TW202122698A - 低溫熱傳導系統及離子植入系統 - Google Patents

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Abstract

一種低溫熱傳導系統包括台板、殼體，所述台板由可旋轉軸支撐，所述殼體環繞可旋轉軸的一部分，所述殼體包括：環形的熱匯，環繞可旋轉軸且在熱匯與可旋轉軸之間界定熱傳導間隙，熱匯包括延伸穿過熱匯的流體管道以使第一冷卻流體經過熱匯循環；第一動態密封配置，從熱匯的第一軸向端部延伸且環繞可旋轉軸；以及第二動態密封配置，從熱匯的與第一軸向端部相對的第二軸向端部延伸且在徑向上環繞可旋轉軸；其中熱匯以及第一動態密封配置及第二動態密封配置界定環繞可旋轉軸的流體密封體積，流體密封體積容納第二冷卻流體。

Description

低溫熱傳導系統
本公開的實施例一般來說涉及半導體處理設備的領域，且更具體來說，涉及一種用於使離子植入製程（ion implantation process）中所使用的可旋轉台板（rotatable platen）冷卻的低溫熱傳導系統（cryogenic heat transfer system）。
離子植入是一種將性質改變的雜質引入到基板中的標準技術。在離子植入製程期間，在源腔室（source chamber）中將期望的雜質材料（「摻雜劑」）電離且引導離子通過提取開孔（extraction aperture）。使離子加速以形成規定能量的離子束且將離子束引導到基板的表面上，所述基板設置在製程腔室中的可旋轉台板上。離子束中的高能離子穿透基板材料的次表面並被嵌入到基板材料的晶格中，以形成具有期望導電性或材料性質的區。
在一些離子植入製程中，通過在低溫（例如，介於-100攝氏度與-200攝氏度之間）下將離子植入到目標基板中來實現期望的植入輪廓。在離子植入製程期間，可通過將基板支撐在冷卻的台板上來實現將目標基板冷卻到此種溫度。通常，通過使冷卻流體（例如，氦或氮）在高壓下圍繞台板的軸且與所述軸直接接觸而進行循環來冷卻台板。在可旋轉台板的情況下，在允許軸旋轉的同時圍繞軸實施動態流體密封件（dynamic fluid seal），以防止冷卻流體洩漏到基板的製程環境中。此種密封件通常非常複雜、難以實施、且當在高壓下面對流體時容易洩漏。因此，此種密封件實際上將冷卻流體的選項限制到那些適於被密封且具有最小洩漏風險或沒有顯著洩漏風險的流體。舉例來說，雖然流體及某些氣體（例如氦氣）可能是用作冷卻流體的最佳選擇，但常常會選擇效率較低的氣體（例如氮氣），因為在高壓下效率較低的氣體更容易密封。
針對這些及其他考慮，當前的改善可能是有用的。
提供本發明內容是為了以簡化的形式介紹一系列概念。本發明內容不旨在標識所主張主題的關鍵特徵或必要特徵，本發明內容也不旨在幫助確定所主張主題的範圍。
根據本公開的低溫熱傳導系統的實施例可包括台板、殼體，所述台板由可旋轉軸支撐，所述殼體環繞所述可旋轉軸的一部分，所述殼體包括：環形的熱匯（heat sink），環繞所述可旋轉軸且在所述熱匯與所述可旋轉軸之間界定熱傳導間隙，所述熱匯包括延伸穿過所述熱匯的流體管道以使第一冷卻流體經過所述熱匯循環；第一動態密封配置，從所述熱匯的第一軸向端部延伸且環繞所述可旋轉軸；以及第二動態密封配置，從所述熱匯的與所述第一軸向端部相對的第二軸向端部延伸且在徑向上環繞所述可旋轉軸，其中所述熱匯以及所述第一動態密封配置及所述第二動態密封配置界定環繞所述可旋轉軸的流體密封體積，所述流體密封體積容納第二冷卻流體。
