扫描头及运用此扫描头的扫描臂的制作方法
【专利摘要】一种组装于一种离子布植机的扫描臂和其扫描头，其中扫描头适于微幅倾斜一工件，并且包括一外壳、一轴组件、一静电夹具、一第一个驱动机构以及一微倾斜机构。轴组件穿过外壳的一第一侧，并且具有一扭转轴。静电夹具固定于轴组件在外壳外的一第一端上，用以固持工件。第一驱动机构配置于外壳内，并且适于驱动轴组件和静电夹具绕着扭转轴旋转。微倾斜机构配置于外壳内，并且适于驱动轴组件和静电夹具相对于外壳倾斜。
【专利说明】扫描头及运用此扫描头的扫描臂
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种应用于离子布植机(ion implanter)的扫描臂(scan arm),且特别是有关于一种应用于此扫描臂的扫描头(scan head)。
【背景技术】
[0002]扫描臂是离子布植机的一项重要的驱动装置，主要是在离子布植工艺(ionimplantation process)中，用来带动固持于扫描臂的静电夹具(electrostaticchuck, ESC)上的晶圆(wafer)等工件(workpiece)移动，以使离子布植机所提供的离子束(ion beam)能够扫描晶圆。传统的扫描臂通常是由固定在离子布植机的腔室(chamber)内的一水平臂(horizontal arm)、一摆动臂(swing arm)、用以驱动摆动臂绕着水平臂摆动的一摆动驱动器(swingdriver)、具有一静电夹具的一扫描头以及用以驱动扫描头绕着摆动臂旋转的一旋转驱动器(rotationdriver)所组成。在离子布植工艺中，当摆动驱动器摆动摆动臂时，工件可相对于离子束水平移动，并且当旋转驱动器旋转扫描头时，工件可相对于离子束倾斜，因而使得离子束能够扫描整个或部分的工件。
[0003]值得注意的是，传统的扫描臂必须要旋转整个扫描头才能够让工件倾斜。然而，旋转整个扫描头必须要使用具有较大驱动力的马达才行，也因而不可避免地会消耗更多的能源，而且在驱动扫描头相对于离子束倾斜时的反应速度也会较慢。另外，旋转驱动器只能在一个平面上倾斜扫描头，并且无法在任意方向上驱动扫描头相对于离子束倾斜。举例来说，当静电夹具垂直地固持工件时，旋转驱动器便仅能驱动扫描头向上或向下倾斜。除此之外，使用上述机构不仅难以驱动扫描头做小角度(例如2度或更小)的倾斜，也无法让工件以一个所需角度精密地对准离子束。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题,本发明提供一种具有一微倾斜机构(micro-tilt mechanism)的扫描头和运用此扫描头的扫描臂。
[0005]本发明提供一种扫描头，其组装于用于一离子布植机的扫描臂，其中扫描头适于微幅倾斜(microtiIt) —工件,并且包括一外壳(case)、一轴组件(shift assembly)、一静电夹具、一第一驱动机构(driving mechanism)以及一微倾斜机构。轴组件穿过外壳的一第一侧，并且具有一扭转轴(twist axis)。静电夹具固定于轴组件在外壳外的一第一端上，用以固持工件。第一驱动机构配置于外壳内，并且适于驱动轴组件和静电夹具绕着扭转轴旋转。另外，微倾斜机构则配置于外壳内，并且适于驱动轴组件和静电夹具相对于外壳倾斜。
