KR100423366B1 - 통합형자기부상및회전시스템 - Google Patents

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KR100423366B1 KR10-1998-0703056A KR19980703056A KR100423366B1 KR 100423366 B1 KR100423366 B1 KR 100423366B1 KR 19980703056 A KR19980703056 A KR 19980703056A KR 100423366 B1 KR100423366 B1 KR 100423366B1
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샨카 자간나탄
케빈 리어리
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제임스 도우너
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Abstract

회전 모우터와 회전 자기 베어링이 무접점의 콤팩트한 조립체(10)에 통합된다. 고정자 조립체(16)가 반도체 웨이퍼(14)의 제조를 위한 챔버(12)의 원통형 벽(12e)을 수용할 수 있는 환상의 에어갭(20)을 두고 강자성체의 회전자(18)를 둘러싼다. 고정자 조립체(16)는 다수의 자극 세그먼트(36a)를 갖는 수직으로 간격을 둔 자기 고정자 플레이트(36) 사이에 개재되는 영구자석(38)을 갖는다. 회전자(27)는 보상적인 자극톱니(18c)를 갖는 자기 스텐레스 스틸의 링이다. 고정자 조립체는 수직 축선을 따라 그리고 이들의 수평축선(26, 28)에 대한 경사에 대하여 회전자를 부상시키고 수동적으로 중심을 맞출 수 있도록 하고, 회전자(22)에 대하여 방사상 위치편중이 이루어지도록 하며, 회전자 자극에 모우터 자계를 형성한다. 고정자 플레이트(36)에 권취된 다상코일이 회전자(22)를 동기 단극 모우터처럼 구동시키는 회전자계를 발생한다. 자극톱니가 없는 회전자(22)는 비동기 유도 구동장치로서 작동토록 한다. 제어기(54)는 회전자(22)의 감지된 물리적인 위치에 응답하여 각 고정자 자극 세그먼트(36a)에 권취된 제어코일(42)을 작동시킨다. 제어코일은 능동적인 방사상 위치제어가 이루어지도록 하고 수동 중심조절을 극복할 수 있는 경사성 진동을 능동적으로 완화시킬 수 있다.

Description

통합형 자기부상 및 회전시스템
도 1은 도 1의 1-1선 단면도.
도 2는 반도체 웨이퍼의 RTP를 위한 챔버(가상선으로 보임)에 결합하여 작동하는 본 발명에 따른 통합형 자기부상 및 회전 조립체의 수직 단면도.
도 3은 도 1과 도 2에서 보인 고정자 조립체와 회전자의 수직단면을 보인 것으로 챔버 웨이퍼 캐리어와 웨이퍼의 인접한 부분을 보인 수직 단면도.
도 4는 도 1-도 3에서 보인 회전자의 사시도.
본 발명은 자기베어링(magnetic bearings)과 전자모우터(electromagnetic motors)에 관한 것이다. 특히 본 발명은 반도체 웨이퍼 제조에 유용한 고도로 콤팩트한 통합형의 회전 자기베어링과 모우터를 제공하는 방법과 장치에 관한 것이다.
반도체 제조에 있어서, 실리콘 또는 기타 반도체 물질의 취약한 웨이퍼는 분위기가 진공, 불활성 기체 또는 공정기체 이건간에 조절된 초청정 분위기에서 제조되어야 한다. 분위기 중의 극미세 오염물질은 이들이 웨이퍼 상에 직접 달라 붙거나 웨이퍼의 기체공정의 결과로서 웨이퍼에 퇴적되므로 심각한 문제가 된다. 웨이퍼 상의 극미세 입자는 웨이퍼를 오염시키며 웨이퍼의 오염된 부분으로 제조된 반도체 장치는 결함제품이 될 것이다. 따라서 청정도는 생산량에 직접 관련이 되며 이는 최종 제조코스트에 영향을 준다. 최근의 제조기술은 진공 또는 불활성기체 충전 트랜스포트에 연결된 다중챔버를 이용하는 것을 포함한다. 이들 챔버는 일부 제조단계에 한정되어 있다. 통상적으로 제조공정은 고부식성 기체와 고온의 좋지 않은 분위기에 놓인다.
한 제조단계로서 이온주입에 의한 도핑 이후 웨이퍼를 어닐링 하는 단계가 있다. 주입단계에서는 결정구조에 긴장을 주게 되는 바, 이는 해제되지 않는 경우 이온도핑 실리콘의 비저항에 원치 않는 변화가 나타나도록 한다. 어닐링 과정은 이러한 긴장을 해제하는데 중요하다. 최신의 제조기술에 있어서는 어닐링을 위하여 신속 열처리 공정(RTP)에 의존하고 있다. RTP는 웨이퍼 상에서 진공챔버 내에 착설된 방열원(예를 들어, 램프)의 이용을 필요로 한다. 램프는 이러한 공정을 위하여 웨이퍼가 적당히 높은 온도에 이르도록 한다. RTP의 경우, 웨이퍼의 상하측 영역은 가려지지 않는 것이 필요하다.
웨이퍼는 일반적으로 알려진 동일한 특성을 가져야 하는 다수의 장치, 예를 들어 마이크로 프로세서나 메모리 등으로 나누어지므로 전체 웨이퍼의 제조공정상 균일성은 중요하다. 또한 이러한 균일성은 단일장치, 예를 들어 단일칩에 전체 컴퓨터의 제조가 이루어지는 단일장치에 비교적 넓은 표면적을 사용하는 것이 요구되는 경우에도 중요하다. 요약컨데, 또한 이러한 균일성이 수율에 영향을 준다. 균일성을 얻기 위하여 일반적으로 웨이퍼가 제조될 때에 웨이퍼를 이 웨이퍼에 수직이고 중심에 맞추어진 수직 또는 Z-축선을 중심으로 하여 회전시킨다. 또한 이러한 회전은 화학증착, 열처리, 이온주입에 의한 도핑과, 기타 다른 기술에 의한 도핑과 같은 다른 웨이퍼 공정에도 이용된다.