根據本公開的低溫熱傳導系統的另一實施例可包括台板、驅動機構、殼體，所述台板由可旋轉軸支撐，所述驅動機構耦合到所述可旋轉軸以使所述可旋轉軸旋轉，所述殼體環繞所述可旋轉軸的一部分，所述殼體包括環形的熱匯，所述環形的熱匯環繞所述可旋轉軸且在所述熱匯與所述可旋轉軸之間界定熱傳導間隙，所述熱匯包括延伸穿過所述熱匯的流體管道以使第一冷卻流體經過所述熱匯循環。所述殼體可還包括：第一動態密封配置，從所述熱匯的第一軸向端部延伸且環繞所述可旋轉軸，所述第一動態密封配置包括第一旋轉支承構件及第一靜止支承構件，所述第一旋轉支承構件被固定到所述可旋轉軸，所述第一靜止支承構件環繞所述第一旋轉支承構件且被固定到所述熱匯，其中所述第一旋轉支承構件與所述第一靜止支承構件相互配合形成流體密封性密封件，所述流體密封性密封件在允許所述可旋轉軸旋轉的同時環繞可旋轉軸；以及第二動態密封配置，從所述熱匯的與所述第一軸向端部相對的第二軸向端部延伸且在徑向上環繞所述可旋轉軸，所述第二動態密封配置包括第二旋轉支承構件及第二靜止支承構件，所述第二旋轉支承構件被固定到所述可旋轉軸，所述第二靜止支承構件環繞所述第二旋轉支承構件且被固定到所述熱匯，其中所述第二旋轉支承構件與所述第二靜止支承構件相互配合形成流體密封性密封件，所述流體密封性密封件在允許所述可旋轉軸旋轉的同時環繞可旋轉軸。所述熱匯以及所述第一動態密封配置及所述第二動態密封配置界定環繞所述可旋轉軸的流體密封體積，所述流體密封體積容納第二冷卻流體，且其中所述第一冷卻流體的流體壓力大於所述第二冷卻流體的流體壓力。
根據本公開的離子植入系統的實施例可包括製程腔室、台板、殼體，所述製程腔室界定封閉的製程環境，所述台板由設置在所述製程腔室內的可旋轉軸支撐，所述殼體環繞所述可旋轉軸的一部分，所述殼體包括：環形的熱匯，環繞所述可旋轉軸且在所述熱匯與所述可旋轉軸之間界定熱傳導間隙，所述熱匯包括延伸穿過所述熱匯的流體管道以使第一冷卻流體經過所述熱匯循環；第一動態密封配置，從所述熱匯的第一軸向端部延伸且環繞所述可旋轉軸；以及第二動態密封配置，從所述熱匯的與所述第一軸向端部相對的第二軸向端部延伸且在徑向上環繞所述可旋轉軸。所述熱匯以及所述第一動態密封配置及所述第二動態密封配置界定環繞所述可旋轉軸的流體密封體積，所述流體密封體積容納第二冷卻流體。所述離子植入系統可還包括激冷單元，所述激冷單元通過流體管線連接到所述流體管道且適於冷卻所述第一冷卻流體，其中所述激冷單元、所述流體管線及所述流體管道界定相對於所述製程環境進行流體密封的靜止的（stationary）閉環流體回路。
現將在下文中參照附圖更全面地闡述本實施例，其中示出一些實施例。本公開的主題可以許多不同的形式來體現且不應被解釋為僅限於本文中提出的實施例。提供這些實施例是為了使本公開將透徹及完整，並將向所屬領域中的技術人員充分傳達主題的範圍。在所有圖式中，相同的數字指代相同的元件。
根據本公開，提供一種低溫熱傳導系統並將在以下詳細闡述所述低溫熱傳導系統。本公開的低溫熱傳導系統可在消除或大大降低高壓冷卻流體洩漏到離子植入系統的製程環境中的風險的同時有利於離子植入系統中的可旋轉台板的冷卻。所提供的低溫熱傳導系統的動態流體密封件僅需要容納保持在低壓下的冷卻流體，因此相對於通常在傳統冷卻的可旋轉台板中實施的動態流體密封件而言，降低了與實施動態流體密封件相關聯的難度及複雜性。
