JPH06232047A - ウェハ回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発塵の虞が全くなくワークテーブルの高速回
転が可能なウェハ回転装置を提供する。 【構成】 ワークが載置されると共にこのワークに対す
る電気的負荷２１が組み込まれたテーブル１７と、この
テーブル１７に対して同軸一体に突設された回転軸１２
と、この回転軸１２とハウジング１１との間に介装され
て当該回転軸１２をハウジング１１に対して非接触状態
で回転自在に支持する磁気軸受１３,１４,１６と、ハウ
ジング１１と回転軸１２との間に組み込まれて回転軸１
２を駆動する駆動手段１８と、回転軸１２を囲むように
ハウジング１１に固定され且つ交流電源２６に接続する
一次側コイル２４と、この一次側コイル２４と対向する
ように回転軸１２に嵌着され且つ電気的負荷２１に接続
する二次側コイル２０とを具えたことを特徴とするもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非接触の給電機構を組
み込んだウェハ回転装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェハに各種の表面処理を施す場
合、通常はこの半導体ウェハを回転しながら均一に加熱
し、化学的な方法にて種々の表面処理が施される。

【０００３】このような作業を目的とする従来のウェハ
回転装置の一例を図４に示す。

【０００４】即ち、上下二組の玉軸受101,102を介して
ハウジング103に対し垂直な状態で回転自在に支持され
た回転軸104の上端部には、図示しない半導体ウェハを
載置するためのワークテーブル105が同軸状をなして固
定されている。上下二組の玉軸受101,102の間には、回
転軸104に対して一体的に嵌着された回転子106aとこの
回転子106aを囲むようにハウジング103に保持された固
定子106bとを有する回転軸駆動モータ106が組み込ま
れ、固定子106bには図示しない電源が接続している。

【０００５】一方、ワークテーブル105内には半導体ウ
ェハを数百℃に加熱保持するための電気的負荷としてヒ
ータ107が組み込まれており、このヒータ107に接続する
ケーブル108が回転軸104の下端部に引き出された状態と
なっている。又、ハウジング103の下端部には、このハ
ウジング103外の図示しない電源にケーブル109を介して
接続する給電ブラシ110が取り付けられ、この給電ブラ
シ110に対して回転軸104の下端部のケーブル108が摺接
状態となっている。

【０００６】つまり、回転中のワークテーブル105内に
埋設されたヒータ107に対する電力の供給は、給電ブラ
シ110を介して行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年、半導体素子の集
積度の向上に伴って、より一層クリーンな半導体の製造
環境が求められるようになって来ている。ところが、生
産性の向上という観点から、図４に示す如きウェハ回転
装置におけるワークテーブル105の回転速度は増加する
傾向にあり、玉軸受101,102からの発塵や給電ブラシ110
と回転軸104の下端部に引き出されたケーブル108との摺
接部分からの発塵が半導体ウェハの歩留りに著しい悪影
響を与えるという問題が発生していた。

【０００８】又、給電ブラシ110を用いて回転するワー
クテーブル105内のヒータ107に電力を供給しているた
め、ワークテーブル105の高速回転化にも限界があり、
この結果、半導体ウェハの表面に各種薄膜等を形成させ
るＣＶＤ装置等の性能に一定の制約を与えてしまう等の
問題があった。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、発塵の虞が全くなくワークテ
ーブルの高速回転が可能なウェハ回転装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によるウェハ回転
装置は、ワークが載置されると共にこのワークに対する
電気的負荷が組み込まれたテーブルと、このテーブルに
対して同軸一体に突設された回転軸と、この回転軸とハ
ウジングとの間に介装されて当該回転軸を前記ハウジン
グに対して非接触状態で回転自在に支持する磁気軸受
と、前記ハウジングと前記回転軸との間に組み込まれて
前記回転軸を駆動する駆動手段と、前記回転軸を囲むよ
うに前記ハウジングに固定され且つ交流電源に接続する
一次側コイルと、この一次側コイルと対向するように前
記回転軸に嵌着され且つ前記電気的負荷に接続する二次
側コイルとを具えたことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】回転軸はハウジングに対し磁気軸受を介して支
持されており、磁気軸受自体が非接触支持形式のため、
摩擦による発塵が全く発生しない。又、交流電源から一
次側コイルに交流電流を通電すると、トランスの原理に
より二次側コイルに交流電流が誘導され、これがテーブ
ルに組み込まれた電気的負荷に供給される。つまり、ハ
ウジング側から非接触にて回転軸側の電気的負荷へ電力
が供給される。

