(57)【要約】【課題】装置全体の小型化および低コスト化が可能な搬送装置を提供する。【解決手段】サブチャンバ４と第１処理チャンバ１０との間に介在する搬送ユニット２０において、予備試料室４ａで試料Ｓを左右方向に沿って搬送する搬送棒２１と、搬送棒２１を支持する支持体３１と、支持体３１を左右方向に交差する回転軸Ｐ回りに回転可能に支持するケース４１と、ケース４１の内部４２をシールする第２Ｏリング５２と、を備えている。予備試料室４ａと第１処理室１０ａとは、ケース４１の内部４２を通じて連通可能とされている。搬送棒２１は、支持体３１をケース４１に対して回転させることにより、試料Ｓを予備試料室４ａとケース４１の内部４２との間で搬送可能な第１状態と、試料Ｓを第１処理室１０ａとケース４１の内部４２との間で搬送可能な第２状態と、の間を移行可能となっている。【選択図】図２
2017050181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のチャンバと第二のチャンバとの間に介在する搬送装置において、
前記第一のチャンバの内部で試料を所定方向に沿って搬送する搬送棒と、
前記搬送棒を支持する支持体と、
前記支持体を前記所定方向に交差する回転軸回りに回転可能に支持するケースと、
前記支持体と前記ケースとの間に配置され、前記ケースの内部をシールするシール部材と、
を備え、
前記第一のチャンバの内部と前記第二のチャンバの内部とは、前記ケースの内部を通じて連通可能とされ、
前記搬送棒は、前記支持体を前記ケースに対して回転させることにより、前記試料を前記第一のチャンバの内部と前記ケースの内部との間で搬送可能な第１状態と、前記試料を前記第二のチャンバの内部と前記ケースの内部との間で搬送可能な第２状態と、の間を移行可能となっている、
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の搬送装置と、
前記第一のチャンバと、
前記第二のチャンバと、
を備えることを特徴とする処理装置。
【請求項３】
前記第一のチャンバと前記ケースとの間に介在し、前記第一のチャンバの内部と前記ケースの内部との連通路を開閉する第１ゲートバルブを有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記搬送装置は、前記第１ゲートバルブに対して着脱可能に接続されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の処理装置。
【請求項５】
前記第二のチャンバと前記ケースとの間に介在し、前記第二のチャンバの内部と前記ケースの内部との連通路を開閉する第２ゲートバルブを有する、
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の処理装置。
【請求項６】
前記第二のチャンバは、前記第２ゲートバルブに対して着脱可能に接続されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の処理装置。
【請求項７】
前記搬送装置には、複数の前記第二のチャンバが接続されている、
ことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の処理装置。
【請求項８】
請求項２から７のいずれか１項に記載の処理装置を備えることを特徴とする真空装置。
【請求項９】
請求項８に記載の真空装置と、
荷電粒子ビームを試料に照射する荷電粒子ビーム鏡筒と、
前記荷電粒子ビームの照射により前記試料から放出される二次粒子を検出する検出器と、
を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置、処理装置、真空装置および荷電粒子ビーム装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば生体試料等の分析では、試料に対して冷却等の処理を行った後、分析装置で試料を分析する場合がある。この場合には、分析装置に対して独立して設けられた処理工程用の装置で試料の処理を行った後、雰囲気を遮断した状態で試料を移送可能なケース等を用いて、試料を分析装置に移送することがある。これにより、試料が大気中の酸素や水等に直接接触することを防止している。
例えば、特許文献１には、試料に霜が付着することを防止するための試料ホルダを用いて、外部クライオステーションから電子顕微鏡内へ試料を移送する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００４−５０８６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、分析装置と処理工程用の装置とが独立して設けられるため、装置全体が大型化するとともに、コストが上昇するという課題があった。
【０００５】