參照圖1，圖1示出根據本公開非限制性示例性實施例的低溫熱傳導系統10（下文中為「系統10」）的剖視側視圖。為了方便及清楚起見，以下可使用例如「頂部（top）」、「底部（bottom）」、「位於…上方（above）」、「位於…下方（below）」、「下部的（lower）」、「上部的（upper）」、「向下（downward）」、「向上（upward）」、「垂直的（vertical）」、「軸向的（axial）」及「徑向的（radial）」等用語來闡述系統10的各種組件的相對放置及取向，所有這些用語都是針對圖1中所繪示的系統10的幾何形狀及取向。所述術語將包括特別提及的詞語、其派生詞以及類似含義的詞語。
系統10可包括大致平坦的、盤形的台板12，所述台板12適於將基板14（例如，半導體晶片）保持在離子植入系統的製程腔室16中。台板12可包括設置在台板12上或以其他方式與台板12集成的靜電夾具15，以有利於將基板14安全地夾持到台板12。靜電夾具15可為所屬領域中的普通技術人員熟悉的任何種類，且與本公開內容沒有密切關係。在各種替代實施例中，機械夾具可代替靜電夾具15。本公開並不僅限於此。台板12可由從台板12的底表面垂直地延伸的可旋轉軸18支撐。在各種實施例中，台板12與軸18可為機械地耦合在一起的獨立組件，或者可為連續的整體結構（例如，由一塊連續的材料形成）的構成部分。台板12及軸18可由鋁、氧化鋁、不銹鋼或具有類似良好導熱率（例如，導熱率高於175瓦每米開爾文）的其他材料形成。本公開並不僅限於此。
系統10的軸18可以可旋轉地安裝在殼體20內，且可耦合到適於以可控方式使軸18及台板12圍繞垂直軸線22旋轉的驅動機構21（例如，旋轉驅動馬達及滑輪配置、直接驅動旋轉馬達等）。殼體20可適於在允許驅動機構21旋轉軸18及台板12的同時冷卻軸18及台板12。殼體20可包括大致環形的、或圓柱形的熱匯24，所述熱匯24以與軸18的緊密的間隙關係在徑向上環繞軸18。熱匯24的內表面與軸18的外表面可大致是同軸的，且可在熱匯24的內表面與軸18的外表面之間界定熱傳導間隙26。在各種實施例中，熱傳導間隙26可具有介於25微米到150微米的範圍內的寬度。本公開並不僅限於此。熱匯24可由鋁、氧化鋁、不銹鋼或具有類似良好導熱率（例如，導熱率高於175瓦每米開爾文）的其他材料形成。在各種實施例中，熱匯與軸18可由相同的材料（或具有相同或類似的熱膨脹係數的材料）形成以維持熱傳導間隙的寬度，而不管溫度如何。
熱匯24可包括延伸穿過熱匯24的流體管道28以使第一冷卻流體30經過熱匯24循環，如以下進一步闡述。第一冷卻流體30可為適於冷卻熱匯24的任何流體或氣體。此種流體及氣體包括但不限於液態或氣態氮、液態或氣態氦、氖等。流體管道28可具有流體入口端口32及流體出口端口34，流體入口端口32及流體出口端口34分別通過流體管線38、40連接到激冷單元36。激冷單元36可將第一冷卻流體30冷卻到預定溫度且可在高壓（例如，2,500托到10,000托）下將第一冷卻流體30泵送通過流體管道28以冷卻熱匯24。在各種實施例中，激冷單元36可為商用激冷器（例如，克拉美科（CRYOMECH）出售的冷氦循環系統（Cold Helium Circulation System））。激冷單元36、流體管線38、40及流體管道28可界定相對於製程腔室16內的製程環境42進行流體密封的靜止的閉環流體回路。因此，激冷單元36可在不存在第一冷卻流體30被洩漏到製程環境42中的風險（或者具有非常小的風險）的情況下使第一冷卻流體30在高壓下經過熱匯24循環。
