KR100503383B1 - 로드 락 챔버의 센서 케이블 연결장치 - Google Patents

로드 락 챔버의 센서 케이블 연결장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 로드 락 챔버의 승강축의 회전 위치를 감지하기 위한 광센서에 연결되는 센서 케이블 연결장치에 관한 것으로, 광센서와 전기적으로 연결되고 승강축의 일단에 결합되어 승강축과 함께 연동되는 센서 블록과 로드 락 챔버의 저면에 설치되는 센서 케이블 트레이가 센서 케이블을 내장하면서 엘보우 결합된 케이블 아암에 의해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 승강축의 상하운동에 따라 견인되는 센서 케이블을 대신하여 센서 케이블을 내장한 아암과 엘보우를 사용하여 센서 케이블의 경화에 의한 단선을 근본적으로 방지할 수 있다.

Description

로드 락 챔버의 센서 케이블 연결장치{APPARATUS OF CONNECTING SENSOR CABLE FOR LOAD LOCK CHAMBER}
본 발명은 반도체 소자의 제조 공정을 수행하는 장비의 로드 락 챔버의 엘리베이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상하운동하는 센서 블럭에 연결되는 센서 케이블의 전기적인 접속을 개선하여 상하로 견인되는 센서 케이블의 단선을 방지할 수 있는 로드 락 챔버의 센서 케이블 연결장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 제조 공정을 수행하기 위하여 공정이 진행될 공정 챔버 내부로 웨이퍼를 로딩하기 전에 고진공과 같은 공정 챔버 내부의 환경으로 인해 웨이퍼에 급격한 변화가 발생하지 않도록 공정 조건에 근접한 조건을 갖는 로드 락 챔버에 웨이퍼를 장착한다.
로드 락 챔버 내에 웨이퍼를 로딩/언로딩시키기 위하여 보통, 일정한 갯수의 웨이퍼를 장착한 웨이퍼카세트를 카세트 이송아암에 의해 로드 락 챔버 내로 로딩/언로딩시키며, 로드 락 챔버 내에 웨이퍼카세트를 그냥 둔 상태에서 웨이퍼만을 웨이퍼 이송아암에 의해 공정 챔버로 로딩/언로딩시킨다.
반도체 소자의 제조공정에 사용되는 로드 락 챔버를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 로드 락 챔버를 도시한 측단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도시된 바와 같이, 로드 락 챔버(10)는 정면에 웨이퍼카세트(1)가 출입하기 위해 도어(20)가 전후로 회동가능하게 설치되며, 하측에 내측으로 장착된 웨이퍼카세트(1)를 수직방향으로 왕복이동시키는 엘리베이터(30)가 구비된다.
엘리베이터(30)는 로드 락 챔버(10)의 내측에 위치하며 상면에 웨이퍼카세트(1)가 안착되는 승강판(31)과, 승강판(31)의 저면에 수직으로 결합되어 로드 락 챔버(10)의 저면을 관통하는 승강축(32)과, 승강축(32) 일단에 수평방향으로 돌출되어 고정 결합되는 승강부재(33)와, 승강부재(33)를 수직방향으로 이송할 수 있도록 그 일단에 나사결합되는 리드스크류(34)와, 승강부재(33)의 하측으로부터 연장 형성되어 리드스크류(34)의 회전을 지지하는 가이드부재(35)와, 리드스크류(34)를 회전시킬 수 있도록 벨트(36)로 연결되는 모터(37)와, 모터(37)를 제어하는 제어부(38)를 포함한다.
로드 락 챔버(10)의 승강판(31)에 안착된 웨이퍼카세트(1)로부터 웨이퍼이송아암(미도시)에 의해 웨이퍼가 공정 챔버(미도시)로 하나씩 로딩되거나 그와 반대로 언로딩되면 제어부(38)가 모터(37)를 구동시켜 웨이퍼카세트(1)가 안착된 승강판(31)을 일정 간격으로 승하강시킨다.
즉, 제어부(38)가 모터(37)를 구동시킴으로써 벨트(36)에 의해 리드스크류(34)가 회전하고, 리드스크류(34)의 회전에 의해 승강부재(33)가 수직방향으로 이동하며, 승강부재(33)의 이동에 의해 승강축(32)과 함께 승강판(31)이 승하강한다.
한편, 가이드부재(35)는 승강부재(33)가 수직방향으로 이동시 리드스크류(34)를 따라 슬라이딩됨으로써 승강부재(33)를 가이드한다.
제어부(38)는 웨이퍼카세트(1)의 위치제어를 위해 기준위치를 설정해야 하고 그 기준위치로부터 필요한 승하강 거리에 대한 제어를 수행한다.