そこで本発明は、装置全体の小型化および低コスト化が可能な搬送装置、処理装置、真空装置および荷電粒子ビーム装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の搬送装置は、第一のチャンバと第二のチャンバとの間に介在する搬送装置において、前記第一のチャンバの内部で試料を所定方向に沿って搬送する搬送棒と、前記搬送棒を支持する支持体と、前記支持体を前記所定方向に交差する回転軸回りに回転可能に支持するケースと、前記支持体と前記ケースとの間に配置され、前記ケースの内部をシールするシール部材と、を備え、前記第一のチャンバの内部と前記第二のチャンバの内部とは、前記ケースの内部を通じて連通可能とされ、前記搬送棒は、前記支持体を前記ケースに対して回転させることにより、前記試料を前記第一のチャンバの内部と前記ケースの内部との間で搬送可能な第１状態と、前記試料を前記第二のチャンバの内部と前記ケースの内部との間で搬送可能な第２状態と、の間を移行可能となっている、ことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、ケースの内部はシール部材によりシールされ、搬送棒は、試料を第一のチャンバの内部とケースの内部との間で搬送可能な第１状態と、試料を第二のチャンバの内部とケースの内部との間で搬送可能な第２状態と、の間を移行可能となっているので、遮断された雰囲気下で、試料を第一のチャンバと第二のチャンバとの間で相互に移送させることができる。このため、第一のチャンバの内部と第二のチャンバの内部とが遮断された雰囲気下で連通した状態で、第一のチャンバと第二のチャンバとを連結させることが可能となる。したがって、内部の雰囲気が遮断された第一のチャンバおよび第二のチャンバが互いに独立して配置された構成と比較して、装置全体の小型化および低コスト化が可能な搬送装置とすることができる。
【０００８】
本発明の処理装置は、上記の搬送装置と、前記第一のチャンバと、前記第二のチャンバと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、搬送装置の搬送棒により、例えば第二のチャンバにおいて冷却等の処理が行われた試料を第一のチャンバへ移送することができる。したがって、処理工程用の装置と分析装置とが独立して設けられた従来の処理装置と比較して、処理装置を小型化および低コスト化できる。
【００１０】
上記の処理装置において、前記第一のチャンバと前記ケースとの間に介在し、前記第一のチャンバの内部と前記ケースの内部との連通路を開閉する第１ゲートバルブを有する、ことが望ましい。
【００１１】
本発明によれば、第１ゲートバルブにより第一チャンバの内部とケースの内部との連通路を閉塞することで、第一チャンバの内部と第二のチャンバの内部との連通を遮断できる。これにより、第二のチャンバが第一チャンバに対して汚染源となりうる場合や、第二のチャンバからガスが発生する場合等に、第二のチャンバから第一のチャンバへ汚染物やガス等が流入することを防止できる。
【００１２】
上記の処理装置において、前記搬送装置は、前記第１ゲートバルブに対して着脱可能に接続されている、ことが望ましい。
【００１３】
本発明によれば、第１ゲートバルブにより第一のチャンバの内部とケースの内部との連通路を閉塞し、第一のチャンバの内部の雰囲気を遮断した状態で、第一のチャンバに対して、第二のチャンバとともに搬送ユニットを着脱できる。これにより、第一のチャンバの内部の雰囲気を所望の雰囲気に保持できるので、試料の分析および処理を効率よく行うことができる。
【００１４】
上記の処理装置において、前記第二のチャンバと前記ケースとの間に介在し、前記第二のチャンバの内部と前記ケースの内部との連通路を開閉する第２ゲートバルブを有する、ことが望ましい。
【００１５】
本発明によれば、第２ゲートバルブにより第二のチャンバの内部とケースの内部との連通路を閉塞することで、第一のチャンバの内部と第二のチャンバの内部との連通を遮断できる。これにより、第二のチャンバが第一のチャンバに対して汚染源となりうる場合や、第二のチャンバからガスが発生する場合等に、第二のチャンバから第一のチャンバへ汚染物やガス等が流入することを防止できる。
【００１６】
上記の処理装置において、前記第二のチャンバは、前記第２ゲートバルブに対して着脱可能に接続されている、ことが望ましい。
【００１７】
本発明によれば、第２ゲートバルブにより第二のチャンバの内部とケースの内部との連通路を閉塞し、ケースの内部の雰囲気を遮断した状態で、搬送ユニットに対して第二のチャンバを着脱できる。これにより、ケースの内部に連通する第一のチャンバの内部の雰囲気を所望の雰囲気に保持できるので、試料の分析および処理を効率よく行うことができる。
【００１８】
上記の処理装置において、前記搬送装置には、複数の前記第二のチャンバが接続されている、ことが望ましい。
【００１９】
本発明によれば、例えば冷却や加熱、蒸着等の試料に対する各種処理を各第二のチャンバで行うことを可能とすることで、処理装置内で試料に対して様々な処理を行うことが可能となる。したがって、試料に対して各種処理工程用の装置と分析装置とが独立して設けられる従来の処理装置と比較して、処理装置の小型化および低コスト化が可能となる。
