一种束流传输线用直角辐照系统及其辐照方法

技术领域

本发明涉辐照领域，具体是一种束流传输线用直角辐照系统及其辐照方法。

背景技术

芯片领域的质子辐照，一般是指质子、氘束、氦离子辐照，统称为轻离子辐照，习惯上称为“质子辐照”。

芯片制造中的硼、磷等离子注入一般深度为1微米，而质子辐照的深度为几十微米以上，特别是高压功率芯片的质子辐照深度可达几百微米，质子辐照与离子注入是功率芯片环节制造中的不同工艺环节。

芯片制造的工艺流程包含芯片设计、晶圆制造、晶圆测试、封装、成品测试等环节。其中，质子与重离子辐照是晶圆制造中提高芯片性能不可替代的重要工艺手段；是实现功率芯片局域少子寿命控制的唯一可行手段。

现有的束流传输线系统在对晶圆辐照过程中，为了使得晶圆可以前面辐照，通常采用扫描磁体进行偏转束流照射角度，进而完成对晶圆的辐照工作，然而束流在经过磁体偏转后，其对晶圆辐照时会产生偏角，无法直射晶圆，因此每个晶圆在辐照时显得不够均匀。

发明内容

发明目的：提供一种束流传输线用直角辐照系统及其辐照方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种束流传输线用直角辐照系统及其辐照方法，包括：

束流传输线；

送料部，位于所述束流传输线的底部；

所述送料部包括：

送料单元，用于升降放置有晶圆的托板；

十字滑台，用于带动放置有晶圆的托板在预定空间内往复运动，使束流完成对晶圆的辐照；

所述十字滑台，包括：

横向引料单元，位于送料单元的一侧，用于将放置有晶圆的托板引入束流出口下方，并进行横向运动；

牵引单元，与横向引料单元连接，用于牵引放置有晶圆的托板，避免其出现脱位；

纵向引料单元，设置在横向引料单元下方，与横向引料单元呈十字放置，用于带动横向引料单元纵向运动。

本发明通过在束流传输线的底部设计送料部，完成带动放置有晶圆的托板进行运动，且通过十字滑台的设计，使得放置有晶圆的托板在预定范围内的全方位运动，进而使得束流可以辐照晶圆，与传统的磁体偏转的辐照方式相比，本申请的辐照角度保持与晶圆垂直，不会发生偏角，进而使得晶圆的辐照更为均匀。

在进一步实施例中，所述束流传输线包括：

水平部；

转向部，包括一90度偏转磁铁，使得水平部的束流经过90度偏转磁铁垂转向，并直于水平面；

垂直部，与转向部连接，包括与90度偏转磁铁连通的束流管道，及设置在束流管道端部的束流出口；

所述垂直部还包括固定架，用于固定束流管道。

所述垂直部安装在墙体或者其它介质上。

本发明通过设计90度偏转磁铁，使得水平部的束流经过90度偏转磁铁垂转向，并直于水平面，进而当束流传输线需要辐照晶圆时，晶圆与水平面平行即可，进而避免了晶圆在辐照时发生脱离现象，且由于托板与水平面平行放置，后续送料系统常规布置即可，无需改变整体方位，使得安装布置更加便捷。

在进一步实施例中，所述送料单元包括：

承载主体，包括一框架，所述框架上安装有送料滑轨；

驱动件，安装在所述框架上；

传动件，设计两组，分别设置在所述驱动件的两端；

滑动件，套接于传动件。

本发明通过一组驱动件带动两组传动件进行运动，使得传动件带动的滑动件可以平移式上升，避免了两组滑动件上升幅度不一，造成托板发生倾斜现象。

在进一步实施例中，所述驱动件包括安装在所述框架上的送料电机，设置在所述送料电机输出端的送料轴，套接于所述送料轴的送料齿轮，与所述送料齿轮传动连接的传动齿轮，插接于所述传动齿轮的送料输入轴，以及套接在送料输入轴两端的输入锥齿轮；

所述送料齿轮与传动齿轮之间设有传动链条。

在进一步实施例中，所述传动件包括与输入锥齿轮啮合的输出锥齿轮，以及与输出锥齿轮连接的送料输出丝杆。

在进一步实施例中，所述滑动件包括套接于送料输出丝杆的送料滑板，以及安装在送料滑板上的若干送料卡槽；

所述送料滑板与送料滑轨适配。

在进一步实施例中，所述横向引料单元包括位于框架一侧的横向引料底板，设置在横向引料底板上的横向引料驱动丝杆和横向引料导杆，套接于所述横向引料驱动丝杆的横向引料滑套，设置在所述横向引料滑套上的横向引料连接件，以及与所述横向引料连接件连接且套接于所述横向引料导杆的横向引料滑块；

