KR101256131B1 - Ｔｍ 센서를 구비한 측정 장치 - Google Patents

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한만수
조재현
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Abstract

본 발명은 일측에 센서커버가 마련되고, 센서커버의 외측에 노출홀이 형성되는 하우징과, 센서커버의 내측에 설치되고, 하우징에 회전 가능하도록 설치되는 페로씰 1축에 고정되며, TM 센서(Thickness Measurement Sensor)가 회전중심의 둘레를 따라 다수로 설치되고, 페로씰 1축의 회전각도에 따라 TM 센서가 노출홀을 통해 선택적으로 노출되는 TM 센서모듈과, 페로씰 1축의 내측에 회전 가능하게 설치되는 페로씰 2축에 고정되고, 하우징의 외측에서 센서커버에 마주 대하도록 설치되고, 노출홀을 통해 노출되는 TM 센서를 노출시키기 위한 슬릿이 회전중심의 둘레를 따라 다수로 형성되는 쵸파유닛(chopper unit)과, TM 센서모듈을 회전시키도록 하우징에 설치되어 페로씰 1축에 회전력을 제공하는 제 1 모터와, 쵸파유닛을 회전시키도록 하우징에 설치되어 페로씰 2축에 회전력을 제공하는 제 2 모터와, TM 센서모듈의 회전각도를 측정하도록 하우징에 마련되는 제 1 측정부와, 쵸파유닛의 회전속도를 측정하도록 하우징에 마련되는 제 2 측정부를 포함하도록 한 TM 센서를 구비한 측정 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 다수의 TM 센서를 교대로 사용하도록 함으로써 TM 센서의 교체에 따른 불편을 해소하고, TM 센서의 교대를 가능하도록 하는 구조의 간결함에 기여하며, 열로부터 TM 센서를 보호하여 센싱의 신뢰성을 높이도록 한다.

Description

ＴＭ 센서를 구비한 측정 장치{MEASUREMENT SYSTEMTM HAVING TM SENSOR}
본 발명은 TM 센서를 구비한 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 TM 센서의 교대를 가능하도록 하는 구조의 간결함과 콤팩트화에 기여하며, 열로부터 TM 센서를 보호하여 센싱의 신뢰성을 높이도록 하기 위한 TM 센서를 구비한 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, TM 센서(Thickness Measurement Sensor)는 흡착되는 물질의 두께를 센싱할 수 있는데, 예를 들면, OLED 등의 반도체 소자 제조공정 중 증착공정에서 증착되는 물질을 센싱하도록 하는데, 이 경우 증착물의 증착으로 인해 새로운 TM 센서를 교체 장착하게 된다.
그러나, 종래의 TM 센서를 구비한 측정 장치는 증착 내지 흡착되는 물질로 인해 새로운 TM 센서를 교체해야 하는 번거로움을 가지게 되는 문제점을 가지고 있었다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 다수의 TM 센서를 교대로 사용하도록 함으로써 TM 센서의 교체에 따른 불편함을 해소하고, TM 센서의 교대를 가능하도록 하는 구조의 콤팩트화 및 간결함과 동작의 신뢰성을 높이도록 한다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 일측에 센서커버가 마련되고, 상기 센서커버의 외측에 노출홀이 형성되는 하우징; 상기 센서커버의 내측에 설치되고, 상기 하우징에 회전 가능하도록 설치되는 페로씰 1축에 고정되며, TM 센서(Thickness Measurement Sensor)가 회전중심의 둘레를 따라 다수로 설치되고, 상기 페로씰 1축의 회전각도에 따라 상기 TM 센서가 상기 노출홀을 통해 선택적으로 노출되는 TM 센서모듈; 상기 페로씰 1축의 내측에 회전 가능하게 설치되는 페로씰 2축에 고정되고, 상기 하우징의 외측에서 상기 센서커버에 마주 대하도록 설치되고, 상기 노출홀을 통해 노출되는 상기 TM 센서를 노출시키기 위한 슬릿이 회전중심의 둘레를 따라 다수로 형성되는 쵸파유닛(chopper unit); 상기 TM 센서모듈을 회전시키도록 상기 하우징에 설치되어 상기 페로씰 1축에 회전력을 제공하는 제 1 모터; 상기 쵸파유닛을 회전시키도록 상기 하우징에 설치되어 상기 페로씰 2축에 회전력을 제공하는 제 2 모터; 상기 TM 센서모듈의 회전각도를 측정하도록 상기 하우징에 마련되는 제 1 측정부; 및 상기 쵸파유닛의 회전속도를 