【００２０】
本発明の真空装置は、上記の処理装置を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、上記の処理装置を備えることで、真空雰囲気下で試料を単独の装置に設けられた第一のチャンバと第二のチャンバとの間で相互に移送させることが可能な、小型かつ低コストな真空装置とすることができる。
しかも、第一のチャンバおよび第二のチャンバは同一の真空装置に設けられるため、第一のチャンバおよび第二のチャンバに接続される排気ポンプを共用することが可能となり、装置のコストをより削減できる。
【００２２】
本発明の荷電粒子ビーム装置は、上記の真空装置と、荷電粒子ビームを試料に照射する荷電粒子ビーム鏡筒と、前記荷電粒子ビームの照射により前記試料から放出される二次粒子を検出する検出器と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、上記の真空装置を備えることで、真空雰囲気下で試料を単独の装置に設けられた第一のチャンバと第二のチャンバとの間で相互に移送させることが可能な、小型かつ低コストな荷電粒子ビーム装置とすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ケースの内部はシール部材によりシールされ、搬送棒は、試料を第一のチャンバの内部とケースの内部との間で搬送可能な第１状態と、試料を第二のチャンバの内部とケースの内部との間で搬送可能な第２状態と、の間を移行可能となっているので、遮断された雰囲気下で、試料を第一のチャンバと第二のチャンバとの間で相互に移送させることができる。このため、第一のチャンバの内部と第二のチャンバの内部とが遮断された雰囲気下で連通した状態で、第一のチャンバと第二のチャンバとを連結させることが可能となる。したがって、内部の雰囲気が遮断された第一のチャンバおよび第二のチャンバが互いに独立して配置された構成と比較して、装置全体の小型化および低コスト化が可能な搬送装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態の処理装置の構成図である。
【図２】図１のＡ部の前後方向中心において前後方向に直交する面における断面図である。
【図３】第１実施形態の処理装置の動作説明図であって、図１のＡ部に相当する部分の前後方向中心において前後方向に直交する面における断面図である。
【図４】第１実施形態の処理装置の動作説明図であって、図１のＡ部に相当する部分の前後方向中心において前後方向に直交する面における断面図である。
【図５】第１実施形態の処理装置の動作説明図であって、図１のＡ部に相当する部分の前後方向中心において前後方向に直交する面における断面図である。
【図６】第１実施形態の処理装置の動作説明図であって、図１のＡ部に相当する部分の前後方向中心において前後方向に直交する面における断面図である。
【図７】第１実施形態の処理装置の動作説明図であって、図１のＡ部に相当する部分の前後方向中心において前後方向に直交する面における断面図である。
【図８】第２実施形態の処理装置の説明図であって、図１のＡ部に相当する部分の前後方向中心において前後方向に直交する面における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
最初に、第１実施形態の処理装置１および搬送ユニット２０（搬送装置）について説明する。なお、本実施形態では、処理装置１として、細胞等の生体試料を冷却した状態で分析可能とされた、荷電粒子ビーム装置（真空装置）の一種である集束イオンビーム装置を例に挙げて説明する。
【００２７】
図１は、第１実施形態の処理装置の構成図である。なお、処理装置１は水平面に設置された状態で使用される。図中において、鉛直上方を矢印ＵＰで示し、前方を矢印ＦＲで示し、左方を矢印ＬＨで示す。
図１に示すように、処理装置１は、試料Ｓを収容可能なメインチャンバ３、サブチャンバ４（第一のチャンバ）および第１処理チャンバ１０（第二のチャンバ）と、サブチャンバ４と第１処理チャンバ１０との間に介在する搬送ユニット２０と、を備えている。処理装置１は、防振台２に載置されている。
【００２８】
メインチャンバ３は、例えば金属材料により中空の直方体状に形成され、内部に試料室３ａが形成されている。試料室３ａ内には、不図示の試料ステージが配置されている。試料ステージは、試料Ｓが固定された試料ホルダ９をセット可能とされている。試料ホルダ９は、熱伝導率の高い材料により形成されている。熱伝導率の高い材料としては、例えば金属材料等が好適である。メインチャンバ３の右側壁には、左右方向に貫通する開口３ｂが形成されている。
【００２９】
メインチャンバ３には、不図示の第１排気ポンプが接続されている。第１排気ポンプは、試料室３ａを減圧して真空状態とする。また、メインチャンバ３の上部には、イオンビーム鏡筒６（荷電粒子ビーム鏡筒）と、検出部８（検出器）と、が配置されている。イオンビーム鏡筒６は、試料ステージにセットされる試料Ｓに向けてイオンビーム（荷電粒子ビーム）を照射可能に配置されている。検出部８は、イオンビームを試料Ｓに照射した際に試料Ｓから放出される二次電子（二次粒子）を検出する二次電子検出器等を備えている。
