KR101407686B1 - 이온 주입 시스템을 위한 워크피스 핸들링 스캔 아암 - Google Patents

이온 주입 시스템을 위한 워크피스 핸들링 스캔 아암 Download PDF

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Abstract

이온 주입 장치, 시스템, 및 방법이 스캔 아암으로부터 워크피스 홀더를 연결 및 분리하도록 제공된다. 트위스트 헤드가 제공되고, 정전 처크는 작동 가능하게 장착되며, 하나 이상의 트위스트 헤드와 관련된 하나 이상의 회전 및 비회전 부재와 정전 처크가 이와 함께 관련된 하나 이상의 동적 유체 시일(seal)을 갖는다. 정전 처크는 하나 이상의 동적 유체 시일을 분리하지 아니한 채로 제거되도록 작동 가능하다.

Description

이온 주입 시스템을 위한 워크피스 핸들링 스캔 아암 {WORKPIECE HANDLING SCAN ARM FOR ION IMPLANTATION SYSTEM}
본 발명은 일반적으로 워크피스로 이온을 주입하기 위한 이온 주입 시스템 및 방법에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는 워크피스를 핸들링하기 위한 스캔 아암 단부 이펙터(scan arm end effector)에 관한 것이다.
반도체 산업에서, 이온 주입 시스템은 불순물로 워크피스를 도핑하는데 일반적으로 이용된다. 이러한 시스템에서, 이온 소스는 원하는 도펀트 성분을 이온화시키고, 이온들은 미분화된(undifferentiated) 이온 비임의 형태로 이온 소스로부터 일반적으로 도출된다. 미분화된 이온 비임은 질량 분석 장치 또는 질량 분석기를 포함한 비임라인 어셈블리로 일반적으로 향하고, 이 경우 원하는 전하-대-질량 비의 이온이 자기장을 이용하여 선택된다. 질량 분석기는 일반적으로 쌍극자 자기장을 만들기 위해 질량 분석 자석(AMU 자석이라고도 불림)을 이용하고, 이 경우 다양한 이온이 상이한 전하-대-질량 비의 이온을 효과적으로 분리시키는 아치형 통로로 자기 편향을 통해 편향된다. 그 위에 전하에 대한 이온의 질량(즉, 전하-대-질 량 비)은 그 정도에 영향을 미치고, 정전기장 또는 자기장에 의해 축방향으로 및 횡방향으로 가속된다. 따라서, 선택되거나 또는 원하는 이온 비임은 매우 순수하게 만들어질 수 있고, 원하지 않는 분자량의 이온은 비임으로부터 떨어진 위치로 편향될 것이다. 원하는 그리고 원하지 않는 전하-대-질량 비의 이온을 선택적으로 분리시키는 프로세스는 질량 분석으로 알려져있다.
선택된 또는 원하는 이온은 이후 타겟 챔버 또는 단부 스테이션(end station)에 위치한 워크피스의 표면으로 향하고, 이 경우 워크피스(예를 들어 반도체 기판 또는 웨이퍼)에 일반적으로 도펀트 성분이 주입된다. 따라서, 원하는 이온 비임의 이온은 트랜지스터 소자의 제조에 유용한 원하는 전기적 전도성과 같은 원하는 특성을 갖는 영역을 형성하기 위해 워크피스의 표면으로 침투한다. 예를 들면, 이온은 원하는 전도도의 영역을 형성하도록 워크피스 물질의 결정 래티스로 임베디드되고, 이온 비임의 에너지는 일반적으로 주입 깊이를 결정한다.
