KR20100024376A - 레이스트랙 구조물 및 실리콘 태양 기판 웨이퍼 제조 방법 - Google Patents

레이스트랙 구조물 및 실리콘 태양 기판 웨이퍼 제조 방법 Download PDF

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Abstract

작업물로부터 독립적 막을 제조하는 시스템 및 방법이 개시된다. 상기 시스템은 적어도 하나의 작업물을 이송하도록 구성된 레이스트랙 구조물과, 종단 스테이션을 거쳐 상기 레이스트랙 구조물에 결합된 가속기 기반 이온 주입기를 포함한다. 각각의 가속기 기반 이온 주입기는 상기 작업물에 절단 영역을 형성하기 위하여 상기 종단 스테이션에 적재된 작업물의 표면으로 주입될 1 MeV 이상의 에너지를 가진 입자를 도입하도록 구성된다. 상기 시스템은 상기 절단 영역을 따라 상기 작업물로부터 독립적 막을 분리하기 위한 절단 프로세스를 수행하도록 구성되며 상기 레이스트랙 구조물에 결합된 절단 모듈을 하나 또는 그 이상 포함한다. 또한, 상기 시스템은, 상기 작업물로부터 분리된 독립적 막을 송출하며 각 절단 모듈에 결합된 아웃풋 포트와, 상기 레이스트랙 구조물에 결합된 하나 또는 그 이상의 서비스 모듈을 포함한다.
실리콘, 기판, 독립적 재료

Description

레이스트랙 구조물 및 실리콘 태양 기판 웨이퍼 제조 방법{RACE TRACK CONFIGURATION AND METHOD FOR WAFERING SILICON SOLAR SUBSTRATES}
[본 출원과의 상호 참조]
본 출원은 미국 임시 특허 출원 제61/091,710호(2008.8.25.자 출원)의 우선권을 주장하며, 모든 목적을 위해 그 내용을 참조에 의해 본 출원에 편입한다.
본 발명은 기판 구조 및 이를 형성하는 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은, 광전지(photovoltaic cell)을 포함하는 다양한 응용 분야를 위한 독립적 반도체 후막(thick free standing semiconductor film)의 제조를 위한 가속기 프로세스를 사용하는 방법과 시스템을 제공한다. 그러나, 본 발명은 다음과 같은 광범위한 응용성을 가지고 있음을 주의하여야 한다: 즉, 반도체 집적 소자, 광자 또는 광전자 소자, 압전 소자, 평판 디스플레이, 미세 전자 기계 시스템(MEMS), 나노 테크놀로지 구조물, 센서, 엑츄에이터(actuator), 집적 회로, 생물학 또는 생물의학적 소자 등의 3차원적 패키지와 같은 다른 형식의 응용 분야에도 역시 적용될 수 있다.
태초부터 인류는 모든 유용한 형태의 에너지를 얻기 위하여 태양에 의존해 왔다. 그러한 에너지는 화석 에너지, 복사 에너지, 목재 에너지, 그리고 다양한 형태의 열 에너지 등으로부터 유래한다. 단지 예시로서, 인류는 필요를 충족시키기 위해 석탄이나 가스와 같은 화석 에너지원에 크게 의존해 왔다. 불행히도 그러한 화석 에너지원은 고갈되어 가고 있으며 다른 문제를 야기하고 있다. 대안으로서, 화석 에너지원에 대한 의존도를 일부라도 감소시키고자 태양 에너지가 제안된 바 있다. 단지 예시로서, 태양 에너지는 보통 실리콘으로 제조되는 태양 전지로부터 얻어질 수 있다.
이러한 실리콘 태양 전지는 태양으로부터의 태양 복사에 노출될 때 전력을 생성한다. 태양 복사 에너지는 실리콘 원자들과 상호 작용하여, 각각 p형 불순물 영역 및 n형 불순물 영역으로 이동하는 전자와 정공(hole)을 형성하여 전위차를 생성하고 양 불순물 영역 사이에 전류가 흐르게 한다. 응용 분야에 따라, 태양 전지는 효율을 향상시키기 위해 응집 소자(concentrating element)와 함께 집적된다. 예를 들어, 태양 복사 에너지는, 활성 광전 물질의 하나 또는 그 이상의 영역으로 복사 에너지를 유도하는 응집 소자를 이용하여 축적되고 집중된다. 효율적이기는 하지만, 이러한 태양 전지도 여전히 많은 한계를 갖고 있다.
단지 예로서, 태양 전지는 실리콘과 같은 시작 물질(starting material)에 의존한다. 그러한 실리콘은 종종 폴리실리콘(즉 다결정 실리콘) 및/또는 단결정 실리콘 물질을 사용하여 제조된다. 이러한 물질들은 종종 제조하기 어렵다. 폴리 실리콘 전지들은 종종 폴리실리콘 플레이트(plate)를 제조하여 형성된다. 이러한 플레이트들은 효율적으로 형성되기는 할지라도, 그들이 고효율 태양 전지를 위한 최적의 특성을 갖는 것은 아니다. 단결정 실리콘은 고급 태양 전지에 적합한 특성을 갖는다. 그러나, 그러한 단결정 실리콘은 비싸며, 효율적이고 비용 효율적인 방식으로 태양 전지 응용 분야에 사용되기 어렵다. 또한, 폴리실리콘이나 단결정 실리콘 물질 모두 통상적인 제조 공정 중에 "절단 손실(kerf loss)"이라 불리는 물질적 손실을 겪는데, 절단 과정(sawing process)에서, 주물(cast) 또는 성장 원재료(grown boule)와 같은 시작 물질의 40% 또는 심지어 60%가 제거되며 상기 물질을 웨이퍼의 폼 펙터(wafer form factor)로 단일화시킨다. 이것은, 태양 전지로서의 사용을 위해 얇은 폴리실리콘 또는 단결정 실리콘 플레이트를 마련하기에는 매우 비효율적인 방법이다.
