KR20100116603A

KR20100116603A - 선형 모션 리드스크류 및 너트 조립체에서의 자동-정렬 너트 및 스크류를 위한 플로팅 칼라 클램핑 디바이스

Info

Publication number: KR20100116603A
Application number: KR1020107017566A
Authority: KR
Inventors: 제임스 이 타판
Original assignee: 램 리써치 코포레이션
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2010-11-01
Also published as: WO2009100286A3; KR101514862B1; US20090199665A1; US9103416B2; CN101970905A; US20130333498A1; CN103350319B; SG188138A1; CN101970905B; CN103350319A; US8438712B2; WO2009100286A2; TWI460362B; TW201007030A

Abstract

자동-정렬 선형 모션 장치가 제공된다. 그 장치는 리드스크류를 포함한다. 또한, 그 장치는 리드스크류를 둘러싸도록 구성된 너트 배열을 포함하며, 너트 배열은 적어도 너트, 너트 브라켓, 및 플로팅 칼라를 포함한다. 너트 브라켓의 너트 브라켓 슬롯 및 너트의 너트 슬롯을 통해 숄더 스크류가 삽입되어, 플로팅 칼라 내에 적어도 부분적으로 놓인다. 너트 브라켓 슬롯의 하나의 치수가 숄더 스크류의 단면 영역에 걸친 치수보다 더 커서, 숄더 스크류로 하여금 너트 브라켓 슬롯 내에서 이동할 수 있게 하여, 리드스크류가 회전됨에 따라 너트 배열과 리드스크류 사이의 동심성 관계를 유지하도록 너트 배열을 조정할 수 있게 한다.

Description

선형 모션 리드스크류 및 너트 조립체에서의 자동-정렬 너트 및 스크류를 위한 플로팅 칼라 클램핑 디바이스{A FLOATING COLLAR CLAMPING DEVICE FOR AUTO-ALIGNING NUT AND SCREW IN LINEAR MOTION LEADSCREW AND NUT ASSEMBLY}

플라즈마 프로세싱에서의 진보는 반도체 산업에서 성장을 제공하였다. 기판 프로세싱 동안에, 반도체 디바이스들을 산출하는 프로세싱 환경을 생성하도록 챔버의 조건들이 면밀히 조작되어야 할 수도 있다. 정밀한 선형 모션 프로세싱 시스템에서, 프로세싱 챔버의 구성을 변경함으로써 조작이 발생할 수도 있다.

예컨대, 정밀한 선형 모션 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버 내에서 기판이 프로세싱되고 있는 상황을 고찰한다. 기판은 하부 전극 (예컨대, 정전 척) 의 상부 상에 위치된다. 레시피에 따라, 하부 전극이 수직으로 이동될 수도 있어서, 상부 전극에 대하여 기판을 조정할 수도 있으며, 그 상부 전극은 통상적으로 하부 전극 위에 위치된다.

하부 전극의 수직 조정을 용이하게 하기 위해, 선형 모션 장치가 하부 전극에 부착될 수도 있다. 선형 모션 장치는 리드스크류를 포함할 수도 있다. 리드스크류가 회전할 수 있게 하기 위해, 모터가 샤프트를 통해 리드스크류에 부착될 수도 있다. 전동화 (motorize) 된 리드스크류 배열은 클램프들의 쌍을 통해 프로세싱 챔버의 외벽에 부착될 수도 있으며, 그 클램프들의 쌍은 스크류들의 쌍을 통해 프로세싱 챔버의 벽에 고정될 수도 있다.

또한, 선형 모션 장치는 너트 배열을 포함할 수도 있다. 너트 배열은 스레디드 너트 (threaded nut) 를 포함할 수도 있으며, 그 스레디드 너트는 리드스크류를 둘러싸서 리드스크류와 스레디드 너트 사이에 동심성 관계 (concentric relation) 를 생성할 수도 있다. 너트 배열은 지지 플레이트에 부착될 수도 있으며, 그 지지 플레이트는 너트 브라켓 (bracket) 을 통해 스레디드 너트에 고정된다. 따라서, 리드스크류가 회전함에 따라, 너트 배열이 수직 방향으로 이동되어, 지지 플레이트로 하여금 동일한 방향으로 이동하게 한다. 지지 플레이트가 하부 전극에 부착되므로, 하부 전극은 선형 모션 장치를 조작함으로써 조정된다. 즉, 전동화된 리드스크류는 너트 배열로 하여금 수직 방향으로 이동하게 하여, 하부 전극의 수직 조정을 한다.

선형 모션 장치의 수명을 최대화하기 위해, 리드스크류와 스레디드 너트 사이의 동심성 (concentricity) 이 유지되어야만 할 수도 있다. 그러나, 동심성을 유지하는 것은 어려울 수도 있고, 특히 선형 모션 장치가 부적절하게 조립된 경우에 어려울 수도 있다. 일례로, 정밀한 선형 모션 프로세싱 시스템의 조립 동안에, 리드스크류가 동심성을 약간 벗어난 방식으로 위치되었을 수도 있다. 선형 모션 장치가 적절하게 조립되었다 하더라도 리드스크류 런아웃 (runout) 이 발생할 수도 있다. 여기서 논의되는 바와 같이, 리드스크류 런아웃은 제조 결함 또는 통상적인 허용오차들로 인해 일직선이 아닌 리드스크류를 지칭한다. 선형 모션 장치가 부적절하게 조립되었던지 또는 리드스크류가 런아웃을 가질 수도 있던지에 관계없이, 리드스크류의 회전은 스레디드 너트로 하여금 리드스크류의 일 사이드에 로드 (load) 를 인가하게 할 수도 있어서, 리드스크류 및/또는 스레디드 너트의 과도한 마찰 및/또는 이른 마모를 야기할 수도 있다.