儘管流體管道28在圖1中繪示為大致U形，但預期存在各種替代實施例，其中流體管道28可界定穿過熱匯24的曲線的、螺旋的、不規則的、或曲折的路徑。另外，在一些實施例中，流體管道可完全圍繞軸18延伸一次或多次。此外，儘管圖1中繪示出一個流體管道28，但預期存在本公開的各種替代實施例，其中熱匯24可包括延伸穿過熱匯24的多個流體管道。本公開並不僅限於此。
殼體20可還包括：第一動態密封配置44及第二動態密封配置46，設置在熱匯24的相對的軸向側（即，如圖1中所繪示的熱匯24的頂部側與底部側）上且在徑向上環繞軸18。第一動態密封配置44與第二動態密封配置46可大致相同、彼此鏡像（即，在垂直方向上相對於彼此倒置）。因此，為了簡潔起見，以下將詳細闡述第一動態密封配置44，且此說明還應適用於第二動態密封配置46。分配給第一動態密封配置44的各種組件的參考編號還應指第二動態密封配置44的對應組件。
第一動態密封配置44可包括旋轉支承構件48以及靜止支承構件50，旋轉支承構件48被固定到軸18，靜止支承構件50在徑向上環繞旋轉支承構件48。旋轉支承構件48可包括環形的第一熱絕緣體52，所述環形的第一熱絕緣體52直接耦合到軸18的外表面。在各種實例中，第一熱絕緣體52可通過焊接、釺焊、各種熱絕緣粘合劑、各種機械緊固件（例如，螺釘、螺栓等）、夾具等耦合到軸18。第一熱絕緣體52可由陶瓷、塑料或具有類似差的導熱率（例如，導熱率低於20瓦每米開爾文）的其他材料形成。本公開並不僅限於此。
旋轉支承構件48可還包括旋轉支承支撐件54，旋轉支承支撐件54在徑向上環繞第一熱絕緣體52且耦合到第一熱絕緣體52。旋轉支承支撐件54可由例如不銹鋼形成，且可通過焊接、釺焊、各種熱絕緣粘合劑、各種機械緊固件等耦合到第一熱絕緣體52。在替代實施例中，旋轉支承支撐件54與第一熱絕緣體52可為連續的整體結構（例如，由一塊連續的材料形成）的構成部分。本公開並不僅限於此。
第一動態密封配置44的靜止支承構件50可在軸向上從熱匯24延伸，且可在徑向上環繞旋轉支承構件48。靜止支承構件50可包括環形的第二熱絕緣體58，環形的第二熱絕緣體58耦合到熱匯24的軸向端面60。在各種實例中，第二熱絕緣體58可通過焊接、釺焊、各種熱絕緣粘合劑、各種機械緊固件（例如，螺釘、螺栓等）、夾具等耦合到熱匯。像第一熱絕緣體52一樣，第二熱絕緣體58可由陶瓷、塑料或具有類似差的導熱率（例如，導熱率低於20瓦每米開爾文）的其他材料形成。本公開並不僅限於此。
靜止支承構件50可還包括靜止支承支撐件62，靜止支承支撐件62在軸向上從第二熱絕緣體58延伸且耦合到第二熱絕緣體58。像旋轉支承支撐件54一樣，靜止支承支撐件62可由例如不銹鋼形成，且可通過焊接、釺焊、各種熱絕緣粘合劑、各種機械緊固件等耦合到第二熱絕緣體58。在替代實施例中，靜止支承支撐件62與第二熱絕緣體58可為連續的整體結構（例如，由一塊連續的材料形成）的構成部分。本公開並不僅限於此。