일반적으로 박막형 태양 전지는 더 적은 실리콘 물질을 사용함으로써 더 저렴하지만, 그들의 비정질 또는 다결정질 구조는 단결정 실리콘 기판으로 제조되는 더 비싼 벌크(bulk) 실리콘 전지보다 덜 효율적이다. 이들 및 그 밖의 한계들은 본 명세서의 전체에서 더 많이 발견될 것이다.
상기한 바와 같이, 고품질 및 저비용의 적합한 기판 물질을 형성하는 기술이 요구된다.
본 발명에 의하면 기판의 제조 방법 및 구조물를 포함하는 기술이 제공된다. 특히, 본 발명은, 광전자 전지를 포함하는 다양한 응용 분야를 위한 독립적 반도체 후막을 제조하기 위한 가속기 프로세스(accelorator process) 및 절단 프로세스(cleave process)를 사용하는 방법 및 시스템을 제공한다. 그러나, 본 발명은 다음과 같은 광범위한 응용성을 가지고 있음을 주의하여야 한다: 즉, 반도체 집적 소자, 광자 또는 광전자 소자, 압전 소자, 평판 디스플레이, 미세 전자 기계 시스템(MEMS), 나노 테크놀로지 구조물, 센서, 엑추에이터(actuator), 집적 회로, 생물학 또는 생물의학적 소자 등의 3차원적 패키지와 같은 다른 형식의 응용 분야에도 역시 적용될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 의하면, 본 발명은 벌크 작업물(bulk work piece)로부터 독립적 막(free standing film)을 제조하는 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 적어도 하나의 작업물(work piece)을 이송하는 레이스트랙(racetrack) 구조물를 포함한다. 상기 시스템은 또한 종단 스테이션(end station)을 거쳐 상기 레이스트랙 구조물와 결합되는 하나 또는 그 이상의 가속기 기반 이온 주입기(accelorator-based ion implanter)를 더 포함한다. 상기 가속기 기반 이온 주입기의 각각은, 상기 작업물에 절단 영역(cleave region)을 형성하기 위해, 상기 종단 스테이션에 적재된 상기 작업물의 표면을 통해 주입되도록 1 MeV 이상의 에너지를 가진 입자를 도입하도록 구성된다. 또한, 상기 시스템은 상기 레이스트랙 구조물에 결합된 하나 또는 그 이상의 절단 모듈(cleave module)을 포함한다. 상기 절단 모듈의 각각은, 상기 절단 영역을 따라 상기 작업물로부터 독립적 막을 분리시키는 절단 프로세스를 수행하도록 구성된다. 나아가, 상기 시스템은 상기 작업물로부터 이탈된 상기 독립적 막을 내보내며 상기 절단 모듈에 결합된 아웃풋 포트(output port)와, 각각이 상기 레이스트랙 구조물에 결합된 하나 또는 그 이상의 서비스 모듈(service module)을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 벌크 작업물로부터 소정 두께의 독립적 재료(free standing thickness of material)를 대량 제조하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 제1 컨베이어를 포함하는 레이스트랙 구조물를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 트레이(tray)에 적어도 작업물을 적재하는 단계를 더 포함한다. 상기 작업물은 실질적으로 소정의 결정학상 평면(crystallographic plane)에 표면을 갖는다. 또한, 상기 방법은, 상기 트레이의 작업물을 상기 제1 컨베이어를 거쳐 상기 레이스트랙 구조물에 결합된 종단 스테이션으로 이송하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 레이스트랙 구조물에 결합된 주입 서브시스템에 의하여 이온 입자 비임(ion particle beam)을 생성하는 단계를 더 포함한다. 상기 이온 입자 비임은 상기 종단 스테이션의 작업물의 표면으로 도입되어 절단 영역을 정의하는 깊이로 주입된다. 나아가, 상기 단계는 상기 트레이의 작업물을 상기 제1 컨베이어를 거쳐 상기 레이스트랙 구조물에 결합된 절단 모듈로 이송하는 단계를 포함한다. 상기 작업물은 상기 절단 영역을 따라 소정 두께의 독립적 재료를 절단하기 위하여 하나 또는 그 이상의 열-기계적 프로세스(thermal-mechanical process)에 의하여 처리된다. 또한, 상기 방법은 상기 깊이와 실질적으로 같은 두께를 갖는 소정 두께의 독립적 재료를 분리시키는 단계와, 상기 소정 두께의 독립적 재료를 제2 컨베이어를 거쳐 상기 절단 모듈로부터 내보내도록 이송하는 단계를 더 포함한다. 본 발명의 한 실시예에 의하면, 상기 레이스트랙 구조물는, 상기 작업물의 잔존 부분을 보유하는 트레이를 이송하며, 상기 주입 서브시스템에서 주입 프로세스를 반복하고 상기 절단 모듈에서 다음 회의 절단 프로세스를 수행하기 위하여, 폐쇄 회로 아키텍쳐(closed looped architecture)를 갖는다.
