KR101476766B1 - 형상 측정장치 - Google Patents

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KR101476766B1 KR1020130100201A KR20130100201A KR101476766B1 KR 101476766 B1 KR101476766 B1 KR 101476766B1 KR 1020130100201 A KR1020130100201 A KR 1020130100201A KR 20130100201 A KR20130100201 A KR 20130100201A KR 101476766 B1 KR101476766 B1 KR 101476766B1
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김진현
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Abstract

형상 측정장치는 측정부, 형상산출부, 측정대상물 배치부, 이송부 및 결합-분리부를 포함한다. 측정부는 가변파장광을 발생시키고, 제1 광경로를 거친 광 및 제2 광경로를 거친 광을 수신한다. 형상산출부는 측정부에서 수신된 제1 및 제2 광경로들을 거친 광들의 파장의 변화에 따른 간섭의 변화를 기초로 측정대상물의 형상을 산출한다. 측정대상물 배치부에는 측정대상물이 배치된다. 이송부는 측정부 및 측정대상물 배치부 중 적어도 하나를 이송한다. 결합-분리부는 측정대상물이 측정되기 이전에 측정부 및 측정대상물 배치부가 서로 일체가 되도록 결합하고, 측정대상물이 상대적으로 이송되기 이전에 측정부 및 측정대상물 배치부가 서로 독립되도록 분리한다. 이에 따라, 이송이나 측정 등의 과정시에 진동이나 외란 등이 있더라도 측정시에 그 영향을 감소시킬 수 있다.

Description

형상 측정장치{SHAPE MEASUREMENT APPARATUS}
본 발명은 형상 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 측정 오차를 감소시킬 수 있는 형상 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전자장치 내에는 적어도 하나의 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)이 구비되며, 이러한 인쇄회로기판 상에는 회로 패턴, 연결 패드부, 상기 연결 패드부와 전기적으로 연결된 구동칩 등 다양한 회로 소자들이 실장되어 있다.
일반적으로, 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB) 상에 전자부품들이 실장된 실장기판은 다양한 전자 제품에 사용되고 있다. 이러한 실장기판은 기판의 패드 영역 등에 솔더링(soldering)을 수행한 후, 전자부품의 단자들을 솔더 영역에 결합시키는 방식으로 제조된다. 상기와 같은 인쇄회로기판이나 실장기판 등을 검사를 위하여 소정의 영역에 대한 형상을 측정하는 형상 측정장치가 널리 활용되고 있다.
일반적으로, 형상 측정장치는 이송이나 측정 등의 과정시에 약간의 진동이나 제어의 상태를 교란시키는 외적 작용인 외란(disturbance) 등이 발생할 수 있으며, 상기 진동이나 외란 등이 측정부와 측정대상물 사이의 거리를 변화시킬 수 있다.
따라서, 이송이나 측정 등의 과정시에 발생하는 진동이나 외란 등에 의한 측정의 오차를 감소시키는 것이 필요하고, 특히, 형상 측정장치가 주파수 주사 간섭계를 채용하는 경우에는, 상기 진동이나 외란 등에 의한 거리 변화나 다른 종류의 변화가 매우 작더라도 측정 오차에는 큰 영향을 끼치므로, 이러한 측정 오차를 감소시킬 수 있는 형상 측정장치의 개발이 요청된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 진동이나 외란의 영향을 감소시켜 측정 오차를 감소시킬 수 있는 형상 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 형상 측정장치는 측정부, 형상산출부, 측정대상물 배치부, 이송부 및 제1 결합-분리부를 포함한다. 상기 측정부는 기준면에 의해 반사되는 제1 광경로를 거친 광 및 측정대상물에 의해 반사되는 제2 광경로를 거친 광을 수신한다. 상기 측정대상물 배치부에는 상기 측정대상물이 배치된다. 상기 이송부는 상기 측정대상물 배치부에 배치된 상기 측정대상물이 상기 측정부에 대해서 상대적으로 이송되도록, 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부 중 적어도 하나를 이송한다. 상기 제1 결합-분리부는 상기 측정대상물이 상기 측정부에 의해 측정되기 이전에 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부가 서로 일체가 되도록 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부를 결합하고, 상기 측정대상물이 상기 이송부에 의해 상대적으로 이송되기 이전에 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부가 서로 독립되도록 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부를 분리한다.
