)의 외경보다 약간 크게 되어 있다.
지지체 수용부(33)의 내면(32)에는, 홈부(34)가 형성되어 있다. 홈부(34)는, 전방에서 보아 지지체 수용부(33)의 중심(C)을 통과함과 더불어 수평면에 대해서 시계 방향으로 45° 회전한 가상 평면을 따르도록 형성되어 있다. 홈부(34)에는, 제3 O링(36)(청구항의 「시일 부재」에 상당.)이 끼워넣어져 있다. 제3 O링(36)은, 지지체(21)의 외주면과 케이스(31)의 내면(32)에 접촉되어 있고, 후술 하는 개구(31a)를 통해 연통하는 예비 시료실(4a) 및 시료실(3a)과, 케이스(31)의 외부 사이를 시일하고 있다.
지지체 수용부(33)의 하부에는, 시료 반송봉(11)의 결합 기구(18)와 결합되는 오목부(35)(본 실시 형태에서는 암나사)가 형성되어 있다. 오목부(35)는, 상하 방향에서 보아 지지체 수용부(33)의 중심(C)과 포개지도록 형성되어 있다.
케이스(31)의 좌측벽에는, 좌우 방향으로 관통하는 개구(31a)가 형성되어 있다. 개구(31a)는, 좌우 방향에서 보아 지지체 수용부(33)의 중심(C)과 포개지도록, 또한 좌우 방향에서 보아 제2 진공 챔버(4)의 제2 개구(4c)와 포개지도록 형성되어 있다. 개구(31a)는, 제2 진공 챔버(4)의 제2 개구(4c)를 통해, 예비 시료실(4a)과 연통하고 있다. 개구(31a)의 좌우 방향의 개구 치수 및 상하 방향의 개구 치수는, 시료 반송봉(11)의 확경부(14)의 직경보다 크게 되어 있다.
도 4는, 도 1의 A부에 있어서의 우측면도이다.
도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 케이스(31)의 우측벽 및 상벽에는, 슬릿(37)이 형성되어 있다. 슬릿(37)에는, 지지체(21)에 지지된 시료 반송봉(11)의 본체부(12)가 삽입 통과된다. 슬릿(37)은, 케이스(31)의 우측벽의 중앙부에서 상벽의 중앙부에 걸쳐, 지지체 수용부(33)의 중심(C)을 통과함과 더불어 전후 방향에 직교하는 면방향을 따라서 형성되어 있다. 슬릿(37)의 폭은, 시료 반송봉(11)의 본체부(12)의 직경보다 약간 크고, 또한, 지지체(21)의 외경보다 작게 되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 슬릿(37)의 하단(37a)(케이스(31)의 우측벽에 형성된 일단부)는, 시료 반송봉(11)을 좌우 방향을 따른 상태로 배치할 수 있도록, 좌우 방향에서 보아 U자상으로 형성되어 있다. 또, 슬릿(37)의 좌단(37b)(케이스(31) 상벽에 형성된 타단부)은, 시료 반송봉(11)을 상하 방향을 따른 상태로 배치할 수 있도록, 상하 방향에서 보아 U자상으로 형성되어 있다. 시료 반송봉(11)및 지지체(21)는, 지지체 수용부(33)의 중심(C)을 통과함과 더불어 전후 방향을 따르는 회전축(P) 둘레로 회전 가능하게 되어 있다. 시료 반송봉(11)은, 시료(S)(시료 홀더(9))를 반송 가능한 사용 상태(도 3에 있어서의 실선으로 나타내는 상태)와, 지지체(21)의 회전에 의해 사용 상태로부터 상하 방향을 따르는 위치(청구항의 「소정 위치」에 상당.)로 이동된 수납 상태(도 3에 있어서의 2점 쇄선으로 나타내는 상태)의 사이를 이행 가능하게 되어 있다.