오정렬 (misalignment) 을 해소하기 위해, 일 종래 기술 솔루션은, 어느 하나의 하드웨어 (예컨대, 리드스크류 또는 스레디드 너트) 를 마운트하기 위해 이용될 수도 있는 패스너 (fastener) 들을 수용하기 위한 클리어런스 슬롯 (clearance slot) 들의 세트를 채용하는 것을 포함한다. 일례로, 클램프는 프로세싱 챔버의 벽에 리드스크류를 마운트할 수도 있다. 클램프는 스크류들의 쌍을 통해 프로세싱 챔버의 벽에 고정될 수도 있으며, 그 스크류들의 쌍은 클램프 상에 위치된 클리어런스 슬롯들의 쌍 내에 삽입될 수도 있다. 각각의 클리어런스 슬롯은 오블롱 (oblong) 구성을 가질 수도 있어서, 조립자로 하여금 X 방향으로 리드스크류를 정렬시킬 수 있게 할 수도 있다. 그러나, 클리어런스 슬롯을 사용하여 정렬을 수행함으로써, 간단한 조립 프로세스가 시간-소모적이 되고 더 복잡한 조립 절차가 된다. 결과로서, 숙련된 조립자는 더 복잡한 조립 절차를 수행하도록 요구된다. 또한, 클리어런스 슬롯들이 리드스크류 런아웃을 해소하지 않으므로, 원하지 않는 사이드 로딩 (즉, 리드스크류의 사이드에 대한 연마 (grinding)) 이 여전히 발생할 수도 있다.

다른 종래 기술 솔루션은, 마운팅 홀들에 클리어런스 갭을 갖는 스레디드 너트인 플로팅 너트 (floating nut) 를 채용하는 것을 포함한다. 일례로, 선형 모션 장치는, 클리어런스 갭을 갖는 홀들이 마운트된 스레디드 너트에 의해 둘러싸인 리드스크류를 포함할 수도 있다. 즉, 스레디드 너트의 마운팅 홀들과 마운팅 스크류들 사이에 갭이 존재할 수도 있다. 따라서, 갭을 이용하여, 부적절한 조립 및/또는 리드스크류 런아웃으로 인한 오정렬이 수용될 수도 있어서, 원하지 않는 사이드 로딩을 감소시킬 수도 있다. 그러나, 플로팅 너트 배열은 스레디드 너트로 하여금 시계 방향 및/또는 반시계 방향으로 시프트하게 할 수도 있다. 결과로서, 스레디드 너트의 시프팅은, 기판을 에칭하기 위해 프로세싱 챔버의 구성을 정확하게 조작할 수 없게 될 수도 있는 위치 정확도의 손실을 야기할 수도 있다.

전술한 바로부터 인식될 수 있는 바와 같이, 원하지 않는 사이드 로딩으로 인한 이른 마모는, 리드스크류 및 스레디드 너트와 같은 선형 모션 장치의 적어도 일부가 교체되도록 요구할 수도 있다. 마모된 부품들이 교체되는 동안에는, 프로세싱 툴은 본질적으로 기판을 프로세싱하기 위해 이용가능하지 않다. 마모된 부품들을 교체하는데 요구되는 기간에 따라 (이는 프로세싱 툴을 셧다운하는 것, 요구되는 부품들을 주문하는 것, 선형 모션 장치를 분해하는 것, 새로운 부품들을 이용하여 선형 모션 장치를 재조립하는 것, 프로세싱 툴을 재조정하는 것 등을 포함할 수도 있다), 이른 마모로 인해 회사가 입을 수도 있는 경제적인 손실이 상당히 심각하게 될 수 있다.

본 발명의 개요

실시형태에서, 본 발명은 자동-정렬 선형 모션 장치에 관한 것이다. 그 장치는 리드스크류를 포함한다. 또한, 그 장치는 리드스크류를 둘러싸도록 구성된 너트 배열을 포함하며, 너트 배열은 적어도 너트, 너트 브라켓, 및 플로팅 칼라를 포함한다. 너트 브라켓의 너트 브라켓 슬롯 및 너트의 너트 슬롯을 통해 숄더 스크류가 삽입되어, 플로팅 칼라 내에 적어도 부분적으로 놓인다. 너트 브라켓 슬롯의 하나의 치수가 숄더 스크류의 단면 영역에 걸친 치수보다 더 커서, 숄더 스크류로 하여금 너트 브라켓 슬롯 내에서 이동할 수 있게 하여, 리드스크류가 회전됨에 따라 너트 배열과 리드스크류 사이의 동심성 관계를 유지하도록 너트 배열을 조정할 수 있게 한다.

