KR20110134435A - 디스크형 물품을 처리하기 위한 디바이스 - Google Patents

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Abstract

유체를 이용하여 디스크형 물품을 처리하는 디바이스가 개시되어 있고, 그 디바이스는 유체를 디스크형 물품 상에 분배하는 분배 수단, 및 디스크형 물품과 수직인 축 (A) 주위에서 디스크형 물품을 유지 및 회전시키는 척을 포함하고, 척은 베이스 보디, 구동 링, 및 디스크형 물품을 그 디스크형 물품의 에지에서 접촉하는 파지 부재들을 포함하고, 파지 부재들은 디스크형 물품의 중심부에 대해 편심 이동가능하고, 파지 부재들의 편심 이동은 구동 링에 의해 구동되고, 구동 링은 베이스 보디에 회전가능하게 장착되어, 구동 링이 축 (A) 주위에서 베이스 보디에 대해 회전가능하도록 함으로써, 파지 부재들을 구동하고, 베이스 보디에 대한 구동 링의 상대적 회전 이동이, 베이스 보디를 유지하고 구동 링을 회전시키는 것 또는 구동 링을 유지하고 베이스 보디를 회전시키는 것 중 어느 하나에 의해 실행되어, 유지될 부분 (구동 링 또는 베이스 보디) 은 해당 유지될 부분을 접촉함 없이 자기력에 의해 유지된다.

Description

디스크형 물품을 처리하기 위한 디바이스{DEVICE FOR TREATING DISC-LIKE ARTICLES}
본 발명은, 디스크형 물품을 지지하기 위한 지지대를 포함하는 로터로서 프로세스 챔버 내에 위치하는 로터를 사용하여 디스크형 물품을 지지하고 회전시키기 위한 디바이스에 관한 것이다.
WO 2007/101764 A1 호는, 회전축 주위에서 디스크형 물품을 유지 및 회전시키기 위한 로터리 헤드, 로터리 헤드 주위에 반경 방향으로 배치되고 로터리 헤드를 접촉 없이 부상 및 구동시키기 위한 구동 수단, 회전축에 대해 실질적으로 동심이고 로터리 헤드와 구동 수단 사이에 배치된 실질적으로 원통형인 벽체를 포함하는 디스크형 물품의 유체 처리를 위한 디바이스를 개시하고 있다.
적합한 구동 메커니즘이 미국특허 제 6,485,531 호에 기재되어 있다. 여기에 개시된 능동형 자기 베어링 및 구동 메커니즘에서는 로터에 대한 스테이터의 거리가 제한된다.
디스크형 물품을 유지하는 일부 솔루션이 미국특허 제 5,845,662 호에 제공되어 있다. 그러나, 이들 유지 수단은 디스크형 물품을 견고히 유지시키기 위해 최소 스핀 속도를 개시 또는 요청하는 것이 복잡하다. 또 다른 문제점은, 매우 고속의 스핀 속도에서는 이들 유지 수단이 디스크형 물품을 훼손시키기에 충분할 수 있는 힘으로 디스크형 물품을 유지할 수도 있다는 점이다.
본 발명의 목적은 처리 동안에 디스크형 물품을 견고히 유지하는 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명은 디스크형 물품과 수직인 축 (A) 주위에서 디스크형 물품을 유지 및 회전시키는 척을 포함하는 디스크형 물품을 처리하기 위한 디바이스를 제공함으로써 문제점들을 해결하며, 척은 베이스 보디 (base body), 그 베이스 보디에 회전 대칭적으로 배치된 구동 링, 및 디스크형 물품을 그 디스크형 물품의 에지에서 접촉하는 파지 부재 (gripping member) 들을 포함하고, 파지 부재들은 축 (A) 주위에서 베이스 보디에 대해 구동 링을 트위스트함으로써 축 (A) 에 대해 편심 이동될 수 있고, 구동 링은 자기력에 의해 유지된다.
