KR102512392B1 - 회전 페데스탈을 위한 퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기 조립체 - Google Patents

회전 페데스탈을 위한 퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기 조립체 Download PDF

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만주나타 코파
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Abstract

본 개시내용의 실시예들은 퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체에 관한 것이며, 그 퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체는, 페데스탈, 페데스탈 샤프트, 어댑터, 하나 이상의 가열기 전력 공급 단자들, 및 적어도 하나의 RTD를 포함하는 제1 조립체; 및 중앙 개구를 갖는 회전 모듈, 및 중앙 개구에 부분적으로 배치되고 회전 모듈에 고정적으로 체결된 케이블 조립체를 포함하는 제2 조립체를 포함하며, 여기서, 제1 조립체는 제2 조립체에 제거가능하게 커플링되고, 케이블 조립체는, 제1 조립체와 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 가열기 전력 공급 단자들을 수용하는 하나 이상의 전력 공급 소켓들을 포함하며, 케이블 조립체는, 제1 조립체와 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 제1 조립체에 배치된 적어도 하나의 RTD와 접촉하는 하나 이상의 스프링 로딩 RTD 핀들을 포함한다.

Description

회전 페데스탈을 위한 퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기 조립체
[0001] 본 개시내용은 일반적으로, 증착 균일성을 개선하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용의 실시예들은 챔버-내 회전 페데스탈을 위한 퀵 디스커넥트(quick disconnect) 저항 온도 검출기(RTD) 조립체에 관한 것이다.
[0002] 원자 층 증착과 화학 기상 증착 둘 모두의 다수의 증착 챔버들에서, 회전 페데스탈/가열기들이 불-균일성을 개선하기 위해 사용된다. 대부분의 경우들에서, 불-균일성은, 챔버 바디 및 주변 컴포넌트들로부터의, 불-균일한 화학물질 전달, 유동 분포, 챔버 피처(feature)들, 및 온도 불-균일성으로부터 기인한다. 회전 페데스탈을 사용하는 것은 이들 변동들의 국부적 영향을 분산시킬 수 있고, 불-균일성을 개선할 수 있다.
[0003] 그러나, 일부 경우들에서, 불-균일성은, 특히 기판(웨이퍼)이 가열기 상에 놓이거나 또는 가열기와 접촉하는 경우, 페데스탈 또는 가열기 그 자체에 의해 제공될 수 있다. 국부적인 불-균일한 온도 분포의 영향은 증착의 균일성에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 이러한 불-균일한 온도 분포는 가열기 엘리먼트 레이아웃, 리프트 핀 홀들과 같은 국부적인 피처들, 불-균일한 방사 열 손실, 불-균일한 접촉 표면 또는 갭, 또는 다른 이유들로부터 기인할 수 있다.
[0004] 가열형 페데스탈이 사용되는, 화학 기상 증착(CVD) 및 원자 층 증착(ALD) 프로세스들 동안, 최상의 막 균일성을 획득하기 위해, 가열기/페데스탈을 회전시킬 필요성이 점점 더 증가되고 있다. 회전 페데스탈 설계들에 대한 전형적인 문제는 회전 조립체가 매우 복잡해 진다는 것이다. 페데스탈을 설치 또는 제거하는 것은 진공 피드들, 전기 피드들, 및 저항 온도 검출기(RTD)들을 연결해제하는 것을 요구한다. 온도를 모니터링하기 위한 전형적인 RTD 센서 조립체들은, RTD 센서가 조립체의 팁(tip)에 위치되고 다른 단부가 RTD 변환기 박스에 연결되는 연결/신호 와이어들을 갖게 되도록 설계된다. 이어서, 이러한 RTD 조립체는, RTD 조립체가 바닥부로부터 챔버에 설치된 후에, 페데스탈 내부에 삽입된다. 그러나, 회전 메커니즘이 챔버 아래에서 배치되면, 파트를 손상시키지 않으면서 RTD 조립체를 설치 또는 제거하는 것이 어렵게 된다. 또한, RTD 조립체를 설치/제거하는 데 상당한 시간량이 요구된다.
[0005] 따라서, 회전 가열기 페데스탈들을 위한 가열기 및 RTD 조립체 설치 및 제거를 개선하기 위한 장치 및 방법들이 본 기술분야에 필요하다.
