KR20200028323A - 자기장 보상 시스템 - Google Patents

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KR20200028323A
KR20200028323A KR1020190110872A KR20190110872A KR20200028323A KR 20200028323 A KR20200028323 A KR 20200028323A KR 1020190110872 A KR1020190110872 A KR 1020190110872A KR 20190110872 A KR20190110872 A KR 20190110872A KR 20200028323 A KR20200028323 A KR 20200028323A
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magnetic field
field compensation
controller
compensation system
wall elements
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KR1020190110872A
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안드레아스 버크너
롤랜드 카펠
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인티그레이티드 다이나믹스 엔지니어링 게엠베하
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Abstract

리셉터클 내에 각각 배치되는 복수의 코일을 포함하는 자기장 보상 시스템. 시스템은 자기장 보상을 위한 코일을 제어하는 제어기를 추가적으로 포함한다. 코일들은 제어기와 연결되어 주소 설정된다. 코일 리셉터클은 벽 요소로서 설계된다. 벽 요소들에 의해 룸, 특히 클린룸이 형성될 수 있다.

Description

자기장 보상 시스템{SYSTEM FOR MAGNETIC FIELD COMPENSATION}
본 발명은 자기장 보상 시스템과 그 용도에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 반도체 부품 처리를 위한 장치가 자기적으로 능동 차폐되도록 하는 자기장 보상 시스템에 관련된다.
산업, 연구 및 예컨대 의료 공학과 같은 기타 업계에서는 외부로부터의 전자기장의 영향에 민감한 기계를 사용한다. 예를 들어, 반도체 산업에서는 웨이퍼를 검사하는 데 사용되는 전자 빔 검사 시스템을 사용한다.
외부로부터 영향을 주는 자기장은 검사에 사용되는 전자 빔에 영향을 미친다. 이러한 장치는 지구의 자기장에 따라 배향되는 것으로 알려져있다. 하지만, 지구의 자기장 이외에도, 추가적으로 중첩되는 장이 복수 개 있을 수 있어, 특정 위치에 존재하는 자기장이 연속적으로 변할 수 있다.
자기장 변화에 의해 야기되는 섭동(perturbation)을 최소화하기 위해, 예를 들어 자기 투과율이 높은 재료로 만들어진 수동 차폐물이 공지되어 있다.
능동 자기장 보상 시스템도 추가적으로 공지되어 있다.
이로 인해, 자기장은, 공간적으로 적어도 하나의 방향으로 차폐되어야 하는 장치의 위치에 최대한 가까운 센서에 의해 측정된다. 코일들이 외측 자기장에 대항하여 적어도 부분적으로 자기장을 보상하도록 하는 방식으로 제어기에 의해 코일이 제어된다.
특히, 이러한 목적을 위해, 공간적으로 자유롭게 스탠드에 배치되는 헬름홀츠 코일이 공지되어 있다.
예를 들어 EP 2 259 081 B1(출원인: 인티그레이티드 다이나믹스 엔지니어링)의 특허 명세서에 이러한 능동 자기장 보상이 기재되어 있다.
실제로 공지된 능동 자기장 보상 시스템은 보통 배치하기가 힘들다(laboriously). 특히, 케이블들이 룸을 통과하여 놓여져야 한다. 그 다음, 시스템이 교정되어야 하는데, 배치된 코일들은 룸 내 성가신 장애물이 될 수 있다.
반면, 편안하고 및/또는 융통성 있게 조립될 수 있고, 전술한 종래 기술의 단점들을 적어도 개선하는 자기장 보상 시스템을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명의 목적은 독립항들 중 하나에 따른 자기장 보상 시스템에 의해 해결된다.
본 발명의 바람직한 실시예 및 개선책은 종속항의 발명의 대상, 명세서, 그리고 도면에서 볼 수 있다.
