EP2483918A1 - Probenaufnahmevorrichtung für probenmaterialien in ultrahochvakuumkammern - Google Patents

Probenaufnahmevorrichtung für probenmaterialien in ultrahochvakuumkammern

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EP2483918A1
EP2483918A1 EP10770993A EP10770993A EP2483918A1 EP 2483918 A1 EP2483918 A1 EP 2483918A1 EP 10770993 A EP10770993 A EP 10770993A EP 10770993 A EP10770993 A EP 10770993A EP 2483918 A1 EP2483918 A1 EP 2483918A1
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EP
European Patent Office
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sample
sample holder
extension
passage
centering
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10770993A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralph DÖHRMANN
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Deutsches Elektronen Synchrotron DESY
Original Assignee
Deutsches Elektronen Synchrotron DESY
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Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Elektronen Synchrotron DESY filed Critical Deutsches Elektronen Synchrotron DESY
Publication of EP2483918A1 publication Critical patent/EP2483918A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68792—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the construction of the shaft
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T82/00—Turning
    • Y10T82/10—Process of turning

Definitions

  • the present invention relates to a sample receiving device for sample materials in ultra-high vacuum chambers, in particular for sputter coating equipment.
  • the tension rod carries at its end to be introduced at least two clamping bodies, which are held in such a way movable relative to the tension rod, that they can perform a movement transverse to the longitudinal axis of the through hole and the tie rod.
  • a guide curve fixed relative to this is provided in order to guide the clamping bodies in the direction of the longitudinal axis of the passage opening upon movement of the tension rod.
  • the guide curve is shaped so that the clamping bodies are pressed in a first position in the longitudinal direction of the passage opening in engagement behind the radial engagement projections on the extension.
  • the clamping bodies are behind the radi- alen engagement projections on the extension, ie on the side facing away from the tie rod side of the engagement projections, a positive and positive engagement of the clamping body on the extension of the sample holder is given, so that the pull rod by pulling down on the sample holder in the direction of the centering can exert tensile force directed into the sample holder and thus can attract the sample holder with a predetermined tensile force to the support member.
  • the Füh ⁇ approximate curve is further shaped so that the clamping body at Be ⁇ movement to a second position in the longitudinal direction of the ⁇ hole, wherein the second position is closer to the centering ⁇ opening than the first position in a direction transverse to the longitudinal axis of the passage opening be moved so far that they are outside the passage of the radial engagement ⁇ projections, so that the radial engagement projections can pass through the clamping body when the extension of the sample holder from the through hole and out of the centering hole is pulled out.
  • two elongate retaining elements are attached to the pull rod, each carrying a clamping cylinder as clamping ⁇ body at their remote from the tension rod end.
  • the holding elements are designed so that they can bend elastically transversely to its longitudinal extension, whereby the mobility of the clamping body is made possible when guided on the guide cam.
  • the holding elements may be formed for example in the form of elongated wires.
  • the guide curve is so ⁇ forms that the clamping cam presses the clamping cylinder in its ers ⁇ ter position to an undercut portion of the extension of the sample holder, so that the tension rod is non-positively connected to the sample holder.
  • the guide curve widens upward and has a curved ⁇ component, which moves the clamping cylinder on movement through the passage opening to the centering to the longitudinal axis of the passage opening to the outside.
  • the clamping cylinder Upon movement of the clamping cylinder into a second position they are then moved so ⁇ far radially outwards that the engaging projections on the projection of the sample holder may happen if the sample holder from the passage opening, and centering is pulled out.
  • the clamping bodies can also be formed by three or more balls, which are supported on elongate retaining elements of the tension rod.
  • the clamping body should be arranged so that in the clamping position in contact pressure on the extension of the sample holder cancel their forces on the extension. This is achieved in the case of two clamping bodies, for example, if they are arranged exactly opposite each other are and the guide curve is symmetrically shaped, so that the two clamping bodies act exactly opposite one ⁇ . For more than two clamping bodies, these would have to be arranged distributed along a circle such that the total force exerted by them on the extension is zero. This ensures that the clamping of the sample holder does not cause a net force on the extension transverse to the longitudinal direction thereof, which could lead to a displacement of the sample holder in the centering ⁇ rierö réelle total.
