專利名稱：用于使用于冷離子注入的扭轉(zhuǎn)軸線升溫的有效方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及離子注入系統(tǒng)，更具體地，涉及使用于具有一個或多個被冷卻部件的離子注入系統(tǒng)中的扭轉(zhuǎn)軸線的密封件和/或軸承升溫。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體裝置及其他產(chǎn)品的制造中，離子注入系統(tǒng)用于將摻雜元素注入工件(例如半導(dǎo)體晶片、顯示面板、玻璃襯底)。這些離子注入系統(tǒng)典型地被稱為“離子注入器”。在無防范措施的情況下，在離子注入過程期間，由于帶電的離子和工件碰撞，能量會以熱量的形式積聚在工件28上。此熱量會使工件扭曲或破裂，從而可能會使工件在一些實施上變得無用(或明顯地較無價值)。此外，即使工件未變得無用，該不希望有的加熱會造成被供給的離子劑量不同于所想要的劑量，從而會改變所想要的功能性。例如，如果需要I X IO17個原子/Cm3的劑量被注入工件的外表面下方的極薄區(qū)域中，則意外的加熱會造成被供給的離子從該極薄區(qū)域擴散開，使得實際獲得的劑量少于I X IO17個原子/cm3。實際上，所述不希望有的加熱會“弄臟”較所想要的區(qū)域大的區(qū)域中被注入的電荷，因而將有效劑量減少到少于所想要的劑量。其他不希望有的效果也可能會發(fā)生。在其他的情況中，可能需要在低于環(huán)境溫度的溫度下注入，以允許能有在先進的CMOS集成電路裝置制造中的超淺層結(jié)合區(qū)形成技術(shù)(ultrashallow junction formation)的理想的硅晶片表面的非晶質(zhì)化。為了這些及其他原因，冷卻系統(tǒng)已被開發(fā)以允許夾頭被冷卻至非常低的溫度。雖然冷卻系統(tǒng)在一些方面已被了解，例如已知在等離子處理設(shè)備中，然而由于靠近工件的構(gòu)件的機械密度，將蒸汽冷卻系統(tǒng)整合到離子注入器中是極端困難的。例如，相較于被使用于較不復(fù)雜的等離子處理設(shè)備的靜電夾頭，在離子注入器中的靜電夾頭通常明顯更復(fù)雜。本申請的發(fā)明人已開發(fā)出用于冷卻離子注入系統(tǒng)中的靜電夾頭的技術(shù)及系統(tǒng)，其可以減少在注入作用下工件的不希望有的加熱。其他用于冷卻靜電夾頭的方法可以包括在大略等于或略微低于注入所需的溫度下使冷卻流體循環(huán)通過夾頭。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)在冷卻靜電夾頭時，靜電夾頭的旋轉(zhuǎn)或“扭轉(zhuǎn)”會受到夾頭的冷卻的不利影響，其中密封件和/或軸承被冷卻，并且與此有關(guān)的流體的粘度不利地增加。因此，在此提供一種用于加熱離子注入系統(tǒng)中的被冷卻部件中的密封件和/或軸承的方法，其中密封件和/或軸承保持旋轉(zhuǎn)所需要的傾向。因此，本發(fā)明通過提供一種用于提供熱量給半導(dǎo)體處理系統(tǒng)中的密封件和/或軸承的方法、系統(tǒng)和設(shè)備來克服現(xiàn)有技術(shù)的局限。因此，以下提出本發(fā)明的簡化內(nèi)容以便提供對本發(fā)明的一些方面的基本了解。此發(fā)明內(nèi)容并非是本發(fā)明的廣泛綜述。本發(fā)明內(nèi)容既不打算要確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要元素，也不是描述本發(fā)明的保護范圍。其目的是以簡化形式提出本發(fā)明的一些概念做為隨后提出的更詳細的說明的前言。本發(fā)明整體涉及一種用于加熱離子注入系統(tǒng)中的密封件和/或軸承的方法，并且在一個特別的示例中，涉及一種用于加熱離子注入工件掃描系統(tǒng)中的密封件和/或軸承的系統(tǒng)。離子注入工件掃描系統(tǒng)例如包括被構(gòu)造成繞著第一軸線旋轉(zhuǎn)的掃描臂以及可旋轉(zhuǎn)地連接到掃描臂并構(gòu)造成選擇性地固定工件的末端執(zhí)行器。末端執(zhí)行器可 以可選地被冷卻以能夠進行低溫的離子注入。末端執(zhí)行器被構(gòu)造成繞著也稱為扭轉(zhuǎn)軸線的第二軸線旋轉(zhuǎn)，其中第一軸線及第二軸線被定位成分隔開預(yù)定距離，且其中末端執(zhí)行器包括諸如靜電夾頭的夾持板。一個或多個冷卻機構(gòu)可被提供用于冷卻夾持板。軸承沿著第二軸線定位，其中軸承可旋轉(zhuǎn)地將末端執(zhí)行器連接到掃描臂，并且密封件沿著第二軸線定位，其中密封件基本上提供外部環(huán)境和與掃描臂及末端執(zhí)行器中的一個或多個的內(nèi)部區(qū)域相關(guān)聯(lián)的內(nèi)部環(huán)境之間的壓力阻隔。軸承和密封件中的一個或多個可包括鐵磁流體式密封件。加熱器組件可選地靠近軸承和密封件定位，其中加熱器組件被構(gòu)造成選擇性地提供預(yù)定量的熱量給軸承和密封件，從而降低流體的粘度，因此增加末端執(zhí)行器繞著第二軸線旋轉(zhuǎn)的傾向。所述方法包括通過可操作地連接到末端執(zhí)行器和擺臂(也被稱為掃描臂)的一個或多個扭轉(zhuǎn)電動機使末端執(zhí)行器繞著第二軸線選擇性地選轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，其中通過與末端執(zhí)行器相關(guān)聯(lián)的慣性力及掃描臂的旋轉(zhuǎn)，扭矩被施加于末端執(zhí)行器。因此，為了獲得前述及相關(guān)結(jié)果，本發(fā)明包括以下在權(quán)利要求中被充分說明及特別指出的特征。以下說明及隨附附圖詳細說明了本發(fā)明的特定示例性實施例。然而，這些實施例是本發(fā)明的原理可被實施的一些不同方式的表示。從以下結(jié)合附圖的本發(fā)明的詳細說明，本發(fā)明的其他目的、優(yōu)點和新穎性特征將變得清楚。


圖I是例示性離子注入系統(tǒng)的方框圖；圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的一個方面的例示性工件掃描系統(tǒng)；圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的例示性掃描臂的端部的橫截面圖；圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的又一個方面的例示性末端執(zhí)行器的部分橫截面；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明的另外一個例示方面的用于加熱密封件和/或軸承的方法。