측정하도록 상기 하우징에 마련되는 제 2 측정부를 포함하고, 상기 페로씰 1축과 상기 페로씰 2축에 의한 다축 구동이 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 측정부는, 상기 페로씰 1축과 함께 회전하도록 설치되고, 가장자리를 따라 다수의 핀이 배열되는 제 1 센서도그; 및 상기 제 1 센서도그의 핀을 감지하여 감지신호를 출력하도록 브라켓에 의해 상기 하우징의 내측에 설치되는 제 1 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 측정부는, 상기 페로씰 2축과 함께 회전하도록 설치되고, 일측에 핀이 돌출하도록 설치되는 제 2 센서도그; 및 상기 제 2 센서도그의 핀을 감지하여 감지신호를 출력하도록 브라켓에 의해 상기 하우징의 내측에 설치되는 제 2 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 페로씰 1축의 외측에 설치되는 페로실; 및 상기 페로실의 외주면에 설치되고, 냉매가 순환 공급되는 냉매순환관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징 내부의 공기를 강제로 분출시킴으로써 내부의 열기를 강제 배출시킬 수 있도록 마련되는 공기 냉각관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 TM 센서를 구비한 측정 장치에 의하면, 다수의 TM 센서를 교대로 사용하도록 함으로써 TM 센서의 교체에 따른 불편을 해소하고, TM 센서의 교대를 가능하도록 하는 다축 페로씰 구조의 간결함과 콤팩트화에 기여하며, 열로부터 TM 센서 장치를 보호하여 센싱의 신뢰성을 높이도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TM 센서를 구비한 측정 장치를 도시한 분해 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 TM 센서를 구비한 측정 장치를 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 TM 센서를 구비한 측정 장치의 내부를 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 TM 센서를 구비한 측정 장치의 센서커버를 도시한 저면도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 TM 센서를 구비한 측정 장치를 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 TM 센서를 구비한 측정 장치의 설치 모습을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해 되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TM 센서를 구비한 측정 장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 TM 센서를 구비한 측정 장치를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 TM 센서를 구비한 측정 장치의 내부를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 TM 센서를 구비한 측정 장치(100)는 하우징(110), TM 센서모듈(120), 쵸파유닛(130), 제 1 및 제 2 모터(140,150), 그리고 제 1 및 제 2 측정부(160,170)를 포함할 수 있으며, 후술하게 될 페로씰 1축(121)과 페로씰 2축(131)에 의한 다축 구동이 가능한 것을 특징으로 한다.
하우징(110)은 일측에 센서커버(111)가 마련되고, 센서커버(111)의 외측에 노출홀(112)이 형성되며, 타측이 덮개(113)에 의해 개방될 수 있는 구조를 가지고, 측부에 개구(115)가 형성된다.
TM 센서모듈(120)은 하우징(110)의 내측에 설치되어 센서커버(111)에 대향하도록 설치됨으로써 센서커버(111)의 내측에 설치되고, 일례로 원판 형상을 가질 수 있고, 하우징(110)의 내측에 회전 가능하도록 설치되는 페로씰 1축(121)에 고정되며, TM 센서(Thickness Measurement Sensor; 122)가 회전중심의 둘레를 따라 다수, 예컨대 16개가 설치되고, 페로씰 1축(121)의 회전각도에 따라 TM 센서(122)가 노출홀(112)을 통해 선택적으로 노출된다.
