JPH09159583A - Sample exchange device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a sample exchange time by arranging a plurality of sample exchange rooms, and preparing a sample as the next work object in a sample exchange room, while a sample is travelling between a vacuum sample room and another sample exchange room. SOLUTION: When a work is progressing to move a sample to a work position W3 , an external gate valve 5 is closed to evacuate a sample exchange room 2. At the same time, the external gate valve 5' of a sample exchange room 2' is kept open for taking out the sample from a cassette carrier 4' via an external travel arm 10. Then, the sample is carried to a sample exchange position W'1 in a sample exchange room 2'. Thereafter, the sample is received with a sample placement table at the sample exchange position W'1 . Then, the gate valve 5' is closed to evacuate the sample exchange room 2' and the sample is aligned with a centering guide at the sample exchange position W'1 . Concurrently, the orientation flat position of the sample is detected. In this state, the sample is place don the sample placement part of an internal travel arm 51' on the motion of the sample placement table, and kept standby at the sample exchange position W'1 .

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、表面に半導体集積回路
を形成するためのウエハー、または表面に半導体集積回
路が形成されたウエハー等の試料（物品）を検査、測長
等のために外部から真空試料室に搬入したり、検査、測
長済の試料（物品）を外部に搬出したりする際に使用す
る試料交換装置に関し、特に、真空試料室内の検査、測
長済の試料を、検査、測長前の試料と速やかに交換する
ことが可能な試料交換装置に関する。本発明の試料交換
装置は、電子顕微鏡等を用いて試料の検査を行ったり、
イオンビーム等を用いた描画装置により前記ウエハー表
面にパターンを描画したりする真空試料室（真空作業
室）と、大気に開放された外部との間でウエハー等の試
料を交換するのに使用される。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer (article) such as a wafer for forming a semiconductor integrated circuit on a surface or a wafer on which a semiconductor integrated circuit is formed for inspecting, measuring, and the like. Sample exchange equipment used when carrying in a sample (article) from a vacuum sample chamber to the outside, or when carrying out a sample (article) that has already been inspected and measured, especially The present invention relates to a sample exchange device capable of promptly exchanging a sample before inspection and length measurement. The sample exchanging device of the present invention performs inspection of a sample using an electron microscope or the like,
Used for exchanging samples such as wafers between a vacuum sample chamber (vacuum working chamber) that draws a pattern on the wafer surface with a drawing device that uses an ion beam and the outside that is open to the atmosphere. It

【０００２】[0002]

【従来の技術】前記試料交換装置としては、図１２、図
１３に示す技術が知られている。なお、以後の説明の理
解を容易にするために、図面において互いに直交する座
標軸Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義し、矢印Ｘ方向を前方、矢
印Ｙ方向を左方、 矢印Ｚ方向を上方とする。この場
合、Ｘ方向と逆向き（−Ｘ方向）は後方、Ｙ方向と逆向
き（−Ｙ方向）は右方、Ｚ方向と逆向き（−Ｚ方向）は
下方となる。また、Ｘ方向及び−Ｘ方向を含めて前後方
向又はＸ軸方向といい、Ｙ方向及び−Ｙ方向を含めて左
右方向又はＹ軸方向といい、Ｚ方向及び−Ｚ方向を含め
て上下方向又はＺ軸方向ということにする。さらに図
中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏か
ら表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載
されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するも
のとする。2. Description of the Related Art As the sample exchange device, the techniques shown in FIGS. 12 and 13 are known. In order to facilitate understanding of the following description, coordinate axes X, Y, and Z that are orthogonal to each other in the drawings are defined, and the arrow X direction is the front, the arrow Y direction is the left, and the arrow Z direction is the upper direction. And In this case, the direction opposite to the X direction (-X direction) is rearward, the direction opposite to the Y direction (-Y direction) is rightward, and the direction opposite to the Z direction (-Z direction) is downward. Further, it is referred to as the front-rear direction or the X-axis direction including the X direction and the -X direction, the left-right direction including the Y direction and the -Y direction, or the Y-axis direction, the vertical direction including the Z direction and the -Z direction, or the The direction is the Z axis. Furthermore, in the figure, the ones with "・" in the "○" mean the arrows from the back of the paper to the front, and the ones with "X" in the "○" are from the front of the paper. It means an arrow pointing to the back.

【０００３】（Ｊ01）図１２、図１３に示す技術 図１２は前記種類の試料交換装置の従来例の平面図であ
る。図１３は前記図１２の矢印Ａから見た図である。図
１２、図１３において、ウエハーの測長を行う際の作業
に使用される真空試料室（真空作業室）０１には、内部
仕切弁０２を介して試料交換室（予備排気室）０３が接
続されている。また、試料交換室０３は外部仕切弁０４
を介して大気に接続されている。試料交換室０３の上に
は複数の試料（ウエハー）Ｗを収納するカセットキャリ
ア０６（図１３参照）が配置されている。外部仕切弁０
４の外方には鉛直な中空の角柱０７が配置されており、
この角柱０７内部には正逆回転可能なスクリューシャフ
ト０８、およびこのスクリューシャフト０８の回転によ
り上下動するナット０９が配置されている。前記上下動
ナット０９は前記角柱０７の一側面に形成されたスリッ
ト０７aを貫通して角柱０７の外部に突出している。前
記上下動ナット０９には角柱０７外側に配置されたスラ
イダ０１１が固定されている。スライダ０１１は前記ナ
ット０９と一体的に上下動する。スライダ０１１上面に
は、支持プレート０１２が固定されている。支持プレー
ト０１２上面には、試料（ウエハー）を載置して搬送す
るための外部移動アーム０１３および前記外部移動アー
ム０１３を進退移動させるためのアーム進退機構（図示
せず）が支持されている。前記図示しないアーム進退機
構は従来周知である。(J01) Techniques shown in FIGS. 12 and 13 FIG. 12 is a plan view of a conventional example of a sample exchange apparatus of the type described above. FIG. 13 is a view seen from the arrow A in FIG. In FIGS. 12 and 13, a sample exchange chamber (preliminary exhaust chamber) 03 is connected via an internal sluice valve 02 to a vacuum sample chamber (vacuum working chamber) 01 used for the work when measuring the length of a wafer. Has been done. Further, the sample exchange chamber 03 has an external gate valve 04.
Is connected to the atmosphere via. A cassette carrier 06 (see FIG. 13) that houses a plurality of samples (wafers) W is arranged above the sample exchange chamber 03. External sluice valve 0
A vertical hollow prism 07 is placed outside of 4,
Inside the prism 07, a screw shaft 08 that can rotate normally and reversely, and a nut 09 that moves up and down by the rotation of the screw shaft 08 are arranged. The vertical movement nut 09 penetrates a slit 07a formed on one side surface of the prism 07 and projects to the outside of the prism 07. A slider 011 arranged outside the prism 07 is fixed to the vertical movement nut 09. The slider 011 moves up and down integrally with the nut 09. A support plate 012 is fixed to the upper surface of the slider 011. On the upper surface of the support plate 012, an external moving arm 013 for mounting and transporting a sample (wafer) and an arm advancing / retreating mechanism (not shown) for advancing / retreating the external moving arm 013 are supported. The arm advance / retreat mechanism (not shown) is well known in the art.

【０００４】前記カセットキャリア０６に収容された試
料Ｗの位置は、図１２、図１３ではＷ1で示されてい
る。この収容位置Ｗ1の試料Ｗは前記外部移動アーム０
１３によりカセットキャリア０６から取り出されて図１
２の位置Ｗ2に移動する。次に支持プレート０１２を下
降させると、前記試料Ｗは下降してＷ3の位置（図１２
参照）に移動する。次に外部移動アーム０１３を前進さ
せると試料Ｗは前記外部仕切弁０４から試料交換室０３
内に移動する。試料交換室０３内部には上下動可能な昇
降ロッド０１４および内部移動アーム０１５が配置され
ている。前記外部移動アーム０１３により試料交換室０
３内に搬入された試料ＷはＷ4の位置において前記昇降
ロッド０１４に持ち上げられる。この状態で外部移動ア
ーム０１３は外部に後退する。次に昇降ロッド０１４が
下降すると試料Ｗも下降し、前記内部移動アーム０１５
上に載置されることになる。このときの試料Ｗの位置Ｗ
5は前記Ｗ4の下方位置である。The position of the sample W accommodated in the cassette carrier 06 is shown by W1 in FIGS. The sample W at the storage position W1 is the external movement arm 0
13 is taken out from the cassette carrier 06 by FIG.
2. Move to position W2. Next, when the support plate 012 is lowered, the sample W is lowered to the position W3 (see FIG. 12).
See). Next, when the external transfer arm 013 is moved forward, the sample W moves from the external sluice valve 04 to the sample exchange chamber 03.
Move in. An elevating rod 014 and an internal moving arm 015 that can move up and down are arranged inside the sample exchange chamber 03. The sample transfer chamber 0
The sample W carried into the unit 3 is lifted by the elevating rod 014 at the position W4. In this state, the external moving arm 013 retracts to the outside. Next, when the elevating rod 014 descends, the sample W also descends, and the internal moving arm 015
Will be placed on top. Position W of sample W at this time
5 is a position below W4.

【０００５】次に前記外部仕切弁０４が閉塞されて試料
交換室０３内部は真空にされる。次に前記内部仕切弁０
２を開にして前記内部移動アーム０１５を前進させて真
空試料室（真空作業室）０１内に試料Ｗを搬入する。こ
のときの試料Ｗの位置（真空室内試料交換位置）はＷ6
で示されている。この位置Ｗ6において真空試料室０１
内の試料支持部材（図示せず）に試料Ｗを渡した後、内
部移動アーム０１５は前記試料交換室０３に戻る。真空
試料室０１内での作業（例えばウエハーＷの測長）が終
了すると、前記位置Ｗ6において測長済の試料は内部移
動アーム０１５に渡される。内部移動アーム０１５に渡
された測長済試料Ｗを、前記位置Ｗ6から前記位置Ｗ5に
移動させる。次に昇降ロッド０１４により試料Ｗを持ち
上げて、位置Ｗ4を経て、位置Ｗ4の上方に移動させると
ともに、内部仕切弁０４を閉塞する。次に試料交換室０
３をリークして大気にし、外部仕切弁０４を開いて、前
記外部移動アーム０１３を試料交換室０３内に進入させ
る。そして、前記昇降ロッド０１４を下降させて位置Ｗ
4において試料Ｗを外部移動アーム０１３上に載置させ
る。次に前記外部移動アーム０１３を移動させて、試料
Ｗを、位置Ｗ4から順次位置Ｗ3、Ｗ2、Ｗ1に移動させて
前記カセットキャリア０６に戻す。次に、カセットキャ
リア０６の未測長試料（ウエハー）Ｗを、前述と同様に
して真空試料室０１内に搬入し測長を行い、前述と同様
にしてカセットキャリア０６に戻す。Next, the external sluice valve 04 is closed and the inside of the sample exchange chamber 03 is evacuated. Next, the internal sluice valve 0
2 is opened and the internal moving arm 015 is advanced to load the sample W into the vacuum sample chamber (vacuum working chamber) 01. At this time, the position of the sample W (sample exchange position in the vacuum chamber) is W6
Indicated by At this position W6, the vacuum sample chamber 01
After passing the sample W to the sample support member (not shown) therein, the internal moving arm 015 returns to the sample exchange chamber 03. When the work in the vacuum sample chamber 01 (for example, the measurement of the wafer W) is completed, the sample whose length has been measured at the position W6 is transferred to the internal moving arm 015. The length-measured sample W passed to the internal moving arm 015 is moved from the position W6 to the position W5. Next, the sample W is lifted by the elevating rod 014, moved through the position W4 and above the position W4, and the internal gate valve 04 is closed. Next, sample exchange room 0
3 is leaked to the atmosphere, the external sluice valve 04 is opened, and the external transfer arm 013 is advanced into the sample exchange chamber 03. Then, the elevating rod 014 is lowered to the position W.
At 4, the sample W is placed on the external transfer arm 013. Next, the external moving arm 013 is moved to move the sample W from the position W4 to the positions W3, W2 and W1 in order and then to the cassette carrier 06. Next, the unmeasured sample (wafer) W on the cassette carrier 06 is loaded into the vacuum sample chamber 01 in the same manner as described above, the length is measured, and the cassette W is returned to the cassette carrier 06 in the same manner as described above.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術では次の問題点があった。 （前記（Ｊ01）の問題点）未測長の試料を試料交換室０
３内に搬入してから、試料交換室０３内が真空になるま
で、前記内部仕切弁０２を開くことができないので、真
空試料室０１内に試料が搬入されるまでの時間が長くな
る。すなわち、真空試料室（真空作業室）０１内での試
料の待時間が長くなるので、試料１枚に対する作業（測
長）に掛かる時間が長くなる。したがって、作業効率が
悪い。However, the above-mentioned prior art has the following problems. (Problems with (J01) above) Samples that have not been measured yet
Since the internal sluice valve 02 cannot be opened after the sample is loaded into the vacuum sample chamber 3 until the sample exchange chamber 03 is evacuated, it takes a long time to load the sample into the vacuum sample chamber 01. That is, since the waiting time of the sample in the vacuum sample chamber (vacuum working chamber) 01 becomes long, the time required for the work (measurement) for one sample becomes long. Therefore, work efficiency is poor.