具體實施例方式發(fā)明人已開發(fā)出用于冷卻離子注入系統(tǒng)中的靜電夾頭的技術(shù)及系統(tǒng)，其可減少工件在注入下的不希望有的加熱。一種這類裝置公開于2010年5月3日提出申請的名稱為"VAPOR COMPRESSION REFRIDGERATIONCHUCK FOR ION MPLANTERS"的非臨時專利申請第12/725，508號中，該申請的內(nèi)容在此整體并入本文供參考。用于冷卻靜電夾頭的另一種方法包括使冷卻流體在注入所需的大致溫度下或者在略低于注入所需的溫度下循環(huán)通過靜電夾頭。然而，發(fā)明人認為在冷卻靜電夾頭時，靜電夾頭內(nèi)的密封件和/或軸承也被冷卻，并且所述靜電夾頭中所涉及的流體的粘度有害地增加，其中不利地影響靜電夾頭的旋轉(zhuǎn)或"扭轉(zhuǎn)"。本發(fā)明因此總體涉及一種在離子注入系統(tǒng)中的掃描臂，且更具體地涉及一種用于加溫或加熱離子注入環(huán)境中的旋轉(zhuǎn)連接體的系統(tǒng)、設(shè)備和方法，旋轉(zhuǎn)連接體例如是構(gòu)造成繞著掃描臂上的軸線旋轉(zhuǎn)的末端執(zhí)行器上的密封件及軸承。將會認識到雖然在適于提供低溫注入的離子注入系統(tǒng)中加熱可 能會是特別想要的，但對于不適于提供低溫注入的離子注入系統(tǒng)，本發(fā)明可同樣地適用。因此，現(xiàn)將參考

本發(fā)明，其中在全文中相同的附圖標記可用于表示相同的元件。應(yīng)了解到這些方面的說明僅是例示性的，且這些說明不應(yīng)被理解為限制性含義。在以下的說明中，為了說明的目的，許多特定細節(jié)被說明以對本發(fā)明提供全面的理解。然而，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明可不在這些特定細節(jié)下被實施。本發(fā)明對在使離子注入系統(tǒng)適于被構(gòu)造成在比環(huán)境溫度低的溫度下操作所引起的問題產(chǎn)生解決方案，其中各種移動部件可被凍結(jié)，以及可能無法或至少無法適當?shù)剡\行。具體而言，包含有鐵磁流體、油、碳氫化合物、碳氟化合物或其他類型潤滑脂的軸承及密封件可能需要大量的扭矩來克服其冷卻時粘度的增加。本發(fā)明通過有利地應(yīng)用摩擦力以對密封件和/或軸承保溫來克服此問題。現(xiàn)參考附圖，根據(jù)本發(fā)明的一個例示方面，圖I顯示了一個例示性離子注入系統(tǒng)100，其中離子注入系統(tǒng)可操作以相對離子束104掃描工件102 (例如半導(dǎo)體襯底或晶片)，其中將離子注入工件。如上所述，本發(fā)明的各種方面可結(jié)合任何類型的離子注入設(shè)備來實施，包括但不限于圖I的例示性系統(tǒng)100。例示性離子注入系統(tǒng)100包括末端106、束線組件108和通常形成處理室112的終端站110，其中離子束104通常被引導(dǎo)至定位在工件位置114的工件102。末端106中的離子源116由電源118供應(yīng)電力，以提供引出的離子束120(例如無差別的離子束)至束線組件108，其中離子源包括一個或多個引出電極122以從離子源室引出離子，從而引導(dǎo)引出的離子束朝向束線組件108。束線組件108例如包括束導(dǎo)向件124，束導(dǎo)向件124具有接近離子源116的入口126及接近終端站110的出口 128。束導(dǎo)向件124例如包括接收引出的離子束120及產(chǎn)生偶極磁場的質(zhì)量分析器130 (例如質(zhì)量分析磁體)，以僅讓適當?shù)哪芰?質(zhì)量比或其范圍的離子通過解析孔132至工件102。通過質(zhì)量分析器130及離開解析孔132的離子通常限定具有所需能量-質(zhì)量比或其范圍的離子的已質(zhì)量分析或所需的離子束134。與束線組件108相關(guān)的各種束形成及成形結(jié)構(gòu)(未顯示)可進一步被提供，以在離子束沿著所需的束路徑136被傳輸至工件102時保持及約束離子束104。在一個示例中，所需的離子束134被引導(dǎo)朝向工件102，其中工件通常經(jīng)由與終端站110相關(guān)聯(lián)的工件掃描系統(tǒng)138來定位。圖I中所示的終端站110例如可包括“串行”類型的終端站,終端站提供在真空處理室112中的工件的機械掃描，在處理室中，工件102 (例如半導(dǎo)體晶片、顯示面板或其他工件)經(jīng)由工件掃描系統(tǒng)138在一個或多個方向上機械地移動通過束路徑136。根據(jù)本發(fā)明的一個例示性方面，離子注入系統(tǒng)100提供通常靜止的期望的離子束134 (例如也被稱為“點束”或“尖錐束”)，其中工件掃描系統(tǒng)138通常沿相對于靜止離子束的兩個大致正交的軸線移動工件102。然而應(yīng)注意到的是，成批或其他類型的終端站可以可選地來采用，其中多個工件102可同時地被掃描，并且這種終端站被認為落入本發(fā)明的范圍中。在另一個示例中，系統(tǒng)100可包括可操作以沿著一個或多個掃描平面相對于工件102掃描離子束104的靜電束掃描系統(tǒng)(未顯示)。因此，本發(fā)明進一步預(yù)期到任何已被掃描或未被掃描的離子束104均落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，圖I的工件掃描系統(tǒng)138包括掃描臂140,其中掃描臂被構(gòu)造成相對于離子束104往復(fù)地掃描工件102。離子注入系統(tǒng)100例如進一步由控制器150控制，其中離子注入系統(tǒng)及工件掃描系統(tǒng)138的功能由控制器控制。圖2顯示離子注入工件掃描系統(tǒng)200，其中根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，掃描系統(tǒng)包括被構(gòu)造成繞著第一軸線204旋轉(zhuǎn)的例示性掃描臂202。掃描系統(tǒng)200還包括被冷卻的末端執(zhí)行器206，所述被冷卻的末端執(zhí)行器可旋轉(zhuǎn)地連接到掃描臂202的端部208并構(gòu)造成選擇性地固定工件(未顯示)，其中被冷卻的末端執(zhí)行器進一步地被構(gòu)造成繞著也稱為“扭轉(zhuǎn)軸線”的第二軸線210旋轉(zhuǎn)，其中第一軸線204及第二軸線被定位成分隔開預(yù)定距離。