DE3510933C2 - Handhabungsvorrichtung für Plättchen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung für
Plättchen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine Vorrichtung dieser Art ist Gegenstand der US 34 25 267.
Bei dieser bekannten Vorrichtung sind relativ aufwendige
Transportmittel zum Transport der Plättchen durch mehrere
Behandlungsstationen sowie durch eine Ausgabeschleuse
vorgesehen. In der Ausgabeschleuse werden die zu behandelnden
Plättchen an eine Ausgabekassette übergeben bzw. von dieser
Kassette übernommen. Die Ausgabeschleuse weist ein im
Vergleich zum Volumen der Hauptkammer kleines Volumen auf, um
Vakuumverluste während der Übergabe des Plättchens klein zu
halten.
Gemäß der US 43 92 435 ist es auch schon bekannt, den Antrieb
von Mechanismen in von der Außenluft getrennten Räumen
mittels einer teilweise außerhalb des betreffenden Raumes
angeordneten Magnetanordnung zu bewerkstelligen.
Die US 39 68 885, offenbart schließlich noch einen
Greifermechanismus für in einer Behandlungsvorrichtung zu
behandelnde Plättchen, bei welcher die Plättchen innerhalb
der Vakuumkammer mittels eines Schwenkhebels von einer
Hebevorrichtung für die Plättchen übernommen und an einen
Plättchenträger übergeben werden. Dieser Schwenkhebel
befindet sich in einer für Wartungs- und Reparaturarbeiten
schwer zugänglichen Weise zur Gänze innerhalb der
Vakuumkammer. Zur Übernahme der Plättchen ist eine eigene
Hebevorrichtung erforderlich und die Plättchen können nicht
in ausreichend schonender und sicherer Weise an den
Plättchenträger bzw. einen Probentisch übergeben werden.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art in der Weise weiter zu
entwickeln, daß die besagten Plättchen von Hand in die äußere
Kammer eingelegt und mittels einer einfachen
Transportvorrichtung an einen im Inneren der Vakuumkammer
angeordneten Probentisch übergeben werden können. Die
Plättchen sollen dabei in schonender Weise, insbesondere ohne
Gefahr des Verkratzens der empfindlichen Plättchenoberfläche
in die Vorrichtung eingelegt und auf dem Probentisch sicher
gehalten werden. Um dies zu gewährleisten, soll die
Haltevorrichtung im wesentlichen nur an den Rändern des
Plättchens angreifen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im
kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 aufgeführten Merkmale
gelöst. Mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung kann
insbesondere die laufende mikroskopische Überprüfung der
Plättchen während des Fertigungsvorganges schnell und sicher
und ohne unzulässig große Vakuumverluste durchgeführt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen und aus der Zeichnung, in der ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung erörtert ist.
Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung mit einem in einer
Schiene gelagerten Plättchenhalter und mit einem
Mikroskoptisch geschaffen, der automatisch auf Plättchen
verschiedener Größe einstellbar ist. Der Plättchenhalter
befindet sich anfangs in einer abdichtbaren äußeren Kammer.
Er wird vorzugsweise mittels einer Kette bewegt, die ihn
durch ein kleines schlitzartiges und abdichtbares Tor
zwischen der Probenkammer des Mikroskopes und und der äußeren
Kammer verschiebt. Ein Magnet auf der Transportkette stellt
eine magnetische Kupplung mit einem zweiten Magneten her, der
über dem Boden der zweiten abgedichteten Kammer angeordnet
ist, wobei ein Motor über die Kette und die Magnete den
Plättchenhalter linear verschiebt. Der Plättchenhalter
enthält einen Mechanismus, der bei einer Berührung des
Probentisches das Plättchen in seiner Lage auf dem
Probentisch freisetzt und der speziell ausgebildet ist, um
Plättchen verschiedenen Durchmessers festklemmen zu können.
Wenn der Plättchenhalter ein zweites Mal in Kontakt mit
dem Probentisch tritt, nimmt er das Plättchen auf, um
es aus der Probenkammer durch das schlitzförmige und ab
dichtbare Tor in die äußere Kammer hinauszuführen, so daß
er anschließend von der Überprüfungs- bzw. Untersuchungs
station entfernt werden kann. Der einzige Vakuumverlust in
der Probenkammer ergibt sich daher durch den Eintritt ei
ner kleinen Luftmenge, die in die abdichtbare äußere Kammer
während des Aufbringens und Entfernens eines Plättchens
vom Plättchenhalters eintritt.
Die beiliegenden Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungs
beispiels dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Gesamtansicht der Vor
richtung, bei der an der Probenaufnahmekammer
des Mikroskops ein Plättchentransportmechanis
mus befestigt ist.
