[发明专利]一种应用于真空互联系统的样品传送系统

说明书

本发明揭示一种应用于真空互联系统的样品传送系统，包括真空管道；至少两个样品托及与该至少两个样品托相应的两个真空升降台；至少一个全机械驱动机械手，该全机械驱动机械手至少用于样品在样品托和样品托之间的传送，以及驱动样品的上下面翻转；至少一个样品机械手，该样品机械手至少用于将样品托中的样品取送至对应设备；至少两个真空磁力杆，分别用于驱动全机械驱动机械手和勺形样品机械手。采用真空中全机械运动实现样品从一个样品托到另一个样品托或设备的传送，以及对样品上下面的翻转，真空中不采用电动或气动伺服驱动样品传送过程，不影响整系统的真空度、洁净度，且能适应真空互联系统中局域高温工作条件和空间尺寸。

技术领域

本发明涉及真空机械领域，尤其涉及一种应用于真空互联系统的样品传送系统。

背景技术

由于在地球上的人造真空可以实现局域的超洁净环境，对特定材料生长、制备以及科学研究具有重要的意义，如半导体晶圆生长、半导体体器件制备、电子扫描显微镜检测物体、透射电子显微镜检测材料的界面等，都是在人造真空环境下进行的。为更好的利用真空高洁净特性连续的研究材料生长、器件制备、性能的检测，可以配合使用真空互联系统完成上述工艺流程，从而使得研究样品本身在全生命周期内不必因为样品传送而暴露到大气中引入污染。

但在真空互联系统中存在一个问题是：如何用一套通用的方法实现连接到真空管道上各个设备的样品停放台与真空互联管道内样品传送小车样品交换台进行交换，个别样品需要实现上下面翻转，同时不能影响整系统的真空度、洁净度，且能适应真空互联系统局域高温工作条件和空间尺寸。

发明内容

针对上述真空互联系统需要解决真空管道上各个设备的样品停放台与真空互联管道内样品传送小车样品交换台进行交换，个别样品需要实现上下面翻转，但不能影响整系统的真空度、洁净度、局域高温工作条件和空间尺寸的问题，基本解决思路是利用单纯机械运动的方式，不在真空采用任何电动伺服或气动伺服来满足真空互联系统真空度、洁净度、局域高温和空间尺寸。

本发明采用的技术方案是：采用一个全机械驱动的机械手为主要工作部件，与真空升降台系统配合，实现样品从一个样品台到另一个台的样品的交换，以及样品上下面翻转；对于系统中设备样品停放台到设备样品工作台不要样品翻转的特性，采用勺形样品机械手来完成；在真空互联系统中，设备通常是90度交叉的方式连接到真空互联管道上，对所用的样品托设计符合样品机械手操作的特定凹槽使一个样品托可以从90度交叉的两个方向拾取样品。

上述的纯机械驱动的机械手是一个具有两个手指，在手指开口方向装有一个开启推杆，开启推杆与机械手手指用连杆进行铰接，同时开启推杆安有回位弹簧，在不受外力时回位弹簧会将开启推杆拉回原位并将机械手闭合。机械手手指内侧开有凹槽用于夹持样品，在回位弹簧的共同作用下将样品夹持在机械手中间，可以进行正反面翻转。

上述的勺形样品机械手是一个圆形削除对称两侧形成两个平行边，中间开有符合样品大小的凹槽用于装载样品。系统所用样品一般为圆形，勺形样品机械手中间的凹槽为圆形，直径符合样品的大小。勺形样品机械手两个平行边间的大小，根据圆形样品可用面积大小以及上述样品托的操作间隙来确定。

上述的样品托具有一定的高度，在样品托的顶部带有符合常规圆形样品的凹槽，用于装载常规圆形样品，对于非圆形样品采用圆形转接架方式来装载。在样品托的外侧对称削除部分边缘形成两个对平行边，两个对称平行边的宽度由样品的有效面积决定，平行边的深度是上述纯机械驱动机械手手指厚度的2-5倍。在样品托中间，90度交叉外侧两平行边的方向开一个可以容纳上述勺形样品机械手的深槽，深度通常与外部两平行边深度相同。这样一个样品托可以在交叉90度方向供上述两种样品机械手取样。

上述的真空升降台为样品托提供垂直方向的运动，并同时为不同设备与真空互联管道系统提供高度差补偿。