종래 통상적인 웨이퍼 제조장치와 RTP 웨이퍼 제조장치는 웨이퍼 캐리어를 지지하는 회전 플래트폼을 지지하기 위한 기계적인 접촉 베어링을 사용하였다. 그러나, 기계적인 접촉 베어링은 주문설계형으로 고가임에도 불구하고 여러가지 문제점이 있다. 첫째로 이들이 접촉하면서 운동하므로 이들이 마모된다. 이러한 마모는 입자 오염원이 된다. 둘째로, 마모와 불리한 환경(초고진공) 또는 부환경(예를 들어, 부식성 또는 고온 분위기)에서의 작동에 의하여, 윤활처리가 매우 어렵고 베어링이 예상치 못하게 고장나며, 이들이 전형적으로 비교적 단시간 내에 고장난다(윤활제는 특히 고진공에 노출될 때에 증발된다. 윤활제의 밀봉과 선택이 문제해결에 도움이 될 수는 있으나 베어링의 윤활은 오염원으로 남는다).
베어링의 고장은 생산가동 중지의 원인이 된다. 또한 이는 새로운 베어링의 직접 경비와 제조되는 웨이퍼의 손실에 의하여 제조경비를 상승시키며 이는 그 자체만으로도 50,000불의 가치를 갖는다. 베어링의 고장이 없다 하더라도 웨이퍼가 파손된다. 웨이퍼의 손실 이외에 이러한 파손은 웨이퍼 파손자체가 웨이퍼의 파편과 입자를 만들어 내며 이들은 챔버가 다시 사용되기 전에 베어링으로부터 철저히 제거되어야 하므로 생산가동시간의 손실을 가져온다. 또한 작동시에 기계적인 베어링은 진동을 발생하고(이들은 소음을 발생한다), 이들이 진동을 전달하여 외부의 기계적인 충격과 진동에 의하여 마모되거나 손상된다. 또한 기계적인 베어링은 "유동" 되어 위치제어에 에러가 나타나도록 하여 품질과 수율에 좋지 않은 영향을 준다. 이들 문제점과 다른 문제점들은 제조되는 웨이퍼의 크기와 웨이퍼의 회전속도에 실질적인 한계를 부여한다. 실제로 약 200㎜의 직경을 갖는 웨이퍼가 현재 신뢰가능 하게 제조될 수 있는 최대 크기의 것이다. 또한 전형적으로 회전속도는 이들 대형 웨이퍼에 대하여 90rpm 이하이다.
웨이퍼 제조에 이용하기 위하여 자기 조정방법이 고려되었다. 예를 들어 엠. 오타(M. Ota) 등은 "Development of Mag-Lev Polar Coordinate Robot Operation in Ultra High Vacuum"Magnetic Suspension Ⅱ, pp. 351-359 (1991)에서 자기베어링을 이용하여 진공 내에서 작동하는 극좌표 로버트를 언급하고 있다. 또한 에스. 모리야마(S. Moriyama) 등의 문헌 "Development of Magneticallog Suspended Liner Pulse Motor for Contactless Direct Drive in Vacuum Chamber Robot", Kyushu Institute of Technology, Trnsaction of the Institute of Electrical Engineers of Japan, Vol. 115-D, No. 3, March 1995, pp. 311-318에서 웨이퍼의 무접촉 현가 및 선형운동을 위한 자기베어링이 기술되고 있다. 기계적인 베어링의 오염문제점을 피하기 위한 자기현가의 잇점이 명백하다. 이러한 종류의 연구는 웨이퍼의 운반, 특히 공정챔버 사이의 선형 웨이퍼 운반에만 한정되며 제조 중 웨이퍼를 회전시키도록 하는 챔버에는 사용할 수 없다.
회전운동을 위하여 일반적으로 자기베어링을 이용하는 것은 알려져 있다. 이들은 전형적으로 마찰접촉을 완전히 제거하는 것이 중요한 경우에 사용된다. 일반적인 구성에 있어서, 한 쌍의 축방향으로 간격을 둔 자기베어링이 축방향으로 배치된 전기 모우터에 의하여 구동되는 회전축을 지지한다. 모우터의 회전자는 축에 고정되며, 이 축의 모우터의 출력축이다. 자기베어링은 자이로스코프, 플라이휠, 가스터빈 및 전기 측정기구와 같은 다양한 장치에 방사상 방향 및 축방향으로 배치되어 사용된다.
마찰없는 작동과 밀폐챔버 등에서 운동을 제어토록 일정한 간격을 둔 작동의 잇점이 명백하다. 자기베어링은 이들이 부피가 크고 고가이어서 널리 사용되고 있지 않다. 비용은 전형적으로 자유도의 제어, 즉 상호 직각을 이루는 축선(x, y 및 z 축선)을 따른 선형운동 및 이들 각 축선을 중심으로 한 회전을 제어하기 위하여 사전에 선택된 공간장소와 방향에서 베어링을 현가하고 중심을 맞추기 위한 위치감지기와 능동형 피드백 제어회로를 필요로 하여 부분적으로 상승된다.
또한, 적어도 하나의 자유도의 수동제어에 의하여 능동제어의 비용을 줄이는 것이 알려져 있다. 통상적인 형태에서, 이러한 수동제어는 하나의 축선을 따라 정렬된 한 쌍의 영구자석 사이에서 작용하는 자기척력을 이용한다. 또한 LC 동조회로가 수동제어가 이루어지도록 인덕턴스 값 L의 코일에서 전류를 발생하는 자계를 변화시키는 것으로 알려져 있다. 코일 인덕턴스 L과 값 C를 갖는 캐패시터가 직렬로 결합된다. A.C. 여기주파수는 LC 공진주파스 보다 약간 높게 설정된다. 코일의 인덕턴스는 코일과 회전자 사이의 에어 갭에 대하여 매우 민감하므로 이러한 갭의 변화는 LC 회로의 임피던스의 변화를 가져오며 이는 전류의 흐름을 조절하여 중심조절을 유도한다.