특히, 급속 열처리 공정을 진행하는 RTP(rapid thermal process) 장비의 로드 락 챔버(10)는 승강축(32)을 회전시키는 회전 작동부(40)를 구비한다. 회전 작동부(40)는 트랜스퍼 챔버(미도시됨)가 8각형의 형태를 가지고 있어 이송아암의 로봇 블레이드가 웨이퍼를 핸들링할 수 있도록 웨이퍼카세트의 방향을 로봇 블레이드와 일직선을 유지하도록 승강축(32)을 일정각도 로봇 방향으로 틀어주어야 한다. 승강축(32)의 회전은 승강축(32) 끝단부에 결합된 회전 작동부(40)에 의해 이루어지며, 승강축(32)의 회전 위치는 광센서(41)에 의해 감지되며, 공압 실린더로 작동된다. 이를 위해, 승강축(32)과 함께 연동되면서 수직방향으로 이동하는 승강부재(33) 일단에 센서 블럭(33a)이 마련되고, 센서 블럭(33a) 일단에 광센서(41)가 마련된다. 한편, 승강축(32)과 함께 연동되면서 회전방향으로 이동하는 감지편(42)이 광센서(41)에 의해 감지될 수 있도록 승강축(32)의 일단에 마련된다. 광센서(41)는 도 2 에 도시된 바와 같이, 감지편(42)과 광센서(41)가 각각 한 쌍을 이루어 승강축(32)이 회전되기 이전의 상태와 회전된 이후의 상태를 감지한다.
한편, 센서 블럭(33a)의 광센서(41)에 전기적 신호를 공급하기 위한 센서 케이블(43)이 접속되고, 센서 케이블(43)은 로드 락 챔버(10)의 저면에 설치된 센서 케이블 트레이(44)로부터 수직방향으로 연장되어 승강축(32)의 상하운동에 따라 상하로 견인된다.
그러나, 이와 같은 종래의 로드 락 챔버(10)의 센서 케이블(43)은 승강축(32)의 상하운동에 따라 견인되기 때문에 잦은 이동에 의해 경화되어 단선될 우려가 있다. 센서 케이블(43)의 단선은 웨이퍼카세트의 위치상태를 감지하지 못하게 되어 트랜스퍼 챔버 내에서 이송아암의 충돌 사고를 가져올 수 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 단점을 해소하기 위한 것으로, 승강축의 상하운동에 따라 견인되는 센서 케이블을 대신하여 센서 케이블을 내장한 아암과 엘보우를 사용하여 센서 케이블의 경화에 의한 단선을 근본적으로 방지할 수 있는 로드 락 챔버의 센서 케이블 연결장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 로드 락 챔버의 승강축의 회전 위치를 감지하기 위한 광센서에 연결되는 센서 케이블 연결장치에 있어서, 광센서와 전기적으로 연결되고 승강축의 일단에 결합되어 승강축과 함께 연동되는 센서 블록과 로드 락 챔버의 저면에 설치되는 센서 케이블 트레이가 센서 케이블을 내장하면서 엘보우 결합된 케이블 아암에 의해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 센서 케이블 연결장치를 구비한 로드락 챔버를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 센서 케이블 연결장치의 엘보우 결합부를 도시한 분해 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 엘보우 내부의 센서 케이블 전기적 접속 구조를 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 센서 케이블 연결장치는 급속 열처리 공정을 진행하는 RTP(rapid thermal process) 장비의 로드 락 챔버(10)의 승강축(32)의 회전을 감지하기 위한 광센서(도 2 참조)가 설치된 센서블록(50)에 연결되는 센서 케이블(52)의 전기적 접속을 개선한 것이다.
본 발명에 따른 센서 케이블 연결장치는 광센서와 전기적으로 연결되고 승강축(32)의 일단에 결합되어 승강축(32)과 함께 연동되는 센서 블록(50)과 로드 락 챔버(10)의 저면에 설치되는 센서 케이블 트레이(51)가 센서 케이블(52)을 내장하면서 엘보우 결합된 케이블 아암(53)에 의해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 케이블 아암(53)은 중간에 엘보우 결합되어 관절운동되며, 케이블 아암(53)의 양끝단은 각각 센서블록(50)과 센서 케이블 트레이(51)에 회전결합된다. 케이블 아암(53) 내부에는 센서 케이블(52)이 내장되어 센서블록(50)과 센서 케이블 트레이(51)를 전기적으로 접속시킨다. 특히, 엘보우 결합부(54)는 다수의 센서 케이블(52) 사이에 전기적을 절연될 수 있는 구조를 이루고 있다. 이를 위해 엘보우 결합부(54)는 케이블 아암(53)의 관절운동을 가능하게 하는 베어링(59)이 결합되고, 베어링(59) 사이에는 관절운동에 따른 변위와 회전운동을 수용하면서도 전기적인 접속상태를 유지할 수 있는 다수의 커넥터(55)가 삽입되어 있다. 각 커넥터(55)는 각 센서 케이블(52)에 대응하도록 연결되며, 플러그(57)와 이를 수용할 수 있는 소켓(56)으로 구성된다. 오목하게 형성된 슬라이딩부(58)가 형성된 소켓(56)에 플러그(57)가 삽입되어 슬라이딩 결합된다. 이와 같이, 커넥터(55)에 의해 접속된 센서 케이블(52)은 작동 중에 센서 케이블(52) 자체의 굽힘이 발생되지 않아 기존의 센서 케이블(52)에서 발생될 수 있는 경화에 의한 단선이 발생되지 않는다.