靜止支承支撐件62的在徑向上面向內的表面可與旋轉支承支撐件54的在徑向上面向外的表面以平行的、間隔開的、面對的關係設置，以在所述靜止支承支撐件62的在徑向上面向內的表面與所述旋轉支承支撐件54的在徑向上面向外的表面之間界定間隙68。可在間隙68內設置支承件70且支承件70可嚙合靜止支承支撐件62的與旋轉支承支撐件54的在徑向上面對的表面（例如，可「夾置」在靜止支承支撐件62的與旋轉支承支撐件54的在徑向上面對的表面之間）。在各種實施例中，支承件70可設置在形成於靜止支承支撐件62的及旋轉支承支撐件54的在徑向上面對的表面中的互補凹槽內，如圖1中所示。如所屬領域中的普通技術人員將理解，支承件70可有利於旋轉支承構件48及附接的軸18相對於靜止支承構件50的平滑的、相對低摩擦的旋轉。可在支承件70的在徑向上向內（即，相對於支承件70更靠近熱匯24）的間隙68內設置環形的動態流體密封件72。動態流體密封件72可在允許旋轉支承構件48相對於靜止支承構件50旋轉的同時在靜止支承支撐件62的與旋轉支承支撐件54的在徑向上面對的表面之間提供流體密封性密封件。在各種實施例中，動態流體密封件72可為或可包括任何類型的動態密封配置，所述任何類型的動態密封配置包括但不限於鐵磁流體旋轉密封件（ferrofluid rotary seal）、機械唇形密封件（mechanical lip seal）等。本公開並不僅限於此。
在各種實施例中，靜止支承構件50可還包括一個或多個加熱器74，所述一個或多個加熱器74耦合到靜止支承支撐件62。加熱器74可調節第一動態密封配置44的溫度，以防止來自熱匯24和/或軸18的冷卻干擾動態流體密封件72的操作。在各種實施例中，加熱器74可為適於在製程環境42中實施的任何類型的電阻式加熱器（resistive heater），所述任何類型的電阻式加熱器包括但不限於傳統的表面加熱器。預期存在本公開的替代實施例，其中可省略加熱器74。
如上所述，第二動態密封配置46可與第一動態密封配置44大致相同（但是相對於第一動態密封配置44在垂直方向上倒置）。因此，第一動態密封配置44、熱匯24及第二動態密封配置46可一起界定環繞軸18的流體密封體積80。體積80可容納第二冷卻流體82，第二冷卻流體82保持在與經過熱匯24循環的第一冷卻流體30的流體壓力相比相對較低的流體壓力下。舉例來說，第二冷卻流體82可保持在介於20托到60托的範圍內的流體壓力下。本公開不限於此。第二冷卻流體82可與第一冷卻流體30相同或不同，且可為適於提供用於將熱量從軸18傳遞到熱匯24的有效導熱介質的任何液體或氣體。在各種實施例中，第二冷卻流體82可為液態或氣態氮、液態或氣態氦、氖等。本公開並不僅限於此。
在系統10的正常運行期間，激冷單元36可通過流體管道28泵送第一冷卻流體30，以如上所述冷卻熱匯24。在各種實施例中，可將熱匯24可冷卻到-150攝氏度或低於-150攝氏度的溫度。本公開並不僅限於此。冷卻的熱匯24可繼而冷卻環繞軸18的相鄰體積80中的第二冷卻流體82，且冷卻的第二冷卻流體82可繼而冷卻軸18及台板12，繼而冷卻設置在台板12上的基板14。具體來說，可將熱量從基板14傳送到台板12及軸18，然後從軸18經過狹窄的熱傳導間隙26中的第二冷卻流體82傳送到熱匯24，在熱匯24中，第一冷卻流體30然後將熱量帶到激冷單元36。同時，殼體20且具體來說是第一動態密封配置44及第二動態密封配置46可允許驅動機構21自由地旋轉軸18及台板。由於第二冷卻流體82的壓力相對低，因此第一動態密封配置44及第二動態密封配置46的動態流體密封件72可在不存在第二冷卻流體82洩漏到製程環境42中的風險（或風險非常小）的情況下有效地將第二冷卻流體82保留在體積80內。
