KR100957525B1 - 반도체 및 평기판 회전장비용 전원장치 - Google Patents

반도체 및 평기판 회전장비용 전원장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 및 평기판 회전장비용 전원장치에 관한 것으로서, 특히 기판이 상부에 장착된 상태로 고속회전하는 회전척의 몸체에 코일로 이루어진 회전자를 설치하고, 회전척의 외부에 고정자를 설치하며, 회전척 내부에 고정자에서 발생된 전기를 부하측에 안정적으로 공급하는 전원변환부를 구성하므로서, 회전척의 고속회전작동시 회전자에 유기되는 전기를 전원변환부에서 안정화하여 부하측에 안정적으로 공급할 수 있게되고, 이에따라 기판의 밑면에 약액이나 빛, 초음파 등을 포함한 물리적, 화학적 에너지를 공급하는 장치를 부가할 수 있게되어 반도체 및 평기판 제조공정을 보다 다이나믹하게 수행할 수 있도록 하는 반도체 및 평기판 회전장비용 전원장치에 관한 것이다.
반도체, 평기판, 제조, 회전척, 고정자, 회전자, 전원변환부,

Description

반도체 및 평기판 회전장비용 전원장치{Power device}
본 발명은 반도체 및 평기판 회전장비용 전원장치에 관한 것으로서, 특히 회전척의 고속회전작동시 회전자에 유기되는 전기를 전원변환부에서 안정화하여 부하측에 안정적으로 공급할 수 있도록 하는 반도체 및 평기판 회전장비용 전원장치에 관한 것이다.
현재, 반도체나 평판 등의 기판을 제조하는 공정에 있어서, 기판을 회전시키면서 회전하는 기판 위에 약액을 분사하면서 기판위에 물리적 화학적 영향을 주어서 기판을 세정하거나 식각하는 공정을 수행하는 회전장비가 제공되고 있다.
도 5 는 종래의 회전장치를 도시한 것으로서,
정밀제어되는 모터(1)의 샤프트(2)에 회전척(4)의 하부몸체(6)가 연결설치되고, 상기 회전척(4)의 상부에는 기판(7)을 고정시키기 위한 기판유지핀(5)이 설치되며, 상기 회전척(4)의 직상방에는 기판(7)으로 약액, 가스 등을 공급하는 공정툴(8)이 설치된다.
그리고, 상기 회전척(4)의 주변에는 기판 처리공정중에 발생하는 폐약액을 포함한 이물질을 수거 처리하기 위한 받침판(3)이 설치된다.
상기 모터(1)의 회전동력을 회전척(4)에 전달하는 방법은 모터(1)의 샤프트(2)에 회전척(4)을 직접 연결하거나 아니면 타이밍 벨트등을 이용하여 회전척(4)을 회전시키는 간접 구동법이 사용되기도 한다.
기판(7)을 회전척(4)에 고정시키는 수단으로 기판유지핀(5)을 이용하여 기판(7)을 고정시키기도 하지만 진공 흡착기구를 이용하기도 한다.
상기 공정툴(8)은 고속으로 회전하는 기판(7)위에 약액 또는 가스를 공급하면서, 약액,가스 등의 화학적 에너지나, 브러시나 초음파 등의 물리적 에너지, 또는 광학적, 열적 에너지가 기판(7)에 작용하도록 하여 기판(7)의 세정이나 식각 등의 공정이 이루어지도록 한다.
그러나, 종래의 회전장비는 반도체 및 기판과 같은 고정밀제품에 사용되는 것이면서 고속으로 회전하는 장비이기 때문에 회전작동시 외부에서 회전척(4) 내부로 전기를 공급하기 어려운 문제점이 있었다.
그 이유는, 고속으로 회전하는 회전척(4)에 외부에서 전기를 공급하기 위해서는 회전척(4) 또는 샤프트(2) 상에 습동식 단자를 형성해서 전기를 공급해야만 하는데, 이때 잦은 스파크의 발생으로 인해 제조되는 반도체 또는 기판에 악영향을 미치게되어 불량율이 높아지기 때문에 회전척(4) 내부로 전기를 공급하지 못하는 것이다.