  • the movement of the clamping body from the sample holder einspan ⁇ nenden position need not be radially directed outwardly from the longitudinal axis Be ⁇ movement into a releasing same for removal.
  • the clamping bodies engage behind a radially inwardly directed projection in a hollow body of the extension, wherein the sample holder locking position of the clamping body then radially with respect to the longitudinal axis further out than the sample holder releasing position of the clamping body, in of the clamping body can pass through the projections, that is, the projections are within a lower opening of the hollow body when it is pulled past them upwards.
  • Figures 2 and 3 show cross-sectional views of the embodiment in a sample holder locking position ( Figure 3) and a sample holder releasing position ( Figure 2).
  • the figures show a fixed support part 1, which is provided at the top with a centering opening.
  • the centering opening continues down into a passage opening 8.
  • a sample holder 4 with its extension 4a is inserted or removed therefrom.
  • a tension rod 3 extends partially into the centering opening and the passage opening 8.
  • the tie rod 3 carries at its upper end two clamping body 3b, which are pin-shaped or cylindrical in this embodiment.
  • the clamping body 3b are held by the elastic holding elements, for example thin Me ⁇ talldrähten, above the upper end of the tension rod. 3 It can be used for each clamping body 3b, two metal wires as a carrier, which are connected at one end to one end of the clamping body pin and at the opposite end to the tie rod.
  • the clamping ⁇ body 3b by elastic deformation of the holding elements are laterally movable with respect to the longitudinal axis of tension rod and centering.
  • guide curves 7 are ⁇ in the centering hole. These guide curves 7 are shaped so that a Li ⁇ near movement of the pull rod 3 in the longitudinal direction of passage opening 8 and centering with a vertical movement to said linear movement lateral movement component of the clamping body 3b is accompanied.
  • the forced operation of the clamping body 3b is such that they are pressed in a first position of the tension rod 3 in contact pressure on the extension 4a of the sample holder 4 behind radial projections on it, so that by means of the tension rod 3 via the clamping body 3b, a tensile force on the extension 4a and thus the sample holder 4 can be exerted, which is directed into the centering opening.
  • This position is shown in FIG. 3, in which the clamping body 3b in engagement behind the radial projection at the end of the extension 4a are pressed against this.
  • the sample holder 4 is biased ⁇ turned to the support member 1 and is pulled with a predetermined force against the holding part approximately ⁇ . 1
  • a sample holder 4 e.g. be removed by a robot arm, after which a new sample holder 4 can be introduced and inserted into the centering opening of the support part 1.
  • the reverse movement of the tie rod 3 follows linearly downward in the position shown in Figure 3, after which the new sample holder 4 is clamped in the support member 1 and is pressed thereon with a predetermined force.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Probenaufnahmevorrichtung für Probenmaterialien in Ultrahochvakuumkammern mit einem wechselbaren Probenhalter (4), der einen scheibenförmigen ProbenaufIagekörper und einen davon abstehenden Fortsatz hat, einem Halterungsteil (1) mit einer Zentrieröffnung, die zur zentrierten Aufnahme des Fortsatzes des Probenhalters (4) geformt ist und in eine durch das Halterungteil hindurchgehende Durchgangsöffnung (8) übergeht, einem Zugstab (3), der von der der Zentrieröffnung gegenüberliegenden Seite in die Durchgangsöffnung (8) eingeführt ist und mit seinem eingeführten Ende wenigstens zwei Spannkörper (3b) in der Weise beweglich halt, dass sie eine Bewegung quer zur Längsachse der Durchgangsöffnung (8) ausführen können, einer relativ zu dem Halterungsteil (1) feststehenden Führungskurve (7), um die Spannkörper (3b) bei Bewegung des Zugstabes in Richtung der Längsachse der Durchgangsöffnung (8) so zu führen, dass die Spannkörper (3b) in einer ersten Stellung des Zugstabes (3) in Eingriff hinter radialen Eingriffsvorsprüngen an den Fortsatz (4a) angedrückt werden, so dass der Zugstab (3) auf den Probenhalter (4) eine in Richtung in die Zentrieröffnung hinein gerichtete Zugkraft ausüben kann, und dass die Spannkörper (3b) in einer zweiten Stellung des Zugstabes (3), in der dieser weiter in die Durchgangsöffnung hinein geschoben ist, in Richtung quer zur Längsachse der Durchgangsöffnung so weit verschoben sind, dass die radialen Eingriffsvorsprünge sie passieren können, wenn der Fortsatz des Probenhalters (4) aus der Durchgangsöffnung und der Zentrieröffnung heraus gezogen wird.

