KR20000026793A - Spin treating device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 청결한 환경의 쳄버에서 공정물(예를 들면 세척한 반도체 웨이퍼)이 회전하는 동안 공정물의 수분제거 및 건조등의 공정을 제공하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for providing a process such as moisture removal and drying of a workpiece while the workpiece (eg, cleaned semiconductor wafer) is rotated in a chamber of a clean environment.
반도체 소자 및 액정 표시장치를 만들기 위한 제조 공정에서, 때로는 깨끗이 세척된 원반형 공정물 또는 웨이퍼를 빠르게 건조시킬 필요가 있다. 그러한 장치들은 일명 스핀건조장치의 쳄버내에서 원심분리기에 의해 액체를 회전시킴으로써 수분을 건조시키는 방식에 기초를 두고 있다. 스핀건조장치에는 두 가지 형태가 있는데, 설치공간이 작은 특징을 갖기 위해 수직 스핀축을 갖고있는 수직형태와 편리하게 수직으로 웨이퍼를 적재할 수 있는 특징을 갖기 위해 수평 회전축을 갖고있는 수평형태가 있다.In the manufacturing process for making semiconductor devices and liquid crystal displays, it is sometimes necessary to quickly dry clean washed disk-shaped workpieces or wafers. Such devices are based on a method of drying moisture by rotating a liquid by centrifuges in a chamber of a so-called spin dryer. There are two types of spin dryers: vertical type with vertical spin axis for small installation space and horizontal type with horizontal axis for horizontal wafer loading for convenient vertical loading.
스핀건조장치의 두 형태는 쳄버내부의 회전축선상으로 뻗어있는 회전축을 갖고 회전하는 웨이퍼 홀더에 의해 공정물이 지지된다는 구조적인 공통점이 있다. 웨이퍼 홀더를 지지하는데 널리 이용되는 설계형태는 접촉방식 베어링을 통해 회전축이 회전적으로 지지되고 기계적인 커플링에 의해 구동장치의 구동축과 연결되는 형태이다. 그러나 회전축을 지지하기 위해 접촉방식 베어링을 이용하는 메커니즘은 마모되기 쉽고 마모파편이 발생되는데, 이는 청결에 주의해야 하는 웨이퍼를 오염시키는 문제를 일으킨다. 다른 문제는 마찰방식의 지지에 의해 베어링장치의 사용수명이 단축되고, 잦은 정비로 인해 작동효율이 저하된다는 것이다. 또 잡음발생원인인 고속스핀 건조기의 작동으로 인해 작업환경이 열악해진다는 문제도 있다.Both types of spin dryers have a common structure in that the workpiece is supported by a wafer holder that rotates with a rotation axis extending along the axis of rotation inside the chamber. A widely used design for supporting a wafer holder is a form in which a rotating shaft is supported by a contact bearing in a rotational manner and connected to the driving shaft of the driving apparatus by mechanical coupling. However, mechanisms using contact bearings to support the axis of rotation are prone to wear and wear debris, which creates a problem of contamination of the wafer, which requires attention to cleanliness. Another problem is that the support life of the bearing device is reduced by the support of the friction method, and the operation efficiency is lowered due to frequent maintenance. In addition, there is a problem that the working environment is poor due to the operation of the high-speed spin dryer, which causes noise.
본 발명의 목적은 마모파편에 의한 공정물의 오염을 막을 수 있고 장치의 작동에 따르는 소음의 수준정도를 낮추면서도 고효율로 작동시킬 수 있는 스핀처리장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a spin processing apparatus that can prevent contamination of a process by abrasion debris and operate with high efficiency while lowering the level of noise caused by the operation of the apparatus.
도1은 본 장치의 제1 실시예의 전반적인 단면도;1 is an overall cross-sectional view of a first embodiment of the present apparatus;
도2는 축 베어링 유닛의 절단 단면도;2 is a cross sectional view of the shaft bearing unit;
도3a,3b는 반진동 위치지정 장치의 개략적인 단면도;3A and 3B are schematic cross-sectional views of the anti-vibration positioning device;
도4는 반진동 위치지정 회로의 블록 다이어그램;4 is a block diagram of a semi-vibration positioning circuit;
도5는 본 장치의 제2 실시예의 전반적인 단면도;5 is an overall cross-sectional view of a second embodiment of the present apparatus;
도6는 본 장치의 제3 실시예의 전반적인 단면도.Fig. 6 is an overall sectional view of the third embodiment of the present apparatus.