수동제어가 이용되는 것에 관계 없이, 구동회전부재가 자기적으로 지지되는 경우 이 역시 구동되어야 한다. 기계적인 직접 구동형인 경우에 챔버(오염원) 측으로 개방된 마찰접촉 없이 회전력을 챔버에 전달하면서 챔버 내의 제어된 분위기를 유지하는 것(예를 들어 씨일에 고정된 회전축)이 문제이다. 자기구동이 이러한 문제를 극복할 수 있으나 이러한 구동형태의 장치는 부피가 크고 비용이 많이 들도록 하며 구동장치의 AC 자속과 현가장치의 DC 자속의 상호작용과 같은 다른 문제점이 있다. AC 자속은 챔버 내에서 와전류 손실을 발생하고 고정자와 회전자에서의 손실을 발생한다. 둘째로, 챔버벽을 수용하는 에어갭은 자기회로의 중요한 리럭턴스 소오스를 구성한다. 세째로, 회전자에 작용하는 AC 자속은 DC 현가자속에 의한 회전자의 실질적인 포화에 일치한다. 요약컨데, 회전자기구동을 자기현가와 통합하고자하는 설계상의 고려가 있었다.
현재까지는 웨이퍼의 회전전자구동과 조합되는 RTP와 같은 웨이퍼 제조에 있어서 자기베어링의 무마찰 현가방식을 이용하는 시스템이 알려진 바 없다. 더우기 자기베어링의 부상 및 무마찰 작동을 회전 전자모우터 구동과 통합토록 고안된 콤팩트 하고 비용효과의 구성은 없었다.
따라서, 본 발명의 근본목적은 작동중 가동부품 사이의 물리적인 접촉을 이용하지 않는 조합된 통합형의 회전 자기베어링 및 회전구동을 위한 방법과 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 근본적인 목적은 베어링 갭을 유지하는데 필요로 하는 고도로 콤팩트 하고 물리적이고 능동적인 제어가 가능한 통합형 자기베어링과 구동방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 웨이퍼의 제조시 특히 RTP 제조공정시에 필수적으로 수반되는 진공, 부식성 분위기 또는 고온하에서 신뢰가능하게 작동하고 수명이 긴 상기 언급된 잇점을 갖는 통합형의 자기베어링과 구동장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 언급된 잇점을 가지며 초대형 직경(예를 들어 300㎜ 이상의 직경)의 웨이퍼를 제조할 수 있고 이들을 50∼1200rpm의 속도로 회전시킬 수 있는 통합형 자기베어링과 구동장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 챔버 내의 입자오염물을 줄이고 이러한 입자오염 또는 기계적인 베어링 고장에 의한 생산중지 시간을 줄일 수 있는 웨이퍼 제조용의 자기베어링과 구동장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 위치 선정이 고도로 정밀하게 이루어지고 진동이 발생되지 아니하며 웨이퍼를 외부진동과 충격으로부터 격리할 수 있는 통합형 자기베어링과 구동장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이들 잇점을 제공하고 제조비용 면에서 경쟁력이 있도록 하는데 있다.
콤팩트한 통합형의 자기부상 및 회전구동장치는 자기회전자와 이를 둘러싸고 있는 비접촉형의 고정자 조립체를 이용한다. 고정자 조립체는 리럭턴스가 낮은 강자성체 물질로 되어 있고 상호 수직으로 간격을 두고 있는 자극판 또는 자극판 사이에 개재된 영구자석 또는 기타 다른 DC 자속소오스를 갖는다. 자극판은 환상의 에어갭을 두고 회전자에 근접하여 둘러싸여 있는 등극간격의 자극 세그먼트, 예를 들어 4개의 세그먼트로 나누어지는 것이 좋다. 회전자는 그 외주연에 형성되고 고정자 플레이트 사이에 수직으로 배치된 보상셋트의 자극, 예를 들어 두배인 8개 돌출셋트의 자극 톱니를 갖는 링으로 되어 있다. 이러한 구성은 (ⅰ) 수직 z-축선을 따라 회전자의 중심을 수동적으로 맞추어 주고, (ⅱ) 수평 x-y 평면에서 고정자 조립체 내에 회전자의 x-y 위치를 방사상으로 편중되게 하며, (ⅲ) 고정자 조립체의 적당한 다상 모우터 권선에 의하여 형성된 회전자계와 상호작용할 수 있는 회전자 자극의 자계를 제공토록 영구자석의 자속을 이용한다.
각 고정자 자극 세그먼트는 각 고정자 플레이트의 동체에 형성된 원호형 슬로트 사이에 권취된 능동위치 제어코일을 재가한다. 회전자의 방사상, 수직 및 각도위치가 회전자에 근접하여 배치된 와전류 및 홀효과 또는 이에 동등한 감지기로감지된다. 제어기의 폐쇄형 루우프 피드백 제어회로는 영구자석에 의하여 발생된 DC 자속에 대하여 가감되는 자속을 발생토록 제어코일을 작동시키는 전류를 발생한다. 전류는 방사상으로 중심조절 된 x-y 위치에 회전자를 유지하도록 자계강도를 조절한다. 또한 이는 적어도 고속의 회전속도에서 영구자석 자속의 수동 리럭턴스 중심조절이 제어할 수 없는 x-y 평면으로부터 회전자의 발진을 제어토록 작동할 수 있다. 이상적으로는 평면외 진동이 코일의 상호 연결 및 재질의 선택과 같은 수동수단에 의하여서만 제어되는 바, 이들 진동은 발진을 완화시키는 와전류가 발생되도록 한다.
본 발명의 다른 실시형태는 비동기 유도 모우터를 제공토록 톱니 없는 회전자를 이용한다. 다른 수동 방사상 위치 제어장치는 능동제어 코일과 직렬로 연결된 캐패시터를 이용하며 LC 회로의 AC 여기는 그 공진주파수 보다 약간 높게 설정된다. 고정자-회전자 에어갭의 전하는 코일에 결합되어 코일의 인덕턴스 L의 변화를 가져오며, 이는 요구된 중심 조절위치를 향하여 회전자가 구동되도록 전류를 변화시킨다.