이러한 구성은 특히 척이 자기 베어링 (예를 들어, 미국특허 제 6,485,531 호 또는 WO 2007/101764 A1 호에 기재된 능동형 자기 베어링) 에 의해 유지 및 회전되는 경우에 유용하다. 그러나, 이러한 메커니즘은 스핀들에 의해 구동되는 통상적인 척과 결합하여 또한 이용될 수 있다.
하나의 실시형태에서, 디바이스는 유체를 디스크형 물품 상에 분배하는 분배 수단, 및 디스크형 물품과 수직인 축 (A) 주위에서 디스크형 물품을 유지 및 회전시키는 척을 포함하고, 척은 베이스 보디, 구동 링, 및 디스크형 물품을 그 디스크형 물품의 에지에서 접촉하는 파지 부재들을 포함하고, 파지 부재들은 디스크형 물품의 중심부에 대해 편심 이동가능하고, 파지 부재들의 편심 이동은 구동 링에 의해 구동되고, 구동 링은 베이스 보디에 회전가능하게 장착되어, 구동 링이 축 (A) 주위에서 베이스 보디에 대해 회전가능하도록 함으로써, 파지 부재들을 구동하고, 베이스 보디에 대한 구동 링의 상대적 회전 이동이, 베이스 보디를 유지하고 구동 링을 회전시키는 것 또는 구동 링을 유지하고 베이스 보디를 회전시키는 것 중 어느 하나에 의해 실행되어, 유지될 부분 (구동 링 또는 베이스 보디) 은 해당 유지될 부분을 접촉함 없이 자기력에 의해 유지된다. 이 경우, 회전될 부분 (베이스 보디 또는 구동 링 각각) 은 해당 회전될 부분을 접촉함 없이 자기력에 의해 회전될 수 있다.
통상적으로, 이러한 자기력은 자기 커플링의 2개의 소자들 사이에 확립된다. 이러한 커플링은 예를 들어 다음 중 하나일 수 있다:
- 2개의 영구자석들 - 구동 링에 고정된 제 1 자석; 반경 방향으로 (축 (A) 에 대해 반경 방향으로) 이동될 수 있는 이동 부재에 장착된 제 2 자석. 이러한 이동 부재는, 예를 들어, 공기압 실린더 또는 선형 전동기에 의해 구동될 수 있다.
- 하나의 영구자석 및 하나의 전자석 - 구동 링에 고정된 제 1 자석; 디바이스의 비회전 부분 (예를 들어, 챔버 벽체) 에 장착된 전자석.
또 다른 실시형태에서, 베이스 보디는 구동 링을 수용하는 환형 챔버를 갖는 중공 링으로서 형성된다. 이러한 중공 링은 2개 이상의 부분들을 포함한다. 이러한 부분들은 함께 용접, 나사고정 또는 접착될 수 있다.
바람직하게는, 척이 자기적으로 공중부양된다. 이것은 (미국특허 제 6,485,531 호에 기재된) 능동형 자기 베어링 또는 고온의 초전도 자석들에 의해 지지되는 베어링에 의해 실행될 수 있다. 고온의 초전도 자석들을 포함하는 이러한 구동 메커니즘은, 오스트리아 특허출원 제 A 1987/2008 호로부터 유래된 공개 특허출원들에 의해 더욱 설명된다. 이러한 구성에 의해, 스핀 메커니즘의 모든 부분들 뿐만 아니라 파지 메커니즘의 모든 부분들이 처리 유체에 대해 밀봉될 수 있는 것이 가능하다. 개방/폐쇄 메커니즘을 활성화하기 위한 부분들은 폐쇄된 프로세스 챔버의 외측에 위치될 수 있다.