공정물을 회전시키는 장치로서 전술한 목적을 달성할 수 있는 스핀처리장치는 쳄버; 쳄버 내부에 공정물을 지지하기 위해 쳄버안에 배치된 스핀홀더; 스핀홀더를 회전시키기 위한 구동장치; 및 자기-작동 메커니즘(magnetically-operated mechanism)을 통해 비접촉방식으로 스핀홀더를 회전적으로 지지하기 위한 지지장치를 포함한다.As a device for rotating a workpiece, a spin processing apparatus capable of achieving the above object includes a chamber; A spin holder disposed in the chamber for supporting the workpiece within the chamber; A driving device for rotating the spin holder; And a support device for rotationally supporting the spin holder in a non-contact manner through a magnetically-operated mechanism.
따라서, 자기-작동 메커니즘을 사용하여 비접촉방식으로 스핀홀더를 회전적으로 지지함으로써 마모파편발생을 방지할 수 있다. 또한 회전부의 마모로 인한 수명단축및 이와 관련되는 소음발생도 방지될 수 있다.Accordingly, wear debris can be prevented by rotationally supporting the spin holder in a non-contact manner using a self-actuating mechanism. In addition, shortening of life due to abrasion of the rotating part and associated noise generation can be prevented.
자기-작동 메커니즘은 축 마그네틱 베어링과 스핀홀더의 회전축을 따라 뻗은 회전축을 회전적으로 지지하기 위한 레이디얼 마그네틱 베어링으로 구성된다.The self-actuating mechanism consists of an axial magnetic bearing and a radial magnetic bearing for rotationally supporting an axis of rotation extending along the axis of rotation of the spin holder.
회전축은 비접촉방식으로 마그네틱 커플링에 의해 작동적으로 구동부재에 연결된다. 이러한 구성 및 중간 분할부재를 사용하면 쳄버의 내부공간이 구동부 장치로부터 분리될 수 있으므로, 쳄버 내부의 청결도가 향상된다. 또한, 스핀홀더의 잔여진동 움직임은 반진동 위치지정장치를 사용함으로써 방지될 수 있다.The rotating shaft is operatively connected to the drive member by a magnetic coupling in a non-contact manner. By using this configuration and the intermediate partition member, the inner space of the chamber can be separated from the drive unit device, thereby improving the cleanliness inside the chamber. In addition, the residual vibration movement of the spin holder can be prevented by using the anti-vibration positioning device.
쳄버에는 가스 또는 액체인 매개물을 받아들이거나 배출하기 위해 유동조절장치가 제공된다. 이에따라, 공작물을 스핀처리할 동안 가스 또는 액체 매개물을 받아들이거나 배출함으로써 정화와 건조가 촉진되어 스핀처리장치의 효율이 증가된다.The chamber is provided with a flow control device for receiving or discharging the medium, which is a gas or a liquid. Accordingly, by purging and drying the gas or liquid medium during spin processing of the workpiece, purification and drying are promoted, thereby increasing the efficiency of the spin processing apparatus.
전술한 스핀처리장치에는 대기압에서 고 진공의 범위에 이르는 쳄버압력조절을 위해 압력조절장치가 제공될 수도 있다. 따라서 쳄버의 내압을 조절함으로써 고 진공 또는 압력변동은 다양한 과정을 수행하는데 이용될 수 있다.The spin processing apparatus described above may be provided with a pressure regulator for chamber pressure regulation ranging from atmospheric pressure to high vacuum. Therefore, by adjusting the internal pressure of the chamber, high vacuum or pressure fluctuation can be used to perform various processes.
자기-작동 메커니즘에는 이 메커니즘을 통과해 정화가스가 흘러가게 하여 메커니즘에 잔류하는 파편을 제거하기 위한 가스흐름장치가 부가될 수도 있다. 결과적으로 공정물의 오염을 방지하기 위한 추가적인 방지책이 첨가되는 것이다.The self-actuating mechanism may be equipped with a gas flow device to allow purge gas to flow through the mechanism to remove debris remaining in the mechanism. As a result, additional precautions are added to prevent contamination of the process.
