(57)【要約】  ばね力を用いて２つの構成要素を取り付けるための締結システムが開示されている。締結システムは、ばね力をもたらすためにＯリングを利用し、あらゆる金属構成要素の必要性をなくす。Ｏリングは、複数のスポークを有するＯリングホルダ内に配置され得る。圧縮されると、スポークによってＯリングにおいて窪みが生じる。スポークの数、及びそのサイズ及び形状は、締結システムのばね力を決定する。別の実施形態では、垂直に配向されたＯリングが利用される。締結システムは、イオン源の様々な構成要素を締結するために使用され得る。【選択図】図１
2021524903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の構成要素を第２の構成要素に締結するための締結システムであって、
ヘッド及び本体を有するピン、
前記ピンの前記本体が貫通するように寸法形成された中央開口を有するラッチ、
底部、内側側壁、及び外側側壁を有する円形凹部を有するＯリングホルダ、並びに
前記円形凹部内に配置され、且つ前記ラッチの下側と前記Ｏリングホルダとの間に配置されたＯリング
を備えている締結システム。
【請求項２】
前記ピンが、前記本体に沿って配置された溝を備え、前記ラッチが４分の１回転したときに前記溝内に係止されるように、前記中央開口が寸法形成されている、請求項１に記載の締結システム。
【請求項３】
前記Ｏリングホルダが、前記円形凹部の前記底部から上方に延在する複数のスポークを備え、前記複数のスポークが、前記Ｏリングの底部表面に接触する、請求項１に記載の締結システム。
【請求項４】
前記複数のスポークがそれぞれ前記内側側壁及び前記外側側壁に取り付けられる、請求項３に記載の締結システム。
【請求項５】
前記複数のスポークが、前記底部から遠位の自由端を備え、前記複数のスポークのそれぞれの前記自由端が先細りしている、請求項３に記載の締結システム。
【請求項６】
前記複数のスポークがそれぞれ前記底部から遠位の自由端を備え、前記複数のスポークのそれぞれの前記自由端が平坦である、請求項３に記載の締結システム。
【請求項７】
前記複数のスポークがそれぞれ、隣接するスポークから３６０°／Ｎの角度で離間され、Ｎはスポークの数である、請求項３に記載の締結システム。
【請求項８】
第１の構成要素を第２の構成要素に締結するための締結システムであって、
ヘッド及び本体を有するピン、
前記ピンの前記本体が貫通するように寸法形成された中央開口を有するラッチ、
複数の垂直スロットを有するＯリングホルダ、及び
対応する垂直スロット内に配置され、且つ前記ラッチの下側に接触する複数のＯリング
を備えている締結システム。
【請求項９】
前記ピンが、前記本体に沿って配置された溝を備え、前記ラッチが４分の１回転したときに前記溝内に係止されるように、前記中央開口が寸法形成されている、請求項８に記載の締結システム。
【請求項１０】
前記ラッチが前記溝内に係止されているとき、前記複数のＯリングがそれぞれ圧縮される、請求項９に記載の締結システム。
【請求項１１】
前記複数の垂直スロットがそれぞれ、隣接する垂直スロットから３６０°／Ｎの角度で離間され、Ｎは垂直スロットの数である、請求項８に記載の締結システム。
【請求項１２】
イオン源と共に使用するための抽出プレートアセンブリであって、
抽出開孔及び前記抽出開孔に近接する孔を有する抽出プレート、
開口を有するブロッカ、並びに
締結システムであって、
ヘッド及び本体を有し、前記孔及び前記開口を通過するピンと、
前記ピンの前記本体が貫通するように寸法形成された中央開口を有するラッチと、
Ｏリングホルダと
前記Ｏリングホルダ内に配置され、且つ前記ラッチの下側に対して押圧されるＯリング
を備えた締結システム
を備えている抽出プレートアセンブリ。
【請求項１３】
前記Ｏリングホルダが、底部、内側側壁、及び外側側壁を有する円形凹部を備え、前記Ｏリングが、前記円形凹部内に配置される、請求項１２に記載の抽出プレートアセンブリ。
【請求項１４】
前記Ｏリングホルダが、前記円形凹部の前記底部から上方に延在する複数のスポークを備え、前記複数のスポークが、前記Ｏリングの底部表面に接触する、請求項１３に記載の抽出プレートアセンブリ。
【請求項１５】