이온 비임은 스팟 비임(spot beam)(예를 들어 펜슬 비임)일 수 있고, 워크피스는 일반적으로 정지된 스팟 비임; 리본 비임에 일반적으로 직각인 2차원에서 기계적으로 스캔되고, 워크피스가 수직 방향으로 기계적으로 스캔되는 동안 비임은 워크피스를 가로지르는 한 방향으로 전자기적으로 스캔되며; 또는 전자기적으로 스캔된 비임은 정지된 워크피스를 가로질러 두 방향으로 전자기적으로 스캔한다. 일반적인 2차원 스캔 시스템에서, 예를 들면 워크피스 핸들링 스캔 아암은 단부 스테이션(들)과 관련되고 이에 의해 단부 스테이션의 진공 챔버 내부에서 워크피스(들)를 이동시킨다. 스캔 아암은 일반적으로 이온 비임을 통해 워크피스를 지지하는 정전 처크(electrostatic chuck, ESC)를 스캔하고, ESC는 프로세싱 동안(예를 들어 워크피스로의 이온 주입 동안) ESC에 대해 워크피스의 위치를 유지하도록 워크피스를 선택적으로 죈다. 다양한 이온 주입 프로세스가 설계되고 이에 의해 ESC 및 워크피스는 ESC/워크피스의 중앙부를 통해 ESC/워크피스에 수직으로 형성된 축 주위로 회전된다. 따라서, 종래의 스캔 아암은 스캔 아암에 대해 ESC가 회전되도록 하는 트위스트 헤드 및 단부 이펙터를 구비할 수 있다.
종래의 트위스트 헤드 단부 이펙터는 트위스트 헤드와 관련된 회전식 및 비회전식 구성요소 사이의 다양한 연결을 포함하고, 이 연결은 스캔 아암에 대해 ESC의 회전을 허용한다. 이 연결은 스캔 아암에 대한 ESC의 전기적 및 유체 커플링을 제공하고, 전력이 ESC로 공급되며 냉각제 순환을 위한 설비(provision)에 공급되며, 일정한 경우에 전도성 가스가 ESC에 제공된다. 일반적인 트위스트 헤드 단부 이펙터는 ESC로 직접 유체 도관을 연결하기 위한 동적 유체 시일(예를 들어 슬라이딩 시일)을 포함한다. 이러한 동적 유체 시일은 일반적으로 해체(disassembly) 및 재조립 동안 손상받기 쉽고, 이전의 트위스트 헤드 단부 이펙터는 동적 유체 시일의 해체 없이 ESC 또는 다른 트위스트 헤드 구성요소의 교체 및/또는 서비스를 가능하게 하지 않는다. 또한, ESC에 대한 일반적인 전기적 연결은 ESC 및 스캔 아암 사이의 리본 케이블을 포함하고, 스캔 아암에 대한 ESC의 회전 운동이 허용되지만 리본 케이블의 구성 및/또는 길이에 의해 제한된다. 또한, 이러한 리본 케이블은 마멸되기 쉽고 이온 주입 시스템 내에서 입자 생성을 일으킬 수 있다. 또한, 이러한 리본 케이블은 일반적으로 이온 주입 프로세스로부터 스퍼터링에 노출되고 단부 스테이션의 진공 환경에 노출되며, 따라서 증가된 유지보수 간격(maintenance intervals)을 유도한다.
따라서, 향상된 회전식 단부 이펙터 및 ESC에 대한 장치 및 방법을 제공하는 것이 요구되고, 이 경우 ESC의 제거 및 재장착의 편리함이 상당히 향상된다. 또한, 제거 및 재장착은 동적 유체 시일의 해체 없이 가능하도록 이루어지는 것이 바람직하고, 전기적 연결은 전기적 연결이 강건하고, 쉽게 유지되며, 종래 기술에서 나타난 오염을 실질적으로 제한하는 방식으로 만들어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 단부 이펙터의 강건함을 향상시킬 뿐만 아니라 단부 이펙터 상에 ESC의 제거 및 재장착을 쉽게 하는 것을 상당히 향상시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 의해 종래 기술의 제한 사항을 극복한다.
이전의 그리고 관련된 목적을 수행하기 위해, 본 발명은 청구항에서 특히 나타나고 이후에 설명되는 특징(feature)을 포함한다. 이하의 상세한 설명 및 부가된 도면은 본 발명의 일정한 예시적 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예들은 본 발명의 원리가 이용될 수 있는 다양한 방식 중 일부를 나타내는 것이다. 본 발명의 다른 목적, 장점 및 신규한 특징은 도면과 함께 고려될 때 본 발명의 이하의 상세한 설명으로부터 분명하게 나타날 것이다.
도 1은 본 발명의 일 태양에 따른 예시적인 이온 주입 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 태양에 따른 예시적 스캔 아암의 사시도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 또 다른 예시적 태양에 따른 예시적 트위스트 아암의 사시도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 태양에 따른 예시적 트위스트 아암의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 다른 예시적 태양에 따른 스캔 아암을 유지시키기 위한 예시적인 방법의 블록도이다.