【０００７】本発明は、前述の事情に鑑み、下記の記載
内容を課題とする。 （Ｏ01）試料交換室が真空になるまでの長い待ち時間を
必要とせずに、真空試料室および試料交換室間の試料の
交換移動を行えるようにすること。In view of the above-mentioned circumstances, the present invention has the following contents. (O01) To enable the sample transfer movement between the vacuum sample chamber and the sample exchange chamber without requiring a long waiting time until the sample exchange chamber is evacuated.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本発明を説明するが、本発明の要素に
は、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実
施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。ま
た、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する
理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明
の範囲を実施例に限定するためではない。Next, the present invention devised to solve the above-mentioned problems will be described. Elements of the present invention are used to facilitate correspondence with elements of the embodiments described later. , The reference numerals of the elements of the embodiment are enclosed in parentheses. Further, the reason why the present invention is described in association with the reference numerals of the embodiments described later is to facilitate understanding of the present invention and not to limit the scope of the present invention to the embodiments.

【０００９】（本発明）前記課題を解決するために、本
出願の第１発明の試料交換装置は、下記の要件を備えた
ことを特徴とする、（Ｙ01）水平方向に離れた試料交換
位置（Ｗ2，Ｗ2′）および作業位置（Ｗ3）の間で移動
する作業用試料支持部材（９１）を有する真空試料室
（１）に、開閉可能な内部仕切弁（３，３′）を介して
接続されるとともに開閉可能な外部仕切弁（５，５′）
を有する複数の試料交換室（２，２′）、（Ｙ02）前記
真空試料室（１）および複数の各試料交換室（２，
２′）を真空にする排気装置、（Ｙ03）複数の前記各試
料交換室（２，２′）に対応して試料交換室（２，
２′）の外部に配置され、前記各試料交換室（２，
２′）の開放状態の外部仕切弁（５，５′）を通って前
記各試料交換室（２，２′）内に出入可能な試料載置部
（１０a，１０a）を先端部に有する上下移動および進退
移動可能な外部移動アーム（１０）、（Ｙ04）前記各試
料交換室（２，２′）内に配置され、前記各試料交換室
（２，２′）の開放状態の内部仕切弁（３，３′）を通
って前記真空試料室（１）内に出入可能な試料載置部
（５１a，５１a）を先端部に有し、前記試料載置部（５
１a，５１a）が前記試料交換室（２，２′）内の試料交
換位置（Ｗ1，Ｗ1′）に配置された後退位置と前記真空
試料室（１）内の試料交換位置（Ｗ2，Ｗ2′）に配置さ
れた前進位置との間で進退移動可能な内部移動アーム
（５１，５１′）、（Ｙ05）前記開放状態の外部仕切弁
（５，５′）を通って試料交換室（２，２′）内部の試
料交換位置（Ｗ1，Ｗ1′）に進入した前記外部移動アー
ム（１０）先端の試料載置部（１０a，１０a）と、前記
後退位置に配置された内部移動アーム（５１）の試料載
置部（５１a，５１a）との間で試料の移動を行う交換室
側試料移動手段（１８）、（Ｙ06）開放状態の内部仕切
弁（３，３′）を通って真空試料室（１）内部の試料交
換位置（Ｗ2，Ｗ2′）に進入した前記内部移動アーム
（５１）先端の試料載置部（５１a，５１a）と、前記作
業用試料支持部材（９１）との間で試料の移動を行う真
空室側試料移動手段（７６）。(Invention) In order to solve the above-mentioned problems, the sample exchanging apparatus of the first invention of the present application has the following requirements (Y01), a sample exchanging position separated in the horizontal direction. A vacuum sample chamber (1) having a working sample support member (91) which moves between (W2, W2 ') and a working position (W3) is provided with an openable / closable internal sluice valve (3, 3'). External sluice valves (5, 5 ') that are connected and can be opened and closed
A plurality of sample exchange chambers (2, 2 '), (Y02) the vacuum sample chamber (1) and a plurality of sample exchange chambers (2, 2').
An exhaust device for evacuating 2 '), (Y03) a plurality of sample exchange chambers (2, 2') corresponding to the sample exchange chambers (2, 2 ')
2 ') is arranged outside the sample exchange chamber (2,
2 ') The upper and lower sides having the sample mounting portions (10a, 10a) at the tip end thereof which can be moved in and out of the respective sample exchange chambers (2, 2') through the opened external sluice valves (5, 5 '). External moving arms (10), (Y04), which can move and move back and forth, are arranged in the sample exchange chambers (2, 2 '), and the internal sluice valves in the open state of the sample exchange chambers (2, 2') The sample mounting portion (51a, 51a) which can pass through the vacuum sample chamber (1) through (3, 3 ') is provided at the tip end, and the sample mounting portion (5
1a, 51a) is located at the sample exchange position (W1, W1 ') in the sample exchange chamber (2, 2') and the sample exchange position (W2, W2 'in the vacuum sample chamber (1)). (Y05) through the open external sluice valve (5, 5 '), the sample exchange chamber (2, 5'). 2 ') The sample mounting portion (10a, 10a) at the tip of the external transfer arm (10) that has entered the internal sample exchange position (W1, W1'), and the internal transfer arm (51) placed in the retracted position. Sample chamber (51a, 51a) for moving the sample to the exchange chamber side (18), (Y06) through the internal shut-off valve (3, 3 ') vacuum sample chamber (1) The sample placing part (at the tip of the internal moving arm (51) that has entered the sample exchange position (W2, W2 ') inside ( 1a, 51a) and the vacuum chamber side sample moving means for moving the sample between the working specimen support member (91) (76).

【００１０】[0010]

【作用】次に、前述の特徴を備えた本発明の作用を説明
する。前述の特徴を備えた本出願の第１発明の試料交換
装置では、水平方向に離れた試料交換位置（Ｗ2，Ｗ
2′）および作業位置（Ｗ3）の間で移動する作業用試料
支持部材（９１）を有する真空試料室（１）と、開閉可
能な外部仕切弁（５，５′）を有する複数の試料交換室
（２，２′）との間に配置された開閉可能な内部仕切弁
（３，３′）は、開放位置では前記真空試料室（１）と
試料交換室（２，２′）とを連通させ、閉塞位置ではそ
れらの間を気密に遮断する。排気装置は、前記真空試料
室（１）および複数の各試料交換室（２，２′）を真空
にする。複数の各試料交換室（２，２′）に対応して配
置された上下移動および進退移動可能な外部移動アーム
（１０）先端部の試料載置部（１０a，１０a）は、前記
各試料交換室（２，２′）の開放状態の外部仕切弁
（５，５′）を通って前記各試料交換室（２，２′）内
に出入可能である。したがって、前記試料載置部（１０
a，１０a）が到達可能な適当な位置に試料（Ｗ）を収納
したカセットキャリア（４，４′）を配置しておくこと
により、前記試料載置部（１０a，１０a）に試料（Ｗ）
を載置してカセットキャリア（４，４′）と試料交換室
（２，２′）との間で移動させることが可能である。Next, the operation of the present invention having the above features will be described. In the sample exchanging device of the first invention of the present application having the above-mentioned features, the sample exchanging positions (W2, W
2 ') and a vacuum sample chamber (1) having a working sample support member (91) which moves between the working position (W3) and a plurality of sample exchanges having an openable / closable external sluice valve (5, 5') An openable / closable internal sluice valve (3, 3 ') arranged between the chamber (2, 2') connects the vacuum sample chamber (1) and the sample exchange chamber (2, 2 ') in the open position. They are communicated with each other and airtightly cut off between them in the closed position. The exhaust device evacuates the vacuum sample chamber (1) and each of the plurality of sample exchange chambers (2, 2 '). The sample mounting portion (10a, 10a) at the tip of the external movement arm (10), which is arranged corresponding to each of the plurality of sample exchange chambers (2, 2 ') and is capable of moving up and down and moving forward and backward, is used for exchanging each sample. It is possible to access the sample exchange chambers (2, 2 ') through the open external sluice valves (5, 5') of the chambers (2, 2 '). Therefore, the sample mounting part (10
By arranging the cassette carrier (4, 4 ') accommodating the sample (W) at an appropriate position where the a (10a) can reach, the sample (W) is placed on the sample mounting part (10a, 10a).
Can be mounted and moved between the cassette carrier (4, 4 ') and the sample exchange chamber (2, 2').

【００１１】交換室側試料移動手段（１８）は、前記開
放状態の外部仕切弁（５，５′）を通って試料交換室
（２，２′）内部の試料交換位置（Ｗ1，Ｗ1′）に進入
した前記外部移動アーム（１０）先端の試料載置部（１
０a，１０a）と、前記後退位置に配置された内部移動ア
ーム（５１）の試料載置部（５１a，５１a）との間で試
料の移動を行う。内部移動アーム（５１）の試料載置部
（５１a，５１a）に載置された試料（Ｗ）は、開放状態
の内部仕切弁（３，３′）を通って真空試料室（１）内
部の試料交換位置に進入する。この位置において、真空
室側試料移動手段（７６）は、前記内部移動アーム（５
１）先端の試料載置部（５１a，５１a）と、前記作業用
試料支持部材（９１）との間で試料の移動を行う。作業
用試料支持部材（９１）に支持された試料（Ｗ）は、真
空試料室（１）内の作業位置に移動され、測長等の作業
が行われる。The exchange chamber side sample moving means (18) passes through the external sluice valves (5, 5 ') in the open state and the sample exchange position (W1, W1') inside the sample exchange chamber (2, 2 '). Sample mounting section (1) at the tip of the external transfer arm (10)
0a, 10a) and the sample mounting part (51a, 51a) of the internal moving arm (51) arranged in the retracted position. The sample (W) placed on the sample placing part (51a, 51a) of the internal moving arm (51) passes through the internal sluice valve (3, 3 ') in the open state and is stored inside the vacuum sample chamber (1). Enter the sample exchange position. At this position, the vacuum chamber side sample moving means (76) has the internal moving arm (5).
1) The sample is moved between the sample mounting portion (51a, 51a) at the tip and the working sample support member (91). The sample (W) supported by the work sample support member (91) is moved to a work position in the vacuum sample chamber (1), and work such as length measurement is performed.