[0006]在本发明的一个实施例中，上述的微倾斜机构包括一框架组件(frameassembly)、一对导程螺杆(lead screw)、一对第一马达(motor)、一对齿条(gear rack)、一套管(jacket pipe)以及一控制齿块(control gear)。框架组件固定于外壳的一罩体(housing)的一底部上，并且具有一导杆(guide shaft)。导程螺杆穿过框架组件，并且平行于导杆。第一马达固定于底部上，并且适于分别驱动导程螺杆旋转。每一个齿条都具有一螺孔(threaded hole)以及数个第一齿牙(teeth)，并且螺孔啮合于导程螺杆。套管可滑动地(glidingly)套住(fit around)导杆,并且具有一枢转部(pivot)。控制齿块则具有一轴孔(shaft bore)、一偏转孔(shifting hole)以及数个第二齿牙,其中轴孔位于控制齿块的一旋转中心(center)并套住枢转部，而偏转孔则偏离于旋转中心并套住轴组件。另外，第二齿牙位于控制齿块的一周缘(circumference)上,并且啮合于第一齿牙，以使控制齿块啮合于两个齿条之间。
[0007]在本发明的一个实施例中，上述的框架组件还具有配置于导杆的相对两端上的两个端板(end plate)，其中两个第一马达配置于这两个端板的其中一个的外侧。再者，两个第一马达的两个第一转轴(shaft)穿过其中一个端板，而两个导程螺杆则穿过另一个端板。
[0008]在本发明的一个实施例中，上述的每一个齿条都包括一齿牙部(gear portion)以及一螺母部(nut portion)。这些第一齿牙位于齿牙部朝向控制齿块的一第一侧面(sidesurface)上，而螺母部则凸出于第一侧面，并且具有上述的其中一个螺孔。
[0009]在本发明的一个实施例中，上述的每一个螺母部都具有相对的两个端面(endsurface)以及数个狭缝(slit)，其中上述的螺孔穿过这两个端面，并且这些狭缝交错地(alternately)从这两个端面向内延伸。
[0010]在本发明的一个实施例中，上述的齿牙部还具有相对于第一侧面的一第二侧面、形成于第二侧面并对应于螺母部的一第一凹槽(cavity)以及形成于第二侧面并远离于第一凹槽的一第二凹槽，并且每一个齿条都还包括一第一挡块(plunger)、一第一弹簧(spring)、一第二挡块以及一第二弹簧。其中，第一挡块可滑动地套入(fit into)第一凹槽中，并且第一弹簧被压缩于第一凹槽的一底部(bottom)和第一挡块之间，以使第一挡块抵住罩体的一内表面(inner surface)。相对而言，第二挡块则可滑动地套入第二凹槽中，并且第二弹簧被压缩于第二凹槽的一底部和第二挡块之间，以使第二挡块抵住罩体的内表面。
[0011]在本发明的一个实施例中，上述的轴组件还具有相对于第一端的一第二端，并且偏转孔套住第二端。
[0012]在本发明的一个实施例中，上述的微倾斜机构还包括用以将第一马达固持于底部的一压条(clamp)。
[0013]在本发明的一个实施例中，上述的微倾斜机构还包括分别将这两个导程螺杆联结于这两个第一马达的第一转轴的一对联轴器(coupling)。
[0014]在本发明的一个实施例中，上述的微倾斜机构还包括一对编码器(encoder)，其中各个导程螺杆的一端联结于其中一个第一马达，而各个导程螺杆的另一端则套入其中一个编码器中。
[0015]在本发明的一个实施例中，上述的第一驱动机构包括一平衡环模块(gimbalassembly)以及一第二马达。其中，平衡环模块套住轴组件，以对轴组件提供一倾斜中心(tilt center)，而第二马达则啮合于平衡环模块，以使第二马达适于驱动平衡环模块、轴组件和静电夹具绕着扭转轴旋转。
[0016]在本发明的一个实施例中，上述的平衡环模块位于静电夹具和微倾斜机构之间。
[0017]在本发明的一个实施例中，上述的平衡环模块包括了一内套环(inner ring)、一中间套环(middle ring)以及一外套环(outer ring)。其中，内套环套住轴组件，中间套环经由一对第一枢轴(pivot shaft)枢接于内套环外围，并且外套环经由一轴承(bearing)套入外壳内，并且经由和这些第一枢轴呈正交的一对第二枢轴枢接于中间套环围。