일 실시예로, 상기 측정부는 광발생유닛, 광수신유닛, 광경로형성부 및 지지체를 포함할 수 있다. 상기 광발생유닛은 가변파장광을 발생시킨다. 상기 광수신유닛은 상기 제1 광경로를 거친 가변파장광 및 상기 제2 광경로를 거친 가변파장광을 수신한다. 상기 광경로형성부는 상기 제1 및 제2 광경로들을 형성하도록 배치된다. 상기 지지체는 상기 광발생유닛, 상기 광수신유닛 및 상기 광경로형성부와 일체로 결합되어 상기 광발생유닛, 상기 광수신유닛 및 상기 광경로형성부를 지지한다. 상기 제1 결합-분리부는 상기 지지체 및 상기 측정대상물 배치부를 결합 및 분리할 수 있다. 또한, 상기 제1 결합-분리부는 상기 지지체 및 상기 측정대상물 배치부가 서로 접촉하는 위치에 대응하여 형성될 수 있으며, 전자기력에 의한 흡착 또는 진공에 의한 흡착에 의해 상기 결합 및 분리를 동작시키는 제1 흡착유닛을 포함할 수 있다.
상기 형상 측정장치는 상기 측정대상물이 상기 측정부에 의해 측정되기 이전에 상기 측정대상물 배치부를 상승시키고, 상기 측정대상물이 상기 이송부에 의해 상대적으로 이송되기 이전에 상기 측정대상물 배치부를 하강시키는 배치부 이송유닛을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 형상 측정장치는 상기 측정대상물 배치부 및 상기 배치부 이송유닛 사이에 배치되는 결합매개유닛, 및 상기 제1 결합-분리부가 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부를 결합할 때 또는 결합한 이후에 상기 측정대상물 배치부 및 상기 결합매개유닛을 분리하고, 상기 제1 결합-분리부가 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부를 분리할 때 또는 분리하기 이전에 상기 측정대상물 배치부 및 상기 결합매개유닛을 결합하는 제2 결합-분리부를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 결합-분리부는 상기 측정대상물 배치부의 하면 및 상기 결합매개유닛의 상면에 형성되며, 전자기력에 의한 흡착 또는 진공에 의한 흡착에 의해 상기 결합 및 분리를 동작시키는 제2 흡착유닛을 포함할 수 있다. 상기 형상 측정장치는 상기 측정대상물 배치부 및 상기 결합매개유닛 중 적어도 하나를 지지하는 워크스테이지(work stage)를 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 측정대상물은 점성을 가지며, 평면적으로 관측할 때 도트(dot) 형태를 갖는 플럭스(flux)일 수 있다.
일 실시예로, 상기 형상 측정장치는 상기 측정부에서 수신된 상기 제1 및 제2 광경로들을 거친 광들의 파장의 변화에 따른 간섭의 변화를 기초로 상기 측정대상물의 형상을 산출하는 형상산출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 측정대상물이 측정되기 이전에 측정부 및 측정대상물 배치부가 서로 일체가 되도록 결합하고, 상기 측정대상물 또는 상기 측정부가 이송되기 이전에 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부가 서로 독립되도록 분리함으로써, 이송이나 측정 등의 과정 시 발생되는 진동이나 외란 등의 영향을 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 측정부와 상기 측정대상물 사이의 상대적 이송시에 진동이나 외란에 의하여 상기 측정부와 상기 측정대상물 사이의 거리 변화가 발생하더라도, 측정시에는 상기 측정부와 상기 측정대상물이 일체화되므로 측정의 오차가 발생될 가능성을 크게 감소시킬 수 있으며, 일체화된 상기 측정부와 상기 측정대상물이 동일한 진동이나 변화를 갖게 되므로 측정의 오차가 발생될 가능성을 크게 감소시킬 수 있다.
또한, 형상 측정장치가 주파수 주사 간섭계를 채용하는 경우에는, 상기 진동이나 외란 등에 의한 거리 변화나 다른 종류의 변화가 매우 작더라도 측정 오차에는 큰 영향을 끼치므로, 이 경우 더욱 큰 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 형상 측정장치를 나타낸 블럭도이다.
도 2는 도 1의 형상 측정장치의 구체적인 일 실시예를 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 1의 측정부의 일 실시예를 구체적으로 설명하기 위한 개념도이다.