【００１２】前記真空試料室（１）内で試料に対する測
長等の作業が行われている間、前記複数の試料交換室
（２，２′）の中の１つの試料交換室においては作業済
の試料（Ｗ）を受け取るための準備をし、残りの試料交
換室においては測長等の作業を行うための新たな試料
（Ｗ）を準備する。そして、試料交換室（２，２′）内
を真空にしておく。前記真空試料室（１）内の作業位置
（Ｗ3）での試料（Ｗ）の作業が終了すると、作業済の
試料（Ｗ）は真空試料室（１）内の試料交換位置（Ｗ
2，Ｗ2′）に搬送され、さらに前記作業済の試料（Ｗ）
を受け取るために準備された試料交換室に搬送される。
そして、前記新たな試料（Ｗ）が準備された試料交換室
から次に測長等の作業を行うための新たな試料（Ｗ）が
真空試料室（１）に搬送される。したがって、真空試料
室（１）内での作業が終了して、作業済の試料（Ｗ）と
次に測長等の作業を行う試料（Ｗ）との交換を行う際、
試料交換室（２，２′）内を真空にするための待ち時間
を必要としないので、作業効率が向上する。While work such as length measurement is performed on the sample in the vacuum sample chamber (1), work is completed in one of the plurality of sample exchange chambers (2, 2 '). To prepare for receiving the sample (W), and prepare a new sample (W) for performing work such as length measurement in the remaining sample exchange chamber. Then, the inside of the sample exchange chamber (2, 2 ') is evacuated. When the work of the sample (W) at the work position (W3) in the vacuum sample chamber (1) is completed, the worked sample (W) is changed to the sample exchange position (W) in the vacuum sample chamber (1).
2, W2 '), and the sample (W) that has already been processed
Are transported to a sample exchange chamber prepared to receive the.
Then, the new sample (W) for carrying out operations such as length measurement is transferred from the sample exchange chamber in which the new sample (W) is prepared to the vacuum sample chamber (1). Therefore, when the work in the vacuum sample chamber (1) is completed and the sample (W) that has been worked and the sample (W) that is to be subjected to the next work such as length measurement are exchanged,
Since there is no need to wait for the inside of the sample exchange chamber (2, 2 ') to be evacuated, the working efficiency is improved.

【００１３】[0013]

【発明の実施の形態】次に図面を参照しながら、本発明
の試料交換装置の実施の態様の例（実施例）を説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 （実施例１）図１は本発明の実施例１の試料交換装置の
説明図で、電子顕微鏡装置を使用して試料（ウエハー）
Ｗの測長を行う装置に設けられた試料交換装置の斜視図
である。図２は前記図１に示す試料交換装置の平面図で
ある。図３は図１に示す試料交換室の平断面図である。
図４は前記図３のIＶ−IＶ線断面図である。図５は前記
図３のＶ−Ｖ線断面図である。図６は前記図４に示すア
ーム移動機構の説明図で、図６Ａは内部移動アームが後
退位置に有る状態を示す図であり、図６Ｂは内部移動ア
ームが前進した状態を示す図である。図７は前記図１に
示す真空試料室（真空作業室）内に配置されたＸＹテー
ブルに支持された回転テーブルの昇降ロッドの説明図で
ある。図８は前記図７の回転テーブル上に載置された試
料Ｗの位置決め機構の説明図である。図９は前記図７に
示す回転テーブルの回転駆動機構および試料Ｗの位置決
め機構の平面図である。図１０は前記図７に示す昇降ロ
ッドおよび図８に示す試料Ｗの位置決め機構の斜視図で
ある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An example (embodiment) of the embodiment of the sample exchanging device of the present invention will now be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. . (Embodiment 1) FIG. 1 is an explanatory view of a sample exchanging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
It is a perspective view of the sample exchange device provided in the apparatus which measures the length of W. FIG. 2 is a plan view of the sample exchange device shown in FIG. FIG. 3 is a plan sectional view of the sample exchange chamber shown in FIG.
FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV of FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. FIG. 6 is an explanatory view of the arm moving mechanism shown in FIG. 4, FIG. 6A is a view showing a state where the internal moving arm is in a retracted position, and FIG. 6B is a view showing a state where the internal moving arm is advanced. FIG. 7 is an explanatory view of the lifting rod of the rotary table supported by the XY table arranged in the vacuum sample chamber (vacuum working chamber) shown in FIG. FIG. 8 is an explanatory view of a positioning mechanism for the sample W placed on the rotary table of FIG. 9 is a plan view of the rotary drive mechanism of the rotary table and the positioning mechanism of the sample W shown in FIG. 10 is a perspective view of the lifting rod shown in FIG. 7 and the positioning mechanism for the sample W shown in FIG.

【００１４】図１において、電子顕微鏡、電子ビーム描
画装置等の電子線装置Ｄによりシリコンウエハー等の試
料に対する観察、検査、測長または描画等を真空中で行
う真空試料室（真空作業室）１の左側面（Ｙ側の側面）
に隣接して試料交換室（予備排気室）２が設けられてい
る。前記真空試料室１および試料交換室２の間には内部
仕切弁３（図３，４参照）が設けられている。前記内部
仕切弁３により真空試料室１および試料交換室２は連通
したり、または気密に遮断されるように構成されてい
る。前記真空試料室１および試料交換室２はそれぞれ真
空ポンプ（図示せず）により真空にされるようになって
いる。前記試料交換室２の上面には、複数の試料（ウエ
ハー）Ｗを収納するカセットキャリア４が配置されてお
り、側面にはそれぞれ外部仕切弁５（図２参照）が設け
られている。図３において試料交換室２には前記外部仕
切弁５に対応して開口２aが設けられており、前記外部
仕切弁５は、Ｙ軸方向にスライド移動して開閉されるよ
うに構成されている。また図１において、前記真空試料
室１の後側面（−Ｘ側の側面）には同様の試料交換室
２′、内部仕切弁３′、キャリア４′、および外部仕切
弁５′が配置されている。In FIG. 1, a vacuum sample chamber (vacuum working chamber) 1 for observing, inspecting, measuring or drawing a sample such as a silicon wafer in a vacuum by an electron beam device D such as an electron microscope and an electron beam drawing device. Left side (side of Y side)
A sample exchange chamber (preliminary exhaust chamber) 2 is provided adjacent to. An internal sluice valve 3 (see FIGS. 3 and 4) is provided between the vacuum sample chamber 1 and the sample exchange chamber 2. The internal sluice valve 3 is configured to connect the vacuum sample chamber 1 and the sample exchange chamber 2 to each other or to hermetically shut off. The vacuum sample chamber 1 and the sample exchange chamber 2 are each evacuated by a vacuum pump (not shown). A cassette carrier 4 for accommodating a plurality of samples (wafers) W is arranged on the upper surface of the sample exchange chamber 2, and an external sluice valve 5 (see FIG. 2) is provided on each side surface. In FIG. 3, the sample exchange chamber 2 is provided with an opening 2a corresponding to the external sluice valve 5, and the external sluice valve 5 is configured to slide and move in the Y-axis direction to be opened and closed. . Further, in FIG. 1, a sample exchange chamber 2 ', an internal sluice valve 3', a carrier 4 ', and an external sluice valve 5', which are similar to the above, are arranged on the rear side surface (the side surface on the -X side) of the vacuum sample chamber 1. There is.

【００１５】図１において前記各試料交換室２，２′の
外部仕切弁５，５′から略等距離の位置には、鉛直な中
空の角柱６が配置されている。前記角柱６は、その下端
部が回転テーブル７に支持されており、鉛直軸回りに回
転可能に構成されている。前記角柱６内部には正逆回転
可能なスクリューシャフト（図示せず）、およびこのス
クリューシャフトの回転により上下動するナット（図示
せず）が配置されている。前記上下動ナットは前記角柱
６の一側面に形成されたスリット６aを貫通して角柱６
の外部に突出しており、その突出部分はエレベータ８に
結合している。したがって、前記エレベータ８は、前記
上下動ナットと共に上下動可能に構成されている。な
お、この実施例１のエレベータ８は、前記真空試料室１
の高さ以下の位置で回転するとエレベータ８先端が真空
試料室１に接触する長さを有しているので、真空試料室
１の高さより高い位置まで上昇可能に構成されている。
そして、エレベータ８が試料交換室２に対向する位置か
ら試料交換室２′に対向する位置に回転する場合には、
前記真空試料室１の高さより高い位置で回転するように
構成されている。In FIG. 1, a vertical hollow prism 6 is arranged at a position substantially equidistant from the external sluice valves 5, 5'of the sample exchange chambers 2, 2 '. The lower end of the prism 6 is supported by a turntable 7 and is rotatable around a vertical axis. Inside the prism 6, a screw shaft (not shown) that can rotate in the forward and reverse directions and a nut (not shown) that moves up and down by the rotation of the screw shaft are arranged. The vertical movement nut penetrates a slit 6a formed on one side surface of the prism 6 and the prism 6
Of the elevator, and the protruding portion is connected to the elevator 8. Therefore, the elevator 8 is configured to be vertically movable together with the vertical movement nut. In addition, the elevator 8 of the first embodiment is the same as the vacuum sample chamber 1 described above.
Since the tip of the elevator 8 has a length in contact with the vacuum sample chamber 1 when rotated at a position equal to or lower than the height of the vacuum sample chamber 1, the elevator 8 can be elevated to a position higher than the height of the vacuum sample chamber 1.
When the elevator 8 rotates from the position facing the sample exchange chamber 2 to the position facing the sample exchange chamber 2 ',
It is configured to rotate at a position higher than the height of the vacuum sample chamber 1.

【００１６】前記エレベータ８上面には、アーム進退装
置９およびこのアーム進退装置９によって進退移動する
外部移動アーム１０が支持されている。アーム進退装置
９はエレベータ８上面に支持されたガイド９aおよびこ
のガイド９aに沿って進退移動するスライダ９bを有して
いる。スライダ９bには前記外部移動アーム１０が支持
されている。外部移動アーム１０はその先端部に、試料
（ウエハー）Ｗを載置して搬送する部材であり、その先
端には二股状試料載置部１０a，１０aが設けられてい
る。前記外部移動アーム１０およびこの外部移動アーム
１０を進退移動させるアーム進退装置９は従来周知であ
り、従来周知の種々の構造のものを採用することが可能
である。On the upper surface of the elevator 8, an arm advancing / retreating device 9 and an external moving arm 10 which moves back and forth by the arm advancing / retreating device 9 are supported. The arm advancing / retreating device 9 has a guide 9a supported on the upper surface of the elevator 8 and a slider 9b which moves back and forth along the guide 9a. The external moving arm 10 is supported by the slider 9b. The external movement arm 10 is a member for mounting and transporting a sample (wafer) W at its tip, and the tip thereof is provided with bifurcated sample holders 10a, 10a. The external moving arm 10 and the arm advancing / retreating device 9 for moving the external moving arm 10 forward / backward are well known in the art, and various well-known structures can be adopted.

【００１７】次に図１〜図６において、試料交換室２内
の構造について説明する。図３、図４において、試料交
換室２の外壁は、下部枠１１および下部枠１１の上端を
閉塞する上面閉塞板１２を有している。下部枠１１の下
面には、テーブル昇降用エアシリンダＣ1、アーム進退
用モータＭ1、ワーク位置決め用エアシリンダＣ2（図５
参照）、試料（ウエハー）Ｗのオリフラ位置Ｗaを検出
するオリフラ位置センサＳ、オリフラ位置センサ移動用
シリンダＣ3（図３参照）等が支持されている。図３、
図５において前記オリフラ位置センサＳは、円板状の試
料（ウエハー）Ｗの円形の外周部の一部に設けられた直
線部（オリフラ）の位置Ｗaを検出するためのセンサで
あり、前記下部枠１１を上下に貫通し且つ前記下部枠１
１により回転可能に支持された鉛直軸部Ｓ1を有してい
る。前記鉛直軸部Ｓ1の上端には水平に延びる試料検出
部Ｓ2が設けられ、鉛直軸部Ｓ1の下端には水平に延びる
シリンダ当接部Ｓ3が設けられている。なお、このオリ
フラ位置センサＳに関連する詳細な説明は後述する。図
４において、前記テーブル昇降用エアシリンダＣ1内部
にはエアによって昇降するピストン１３が配置されてい
る。このピストン１３の中心部にはベアリング１６が支
持されている。ベアリング１６に回転自在に支持された
昇降用円筒部材１４は、前記ピストン１３に対して回転
可能且つ軸方向には一体的に移動するように連結されて
いる。そして、この昇降用円筒部材１４は前記下部枠１
１を貫通して、その上部は試料交換室２内に配置されて
いる。1 to 6, the structure inside the sample exchange chamber 2 will be described. 3 and 4, the outer wall of the sample exchange chamber 2 has a lower frame 11 and an upper surface closing plate 12 that closes the upper end of the lower frame 11. On the lower surface of the lower frame 11, an air cylinder C1 for raising and lowering the table, a motor M1 for moving the arm forward and backward, an air cylinder C2 for positioning the work (see FIG. 5).
), An orientation flat position sensor S for detecting the orientation flat position Wa of the sample (wafer) W, an orientation flat position sensor moving cylinder C3 (see FIG. 3), and the like are supported. FIG.
In FIG. 5, the orientation flat position sensor S is a sensor for detecting a position Wa of a linear portion (orientation flat) provided on a part of a circular outer peripheral portion of a disk-shaped sample (wafer) W, and the lower portion The lower frame 1 which vertically penetrates the frame 11 and
1 has a vertical shaft portion S1 rotatably supported. A sample detector S2 extending horizontally is provided at the upper end of the vertical shaft S1, and a cylinder abutting portion S3 extending horizontally is provided at the lower end of the vertical shaft S1. Detailed description related to the orientation flat position sensor S will be described later. In FIG. 4, a piston 13 which is moved up and down by air is arranged inside the table lifting air cylinder C1. A bearing 16 is supported at the center of the piston 13. The lifting cylindrical member 14 rotatably supported by the bearing 16 is connected to the piston 13 so as to be rotatable and integrally move in the axial direction. Then, the elevating cylindrical member 14 is the lower frame 1
1 is penetrated, and the upper part thereof is arranged in the sample exchange chamber 2.