所述横向引料滑块上连接有磁块，用于吸附托板；

所述横向引料驱动丝杆的任意一端设有横向引料电机。

在进一步实施例中，所述牵引单元包括与横向引料底板连接的滑架，以及设置在所述滑架上的若干滚轴；

所述滑架上还有与托板适配的滑槽。

在进一步实施例中，所述纵向引料单元包括纵向引料底板，安装在所述纵向引料底板上的纵向引料滑轨和纵向引料电机，与纵向引料电机输出端连接的纵向引料丝杆，以及套接于所述纵向引料丝杆及与所述纵向引料滑轨适配的纵向引料滑板；

所述纵向引料滑板与横向引料底板连接。

一种束流传输线用直角辐照方法，包括：

步骤1、送料部将放置有晶圆的托板牵引至束流出口下方，让束流进行辐照晶圆；

步骤2、通过送料电机带动送料轴转动，带动送料齿轮转动，带动传动链条运动，使得传动齿轮发生转动，使得送料输入轴发生转动，送料输入轴发生转动后，将带动输入锥齿轮发生转动，带动输出锥齿轮转动，带动送料输出丝杆发生转动，使得送料滑板沿着送料滑轨升降运动，直至带动托板移动至适当位置；

步骤3、托板移动至适当位置后，横向引料单元工作，由横向引料电机带动横向引料驱动丝杆发生转动，使得横向引料滑套发生运动，进而带动横向引料连接件发生运动，使得横向引料滑块在横向引料导杆发生运动，直至磁块与放置在卡槽内的托板接触；

步骤4、磁块与放置在卡槽内的托板接触后，磁块通电，磁块吸附托板，横向引料单元继续工作，带动托板在牵引单元中的滑槽内及滚轴上运动，直至托板移动至束流出口下方，完成横向方向运动工作；

横向方向运动时，也可完成晶圆托板的进料与出料工作，仅需将晶圆托板牵引至适当卡槽内即可；

步骤5、纵向引料单元工作，由纵向引料电机工作，带动纵向引料丝杆转动，使得纵向引料滑板沿着纵向引料滑轨滑动，进而带动横向引料单元沿着纵向方向运动，进而带动托板在预定范围内的往复运动；

步骤6、束流由水平部经过转向部转向，进入垂直部经过束流出口射出，照射在晶圆上，进而配合送料部工作，完成对晶圆的全面照射工作。

有益效果：本发明公开了一种束流传输线用直角辐照系统及其辐照方法，本发明通过在束流传输线的底部设计送料部，完成带动放置有晶圆的托板进行运动，且通过十字滑台的设计，使得放置有晶圆的托板在预定范围内的全方位运动，进而使得束流可以辐照晶圆，与传统的磁体偏转的辐照方式相比，本申请的辐照角度保持与晶圆垂直，不会发生偏角，进而使得晶圆的辐照更为均匀。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的90度偏转磁铁示意图。

图3是本发明的送料部示意图。

图4是本发明的横向引料单元示意图。

图5是本发明的牵引单元示意图。

图6是本发明的纵向引料单元示意图。

图7是本发明的送料单元示意图。

附图标记为：

1、水平部；

2、转向部；21、90度偏转磁铁；

3、垂直部；31、固定架；33、束流出口；34、束流管道；

4、墙体；5、送料部；

51、送料单元；511、送料电机；512、送料输入轴；513、输入锥齿轮；514、输出锥齿轮；515、送料输出丝杆；516、送料滑轨；517、送料滑板；518、送料卡槽；

52、横向引料单元；521、横向引料底板；522、横向引料导杆；523、横向引料滑块；524、横向引料驱动丝杆；525、横向引料滑套；526、横向引料连接件；

53、牵引单元；531、滑架；532、滑槽；533、滚轴；

54、纵向引料单元；541、纵向引料底板；542、纵向引料电机；543、纵向引料滑轨；544、纵向引料滑板；545、纵向引料丝杆。

具体实施方式

本申请涉及一种束流传输线用直角辐照系统及其辐照方法，下面通过具体实施方式进行详细解释。

一种束流传输线用直角辐照系统包括：

束流传输线；

送料部5，位于所述束流传输线的底部；

所述送料部5包括：

送料单元51，用于升降放置有晶圆的托板；

十字滑台，用于带动放置有晶圆的托板在预定空间内往复运动，使束流完成对晶圆的辐照；

所述十字滑台，包括：

横向引料单元52，位于送料单元51的一侧，用于将放置有晶圆的托板引入束流出口33下方，并进行横向运动；

牵引单元53，与横向引料单元52连接，用于牵引放置有晶圆的托板，避免其出现脱位；纵向引料单元54，设置在横向引料单元52下方，与横向引料单元52呈十字放置，用于带动横向引料单元52纵向运动。

本发明通过在束流传输线的底部设计送料部5，完成带动放置有晶圆的托板进行运动，且通过十字滑台的设计，使得放置有晶圆的托板在预定范围内的全方位运动，进而使得束流可以辐照晶圆，与传统的磁体偏转的辐照方式相比，本申请的辐照角度保持与晶圆垂直，不会发生偏角，进而使得晶圆的辐照更为均匀。