쵸파유닛(chopper unit; 130)은 페로씰 1축(121)의 내측에 페로씰 1축(121)과는 별개로 회전 가능하게 설치되는 페로씰 2축(131)의 끝단에 고정되고, 일례로 원판형상을 가지며, 하우징(110)의 외측에서 센서커버(111)에 마주 대하도록 설치되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 노출홀(112)을 통해 노출되는 TM 센서(122)를 노출시키기 위한 슬릿(132)이 회전중심의 둘레를 따라 다수로 형성된다. 또한, 쵸파유닛(130)은 슬릿(132)에 의해 TM 센서(122)의 노출을 줄임으로써 TM 센서(122)의 노출을 감소시켜서 TM 센서(122)의 사용주기를 늘리도록 한다.
제 1 모터(140)는 TM 센서모듈(120)을 회전시키도록 하우징(110)에 설치되어 페로씰 1축(121)에 회전력을 제공한다.
제 2 모터(150)는 쵸파유닛(130)을 회전시키도록 하우징(110)에 설치되어 페로씰 2축(131)에 회전력을 제공한다.
제 1 및 제 2 모터(140,150)는 모터브라켓(144,154)에 설치되고, 제 1 및 제 2 모터샤프트(141,151) 각각의 끝단에 동력전달장치(142,152)가 각각 고정되며, 페로씰 1축(121)의 끝단과 페로씰 1축(121)으로부터 돌출되는 페로씰 2축(131)의 끝단에 각각 고정되는 동력전달장치(142,152)가 동력전달장치(143,153)에 각각 기어 결합될 수 있고, 모터브라켓(144,154)에 의해 하우징(110)의 내측에 각각 설치된다.
제 1 측정부(160)는 TM 센서모듈(120)의 회전각도를 측정하도록 하우징(110)에 마련되는데, 일례로 페로씰 1축(121)과 함께 회전하도록 설치됨과 아울러 가장자리를 따라 다수의 핀(162)이 배열되는 제 1 센서도그(161)와, 제 1 센서도그(161)의 핀(162)을 감지하여 감지신호를 출력하도록 브라켓(164)에 의해 하우징(110)의 내측에 설치되는 제 1 센서(163)를 포함할 수 있다.
제 2 측정부(170)는 쵸파유닛(130)의 회전속도를 측정하도록 하우징(110)에 마련되는데, 일례로, 페로씰 2축(131)과 함께 회전하도록 설치됨과 아울러 일측에 핀(172)이 돌출하도록 설치되는 제 2 센서도그(171)와, 제 2 센서도그(171)의 핀(172)을 감지하여 감지신호를 출력하도록 브라켓(164)에 의해 하우징(110)의 내측에 설치되는 제 2 센서(173)를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 센서(163,173)는 동일한 회전감지센서 브라켓(164)에 의해 상하로 설치될 수 있고, 브라켓(164)은 모터브라켓(144,154) 중 어느 하나의 모터브라켓(154)에 고정될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 센서도그(161,171)는 페로씰 1축(121)과 페로씰 2축(131)에 직접 고정될 수 있으며, 이와 달리, 본 실시예에서처럼 동력전달장치(143,153)에 각각 고정됨으로써 동력전달장치(143,153)를 매개로 페로씰 1축(121)과 페로씰 2축(131)에 각각 고정될 수 있다.
제 1 및 제 2 센서(163,173)는 일정한 파장의 광을 출력하고, 핀(162,172)에 의해 반사되는 광을 수신받거나, 핀(162,172)에 의한 광의 수신여부에 따라 감지신호를 출력하는 광센서로 이루어질 수 있고, 이 밖에 다양한 방식의 센서가 적용될 수 있다.
한편, 제 1 및 제 2 센서(163,173)의 감지신호를 수신받아 제 1 및 제 2 모터(140,150)를 제어하기 위한 제어신호를 송신하는 제어부(200)가 마련될 수 있는데, 제어부(200)는 본 실시예에서처럼 PCB 형태로 하우징(110) 내에 설치될 수 있고, 이와 달리, 하우징(110) 외측에 이격되도록 설치되어 케이블에 의한 유선통신 또는 무선통신에 의해 감지신호의 수신 및 제어신호의 송신을 가능하도록 한다.