상기 개요는 여기서 개시된 본 발명의 다수의 실시형태들 중 하나일 뿐이고, 여기서 청구의 범위에서 개진된 본 발명의 범위를 한정하도록 의도되지 않는다. 본 발명의 이들 및 다른 특징들은 다음의 도면들과 함께 본 발명의 상세한 설명에서 이하 더 상세히 설명될 것이다.

도면의 간단한 설명

본 발명은, 유사한 참조 번호들이 유사한 엘리먼트들을 지칭하는 첨부 도면들의 도들에서 예로써 한정되지 않게 예시된다.

도 1은 본 발명의 실시형태에서의 자동-정렬 선형 모션 장치의 분해 조립도를 도시한다.

도 2는 본 발명의 실시형태에서의 삽입된 숄더 스크류들의 쌍을 갖는 자동-정렬 선형 모션 장치의 절취도를 도시한다.

도 3은 본 발명의 실시형태에서의 융기된 보스들의 쌍을 갖는 자동-정렬 선형 모션 장치의 절취도를 도시한다.

도 4는 본 발명의 실시형태에서의 자동-정렬 선형 모션 장치의 분해 조립도를 도시한다 (도 1의 다른 도면).

도 5는 본 발명의 실시형태에서의 삽입된 숄더 스크류들의 쌍을 갖는 자동-정렬 선형 모션 장치의 절취도를 도시한다 (도 2의 다른 도면).

도 6은 융기된 보스들의 쌍을 갖는 자동-정렬 선형 모션 장치의 절취도를 도시한다 (도 3의 다른 도면).

실시형태들의 상세한 설명

본 발명은 이제 첨부 도면들에 예시된 본 발명의 몇몇 실시형태들을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 다음의 설명에서, 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항들이 개진된다. 그러나, 본 발명이 이들 특정 세부사항들의 일부 또는 전부가 없이도 실시될 수도 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 경우들에서, 본 발명을 불필요하게 불명료히 하지 않기 위해 공지의 프로세스 단계들 및/또는 구조들은 상세히 설명되지 않았다.

방법들 및 기술들을 포함하여 다양한 실시형태들이 이하 설명된다. 본 발명이 또한 본 발명의 기술의 실시형태들을 수행하기 위한 컴퓨터-판독가능 명령들이 저장된 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 제조품들을 커버할 수도 있다는 것이 유념되어야 한다. 컴퓨터 판독가능 매체는 예컨대, 컴퓨터 판독가능 코드를 저장하기 위한 컴퓨터 판독가능 매체의 반도체, 자성, 광-자기, 광학, 또는 다른 형태들을 포함할 수도 있다. 나아가, 본 발명은 또한 본 발명의 실시형태들을 실시하기 위한 장치들을 커버할 수도 있다. 그러한 장치는, 본 발명의 실시형태들에 관계된 테스크들을 수행하기 위한, 전용 및/또는 프로그래밍 가능한 회로들을 포함할 수도 있다. 그러한 장치의 예들은, 범용 컴퓨터 및/또는 적절하게 프로그래밍된 경우의 전용 연산 디바이스를 포함하고, 본 발명의 실시형태들에 관계된 다양한 테스크들에 대해 적응된 전용/프로그래밍 가능한 회로들과 컴퓨터/연산 디바이스의 조합을 포함할 수도 있다.

본 발명의 실시형태들에 따르면, 자동-정렬 선형 모션 장치는, 리드스크류의 구성에 대하여 자기-정렬하기 위한 너트에 대한 메커니즘을 제공한다. 자기-정렬을 용이하게 하기 위해, 너트는 숄더 스크류들의 쌍을 통해 너트 브라켓 및 플로팅 칼라에 부착될 수도 있다. 예에서, 너트는, 너트 브라켓들 내에 침투된 너트 브라켓 슬롯들의 형상으로 인해 X 방향으로 슬라이딩할 수도 있다. 실시형태에서, 너트 브라켓 슬롯들의 쌍이 X 방향으로 오블롱 형상을 가질 수도 있어서, 삽입된 숄더 스크류들로 하여금 X 방향으로 이동할 수 있게 할 수도 있다. 또한, 숄더 스크류들이 너트 내에 침투된 슬롯들 내에 삽입되므로, 숄더 스크류들의 슬라이딩은 X 방향의 너트의 자기 정렬이 될 수도 있다.

다른 실시형태에서, 너트는 숄더 스크류들 및 대향하는 융기된 보스들의 쌍을 통해 플로팅 칼라에 접속되며, 그 대향하는 융기된 보스들의 쌍은 플로팅 칼라 상에 위치된 융기된 픽스쳐들이다. 일 실시형태에서, 융기된 보스들은 너트 프랜지 내에 침투된 프랜지 슬롯들의 쌍 내에 위로 삽입된다. 일 실시형태에서, 너트 프랜지 슬롯들이 Y 방향으로 오블롱 형상을 가져서, 너트로 하여금 Y 방향으로 슬라이딩할 수 있게 한다.