하나의 실시형태에서, 구동 링은 기어 링이고, 파지 부재들은 기어 링에 의해 구동되는 소형의 기어들에 대해 편심 돌출된 (소형의 기어들의 회전축에 대해 편심인) 캠들이다. 기어 링이 베이스 보디에 대해 트위스트될 때, 소형의 기어들이 회전하여, 소형의 기어들로부터 편심 돌출된 캠들 (핀들) 이 축 (A) 에 대한 그들 거리를 변경한다. 그에 의해, 캠들은 디스크형 물품을 그 디스크형 물품의 에지에서 파지하거나 디스크형 물품을 릴리스한다. 돌출된 캠들이 소형의 기어들에 장착될 수 있다는 것 또는 캠들 및 소형의 기어들이 동일한 피스 (piece) 의 재료로 형성될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
바람직하게는, 구동 링이 탄성 부재 (예를 들어, 스프링) 에 의해 대기 위치에 유지됨으로써, 파지 부재들은 폐쇄된 위치로 압박 (urge) 된다. 구동 링이 자기력에 의해 유지되고 베이스 보디가 트위스트될 때, 구동 링에는 척킹력이 걸린다. 그 다음에, 디스크형 물품이 파지 부재들 사이에 위치된다. 그 후에, 구동 링과 베이스 보디가 다시 트위스트되고 파지 부재들이 디스크형 물품의 에지와 접촉한다. 그 결과, 탄성 부재의 힘이 디스크형 물품을 견고히 척킹한다.
바람직한 실시형태에서, 디바이스는 척을 둘러싸는 벽체를 더 포함하고, 디스크형 물품을 처리하는 동안에, 척이 벽체 내에서 자유로이 공중부양된다. 이 경우, 구동 링이 견고히 로킹 (locking) 될 수 있지만 척의 베이스 보디가 특정 각도 (예를 들어, 1° 내지 10°) 주위에서 회전되도록, 자기력이 그 사이에서 확립될 수 있는 소자들이 구성되어야 한다.
바람직한 실시형태에서, 척을 둘러싸는 벽체는 폐쇄된 챔버의 부분이다. 이것은, 척과 함께 디스크형 물품이 챔버 내에서 회전하는 반면, 척을 구동하고 파지 부재들을 개방하기 위한 메커니즘들이 챔버의 외측에 존재한다는 이점을 갖는다. 챔버는 디스크형 물품을 출입시키기 위해서만 개방되어야 한다.
또 다른 실시형태에서, 디스크형 물품의 양쪽 측면 상에 유체를 방해받지 않고 분배하기 위해 분배 수단이 제공된다. 이것은 분배된 유체가 액체를 포함하는 경우에 유용하다.
도 1a 내지 도 1f 는 동작에 있어서 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 디바이스의 개략 상면도를 도시한다.
도 2a 내지 도 2f 는 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 디바이스의 상이한 도면들을 도시한다.
도 3a 내지 도 3c 는 본 발명의 또 다른 실시형태를 도시한다.
도 2a 내지 도 2f 를 참조하여 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 디바이스 (200) 가 설명될 것이다.
도 2a 는 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 디바이스 (200) 의 단면 사시도를 도시한다.
도 2b 는 (도 2a 의) 상세 (D2b) 의 확대도를 도시한다.
도 2c 는 상세 (D2b) 의 측면도를 도시한다.
도 2d 는 (도 2a 의) 상세 (D2d) 의 확대도를 도시한다.
도 2e 는 도 2b 와 동일한 도면을 도시하고 있지만, 톱니형 (tooth) 기어 링을 로킹하기 위한 영구자석 (255) 이 척의 영구자석들 (233) 에 매우 근접해 있다.
도 2f 는 핀 샤프트 (227) 와 핀 (228) 을 통한 단면 사시도의 확대된 상세를 도시한다.
디바이스 (200) 는 챔버, 웨이퍼 (디스크형 물품) 를 파지 및 회전시키기 위한 환형 척 (220) 및 스테이터 (280) 를 포함한다.
챔버는 원통형 벽체 (260), 하부 플레이트 (265) 및 상부 플레이트 (미도시) 를 포함한다. 상부 분배 튜브 (263) 는 상부 플레이트를 통해 연결되고 하부 분배 튜브 (267) 는 하부 플레이트 (265) 를 통해 연결된다.
