具有光譜測量功能的超高真空多樣品轉移裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及超高真空樣品轉移裝置，特別涉及一種具有光譜測量功能的超高真空多樣品轉移裝置。
【背景技術】
[0002]一般來說，超高真空設備系統由真空泵、真空計、真空腔體及其它元件借助于真空管道，按一定要求組合而成，以保證在一定的空間內獲得并保持特定真空環境(典型真空度好于I X 10_9mbar)，確保某項工藝過程或性能測量過程在真空系統內實施。超高真空系統在半導體、機械加工、物理、化學、材料和生物科學等各個研宄領域都有著廣泛的應用。
[0003]樣品在超高真空系統中制備完成后，為了保證其性質穩定，通常需要在不破壞超高真空的環境中進行結構的表征和物性的測量和分析。目前，可以把樣品制備與測試設備集成在一套超高真空系統中，這種系統一般包含機械手，可用于在腔內的某些特定位置轉移樣品，使樣品的制備和測量都在同一超高真空環境中完成。然而，一套系統中能集成的測試設備是很有限的，想要更全面地分析樣品性質，就不得不將樣品從某一真空系統取出，轉移到其他超高真空系統中或者大氣環境下進行測試分析，這個過程中，很難避免樣品接觸空氣和粉塵，很可能污染樣品。有的樣品遇到空氣甚至發生化學反應，成分和性質發生改變，樣品質量完全被破壞。
[0004]人們想出了許多辦法來保護樣品，例如:先在真空腔內通入惰性氣體做保護氣，再將樣品取出并快速放入干凈的樣品盒或真空箱中；或者先在樣品上鍍上一層保護膜再轉移出腔體等。但這些方法大都操作復雜，且每種方法都不能避免“開腔取樣”這一操作步驟，使樣品暴露于非真空的氣體環境。樣品周圍的真空環境一旦被破壞，周圍氣體就吸附到樣品表面，都會一定程度地污染樣品。
[0005]目前，還沒有一種能夠在不破壞超高真空環境的前提下，實現樣品在不同超高真空系統間轉移以及在暴露于大氣中的光學平臺上測量使用的便攜式設備。
【實用新型內容】
[0006]為解決目前缺乏能夠在不破壞超高真空環境的前提下，實現樣品在不同超高真空系統間轉移以及在暴露于大氣中的光學平臺上測量使用的便攜式設備的問題，本實用新型提供一種具有光譜測量功能的超高真空多樣品轉移裝置。
[0007]本實用新型的技術方案如下:
[0008]一種具有光譜測量功能的超高真空多樣品轉移裝置，包括超高真空轉移腔體、光譜測量窗、升降裝置、水平懸臂、多樣品架、傳樣裝置、手動真空閥、觀察窗和超高真空維持裝置，所述超高真空轉移腔體上至少設置有六個法蘭，其中，第一法蘭設置在超高真空轉移腔體的頂部，第二法蘭設置在的超高真空轉移腔體的頂部或底部，第三法蘭和第四法蘭相對設置在超高真空轉移腔體的左、右兩側，第五法蘭設置在超高真空轉移腔體的前端，第六法蘭設置在超高真空轉移腔體的空余處，所述光譜測量窗與第一法蘭密封連接，所述升降裝置與第二法蘭密封連接，升降裝置的執行端伸入超高真空轉移腔體內，且與水平懸臂的一端連接，所述多樣品架固定在水平懸臂的另一端，且正對光譜測量窗，所述傳樣裝置與第三法蘭密封連接，且在豎直方向上與多樣品架正對，所述手動真空閥的一端與第四法蘭密封連接，手動真空閥的另一端具有適于連接其他超高真空系統的接口，所述觀察窗與第五法蘭密封連接，所述超高真空維持裝置與第六法蘭密封連接。
[0009]優選地，所述第二法蘭設置在的超高真空轉移腔體的頂部，所述第六法蘭設置在超高真空轉移腔體的后端。
[0010]優選地，所述超高真空轉移腔體呈管狀。
[0011]優選地，所述光譜測量窗為帶有增透膜的超高真空純石英觀察窗。
[0012]優選地，所述升降裝置為手動或步進電機驅動的螺旋傳動升降裝置。
[0013]優選地，所述升降裝置的執行端插入連接套內，并通過沿連接套徑向安裝的螺釘與連接套固定，連接套的下端與懸臂加強接頭的頂部通過螺釘固定，懸臂加強接頭的頂部之下具有水平插接槽及位于水平插接槽下方的加強筋，水平懸臂的一端插入水平插接槽且通過螺釘與懸臂加強接頭的頂部固定，所述多樣品架通過螺釘固定在水平懸臂的另一端的上表面。
[0014]優選地，所述多樣品架具有兩層以上的樣品槽，每層樣品槽在樣品進出方向的兩側各設置有一個用于壓緊插入進來的樣品的彈簧片，每個彈簧片有一固定端和一壓緊端，固定端和壓緊端間有一向下的彎折，壓緊端的樣品出入側的邊角向上彎折，每個彈簧片的固定端由螺釘固定在各層樣品槽對應的多樣品架的部分上。
[0015]優選地，最上層樣品槽的最高點到該樣品槽內底部安裝平面的距離略高于一個樣品的厚度。
[0016]優選地，所述傳樣裝置包括用于夾緊樣品并控制樣品移動和轉動的機械手及用于固定機械手的支架。