페로씰 1축(121)의 외측에는 페로실(Ferro-seal; 180)이 설치될 수 있고, 페로실(180)의 외주면에는 냉매순환관(190)이 설치될 수 있다.
페로실(180)은 센서커버(111)와 함께 TM 센서모듈(120)을 감싸게 되는 커버부재(114) 상에 고정된다. 한편, 커버부재(114)는 센서커버(111)와 함께 내측 공간을 이루게 되는데, 이러한 내측 공간에 TM 센서모듈(120)이 위치하게 되고, 하우징(110)의 내측에 고정되며, 상부면에 모터브라켓(144,154)이 고정된다.
페로실(180)은 TM 센서(132)가 설치되는 진공챔버 내의 진공압과 벨로우즈 파이프를 통해 전달되는 대기압 사이에 위치하여 이들간에 압력차에도 압력 변화없이 회전력을 전달시키는 역할을 하게 되고, 후술하게 될 냉매순환관(190)에 의해 냉각된다.
냉매순환관(190)은 본 실시예에서처럼 페로실(180)의 외주면에 다수회로 권선되어 냉매가 순환 공급되도록 하며, 이와 달리 페로실(180)에 일회 권선되거나, 페로실(180)의 외주면에 지그재그로 배열될 수도 있다. 또한 냉매순환관(190)은 하우징(110) 외측으로 돌출되는 포트(191)를 통해서 외부의 냉매공급부로부터 냉매를 순환 공급받을 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 TM 센서를 구비한 측정 장치(100)는 하우징(110)의 개구(115)에 마련되는 벨로우즈 파이프 록(bellows pipe lock; 210)을 통해서 벨로우즈 파이프(220)에 연결될 수 있고, 벨로우즈 파이프(220)의 끝단에 마련되는 플랜지(230)에 의해 진공챔버(300)의 내측벽에 고정될 수 있다.
하우징(110) 내부의 공기를 강제로 분출시킴으로써 내부의 열기를 강제 배출시킬 수 있도록 마련되는 공기 냉각관(221)을 더 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 TM 센서를 구비한 측정 장치의 작용을 설명하기로 한다.
제 1 및 제 2 모터(140,150) 각각의 구동에 의해 TM 센서모듈(120)과 쵸파유닛(130)은 각각 회전하게 되는데, 제 1 측정부(160)의 제 1 센서(163)가 회전하는 제 1 센서도그(161) 각각의 핀(162)을 감지하여 감지신호를 출력하면, 이러한 감지신호를 수신받은 제어부(200)에 의해 TM 센서모듈(120)의 회전각도를 제어함으로써 TM 센서모듈(120)의 TM 센서(122)가 센서커버(111)의 노출홀(112)에 선택적으로 위치하도록 제 1 모터(140)를 제어하고, 이로 인해 노출홀(112)에 위치한 TM 센서(122)가 물질의 흡착에 의해 센싱 기능을 상실시, 노출홀(112)에 다른 TM 센서(122)가 교대로 위치하도록 TM 센서모듈(120)의 회전각도를 각각 제어할 수 있다. 한편, TM 센서(122) 각각으로부터 인출되는 신호선은 로터리 조인트 등의 회전접속부에 의해 제어부(200)에 접속됨으로써 노출홀(112)에 위치하는 TM 센서(122)의 동작 및 작용이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 제 2 측정부(170)의 제 2 센서(173)가 회전하는 제 2 센서도그(171)의 핀(172)을 감지하여 감지신호를 출력하고, 이러한 감지신호를 수신받는 제어부(200)가 쵸파유닛(130)의 회전속도를 조절하도록 제 2 모터(150)를 제어할 수 있다.