被冷 卻的末端執(zhí)行器206包括夾持板212 (例如也稱為靜電夾頭)及一個或多個被構(gòu)造成冷卻夾持板的冷卻機構(gòu)214。應(yīng)了解到當本發(fā)明關(guān)于圖2的離子注入工件掃描系統(tǒng)200進行說明時，其中例示性掃描系統(tǒng)包括構(gòu)造成繞著第一軸線204旋轉(zhuǎn)以用于使圖I中的工件102移動通過離子束104的例示性掃描臂202，本發(fā)明可等同地應(yīng)用于被構(gòu)造成橫向地和/或成拱形地使工件移動通過離子束的任何離子注入工件掃描系統(tǒng)，且所有這種掃描系統(tǒng)被認為是落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。掃描臂202及被冷卻的末端執(zhí)行器206的多個例示性方面在共有的名稱為"Workpiece Handling Scan Arm for Ion Implantation System"的第 7，560，705 號美國專利中以及名稱為 〃 Vapor Compression Refrigeration Chuck for IonImplanters "的第12/725，508號美國非臨時專利申請中，該申請的整體內(nèi)容在此并入本文供參考。圖3顯示圖2的掃描臂202的端部208的放大視圖，其中本示例的各種特征被更詳細地示出。例如，掃描臂202包括扭轉(zhuǎn)頭部216，所述扭轉(zhuǎn)頭部被構(gòu)造成提供對夾持板212 (例如靜電夾頭213)的冷卻并繞著第二軸線210選擇性地旋轉(zhuǎn)夾持板。扭轉(zhuǎn)頭部216例如包括相對于掃描臂202基本上固定的外殼218。楔形座220例如進一步地被設(shè)置，其中楔形座可操作地將末端執(zhí)行器206連接到扭轉(zhuǎn)頭部216的可旋轉(zhuǎn)軸222?？尚D(zhuǎn)軸222可操作以相對于扭轉(zhuǎn)頭部216的外殼218繞著第二軸線210旋轉(zhuǎn)，因此提供旋轉(zhuǎn)給楔形座220及相聯(lián)結(jié)的夾持板212。在一個示例中，如圖2中所示，末端執(zhí)行器206繞著第二軸線210的旋轉(zhuǎn)224及反轉(zhuǎn)226被應(yīng)用于離子注入期間，以獲得圖I中的工件102的適當對齊。繞著扭轉(zhuǎn)軸線210沿第一旋轉(zhuǎn)方向224和/或第二旋轉(zhuǎn)方向226的旋轉(zhuǎn)例如也可被實施以將離子以相對于圖I的入射離子束134的“扭轉(zhuǎn)角度”注入工件102。根據(jù)公開的另一個例示性方面，圖4顯示了另一個例示性扭轉(zhuǎn)頭部302的一部分300，例如3中所示，其中諸如夾持板212及楔形座220的各種構(gòu)件為了清楚說明而被移除。如圖4中所示，軸承組件314沿著第二軸線210定位，其中軸承可旋轉(zhuǎn)地將末端執(zhí)行器206連接到圖3中的掃描臂202。軸承組件314例如包括由軸承護圈315所保持的交叉滾柱軸承，其中潤滑油和/或潤滑脂被設(shè)置于該軸承護圈中以用于保持軸承的低摩擦潤滑。圖4中所示的密封組件316進一步沿著第二軸線210定位，其中密封組件通常提供處理室(例如圖I中的處理室112)的內(nèi)部環(huán)境318和與圖3的掃描臂202和末端執(zhí)行器206中的一個或多個的內(nèi)部區(qū)域相關(guān)聯(lián)的外部環(huán)境320(例如大氣)之間的壓力阻隔。圖4中的密封組件316例如包括鐵磁液體旋轉(zhuǎn)式密封組件(ferrousliquidrotary seal assembly) 322 (也被稱為鐵磁密封件(ferroseal)或鐵磁流體密封件(ferro-fluidic seal))被構(gòu)造成提供外部環(huán)境320與內(nèi)部環(huán)境318之間的旋轉(zhuǎn)氣密。例如，鐵磁液體旋轉(zhuǎn)式密封組件322包括可操作地連接到圖3中的被冷卻的末端執(zhí)行器206的轉(zhuǎn)子324，且被構(gòu)造成繞著圖4中的第二軸線210旋轉(zhuǎn)。定子326進一步被沿著第二軸線210定位，并被構(gòu)造成例如通過多個呈方位角定向的磁體(未顯示)使轉(zhuǎn)子324旋轉(zhuǎn)。設(shè)置一個或多個通道328，例如在轉(zhuǎn)子324與定子326之間的環(huán)形區(qū)域330，其中鐵磁流體332例如存留于一個或多個通道328中。因此，本示例中的定子326的磁體提供徑向地橫跨通過鐵磁流體332的磁場，并且磁通通過磁性液體旋轉(zhuǎn)式密封組件322的轉(zhuǎn)子324返回并然后回到定子326的磁體326。鐵磁流體332例如是一種具有設(shè)置在其中的極細鐵顆粒的油。定子326的磁體例如在位于磁場中時由于磁化會造成鐵磁流體徑向地對齊，因此沿該密封對沿著第二軸線210的運動提供高度阻力，因而提供堅固密封。此外，多個腔室(未顯示)設(shè)置在環(huán)形區(qū)域330中，其中例如每一個腔室可操作以抵擋外部環(huán)境320與內(nèi)部環(huán)境318之間的l-3psi的壓力。因此，當設(shè)置多個腔室時，提供充分的密封以將內(nèi)部環(huán)境318(例如在密封件的下側(cè)的大氣)與外部環(huán)境320(例如在密封件的上側(cè)的真空)相密封。由于磁場沿圖3的末端執(zhí)行器206的旋轉(zhuǎn)方向(例如徑向)，因此具有最小阻力的大致自由旋轉(zhuǎn)可以存在于內(nèi)部環(huán)境318 (例如真空)中，同時保持與外部環(huán)境320 (例如大氣)相密封?！?br> 然而，圖3中的被冷卻的末端執(zhí)行器206的溫度的降低造成流體的粘度增加。為了獲得被冷卻的末端執(zhí)行器206的旋轉(zhuǎn)，圖4中的電動機333A、333B的轉(zhuǎn)子可操作地連接到末端執(zhí)行器206。電動機333例如具有與該末端執(zhí)行器相關(guān)的在無電動機故障的情況下不能被超過的扭矩極限。因此，隨著被冷卻的末端執(zhí)行器206的溫度降低(例如通過內(nèi)部的冷卻通道等，未顯示)，密封組件316中的鐵磁流體和/或潤滑流體的粘度增加，并且所述旋轉(zhuǎn)可能會受到不利影響。