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf den
Transportmechanismus bezüglich der in Fig. 1
mit den Linien 2-2 bezeichneten Schnittebene.
Fig. 3 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine äußere
Kammer und einen Antriebsmechanismus längs
der Linien 3-3 von Fig. 1.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die durch die Linien
4-4 in Fig. 1 festgelegte Schnittebene und
zeigt den in der abdichtbaren äußeren Kammer
aufgenommenen Plättchenhalter sowie den Pro
bentisch in der Probenkammer des Mikroskops.
Die Fig. 4A und 4B sind perspektivische Darstellungen, welche
zwei Formen von Plättchenanschlägen auf dem
Probentisch in der Probenkammer darstellen.
Fig. 5 zeigt eine Schnittseitenansicht längs der
Linien 5-5 von Fig. 3.
Die Fig. 6 und 7 zeigen Draufsichten, aus denen der Betrieb des
Probentisches während des Aufbringens des
Plättchens auf denselben ersichtlich ist.
Fig. 8 zeigt eine Schnittdarstellung längs der Linien
8-8 von Fig. 7 des Probentisches.
Fig. 8A zeigt einen Ausschnitt aus der Schnittdarstel
lung der Fig. 8 zur detaillierteren Erläute
rung des Freigabemechanismus des Plättchens
am Ende des Plättchenhalters.
Fig. 9 zeigt eine Endvertikalansicht auf den Proben
tisch in einem Schnitt längs der Linie 9-9
von Fig. 8.
Fig. 10 zeigt eine Draufsicht auf den Probentisch
nach Aufbringen des Plättchens auf denselben.
Die Fig. 11 bis 14 zeigen Draufsichten auf den Probentisch vor
und während der Aufbringung des Plättchens,
während der Arretierung desselben auf dem Pro
bentisch und nach der Entfernung des Plättchen
halters.
In Fig. 1 ist schematisch eine Probenkammer 10 eines Elek
tronenmikroskops dargestellt, an die eine Vakuumpumpe 12
angeschlossen ist. Nicht dargestellt in Fig. 1 sind der
Elektronenstrahlgenerator sowie die verschiedenen einem
Elektronenmikroskop zugehörigen Linsen, die im allgemeinen
über der dargestellten Probenkammer angeordnet sind.
An der Seite der Probenkammer 10 ist die Vorrichtung zur
Handhabung 14 für IC-Plättchen befestigt. Sie enthält eine
mit Scharnieren befestigte und abdichtbare obere Türe 16,
die auf der Oberseitenfläche eines Gehäuses 18 angebracht
ist, welches das System zur Handhabung der Plättchen auf
nimmt. Die Vorrichtung zur Handhabung 14 enthält des wei
teren einen Antriebsmotor 20, der den Transport des Plätt
chenschlittens bzw. -halters im Inneren des Gehäuses 18
in die Probenkammer 10 und aus dieser bewerkstelligt.
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht längs der Ebene
die in Fig. 1 durch die Linien 2-2 festgelegt ist und
zeigt die Halterung des Antriebsmotors 20 an einem Winkel
arm 22, der an die Außenfläche der Probenkammer 10 ange
schraubt ist. Man erkennt aus Fig. 2, daß ein auf der Mo
torwelle befestigtes Zahnrad 24 in Eingriff mit einer
schleifenförmig umlaufenden endlosen flexiblen Antriebs
kette 26 steht, welche von Spannrädern 28 und 30 getragen
wird, die drehbar an der Unterseite oder an dem Boden des
Gehäuses 18 an derartigen Lagen befestigt sind, daß die
Antriebskette 26 wesentlich senkrecht zur Außenfläche der
Probenkammer 10 verläuft. An einem Punkt der endlosen
flexiblen Antriebskette 26 ist ein Arm 32 befestigt, der
einen Magnet 42 trägt, welcher bewirkt, daß der Plättchen
halter₁wie im folgenden noch näher beschrieben wird, längs
einer Führung in die Probenkammer 10 bewegt wird.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 von
Fig. 1, der vertikal durch den Endbereich des Systems zur
Handhabung von IC-Plättchen verläuft. Man erkennt hier wie
derum den Motor 20 für die Betätigung der Antriebskette 26
sowie den Arm 32, an dem ein rechteckförmiger Wagen bzw.