도 4 내지 도 6은 도 2의 형상 측정장치의 동작을 설명하기 위한 측면도들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 형상 측정장치를 나타낸 블럭도이고, 도 2는 도 1의 형상 측정장치의 구체적인 일 실시예를 나타낸 측면도이며, 도 3은 도 1의 측정부의 일 실시예를 구체적으로 설명하기 위한 개념도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 형상 측정장치는 측정부(110), 형상산출부(120), 측정대상물 배치부(130), 이송부(140) 및 제1 결합-분리부(150)를 포함한다.
상기 측정부(110)는 가변파장광을 발생시키고, 상기 가변파장광이 기준면에 의해 반사되는 제1 광경로를 거친 광 및 상기 가변파장광이 측정대상물에 의해 반사되는 제2 광경로를 거친 광을 수신한다.
일 실시예로, 상기 측정부(110)는 주파수 주사 간섭계(frequency scanning interferometer, FSI)를 채용한 측정모듈(110a)을 포함할 수 있다. 상기 측정모듈(110a)은 광발생유닛(112), 광수신유닛(114) 및 광경로형성부(116)를 포함할 수 있다.
상기 광발생유닛(112)은 상기 가변파장광을 발생시킨다. 즉, 상기 광발생유닛(112)은 광을 발생시키되, 상기 광의 파장을 변화시킬 수 있다. 일 실시예로, 상기 상기 광발생유닛(112)은 파장 가변형 레이저 장치, 예를 들면, 튜너블 레이저(tunable laser) 또는 광 간섭성 단층 촬영(optical coherence tomography, OCT) 방식을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 파장 가변형 레이저 장치는 레이저 광을 발생시킬 수 있으며, 상기 발생된 레이저 광은 물리적 또는 전자적인 구조를 토대로 특정한 파장 범위 내에서 연속적 혹은 불연속적인 값을 가질 수 있다.
상기 광수신유닛(114)은 상기 제1 광경로를 거친 기준광(RL) 및 상기 제2 광경로를 거친 측정광(ML)을 수신한다.
상기 광경로형성부(116)는 상기 제1 및 제2 광경로들을 형성하도록 배치되며, 일 실시예로, 광분리유닛(116a) 및 기준 미러(mirror)(116b)를 포함할 수 있다.
상기 광분리유닛(116a)은 상기 광발생유닛(112)으로부터 발생된 광을 적어도 기준광(RL) 및 측정광(ML)으로 분리한다. 예를 들면, 상기 광분리유닛(116a)은 빔 스플리터(beam splitter)를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 광분리유닛(116a)은 상기 광발생유닛(112)으로부터 발생된 광의 적어도 일부를 투과시키며, 투과된 상기 기준광(RL)은 상기 기준 미러 (116b)로 제공될 수 있다. 상기 기준 미러(116b)는 상기 기준광(RL)을 반사시키며, 반사된 상기 기준광(RL)은 상기 광분리유닛(116a)로 되돌아가서, 상기 광수신유닛(114)을 향하여 반사될 수 있다. 예를 들면, 상기 기준광(RL)의 제1 광경로는 도 2에 점선 화살표로 도시된 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 광분리유닛(116a)은 상기 광발생유닛(112)으로부터 발생된 광의 적어도 일부를 반사시킨다. 반사된 상기 측정광(ML)은 형상측정을 원하는 측정대상물(10)을 향하여 제공될 수 있다. 상기 측정대상물(10)은 상기 측정광(ML)을 반사시키며, 반사된 상기 측정광(ML)은 상기 광분리유닛(116a)으로 되돌아가서, 상기 광수신유닛(114)을 향하여 투과될 수 있다. 상기 측정광(ML)은 상기 측정대상물(10)에 의해 측정 광경로를 형성하도록 반사된다. 예를 들면, 상기 측정광(ML)의 제2 광경로는 도 2에 실선 화살표로 도시된 형태로 형성될 수 있다.
상기 측정대상물(10)은 기판 상에 형성되며 광투과성을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 측정광(ML)에 의한 제2 광경로는 상기 측정대상물(10)에 의해 반사됨으로써 형성될 수 있고, 또한 투과한 후 상기 기판에 의해 반사됨으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 측정대상물(10)은 점성을 가지며, 평면적으로 관측할 때 도트(dot) 형태를 갖는 플럭스(flux)일 수 있다.