또한 위치감지가 평가될 수 있다. 작작은 신호가 자기회로의 에어갭을 모니터 하도록 높은 반송 주파수에서 제어코일 전류에 겹치게 된다. 다른 위치 평가방법은 제어코일 전류를 직접 측정한다. 마이크로 프로세서가 감지된 코일전류를 분석하여 방사상 위치정보를 발생한다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1-도 4는 실리콘 웨이퍼(14)를 마이크로 프로세서와 메모리 칩과 같은 다수의 반도체 장치로 제조하기 위하여 밀폐챔버(12)에 결합하여 사용할 수 있도록 되어 있는 본 발명에 따른 통합형 자기구동 및 현가 시스템(IMMSS)(10)를 보인 것이다. IMMSS(10)는 방사상 간격을 두고 좁은 환상 에어갭(20)을 갖는 회전자(18)를 둘러싸는 고정자 조립체(16)로 구성된다. 회전자(18)는 웨이퍼 캐리어(22)를 지지하며 이에 교체가능 하게 결합되고 이 캐리어는 그 상부면에 웨이퍼(14)를 재가한다. 수직 z-축선(24)을 중심으로 하는 회전자의 회전은 동일 z-축선을 중심으로 하여 캐리어(12)와 웨이퍼(14)를 회전시키며, 이러한 작동중에 상기 z-축선은 회전자, 캐리어 및 웨이퍼의 공통 중심선과 일치한다. 이들 요소의 회전은 단일 수평 x, y 평면에 놓이도록 되어 있으며, 여기에서 x-축선(26), y-축선(24)은 서로 직각을 이룬다.
본 발명은 그 기초출원을 참조하여 챔버(12) 내에서 다수 웨이퍼(14)의 연속제조, 특히 도판트 이온주입으로 발생된 결정 격자구조의 긴장을 풀어주기 위한 웨이퍼(14)의 신속 열처리 공정(RTP)을 설명할 것이다. 그러나, 본 발명은 조절된 환경 또는 부환경에서 웨이퍼를 회전시킬 필요가 있거나 특히 동체가 조절된 분위기에 있을 때에 이러한 동체를 회전시키고 현가하는 것이 요구되는 경우의 다른 반도체 제조단계에서도 유용한 것임을 이해할 것이다.
RTP 챔버(12)는 하부 하우징(12a)과, 챔버의 내부가 진공을 충분히 유지할 수 있도록(예를 들어 0.001 토르의 진공을 유지하도록 씨일에 결합되나 필요한 경우 챔버의 내부로 직접 접근할 수 있도록 분리될 수 있는 상부 하우징 커어버(12b)를 갖는다. 스크류(30)는 고정자 조립체(16)를 챔버 하우징(12a)의 벽(12c)에 고정한다. 회전자(18)는 원통형 챔버벽(12e), 저면 플랜지(12f) 및 간극(32)을 두고 웨이퍼 캐리어(22)의 하측에 놓이는 원형 저면판(12h)에 의하여 씌워진 원통형 벽(12g)에 의하여 형성되는 환상요구(12d) 내에 삽입된다.
이러한 구조는 챔버로부터 회전자(18)의 간단한 삽입과 분리가 가능하도록 하는 바, 이러한 과정은 회전자가 강자성체이므로 로버트 장치를 이용하거나 손을 이용하여 자기적으로 수행될 수 있다. 웨이퍼가 파손되는 경우, 회전자(18)와 캐리어(22)를 분리해 내고 평활면에 남아 있는 웨이퍼(14)의 잔해를 분리해 내므로서 평활한 면만이 남게 되며 이는 통상적인 기계베어링 조립체를 청소하는데 요구되는 시간 보다 적은 시간 내에 웨이퍼 입자를 용이하게 청소해 낼 수 있도록 한다. 또한 이러한 구조는 상하측으로부터 방해 받지 아니하고 웨이퍼와 웨이퍼 캐리어에 접근할 수 있도록 한다. 이는 하우징 부분(12h)에 착설된 하나 이상의 광고온도계(35)의 제어하에 램프(34) 또는 이에 동등한 백열 에너지원을 이용하여웨이퍼를 통한 효과적인 열기울기가 확립되는데 중요하다. 또한 이러한 구조는 웨이퍼 와/또는 그 캐리어의 위치를 선정하고 이들을 다른 공정단에 대하여 이송하는 완전자동 및 완전 통합형의 자기취급 및 이송시스템에 적합하다.
이후 상세히 설명되는 바와 같이, 고정자 조립체의 상부 자극편으로부터 회전자를 통하여 공통 자기회로의 요소로서 하부 자극편으로 유동하는 회전자 부상자속이 IMMSS의 작동에 집중된다. 따라서, 환상 에어갭(20)의 벽은 얇고 비자성체이어야 하며 현저한 외전류 손실이 없어야 한다. 우선 실시형태에서, 회전자 직경이 12인치(307㎜)인 경우에 벽(12e)은 두께가 0.035인치이고 타입 316의 스텐레스 스틸로 구성되는 것이 좋다. 또한 다른 챔버벽들도 동일재질로 구성되는 것이 좋다.
고정자 조립체(16)는 평판의 형태로서 중간에 영구자석(38)이 개재되는 한 쌍의 수직으로 간격을 둔 자극편(36)(36)을 가지며, 상기 영구자석은 도시된 바와 같이 각각 자극 세그먼트(36a)에 결합되고 각도상으로 이에 중심을 이루는 4개의 동일하고 등 간격을 둔 영구자석(38a)이다. 4개의 자석(38a)이 자극편(36)(36)의 외주연에 착설된다. 이들은 에어갭이 존재함에도 불구하고 회전자에 강한 DC 자계를 발생할 수 있다. 이러한 DC 자계는 회전자를 부상시키고 이를 수직방향으로 확고하게 중심이 맞추어질 수 있을 정도로 충분히 강하게 되어 있다. 사마륨 코발트, 다양한 등급의 네오디뮴 보존이온 및 세라믹의 자석이 적합하다. 세라믹 페라이트 자석이 저가이므로 선호된다. 사마륨 코발트는 작동온도 범위와 감자가 관련되는 경우에 사용될 수 있다. 네오디뮴은 주어진 크기에 대하여 최대 자속을 제공한다.