[0006] 본 개시내용의 실시예들은 퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체에 관한 것이다. 본 개시내용에 따른 일부 실시예들에서, 퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체는, 페데스탈(pedestal), 페데스탈의 바닥부에 커플링된 페데스탈 샤프트, 페데스탈 샤프트에 커플링된 어댑터, 페데스탈 샤프트 및 어댑터에 형성된 스루 홀(through hole)들에 배치된 하나 이상의 가열기 전력 공급 단자들, 및 페데스탈, 페데스탈 샤프트, 및 어댑터에 형성된 스루 홀들에 배치된 적어도 하나의 RTD를 포함하는 제1 조립체; 및 중앙 개구를 갖는 회전 모듈, 및 중앙 개구에 부분적으로 배치되고 회전 모듈에 고정적으로 체결된 케이블 조립체를 포함하는 제2 조립체를 포함하며, 여기서, 제1 조립체는 제2 조립체에 제거가능하게 커플링되고, 케이블 조립체는, 제1 조립체와 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 가열기 전력 공급 단자들을 수용하는 하나 이상의 전력 공급 소켓들을 포함하며, 케이블 조립체는, 제1 조립체와 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 제1 조립체에 배치된 적어도 하나의 RTD와 접촉하는 하나 이상의 스프링 로딩(spring loaded) RTD 핀들을 포함한다.
[0007] 일부 실시예들에서, 퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체는, 복수의 가열기 전력 공급 단자들 및 적어도 하나의 RTD를 포함하는 제1 조립체 ― RTD는 RTD 센서 부분, 보호 슬리브, 및 복수의 구리 접촉 패드들을 갖는 RTD 커넥터 하우징을 포함함 ―; 및 복수의 전력 공급 소켓들 및 복수의 스프링 로딩 RTD 핀들을 포함하는 제2 조립체를 포함할 수 있으며, 여기서, 제1 조립체는 제2 조립체에 제거가능하게 커플링되고, 하나 이상의 전력 공급 소켓들은, 제1 조립체와 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 가열기 전력 공급 단자들을 수용하도록 구성되며, 하나 이상의 스프링 로딩 RTD 핀들은, 제1 조립체와 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 복수의 구리 접촉 패드들과 접촉한다.
[0008] 일부 실시예들에서, 회전가능 기판 지지 가열기 페데스탈을 포함하는 프로세스 챔버는, 측벽들, 바닥부, 및 제거가능 덮개 조립체를 갖고 프로세스 볼륨을 에워싸는 챔버 바디; 및 퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체를 포함하며, 그 퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체는, 복수의 가열기 전력 공급 단자들 및 적어도 하나의 RTD를 포함하는 제1 조립체 ― 제1 조립체는 프로세스 챔버 내의 상단 개구로부터 설치 및 제거되도록 구성됨 ―; 및 복수의 전력 공급 소켓들 및 복수의 스프링 로딩 RTD 핀들을 포함하는 제2 조립체 ― 제2 조립체는 챔버 바디의 바닥부 아래에 고정됨 ― 를 포함하고, 여기서, 제1 조립체는 제2 조립체에 제거가능하게 커플링되고, 하나 이상의 전력 공급 소켓들은, 제1 조립체와 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 가열기 전력 공급 단자들을 수용하도록 구성되며, 하나 이상의 스프링 로딩 RTD 핀들은, 제1 조립체와 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 적어도 하나의 RTD와 접촉한다.
[0009] 본 개시내용의 다른 및 추가적인 실시예들이 아래에서 설명된다.
[0010] 앞서 간략히 요약되고 아래에서 더 상세히 논의되는 본 개시내용의 실시예들은 첨부된 도면들에 도시된 본 개시내용의 예시적인 실시예들을 참조하여 이해될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0011] 도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 프로세싱 챔버의 측단면도를 도시한다.
[0012] 도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 퀵 디스커넥트 RTD 조립체의 부분적인 측단면도를 도시한다.
[0013] 도 3a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 어댑터의 저면도를 도시한다.
[0014] 도 3b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 어댑터 및 RTD 프로브의 등각 투영도를 도시한다.
[0015] 도 4a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 회전 모듈 및 케이블 하우징의 상면도를 도시한다.
[0016] 도 4b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 회전 모듈 및 케이블 하우징의 등각 투영도를 도시한다.
[0017] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 도면들은 실척대로 도시된 것이 아니고, 명확성을 위해 간략화될 수 있다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이 추가적인 설명 없이 다른 실시예들에 유익하게 포함될 수 있다는 것이 고려된다.