한편, 본 발명은 자기장 보상 시스템에 관련된다. 이 시스템은 용기(receptacle)에 각각 배치되어 있는 복수의 코일과 자기장 보상을 위해 코일들을 제어하는 제어기를 포함한다.
제어기는 센서를 포함하거나 센서에 연결되며, 적어도 하나의 센서 신호에 기초하여, 코일이 시스템 내부 또는 외부에 존재하는 간섭 장(interfering field)을 적어도 부분적으로 보상하는 자기장을 생성하도록, 극성, 전류 세기(amperage), 및 주파수와 관련하여 코일을 제어한다.
본 발명에 따르면, 코일은 제어기에 연결되고 주소 지정된다(addressed).
본 발명은, 개별적인 코일들이 제어기에 연결될 뿐 아니라, 시스템이 이미 코일에 주소를 지정하는 수단을 제공한다는 원리에 기초한다. 따라서, 어떤 코일이 어떤 연결을 통해 제어기에 연결되는지 배정된다(assigned).
본 발명의 제1 실시예에서, 주소 지정은 정의된 케이블링에 의해 형성된다. 정의된 케이블링은, 개별적인 코일들 또는 개별적인 용기에 배치되는 코일들이 특정 케이블을 통해 제어기에 각각 연결될 수 있도록 케이블 연결이 형성되고, 코일의 주소 지정이 케이블에 의해 구현되도록 하는 시스템으로서 이해된다.
이는 예를 들어, 코딩, 특히 플러그-연결부의 기계적 코딩을 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 주소 지정은 버스를 통해 수행된다.
특히, 코일들의 자동 주소 지정이 버스를 통해 수행되도록 되어 있다. 개별적인 코일을 갖는 용기들은 예를 들어, 스위치를 이용한 기계적인 주소 지정을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 용기들은 케이블 브릿지 및/또는 플러그-연결부를 통해 서로 연결된다.
따라서, 용기들을 서로 연결될 수 있는 요소들로 설계하는 것이 가능하며, 이때 서로 인접한 용기들만이 각각 서로 케이블링되고, 케이블 또는 버스 연결부가 제어기에 루프 형태로 연결(looped in)된다.
본 발명의 하나의 개선책으로, 특히 케이블 브릿지 및/또는 플러그-커넥터가 2개의 용기를 서로 연결하는 캐리어에 또는 캐리어 내에 배치된다.
캐리어는 예를 들어, 용기가 삽입되는 랙(rack)으로서 설계될 수 있다.
본 발명의 개선책에 따르면, 각각의 용기는 자기장 보상을 위해 코일을 제어하는 제어기에 각각 연결되는 로컬 제어기를 포함한다.
본 명세서에서, 로컬 제어기는 주소, 특히 구성 가능한(configurable) 주소를 포함할 수 있다.
따라서, 특히 단순한 방식으로 자동 주소 지정이 가능하다.
본 발명의 개선책으로, 각각의 용기의 위치가 제어기에 의해 자동으로 인식될 수 있다.
각각의 용기의 위치의 자동 인식은 주소 지정 자체에 의해 수행될 수 있다.
이는 특히, 개별의 용기가 서로에 대해 정의된 순서 및/또는 위치에 배치될 경우에 가능하다. 이 경우, 주소 지정에 의해, 제어기는 특정 용기가 어디에 설치되었는지에 대한 정보를 이미 가지고 있다.
모듈이 서로 교환 가능할 경우, 위치 인식은, 제어기가 코일들을 차례로 제어하고, 센서 신호에 기초하여 특정 용기가 어디에 설치되었는지 인식하도록 구현될 수도 있다.
본 발명은 추가적으로, 자기장 보상 시스템, 특히 전술된 특징을 하나 이상 갖는 시스템에 관련된다.
시스템은 서로 연결될 수 있는 복수의 벽 요소를 포함하며, 각각의 벽 요소는 능동 자기장 보상을 위한 코일을 구비한다.