[0018]在本发明的一个实施例中，上述的该外壳还包括一外壳本体(case body)、一盖体(cover)以及一罩体。其中，外壳本体具有上述的第一侧和相对第一侧的一第二侧，并且上述的第一驱动机构配置于外壳本体内。再者，盖体覆盖第一侧、罩体覆盖第二侧，并且微倾斜机构配置于罩体内。
[0019]在本发明的一个实施例中，上述的第一驱动机构的一第二马达固定于外壳的一罩体的一底部。
[0020]本发明还提供一种用于一种离子布植机的扫描臂，其包括上述的扫描头、一摆动臂、一第二驱动机构、一水平臂以及一第三驱动机构。第二驱动机构连接于扫描头和与摆动臂之间，并且适于驱动扫描头绕着和扭转轴呈正交的一倾斜轴(tilt axis)旋转，而第三驱动机构则连接于摆动臂和水平臂之间，并且适于驱动摆动臂绕着一水平轴(horizontalaxis)摆动。
[0021]在本发明的一个实施例中，上述的静电夹具的一中心线(center line)重合于(coincided with)扭转轴。
[0022]基于上述，本发明的扫描臂不仅能够经由驱动机构让夹持于静电夹具上的工件朝向两个相对的方向倾斜，也能够经由微倾斜机构让夹持于静电夹具上的工件朝向任何方位倾斜。
[0023]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1绘示出本发明一个实施例的一种扫描臂的立体结构示意图。
[0025]图2绘示出图1中所绘示的扫描头的前视图。
[0026]图3绘示出图1中所绘示的安装于罩体内的微倾斜机构的立体结构示意图。
[0027]图4绘示出图3中所绘示的微倾斜机构和罩体的分解图。
[0028]图5绘示出图3中所绘示的微倾斜机构的仰视图。
[0029]【符号说明】
[0030]10:扫描头
[0031]100:外壳
[0032]110:外壳本体
[0033]120:盖体
[0034]130:罩体
[0035]132:凹陷区域
[0036]134:内表面
[0037]20:摆动臂
[0038]200:轴组件
[0039]202:扭转轴
[0040]30:水平臂[0041]300:静电夹具
[0042]40:驱动机构
[0043]42:倾斜轴
[0044]400:驱动机构
[0045]402:倾斜中心
[0046]410:平衡环模块
[0047]420:马达
[0048]50:驱动机构
[0049]52冰平轴
[0050]500:微倾斜机构
[0051]510:框架组件
[0052]514:导杆
[0053]520:套管
[0054]522:枢转部
[0055]530:控制齿块
[0056]532:轴孔
[0057]534:偏转孔
[0058]536:齿牙
[0059]540:马达
[0060]542:转轴
[0061]550:压条
[0062]552:螺丝
[0063]560:编码器
[0064]562:导线
[0065]570:导程螺杆
[0066]580:联轴器
[0067]590:齿条
[0068]590a:第一侧面
[0069]590b:第二侧面
[0070]590c:端面
[0071]591:齿牙部
[0072]592:螺母部
[0073]593a、593b:挡块
[0074]594a、594b:弹黃
[0075]595:齿牙
[0076]596a、596b:凹槽
[0077]597:螺孔
[0078]598:狭缝【具体实施方式】
[0079]图1绘示出本发明一个实施例的一种扫描臂的立体结构示意图。图2绘示出图1中所绘示的扫描头的前视图。图3绘示出图1中所绘示的安装于罩体内的微倾斜机构的立体结构示意图。图4绘示出图3中所绘示的微倾斜机构和罩体的分解图。图5绘示出图3中所绘示的微倾斜机构的仰视图。请先参考图1所示，用于离子布植机的扫描臂I可在离子布植工艺中带动诸如晶圆等工件(未绘示)移动，并且包括一扫描头10、一摆动臂20、一水平臂30以及两驱动机构40、50。于此实施例中，驱动机构40连接于扫描头10和摆动臂20之间，并且可驱动扫描头10绕着和扫描头10的一扭转轴202呈正交的一倾斜轴42旋转，以调整扭转轴202的角度。相对而言，驱动机构50连接于摆动臂20和水平臂30之间，并且可驱动摆动臂20绕着一水平轴52摆动，以调整倾斜轴42的角度。