이하, 본 실시 형태의 시료 반송 기구(10)의 작용에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서의 각 구성 부품의 부호에 대해서는, 도 1 및 도 3을 참조하기 바란다.
우선, 진공 장치(1)에 있어서의 시료 교환시의 시료 반송 동작에 대해 설명한다. 또한, 시료(S)가 고정된 시료 홀더(9)는, 시료 교환시의 초기 상태에 있어서 시료실(3a) 내의 시료 스테이지에 세트되어 있는 것으로 한다.
시료(S)를 교환할 때는, 시료 반송봉(11)을 좌우 방향을 따르도록 배치한 사용 상태로 이행시킨다. 사용 상태에 있어서, 시료 반송봉(11)을 좌방을 향해 밀어넣으면, 시료 반송봉(11)의 선단(확경부(14))은, 케이스(31)의 개구(31a), 및 제2 진공 챔버(4)의 제2 개구(4c)를 통과한다. 또한, 시료 반송봉(11)을 밀어넣으면, 시료 반송봉(11)의 선단은, 제2 진공 챔버(4)의 제1 개구(4b), 및 제1 진공 챔버(3)의 개구(3b)를 통과한다.
시료 반송봉(11)의 선단을 시료실(3a)의 시료 스테이지 부근까지 이동시킨 후, 시료 반송봉(11)을 회전시켜, 시료 스테이지에 세트된 시료 홀더(9)의 결합부에 시료 반송봉(11)의 선단의 결합 기구(18)를 결합시킨다. 이어서, 시료 반송봉(11)을 우방으로 인출하여, 시료 홀더(9)를 시료실(3a)의 시료 스테이지로부터 예비 시료실(4a)에 반송하고, 게이트 밸브(5)를 닫는다. 이어서, 시료실(3a)의 진공도를 유지한 채, 예비 시료실(4a)에 공기나 질소 등의 가스를 도입하여 예비 시료실(4a) 내의 압력을 대기압까지 승압시키고, 제2 진공 챔버(4)의 문을 개방한다. 이로 인해, 시료 홀더(9)에 고정된 시료(S)를 교환하는 것이 가능해진다.
시료 홀더(9)에 고정된 시료(S)를 교환한 후, 제2 진공 챔버(4)의 문을 닫고, 예비 시료실(4a)을 제2 배기 펌프에 의해 배기한다. 예비 시료실(4a)의 진공도가 시료실(3a)의 진공도와 대략 동일해진 단계에서 게이트 밸브(5)를 열고, 시료 반송봉(11)을 밀어넣어, 시료 홀더(9)를 예비 시료실(4a)로부터 시료실(3a)의 시료 스테이지에 반송한다. 이어서, 시료 반송봉(11)을 회전시켜, 시료 홀더(9)의 결합부와 시료 반송봉(11)의 결합 기구(18)의 결합을 해제한다. 이상에 의해, 시료(S)의 교환 작업이 종료한다.
이와 같이, 진공 장치(1)를 시료 교환시에 시료실(3a)보다 공간 체적이 작은 예비 시료실(4a)만 대기에 개방하는 구성으로 함으로써, 시료 교환에 따른 진공 챔버 내의 배기 시간의 단축을 도모하고 있다.
이어서, 시료 반송봉(11)의 수납 동작에 대해 설명한다.
도 5는, 도 2의 III-III선에 있어서의 단면도이다. 도 5에서는, 시료 반송봉(11)의 결합 기구(18)가 케이스(31)의 오목부(35)에 결합된 상태를 나타내고 있다.