본 발명은 일반적으로 이온 비임의 경로 또는 초점을 제어하기 위한 방법 및 이온 주입 시스템에 관한 것이다. 따라서, 본 발명은 도면을 참고로 하여 설명될 것이고, 이 경우 유사한 도면 부호는 도면 전체에 걸쳐 유사한 구성요소를 지칭하도록 이용될 수 있다. 이러한 태양의 설명은 단순히 예시적인 것이고 이들이 제한적인 의미를 갖는 것으로 해석되어서는 안된다. 이하의 내용에서, 설명을 위해, 다수의 특별한 상세한 내용이 설명되고 이에 의해 본 발명을 완전히 이해하도록 도울 것이다. 본 발명이 이러한 특별한 상세한 내용 없이 실행될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.
도면을 이제 참고하면, 본 발명의 일 예시적 태양에 따르면, 도 1은 예시적인 이온 주입 시스템(100)을 도시하고, 이 경우 이온 주입 시스템은 이온 비임(104)에 대해 워크피스(102)(예를 들어 반도체 기판 또는 웨이퍼)를 스캔하도록 작동 가능하고, 거기서 워크피스로 이온을 주입한다. 상기에서 언급된 것처럼, 본 발명의 다양한 태양은 도 1의 예시적 시스템(100)을 포함하나 이에 제한되지 않는 이온 주입 장치의 어떠한 형태와도 연관되어 구현될 수 있다. 예시적인 이온 주입 시스템(100)은 터미널(106), 비임라인 어셈블리(108), 및 일반적으로 프로세스 챔버(112)를 형성하는 단부 스테이션(110)을 포함하고, 이 경우 이온 비임(104)은 워크피스 위치(114)에 위치한 워크피스(102)로 일반적으로 향한다. 터미널(106)에서 이온 소스(116)는 전력 공급장치(118)에 의해 전력을 받고 이에 의해 비임라인 어셈블리(108)로 추출된 이온 비임(120)(예를 들어 구별되지 않은 이온 비임)을 제공하고, 이 경우 이온 소스는 소스 챔버로부터 이온을 추출하여 비임라인 어셈블리(108)로 추출된 이온 비임을 향하게 하기 위한 하나 이상의 추출 전극(122)을 포함한다.
예를 들면, 비임라인 어셈블리(108)는 소스(116)에 인접한 입구(126)를 갖는 비임안내부(124)와 단부 스테이션(110)에 인접한 출구(128)를 포함한다. 예를 들면, 비임안내부(124)는 추출된 이온 비임(120)을 받으며 워크피스(102)로 분해 개구(132; resolving aperture)를 통해 적절한 에너지-대-질량 비 또는 그 범위의 이온만을 통과시키는 쌍극자 자기장을 생성하는 질량 분석기(130)(질량 분석 마그넷)를 포함한다. 질량 분석기(130)를 통과하고 분해 개구(132)를 빠져나온 이온은 일반적으로 바람직한 에너지-대-질량 비 또는 그 범위의 이온을 갖는 질량 분석된 또는 바람직한 이온 비임(134)을 형성한다. 바임라인 어셈블리(108)와 관련된 다양한 비임 형성 및 형상화 구조(미도시)는 이온 비임이 워크피스(102)로 원하는 비임 경로(136)를 따라 운반될 때 이온 비임(104)을 유지하고 한정하도록(bound) 제공될 수 있다.