본 발명의 실시예들에 의하면 통상적인 기술에 비해 다양한 이익을 얻을 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들은 비용 효율적인 가속기 시스템과 레이어 이송 기술(layer transfer techniques)을 위해 고에너지 주입 프로세스를 제공하는 방법을 사용한다. 이러한 가속기 시스템은, 드리프트 튜브 선형 가속기 기술(Drift Tube linear accelerator technique), 라디오 주파수 4극자(Radio Frequency Quadrupole: 통상 RFQ라 함), 정전 가속기 기술, 또는 이들의 조합(예컨대, 드리프트 튜브 선형 가속기 또는 RFI(RF-초점 인터디지털) 선형 가속기와 결합된 RFQ), 사이클로트론(cyclotron) 및 기타 적합한 기술들을 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 가속기는 도너 기판(donor substrate)의 절단 평면(cleave plane)에 의해 정의되는 이송 가능한 두께의 재료를 형성하는 주입 프로세스를 제공한다. 상기 이송 가능한 두께의 재료는 광전 소자, 3D MEMS 또는 집적 회로, IC 패키지, 반도체 소자, 이들의 임의의 조합 및 기타 응용 분야들을 위한 고품질의 반도체 재료를 제공하기 위하여 더욱 프로세스 될 수도 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 본 발명의 방법은 고도로 효율적인 광전지(photovoltaic cell)를 위한 단결정 실리콘을 제공한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 본 발명의 방법과 구조물는, 낮은 초기 농도로 에너지를 띤 입자를 사용하며, 이는 그 프로세스를 비용 효과적이며 효율적일 수 있게 한다. 또한, 본 발명의 방법과 구조물는 대면적 기판의 제조를 가능하게 한다. 본 발명이 소망하는 폼 팩터(예를 들어, 폴리실리콘 플레이트의 경우, 15cm × 15cm로부터 1m × 1m의 면적에, 50㎛ ~ 200㎛ 두께)의 박형 실리콘 재료 플레이트를 제조하는 데에 적용될 수 있음을 알 수 있게 될 것이다. 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의하면, 본 발명은 헤테로 구조 에피택시 프로세스(hetero-structure epitaxial process)의 성층 단계를 제공할 수 있는 시드 레이어(seed layer)를 제공할 수 있다. 상기 헤테로 구조 에피택시 프로세스는, 무엇보다도, 박형 다중 접합 광전지(thin multi-junction photovoltaic cell)을 형성하는데 사용될 수 있다. 단지 예로서, GaAs 및 GaInP 레이어가 헤테로 에피택시 방법으로 게르마늄 시드 레이어 상에 성층될 수 있으며, 이는 본 발명의 실시예에 따라 주입 프로세스를 사용 하여 형성된 이송 레이어이다. 본 발명의 한 실시예에 의하면, 본 발명의 방법은, 예컨대 실리콘 원재료(silicon boule)와 같은 하나의 잉곳(ingot)으로부터 다수의 조각(slice)을 절단하도록 연속적으로 적용될 수 있다. 즉, 상기 방법은, 본 발명의 한 실시예에 따라, 연속적으로 조각들을 절단하도록 반복될 수 있다(구운 빵 덩어리로부터 빵 조각들을 잘라내는 것과 유사함). 물론, 다른 변형, 수정 및 변경이 있을 수 있다.
실시예에 따라 이러한 이익들의 하나 또는 그 이상이 성취될 수 있다. 이들 및 기타 이익들은 본 명세서의 전체에 걸쳐, 특히 이하에서 더욱 상세히 기술된다.
본 발명의 한 실시예에 의하면, 기판을 형성하기 위한 방법을 포함하는 기술이 개시된다. 특히, 본 발명의 한 실시예에 의하면, 반도체 작업물로부터 소정 두께의 독립적 재료를 형성하는 방법이 제공된다. 본 발명의 특정 실시예에 의하면, 상기 재료의 독립적 레이어는 상기 반도체 기판에 절단 평면의 형성을 야기하도록 다수의 고에너지 입자를 사용하여 제공된다. 본 발명의 방법은 반도체 소자 패키지, 광전지, MEMS 소자 등을 포함하는 다양한 응용 분야에 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 의한 레이스트랙 구조물(racetrack structure)를 포함한 도구에서 재료의 막(film)을 프로세스하기 위한 방법을 도시한 개략도이다. 본 발명의 특정 실시예에 의하면, 벌크(bulk) 형태의 반도체 작업물(work piece)로부터 소정 두께의 독립적 재료(free standing thickness of material)를 제조하는 방법 100은, 다음과 같이 수행된다: 즉,
1. 프로세스 110: 제1 컨베이어를 포함하는 레이스트랙 구조물를 제공한다.
2. 프로세스 115: 트레이(tray)에 적어도 작업물을 적재한다.
3. 프로세스 120: 상기 트레이의 작업물을 상기 제1 컨베이어를 거쳐 상기 레이스트랙 구조물에 결합된 종단 스테이션(end station)으로 이송한다.
4. 프로세스 125: 상기 레이스트랙 구조물에 결합된 주입 서브시스템(implant subsystem)에 의하여 이온 입자 비임(ionic particle beam)을 생성한다.
5. 프로세스 130: 상기 작업물의 표면으로 주입하여 절단 영역(cleave region)을 정의하는 깊이에 머무르도록 상기 이온 입자 비임을 도입한다.
6. 프로세스 135: 상기 제1 컨베이어를 거쳐 상기 레이스트랙 구조물에 결합된 절단 모듈(cleave module)로 상기 트레이의 작업물을 이송한다.
7. 프로세스 140: 소정 두께의 독립적 재료를 절단하기 위하여 하나 또는 그 이상의 열-기계적 프로세스(thermal-mechanical process)를 수행한다.
8. 프로세스 145: 상기 깊이와 실질적으로 동일한 두께를 갖는 상기 소정 두께의 독립적 재료를 분리시킨다.
9. 프로세스 150: 상기 소정 두께의 독립적 재료를 이송한다.
10. 프로세스 155: 필요에 따라 다른 단계를 수행한다.
상기 단계들의 시퀀스(sequence)는 본 발명의 한 실시예에 의한 주입 프로세스 및 절단 프로세스를 사용하여 기판을 형성하는 방법을 제공한다. 도시된 바와 같이, 상기 방법 100은, 가속기 기반 고에너지 주입 프로세스와 재료의 막(film)을 제거하기 위한 제어된 절단 프로세스를 포함하며, 상기 재료의 막은 레이스트랙 방식으로 구성된 시스템을 사용하여 두꺼우며 독립적인 것이 바람직하다. 첨부된 특허 청구 범위를 벗어나지 않으면서도, 단계들이 추가되거나, 하나 또는 그 이상의 단계들이 제거되거나, 하나 또는 그 이상의 단계들이 다른 시퀀스로 제공되는 등의 변형이 제공될 수 있다. 본 발명의 방법에 관한 더 상세한 내용은 본 명세서 전반에서, 특히 이하에서 발견될 수 있다.