[0018] 본 개시내용의 실시예들은 챔버-내 가열기 및 기판 회전 메커니즘과 함께 사용하기 위한 퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 조립체들에 관한 것이다. 본 개시내용에 따른 실시예들에서, RTD 조립체는 2개의 섹션들로 분할되며, 여기서, RTD 조립체의 제1 파트는 제거가능 페데스탈/가열기 조립체 내에 유지되고, RTD 조립체의 제2 파트는 프로세스 챔버 내에 고정적으로 고정된 회전 모듈 조립체 내에 유지되며, 이는 챔버의 서비싱 또는 설치를 매우 용이하게 하고, 파트들의 손상을 감소시킨다. 더 구체적으로, 본 개시내용에 따른 CVD 및 ALD 회전 페데스탈 조립체들은, 가열기 설치 동안, "플러그 앤드 플레이(Plug and Play)" 기법을 구현하기 위해, 회전 샤프트, 가열기 전력을 위한 플러그, 및 긴 캡티브 스크루(captive screw)들로 구성될 수 있다. 회전 샤프트는 스루 홀을 가지며, 그 스루 홀에 가열기 전력 공급 및 신호 송신을 위해 케이블 조립체가 삽입 및 설치된다. 본원에서 논의되는 실시예들에서, RTD가 설명되는 곳에서 열전대(TC)가 사용될 수 있다.
[0019] 도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 프로세스 챔버(100)의 측단면도를 도시한다. 먼저, 프로세스 챔버의 일반적인 구성이 설명된 다음에, 챔버-내 가열기 및 기판 회전 메커니즘과 함께 사용하기 위한 퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체(101)에 관하여 더 구체적인 실시예들이 설명된다.
[0020] 프로세스 챔버(100)는 챔버 바디(104)를 포함하며, 그 챔버 바디(104)는 측벽(103), 바닥부(105), 및 제거가능 덮개 조립체(106)를 갖고, 프로세스 볼륨(108)을 에워싼다. 기판 지지 시스템(102)은 프로세스 볼륨(108)에 적어도 부분적으로 배치되고, 그리고 챔버 바디(104)에 형성된 포트(112)를 통해 프로세스 볼륨(108)으로 이송된 기판(110)을 지지할 수 있다. 상부 에지 링(116), 하부 에지 링(180), 바닥 플레이트(169), 및/또는 섀도우 링(182) 중 적어도 하나를 포함하는 프로세스 키트가 프로세싱 볼륨(108)에 포함된다.
[0021] 기판 지지 시스템(102)은 일차 기판 지지부(113), 이를테면 페데스탈(114) 및 열 엘리먼트(120)를 포함한다. 부가하여, 프로세스 키트의 부분들은 이차 기판 지지부(115), 이를테면 상부 에지 링(116) 및 하부 에지 링(180)을 포함한다. 이차 기판 지지부(115)는 간헐적으로(intermittently) 일차 기판 지지부(113) 위에서 기판(110)을 지지하기 위해 사용될 수 있다. 페데스탈(114)은 프로세싱 동안 기판(110)의 주 표면과 접촉하도록(또는 주 표면에 근접해 있도록) 적응된 지지 표면(118)을 포함한다. 따라서, 페데스탈(114)은 프로세스 챔버(100)에서 기판(110)을 위한 일차 지지 구조로서 역할을 한다.
[0022] 페데스탈(114)은 프로세싱 동안 기판(110)의 온도를 제어하기 위해 열 엘리먼트(120)를 포함할 수 있다. 열 엘리먼트(120)는, 예컨대, 페데스탈(114)의 상단 상에 또는 페데스탈 내에 포지셔닝된 가열기 또는 냉각기일 수 있다. 가열기 또는 냉각기는 페데스탈(114)의 상단에 커플링된 별개의 컴포넌트일 수 있거나, 또는 페데스탈(114)의 일체형 파트일 수 있다. 일부 실시예들에서, 열 엘리먼트(120)는 페데스탈 바디 내에 매립된다(도 1에 도시된 바와 같음). 하나 이상의 실시예에서, 매립된 열 엘리먼트(120)는 페데스탈(114) 바디에 열 에너지를 가하기 위해 활용되는 가열 또는 냉각 엘리먼트 또는 채널일 수 있으며, 그 열 에너지는 기판(110)에 의해 흡수된다. 다른 엘리먼트들, 이를테면 하나 이상의 전극들, 센서들, 및/또는 진공 포트들이 페데스탈(114) 상에 배치될 수 있거나 또는 페데스탈(114) 내에 매립될 수 있다. 기판(110)의 온도는 하나 이상의 RTD들(220)에 의해 모니터링될 수 있다. 매립된 열 엘리먼트(120)는, 페데스탈(114) 바디의 상이한 영역들에서의 온도가 개별적으로 가열 또는 냉각될 수 있도록, 구역 제어될 수 있다. 그러나, 불가항력적인 요인(extenuating factor)들, 이를테면, 페데스탈(114)에서의 불완전성들 및/또는 기판(110)에서의 불-균일성들로 인해, 매립된 열 엘리먼트(120)는 전체 지지 표면(118) 및/또는 기판(110)에 걸쳐 균일하게 열 에너지를 가하는 것이 가능하지 않을 수 있다. 이들 불가항력적인 요인들은 기판(110)에 걸쳐 불-균일한 온도 분포를 생성할 수 있고, 이는 기판의 불-균일한 프로세싱을 초래할 수 있다.