변형된 너트 배열을 이용하여, 숄더 스크류들 및/또는 융기된 보스들은, 너트에 대해 X/Y 방향의 자기-정렬의 자유도를 허용하면서, 너트가 회전하는 것을 제한한다. 예에서, 전동화된 리드스크류는 X 방향의 우측으로 오프셋된다. 전동화된 리드스크류가 회전함에 따라, 너트가 또한 X 방향으로 슬라이딩함으로써 리드스크류의 오프셋을 수용하도록 자기-정렬을 수행할 수 있어서, 너트와 리드스크류 사이의 동심성을 유지할 수 있고, 원하지 않는 사이드 로딩을 실질적으로 최소화할 수 있다. 따라서, 원하지 않는 사이드 로딩과 통상 연관된 이른 마모가 상당히 감소될 수도 있다.

본 발명의 특징들 및 장점들은 뒤따르는 설명들 및 도면들을 참조하여 더 잘 이해될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에서의 자동-정렬 선형 모션 장치의 분해 조립도를 도시한다. 도 1의 분해 조립도에 대해서는 도 4를 참조한다. 전술된 바와 같이, 정밀한 선형 모션 프로세싱 시스템은, 기판 프로세싱 동안에 조정될 수도 있어서 오퍼레이터로 하여금 하부 전극의 높이를 제어할 수 있게 할 수도 있는 이동가능한 하부 전극 (미도시) 을 포함할 수도 있다. 조정을 용이하게 하기 위해, 하부 전극은 지지 플레이트 (110) 를 통해 자동-정렬 선형 모션 장치 (100) 에 부착된다. 실시형태에서, 자동-정렬 선형 모션 장치 (100) 는 리드스크류 (102) 를 둘러싸는 변형된 너트 배열을 포함할 수도 있다. 종래 기술과 유사하게, 리드스크류 (102) 가 모터 (미도시) 에 부착될 수도 있어서 리드스크류 (102) 로 하여금 모터가 턴온되는 경우에 회전할 수 있게 할 수도 있다.

변형된 너트 배열은 너트 브라켓 (104), 너트 (106), 및 플로팅 칼라 (108) 를 포함할 수도 있다. 너트 브라켓 (104) 은, 지지 플레이트 (110) 의 연장이고, 지지 플레이트 (110) 에 (스레디드될 수도 있는) 너트 (106) 를 접속시킨다. 2 개의 컴포넌트들을 접합시키기 위해, 대향하는 너트 브라켓 슬롯들의 쌍 (116a 및 116b) 및 대향하는 너트 슬롯들의 쌍 (118a 및 118b) 내에 숄더 스크류들 (112 및 114) 의 쌍이 삽입될 수도 있다.

실시형태에서, 각각의 숄더 스크류 (112 및 114) 는 스크류 헤드 (122), 숄더 부분 (124), 및 스크류 부분 (126) 을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 숄더 부분 (124) 은, 너트 (106) 의 더 넓은 부분인 너트 플랜지 (128) 의 두께 및 너트 브라켓 (104) 의 두께와 적어도 동일한 길이를 가질 수도 있다. 숄더 스크류가 슬롯들 내에 삽입되는 경우에, 스크류 부분 (126) 은 너트 플랜지 (128) 를 넘어서 연장할 수도 있다. 실시형태에서, 플로팅 칼라 (108) 의 칼라 스레디드 홀 (120a) 내에 스크류 부분 (126) 을 삽입함으로써, 숄더 스크류 (112) 가 변형된 너트 배열 내에 고정될 수도 있다. 여기서 논의되는 바와 같이, 플로팅 칼라는, 너트 프랜지 (128) 바로 아래에 위치된 링 배열이고, 너트 (106) 의 너트 바디 (130) 둘레에 고정되게 피팅 (fit) 된다.

종래 기술에서, 리드스크류와 너트 사이의 동심성이 오정렬 및/또는 리드스크류 런아웃으로 인해 확립되지 않고/않거나 유지되지 않는 경우에, 이른 마모를 초래할 수도 있는 원하지 않는 사이드 로딩이 발생할 수도 있다. 본 발명의 일 양태에서, 여기서 본 발명자는, 변형된 너트 배열이 X/Y 방향으로 자동으로 정렬하여 리드스크류의 구성을 수용하는 경우에 동심성이 유지될 수도 있다는 것을 실현한다. 변형된 너트 배열을 통해 자동 정렬이 어떻게 달성될 수도 있는지를 예시하기 위해 도 2 및 도 3이 사용될 것이다.

도 2는 본 발명의 실시형태에서의 삽입된 숄더 스크류들의 쌍을 갖는 자동-정렬 모션 장치의 절취도를 도시한다. 도 2의 분해 조립도에 대해서는 도 5를 참조한다. 숄더 스크류들 (112 및 114) 이 변형된 너트 배열 내에 삽입되었다. 예에서, 숄더 스크류 (112) 가 너트 브라켓 슬롯 (116a), 너트 슬롯 (118a) (미도시), 및 칼라 스레디드 홀 (120a) (미도시) 내에 삽입되어, 너트 브라켓 (104), 너트 (106), 및 플로팅 칼라 (108) 를 단일의 변형된 너트 배열로 접합시켰다.