前記Ｏリングホルダが、複数の垂直スロット、及び複数のＯリングを備え、それぞれの前記複数のＯリングが、対応する垂直スロット内に配置される、請求項１２に記載の抽出プレートアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１８年５月２９日に出願された米国特許出願第１５／９９１，３２８号の優先権を主張し、その開示全体が本明細書中での参照により援用される。
【０００２】
本開示の実施形態は、ばね力で２つの構成要素を共に保持するための締結システム、より具体的には、金属ばね又はワッシャを使用せずに２つの構成要素を保持するための締結システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
イオン源は、所望の種のイオンを含むプラズマを生成するために使用される。次いで、こうしたイオンは、通常、抽出開孔を通して抽出され、ワークピースに向けて方向付けられる。同様に、プラズマを生成するために処理チャンバも使用されるが、ワークピースは処理チャンバ内に配置される。
【０００４】
このようなイオン源及び処理チャンバは、通常、互いに締結された複数の構成要素から構成される。しかしながら、このようなイオン源及び処理チャンバが曝される温度により、これらの構成要素が熱膨張する。その結果、ファスナが、ある程度の相対運動を可能にする。これは、通常、所望のばね力を備えたばねを使用することによって達成される。
【０００５】
しかしながら、新しいエッチング及び処理方法では、金属構成要素を激しく攻撃する非常に反応性の高い処理ガスが使用される。これらの金属構成要素が処理ガスによって攻撃されると、遊離した材料がイオン源又は処理チャンバの表面をコーティングする。遊離した材料は、汚染物質及び粒子としてワークピースの表面に移動することもある。
【０００６】
したがって、ワークピースの汚染を引き起こさない、ばね力で２つの構成要素を保持するための締結システムがあれば有益であろう。金属ばねの使用により汚染が生じ得る任意の用途にこのようなシステムを使用することができる。
【発明の概要】
【０００７】
ばね力を用いて２つの構成要素を取り付けるための締結システムが開示されている。締結システムは、ばね力をもたらすためにＯリングを利用し、あらゆる金属構成要素の必要性をなくす。Ｏリングは、複数のスポークを有するＯリングホルダ内に配置され得る。圧縮されると、スポークによってＯリングにおいて窪みが生じる。スポークの数、及びそのサイズ及び形状は、締結システムのばね力を決定する。別の実施形態では、垂直に配向されたＯリングが利用される。締結システムは、イオン源の様々な構成要素を締結するために使用され得る。
【０００８】
一実施形態によれば、第１の構成要素を第２の構成要素に締結するための締結システムが開示される。締結システムは、ヘッド及び本体を有するピン、ピンの本体が貫通するように寸法形成された中央開口を有するラッチ、底部、内側側壁、及び外側側壁を有する円形凹部を有するＯリングホルダ、並びに円形凹部内に配置され、且つラッチの下側とＯリングホルダとの間に配置されたＯリングを備えている。特定の実施形態では、ピンは、本体に沿って配置された溝を備え、中央開口は、ラッチが４分の１回転したときに溝内に係止されるように寸法形成されている。特定の実施形態では、Ｏリングは、ラッチが溝内に係止されているときに圧縮される。特定の実施形態では、Ｏリングホルダは、円形凹部の底部から上方に延在する複数のスポークを備え、複数のスポークは、Ｏリングの底部表面に接触する。幾つかの実施形態では、複数のスポークは、それぞれ内側側壁及び外側側壁に取り付けられる。幾つかの実施形態では、複数のスポークは、それぞれ底部から遠位の自由端を備え、複数のスポークのそれぞれの自由端は先細りしている。他の実施形態では、自由端は平坦である。特定の実施形態では、複数のスポークは、それぞれ隣接するスポークから３６０°／Ｎの角度で離間される。Ｎはスポークの数である。幾つかの実施形態においては、Ｎは、３と８との間であり得る。
【０００９】