일례에서 원하는 이온 비임(134)은 워크피스(102)를 향하고, 이 경우 워크피스는 단부 스테이션(110)과 관련된 워크피스 스캐닝 시스템(138)을 통해 일반적으로 위치한다. 예를 들면, 도 1에서 도시된 단부 스테이션(110)은 "시리얼(serial)" 유형의 단부 스테이션을 포함할 수 있고, 이 단부 스테이션은 비워진 프로세스 챔버(112) 내에서 워크피스의 기계적 스캐닝을 제공하며, 여기서 워크피스(102)(예를 들어 반도체 웨이퍼, 디스플레이 패널 또는 다른 워크피스)는 워크피스 스캐닝 시스템(138)을 통해 하나 이상의 방향으로 비임 경로(136)를 통해 기계적으로 이동된다. 본 발명의 일 예시적 태양에 따르면, 이온 주입 시스템(100)은 일반적으로 정지한 채로 원하는 이온 비임(134)(예를 들어 "스팟 비임" 또는 "펜슬 비임(pencil beam"이라고도 일컬어짐)을 제공하고, 이 경우 워크피스 스캐닝 시스템(138)은 일반적으로 정지된 이온 비임에 대해 두 개의 거의 수직축으로 워크피스(102)를 이동시킨다. 배치(batch) 또는 다른 유형의 단부 스테이션이 대안적으로 이용될 수 있고 이는 본 발명의 범위 내에 있다. 예를 들면, 시스템(100)은 워크피스(102)에 대해 하나 이상의 스캔 평면을 따라 이온 비임(104)을 스캔하도록 작동 가능한 정전 비임 스캐닝 시스템(미도시)을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명의 범위 내에 있는 어떠한 스캔된 또는 스캔되지 않은 이온 비임(104)을 고려한다. 본 발명의 일 예시적 태양에 따르면, 이온 주입 시스템(100)은 여기서 참조로 인용된 2005년 4월 5일 출원된 공유 미국 특허출원 제 11/098,942호에서 설명된 이온 주입 장치 및 스캐닝 장치를 포함할 수 있다. 또한, 이온 주입 시스템(100)은 메사추세츠, 베벌리의 엑셀리스 테크놀로지에 의해 제작된 옵티마 HD 스캔 시스템과 같은 다른 시스템을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도 1의 워크피스 스캐닝 시스템(138)은 도 2에서 상세하게 도시된 것처럼 스캔 아암(140)을 포함한다. 또한, 도 1의 이온 주입 시스템(100)은 예를 들면 제어기(150)에 의해 제어되고, 이 경우 이온 주입 시스템 및 워크피스 스캐닝 시스템의 기능은 제어기를 통해 제어된다.
도 2는 예시적인 스캔 아암(200)의 사시도를 도시하고, 스캔 아암은 정전 처크(ESC)(204)를 포함한 단부 이펙터(202)를 포함하며, 또한, 비회전 아암 구조물 및 중간 구조물을 포함한다. 이 예에서, 단부 이펙터(202)는 스캔 아암(200)의 단부(208)에 작동 가능하게 커플링된 트위스트 헤드(206)를 포함하고, 트위스트 헤드는 트위스트 축(210) 주위로 ESC(204)를 회전시키도록 작동 가능하다. 이 예에서 스캔 아암(200)은 아암 축(212) 주위로 회전하도록 작동 가능하고, 따라서 아치형 경로(213)로 단부 이펙터(202)를 이동시킨다. 또한, 본 발명의 ESC(204)는 다양한 동적 시일의 분해 없이 트위스트 헤드(206)로부터 쉽게 제거되도록 작동 가능하고, 이는 아래에서 논의될 것이다.
종래의 회전식 ESC에서 나타난 문제점들에 대한 한가지 해법은 스캔 아암(200)에 ESC(204)를 커플링하기 위한 신규한 접근에 의해 얻어지고, 이 경우 도 3 및 4에서 도시된 웨지 마운트(wedge mount; 212)는 트위스트 헤드(206)의 회전 샤프트(214)에 대해 ESC를 작동 가능하게 커플링하는데 이용된다. 또한, 본 발명은 종래 기술에서 나타난 전기적 및 유체 연결 문제를 극복하였고, 이는 이하에서 설명될 것이다.
도 3 및 4에서 볼 수 있는 것처럼, 단부 이펙터(202)는 회전식 전기적 연결 모듈(216)("RECM"이라고도 불림)을 추가로 포함하고, ESC(204)와 연관된 ESC 커넥터 핀(218)과 전기적 연결 모듈과 연관된 회전식 전기적 연결 모듈 핀(220)("RECM 핀"이라고도 불림)은 회전 샤프트(214)와 연관된 하나 이상의 관통홀(222)을 통해 일반적으로 연장한다. ESC 커넥터 핀(218) 및 회전식 전기적 연결 모듈 핀(220)은 관통홀(222)로 삽입될 때 서로 합치하도록(mate with) 작동 가능하고, 따라서 ESC(204)를 단부 이펙터(202)의 트위스트 헤드(206)와 전기적으로 커플링시킨다.