Schlitten 34 befestigt ist. Der Schlitten ist geradlinig
längs einer Bewegungsbahn verschiebbar, die senkrecht zur
äußeren Oberfläche der Probenkammer 10 verläuft, wobei er
von geradlinigen Lagern 36 getragen ist, die in Stützkanä
len parallel zu den äußeren Seitenflächen des Wagens ge
führt sind, sowie den Innenwandungen 38, die unter dem
Boden des Gehäuses 18 gebildet sind. Die gesamte Länge des
Bodens des Gehäuses zwischen seinen Innenwandungen 38 enthält
einen Abschnitt 40 aus nicht eisenhaltigem Material, der
so dünn ist, daß er praktisch gerade noch eine ausreichen
de Festigkeit aufweist, um sich nicht zu verbiegen oder zu
brechen, wenn er den Druckdifferenzen zwischen atmosphä
rischem Druck und dem Druck in der Probenkammer ausgesetzt
wird.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Motor 20 und der von
der Antriebskette 26 in Bewegung gesetzte Schlitten 34
einen Magnet 42 enthalten, der eine planare Oberseitenflä
che aufweist, die im minimalen Abstand parallel zu der unte
ren Oberfläche des dünnen Bodenabschnitts 40 verläuft. In
einem ähnlichen Abstand von dem dünnen Abschnitt 40 aus
nicht eisenhaltigem Material des Bodens, jedoch über diesem,
ist ein zweiter Magnet 44 angeordnet, der geeignet polari
siert ist, um durch den dünnen Bereich 40 des Bodens von
dem äußeren Magneten 42 angezogen zu werden. Dieser zweite
oder innere Magnet 44 ist in einem Schlitten bzw. Wagen 46
gehaltert, welcher in der dargestellten Weise in Lagern
eine Linearverschiebung parallel zu dem äußeren Wagen bzw.
Schlitten 34 durchführen kann. Der innere Schlitten 46 ist
von dem Gehäuse 18 eingeschlossen und wird aufgrund der
magnetischen Kopplung zwischen dem von dem Motor 20 ange
triebenen externen Magneten 42 und dem inneren Magneten 44
linear längs seiner Schienen verschoben, um der geradli
nigen Bewegung des vom Motor angetriebenen externen Magne
ten 42 zu folgen.
Man erkennt aus der Schnittdraufsicht von Fig. 4 und aus
der Vertikalansicht von Fig. 5, daß der innere Schlitten 46
einen Halter 48 für IC-Plättchen haltert. Der Halter 48 ist
ein längliches Teil, das einen allgemein dreieckförmig ver
laufenden Ansatz 50 enthält zur Halterung des Plättchens,
der sich in dem Gehäuse 18 befindet und dessen Scheitel
benachbart zu dem Ende des Gehäuses liegt, das der Proben
kammer 10 zugekehrt ist, wenn die Schlitten 46 und 34 eine
Lage einnehmen, bei der sie sich an dem äußeren bzw. ent
gegengesetzten Ende des Gehäuses 18 befinden. Man erkennt
am besten aus Fig. 4, daß der Ansatz 50 des Trägers 48
sich in Richtung auf ein Tor 52 erstreckt, welches schwenk
bar angelenkt ist und dicht schließt. Dies geschieht derart,
daß der Ansatz 50 durch das Tor 52 in das Innere der Proben
kammer 10 hindurchtreten kann, und, wie im folgenden im
Einzelnen beschrieben wird, ein IC-Plättchen in die Proben
kammer 10 und auf einen Probentisch 54 bringen kann, auf
dem es in einer bestimmten Lage festgehalten wird.
Fig. 4 zeigt einige Einzelheiten des Probentisches 54, der
später noch im Einzelnen dargestellt und erläutert wird.
Auf dem Probentisch 54 ist ein kreisförmiges Postament 56
befestigt, das einen freien Kreissektor von etwa 60° auf
weist, welcher dem Plättchen-Träger 48 zugekehrt ist und
symmetrisch zur Mittelachse desselben verläuft. Ein Mittel
bereich 58 in dem Bodenteil des offenen Sektors trägt eine
Mittelbohrung und mit Gewinde versehene Schraubenlöcher
zur Befestigung des Postaments 56 auf dem Probentisch 54.
Benachbart zu den Kanten des offenen Sektors verlaufen
rechtwinklige Schlitze 60, von denen jeder ein Gleitstück
62 trägt, das sich in Richtung auf die äußeren Enden der
Schlitze 60 erstreckt, um in Eingriff mit dem Rand eines
Plättchens zu treten. Jedes Gleitstück 62 wird normalerwei
se in einer Lage nahe der Mitte des Probentisches 54 gehal
ten, was mittels einer Feder 64 geschieht, welche mit einem
Ende an dem Gleitstück 62 und mit dem entgegengesetzten En
de an einem kleinen, fest angebrachten Befestigungsarm 66
an dem inneren Ende des Schlitzes 60 befestigt ist. Die
Feder 64 übt daher eine Zugwirkung auf das Gleitstück 62
aus und versucht, es in Richtung auf die Mitte des Posta
ments 56 zu ziehen.