別の実施形態によれば、第１の構成要素を第２の構成要素に締結するための締結システムが開示される。締結システムは、ヘッド及び本体を有するピンと、ピンの本体が貫通するように寸法形成された中央開口を有するラッチと、複数の垂直スロットを有するＯリングホルダと、対応する垂直スロット内に配置され、且つラッチの下側に接触する複数のＯリングとを備えている。特定の実施形態では、複数の垂直スロットは、それぞれ隣接する垂直スロットから３６０°／Ｎの角度で離間される。Ｎは垂直スロットの数である。特定の実施形態においては、Ｎは、３と８との間である。
【００１０】
別の実施形態によれば、イオン源と共に使用するための抽出プレートアセンブリが開示される。抽出プレートアセンブリは、抽出開孔及び抽出開孔に近接する孔を有する抽出プレート、開口を有するブロッカ、並びに締結システムであって、ヘッド及び本体を有し、孔及び開口を通過するピンと、ピンの本体が貫通するように寸法形成された中央開口を有するラッチと、Ｏリングホルダと、Ｏリングホルダ内に配置され、且つラッチの下側に対して押圧されるＯリングとを備えた締結システムを備えている。特定の実施形態では、Ｏリングホルダは、ブロッカに対して配置される。特定の実施形態では、Ｏリングホルダは、底部、内側側壁、及び外側側壁を有する円形凹部を備え、Ｏリングは、円形凹部内に配置される。特定のさらなる実施形態では、Ｏリングホルダは、円形凹部の底部から上方に延在する複数のスポークを備え、複数のスポークは、Ｏリングの底部表面に接触する。特定の実施形態では、Ｏリングホルダは、複数の垂直スロット、及び複数のＯリングを備え、複数のＯリングは、それぞれ対応する垂直スロット内に配置される。
【００１１】
本開示をより良く理解するために、添付の図面を参照する。これらの図面は、参照により本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る、締結システムの図である。
【図２Ａ】図１の締結システムのピン及びラッチの上面図である。
【図２Ｂ】別の実施形態に係るピンを示す；
【図３】一実施形態に係る、図１のＯリング及びＯリングホルダを示す。
【図４Ａ−４Ｆ】図１の実施形態で使用するためのＯリングホルダの様々な実施形態を示す。
【図５】一実施形態に従って組み立てられたピン、Ｏリングホルダ、及びＯリングホルダを示す。
【図６】第２の実施形態に係る、締結システムの図である。
【図７】ラッチと共に図６の締結システムを示す。
【図８】図６及び図７の締結システムで使用されるＯリングホルダを示す。
【図９】Ｏリングが取り付けられた図８のＯリングホルダを示す。
【図１０】本明細書に記載された締結システムを使用するイオン源を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上述のように、特定の実施形態では、イオン源又は処理チャンバは、熱膨張に対応するためにある程度のばね力を含む締結システムを使用して共に保持される。
【００１４】
本開示では、いかなる金属構成要素も使用せずにこの目標を達成する幾つかの締結システムが説明される。これは、金属構成要素が苛性ガスに曝され得る任意の環境、又は金属構成要素の劣化を引き起こしたり、又はその作用を損なったりする他の条件において特に有益である。
【００１５】
図１０は、そのような一実施形態を示す。当該システムは、複数のチャンバ壁３０１からなるイオン源チャンバ３００を含む。特定の実施形態では、これらのチャンバ壁３０１のうちの１つ又は複数は、誘電材料（例えば、石英）から構成され得る。ＲＦアンテナ３１０は、第１誘電体壁３０２の外面に配置され得る。ＲＦアンテナ３１０は、ＲＦ電源３２０によって給電され得る。ＲＦアンテナ３１０に送達されたエネルギーは、イオン源チャンバ３００内で放射され、ガス供給口３３０を介して導入された供給ガスをイオン化する。他の実施形態では、ガスは、間接加熱カソード（ＩＨＣ：ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｈｅａｔｅｄ  ｃａｔｈｏｄｅ）、容量結合プラズマ源、誘導結合プラズマ源、バーナス源（Ｂｅｒｎａｓ  ｓｏｕｒｃｅ）、又は任意の他のプラズマ発生器の使用を通して等、異なる方法でイオン化される。
【００１６】