스테이터 (280) 는 원통형 벽체 (260) 와 동심인 스테이터 베이스 플레이트 (205) 에 장착된다. 스테이터 베이스 플레이트 (205) 는, 예를 들어, 공기압 리프팅 수단을 이용하여 원통형 벽체 (260) 의 실린더축에 대해 축 방향으로 이동될 수 있다. 스테이터 베이스 플레이트 (205) 및 그 스테이터 베이스 플레이트 (205) 에 장착된 스테이터 (280) 는 중심 개구들을 갖고, 그 중심 개구들은 원통형 벽체 (260) 의 외측 직경보다 큰 직경을 갖는다. 또한, 상부 플레이트는 챔버를 개방하기 위해 축 방향으로 이동될 수 있다. 폐쇄된 위치에서, 상부 플레이트는 원통형 벽체에 대해 밀봉된다.
스테이터 (280) 는 축 방향 및 반경 방향 베어링용의 그리고 로터 (285) 를 구동하기 위한 몇몇 코일을 포함하고, 그 로터 (285) 는 환형 척의 부분이다. 이러한 장치는 능동형 베어링으로 지칭되고 미국특허 제 6,485,531 호에 또한 기재되어 있다.
환형 척 (220) 의 직경은 원통형 벽체의 내측 직경보다 작아서, 환형 척 (220) 이 원통형 벽체 (260) 내부에서 자유로이 공중부양 및 회전할 수 있다. 환형 척 (220) 은 내측 척 베이스 보디 (221) 의 외면을 원주 방향으로 둘러싸는 환형 홈을 갖는 내측 척 베이스 보디 (221) 를 포함하고, 그 환형 홈은 구동 링 (230) 에 대한 베어링으로서 기능한다.
구동 링 (230) 은 내측으로 대면하는 톱니 (231) 를 갖는 기어 링 (230) 으로서 구현된다. 내측으로 대면하는 톱니 (231) 는 핀 샤프트 (227) 의 톱니를 구동한다 (도 2f 참조).
본 실시형태는 하측으로 배향된 핀 샤프트들 (227) 을 갖고, 그 각각은 구동 링 (230) 에 의해 구동되는 소형 기어를 갖는다. 핀 샤프트들 (227) 이 환형 척의 회전축에 평행한 축 (A) 주위에서 회전할 수 있도록 장착된다.
핀 샤프트의 회전축 (A) 에 대해 편심하여 핀 (228) 이 핀 샤프트 (227) 에 장착되어서, 핀 샤프트가 구동 링 (230) 에 의해 회전될 때 핀이 환형 척의 중심부에 대한 그 핀의 거리를 변경하도록 한다. 다시 말하면, 구동 링 (230) 이 척 베이스 보디 (221) 에 대해 트위스트될 때 핀이 반경 방향으로 이동된다. 구동 링 (230) 을 척 베이스 보디 (221) 의 환형 홈 내에 장착시키기 위해, 구동 링 (230) 은 2개의 개별 세그먼트들로 이루어지고, 그 2개의 개별 세그먼트들은 환형 홈 내에 삽입될 때 함께 고정된다. 구동 링 (230) 이 환형 척 (220) 의 중심부에 더 가까운 위치들로 핀들 (228) 을 압박하도록 척 베이스 (221) 및 구동 링 (230) 이 나선형 스프링 (미도시) 을 통해 연결된다.
2개의 영구자석들 (233) 이 톱니형 기어 링 (230) 에 장착된다. 영구자석들인 복수의 적어도 24개의 로터 자석들 (285) 은 척 베이스 보디 (221) 둘레에 균일하게 배치된다. 이들 로터 자석들 (285) 은 구동 및 베어링 유닛의 부분, 즉, 척 베이스 보디 (221) 에 장착되는 로터 (능동형 베어링의 소자들) 의 부분이다.