요컨대, 본 발명의 상기 방법 100은 적어도 두 개의 주요 프로세스를 포함한다. 그 첫 번째 주요 프로세스는 적어도 상기 프로세스 120 및 125를 포함하는 주입 프로세스로서, 여기서 상기 작업물의 표면은 에너지를 띤 입자 비임에 노출된다. 예를 들어, 상기 작업물은, 실질적으로 소정 각도의 미스컷(miscut) 각도를 가진 특정한 결정학적 평면, 예컨대 (111) 또는 (110) 평면,이 되도록 준비된 표면을 갖는 결정 실리콘의 잉곳 또는 원재료(boule)이다. 상기 에너지를 띤 입자 비임은, 고전류 고에너지 가속기를 거쳐 1 MeV 이상인 상기 고에너지로 가속된 수소와 같은 경량 이온의 비임일 수 있다. 이어서, 상기 이온 비임은, 소망하는 스폿(spot) 크기와 자기 비임 스캐너(magnetic beam scanner)에 의한 제어 가능한 스캐닝 체계(scanning scheme)를 갖도록 유도되며 동조된다. 상기 이온 비임이 상기 작업물의 표면으로 도입됨으로써, 상기 이온들은 상기 작업물의 표면 아래의 잘 정의된 깊이의 얇은 레이어에 머무르게 되며, 거기에서 절단 영역(cleave region) 또는 절단 레이어(cleave layer)를 정의한다. 상기 절단 영역 또는 레이어는 소정의 평면을 형성하는 바, 이 평면을 따라 기계적인 균열(mechanical fracture)이 선별적으로 전파된다. 가속기 기반 이온 주입을 사용하는 기술과 그 주입 도구의 상세에 관하여는, 캘리포니아주 산호세에 위치한 실리콘 제네시스 코포레이션의 미국 특허 출원 제11/936582호, 미국 특허 출원 제60/997684호 및 미국 특허 출원 제60/992086호에서 찾을 수 있으며, 모든 목적을 위해 이들을 참조에 의하여 본 명세서에 편입한다. 본 발명의 한 실시예에 의하면, 상기 주입 프로세스는, 다른 프로세스 또는 서비스 모듈과의 결합을 위해 확장 가능한 모듈 방식의 레이스트랙 구조물과 결합된 주입 서브시스템에 의하여 수행된다. 레이스트랙 구조물의 예는 도 2를 참조하여 이하에서 더욱 상세히 설명된다.
상기 본 발명의 방법 100의 두 번째 주요 프로세스는, 소정 두께의 독립적 재료를 형성하기 위한 상기 작업물의 실제 절단 단계 또는 균열 전파(fracture propagation)를 야기하는 프로세스이다. 적어도 상기 프로세스 140 내지 150을 포함하는 이 프로세스는, 통상 상기 레이스트랙 구조물에 결합되고 주입 프로세스를 위한 상기 종단 스테이션으로부터는 격리된 절단 모듈에 의하여 수행된다. 특히, 이 프로세스는, 잘 정의된 절단 영역을 가지며 고에너지 이온 비임에 의하여 미리 주입된 작업물에 대한 하나 또는 그 이상의 열-기계적 처리 단계를 포함한다. 본 발명의 한 실시예에 의하면, 상기 작업물의 표면의 일부에 이온 비임을 주입함으로써 상기 표면 하부의 소정 깊이에 국지적 개시 영역(localized initiation region)이 형성된다. 상기 하나 또는 그 이상의 열-기계적 처리는, 적어도 상기 개시 영역으로부터 국지적으로 균열을 일으키기 위하여 수행될 수 있다. 또한, 상기 열- 기계적 프로세스는 상기 균열이 상기 절단 영역 또는 레이어를 따라 전파되도록 하며, 더 적은 에너지 소모로 인해 상기 절단 영역 또는 레이어는 미리 정의된 결정학적 평면(즉, (111) 평면)에 근접한 것이 바람직하다. 마지막으로, 상기 프로세스는 상기 작업물의 나머지 부분으로부터 얇은 상층 레이어를 분리시키는 것으로 귀결된다. 상기 얇은 상층 레이어는, 상기 절단 레이어의 깊이와 실질적으로 동일한 두께를 가진 단조적이며 독립적 재료이다. 하나 또는 그 이상의 추가적인 단계들을 거치며, 상기 소정 두께의 독립적 재료는 아웃풋 포트(output port)를 통해 상기 절단 모듈로부터 배송되어 나온다. 상기 배출된 소정 두께의 독립적 재료는 자주식(self-supporting) 웨이퍼라 불릴 수 있으며, 태양 전지를 포함하는 많은 응용 분야에서 웨이퍼 기판으로서 사용될 수 있다. 소정 두께의 독립적 재료의 제어된 절단 기술과 관련된 절단 프로세스 도구의 상세에 관하여는, 캘리포니아주 산호세에 위치한 실리콘 제네시스 코포레이션의 미국 특허 제6,013,563호, 미국 특허 출원 제61/051344호 및 미국 특허 출원 제61/051307호에서 찾을 수 있으며, 모든 목적을 위해 이들을 참조에 의하여 본 명세서에 편입한다. 물론, 다른 변형, 수정, 변경 등이 있을 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 의하면, 본 발명의 방법은 다른 프로세스들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 방법은, 상기 두께의 떼어낸 재료를 지지 부재에 적재하여 이후 프로세스를 수행한다. 또한, 추가적으로 또는 선택적으로, 본 발명의 상기 방법은 상기 표면 영역에 상기 제1 고에너지 입자들을 도입시키기 전에 상기 반도체 기판상에 하나 또는 그 이상의 프로세스들을 수행할 수 있다. 실 시예에 따라서, 상기 프로세스들은 광전지, 집적 회로, 광소자, 또는 이들의 조합 등의 형성을 위하여 수행될 수 있다. 물론, 다른 변형, 수정, 변경 등이 있을 수 있다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 의한 레이스트랙 구조물의 시스템과 프로세스를 간략히 도시한 평면도이다. 이 도면은 단지 예시를 위한 것일 뿐이며, 특허 청구 범위를 부당히 제한하는 것은 아니다. 도시된 바와 같이, 제조소용 대량 생산 시스템(factory volume manufacture system)이 레이스트랙 구조물(racetrack structure) 1000에 제공된다. 상기 레이스트랙 구조물 1000은 폐쇄 회로 아키텍쳐(closed loop architecture)로서 도시되었다. 물론, 선형 단일 활주로(linear single runway) 또는 복수의 병행 활주로(multiple parallel runways) 아키텍쳐와 같은 다른 형태가 적용될 수도 있다. 상기 레이스트랙 구조물은 원래부터 트랙 경로(track route)를 포함하며, 제조소용 컨베이어(factory conveyor)가 그와 함께 구축될 수 있다. 그리고, 시료 트래이(sample tray) 1100이 상기 트랙 경로에 설치될 수 있으며, 하나의 위치로부터 다른 곳으로 상기 컨베이어를 거쳐 이송될 수 있다. 예를 들어, 트랙 경로상의 화살표들이 상기 트레이 1100의 이송 방향을 가리키고 있다.