위에서 설명한 것처럼 본 스핀처리장치는 회전체를 비접촉방식으로 지지하기 위해 마그네틱 베어링을 이용하기 때문에 지지부 마모에 의한 마모파편발생을 방지할 수 있으며, 이에 따라 고청정도가 요구되는 공작물의 경우에도 스핀처리장치로부터 야기되는 오염을 방지할 수 있다. 게다가, 마모로 인한 수명단축의 염려가 없고 잦은 검사의 필요성이 감소되어 높은 생산효율을 보장할 수 있을 뿐 아니라, 소음발생원을 감소시킴으로써 작업환경이 개선된다.As described above, the spin processing apparatus uses a magnetic bearing to support the rotating body in a non-contact manner, thereby preventing wear fragments caused by wear of the supporting portion, and thus, even in a workpiece requiring high cleanliness, the spin processing apparatus It is possible to prevent the contamination caused from. In addition, there is no fear of shortening of life due to wear, and the need for frequent inspection is reduced, which not only ensures high production efficiency, but also improves the working environment by reducing noise sources.
이하에서는, 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예가 설명된다. 도1과 2는 반도체 웨이퍼와 같은 공정물(W)의 스핀건조를 위한 본 발명의 스핀건조장치의 제1실시예를 보여준다. 이 스핀처리장치는 거의 원통형의 공간(R)을 갖는 쳄버(10), 프레임 구조를 가지며, 쳄버 내부에 회전가능하게 내장되어 있고 공정물을 지지하기 위한 스핀홀더(12) 그리고 스핀홀더(12)를 회전시키기 위한 구동모터(40)를 포함하여 구성된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show a first embodiment of the spin drying apparatus of the present invention for spin drying a workpiece W such as a semiconductor wafer. The spin processing apparatus includes a chamber 10 having a substantially cylindrical space R, a frame structure, rotatably embedded in the chamber, and a spin holder 12 and a spin holder 12 for supporting a workpiece. It comprises a drive motor 40 for rotating the.
스핀홀더(12)는 양쪽의 플레이트(12a), 양쪽의 플레이트(12a)를 연결하는 로드(12b) 그리고 회전축선상에 정렬되어 플레이트(12a)로부터 뻗어나간 두 회전축(14a,14b)으로 구성된다. 쳄버(10)의 밑부분에는, 공정물(W)과 쳄버(10)내부의 작동공기로부터 추출된 액체를 배출하기 위한 배출구(10a)가 제공된다.The spin holder 12 is composed of two plates 12a, rods 12b connecting both plates 12a, and two rotation shafts 14a and 14b aligned on the rotation axis and extending from the plate 12a. At the bottom of the chamber 10, there is provided a discharge port 10a for discharging the process W and the liquid extracted from the working air inside the chamber 10.
쳄버(10)내에서 스핀처리장치의 개면부에 제1 지지블록(26)이 제공되며, 이 제1 지지블록에는 에어필터(도시되지 않음)를 거쳐 내부공간(R)과 외부환경을 통하게 하기 위한 Y형 횡단면 형상의 흡입경로 (26a)를 가지고 있고, 제2 지지블록(30)이 스핀처리장치의 구동부(또는 밀폐부)에 부가된다. 흡입경로(26a)는 깨끗하고 비활성적인 가스를 공급하기 위해 외부가스원과 통한다. 레이디얼 마그네틱베어링(16a)은 회전축(14a)과 제1 지지블록(26)사이에 제공되고, 레이디얼 마그네틱 베어링(16b)과 축 마그네틱 베어링(18) 그리고 마그네틱 커플러(50)는 회전축(14b)과 두번째 지지블록(30)사이에 제공된다. 위에서 언급된 모든 구성요소들이 스핀홀더(12)를 회전적으로 지지하기 위한 지지 메커니즘을 구성한다.A first support block 26 is provided in the open side of the spin processing apparatus in the chamber 10, through which an internal space R and an external environment pass through an air filter (not shown). Has a Y-shaped cross-sectional suction path 26a, and a second support block 30 is added to the drive portion (or seal) of the spin processing apparatus. Suction path 26a communicates with an external gas source to supply clean and inert gas. The radial magnetic bearing 16a is provided between the rotary shaft 14a and the first support block 26, and the radial magnetic bearing 16b and the shaft magnetic bearing 18 and the magnetic coupler 50 are the rotary shaft 14b. And between the second support block 30. All the components mentioned above constitute a support mechanism for rotationally supporting the spin holder 12.