[0023] 페데스탈(114)은 샤프트 조립체(121)를 통해 액추에이터(126)에 커플링될 수 있으며, 그 샤프트 조립체(121)는 페데스탈 샤프트(202), 어댑터(204), 회전 모듈(206), 및 선택적으로는 워터 피드스루(water feedthrough)(208), 및 슬립 링(209)으로 구성되고, 그 액추에이터(126)는 (z-축에서의) 수직 운동과 (축(A)을 중심으로 하는) 회전 운동 중 하나 이상을 제공하고, 또한 (축(A)에 대한) 각 운동을 제공할 수 있다. 수직 운동은 상부 에지 링(116)과 지지 표면(118) 사이에서 기판(110)이 이송될 수 있게 하기 위해 액추에이터(126)에 의해 제공될 수 있다. 샤프트 조립체(121)는 개구(127)를 통해 프로세싱 챔버(100)의 바닥부(105)를 통과한다. 격리된 프로세싱 환경은 벨로즈(154)에 의해 보존될 수 있으며, 그 벨로즈(154)는 개구(127)를 둘러싸고, 복합 샤프트 조립체(121)의 일부에 연결된다.
[0024] 기판(110)은 로봇(109)에 의해 프로세스 챔버(100)의 측벽(103) 내의 포트(112)를 통해 프로세스 볼륨(108) 내로 도입된다. 포트(112)는 예컨대 슬릿 밸브일 수 있다.
[0025] 프로세스 챔버(100)는, 특히, CVD, ALD 또는 다른 타입의 증착 챔버, 에칭 챔버, 이온 주입 챔버, 플라즈마 처리 챔버, 또는 열 프로세스 챔버일 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 프로세스 챔버는 증착 챔버이고, 샤워헤드 조립체(128)를 포함한다. 프로세스 볼륨(108)은 그 프로세스 볼륨(108) 내의 압력들을 제어하기 위해 진공 시스템(130)과 선택적으로 유체 연통할 수 있다. 샤워헤드 조립체(128)는 기판(110) 상에 재료들을 증착하기 위하여 프로세스 볼륨(108)에 프로세스 가스들을 제공하기 위해 프로세스 가스 소스(132)에 커플링될 수 있다. 샤워헤드 조립체(128)는 또한, 샤워헤드 조립체(128)의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 엘리먼트(134)를 포함할 수 있다. 온도 제어 엘리먼트(134)는 냉각제 소스(136)와 유체 연통하는 유체 채널일 수 있다.
[0026] 일부 실시예들에서, 페데스탈(114)은 정전 척일 수 있으며, 페데스탈(114)은 하나 이상의 전극들(125)을 포함할 수 있다(도 1에 도시된 바와 같음). 예컨대, 페데스탈(114)은 하나 이상의 전극들(125)에 전력을 제공하는 전압 소스일 수 있는 전력 엘리먼트(140A)에 커플링될 수 있다. 전압 소스는 무선 주파수(RF) 제어기 또는 직류(DC) 제어기일 수 있다. 다른 예에서, 페데스탈(114)은 전도성 재료로 제조될 수 있고, 그리고 샤워헤드 조립체(128)에 의해 분배되는, 전력 엘리먼트(140B)로부터의 RF 전력을 위한 접지 경로로서 기능할 수 있다. 따라서, 프로세스 챔버(100)는 RF 또는 DC 플라즈마들을 활용하여 증착 또는 에칭 프로세스를 수행할 수 있다. 이들 타입들의 플라즈마들이 완벽하게 동심이거나 또는 대칭적이지 않을 수 있기 때문에, RF 또는 DC 핫 스폿(hot spot)들(즉, 전자기 핫 스폿들)이 기판(110) 상에 존재할 수 있다. 이들 전자기 핫 스폿들은 기판(110)의 표면 상에 불-균일한 증착 또는 불-균일한 에칭 레이트들을 생성할 수 있다.