본 발명의 한 실시예에 의하면, 트레이 서비스 모듈(tray service module: 또는 '트레이 모듈') 1200이 상기 레이스트랙 구조물 1000에 결합될 수 있다. 상기 트레이 모듈 1200은 상기 시료 트레이 1100을 정류(station)시키기 위하여 사용될 수 있으며, 상기 시료 트레이 1100에는 하나 또는 그 이상의 작업물이 적재될 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 의하면, 상기 시료 트레이 1100은 제조 작업량(manufacture throughput)을 최대화하기 위하여 복수의 작업물을 반송할 수 있도록 설계된다. 예를 들어, 상기 트레이 1100은, 156×156mm의 잉곳이 각각 자리하는 6×6개의 팔레트(pallet)를 구비하거나, 125×125mm의 잉곳이 각각 자리하는 8×8개의 팔레트(pallet)를 구비할 수 있다. 각 잉곳은 100mm까지의 총 높이를 가질 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 있어서, 각 주입/절단 프로세스 쌍의 작업량은, 웨이퍼의 폼 팩터에 따라, 단위 시간당 웨이퍼 185개 내지 300개의 범위로 예상된다. 본 발명의 한 실시예에 의하면, 생산량 증대를 위해 하나 이상의 트레이가 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 제조소용 대량 생산 시스템은 하나 또는 그 이상의 주입 서브시스템을 포함한다. 상기 주입 서브시스템의 각각은 가속기 기반 이온 주입기(예컨대 1001)과 종단 스테이션(예컨대 1011)을 포함한다. 상기 트레이 1100은 상기 종단 스테이션 1011에 적재될 수 있으며, 상기 종단 스테이션 1011은 진공 체임버(vacuum chamber)로서 상기 트레이 1100의 적어도 하나의 작업물에 주입 프로세스를 수행하기 위해 상기 가속기 1001에 결합된다.
상기 가속기 기반 이온 주입기 1001은 대전류, 고에너지 이온 비임 가속기로서, 1 MeV 이상의 에너지로 양자 또는 기타 경량 이온의 단일 에너지 비임(mono-energetic beam)을 생성하도록 설계된다. 본 발명의 한 실시예에 있어서, RFQ 기반 또는 RFI 기반 선형 가속기가 사용된다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 사이클로트론 가속기가 적용된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 정전 가속기가 사용된다. 본 발명의 실시예 적합한 이온 주입 장비들은, 최근에 벨기에의 이온 비임 애플리케이션 SA의 DYNAMITRON 양자 가속기와 같은 직류 정전 입자 가속기를 사용함으로써 활용 가능하게 되었다. 다른 형태의 사용 가능한 직류 정전 가속기는 반 데 그라프(Van de Graaff) 또는 탠덤 반 데 그라프(Tandem Van de Graaff) 가속기 타입을 포함한다.
상기 가속기 1001에 의하여 생성된 상기 양자 비임은 상기 종단 스테이션 1011으로 유도되고, 적합한 스폿 지름과 농도 제어에 따라 조정된다. 상기 종단 스테이션 1011에서는, 상기 트레이 1100의 작업물의 표면이 상기 양자 비임에 노출되는데, 상기 양자 비임은 상기 표면 영역에 걸쳐 적합한 농도를 제공하기 위하여 주사되면서 펄스화될 수 있다. 이어서, 에너지를 띤 이온들이 각 작업물의 표면으로 주입되어 각 비임의 에너지 레벨에 따라 잘 정의된 깊이에 머무르며, 그에 따라 절단 영역 또는 절단 레이어라 불리는 얇은 레이어 내에 스트레스를 받은 결함 구조가 형성되게 한다. 본 발명의 한 실시예에 의하면, 상기 레이스트랙 구조물 1000에 결합된 추가적인 주입 서브시스템이 제공될 수 있다. 예를 들어, 다른 주입 서브시스템은, 적어도 하나 이상의 작업물을 보유한 별도의 트레이에 유사한 주입 프로세스를 수행하기 위한 가속기 1002(또는 1003, 또는 100N) 및 종단 스테이션 1012(또는 1013, 또는 101N)을 포함한다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 레이스트랙 구조물 1000은 또한 상기 트랙 경로를 따라 몇 개의 프로세스 또는 서비스 모듈을 결합시키도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 절단 모듈 1211, 1212, 또는 121N이 상기 레이스 트랙 구조물 1000에 직접 결합될 수 있다. 하나의 주입 서브시스템에서 상기 주입 프로세스가 수행(직전 단락에서 설명함)된 후, 상기 트레이 1100은 상기 컨베이어를 거쳐 상기 절단 모듈 1211로 이송될 수 있다. 상기 절단 모듈 1211은 상기 트레이 1100의 작업물에 하나 또는 그 이상의 열-기계적 처리를 수행하는 도구를 포함한다. 특히, 상기 열-기계적 처리는, 상기 작업물의 절단 영역 부근에서의 기계적 균열의 개시와 상기 절단 영역을 따른 후속적인 통제된 전파를 야기시키도록 적용되어 제어된다. 본 발명의 한 실시예에 의하면, 상기 열-기계적 처리는, 벌크 작업물의 얇은 상측 레이어에 절단 프로세스 또는 제어된 균열의 전파를 야기한다. 상기 절단 프로세스는, 상기 트레이의 각 작업물로부터 완전한 소정 두께의 독립적 재료 또는 독립적 막 또는 간단하게 얇은 웨이퍼가 형성되어 떨어져 나오도록 한다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 동일한 레이스트랙 구조물 1000에 설치된 주입 서브시스템의 개수에 적합한 비율로 균형있는 라인 생산량(line production)을 달성하기 위하여, 여분의 절단 모듈 1212 내지 121N을 추가함으로써, 상기 레이스트랙 구조물 1000과 조합된 절단 모듈의 수를 증가시킬 수도 있다.