일 실시예로, 상기 측정부(110)는 지지체(118)를 더 포함할 수 있다.
상기 지지체(118)는 상기 광발생유닛(112), 상기 광수신유닛(114) 및 상기 광경로형성부(116)를 포함하는 상기 측정모듈(110a)과 일체로 결합되어 상기 광발생유닛(112), 상기 광수신유닛(114) 및 상기 광경로형성부(116)를 지지한다.
상기 형상산출부(120)는 상기 측정부(110)에서 수신된 상기 제1 및 제2 광경로들을 거친 광들 사이의 간섭의 변화를 기초로 상기 측정대상물의 형상을 산출한다. 이때, 상기 간섭의 변화는 상기 광의 파장의 변화에 따른다.
상기 측정대상물 배치부(130)에는 상기 측정대상물(10)이 배치된다. 일 실시예로, 상기 측정대상물 배치부(130)는 상기 측정대상물(10)이 배치되는 트레이(tray)(132) 및 상기 트레이(132)가 안착되는 트레이 안착 플레이트(plate)(134)를 포함할 수 있다.
상기 이송부(140)는 상기 측정대상물 배치부(130)에 배치된 상기 측정대상물(10)이 상기 측정부(110)에 대해서 상대적으로 이송되도록, 상기 측정부(110) 및 상기 측정대상물 배치부(130) 중 적어도 하나를 이송한다. 상기 측정대상물(10)의 일부를 측정한 후 다른 일부를 측정하기 위해 혹은 상기 측정대상물(10)의 측정 후 주위의 다른 측정대상물을 측정하기 위해, 상기 측정대상물(10)은 상기 측정부(110)에 대해서 상대적으로 이송될 수 있다.
상기 이송 과정과 상기 측정 과정은 서로 교호적으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 이송 후 상기 측정이 수행되고, 상기 측정 후 상기 이송이 수행된다. 일 실시예로, 상기 이송부(140)는 상기 측정부(110)를 이송시킬 수 있다. 따라서, 상기 측정부(110)의 측정이 완료된 후 상기 측정부(110)를 이송시키고, 상기 측정부(110)의 이송 후 상기 측정부(110)의 측정이 다시 수행된다.
상기 제1 결합-분리부(150)는 상기 측정대상물(10)이 상기 측정부(110)에 의해 측정되기 이전에 상기 측정부(110) 및 상기 측정대상물 배치부(130)가 서로 일체가 되도록 상기 측정부(110) 및 상기 측정대상물 배치부(130)를 결합하고, 상기 측정대상물(10)이 상기 이송부(140)에 의해 상대적으로 이송되기 이전에 상기 측정부(110) 및 상기 측정대상물 배치부(130)가 서로 독립되도록 상기 측정부(110) 및 상기 측정대상물 배치부(130)를 분리한다.
일반적으로, 형상 측정장치는 이송이나 측정 등의 과정시에 약간의 진동이나 제어의 상태를 교란시키는 외적 작용인 외란(disturbance) 등이 발생할 수 있으며, 상기 진동이나 외란 등이 상기 측정부(110) 및 상기 측정대상물 배치부(130) 사이의 거리를 변화시킬 수 있다. 따라서, 상기와 같이, 상기 측정대상물(10)이 상기 측정부(110)에 의해 측정되기 이전에, 상기 제1 결합-분리부(150)는 상기 측정부(110) 및 상기 측정대상물 배치부(130)를 결합하여 일체화시킨 후에 측정을 수행함으로써, 이송이나 측정 등의 과정시에 진동이나 외란 등이 있더라도 측정시에 상기 진동이나 외란 등의 영향을 감소시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 측정부(110)와 상기 측정대상물(10) 사이의 상대적 이송시에 진동이나 외란에 의하여 상기 측정부(110)와 상기 측정대상물(10) 사이의 거리 변화가 발생하더라도, 측정시에는 상기 측정부(110)와 상기 측정대상물(10)이 일체화되므로 측정의 오차가 발생될 가능성을 크게 감소시킬 수 있으며, 측정시에 진동이나 외란이 발생하더라도, 상기 측정부(110)와 상기 측정대상물(10)이 일체화되어 동일한 진동이나 변화를 갖게 되므로 측정의 오차가 발생될 가능성을 크게 감소시킬 수 있다. 본 발명에 따른 상기 형상 측정장치(100)가 주파수 주사 간섭계를 채용하는 경우에는, 상기 진동이나 외란 등에 의한 거리 변화나 다른 종류의 변화가 매우 작더라도 측정 오차에는 큰 영향을 끼치므로, 이 경우 더욱 큰 효과를 얻을 수 있다.