在各種實施例中，系統10可還包括：溫度傳感器86（例如，熱電偶、熱敏電阻等），用於測量基板14的溫度。可將測量的溫度傳送到控制器88（例如，可編程邏輯控制器、微控制器等），控制器88可操作地連接到激冷單元36。控制器88可基於測量的溫度來指定激冷單元36的各種操作參數，以控制激冷單元36所提供的冷卻，從而在基板14中實現預定溫度。此些參數可包括但不限於激冷單元36的冷卻溫度及流速。
鑒於以上說明，本公開的低溫熱傳導系統通過在消除或大大減輕高壓冷卻流體被洩漏到離子植入系統的製程環境中的風險的同時有利於離子植入系統中的可旋轉台板的冷卻而在所屬領域中提供優勢。本公開的低溫熱傳導系統通過允許選擇多種不同的冷卻流體來圍繞可旋轉台板的軸循環而提供又一優點，因為這種冷卻流體維持在低流體壓力下且因此可使用動態流體密封件容易且有效地將所述冷卻流體從製程環境密封。作為又一優點，且還由於環繞軸的冷卻流體維持在低流體壓力下，因此相對於通常在傳統的冷卻的、可旋轉台板中實施的動態流體密封件而言，與實施動態流體密封件相關聯的困難及複雜性降低。
如本文所使用的以單數形式敘述且跟在詞語「一（a或an）」後面的元件或步驟將被理解為不排除多個元件或步驟，除非明確敘述了這種排除的情形。此外，參照本公開的「一個實施例」並非旨在解釋為排除囊括所敘述特徵的附加實施例的存在。
本公開的範圍不受本文所述特定實施例限制。實際上，通過閱讀前述說明及附圖，對於所屬領域中的普通技術人員而言，除本文所述實施例及修改以外的本公開的其他各種實施例及對本公開的各種修改將顯而易見。因此，這些其他實施例及修改旨在落於本公開的範圍內。此外，本文中已在用於特定目的的特定環境中的特定實施方案的上下文中闡述了本公開，但所屬領域中的普通技術人員將認識到，其適用性並非僅限於此。本公開的實施例可出於任意數目的目的而有益地實施於任意數目的環境中。因此，所附的發明申請專利範圍應根據本文所述本公開的全部廣度及精神來加以解釋。
10:低溫熱傳導系統/系統 12:台板 14:基板 15:靜電夾具 16:製程腔室 18:可旋轉軸/軸 20:殼體 21:驅動機構 22:垂直軸線 24:熱匯 26:熱傳導間隙 28:流體管道 30:第一冷卻流體 32:流體入口端口 34:流體出口端口 36:激冷單元 38、40:流體管線 42:製程環境 44:第一動態密封配置 46:第二動態密封配置 48:旋轉支承構件 50:靜止支承構件 52:第一熱絕緣體 54:旋轉支承支撐件 58:第二熱絕緣體 60:軸向端面 62:靜止支承支撐件 68:間隙 70:支承件 72:動態流體密封件 74:加熱器 80:流體密封體積/體積 82:第二冷卻流體 86:溫度傳感器 88:控制器
舉例來說，現將參照附圖闡述所公開的系統的各種實施例，其中： 圖1是示出根據本公開非限制性實施例的低溫熱傳導系統的示意性剖視側視圖。
10:低溫熱傳導系統/系統
12:台板
14:基板
15:靜電夾具
16:製程腔室
18:可旋轉軸/軸
20:殼體
21:驅動機構