【００３０】
メインチャンバ３の右側には、サブチャンバ４がゲートバルブ５を介して取り付けられている。サブチャンバ４は、例えば金属材料により中空の直方体状に形成され、内部に予備試料室４ａが形成されている。予備試料室４ａの空間体積は、試料室３ａの空間体積と比べて十分に小さくなっている。サブチャンバ４の左側壁には、左右方向に貫通する第１開口４ｂが、左右方向から見てメインチャンバ３の開口３ｂと重なるように形成されている。第１開口４ｂは、ゲートバルブ５が開いた状態において、メインチャンバ３の開口３ｂを通じて、試料室３ａと予備試料室４ａとを連通させている。また、サブチャンバ４の右側壁には、左右方向に貫通する第２開口４ｃが、左右方向から見て第１開口４ｂと重なるように形成されている。
【００３１】
サブチャンバ４には、不図示の第２排気ポンプが接続されている。第２排気ポンプは、予備試料室４ａを減圧して真空状態とする。また、サブチャンバ４には、予備試料室４ａを開放する扉（不図示）が設けられ、予備試料室４ａ内で試料ホルダ９の交換作業等を行うことが可能となっている。
【００３２】
図２は、図１のＡ部の前後方向中心において前後方向に直交する面における断面図である。
図２に示すように、サブチャンバ４の右側には、搬送ユニット２０がゲートバルブ１３（第１ゲートバルブ）を介して取り付けられている。搬送ユニット２０は、試料Ｓを搬送する搬送棒２１と、搬送棒２１を支持する支持体３１と、支持体３１を支持するケース４１と、を備えている。
【００３３】
搬送棒２１は、サブチャンバ４の内部（予備試料室４ａ）で試料ホルダ９に固定された試料Ｓを左右方向（所定方向）に沿って搬送する。搬送棒２１は、円筒状の本体部２２と、本体部２２の一端部の内側に気密に嵌合されたキャップ２３と、を備えている。本体部２２の一端部には、本体部２２の径方向外側に向かって張り出す外フランジ部２２ａが形成されている。キャップ２３は、円柱状に形成されている。キャップ２３の外径は、本体部２２の内径と同等になっている。キャップ２３の一端部には、キャップ２３の径方向外側に向かって張り出す外フランジ部２３ａが形成されている。キャップ２３の外フランジ部２３ａの外径は、本体部２２の外フランジ部２２ａの外径と同等となっている。キャップ２３の外フランジ部２３ａの他端側の面は、本体部２２の外フランジ部２２ａの一端側の面に当接している。
【００３４】
キャップ２３の一端部（以下、「搬送棒２１の先端部」という場合がある。）には、試料ホルダ９が取り付けられる取付部２３ｂが突設されている。取付部２３ｂは、例えば、試料ホルダ９に結合する雄ネジやフック等である。
【００３５】
支持体３１は、例えば金属材料等により、球状に形成されている。支持体３１には、断面円形状の貫通孔３２が形成されている。貫通孔３２の中心軸は、支持体３１の中心を通っている。貫通孔３２は、一対の大径部３３と、小径部３４と、を有する。一対の大径部３３は、小径部３４を挟んで同軸となるように形成されている。一対の大径部３３の内径は、搬送棒２１の本体部２２における外フランジ部２２ａの外径よりも大きくなっている。小径部３４の内径は、搬送棒２１の本体部２２の外径と同等になっている。小径部３４の内周面には、溝部３６が小径部３４の周方向に沿って形成されている。
【００３６】
一対の大径部３３のうち一方の大径部３３の内側には、ガイド筒３８が嵌合されている。ガイド筒３８の外径は、大径部３３の内径と同等になっている。ガイド筒３８の内径は、小径部３４の内径と同等、すなわち搬送棒２１の本体部２２の外径と同等になっている。ガイド筒３８の一端縁は、支持体３１の一方の大径部３３と小径部３４との間の段差面に当接している。ガイド筒３８の他端部は、支持体３１から外側に向かって突出している。
【００３７】
支持体３１の貫通孔３２には、搬送棒２１が挿通されている。具体的に、搬送棒２１は、本体部２２の外フランジ部２２ａおよびキャップ２３の外フランジ部２３ａが小径部３４よりも他方の大径部３３側に位置するように、小径部３４およびガイド筒３８の内側に挿通されている。搬送棒２１の本体部２２の外フランジ部２２ａは、支持体３１の他方の大径部３３と小径部３４との間の段差面に当接可能となっている。これにより、搬送棒２１は、貫通孔３２からの脱落が規制される。搬送棒２１の本体部２２の外周面と、支持体３１の小径部３４の内周面と、の間には、溝部３６に嵌め込まれた第１Ｏリング５１が介在している。第１Ｏリング５１は、搬送棒２１と支持体３１の貫通孔３２との間をシールしている。搬送棒２１の先端部は、本体部２２の外フランジ部２２ａが支持体３１の他方の大径部３３と小径部３４との間の段差面に当接する状態（図２に示す状態。以下、「引出状態」という。）で、他方の大径部３３の内側に収容される。
【００３８】
ケース４１は、例えば金属材料等により、中空状に形成されている。ケース４１は、前方から見て、後述する支持体保持部４３の中心点Ｃよりも左下側に設けられた第１ケース４１Ａと、右上側に設けられた第２ケース４１Ｂと、に分割可能に形成されている。