더 세부적으로 설명하자면, 슬리브부재(20)가 감싸 함께 회전하기 위해 개구측 회전축(40a)에 부착되어 회전축(41a)와 힘께 회전하며, 회전자측 마그네틱부재(22a)와 슬리브재(20)의 바깥 둘레에 부착되며, 고정자측의 마그네틱부재(24a)가 회전자측 마그네틱부재(22a)와 마주보게 내부표면에 부착된다. 이러한 실시예에 있어서, 이들 마그네틱부재(22a,24a)는 영구자석으로 만들어져 있고, 어떤 조절기능도 수행하지 않는 수동형 레이디얼 마그네틱 베어링을 구성한다.In more detail, the sleeve member 20 is attached to the opening side rotation shaft 40a to rotate together and rotates in force with the rotation shaft 41a, and the rotor side magnetic member 22a and the sleeve member 20 are rotated. It is attached to the outer circumference, and the magnetic member 24a on the stator side is attached to the inner surface facing the rotor side magnetic member 22a. In this embodiment, these magnetic members 22a, 24a are made of permanent magnets and constitute passive radial magnetic bearings which do not perform any adjustment function.
밀폐측의 회전축(14b)상에는 작은 직경단면부(28a)를 갖는 원통형 회전재(28)와 팽창단면부(28b) 그리고 큰 직경단면부(28c)가 부착되어, 회전축에 따라 하나의 유닛으로써 회전한다. 개면의 레이디얼 베어링(16a)과 유사한 다른 수동형 레이디얼 마그네틱 베어링이 작은 직경단면부(28a)와 제2 지지블록(30)사이에 부가된다. 보다 상세히 설명하자면, 회전자측 마그네틱부재(22b)는 원통형 회전재(28)의 인접 말단부 바깥표면에 부가되고 고정자측 마그네틱부재(24b)는 회전자측 마그네틱 지지부재(22b)와 마주보도록 내부표면에 부가된다. 이들 레이디얼 마그네틱 베어링(16a,16b)은 서로 마주보는 자석들이 스핀처리장치의 작동위치에서 서로 약간 변이되게 설계가 되어 스핀홀더(12)는 스핀처리장치의 밀폐부쪽으로 치우치게 될 것이다.On the rotating shaft 14b on the sealed side, a cylindrical rotary member 28 having a small diameter cross section 28a, an expansion cross section 28b, and a large diameter cross section 28c are attached, and rotate as one unit along the rotation shaft. do. Another passive radial magnetic bearing similar to the open radial bearing 16a is added between the small diameter section 28a and the second support block 30. More specifically, the rotor side magnetic member 22b is added to the outer surface of the adjacent distal end portion of the cylindrical rotor 28 and the stator side magnetic member 24b faces the inner surface of the rotor side magnetic support member 22b. Is added to. These radial magnetic bearings 16a and 16b are designed such that the magnets facing each other are slightly displaced from each other at the operating position of the spin processing apparatus so that the spin holder 12 will be biased toward the seal of the spin processing apparatus.
도1과 2에서 보듯이 중공 마그네틱 디스크로 구성된 목표디스크(36)가 원통형 회전재(28)의 팽창부분(28b)에 부가되고, 코일(32)을 가지며 목표디스크(36)와 대향하는 전자석(34)이 제2 지지블록(30)의 내부에 부착된다. 따라서 능동적으로 조절 가능한 축 마그네틱 베어링(18)이 구성되어, 전자석(34)에 의해 발생되는 인력과 레이디얼 마그네틱 베어링(16a,16b)이 바이어스된 변이에 의해 발생되는 축선방향의 힘을 균형잡음으로써 스핀홀더(12)의 치환을 조절하게 된다.As shown in Figs. 1 and 2, a target disk 36 composed of a hollow magnetic disk is added to the expanded portion 28b of the cylindrical rotating material 28, and has a coil 32 and an electromagnet facing the target disk 36 ( 34 is attached to the inside of the second support block 30. Accordingly, an actively adjustable axial magnetic bearing 18 is configured to balance the attractive force generated by the electromagnet 34 with the axial force generated by the biased bias of the radial magnetic bearings 16a and 16b. Substitution of the spin holder 12 is controlled.