此外，當電動機333空轉(zhuǎn)時，其中使圖2中的末端執(zhí)行器206的第一旋轉(zhuǎn)方向和第二旋轉(zhuǎn)方向226上的旋轉(zhuǎn)空閑一段時間，例如在離子注入之間，“鏈式效應(yīng)(chainingeffect) ”會發(fā)生，其中鐵磁流體332中的磁性顆粒對齊，從而在其中變成大致剛性的(例如也稱為“超對齊”)。磁性顆粒的對齊可發(fā)生在室溫下，但是當鐵磁流體332是冷的且末端執(zhí)行器206空閑時，鏈式效應(yīng)特別明顯。因此，由于鐵磁流體332的鏈式效應(yīng)，粘度(例如對鐵磁流體由剪切應(yīng)力或抗拉應(yīng)力被變形的阻力的測量值)以近似于粘度由于低溫而增加的方式而增加。因此，隨著粘度增加，鐵磁流體332變成大致“剛性”，因此產(chǎn)生電動機333旋轉(zhuǎn)所需要的較大扭矩。因此，根據(jù)本公開，鐵磁密封件322中的內(nèi)部摩擦力(例如其本身在鐵磁流體332中的摩擦力)被用于加溫密封件，其中有利地降低鐵磁流體的粘度。例如，電動機333用于環(huán)繞第二軸線210(扭轉(zhuǎn)軸線)沿第一旋轉(zhuǎn)方向224和/或第二旋轉(zhuǎn)方向226施加極小的力或“急拉”。例如，電動機333在第一和第二旋轉(zhuǎn)方向224和226上往復(fù)旋轉(zhuǎn)，其中初始旋轉(zhuǎn)可能不會產(chǎn)生繞著第二軸線210的顯著量的旋轉(zhuǎn)運動。較少量的角旋轉(zhuǎn)(例如I度)例如可從電動機333的第一旋轉(zhuǎn)初始獲得。從控制觀點來看，電動機333可能產(chǎn)生過扭矩錯誤，指示電動機不能獲得較大的旋轉(zhuǎn)運動。然而，如果旋轉(zhuǎn)運動快速反向(例如使旋轉(zhuǎn)從第一旋轉(zhuǎn)方向224反向至第二旋轉(zhuǎn)方向226，或反過來)，增加的角旋轉(zhuǎn)可被接續(xù)地獲得。例如，在第一旋轉(zhuǎn)方向224上進行O. I度的第一旋轉(zhuǎn)，接著在第二方向226上進行O. 2度的第二旋轉(zhuǎn)，然后在第一旋轉(zhuǎn)方向上進行O. 5度的第三旋轉(zhuǎn)及等等。角旋轉(zhuǎn)的增加例如是電動機333的扭矩極限的函數(shù)，其中電動機333旋轉(zhuǎn)直到其由于過扭矩而發(fā)生故障。因此，根據(jù)本發(fā)明，電動機333沿第一旋轉(zhuǎn)方向224和第二旋轉(zhuǎn)方向226的旋轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)提供鐵磁流體332本身中的摩擦力(例如來自鐵磁流體的磁性顆粒及潤滑油的摩擦力)，因此熱量被有利地在內(nèi)部提供給鐵磁密封件322。鐵磁流體332例如被限制在圖4中所示的在鐵磁密封件322中的微小體積335中。因此，由繞著第二軸線210旋轉(zhuǎn)圖2中的末端執(zhí)行器206所提供的摩擦力相對于鐵磁流體332的體積提供大量的熱量。因此，圖4 中的鐵磁流體332的溫度增加，因此降低粘度。所述運動和粘度的降低切斷鏈式效應(yīng)，并允許鐵磁密封件322旋轉(zhuǎn)得更自由。通過初始地提供十分之幾度的往復(fù)旋轉(zhuǎn)(例如交替的第一及第二旋轉(zhuǎn)方向224個226的旋轉(zhuǎn))，并漸進地增加旋轉(zhuǎn)，在一定數(shù)量的旋轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)(例如繞著第二軸線210的10-20個交替旋轉(zhuǎn))之后，可以在每一個方向上獲得30-40度的旋轉(zhuǎn)。因此，由所述旋轉(zhuǎn)所引起的摩擦力非常有效地加溫鐵磁流體332。本發(fā)明可預(yù)期離子注入系統(tǒng)中的與鐵磁密封件相連以提供鐵磁密封件的漸增旋轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)的任何電動機的使用，以及任何及所有這種使用和/或所述使用中涉及的設(shè)備被認為落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，圖2中的掃描臂202被用于旋轉(zhuǎn)末端執(zhí)行器206。當被用于離子注入時，掃描臂202繞著第一軸線204(也被稱為“快速掃描軸線”)如同擺錘擺動，其中擺動臂電動機336用于提供繞著第一軸線的旋轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)338、340。就運動學(xué)而言，當電動機333未被提供能量時，末端執(zhí)行器206例如自由旋轉(zhuǎn)。因此，當掃描臂202繞著第一軸線204旋轉(zhuǎn)時，末端執(zhí)行器206的慣性促使末端執(zhí)行器相對于例如是地面的基準342保持旋轉(zhuǎn)式固定。例如，在掃描臂202及末端執(zhí)行器206被垂直定位的無摩擦情況(例如，第一軸線204在O度，第二軸線210相對于第一軸線為180度)下，由于慣性，掃描臂旋轉(zhuǎn)X度會造成末端執(zhí)行器相對于掃描臂反轉(zhuǎn)X度，因此保持末端執(zhí)行器相對于第一軸線的定向。然而，實際上，至少部分地由于摩擦，當末端執(zhí)行器206被冷卻和/或鏈式效應(yīng)發(fā)生在圖4中的鐵磁密封件322中時，鐵磁密封件會使末端執(zhí)行器相對于掃描臂202的旋轉(zhuǎn)停止。本發(fā)明因此利用鐵磁密封件322中的摩擦來加溫鐵磁流體332，其中降低該鐵磁流體的粘度及再次允許末端執(zhí)行器206相對于掃描臂202旋轉(zhuǎn)。例如，施加與圖2中的第一軸線204相關(guān)聯(lián)的預(yù)定量的扭矩(例如突發(fā)的沖擊)，因此提供相當?shù)呐ぞ亟o圖4中的鐵磁密封件322和鐵磁流體332，以便將內(nèi)部的摩擦力引導(dǎo)至鐵磁流體，因此提供熱量給鐵磁密封件。例如，第一扭矩可由圖4中的電動機333首先被施加于圖2中的第二軸線210，并且如果第一扭矩不足以使末端執(zhí)行器206繞著第二軸線充分旋轉(zhuǎn)，則對掃描臂202 (且因此對第一軸線204以及第二軸線210)的預(yù)定沖擊的扭矩引起增加摩擦力的扭矩，以便切斷鏈式效應(yīng)、增加溫度及降低鐵磁密封件322中的粘度(例如降低成扭轉(zhuǎn)電動機333可再次操作而無扭矩錯誤的較低粘度)。