Description

Probenaufnahmevorrichtung für Probenmaterialien
in Ultrahochvakuumkammern
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Probenaufnahmevorrichtung für Probenmaterialien in Ultrahochvakuumkammern, insbesondere für Sputter-Beschichtungsanlagen.
Für derartige Anwendungen wurden bisher Probenhalter verwendet, die einen scheibenförmigen Probenauflagekörper mit plana- rer oberer Probenauflagefläche aufweisen. Diese Scheiben oder Platten wurden dann in eine Ausnehmung eines Halterungsteils eingelegt, um eine positionsgenaue Platzierung des Probenhalters zu gewährleisten. Die Andruckkraft wird bei dieser Probenaufnahme von oben auf den Probenhalter eingeleitet. Nach erfolgter Beschichtung muss der Probenhalter dann entnommen werden, wozu der evakuierte Zustand der Ultrahochvakuumkammer aufgehoben werden muss, und danach ein weiterer Probenhalter in das Halterungsteil eingesetzt werden, wonach die Kammer erneut evakuiert werden muss, bevor der nächste Sputter-Vorgang folgen kann. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, in einer Ultrahochvakuumkammer eine Mehrzahl von Probenhaltern auf einem Drehtisch anzuordnen, wobei es durch einen Roboterarm möglich ist, jeden Probenhalter von dem Drehtisch abzunehmen und durch einen neuen Probenhalter zu ersetzen, der aus einer angeschlossenen Vorratskammer herangeführt wird.
Für eine solche Anwendung ist es darüber hinaus anzustreben, dass die Probenhalter mit einer vorgegebenen Kraft gegen eine Auflagefläche eines Halterungsteils angezogen werden, um eine reproduzierbare Heizung und Kühlung des Probenhalters durch Heizung oder Kühlung des Halterungsteils zu ermöglichen. Weiterhin dürfen keine Komponenten der Spannvorrichtung über die Oberfläche der Proben herausragen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Proben- haltevorrichtung anzugeben, die einen zugeführten Probenhalter an einem Halterungsteil automatisierbar einspannen kann und die für den automatisierten Einsatz in einer Ultrahochvakuum¬ kammer geeignet ist .