또한, ESC(204)는 K-클램프(224)를 통해 회전 샤프트(214)에 장착되고, 이 경우 K-클램프와 연관된 스크류(228)가 죄어질 때 K-클램프는 외부 웨징 작용에 의해 서로 축방향으로 각각 ESC 및 회전 샤프트의 합치면(226A, 226B)을 압축하도록 작동 가능하다. 예를 들면, K-클램프(224)는 두 개의 반원(half circle; 230A, 230B)을 포함하고, 스크류(228)는 함께 반원들을 당기도록 작동 가능하며, 따라서 함께 ESC(204) 및 회전 샤프트(214)의 합치면(226A, 226B)을 압축한다. 따라서, ESC(204)는 종래 기술의 단부 이펙터에서 나타난 동적 시일을 해체하지 않은 채 쉽게 제거되고 재장착될 수 있으며, 내부 장착 스크류의 부재는 회전 샤프트의 내부로의 접근이 단부 이펙터로의 ESC의 제거 또는 재장착에 필요가 없음을 의미하고, 이는 종래의 단부 이펙터에서 나타난다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 정지 오링(o-ring) 시일(232)은 ESC(204)와 연관된 유체 채널(234)을 인터페이스(236)에서의 회전 샤프트(214)로 연결시킨다. 도 3에서 도시된 것처럼, 동적 립 시일(dynamic lip seal; 238)이 추가로 제공되고, 이 경우 회전 샤프트(214)는 비회전 유체 코어(240)에 동적으로 밀봉된다. 도 4에서 도시된 것처럼, 동심 제어 베어링(242A, 242B)이 제공되고 이에 의해 회전 샤프트(214)의 피메일 보어(female bore; 244)에 대해 유체 코어(240)의 축방향 위치 및 동심성(concentricity)을 제어한다. 동심 제어 베어링(242A)("상부 베어링")은 회전 샤프트(214)에 대해 유체 코어(240)의 축방향 및 방사상 구속(constraint)을 제공하고, 동심 제어 베어링(242B)("하부 베어링")은 유체 코어(240)에 대해 일반적으로 고정된 내부 레이스(inner race; 246)를 포함하지만, 여전히 회전 샤프트에서 피메일 보어(244)로 하부 베어링의 외부 레이스(250)의 인터페이스(248)에서 축방향으로 슬라이드 가능하다. 또한, 유체 코어(240)는 도 4에서 도시된 제 1 유체 라인 블록(252)에 작동 가능하게 커플링되고, 제 1 유체 라인 블록은 또한 제 2 유체 라인 블록(254)에 커플링된다. 예를 들면, 제 2 유체 라인 블록(254)은 이와 함께 관련된 유연성(compliance)을 갖도록 설계되고, 이 경우 유체 코어(240) 상의 방사상 힘은 유체 코어 및 제 1 유체 라인 블록의 이동 동안 최소화되는 것이 유리하다. 예를 들면, 제 2 유체 라인 블록(254)의 하부(256)는 스캔 아암(200)과 연관된 실질적으로 단단한 유체 커플링(258)으로부터 캔틸레버되는(cantilevered) 것이 일반적이고, 이에 의해 제 2 유체 라인 블록의 하부(256)와 연관된 유연성은 일반적으로 유체 코어(240) 상의 방사상 힘을 완화시킨다. 예를 들면, 유체 코어(240) 및 제 1 유체 라인 블록(252)의 이러한 이동은 트위스트 헤드(206)의 회전 샤프트(214)가 회전할 때 동심 제어 베어링(242A, 242B) 의 이심률(eccentricity)에 의해 야기될 수 있다.
도 3 및 4에서 도시된 것처럼, 회전식 전기적 연결 모듈(216)은 이와 함께 연관된 장착 플랜지(264)에서 스크류(262)를 통해 모터 로터 홀더(260)로 작동 가능하게 커플링되고, 이 경우 RECM은 유체 코어(240)를 제거하지 아니한 채로 축방향 움직임을 통해 제거되고 재장착될 수 있다. 예를 들면, 장착 플랜지(264)는 RECM(216)의 회전 내부 실린더(266)에 작동 가능하게 커플링되고, 이 경우 RECM의 비회전 인클로져(268)는 일반적으로 제 1 유체 라인 블록(252)에 커플링된 회전식 방지 핀(270)을 통한 회전을 막는다. 예를 들면, RECM(216)은 내부 베어링(282)을 포함하고, 이 내부 베어링은 회전 내부 실린더(266) 및 비회전 인클로져(268) 사이에서 동심성을 일반적으로 유지한다.