한편, 냉매순환관(190)에 냉매를 순환 공급함으로써 페로실(180)을 비롯한 하우징(110)의 내부를 냉각시킬 수 있다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110 : 하우징 111 : 센서커버
112 : 노출홀 113 : 덮개
114 : 커버부재 115 : 개구
120 : TM 센서모듈 121 : 페로씰 1축
122 : TM 센서 130 : 쵸파유닛
131 : 페로씰 2축 132 : 슬릿
140 : 제 1 모터 141 : 제 1 모터샤프트
142 : 동력전달장치 143 : 동력전달장치
144 : 모터브라켓 150 : 제 2 모터
151 : 제 2 모터샤프트 152 : 동력전달장치
153 : 동력전달장치 154 : 모터브라켓
160 : 제 1 측정부 161 : 제 1 센서도그
162 : 핀 163 : 제 1 센서
164 : 회전감지센서 브라켓 170 : 제 2 측정부
171 : 제 2 센서도그 172 : 핀
173 : 제 2 센서 180 : 페로실
190 : 냉매순환관 191 : 포트
200 : 제어부 210 : 벨로우즈 파이프 록
220 : 벨로우즈 파이프 221 : 공기 냉각관
230 ; 플랜지 300 : 진공챔버

Claims (5)

  1. 일측에 센서커버가 마련되고, 상기 센서커버의 외측에 노출홀이 형성되는 하우징;
    상기 센서커버의 내측에 설치되고, 상기 하우징에 회전 가능하도록 설치되는 페로씰 1축에 고정되며, TM 센서(Thickness Measurement Sensor)가 회전중심의 둘레를 따라 다수로 설치되고, 상기 페로씰 1축의 회전각도에 따라 상기 TM 센서가 상기 노출홀을 통해 선택적으로 노출되는 TM 센서모듈;
    상기 페로씰 1축의 내측에 회전 가능하게 설치되는 페로씰 2축에 고정되고, 상기 하우징의 외측에서 상기 센서커버에 마주 대하도록 설치되고, 상기 노출홀을 통해 노출되는 상기 TM 센서를 노출시키기 위한 슬릿이 회전중심의 둘레를 따라 다수로 형성되는 쵸파유닛(chopper unit);
    상기 TM 센서모듈을 회전시키도록 상기 하우징에 설치되어 상기 페로씰 1축에 회전력을 제공하는 제 1 모터;
    상기 쵸파유닛을 회전시키도록 상기 하우징에 설치되어 상기 페로씰 2축에 회전력을 제공하는 제 2 모터;
    상기 TM 센서모듈의 회전각도를 측정하도록 상기 하우징에 마련되는 제 1 측정부; 및
    상기 쵸파유닛의 회전속도를 측정하도록 상기 하우징에 마련되는 제 2 측정부를 포함하고,
    상기 페로씰 1축과 상기 페로씰 2축에 의한 다축 구동이 가능한 것을 특징으로 하는 TM 센서를 구비한 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 측정부는,
    상기 페로씰 1축과 함께 회전하도록 설치되고, 가장자리를 따라 다수의 핀이 배열되는 제 1 센서도그; 및
    상기 제 1 센서도그의 핀을 감지하여 감지신호를 출력하도록 브라켓에 의해 상기 하우징의 내측에 설치되는 제 1 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 TM 센서를 구비한 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 측정부는,
    상기 페로씰 2축과 함께 회전하도록 설치되고, 일측에 핀이 돌출하도록 설치되는 제 2 센서도그; 및
    상기 제 2 센서도그의 핀을 감지하여 감지신호를 출력하도록 브라켓에 의해 상기 하우징의 내측에 설치되는 제 2 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 TM 센서를 구비한 측정 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 페로씰 1축의 외측에 설치되는 페로실; 및
    상기 페로실의 외주면에 설치되고, 냉매가 순환 공급되는 냉매순환관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TM 센서를 구비한 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징 내부의 공기를 강제로 분출시킴으로써 내부의 열기를 강제 배출시킬 수 있도록 마련되는 공기 냉각관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TM 센서를 구비한 측정 장치.
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