시료 반송봉(11)을 수납할 때에는, 시료 반송봉(11)을 인출하고, 단차부(13)를 지지체(21)의 단차면(25)에 맞닿게 한다. 이때, 대경부(23)의 깊이가 시료 반송봉(11)의 단차부(13)로부터 결합 기구(18)의 선단까지의 거리보다 깊게 되어 있기 때문에, 시료 반송봉(11)의 선단은, 지지체(21)의 관통 구멍(22) 내에 수용된 상태가 된다. 이어서, 시료 반송봉(11)을, 전방에서 보아 회전축(P)을 중심으로 하여 반시계 방향으로 90° 회전시켜, 시료 반송봉(11)을 사용 상태로부터 수납 상태로 이행시킨다. 시료 반송봉(11)이 수납 상태로 이행하면, 시료 반송봉(11)을 하방을 향해 밀어넣고, 시료 반송봉(11)의 선단의 결합 기구(18)를 지지체 수용부(33)의 오목부(35)에 결합시킨다(도 5 참조). 이로 인해, 시료 반송봉(11)은, 우방을 향해 쓰러지는 등에 의해, 수납 상태로부터 사용 상태로 이행하는 것이 방지된다. 바꿔 말하면, 시료 반송봉(11)의 결합 기구(18) 및 케이스(31)의 오목부(35)는, 시료 반송봉(11)을 수납 상태인 채 유지하는 유지 수단(40)으로서 기능한다. 그리고, 시료 반송봉(11)이 상하 방향을 따르는 위치에 고정되기 때문에, 시료 반송시 이외에 있어서, 진공 장치(1)가 점유하는 공간을 작게 할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태의 시료 반송 기구(10)는, 시료실(3a) 및 예비 시료실(4a) 내에서 시료를 좌우 방향을 따라서 반송하는 시료 반송봉(11)과, 시료 반송봉(11)을 지지하는 지지체(21)와, 지지체(21)를 좌우 방향에 직교하는 회전축(P) 둘레로 회전 가능하게 지지하는 케이스(31)와, 지지체(21)와 케이스(31)의 사이에 배치되고, 시료실(3a) 및 예비 시료실(4a)을 시일하는 제3 O링(36)을 구비하고 있다. 시료 반송봉(11)은, 시료(S)를 반송 가능한 사용 상태와, 지지체(21)의 회전에 의해 사용 상태로부터 상하 방향을 따르는 위치로 이동된 수납 상태의 사이를 이행 가능하게 되어 있다.
이 구성에 의하면, 시료 반송봉(11)이 제3 O링(36)을 사이에 끼운 지지체(21)와 케이스(31)에 의해 회전 가능하게 되기 때문에, 시료 반송시 이외에는, 시료실(3a) 및 예비 시료실(4a)의 진공 상태를 유지한 채 시료 반송봉(11)을 수납할 수 있다. 또한, 시료(S)가 반송되는 방향인 좌우 방향에 대해서 회전축(P)이 직교하고 있기 때문에, 시료 반송봉(11)은, 회전축(P)에 직교하는 평면을 따라 이동하도록 회전한다. 이로 인해, 시료가 반송되는 방향에 대해서 회전축이 경사져 있는 경우와 비교하여, 시료 반송봉(11)의 수납 동작시에 있어서의 공간을 작게 할 수 있음과 더불어, 시료 반송봉(11)의 이동 궤적이 평면형으로 되기 때문에, 시료 반송봉(11)의 수납 동작을 용이하게 행할 수 있다.
또, 시료 반송 기구(10)는, 시료 반송봉(11)을 지지체(21)와 케이스(31)에 의해 회전시켜 수납시키기 때문에, 예를 들면 시료 반송봉에 이음매를 설치하는 등, 시료 반송봉을 복잡한 형상으로 하는 일 없이 수납 가능하게 하고 있다. 이 때문에, 시료 반송봉(11)을 일정한 봉부재로 할 수 있고, 시료실(3a) 및 예비 시료실(4a)의 진공 상태를 확실히 유지할 수 있다.
또, 예비 시료실(4a)이 진공 상태로 되어 있는 경우, 시료 반송봉(11)에 부압이 작용한다. 이 때문에, 사용 상태에 있는 시료 반송봉(11)에는, 예비 시료실(4a)을 향해 끌려 들어가는 힘이 작용한다. 본 실시 형태의 시료 반송 기구(10)는, 시료 반송봉(11)을 수납 상태인 채 유지하는 유지 수단(40)을 갖기 때문에, 시료 반송봉(11)이 예비 시료실(4a)의 부담에 의해 끌려 들어가 버리는 결함을 방지한다.