따라서, 본 발명은 코일이 자립형 용기에 배치되지 않는 자기장 보상 시스템을 제공한다.
따라서, 특히 모듈형 시스템이 제공될 수 있고, 이로 인해 봉입형 룸이 조립될 수 있다.
본 발명에 따르면, 벽 요소는 룸을 형성할 뿐만 아니라, 동시에 자기장 보상을 위한 능동 시스템의 일부라는 효과를 가지므로, 이중 기능을 갖는다.
특히, 룸은 클린룸으로 제공된다.
벽 요소는 케이블 브릿지 및/또는 플러그-커넥터를 통해 서로 연결될 수 있으며, 벽 요소에는 코일을 제어하기 위한 제어기로의 연결이 형성된다.
하지만, 바람직하게는, 단 하나의 벽 요소만이 제어기에 직접적으로 연결된다. 다른 벽 요소의 제어는 벽 요소에서 벽 요소로의 제어기 신호의 순환(looping)에 의해 수행된다.
본 발명의 추가적인 실시예로, 제어기는 하나의 벽 요소에 통합될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예로, 벽 요소들은 캐리어에 의해 서로 연결된다.
특히, 벽 요소는 캐리어 내에 삽입, 특히 후크될 수 있다.
특히, 캐리어들은 함께, 개별적인 벽 요소가 삽입되는 프레임으로 조립될 수 있다. 따라서, 장치를 수용하는 룸이 특히 손쉬운 방식으로 형성될 수 있다.
시스템은 모듈형, 휴대 사용 가능한 시스템으로 설계되는 것이 바람직하다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 시스템의 고정 설치도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 벽 요소는 서로 교환 가능하다. 따라서, 특히 쉽게 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템은 특히, 반도체 부품을 처리하는 장치의 능동 자기 차폐에 사용된다.
본 발명의 대상은 도 1 내지 도 7을 참조하여, 개략적으로 도시되는 실시예들에 기초하여, 이하에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 능동 자기장 보상을 위한 예시적인 시스템을 사시도로 나타낸다.
도 2는 정의된 케이블링을 통해 주소 지정이 수행되는, 능동 자기장 보상 시스템의 개략도이다.
도 3은 모듈에서 모듈로 루프형으로 연결되는 연결부들을 갖는 시스템을 도시한다.
도 4는 시스템의 벽 요소들을 서로 연결하는 플러그-연결부가 캐리어에 제공되는 시스템을 도시한다.
도 5는 벽 요소들이 기계적 코딩을 구비하는 시스템을 도시한다.
도 6은 주소 지정을 위한 스위치를 갖는 개별적인 벽 요소를 도시한다.
도 7은 벽 요소들을 서로, 그리고 제어기에, 그리고 자동 주소 지정기에 연결하는 버스를 구비하는 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 1은 능동 자기장 보상 시스템(1)을 개략적인 사시도로 나타낸다.
시스템(1)은 바닥(3)에 정립하여 룸, 특히 클린룸(7)을 형성하는 다수의, 특히 복수의 벽 요소(2)를 포함한다.
이러한 목적으로, 벽 요소(2)들은 서로 연결되어 있는 캐리어(5) 내로 삽입된다. 캐리어(5)들은 특히 케이지를 형성할 수 있다.
각각의 벽 요소(2)에는 능동 자기장 보상을 제공하는 코일(도시되지 않음)이 있다.
천장(4)에 코일(도시되지 않음)을 구비하는 추가적인 부재를 제공하는 것도 가능하다. 또한, 바닥에 코일(도시되지 않음)들이 배치될 수도 있다.
이렇게 형성된 클린룸(7) 내부에는, 반도체 부품을 처리하기 위한 장치(6)가 배치된다. 이 장치는 예를 들어 전자 빔 검사 장치이다.
벽 요소(2)들은 룸 분리(room separation)를 형성한다. 동시에, 벽 요소(2)들은 간섭 자기장의 능동 보상을 제공한다.