실시형태에서, 너트 브라켓 슬롯들의 쌍 (116a 및 116b) 은 숄더 스크류들 (112 및 114) 의 쌍보다 더 큰 직경을 가질 수도 있다. 즉, 숄더 스크류 (112) 가 너트 브라켓 슬롯 (116a) 내에 삽입되는 경우에, 숄더 섹션 (124) 과 너트 브라켓 슬롯 (116a) 사이에 약간의 갭이 존재할 수도 있다. 일 실시형태에서, 너트 브라켓 슬롯들의 쌍 (116a 및 116b) 의 각각이 X 방향 (202) 으로 오블롱 형상을 가져서, 삽입된 숄더 스크류들로 하여금 숄더 스크류 (112) 가 조여지는 경우에 X 방향 (202) 으로 이동할 수 있게 한다.

실시형태에서, 숄더 스크류들의 숄더 섹션들은 대향하는 너트 슬롯들의 대응하는 쌍을 통과할 수도 있다. 예에서, 숄더 섹션 (124) 이 플로팅 칼라 (108) 의 상부면에 대해 스너그하게 (snugly) 버팅 (butt) 되는 경우에, 삽입된 숄더 스크류 (112) 는 플로팅 칼라 (108) 에 고정되게 부착된다. 삽입된 숄더 스크류 (112) 가 X 방향 (202) 으로 슬라이딩할 수 있으므로, 따라서, 플로팅 칼라 (108) 가 특성을 이어받고 동일한 방향으로 자동으로 정렬할 수 있다. 따라서, 너트 (106) 가 대향하는 융기된 보스들의 쌍 (302 및 304) 및 너트 (106) 내의 대응하는 슬롯들 (306a 및 306b) 을 통해 플로팅 칼라 (108) 에 대하여 X 방향으로 구속되므로, 플로팅 칼라 (108) 및 너트 (106) 가 또한 함께 X 방향으로 자동으로 정렬될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 실시형태에서의 융기된 보스들의 쌍을 갖는 자동-정렬 선형 모션 장치의 절취도를 도시한다. 도 3의 분해 조립도에 대해서는 도 6을 참조한다. 플로팅 칼라 (108) 는 실시형태에서 대향하는 융기된 보스들의 쌍 (302 및 304) 을 포함할 수도 있다. 융기된 보스들 (302 및 304) 의 쌍은, 플로팅 칼라 (108) 의 상부 상에 위치될 수도 있고, 대향하는 칼라 스레디드 홀들의 쌍 (도 1의 120a 및 120b) 사이에 각각 위치될 수도 있다.

실시형태에서, 대향하는 융기된 보스들의 쌍 (302 및 304) 은, 너트 프랜지 (128) 내에 리세스 (recess) 될 수도 있는 대향하는 너트 프랜지 슬롯들의 쌍 (306a 및 306b) 내에 위로 삽입될 수도 있다. 일 실시형태에서, 대향하는 너트 프랜지 슬롯들의 쌍 (306a 및 306b) 은 대향하는 융기된 보스들의 더 큰 쌍 (302 및 304) 보다 약간 더 클 수도 있다. 예에서, 융기된 보스 (302) 가 너트 프랜지 슬롯 (306a) 내에 삽입되는 경우에, 융기된 보스와 슬롯 사이에 약간의 갭이 존재할 수도 있어서, 너트 (106) 로 하여금 융기된 보스 (302) 에 대하여 자동으로 정렬할 수 있게 할 수도 있다. 일 실시형태에서, 너트 프랜지 슬롯들의 쌍 (306a 및 306b) 은 Y 방향 (308) 으로 오블롱 형상을 가질 수도 있어서, 너트 (106) 로 하여금 플로팅 칼라 (108) 에 대하여 Y 방향으로 조정하게 허용할 수도 있다.

너트 (104) 가 오블롱 슬롯들의 쌍 (즉, 너트 프랜지 슬롯들의 쌍) 을 생성하여 융기된 보스들의 쌍으로 하여금 오블롱 슬롯들의 쌍으로 상승하게 하고 Y 방향으로 병진하게 허용하도록 실현 가능하지 않거나 또는 허용 가능하지 않은 경우에, 실시형태에서, 너트 프랜지 (128) 와 플로팅 칼라 (108) 사이에 부가적인 어댑터 (adapter) 링이 제공될 수도 있다. 어댑터 링은 대향하는 오블롱 슬롯들의 쌍을 가질 수도 있어서 Y 방향의 병진 이동에 대한 융기된 보스들의 안내 기능을 용이하게 할 수도 있다.