Zur Lösung dieser Aufgabe dient die Probenhaltevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Probenhaltevorrichtung hat einen in einem Halterungsteil einspannbaren, auswechselbaren Probenhalter. Der Probenhalter umfasst einen scheibenförmigen Probenauflagekörper mit plana- rer oberer Probenauflagefläche, auf die Probenmaterialien befestigt werden, welche dann, zum Beispiel durch Sputtern in einer Sputter-Beschichtungsanlage beschichtet werden. Der Probenhalter hat ferner einen von der der Probenauflagefläche gegenüberliegenden Seite des Probenauflagekörpers abstehenden Fortsatz. Mit diesem Fortsatz ist der Probenhalter in eine Zentrieröffnung des Halterungsteils einfügbar. Das Halterungsteil hat in seinem Inneren eine an die Zentrieröffnung anschließende Durchgangsöffnung. In diese Durchgangsöffnung ist von der der Zentrieröffnung gegenüberliegenden Seite des Halterungsteils ein Zugstab einführbar. Der Zugstab trägt an seinem einzuführenden Ende wenigstens zwei Spannkörper, die in der Weise beweglich relativ zu dem Zugstab gehalten sind, dass sie eine Bewegung quer zur Längsachse der Durchgangsöffnung und des Zugstabes ausführen können. In dem Halterungsteil ist eine relativ zu diesem feststehende Führungskurve vorgesehen, um die Spannkörper bei Bewegung des Zugstabes in Richtung der Längsachse der Durchgangsöffnung zu führen. Dabei ist die Führungskurve so geformt, dass die Spannkörper in einer ersten Stellung in Längsrichtung der Durchgangsöffnung in Eingriff hinter radiale Eingriffsvorsprünge an den Fortsatz angedrückt werden. Durch diesen Eingriff der Spannkörper hinter den radi- alen Eingriffsvorsprüngen an dem Fortsatz, d.h. auf der von dem Zugstab abgewandten Seite der Eingriffsvorsprünge, ist ein kraft- und formschlüssiger Eingriff der Spannkörper an dem Fortsatz des Probenhalters gegeben, so dass der Zugstab durch Ziehen nach unten auf den Probenhalter eine in Richtung in die Zentrieröffnung hinein gerichtete Zugkraft auf den Probenhalter ausüben kann und damit den Probenhalter mit einer vorgegebenen Zugkraft an das Halterungsteil anziehen kann. Die Füh¬ rungskurve ist weiter so geformt, dass die Spannkörper bei Be¬ wegung in eine zweite Stellung in Längsrichtung der Durch¬ gangsöffnung, wobei die zweite Stellung näher an der Zentrier¬ öffnung als die erste Stellung liegt, in Richtung quer zur Längsachse der Durchgangsöffnung so weit verschoben werden, dass sie außerhalb des Durchgangswegs der radialen Eingriffs¬ vorsprünge liegen, so dass die radialen Eingriffsvorsprünge die Spannkörper passieren können, wenn der Fortsatz des Probenhalters aus der Durchgangsöffnung und aus der Zentrieröffnung heraus gezogen wird.
Dieser Aufbau ermöglicht es zum Beispiel, dass ein neu einge¬ setzter Probenhalter durch eine einzige lineare Bewegung des Zugstabes, nämlich eine Verschiebung nach unten, für eine Ein- spannung des Probenhalters an dem Halterungsteil sorgt. Gerade bei Anwendungen im Ultrahochvakuum muss die Anzahl der Teile und die Komplexität ihrer Bewegung minimal sein, was im vor¬ liegenden Fall erfüllt ist, da nur ein einziges Teil eine li¬ neare Bewegung durchführen muss. Ferner kann durch Ausübung einer steuerbaren Zugkraft über eine Federeinrichtung, die auf den Zugstab einwirkt, die Zugkraft auf den Probenhalter und damit die Kraft vorgegeben werden, mit der dieser an das Halterungsteil angezogen wird. Die dem Fortsatz umgebende Fläche des Probenauflagekörpers liegt dann flächig an einer Oberflä¬ che des Halterungsteils an. Das Halterungsteil kann mit einem temperierten Teil in Verbindung stehen, wodurch eine reproduzierbare Temperierung des Probenhalters möglich ist, da der mechanische Kontakt bei vorgegebener Kontaktfläche und bei vorgegebenen Andruck aneinander reproduzierbar hergestellt werde kann und damit reproduzierbare Wärmeaustauschbedingungen erreicht werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind an dem Zugstab zwei längliche Halteelemente angebracht, die an ihren von dem Zugstab entfernten Ende jeweils einen Spannzylinder als Spann¬ körper tragen. Die Halteelemente sind dabei so ausgebildet, dass sie sich quer zu ihrer Längserstreckung elastisch biegen können, wodurch die Beweglichkeit der Spannkörper bei Führung an der Führungskurve ermöglicht wird. Die Halteelemente können zum Beispiel in Form von länglichen Drähten ausgebildet sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Führungskurve so ausge¬ bildet, dass die Führungskurve die Spannzylinder in deren ers¬ ter Stellung an einen hinterschnittenen Bereich des Fortsatzes des Probenhalters andrückt, so dass der Zugstab kraftschlüssig mit dem Probenhalter verbunden ist. Von dieser Position weitet sich die Führungskurve nach oben hin auf und hat eine Kurven¬ komponente, die die Spannzylinder bei Bewegung durch die Durchgangsöffnung auf die Zentrieröffnung zu von der Längsachse der Durchgangsöffnung weg nach außen bewegt. Bei Bewegung der Spannzylinder in eine zweite Stellung sind diese dann so¬ weit radial nach außen verschoben, dass die Eingriffsvorsprünge an dem Fortsatz des Probenhalters sie passieren können, wenn der Probenhalter aus der Durchgangsöffnung und Zentrieröffnung herausgezogen wird.