抽出プレート３４０と呼ばれるあるチャンバ壁は、抽出開孔３４５を含む。抽出開孔３４５を通して、イオンはイオン源チャンバ３００を出ることができる抽出プレート３４０は、導電性材料（例えば、チタン、タンタル、又は他の金属）から構成され得る。抽出プレート３４０は、幅が３００ミリメートル超であり得る。さらに、抽出開孔３４５は、ワークピース３９９の直径よりも広い場合がある。
【００１７】
プラテン３６０は、抽出開孔３４５に近接するようにイオン源チャンバ３００の外側に配置される。ワークピース３９９が、プラテン３６０上に配置される。
【００１８】
イオン源チャンバ３００内には、ブロッカ３５０が配置され得る。ブロッカ３５０は、抽出開孔３４５の近傍のプラズマシースに影響を与えるように使用される誘電材料であり得る。他の実施形態では、ブロッカ３５０は、セラミック材料などの誘電材料でコーティングされた金属であってもよい。例えば、特定の実施形態では、イオンが、ワークピース３９９に対して垂直でない抽出角度で抽出開孔３４５から出るように、ブロッカ３５０が配置される。特定の実施形態では、イオンは、図１０に示されるように、２つの異なる抽出角度で抽出され得る。この実施形態では、第１のビームレット３９０及び第２のビームレット３９１が、ワークピース３９９の方へ向けられる。他の実施形態では、イオンは単一の抽出角度で抽出される。抽出開孔３４５に対するイオン源チャンバ３００内のブロッカ３５０の配置は、イオンがイオン源チャンバ３００から出てワークピース３９９に衝突する角度を規定する。本明細書に記載されたいずれかの締結システムを使用して、ブロッカ３５０を抽出プレート３４０に取り付けることができる。
【００１９】
図１は、一実施形態に係る締結システム１００を示す。この締結システム１００は、第１の構成要素１０及び第２の構成要素２０を共に保持するために使用される。例えば、第１の構成要素１０は、図１０の抽出プレート３４０であってもよく、一方、第２の構成要素２０は、ブロッカ３５０であってもよい。
【００２０】
締結システム１００は、第１の構成要素１０及び第２の構成要素２０の孔又は開口を貫通するピン１１０を備えている。ピン１１０は、エッチングに対して耐性のある高性能材料（ＨＰＭ：ｈｉｇｈ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ  ）のアルミナや石英から作製され得る。当然ながら、他の適切な材料も使用してよい。ピン１１０は、本体１１２よりも大きいヘッド１１１を有し得る。それにより、ヘッド１１１は、第１の構成要素１０の孔又は開口を通過できない。特定の実施形態では、第１の構成要素１０は、ヘッド１１１が第１の構成要素１０の凹部内に載置されるように、座ぐりされ得る。特定の実施形態では、ピン１１０のヘッド１１１は、０．５から１．０インチの直径を有する円形であり得る。ピン１１０の本体１１２の少なくとも一部は、楕円形状であってもよく、その長軸に沿って０．４から０．６インチの長さを有し、その短軸に沿って０．２から０．４インチの長さを有する。当然ながら、これらの寸法は例示的に過ぎない。他の寸法も使用することができる。
【００２１】
上述したように、幾つかの実施形態では、ピン１１０の本体１１２の少なくとも一部は、図２Ａに最もよく示されるように、楕円又は長円状の断面を有し得る。さらに、図１に示すように、ラッチ１２０の取り付けを可能にするために、本体１１２に溝１１３が配置され得る。特定の実施形態では、ピン１１０の本体１１２全体が長円状の断面を有し得る。他の実施形態では、ピン１１０の本体１１２は、ヘッド１１１から溝１１３にかけて円形断面を有してもよく、図２Ｂに示されるように、溝１１３以降の部分が長円状断面であってもよい。図２Ａに示されるように、ラッチ１２０は、楕円状又は楕円状の開口１２１を有する円形であり得る。ラッチ１２０は、ＨＰＭ、アルミナ、石英、又は任意の他の適切な材料から作製されてもよい。開口１２１は、本体１１２の断面よりもわずかに大きくなるよう寸法形成され得る。このようにして、ラッチ１２０がピン１１０の上に配置され、開口１２１と本体１１２とが同様に位置合わせされ得る。次いで、ラッチ１２０は、ピン１１０上に下降させられ得る。ラッチ１２０が溝１１３のレベルに達すると、ラッチ１２０が今や溝１１３によって保持されるように、ラッチ１２０を４分の１回転（すなわち、９０°）回転させてもよい。
【００２２】