[0080]接着，请一并参考图1和图2所不,扫描头10包括一外壳100、一轴组件200、一静电夹具300、一驱动机构400以及一微倾斜机构500 (绘不于图5中)。外壳100包括一外壳本体110、一盖体120以及一罩体130，其中盖体120覆盖住外壳本体110的顶部，而罩体130则覆盖住外壳本体110的底部。轴组件200穿过盖体120，并且具有一扭转轴202。再者，静电夹具300固定于轴组件200的上端，并且位于外壳100外，以便握持工件，并且静电夹具300的一中心线重合于扭转轴202。驱动机构400配置于外壳本体110内，并且可驱动轴组件200和静电夹具300绕着扭转轴202旋转。另外，微倾斜机构500配置于罩体130内，并且可驱动轴组件200和静电夹具300相对于外壳本体100倾斜。因此，当扭转轴202在离子布植工艺中呈水平时，驱动机构400可驱动扫描头10，以使夹持于静电夹具300上的工件向上或向下倾斜，而微倾斜机构500则可驱动工件和静电夹具300在有限的角度内向上、向下、向左或向右倾斜，以调整离子束的一入射角(incident angle)。相较之下，驱动机构400则可驱动工件及静电夹具300旋转，以调整离子束的一入射位置(incidentlocation)。
[0081]在一较佳实施例中，请参考图2所示，驱动机构400包括一平衡环模块410以及一马达420，其中平衡环模块410位于静电夹具300和微倾斜机构500之间，而马达420则固定于形成于罩体130的一底部上的一凹陷区域132 (绘示于图3中)内，并且经由一齿轮组或一驱动皮带(未绘示)啮合于平衡环模块410。另外，平衡环模块410是由三个同心环(concentric rings)(未绘示)所组装而成,其中一个内套环套住轴组件200,而一个中间套环则经由一对第一枢轴枢接于内套环外围并经由和第一枢轴呈正交的一对第二枢轴枢接于外套环内，并且外套环还经由一轴承(未绘示)套入外壳本体110内。简单来说，即平衡环模块410对轴组件200提供了一倾斜中心402。因此，平衡环模块410不仅可经由马达420驱动而绕着扭转轴202旋转，亦可经由微倾斜机构500驱动而相对于倾斜中心402倾斜。在操作的过程中，静电夹具300运作时所处的真空环境(vacuum)是经由在倾斜中心402 (亦即枢转中心(pivot center))外围运作的一球状压差密封垫(spherical differentiallypumped seal)、一伸缩垫(bellows)或将会在不产生泄漏的情况下容许轴组件200倾斜的其他物件(means)的使用而从外壳本体100内部的大气压力(atmospheric pressure)中所密封出来的。
[0082]接着，以下将说明此实施例的微倾斜机构500的详细结构。请一并参考图3至图5所示，微倾斜机构500包括一框架组件510、一套管520、一控制齿块530、一对马达540、一压条550、一对编码器560、一对导程螺杆570、一对联轴器580以及一对齿条590。于此本实施例中，框架组件510主要包括了两个端板512以及一导杆514，其中端板512经由数个螺丝516固定于罩体130的底部上，并且配置于导杆514的相对两端。