다른 예시적 태양에 따르면, RECM(216)은 슬립 링 스택(274)을 포함하고, 이 경우 동축 슬립 링(276)(예를 들어 본 예에서 7개의 동축 슬립 링)은 회전식 내부 실린더(266)에 커플링된다. 예를 들면, 장착 플랜지(264B)는 회전 내부 실린더(266)에 일체화되고, RECM 핀(220)은 적절한 위치에서 장착 플랜지(264)에 커플링되며 이에 의해 트위스트 헤드(206)의 회전식 샤프트(214)에서의 관통홀(222)을 침투한다. 예를 들면, 와이어(280)는 각각의 RECM 핀(220)으로부터 대응하는 슬립 링(276)으로 경로 지어진다(routed).
예를 들면, 회전 내부 실린더(266)는 이와 함께 연관된 두 개의 베어링(282A, 282B)을 추가로 포함하고, 하프 파이프(half-pipe; 284)는 베어링 주위로 서로 볼트되며 이에 의해 회전 내부 실린더와 동심적인 인클로져(268)를 형성한다. 예를 들면, 하프 파이프(284)는 도 4에서 도시된 브러쉬 블록(288)을 추가로 포함한다. 예를 들면, 하나의 브러쉬 블록(288)은 4개의 2열-리프 접촉 브러쉬(dual leaf contact brushes)에 작동 가능하게 커플링되고, 다른 브러쉬 블록은 3개의 브러쉬에 작동 가능하게 커플링된다. 예를 들면, 브러쉬 블록(288)은 각각의 브러쉬가 슬립 링 스택(274) 상의 모든 다른 동축 슬립 링(276)을 접촉하도록 개별적으로 작동 가능하게 설계된다. 브러쉬 블록(288)은 일반적으로 하프 파이프(284)의 슬롯에 장착되고, 이에 의해 각각의 슬립 링(276)은 하나의 브러쉬와 접촉하게 되며, 이로써 각각의 슬립 링에 대한 두 개의 접촉 포인트를 제공한다.
본 발명은 스캔 아암의 연속적인 회전 또는 반회전을(counter rotation)을 고려하고, 이 경우 하나 이상의 스캔 아암 및 트위스트 헤드는 360도를 넘어서 연속적으로 회전하도록 작동 가능하다. 또한, 트위스트 헤드의 회전식 드라이브는 트위스트 헤드와 연관된 메터블 방식의(matable) 회전식 드라이브, 웨지-작용 클램프, 유체 연결 및 통로, 그리고 일체화된 전기적 연결을 통해 ESC의 유지보수 및/또는 제거 및/또는 교체를 쉽게 한다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 스캔 아암으로부터 ESC를 제거하기 위한 방법이 도 5에서 제공된다. 예시적 방법이 일련의 작용 또는 이벤트로서 여기서 설명되고 도시되지만, 본 발명은 이러한 작용 또는 이벤트의 도시된 순서에 의해 제한되는 것으로 이해되어서는 안될 것이고, 일정한 단계들은 본 발명에 따라 여기서 도시되고 설명된 것과 다른 단계들과 함께 상이한 순서로 및/또는 동시적으로 일어날 수 있다. 또한, 모든 도시된 단계들이 본 발명에 따른 방법론을 실행하는 데 필요한 것은 아닐 수 있다. 또한, 여기서 도시되고 설명된 시스템 및 도시되지 않은 다른 시스템과 관련하여 실행될 수도 있음을 이해해야 할 것이다.
도 5에서 도시된 것처럼, 이 방법(300)은 단계(302)에서 정전 처크, 트위스트 헤드, 및 정전 처크와 트위스트 헤드 사이에 하나 이상의 동적 유체 시일을 제공하는 단계로 시작한다. 단계(304)에서, 정전 처크는 하나 이상의 동적 유체 시일을 연결한 채로 트위스트 헤드로부터 제거된다. 이러한 분리는 여기서 설명된 어떠한 구조에 의해서도 수행될 수 있다. 단계(306)에서 정전 처크는 트위스트 헤드에 부착된다.