【００１２】

【実施例】本発明によるウェハ回転装置の一実施例の概
略構造を表す図１に示すように、ハウジング１１とこの
ハウジング１１に対して垂直な状態に保持される回転軸
１２の上部との間には、二組のラジアル磁気軸受１３,
１４がそれぞれ介装され、前記ハウジング１１と回転軸
１２の下端部に形成したスラストディスク１５との間に
は、このスラストディスク１５の外周縁に沿って並ぶ環
状のスラスト磁気軸受１６が介装され、これらラジアル
磁気軸受１３,１４及びスラスト磁気軸受１６により、
回転軸１２はハウジング１１に対し非接触で回転自在に
支持された状態となっている。

【００１３】回転軸１２の上端部には、図示しない半導
体ウェハを載置するためのワークテーブル１７が同軸状
をなして固定されている。又、上下二組のラジアル磁気
軸受１３,１４の間には、回転軸１２に対して一体的に
嵌着された回転子１８ａとこの回転子１８ａを囲むよう
にハウジング１１に保持された固定子１８ｂとを有する
回転軸駆動モータ１８が組み込まれ、固定子１８ｂには
図示しない電源が接続している。

【００１４】従って、図示しない電源から固定子１８ｂ
に対して通電を行うことにより、回転軸１２がワークテ
ーブル１７と共にハウジング１１に対して駆動回転する
が、回転軸１２自体がラジアル磁気軸受１３,１４及び
スラスト磁気軸受１６を介して非接触支持されているた
め、これらの回転に伴う発塵は一切起こらない。

【００１５】一方、下側のラジアル磁気軸受１４とスラ
ストディスク１５との間の回転軸１２の部分には、二次
側鉄心１９が一体的に嵌着され、この二次側鉄心１９の
外周側には二次側コイル２０が巻回されている。又、前
記ワークテーブル１７内には半導体ウェハを数百℃に加
熱保持するための電気的負荷としてヒータ２１が組み込
まれており、このヒータ２１と前記二次側コイル２０と
はケーブル２２を介して導通している。微小な隙間を隔
てて二次側鉄心１９を囲むようにハウジング１１に装着
された環状の一次側鉄心２３の内周側には、一次側コイ
ル２４が巻回され、この一次側コイル２４には、ケーブ
ル２５を介して交流電源２６が接続している。

【００１６】従って、二次側鉄心１９及び二次側コイル
２０と一次側鉄心２３及び一次側コイル２４とでトラン
スが構成された状態となっているため、その作動原理を
表す図２に示すように、交流電源２６からケーブル２５
を介して一次側コイル２４に通電すると、矢印で示す磁
束が一次側鉄心２３と二次側鉄心１９との間に形成さ
れ、これに伴って二次側コイル２０に交流電流が誘導さ
れ、この誘導電流がケーブル２２を介してヒータ２１に
供給される。

【００１７】このため、鉄心１９,２３の材質として
は、透磁率が高くしかも導電率の低い材質のものが望ま
しい。鉄心１９,２３の導電率が低いことは、ワークテ
ーブル１７の回転に伴って発生する渦電流による効率の
低下を最小限に抑制する効果がある。

【００１８】なお、上述した実施例では、コイル２０,
２４を回転軸１２の半径方向に対向させたが、回転軸１
２の長手方向に対向させることも当然可能である。

【００１９】このような本発明によるウェハ回転装置の
他の一実施例の概略構造を表す図３に示すように、ハウ
ジング１１と回転軸１２との間には、二組のラジアル磁
気軸受１３,１４がそれぞれ介装され、前記ハウジング
１１とスラストディスク１５との間には環状のスラスト
磁気軸受１６が介装され、これらラジアル磁気軸受１
３,１４及びスラスト磁気軸受１６により、回転軸１２
はハウジング１１に対し非接触で回転自在に支持された
状態となっている。