도 2 및 도 3으로부터 인식될 수 있는 바와 같이, 변형된 너트 배열은, 너트로 하여금 숄더 스크류들 및 융기된 보스들이 너트가 회전하는 것을 방지하면서 X/Y 방향으로 자동으로 자기-정렬할 수 있게 하여, X/Y 방향으로 자기-정렬하기 위한 능력을 수용하면서 위치 정확도의 손실이 희생되지 않는 것을 보장하도록 너트와 너트 브라켓 사이의 회전을 제한한다. 즉, 너트가 리드스크류의 구성에 대하여 자기-정렬을 수행할 수 있어서, 너트 및 리드스크류로 하여금 동심성 관계를 유지할 수 있게 한다. 예에서, 너트는, 선형 모션 장치의 우수한 위치 정확도를 유지하면서, 비-동심성의 너트와 리드스크류의 관계를 초래하는 부적절한 조립 또는 제조 허용오차들로 인한 리드스크류의 오정렬을 수용할 수 있다. 예컨대, 전동화된 리드스크류가 회전함에 따라, 변형된 너트 배열이 리드스크류의 위치를 수용하도록 X 또는 Y 방향으로 슬라이딩할 수도 있다. 유사하게, X/Y 방향으로 자기-정렬을 수행하기 위한 변형된 너트 배열 능력은 또한 리드스크류 런아웃으로 인해 발생할 수도 있는 원하지 않는 사이드 로딩을 해소할 수도 있다.

본 발명의 하나 이상의 실시형태들로부터 인식될 수 있는 바와 같이, 자동-정렬 선형 모션 장치는, 리드스크류 너트의 원하지 않는 사이드 로딩을 실질적으로 제거하면서 하부 전극을 수직으로 조정하기 위한 배열을 제공한다. 따라서, 원하지 않는 사이드 로딩을 실질적으로 제거함으로써, 대응하여 리드스크류 및 너트의 이른 마모가 또한 방지될 수도 있다. 변형된 너트 배열을 이용하여, 복잡한 조립 절차들을 요구하지 않으면서 리드스크류와 너트 사이의 동심성이 유지될 수도 있다. 그 배열이 상당히 값이 싼 부품을 요구하므로, 비싼 비용을 발생시키지 않으면서 동심성이 유지될 수도 있다. 따라서, 자동-정렬 선형 모션 장치는, 동심성의 부재로부터 발원될 수도 있는 경제적인 손실을 최소화하기 위한 비용 효과적인 솔루션을 제공한다.

본 발명이 여러 바람직한 실시형태들의 관점에서 설명되었지만, 본 발명의 범위 내에 속하는 변경물, 치환물, 및 균등물이 존재한다. 여기서 다양한 예들이 제공되었음에도, 이들 예들은 예시적이고 본 발명에 대하여 한정하지 않도록 의도된다.

또한, 제목 및 개요는 편의를 위해 여기서 제공되며, 여기서 청구의 범위를 해석하는데 사용되어서는 안된다. 또한, 요약은 매우 단축된 형태로 기재되었고 여기서 편의를 위해 제공되며, 따라서 청구의 범위에서 표현되는 본 발명의 전체를 해석하거나 또는 한정하는데 채용되어서는 안된다. 용어 "세트 (set)" 가 여기서 채용되는 경우에, 그러한 용어는 0, 1, 또는 2 이상의 부재를 커버하도록 그 용어의 통상 이해되는 수학적인 의미를 갖도록 의도된다. 또한, 본 발명의 방법들 및 장치들을 구현하는 다수의 다른 방법들이 존재한다는 것이 유념되어야 한다. 따라서, 다음의 청구의 범위는, 본 발명의 진정한 사상 및 범위 내에 속하는 모든 그러한 변경물, 치환물, 및 균등물을 포함하는 것으로서 해석되도록 의도된다.