Die Oberseitenfläche des allgemein kreisförmigen Postaments
56 enthält einen rechteckförmigen Schlitz, der sich von dem
Scheitel des offenen Sektors bis zum entgegengesetzten Rand
des Postaments 56 erstreckt und längs einer Geraden ver
läuft, die koaxial mit der Längsachse des Plättchen-Halters
48 ausgerichtet ist. In diesem rechteckförmigen Schlitz
ist über eine Schwalbenschwanzführung ein rechteckförmiger
Block 68 gleitend verschiebbar gelagert. An dem inneren
Ende des rechteckförmigen Blocks 68 sind dünne Kabel 70
befestigt, welche um kleine Rollen 72 herumgeführt sind,
die am äußeren Ende des Sektors in den Schlitzen 60 gehal
tert sind. Die Kabel verlaufen von dort zurück durch die
Schlitze 60 zu den äußeren Enden der Gleitstücke 62, welche
mit den Plättchen in Eingriff treten sollen. Auf diese Wei
se bewirkt eine lineare Verschiebung des rechteckförmigen
Blocks 68 weg von der Mitte des Postaments 56, daß die mit
den Plättchen in Berührung tretenden Gleitstücke 62 in
Richtung auf die äußeren Enden der Schlitze 60 und gegen
die Kraft der Federn 64 gezogen werden, welche versuchen,
die Gleitstücke zurückzuziehen.
Die Fig. 4A und 4B zeigen zwei Ausführungsformen von
Anschlägen 74 für die Plättchen, welche die äußeren Enden
des rechteckförmigen Schlitzes und des in diesem gleitend
verschiebbar geführten rechteckförmigen Blocks 68 überbrücken.
Die gekrümmt verlaufende Stirnfläche des Anschlages
74 von Fig. 4A ist derart geformt, daß sie in Eingriff mit
dem gekrümmt verlaufenden Rand eines IC-Plättchens tritt,
wobei sie nach unten einwärts in der dargestellten Weise
abgeschrägt ist, um die Kante des Plättchens zu erfassen.
Die gerade schräg nach innen und unten verlaufende Stirn
fläche des in Fig. 4B gezeigten Anschlags 74 kann in ent
sprechender Weise bei Plättchen verwendet werden, die un
terschiedlich gestaltete Kanten aufweisen, wobei dieser An
schlag als Art Universalanschlag dient. Die Stirnflächen
von jedem dieser Anschläge 74 enthalten zwei kleine Schlit
ze 76. Wie im Einzelnen im Zusammenhang mit den Fig. 8
und folgende erläutert werden wird, dienen die Schlitze
76 zur Aufnahme von Stiften 78, welche in dem Ende des
Ansatzes 50 des Plättchen-Trägers 48 angebracht sind und
durch die Wirkung eines in dem Plättchen-Trägers 48 angeord
neten Solenoids 80 nach oben ausfahrbar sind, so daß sie in
die kleinen Schlitze 76 eintreten, um die Kante der Plätt
chen zu erfassen, wenn diese aus der Probenkammer 10 ent
fernt werden sollen.
Fig. 6 zeigt eine weitere Draufsicht auf den Plättchen-
Träger 48 und das Postament 56 auf dem Probentisch 54 zur
Erläuterung des Betriebes des Plättchen-Trägers 48 und
der mit dem Plättchen in Eingriff tretenden Gleitstücke 62.
Der Ansatz 50 des Trägers 48 haltert ein Plättchen 82, das
strichliert angedeutet ist. Das vordere Ende bzw. der
Scheitel des Ansatzes 50 ist so ausgebildet, daß er einen
Stoßblock 84 enthält, der ein allgemein rechteckförmiges
Glied ist, das in Eingriff mit dem gleitend verschiebbaren
rechteckförmigen Block 68 bringbar ist. Wenn daher der
Plättchen-Träger 48 einwärts, d. h. in Richtung des Pfeiles
86 verschoben wird, drängt der Stoßblock 84 den rechteckför
migen Block 68 nach außen, wie dies durch den Pfeil 87 an
gedeutet ist, so daß die an dem rechteckförmigen Block 68
befestigten Kabel 70 die Gleitstücke 62 gegen die Kraft
der Federn 64 in etwa radial nach außen verschieben, wie
dies durch die Pfeile 89 angedeutet ist.