當時間限制為一個因素時，例如使用扭轉(zhuǎn)電動機333提供扭給圖4中的鐵磁密封件322是有利的，這是因為經(jīng)由扭轉(zhuǎn)電動機繞著第二軸線210的旋轉(zhuǎn)可獨立于掃描臂202的位置來執(zhí)行，并且可由于末端執(zhí)行器206的有限質(zhì)量被高效地執(zhí)行。然而，如前所述，如果扭轉(zhuǎn)電動機333不能克服鐵磁密封件322中的粘度和/或鏈式效應(yīng)，掃描臂202的旋轉(zhuǎn)有利地實施以在第二軸線210 (例如扭轉(zhuǎn)軸線)處提供所需的扭矩。掃描臂202的旋轉(zhuǎn)例如在一系列離子注入開始時被執(zhí)行。在與等離子注入相關(guān)聯(lián)的掃描期間，與注入相關(guān)聯(lián)的運動保持圖4中的鐵磁流體332中的較低粘度并限制鏈式效應(yīng)的狂亂效果。發(fā)明人認為末端執(zhí)行器206的一段時間不旋轉(zhuǎn)可以被確定，其中鐵磁流體332的粘度被認為對預(yù)定時間段期間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)是可被接受的。然而，一個示例中當超過預(yù)定期間保持不動，會造成鐵磁流體332的粘度和/或鏈式效應(yīng)增加，因此再次規(guī)定前述的降低粘度的技術(shù)以允許可接受的旋轉(zhuǎn)。例如，當調(diào)整圖I中的離子束134或注入之間的空轉(zhuǎn)時，預(yù)定時間段可以發(fā)生在圖4中的鐵磁流體332冷卻至預(yù)定水平之前，此時，扭轉(zhuǎn)電動機333不再能克服摩擦力和/或鏈式效應(yīng)。因此，掃描臂202移動至圖I中的離子束134外側(cè)的位置，且掃描臂繞著第一軸線204旋轉(zhuǎn)，因此如前所論述般地繞著扭轉(zhuǎn)軸線210旋轉(zhuǎn)末端執(zhí)行器206，因而進一步將鐵磁流體332的粘度可接受地保持為低。其中，所述預(yù)定時間段例如進一步依賴于進行注入所處于的溫度。
根據(jù)另一個例示性方面，圖4中所示的加熱器組件344被定位成接近軸承組件314及密封組件316，其中加熱器組件被構(gòu)造成選擇性地提供預(yù)定量的熱量給軸承及密封件，其中降低潤滑流體的粘度，并增加圖2中的被冷卻的末端執(zhí)行器206繞著第二軸線210旋轉(zhuǎn)的傾向。加熱器組件344例如被構(gòu)造成提供能量(例如100-120W，直到或大于200W)，其足以局部地加熱密封組件314，并因此將潤滑流體(例如鐵磁流體332)保持在一定溫度下，在該溫度下，粘度足夠使粘滯阻力可被由電動機333所允許的扭矩克服。軸承組件314中的潤滑油/潤滑脂的粘度可同樣地通過加熱器組件344被降低。加熱器組件344例如局部地加熱被冷卻的末端執(zhí)行器206，其中由加熱器組件所提供的熱量被控制，以便在潤滑流體中提供有利的較低粘度，同時不會有害地影響夾持板212 (例如靜電夾頭213)或圖I中的工件102處的所需冷卻。因此，因為用于冷卻流體的供應(yīng)/返回至圖3中的夾持板212的通道中的一些在非常低的溫度(例如-50/-60°C)下運行，圖4中的加熱器組件344可操作以將冷卻流體保持相對較冷，同時在鐵磁密封件322位于的半徑處提供可接受的熱量(例如100W)。因此，末端執(zhí)行器206的結(jié)構(gòu)合理地隔離冷卻流體(保持冷)，同時加溫鐵磁流體332及軸承區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，例示性方法400顯示在圖5中用于加溫扭轉(zhuǎn)軸線。應(yīng)注意到雖然例示性方法在此是以一系列的動作或事件被圖示及說明，但將會理解的是本發(fā)明并不限于所圖示的這些動作或事件的順序，這是因為根據(jù)本發(fā)明，一些步驟可以與所顯示及說明的步驟之外的其他步驟以不同順序和/或同時發(fā)生。此外，并非所有圖示的步驟需要用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法。此外，將認識到所述方法可結(jié)合在此圖示和說明的系統(tǒng)以及結(jié)合未被圖示的其他系統(tǒng)來實施。如圖5中所示，方法400以動作402開始，其中扭轉(zhuǎn)電動機被啟動。扭轉(zhuǎn)電動機例如包括圖4中的扭轉(zhuǎn)電動機333，其中一個或多個鐵磁密封件322提供圖2中的末端執(zhí)行器206沿第一及第二旋轉(zhuǎn)方向224、226的旋轉(zhuǎn)。根據(jù)圖5中的方法400，旋轉(zhuǎn)在動作404被驗證，以及驗證扭轉(zhuǎn)電動機是否如先前論述地由于過扭矩而出現(xiàn)故障。如果末端執(zhí)行器旋轉(zhuǎn)，但是扭轉(zhuǎn)電動機出現(xiàn)故障，則扭轉(zhuǎn)電動機的方向在動作406中被反向，并且扭轉(zhuǎn)電動機在動作402中被再次啟動。如果末端執(zhí)行器在動作404中無法旋轉(zhuǎn)，會做出是否末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)是可接受的決定。如果在動作408中繞著扭轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)是不可接受的，則掃描臂繞著第一軸線(例如也稱為掃描臂軸線)的往復(fù)運動在動作410中開始。至少部分地由于與末端執(zhí)行器相關(guān)聯(lián)的慣性作用，掃描臂的往復(fù)運動如先前論述地使末端執(zhí)行器“急?！保瑥亩斐稍撃┒藞?zhí)行器繞著扭轉(zhuǎn)軸線(例如第二軸線)扭轉(zhuǎn)。接著，在動作408中再次確定末端執(zhí)行器繞著扭轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)是否是可接受的。如果繞著扭轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)被確定是可 接受的，進一步的方法，例如將離子注入工件，可利用離子注入系統(tǒng)來實施。同樣地，如果動作404中的確定使得末端執(zhí)行器旋轉(zhuǎn)，但是不存在與扭轉(zhuǎn)電動機相關(guān)聯(lián)的故障，隨后在動作408中確定旋轉(zhuǎn)是否是可接受的。這種可接受的旋轉(zhuǎn)指示鐵磁流體是溫的且允許末端執(zhí)行器繞著扭轉(zhuǎn)軸線進行可接受的旋轉(zhuǎn)。再次，如果旋轉(zhuǎn)在動作408中是可接受的，則扭轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)被認為是可接受的，且進一步的方法可利用離子注入系統(tǒng)來實施。