22:垂直軸線
24:熱匯
26:熱傳導間隙
28:流體管道
30:第一冷卻流體
32:流體入口端口
34:流體出口端口
36:激冷單元
38、40:流體管線
42:製程環境
44:第一動態密封配置
46:第二動態密封配置
48:旋轉支承構件
50:靜止支承構件
52:第一熱絕緣體
54:旋轉支承支撐件
58:第二熱絕緣體
60:軸向端面
62:靜止支承支撐件
68:間隙
70:支承件
72:動態流體密封件
74:加熱器
80:流體密封體積/體積
82:第二冷卻流體
86:溫度傳感器
88:控制器

Claims (20)

  1. 一種低溫熱傳導系統，包括： 台板，由可旋轉軸支撐；以及 殼體，環繞所述可旋轉軸的一部分，所述殼體包括： 環形的熱匯，環繞所述可旋轉軸且在所述熱匯與所述可旋轉軸之間界定熱傳導間隙，所述熱匯包括延伸穿過所述熱匯的流體管道以使第一冷卻流體經過所述熱匯循環； 第一動態密封配置，從所述熱匯的第一軸向端部延伸且環繞所述可旋轉軸；以及 第二動態密封配置，從所述熱匯的與所述第一軸向端部相對的第二軸向端部延伸且在徑向上環繞所述可旋轉軸； 其中所述熱匯以及所述第一動態密封配置及所述第二動態密封配置界定環繞所述可旋轉軸的流體密封體積，所述流體密封體積容納第二冷卻流體。
  2. 如請求項1所述的低溫熱傳導系統，其中所述熱傳導間隙具有處於25微米到150微米的範圍內的寬度。
  3. 如請求項1所述的低溫熱傳導系統，其中所述第一冷卻流體的流體壓力大於所述第二冷卻流體的流體壓力。
  4. 如請求項3所述的低溫熱傳導系統，其中所述第一冷卻流體的流體壓力處於2,500托到10,000托的範圍內且所述第二冷卻流體的流體壓力處於20托到60托的範圍內。
  5. 如請求項1所述的低溫熱傳導系統，其中所述第一冷卻流體是氮、氦、及氖中的一者。
  6. 如請求項1所述的低溫熱傳導系統，其中所述第二冷卻流體是氮、氦、及氖中的一者。
  7. 如請求項1所述的低溫熱傳導系統，進一步包括激冷單元，所述激冷單元連接到所述流體管道且適於冷卻所述第一冷卻流體。
  8. 如請求項1所述的低溫熱傳導系統，其中所述可旋轉軸與所述熱匯是由相同的材料形成。
  9. 如請求項1所述的低溫熱傳導系統，其中所述可旋轉軸是由第一材料形成且所述熱匯是由與所述第一材料不同的第二材料形成，其中所述第一材料的熱膨脹係數等於所述第二材料的熱膨脹係數。
  10. 如請求項1所述的低溫熱傳導系統，其中所述第一動態密封配置包括旋轉支承構件及靜止支承構件，所述旋轉支承構件被固定到所述可旋轉軸，所述靜止支承構件環繞所述旋轉支承構件且被固定到所述熱匯，其中所述旋轉支承構件與所述靜止支承構件相互配合形成流體密封性密封件，所述流體密封性密封件在允許所述可旋轉軸旋轉的同時環繞所述可旋轉軸。
  11. 一種低溫熱傳導系統，包括： 台板，由可旋轉軸支撐； 驅動機構，耦合到所述可旋轉軸以使所述可旋轉軸旋轉；以及 殼體，環繞所述可旋轉軸的一部分，所述殼體包括： 環形的熱匯，環繞所述可旋轉軸且在所述熱匯與所述可旋轉軸之間界定熱傳導間隙，所述熱匯包括延伸穿過所述熱匯的流體管道以使第一冷卻流體經過所述熱匯循環； 