자극편(36)(36)은 투자율이 높고 리럭턴스는 낮은 자기물질로 구성된다. 저급 탄소강은 저가이므로 선호된다. 상부 자극판으로부터 도시된 실시형태에서 챔버벽(12e)을 포함하는 갭(22)을 통하여 회전자(18) 측으로 흐르는 자기에 의하여 발생된 DC 자속이 이 자기회로를 폐쇄한다. 도시된 우선 실시형태에서, 회전자와 고정자 플레이트 사이의 리럭턴스가 높은 에어갭은 회전자측에 방사상 외측으로 연장된 두개의 플랜지를 형성하므로서 최소화 된다. 이들은 수직방향으로 상호간격을 두고 있어 이들 각각은 자극편(36)의 하나와 정렬될 수 있다. 또한 회전자는 투자율이 높고 이에 따라 리럭턴스가 낮은 강자성체 물질로 구성된다. 회전자는 니켈도금된 저탄소강의 링으로 구성되는 것이 좋다. 또한 리럭턴스가 낮은 실리콘 스틸이 사용되거나 내부식성이 큰 17-4PH 스텐레스 스틸이 사용될 수 있다.
영구자석(38)과 그 자극편(36)(36)에 의하여 형성되는 DC 자속은 반대극성의 회전자에 자계를 유도하며, 영구자석이 반대극성을 갖는 인접한 연철부재를 자화시킬 수 있으나 이들은 상대측을 향하여 흡인하게 된다(그리고 이로써 에어갭이 좁아져 자기회로의 리럭턴스를 감소시킨다). 마찬가지로, 고정자 조립체(16)와 로타(18)는 상하측 자극편(36)과 각 플랜지(18a)18b) 사이의 에어갭(22a)(22b)을 근접시키도록 회로 리럭턴스를 최소화 하려는 이러한 경향을 이용토록 구성된다. 이들 에어갭에서의 자기력은 조합하여 레벨효과와 회전자의 부상효과를 얻는 한쌍의 대향된 기계적인 스프링과 유사하다. 각 로타 플랜지는 도 1에서 보인 바와 같이 4개의 고정자 자극 세그먼트(36a)에 정합토록 구성되고 간격을 둔 8개의 자극(18c)을 갖는다. 플랜지(18a)(18b)가 두개이므로 자극(18c)은 돌출형태가 되게 양 플랜지에 정합패턴으로 형성된다.
또한 영구자석의 DC 자속은 고정자와 회전자의 자극 사이에 흡인 자기력을 발생한다. 이러한 흡인력은 방사상으로 향하여 방사상 바이어스를 형성한다. 그러나 이는 불안정하며 회전자를 방사상 일측으로 밀어내는 경향을 보인다. 따라서, 이후 설명되는 바와 같이 부가적인 방사상 위치제어가 필요하다. 또한 회전자와 그 자극톱니를 자화시키므로서 영구자석(38)의 DC 자속이 회전자 자계를 유도하는 것이 중요하다. 회전자 자계는 회전하는 전자계와 상호작용하여 z-축을 중심으로 한 토오크를 발생하므로서 회전자를 구동시킨다.
고정자 조립체는 두 셋트의 코일, 즉 각각 자극 세그먼트(36a)의 하나의 플레이트에 결합되는 구동코일(40)과 다중능동제어코일(42)을 포함한다. 구동코일(40)은 단부권선이 고정자 자극편(36)(36)의 내측 변부에 형성된 요입부(44)에 고정되는 다상권선이다. 구동코일(40)은 회전자를 회전시키도록 회전자의 DC 자계와 상호작용하는 회전 전자계를 발생하기 위하여 통상적인 다상 AC 구동전류에 의하여 구동된다.
제어코일(42)은 8개이며 이들 각각은 고정자 자극 세그먼트(36a)를 분리형성하는 방사상 슬로트(48)에 중심이 맞추어진 동체 중심 조절형의 원호형 슬로트(46)를 통하여 상하측 자극편(36)(36)의 하나에 권취된다. 제어코일(42)은 각각 자속을 발생하는 제어전류를 반송한다. 전류의 방향에 따라서, 이 자속은 회전자에 작용하는 DC 자계로부터 가감(변조) 된다. 이들 전류의 동등한 조절은 정적으로나 동적으로 회전자의 방사상 위치와 방향을 안정화 한다. 방사상으로 중심조절된 회전자 위치는 회전자의 양측에 간극을 형성하므로서 회전자가 회전할 때에 챔버벽과 마찰접촉하지 아니한다. 상기 언급된 부상은 요구(12d)의 저면에서 플랜지(12f)로부터 회전자를 상승시킨다.
각 자극 세그먼트를 형성하는 양측 자극편 상에 코일이 배치되므로 수직으로 쌍을 이루는 코일에서 코일전류의 조절은 요구된 x-y 평면으로부터 회전자의 경사상태를 제어할 수 있다. 또한 DC 자계에 의하여 발생된 수동 리럭턴스 중심조절이 경사를 수동적으로 제어하나 이러한 제어자계가 약하거나 회전속도가 현저히 높은 경우에 회전자는 요구된 x-y 평면으로부터 진동하거나 경사진 평형위치에 이르는 경향을 보인다. 수직으로 간격을 둔 쌍으로 또는 회전자의 양측에 직경방향으로 대향되게 "푸쉬-풀"의 방식으로 구동되는 제어코일(42)은 이러한 진동 또는 사전에 선택된 수직위치와 사전에 선택된 수평방향으로부터 회전자의 부상에 대한 제어를 최대화 한다.
능동위치제어로 고속작동하는 것에 대하여 도시된 우선 실시형태에서, 4개의 방사상 위치감지기(48), 4개의 수직 위치감지기(50), 3개의 정류감지가(52)가 각각 회전자에 근접하여 챔버측 벽(12g), 저면플랜지(12f)와, 자극편(36)(36)의 내주연에 착설된다. 위치감지기는 표준형 와전류 감지기 또는 이에 동등한 공지의 감지기이다. 이들은 회전자의 물리적인 위치, 방사상 위치와 수직위치에 일치하는 신호를 발생한다. 정류 감지기(52)는 표준형의 홀효과 감지기이고, 이들은 톱니(18c)의 존부에 의하여 결정되는 회전자의 각 위치를 감지한다. 각 위치는 구동코일(40)의 통상적인 전자정류를 위하여 사용된다. 감지기(52)는 자극편(36)에 형성된 요입부(44)의 구동코일(40) 상에서 이들 요입부(44)에 하나 건너씩 착설되는 것이좋다. 방사상 및 수직위치 정보는 각 위치제어코일(42)에 대한 출력전류를 발생하는 제어기(54)에 입력된다. 도 1에서는 하나의 코일(42)과 두개의 감지기(48)(50)에 대하여서만 감지기와 코일을 제어기(54)에 연결하는 라인을 보이고 있다. 그러나, 모든 감지기(48)(50)로부터의 출력신호는 제어회로(54)에 입력으로서 공급된다.