이러한 목적을 위해, 센서에 연결되고, 바람직하게는 반도체 부품(이 도면에는 도시되어 있지 않음)을 처리하기 위한 장치(6)에 가깝게 배치되는 제어기가 제공된다.
따라서, 자기장 보상을 위한 코일들은 봉입체의 벽들 안에 통합된다.
다음의 도면에는, 코일이 어떻게 자기장 보상의 제어기와 연결되는지, 개별적인 벽 요소의 로컬 배정과 배향이 바람직하게 어떻게 수행되는지, 그리고 어떻게 가능한 한 쉽게 모든 코일이 제어될 수 있도록 단순한 방식으로 코일들의 전기적 연결이 형성되는지가 개략적으로 도시되어 있다.
도 2에는 본 발명의 제1 실시예가 개략적으로 도시되어 있다.
각각 코일(8)을 포함하는 복수의 벽 요소(2)가 도시되어 있다. 예를 들어, 개별적인 벽 요소(2)는 금속이나 플라스틱 및/또는 천으로 만들어진 하우징, 예를 들어 포일이나 패브릭으로 만들어진 하우징을 포함할 수 있다.
각각 벽 요소(2)는 캐리어(5) 사이에 삽입되어 유지된다. 예를 들어, 시스템은 벽 요소(2)가 캐리어(5) 사이에 힌지(hinged)될 수 있도록 설계될 수 있다.
이 실시예에서, 벽 요소(2)들은 각각 플러그-연결부(9)를 사용하여 케이블(10)을 통해 제어기(11)에 연결된다.
접촉은 예를 들어, 특정 벽 요소(2)를 삽입하였을 때, 접촉이 자동적으로 형성되는 플러그-접촉 또는 스프링 접촉일 수 있다.
이 실시예에서, 모든 벽 요소가 개별의 케이블(10)을 통해 제어기에 연결된다.
벽 요소(2) 또는 벽 요소 내 코일(8)을 각각 주소 지정하는 것은, 정의된 케이블링에 의해, 특히 제어기(11)에 대한 벽 요소(2)의 특별한 배정이 존재하도록 플러그-연결이 코딩되도록 하는 케이블링에 의해 수행된다.
제어기(11)는 부분적으로 적어도 하나의 센서(12)에 연결된다. 센서는 특히 반도체 부품을 처리하기 위한 장치(도 1에서 도면부호 6)에 배치될 수 있다.
도 3은, 각각의 벽 요소(2)가 케이블 브릿지(13)를 통해 서로 연결되는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다.
신호는 제어기(11)에 도달할 때까지 케이블 브릿지(13)를 통해 벽 요소(2)에서 벽 요소(2)로 순환한다.
얼마나 많은 벽 요소(2)가 차례로 스위치되느냐에 따라, 각각의 경우에 상이한 수의 연결부가 제공되어야 한다는 것을 이해해야 한다.
도 4에 따라 개략적으로 도시된 실시예에서, 시스템은, 벽 부재들이 플러그-연결부(14)를 통해 서로 연결되도록 형성된다.
이 실시예에서, 각각의 캐리어(5)는 캐리어와 이웃하는 벽 요소를 연결하는 플러그-연결부(14)를 포함한다.
바람직하게는, 벽 요소(2)가 캐리어 사이에 삽입될 때 연결이 자동적으로 형성된다.
또한, 이 실시예에서, 제어기(11)에 의해 생성되는 코일(8)을 제어하기 위한 신호는 벽 요소(2)로부터 벽 요소(2)로 순환된다.
캐리어(5)가 없는 도시되지 않은 또 다른 실시예에서, 벽 요소(2)들은 플러그-연결부를 통해 서로 직접적으로 연결될 수도 있다. 그렇지 않을 경우에는, 이러한 시스템이 도 4를 따라 설계될 수 있다.