영구자석들 (233) 을 운반하는 구동 링 (230) 및 복수의 로터 자석들 (285) 은, 척 베이스 보디 (221), 외측 하부 척 커버 (222), 및 로터 자석 커버 (229) 에 의해 제공되는 중공의 환형 공간에서 갭슐화된다. 이러한 로터 자석 커버 (229) 는 스테인리스 스틸 재킷일 수 있다. 커버들 (222 및 229) 은 환형이며 척 베이스 보디 (221) 와 동심이다.
척 (220) 을 조립할 때, 도 2f 에 도시된 바와 같이, 핀 샤프트들이 척 베이스 보디 (221) 에 대해 기밀하게 밀봉되도록 핀 샤프트들 (227) 이 상측으로부터 그들 각각의 자리들 내로 삽입된다. 나사 (224) 를 이용하여 각각의 핀 샤프트 (227) 가 그들 위치에 고정된다. 추가로, 핀 샤프트와 나사 사이의 나선형 스프링에 의해 각각의 핀 샤프트가 그 자리 내로 가압될 수도 있다.
스테이터 베이스 플레이트 (205) 에 부착된 것은 원통형 벽체 (260) 에 대해 동심 배치된 스테이터 및 능동형 베어링 유닛 (280) 이다. 베어링 유닛 (280) 은 로터 자석들 (285) 과 부합하여, 척 (220) 을 공중부양, 베어링 및 회전시킬 수 있다.
능동형 베어링 유닛 (280) 아래에는 스테이터 베이스 플레이트 (205) 에 장착된 2개의 공기압 실린더들 (250) 이 존재한다. 공기압 실린더들 (250) 의 로드들의 말단에는 로킹 (locking) 자석들 (255) (영구자석들) 이 배치되어 있다. 로킹 자석들은 구동 링 (230) 의 영구자석들 (233) 에 대응한다. 로킹 자석들 (255) 이 원통형 벽체 (260) 의 축에 대해 반경 방향으로 이동될 수 있도록 공기압 실린더들 (250) 이 배치된다.
예를 들어, 웨이퍼를 릴리스하기 위해 핀들이 개방되어야 할 때, 다음의 절차가 수행된다. 로킹 자석들 (255) 및 척 (220) 사이의 갭 내에 원통형 벽체 (260) 가 더 이상 존재하지 않도록 스테이터 베이스 플레이트 (205) 가 리프팅되어 공중부양 척 (220) 을 리프팅시킨다 (도 2e 참조). 그 후에, 공기압 실린더들 (250) 이 로킹 자석들 (255) 을 척 (220) 에 매우 근접하게 이동시키고, 영구자석들 (233) 과 함께 구동 링 (230) 이 로킹 자석들에 의해 로킹되도록 척이 회전된다. 이제, 척이 회전되지만, 구동 링이 가만히 서 있어서 핀들 (228) 이 개방된다. 대안적으로, 척 베이스 보디가 가만히 서 있을 수도 있지만, 로킹 자석들이 (척의 원주를 따라) 접선 회전하도록 공기압 실린더들이 이동됨으로써, 구동 링이 회전된다.
도 1a 내지 도 1f 를 참조하면, 핀 개방 메커니즘의 동작이 설명될 것이다. 도 1a 내지 도 1f 는 도 2c 에 도시된 평면 I-I 주위를 따른 단면의 개략도이다.
도 1a 는 대기 위치에 있는 디바이스를 도시한다. 여기에서는 디바이스의 120°-세그먼트가 도시되어 있다. 척 베이스 보디 (121) 및 외벽 (122) 을 갖는 척 (120) 이 톱니형 기어 링 (130) 을 수용한다. 기어 링 (130) 은 내측으로 보이는 톱니 (131) 를 갖는다. 핀들 (128) 을 갖는 핀 샤프트들 (127) 은, 그들의 기어들이 기어 링 (130) (구동 링) 의 톱니 (131) 상에서 맞물리도록 배치된다. 핀 샤프트들은 척 베이스 보디 (121) 의 그들 각각의 자리들에 위치한다.