[0017]優選地，所述超高真空維持裝置包括離子泵、控制單元、電源和可移動載具，所述離子泵通過第六法蘭與超高真空轉移腔體密封連接，所述控制單元用于控制離子泵并顯示超高真空轉移腔體內的真空度，所述電源用于為離子泵和控制單元供電，所述控制單元和電源安裝在同一可移動載具上。
[0018]本實用新型通過將其他超高真空系統與手動真空閥相應的接口密封連接，并通過旋轉手動真空閥控制超高真空轉移腔體與其他超高真空系統的相通或隔離，可以在不接觸外界空氣的條件下，利用傳樣裝置將某一超高真空系統中的樣品移入超高真空轉移腔體內，并同樣可在不接觸外界空氣的條件下，再把樣品轉移到另一超高真空系統中，或在升降裝置將多樣品架升到樣品插入對應的位置時，將樣品插入多樣品架的樣品槽中，繼續升起多樣品架，直到使多樣品架最上層的樣品槽中的樣品貼近光譜測量窗的內壁，然后即可將帶有樣品的超高真空轉移腔體放到暴露在大氣中的光學平臺上進行光學測量(如拉曼光譜測量，X射線衍射測量等)，整個過程中，由超高真空維持裝置維持超高真空轉移腔體內的超高真空環境，保證了樣品一直處于超高真空環境中，即在不破壞超高真空環境的前提下，實現了樣品在不同超高真空系統間的轉移以及在暴露于大氣中的光學平臺上的測量，解決了現有技術存在的相應問題，并且還具有結構簡單，容易組裝和拆卸、體積較小、重量輕巧、方便搬運、樣品轉移效率高的優點。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型一實施例的外部結構示意圖；
[0020]圖2和圖3為圖1所示的超高真空轉移腔體的結構示意圖；
[0021]圖4和圖5為本實用新型實施例的升降裝置和多樣品架的連接結構示意圖；
[0022]圖6為圖1所示本實用新型實施例在傳樣時沿第三法蘭和第四法蘭中線剖切后的示意圖；
[0023]圖7為圖1所示本實用新型實施例在光譜測量時沿第五法蘭和第六法蘭中線剖切后的不意圖；
[0024]圖8為圖1所示離子泵的結構示意圖；
[0025]圖9本實用新型一實施例的真空維持裝置的部分結構示意圖；
[0026]圖中:1、超高真空轉移腔體；11、第一法蘭；12、第二法蘭；13、第三法蘭；14、第四法蘭；15、第五法蘭；16、第六法蘭；17、支撐塊；2、光譜測量窗；3、升降裝置；31、連接套；4、水平懸臂；41、懸臂加強接頭；5、多樣品架；51、彈簧片；6、傳樣裝置；61、機械手；62、支架；
7、手動真空閥；8、觀察窗；9、超尚真空維持裝置；91、尚子栗；92、控制單兀；93、電源；94、可移動載具。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0028]如圖1?9所示，本實施例的具有光譜測量功能的超高真空多樣品轉移裝置包括超高真空轉移腔體1、光譜測量窗2、升降裝置3、水平懸臂4、多樣品架5、傳樣裝置6、手動真空閥7、觀察窗8和超高真空維持裝置9。
[0029]超高真空轉移腔體I呈管狀，采用高強度材料(如不銹鋼等)制成，從而使腔體內的極限真空可以達到超高真空要求；超高真空轉移腔體I上焊接有六個法蘭，例如CF刀口法蘭或其他真空法蘭。可以理解的是，其他形式的超高真空轉移腔體或者密封連接方式也是可以想到的。
[0030]具體而言，第一法蘭11設置在超高真空轉移腔體I的頂部，第二法蘭12設置在的超高真空轉移腔體I的頂部，第三法蘭13和第四法蘭14相對設置在超高真空轉移腔體I的左、右兩側，第五法蘭15設置在超高真空轉移腔體I的前端，第六法蘭16設置在超高真空轉移腔體I的后端。
[0031]優選地，第三法蘭13和第四法蘭14為活口法蘭，以實現腔體對接時自由旋轉。可以理解的是，能夠實現上述功能的其他連接方式也是可能的。
[0032]另外，為使超高真空轉移腔體放置平穩，本實施例在超高真空轉移腔體I底部的前、后端各安裝了一個頂部為弧面、底部為平面的支撐塊17，以使其保持平穩。顯然，其他能使超高真空轉移腔體放置平穩的結構也是很容易想到的。
[0033]光譜測量窗2與第一法蘭11密封連接，光譜測量窗2采用帶有增透膜的超高真空純石英觀察窗，保證光學測量時具有高透光率，減少測量過程中的光學信號損失并盡可能地排除光噪聲的干擾。
[0034]升降裝置3與第二法蘭12密封連接，升降裝置3的執行端伸入超高真空轉移腔體I內，且與水平懸臂4的一端連接，多樣品架5固定在水平懸臂4的另一端，且正對光譜測量窗2。通過升降裝置3調節多樣品架5的高度，可以實現光學測量、取放樣品、樣品轉移三種狀態的相互轉換。
[0035]為便于精確控制升降距離，優選地，升降裝置3采用手