別の実施形態では、ラッチ１２０は、Ｃクリップ形状を有する場合があり、連続的な円形Ｏリングの代わりにＯリングの一部のみを使用する。Ｃクリップは、傾斜面のような先細り面を有し、それにより、最初にＣクリップを容易に滑り込ませ、次にＣクリップが完全に挿入されたら、ばね力を加えることを可能にする。
【００２３】
図示されていないが、特定の実施形態では、ピン１１０の本体１１２は、円形の断面を有し得る。本実施形態では、ピン１１０は、楕円状又は長円状の断面を有するヘッドを有し得る。一旦ラッチ１２０がピン１１０のヘッドを通過すると、４分の１回転して、所定の位置に固定され得る。
【００２４】
特定の実施形態では、ラッチ１２０は、その外縁から下方に延びるフランジ１２２を有する。フランジ１２２は、後述するように、Ｏリング１４０及びＯリングホルダ１３０の一部を覆い得る。
【００２５】
Ｏリングホルダ１３０は、第２の構成要素２０上に配置されてもよく、ラッチ１２０の下方に載置される。Ｏリングホルダ１３０は、ＨＰＭ、アルミナ、石英、又は任意の他の適切な材料から作製されてもよい。図１及び図３に示すように、Ｏリングホルダ１３０は、内径及び外径を有する環状リングであってもよい。ピン１１０がＯリングホルダ１３０の中心の孔を通過することを可能にするように、内径は、ピン１１０の本体１１２の長軸と少なくとも同じ大きさであってもよい。特定の実施形態では、内径は、０．４から０．６インチであり得る。他の実施形態では、Ｏリングホルダ１３０は、環状リングではない場合がある。むしろ、Ｏリングホルダ１３０は、円形の外縁を有し得るが、内縁はピン１１０の本体１１２と同じ形状を有し得る。すべての実施形態において、ピン１１０の本体１１２は、Ｏリングホルダ１３０の中心の孔を通過することが可能である。Ｏリングホルダ１３０は、Ｏリング１４０が配置される円形凹部１３１も有し得る。
【００２６】
Ｏリングホルダ１３０には、Ｏリング１４０が配置されている。ピン１１０がＯリング１４０の中央の孔を通過するように、Ｏリング１４０は配向されている。言い換えると、Ｏリング１４０は、ピン１１０に対して水平に配向されている。幾つかの実施形態では、Ｏリング１４０の内径は、０．６から０．８インチの間であってもよいが、外径は、０．８から１．２インチの間である。Ｏリング１４０の幅は、０．１から０．２インチの間であってもよい。当然ながら、他の寸法が使用されてもよい。特定の実施形態では、Ｏリング１４０は、パーフルオロエラストマー（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｅｌａｓｔｏｍｅｒ）から構成され得る。Ｏリング１４０は、Ｏリングホルダ１３０の底面及びラッチ１２０の上面と物理的に接触している。特定の実施形態では、Ｏリング１４０は、Ｏリングホルダ１３０とラッチ１２０との間で圧縮される。Ｏリング１４０は、任意の適切な材料（例えば、合成ゴム、フルオロエラストマー、又は他の種類のエラストマー）から構成されてもよい。Ｏリング１４０は、窪みに対する特定の抵抗を有しており、これは通常デュロメータによって測定される。値が高いほど、柔軟性が低いことを示す。
【００２７】
図１に示すように、ラッチ１２０の直径は、Ｏリング１４０及びＯリングホルダ１３０の直径よりも大きくてもよく、それにより、フランジ１２２が、Ｏリング１４０及びＯリングホルダ１３０の少なくとも一部を覆い得る。特定の実施形態では、フランジ１２２は、第２の構成要素２０の上面までずっと延在し得る。他の実施形態では、フランジ１２２と第２の構成要素２０の上面との間に間隙が存在してもよい。
【００２８】
円形凹部１３１は、様々な異なる断面を有し得る。例えば、図１は、円形凹部１３１の断面が２つの垂直側壁１３２及び底部１３３を有しているように示しており、底部１３３は水平であってもよい。対照的に、図３は、２つの内側に傾斜した側壁１３４、及び水平であり得る底部１３３を有する断面を示す。側壁及び底部の構成は、Ｏリング１４０のばね力に影響を与え得る。言い換えれば、図１では、Ｏリングの底面全体が底部１３３に直接配置されているので、Ｏリング１４０に対する任意の圧縮が上向きの力をもたらす。対照的に、図３に示す構成では、内側に傾斜した側壁１３４がＯリング１４０を支持している。したがって、Ｏリング１４０の圧縮は、Ｏリング１４０を変形させ、Ｏリング１４０を底部１３３に向けて凹部１３１内に深く押し込み得る。これにより、この構成ではＯリング１４０のばね力がより低くなる結果となる。これをさらに言い換えると、Ｏリング１４０が底部１３３に向かって変形することができる程度が、Ｏリング１４０のばね力を決定し得る。