구동 링 (130) 이 환형 척 (120) 의 중심부에 가장 가까운 위치로 핀들 (128) 을 압박하도록 척 베이스 (121) 및 구동 링 (130) 이 나선형 스프링 (140) 을 통해 연결된다. 나선형 스프링 (140) 의 힘이 도 1b 의 2개의 작은 화살표들 S 로 시각화되어 있다. 원주 둘레에는 3개의 이러한 나선형 스프링들 (140) 이 배치되어 있고, 그 나선형 스프링들 (140) 은 장착 점 (125) 에서의 척 베이스 보디 (120) 및 장착 점 (135) 에서의 기어 링에 장착된다.
로킹 자석들 (155) 은 공기압 실린더 (150) 의 말단에 고정된다. 로킹 자석들 (155) 은 기어 링 (130) 의 영구자석들 (133) 에 대응한다.
예를 들어, 웨이퍼를 파지 및 릴리스하기 위해 핀들을 개방 및 폐쇄시키는 경우, 다음의 절차가 수행된다. 로킹 자석들 (155) 및 척 (120) 사이의 갭 내에 (도 1e 에 도시된) 원통형 벽체 (160) 가 더 이상 존재하지 않도록 공중부양 척 (120) 이 리프팅된다. 따라서, 원통형 벽체가 도 1a 내지 도 1d 및 도 1f 에는 도시되어 있지 않다. 그 후에, 영구자석들이 로킹 자석들 (155) 과 대면하도록 척 (120) 이 회전된다 (도 1a).
그 다음에, 공기압 실린더들 (150) 이 로킹 자석들 (155) 을 척 (120) 에 접촉시키지 않고 척 (120) 에 매우 근접하게 (도 1b 참조) 이동시켜서 (화살표 L 참조), 영구자석들 (133) 과 함께 구동 링 (130) 이 로킹 자석들에 의해 로킹되도록 한다.
이제, 척 (120) 이 반시계 방향 (Tccw) 으로 회전되지만, 구동 링 (130) 이 가만히 서 있어서 핀 샤프트가 시계 방향 (To) 으로 회전하여 핀들 (128) 이 개방되는 한편 (도 1c), 나선형 스프링들 (140) 은 확장된다. 웨이퍼 (W; 점선) 가 핀들 사이에 위치된다.
그 다음에, 척 베이스 보디 (121) 가 시계 방향으로 회전되고 (도 1d 참조), 핀 샤프트들이 반시계 방향 (Tc) 으로 회전하여, 핀들이 중심부를 향하여 이동하고 핀들이 웨이퍼 (W) 를 견고히 유지한다. 나선형 스프링들 (140) 이 이 폐쇄된 위치를 보장한다.
그 후에, 로킹 자석들이 인출되고, 스테이터 (미도시) 가 척 (120) 에 의해 하강되어 원통형 챔버 벽체 (160) 가 척을 둘러싸도록 한다 (도 1e 참조). 그 후에, 챔버 커버가 하강되어 챔버가 밀봉된다. 프로세스가 시작되고, 이는 척이 회전하고 순서에 있어서의 상이한 액체가 상부 및 하부로부터 분배된다는 것을 의미한다.
프로세스 후에, 챔버가 다시 개방되고 스테이터가 다시 리프팅된다. 웨이퍼를 릴리스하는 경우, 로킹 자석들 (155) 은 척에 매우 근접해 있다. 척이 반시계 방향 (Tccw) 으로 회전되어 핀들이 개방된다 (To; 도 1f 참조).
