專利名稱:離子注入機(jī)的一維機(jī)械掃描裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種離子注入機(jī),尤其是離子注入機(jī)的機(jī)械掃描裝置。
背景技術(shù):
現(xiàn)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,特征線寬的縮小,單圓片注入系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)越來越突出,逐漸成為新型高性能離子注入機(jī)的主流。一維機(jī)械掃描系統(tǒng)通過控制晶片一個方向作慢速機(jī)械掃描,另一個方向通過控制離子束作快速電掃描或?qū)﹄x子束進(jìn)行扁寬束成形覆蓋晶片范圍,實(shí)現(xiàn)晶片全范圍的注入。現(xiàn)有的直接線性驅(qū)動掃描為線性運(yùn)動真空密封,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的為提供一種結(jié)構(gòu)簡單、精準(zhǔn)度高的離子注入機(jī)的一維機(jī)械掃描裝置。
實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下一種離子注入機(jī)的一維機(jī)械掃描裝置,包括靶臺、伺服電機(jī)和線性運(yùn)動推動機(jī)構(gòu),線性運(yùn)動推動機(jī)構(gòu)包括連桿、擺動掃描從動臂、固定座、擺動掃描驅(qū)動臂、滑塊、線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)和絲杠副,連桿的兩端通過轉(zhuǎn)動副分別與靶臺和固定座連接,擺動掃描從動臂位于連桿下方,擺動掃描從動臂的兩端也通過轉(zhuǎn)動副分別與靶臺和固定座連接,擺動掃描驅(qū)動臂一端連接到固定座,通過轉(zhuǎn)動副和擺動掃描從動臂連為一體,另一端通過轉(zhuǎn)動副與滑塊連接,滑塊通過滑動副與線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接,線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過絲桿副與伺服電機(jī)連接,靶臺、連桿、擺動掃描從動臂、固定座構(gòu)成一平行四邊形。
所述絲桿副包括絲桿螺母和驅(qū)動絲桿,絲桿螺母與線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)連為一體,驅(qū)動絲桿與伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸連為一體。
當(dāng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動時,帶動絲桿副的驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動,推動絲桿副的絲桿螺母在水平方向平移運(yùn)動,從而帶動線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)做相同的水平平移運(yùn)動,此時滑塊也跟隨線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)以相同的水平速度運(yùn)動的同時,又由于受到擺動掃描驅(qū)動臂的約束,必須繞擺動掃描驅(qū)動臂與固定座之間的轉(zhuǎn)動副中心轉(zhuǎn)動,因此滑塊也同時在與線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)的滑動副內(nèi)上下平移運(yùn)動。兩個方向的運(yùn)動速度遵循平行四邊形法則,合成為繞擺動掃描驅(qū)動臂轉(zhuǎn)動時,滑塊的轉(zhuǎn)動副中心點(diǎn)具有的線速度。由于擺動掃描驅(qū)動臂和擺動掃描從動臂在與固定座的轉(zhuǎn)動副處連為一體,因此擺動掃描驅(qū)動臂轉(zhuǎn)動就帶動擺動掃描從動臂也繞與固定座的轉(zhuǎn)動副中心轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動速度與擺動掃描驅(qū)動臂相等。此時靶臺1就以和擺動掃描從動臂之間的轉(zhuǎn)動副中心的線速度上下掃描,并在連桿的作用下作無自轉(zhuǎn)的平移運(yùn)動。
擺動掃描驅(qū)動臂的長度為R1,擺動掃描從動臂的長度為R2,靶臺的運(yùn)動速度V2在垂直方向的分量與線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)7的運(yùn)動速度V1符合下面的公式
V2=R2R1·V1]]>通過伺服電機(jī)控制線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度V1,可以精確計算出靶臺的運(yùn)動速度V2,從而在離子注入時精準(zhǔn)度更高。
本發(fā)明具有如下特點(diǎn)1.采用轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)完成線性驅(qū)動到實(shí)際掃描之間的轉(zhuǎn)化,代替現(xiàn)有的直接線性運(yùn)驅(qū)動掃描的方式,線性運(yùn)動真空密封變?yōu)檗D(zhuǎn)動真空密封,結(jié)構(gòu)簡化,成本降低。