상기 제1 결합-분리부(150)는 상기 측정부(110)의 지지체(118) 및 상기 측정대상물 배치부(130)를 결합 및 분리할 수 있다. 상기 제1 결합-분리부(150)는 상기 지지체(118) 및 상기 측정대상물 배치부(130)가 서로 접촉하는 위치에 대응하여 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 결합-분리부(150)는 전자기력에 의한 흡착 또는 진공에 의한 흡착에 의해 상기 결합 및 분리를 동작시키는 제1 흡착유닛을 포함할 수 있다. 상기 제1 흡착유닛은 상기 지지체(118)에 형성된 제1 유닛(152) 및 상기 측정대상물 배치부(130)의 트레이 안착 플레이트(134)에 형성된 제2 유닛(154)을 포함할 수 있다. 상기 제1 유닛(152) 및 상기 제2 유닛(154) 사이에 전자기력이 작용하거나(electromagnet on) 진공 상태가 되면(vacuum on) 결합 동작이 수행되고, 상기 제1 유닛(152) 및 상기 제2 유닛(154) 사이에 전자기력이 작용 해제되거나(electromagnet off) 진공 상태가 해제되면(vacuum off) 분리 동작이 수행될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 제1 결합-분리부(150)의 결합 및 분리 동작은 전자기력에 의한 흡착 또는 진공에 의한 흡착에 의하지 않고 다른 방식으로 수행될 수도 있다.
상기 형상 측정장치(100)는 상기 측정대상물 배치부(130)의 상승 및 하강을 구동하는 배치부 이송유닛(160)을 더 포함할 수 있다.
상기 배치부 이송유닛(160)은 상기 측정대상물(10)이 상기 측정부(110)에 의해 측정되기 이전에 상기 측정대상물 배치부(130)를 상승시키고, 상기 측정대상물(10)이 상기 이송부(140)에 의해 상대적으로 이송되기 이전에 상기 측정대상물 배치부(130)를 하강시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 배치부 이송유닛(160)은 상기 측정대상물 배치부(130)를 기준으로 양측에 배치될 수 있으며, 도 2에서는 일 예로 양측에 배치된 상기 배치부 이송유닛(160) 중 하나만이 도시되어 있고, 다른 하나는 반대편에 위치하여 도면상에 나타나지 않는다. 이와는 다르게, 상기 배치부 이송유닛(160)은 상기 측정대상물 배치부(130)의 중심부에 배치될 수 있으며, 이 경우 후술되는 워크 스테이지(190)는 중심부에 이를 수용하는 홀(hole)이 형성될 수 있다. 그러나, 상기 배치부 이송유닛(160)의 배치 개수 및 위치 등은 상술한 바에 한정되지 않고, 다양한 방식으로 형성될 수 있다.
상기 형상 측정장치(100)는 결합매개유닛(170) 및 제2 결합-분리부(180)를 더 포함할 수 있다.
상기 결합매개유닛(170)은 상기 측정대상물 배치부(130) 및 상기 배치부 이송유닛(160) 사이에 배치된다.
상기 제2 결합-분리부(180)는 상기 제1 결합-분리부(150)가 상기 측정부(110) 및 상기 측정대상물 배치부(130)를 결합할 때 또는 결합한 이후에 상기 측정대상물 배치부(130) 및 상기 결합매개유닛(170)을 분리하고, 상기 제1 결합-분리부(150)가 상기 측정부(110) 및 상기 측정대상물 배치부(130)를 분리할 때 또는 분리하기 이전에 상기 측정대상물 배치부(130) 및 상기 결합매개유닛(170)을 결합한다.