因此，本發(fā)明提供一種用于加熱與離子注入系統(tǒng)中的被冷卻的末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)的一個或多個軸承及密封件的機構(gòu)。雖然本發(fā)明已針對一個或多個特定的優(yōu)選實施例被顯示及說明，但顯然在讀取及了解此說明書及隨附附圖時，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會想到等效的改變及修改。特別述及由上述部件(組件、裝置、電路等)所執(zhí)行的各種功能，用于說明這種部件的術(shù)語(包括“機構(gòu)”)除非另外指出，否則對應(yīng)于執(zhí)行說明的部件的特定功能(即其是功能性上等效)的任何部件，即使結(jié)構(gòu)上并不等效于揭示的執(zhí)行在此圖示說明的本發(fā)明的例示性實施例的功能的結(jié)構(gòu)。此外，雖然僅相對于幾個實施例中的一個說明本發(fā)明的特定特征，但這種特征可根據(jù)任何給定或特定的應(yīng)用所需或?qū)ζ溆欣c其他實施例的一個或多個其他特征相結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種用于使離子注入環(huán)境中的旋轉(zhuǎn)連接體升溫的方法，所述方法包括以下步驟 提供掃描臂和末端執(zhí)行器，所述掃描臂被構(gòu)造成繞著第一軸線旋轉(zhuǎn)，所述末端執(zhí)行器通過扭轉(zhuǎn)電動機能夠旋轉(zhuǎn)地連接到所述掃描臂并被構(gòu)造成選擇性地固定工件，其中所述末端執(zhí)行器進一步被構(gòu)造成繞著第二軸線旋轉(zhuǎn)并具有與所述第二軸線和所述扭轉(zhuǎn)電動機相關(guān)聯(lián)的軸承和密封件，其中所述第一軸線和所述第二軸線被定位成分隔開預(yù)定距離； 啟動所述扭轉(zhuǎn)電動機； 如果所述扭轉(zhuǎn)電動機使所述末端執(zhí)行器繞著所述第二軸線旋轉(zhuǎn)，則在預(yù)定時間之后或當所述扭轉(zhuǎn)電動機出現(xiàn)故障時使所述扭轉(zhuǎn)電動機的旋轉(zhuǎn)反向； 確定所述末端執(zhí)行器繞著所述第二軸線的旋轉(zhuǎn)是否可接受；和 當所述末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)不可接受時，使所述掃描臂繞著所述第一軸線往復(fù)運動，其中所述末端執(zhí)行器的慣性造成所述末端執(zhí)行器繞著所述第二軸線旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述軸承和所述密封件中的一個或多個包括鐵磁流體。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述在預(yù)定時間之后使所述扭轉(zhuǎn)電動機的旋轉(zhuǎn)反向的步驟包括接連增加所述預(yù)定時間的持續(xù)時間。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，當所述末端執(zhí)行器旋轉(zhuǎn)預(yù)定量時，所述末端執(zhí)行器繞著所述第二軸線的旋轉(zhuǎn)被確定為是可接受的。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述預(yù)定量包括繞著所述第二軸線的約為30度的旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括以下步驟 沿基本上垂直于所述第一軸線的方向移動所述掃描臂，其中所述掃描臂繞著所述第一軸線的往復(fù)運動基本上避免所述末端執(zhí)行器與處理介質(zhì)相交。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述處理介質(zhì)包括離子束。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述掃描臂繞著所述第一軸線的往復(fù)運動與未執(zhí)行所述離子注入的時間段同時執(zhí)行，其中保持所述軸承和/或密封件的相對低的粘度。
9.一種用于使被冷卻的離子注入環(huán)境中的旋轉(zhuǎn)連接體升溫的方法，所述方法包括以下步驟 提供構(gòu)造成產(chǎn)生離子束的離子注入系統(tǒng)； 提供構(gòu)造成選擇性地使工件通過所述離子束的工件掃描系統(tǒng)，其中所述工件掃描系統(tǒng)包括構(gòu)造成繞著第一軸線旋轉(zhuǎn)的掃描臂以及在距離所述第一軸線預(yù)定距離處能夠旋轉(zhuǎn)地連接到所述掃描臂的末端執(zhí)行器，其中所述末端執(zhí)行器被構(gòu)造成選擇性地夾持其上的所述工件，并且其中所述末端執(zhí)行器被構(gòu)造成繞著第二軸線旋轉(zhuǎn)； 冷卻所述末端執(zhí)行器，其中與所述末端執(zhí)行器繞著所述第二軸線的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)的軸承和密封件中的一個或多個被冷卻，其中降低所述末端執(zhí)行器繞著所述第二軸線旋轉(zhuǎn)的能力；和 使所述掃描臂繞著所述第一軸線旋轉(zhuǎn)，其中所述末端執(zhí)行器的慣性造成所述末端執(zhí)行器繞著所述第二軸線旋轉(zhuǎn)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述軸承和所述密封件中的一個或多個包括鐵磁流體。