[0083]另外，套管520可滑动地套住导杆514，并且具有从套管520的一顶面伸出并和导杆514呈正交的一枢转部522。再者，控制齿块530具有一轴孔532、一偏转孔534以及数个齿牙536，其中轴孔532位于控制齿块530的一旋转中心并套住枢转部522，而偏转孔534则偏离于控制齿块530的旋转中心并套住轴组件200的一底端，并且齿牙536位于控制齿块530 —周缘上。于此实施例中，控制齿块530实质上呈一个矩形(rectangle)，并且具有两个相对的弧状端部(arc end)以及从连接于两个弧状端部之间的另一个侧缘凸出的一凸起(protrusion)。轴孔532位于这个矩形的一旋转中心,而偏转孔534则位于凸起的中央，并且这些齿牙536位于弧状端部上。
[0084]此外，马达540经由具有数个螺丝552的压条550固定于罩体130的底部上，而马达540和编码器560则配置于框架组件510的两个相对的外侧，并且导程螺杆570和联轴器580连接于马达540和编码器560之间并平行于导杆514。换句话说，两个马达540的转轴542从框架组件510的外侧穿过其中一个端板512，以利用两个联轴器580分别联结于两个导程螺杆570，而两个导程螺杆570则从框架组件510的内侧再穿过另一个端板512，以分别套入两个编码器560中。
[0085]除此之外，于此实施例中，每一齿条590都包括了一齿牙部591、一螺母部592、两个挡块593a、593b以及两个弹簧594a、594b。齿牙部591具有朝向控制齿块530的一第一侧面590a、相对于第一侧面590a的一第二侧面590b、位于第一侧面590a上的数个齿牙595以及形成于第二侧面590b上的两个凹槽596a、596b。其中，控制齿块530会因为两个齿条590的齿牙595分别和位于控制齿块530的两个弧状端部上的齿牙536啮合而啮合于两个齿条590之间。再者，螺母部592凸出于第一侧面590a，并且具有相对的两个端面590c、一螺孔597以及数个狭缝598。其中，端面590c和第一侧面590a呈正交，而螺孔597则一并穿过两个端面590c并可啮合于导程螺杆570，并且狭缝598交错地从这两个端面590c向内延伸，以形成一缓冲器(buffer)。
[0086]此外，凹槽596a的位置会对应于螺母部592，而挡块593a则可滑动地套入凹槽596a中，并且弹簧594a被压缩于凹槽596a的一底部和挡块593a之间。因此,挡块593a便会因为已预先被压缩的弹簧594a而抵住罩体130的一内表面134。相对而言，凹槽596b的位置会远离于凹槽596a，而挡块593b则可滑动地套入凹槽596b中，并且弹簧594b被压缩于凹槽596b的一底部和挡块593b之间。因此，挡块593b也同样会因为已预先被压缩的弹簧594b而抵住罩体130的内表面134。
[0087]请参考图2和图3所示，以下将说明此较佳实施例的微倾斜机构500使轴组件200相对于倾斜中心402倾斜的原理。根据上述结构，在离子布植工艺中，编码器560可以经由编码器560的两个导线(lead)562对一个比例-积分-微分控制器(proportional-1ntegral-derivative controller, PIDcontroller,以下简称为PID控制器)提供导程螺杆570的位置信息(例如目前的方位)。接着PID控制器会根据位置信息计算出导程螺杆570的所需旋转角度，然后再分别操作两个马达540，以驱动两个导程螺杆570顺时针或逆时针旋转，之后导程螺杆570会再经由齿条590驱动控制齿块530平移及/或旋转至一所需位置。因此，偏转孔534便会到达所需位置，以使轴组件200和静电夹具300倾斜到所需角度。在一个较佳实施例中，控制齿块530还可包括安装于偏转孔534内的一球状轴承(未绘示)，以使偏转孔534能容许轴组件200的角度变化结果。