물론, 상기 레이스트랙 구성의 시스템에 대한 다른 변형, 수정, 변경 등이 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 레이스트랙 구조물 1000은, 상기 트레이 1100의 작업물이 상기 절단 모듈 1211로 적재되기 전에 열처리를 받을 수 있도록 하는 열처리 스테이션(annealing station) 1201과 결합하도록 설계될 수도 있다. 또 다른 예를 들면, 상기 레이스트랙 구조물 1000은 상기 소정 두께의 독립적 재료를 형성한 후에 필요한 임의의 단계들을 수행하기 위한 선택적 모듈 1221을 포함할 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 각 절단 모듈은, 예컨대 1211 또는 1212, 상기 소정 두께의 독립적 재료가 분리된 후 이송될 수 있도록 아웃풋 포트 1311 또는 1312를 포함할 수 있다. 상기 소정 두께의 독립적 재료는 먼저 검사되고, 이어서 포장되거나 또는 상기 레이스트랙 구조물 1000에 조합된 제2 컨베이어에 직접 위치될 수도 있다. 본 발명의 특정 실시예에 의하면, 상기 레이스트랙 구조물은, 상기 소정 두께의 독립적 재료가 제거된 후 상기 트레이 1100의 각 작업물의 잔존 부분의 품질 검사를 수행하기 위한 품질 제어(QC) 모듈 1231을 포함할 수도 있다. 상기 QC 모듈 1231은, 각 작업물을 반복되는 주입/절단 프로세스를 위해 준비시키기 위해 표면 연마 프로세스를 포함하는 필요한 작업물 예비 작업을 수행할 수도 있다. 특히, 상기 작업물을 반송하는 상기 트레이 1100은 다음 회의 주입 프로세스를 위하여 종단 스테이션 1011 내지 101N의 어느 하나로 다시 이송될 수도 있다. 레이스트랙 구성을 갖는 도구에서 연속적으로 재료의 막을 제조하는 방법에 관한 상세는 도 1을 참조하여 상기한 설명에서 찾을 수 있다.
다른 실시예도 또한 본 발명의 범위 내에 속한다. 예를 들어, 도 3은 하나 이상의 루프를 가진 레이스트랙을 사용하는 실시예를 간략히 도시한 개념도이다. 상기 레이스트랙의 제1 루프 300은 주입 스테이션과 절단 스테이션 사이에서 작업물을 담은 트레이들을 수용하고 순회시키기 위하여 사용된다. 절단 작업 후에, 웨이퍼들이 컨베이어로 송출된다.
상기 레이스트랙의 제2 루프 302는, 일단 이어지는 주입 및 절단 단계에서 기존 브릭(brick)에 존재하는 재료의 양이 감소된 경우, 트레이에 브릭을 충진하기 위하여 사용된다. 상기 제2 레이스트랙은 또한 로드 록(load lock), 브릭 검사 노드, 브릭 연마 노드, 및 브릭 비축 지점(brick stocking point)과 같은 다양한 스테이션들과 통신한다.
도 2 및 도 3에 도시된 실시예에서는 폐쇄 루프 아키텍쳐가 개시되었으나, 이것이 필수적인 것은 아니다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 단일 활주로 아키텍쳐도 역시 채택될 수 있다.
도 4는 그러한 활주로형 아키텍쳐를 채택한 다른 실시예를 도시한다. 본 실시예에 의하면, 단일의 선형 컨베이어 400가, 하나 또는 그 이상의 선형 가속기의 종단 스테이션에서의 주입에 노출시키기 위하여 작업물(이는 트레이에 의해 지지될 수도 있다.) 402를 이송한다. 상기 컨베이어는 또한 다양한 다른 노드(node)들, 예를 들어 웨이퍼/기판 또는 브릭의 분석이나 프로세스를 위해 사용될 수 있는 절단 모듈이나 서비스 모듈들과 통신한다.
절단 작업 후에, 상기 컨베이어의 종단 부근으로부터 상기 컨베이어의 선단으로 브릭을 이송하기 위하여 로봇 404가 채용될 수 있다. 이러한 이송은 추가적인 재료의 절단을 위하여 브릭에 주입 작업을 수행할 수 있게 한다. 본 발명의 특정 실시예에 의하면, 상기 로봇은 도시된 바와 같은 트랙 로봇(track robot)이거나 또는 자동 안내 운송기(Automated Guide Vehicle: AGV)일 수도 있다.
상기한 실시예에서는 하나 또는 그 이상의 컨베이어 구조물을 구비한 시스템을 개시하였으나, 이는 필수적인 것은 아니다. 다른 실시예에서는 상기 트레이, 브릭 또는 기판의 이동을 위하여 컨베이어를 사용하지 않을 수도 있다. 이러한 요 소들을 운반하기 위한 다른 방법의 예를 들면, 트랙 기반 로봇을 사용하는 것이다. 이러한 요소들의 운반을 위한 또 다른 예를 들면, AGV를 사용하는 것이다.
이러한 운반을 구현하기 위한 또 다른 실시예로서는, 회전대 타입의 구조물을 들 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 회전형 플랫폼(circular platform) 500이 그 위에 존재하는 브릭이나 트레이를 순회시키며 다른 주입 스테이션이나 분석 프로세스 노드들과 통신하도록 구성된다. 상기 회전형 플랫폼은 또한, 트레이, 브릭, 절단된 기판들을 연속적으로 적재하거나 내리도록 하기 위하여 인풋 및 아웃풋 노드와 통신한다.
다음의 임시 특허 출원은 모든 목적을 위하여 본 출원 명세서에 참조에 의하여 편입한다: 즉, 미국 임시 특허 출원 제11/782,289호, 및 미국 임시 특허 출원 제11/784,524호.