마그네틱 커플러(50)는 구동모터(40)의 구동축(42)과 구동부의 회전축(14b)을 분리가능하게 연결하기 위해 제공된다. 마그네틱 커플러(50)는 구동 마그네틱부재(54)와 종동 마그네틱부재(56)로 구성되는데, 구동 마그네틱부재(54)는 구동 축(42)의 말단부에 부착되어 구동축(42)과 함께 회전하는 슬리브(52)의 바깥 표면에 위치하고, 종동 마그네틱재(56)는 큰 직경단면부(28C)안에서 구동 마그네틱재(54)와 마주보게 내부표면에 위치한다. 두 마그네틱부재(54,56)사이의 전자기적 커플링은 원통형 회전부재(28)와 스핀홀더(12)가 하나의 유닛으로서 회전할 수 있게 하기 위해 종동 마그네틱부재(56)가 구동 마그네틱부재(54)를 따라 구동모터(40)의 회전을 따라갈수 있게 한다.The magnetic coupler 50 is provided for detachably connecting the drive shaft 42 of the drive motor 40 and the rotation shaft 14b of the drive unit. Magnetic coupler 50 is composed of a driving magnetic member 54 and a driven magnetic member 56, the driving magnetic member 54 is attached to the distal end of the drive shaft 42 and rotates together with the drive shaft 42 ( Located on the outer surface of 52, the driven magnetic material 56 is located on the inner surface facing the drive magnetic material 54 within a large diameter cross-section 28C. The electromagnetic coupling between the two magnetic members 54, 56 allows the driven magnetic member 56 to drive the magnetic member 54 so that the cylindrical rotating member 28 and the spin holder 12 can rotate as one unit. Follow the rotation of the drive motor 40 to follow.
구동부 쳄버의 내측 벽위에는 컵모양의 분할부재(58)가 원통형 회전재(28)의 큰 직경단면부(28C)와 슬리브(52)사이로 돌출될수 있도록 제공된다. 분할부재(58)는 구동모터부 공간으로부터 쳄버의 내부공간을 밀폐되게 분리시킨다.On the inner wall of the drive chamber, a cup-shaped dividing member 58 is provided so that it can project between the large diameter cross-section 28C of the cylindrical rotating material 28 and the sleeve 52. The partition member 58 separates the inner space of the chamber from the space of the drive motor unit to be sealed.
비정상 작동중 회전축(14b)의 과도한 흔들림을 방지하기 위해 분할부재(58)의 끝쪽에 터치다운 베어링(59)이 제공된다. 분할부재(58)의 튜브부분은 구조물의 재료나 크기가 구동 마그네틱재(54)와 종동 마그네틱부재(56)사이의 전자기적 커플링 작동을 방해하지 못하도록 설계된다.A touchdown bearing 59 is provided at the end of the dividing member 58 to prevent excessive shaking of the rotation shaft 14b during abnormal operation. The tube portion of the dividing member 58 is designed such that the material or size of the structure does not interfere with the electromagnetic coupling operation between the driving magnetic material 54 and the driven magnetic member 56.
스피처리장치에는 스핀홀더(212)의 작동중단으로 인해 발생되는 잔류진동 움직임에 신속히 반응하기 위한 완충장치(60)와 반진동 위치지정장치(62)가 제공된다. 완충장치(60)는 목표디스크(36)의 바깥 주변부 표면을 감싸며 코일(64)을 갖는 전자석(66)으로 구성된다. 반진동 위치지정장치는 목표디스크(36)의 밀폐부 표면과 마주보며 코일(68)을 갖는 전자석(70)으로 구성된다. 접선방향으로 뻗은 레일(74)이 두번째 지지블럭(30)에 부가되고, 이 레일 위에는 전자석(70)의 주변 말단부에 부착되어있는 가이드(72)가 미끄럼 가능하게 얹혀있어 반진동 위치지정장치(62)를 지지한다. 반진동 위치지정장치(62)에는 작동변수(변위,속도)를 탐지하기 위한 센서와 함께 제공되어, 조절회로에 의해 생성되는 전류는 증폭되어 장치(62)의 코일(68)에 공급된다 (센서와 조절회로는 도시하지 않음).The spigot treatment device is provided with a shock absorber 60 and a semi-vibration positioning device 62 for quickly reacting to residual vibration movement caused by the operation of the spin holder 212. The shock absorber 60 is composed of an electromagnet 66 having a coil 64 and surrounding the outer peripheral surface of the target disk 36. The anti-vibration positioning device is composed of an electromagnet 70 having a coil 68 facing the sealing surface of the target disk 36. A tangentially extending rail 74 is added to the second support block 30, on which the guide 72, which is attached to the peripheral end of the electromagnet 70, is slidably mounted so that the anti-vibration positioning device 62 ). Semi-vibration positioning device 62 is provided with a sensor for detecting the operating variable (displacement, speed), the current generated by the control circuit is amplified and supplied to the coil 68 of the device 62 (sensor And control circuit not shown).