예를 들면, 상기 제2 결합-분리부(180)는 전자기력에 의한 흡착 또는 진공에 의한 흡착에 의해 상기 결합 및 분리를 동작시키는 제2 흡착유닛을 포함할 수 있다. 상기 제2 흡착유닛은 상기 측정대상물 배치부(130)의 하면에 형성된 제1 유닛(182) 및 상기 결합매개유닛(170)의 상면에 형성된 제2 유닛(184)을 포함할 수 있다. 상기 제1 유닛(182) 및 상기 제2 유닛(184) 사이에 전자기력이 작용하거나(electromagnet on) 진공 상태가 되면(vacuum on) 결합 동작이 수행되고, 상기 제1 유닛(182) 및 상기 제2 유닛(184) 사이에 전자기력이 작용 해제되거나(electromagnet off) 진공 상태가 해제되면(vacuum off) 분리 동작이 수행될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 제2 결합-분리부(180)의 결합 및 분리 동작은 전자기력에 의한 흡착 또는 진공에 의한 흡착에 의하지 않고 다른 방식으로 수행될 수도 있다.
한편, 상기 형상 측정장치(100)는 워크스테이지(work stage)(190)를 더 포함할 수 있으며, 상기 워크스테이지(190)는 상기 측정대상물 배치부(130) 및 상기 결합매개유닛(17) 중 적어도 하나를 지지한다. 도 2에서, 상기 워크스테이지(190)는 상기 결합매개유닛(170)을 수용하는 홈이 형성되어, 상기 측정대상물 배치부(130)와 상기 결합매개유닛(170)을 모두 지지한다.
이하, 상기 형상 측정장치(100)의 동작을 도면을 참조로 보다 상세하게 설명한다.
도 4 내지 도 6는 도 2의 형상 측정장치의 동작을 설명하기 위한 측면도들이다.
도 4를 참조하면, 먼저 상기 측정대상물(10)이 상기 측정부(110)에 의해 측정되기 이전에, 상기 측정대상물 배치부(130)를 상기 측정부(110)와 결합시키기 위해, 상기 배치부 이송유닛(160)이 상기 측정대상물 배치부(130) 및 상기 결합매개유닛(170)을 도 4에 도시된 화살표 방향과 같이 상방으로 이송한다.
도 5를 참조하면, 상기 측정대상물 배치부(130)의 트레이 안착 플레이트(134)가 상기 측정부(110)의 지지체(118)의 주위에 위치하거나 접촉할 때, 상기 제1 결합-분리부(150)는 상기 측정대상물 배치부(130)의 트레이 안착 플레이트(134) 및 상기 측정부(110)의 지지체(118)를 결합시킨다. 또한, 상기 결합과 동시에 혹은 상기 결합 후에, 상기 제2 결합-분리부(180)는 상기 측정대상물 배치부(130)의 트레이 안착 플레이트(134) 및 상기 결합매개유닛(170)을 분리시킨다.
도 6을 참조하면, 상기 배치부 이송유닛(160)이 상기 트레이 안착 플레이트(134)로부터 분리된 상기 결합매개유닛(170)을 도 6에 도시된 화살표 방향과 같이 하방으로 이송한다.
위와 같은 과정이 끝나면, 상기 측정부(110)의 측정모듈(110a)이 상기 측정대상물(10)을 측정한다. 측정이 완료된 후, 상술한 과정의 역과정을 수행하고, 이로써 상기 형상 측정장치(100)는 다시 도 4에 도시된 상태와 같이 된다.
다음으로, 상술한 바와 같이 상기 측정대상물(10)의 다른 위치의 측정을 위하여 혹은 상기 측정대상물(10) 주변의 다른 측정대상물의 측정을 위하여 상기 이송부(140, 도 1 참조)는 상기 측정부(110)를 이송한다. 이송 후, 상술한 도 4 내지 도 6의 과정이 다시 반복적으로 수행될 수 있다.
상기와 같은 형상 측정장치에 따르면, 측정대상물이 측정되기 이전에 측정부 및 측정대상물 배치부가 서로 일체가 되도록 결합하고, 상기 측정대상물 또는 상기 측정부가 이송되기 이전에 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부가 서로 독립되도록 분리함으로써, 이송이나 측정 등의 과정 시 발생되는 진동이나 외란 등의 영향을 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 측정부와 상기 측정대상물 사이의 상대적 이송시에 진동이나 외란에 의하여 상기 측정부와 상기 측정대상물 사이의 거리 변화가 발생하더라도, 측정시에는 상기 측정부와 상기 측정대상물이 일체화되므로 측정의 오차가 발생될 가능성을 크게 감소시킬 수 있으며, 일체화된 상기 측정부와 상기 측정대상물이 동일한 진동이나 변화를 갖게 되므로 측정의 오차가 발생될 가능성을 크게 감소시킬 수 있다.