상기 내용은 본 발명의 특정 실시예에 대한 완전한 설명이지만, 다양한 변형들, 변경된 구조들 및 균등물 등이 사용될 수 있다. 상기에서는 특정의 시퀀스를 따라 단계들을 설명했으나, 설명된 단계들의 조합뿐만 아니라 다른 조합도 사용될 수 있다. 또한, 실시예에 따라서 특정 단계들이 더 결합되거나 제거될 수도 있다. 나아가, 다른 실시예에 의하면, 수정된 농도와 절단 특성을 갖도록 절단 평면을 형성하기 위하여 헬륨과 수소 이온의 공동 주입을 이용함으로써 수소 입자를 대체할 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 작업물은 하나 또는 그 이상의 실리콘 원재료 및/또는 물 등일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 작업물은 미세한 미스컷(miscut)을 갖도록 구성되거나 또는 미스컷을 갖거나 갖지 않으면서 공간적으로 경사지도록 구성될 수도 있다. 물론, 다른 변형, 수정, 변경 등이 있을 수 있다. 따라서, 상기한 설명과 예시는 특허 청구 범위에 의하여 정의되는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 의한 레이스트랙 구조물를 포함한 도구에서 재료의 막을 프로세스하기 위한 방법을 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 의한 레이스트랙 구조물의 시스템과 프로세스를 간략히 도시한 평면도.
도 3은 상호간 통신하는 두 개의 레이스트랙을 채택한 시스템을 간략히 도시한 평면도.
도 4는 활주로형 아키텍쳐를 채택한 시스템을 간략히 도시한 평면도.
도 5는 트레이, 브릭 또는 기판 등의 이동을 위해 컨베이어 벨트를 대신하여 회전반(rotating platen)을 채택한 시스템을 간략히 도시한 평면도.

Claims (28)

  1. 벌크 작업물(bulk work piece)로부터 독립적 막(free-standing film)을 제조하기 위한 시스템에 있어서,
    적어도 하나의 작업물을 이송하는 레이스트랙 구조물(racetrack structure);
    종단 스테이션(end station)을 거쳐 상기 레이스트랙 구조물에 결합된 하나 또는 그 이상의 가속기 기반 이온 주입기(accelerator-based ion implanter) - 상기 가속기 기반 이온 주입기의 각각은 상기 작업물에 절단 영역(cleaving region)을 형성하기 위하여 상기 종단 스테이션에 적재된 작업물의 표면으로 주입하기 위한 입자를 도입함 - ; 및
    상기 레이스트랙 구조물에 결합된 하나 또는 그 이상의 절단 모듈(cleave module) - 상기 절단 모듈의 각각은 상기 절단 영역을 따라 상기 작업물로부터 독립적 막(free-standing film)을 분리시키는 절단 프로세스를 수행하며, 상기 작업물로부터 상기 독립적 막이 분리됨에 이어서 상기 작업물은 추가적인 입자의 도입을 위하여 상기 종단 스테이션으로 복귀함 -
    을 포함하는 독립적 막 제조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 작업물로부터 분리된 상기 독립적 막을 배출하기 위해 상기 절단 모듈 과 결합된 아웃풋 포트(output port)
    를 더 포함하는 독립적 막 제조 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레이스트랙 구조물과 결합된 하나 또는 그 이상의 서비스 모듈(service module)
    을 더 포함하는 독립적 막 제조 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 이상의 서비스 모듈은,
    지지 트레이에 하나 또는 그 이상의 작업물을 적재하고, 상기 트레이의 관리를 수행하기 위한 트레이 서비스 모듈
    을 포함하는 독립적 막 제조 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 이상의 서비스 모듈은,
    상기 하나 또는 그 이상의 절단 모듈에서의 절단 프로세스가 수행되기 전이 나 후에 열처리를 수행하기 위한 열처리 스테이션(annealing station)
    을 포함하는 독립적 막 제조 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 이상의 서비스 모듈은,
    반복적인 주입 및 절단 프로세스에 사용하기 위하여 상기 작업물을 검사하고 준비하는 품질 제어 스테이션(quality control station)
    을 포함하는 독립적 막 제조 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가속기 기반 이온 주입기는 1 MeV 이상의 에너지를 가진 입자를 도입하는 독립적 막 제조 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 레이스트랙 구조물은,
    폐쇄 루프 아키텍쳐(closed loop architecture) 및 단일 활주로 아키텍쳐(single runway architecture)를 포함하는 집합에서 선택된 어느 하나의 아키텍 쳐로 구성된 독립적 막 제조 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 레이스트랙 구조물은 트레이의 적어도 하나의 작업물을 제1 위치로부터 제2 위치로 이송하는 제1 컨베이어를 포함하되,
    상기 제2 위치는, 종단 스테이션, 하나 또는 그 이상의 절단 모듈 및 하나 또는 그 이상의 서비스 모듈을 포함하는 집합에서 선택된 어느 하나를 포함하는 독립적 막 제조 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 레이스트랙 구조물은,
    상기 제1 컨베이어를 연장하고 거기에 추가적인 프로세스 모듈을 결합할 수 있도록 확장 가능한 독립적 막 제조 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 작업물은, 트랙 로봇(track robot), 로봇 아암(robotic arm), 자동 안내 운송기(automated guide vehicle) 및 회전식 플랫폼(rotating platform)을 포함 하는 집합에서 선택된 어느 하나에 의하여 상기 종단 스테이션으로 복귀하는 독립적 막 제조 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 레이스트랙 구조물에 대하여, 상기 하나 또는 그 이상의 가속기 기반 이온 주입기에 대한 상기 하나 또는 그 이상의 절단 모듈의 조정 가능한 비율을 갖는 라인 밸런스(line balance)를 더 포함하는 독립적 막 제조 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 이상의 가속기 기반 이온 주입기는,
    5 MeV 이하의 에너지를 갖는 입자를 생성하기 위한, RFQ 기반 선형 가속기, QFI 기반 선형 가속기, 사이클로트론 가속기 및 정전 가속기를 포함하는 집합에서 선택된 어느 하나를 포함하는 독립적 막 제조 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 입자는, 대전(帶電)된 수소 이온 및 대전(帶電)된 경량 이온을 포함하는 집합에서 선택된 이온을 포함하는 독립적 막 제조 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 작업물은 결정 실리콘의 원재료(boule)이며,
    상기 표면은, (111) 평면 및 (110) 평면을 포함하는 집합에서 선택된 결정학적 평면과 평행하며, 소정 각도의 미스컷(miscut) 각도를 가지며, 사각형 및 준사각형을 포함하는 집합에서 선택된 단면을 갖는 독립적 막 제조 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 이상의 절단 모듈은, 상기 작업물에 전자기적 프로세스를 사용하여 조사 및 주사하며, 절단 프로세스를 수행하는 도구를 더 포함하는 독립적 막 제조 방법.
