[发明专利]一种离子引出系统驱动装置

说明书

本发明公开了一种离子引出系统驱动装置，包括：X轴运动模块、Y轴运动模块、Z轴运动模块、R轴运动模块、真空密封模块、电极模块，所述电极模块由引出地电极、抑制电极、绝缘瓷柱等构成，该装置主要作用是驱动真空腔室中的电极模块相对于离子源弧室引出板做相应的运动，提高束流的传输效率与品质，形成理想束流发射状态，变于后面光路部件充分发挥作用。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件制造设备，即离子注入机，特别是一种离子引出系统驱动装置，属半导体设备领域。

背景技术

随着集成电路工艺技术的提高，对离子注入设备提出了更高的要求，离子注入元素的种类更多，离子注入设备的应用范围更广，其可应用于各种材料改性、半导体器件制造以及大功率器件如SiC电子器件制造等领域，并要求离子注入设备自动化程度较高，操作简单方便，工作稳定。

现有的离子引出驱动装置可实现X轴、Y轴、Z轴直线的运动，密封方式为O型密封圈和U型密封组合并配合差分抽气实现大气与真空的隔离；另外一种离子引出驱动装置X轴、Z轴直线运动和R轴旋转，密封方式为焊接波纹管密封，第一种引出驱动装置可以适应中等距离传输的离子注入机，第二种引出驱动装置可以适应一般长距离传输的离子注入机。由于高能离子注入机属于长距离传输的离子注入机，这样就更加需要R轴的旋转调节引出电极的位置，使到达靶室的束流处于理想状态。由于机械加工与装配误差的存在和引出离子能量的不同，同时具有四个轴驱动的引出装置更能发挥到最大优势。密封方式为O型密封圈和U型密封组合的离子引出驱动装置需要定期进行维护，并更换密封零件，这给离子注入机后期的维护带来不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种离子引出系统驱动装置，该离子引出装置在保证完全静态密封的条件下，能够实现引出电极四个自由度运动，包括R轴旋转运动、X向水平运动、Z向水平运动和Y向垂直运动；X轴、Y轴两个运动模块分别驱动电极模块相对于离子源弧室引出板做左右和上下运动，Z轴运动模块驱动前后方向运动，R轴运动模块驱动电极模块围绕抑制电极入口平面的水平中心线做顺时针或逆时针旋转运动。整体布局为龙门架式，这样保证整体运动系统具有高的刚度；整体设计采用模块化设计，提高设计的可行性与互换性；整体设计使用各种机械定位，使该装置具有装配的重复性，使引出电极在维护前后具有相的运动同精度。

X轴、Y轴和Z轴三个运动模块均使用滚动导轨支撑，电机直接驱动高精密丝杆做直线运动。R轴运动模块的旋转支撑使用背对背相联角接触球轴承支撑，轴承固定方式处于预紧状态，R轴使用电机带动齿轮副实现旋转运动，这种方案具有成本低、运动精度高、便于安装维护。真空密封使用焊接波波纹管密封，焊接波纹管中心装有L型联接轴，用于R轴运动模块终端与电极模块的联接。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明引出驱动装置具有高刚性，拆装维护方便；并且该离子引出装置在保证良好密封性条件下，能够实现引出电极四个自由度运动，包括R轴旋转运动、X向水平运动、Z向水平运动和Y向垂直运动。

附图说明

图1为本发明实例整体结构示意图；

图2为本发明实例整体结构中心剖面图；；

图3为本发明实例R轴与X轴结构剖面图；

具体实施方式

如图1所示，本发明实例包括X轴运动模块7、Y轴运动模块8、Z轴运动模块6、R轴运动模块5、真空密封模块3、电极模块1和龙门架2等。