Alternativ können die Spannkörper auch durch drei oder mehrere Kugeln gebildet werden, die an länglichen Halteelementen von dem Zugstab getragen werden. Dabei sollten die Spannkörper so angeordnet sein, dass in der Einspannstellung in Andruck an den Fortsatz des Probenhalters sich ihre Kräfte auf den Fortsatz aufheben. Dies wird im Falle von zwei Spannkörpern zum Beispiel erfüllt, wenn diese genau gegenüberliegen angeordnet sind und die Führungskurve entsprechend symmetrisch geformt ist, so dass die beiden Spannkörper genau entgegengesetzt ein¬ wirken. Bei mehr als zwei Spannkörpern müssten diese entlang eines Kreises verteilt so angeordnet sein, dass die von ihnen auf den Fortsatz ausgeübte Gesamtkraft Null ist. Dadurch wird sichergestellt, dass das Einspannen des Probenhalters nicht zu einer Nettokraft auf den Fortsatz quer zu dessen Längsrichtung führt, was zu einer Verlagerung des Probenhalters in der Zent¬ rieröffnung insgesamt führen könnte.
Die Bewegung der Spannkörper von der den Probenhalter einspan¬ nenden Stellung in eine denselben zur Entnahme freigebenden muss keine radial von der Längsachse nach außen gerichtete Be¬ wegung sein. Grundsätzlich sind auch Ausführungsformen denkbar, in denen die Spannkörper hinter einem radialen nach innen gerichteten Vorsprung in einem Hohlkörper des Fortsatzes angreifen, wobei die den Probenhalter verriegelnde Stellung der Spannkörper dann radial gegenüber der Längsachse weiter außen als die den Probenhalter freigebende Stellung der Spannkörper liegt, in der die Spannkörper die Vorsprünge passieren lassen können, d.h. die Vorsprünge liegen innerhalb einer unteren Öffnung des Hohlkörpers, wenn dieser an ihnen vorbei nach oben gezogen wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen beschrieben, in denen:
Figur 1 eine perspektivische schematische Ansicht der Ausfüh¬ rungsform ist; und
Figuren 2 und 3 Querschnittsdarstellungen der Ausführungsform in einer den Probenhalter verriegelnden Stellung (Figur 3) und einer den Probenhalter freigebenden Stellung (Figur 2) zeigen. Die Figuren zeigen ein fixiertes Halterungsteil 1, das oben mit einer Zentrieröffnung versehen ist. Die Zentrieröffnung geht weiter unten in eine Durchgangsöffnung 8 über. In die Zentrieröffnung ist ein Probenhalter 4 mit seinem Fortsatz 4a einführbar bzw. daraus entnehmbar.