[0027] (기판(110)의 온도를 모니터링함으로써 결정될 수 있는) 기판(110)의 표면 상에 존재할 수 있는 열 불-균일성에 대응하기 위해, 기판(110)은 지지 표면(118)에 대하여 재포지셔닝될 수 있다. 기판(110)의 표면 상에 존재하는 핫 또는 콜드 스폿들은 페데스탈 바디의 지지 표면(118) 내의 또는 그 지지 표면(118) 상의 핫 또는 콜드 스폿들을 나타낸다. 일차 기판 지지부(113)는 미리 결정된 양만큼 액추에이터(126)에 의해 회전된다. 회전 후에, 일차 기판 지지부(113)를 기판(110)과 지지 표면(118)이 접촉하는 포지션까지 상방으로 이동시킴으로써, 디커플링된 기판(110)과 지지 표면(118)이 재-커플링된다. 이러한 커플링/프로세스/디-커플링/회전 사이클은 프로세스가 완료될 때까지 반복된다.
[0028] 위에서 논의된 바와 같이, 회전 페데스탈 설계들에 대한 전형적인 문제는 회전 조립체가 매우 복잡해 진다는 것이다. 페데스탈을 설치 또는 제거하는 것은 진공 피드들, 전기 피드들, 및 RTD들을 연결해제하는 것을 요구한다. 일부 실시예들에서, 퀵 디스커넥트 RTD 가열기 조립체(101)는 페데스탈(114), 페데스탈 샤프트(202), 어댑터(204), 회전 모듈(206), 워터 피드스루(208), 및 슬립 링(209)으로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 퀵 디스커넥트 RTD 가열기 조립체(101)는 2개의 섹션들로 분할된다. 퀵 디스커넥트 RTD 가열기 조립체(101)의 제1 파트(200)는 페데스탈 샤프트(202) 및 어댑터(204)로 구성되고, 페데스탈(114)에 커플링된다. 이러한 제1 파트(200)는 챔버(100)의 상단으로부터 설치 및 제거될 수 있다. 퀵 디스커넥트 RTD 가열기 조립체(101)의 제2 파트(201)는 회전 모듈(206)로 구성된다. 일부 실시예들에서, 퀵 디스커넥트 RTD 가열기 조립체(101)의 제2 파트(201)는 또한, 워터 피드스루(208) 및/또는 슬립 링(209)을 포함할 수 있다. 퀵 디스커넥트 RTD 가열기 조립체(101)의 제2 파트(201)는 챔버 내에 유지되며(즉, 챔버 내에 고정되며), 이는 유리하게, 챔버의 서비싱 또는 설치를 매우 용이하게 하고, 파트들의 손상을 감소시킨다. 위에서 설명된 바와 같이, 퀵 디스커넥트 RTD 가열기 조립체(101)의 제1 파트(200)와 제2 파트(201)는 어댑터(204)와 회전 모듈(206) 사이에서 분리된다.
[0029] 퀵 디스커넥트 RTD 가열기 조립체(101)의 컴포넌트들은 아래에서 도 1 내지 도 4b에 대하여 더 상세히 논의된다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 페데스탈(114)은 페데스탈 샤프트(202)에 커플링된다. 페데스탈 샤프트(202)는 스루 홀들(203)을 가지며, 그 스루 홀들(203)은 전력 공급 단자들(212)이 통과하여 가열기 페데스탈(114) 내의 열 엘리먼트(120)에 전력을 제공할 수 있게 한다. 페데스탈(114)에서의 각각의 가열 구역은 가열 구역에 전력을 제공하기 위해 2개의 핀들(즉, 전력 공급 단자들(212))을 사용한다. 따라서, 2구역 가열기의 경우, 4개의 핀들이 사용될 것이고 페데스탈 샤프트(202)를 통과할 것이며, 3구역 가열기의 경우, 6개의 핀들이 사용될 것이다. 전력 공급 단자들(212)에 부가하여, 또한, RTD(220)가 페데스탈 샤프트(202) 및 페데스탈(114)을 통과하고, 그에 따라, RTD가 페데스탈(114)의 표면까지 연장된다.
