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：
本實(shí)用新型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(duì)離子注入工藝的性能要求越來(lái)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(lái)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(guò)控制晶片一個(gè)方向作慢速機(jī)械掃描，另一個(gè)方向通過(guò)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?，F(xiàn)有的直接線性驅(qū)動(dòng)掃描為線性運(yùn)動(dòng)真空密封，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的發(fā)明目的為提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(tái)、伺服電機(jī)和線性運(yùn)動(dòng)推動(dòng)機(jī)構(gòu)，線性運(yùn)動(dòng)推動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連桿、擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂、固定座、擺動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)臂、滑塊、線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和絲杠副，連桿的兩端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與靶臺(tái)和固定座連接，擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂位于連桿下方，擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂的兩端也通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與靶臺(tái)和固定座連接，擺動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)臂一端連接到固定座，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副和擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂連為一體，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與滑塊連接，滑塊通過(guò)滑動(dòng)副與線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)絲桿副與伺服電機(jī)連接，靶臺(tái)、連桿、擺動(dòng)掃描從動(dòng)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(dòng)絲桿，絲桿螺母與線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連為一體，驅(qū)動(dòng)絲桿與伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連為一體。
當(dāng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)絲桿副的驅(qū)動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)絲桿副的絲桿螺母在水平方向平移運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)做相同的水平平移運(yùn)動(dòng)，此時(shí)滑塊也跟隨線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以相同的水平速度運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，又由于受到擺動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)臂的約束，必須繞擺動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)臂與固定座之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副中心轉(zhuǎn)動(dòng)，因此滑塊也同時(shí)在與線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)副內(nèi)上下平移運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)速度遵循平行四邊形法則，合成為繞擺動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑塊的轉(zhuǎn)動(dòng)副中心點(diǎn)具有的線速度。由于擺動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)臂和擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂在與固定座的轉(zhuǎn)動(dòng)副處連為一體，因此擺動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)就帶動(dòng)擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂也繞與固定座的轉(zhuǎn)動(dòng)副中心轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度與擺動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)臂相等。此時(shí)靶臺(tái)1就以和擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副中心的線速度上下掃描，并在連桿的作用下作無(wú)自轉(zhuǎn)的平移運(yùn)動(dòng)。
擺動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)臂的長(zhǎng)度為R1，擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂的長(zhǎng)度為R2，靶臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度V2在垂直方向的分量與線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的運(yùn)動(dòng)速度V1符合下面的公式
V2=R2R2·V1]]>通過(guò)伺服電機(jī)控制線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度V1，可以精確計(jì)算出靶臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度V2，從而在離子注入時(shí)精準(zhǔn)度更高。
本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn)1.采用轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)完成線性驅(qū)動(dòng)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(dòng)掃描的方式，線性運(yùn)動(dòng)真空密封變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)真空密封，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，成本降低。
2.線性驅(qū)動(dòng)通過(guò)滑塊帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，再轉(zhuǎn)為機(jī)械掃描，實(shí)現(xiàn)線性驅(qū)動(dòng)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為本實(shí)用新型局部剖圖圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型包括靶臺(tái)1，連桿2，擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂3，固定座4，擺動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)臂5，滑塊6，線性驅(qū)動(dòng)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(tái)1是離子注入中承載晶片的部分，夾持晶片完成掃描，靶臺(tái)1通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別和連桿2、擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂3連接，連桿2、擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂3的另一端分別連接到固定座4的轉(zhuǎn)動(dòng)副。固定座4兩轉(zhuǎn)動(dòng)副中心的距離等于靶臺(tái)1上兩轉(zhuǎn)動(dòng)副中心的距離，連桿2和擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂3的長(zhǎng)度相等，組成一個(gè)一條邊固定的平行四邊形四連桿機(jī)構(gòu)，使靶臺(tái)1的掃描運(yùn)動(dòng)為無(wú)自轉(zhuǎn)的平動(dòng)。擺動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)臂5一端在與固定座4的轉(zhuǎn)動(dòng)副處和擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂3相連，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副和滑塊6連接，滑塊6鑲嵌在線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的滑動(dòng)槽內(nèi)，可上下滑動(dòng)，同時(shí)跟隨線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7水平移動(dòng)，線性驅(qū)動(dòng)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(dòng)則通過(guò)絲桿副8將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)為線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的線性運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)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(tái)、伺服電機(jī)和線性運(yùn)動(dòng)推動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征為線性運(yùn)動(dòng)推動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連桿、擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂、固定座、擺動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)臂、滑塊、線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和絲杠副，連桿(2)的兩端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與靶臺(tái)(1)和固定座(4)連接，擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂(3)位于連桿下方，擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂(3)的兩端也通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別與靶臺(tái)(1)和固定座(4)連接，擺動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)臂(5)一端連接到固定座(4)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副和擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂(3)連為一體，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與滑塊(6)連接，滑塊(6)通過(guò)滑動(dòng)副與線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)連接，線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)通過(guò)絲桿副(8)與伺服電機(jī)(9)連接，靶臺(tái)(1)、連桿(2)、擺動(dòng)掃描從動(dòng)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(dòng)絲桿，絲桿螺母與線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)連為一體，驅(qū)動(dòng)絲桿與伺服電機(jī)(9)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連為一體。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種離子注入機(jī)的一維機(jī)械掃描裝置，包括靶臺(tái)、伺服電機(jī)和線性運(yùn)動(dòng)推動(dòng)機(jī)構(gòu)，線性運(yùn)動(dòng)推動(dòng)機(jī)構(gòu)的連桿和擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂的兩端分別與靶臺(tái)和固定座活動(dòng)連接，構(gòu)成平行四邊形，擺動(dòng)掃描從動(dòng)臂的固定座一端與擺動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)臂的一端固定連接，擺動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)臂的另一端與線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)活動(dòng)連接，線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)絲桿副與伺服電機(jī)連接。本實(shí)用新型消除了機(jī)械掃描對(duì)系統(tǒng)真空的影響，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，掃描精準(zhǔn)度高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23C14/54GK2913387SQ20062011305
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)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(qǐng)人:北京中科信電子裝備有限公司