ケース４１の内側には、支持体３１の外周面に対応する球面状の支持体保持部４３が形成されている。支持体保持部４３は、第１ケース４１Ａおよび第２ケース４１Ｂに跨って形成されている。支持体保持部４３には、支持体３１が支持体保持部４３の中心点Ｃ回りに回転可能となるように保持されている。
【００３９】
支持体保持部４３と支持体３１との間には、第２Ｏリング５２（シール部材）が介在している。第２Ｏリング５２は、中心点Ｃを通るとともに前方から見て水平面から時計回りに４５°回転した仮想平面に沿って配置されている。第２Ｏリング５２は、支持体保持部４３と支持体３１との間をシールしている。
【００４０】
第１ケース４１Ａには、第１開口部４５および第２開口部４６が形成されている。
第１開口部４５は、中心点Ｃを通り左右方向に沿う軸と同軸になるように、第１ケース４１Ａの左側部を左右方向に貫通している。第１開口部４５の開口寸法は、支持体３１の大径部３３の内径と同等になっている。
第２開口部４６は、中心点Ｃを通り上下方向に沿う軸と同軸になるように、第１ケース４１Ａの下部を上下方向に貫通している。第２開口部４６の開口寸法は、支持体３１の大径部３３の内径と同等になっている。
【００４１】
第１ケース４１Ａの内側における第１開口部４５と第２開口部４６との間の部分は、支持体保持部４３よりも拡径形成された拡径部４７となっている。ケース４１の拡径部４７と支持体３１との間の空間は、第１開口部４５と第２開口部４６とを連通させている。以下の説明では、ケース４１の内側において、第１開口部４５と第２開口部４６とを連通させる部分を「ケース４１の内部４２」という。
【００４２】
第２ケース４１Ｂには、スリット４４が形成されている。スリット４４は、中心点Ｃを通るとともに前後方向に直交する面に沿って形成されている。スリット４４には、支持体３１から突出したガイド筒３８が配置されている。スリット４４の幅は、ガイド筒３８の外径と同等になっている。これにより、支持体３１は、ガイド筒３８をスリット４４内で移動させることにより、中心点Ｃを通るとともに前後方向に沿う回転軸Ｐ回りに回転可能とされている。スリット４４の一端部は、ガイド筒３８が左右方向に沿うように配置される状態（図２における２点鎖線で示す状態）に対応する位置に設けられている。スリット４４の他端部は、ガイド筒３８が上下方向に沿うように配置される状態（図２における実線で示す状態）に対応する位置に設けられている。
【００４３】
ケース４１は、第１開口部４５が左右方向から見てサブチャンバ４の第２開口４ｃに対応する位置に位置するように、サブチャンバ４に対して配置されている。サブチャンバ４とケース４１との間には、ゲートバルブ１３が介在している。ゲートバルブ１３は、サブチャンバ４およびケース４１のそれぞれに対して、例えばボルト等により、着脱可能に取り付けられている。これにより、搬送ユニット２０は、ゲートバルブ１３に対して着脱可能に接続されている。ゲートバルブ１３とサブチャンバ４との間には、第３Ｏリング５３が介在している。また、ゲートバルブ１３とケース４１との間には、第４Ｏリング５４が介在している。
【００４４】
ケース４１の内部４２は、予備試料室４ａに対して、ケース４１の第１開口部４５、およびサブチャンバ４の第２開口４ｃを通じて連通している。ケース４１の第１開口部４５、およびサブチャンバ４の第２開口４ｃは、ケース４１の内部４２と予備試料室４ａとの連通路となっている。ゲートバルブ１３は、ケース４１の内部４２と予備試料室４ａとの連通路を開閉する。
【００４５】
ケース４１の下側には、第１処理チャンバ１０がゲートバルブ１４（第２ゲートバルブ）を介して取り付けられている。第１処理チャンバ１０は、中空の直方体状に形成され、内部の第１処理室１０ａに例えば液体窒素や液化エタン等の冷媒Ｌを貯留可能とされている。第１処理チャンバ１０には、第１処理チャンバ１０の上壁を上下方向に貫通する開口１０ｂが形成されている。開口１０ｂは、上下方向から見て、例えばケース４１の第２開口部４６と同じ形状に形成されている。第１処理チャンバ１０の上部には、配管１１が接続されている。配管１１の中間部分には、配管１１内のガスの通流量を切替可能なバルブ１２が設けられている。第１処理室１０ａは、配管１１を通じて、例えば第２排気ポンプ（不図示）により排気可能とされている。第１処理チャンバ１０は、冷媒Ｌにより試料Ｓを冷却する冷却処理用のチャンバとされている。
【００４６】
第１処理チャンバ１０は、開口１０ｂが上下方向から見てケース４１の第２開口部４６に対応する位置に位置するように、ケース４１に対して配置されている。第１処理チャンバ１０とケース４１との間には、ゲートバルブ１４が介在している。ゲートバルブ１４は、ケース４１および第１処理チャンバ１０のそれぞれに対して、例えばボルト等により、着脱可能に取り付けられている。これにより、第１処理チャンバ１０は、ゲートバルブ１４に対して着脱可能に接続されている。ゲートバルブ１４とケース４１との間には、第５Ｏリング５５が介在している。また、ゲートバルブ１４と第１処理チャンバ１０との間には、第６Ｏリング５６が介在している。
