KR102172724B1

KR102172724B1 - 비전 검사 시스템

Info

Publication number: KR102172724B1
Application number: KR1020180169415A
Authority: KR
Inventors: 권혁민
Original assignee: 주식회사 에프에스티
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2020-11-02
Also published as: KR20200079825A

Abstract

본 발명은 워크피스를 정확하게 정렬할 수 있으며 공기 중의 오염물질에 의한 워크피스의 오염을 방지할 수 있는 비전 검사 시스템을 개시한다. 본 발명은 프레임, X-Y 스테이지, 로터리 테이블 장치, 제1 내지 제4 포지셔너, 제1 내지제4 얼라인먼트 장치, 이미지 획득 장치와 컴퓨터로 구성되어 있다. 프레임은 X축과, X축에 대해 직교하는 Y축과, X축과 Y축에 대해 수직하게 직교하는 Z축을 가지며, 제1 내지 제4 변과 제1 내지 제4 코너를 갖는 워크피스의 검사 스테이션을 제공한다. X-Y 스테이지는 X축과 Y축 방향을 따라 직교좌표 운동할 수 있도록 프레임에 설치되어 있다. 로터리 테이블 장치는 X-Y 스테이지의 작동에 의해 직교좌표 운동할 수 있도록 설치되어 있으며, Y축을 중심으로 회전할 수 있는 로터리 테이블을 갖는다. 제1 내지 제4 포지셔너는 로터리 테이블의 위쪽에 놓이는 워크피스의 제1 내지 제4 코너를 지지할 수 있도록 로터리 테이블의 윗면에 장착되어 있다. 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치는 제1 내지 제4 변 각각을 2점 지지에 의해 밀어 워크피스를 붙잡아줄 수 있도록 로터리 테이블에 설치되어 있다. 이미지 획득 장치는 워크피스의 이미지를 획득할 수 있도록 프레임에 설치되어 있다. 컴퓨터는 이미지 획득 수단으로부터 획득되는 워크피스의 이미지를 프로세싱한다. 본 발명에 의하면, 얼라인먼트 장치들의 작동에 의해 워크피스의 변들 각각을 2점 지지하여 포지셔닝 및 정렬을 정확하게 실시할 수 있으며, 먼지 등의 오염물질에 의한 워크피스의 오염을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

비전 검사 시스템{VISION INSPECTION SYSTEM}

본 발명은 비전 검사 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 워크피스(Workpiece)를 정확하게 정렬할 수 있으며 공기 중의 오염물질에 의한 워크피스의 오염을 방지할 수 있는 비전 검사 시스템에 관한 것이다.

비전 검사 시스템은 다양한 물체의 식별, 검사, 측정, 양품과 불량품의 선별 등 다양한 분야에 응용되고 있다. 비전 검사 시스템은 다양한 물체의 로딩(Loading), 언로딩(Unloading), 포지셔닝(Positioning), 정렬(Alignment) 등을 위한 워크피스 스테이지(Workpiece stage)와, 물체의 이미지를 획득하는 카메라와, 카메라로부터 입력되는 이미지를 이미지 프로세싱 프로그램(Image processing program)에 의하여 처리하는 컴퓨터로 구성되어 있다.

비전 검사 시스템은 미국 특허 제9,830,694호, 미국 특허 제9,626,753호, 미국특허 제7,030,351호, 한국 등록특허 제10-1479039호 등 많은 특허 문헌들에서 쉽게 찾아볼 수 있다. 이 특허 문헌들의 시스템은 워크피스 스테이지, 카메라 스테이지, 카메라, 컨트롤러(Controller)와 컴퓨터를 구비한다. 워크피스 스테이지와 카메라 스테이지(Camera stage) 각각의 스테이지 또는 테이블(Table)은 워크피스 또는 피검사체의 포지셔닝과 카메라의 포커싱(Focusing)을 위하여 직선, 회전 및 틸팅 운동(Tilting motion)에 의해 상대 운동(Relative motion)할 수 있도록 구성되어 있다. 컨트롤러는 워크피스 스테이지, 카메라 스테이지 등의 작동을 제어한다. 위 특허 문헌들에 개시되어 있는 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.

상기한 바와 같은 비전 검사 시스템은 워크피스의 고정과 포지셔닝 등을 위하여 포지셔녀(Positioner), 클램프(Clamp), 홀더(Holder), 지그(Jig) 등과 같은 다양한 고정 장치(Fixing device or Fixture)와 얼라인먼트 장치(Alignment device)가 테이블의 윗면에 설치되고 있다. 얼라인먼트 장치는 액추에이터(Actuator)의 작동에 의해 푸셔(Pusher)를 전진시켜 고정 장치에 대해 워크피스의 가장자리를 밀어 정렬시키도록 구성되어 있다. 그러나 푸셔가 워크피스의 가장자리를 1점 지지에 의해 밀어주도록 구성되는 경우, 워크피스의 공차로 인해 틸트(Tilt)가 발생되는 문제가 있다. 워크피스의 틸트가 발생되면, 카메라의 초점 거리가 맞지 않지 않게 되면서 워크피스의 이미지가 흐려지는 아웃포커스(Out of focus)가 발생되어 워크피스의 결함을 검출하지 못하는 문제가 있다. 따라서 워크피스의 정확하게 정렬하고, 워크피스의 틸트를 방지할 수 있는 기술이 요구되고 있다.

