離子注入機的一維機械掃描裝置的製作方法

2023-05-29 18:02:01 1

專利名稱：離子注入機的一維機械掃描裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種離子注入機，尤其是離子注入機的機械掃描裝置。
背景技術：
現代離子注入工藝對離子注入工藝的性能要求越來越高，隨著晶片尺寸的增大，特徵線寬的縮小，單圓片注入系統的優點越來越突出，逐漸成為新型高性能離子注入機的主流。一維機械掃描系統通過控制晶片一個方向作慢速機械掃描，另一個方向通過控制離子束作快速電掃描或對離子束進行扁寬束成形覆蓋晶片範圍，實現晶片全範圍的注入。現有的直接線性驅動掃描為線性運動真空密封，結構複雜，成本高。

發明內容
本發明的發明目的為提供一種結構簡單、精準度高的離子注入機的一維機械掃描裝置。
實現上述發明目的的技術方案如下一種離子注入機的一維機械掃描裝置，包括靶臺、伺服電機和線性運動推動機構，線性運動推動機構包括連杆、擺動掃描從動臂、固定座、擺動掃描驅動臂、滑塊、線性驅動機構和絲槓副，連杆的兩端通過轉動副分別與靶臺和固定座連接，擺動掃描從動臂位於連杆下方，擺動掃描從動臂的兩端也通過轉動副分別與靶臺和固定座連接，擺動掃描驅動臂一端連接到固定座，通過轉動副和擺動掃描從動臂連為一體，另一端通過轉動副與滑塊連接，滑塊通過滑動副與線性驅動機構連接，線性驅動機構通過絲杆副與伺服電機連接，靶臺、連杆、擺動掃描從動臂、固定座構成一平行四邊形。
所述絲杆副包括絲杆螺母和驅動絲杆，絲杆螺母與線性驅動機構連為一體，驅動絲杆與伺服電機的轉動軸連為一體。
當伺服電機轉動時，帶動絲杆副的驅動絲杆轉動，推動絲杆副的絲杆螺母在水平方向平移運動，從而帶動線性驅動機構做相同的水平平移運動，此時滑塊也跟隨線性驅動機構以相同的水平速度運動的同時，又由於受到擺動掃描驅動臂的約束，必須繞擺動掃描驅動臂與固定座之間的轉動副中心轉動，因此滑塊也同時在與線性驅動機構的滑動副內上下平移運動。兩個方向的運動速度遵循平行四邊形法則，合成為繞擺動掃描驅動臂轉動時，滑塊的轉動副中心點具有的線速度。由於擺動掃描驅動臂和擺動掃描從動臂在與固定座的轉動副處連為一體，因此擺動掃描驅動臂轉動就帶動擺動掃描從動臂也繞與固定座的轉動副中心轉動，轉動速度與擺動掃描驅動臂相等。此時靶臺1就以和擺動掃描從動臂之間的轉動副中心的線速度上下掃描，並在連杆的作用下作無自轉的平移運動。
擺動掃描驅動臂的長度為R1，擺動掃描從動臂的長度為R2，靶臺的運動速度V2在垂直方向的分量與線性驅動機構7的運動速度V1符合下面的公式
V2=R2R1V1]]>通過伺服電機控制線性驅動機構的運動速度V1，可以精確計算出靶臺的運動速度V2，從而在離子注入時精準度更高。
本發明具有如下特點1.採用轉動機構完成線性驅動到實際掃描之間的轉化，代替現有的直接線性運驅動掃描的方式，線性運動真空密封變為轉動真空密封，結構簡化，成本降低。
2.線性驅動通過滑塊帶動轉動，再轉為機械掃描，實現線性驅動速度到機械掃描速度有效分量——垂直方向掃描速度的線性比例傳遞，精準度更高。


圖1為本發明局部剖2為本發明結構示意圖具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。
如圖1和圖2所示，本發明包括靶臺1，連杆2，擺動掃描從動臂3，固定座4，擺動掃描驅動臂5，滑塊6，線性驅動機構7，絲槓副8，伺服電機9。固定座4也就是掃描機構的外圍腔體。
靶臺1是離子注入中承載晶片的部分，夾持晶片完成掃描，靶臺1通過轉動副分別和連杆2、擺動掃描從動臂3連接，連杆2、擺動掃描從動臂3的另一端分別連接到固定座4的轉動副。固定座4兩轉動副中心的距離等於靶臺1上兩轉動副中心的距離，連杆2和擺動掃描從動臂3的長度相等，組成一個一條邊固定的平行四邊形四連杆機構，使靶臺1的掃描運動為無自轉的平動。擺動掃描驅動臂5一端在與固定座4的轉動副處和擺動掃描從動臂3相連，另一端通過轉動副和滑塊6連接，滑塊6鑲嵌在線性驅動機構7的滑動槽內，可上下滑動，同時跟隨線性驅動機構7水平移動，線性驅動機構7和絲杆副8的絲杆螺母連為一體，伺服電機9轉動則通過絲杆副8將轉動轉為線性驅動機構7的線性運動，帶動掃描機構進行掃描。
權利要求
1.離子注入機的一維機械掃描裝置，包括靶臺、伺服電機和線性運動推動機構，其特徵為線性運動推動機構包括連杆、擺動掃描從動臂、固定座、擺動掃描驅動臂、滑塊、線性驅動機構和絲槓副，連杆(2)的兩端通過轉動副分別與靶臺(1)和固定座(4)連接，擺動掃描從動臂(3)位於連杆下方，擺動掃描從動臂(3)的兩端也通過轉動副分別與靶臺(1)和固定座(4)連接，擺動掃描驅動臂(5)一端連接到固定座(4)，通過轉動副和擺動掃描從動臂(3)連為一體，另一端通過轉動副與滑塊(6)連接，滑塊(6)通過滑動副與線性驅動機構(7)連接，線性驅動機構(7)通過絲杆副(8)與伺服電機(9)連接，靶臺(1)、連杆(2)、擺動掃描從動臂(3)、固定座(4)構成一平行四邊形。
2.根據權利要求1所述的離子注入機的一維機械掃描裝置，其特徵為所述絲杆副(8)包括絲杆螺母和驅動絲杆，絲杆螺母與線性驅動機構(7)連為一體，驅動絲杆與伺服電機(9)的轉動軸連為一體。
全文摘要
本發明公開了一種離子注入機的一維機械掃描裝置，包括靶臺、伺服電機和線性運動推動機構，線性運動推動機構的連杆和擺動掃描從動臂的兩端分別與靶臺和固定座活動連接，構成平行四邊形，擺動掃描從動臂的固定座一端與擺動掃描驅動臂的一端固定連接，擺動掃描驅動臂的另一端與線性驅動機構活動連接，線性驅動機構通過絲杆副與伺服電機連接。本發明消除了機械掃描對系統真空的影響，具有結構簡單，成本低，掃描精準度高的特點。
文檔編號H01J37/02GK1832100SQ20061007603
公開日2006年9月13日 申請日期2006年4月24日 優先權日2006年4月24日
發明者彭立波, 戴習毛, 鍾新華, 袁衛華 申請人:北京中科信電子裝備有限公司