또한, 유지 수단(40)은, 시료 반송봉(11)의 선단에 형성된 결합 기구(18)와, 케이스(31)의 내면(32)에 형성된 오목부(35)를 갖기 때문에, 간소한 구성으로 시료 반송봉(11)을 수납 상태인 채 유지할 수 있다.
특히 본 실시 형태에서는, 결합 기구(18)는 시료 홀더(9)의 반송에 이용되기 때문에, 별도 오목부(35)를 설치하는 것만으로 유지 수단(40)을 구성시킬 수 있다. 따라서, 시료 반송 기구(10)를 간소한 구성으로 할 수 있다.
또, 지지체(21)는 구 형상으로 형성되어 있기 때문에, 지지체(21)가 케이스(31)에 대해서 회전 가능하게 지지됨과 더불어, 지지체(21)와 케이스(31)의 사이에 배치되는 제3 O링(36)에 의해서 시일을 용이하게 행할 수 있다.
또, 본 실시 형태의 진공 장치(1)는, 시료 반송 기구(10)를 구비함으로써, 작은 공간에서 시료 반송봉(11)의 수납 동작을 용이하게 행할 수 있게 되어 있다.
［제2 실시 형태］
이어서, 제2 실시 형태의 시료 반송 기구(110)에 대해 설명한다.
도 6은, 제2 실시 형태의 시료 반송 기구의 설명도이며, 도 1의 A부에 상당하는 부분에 있어서의 평면도이다. 도 7은, 제2 실시 형태의 시료 반송 기구의 설명도이며, 도 1의 A부에 상당하는 부분에 있어서의 우측면도이다. 또한, 도 6에서는, 시료 반송봉(11)이 사용 상태에 있는 상태를 나타내고 있다. 또, 도 7에서는, 시료 반송봉(11)이 수납 상태에 유지된 상태를 나타내고 있다.
도 6에 나타내는 제2 실시 형태에서는, 슬릿(37)의 좌단(37b)에 절결부(138)가 형성되어 있는 점에서, 도 2에 나타내는 제1 실시 형태와 다르다. 또한, 도 2에 나타내는 제1 실시 형태와 같은 구성에 대해서는, 동일 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 케이스(131)의 상벽에는, 슬릿(37)과 교차하도록 절결된 절결부(138)가 설치되어 있다. 절결부(138)는, 슬릿(37)의 좌단(37b)으로부터, 후방을 향해 형성되어 있다. 절결부(138)의 좌우 방향에 있어서의 폭은, 시료 반송봉(11)의 본체부(12)의 직경보다 약간 크게 되어 있다.
여기서, 도 7에 나타내는 바와 같이, 사용 상태로부터 상하 방향을 따르도록 이동된 시료 반송봉(11)을 후방을 향해 쓰러뜨림으로써, 시료 반송봉(11)은 절결부(138)로 들어간다. 이로 인해, 절결부(138)에 들어간 시료 반송봉(11)은, 자중에 의해 절결부(138)에 들어간 수납 상태로 유지된다. 이 때문에, 시료 반송봉(11)은, 우방을 향해 쓰러지는 등에 의해, 수납 상태로부터 사용 상태로 이행하는 것이 방지된다. 또, 절결부(138)는, 시료 반송봉(11)이 수납 상태로부터 사용 상태로 이행하는 것을 방지하는 유지 수단(140)으로서 기능한다.
이와 같이, 본 실시 형태의 시료 반송 기구(110)의 케이스(131)에는, 시료 반송봉(11)이 삽입 통과된 슬릿(37)과, 유지 수단(140)으로서 슬릿(37)과 교차하도록 절결된 절결부(138)가 설치되어 있다.