Die Fig. 7 und 8 erläutern den weiteren Betrieb der
Handhabungsvorrichtung für die IC-Plättchen, wenn der An
satz 50 weiter in Richtung des Pfeiles 86 verschoben wird,
wobei der Stoßblock 84 an dem inneren Ende des gleitend
verschiebbaren rechteckförmigen Blocks 68 anliegt. Vorste
hend war bereits erwähnt, daß der gleitend verschiebbare
Block 68 in einer Schwalbenschwanznut in der Oberfläche des
Postaments 56 geführt ist, was im einzelnen in der Endan
sicht der Fig. 9 dargestellt ist. Der Block 68 kann sich
daher von der Kante des Postamentes 56 um eine kleine, in
Fig. 7 mit dem Bezugszeichen 88 bezeichnete, Strecke hinaus
erstrecken, um zuzulassen, daß sich die führende bzw. vordere
Kante des Plättchens 82 in seine erwünschte Lage auf dem
Postament begibt. Eine schwalbenschwanzförmige Hülse 90
ist daher in der Schwalbenschwanznut verschiebbar und der
gleitend verschiebbare Block 68 ist seinerseits innerhalb
der Schwalbenschwanzhülse 90 gleitend verschiebbar. Kleine
Federn 92, die zwischen die Schwalbenschwanzhülse 90 und
den Befestigungsarm 66 gespannt sind, drängen dabei die
Schwalbenschwanzhülse 90 in Richtung auf die Mitte des
Postaments 56, wobei eine nach oben ragende Lippe 94 am
äußeren Ende des gleitend verschiebbaren rechteckförmigen
Blocks 68 die Schwalbenschwanzhülse 90 zurückzieht in
Richtung auf die Mitte des Postaments 56 und zwar mittels
der Wirkung der längeren Federn 64.
Während des Beschickungsvorgangs mit den IC-Plättchen muß
die untere Oberfläche desselben mit einem ausreichenden
Abstand über den Gleitstücken 62 geführt werden, um eine
versehentliche Berührung und ein darauf zurückzuführendes
Verkratzen oder eine Beschädigung des dünnen und empfindli
chen Halbleitermaterials des Plättchens zu verhindern. Das
Postament ist daher, wie in Fig. 8 gezeigt, gekippt und
zwar um eine horizontale Drehachse, die senkrecht zur Mit
tellängsachse der Plättchenladevorrichtung verläuft und
etwa durch die Stirnfläche der Anschläge 74 für die Plätt
chen verläuft, so daß der Plättchen-Träger 48 die vordere
Kante der Plättchen 82 in ihre erwünschte Lage an der
zurückspringenden Stirnfläche des Plättchenanschlags 74
bringt. Der Mechanismus, der das Verschwenken des Proben
tisches 54 und des Postaments 56 bewirkt, ist bei der be
vorzugten Ausführungsform von einem Rechner gesteuert
und bildet keinen Teil der Erfindung. Falls es jedoch er
wünscht ist, kann der Schwenkmechanismus für das Postament
auch manuell betätigt sein oder durch einen geeigneten
Nocken gesteuert werden, der auf dem Plättchen-Träger 48
befestigt ist und mit einem Betätigungshebel für die
Verkippung in der Probenkammer 10 zusammenwirkt, nachdem
er in diese eintritt. Fig. 8a zeigt im Detail den Betrieb
eines solenoidbetätigten Plättchenaufnahmemechanismus, der
an dem Plättchen-Träger 48 befestigt ist und dazu dient,
das Plättchen während seines Transfers zwischen dem Posta
ment 56 und dem Träger freizusetzen und aufzunehmen. Der
Mechanismus enthält einen kleinen Tragbügel 96, der um
eine horizontale Querachse unter der Oberfläche eines
Querteils 97 am vorderen Ende bzw. Scheitel des Ansatzes
50 schwenkbar gelagert ist. Der Bügel enthält äußere End
stücke, die nach oben gebogen sind, so daß sie die Stifte
78 bilden, die im Zusammenhang mit Fig. 4 erwähnt worden
waren, welche die vordere Kante eines Plättchens halten
und freisetzen. Der Bügel ist des weiteren an dem Schwenk
punkt abgebogen, so daß ein kurzer Hebelbereich 98 ent
steht, an dessen Ende eine Feder 99 befestigt ist, welche
den Bügel 96 so vorspannt, daß die Stifte 78 im Normalfalle
nach oben ragen und in Berührung mit der Vorderkante des
Plättchens treten. Das Ende des Hebelbereichs 98 ist des
weiteren mittels eines dünnen Drahtes 100 mit dem im Zu
sammenhang mit Fig. 4 erwähnten Solenoid 80 verbunden.