【００２９】
これを念頭に置くと、複数の異なるＯリングホルダを設計することができる。図４Ａから４Ｆは、６つの異なる実施形態を示す。各Ｏリングホルダ１３０が、水平であり得る底部１３３と、垂直側壁１３２を含み得る内側側壁及び外側側壁とを備えている。当然ながら、内側に傾斜した側壁１３４を代替的に使用してもよい。各Ｏリングホルダ１３０は、水平な底部１３３から上方に延びる少なくとも１つのスポーク１３５をさらに備えている。スポーク１３５は、Ｏリングホルダ１３０の底部１３３から上方への突出部である。各スポーク１３５は、内側側壁から外側側壁まで延在し、これら２つの側壁に取り付けられるか、又はこれら２つの側壁に成形されてもよい。スポーク１３５は、垂直な側壁１３２の上部から延在しない場合がある。水平な底部１３３からスポーク１３５の自由端の上面までの距離は、スポーク１３５の高さであると言ってもよい。スポークの幅とは、径方向に垂直な方向におけるスポーク１３５の寸法のことを言う。スポーク１３５は、図４Ｅから図４Ｆに示すように、先細りした自由端を有してもよく、又は図４Ｂ及び図４Ｄに示すように、平坦な自由端を有してもよい。先細りした自由端は、スポーク１３５が、その自由端よりも底部１３３の近くでより幅が広いことを示す。これは、自由端が鋭い端部又は緩やかな端部で終端し得る実施形態を含む。平坦な自由端は、スポーク１３５の自由端の厚さが、底部１３３の近くの厚さと同じであることを示す。さらに、スポーク１３５の幅が変動し得る。例えば、図４Ｂのスポークは、図４Ｃのスポークよりも薄い。さらに、スポークの数も変動し得る。例えば、図４Ｅは、２つのスポークを示し、図４Ｂから４Ｄは３つのスポークを示し、図４Ａ及び４Ｆは４つのスポークを示す。当然ながら、任意の数のスポークを使用してもよい。Ｏリング１４０をＯリングホルダ１３０上に平らに載置することを可能にするために、スポーク１３５を等間隔に離間してもよい。したがって、隣接するスポーク間の角度を３６０°／Ｎと定義してよい。ここで、Ｎはスポークの数である。特定の実施形態では、スポークの数は、３から８の間であり得る。
【００３０】
作動中、ピン１１０は、第１コンポーネント１０及び第２コンポーネント２０の開口又は孔を貫通するように配置される。Ｏリングホルダ１３０が、ピン１１０の上に滑り込む。次に、Ｏリング１４０は、Ｏリングホルダ１３０上に配置され、具体的には、Ｏリングホルダ１３０のスポーク１３５上に載置される。これは、図５で確認することができる。次に、ラッチ１２０が、ピン１１０の上に置かれ、４分の１回転により溝１１３に固定される。Ｏリング１４０は、ラッチ１２０及びスポーク１３５の両方と物理的に接触しており、デフォルト状態ではわずかに圧縮され得る。特定の実施形態では、ばね力のデフォルト量は、３から９ポンドであり得るが、他の値が用いられてもよい。締結システム１００が熱に曝されると、熱膨張が、第１の構成要素１０及び／又は第２の構成要素２０の膨張を引き起こし得る。ラッチ１２０とピンのヘッド１１１との間の距離が固定されるので、この膨張はＯリング１４０の圧縮が受けとめる。特に、Ｏリング１４０がスポーク１３５内に押し込まれ、その結果、Ｏリング１４０には各スポーク１３５によって窪みが生じる。スポーク１３５の数、高さ、及び形状は、窪みを形成するために使われる力の量を決定する。先細りした自由端を有するスポーク１３５がより少ないＯリングホルダ１３０は、より多くのスポークを有するＯリングホルダ又は先細りしていないスポーク１３５を有するＯリングホルダよりも結果的にばね力が低くなる。
【００３１】
スポーク１３５の数、各スポーク１３５の幅及び高さ、並びにスポークが先細りの自由端を有するかどうかの決定は、Ｏリング１４０がもたらすように意図された所望のばね力に基づく、設計上の選択である。スポークの数、スポークの幅、及びスポークの深さは、ばね力に大きく影響を与え得る。
【００３２】