[0030] 어댑터(204)는 페데스탈 샤프트(202)에 커플링된다. 위에서 논의된 바와 같이, 페데스탈 샤프트(202), 어댑터(204), 및 페데스탈(114)은 챔버(100)의 상단으로부터 설치 및 제거될 수 있는, 퀵 디스커넥트 RTD 가열기 조립체(101)의 제1 파트(200)를 구성한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 어댑터(204)는 스루 홀들(312)을 가지며, 그 스루 홀들(312)은 전력 공급 단자들(212)이 통과하여 가열기 페데스탈(114) 내의 열 엘리먼트(120)에 전력을 제공할 수 있게 한다. 어댑터(204) 내의 스루 홀들(312)은 페데스탈 샤프트(202) 내의 스루 홀들(203)과 정렬된다. 일부 실시예들에서, 어댑터(204)는, 스크루들을 이용하여 페데스탈 샤프트(202)에 어댑터(204)를 고정적으로 커플링시키기 위해, 하나 이상의 스크루 홀들(310)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 스크루 홀들(310)은, 스크루들을 이용하여 페데스탈(114)에 페데스탈 샤프트(202) 및 어댑터(204)를 고정적으로 커플링시키기 위해, 페데스탈 샤프트(202) 내의 스크루 홀들과 정렬될 수 있다. 각각의 스크루 홀(310)은, 홀들을 밀봉하여 임의의 가스, 압력, 또는 진공 누설들(즉, 챔버로부터의 누설들)을 방지하기 위해, O-링(316)을 포함할 수 있다. 유사하게, 어댑터(204)의 전체 바닥 부분은, 챔버(100)로부터의 가스, 압력, 또는 진공 누설들을 방지하기 위해, O-링(314)을 포함할 수 있다.
[0031] 일부 실시예들에서, 어댑터(204)는 하나 이상의 정렬 핀 홀들(308)을 포함하며, 그 하나 이상의 정렬 핀 홀들(308)은 어댑터(204)를 완전히 관통하지 않는다. 정렬 핀 홀들(308)은, 정렬 목적들을 위해, 회전 모듈(206)로부터의 정렬 핀들(216)을 수용하도록 구성된다. RTD(220)가 통과할 수 있게 하기 위한 개구(303)가 어댑터(204)에 형성된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, RTD(220)는 센서 부분(320) 및 보호 슬리브(322)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 슬리브(322)는 스테인리스 강으로 제조된다. 일부 실시예들에서, 슬리브는 잘못된 측정들을 방지하기 위해 다른 신호들로부터의 보호/격리를 제공할 수 있다. RTD는 슬리브에 용접된 칼라(collar)(324)를 갖는 스프링(318)을 더 포함할 수 있다. 도 2, 도 3a, 및 도 3b에 도시된 바와 같이, RTD는 RTD 커넥터 하우징(242)을 더 포함한다. RTD 커넥터 하우징(242)은 복수의 접촉 패드들(304)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 도 3a에 도시된 바와 같이, RTD 커넥터 하우징(242)은 4개의 접촉 패드들(304)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 접촉 패드들(304)은 구리로 제조될 수 있고, 케이블 조립체 하우징(210)의 스프링 로딩 RTD 핀들(240)과 접촉할 수 있다(도 4a 및 도 4b에 대하여 아래에서 설명됨). RTD 커넥터 하우징(242)은 파스너(fastener)들(306)을 통해 어댑터(204)에 고정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 파스너들(306)은 스크루들일 수 있다. 어댑터(204)는 또한 개구(305)를 가지며, 그 개구(305)은, 어댑터(204)와 회전 모듈(206)이 커플링될 때, 케이블 조립체 하우징(210)의 상부 부분을 수용하도록 구성된다.
[0032] 도 4a 및 도 4b는 회전 모듈(206)의 세부사항들을 도시한다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 회전 모듈(206)은 하나 이상의 정렬 핀들(216)을 포함한다. 정렬 핀들(216)은 회전 모듈(206)의 상단 상에 배치되어, 가열기 설치 동안, 어댑터(204) 상의 스레디드 스크루(threaded screw) 홀들(310)에 대한 캡티브 스크루들(408)의 정확한 정렬, 및 RTD 커넥터 하우징(242)의 접촉 패드들(304)에 대한 스프링 로딩 핀들(240)의 정렬을 보장한다. 캡티브 스크루들(408)은 퀵 디스커넥트 RTD 조립체의 제1 파트(200)(즉, 페데스탈(114), 페데스탈 샤프트(202), 및 어댑터(204))를 회전 모듈(206)에 부착하기 위해 사용된다.