第一動態密封配置，從所述熱匯的第一軸向端部延伸且環繞所述可旋轉軸，所述第一動態密封配置包括第一旋轉支承構件及第一靜止支承構件，所述第一旋轉支承構件被固定到所述可旋轉軸，所述第一靜止支承構件環繞所述第一旋轉支承構件且被固定到所述熱匯，其中所述第一旋轉支承構件與所述第一靜止支承構件相互配合形成在允許所述可旋轉軸旋轉的同時環繞所述可旋轉軸的流體密封性密封件；以及 第二動態密封配置，從所述熱匯的與所述第一軸向端部相對的第二軸向端部延伸且在徑向上環繞所述可旋轉軸，所述第二動態密封配置包括第二旋轉支承構件及第二靜止支承構件，所述第二旋轉支承構件被固定到所述可旋轉軸，所述第二靜止支承構件環繞所述第二旋轉支承構件且被固定到所述熱匯，其中所述第二旋轉支承構件與所述第二靜止支承構件相互配合形成在允許所述可旋轉軸旋轉的同時環繞所述可旋轉軸的流體密封性密封件； 其中所述熱匯以及所述第一動態密封配置及所述第二動態密封配置界定環繞所述可旋轉軸的流體密封體積，所述流體密封體積容納第二冷卻流體，且其中所述第一冷卻流體的流體壓力大於所述第二冷卻流體的流體壓力。
  12. 一種離子植入系統，包括： 製程腔室，界定封閉的製程環境； 台板，由設置在所述製程腔室內的可旋轉軸支撐； 殼體，環繞所述可旋轉軸的一部分，所述殼體包括： 環形的熱匯，環繞所述可旋轉軸且在所述熱匯與所述可旋轉軸之間界定熱傳導間隙，所述熱匯包括延伸穿過所述熱匯的流體管道以使第一冷卻流體經過所述熱匯循環； 第一動態密封配置，從所述熱匯的第一軸向端部延伸且環繞所述可旋轉軸；以及 第二動態密封配置，從所述熱匯的與所述第一軸向端部相對的第二軸向端部延伸且在徑向上環繞所述可旋轉軸； 其中所述熱匯以及所述第一動態密封配置及所述第二動態密封配置界定環繞所述可旋轉軸的流體密封體積，所述流體密封體積容納第二冷卻流體；以及 激冷單元，通過流體管線連接到所述流體管道且適於冷卻所述第一冷卻流體，其中所述激冷單元、所述流體管線及所述流體管道界定相對於所述製程環境進行流體密封的靜止的閉環流體回路。
  13. 如請求項12所述的離子植入系統，其中所述熱傳導間隙具有處於25微米到150微米的範圍內的寬度。
  14. 如請求項12所述的離子植入系統，其中所述第一冷卻流體的流體壓力大於所述第二冷卻流體的流體壓力。
  15. 如請求項14所述的離子植入系統，其中所述第一冷卻流體的流體壓力處於2,500托到10,000托的範圍內且所述第二冷卻流體的流體壓力處於20托到60托的範圍內。
  16. 如請求項12所述的離子植入系統，其中所述第一冷卻流體是氮、氦、及氖中的一者。
  17. 如請求項12所述的離子植入系統，其中所述第二冷卻流體是氮、氦、及氖中的一者。
  18. 如請求項12所述的離子植入系統，其中所述可旋轉軸與所述熱匯是由相同的材料形成。
  19. 如請求項12所述的離子植入系統，其中所述可旋轉軸是由第一材料形成且所述熱匯是由與所述第一材料不同的第二材料形成，其中所述第一材料的熱膨脹係數等於所述第二材料的熱膨脹係數。
  20. 如請求項12所述的離子植入系統，其中所述第一動態密封配置包括旋轉支承構件及靜止支承構件，所述旋轉支承構件被固定到所述可旋轉軸，所述靜止支承構件環繞所述旋轉支承構件且被固定到所述熱匯，其中所述旋轉支承構件與所述靜止支承構件相互配合形成流體密封性密封件，所述流體密封性密封件在允許所述可旋轉軸旋轉的同時環繞所述可旋轉軸。
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