図４Ａから図４Ｆは、Ｏリングホルダ１３０上に配置されたスポーク１３５を示しているが、他の実施形態も可能である。例えば、代替的な実施形態では、スポークは、ラッチ１２０の下側に配置されてもよい。ラッチ１２０上のスポークとＯリングホルダ１３０上のスポーク１３５を位置合わせさせて、Ｏリング１４０がその上面と下面において同一点に接触するようにすることができる。例えば、それぞれが３つのスポークを有すると仮定しよう。そうすると、組み立ての際には、Ｏリングホルダ１３０のスポーク１３５は、０°、１２０°及び２４０°の任意の角度で配置され得る。次いで、ラッチ１２０のスポークを０°、１２０°及び２４０°の角度に配置することもできる。
【００３３】
別の実施形態では、締結システム１００を組み立てるとき、Ｏリングホルダ１３０のスポーク１３５は、ラッチ１２０のスポークと位置合わせされていない。ある特定の実施形態では、ラッチ１２０のスポークは、Ｏリングホルダ１３０のスポーク１３５間に配置されるよう構成され得る。組み立ての際には、Ｏリングホルダ１３０のスポーク１３５は、０°、１２０°及び２４０°の任意の角度で配置され得る。次いで、ラッチ１２０のスポークを６０°、１８０°及び３００°の角度に配置することもできる。
【００３４】
さらに別の実施形態では、Ｏリングホルダ１３０は、円形凹部１３１を有してもよいが、スポーク１３５がなくてもよい。かえって、スポークがラッチ１２０の下側にのみ配置されてもよい。特定の実施形態では、ラッチ１２０の下側がスポーク及び円形凹部を含む場合、Ｏリングホルダ１３０は利用されない場合がある。
【００３５】
Ｏリング１４０は水平に配向されてもよいが、他の実施形態も可能である。図６から図９は、Ｏリングが垂直に配向されている締結システム２００の別の実施形態を示す。Ｏリングを構成するために使用される材料を圧縮させる又は窪ませる能力に頼るのではなく、この実施形態では、ばね力を達成するためにＯリングの円形形状を変形させる能力に頼る。
【００３６】
前述の実施形態と同様に、この締結システム２００は、ピン１１０及びラッチ１２０を利用して、第１の構成要素１０を第２の構成要素２０に固定する。
【００３７】
図８及び図９で最も良く示すように、Ｏリングホルダ２３０は、内径及び外径を有する環状リングであってもよい。ピン１１０の本体１１２がＯリングホルダ２３０の中心孔を通過することを可能にするように、内径は、ピン１１０の本体１１２の長軸と少なくとも同じ大きさであってもよい。他の実施形態では、Ｏリングホルダ２３０は、環状リングではない場合がある。むしろ、Ｏリングホルダ２３０は、円形の外縁を有し得るが、内縁はピン１１０の本体１１２と同じ形状を有し得る。すべての実施形態において、ピン１１０の本体１１２は、Ｏリングホルダ２３０の中心の孔を通過することが可能である。Ｏリングホルダ２３０は、ＨＰＭ、アルミナ、石英、又は任意の他の適切な材料から作製されてもよい。前述の実施形態とは異なり、Ｏリングホルダ２３０は、図６及び図８に最もよく示されるように、複数の垂直スロット２３１を備えている。垂直スロット２３１の数は、変動してもよく、１より大きい任意の数であってもよい。垂直スロット２３１は、Ｏリングホルダ２３０の周囲に等間隔に配置され得る。例えば、図８及び図９は、４つの垂直スロット２３１を示しており、各垂直スロット２３１の中間点は、隣接する垂直スロットの中間点から９０°離間している。概して、各垂直スロット２３１の中間点は、２つの隣接する垂直スロット２３１の中間点から３６０°／Ｎだけ離間している。ここで、Ｎは垂直スロット２３１の数である。特定の実施形態では、Ｎは、３と８との間である。
【００３８】
図６及び図９は、複数のＯリング２４０を示しており、それぞれ対応する垂直スロット２３１内に配置されている。Ｏリング２４０は、外径、内径、及び幅を有する。特定の実施形態では、外径は、０．２インチと０．３インチとの間であってもよく、内径は、０．０５インチと０．１５０インチとの間であってもよく、幅は、０．０５インチと０．１インチとの間であってもよい。当然ながら、他の寸法が使用されてもよい。垂直スロット２３１は、それぞれ、深さ、長さ、及び幅を有する。特定の実施形態では、深さは、０．１インチと０．３インチとの間であってもよく、長さは、０．１インチと０．３インチとの間であってもよく、幅は、０．