도 5는 능동 자기장 보상을 위한 시스템(1)의 일 실시예를 도시하며, 이 시스템에서 벽 요소(2)의 코일을 위한 적어도 하나의 플러그-연결부(14a-14n)가 모든 벽 요소(2)에 배당된다.
하지만, 각각의 캐리어의 플러그-연결부(14a-14n)는 제어기(11)를 향하는 측에 존재하는 벽 요소(2)의 개수만큼 많은 연결부를 구비해야 한다.
한편, 개별적인 벽 요소(2)의 주소 지정은 벽 요소(2) 자신의 기계적 코딩(15a-15n)의 형태로 제공될 수 있다.
이로 인해, 특정 벽 요소(2)가 하나의 특정 위치에만 삽입될 수 있다. 이는, 주소 지정을 더 쉽게 만들지만, 유연성 또는 형식(modality)의 각각을 저하시킨다.
또한, 벽 요소들은 예를 들어, 스위치형 플러그-인 점퍼 등 자체를 통해 주소 지정될 수 있다.
이는 개별적인 벽 요소를 나타내는 도 6에 개략적으로 도시되어 있다.
벽 요소에 주소 지정하기 위한 스위치(16), 예를 들어 딥 스위치를 사용하여, 주소가 조정될 수 있다.
도 7은 바람직하게는 자동 주소 지정이 제공되는 본 발명의 추가적인 실시예를 도시한다.
이 실시예에서, 벽 요소(2)들은 버스(18)에 의해 제어기에 연결된다.
하지만, 버스 신호는 플러그-연결부(14)를 통해 캐리어(5)들에서 순환된다.
이 실시예에서, 모든 벽 요소(2)는 로컬 제어기(17a-17n)를 구비한다. 로컬 제어기(17a-17n)는, 능동 역-자기장(counter-field)을 생성하기 위해, 올바른 극성, 전류 세기 및 주파수를 갖는, 특정 벽 요소(2)에 필요한 전류를 제어 신호 및 전류 공급기로부터 생성한다.
제어 신호는 예를 들어 아날로그 신호를 사용하여 생성될 수 있다. 이 경우, 모든 벽 요소에 대해 하나의 제어 신호가 필요하다.
또한, 변조된(modulated) 아날로그 신호가 사용될 수 있다. 따라서, 몇몇 벽 요소들은 하나의 제어 신호를 이용하여 배정될 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 버스, 예를 들어 필드버스를 통해 전송되는 디지털 제어 신호가 제공된다. 따라서, 복수의 벽 요소(2)가 하나의 제어 라인을 통해 용이하게 배정될 수 있다.
또한, 제어 신호를 전송하는 데에 광 도체가 사용될 수 있다.
본 명세서에 나타나 있는 실시예에 따르면, 벽 요소(2)로부터 벽 요소(2)로 루프를 이루는(looped in) 연결부의 개수는 벽 요소(2)의 개수와는 독립적이다.
모든 로컬 제어기(17a-17n)에 주소가 배정된다. 주소는 바람직하게는 설정(configures)될 수 있다.
이는, 예를 들어 스위치, 인터페이스(예를 들어, 그래픽 인터페이스), (특히, 모바일, 무선 휴대(hand-held) 장치 등으로 형성되는) 컴퓨터를 사용하여 수행될 수 있다.
또한, 주소 지정은 특히 캐리어(5)에서 프레임에 배열되는 코딩(19)을 사용하여 수행될 수도 있다.
이는, 예를 들어 센서를 사용하여 기록되어, 본 명세서에 설명되는 바와 같이, 벽 요소(2)의 위치를 결정할 수 있다.
하지만, 코딩은 바닥 또는 천장(도시되지 않음)에 고정될 수도 있다.
또한, 네트워크 내 자동화된 주소 배정에 기초한 자동화된 인식도 가능하다.
벽 요소들은 서로 교환 가능한 것이 바람직하다.