한편, 얼라인먼트 장치의 액추에이터는 대부분 공압 액추에이터(Pneumatic actuator)로 구성되고 있다. 공압 액추에이터와 압축공기를 공급하기 위한 에어 파이프라인(Air pipeline), 피팅(Fitting) 등에서 압축공기의 누설이 필연적으로 발생하게 된다. 누설되는 압축공기 중에는 오염물질이 섞여 있게 된다. 오염물질은 테이블 위에 놓이는 워크피스를 오염시켜 불량을 발생시키는 문제가 있다. 따라서 오염물질에 의한 오크피스의 오염을 방지시킬 수 있는 기술이 요구되고 있다. 또한, 고정 장치는 워크피스와 반복적인 접촉으로 인해 마모가 발생되기 때문에 주기적으로 교체해야 하는 소모품이다. 따라서 워크피스의 정확한 검사를 위해 평탄도(Flatness)를 유지해야 하는 고정 장치의 교체 여부를 검출할 수 있는 장치가 비전 검사 시스템에 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 요구를 충족할 수 있는 새로운 비전 검사 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 비전 검사 시스템이 제공된다. 본 발명에 따른 비전 검사 시스템은, X축과, X축에 대해 직교하는 Y축과, X축과 Y축에 대해 수직하게 직교하는 Z축을 가지며, 제1 내지 제4 변과 제1 내지 제4 코너를 갖는 워크피스의 검사 스테이션을 제공하는 프레임과; X축과 Y축 방향을 따라 직교좌표 운동할 수 있도록 프레임에 설치되어 있는 X-Y 스테이지와; X-Y 스테이지의 작동에 의해 직교좌표 운동할 수 있도록 설치되어 있으며, Y축을 중심으로 회전할 수 있는 로터리 테이블을 갖는 로터리 테이블 장치와; 제1 내지 제4 코너 각각과 이웃하도록 로터리 테이블의 윗면에 장착되어 있으며, 제1 내지 제4 코너 각각과 이웃하는 워크피스의 아랫면을 지지하도록 윗면에 돌출되어 있는 자리와, 제1 내지 제4 변 중 제1 내지 제4 코너 각각과 이웃하는 두 개의 변과 접촉하여 워크피스의 이탈을 방지할 수 있도록 두 개의 변과 간격을 두고 윗면에 돌출되어 있는 한 쌍의 스톱 범프를 갖는 제1 내지 제4 포지셔너와; 제1 내지 제4 변 각각을 2점 지지에 의해 밀어 워크피스를 붙잡아줄 수 있도록 로터리 테이블에 설치되어 있는 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치와; 워크피스의 이미지를 획득할 수 있도록 프레임에 설치되어 있는 이미지 획득 수단과; 이미지 획득 수단으로부터 획득되는 워크피스의 이미지를 프로세싱하는 컴퓨터를 포함한다.

본 발명에 따른 비전 검사 시스템은, 얼라인먼트 장치들의 작동에 의해 워크피스의 변들 각각을 2점 지지하여 포지셔닝 및 정렬을 정확하게 실시할 수 있다. 또한, 로터리 테이블 안으로 유입되는 공기를 강제로 배출하여 청정 상태를 유지할 수 있으므로, 먼지 등의 오염물질에 의한 워크피스의 오염을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 카메라의 촬영을 위한 광원의 빛을 감지하여 광원의 이상 여부를 판단함으로써 검사의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 비전 검사 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 비전 검사 시스템을 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 비전 검사 시스템에서 로터리 테이블 장치를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 비전 검사 시스템에서 로터리 테이블 장치를 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 비전 검사 시스템에서 로터리 테이블 장치를 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5에서 중공 고정축, 중공 회전축, 슬립 링, 로터리 커플링을 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 비전 검사 시스템에서 로터리 테이블 장치를 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 7에서 중공 고정축, 중공 회전축, 슬립 링, 로터리 커플링을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 비전 검사 시스템에서 워크피스, 제1 내지 제4 포지셔너와 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 비전 검사 시스템에서 워크피스, 제1 내지 제4 포지셔너와 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치를 나타낸 평면도이다.
도 11은 도 10에서 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치의 작동을 설명하기 위하여 나타낸 평면도이다.
도 12는 도 11에서 제1 포지셔너를 부분적으로 나타낸 평면도이다.
도 13은 본 발명에 따른 비전 검사 시스템에서 이미지 획득 장치, 디텍터, 빔 스플리터, 렌즈를 나타낸 측면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 비전 검사 시스템의 제어를 설명하기 위하여 나타낸 블록도이다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 비전 검사 시스템에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1, 도 3 내지 도 5, 도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 비전 검사 시스템(100)은 직사각형 워크피스(10)의 일례로 포토 마스크(Photo mask: 20)를 검사하는데 사용된다. 도 9 내지 도 12에 명확히 도시되어 있는 바와 같이, 포토 마스크(20) 또는 레티클(Reticle)은 제1 내지 제4 변(22-1, 22-2, 22-3, 22-4)과 제1 내지 제4 코너(Corner: 24-1, 24-2, 24-3, 24-4)를 갖는 직사각형으로 형성되어 있다. 펠리클(Pellicle: 30)이 포토 마스크(20)의 표면을 보호하도록 포토 마스크(20)에 부착되어 있다.