０５インチと０．１インチとの間であってもよい。当然ながら、他の寸法が使用されてもよい。垂直スロット２３１は、Ｏリングホルダ２３０を完全に貫通して延在しない場合があることに留意されたい。垂直スロット２３１の幅は、Ｏリング２４０の幅と等しいか、又はそれよりわずかに大きくてもよい。垂直スロット２３１の長さは、Ｏリング２４０の外形と等しいか、又はそれよりわずかに大きくてもよい。最後に、垂直スロット２３１の深さは、Ｏリング２４０の外径よりもわずかに小さく、その結果、Ｏリング２４０は、垂直スロット２３１内に配置されたとき、図９に示すように、垂直スロット２３１の上部から突出する。特定の実施形態では、垂直スロット２３１が狭ければ狭いほど、Ｏリング２４０の圧縮がより制限され、より高いばね力を引き起こす。逆に、Ｏリング２４０に対して垂直スロット２３１が広ければ広いほど、ばね力は小さくなる。
【００３９】
図７に見られるように、ラッチ１２０がピン１１０に取り付けられていると、ラッチ１２０の下側がＯリング２４０に接触し、ばね力が生じる。ばね力の量は、Ｏリング２４０の幅、Ｏリング２４０がＯリングホルダ２３０の上方に延在する距離、Ｏリング表面が圧縮される領域、及びＯリング２４０を構成するために使用される材料に関連する。上述のように、熱膨張によって生じる寸法の変化は、Ｏリング２４０内のばね力によって受けとめられ得る。さらに、ラッチ１２０のフランジ１２２は、Ｏリング２４０及びＯリングホルダ２３０の一部又は全てを覆うように下方に延在し得る。
【００４０】
したがって、図１０を参照すると、抽出プレートアセンブリは、本明細書に記載された締結システムを使用して構築され得る。抽出プレートアセンブリは、抽出プレート３４０、ブロッカ３５０、及び締結システムを備えている。締結システムは、ピン１１０、ラッチ１２０、少なくとも１つのＯリング、及びＯリングホルダを含む。抽出プレート３４０は、抽出開孔、及び締結システムからのピンを収容する少なくとも１つの孔を有する。同様に、ブロッカ３５０は、締結システムからのピンを収容するための少なくとも１つの開口を有し得る。幾つかの実施形態では、Ｏリングホルダは、図３から図５のＯリングホルダ１３０であってもよく、１つのＯリングが使用され得る。他の実施形態では、Ｏリングホルダは、図６から図９のＯリングホルダ２３０であってもよく、これらのＯリングホルダは複数のＯリング２４０を利用する。
【００４１】
本明細書に記載されたシステム及び方法は、多くの利点を有する。まずは、金属部品を使わないということである。これにより、イオン源又は処理チャンバ内に導入される汚染物資の量が減り、さらにワークピース上に溜まる汚染物質が減る。さらに、第１の実施形態では、スポークの新規の使用法により、締結システムのばね力を特定の用途に合わせて調整することが可能になる。言い換えると、スポークの数やこれらのスポークのサイズ及び形状を選択することにより、締結システムのばね力をカスタマイズすることができる。同様に、第２の実施形態では、Ｏリングの数及び垂直スロットの寸法によってばね力を調整することができる。
【００４２】
さらに、本明細書に記載された締結システムは、金属ばねの使用が推奨されないか又は不可能である任意の環境において用途を見いだす。
【００４３】
本開示の範囲は、本明細書に記載した具体的な実施形態に限定されるものではない。実際、本明細書に記載された実施形態に加えて、本開示の他の様々な実施形態及び本開示の変形例が、上述の説明及び添付図面から当業者には明らかであろう。したがって、このような他の実施形態及び変形例は、本開示の範囲内に含まれることが意図されている。さらに、本明細書では、本開示が、特定の目的の特定の環境における特定の実装形態に関連して説明されたが、当業者であれば、本開示の有用性がそれに限定されず、本開示が、任意の数の目的のために任意の数の環境において有益に実施され得ることを認識するであろう。したがって、本願の特許請求の範囲は、本明細書に記載された本開示の範囲及び精神を最大限広く見て解釈するべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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