도 3a 및 도 3b 는 본 발명의 또 다른 실시형태를 도시한다. 도 3b 는 평면 Ⅱ-Ⅱ (도 3a 참조) 을 따른 단면도를 도시한다. 도 3a 는 평면 Ⅲ-Ⅲ (도 3b 참조) 을 따른 단면도를 도시한다. 도 3a 에는 디바이스의 120°-세그먼트가 도시되어 있다. 척 베이스 보디 (321) 및 외벽 (322) 을 갖는 척 (320) 은, 내측으로 보이는 경사진 평면 (332) 을 갖는 구동 링 (330) 을 수용한다. 핀들 (328) 은, 웨이퍼의 중심부를 향해 그리고 웨이퍼의 중심부로부터 핀의 한쪽 단부를 이동시키기 위해, 축 (X) 주위에서 경사질 수 있도록 경사가능하게 배치된다. 축 (X) 은 평면 Ⅱ-Ⅱ 에 수직이도록 웨이퍼 (W) 의 접선에 평행한다. 핀 베어링은 구형 형상을 가질 수도 있고, 척 베이스 보디 (321) 의 각각의 구형 자리에 위치한다. 또한, 이러한 자리는 밀봉으로서 기능한다. 핀 각각에 대해, 폐쇄된 위치로 핀을 압박하도록 나선형 가압 스프링 (326; 핀 폐쇄 스프링들) 이 제공된다. 이러한 방법으로, 척의 환형 공간 내에 위치된 핀의 부분이 구동 링 (330) 의 대응하는 경사진 평면 (332) 에 접촉한다.
구동 링 (330) 이 환형 척 (320) 의 중심부에 가장 가까운 위치에서 핀들 (328) 의 말단을 허용하도록 척 베이스 (321) 및 구동 링 (330) 이 나선형 스프링 (340) 을 통해 연결된다. 원주 둘레에는 3개의 이러한 나선형 스프링들 (340) 이 배치되어 있고, 그 나선형 스프링들 (340) 은 장착 점 (325) 에서의 척 베이스 보디 (320) 및 장착 점 (335) 에서의 기어 링에 장착된다.
스프링들 (340) 의 확장이 생략될 수도 있거나 또는 심지어 이러한 스프링들이 구동 링을 반대 방향으로 압박하도록 배치될 수도 있어서 핀들이 그들 말단 상에서 웨이퍼를 파지할지라도 경사진 평면들 (332) 이 핀들과 접촉할 수도 있을 만큼 모든 핀 폐쇄 스프링들 (326) 의 힘이 함께 충분히 강한 것으로 선택될 수 있다.
로킹 자석들 (355) 이 공기압 실린더 (350) 의 말단에 고정된다. 로킹 자석들 (355) 은 기어 링 (330) 의 영구자석들 (333) 에 대응한다.
예를 들어, 웨이퍼를 파지 및 릴리스하기 위해 핀들을 개방 및 폐쇄시키는 경우, 다음의 절차가 수행된다. 로킹 자석들 (355) 및 척 (320) 사이의 갭 내에 (도 3c 에 도시된) 원통형 벽체 (360) 가 더 이상 존재하지 않도록 공중부양 척 (320) 이 리프팅된다. 따라서, 원통형 벽체가 도 3a 내지 도 3c 에는 도시되어 있지 않다. 그 후에, 영구자석들이 로킹 자석들 (355) 과 대면하도록 척 (320) 이 회전된다 (도 3a 및 도 3c).
그 다음에, 공기압 실린더들 (350) 이 로킹 자석들 (355) 을 척 (320) 에 접촉시키지 않고 척 (320) 에 매우 근접하게 이동시켜서, 영구자석들 (333) 과 함께 구동 링 (330) 이 로킹 자석들에 의해 로킹되도록 한다.
이제, 척 (320) 이 반시계 방향 (Tccw) 으로 회전되지만, 구동 링 (330) 이 가만히 서 있어서 핀들이 축 (X) 주위에서 경사지고 핀들 (328) 이 개방되는 한편 (도 3c), 나선형 응력 스프링들 (340) 은 확장되고 나선형 압축 스프링들 (326) 이 압축된다. 웨이퍼 (W; 점선) 가 핀들 사이에 위치된다. 그 다음에, 척 베이스 보디 (321) 가 시계 방향으로 회전되고 (도 1d 참조), 핀들이 경사져서 핀들이 중심부를 향하여 이동하고 핀들이 웨이퍼 (W) 를 견고히 유지한다. 나선형 핀 스프링들 (326) 이 이 폐쇄된 위치를 보장한다.