【００１８】前記昇降用円筒部材１４の内側には昇降ロ
ッド１７が軸方向に移動可能且つ軸回りには昇降用円筒
部材１４と一体的回転するように配置されている。昇降
ロッド１７の上端には、試料載置テーブル１８が設けら
れており、昇降ロッド１７の下端にはピストン１９が設
けられている。なお、前記試料載置テーブル１８は、試
料交換室２内の試料交換位置Ｗ1において前記外部移動
アーム１０先端の試料載置部１０a，１０aと後述の内部
移動アーム先端の試料載置部との間で試料Ｗを移動させ
る交換室側試料移動手段として構成されている。前記ピ
ストン１９はアエシリンダ２１により２〜３mmのストロ
ークで上下動可能であり、外部から外部移動アーム１０
により搬入された試料（ウエハー）Ｗを外部移動アーム
１０上面から持ち上げて剥がすために使用される。前記
昇降用円筒部材１４の下端部は昇降テーブル２２に回転
自在に支持されている。昇降テーブル２２には鉛直ロッ
ド２３が設けられている。鉛直ロッド２３は、前記テー
ブル昇降用エアシリンダＣ1の外側下端部に設けたスラ
イドベアリング２４によって上下動可能に支持されてい
る。An elevating rod 17 is arranged inside the elevating cylindrical member 14 so as to be movable in the axial direction and to rotate integrally with the elevating cylindrical member 14 around the axis. A sample mounting table 18 is provided on the upper end of the elevating rod 17, and a piston 19 is provided on the lower end of the elevating rod 17. The sample mounting table 18 is arranged between the sample mounting portions 10a, 10a at the tip of the external moving arm 10 and the sample mounting portion at the distal end of the internal moving arm described later at the sample exchange position W1 in the sample exchange chamber 2. And is configured as an exchange chamber side sample moving means for moving the sample W. The piston 19 can be moved up and down with a stroke of 2 to 3 mm by an air cylinder 21.
It is used to lift and peel the sample (wafer) W carried in by the above from the upper surface of the external moving arm 10. The lower end of the elevating cylindrical member 14 is rotatably supported by the elevating table 22. The lifting table 22 is provided with a vertical rod 23. The vertical rod 23 is vertically movably supported by a slide bearing 24 provided at the outer lower end of the table lifting air cylinder C1.

【００１９】前記鉛直ロッド２３の上端にはスイッチト
リガ２３aが突出して設けられている。このスイッチト
リガ２３aに対応して、上限位置検出用リミットスイッ
チ２６および下限位置検出用リミットスイッチ２７が配
置されている。前記テーブル昇降用エアシリンダＣ1内
部にはエアによってピストン１３が昇降すると、前記昇
降用円筒部材１４、昇降テーブル２２、および鉛直ロッ
ド２３が一体的に昇降する。そして、それらの上限位置
および下限位置は、前記スイッチトリガ２３aが当接す
る前記上限位置検出用リミットスイッチ２６および下限
位置検出用リミットスイッチ２７によって検出されるよ
うに構成されている。前記昇降テーブル２２には、試料
回転用モータＭ2が支持されている。試料回転用モータ
Ｍ2の回転出力軸にはタイミングプーリ２７が固着され
ている。また、前記タイミングプーリ２７に対応して、
前記昇降用円筒部材１４下端部にタイミングプーリ２８
が設けられている。前記タイミングプーリ２７および２
８間にはタイミングベルト２９が掛けられている。した
がって、前記試料回転用モータＭ2を回転駆動すると、
前記昇降用円筒部材１４および昇降ロッド１７が回転
し、昇降ロッド１７上端の試料載置テーブル１８も回転
するようになっている。すなわち、試料載置テーブル１
８上に試料Ｗが載っている場合には、前記試料回転用モ
ータＭ2の回転により試料Ｗが回転するように構成され
ている。A switch trigger 23a is provided so as to project from the upper end of the vertical rod 23. An upper limit position detecting limit switch 26 and a lower limit position detecting limit switch 27 are arranged corresponding to the switch trigger 23a. When the piston 13 moves up and down by the air inside the table lifting air cylinder C1, the lifting cylindrical member 14, the lifting table 22, and the vertical rod 23 integrally move up and down. The upper limit position and the lower limit position are configured to be detected by the upper limit position detecting limit switch 26 and the lower limit position detecting limit switch 27 with which the switch trigger 23a abuts. A sample rotation motor M2 is supported on the lifting table 22. A timing pulley 27 is fixed to the rotation output shaft of the sample rotation motor M2. Also, corresponding to the timing pulley 27,
A timing pulley 28 is provided at the lower end of the elevating cylindrical member 14.
Is provided. The timing pulleys 27 and 2
A timing belt 29 is hung between 8 parts. Therefore, when the sample rotation motor M2 is rotationally driven,
The elevating cylindrical member 14 and the elevating rod 17 rotate, and the sample mounting table 18 at the upper end of the elevating rod 17 also rotates. That is, the sample mounting table 1
When the sample W is placed on the sample 8, the sample W is rotated by the rotation of the sample rotation motor M2.

【００２０】試料交換室２内には固定プーリ部材３１が
前記下部枠１１に固定されている。固定プーリ部材３１
は、前記昇降用円筒部材１４を収容する貫通孔を有して
いる。すなわち、前記昇降用円筒部材１４は、固定プー
リ部材３１の貫通孔により上下動可能および回転可能に
支持されている。固定プーリ部材３１の上端には固定プ
ーリ３２が形成されている。前記固定プーリ部材３１に
は、前記固定プーリ３２の下方に下側プーリ部材３３が
回転自在に支持されている。下側プーリ部材３３は、そ
の下端部に設けた大径の第１プーリ３４と、前記第１プ
ーリ３４の上方に水平に延びる第２プーリ支持アーム３
６と、この第２プーリ支持アーム３６の先端部の支柱３
７の上端に固定された小径の第２プーリ３８とを有して
いる。A fixed pulley member 31 is fixed to the lower frame 11 in the sample exchange chamber 2. Fixed pulley member 31
Has a through hole for accommodating the lifting cylindrical member 14. That is, the lifting cylinder member 14 is supported by the through hole of the fixed pulley member 31 so as to be vertically movable and rotatable. A fixed pulley 32 is formed on the upper end of the fixed pulley member 31. A lower pulley member 33 is rotatably supported on the fixed pulley member 31 below the fixed pulley 32. The lower pulley member 33 has a large-diameter first pulley 34 provided at the lower end thereof and a second pulley support arm 3 extending horizontally above the first pulley 34.
6 and the column 3 at the tip of the second pulley support arm 36
7 has a small diameter second pulley 38 fixed to the upper end thereof.

【００２１】前記支柱３７には、上側プーリ部材３９が
回転自在に支持されている。上側プーリ部材３９は、そ
の下端部に設けた小径の第３プーリ４１と、前記第３プ
ーリ４１の上方に水平に延びる第４プーリ支持アーム４
２と、この第４プーリ支持アーム４２の先端部の支柱４
３に回転自在に設けた大径の第４プーリ４４とを有して
いる。前記アーム進退用モータＭ1の出力軸にはプーリ
４６が固着されている。プーリ４６と前記第１プーリ３
４との間にはベルト４７が掛けられている。また、固定
プーリ３２と第３プーリ４１との間、および、第２プー
リ３８と第４プーリ４４との間にもそれぞれベルト４
８，４９が掛けられている。前記プーリ４６，３４，３
２，４４は大径プーリでその径は同一であり、プーリ４
１，３８は小径プーリでその径は同一である。そして、
大径プーリの径は小径プーリの２倍である。また図６に
おいて、前記プーリ３２，３４の中心軸をＯ1、プーリ
３８，４１の中心軸をＯ2、プーリ４１の中心軸をＯ3と
し、中心軸Ｏ1およびＯ2間の距離をＬ1、中心軸Ｏ2およ
びＯ3間の距離をＬ2とするとＬ1＝Ｌ2＝Ｌに設定されて
いる。また、前記第４プーリ４４には内部移動アーム５
１が一体的に結合されている。内部移動アーム５１の先
端部には二股の試料載置部５１a，５１aが設けられてい
る。前記符号３１〜４９で示す要素により前記試料搬送
用アームを移動させるアーム移動機構（３１〜４９）が
構成されている。An upper pulley member 39 is rotatably supported on the column 37. The upper pulley member 39 includes a third pulley 41 having a small diameter provided at a lower end thereof and a fourth pulley support arm 4 extending horizontally above the third pulley 41.
2 and the column 4 at the tip of the fourth pulley support arm 42
3 has a large-diameter fourth pulley 44 rotatably provided. A pulley 46 is fixed to the output shaft of the arm advancing / retreating motor M1. Pulley 46 and the first pulley 3
A belt 47 is hung between 4 and 4. Further, the belt 4 is also provided between the fixed pulley 32 and the third pulley 41 and between the second pulley 38 and the fourth pulley 44, respectively.
It is multiplied by 8,49. The pulleys 46, 34, 3
2 and 44 are large-diameter pulleys, which have the same diameter.
Reference numerals 1 and 38 denote small diameter pulleys having the same diameter. And
The diameter of the large diameter pulley is twice that of the small diameter pulley. 6, the central axes of the pulleys 32 and 34 are O1, the central axes of the pulleys 38 and 41 are O2, the central axis of the pulley 41 is O3, and the distance between the central axes O1 and O2 is L1, the central axis O2 and When the distance between O3 is L2, L1 = L2 = L is set. Further, the internal movement arm 5 is attached to the fourth pulley 44.
1 are integrally connected. Bifurcated sample mounting portions 51a, 51a are provided at the tip of the internal moving arm 51. An arm moving mechanism (31 to 49) for moving the sample transport arm is configured by the elements indicated by the reference numerals 31 to 49.