도3A,3B는 반진동 위치지정장치(62)의 부분 확대도이고 도4는 조절회로의 블록다이어그램이다. 이들 도면에 사용된 용어들은 다음과 같다.3A and 3B are partial enlarged views of the anti-vibration positioning device 62, and FIG. 4 is a block diagram of the adjustment circuit. The terms used in these figures are as follows.
S: 시스템의 변환함수, Ip: 스핀섹션의 관성모멘트S: transform function of the system, Ip: moment of inertia of the spin section
θ: 스핀홀더(12)의 각회전, K1: 마그네틱 커플러(50)의 자기결합강도θ: Angular rotation of spin holder 12, K 1 : Magnetic coupling strength of magnetic coupler 50
T1: 마그네틱 커플러(50)의 자기결합토크T 1 : Magnetic coupling torque of the magnetic coupler 50
K2: 반진동 위치지정장치(62)의 결합강도K 2 : coupling strength of the anti-vibration positioning device 62
T2: 반진동 위치지정장치(62)의 결합토크T 2 : combined torque of the anti-vibration positioning device 62
C2: 반진동 위치지정장치(62)의 감쇠강도계수C 2 : damping strength factor of the anti-vibration positioning device 62
M2: 반진동 위치지정장치(62)의 가동부 질량M 2 : Mass of the moving part of the anti-vibration positioning device 62
스핀건조장치의 작동은 다음과 같다.The operation of the spin dryer is as follows.
공정물(W)이 스핀홀더(12)에 정렬되어 놓이면 구동모터(40)가 작동하며, 스핀홀더(12)를 회전시키고, 배기장치(도시되지 않음)를 이용하여 배출구를 통해 쳄버의 공기를 배출시킴과 동시에, 공정물(W)을 신속히 건조시키기 위한 깨끗한 공기가 흡입경로(26)의 흡입구를 통해 유입된다. 스핀홀더(12)는 견고하지만 비접촉방식으로 레이디얼 마그네틱 베어링(16a,16b)과 축 마그네틱 베어링(18)에 의해 지지되기 때문에 고속에서도 안정되고 부드러운 회전운동을 할 수 있다.When the workpiece W is aligned with the spin holder 12, the driving motor 40 is operated, the spin holder 12 is rotated, and the air of the chamber is discharged through the outlet using an exhaust device (not shown). At the same time as the discharge, clean air for rapidly drying the process (W) is introduced through the inlet of the suction path (26). Since the spin holder 12 is supported by the radial magnetic bearings 16a and 16b and the shaft magnetic bearing 18 in a rigid but non-contact manner, a stable and smooth rotational movement can be performed at high speed.
건조과정이 완료되면 구동모터(40)는 정지하게되고, 완충장치(60)와 반진동 위치지정장치(62)가 작동하여, 완충장치(60)는 신속히 스핀홀더의 회전을 정지시키고 위치를 지정하며, 반진동 위치지정장치(62)는 목표디스크(36)의 축운동과 스핀홀더(12)의 진동운동 방지에 의해 발생되는 자기에너지를 분산시키도록 작동을 하게된다. 이러한 방식은 스핀건조장치가 높은 작동효율을 유지하고 안정된 작동을 할 수 있게 한다.When the drying process is completed, the drive motor 40 stops, and the shock absorber 60 and the anti-vibration positioning device 62 operate, so that the shock absorber 60 quickly stops the rotation of the spin holder and positions it. In addition, the anti-vibration positioning device 62 operates to disperse the magnetic energy generated by the axial movement of the target disk 36 and the vibration movement of the spin holder 12. This method allows the spin dryer to maintain a high operating efficiency and stable operation.