다른 절차는 도 1a 내지 도 1f 를 참조하여 설명된 것과 유사하다.

Claims (10)

  1. 유체를 이용하여 디스크형 물품을 처리하는 디바이스로서,
    상기 디바이스는 유체를 상기 디스크형 물품 상에 분배하는 분배 수단, 및 상기 디스크형 물품과 수직인 축 (A) 주위에서 상기 디스크형 물품을 유지 및 회전시키는 척을 포함하고,
    상기 척은 베이스 보디 (base body), 구동 링, 및 상기 디스크형 물품을 그 디스크형 물품의 에지에서 접촉하는 파지 부재 (gripping member) 들을 포함하고,
    상기 파지 부재들은 상기 디스크형 물품의 중심부에 대해 편심 이동가능하고,
    상기 파지 부재들의 편심 이동은 상기 구동 링에 의해 구동되고,
    상기 구동 링은 상기 베이스 보디에 회전가능하게 장착되어, 상기 구동 링이 상기 축 (A) 주위에서 상기 베이스 보디에 대해 회전가능하도록 함으로써, 상기 파지 부재들을 구동하며,
    상기 베이스 보디에 대한 상기 구동 링의 상대적 회전 이동이, 상기 베이스 보디를 유지하고 상기 구동 링을 회전시키는 것 또는 상기 구동 링을 유지하고 상기 베이스 보디를 회전시키는 것 중 어느 하나에 의해 실행되어, 유지될 부분 (구동 링 또는 베이스 보디) 은 해당 유지될 부분을 접촉함 없이 자기력에 의해 유지되는, 유체를 이용하여 디스크형 물품을 처리하는 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    회전될 부분 (베이스 보디 또는 구동 링 각각) 은 해당 회전될 부분을 접촉함 없이 자기력에 의해 회전되는, 유체를 이용하여 디스크형 물품을 처리하는 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 보디는 환형 챔버를 갖는 중공 링으로서 형성되고, 상기 구동 링이 상기 환형 챔버 내에 수용되는, 유체를 이용하여 디스크형 물품을 처리하는 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 척은 자기 베어링에 의해 자유로이 공중부양되는, 유체를 이용하여 디스크형 물품을 처리하는 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 척은 능동형 자기 베어링 및 고온의 초전도 자석들에 의해 지지되는 베어링의 그룹으로부터 선택되는 구동 메커니즘에 의해 공중부양 및 회전되는, 유체를 이용하여 디스크형 물품을 처리하는 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 링은 기어 링이며, 상기 파지 부재들은 상기 기어 링에 의해 구동되는 소형의 기어들에 편심 장착된 (상기 소형의 기어들의 회전축에 대해 편심인) 캠들인, 유체를 이용하여 디스크형 물품을 처리하는 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 링은 탄성 부재에 의해 대기 위치에 유지되어, 상기 파지 부재들이 폐쇄된 위치로 압박 (urge) 되는, 유체를 이용하여 디스크형 물품을 처리하는 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 척을 둘러싸는 벽체를 더 포함하고,
    상기 디스크형 물품을 처리하는 동안에, 상기 척은 상기 벽체 내에서 자유로이 공중부양되는, 유체를 이용하여 디스크형 물품을 처리하는 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 척을 둘러싸는 상기 벽체는 폐쇄된 챔버의 부분인, 유체를 이용하여 디스크형 물품을 처리하는 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스크형 물품의 양쪽 측면 상에 유체를 방배받지 않고 분배하기 위해 분배 수단이 제공되는, 유체를 이용하여 디스크형 물품을 처리하는 디바이스.
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