【００２２】前記図３、図４に示すアーム移動機構（３
１〜４９）は、前記内部移動アーム５１を図６Ａに示す
後退位置から図６Ｂに示す前進位置に移動させる際に使
用される。すなわち、内部移動アーム５１が後退位置に
有る図４の状態で、アーム進退用モータＭ1（図４参
照）を回転駆動して、前記第１プーリ３４を図６Ａに示
す角度θだけ時計方向に回転駆動すると、前記第２プー
リ３８および第３プーリ４１の回転軸Ｏ2は図６Ｂの位
置へ移動する。このとき、仮にプーリ４１，４４がそれ
らの軸Ｏ2，Ｏ3周りに回転しなかったと仮定した場合に
は、プーリ４４およびその回転軸Ｏ3は、図６ＢのＯ1お
よびＯ2を結ぶ直線上に移動し、時計方向にθ°回転す
る。しかしながら、固定プーリ３２に掛けられたベルト
４８は固定プーリ３２に対して角度θだけ回転するの
で、第３プーリ４１は反時計方向に角度２θだけ回転し
て、図６Ｂの位置に移動する。この第３プーリ４１の角
度２θの回転に対応して第４プーリ４４は反時計方向に
θ°回転する。この場合、第４プーリ４４は、回転角度
の合計が０°となり、右方（Ｙ方向）に距離Ａだけ平行
移動する。前述したように、回転軸Ｏ1およびＯ2間の距
離Ｌ1と回転軸Ｏ2およびＯ3間の距離Ｌ2とはＬ1＝Ｌ2＝
Ｌに設定されているので、前記移動距離Ａは次式で表さ
れる。 Ａ＝２Ｌ（１−cosθ）The arm moving mechanism (3 shown in FIGS. 3 and 4 is used.
1 to 49) are used when moving the internal moving arm 51 from the retracted position shown in FIG. 6A to the advanced position shown in FIG. 6B. That is, with the internal moving arm 51 in the retracted position, the arm advancing / retreating motor M1 (see FIG. 4) is rotationally driven to rotate the first pulley 34 clockwise by the angle θ shown in FIG. 6A. When driven, the rotation axis O2 of the second pulley 38 and the third pulley 41 moves to the position shown in FIG. 6B. At this time, if it is assumed that the pulleys 41 and 44 do not rotate about their axes O2 and O3, the pulley 44 and its rotation axis O3 move on the straight line connecting O1 and O2 in FIG. 6B, Rotate θ ° clockwise. However, since the belt 48 wound around the fixed pulley 32 rotates by the angle θ with respect to the fixed pulley 32, the third pulley 41 rotates counterclockwise by the angle 2θ and moves to the position of FIG. 6B. Corresponding to the rotation of the third pulley 41 by the angle 2θ, the fourth pulley 44 rotates counterclockwise by θ °. In this case, the total rotation angle of the fourth pulley 44 is 0 °, and the fourth pulley 44 translates to the right (Y direction) by the distance A. As described above, the distance L1 between the rotation axes O1 and O2 and the distance L2 between the rotation axes O2 and O3 are L1 = L2 =
Since it is set to L, the moving distance A is expressed by the following equation. A = 2L (1-cos θ)

【００２３】図３〜図５において、外部仕切弁５が開い
た状態（図３で左方にスライド移動した状態）で、外部
移動アーム１０（図１、図４参照）に載置された試料Ｗ
は外部から前記開口２aを通って試料交換室２内に搬入
される。この試料Ｗは、前記試料載置テーブル１８の上
昇により試料載置テーブル１８上に支持される。図４か
ら分かるように、試料載置テーブル１８は、前記内部移
動アーム５１の先端部の二股の試料載置部５１a，５１a
間を通って上下動可能であり、且つ、前記アーム先端の
同様の二股状部分を通って上下動可能である。前記試料
載置テーブル１８上に試料Ｗが載置されると、前記外部
移動アーム１０は前記試料交換室２から開口２aを通っ
て外部に移動する。そして、外部仕切弁５により前記開
口２aは閉塞される。In FIGS. 3 to 5, the sample placed on the external moving arm 10 (see FIGS. 1 and 4) with the external sluice valve 5 open (the state of sliding to the left in FIG. 3). W
Is carried into the sample exchange chamber 2 from the outside through the opening 2a. The sample W is supported on the sample mounting table 18 by raising the sample mounting table 18. As can be seen from FIG. 4, the sample mounting table 18 includes the bifurcated sample mounting portions 51 a and 51 a at the tip of the internal moving arm 51.
It can move up and down through the space, and up and down through a similar bifurcated portion of the arm tip. When the sample W is placed on the sample placing table 18, the external movement arm 10 moves to the outside from the sample exchange chamber 2 through the opening 2a. The opening 2a is closed by the external gate valve 5.

【００２４】前記試料載置テーブル１８上に載置された
試料Ｗの左右両側には試料のセンタ出し用ガイド５６，
５６が配置されている。各センタ出し用ガイド５６は、
前記開口２aの下方において前記下部枠１１内面に固定
されたガイドレール５７により左右方向（Ｙ軸方向）に
スライド可能である。前記センタ出し用ガイド５６は前
記ガイドレール５７にスライド自在に支持されるスライ
ド部５６a、前記試料Ｗに当接する当接部５６b、および
前記スライド部の端部に形成された係合部５６cを有し
ている。図５において、前記左右一対配置されたセンタ
出し用ガイド５６，５６の係合部５６c，５６cは、互い
に接近して対向して配置されており、下方に広がる傾斜
面により構成されている。前記左右一対のセンタ出し用
ガイド５６，５６は、前記下部枠１１に固定されたシャ
フト５８，５８に支持された引張バネ５９，５９により
互いに接近する方向の力を受けている。Guides 56 for centering the sample are provided on the left and right sides of the sample W placed on the sample placing table 18, respectively.
56 are arranged. Each center guide 56
A guide rail 57 fixed to the inner surface of the lower frame 11 can slide in the left-right direction (Y-axis direction) below the opening 2a. The centering guide 56 has a slide portion 56a slidably supported by the guide rail 57, an abutting portion 56b that abuts on the sample W, and an engaging portion 56c formed at the end of the sliding portion. doing. In FIG. 5, the engaging portions 56c, 56c of the pair of left and right centering guides 56, 56 are arranged so as to face each other and face each other, and are formed by inclined surfaces that spread downward. The pair of left and right centering guides 56, 56 receives a force in a direction in which they approach each other by tension springs 59, 59 supported by shafts 58, 58 fixed to the lower frame 11.

【００２５】前記係合部５６c，５６cの下方にはガイド
駆動用シャフト６１が配置されている。このガイド駆動
用シャフト６１は上端６１aが先細りに形成されてお
り、前記上端は前記一対の係合部５６c，５６c間に配置
されている。そして、ガイド駆動用シャフト６１は上昇
すると、前記一対の係合部５６c，５６cを外側におし
て、前記当接部５６b，５６bを外側に開くように構成さ
れている。そして、前記一対の当接部５６b，５６bを開
いた状態で前記試料載置テーブル１８により試料Ｗを持
ち上げて上昇させ、上昇位置において前記ガイド駆動用
シャフト６１を下降させることにより当接部５６b，５
６bを接近させて試料Ｗを両側から挟んで位置調節する
ことによりセンタ出しを行えるようになっている。な
お、センタ出しを行った後、前記当接部５６b，５６bは
開いた状態に保持される。A guide drive shaft 61 is arranged below the engaging portions 56c, 56c. The guide driving shaft 61 has a tapered upper end 61a, and the upper end is disposed between the pair of engaging portions 56c and 56c. Then, when the guide driving shaft 61 rises, the pair of engaging portions 56c, 56c are placed outside and the contact portions 56b, 56b are opened outside. Then, the sample W is lifted and raised by the sample mounting table 18 with the pair of contact portions 56b, 56b opened, and the guide driving shaft 61 is lowered at the raised position to contact the contact portions 56b, 56b. 5
Centering can be performed by bringing 6b close to each other and sandwiching the sample W from both sides to adjust the position. After centering, the contact portions 56b, 56b are held in the open state.

【００２６】図３、図５に示す前記オリフラ位置センサ
Ｓの試料検出部Ｓ2は、バネ６２により常時、試料Ｗ側
に引っ張られているが、ストッパ６３により前記試料検
出部Ｓ2の先端位置は規制されている。この状態のオリ
フラ位置センサＳの位置はＰ1（図３参照）で示されて
いる。前記オリフラ位置センサＳの下端のシリンダ当接
部Ｓ3はオリフラ位置センサ移動用シリンダＣ3により図
３の位置Ｐ2に移動可能に構成されている。前記試料検
出部Ｓ2先端は上下に離れた二股の形状を有し、その部
分に上下に離れた発光素子および受光素子が配置されて
いる。前記Ｐ1に示す位置にオリフラ位置センサＳを配
置した状態で、試料載置テーブル１８を回転させると、
試料Ｗの外周部は前記発光素子および受光素子の間を通
過するように配置される。試料Ｗのオリフラ位置Ｗaが
前記試料検出部Ｓ2先端に対応する位置に移動した時に
は、発光素子からの光が受光素子に到達するので、前記
試料Ｗのオリフラ位置Ｗa（図３参照）を検出すること
ができる。The sample detector S2 of the orientation flat position sensor S shown in FIGS. 3 and 5 is always pulled toward the sample W by the spring 62, but the stopper 63 regulates the tip position of the sample detector S2. Has been done. The position of the orientation flat position sensor S in this state is indicated by P1 (see FIG. 3). The cylinder contact portion S3 at the lower end of the orientation flat position sensor S is configured to be movable to the position P2 in FIG. 3 by the orientation flat position sensor moving cylinder C3. The tip of the sample detecting portion S2 has a bifurcated shape which is vertically separated, and a light emitting element and a light receiving element which are vertically separated are arranged in that portion. When the sample mounting table 18 is rotated with the orientation flat position sensor S placed at the position indicated by P1,
The outer peripheral portion of the sample W is arranged so as to pass between the light emitting element and the light receiving element. When the orientation flat position Wa of the sample W moves to a position corresponding to the tip of the sample detection unit S2, the light from the light emitting element reaches the light receiving element, so the orientation flat position Wa (see FIG. 3) of the sample W is detected. be able to.

【００２７】前記オリフラ位置センサＳにより試料Ｗの
オリフラ位置Ｗaが検出された状態では、試料Ｗは所望
の姿勢で試料載置テーブル１８に載置されていることに
なる。この状態で且つ前記内部移動アーム５１が図６Ａ
に示す後退位置に有る状態において、前記試料載置テー
ブル１８を下降させると、試料Ｗは前記内部移動アーム
５１の試料載置部５１a，５１aに載置される。前記真空
試料室１および試料交換室２間の内部仕切弁３を開いて
試料交換室２内の内部移動アーム５１を右方（−Ｙ方
向）に前進させて、前記試料載置部５１a，５１aに載置
された試料Ｗを真空試料室１内の試料ステージ６６（図
７参照）に搬送することができる。When the orientation flat position sensor S detects the orientation flat position Wa of the sample W, the sample W is placed on the sample placing table 18 in a desired posture. In this state and the internal moving arm 51 is shown in FIG.
When the sample mounting table 18 is lowered in the retracted position as shown in (1), the sample W is mounted on the sample mounting portions 51a, 51a of the internal moving arm 51. The internal sluice valve 3 between the vacuum sample chamber 1 and the sample exchange chamber 2 is opened, and the internal moving arm 51 in the sample exchange chamber 2 is moved to the right (-Y direction) to move the sample mounting portions 51a, 51a. The sample W placed on the sample stage 66 can be transported to the sample stage 66 (see FIG. 7) in the vacuum sample chamber 1.

【００２８】次に図７〜９により前記真空試料室１内の
試料ステージ６６について説明する。前記真空試料室１
内に配置された試料ステージ６６は、試料Ｗを電子顕微
鏡により観察、検査、または測長等を行う位置（作業位
置）に移動させるための装置である。試料ステージ６６
は、支持プレート６７上にＹ軸方向（左右方向）に移動
可能に支持されたＹ軸移動テーブル６８、および前記Ｙ
軸移動テーブル６８上にＸ軸方向（前後方向）に移動可
能に支持されたＸ軸移動テーブル６９を有している。前
記Ｙ軸移動テーブル６８、Ｘ軸移動テーブル６９の移動
装置は図示していないが従来公知の種々の移動装置を採
用することが可能である。前記Ｘ軸移動テーブル６９上
には円形の回転テーブル７１がベアリング７２を介して
回転可能に支持されている。回転テーブル７１はその外
周にギヤ７３が形成されており、ギヤ７３はテーブル駆
動モータＭ3（図９参照）により回転するウオームギヤ
７４と噛み合っている。そして回転テーブル７１は、前
記ウオームギヤ７４の回転にともなって回転するように
構成されている。Next, the sample stage 66 in the vacuum sample chamber 1 will be described with reference to FIGS. The vacuum sample chamber 1
The sample stage 66 arranged inside is a device for moving the sample W to a position (working position) where observation, inspection, length measurement, or the like is performed with an electron microscope. Sample stage 66
Is a Y-axis moving table 68 movably supported on the support plate 67 in the Y-axis direction (left-right direction), and the Y-axis moving table 68.
An X-axis moving table 69 is supported on the axis-moving table 68 so as to be movable in the X-axis direction (front-back direction). Although not shown, the Y-axis moving table 68 and the X-axis moving table 69 can be moved by various known moving devices. A circular rotary table 71 is rotatably supported on the X-axis moving table 69 via a bearing 72. A gear 73 is formed on the outer periphery of the rotary table 71, and the gear 73 meshes with a worm gear 74 that is rotated by a table drive motor M3 (see FIG. 9). The rotary table 71 is configured to rotate with the rotation of the worm gear 74.