  17. 벌크 작업물로부터 소정 두께의 독립적 재료를 대량 제조하기 위한 방법에 있어서,
    제1 컨베이어를 포함하는 레이스트랙 구조물을 제공하는 단계;
    소정의 결정학적 평면과 실질적으로 평행한 표면을 갖는 작업물을 적어도 하나 상기 컨베이어에 적재하는 단계;
    상기 제1 컨베이어를 거쳐 상기 작업물을 상기 레이스트랙 구조물과 결합된 종단 스테이션으로 이송하는 단계;
    상기 레이스트랙 구조물에 결합된 주입 서브시스템에 의하여 이온 입자를 생성하는 단계 - 상기 이온 입자는 상기 종단 스테이션에서 상기 작업물의 표면으로 도입되며 절단 영역을 정의하는 깊이로 주입됨 -;
    상기 제1 컨베이어를 거쳐 상기 작업물을 상기 레이스트랙 구조물과 결합된 절단 모듈로 이송하는 단계 - 상기 작업물은 상기 절단 영역을 따라 소정 두께의 독립적 재료를 절단하기 위한 하나 또는 그 이상의 프로세스에 의하여 처리됨 -;
    상기 깊이와 실질적으로 같은 두께를 갖는 소정 두께의 독립적 재료를 분리시키는 단계;
    상기 작업물을 상기 종단 스테이션으로 복귀시키는 단계; 및
    제2 컨베이어를 거쳐 상기 소정 두께의 독립적 재료를 상기 절단 모듈 밖으로 이송하는 단계
    를 포함하는 소정 두께의 독립적 재료 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 작업물은 상기 컨베이어에 의해 지지되는 트레이에 적재되는 소정 두께의 독립적 재료 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 트레이에 적어도 하나의 작업물을 적재하는 단계는, 상기 레이스트랙 구조물에 결합된 트레이 서비스 모듈에 의하여 수행되는 소정 두께의 독립적 재료 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 트레이는, 각각이 상대적 표면 각도와 상대적 높이를 조절하는 메카니즘에 따라 하나의 작업물을 보유하도록 구성된 복수의 팔레트를 포함하는 선반인 소정 두께의 독립적 재료 제조 방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 레이스트랙 구조물은, 폐쇄 루프 아키텍쳐(closed loop architecture) 및 단일 활주로 아키텍쳐(single runway architecture)를 포함하는 집합에서 선택된 어느 하나의 아키텍쳐로 구성된 소정 두께의 독립적 재료 제조 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 주입 서브시스템에 의하여 이온 입자 비임을 생성하는 단계는,
    소정의 에너지를 가진 이온 입자 비임을 생성하는 가속기를 사용하는 단계;
    상기 이온 입자 비임을 상기 종단 스테이션으로 방향을 전환하는 단계; 및
    상기 이온 입자 비임을 주사하기 위하여 자기 스캐너(magnetic scanner)를 사용하는 단계를 포함하는 소정 두께의 독립적 재료 제조 방법.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 절단 영역을 정의하는 깊이는 상기 이온 입자 비임의 에너지 레벨과 주입 농도의 조합에 의해 결정되는 소정 두께의 독립적 재료 제조 방법.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 작업물이 상기 제1 컨베이어를 거쳐 상기 절단 모듈로 이송되기 전에, 상기 레이스트랙 구조물에 결합된 열처리 모듈에서 상기 작업물을 열처리하는 단계를 더 포함하는 소정 두께의 독립적 재료 제조 방법.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 작업물로부터 상기 소정 두께의 독립적 재료가 분리된 후에 상기 작업 물을 상기 절단 모듈로부터 품질 제어 모듈로 이송하는 단계; 및
    상기 품질 제어 모듈에서 상기 작업물을 검사하는 단계를 더 포함하되,
    상기 품질 제어 모듈은 상기 레이스트랙 구조물과 결합되어 있는
    소정 두께의 독립적 재료 제조 방법.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 작업물은, 컨베이어, 트랙 로봇(track robot), 로봇 아암(robotic arm), 자동 안내 운송기(automated guide vehicle) 및 회전식 플랫폼(rotating platform)을 포함하는 집합에서 선택된 어느 하나에 의하여 상기 종단 스테이션으로 복귀하는 소정 두께의 독립적 재료 제조 방법.
  27. 레이스트랙 구조물을 사용하여 가속기 기반 이온 주입기로 작업물을 이송하는 단계;
    상기 작업물에 절단 영역을 형성하기 위하여 상기 작업물의 표면을 통해 주입될 입자를 도입하는 단계;
    상기 레이스트랙 구조물을 사용하여 절단 모듈로 상기 절단 영역을 포함하는 작업물을 이송하는 단계 - 상기 절단 모듈은 상기 절단 영역을 따라 상기 작업물로부터 독립적 막을 분리하는 절단 프로세스를 수행함 -; 및
    상기 작업물로부터 상기 독립적 막을 제거한 후에, 상기 레이스트랙 구조물을 사용하여 상기 작업물을 상기 가속기 기반 이온 주입기로 복귀시키는 단계를 포함하는 독립적 막 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 레이스트랙 구조물은, 컨베이어, 트랙 로봇, 로봇 아암, 자동 안내 운송기 및 회전식 플랫폼을 포함하는 집합에서 선택된 어느 하나를 포함하는 독립적 막 제조 방법.
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