【００４７】
第１処理室１０ａは、ケース４１の内部４２に対して、第１処理チャンバ１０の開口１０ｂ、およびケース４１の第２開口部４６を通じて連通している。第１処理チャンバ１０の開口１０ｂ、およびケース４１の第２開口部４６は、第１処理室１０ａとケース４１の内部４２との連通路となっている。ゲートバルブ１４は、第１処理室１０ａとケース４１の内部４２との連通路を開閉する。第１処理室１０ａと予備試料室４ａとは、ケース４１の内部４２を通じて連通可能とされている。
【００４８】
ケース４１の内部４２は、第１Ｏリング５１および第２Ｏリング５２により、スリット４４を通じた外部に対してシールされている。これにより、予備試料室４ａ、ケース４１の内部４２、および第１処理室１０ａは、外部に対して遮断された雰囲気となる。
【００４９】
以下、本実施形態の処理装置１および搬送ユニット２０の作用について図３から図７を参照して説明する。本実施形態では、細胞等の生体試料を冷却した状態で、集束イオンビームにより試料Ｓを観察する手順について説明する。
図３から図７は、第１実施形態の処理装置の動作説明図であって、図１のＡ部の前後方向中心において前後方向に直交する面における断面図である。
まず、処理装置１の外部で、試料ホルダ９に試料Ｓをセットする。また、第１処理室１０ａに液体窒素（冷媒Ｌ）を収容するために、ゲートバルブ１４を閉じたうえで、第１処理チャンバ１０をゲートバルブ１４から取り外す。
【００５０】
次に、図３に示すように、ゲートバルブ１３を開く。このとき、ゲートバルブ５は閉じた状態とされ、試料室３ａは第１排気ポンプ（不図示）により排気されている（図１参照）。次いで、ガイド筒３８が左右方向に沿うように配置された状態にする。これにより、ガイド筒３８に挿通された搬送棒２１は、左右方向に沿う状態となる。搬送棒２１を支持体３１に対して変位させることで、搬送棒２１の先端部は、サブチャンバ４の第２開口４ｃおよびケース４１の第１開口部４５を通じて、予備試料室４ａとケース４１の内部４２との間で移動することができる。よって、搬送棒２１は、その先端部の取付部２３ｂに試料ホルダ９を取り付けることで、試料Ｓを予備試料室４ａとケース４１の内部４２との間で搬送可能となる。以下、搬送棒２１が試料Ｓを予備試料室４ａとケース４１の内部４２との間で搬送可能となる状態を「第１状態」という。
【００５１】
次に、図４に示すように、予備試料室４ａに空気や窒素等のガスを導入して予備試料室４ａおよびケース４１の内部４２の圧力を大気圧まで昇圧させ、サブチャンバ４の扉を開放する。次いで、搬送棒２１を左側に向かって押し込み、搬送棒２１の先端部を予備試料室４ａ内に移動させる。次いで、試料Ｓが固定された試料ホルダ９を予備試料室４ａ内に入れ、搬送棒２１の先端部の取付部２３ｂに取り付ける。
【００５２】
次に、サブチャンバ４の扉を閉めるとともに、搬送棒２１を右側に向かって引き出して、引出状態とする。次いで、ゲートバルブ１３を閉じて、予備試料室４ａの雰囲気を遮断する。
【００５３】
次に、図５に示すように、液体窒素（冷媒Ｌ）が収容された第１処理チャンバ１０をゲートバルブ１４に取り付ける。次いで、バルブ１２を開け、第２排気ポンプ（不図示）により第１処理室１０ａを排気する。これにより、第１処理チャンバ１０に収容された液体窒素は、粒子状の固体窒素が分散したスラッシュ窒素となる。スラッシュ窒素は、液体窒素が−１９６℃程度であるのに対して、−２１０℃程度まで温度が低下する。
【００５４】
次に、ガイド筒３８とともに搬送棒２１を前方から見て回転軸Ｐ回りに反時計回りに９０°回転させて、ガイド筒３８が上下方向に沿うように配置された状態とする。これにより、搬送棒２１は、先端部に配置された試料Ｓを、第１処理室１０ａとケース４１の内部４２との間で搬送可能となる。以下、搬送棒２１が試料Ｓを第１処理室１０ａとケース４１の内部４２との間で搬送可能となる状態を「第２状態」という。
【００５５】
次に、図６に示すように、ゲートバルブ１４を開いて、搬送棒２１を下方に向かって押し込み、搬送棒２１の先端部を第１処理室１０ａに移動させる。これにより、搬送棒２１の先端部に配置された試料Ｓは、スラッシュ窒素に浸される。ここで、スラッシュ窒素は、スラッシュ窒素よりも高温の試料Ｓおよび試料ホルダ９が浸されても、液体窒素と異なりすぐには沸騰しないため、冷媒として好適である。
【００５６】
次に、搬送棒２１を上方に向かって引き出して、引出状態とする。次いで、ゲートバルブ１４を閉じる。また、予備試料室４ａを第２排気ポンプにより排気する。予備試料室４ａの真空度が所定の真空度に到達したら、ゲートバルブ５およびゲートバルブ１３を開ける。
【００５７】
次に、図７に示すように、搬送棒２１を前方から見て回転軸Ｐ回りに時計回りに９０°回転させて、第１状態とする。これにより、搬送棒２１は、先端部に配置された試料Ｓを、予備試料室４ａを通じて試料室３ａ（図１参照）とケース４１の内部との間で搬送可能となる。次いで、搬送棒２１を左側に向かって押し込み、搬送棒２１の先端部を試料室３ａに移動させ、先端部に取り付けられた試料ホルダ９を試料ステージ（不図示）にセットする。その後、図１に示すイオンビーム鏡筒６および検出部８により、試料Ｓの分析を行う。