제어기(54)는 미국의 텍사스 인스트루먼츠 사의 모델 DSP C30 콘트롤러 또는 당해 기술분야에서 잘 알려진 같은 종류의 다른 장치일 수 있다. 코일(42)에 인가된 전류의 크기와 방향은 능동적으로 회전자의 중심이 맞추어주는 회전자 자계를 변조시킨다. 3개의 자유도, 즉 z-축선을 따른 위치와 x 및 y축선을 중심으로 한 회전이 수동적으로 제어되므로 능동 제어회로의 비용과 부피가 모든 자유도에서 전체적인 능동제어가 이루어지는 시스템에 비하여 실질적으로 감소된다. 또한 제어회로는 사전에 선택된 x-y 평면으로부터의 경사를 제어하며, 특히 고속회전에서 나타나고 DC 자속의 수동적인 수직 중심조절이 적합하게 제어될 수 없도록 하는 진동을 완화시킨다.
어떠한 제한을 두지 않고 예시적으로 직경이 12인치(307㎜)이고 도 4에서 보인 바와 같은 형태로서 스텐레스 스틸로 만들어진 8개의 돌출형 자극을 갖는 회전자의 경우에, 이 회전자의 무게는 약 5.5 파운드(2.5㎏)이다. 수정 링케리어(22)와 웨이퍼(14)는 부상되고 중심이 맞추어져 회전되어야 할 전체 무게가 7.5 파운드(3.4㎏)인 것에 대하여 그 무게가 2.0파운드 이다. 자기갭(22)이 0.080인치이고 316 스텐레스 스틸로 만들어지고 두께가 0.025인치(0.6㎜)인 하우징 벽(12e)과, 상기 언급되고 도시된 수와 형태인 자극으로 구성되는 경우, 부상, 리럭턴스 중심조절, 방사상 하우징 및 회전자 자계자화를 위하여 3,500 가우스의 자계를 발생한다. 회전자는 약 200 파운드/인치의 수직강도로 현가된다. 제어코일(42)은 축당 18왓트의 최대 전력정격을 갖는다. 운전전력은 축당 약 1왓트이다. 동기동극 모우터로서 작동될 때에 이 IMMSS는 정지상태에서 작동상태까지 회전하는데 약 6.0초가 소요되는 1200rpm의 최대 회전속도를 보이는 3.0Nm의 최대 토오크를 발생한다. 가속회전시 최대 모우터 전력은 200왓트이고 정상작동 속도시의 전력은 약 100왓트로 평가되며 이는 부분적으로 와전류 손실을 반영한다.
우선 실시형태가 위치감지기와 위치제어기를 이용하고 있는 한, 이들 감지기와 이에 관련된 전자장치들은 IMMSS(10)의 주요비용 구성부분이다. 다른 실시형태는 수동적인 방사상 위치제어를 통하여 이들 비용을 줄인다. 캐패시터(56)(가상선으로 보임)가 각 방사상 제어코일과 직렬로 연결된다. 고정진폭 및 고정주파수의 A.C. 전압이 회로를 여기시킨다. 이 회로의 공진주파수는이며, 여기에서 L은 각 코일의 인덕턴스이고 C는 캐패시터(56)의 용량이다. 공진 주파수 fn에서, LC 회로의 임피던스는 순수 옴저항이어서 코일을 흐르는 전류는 많다. 거의 공칭코일 인덕턴스로 작동하므로 fn보다 약간 높은 주파수에서 LC 전류의 임피던스는 자기 에어갭(22)에 대하여 매우 민감하다. L이 1/g에 비례하므로 갭 개방도 g가 감소할 때에 인덕턴스가 증가한다. 공진주파수가 감소하고 임피던스가 증가하며 전류가 감소한다. 직경방향으로 대향된 코일에서는 반대이다. 이들 전류의 변화는 회전자위치변화에 응답하여, 특히 직경방향으로 대향된 제어코일(42)을 가지고 "푸쉬-풀"의 형태로 작동될 때에 적어도 어떠한 조건에 대하여 방사상 위치감지기와 부수적인 제어기 전자장치 없이 수동적인 방사상 위치의 안정화가 이루어지도록 한다. 이러한 방법의 제약으로서는 AC 여기에 의하여 발생된 와전류에 의한 챔버벽에서의 전력손실 증가, 구동코일(40)의 AC 모니터링 여기에 대한 간섭, 시스템 동력설계의 다양성 제한 및 감쇠능력의 감소가 있다. 감지기를 생략할 수 있으나 제어기는 생략할 수 없는 형태로서 방사상 위치제어에 대한 다른 실시형태로 위치평가에 의한 방법이 있다. 그 한가지 방법은 제어코일 전류에 고주파 반송주파수로서 작은 신호를 겹치게 하는 것이 있다. 이러한 고주파 신호는 임피던스의 값(LC 회로에 대하여 상기 언급된 바와 같음)을 제공하며, 이는 다시 자기회로에서 에어갭의 크기와 회전자의 위치를 제공한다. 제 2의 방법은 제어코일(42)의 전류를 직접 측정하는 것이다. 상기 언급된 바와 같이 감지된 전류값은 코일(42)의 유도 임피던스의 함수이며 이는 에어갭(22)의 크기의 함수이다. 제어기의 마이크로 프로세서는 감지된 전류변화를 회전자 위치변화로 전환하도록 프로그램된다. 그리고 제어기는 회전자를 사전에 선택된 위치와 방향으로 구동시키도록 제어코일 전류의 적당한 교정을 위하여 통상적인 방법으로 이러한 위치정보를 이용한다. 본문에 사용된 용어에서 "감지"라는 용어는 변환기와 함께 LC를 이용한 위치감지를 포함하는 것으로 의미하며 그 추정방법과 기타 기술들은 당해 기술분야의 전문가에게는 잘 알려진 것이다. 상기 언급된 바와 같이, 이상적인 위치제어는 감지기의 비용을 줄이고 능동제어 전자장치의 사용을 피하기 위하여 전체적으로 수동적인 것이다. 전체 수동제어는 충분히 낮은 회전속도에서 양호하게 이루어지나 고속, 예를 들어 1200rpm의 고속에서는 능동제어가 좋다.