본 발명은 일정한 바람직한 실시예 또는 실시예들에 대해 설명되고 도시되었지만, 대등한 변경 및 개조가 첨부된 도면 및 상세한 설명을 읽고 이해할 때 당업자에게 가능할 것이다. 특히 상기 설명된 구성요소(어셈블리, 장치, 회로 등)에 의해 수행되는 다양한 기능과 관련하여, 이러한 구성요소를 설명하는데 이용되는 용어("수단"에 대한 참조를 포함)는 다르게 지칭되지 않는다면 설명된 구성요소(즉, 기능적으로 동등함)의 특정 기능을 수행하는 어떠한 구성요소에 대응하게 되며, 이는 본 발명의 여기서 도시된 예시적 실시예에서의 기능을 수행하는 개시된 구조와 구조적으로 동등하지 않더라도 마찬가지이다. 또한, 본 발명의 특별한 특징은 다수의 실시예 중 오직 하나에 대해서 개시되었을 수 있지만, 이러한 특징은 다른 실시예들의 하나 이상의 다른 특징과도 통합될 수 있으며, 어떠한 주어진 또는 특별한 응용에 대해 바람직하고 유리할 수 있다.

Claims (13)

  1. 회전식 단부 이펙터로서,
    하나 또는 복수의 전기적 및 유체 커넥터를 갖는 정전 처크; 및
    상기 정전 처크를 회전시키도록 작동 가능한 트위스트 헤드를 포함하고,
    상기 트위스트 헤드가,
    정지된 비회전 인클로져;
    하나 또는 복수의 전기적 및 유체 커넥터를 가지며 상기 비회전 인클로져에 회전 가능하게 커플링되는 회전 샤프트; 및
    K-클램프를 포함하고,
    상기 K-클램프가 상기 정전 처크를 상기 트위스트 헤드에 선택적으로 커플링시키며, 상기 정전 처크의 전기적 및 유체 커넥터가 상기 트위스트 헤드의 전기적 및 유체 커넥터에 선택적으로 연결되는,
    회전식 단부 이펙터.
  2. 스캔 아암에 작동 가능하게 커플링된 단부 이펙터로서,
    정전 처크와 스캔 아암의 회전 장착면을 연결하거나 밀봉하거나 연결 및 밀봉하는 K-클램프를 포함하고,
    상기 K-클램프는 상기 정전 처크 및 스캔 아암에 외부로부터 접근이 가능한(externally accessible),
    스캔 아암에 작동 가능하게 커플링된 단부 이펙터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정전 처크와 연관된 전기적 연결 포인트를 추가로 포함하고,
    상기 전기적 연결 포인트가 상기 스캔 아암과 연관된 회전식 전기적 연결 모듈 상의 합치 연결 포인트를 직접 접촉하도록 작동 가능한,
    스캔 아암에 작동 가능하게 커플링된 단부 이펙터.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 스캔 아암은,
    외부 지름 주위에 위치한 복수의 제 1 동적 시일을 가진 비회전 유체 채널 부재;
    내부 지름 주위에 위치한 복수의 제 2 동적 시일을 가진 회전 트위스트 헤드 샤프트;
    상기 트위스트 헤드 샤프트 및 유체 채널 부재와 연관된 복수의 베어링; 및
    상기 유체 채널 부재와 연관된 이동적으로 유연한(translationally compliant) 유체 채널 세그먼트를 포함하고,
    상기 복수의 베어링 및 유체 채널 세그먼트는 상기 유체 채널 부재에 대해 상기 트위스트 헤드의 동심성을 유지하도록 작동 가능한,
    스캔 아암에 작동 가능하게 커플링된 단부 이펙터.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 스캔 아암은,
    내부 지름 주위로 위치한 복수의 제 1 동적 시일을 가진 비회전 유체 채널 부재;
    외부 지름 주위로 위치한 복수의 제 2 동적 시일을 가진 회전 트위스트 헤드 샤프트;
    상기 트위스트 헤드 샤프트 및 유체 채널 부재와 연관된 복수의 베어링; 및
    상기 유체 채널 부재와 연관된 이동적으로 유연한 유체 채널 세그먼트를 포함하고,
    상기 복수의 베어링 및 유체 채널 세그먼트는 상기 유체 채널 부재에 대해 상기 트위스트 헤드의 동심성을 유지하도록 작동 가능한,
    스캔 아암에 작동 가능하게 커플링된 단부 이펙터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 트위스트 헤드는,