2.線性驅(qū)動通過滑塊帶動轉(zhuǎn)動,再轉(zhuǎn)為機(jī)械掃描,實(shí)現(xiàn)線性驅(qū)動速度到機(jī)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(zhǔn)度更高。
圖1為本發(fā)明局部剖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1和圖2所示,本發(fā)明包括靶臺1,連桿2,擺動掃描從動臂3,固定座4,擺動掃描驅(qū)動臂5,滑塊6,線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)7,絲杠副8,伺服電機(jī)9。固定座4也就是掃描機(jī)構(gòu)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(zhuǎn)動副分別和連桿2、擺動掃描從動臂3連接,連桿2、擺動掃描從動臂3的另一端分別連接到固定座4的轉(zhuǎn)動副。固定座4兩轉(zhuǎn)動副中心的距離等于靶臺1上兩轉(zhuǎn)動副中心的距離,連桿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桿機(jī)構(gòu),使靶臺1的掃描運(yùn)動為無自轉(zhuǎn)的平動。擺動掃描驅(qū)動臂5一端在與固定座4的轉(zhuǎn)動副處和擺動掃描從動臂3相連,另一端通過轉(zhuǎn)動副和滑塊6連接,滑塊6鑲嵌在線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)7的滑動槽內(nèi),可上下滑動,同時跟隨線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)7水平移動,線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)7和絲桿副8的絲桿螺母連為一體,伺服電機(jī)9轉(zhuǎn)動則通過絲桿副8將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)為線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)7的線性運(yùn)動,帶動掃描機(jī)構(gòu)進(jìn)行掃描。
權(quán)利要求
1.離子注入機(jī)的一維機(jī)械掃描裝置,包括靶臺、伺服電機(jī)和線性運(yùn)動推動機(jī)構(gòu),其特征為線性運(yùn)動推動機(jī)構(gòu)包括連桿、擺動掃描從動臂、固定座、擺動掃描驅(qū)動臂、滑塊、線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)和絲杠副,連桿(2)的兩端通過轉(zhuǎn)動副分別與靶臺(1)和固定座(4)連接,擺動掃描從動臂(3)位于連桿下方,擺動掃描從動臂(3)的兩端也通過轉(zhuǎn)動副分別與靶臺(1)和固定座(4)連接,擺動掃描驅(qū)動臂(5)一端連接到固定座(4),通過轉(zhuǎn)動副和擺動掃描從動臂(3)連為一體,另一端通過轉(zhuǎn)動副與滑塊(6)連接,滑塊(6)通過滑動副與線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)連接,線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)通過絲桿副(8)與伺服電機(jī)(9)連接,靶臺(1)、連桿(2)、擺動掃描從動臂(3)、固定座(4)構(gòu)成一平行四邊形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入機(jī)的一維機(jī)械掃描裝置,其特征為所述絲桿副(8)包括絲桿螺母和驅(qū)動絲桿,絲桿螺母與線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)(7)連為一體,驅(qū)動絲桿與伺服電機(jī)(9)的轉(zhuǎn)動軸連為一體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種離子注入機(jī)的一維機(jī)械掃描裝置,包括靶臺、伺服電機(jī)和線性運(yùn)動推動機(jī)構(gòu),線性運(yùn)動推動機(jī)構(gòu)的連桿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(gòu)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(qū)動臂的一端固定連接,擺動掃描驅(qū)動臂的另一端與線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)活動連接,線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過絲桿副與伺服電機(jī)連接。本發(fā)明消除了機(jī)械掃描對系統(tǒng)真空的影響,具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低,掃描精準(zhǔn)度高的特點(diǎn)。
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(yōu)先權(quán)日2006年4月24日
發(fā)明者彭立波, 戴習(xí)毛, 鐘新華, 袁衛(wèi)華 申請人:北京中科信電子裝備有限公司