쳄버(10)는 분할부재(58)에 의해 구동모터(40)로부터 밀폐·밀봉되어있기 때문에, 쳄버(10)가 진공상태하에서 작동하더라도 구동모터(40)에 사용되는 오일같은 물질에 의해 쳄버(10)의 내부공간이 오염되지 않는다. 더욱이, 정화가스 흡입구(10b)가 원통형 공간(R)에 정화가스(질소가스)를 공급하기 위해 부가되고, 스핀처리장치의 모터부분으로부터의 물질흐름을 더 강력히 막기 위한 분할부재(58)때문에 분할부재의 쳄버부 공간은 정압이 유지된다. 쳄버(10)에 부가된 케이블경로(76)와 제2 블록(30)에 제어용 배선이 연결된다.Since the chamber 10 is sealed and sealed from the drive motor 40 by the partition member 58, even if the chamber 10 operates under vacuum, the chamber 10 may be formed by an oil-like material used in the drive motor 40. 10) The internal space is not contaminated. Furthermore, a purge gas inlet 10b is added to supply purge gas (nitrogen gas) to the cylindrical space R, and is divided because of the dividing member 58 for more strongly preventing material flow from the motor portion of the spin processing apparatus. Static pressure is maintained in the chamber space of the member. The control wiring is connected to the cable path 76 and the second block 30 added to the chamber 10.
상기 실시예에서 레이디얼 베어링(16a,16b)은 전자석을 사용하지 않는 수동형 마그네틱 베어링이므로 스핀처리장치를 컴팩트하게 하고 조절장치를 단순하게 하면서도 스핀홀더(12)는 축 끝부분에 안정되게 지지된다. 스핀처리장치는 편심위치에 배열된 레이디얼 베어링(16a,16b)과 엇갈리게 하는 전자석(34)과 축베어링(18)을 사용함으로써 더 컴팩트하게 만들어진다.In this embodiment, the radial bearings 16a and 16b are passive magnetic bearings that do not use electromagnets, and thus the spin holder 12 is stably supported at the shaft end while making the spin processing device compact and the adjusting device simple. The spin processing apparatus is made more compact by using an electromagnet 34 and a shaft bearing 18 that are staggered with radial bearings 16a and 16b arranged in eccentric positions.
전술한 실시예에서는 수동형 레이디얼 마그네틱 베어링이 사용되었지만 분명히 능동형 레이디얼 마그네틱 베어링도 사용할 수 있다. 이러한 경우 비록 조립체는 조절과 센서기능이 추가적으로 요구되므로 더욱 복잡해지겠지만, 더 높은 수준의 조절을 수행할 수 있다.In the above embodiment, passive radial magnetic bearings are used, but obviously active radial magnetic bearings may also be used. In this case, although the assembly will be more complicated as additional control and sensor functions are required, higher levels of adjustment can be performed.
또한 도3B에도 나타나 있듯이 반진동 위치지정장치(62)를 위한 전자석(70)의 극(71)은 목표디스크(36)의 특정 원주방향 위치에 위치하므로 장치(62)는 스핀홀더(12)의 특정위치에서 작동된다. 다른 가능한 구성은 다수의 돌기, 또는 목표 디스크(36)의 원주방향으로 일정한 간격으로 떨어져있으며 방사형으로 확장하는 채널을 배열시켜, 반진동 위치지정장치(62)가 스핀홀더(12)의 임의의 위치에서도 작동가능하게하는 것이다. 이러한 구성은 특정한 한 위치에 극(71)이 위치함으로써 생기는 비균형상태의 단점을 없앨 수 있다.Also shown in FIG. 3B, the pole 71 of the electromagnet 70 for the anti-vibration positioning device 62 is located at a specific circumferential position of the target disk 36, so that the device 62 is connected to the spin holder 12. It is operated at a specific position. Another possible configuration is to arrange a plurality of protrusions, or channels spaced radially apart and radially spaced in the circumferential direction of the target disk 36, so that the anti-vibration positioning device 62 is positioned at any position of the spin holder 12. Is to make it work. Such a configuration can eliminate the disadvantage of the unbalanced state caused by the position of the pole 71 in a specific position.
도5는 제2 실시예를 보인 것으로, 제2 실시예에서는 구동축 마그네틱 베어링이 쳄버(10)의 바깥쪽에 위치한 베어링 케이싱(11)에 내장되어 있다. 구동측 베어링구조의 고정부를 구성하는 제2 지지블록(30)은 쳄버(10)에 인접한 케이싱(11)을 에워싸고, 제2 지지블록(30)의 원통형 부분(30b)은 쳄버(10)의 구동측 벽을 통과하여 돌출된다.5 shows a second embodiment, in which a drive shaft magnetic bearing is embedded in a bearing casing 11 located outside of the chamber 10. The second support block 30 constituting the fixing part of the drive side bearing structure surrounds the casing 11 adjacent to the chamber 10, and the cylindrical portion 30b of the second support block 30 is the chamber 10. It protrudes through the drive side wall.