이러한 이유로 종래의 회전척(4)에는 전기를 이용하는 부품이 설치되지 못하였고, 회전척에서 전기적인 에너지를 사용하기 위한 설계를 함에 있어서 많은 제약 이 따르는 문제점이 발생하고 있었다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 기판이 상부에 장착된 상태로 고속회전하는 회전척의 몸체에 코일로 이루어진 회전자를 설치하고, 회전척의 외부에 영구자석으로 이루어진 고정자를 설치하며, 회전척 내부에 고정자에서 발생된 전기를 부하측에 안정적으로 공급하는 전원변환부를 구성하므로서, 회전척의 고속회전작동시 회전자에 유기되는 전기를 전원변환부에서 안정화하여 부하측에 안정적으로 공급할 수 있게되고, 이에따라 기판의 밑면에 약액이나 빛, 초음파 등을 포함한 물리적, 화학적, 열적, 광학적 에너지를 공급하는 장치를 부가할 수 있게되어 반도체 및 평기판 제조공정을 보다 다이나믹하게 수행할 수 있도록 하는 반도체 및 평기판 회전장비용 전원장치를 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은,
기판이 상부에 장착된 상태로 고속회전하는 회전척의 몸체에 코일로 이루어진 회전자를 설치하고, 회전척의 외부에 영구자석으로 이루어진 고정자를 회전자에 대응하도록 설치한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판이 상부에 장착된 상태로 고속회전하는 회전척의 몸 체에 코일로 이루어진 회전자를 설치하고, 회전척의 외부에 영구자석으로 이루어진 고정자를 설치하며, 회전척 내부에 고정자에서 발생된 전기를 부하측에 안정적으로 공급하는 전원변환부를 구성하므로서, 회전척의 고속회전작동시 회전자에 유기되는 전기를 전원변환부에서 안정화하여 부하측에 안정적으로 공급할 수 있게되고, 이에따라 기판의 밑면에 약액이나 빛, 초음파 등을 포함한 물리적, 화학적, 열적, 광학적 에너지를 공급하는 장치를 부가할 수 있게되어 반도체 및 평기판 제조공정을 보다 다이나믹하게 수행할 수 있도록 하는 반도체 및 평기판 회전장비용 전원장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.
이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 3 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 설명에 있어서 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호 표기하여 중복설명을 피하기로 한다.
상기 도면에 의하면, 본 발명의 가장 큰 특징은 고속으로 회전하는 회전척(4)에 전기를 발생시키는 전원장치를 설치한 것이다.
본 발명은 크게 고정자(10), 회전자(12) 및 전원변환부(14)로 대별 구성된다.
상기 고정자(10)는 회전장비의 외벽을 이루는 받침판(3)의 내주면상에 다수의 영구자석(11)을 N,S 자극이 교번되도록 등간격으로 설치하여 구성한다.
상기 회전자(12)는 회전척(4)의 하부몸체(6) 외곽에 코일(13)을 권선하여 이루며, 상기 전원변환부(14)는 하부몸체(6) 내부에 설치하되, 상기 코일(13)과 전원변환부(14)가 연결되도록 하여 코일(13)에서 생성되는 전기가 전원변환부(14)로 공급되도록 한다.
상기 회전자 또는 전원변환부의 경우, 필요에 따라서는 설계의 유연성을 확보하기 위해, 상부 회전척(4)의 몸체에 직접 설치할 수도 있도록 한다.
상기 전원변환부(14)는 코일(13)에서 생성되어 공급되는 전기를 일정하고도 안정된 전압과 전류로 변환하여 부하측으로 공급할 수 있도록 충전회로, 레귤레이터(Regulator)를 포함하며, 필요시에는 정밀제어 또는 외부와의 통신을 위하여 마이크로 프로세서를 포함한, 전력 제어회로로 구성한다.
상기 고정자(10)와 회전자(12)는 약 1mm~2mm 이내의 간격을 갖도록 마주하게 설치하는 것이 바람직하다.
그리고, 모터(1)의 샤프트(2)와 회전척(4) 사이에 별도의 가감속 장치를 설치할 수 있으며, 가감속장치가 설치될 경우 그 가감속 비율에 따라 모터(1)의 회전속도보다 회전척(4)의 회전속도를 더 빠르게 하거나 느리게 할 수 있게된다.
한편, 상기 전원변환부(14)와 연결되는 외부전극(15)을 회전척(4) 또는 회전척(4)의 하부몸체(6) 상에 설치하여 회전척(4)의 정지시 외부전극(15)을 통해 외부전원을 공급할 수 있도록 한다.
상기 외부전극(15)은 회전척(4)이 정지하고 있는 중에 외부 전원의 공급이 필요하다고 판단되는 경우에 사용하는 것이 주목적이므로 이때에는(외부전극을 통 해 외부전원이 직접공급될때) 외부전극(15)과 전원변환부(14)가 직접 연결되도록 하여 외부전원이 직접 부하측으로 공급될 수 있도록 한다.
상기 외부전극(15)은 하부몸체(6)의 측면부에 설치하고, 외부전극(15)과 전원변환부(14) 사이에는 회전시에 단선되고 정지시에 연결되는 선택연결부(16)를 형성한다.
상기 선택연결부(16)는 도 4 에 도시된 바와같이 하부몸체(6)의 내부에 작동홀(20)을 형성하고, 작동홀(20)의 일측에는 전원변환부(14)와 연결된 상태의 고정단자(21)를 설치하며, 작동홀(20)의 타측에는 스프링(23)에 탄지된 상태이면서 외부전극(15)과 연결된 상태의 가동단자(22)를 움직임 가능하게 설치하여 구성한다.