또한, 형상 측정장치가 주파수 주사 간섭계를 채용하는 경우에는, 상기 진동이나 외란 등에 의한 거리 변화나 다른 종류의 변화가 매우 작더라도 측정 오차에는 큰 영향을 끼치므로, 이 경우 더욱 큰 효과를 얻을 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.　 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 형상 측정장치 110 : 측정부
120 : 형상 산출부 130 : 측정대상물 배치부
140 : 이송부 150 : 제1 결합-분리부
160 : 배치부 이송유닛 170 : 결합매개유닛
180 : 제2 결합-분리부 190 : 워크스테이지

Claims (10)

  1. 기준면에 의해 반사되는 제1 광경로를 거친 광 및 측정대상물에 의해 반사되는 제2 광경로를 거친 광을 수신하는 측정부;
    상기 측정대상물이 배치되는 측정대상물 배치부;
    상기 측정대상물 배치부에 배치된 상기 측정대상물이 상기 측정부에 대해서 상대적으로 이송되도록, 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부 중 적어도 하나를 이송하는 이송부; 및
    상기 측정대상물이 상기 측정부에 의해 측정되기 이전에 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부가 서로 일체가 되도록 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부를 결합하고, 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부 중 적어도 하나가 상기 이송부에 의해 이송되기 이전에 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부가 서로 독립되도록 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부를 분리하는 제1 결합-분리부를 포함하는 형상 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는,
    가변파장광을 발생시키는 광발생유닛;
    상기 제1 광경로를 거친 가변파장광 및 상기 제2 광경로를 거친 가변파장광을 수신하는 광수신유닛;
    상기 제1 및 제2 광경로들을 형성하도록 배치된 광경로형성부; 및
    상기 광발생유닛, 상기 광수신유닛 및 상기 광경로형성부와 일체로 결합되어 상기 광발생유닛, 상기 광수신유닛 및 상기 광경로형성부를 지지하는 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 결합-분리부는 상기 지지체 및 상기 측정대상물 배치부를 결합 및 분리하는 것을 특징으로 하는 형상 측정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 결합-분리부는 상기 지지체 및 상기 측정대상물 배치부가 서로 접촉하는 위치에 대응하여 형성되며, 전자기력에 의한 흡착 또는 진공에 의한 흡착에 의해 상기 결합 및 분리를 동작시키는 제1 흡착유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 측정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측정대상물이 상기 측정부에 의해 측정되기 이전에 상기 측정대상물 배치부를 상승시키고, 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부 중 적어도 하나가 상기 이송부에 의해 이송되기 이전에 상기 측정대상물 배치부를 하강시키는 배치부 이송유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 측정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 측정대상물 배치부 및 상기 배치부 이송유닛 사이에 배치되는 결합매개유닛; 및
    상기 제1 결합-분리부가 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부를 결합할 때 또는 결합한 이후에 상기 측정대상물 배치부 및 상기 결합매개유닛을 분리하고, 상기 제1 결합-분리부가 상기 측정부 및 상기 측정대상물 배치부를 분리할 때 또는 분리하기 이전에 상기 측정대상물 배치부 및 상기 결합매개유닛을 결합하는 제2 결합-분리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 측정장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 결합-분리부는 상기 측정대상물 배치부의 하면 및 상기 결합매개유닛의 상면에 형성되며, 전자기력에 의한 흡착 또는 진공에 의한 흡착에 의해 상기 결합 및 분리를 동작시키는 제2 흡착유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 측정장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 측정대상물 배치부 및 상기 결합매개유닛 중 적어도 하나를 지지하는 워크스테이지(work stage)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 측정장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 측정대상물은 점성을 가지며, 평면적으로 관측할 때 도트(dot) 형태를 갖는 플럭스(flux)인 것을 특징으로 하는 형상 측정장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 측정부에서 수신된 상기 제1 및 제2 광경로들을 거친 광들의 파장의 변화에 따른 간섭의 변화를 기초로 상기 측정대상물의 형상을 산출하는 형상산출부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 측정장치.
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