以上により、第１処理チャンバ１０において冷却処理された試料を直接大気に接触させることなく、試料室３ａまで搬送することができる。
【００５８】
このように、本実施形態によれば、ケース４１の内部４２は第２Ｏリング５２によりシールされ、搬送棒２１は、試料Ｓを予備試料室４ａとケース４１の内部４２との間で搬送可能な第１状態と、試料Ｓを第１処理室１０ａとケース４１の内部４２との間で搬送可能な第２状態と、の間を移行可能となっているので、遮断された雰囲気下で、試料Ｓを処理装置１に設けられたサブチャンバ４と第１処理チャンバ１０との間で相互に移送させることができる。このため、予備試料室４ａと第１処理室１０ａとが遮断された雰囲気下で連通した状態で、サブチャンバ４と第１処理チャンバ１０とを連結させることが可能となる。したがって、内部の雰囲気が遮断されたサブチャンバおよび第１処理チャンバが互いに独立して配置された構成と比較して、装置全体の小型化および低コスト化が可能な搬送ユニット２０とすることができる。
【００５９】
また、搬送ユニット２０の搬送棒２１により、処理装置１内で、第１処理チャンバ１０において冷却処理が行われた試料Ｓをサブチャンバ４へ移送することができる。したがって、冷却処理工程用の装置と分析装置とが独立して設けられた従来の処理装置と比較して、処理装置１を小型化および低コスト化できる。
【００６０】
また、予備試料室４ａとケース４１の内部４２との連通路（第２開口４ｃおよび第１開口部４５）を開閉するゲートバルブ１３を有する。このため、ゲートバルブ１３により予備試料室４ａとケース４１の内部４２との連通路を閉塞することで、予備試料室４ａと第１処理室１０ａとの連通を遮断できる。これにより、第１処理チャンバ１０がサブチャンバ４に対して汚染源となりうる場合や、第１処理チャンバ１０からガスが発生する場合等に、第１処理チャンバ１０からサブチャンバ４へ汚染物やガス等が流入することを防止できる。
【００６１】
また、搬送ユニット２０は、ゲートバルブ１３に対して着脱可能に接続されているため、ゲートバルブ１３により予備試料室４ａとケース４１の内部４２との連通路を閉塞し、予備試料室４ａの雰囲気を遮断した状態で、サブチャンバ４に対して、第１処理チャンバ１０とともに搬送ユニット２０を着脱できる。これにより、予備試料室４ａの雰囲気を所望の雰囲気に保持できるので、試料Ｓの分析および処理を効率よく行うことができる。
【００６２】
また、第１処理室１０ａとケース４１の内部４２との連通路（開口１０ｂおよび第２開口部４６）を開閉するゲートバルブ１４を有する。このため、ゲートバルブ１４により予備試料室４ａとケース４１の内部４２との連通路を閉塞することで、予備試料室４ａと第１処理室１０ａとの連通を遮断できる。これにより、第１処理チャンバ１０がサブチャンバ４に対して汚染源となりうる場合や、第１処理チャンバ１０からガスが発生する場合等に、第１処理チャンバ１０からサブチャンバ４へ汚染物やガス等が流入することを防止できる。
【００６３】
また、第１処理チャンバ１０は、ゲートバルブ１４に対して着脱可能に接続されているため、ケース４１の内部４２の雰囲気を遮断した状態で、搬送ユニット２０に対して第１処理チャンバ１０を着脱できる。これにより、ケース４１の内部４２に連通する予備試料室４ａの雰囲気を所望の雰囲気に保持できるので、試料の分析および処理を効率よく行うことができる。
【００６４】
また、処理装置１は、真空雰囲気下で試料Ｓを単独の装置に設けられたサブチャンバ４と第１処理チャンバ１０との間で相互に移送させることが可能な、小型かつ低コストな真空装置とすることができる。
しかも、サブチャンバ４および第１処理チャンバ１０は同一の処理装置１に設けられるため、サブチャンバ４および第１処理チャンバ１０に接続される第２排気ポンプを共用することが可能となり、装置のコストをより削減できる。
【００６５】
また、処理装置１は、真空雰囲気下で試料Ｓを単独の装置に設けられたサブチャンバ４と第１処理チャンバ１０との間で相互に移送させることが可能な、小型かつ低コストな荷電粒子ビーム装置とすることができる。
【００６６】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の処理装置１０１および搬送ユニット１２０（搬送装置）について説明する。
図８は、第２実施形態の処理装置の説明図であって、図１のＡ部に相当する部分の前後方向中心において前後方向に直交する面における断面図である。
図２に示す第１実施形態では、ケース４１に第１処理チャンバ１０が取り付けられている。これに対して図８に示す第２実施形態では、ケース１４１に第１処理チャンバ１０および第２処理チャンバ１１６（第二のチャンバ）が取り付けられている点で、第１実施形態と異なっている。なお、図２に示す第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６７】