[0088]举例来说，于此实施例中，当两个马达540 —并驱动导程螺杆570顺时针(根据图3所示的方位而言)旋转时，齿条590会朝向编码器560移动。于此情况下，齿条590便会经由齿牙595和齿牙536的啮合以及套管520和导杆514的引导而驱动控制齿块530朝向编码器560移动，因此轴组件200和静电夹具300会一并相对于倾斜中心402以逆时针的方向(根据图2所示的方位而言)倾斜。相反地，当两个马达540 —并驱动导程螺杆570逆时针(根据图3所示的方位而言)旋转时，齿条590会朝向向马达540移动。于此情况下，齿条590便会驱动控制齿块530朝向马达540移动，因此轴组件200和静电夹具300会一并相对于倾斜中心402以顺时针的方向(根据图2所示的方位而言)倾斜。
[0089]相对而言，当左侧的马达540驱动左侧的导程螺杆570顺时针(根据图3所示的方位而言)旋转，并且右侧的马达540驱动右侧的导程螺杆570逆时针(根据图3所示的方位而言)旋转时，左侧的齿条590会朝向左侧的编码器560移动，而右侧的齿条590则会朝向右侧的马达540移动。于此情况下，两个齿条590会驱动控制齿块530逆时针旋转，以使静电夹具300会朝向出纸面的方向(根据图2所示的方位而言)倾斜。相反地，当两个马达540驱动导程螺杆570以反方向(根据图3所示的方位而言)旋转时，静电夹具300会朝向入纸面的方向(根据图2所示的方位而言)倾斜。因此，微倾斜机构500能够让静电夹具300在任何方位上倾斜一所需角度，以在离子布植工艺中调整离子束的入射角度。
[0090]综合上述，在本发明的扫描臂I中，夹持于静电夹具300上的工件不仅能够经由驱动机构402的驱动而朝向两个相对的方向倾斜，也能够经由微倾斜机构500的驱动而朝向任何方位倾斜。而且，由于驱动机构40会驱动整个扫描头10倾斜，但是微倾斜机构500不仅只会驱动扫描头10的一部分(例如轴组件200和静电夹具300)倾斜，还运用了杠杆原理，因此微倾斜机构500相较于驱动机构40会具有许多优点，例如较为节能、反应较快以及能进行较细微的动作等等。除此之外，当齿条590相对于导程螺杆570移动时，狭缝598和弹簧594a也会降低螺母部592和导程螺杆570之间所产生的反作用力。相对而言，当齿牙部591相对于控制齿块530移动时，弹簧594b亦会降低齿牙部591及控制齿块530之间所产生的反作用力。
[0091]虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属【技术领域】中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所限定的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种扫描头，组装于用于一离子布植机的一扫描臂，适于微幅倾斜一工件，其特征在于，该扫描头包括: 一外壳; 一轴组件，穿过该外壳的一第一侧，并且具有一扭转轴； 一静电夹具，固定于该轴组件在该外壳外的一第一端上，用以固持该工件； 一第一驱动机构，配置于该外壳内，并且适于驱动该轴组件和该静电夹具绕着该扭转轴旋转；以及 一微倾斜机构，配置于该外壳内，并且适于驱动该轴组件和该静电夹具相对于该外壳倾斜。
2.如权利要求1所述的扫描头，其特征在于，该微倾斜机构包括: 一框架组件，固定于该外壳的一罩体的一底部上，并且具有一导杆； 一对导程螺杆，穿过该框架组件，并且平行于该导杆； 一对第一马达，固定于该底部上，并且适于分别驱动该些导程螺杆旋转； 一对齿条，其中各该齿条具有一螺孔以及数个第一齿牙，并且该些螺孔啮合于该些导程螺杆； 一套管，可滑动地套住该导杆，并且具有一枢转部；以及 一控制齿块，具有一轴孔、一偏转孔以及数个第二齿牙，其中该轴孔位于该控制齿块的一旋转中心并套住该枢转部，该偏转孔偏离于该旋转中心并套住该轴组件，并且该些第二齿牙位于该控制齿块的一周缘上，并且啮合于该些第一齿牙，以使该控制齿块啮合于该对齿条之间。