11.一種使用在離子注入系統(tǒng)中的工件掃描系統(tǒng)，所述工件掃描系統(tǒng)包括 掃描臂，所述掃描臂被構(gòu)造成繞著第一軸線旋轉(zhuǎn)； 末端執(zhí)行器，所述末端執(zhí)行器能夠旋轉(zhuǎn)地連接到所述掃描臂并被構(gòu)造成選擇性地固定工件，其中所述末端執(zhí)行器進一步被構(gòu)造成繞著第二軸線旋轉(zhuǎn)，其中所述第一軸線和所述第二軸線被定位成分隔開預(yù)定距離，并且其中所述末端執(zhí)行器包括夾持板； 軸承，所述軸承沿著所述第二軸線定位，其中所述軸承將所述末端執(zhí)行器能夠旋轉(zhuǎn)地連接到所述掃描臂； 密封件，所述密封件沿著所述第二軸線定位，其中所述密封件大致提供外部環(huán)境和與所述掃描臂和所述末端執(zhí)行器中的一個或多個的內(nèi)部區(qū)域相關(guān)聯(lián)的內(nèi)部環(huán)境之間的壓力阻隔；和 控制器，所述控制器被構(gòu)造成至少部分地根據(jù)來自扭轉(zhuǎn)電動機的反饋和繞著所述第二軸線旋轉(zhuǎn)的預(yù)定度數(shù)，使所述末端執(zhí)行器選擇性地繞著所述第二軸線旋轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，且其中所述控制器被進一步構(gòu)造成至少部分地根據(jù)來自所述扭轉(zhuǎn)電動機的反饋和/或離子注入系統(tǒng)的狀態(tài)，使所述掃描臂選擇性地繞著所述第一軸線往復(fù)運動，其中所述掃描臂的選擇性往復(fù)運動造成所述末端執(zhí)行器由于慣性繞著所述第二軸線旋轉(zhuǎn)。
12.如權(quán)利要求11所述的工件掃描系統(tǒng)，還包括 加熱器組件，所述加熱器組件靠近所述軸承和所述密封件定位，其中所述加熱器組件被構(gòu)造成選擇性地提供預(yù)定量的熱量給所述軸承和所述密封件，其中增加所述末端執(zhí)行器繞著所述第二軸線旋轉(zhuǎn)的能力。
13.如權(quán)利要求11所述的工件掃描系統(tǒng)，其中，所述密封件包括磁性液體旋轉(zhuǎn)式密封組件，所述磁性液體旋轉(zhuǎn)式密封組件被構(gòu)造成提供外部環(huán)境與內(nèi)部環(huán)境之間的旋轉(zhuǎn)氣密。
14.如權(quán)利要求13所述的工件掃描系統(tǒng)，其中，所述磁性液體旋轉(zhuǎn)式密封組件還包括 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子能夠操作地連接到被冷卻的所述末端執(zhí)行器組件并被構(gòu)造成繞著所述第二軸線旋轉(zhuǎn)； 定子，所述定子沿著所述第二軸線定位并被構(gòu)造成使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；和 鐵磁流體，所述鐵磁流體設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間的環(huán)形區(qū)域中。
15.如權(quán)利要求11所述的工件掃描系統(tǒng)，其中，所述末端執(zhí)行器包括被冷卻的靜電夾頭，所述被冷卻的靜電夾頭被構(gòu)造成選擇性地以靜電方式將所述工件夾持到該靜電夾頭的夾持表面并選擇性地冷卻所述工件。
16.—種離子注入工件掃描系統(tǒng),包括 掃描臂，所述掃描臂被構(gòu)造成將工件移動橫過離子束； 末端執(zhí)行器，所述末端執(zhí)行器能夠旋轉(zhuǎn)地連接到所述掃描臂，并構(gòu)造成選擇性地固定工件，其中所述末端執(zhí)行器進一步被構(gòu)造成繞著扭轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)； 軸承，所述軸承沿著所述扭轉(zhuǎn)軸線定位，其中所述軸承將所述末端執(zhí)行器能夠旋轉(zhuǎn)地連接到所述掃描臂； 密封件，所述密封件沿著所述扭轉(zhuǎn)軸線定位，其中所述密封件大致地提供外部環(huán)境和與所述掃描臂及所述末端執(zhí)行器中的一個或多個的內(nèi)部區(qū)域相關(guān)聯(lián)的內(nèi)部環(huán)境之間的壓力阻隔；和 控制器，所述控制器被構(gòu)造成通過所述扭轉(zhuǎn)軸線的選擇性旋轉(zhuǎn)選擇性地提供預(yù)定量的熱量給所述軸承和所述密封件，其中增加所述末端執(zhí)行器繞著所述扭轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的傾向。
17.如權(quán)利要求16所述的離子注入工件掃描系統(tǒng)，其中，所述密封件包括磁性液體旋轉(zhuǎn)式密封組件，所述磁性液體旋轉(zhuǎn)式密封組件被構(gòu)造成提供外部環(huán)境與內(nèi)部環(huán)境之間的旋轉(zhuǎn)氣密。
18.如權(quán)利要求17所述的離子注入工件掃描系統(tǒng)，其中，所述磁性液體旋轉(zhuǎn)式密封組件還包括 扭轉(zhuǎn)電動機，所述扭轉(zhuǎn)電動機包括轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子能夠操作地連接到所述末端執(zhí)行器組件并構(gòu)造成繞著所述第二軸線旋轉(zhuǎn)，所述定子沿著所述扭轉(zhuǎn)軸線定位并被構(gòu)造成使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；和 鐵磁流體，所述鐵磁流體設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間的環(huán)形區(qū)域中。
19.如權(quán)利要求18所述的離子注入工件掃描系統(tǒng)，其中，所述控制器被構(gòu)造成至少部分地根據(jù)來自扭轉(zhuǎn)電動機的反饋和所述末端執(zhí)行器繞著所述扭轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的預(yù)定度數(shù)，使所述末端執(zhí)行器繞著所述扭轉(zhuǎn)軸線選擇性地旋轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，并且其中所述控制器進一步被構(gòu)造成至少部分地根據(jù)來自所述扭轉(zhuǎn)電動機的反饋和/或離子注入的狀態(tài)，使所述掃描臂繞著掃描軸線選擇性地往復(fù)運動，其中所述掃描臂的選擇性往復(fù)運動造成所述末端執(zhí)行器由于慣性繞著所述第二軸線旋轉(zhuǎn)。
20.如權(quán)利要求16所述的離子注入工件掃描系統(tǒng)，其中，所述末端執(zhí)行器還包括被冷卻的靜電夾頭，所述被冷卻的靜電夾頭被構(gòu)造成選擇性地以靜電方式將所述工件夾持到該靜電夾頭的夾持表面并選擇性地冷卻所述工件。
