[發明專利]超高真空樣品轉移設備及轉移方法

有效

• 申請號: 201910872736.0
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN112505336B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 陳志敏;丁孫安;李坊森;陸曉鳴;芮芳;凌小倫;王利;陳愛喜
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

本發明公開了一種超高真空樣品轉移設備及轉移方法，屬于材料測試技術領域。該轉移設備包括可拆卸連接的轉移主體和輔助裝置，轉移主體包括進樣室和真空裝置，進樣室兩端分別安裝有第一閥門和第二閥門；輔助裝置包括第一冷卻波紋管、第二冷卻波紋管和傳樣裝置，第一冷卻波紋管的一端與傳樣裝置連通，另一端與進樣室通過第一閥門連通或斷開，第二冷卻波紋管的一端與進樣室通過第二閥門連通或斷開，另一端能夠同時與目標腔室通過第三閥門連通，與傳樣裝置連通，與移動泵組連通，第一冷卻波紋管和第二冷卻波紋管外周均設有冷卻部件，傳樣裝置能夠抓取進樣室內的樣品并送至目標腔室。本發明保證了超真空環境，避免樣品轉移過程中被污染。

技術領域

本發明涉及材料測試技術領域，尤其涉及一種超高真空樣品轉移設備及應用該設備進行樣品轉移的方法。

背景技術

超高真空設備系統是進行超高真空實驗中不可或缺的重要硬件基礎，其一般由真空泵、真空計、真空腔體及其它元件并借助于真空管道，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超高真空環境( 典型真空度好于10E-10mbar)，確保某項工藝過程或物理過程在真空系統內實施，在半導體、機械加工、物理、化學、材料和生物科學等各個研究領域都有著廣泛的應用。

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測試和分析。目前，可以實現將樣品制備與測試設備集成在一套超高真空系統中，該系統一般包含機械手，可用于在腔室內的某種特定位置樣品轉移，使樣品的制備和測試都在同一超高真空環境中完成。然而一套設備中需求的測試設備是有限的，要更全面的分析樣品性質，就不得不將樣品從某一真空系統中取出，轉移到其他超高真空系統中進行測試分析，這個過程不可避免的要接觸空氣和粉塵，造成樣品的污染。

目前有幾種方法能實現保護樣品，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拿出等。但大都操作復雜，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。一旦破壞了樣品周圍的真空環境，氣體吸附到樣品表面，都會一定程度的污染樣品。

針對上述問題，行業內也出現了相關的超高真空樣品轉移設備，但裝置制造成本較高的問題外，在使用的過程中仍然存在著諸多問題，比如：設備整體的真空度難以得到保證。長距離運輸不方便，不能長時間保持超高的真空度。在進行樣品從轉移腔到真空腔的過程中需要烘烤中間接口，烘烤過程中熱量會傳遞至轉移設備，會使真空度變差兩個數量級以上，不能保證樣品一直處于超高真空的環境，不能滿足超高真空（1E-10mbar）的要求。

因此，亟需一種超高真空樣品轉移設備及轉移方法，能夠解決在烘烤過程中轉移設備真空度變差的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超高真空樣品轉移設備及轉移方法，以保證樣品在儲存、運輸和傳遞過程一直處于超高真空環境中，樣品不受污染。

為實現上述目的，提供以下技術方案：

本發明提供了一種超高真空樣品轉移設備，包括可拆卸連接的轉移主體和輔助裝置，

所述轉移主體包括用于放置樣品的進樣室和用于對所述進樣室進行抽真空的真空裝置，所述進樣室兩端分別安裝有第一閥門和第二閥門；

所述輔助裝置包括第一冷卻波紋管、第二冷卻波紋管和傳樣裝置，所述第一冷卻波紋管的一端與所述傳樣裝置連通，另一端能夠與所述進樣室通過所述第一閥門連通或斷開，所述第二冷卻波紋管的一端與所述進樣室通過所述第二閥門連通或斷開，另一端能夠與目標腔室連通，與所述傳樣裝置連通，與移動泵組通過第三閥門連通，所述第一冷卻波紋管和所述第二冷卻波紋管外周均設置有冷卻部件，用于對所述進樣室冷卻，所述傳樣裝置能夠抓取所述進樣室內的樣品并送至所述目標腔室內。

進一步地，所述進樣室包括主腔室和伸入所述主腔室內的進樣臺，所述進樣臺用于存放樣品，所述進樣臺能夠在所述主腔室內上下移動。