Wenn das Plättchen 82 zuerst in dem Gehäuse 18 auf den
Träger 48 aufgebracht wird, geschieht dies derart, daß
seine vordere gekrümmte Kante an den Stiften 78 des Auf
nahmemechanismus anliegt. Wenn dann das Plättchen in seine
erwünschte Lage in dem Postament angekommen ist, bewirkt
eine Betätigung des Solenoids 80, die manuell oder compu
tergesteuert erfolgen kann, ein Zurückziehen der Stifte 78,
so daß das Plättchen losgelassen und freigesetzt wird.
Wenn ein leerer Plättchenträger 48 in den Mechanismus des
Postaments 56 eingeführt wird, werden umgekehrt die zu
diesem Zeitpunkt von dem Solenoid 80 zurückgezogenen Stif
te 78 durch Freigabe des Solenoids ausgefahren, so daß sie
das Plättchen ergreifen, damit dieses aus der Probenkammer
10 herausgebracht werden kann.
Fig. 10 erläutert den Betrieb des Postamentmechanismus bei
der Entfernung des als Ladegerät wirkenden Ansatzes 50,
nachdem ein Plättchen 82 auf dem Postament 56 abgelegt wor
den ist. Mit der Wegbewegung des Ansatzes 50 in Richtung
des Pfeiles 102 endet der von dem am Ende des Ansatzes 50
angebrachten Stoßblock 84 auf den gleitend verschiebbaren
Block 68 ausgeübte Druck und der Block 68 wird in Richtung
des Pfeiles 103 durch die Kraft der Federn 64 und die Ver
bindungskabel 70 zurückgezogen. Die Federn 64 ziehen dabei
die für den Eingriff mit dem Plättchen vorgesehenen Gleit
stücke 62 bis zu einem Punkt zurück, bei dem diese an der
Kante des Plättchens 82 anliegen, um das Plättchen auf die
se Weise zwischen drei wesentlich gleich beabstandeten
Punkten des Anschlags 74 und der beiden Gleitstücke 62
festzuhalten. Es soll hier erwähnt werden, daß jedes der
dünnen Kabel 70, nachdem es um die Rollen 72 herumgelaufen
ist, um zweite Rollen 104 herum und von dort zu den Gleit
stücken 62 verläuft. Die zweiten Rollen 104 sind mit den
Federn 64 verbunden, welche den gleitend verschiebbaren
rechteckigen Block 68 vollständig zurückziehen, nachdem die
Gleitstücke 62 in Eingriff mit der Kante des Plättchens
getreten sind. Der Betrieb des Rollensystems wird im folgen
den im einzelnen anhand der Fig. 11 bis 14 beschrieben.
Die Fig. 11 bis 14 zeigen in schematischer Darstellung
die verschiedenen Betriebsschritte von dem Postament 56
des Probentisches 54, wobei zum besseren Verständnis hier
zu unnötige Teile weggelassen sind. Fig. 11 zeigt diejenige
Lage, welche die Bauelemente des Postaments im Normalfalle,
d. h. bei Nichtbenutzung einnehmen. Die Federn 64 sind ent
spannt, wobei sie die mit dem Plättchen in Eingriff bring
baren Gleitstücke 62 nach innen verschoben haben. Die klei
nen Federn 92 haben des weiteren die Schwalbenschwanzhülse
90 zurückgezogen, welche den gleitend verschiebbaren recht
eckförmigen Block 68 trägt.
Fig. 12 zeigt einen Betriebszustand bei dem der Stoßblock
84 des Plättchen-Lademechanismus teilweise in den Postament
mechanismus eingeführt ist und gegen den gleitend verschieb
baren Block 68 drückt. Die Verschiebung des Blocks in Rich
tung des Pfeiles 87 bewirkt einen Zug auf die Kabel 70,
welche die Gleitstücke 62 gegen die Kraft der Federn 64
nach außen ziehen. Es versteht sich, daß die gekrümmte
Vorderkante des Plättchens 82 an den Stiften 78 des Draht
bügels 96 gemäß Fig. 8a anliegt.
Fig. 13 zeigt die Lage, welche die verschiedenen Bauele
mente einnehmen, nachdem der Lademechanismus für die
Plättchen voll eingeführt ist. An diesem Punkt hat
das Ende des an dem Ansatz 50 angebrachten Stoßblocks
84 den gleitend verschiebbaren Block 68 und dessen Schwal
benschwanzhülse 90 in ihre maximal ausgefahrene Position
verschoben, wodurch die Gleitstücke 62 in ihre äußersten
Lagen ausgefahren sind. Die Vorderkante des Plättchens 82
liegt nun an der zurückspringenden Stirnfläche des An
schlags 74 an, und die solenoidbetätigten Haltestifte 78
liegen in den Schlitzen 76 des Anschlags 74 und sind bereit,
durch die Betätigung des Solenoids 80 zurückgezogen zu wer
den. Es versteht sich, daß die Kabel 70 von den Gleitstücken
62 nicht nur um die Rollen 104 und 72 verlaufen, sondern
auch um zusätzliche Rollen 106, welche benachbart zu dem
Befestigungsarm 66 angebracht sind und dazu dienen, eine
Abnutzung der Kabel an den Kanten des Schlitzes 60 zu
verhindern.