마그네틱 베어링(16a,16b,18)과 반진동 위치지정장치(62)는 도1에서 보여준 것과 근본적으로 동일하므로 그에 대한 설명은 생략했다. 이 실시예에서 구동측 베어링들은 단순히 베어링 케이싱(11)을 쳄버(10)로부터 제거함으로써 수리할 수 있다. 또한, 도면에는 보여지지 않았지만, 공기 흡입및 배출경로가 쳄버(10)의 원통형 벽에 부가되고, 따라서 제1 지지블록(26)에는 흡입경로가 제공되지 않는다.The magnetic bearings 16a, 16b, 18 and the anti-vibration positioning device 62 are essentially the same as those shown in Fig. 1, and thus description thereof is omitted. The drive side bearings in this embodiment can be repaired by simply removing the bearing casing 11 from the chamber 10. In addition, although not shown in the figures, air intake and discharge paths are added to the cylindrical wall of the chamber 10, so that the first support block 26 is not provided with a suction path.
도6은 본 발명의 제3 실시예를 도시하며, 스핀홀더(12)가 오직 한쪽 끝에서만 지지되어 매달린 형태로 되어있다. 지지와 회전 메커니즘은 마그네틱 베어링과 구동모터를 갖는 베어링/구동 유닛(80)으로 통합된다. 유닛(80)은 쳄버(10)의 바깥쪽에 위치하고, 스핀홀더(12)는 유닛(80)의 구동축(82)에 직접적으로 연결된다.Fig. 6 shows a third embodiment of the present invention in which the spin holder 12 is supported and suspended only at one end. The support and rotation mechanism is integrated into a bearing / drive unit 80 having a magnetic bearing and a drive motor. The unit 80 is located outside of the chamber 10, and the spin holder 12 is directly connected to the drive shaft 82 of the unit 80.
베어링/구동 유닛(80)은 구동축(82)을 회전시키기 위한 모터부(84); 모터부(84)의 양 측면에 위치한 레이디얼 마그네틱 베어링(86a,86b); 및 쳄버(10)와 대향하는 구동축(82)의 끝에 위치한 축 마그네틱 베어링(88)으로 구성된다. 구동축(82)은 5개축선의 능동적인 조절에 의해 고속으로 회전할 수 있다.The bearing / drive unit 80 includes a motor portion 84 for rotating the drive shaft 82; Radial magnetic bearings 86a and 86b located on both sides of the motor portion 84; And a shaft magnetic bearing 88 positioned at the end of the drive shaft 82 opposite the chamber 10. The drive shaft 82 can rotate at high speed by actively adjusting five axes.
전술한 제3 실시예에서, 터치다운 베어링을 포함한 모든 미끄러짐 부분은 쳄버(10)의 내부공간으로부터 배제되며 이로 인해 고청정도가 항상 유지될 수 있다. 그러나 스핀홀더(12)가 오직 한쪽 끝에서만 지지되므로 스핀홀더(12)의 회전중심 이동을 방지하기 위해서 베어링부분에 긴 전장길이가 필요하고, 늘어난 지지부분의 길이 때문에 모터의 출력이 더 높아야 한다.In the above-described third embodiment, all the slipping portions including the touchdown bearing are excluded from the inner space of the chamber 10 so that high cleanliness can always be maintained. However, since the spin holder 12 is supported only at one end, a long electric length is required in the bearing part to prevent the center of rotation of the spin holder 12, and the output of the motor should be higher due to the increased length of the supporting part.
본 발명에 따른 스핀처리장치는 청결한 환경의 쳄버에서 공정물의 수분제거및 건조와 같은 공정을 제공하고 마모된 입자에 의한 공정물의 오염을 막을 수 있으며 작동상의 소음수준을 낮게 유지하면서도 고효율로 작동할 수 있다.The spin treatment apparatus according to the present invention provides a process such as water removal and drying of a process in a chamber of a clean environment, can prevent contamination of the process by worn particles, and can operate with high efficiency while maintaining a low operational noise level. have.
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