21.一種用于使離子注入環(huán)境中的旋轉(zhuǎn)連接體升溫的方法，所述方法包括以下步驟 提供掃描臂，所述掃描臂具有通過扭轉(zhuǎn)電動機能夠旋轉(zhuǎn)地連接到該掃描臂并被構(gòu)造成選擇性地固定工件的末端執(zhí)行器，所述末端執(zhí)行器具有與所述扭轉(zhuǎn)電動機相連的軸承和密封件； 啟動所述扭轉(zhuǎn)電動機以使所述末端執(zhí)行器在第一方向上旋轉(zhuǎn)；和 在預(yù)定時間之后選擇性地使所述扭轉(zhuǎn)電動機的旋轉(zhuǎn)反向，以便保持所述掃描臂與所述末端執(zhí)行器之間的可旋轉(zhuǎn)連接。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述軸承和所述密封件中的一個或多個包括鐵磁流體。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述啟動所述扭轉(zhuǎn)電動機的步驟以及使所述扭轉(zhuǎn)電動機的方向反向的步驟被執(zhí)行選定的時間段以保持所述鐵磁流體的預(yù)定粘度。
24.一種用于使被冷卻的離子注入環(huán)境中的旋轉(zhuǎn)連接體升溫的方法，所述方法包括以下步驟 提供離子注入系統(tǒng)，所述離子注入系統(tǒng)被構(gòu)造成產(chǎn)生離子束； 提供工件掃描系統(tǒng)，所述工件掃描系統(tǒng)被構(gòu)造成選擇性地使工件通過所述離子束，其中所述工件掃描系統(tǒng)包括掃描臂，所述掃描臂具有能夠旋轉(zhuǎn)地連接到該掃描臂的末端執(zhí)行器，其中所述末端執(zhí)行器被構(gòu)造成選擇性地將所述工件夾持到該末端執(zhí)行器上，并且其中所述末端執(zhí)行器被構(gòu)造成繞著扭轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；以及 提供與所述末端執(zhí)行器與所述掃描臂之間的可旋轉(zhuǎn)連接相關(guān)聯(lián)的軸承和密封件，其中所述軸承和所述密封件中的一個或多個包括鐵磁流體。
25.一種使用在離子注入系統(tǒng)中的工件掃描系統(tǒng)，所述工件掃描系統(tǒng)包括 掃描臂，所述掃描臂具有通過第一軸線電動機能夠旋轉(zhuǎn)地連接到該掃描臂的末端執(zhí)行器，所述末端執(zhí)行器被構(gòu)造成選擇性地將工件固定到該末端執(zhí)行器上，其中所述末端執(zhí)行器進一步被構(gòu)造成相對于所述掃描臂繞著第一軸線旋轉(zhuǎn)； 軸承，所述軸承與沿著所述第一軸線定位的所述第一軸線電動機相連，以將所述末端執(zhí)行器能夠旋轉(zhuǎn)地連接到所述掃描臂； 密封件，所述密封件沿著所述第一軸線定位，以提供用于所述軸承的保護屏障；和 控制器，所述控制器被構(gòu)造成使所述末端執(zhí)行器繞著所述第一軸線選擇性地旋轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，以保持所述掃描臂與所述末端執(zhí)行器之間的可旋轉(zhuǎn)連接。
26.如權(quán)利要求25所述的工件掃描系統(tǒng)，其中，所述控制器進一步被構(gòu)造成接收來自所述扭轉(zhuǎn)電動機的反饋。
27.如權(quán)利要求25所述的工件掃描系統(tǒng)，其中，所述密封件包括磁性液體旋轉(zhuǎn)式密封組件，所述磁性液體旋轉(zhuǎn)式密封組件被構(gòu)造成提供外部環(huán)境和與所述末端執(zhí)行器相關(guān)聯(lián)的內(nèi)部環(huán)境之間的旋轉(zhuǎn)氣密，其中所述末端執(zhí)行器的選擇性旋轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)可操作以保持所述磁性液體的最小粘度。
28.—種離子注入工件掃描系統(tǒng),包括 掃描臂，所述掃描臂被構(gòu)造成將工件移動橫過離子束； 末端執(zhí)行器，所述末端執(zhí)行器能夠旋轉(zhuǎn)地連接到所述掃描臂并被構(gòu)造成選擇性地將工件固定到該末端執(zhí)行器上，其中所述末端執(zhí)行器進一步被構(gòu)造成繞著第一軸線旋轉(zhuǎn)； 軸承，所述軸承沿著所述第一軸線定位，其中所述軸承能夠旋轉(zhuǎn)地將所述末端執(zhí)行器連接到所述掃描臂； 密封件，所述密封件沿著所述第一軸線定位，以提供用于所述軸承的保護屏障；和 控制器，所述控制器被構(gòu)造成通過所述末端執(zhí)行器繞著所述第一軸線的選擇性旋轉(zhuǎn)，選擇性地提供預(yù)定量的熱量給所述軸承和所述密封件，其中保持所述末端執(zhí)行器繞著所述第一軸線旋轉(zhuǎn)的最小傾向。
29.如權(quán)利要求28所述的離子注入工件掃描系統(tǒng)，其中，所述控制器被構(gòu)造成至少部分地根據(jù)來自第一軸線電動機的反饋和所述末端執(zhí)行器繞著所述第一軸線旋轉(zhuǎn)的預(yù)定度數(shù)，使所述末端執(zhí)行器繞著所述第一軸線選擇性地旋轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。
30.如權(quán)利要求29所述的離子注入工件掃描系統(tǒng)，其中，所述末端執(zhí)行器還包括被冷卻的靜電夾頭，所述靜電夾頭被構(gòu)造成選擇性地以靜電方式將所述工件夾持到該靜電夾頭的夾持表面并選擇性地冷卻所述工件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于使離子注入環(huán)境中的旋轉(zhuǎn)連接體升溫的方法，該方法提供構(gòu)造成繞著第一軸線旋轉(zhuǎn)的掃描臂以及經(jīng)由電動機連接到掃描臂以選擇性地固定工件的末端執(zhí)行器。末端執(zhí)行器被構(gòu)造成繞著第二軸線旋轉(zhuǎn)，并具有與第二軸線和電動機相關(guān)聯(lián)的軸承和密封件。電動機被啟動，并且電動機的旋轉(zhuǎn)由于末端執(zhí)行器繞著第二軸線的旋轉(zhuǎn)在預(yù)定時間之后或當電動機出現(xiàn)故障時反轉(zhuǎn)。確定末端執(zhí)行器繞著第二軸線的旋轉(zhuǎn)是否可接受，并且當末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)是不可接受的時，掃描臂繞著第一軸線往復(fù)運動，其中末端執(zhí)行器的慣性造成末端執(zhí)行器繞著第二軸線旋轉(zhuǎn)。
文檔編號H01J37/02GK102934196SQ201180027607
公開日2013年2月13日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者織田簡, 威廉·D·李 申請人:艾克塞利斯科技公司