【００２９】図７において、回転テーブル７１には、前
記内部移動アーム５１により真空試料室１内に搬送され
た試料Ｗを受け取ったり、作業済の試料Ｗを内部移動ア
ーム５１の試料載置部５１a，５１aに移動させるための
真空室側試料移動手段としての上下動テーブル７６が上
下動可能に支持されている。前記上下動テーブル７６に
より、作業用試料支持部材が構成されている。上下動テ
ーブル７６は上端に設けた円形の試料載置プレート７６
aおよび下方に延びるロッド７６bを有している。前記ロ
ッド７６b下端にはバネ受けプレート７７が固定されて
いる。バネ受けプレート７７と前記回転テーブル７１下
面との間には圧縮バネ７８が配置されている。前記圧縮
バネ７８により前記上下動テーブル７６は、常時下方に
付勢されている。前記上下動テーブル７６の下面には、
扇形のテコ８１が水平軸７９周りに回転可能に支持され
ている。前記テコ８１のテーブル支持面８１aは上下動
テーブル７６の下端に当接している。テコ８１の被押圧
面８１bには、ナット８２先端のボール８２aが当接して
いる。ナット８２には被ガイドバー８３が一体的に設け
られており、被ガイドバー８３は前記回転テーブル７１
に形成されたガイド溝８４に係合している。In FIG. 7, on the rotary table 71, the sample W transported into the vacuum sample chamber 1 by the internal moving arm 51 is received, and the worked sample W is placed on the sample mounting portion 51 a of the internal moving arm 51. , 51a, a vertically movable table 76 as a vacuum chamber side sample moving means is supported so as to be vertically movable. The up-and-down moving table 76 constitutes a working sample support member. The vertical moving table 76 is a circular sample mounting plate 76 provided at the upper end.
a and a rod 76b extending downward. A spring receiving plate 77 is fixed to the lower end of the rod 76b. A compression spring 78 is arranged between the spring receiving plate 77 and the lower surface of the rotary table 71. The vertical movement table 76 is constantly urged downward by the compression spring 78. On the lower surface of the vertical movement table 76,
A fan-shaped lever 81 is rotatably supported around a horizontal axis 79. The table support surface 81a of the lever 81 is in contact with the lower end of the vertically movable table 76. A ball 82a at the tip of the nut 82 is in contact with the pressed surface 81b of the lever 81. A guided bar 83 is integrally provided on the nut 82, and the guided bar 83 is the rotary table 71.
It engages with the guide groove 84 formed in.

【００３０】前記回転テーブル７１の下面には上下動テ
ーブル駆動モータ８６が支持されており、上下動テーブ
ル駆動モータ８６により回転するボルト軸（ネジが形成
された軸）８７は前記ナット８２と螺合している。した
がって、前記上下動テーブル駆動モータ８６が回転した
ときにはボルト軸８７が回転し、ナット８２および被ガ
イドバー８３は前記ガイド溝８４に沿って移動し、その
とき前記テコ８１が前記水平軸７９周りに回動するよう
に構成されている。そして、テコ８１の回動によりテコ
８１のテーブル支持面８１aが上下し、それに連動して
前記上下動テーブル７６が上下動するように構成されて
いる。なお、前記ナット８２および被ガイドバー８３の
移動範囲の両端には、前記被ガイドバー８３との接触に
より作動するリミットスイッチ８８，８９が配置されて
おり、前記ナット８２の移動範囲は制限されている。A vertical movement table drive motor 86 is supported on the lower surface of the rotary table 71, and a bolt shaft (screwed shaft) 87 rotated by the vertical movement table drive motor 86 is screwed into the nut 82. doing. Therefore, when the vertical movement table drive motor 86 rotates, the bolt shaft 87 rotates, the nut 82 and the guided bar 83 move along the guide groove 84, and at that time, the lever 81 moves around the horizontal shaft 79. It is configured to rotate. Then, the table support surface 81a of the lever 81 is moved up and down by the rotation of the lever 81, and the vertical movement table 76 is moved up and down in conjunction with this. It should be noted that limit switches 88 and 89 that operate by contact with the guided bar 83 are arranged at both ends of the moving range of the nut 82 and the guided bar 83, and the moving range of the nut 82 is limited. There is.

【００３１】図７，８に示すように、回転テーブル７１
上の前記上下動テーブル７６周囲には、作業用試料支持
部材としての複数の球面部材９１が設けられている。ま
た図８から分かるように、前記複数の球面部材９１の外
側には試料Ｗの位置決め用の鉛直軸回りに回転自在な基
準ローラ９２，９２、および９３（図９参照）、および
移動ローラ９４が設けられている。図８において、前記
鉛直軸回りに回転自在な移動ローラ９４は、前記回転テ
ーブル７１上面に設けられたアーム収容溝９６（図８，
９参照）内で鉛直軸９７（図９参照）周りに（すなわ
ち、水平方向に）揺動可能な揺動アーム９８により支持
されている。図８に示すように、揺動アーム９８先端に
は下方に延びる揺動用被作動部材９９が設けられてい
る。揺動用被作動部材９９は回転テーブル７１下面に配
置された引張バネ１０１により常時回転テーブル７１の
中心側に向かって付勢されている。また、揺動用被作動
部材９９にはナット１０２先端のボール１０２aが当接
している。ナット１０２には被ガイドバー１０３が一体
的に設けられており、被ガイドバー１０３は前記回転テ
ーブル７１に支持されたブラケット１０４に形成された
ガイド溝１０４aに係合している。As shown in FIGS. 7 and 8, a rotary table 71 is provided.
A plurality of spherical members 91 as work sample support members are provided around the upper and lower moving table 76. Further, as can be seen from FIG. 8, reference rollers 92, 92 and 93 (see FIG. 9), which are rotatable around a vertical axis for positioning the sample W, and a moving roller 94 are provided outside the plurality of spherical members 91. It is provided. In FIG. 8, the movable roller 94 rotatable around the vertical axis is an arm receiving groove 96 (FIG. 8, FIG. 8) provided on the upper surface of the rotary table 71.
9), and is supported by a swing arm 98 that is swingable around a vertical axis 97 (see FIG. 9) (that is, in the horizontal direction). As shown in FIG. 8, a swinging operated member 99 extending downward is provided at the tip of the swinging arm 98. The swinging operated member 99 is constantly urged toward the center side of the rotary table 71 by the tension spring 101 arranged on the lower surface of the rotary table 71. A ball 102a at the tip of the nut 102 is in contact with the swinging operated member 99. A guided bar 103 is integrally provided on the nut 102, and the guided bar 103 is engaged with a guide groove 104a formed in a bracket 104 supported by the rotary table 71.

【００３２】前記ブラケット１０４にはワーク位置決め
用モータ１０６が支持されており、ワーク位置決め用モ
ータ１０６により回転するボルト軸（ネジが形成された
軸）１０７は前記ナット１０２と螺合している。したが
って、前記ワーク位置決め用モータ１０６が回転したと
きにはボルト軸１０７が回転し、ナット１０２および被
ガイドバー１０３は前記ガイド溝１０４に沿って移動
し、そのとき前記揺動用被作動部材９９および揺動アー
ム９８が前記鉛直軸９７周りに揺動するように構成され
ている。そして、揺動アーム９８の揺動により前記移動
ローラ９４が移動して、図９の二点鎖線位置の試料Ｗを
実線位置に移動させて位置決めするように構成されてい
る。なお、前記ナット１０２および被ガイドバー１０３
の移動範囲の両端には、前記被ガイドバー１０３との接
触により作動するリミットスイッチ１０８，１０９が配
置されており、前記ナット１０２の移動範囲は制限され
ている。A work positioning motor 106 is supported on the bracket 104, and a bolt shaft (threaded shaft) 107 rotated by the work positioning motor 106 is screwed into the nut 102. Therefore, when the workpiece positioning motor 106 rotates, the bolt shaft 107 rotates, the nut 102 and the guided bar 103 move along the guide groove 104, and at that time, the oscillating operated member 99 and the oscillating arm. 98 is configured to swing around the vertical axis 97. The movable roller 94 is moved by the swing of the swing arm 98, and the sample W at the position indicated by the chain double-dashed line in FIG. 9 is moved to the position indicated by the solid line for positioning. The nut 102 and the guided bar 103
Limit switches 108 and 109, which are activated by contact with the guided bar 103, are arranged at both ends of the movement range of the nut 102, and the movement range of the nut 102 is limited.

【００３３】図７において、内部移動アーム５１により
真空試料室１内に搬送された試料Ｗは、上下動テーブル
７６により持ち上げられる。そして、内部移動アーム５
１が前記試料交換室２内に後退した後、上下動テーブル
７６が下降すると、試料Ｗは複数の球面部材９１に載置
される。この状態は図９の２点鎖線で示されている。次
に前記揺動アーム９８を揺動させて前記移動ローラ９４
を回転テーブル７１の中心側に移動させると、移動ロー
ラ９４により押された試料Ｗは図９の実線で示す位置に
移動し、回転テーブル７１上の所定位置に位置決めさ
れ、固定される。このように回転テーブル７１上に固定
された試料Ｗは、回転テーブル７１、Ｘ軸移動テーブル
６９、Ｙ軸移動テーブル６８により、真空試料室１に設
けられた前記電子線装置Ｄ（図１参照）に対して所望の
位置に移動し、観察、検査、測長、描画、等が行われ
る。In FIG. 7, the sample W transported into the vacuum sample chamber 1 by the internal moving arm 51 is lifted by the vertically moving table 76. And the internal moving arm 5
After the vertical movement table 76 descends after the sample 1 is retracted into the sample exchange chamber 2, the sample W is placed on the plurality of spherical members 91. This state is shown by the chain double-dashed line in FIG. Next, the swing arm 98 is swung to move the moving roller 94.
When is moved to the center side of the rotary table 71, the sample W pushed by the moving roller 94 moves to the position shown by the solid line in FIG. 9, and is positioned and fixed at a predetermined position on the rotary table 71. The sample W fixed on the rotary table 71 in this manner is moved by the rotary table 71, the X-axis moving table 69, and the Y-axis moving table 68, and the electron beam apparatus D provided in the vacuum sample chamber 1 (see FIG. 1). Then, it is moved to a desired position, and observation, inspection, length measurement, drawing, etc. are performed.

【００３４】（実施例１の作用）次に、前述の構成を備
えた前記実施例１の作用を説明する。図１，２におい
て、前記外部仕切弁５を開放状態として、外部移動アー
ム１０により、前記試料交換室２の上面のカセットキャ
リア４から試料Ｗを取り出して、試料交換室２内の試料
交換位置Ｗ1（図２参照）に搬入する。交換室内試料交
換位置Ｗ1において試料載置テーブル１８により試料Ｗ
を受取る。交換室内試料交換位置Ｗ1でセンタ出し用ガ
イド５６，５６により試料Ｗのセンタ出しを行うと同時
に試料Ｗのオリフラ位置を検出する。この状態で試料載
置テーブル１８を下降させると、試料Ｗは内部移動アー
ム５１先端の試料載置部５１a，５１aに載置される。(Operation of First Embodiment) Next, the operation of the first embodiment having the above-described structure will be described. 1 and 2, with the external sluice valve 5 opened, the sample W is taken out from the cassette carrier 4 on the upper surface of the sample exchange chamber 2 by the external moving arm 10 and the sample exchange position W1 in the sample exchange chamber 2 is taken. (See FIG. 2). At the sample exchange position W1 in the exchange chamber, the sample W is moved by the sample mounting table
Receive. The center of the sample W is centered by the centering guides 56, 56 at the sample exchange position W1 in the exchange chamber, and at the same time, the orientation flat position of the sample W is detected. When the sample mounting table 18 is lowered in this state, the sample W is mounted on the sample mounting portions 51a, 51a at the tip of the internal moving arm 51.