Fig. 14 zeigt die von den verschiedenen Bauelementen einge
nommene Lage, nachdem das Plättchen auf dem Tisch abgelegt
wurde und der Plättchen-Träger aus der Vakuumkammer in
Richtung des Pfeils 107 verschoben wurde. Federn 64 haben
die Gleitstücke 62 in Berührung mit der Kante des Plättchens
82 gebracht, das des weiteren an der nach unten eingezoge
nen Fläche des Plättchen-Anschlags 74 anliegt und somit in
seiner Lage arretiert ist. Die Federn 64 haben des weiteren
den gleitend verschiebbaren rechteckigen Block 68 soweit
zurückgezogen, bis die nach oben stehende Lippe 94 eine
weitere Einwärtsverschiebung des Blocks 68 beendet. Wenn
der Plättchen-Träger 48 durch das Tor 52 hindurchgetreten
ist, das die Vakuumkammer mit der äußeren Kammer verbindet,
wird das Tor 52 dicht verschlossen, so daß die äußere
Kammer gegenüber der Vakuumkammer abgedichtet ist. Die
äußere Türe 16 auf der abdichtbaren äußeren Kammer kann
anschließend geöffnet werden, falls dies erwünscht ist,
ohne daß hierbei das Vakuum im Inneren der Vakuum- bzw.
Probenkammer beeinträchtigt wird. In entsprechender Weise
müssen bei den Beschickungsvorgängen die äußere Türe 16
oder die Außenkammer geöffnet werden, während das innere
Tor 52 abgedichtet ist, um einen Vakuumverlust zu verhin
dern. Anschließend wird die äußere Türe 16 geschlossen und
der Plättchen-Transportmechanismus bewirkt den Transfer des
Plättchens durch das Tor in die Vakuumkammer, wobei es
lediglich zu einem geringen Vakuumverlust kommt, nachdem
das Volumen der unter Atmosphärendruck stehenden Luft in
der äußeren Kammer klein ist gegenüber dem Volumen in
der Vakuumkammer. Es tritt daher nur ein geringer Druck
anstieg in der Vakuumkammer auf, der durch entsprechendes
Pumpen rasch wieder auf den erwünschten Betriebsdruck ver
ringert werden kann.
Claims (12)
1. Handhabungsvorrichtung für Plättchen zum Transfer
derselben von einem unter Atmosphärendruck stehenden
Bereich in das Innere einer Vakuumkammer und aus
dieser heraus, mit
- a) einem abdichtbaren Tor (52), welches durch eine Wandung der Vakuumkammer (10) in das Innere der Kammer führt, und eine Breite aufweist, die ausreicht, um ein Plättchen (82) hindurchzuschieben,
- b) einer mit einer abdichtbaren Türe (16) versehenen abdichtbaren Außenkammer (18), deren Volumen klein ist im Vergleich zum Volumen der Vakuumkammer (10) und, die mit einem Ende die Öffnung des Tores (52) umgebend an die Außenwandung der Vakuumkammer (10) anschließt und gegenüber derselben abgedichtet ist, und
- c) einen mit Befestigungsmitteln für das Plättchen versehenen, längs einer Führungsbahn durch das Tor (52) zwischen der Außenkammer (18) und der Vakuumkammer (10) verschiebbaren Plättchenträger (46, 48),
gekennzeichnet durch folgende
Kombination:
- d) die Außenkammer (18) sowie das abdichtbare Tor (52) sind an einer Seitenwand der Vakuumkammer (10) angeordnet,
- e) im Inneren der Vakuumkammer (10) ist ein feststehender Probentisch (54, 56) angeordnet, der Mittel enthält, um ein Plättchen (82) von einem Endbereich (50) des Plättchenträgers (46, 48) zu übernehmen und nach erfolgter Behandlung an diesen zurückzugeben,
- f) die Mittel zum Übernehmen des Plättchens (82) weisen einen stationären Anschlag (74) für die Plättchen (82) mit einem Paar von voneinander beabstandeten mit dem Plättchen in Eingriff bringbaren Gliedern (62) auf, die radial nach außen von dem Anschlag (74) in Richtung auf das Tor (50) bewegbar sind, im Ansprechen auf Kräfte, welche durch die Einwärtsbewegung des Plättchenträgers (46, 48) auf ein gleitend verschiebbar gelagertes Glied (68) ausgeübt werden, wobei die mit dem Plättchen in Eingriff bringbaren Glieder (62) von Federn (64) in Anlage an den Rand des Plättchens (82) anlegbar sind, nachdem das Plättchen (82) von dem Plättchenträger (46, 48) entfernt ist.
2. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die abdichtbare Tür (16) an der
Oberseite der Außenkammer (18), vorzugsweise
benachbart zur Seitenwand der Vakuumkammer (10)
angebracht ist.
3. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn für
den beweglichen Plättchenträger (46, 48) geradlinig
und senkrecht zu der Seitenwandung der Vakuumkammer
(10) verläuft.
4. Handhabungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gleitend
verschiebliche Glied (68) auf dem Objekttisch derart
gelagert ist, daß die Vorderkante des
Plättchenträgers (48) bei dessen Bewegung in die
Vakuumkammer (10) mit dem gleitend verschiebbaren
Glied (68) in Eingriff bringbar ist.
5. Handhabungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Plättchenträger einen ersten Magneten (44) benachbart
zu einer ersten Außenfläche der Außenwandung (40) der
Außenkammer (18) trägt, und daß ein zweiter Magnet
(42) vorgesehen ist, der benachbart zu der Außenseite
der genannten Außenwandung (40) der Außenkammer (18)
verschiebbar und magnetisch mit dem ersten Magneten
(44) gekoppelt ist, so daß bei einer Bewegung des
zweiten Magneten (42) der Plättchenträger (46, 48)
längs dessen Führungsbahn verschoben wird.
6. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite Magnet in einem
Schlitten (34) gelagert ist, der vorzugsweise mittels
eines außerhalb der Außenkammer (18) angeordneten
Endloskettenantriebes (20-26) parallel zur
Führungsbahn des Plättchenträgers (46, 48)
verschiebbar ist.
7. Handhabungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Magnet (44) in minimalem Abstand von einem dünnen
Innenbodenbereich (40) in der Außenkammer (18) und
der zweite Magnet (42) in minimalem Abstand von dem
dünnen Innenbodenbereich (40) außerhalb der
Seitenwandung (38) der Außenkammer (18) angebracht
ist.
8. Handhabungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Plättchenträger (48) ein Paar von vertikal
verschiebbaren Stiften (78) trägt, die an dem
vorderen Ende des Plättchenträgers (48) angebracht
sind, wobei die Stifte mittels eines Solenoids (80)
betätigbar sind, das an dem Plättchenträger (48)
unterhalb des für die Aufnahme des Plättchens
vorgesehenen Oberflächenbereiches (50) angebracht
ist, und dazu dient, im Bereich des Probentisches
(54, 56) in Eingriff mit der vorderen Kante des
Plättchens zu treten bzw. dieses freizugeben.
9. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der stationäre Anschlag (74) eine
Vorderkante aufweist, deren Gestalt der Form des
Plättchens (82) entspricht, wobei die Vorderkante ein
Paar von Schlitzen (76) trägt, die voneinander
beabstandet sind und dazu dienen, die Stifte (78)
aufzunehmen, die am vorderen Ende des
Plättchenträgers (48) angebracht sind, wobei die
Vorderkante des Anschlages (74) nach unten
abgeschrägt zurückspringt, um die Kante eines
Plättchens festzuhalten.
10. Handhabungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
voneinander beabstandeten mit dem Plättchen (82) in
Eingriff bringbaren Glieder (62) in Schlitzen (60)
verschiebbar sind, welche sich radial nach außen von
dem stationären Anschlag (74) in Richtung auf das Tor (52)
erstrecken, wobei jedes der Glieder (62) unter der
Vorspannung einer Feder (64) steht, welche das
entsprechende Glied (62) in Richtung auf den Anschlag (74)
drängt, wobei die Feder (64) zwischen einer ersten
Rolle (104) und und einem stationären Glied (66) auf
dem Probentisch (54, 56) eingespannt ist, und jedes
der Glieder (62) an einem Kabel (70) befestigt ist, das
um die erste Rolle (104) und um eine zweite Rolle
(72) am extremen äußeren Ende des Schlitzes (60) verläuft
und an dem gleitend verschiebbaren Glied (68) befestigt
ist.
11. Handhabungsvorrichtung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Probentisch (54, 56) bezüglich seiner vertikalen Achse
verschwenkbar ist in eine Richtung auf das Tor (52),
um sicherzustellen, daß die Bodenfläche eines
Plättchens (82) auf dem Plättchenträger (84) während
des Einbringvorganges im Abstand von den das
Plättchen (82) ergreifenden Gliedern (62) verbleibt.
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