본 발명을 이용하여, 일시적으로 정립형 룸뿐만 아니라 고정되는 설치형 시스템이 제공될 수 있다. 특히, 클린룸이 조립(construct)될 수 있다.
하지만, 특히, 룸은 상부만 개방되어, 주변 공간으로부터 광학, 음향, 또는 열적 분리가 제공될 수 있다.
본 발명에 의해, 능동 자기장 보상 시스템이 제공될 수 있다. 시스템은 특히 용이하게 조립 및 설치될 수 있다.
1 자기장 보상 시스템
2 벽 요소
3 바닥
4 천장
5 캐리어
6 반도체 부품 처리 장치
7 클린룸
8 코일
9 플러그-연결부
10 케이블
11 제어기
12 센서
13 케이블 브릿지
14a-14n 캐리어의 플러그-연결부
15a-15n 기계적 코딩
16 스위치
17a-17n 로컬 제어기
18 버스
19 코딩

Claims (15)

  1. 각각이 용기에 배치되는 복수의 코일과 자기장 보상을 위해 코일을 제어하는 제어기를 포함하되, 코일이 제어기에 연결되고 주소 지정(addressed)되는 것을 특징으로 하는, 자기장 보상 시스템.
  2. 선행하는 청구항에 있어서,
    정의된 케이블링(cabling)에 의해 주소 지정이 형성되는 것을 특징으로 하는, 자기장 보상 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    주소 지정이 버스를 통해 수행되는 것을 특징으로 하는, 자기장 보상 시스템.
  4. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    용기가 케이블 브릿지 및/또는 플러그-커넥터를 통해 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 자기장 보상 시스템.
  5. 선행하는 청구항에 있어서,
    케이블 브릿지 및/또는 플러그 커넥터가, 2개의 용기를 서로 연결하는 커리어에 또는 커리어 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 자기장 보상 시스템.
  6. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    용기는 로컬 제어기를 포함하고, 각각의 로컬 제어기는 자기장 보상을 위해 코일을 제어하는 제어기에 연결되는 것을 특징으로 하는, 자기장 보상 시스템.
  7. 선행하는 청구항에 있어서,
    로컬 제어기가 자동으로 주소 지정되는 것을 특징으로 하는, 자기장 보상 시스템.
  8. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 용기의 위치가 제어기에 의해 자동으로 인식되는 것을 특징으로 하는, 자기장 보상 시스템.
  9. 자기장 보상 시스템, 특히 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 따른 시스템으로,
    상기 시스템은 서로 연결될 수 있는 복수의 벽 요소를 포함하고, 벽 요소는 능동 자기장 보상을 위한 코일을 구비하는 것을 특징으로 하는, 자기장 보상 시스템.
  10. 선행하는 청구항에 있어서,
    벽 요소는 케이블 브릿지 및/또는 플러그-커넥터를 통해 서로 연결되고, 벽 요소 안의 코일을 제어하기 위해 제어기와의 연결부가 하나 형성되는 것을 특징으로 하는, 자기장 보상 시스템.
  11. 선행하는 두 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    벽 요소가 캐리어에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는, 자기장 보상 시스템.
  12. 선행하는 세 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    벽 요소가 봉입형(enclosed) 룸, 특히 클린룸을 형성하는 것을 특징으로 하는, 자기장 보상 시스템.
  13. 선행하는 네 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    시스템이 모듈형 시스템으로서 설계되는 것을 특징으로 하는, 자기장 보상 시스템.
  14. 선행하는 다섯 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    벽 요소가 서로 상호 교환 가능하게 설계되는 것을 특징으로 하는, 자기장 보상 시스템.
  15. 반도체 부품 처리를 위한 장치를 차폐하기 위한 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 따른 시스템의 용도.
KR1020190110872A 2018-09-06 2019-09-06 자기장 보상 시스템 KR20200028323A (ko)

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