【００２０】回転軸１２の上端部には、ワークテーブル
１７が同軸状をなして固定されている。又、上下二組の
ラジアル磁気軸受１３,１４の間には、回転軸１２に対
して一体的に嵌着された回転子１８ａとこの回転子１８
ａを囲むようにハウジング１１に保持された固定子１８
ｂとを有する回転軸駆動モータ１８が組み込まれ、固定
子１８ｂには図示しない電源が接続している。

【００２１】一方、下側のラジアル磁気軸受１４とスラ
ストディスク１５との間の回転軸１２の部分には、二次
側鉄心２７が一体的に嵌着され、この二次側鉄心２７の
下面側には二次側コイル２８が巻回されている。又、前
記ワークテーブル１７内にはヒータ２１が組み込まれて
おり、このヒータ２１と前記二次側コイル２８とはケー
ブル２２を介して導通している。微小な隙間を隔てて二
次側鉄心２７と上下に対向するようにハウジング１１に
装着された環状の一次側鉄心２９の上面側には、一次側
コイル３０が巻回され、この一次側コイル３０には、ケ
ーブル２５を介して交流電源２６が接続している。

【００２２】従って、この実施例も先の場合と同様に、
交流電源２６からケーブル２５を介して一次側コイル３
０に通電すると、磁束が一次側鉄心２９と二次側鉄心２
７との間に形成され、これに伴って二次側コイル２８に
交流電流が誘導され、この誘導電流がケーブル２２を介
してヒータ２１に供給される。

【００２３】

【発明の効果】本発明のウェハ回転装置によると、ハウ
ジングに対し回転軸を磁気軸受を介して回転自在に取り
付けたので、回転軸がハウジングに対して非接触状態と
なり、回転軸の回転に伴う軸受の摩耗が一切なくなる結
果、軸受自体の発塵を未然に防止することができる。こ
のため、回転軸の高速回転化が可能となり、半導体ウェ
ハの表面に各種薄膜等を形成させるＣＶＤ装置等の性能
を損なうことなく、生産性の良好な半導体製造装置を実
現することができる。

【００２４】同様に、トランスの原理を利用してハウジ
ングに取り付けられた一次側コイルから回転軸に取り付
けられた二次側コイルへ電力を誘導させるようにしたの
で、交流電流をハウジング側から非接触にて円盤の電気
的負荷へ供給することが可能となり、従来のような給電
ブラシをなくして電気的接触に伴う発塵を未然に防止で
きるため、軸受による回転軸の非接触支持と相俟って半
導体素子の製造歩留りを大幅に向上させることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるウェハ回転装置の一実施例の概略
構造を表す断面図である。

【図２】本実施例における一次側コイルと回転軸に取り
付けられた二次側コイルとの関係を表す機能概念図であ
る。

【図３】本発明によるウェハ回転装置の他の一実施例の
概略構造を表す断面図である。

【図４】従来のウェハ回転装置の一例の概略構造を表す
断面図である。

【符号の説明】

１１はハウジング、１２は回転軸、１３,１４はラジア
ル磁気軸受、１５はスラストディスク、１６はスラスト
磁気軸受、１７はワークテーブル、１８ａは回転子、１
８ｂは固定子、１８は回転軸駆動モータ、１９は二次側
鉄心、２０は二次側コイル、２１はヒータ、２２はケー
ブル、２３は一次側鉄心、２４は一次側コイル、２５は
ケーブル、２６は交流電源、２７は二次側鉄心、２８は
二次側コイル、２９は一次側鉄心、３０は一次側コイル
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークが載置されると共にこのワークに
   対する電気的負荷が組み込まれたテーブルと、このテー
   ブルに対して同軸一体に突設された回転軸と、この回転
   軸とハウジングとの間に介装されて当該回転軸を前記ハ
   ウジングに対して非接触状態で回転自在に支持する磁気
   軸受と、前記ハウジングと前記回転軸との間に組み込ま
   れて前記回転軸を駆動する駆動手段と、前記回転軸を囲
   むように前記ハウジングに固定され且つ交流電源に接続
   する一次側コイルと、この一次側コイルと対向するよう
   に前記回転軸に嵌着され且つ前記電気的負荷に接続する
   二次側コイルとを具えたことを特徴とするウェハ回転装
   置。