이 구성에 의하면, 케이스(31)의 상벽에는, 슬릿(37)과 교차하도록 절결된 절결부(138)가 설치되어 있기 때문에, 시료 반송봉(11)을 절결부(138)에 배치하여 걸어 고정함으로써, 슬릿(37) 내에 있어서의 시료 반송봉(11)의 이동을 방지할 수 있다. 따라서, 간소한 구성으로 시료 반송봉(11)을 수납 상태인 채 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은, 도면을 참조하여 설명한 상술의 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 그 기술적 범위에 있어서 여러가지 변형예를 생각할 수 있다.
예를 들면, 상기 실시 형태에 있어서는, 지지체(21)는 구 형상으로 형성되어 있지만, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면 긴 구 형상으로 형성되어도 된다.
또, 상기 실시 형태에 있어서는, 시료 반송봉(11)은, 회전축(P) 둘레로 90° 회전 가능하게 되어 있었지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 시료 반송봉(11)은, 좌우 방향을 따르는 사용 상태로부터 회전축(P) 둘레로 90° 이상 회전 가능하게 함으로써, 자중에 의해 수납 상태를 유지할 수 있다.
또, 케이스(31)를 ±90° 또는 180° 회전시킴으로써, 시료 반송봉(11)은 좌우 또는 하향으로도 구부릴 수 있고, 예를 들면, 휠체어의 오퍼레이터의 조작도 가능하게 할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 진공 장치의 예로서 집속 이온 빔 장치를 들어 설명했지만, 주사형 전자현미경 등의 하전입자 빔 장치, 오제 전자 분광이나 2차 이온 질량 분석 등의 분석 장치, 성막 장치, 스패터 장치 등의 장치에 이용할 수 있다. 그 외, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 상기한 실시의 형태에 있어서의 구성 요소를 주지의 구성 요소로 치환하는 것은 적절히 가능하다.
1: 진공 장치 3: 제1 진공 챔버(진공 챔버)
4: 제2 진공 챔버(진공 챔버) 10, 110: 시료 반송 기구
11: 시료 반송봉 18: 결합 기구(유지 수단)
21: 지지체 31, 131: 케이스
32: 케이스의 내면 35: 오목부(유지 수단)
36: 제3 O링(시일 부재) 37: 슬릿
40, 140: 유지 수단 138: 절결부(유지 수단)
P: 회전축 S: 시료

Claims (6)

  1. 진공 챔버의 내부에서 시료를 소정 방향을 따라 반송하는 시료 반송봉과,
    상기 시료 반송봉을 지지하는 지지체와,
    상기 지지체를 상기 소정 방향에 직교하는 회전축 둘레로 회전 가능하게 지지하는 케이스와,
    상기 지지체와 상기 케이스의 사이에 배치되고, 상기 진공 챔버의 내부를 시일하는 시일 부재를 구비하고,
    상기 시료 반송봉은, 상기 시료를 반송 가능한 사용 상태와, 상기 지지체의 회전에 의해 상기 사용 상태로부터 소정 위치로 이동된 수납 상태의 사이를 이행 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 시료 반송 기구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 시료 반송봉을 상기 수납 상태인 채 유지하는 유지 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 시료 반송 기구.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 유지 수단은,
    상기 시료 반송봉의 선단에 형성된 결합 기구와,
    상기 케이스의 내면에 형성되고, 상기 수납 상태에 있어서 상기 결합 기구와 결합되는 오목부를 구비하는 것을 특징으로 하는 시료 반송 기구.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 케이스의 외벽에는,
    상기 회전축에 직교하는 면방향을 따르도록 형성되고, 상기 시료 반송봉이 삽입 통과된 슬릿과,
    상기 유지 수단으로서, 상기 슬릿과 교차하도록 절결된 절결부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 시료 반송 기구.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지체는, 구 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시료 반송 기구.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 시료 반송 기구를 구비한 진공 장치.
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