Ein Zugstab 3 reicht teilweise in die Zentrieröffnung und die Durchgangsöffnung 8 hinein. Der Zugstab 3 trägt an seinem oberen Ende zwei Spannkörper 3b, die in diesem Ausführungsbeispiel stiftförmig oder zylindrisch geformt sind. Die Spannkörper 3b werden von elastischen Halteelementen, z.B. dünnen Me¬ talldrähten, über dem oberen Ende des Zugstabes 3 gehalten. Es können für jeden Spannkörper 3b zwei Metalldrähte als Träger verwendet werden, die an einem Ende jeweils mit einem Ende des Spannkörperstifts und mit dem gegenüberliegenden Ende mit dem Zugstab verbunden sind. Durch diese Anbringung sind die Spann¬ körper 3b durch elastische Verformung der Halteelemente seitlich beweglich in Bezug auf die Längsachse von Zugstab und Zentrieröffnung .
Um eine gezielte seitliche Bewegung der Spannkörper 3b in Reaktion auf eine Bewegung des Zugstabs 3 in Längsrichtung zu bewirken, sind in der Zentrieröffnung Führungskurven 7 ausge¬ bildet. Diese Führungskurven 7 sind so geformt, dass eine Li¬ nearbewegung des Zugstabs 3 in Längsrichtung von Durchgangsöffnung 8 und Zentrieröffnung mit einer zu der genannten Linearbewegung senkrechten seitlichen Bewegungs komponente der Spannkörper 3b einhergeht. Die Zwangsführung der Spannkörper 3b ist dabei dergestalt, dass sie in einer ersten Stellung des Zugstabs 3 in Andruck an den Fortsatz 4a des Probenhalters 4 hinter radialen Vorsprüngen daran angedrückt werden, so dass mittels des Zugstabs 3 über die Spannkörper 3b eine Zugkraft auf den Fortsatz 4a und damit den Probenhalter 4 ausgeübt werden kann, die in die Zentrieröffnung hinein gerichtet ist. Diese Stellung ist in Figur 3 dargestellt, in der die Spann- körper 3b in Eingriff hinter dem radialen Vorsprung am Ende des Fortsatzes 4a an diesen angedrückt werden. In dieser Stel¬ lung ist der Probenhalter 4 an dem Halterungsteil 1 einge¬ spannt und wird mit einer vorgegebenen Kraft gegen das Halte¬ rungsteil 1 gezogen.
Um den Probenhalter aus dem Halterungsteil 1 entnehmen zu können, wird der Zugstab 3 linear, in diesem Fall vertikal nach oben bewegt, wodurch die Spannkörper 3b ebenfalls nach oben bewegt werden. Die Führungskurve 7 ist dabei so geformt, dass die lineare Aufwärtsbewegung der Spannkörper 3b mit einer dazu senkrechten Bewegungskomponente radial nach außen verbunden ist, so dass die Spannkörper 3b schließlich soweit nach außen verschoben sind, dass die radialen Vorsprünge am Fortsatz 4a des Probenhalters die Spannkörper 3b passieren können, wenn der Probenhalter 4 mit seinem Fortsatz 4a aus der Zentrieröffnung nach oben herausgezogen wird. Diese Stellung ist in Figur
2 dargestellt. In dieser Stellung kann ein Probenhalter 4 z.B. durch einen Roboterarm entnommen werden, wonach ein neuer Probenhalter 4 herangeführt und in die Zentrieröffnung des Halterungsteils 1 eingesetzt werden kann. Danach folgt die umgekehrte Bewegung des Zugstabes 3 linear nach unten in die in Figur 3 dargestellte Stellung, wonach der neue Probenhalter 4 in dem Halterungsteil 1 eingespannt ist und mit vorgegebener Kraft daran angedrückt wird.