【００３５】図２において、前記内部仕切弁３を開放状
態として、内部移動アーム５１を右方（−Ｙ方向）に前
進させると試料Ｗは交換室内試料交換位置Ｗ1から真空
試料室１内の試料交換位置Ｗ2に移動する。この真空室
内試料交換位置Ｗ2において、図８に示す上下動テーブ
ル７６を上昇させて試料載置プレート７６a上に試料Ｗ
を載置する。その後、内部移動アーム５１を試料交換室
２内に後退移動させて内部仕切弁３を閉塞状態とする。
この内部仕切弁３が閉塞状態に有るときには、真空試料
室１と試料交換室２とは気密に遮断される。次に前記上
下動テーブル７６を下降させて試料Ｗを球面部材（図
８，８参照）９１上に支持する。そして、前記揺動アー
ム９８を揺動させて移動ローラ９４により試料Ｗを基準
ローラ９２，９２，９３（図９，９参照）に押し当てて
て位置決め固定する。この状態でＸ軸移動テーブル６９
およびＹ軸移動テーブル６８を移動させて試料Ｗを作業
位置（観察、検査、測長、描画等の作業を行う位置）Ｗ
3に移動する。そして試料Ｗに対する作業（例えば測
長）を行う。In FIG. 2, when the internal sluice valve 3 is opened and the internal moving arm 51 is advanced to the right (-Y direction), the sample W moves from the sample exchange position W1 in the exchange chamber to the sample in the vacuum sample chamber 1. Move to the exchange position W2. At the sample exchange position W2 in the vacuum chamber, the vertical movement table 76 shown in FIG. 8 is raised to place the sample W on the sample mounting plate 76a.
Is placed. Then, the internal moving arm 51 is moved backward into the sample exchange chamber 2 to close the internal sluice valve 3.
When the internal sluice valve 3 is closed, the vacuum sample chamber 1 and the sample exchange chamber 2 are hermetically shut off from each other. Next, the vertical movement table 76 is lowered to support the sample W on the spherical member (see FIGS. 8 and 8) 91. Then, the swing arm 98 is swung to press the sample W against the reference rollers 92, 92, 93 (see FIGS. 9 and 9) by the moving roller 94 to position and fix the sample W. In this state, the X-axis moving table 69
And the Y-axis moving table 68 is moved to move the sample W to a work position (position for performing work such as observation, inspection, length measurement, and drawing) W
Go to 3. Then, work (for example, length measurement) on the sample W is performed.

【００３６】前記作業中、前記外部仕切弁５を閉塞状態
として試料交換室２内を真空にすると同時に、試料交換
室２′の外部仕切弁５′を開放状態として、外部移動ア
ーム１０により、前記試料交換室２′上面のカセットキ
ャリア４′から試料Ｗを取り出して、試料交換室２′内
の試料交換位置Ｗ1′に搬入する。試料交換位置Ｗ1′に
おいて試料載置テーブル１８により試料Ｗを受取る。そ
の後、外部移動アーム１０は試料交換室２′外へ移動し
外部仕切弁５′が閉塞状態とされる。外部仕切弁５′を
閉塞状態にして、試料交換室２′内を真空にするととも
に、試料交換位置Ｗ1′でセンタ出し用ガイド５６，５
６により試料Ｗのセンタ出しを行うと同時に試料Ｗのオ
リフラ位置を検出する。この状態は図２では実線で示さ
れている。この状態で試料載置テーブル１８を９０°回
転させて２点鎖線の状態にしてから、試料載置テーブル
１８を下降させると試料Ｗは内部移動アーム５１′の試
料載置部５１a′，５１a′に載置される。この状態で、
次の作業対象である試料Ｗが交換室内試料交換位置Ｗ
1′で待機する。During the work, the external sluice valve 5 is closed to make the inside of the sample exchange chamber 2 a vacuum, and at the same time, the external sluice valve 5'of the sample exchange chamber 2'is opened and the external moving arm 10 is used to The sample W is taken out from the cassette carrier 4'on the upper surface of the sample exchange chamber 2'and carried into the sample exchange position W1 'in the sample exchange chamber 2'. The sample W is received by the sample mounting table 18 at the sample exchange position W1 '. After that, the external transfer arm 10 is moved to the outside of the sample exchange chamber 2'and the external sluice valve 5'is closed. The external sluice valve 5'is closed, the sample exchange chamber 2'is evacuated, and the centering guides 56, 5 are placed at the sample exchange position W1 '.
The centering of the sample W is performed by 6 and the orientation flat position of the sample W is detected at the same time. This state is shown by the solid line in FIG. In this state, the sample mounting table 18 is rotated by 90 ° so as to be in a two-dot chain line state, and then the sample mounting table 18 is lowered, so that the sample W is sampled by the sample mounting portions 51a ′ and 51a ′ of the internal moving arm 51 ′. Placed on. In this state,
The sample W that is the next work target is the sample exchange position W in the exchange chamber.
Wait at 1 '.

【００３７】前記作業位置Ｗ3において作業が終了した
試料Ｗは試料交換位置Ｗ2に搬送される。そして、内部
仕切弁３を開放状態として試料交換室２内の内部移動ア
ーム５１により、前記試料Ｗを真空室内試料交換位置Ｗ
2から交換室内試料交換位置Ｗ1に搬送し、内部仕切弁３
を遮断する。そして、試料交換室２をリークして大気圧
にし、外部遮断弁５を開放状態として、交換室内試料交
換位置Ｗ1の作業済の試料Ｗを外部移動アーム１０によ
りカセットキャリア４に収納し、カセットキャリア４か
ら次に測長等の作業を行う新たな試料を試料交換室２内
に搬入する。また、前記真空室内試料交換位置Ｗ2で作
業済の試料Ｗを試料交換室２の内部移動アーム５１に渡
した前記真空試料室１内の回転テーブル７１はＸ軸移動
テーブル６９およびＹ軸移動テーブル６８により第２の
真空室内試料交換位置Ｗ2′に移動する。このとき、前
記試料交換室２′内の試料交換位置Ｗ1′で待機してい
た試料Ｗが真空試料室１内の第２の真空室内試料交換位
置Ｗ2′に搬送され、回転テーブル７１に渡される。こ
の試料Ｗは位置Ｗ3に移動して作業が行われる。The sample W for which the work has been completed at the work position W3 is conveyed to the sample exchange position W2. Then, the internal sluice valve 3 is opened, and the sample W is moved to the vacuum chamber sample exchange position W by the internal moving arm 51 in the sample exchange chamber 2.
The internal sluice valve 3 is conveyed from 2 to the sample exchange position W1 in the exchange chamber.
Cut off. Then, the sample exchange chamber 2 is leaked to atmospheric pressure, the external shutoff valve 5 is opened, and the worked sample W at the sample exchange position W1 in the exchange chamber is stored in the cassette carrier 4 by the external moving arm 10. Then, a new sample for carrying out work such as length measurement from 4 is carried into the sample exchange chamber 2. Further, the rotary table 71 in the vacuum sample chamber 1 which has transferred the sample W that has been worked at the sample exchange position W2 in the vacuum chamber to the internal moving arm 51 of the sample exchange chamber 2 is the X-axis moving table 69 and the Y-axis moving table 68. Is moved to the second vacuum chamber sample exchange position W2 '. At this time, the sample W waiting at the sample exchange position W1 'in the sample exchange chamber 2'is conveyed to the second vacuum chamber sample exchange position W2' in the vacuum sample chamber 1 and transferred to the rotary table 71. . The sample W is moved to the position W3 for work.

【００３８】以下同様の作業を繰り返し実行しながら試
料Ｗに対する作業を行う。この実施例１のように、試料
交換室を２個配置することにより、真空試料室および一
方の試料交換室間の試料移動を行う間に、他方の試料交
換室内に次の作業対象となる試料を準備することができ
るので、試料の交換時間を短時間で行うことが可能とな
る。したがって、ウエハーのような試料Ｗの測長作業を
行う処理スピードがアップする。The work for the sample W is performed while repeatedly performing the same work. By arranging two sample exchange chambers as in Example 1, while the sample is being moved between the vacuum sample chamber and one of the sample exchange chambers, the sample to be the next work target is placed in the other sample exchange chamber. Since it is possible to prepare, it is possible to replace the sample in a short time. Therefore, the processing speed for measuring the length of the sample W such as a wafer is increased.

【００３９】（実施例２）次に、図１１により本発明の
試料交換装置の実施例２について説明する。図１１は本
発明の試料交換装置の実施例２の平面図で、前記実施例
１の図２に対応する図である。なお、この実施例２の説
明において、前記実施例１の構成要素に対応する構成要
素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略す
る。この実施例２は、下記の点で前記実施例１と相違し
ているが、他の点では前記実施例１と同様に構成されて
いる。この実施例２の試料交換装置は、２個の試料交換
室に対応して配置された１個のエレベータ８が２組配置
された点で、１組だけ配置された前記実施例１と相違し
ている。その他のの点では実施例２は実施例１と同一で
ある。この実施例２では試料交換室を４個配置すること
により、真空試料室１および一つの試料交換室間の試料
Ｗの移動を行う間に、他の試料交換室内にその後の作業
対象となる試料Ｗを準備することができる。このため、
試料Ｗに対する作業時間（例えば、ウエハーの測長時
間）が短くなった場合、作業済の試料を真空試料室内か
ら試料交換室に移動させた後に、残りの３個の試料交換
室の中の最初に試料交換を開始した試料交換室では次の
試料Ｗの準備が完了していることになる。このため、試
料Ｗに対する作業時間が短い場合であっても、真空試料
室１から作業済の試料Ｗを搬出した後に、直ちに次の試
料の真空試料室１への搬入を開始することが可能とな
る。したがって、ウエハーのような試料Ｗの測長作業を
行う処理スピードをさらに向上させることが可能とな
る。(Embodiment 2) Next, Embodiment 2 of the sample exchange apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a plan view of a second embodiment of the sample exchange apparatus of the present invention, which is a view corresponding to FIG. 2 of the first embodiment. In the description of the second embodiment, components corresponding to the components of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The second embodiment differs from the first embodiment in the following points, but has the same configuration as the first embodiment in other points. The sample exchanging apparatus of the second embodiment differs from the first embodiment in which only one set is arranged in that two sets of one elevator 8 arranged corresponding to two sample exchange chambers are arranged. ing. In other respects, the second embodiment is the same as the first embodiment. In the second embodiment, by disposing four sample exchange chambers, while the sample W is moved between the vacuum sample chamber 1 and one sample exchange chamber, a sample to be subsequently worked in another sample exchange chamber. W can be prepared. For this reason,
When the working time for the sample W (for example, the measuring time of the wafer) becomes short, the worked sample is moved from the vacuum sample chamber to the sample exchange chamber and then the first of the remaining three sample exchange chambers. Preparation of the next sample W is completed in the sample exchange chamber where the sample exchange is started. Therefore, even when the working time for the sample W is short, it is possible to immediately start loading the next sample into the vacuum sample chamber 1 after carrying out the worked sample W from the vacuum sample chamber 1. Become. Therefore, the processing speed for measuring the length of the sample W such as a wafer can be further improved.

【００４０】（変更例）以上、本発明の実施例を詳述し
たが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内
で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更
実施例を下記に例示する。(Modifications) Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but is within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Thus, various changes can be made. A modified embodiment of the present invention is illustrated below.