3.如权利要求2所述的扫描头，其特征在于，该框架组件还具有配置于该导杆的相对两端上的两个端板，该些第一马达配置于该些端板的其中一个的外侧，该些第一马达的两个第一转轴穿过该些端板的其中一个，并且该些导程螺杆穿过该些端板的另一个。
4.如权利要求2所述的扫描头，其特征在于，各该齿条包括: 一齿牙部，其中该些第一齿牙位于该齿牙部朝向该控制齿块的一第一侧面上；以及 一螺母部，凸出于该第一侧面，并且具有该些螺孔的其中一个。
5.如权利要求4所述的扫描头，其特征在于，各该螺母部具有相对的两个端面以及数个狭缝，该螺孔穿过该些端面，并且该些狭缝交错地从该些端面向内延伸。
6.如权利要求4所述的扫描头，其特征在于，该齿牙部还具有相对于该第一侧面的一第二侧面、形成于该第二侧面并对应于该螺母部的一第一凹槽以及形成于该第二侧面并远离于该第一凹槽的一第二凹槽，并且各该齿条还包括: 一第一挡块，可滑动地套入该第一凹槽中； 一第一弹簧，被压缩于该第一凹槽的一底部和该第一挡块之间，以使该第一挡块抵住该罩体的一内表面； 一第二挡块，可滑动地套入该第二凹槽中；以及 一第二弹簧，被压缩于该第二凹槽的一底部和该第二挡块之间，以使该第二挡块抵住该罩体的该内表面。
7.如权利要求2所述的扫描头，其特征在于，该轴组件还具有相对于该第一端的一第二端，并且该偏转孔套住该第二端。
8.如权利要求2所述的扫描头，其特征在于，该微倾斜机构还包括用以将该些第一马达固持于该底部的一压条。
9.如权利要求2所述的扫描头，其特征在于，该微倾斜机构还包括分别将该些导程螺杆联结于该些第一马达的该些第一转轴的一对联轴器。
10.如权利要求2所述的扫描头，其特征在于，该微倾斜机构还包括一对编码器，各该导程螺杆的一端联结于该些第一马达的其中一个，并且各该导程螺杆的另一端套入该些编码器的其中一个中。
11.如权利要求1所述的扫描头，其特征在于，该第一驱动机构包括: 一平衡环模块，套住该轴组件，以对该轴组件提供一倾斜中心；以及 一第二马达，啮合于该平衡环模块，以使该第二马达适于驱动该平衡环模块、该轴组件和该静电夹具绕着该扭转轴旋转。
12.如权利要求11所述的扫描头，其特征在于，该平衡环模块位于该静电夹具和该微倾斜机构之间。
13.如权利要求11所述的扫描头，其特征在于，该平衡环模块包括: 一内套环，套住该轴组件； 一中间套环，经由一 对第一枢轴枢接于该内套环外围；以及 一外套环，经由一轴承套入该外壳内，并且经由和该些第一枢轴呈正交的一对第二枢轴枢接于该中间套环外围。
14.如权利要求1所述的扫描头，其特征在于，该外壳还包括: 一外壳本体，具有该第一侧和相对于该第一侧的一第二侧，其中该第一驱动机构配置于该外壳本体内； 一盖体，覆盖该第一侧；以及 一罩体，覆盖该第二侧，其中该微倾斜机构配置于该罩体内。
15.如权利要求1所述的扫描头，其特征在于，该第一驱动机构的一第二马达固定于该外壳的一罩体的一底部。
16.—种扫描臂,用于一离子布植机,包括: 一扫描头，适于微幅倾斜一工件，并且包括: 一外壳; 一轴组件，穿过该外壳的一第一侧，并且具有一扭转轴； 一静电夹具，固定于该轴组件在该外壳外的一第一端上，用以固持该工件； 一第一驱动机构，配置于该外壳内，并且适于驱动该轴组件和该静电夹具绕着该扭转轴旋转；以及 一微倾斜机构，配置于该外壳内，并且适于驱动该轴组件和该静电夹具相对于该外壳倾斜； 一摆动臂； 一第二驱动机构，连接于该扫描头和该摆动臂之间，并且适于驱动该扫描头绕着和该扭转轴呈正交的一倾斜轴旋转； 一水平臂；以及 一第三驱动机构，连接于该摆动臂和该水平臂之间，并且适于驱动该摆动臂绕着一水平轴摆动。