    하나 이상의 동적 유체 시일;
    회전 부재를 가진 회전식 전기적 연결 모듈;
    상기 회전식 전기적 연결 모듈의 회전 부재와 연관된 하나 이상의 슬립 링; 및
    상기 회전식 전기적 연결 모듈의 하나 이상의 슬립 링과 연관된 하나 이상의 장착 핀으로서, 정전 처크와 연관된 하나 이상의 연결 포인트 각각에 합치하도록 작동 가능한 하나 이상의 장착 핀;을 더 포함하고,
    상기 하나 이상의 장착 핀 및 상기 하나 이상의 연결 포인트 사이의 전기적 접촉은 상기 회전 부재의 회전축을 따라 상기 회전식 전기적 연결 모듈 및 상기 정전 처크 사이의 축방향 이동을 통해 만들어지거나 또는 단절되도록 작동 가능하며,
    상기 하나 이상의 동적 유체 시일이 상기 정전 처크 및 상기 회전식 전기적 연결 모듈의 축방향 이동 동안 파괴되지 않는,
    회전식 단부 이펙터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 트위스트 헤드는,
    하나 이상의 동적 유체 시일;
    회전 부재를 가진 회전식 전기적 연결 모듈;
    상기 회전식 전기적 연결 모듈과 연관된 회전 플랜지;
    상기 회전식 전기적 연결 모듈과 연관된 비회전 부재;
    상기 회전식 전기적 연결 모듈의 비회전 부재 및 상기 회전 플랜지를 전기적으로 연결시키는 가요성 전기적 컨덕터의 코일; 및
    상기 회전식 전기적 연결 모듈의 회전 플랜지와 연관된 하나 이상의 장착 핀으로서, 정전 처크와 연관된 하나 이상의 연결 포인트 각각에 합치하도록 작동 가능한 하나 이상의 장착 핀;을 더 포함하고,
    상기 하나 이상의 장착 핀 및 상기 하나 이상의 연결 포인트 사이의 전기적 접촉은 상기 회전 부재의 회전축을 따른 상기 회전식 전기적 연결 모듈 및 상기 정전 처크 사이의 축방향 이동을 통해 만들어지거나 또는 단절되도록 작동 가능하며,
    상기 하나 이상의 동적 유체 시일이 상기 정전 처크 및 상기 회전식 전기적 연결 모듈의 축방향 이동 동안 손상되지 않는,
    회전식 단부 이펙터.
  8. 삭제
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 스캔 아암은,
    비회전 아암 구조물;
    트위스트 헤드;
    중간 구조물;
    하나 또는 복수의 회전식 유체 연결; 및
    하나 또는 복수의 회전식 전기적 연결을 포함하고,
    상기 하나 또는 복수의 회전식 유체 연결 및 상기 하나 또는 복수의 회전식 전기적 연결이 상기 트위스트 헤드 및 상기 중간 구조물 사이의 개별적인 하나 또는 복수의 유체 및 전기적 경로를 일반적으로 제공하며,
    유체 및 전기적 경로가 상기 하나 또는 복수의 회전식 유체 연결 및 상기 하나 또는 복수의 회전식 전기적 연결을 통해 상기 비회전 아암 구조물로 추가적으로 연결되고, 그 내부에서 상기 비회전 아암 구조물 및 상기 트위스트 헤드 사이에서 적어도 부분적인 회전을 일반적으로 허용하는,
    스캔 아암에 작동 가능하게 커플링된 단부 이펙터.
  10. 이온 주입 시스템을 유지하기 위한 방법으로서,
    정전 처크, 트위스트 헤드, 및 상기 정전 처크와 트위스트 헤드 사이의 하나 또는 복수의 동적 유체 시일을 제공하는 단계; 및
    상기 하나 또는 복수의 동적 유체 시일을 연결한 채로 상기 트위스트 헤드로부터 상기 정전 처크를 제거하는 단계를 포함하는,
    이온 주입 시스템을 유지하기 위한 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항, 제6항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 회전식 단부 이펙터를 포함하는 이온 주입 시스템으로서,
    상기 정전 처크가 동적 유체 시일을 손상시키지 않으면서 상기 트위스트 헤드로부터 제거 가능한,
    이온 주입 시스템.
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