[0033] 동작 동안, 가열기는 섭씨 500-550도일 수 있다. 연결들 및 어댑터 영역을 냉각된 상태로 유지하기 위해, 회전 모듈(206)은 회전 모듈(206)의 외측 표면 상에 형성된 냉각 채널(228)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 채널(228) 내에 냉각제를 수용하기 위해, 슬리브 또는 인서트(insert)가 냉각제 채널들(228) 위에 피팅(fit)된다. 도 2에 도시된 바와 같이 회전 모듈(206) 내에 형성된 도관(226)을 통해 냉각제가 냉각 채널(228)에 공급된다. 냉각제는 워터 피드스루(208)에 형성된 도관(230)을 통해 도관(226)에 공급된다. 냉각제는 도관(227)을 통해 그리고 이어서 워터 피드스루(208) 내의 배출구(232)를 통하여 회전 모듈(206)에서 빠져나간다.
[0034] 도 4a 및 도 4b는 또한, 케이블 조립체(210)의 세부사항들을 도시한다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 케이블 조립체(210)는 회전 모듈(206)의 개구(420) 내에 피팅된다. 케이블 조립체(210)의 상단 부분은 회전 모듈(206)의 상단 표면 위로 연장될 것이고, 어댑터(204)의 개구(305) 내에 피팅될 것이다. 케이블 조립체(210)는 회전 모듈(206)에 케이블 조립체(210)를 고정시키기 위한 하나 이상의 커플링 피처들(406)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 커플링 피처들(406)을 통해 회전 모듈(206)에 케이블 조립체(210)를 고정시키기 위해 스크루들이 사용될 수 있다. 케이블 조립체(210)는 복수의 전력 공급 소켓들(410)을 포함하며, 가열기 설치 동안 그 복수의 전력 공급 소켓들(410)에 AC 전력 공급 단자 핀들(212)이 플러깅된다. 전력 공급 소켓들(410)의 바닥부는 전력 공급 케이블들(252)에 커플링된다.
케이블 조립체(210)는 케이블 조립체(210)의 측부 상에 배치된 RTD 핀 지지부(402)를 포함한다. 스프링 로딩 핀들(240)은 RTD 핀 지지부(402)에 의해 지지된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 스프링 로딩 핀들(240)이 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 스프링 로딩 핀들(240)의 수는 RTD 커넥터 하우징(242)의 접촉 패드들(304)의 수와 동일할 것이다. 스프링-로딩 핀들(240)의 바닥부는 신호 케이블들(250)에 부착되다. 부가적인 온도 구역들이 모니터링될 수 있는 일부 실시예들에서, 부가적인 RTD 핀 지지부들(402)이 케이블 조립체(210)의 다른 측부들 상에 배치될 수 있으며, 그 부가적인 RTD 핀 지지부들(402) 상에 부가적인 복수의 스프링 로딩 핀들(240)이 지지된다. 이들 부가적인 스프링-로딩 핀들(240)은 어댑터(204)의 바닥부 상에 배치된 부가적인 접촉 패드들(304)과 접촉할 것이다. 따라서, 예컨대, 단일 구역을 측정하기 위한 4개의 RTD 신호 와이어들 대신에, 8개의 RTD 신호 와이어들을 가지고 연결들을 연관시켜서 페데스탈(114)의 2개의 별개의 영역들에서의 온도를 모니터링할 수 있다.
[0035] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가적인 실시예들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있다.