Claims

리드스크류; 및
상기 리드스크류를 둘러싸도록 구성된 너트 배열을 포함하며,
상기 너트 배열은, 적어도, 너트, 너트 브라켓, 및 플로팅 칼라를 포함하고,
상기 너트 브라켓의 너트 브라켓 슬롯 및 상기 너트의 너트 슬롯을 통해 숄더 스크류가 삽입되어 상기 플로팅 칼라 내에 적어도 부분적으로 놓이고,
상기 너트 브라켓 슬롯의 하나의 치수가 상기 숄더 스크류의 단면 영역 (cross-section area) 에 걸친 치수보다 더 커서, 상기 숄더 스크류로 하여금 상기 너트 브라켓 슬롯 내에서 이동할 수 있게 하여, 상기 리드스크류가 회전됨에 따라 상기 너트 배열과 상기 리드스크류 사이의 동심성 (concentric) 관계를 유지하도록 상기 너트 배열을 조정할 수 있게 하는, 자동-정렬 선형 모션 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 리드스크류는 모터에 커플링되며,
상기 모터는 상기 리드스크류로 하여금 상기 모터가 턴온되는 경우에 회전될 수 있게 하는, 자동-정렬 선형 모션 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 너트는 스레디드 (threaded) 너트인, 자동-정렬 선형 모션 장치.
제 1 항에 있어서,
지지 플레이트를 더 포함하며,
상기 너트 브라켓은 상기 지지 플레이트의 일부이고,
상기 지지 플레이트는 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버의 하부 전극에 커플링되도록 구성되며,
상기 지지 플레이트는 기판 프로세싱 동안에 적어도 상기 하부 전극의 수직 조정을 용이하게 하도록 구성되는, 자동-정렬 선형 모션 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 너트는 너트 바디 및 너트 프랜지를 포함하며,
상기 너트 프랜지는 상기 너트 바디 위에 위치되고 상기 너트 바디의 직경보다 더 큰 직경을 갖는, 자동-정렬 선형 모션 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 플로팅 칼라는 상기 너트 바디를 둘러싸도록 구성되고 상기 너트 프랜지 아래에 배치되는, 자동-정렬 선형 모션 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 플로팅 칼라는 너트 프랜지를 향하는 위치에 위치된 융기된 픽스쳐들의 쌍을 포함하도록 구성되고,
상기 융기된 픽스쳐들의 쌍의 각각의 융기된 픽스쳐는 상기 너트 프랜지 내에 배치된 너트 프랜지 슬롯 내에 삽입되며,
상기 너트 프랜지 슬롯의 하나의 치수는 상기 융기된 픽스쳐의 단면 영역의 치수보다 더 커서, 상기 융기된 픽스쳐로 하여금 상기 너트 프랜지 슬롯 내에서 이동할 수 있게 하여, 상기 리드스크류가 회전됨에 따라 상기 너트 배열과 상기 리드스크류 사이의 상기 동심성 관계를 유지하도록 상기 너트 배열을 조정할 수 있게 하는, 자동-정렬 선형 모션 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 너트 배열은 상기 너트 프랜지와 상기 플로팅 칼라 사이에 배치된 어댑터 링을 포함하고,
상기 플로팅 칼라 상의 너트 프랜지를 향하는 위치에 위치된 융기된 픽스쳐들의 쌍은 상기 어댑터 링 내에 배치된 어댑터 링 슬롯들의 쌍 내에 삽입되며,
상기 어댑터 링 슬롯들의 쌍의 각각의 어댑터 링 슬롯의 치수는 상기 융기된 픽스쳐들의 쌍의 각각의 융기된 픽스쳐의 단면 영역의 치수보다 더 커서, 상기 융기된 픽스쳐로 하여금 상기 어댑터 링 슬롯 내에서 이동할 수 있게 하여, 상기 리드스크류가 회전됨에 따라 상기 너트 배열과 상기 리드스크류 사이의 상기 동심성 관계를 유지하도록 상기 너트 배열을 조정할 수 있게 하는, 자동-정렬 선형 모션 장치.
기판 프로세싱을 수행하기 위한 프로세싱 챔버를 갖는 프로세싱 시스템으로서,
리드스크류;
상기 리드스크류를 둘러싸도록 구성된 너트 배열로서, 상기 너트 배열은, 적어도, 너트, 너트 브라켓, 및 플로팅 칼라를 포함하고, 상기 너트 브라켓의 너트 브라켓 슬롯 및 상기 너트의 너트 슬롯을 통해 숄더 스크류가 삽입되어 상기 플로팅 칼라 내에 적어도 부분적으로 놓이고, 상기 너트 브라켓 슬롯의 치수가 상기 숄더 스크류의 단면 영역 (cross-section area) 에 걸친 치수보다 더 커서, 상기 숄더 스크류로 하여금 상기 너트 브라켓 슬롯 내에서 이동할 수 있게 하여, 상기 리드스크류가 회전됨에 따라 상기 너트 배열과 상기 리드스크류 사이의 동심성 (concentric) 관계를 유지하도록 상기 너트 배열을 조정할 수 있게 하는, 상기 너트 배열; 및
상기 너트 브라켓에 부착된 지지 플레이트로서, 상기 지지 플레이트는 상기 프로세싱 챔버의 하부 전극에 커플링되도록 구성되고, 상기 지지 플레이트는 기판 프로세싱 동안에 적어도 상기 하부 전극의 수직 조정을 용이하게 하도록 구성되는, 상기 지지 플레이트를 포함하는, 프로세싱 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 리드스크류는 모터에 커플링되며,