【００４１】（Ｈ01）本発明は、ウエハー以外の試料交
換装置に適用可能である。 （Ｈ02）試料Ｗに対する測長等の作業を行う際に前記試
料を支持する作業用試料支持部材は、複数の球面部材９
１により構成する代わりに、他の形状の複数の突起によ
り構成したり、平坦面を有する部材により構成すること
が可能である。 （Ｈ03）前記エレベータ８は２個の試料交換室に対して
１個配置する代わりに、各試料交換室に対してそれぞれ
１個配置することが可能である。その場合、エレベータ
８は上下軸周りの回転移動を行う必要は無くなる。 （Ｈ04）実施例１に示した試料Ｗはオリフラの有るウエ
ハーであって、試料Ｗの向きを定める必要があったが、
向きが問題とならない試料Ｗの場合には、試料交換室２
内において前記外部移動アーム１０先端の試料載置部１
０a，１０aと内部移動アーム５１先端の試料載置部５１
a，５１aとの間で試料を移動させる交換室側試料移動手
段としての試料載置テーブル１８は、軸周りに回転可能
な構成を省略することが可能である。また、向きが問題
となるよう試料Ｗの場合であっても、カセットキャリア
４，４′内に収容する試料Ｗの向きを正しくセットして
おけば前記試料載置テーブル１８は、軸周りに回転可能
な構成を省略することが可能である。(H01) The present invention can be applied to a sample exchange apparatus other than a wafer. (H02) The work sample support member for supporting the sample when performing a work such as length measurement on the sample W is a plurality of spherical members 9
Instead of being configured by 1, it is possible to configure by a plurality of protrusions having other shapes or by a member having a flat surface. (H03) Instead of arranging one elevator 8 for each of the two sample exchange chambers, it is possible to arrange one elevator for each sample exchange chamber. In that case, the elevator 8 does not need to rotate around the vertical axis. (H04) The sample W shown in Example 1 was a wafer with orientation flat, and it was necessary to determine the orientation of the sample W.
In the case of the sample W whose orientation does not matter, the sample exchange chamber 2
Inside the sample mounting part 1 at the tip of the external moving arm 10
0a, 10a and the sample mounting part 51 at the tip of the internal moving arm 51
The sample mounting table 18 as the exchange chamber side sample moving means for moving the sample between the a and the 51a can omit the structure rotatable about the axis. Further, even in the case of the sample W so that the orientation becomes a problem, if the orientation of the sample W accommodated in the cassette carriers 4, 4'is set correctly, the sample mounting table 18 rotates about the axis. Possible configurations can be omitted.

【００４２】（Ｈ05）交換室側試料移動手段は、実施例
１に示した試料載置テーブル１８により構成する代わり
に、上下動可能に構成した内部移動アーム先端に、上方
に延びる短い支柱（昇降ロッド１７と同じ太さを有する
支柱）を設け、その支柱の上端に設けた前記試料載置テ
ーブル１８と同形状のテーブルにより構成することが可
能である。その場合、前記上下動可能に構成した内部移
動アーム先端の前記テーブルの上方位置に、前記外部移
動アーム１０により試料Ｗを搬入し、その位置で前記内
部移動アームおよびその先端の前記テーブルを上下動す
ることにより、試料の移動を行うことが可能となる。 （Ｈ06）また前記実施例１において、前記内部移動アー
ムを上下移動可能な構成とした場合、内部移動アーム先
端の試料載置部に載置した試料を前記作業用試料支持部
材としての複数の球面部材９１上方に搬入した後に、内
部移動アームを下降させることにより、前記複数の球面
部材９１上に試料Ｗを移動させることが可能となる。ま
た、前記内部移動アーム先端の試料載置部を、前記複数
の球面部材９１上に支持された試料の下方に進入させて
から上昇させることにより試料を、前記複数の球面部材
９１から内部移動アーム先端の試料載置部に移動させる
ことが可能である。すなわち、この場合には、真空室側
試料移動手段は、実施例１の上下動テーブル７６の代わ
りに、上下動可能な内部移動アームにより構成すること
が可能である。 （Ｈ07）図１１に示す実施例２において、２個の試料交
換室２′を省略して、２個の試料交換室２のみとするこ
とが可能である。その場合、真空室内試料交換位置Ｗ
2′は不要となり、Ｗ2の１ヶ所のみとなる。この場合、
１ヶ所の真空室内試料構成運位置Ｗ2において、測長等
の作業済みの試料の搬出および次の作業のための試料の
搬入を行うことになる。(H05) Instead of the sample mounting table 18 shown in the first embodiment, the sample moving means on the exchange chamber side has a short column extending upward and downward (elevating up and down) at the tip of the internal moving arm which is vertically movable. It is possible to provide a column having the same thickness as that of the rod 17 and to configure the table with the same shape as the sample mounting table 18 provided on the upper end of the column. In that case, the sample W is loaded by the external moving arm 10 to a position above the table at the tip of the internal moving arm configured to move up and down, and the internal moving arm and the table at the tip thereof are moved up and down at that position. By doing so, it becomes possible to move the sample. (H06) In the first embodiment, when the internal moving arm is configured to be vertically movable, the sample placed on the sample placing portion at the tip of the internal moving arm is provided with a plurality of spherical surfaces as the working sample support member. It is possible to move the sample W onto the plurality of spherical members 91 by lowering the internal moving arm after the member W has been loaded above the member 91. In addition, the sample mounting portion at the tip of the internal moving arm is advanced below the sample supported on the plurality of spherical members 91, and then lifted to move the sample from the plurality of spherical members 91 to the internal moving arm. It is possible to move it to the sample mounting part at the tip. That is, in this case, the vacuum-chamber-side sample moving means can be configured by the vertically movable internal moving arm instead of the vertically movable table 76 of the first embodiment. (H07) In the second embodiment shown in FIG. 11, it is possible to omit the two sample exchange chambers 2 ′ and use only two sample exchange chambers 2. In that case, the sample exchange position W in the vacuum chamber
2'is no longer needed, only one location for W2. in this case,
At one sample-conveying position W2 in the vacuum chamber, the sample that has been worked such as length measurement is carried out and the sample for the next work is carried in.

【００４３】[0043]

【発明の効果】前述の本発明の試料交換装置は、下記の
効果を奏することができる。 （Ｅ01）試料交換室が真空になるまでの長い時間を必要
とせずに、真空試料室および試料交換室間の試料の交換
移動を行うことができる。The sample exchange device of the present invention described above can achieve the following effects. (E01) The sample can be exchanged and moved between the vacuum sample chamber and the sample exchange chamber without requiring a long time until the sample exchange chamber is evacuated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 図１は本発明の実施例１の試料交換装置の説
明図で、電子顕微鏡装置を使用して試料（ウエハー）Ｗ
の測長を行う装置に設けられた試料交換装置の斜視図で
ある。FIG. 1 is an explanatory diagram of a sample exchange apparatus according to a first embodiment of the present invention, in which a sample (wafer) W is formed by using an electron microscope apparatus.
FIG. 3 is a perspective view of a sample exchange device provided in the device for measuring the length of FIG.

【図２】 図２は前記図１に示す試料交換装置の平面図
である。FIG. 2 is a plan view of the sample exchange device shown in FIG.

【図３】 図３は図１に示す試料交換室の平断面図であ
る。FIG. 3 is a plan sectional view of the sample exchange chamber shown in FIG.

【図４】 図４は前記図３のIII−III線断面図である。4 is a sectional view taken along line III-III of FIG.

【図５】 図５は前記図３のIＶ−IＶ線断面図である。5 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG.

【図６】 図６は前記図４に示すアーム移動機構の説明
図で、図６Ａは内部移動アームが後退位置に有る状態を
示す図であり、図６Ｂは内部移動アームが前進した状態
を示す図である。6 is an explanatory view of the arm moving mechanism shown in FIG. 4, FIG. 6A is a view showing a state in which the internal moving arm is in a retracted position, and FIG. 6B is a state in which the internal moving arm is advanced. It is a figure.

【図７】 図７は前記図１に示す真空試料室（真空作業
室）内に配置されたＸＹテーブルに支持された回転テー
ブルの昇降ロッドの説明図である。FIG. 7 is an explanatory view of a lifting rod of a rotary table supported by an XY table arranged in the vacuum sample chamber (vacuum working chamber) shown in FIG.

【図８】 図８は前記図７の回転テーブル上に載置され
た試料Ｗの位置決め機構の説明図である。8 is an explanatory view of a positioning mechanism for the sample W placed on the rotary table of FIG. 7.

【図９】 図９は前記図７に示す回転テーブルの回転駆
動機構および試料Ｗの位置決め機構の平面図である。9 is a plan view of the rotary drive mechanism of the rotary table and the positioning mechanism of the sample W shown in FIG. 7. FIG.

【図１０】 図１０は前記図７に示す昇降ロッドおよび
図８に示す試料Ｗの位置決め機構の斜視図である。10 is a perspective view of the lifting rod shown in FIG. 7 and the positioning mechanism for the sample W shown in FIG.

【図１１】 図１１は本発明の試料交換装置の実施例２
の平面図で、前記実施例１の図２に対応する図である。FIG. 11 is a second embodiment of the sample exchange apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a plan view corresponding to FIG. 2 of the first embodiment.

【図１２】 図１２は前記種類の試料交換装置のの従来
例の平面図である。FIG. 12 is a plan view of a conventional example of the sample exchange device of the above type.

【図１３】 図１３は前記図１２の矢印Ａから見た図で
ある。FIG. 13 is a view seen from an arrow A in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…真空試料室、２，２′…試料交換室、３，３′…内
部仕切弁、５，５′…外部仕切弁、１０…外部移動アー
ム、１０a…試料載置部、１８…交換室側試料移動手
段、５１…内部移動アーム、５１a，５１a…試料載置
部、７６…真空室側試料移動手段、９１…作業用試料支
持部材（複数の球面部材）、1 ... Vacuum sample chamber, 2, 2 '... Sample exchange chamber, 3, 3' ... Internal gate valve, 5, 5 '... External gate valve, 10 ... External transfer arm, 10a ... Sample mounting part, 18 ... Exchange chamber Side sample moving means, 51 ... internal moving arm, 51a, 51a ... sample placing part, 76 ... vacuum chamber side sample moving means, 91 ... working sample supporting member (a plurality of spherical members),

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 下記の要件を備えたことを特徴とする試
料交換装置、（Ｙ01）水平方向に離れた試料交換位置お
よび作業位置の間で移動する作業用試料支持部材を有す
る真空試料室に、開閉可能な内部仕切弁を介して接続さ
れるとともに開閉可能な外部仕切弁を有する複数の試料
交換室、（Ｙ02）前記真空試料室および複数の各試料交
換室を真空にする排気装置、（Ｙ03）複数の前記各試料
交換室に対応して試料交換室の外部に配置され、前記各
試料交換室の開放状態の外部仕切弁を通って前記各試料
交換室内に出入可能な試料載置部を先端部に有する上下
移動および進退移動可能な外部移動アーム、（Ｙ04）前
記各試料交換室内に配置され、前記各試料交換室の開放
状態の内部仕切弁を通って前記真空試料室内に出入可能
な試料載置部を先端部に有し、前記試料載置部が前記試
料交換室内の試料交換位置に配置された後退位置と前記
真空試料室内の試料交換位置に配置された前進位置との
間で進退移動可能な内部移動アーム、（Ｙ05）前記開放
状態の外部仕切弁を通って試料交換室内部の試料交換位
置に進入した前記外部移動アーム先端の試料載置部と、
前記後退位置に配置された内部移動アームの試料載置部
との間で試料の移動を行う交換室側試料移動手段、（Ｙ
06）開放状態の内部仕切弁を通って真空試料室内部の試
料交換位置に進入した前記内部移動アーム先端の試料載
置部と、前記作業用試料支持部材との間で試料の移動を
行う真空室側試料移動手段。1. A sample exchanging device having the following requirements, (Y01) a vacuum sample chamber having a sample exchanging position horizontally apart from each other and a sample supporting member for working which moves between working positions. A plurality of sample exchange chambers connected through an openable / closable internal sluice valve and having an openable / closable external sluice valve, (Y02) an exhaust device for evacuating the vacuum sample chamber and each of the plurality of sample exchange chambers, Y03) A sample placing section which is arranged outside the sample exchange chamber corresponding to each of the plurality of sample exchange chambers and which can be put into and out of each of the sample exchange chambers through an external sluice valve of each sample exchange chamber. (Y04) is arranged in each sample exchange chamber, and can be moved in and out of the vacuum sample chamber through the open internal sluice valve of each sample exchange chamber. Tip of the sample mounting part An internal moving arm having the sample mounting part, which is movable back and forth between a retracted position arranged at a sample exchange position inside the sample exchange chamber and an advance position arranged at a sample exchange position inside the vacuum sample chamber, (Y05) A sample mounting portion at the tip of the external moving arm that has entered the sample exchange position inside the sample exchange chamber through the external sluice valve in the open state,
An exchange chamber side sample moving means for moving the sample to and from the sample placing portion of the internal moving arm arranged at the retracted position, (Y
06) Vacuum that moves the sample between the sample mounting part at the tip of the internal moving arm that has entered the sample exchange position inside the vacuum sample chamber through the open internal sluice valve and the working sample support member. Chamber side sample moving means.