Claims (15)

  1. 퀵 디스커넥트(quick disconnect) 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체로서,
    페데스탈(pedestal), 상기 페데스탈의 바닥부에 커플링된 페데스탈 샤프트, 상기 페데스탈 샤프트에 커플링된 어댑터, 상기 페데스탈 샤프트 및 상기 어댑터에 형성된 스루 홀(through hole)들에 배치된 하나 이상의 가열기 전력 공급 단자들, 및 상기 페데스탈, 상기 페데스탈 샤프트, 및 상기 어댑터에 형성된 스루 홀들에 배치된 적어도 하나의 RTD를 포함하는 제1 조립체; 및
    중앙 개구를 갖는 회전 모듈, 및 상기 중앙 개구에 부분적으로 배치되고 상기 회전 모듈에 고정적으로 체결된 케이블 조립체를 포함하는 제2 조립체
    를 포함하며,
    상기 제1 조립체는 상기 제2 조립체에 제거가능하게 커플링되고,
    상기 케이블 조립체는, 상기 제1 조립체와 상기 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 상기 가열기 전력 공급 단자들을 수용하는 하나 이상의 전력 공급 소켓들을 포함하며,
    상기 케이블 조립체는, 상기 제1 조립체와 상기 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 상기 제1 조립체에 배치된 상기 적어도 하나의 RTD와 접촉하는 하나 이상의 스프링 로딩(spring loaded) RTD 핀들을 포함하는,
    퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 어댑터는 상기 어댑터의 바닥 표면에 형성된 중앙 개구를 가지며,
    상기 케이블 조립체의 상단 부분은, 상기 제1 조립체와 상기 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 상기 어댑터의 중앙 개구 내에 배치되는,
    퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 조립체에 배치된 상기 RTD는 RTD 센서 부분, 보호 슬리브(sleeve), 상기 슬리브에 용접된 칼라(collar)를 갖는 스프링, 및 RTD 커넥터 하우징을 포함하는,
    퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 RTD 커넥터 하우징은, 상기 제1 조립체와 상기 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 상기 하나 이상의 스프링 로딩 RTD 핀들과 접촉하는 복수의 구리 접촉 패드들을 포함하는,
    퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체.
  5. 제4 항에 있어서,
    각각의 구리 접촉 패드들은, 상기 제1 조립체와 상기 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 단일 스프링 로딩 RTD 핀과 접촉하는,
    퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 모듈은 상기 회전 모듈의 상단 표면 상에 적어도 하나의 캡티브 스크루(captive screw) 및 적어도 하나의 정렬 핀을 포함하는,
    퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 어댑터는 상기 어댑터의 바닥 표면에 형성된, 적어도 하나의 정렬 홀 및 적어도 하나의 캡티브 스크루 홀을 포함하는,
    퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체.
  8. 제7 항에 있어서,
    정렬 핀들은 대응하는 정렬 홀들 내에 피팅되고, 그리고 상기 적어도 하나의 캡티브 스크루의 정렬, 및 상기 제1 조립체에 배치된 상기 적어도 하나의 RTD의 대응하는 접촉 패드들에 대한 상기 스프링 로딩 RTD 핀들의 정렬을 보장하는,
    퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체.
  9. 제7 항에 있어서,
    각각의 캡티브 스크루 홀은 진공 밀봉을 유지하기 위해 o-링을 포함하는,
    퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체.
  10. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 모듈은 상기 회전 모듈의 외측 표면에 형성된 냉각제 채널을 포함하는,
    퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 조립체는 상기 회전 모듈의 바닥부에 커플링된 워터 피드스루(water feedthrough)를 더 포함하며,
    상기 워터 피드스루는 상기 냉각제 채널에 냉각제를 제공하는,
    퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 가열기 전력 공급 단자들은 상기 페데스탈에 배치된 가열 엘리먼트들에 전력을 제공하는,
    퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체.
  13. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 조립체와 상기 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 상기 페데스탈 샤프트, 상기 어댑터, 및 상기 회전 모듈은 샤프트 조립체를 형성하며,
    상기 페데스탈은 수직 운동, 회전 운동, 및 각 운동 중 하나 이상을 제공하는 액추에이터에 상기 샤프트 조립체를 통해 커플링되는,
    퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체.
  14. 퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체로서,
    복수의 가열기 전력 공급 단자들 및 적어도 하나의 RTD를 포함하는 제1 조립체 ― 상기 RTD는 RTD 센서 부분, 보호 슬리브, 및 복수의 구리 접촉 패드들을 갖는 RTD 커넥터 하우징을 포함함 ―; 및
    복수의 전력 공급 소켓들 및 복수의 스프링 로딩 RTD 핀들을 포함하는 제2 조립체
    를 포함하며,
    상기 제1 조립체는 상기 제2 조립체에 제거가능하게 커플링되고,
    하나 이상의 전력 공급 소켓들은, 상기 제1 조립체와 상기 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 상기 가열기 전력 공급 단자들을 수용하도록 구성되며,
    하나 이상의 스프링 로딩 RTD 핀들은, 상기 제1 조립체와 상기 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 상기 복수의 구리 접촉 패드들과 접촉하는,
    퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체.
  15. 제14 항에 있어서,
    각각의 구리 접촉 패드들은, 상기 제1 조립체와 상기 제2 조립체가 함께 커플링될 때, 단일 스프링 로딩 RTD 핀과 접촉하는,
    퀵 디스커넥트 저항 온도 검출기(RTD) 가열기 조립체.
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