상기 모터는 상기 리드스크류로 하여금 상기 모터가 턴온되는 경우에 회전될 수 있게 하는, 프로세싱 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 너트는 스레디드 (threaded) 너트인, 프로세싱 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 너트는 너트 바디 및 너트 프랜지를 포함하며,
상기 너트 프랜지는 상기 너트 바디 위에 위치되고 상기 너트 바디의 직경보다 더 큰 직경을 갖는, 프로세싱 시스템.
제 12 항에 있어서,
상기 플로팅 칼라는 상기 너트 바디를 둘러싸도록 구성되고 상기 너트 프랜지 아래에 배치되는, 프로세싱 시스템.
제 13 항에 있어서,
상기 플로팅 칼라는 너트 프랜지를 향하는 위치에 위치된 융기된 픽스쳐들의 쌍을 포함하도록 구성되고,
상기 융기된 픽스쳐들의 쌍의 각각의 융기된 픽스쳐는 상기 너트 프랜지 내에 배치된 너트 프랜지 슬롯 내에 삽입되며,
상기 너트 프랜지 슬롯의 치수는 상기 융기된 픽스쳐의 단면 영역의 치수보다 더 커서, 상기 융기된 픽스쳐로 하여금 상기 너트 프랜지 슬롯 내에서 이동할 수 있게 하여, 상기 리드스크류가 회전됨에 따라 상기 너트 배열과 상기 리드스크류 사이의 상기 동심성 관계를 유지하도록 상기 너트 배열을 조정할 수 있게 하는, 프로세싱 시스템.
제 12 항에 있어서,
상기 너트 배열은 상기 너트 프랜지와 상기 플로팅 칼라 사이에 배치된 어댑터 링을 포함하고,
상기 플로팅 칼라 상의 너트 프랜지를 향하는 위치에 위치된 융기된 픽스쳐들의 쌍은 상기 어댑터 링 내에 배치된 어댑터 링 슬롯들의 쌍 내에 삽입되며,
상기 어댑터 링 슬롯들의 쌍의 각각의 어댑터 링 슬롯의 치수는 상기 융기된 픽스쳐들의 쌍의 각각의 융기된 픽스쳐의 단면 영역의 치수보다 더 커서, 상기 융기된 픽스쳐로 하여금 상기 어댑터 링 슬롯 내에서 이동할 수 있게 하여, 상기 리드스크류가 회전됨에 따라 상기 너트 배열과 상기 리드스크류 사이의 상기 동심성 관계를 유지하도록 상기 너트 배열을 조정할 수 있게 하는, 프로세싱 시스템.
기판 프로세싱을 수행하기 위한 프로세싱 챔버를 갖는 프로세싱 시스템을 제조하기 위한 방법으로서,
리드스크류를 제공하는 단계;
상기 리드스크류를 둘러싸는 너트 배열을 제공하는 단계로서, 상기 너트 배열은 적어도,
너트를 제공하고,
너트 브라켓을 제공하고,
플로팅 칼라를 제공하며,
숄더 스크류를 제공함으로써,
생성되고, 상기 너트 브라켓의 너트 브라켓 슬롯 및 상기 너트의 너트 슬롯을 통해 상기 숄더 스크류가 삽입되어 상기 플로팅 칼라 내에 적어도 부분적으로 놓이고, 상기 너트 브라켓 슬롯이 상기 숄더 스크류의 단면 (cross-section) 보다 더 큰 치수를 가져서, 상기 숄더 스크류로 하여금 상기 너트 브라켓 슬롯 내에서 이동할 수 있게 하여, 상기 리드스크류가 회전됨에 따라 상기 너트 배열과 상기 리드스크류 사이의 동심성 (concentric) 관계를 유지하도록 상기 너트 배열을 조정할 수 있게 하는, 상기 너트 배열을 제공하는 단계;
상기 너트 배열을 지지 플레이트에 부착하는 단계; 및
상기 프로세싱 챔버의 하부 전극에 상기 지지 플레이트를 커플링시키는 단계로서, 상기 지지 플레이트는 기판 프로세싱 동안에 적어도 상기 하부 전극의 수직 조정을 용이하게 하도록 구성되는, 상기 지지 플레이트를 커플링시키는 단계를 포함하는, 프로세싱 시스템을 제조하기 위한 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 너트는 너트 바디 및 너트 프랜지를 포함하며,
상기 너트 프랜지는 상기 너트 바디 위에 위치되고 상기 너트 바디의 직경보다 더 큰 직경을 갖는, 프로세싱 시스템을 제공하기 위한 방법.
제 17 항에 있어서,
너트 프랜지를 향하는 위치에 위치된 융기된 픽스쳐들의 쌍을 상기 너트 프랜지 내에 배치된 너트 프랜지 슬롯의 쌍 내에 삽입하는 단계를 더 포함하며,
상기 너트 프랜지 슬롯의 쌍의 각각의 너트 프랜지 슬롯은 상기 융기된 픽스쳐들의 쌍의 각각의 융기된 픽스쳐의 단면 영역의 치수보다 더 큰 치수를 가져서, 상기 융기된 픽스쳐로 하여금 상기 너트 프랜지 슬롯 내에서 이동할 수 있게 하여, 상기 리드스크류가 회전됨에 따라 상기 너트 배열과 상기 리드스크류 사이의 상기 동심성 관계를 유지하도록 상기 너트 배열을 조정할 수 있게 하는, 프로세싱 시스템을 제공하기 위한 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 너트 프랜지와 상기 플로팅 칼라 사이에 어댑터 링을 배치하는 단계를 더 포함하며,
상기 플로팅 칼라 상의 너트 프랜지를 향하는 위치에 위치된 융기된 픽스쳐들의 쌍은 상기 어댑터 링 내에 배치된 어댑터 링 슬롯들의 쌍 내에 삽입되며,
상기 어댑터 링 슬롯들의 쌍의 각각의 어댑터 링 슬롯은 상기 융기된 픽스쳐들의 쌍의 각각의 융기된 픽스쳐의 단면 영역의 치수보다 더 큰 치수를 가져서, 상기 융기된 픽스쳐로 하여금 상기 어댑터 링 슬롯 내에서 이동할 수 있게 하여, 상기 리드스크류가 회전됨에 따라 상기 너트 배열과 상기 리드스크류 사이의 상기 동심성 관계를 유지하도록 상기 너트 배열을 조정할 수 있게 하는, 프로세싱 시스템을 제공하기 위한 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 리드스크류에 모터를 커플링하여, 상기 리드스크류로 하여금 상기 모터라 턴온되는 경우에 회전될 수 있게 하는 단계를 더 포함하는, 프로세싱 시스템을 제공하기 위한 방법.