JPH066445Y2 - 表面分析装置の試料移動機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本考案は、表面分析装置における試料移動機構に関す
る。

（ロ）従来技術とその問題点 一般に、ＥＰＭＡやＥＳＣＡ等の表面分析装置では、分
析可能な試料の大きさが大きい程、試料表面を一度に広
範囲に分析できるので都合が良いが、そのためには、試
料表面の全域を所定の分析位置まで移動できる試料移動
機構が必要となる。

従来の試料移動機構は、試料が配置される試料ステージ
をＸ軸−Ｙ軸の直交２方向に直線移動させる構成となっ
ている。しかし、このような機構では分析試料が大きく
なれば、それに応じて直線移動させるに必要な距離も長
くなり、必然的に分析チャンバも大きな容積となる。た
とえば、従来、直径６インチの試料の全域を所定の分析
位置に移動できるようにするには、平面的に少なくとも
１２インチ×１２インチのチャンバ空間が必要となる。
表面分析装置は、通常、超真空が要求されるので、この
ように分析チャンバの容積が大きくなることは、装置全
体が大形化するとともに、試料交換時等において真空引
きに時間がかかるなどの不具合を生じる。

本考案は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、少ない移動距離で試料表面の全域を一定の分析位置
まで移動できるようにすることを目的とする。

（ハ）問題点を解決するための手段 本考案は、上記の目的を達成するために、次の構成を採
る。

すなわち、本考案の表面分析装置の試料移動機構は、真
空室内において上下動可能に設けられた保持台上に、ね
じ軸とガイド軸とをそれぞれ水平に並列配置するととも
に、両軸を回転可能に支持し、前記ねじ軸にスライドベ
ースを螺合し、このスライドベースには、前記ガイド軸
の軸方向に摺動可能でかつ周方向にガイド軸と一体的に
回転する摺動回転手段を取り付けるとともに、試料が配
置されるターンテーブルと、前記摺動回転手段の回転を
前記ターンテーブルの回転軸に伝動する伝動系とをそれ
ぞれ設けたことを特徴としている。

（ニ）作用 本考案の試料移動機構の作用は次の通りである。

試料を分析位置まで移動する場合、ねじ軸を単独に回転
するとこのねじ軸に螺合されているスライドベースがね
じ軸とガイド軸に沿って直線移動する。これに伴い、タ
ーンテーブル上に配置された試料も直線移動する。ま
た、ガイド軸を単独回転すると、ガイド軸と一体に摺動
回転手段も回転し、その回転力を伝動系がターンテーブ
ルの回転軸に伝動するため、ターンテーブル上に配置さ
れた試料が回転する。これにより、回転半径分の直線移
動距離があれば試料表面の全域を所定の分析位置まで移
動することができる。

（ホ）実施例 第１図は表面分析装置の試料移動機構を含む全体配置を
示す断面図である。この実施例の表面分析装置１では、
真空室を構成する隔壁２の内部に、Ｘ線銃４、レンズ系
６、イオン銃８、電子銃１０が配置されるとともに、本
考案の試料移動機構１２が設けられている。また、隔壁
２の外部には、試料を単独に上下動（同図でＺ方向に移
動）、水平移動（同図でｒ方向に移動）、回転（同図で
θ方向に移動）するための各パルスモータ１４、１６、
１８がそれぞれ設けられている。なお、１９は試料移動
機構１２の取り付け板、２０はパルスモータ１４により
上下動される保持台、２２は試料回転用のターンテーブ
ル、２４はターンテーブル２２上に設置される試料パレ
ット、２６はゲードバルブである。

第２図は試料移動機構の詳細を示す平面図、第３図は同
機構の断面図である。この試料移動機構１２は、前記の
保持台２０上に、ねじ軸３０とガイド軸３２とがそれぞ
れ水平に並列配置されるとともに、両軸３０、３２が保
持台２０に設けたベアリング３４で回転可能に支持され
ている。そして、ねじ軸３０とガイド軸３２は保持台２
０と取り付け板１９を順次貫通し、各軸端部は外部のパ
ルスモータ１６、１８により駆動される駆動軸３４、３
６に連結されている。

ねじ軸３０にはナット部材３８が螺合され、このナット
部材３８がスライドベース４０にボルト４１で一体固定
されており、また、このスライドベース４０の両側には
保持台２０の側壁に摺接するスライドベアリング４２が
取り付けられている。これにより、ねじ軸３０の回転に
よってナット部材３８が進退し、これに伴いスライドベ
ース４０が一軸方向に水平移動（第２図で符号ｒ方向に
移動）する。また、ガイド軸３２は、その中間部分が平
板状に形成されて摺動部３２ａとされ、その摺動部３２
ａ上を後述する摺動回転手段４４が移動する。