본 발명이 단극 모우터에 대하여 설명되었으나 유도모우터와 함께 IMMSS(10)를 이용하는 것이 가능하다. 이는 시스템이 고정주파수 및 여기전압을 벗어난 상태에서 작동될 수 있도록 한다. 또한 이는 단극모우터의 상전류에 대하여 근접감지기(52)와 전자정류자의 사용을 배제한다. 또한 유도 모우터는 단극 모우터의 자극에 의하여 발생되는 토오크의 파동을 방지한다. IMMSS(10)는 도 4에서 가상선으로 보인 바와 같이 회전자 톱니(18c)를 제거하므로서 간단히 비동기 유도 모우터로서 작동할 수 있다. 유도구동의 문제는 고정주파수에서 정상작동까지 회전토록 강한 AC 자계를 필요로 하는 것이다.
단극 모우터에 있어서, 상이한 자극형상과 수가 이용된다. 2-8개의 자극쌍이 좋다. 자극수가 많으면 회전자와 고정자에 요구된 강철의 양을 줄일 수 있으나 요구된 여기 주파수와 자화전류가 증가되는 것이 요구된다. 또한 단부체적 및 챔버벽 손실이 설계상 고려되어야 한다.
입자 오염물을 스스로 발생하는 가동접촉 없이 조절 및 부환경의 챔버내에서 웨이퍼를 회전시키는 반도체 웨이퍼 제조에 사용될 수 있는 통합형의 자기구동 및 현가시스템이 설명되었다. 통합자체는 상업적으로 실시 가능한 IMMSS에 필요한 고도의 소형화가 이루어질 수 있도록 한다. 본 발명의 IMMSS는 베어링의 고장과 웨이퍼의 파손 및 베어링 고장에 관련된 청소에 의한 웨이퍼 생산중단 시간을 줄여준다. 또한 충분히 통합되고 무접촉 웨이퍼 제조가 이루어질 수 있도록 하는 로버트장치에 아주 적합하다. 또한 본 발명은 기계적인 베어링을 이용하는 종래기술에 비하여 대경(예를 들어 300㎜ 이상) 웨이퍼를 고속 회전속도(예를 들어 1200rpm)로 제조할 수 있도록 한다. 또한 마찰 및 점착이 부과되지 않아 웨이퍼의 정밀한 위치 선정이 가능하다. 또한 종래 기계 베어링형 웨이퍼 제조시스템에 비하여 사용수명이 길다. 본 발명은 기계적인 진동이 없고 외부진동이나 충격으로부터 웨이퍼를 격리한다. 또한 우수한 챔버 내부구조, 즉 웨이퍼의 상하부 영역이 가려지지 않는 구조를 제공하며 내부구성 부품이 적고 몇가지 부품만이 용이하게 분리되어 청소된다. 이상의 시스템은 또한 고도로 융통성이 있다. 본 발명은 상이한 회전동체(다양한 크기의 웨이퍼, 비웨이퍼, 웨이퍼들), 상이한 작동환경, 다양한 회전속도 및 광범위한 기타 다른 비용/성능 조건을 다룰 수 있다.
이상의 본 발명이 그 우선 실시형태에 대하여 설명 되었으나, 본 발명은 상기 설명 및 첨부도면으로부터 당해 기술분야의 전문가라면 여러가지 수정이나 변경이 가능함을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 DC 자계를 형성하는 영구자석(38a)에 대하여 설명되었으나, 철심코일 또는 코일 및 자기물질의 조합과 같은 다른 동등물을 사용할 수 있다. 본문에 사용된 용어 "영구자석"은 DC 자속의 모든 소오스를 포함한다. 마찬가지로, 플레이트형 자극편이 4개의 자극 세그먼트로 설명되었으나 이러한 특정구조와 자극의 수는 중요치 않다. 중요한 것은 작은 에어갭을 통하여 회전자에 자속을 전달하므로서 이러한 자속이 상기 언급된 바와 같이 순간적으로 부상, 방사상 편중 및 회전자 자계의 자화를 수행하는 자극을 갖는 것이다. 마찬가지로, 자계코일과 제어코일은 단부 권취형 및 중앙 권취형으로 설명되었으나 이들 권선은 다른 위치에 권취될 수도 있다. 그러나, DC 자속을 변조하기 위하여 제어코일을 직접 DC 자기회로에 결합되어야 한다. 또한 고정자와 회전자는 와전류 손실을 제어하도록 라미네이트 될 수 있으나 비용이 부수적으로 증가한다. 마찬가지로 모우터는 상이한 수의 자극과, 단일 돌출 자극톱니로 구성될 수 있거나 또는 비동기 유도모우터에 대하여 상기 언급된 바와 같이 자극톱니가 사용되지 않을 수도 있다. 본 발명의 기술분야의 전문가에 의하여 제공될 수 있는 이들 및 다른 수정형태와 변경형태는 본 발명 청구범위 내에 포함된다.