17.如权利要求16所述的扫描臂，其特征在于，该微倾斜机构包括: 一框架组件，固定于该外壳的一罩体的一底部上，并且具有一导杆； 一对导程螺杆，穿过该框架组件，并且平行于该导杆； 一对第一马达，固定于该底部上，并且适于分别驱动该些导程螺杆旋转； 一对齿条，其中各该齿条具有一螺孔以及数个第一齿牙，并且该些螺孔啮合于该些导程螺杆； 一套管，可滑动地套住该导杆，并且具有一枢转部；以及 一控制齿块，具有一轴孔、一偏转孔以及数个第二齿牙，其中该轴孔位于该控制齿块的一旋转中心并套住该枢转部，该偏转孔偏离于该旋转中心并套住该轴组件，并且该些第二齿牙位于该控制齿块的一周缘上，并且啮合于该些第一齿牙，以使该控制齿块啮合于该对齿条之间。
18.如权利要求17所述的扫描臂，其特征在于，该框架组件还具有配置于该导杆的相对两端上的两个端板，该些第一马达配置于该些端板的其中一个的外侧，该些第一马达的两个第一转轴穿过该些端板的其中一个，并且该些导程螺杆穿过该些端板的另一个。
19.如权利要求17所述的扫描臂，其特征在于，各该齿条包括: 一齿牙部，其中该些第一齿牙位于该齿牙部朝向该控制齿块的一第一侧面上；以及 一螺母部，凸出于该第一侧面，并且具有该些螺孔的其中一个。
20.如权利要求19所述的扫描臂，其特征在于，各该螺母部具有相对的两个端面以及数个狭缝，该螺孔穿过该些端面，并且该些狭缝交错地从该些端面向内延伸。
21.如权利要求19所述的扫描臂，其特征在于，该齿牙部还具有相对于该第一侧面的一第二侧面、形成于该第二侧面并对应于该螺母部的一第一凹槽以及形成于该第二侧面并远离于该第一凹槽的一第二凹槽，并且各该齿条还包括: 一第一挡块，可滑动地套入该第一凹槽中； 一第一弹簧，被压缩于该第一凹槽的一底部和该第一挡块之间，以使该第一挡块抵住该罩体的一内表面； 一第二挡块，可滑动地套入该第二凹槽中；以及 一第二弹簧，被压缩于该第二凹槽的一底部和该第二挡块之间，以使该第二挡块抵住该罩体的该内表面。
22.如权利要求17所述的扫描臂，其特征在于，该轴组件还具有相对于该第一端的一第二端，并且该偏转孔套住该第二端。
23.如权利要求17所述的扫描臂，其特征在于，该微倾斜机构还包括用以将该些第一马达固持于该底部的一压条。
24.如权利要求17所述的扫描臂，其特征在于，该微倾斜机构还包括分别将该些导程螺杆联结于该些第一马达的该些第一转轴的一对联轴器。
25.如权利要求17所述的扫描臂，其特征在于，该微倾斜机构还包括一对编码器，各该导程螺杆的一端联结于该些第一马达的其中一个，并且各该导程螺杆的另一端套入该些编码器的其中一个中。
26.如权利要求17所述的扫描臂，其特征在于，该第一驱动机构包括:一平衡环模块，套住该轴组件，以对该轴组件提供一倾斜中心；以及一第二马达，啮合于该平衡环模块，以使该第二马达适于驱动该平衡环模块、该轴组件和该静电夹具绕着该扭转轴旋转。
27.如权利要求26所述的扫描臂，其特征在于，该平衡环模块位于该静电夹具和该微倾斜机构之间。
28.如权利要求26所述的扫描臂，其特征在于，该平衡环模块包括: 一内套环，套住该轴组件； 一中间套环，经由一对第一枢轴枢接于该内套环外围；以及 一外套环，经由一轴承套入该外壳内，并且经由和该些第一枢轴呈正交的一对第二枢轴枢接于该中间套环外围。
29.如权利要求16所述的扫描臂，其特征在于，该外壳还包括: 一外壳本体，具有该第一侧和相对于该第一侧的一第二侧，其中该第一驱动机构配置于该外壳本体内； 一盖体，覆盖该第一侧；以及 一罩体，覆盖该第二侧，其中该微倾斜机构配置于该罩体内。
30.如权利要求16所述的扫描臂，其特征在于，该第一驱动机构的一第二马达固定于该外壳的一罩体的一底部。
31.如权利要求16所述的扫描臂,其特征在于,该静电夹具的一中心线重合于该扭转轴。
【文档编号】H01J37/30GK103943446SQ201410022308
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2012年1月20日
【发明者】理查德·F·麦克雷 申请人:汉辰科技股份有限公司