一方、スライドベース４０の下部にはガイド軸３２の軸
方向に摺動可能でかつ周方向にガイド軸３２と一体的に
回転する摺動回転手段４４が取り付けられている。この
摺動回転手段４４は、ガイド軸３２が貫通された中空体
４６がスライドベース４０間に設けたベアリング４８で
支持され、その中空体４６にはガイド軸３２の前記摺動
部３２ａ上を転動する車輪５０が取り付けられており、
また、中空体４６の端部にはギヤ部５２が設けられて構
成される。

そして、上記のギヤ部５２には、従動歯車５４が噛み合
っている。この従動歯車５４は、スライドベース４０の
上部に設けた軸受け台５６にベアリング５８を介して支
持された水平軸６０に固定されており、水平軸６０の軸
端部には第１笠歯車６２が取り付けられている。さら
に、この第１笠歯車６４には第２笠歯車６４が噛み合っ
ている。この第２笠歯車６４は、ベアリング６６で支持
された回転軸６８の上部に取り付けられ、回転軸６８の
上端にターンテーブル２２が固定されている。そして、
従動歯車５４、水平軸６０、第１、第２笠歯車６２、６
４によって前記摺動回転手段４４の回転をターンテーブ
ル２２の回転軸６８に伝動する伝動系７０が構成され
る。

次に、この試料移動機構１２の動作について説明する。

試料を分析位置まで移動したい場合、パルスモータ１６
によりねじ軸３０を単独に回転するとこのねじ軸３８に
螺合されているナット部材３８が移動し、これに伴いス
ライドベース４０がターンテーブル２２およびその上に
配置された試料とともにねじ軸３０に沿って直線的に移
動（第２図でｒ方向に移動）する。なお、この場合、摺
動回転手段４４もスライドベース４０とともにガイド軸
３２上を摺動する。

一方、パルスモータ１８によりガイド軸３２を単独回転
すると、ガイド軸３２の回転とともに摺動回転手段４４
の中空体４６およびギヤ部５２が一体となって回転す
る。そのギヤ部５２の回転力は伝動系７０すなわち従動
歯車５４、水平軸６０、第１、第２笠歯車６２、６４を
介してターンテーブル２２の回転軸６８に伝動される。
そのため、ターンテーブル２２上に配置された試料が回
転する。

したがって、試料の大きさＤが最大で直径６インチとし
た場合、ターンテーブル２２は直線方向（ｒ方向）に３
インチ(D/2)の移動距離があれば、６インチの試料表面
の全域を所定の分析位置まで移動することができる。こ
の場合の分析チャンバ内の必要空間は、６インチ×９イ
ンチあればよい。

なお、摺動回転手段４４としては、本考案の実施例に限
定されるものではなく、その他、周知のスプライン嵌合
機構としたり、滑りキー機構を採用することも可能であ
る。

（ヘ）効果 本考案によれば、一軸の移動範囲内でターンテーブルが
自転する構成としたので、少ない移動距離で試料表面の
全域を分析位置まで移動することができる。したがっ
て、同一面積をもつ試料に対しては従来より分析チャン
バの容積が少なくてよいので、超真空が得やすくなる。
また同じ容積をもつ分析チャンバでは、従来より広範囲
にわたって試料表面を分析できるようになる等の優れた
効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は表面分析
装置の試料移動機構を含む全体配置を示す断面図、第２
図は試料移動機構の平面図、第３図は同機構の断面図、
第４図は試料移動機構の分析可能領域の説明図である。 １…表面分析装置、１２…試料移動機構、２０…保持
台、２２…ターンテーブル、３０…ねじ軸、３２…ガイ
ド軸、４０…スライドベース、４４…摺動回転手段、７
０…伝動系。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】真空室内において上下動可能に設けられた
   保持台上に、ねじ軸とガイド軸とをそれぞれ水平に並列
   配置するとともに、両軸を回転可能に支持し、前記ねじ
   軸にスライドベースを螺合し、このスライドベースに
   は、前記ガイド軸の軸方向に摺動可能でかつ周方向にガ
   イド軸と一体的に回転する摺動回転手段を取り付けると
   ともに、試料が配置されるターンテーブルと、前記摺動
   回転手段の回転を前記ターンテーブルの回転軸に伝動す
   る伝動系とをそれぞれ設けていることを特徴とする表面
   分析装置の試料移動機構。