所述束流传输线包括：

水平部1；

转向部2，包括一90度偏转磁铁21，使得水平部1的束流经过90度偏转磁铁21垂转向，并直于水平面；

垂直部3，与转向部2连接，包括与90度偏转磁铁21连通的束流管道34，及设置在束流管道34端部的束流出口33；

所述垂直部3还包括固定架31，用于固定束流管道34。

所述垂直部3安装在墙体4或者其它介质上。

本发明通过设计90度偏转磁铁21，使得水平部1的束流经过90度偏转磁铁21垂转向，并直于水平面，进而当束流传输线需要辐照晶圆时，晶圆与水平面平行即可，进而避免了晶圆在辐照时发生脱离现象，且由于托板与水平面平行放置，后续送料系统常规布置即可，无需改变整体方位，使得安装布置更加便捷。

所述送料单元51包括：

承载主体，包括一框架，所述框架上安装有送料滑轨516；

驱动件，安装在所述框架上；

传动件，设计两组，分别设置在所述驱动件的两端；

滑动件，套接于传动件。

本发明通过一组驱动件带动两组传动件进行运动，使得传动件带动的滑动件可以平移式上升，避免了两组滑动件上升幅度不一，造成托板发生倾斜现象。

所述驱动件包括安装在所述框架上的送料电机511，设置在所述送料电机511输出端的送料轴，套接于所述送料轴的送料齿轮，与所述送料齿轮传动连接的传动齿轮，插接于所述传动齿轮的送料输入轴512，以及套接在送料输入轴512两端的输入锥齿轮513；所述送料齿轮与传动齿轮之间设有传动链条。

所述传动件包括与输入锥齿轮513啮合的输出锥齿轮514，以及与输出锥齿轮514连接的送料输出丝杆515。

所述滑动件包括套接于送料输出丝杆515的送料滑板517，以及安装在送料滑板517上的若干送料卡槽518；

所述送料滑板517与送料滑轨516适配。

所述横向引料单元52包括位于框架一侧的横向引料底板521，设置在横向引料底板521上的横向引料驱动丝杆524和横向引料导杆522，套接于所述横向引料驱动丝杆524的横向引料滑套525，设置在所述横向引料滑套525上的横向引料连接件526，以及与所述横向引料连接件526连接且套接于所述横向引料导杆522的横向引料滑块523；

所述横向引料滑块523上连接有磁块，用于吸附托板；

所述横向引料驱动丝杆524的任意一端设有横向引料电机。

所述牵引单元53包括与横向引料底板521连接的滑架531，以及设置在所述滑架531上的若干滚轴533；

所述滑架531上还有与托板适配的滑槽532。

所述纵向引料单元54包括纵向引料底板541，安装在所述纵向引料底板541上的纵向引料滑轨543和纵向引料电机542，与纵向引料电机542输出端连接的纵向引料丝杆545，以及套接于所述纵向引料丝杆545及与所述纵向引料滑轨543适配的纵向引料滑板544；所述纵向引料滑板544与横向引料底板521连接。

工作原理说明：送料部5将放置有晶圆的托板牵引至束流出口33下方，让束流进行辐照晶圆；通过送料电机511带动送料轴转动，带动送料齿轮转动，带动传动链条运动，使得传动齿轮发生转动，使得送料输入轴512发生转动，送料输入轴512发生转动后，将带动输入锥齿轮513发生转动，带动输出锥齿轮514转动，带动送料输出丝杆515发生转动，使得送料滑板517沿着送料滑轨516升降运动，直至带动托板移动至适当位置；托板移动至适当位置后，横向引料单元52工作，由横向引料电机带动横向引料驱动丝杆524发生转动，使得横向引料滑套525发生运动，进而带动横向引料连接件526发生运动，使得横向引料滑块523在横向引料导杆522发生运动，直至磁块与放置在卡槽内的托板接触；磁块与放置在卡槽内的托板接触后，磁块通电，磁块吸附托板，横向引料单元52继续工作，带动托板在牵引单元53中的滑槽532内及滚轴533上运动，直至托板移动至束流出口33下方，完成横向方向运动工作；横向方向运动时，也可完成晶圆托板的进料与出料工作，仅需将晶圆托板牵引至适当卡槽内即可；纵向引料单元54工作，由纵向引料电机542工作，带动纵向引料丝杆545转动，使得纵向引料滑板544沿着纵向引料滑轨543滑动，进而带动横向引料单元52沿着纵向方向运动，进而带动托板在预定范围内的往复运动；

束流由水平部1经过转向部2转向，进入垂直部3经过束流出口33射出，照射在晶圆上，进而配合送料部5工作，完成对晶圆的全面照射工作。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。