図８に示すように、搬送ユニット１２０のケース１４１は、前方から見て、中心点Ｃよりも左下側に設けられた第１ケース１４１Ａと、右上側に設けられた第２ケース４１Ｂと、に分割可能に形成されている。
第１ケース１４１Ａには、第１開口部４５、第２開口部４６、および第３開口部１４８が形成されている。第３開口部１４８は、中心点Ｃを通り左右方向および上下方向に対して４５°傾いた方向に沿う軸と同軸になるように、第１ケース１４１Ａの左下部を貫通している。第３開口部１４８の開口寸法は、支持体３１の貫通孔３２における大径部３３の内径と同等になっている。
【００６８】
ケース１４１の左下側には、第２処理チャンバ１１６が取り付けられている。第２処理チャンバ１１６は、中空の直方体状に形成され、その上壁を貫通する開口１１６ａを備えている。第２処理チャンバ１１６は、開口１１６ａをケース１４１の第３開口部１４８に対応する位置に位置するように、ケース１４１に対して着脱可能に取り付けられる。第２処理チャンバ１１６は、例えば内部にシーズヒータ等を備えた加熱処理用のチャンバとされている。
【００６９】
このように、本実施形態の処理装置１０１は、搬送ユニット１２０に第１処理チャンバ１０および第２処理チャンバ１１６が接続されている。このため、処理装置１０１内で各処理チャンバ１０，１１６において試料Ｓに対して冷却および加熱の処理を行うことが可能となる。したがって、試料Ｓに対して各種処理工程用の装置と分析装置とが独立して設けられる従来の処理装置と比較して、処理装置１０１の小型化および低コスト化が可能となる。
【００７０】
なお、上記第２実施形態では、ケース１４１に対して加熱処理用の第２処理チャンバ１１６が接続されているが、これに限定されず、第２処理チャンバは、例えば蒸着処理用やスパッタリング処理用等のチャンバであってもよい。
また、第２処理チャンバ１１６とケース１４１との間には、ゲートバルブを介在させてもよい。
【００７１】
また、上記第２実施形態では、搬送ユニット１２０には２個の処理チャンバ（サブチャンバ）が接続されているが、これに限定されず、３個以上の処理チャンバ（サブチャンバ）が接続されていてもよい。
【００７２】
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記各実施形態においては、支持体３１は球状に形成されているが、これに限定されず、例えば長球状に形成されてもよい。
【００７３】
また、上記各実施形態においては、第１処理チャンバ１０には、サブチャンバ４に接続された第２排気ポンプが接続されて共用されているが、これに限定されず、第１処理チャンバ１０には、独立した排気ポンプが接続されてもよい。
【００７４】
また、上記各実施形態においては、搬送棒２１は、左右方向に直交する回転軸Ｐ回りに回転可能とされていたが、これに限定されず、左右方向に交差する回転軸回りに回転可能とされていればよい。
【００７５】
また、上記各実施形態においては、ケース４１，１４１に対して冷却処理用の第１処理チャンバ１０が接続されているが、これに限定されず、第１処理チャンバは、例えば加熱処理や蒸着処理用、スパッタリング処理用等のチャンバであってもよい。
【００７６】
また、上記各実施形態においては、荷電粒子ビーム装置の例として集束イオンビーム装置を挙げ説明したが、これに限定されず、走査型電子顕微鏡等であってもよい。また、真空装置としては、荷電粒子ビーム装置に限定されず、例えばオージェ電子分光や二次イオン質量分析等の分析装置や、走査型プローブ顕微鏡等であってもよい。
【００７７】
また、上記各実施形態においては、試料Ｓとして生体試料を例に挙げて説明したが、これに限定されず、試料は例えば半導体試料等であってもよい。
【００７８】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１…処理装置（真空装置、荷電粒子ビーム装置）  ３…メインチャンバ  ４…サブチャンバ（第一のチャンバ）  ４ａ…予備試料室（第一のチャンバの内部）  ６…イオンビーム鏡筒（荷電粒子ビーム鏡筒）  ８…検出部（検出器）  １０…第１処理チャンバ（第二のチャンバ）  １０ａ…第１処理室（第二のチャンバの内部）  １３…ゲートバルブ（第１ゲートバルブ）  １４…ゲートバルブ（第２ゲートバルブ）  ２０，１２０…搬送ユニット（搬送装置）  ２１…搬送棒  ３１…支持体  ４１，１４１…ケース  ４２…ケースの内部  ５２…第２Ｏリング（シール部材）  １１６…第２処理チャンバ（第二のチャンバ）  Ｐ…回転軸  Ｓ…試料
【図１】
2017050181.tif 000003
【図２】
2017050181.tif 000004
【図３】
2017050181.tif 000005
【図４】
2017050181.tif 000006
【図５】
2017050181.tif 000007
【図６】
2017050181.tif 000008
【図７】
2017050181.tif 000009
【図８】
2017050181.tif 000010