Claims (16)

  1. 고정자 조립체와 회전자를 갖는 모우터로 수직 z-축선을 중심으로 하여 원통형 벽내에서 질량체를 회전 및 부상시키는 방법으로서, 회전이 고정자 조립체와 회전자 사이의 마찰접촉 없이 이루어지고, 원통형 벽이 고정자 조립체와 회전자 사이의 에어갭에 배치되는 것에 있어서, 이 방법이 z-축선에 직각을 이루는 평면으로부터 경사지는 것에 대하여 회전자를 그 중심이 맞추어지도록 하는 DC 자계를 이용하여 z-축선을 따라 고정자 조립체에서 회전자를 수동적으로 부상시키고 중심을 맞추는 단계, 상기 DC 자계로 회전자를 동시에 방사상으로 편중되게 하는 단계, 상기 DC 자계로 상기 회전자에 자계를 동시에 유도하는 단계, 상기 DC 자계에 의하여 회전자에 유도된 상기 자계와 상호작용하는 고정자 조립체에서 발생되고 상기 에어갭을 가로질러 원통형 벽을 통해 인가되는 회전 전자계를 이용하여 z-축선을 중심으로 하여 회전토록 회전자를 구동시키는 단계, 고정자 조립체에 대하여 회전자의 방사상 위치를 감지하는 단계와, 상기 구동중에 상기 회전자와 상기 고정자 조립체 사이의 간격을 유지하도록 상기 감지에 응답하여 고정자 조립체 둘레의 간격을 둔 영역에서 DC 자계를 조절하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 질량체의 회전 및 부상방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전자가 강자성 물질의 연속링이고 상기 수동 z-축선 중심조절이 링의 리럭턴스 중심조절임을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 구동이 동기 및 동극형임을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 구동이 비동기 및 유도형임을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 조절이 능동형이며 상기 각 영역에 코일을 제공하고 코일의 여기전류를 교번하여 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 조절이 수동형이고 상기 각 영역에서 AC 여기 LC 회로를 동조시켜 이루어지며 인덕턴스 L이 불연속 위치감지기의 도움없이 자계가 상기 조절이 이루어지도록 하는 상기 간격영역의 하나에 배치된 코일의 인덕턴스임을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 조절이 불연속 위치감지기의 도움없이 회전자-고정자 조립체의 간격의 역학적 추정치에 의하여 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
  8. x와 y 축선에 직각을 이루는 수직 z-축선을 중심으로 하여 질량체를 회전시키는 통합형 자기구동 및 현가시스템에 있어서, 이 시스템이 원통형 벽, x-y 평면내에 놓이고 z-축선을 중심으로 하여 회전하는 자기 회전자와, 상기 x-y 평면에 연장되고 회전자를 근접하여 둘러 싸는 고정자 조립체로 구성되고, 상기 고정자 조립체가 상하측 자극편, z-축선을 따라 그리고 z-축선에 직각인 방향으로 회전자를 수동적으로 부상시키고 중심을 맞추고 회전자에 방사상 편중력을 제공하며 상기 회전자에서 DC 자계를 유도하는 DC 자계를 발생토록 상기 상하측 자극편 사이에 결합된 영구자석, 상기 회전자의 상기 DC 자계와의 상호작용을 통하여 z-축선을 중심으로 하여 회전토록 회전자를 구동시키도록 상기 자극편에 착설되는 권선과, 상기 고정자 조립체에 대하여 상기 회전자를 방사상으로 중심을 맞추고 상기 영구자석의 수동적인 경사제어를 보충토록 상기 DC 영구자석의 자계로부터 가감되는 자속을 발생하는 상기 고정자 조립체의 둘레에 등간격으로 간격을 둔 다수의 위치제어 코일을 가지며, 회전자의 방사상 위치를 감지하고 감지된 방사상위치를 나타내는 전기신호를 발생하기 위한 수단과, 상기 자계의 가감이 이루어지도록 하는 상기 전기신호에 응답하여 상기 다수의 각 위치제어 코일에 위치제어전류를 발생하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 통합형 자기구동 및 현가시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 회전자가 그 주연에 다수의 자극돌기가 형성된 연속링이고 상기 자극편은 동기 단극 구동력을 발생토록 이들의 회전자 대향주연에 형성된 자극을 가짐을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 회전자가 자극돌기를 가지지 아니하는 연속링이고 상기 고정자 조립체 권선이 상기 회전자를 구동시키기 위한 비동기 유도 구동력을 발생함을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제8항에 있어서, 상기 코일이 상기 자극편에 직경방향으로 대향된 어레이로 배치된 능동코일임을 특징으로 하는 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 코일이 상기 자극편의 하나에 각각 결합되는 수직정렬쌍으로 배치되는 능동코일임을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제8항에 있어서, 상기 코일이 캐패시터와 직렬로 연결되고 관련된 코일의 인덕턴스가 상기 회전자의 수동적인 방사상 위치제어가 이루어지도록 하는 주파수에서 AC 전류에 의하여 여기됨을 특징으로 하는 시스템.
  14. 제8항에 있어서, 상기 위치제어전류 발생수단이 상기 전류의 크기를 감지하고 고정자 조립체에 대하여 회전자의 방사상 위치를 상기 감지된 크기로부터 계산하기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제8항에 있어서, 상기 감지수단이 다수의 방사상 및 수직 회전자 위치감지기로 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
  16. 원통형 측벽을 포함하며 밀봉챔버 내에서 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 통합형 자기지지 및 회전 구동장치에 있어서, 이 장치가 챔버내에 배치되는 강자성체물질로 구성되고 챔버내에서 웨이퍼를 지지하며 이 웨이퍼가 상기 z-축선에 직각인 x-y 평면에 놓여 있는 동안에 수직 z-축선을 중심으로 하여 이 웨이퍼를 회전시킬 수 있게 되어 있는 회전자와, 상기 챔버의 외측에 배치되어 상기 회전자를 근접하여 둘러싸고 있는 고정자로 구성되며, 상기 고정자가 상기 간격을 가로질러 상기 원통형 측벽을 통해 작용하는 DC 자속이 상기 회전자를 부상시키고 중심을 맞추며 상기 회전자의 위치를 방사상으로 편중시키고 상기 회전자에 DC 자계를 유도하는 영구자석, 중간에 영구자석이 개재되고 각각 등간격으로 간격을 둔 다수의 자극 세그먼트로 나누어지는 상하측 고정자 플레이트, 상기 고정자에 권취되어 상기 회전자를 둘러 싸고 있으며 상기 회전자와 상기 회전자에 지지된 웨이퍼를 상기 x-y 평면에서 상기 z-축선을 중심으로 하여 회전시키도록 상기 회전자의 상기 유도된 DC 자속과 상호작용하는 회전 전자자계를 발생하는 다상권선과, 상기 각 고정자 플레이트 세그먼트에 권취된 다수의 위치제어코일을 가지고, 상기 회전자의 방사상 및 수직위치를 결정하는 회전자위치 감지수단과, 상기 회전자위치 감지수단에 응답하여 상기 회전자에 작용하는 상기 영구자석의 DC 자속을 변조하므로서 상기 위치 제어코일이 상기 회전자를 방사상으로 그리고 상기 x-y 평면에 대한 경사에 대하여 중심을 맞추도록 하는 피드백 제어회로로 구성됨을 특징으로 하는 통합형 자기지지 및 회전 구동장치.
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