본 발명에 따른 센서 케이블 연결장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
센서블록(50)은 승강부재(33)와 함께 리드 스크류(34)에 의해 상하운동한다. 센서블록(50)에 전기적으로 연결된 센서 케이블(52)은 케이블 아암(53)에 내장되어 센서블록(50)의 상승 및 하강 시 케이블 아암(53)의 엘보우 결합부(54)에서 관절운동되면서 센서 케이블 트레이(51)와 센서블록(50) 사이의 변위차를 수용한다. 도시된 바와 같이, 센서블록(50)이 하강위치에 있을 때는 엘보우 결합부(54)가 완만한 각도를 유지하며, 센서블록(50)이 상승되는 정도에 따라 엘보우 결합부(54)의 내각이 좁혀진다. 케이블 아암(53) 내부에 내장된 센서 케이블(52)은 센서 케이블(52) 자체의 굽힘이 없이 엘보우 결합부(54) 내에서 컨넥터(55)의 슬라이딩 결합에 의해 슬라이딩 접촉되면서 굽혀진다. 따라서, 센서 케이블(52)의 경화에 의한 단선이 발생되지 않으며, 센서블록(50)과 센서 케이블 트레이(51) 사이에 전기적 신호가 안정적으로 전달될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 승강축의 상하운동에 따라 연동되는 센서 블록과 로드 락 챔버의 하부에 설치된 센서 케이블 트레이를 전기적으로 연결시키기 위해서 기존의 승강축을 따라 견인되던 센서 케이블을 대신하여 관절운동하는 케이블 아암 내부에 센서 케이블을 내장함으로써 기존의 센서 케이블을 생략할 수 있어 센서 케이블의 경화에 의한 단선을 근본적으로 방지할 수 있는 효과를 가져올 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 로드 락 챔버의 센서 케이블 연결장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허등록청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 로드 락 챔버를 도시한 측단면도,
도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 센서 케이블 연결장치를 구비한 로드락 챔버를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 엘보우 결합부를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 커넥터를 도시한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
50 ; 센서블록 51 ; 센서 케이블 트레이
52 ; 센서 케이블 53 ; 케이블 아암
54 ; 엘보우 결합부 55 ; 커넥터
56 ; 소켓 57 ; 플러그
58 ; 슬라이딩부 59 ; 베어링

Claims (3)

  1. 로드 락 챔버의 승강축의 회전 위치를 감지하기 위한 광센서에 연결되는 센서 케이블 연결장치에 있어서,
    광센서와 전기적으로 연결되고 승강축의 일단에 결합되어 승강축과 함께 연동되는 센서 블록과 로드 락 챔버의 저면에 설치되는 센서 케이블 트레이가 센서 케이블을 내장하면서 엘보우 결합된 케이블 아암에 의해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 로드 락 챔버의 센서 케이블 연결장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이블 아암의 엘보우 결합부는 케이블 아암의 관절운동을 가능하게 하는 베어링이 결합되고, 상기 베어링 사이에는 관절운동에 따른 변위와 회전운동을 수용하면서도 전기적인 접속상태를 유지할 수 있는 다수의 커넥터가 설치되는 것을 특징으로 하는 로드 락 챔버의 센서 케이블 연결장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터는 오목하게 형성된 슬라이딩부가 형성된 소켓에 플러그가 삽입되어 슬라이딩 결합되는 것을 특징으로 하는 로드 락 챔버의 센서 케이블 연결장치.
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