회전척(4)이 회전하게되면 원심력에 의해 가동단자(22)가 스프링(23)의 탄성을 이기고 도면상의 우측으로 움직이게되어 가동단자(22)와 고정단자(21)가 서로 떨어지게되고, 회전척(4)이 정지하게되면 스프링(23)의 탄성에 의해 가동단자(22)가 도면상의 좌측으로 움직이게되어 자동으로 가동단자(22)와 고정단자(21)가 접촉하게 되는 것이다.
상기와같이 회전척(4)의 회전시 가동단자(22)와 고정단자(21)가 떨어지도록 하는 이유는 전원변환부(14)에서 발생된 전기가 외부전극(15)으로 공급되어 제조중인 기판(7)에 악영향을 미칠 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해서이다.
한편, 본 발명에서는 고정자(10)를 받침판(3)의 내주면상에 고정되게 설치한 것을 일예로 하여 설명하였으나 필요에 따라 상기 고정자(10)를 별도의 회전수단(미도시하였음)에 거치시켜 회전자(12)에 대해 반대방향으로 회전하도록 구성할 수 있다.
즉, 상기 고정자(10)를 미도시된 회전수단(예를들면 모터)에 결합시켜 회전자(12)와는 반대방향으로 회전하도록 설치하게되면, 회전척(4)이 저속으로 회전하여 회전자(12)의 회전속도 만으로는 충분한 양의 전력을 생산하지 못할 경우 회전자(12)와 고정자(10)를 서로 반대방향으로 회전시킴으로서 회전척(4)이 저속으로 회전하더라도 충분한 양의 전력을 생산할 수 있게되는 것이다.
이와같이 구성되는 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
회전척(4)에 기판(7)이 설치된 상태에서 모터(1)가 구동하면, 모터(1)의 회전동력에 의해 회전척(4)이 고속으로 회전하기 시작하고, 이때 공정툴(8)에서 투여되는 약액 또는 가스에 의해 기판(7)이 세정되거나 식각된다.
이때, 본 발명에서는 고속으로 회전하는 회전척(4)에 설치된 회전자(12)가 회전척(4)과 함께 고속으로 회전하므로 회전자(12)와 고정자(10)의 쇄교에 의해 회전자(12)에 전기가 유기되고, 회전자(12)에 유기된 전기가 전원변환부(14)에 공급되며, 전원변환부(14)는 회전자(12)에서 공급된 전기를 충전 및 안정화처리하여 부하측으로 공급하게 되는 것이다.
상기와같은 본 발명에 전원공급작용에 의해 기판 공정중에, 공정의 작업 최적화를 위하여 기판의 밑면에 약액이나 빛, 초음파등을 포함한 물리적, 화학적 에너지를 공급하는 장치를 추가설치하여 가동할 수 있게되므로 기판제조공정을 보다 다이나믹하게 구현할 수 있게된다.
한편, 상기 회전척(4)이 고속으로 회전할때에는 선택연결부(16)의 가동단자(22)가 고정단자(21)로 부터 이탈되므로 전원변환부(14)의 전기가 외부전극(15)으로 인가되지 않게되어 기판(7) 제조에 악영향을 미치지 않게된다.
도 1 은 본 발명의 반도체 및 평기판 회전장비용 전원장치를 보인 도면.
도 2 는 본 발명의 요부구성을 보인 확대도.
도 3 은 본 발명의 요부구성을 보인 평단면도.
도 4 는 본 발명에 적용된 선택연결부를 보인 부분단면도.
도 5 는 종래의 반도체 및 평기판 회전장비를 보인 도면.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 모터, 2: 샤프트,
3: 받침판, 4: 회전척,
5: 기판지지핀, 6: 하부몸체,
7: 기판, 8: 공정툴,
10: 고정자, 11: 영구자석,
12: 회전자, 13: 코일,
14: 전원변환부, 15: 외부전극,
16: 선택연결부, 20: 작동홀,
21: 고정단자, 22: 가동단자,
23: 스프링,

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 기판이 상부에 장착된 상태로 고속회전하는 회전척의 하부몸체에 코일로 이루어진 회전자를 설치하고, 회전척의 외곽을 감싸도록 고정 설치된 받침판의 내주면상에 영구자석으로 이루어진 고정자를 회전자에 대응하도록 설치하며, 상기 회전척 내부에 고정자에서 발생된 전기를 부하측에 안정적으로 공급하는 전원변환부를 구성하고, 상기 전원변환부와 연결되는 고정단자를 회전척의 하부몸체상에 형성된 작동홀에 결합하며, 상기 작동홀의 일측면에 스프링에 탄지된 상태이면서 외부전극과 연결된 가공단자를 설치 구성하여 선택연결부를 이루어지도록 구성하여 회전척의 정지시 외부전극을 통해 외부전원을 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 반도체 및 평기판 회전장비용 전원장치.
  4. 삭제
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