Zur Einstellung der Andruckkaft des Probenhalters 4 an dem Halterungsteil 1 in der eingespannten Stellung ist der Zugstab
3 am unteren Ende mit einer Einstellmutter 5 versehen. Das untere Ende des Zugstabs 3 ist von einem Hohlraum einer Bestätigungsstange 2 aufgenommen, in deren oberes Ende der Zugstab 3 eingeführt ist. Zwischen der Öffnung in dem Zugstab 2, durch die der Zugstab 3 in diese eintritt, liegt eine Feder 5 an der die Öffnung umgebenen Wandfläche einerseits und an der Einstellmutter 6 des Zugstabes andererseits an. Bei festgelegter Endposition, in die die Betätigungsstange 2 durch einen Antrieb (nicht gezeigt) gebracht wird (Figur 3) läßt sich so durch Vorgabe der Stellung der Einstellmutter 2 die Zugkraft einstellen, die auf den Probenhalter 4 ausgeübt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Probenaufnahmevorrichtung für Probenmaterialien in Ultrahochvakuumkammern mit einem wechselbaren Probenhalter (4), der einen scheibenförmigen Probenauflagekörper mit planarer oberer Probenauflagefläche und einen von der der Probenauflagefläche gegenüberliegenden Seite des Probenauflagekörpers abste¬ henden Fortsatz (4a) hat, einem Halterungsteil (1) mit einer Zentrieröffnung, die zur zentrierten Aufnahme des Fortsatzes (4a) des Probenhalters (4) geformt ist und in eine durch das Halterung¬ teil hindurchgehende Durchgangsöffnung (8) übergeht, einem Zugstab (3) , der von der der Zentrieröffnung gegenü¬ berliegenden Seite in die Durchgangsöffnung (8) eingeführt ist und mit seinem eingeführten Ende wenigstens zwei Spannkörper (3b) in der Weise beweglich hält, dass sie ei¬ ne Bewegung quer zur Längsachse der Durchgangsöffnung (8) ausführen können, einer relativ zu dem Halterungsteil (1) feststehenden Führungskurve (7), um die Spannkörper (3b) bei Bewegung des Zugstabes in Richtung der Längsachse der Durchgangsöffnung (8) zu führen, wobei die Führungskurve (7) so geformt ist, dass die Spannkörper (3b) in einer ersten Stellung des Zugstabes (3) in Längsrichtung der Durchgangsöffnung in Eingriff hinter radialen Eingriffsvorsprüngen an den Fortsatz (4a) angedrückt werden, so dass der Zugstab (3) auf - l ü
den Probenhalter (4) eine in Richtung in die Zentrieröffnung hinein gerichtete Zugkraft ausüben kann, und dass die Spannkörper (3b) in einer zweiten Stellung des Zugstabes (3) , in der dieser weiter in die Durchgangsöffnung hinein geschoben ist, in Richtung quer zur Längsachse der Durch¬ gangsöffnung so weit verschoben sind, dass die radialen Eingriffsvorsprünge sie passieren können, wenn der Fortsatz (4a) des Probenhalters (4) aus der Durchgangsöffnung und der Zentrieröffnung heraus gezogen wird.
2. Probenaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, bei der an dem Zugstab (3) an seinem in die Zentrieröffnung weisenden Ende mindestens zwei längliche Halteelemente angebracht sind, die über das Ende hinaus vorstehen und an ihrem abgewandten Ende jeweils ein Spannzylinder als Spannkörper (3b) tragen, wobei die Halteelemente elastisch biegbar sind .
3. Probenaufnahmevorrichtung nach Anspruch 2, wobei jedes Halteelement durch einen oder mehrere Metalldrähte oder durch dünne Federplättchen gebildet wird.
4. Probenaufnahmevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Zugstab (3) an seinem von der Zent¬ rieröffnung entfernten Ende mit einer Betätigungsstange (2) verbunden ist, wobei in der Verbindung eine Feder angeordnet ist, die den Zugstab (3) in eine auf die Betäti¬ gungsstange zu weisende Richtung vorspannt, um einen ringförmigen Anschlag an dem Zugstab (3) in Anlage an die Endfläche der Betätigungsstange (2) zu ziehen, wobei die Vorspannung der Feder (5) mittels einer Einstellschraube (6) einstellbar ist.
EP10770993A 2009-10-02 2010-10-04 Probenaufnahmevorrichtung für probenmaterialien in ultrahochvakuumkammern Withdrawn EP2483918A1 (de)

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