도 1, 도 2와 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 비전 검사 시스템(100)은 프레임(Frame: 110)과, 프레임(110)에 직교좌표 운동할 수 있도록 설치되어 있는 X-Y 스테이지(X-Y stage: 120)를 구비한다. 프레임(110)은 X축, X축에 대하여 직교하는 Y축, X축 및 Y축에 대하여 수직하게 직교하는 Z축을 갖는다. 프레임(Frame: 110)은 워크피스(10)의 검사 스테이션(Inspection station: 112)을 제공하도록 베이스 프레임(Base frame: 114)와, 베이스 프레임(114)의 위쪽에 장착되어 있는 오버헤드 프레임(Overhead frame: 116)으로 구성되어 있다.

X-Y 스테이지(120) 또는 X-Y 병진 스테이지(X-Y translation stage)는 베이스 프레임(114)의 윗면에 설치되어 있다. X-Y 스테이지(120)는 Y축 리니어 액추에이터(Y-axis linear actuator: 122)와 X축 리니어 액추에이터(X-axis linear actuator: 124)를 갖는 X-Y 모터라이즈드 리니어 스테이지(X-Y motorized linear stage) 또는 X-Y 모터라이즈드 병진 스테이지(X-Y motorized translation stage)로 구성되어 있다. Y축 리니어 액추에이터(122)는 프레임(110)의 Y축 방향을 따라 직선 운동할 수 있도록 베이스 프레임(114)의 윗면에 장착되어 있다. X축 리니어 액추에이터(124)는 프레임(110)의 X축 방향을 따라 직선 운동할 수 있도록 Y축 리니어 액추에이터(122)에 장착되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서, Y축 및 X축 리니어 액추에이터(122, 124) 각각은 서로 바꿔서 장착될 수 있다. Y축 및 X축 리니어 액추에이터(122, 124) 각각은 서보모터(Servo motor), 리드 스크루(Lead screw), 너트 블록(Nut block), 슬라이더(Slider) 또는 캐리지(Carriage), 가이드 레일(Guide rail) 또는 리니어 모션 가이드(Linear motion guide)로 구성될 수 있다.

도 1 내지 도 7을 모두 참조하면, 본 발명에 따른 비전 검사 시스템(100)은 X-Y 스테이지(120)의 작동에 의해 워크피스(10)의 로딩/언로딩 위치(Loading/Unloading position)와 검사 위치 사이를 직교좌표 운동할 수 있도록 설치되어 있는 로터리 테이블 장치(Rotary table device: 130)를 구비한다. 로터리 테이블 장치(210)의 베이스 플레이트(Base plate: 140)는 X-Y 스테이지(120의 작동에 의하여 X축 방향과 Y축 방향을 따라 직교좌표 운동한다. 베이스 플레이트(140)는 Y축 리니어 액추에이터(124)에 설치되어 있다. 홈(142)이 베이스 플레이트(140)의 한쪽 가장자리와 연결되도록 베이스 플레이트(140)의 윗면에 형성되어 있다. 베이스 플레이트(140)는 Y축 리니어 액추에이터(124)의 작동에 의해 Y축 방향을 따라 직선 운동하는 캐리지 또는 스테이지이다. 커넥터 브래킷(Connector: 150)이 홈(142)의 한쪽에 장착되어 있다. 터미널(Terminal: 152)과 복수의 튜브 피팅(Tube fitting: 154, 156)이 커넥터 브래킷(150)에 결합되어 있다.

도 5와 도 7에 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 로터리 테이블 장치(210)는 베이스 플레이트(140)의 윗면에 설치되어 있는 구동 모터(160)를 구비한다. 구동 모터(160)는 홈(142)의 위쪽을 덮어 홈(142)이 파이프 통로(Pipe passage: 144) 또는 배선 통로(Wiring passage)로 되도록 베이스 플레이트(140)의 윗면에 장착되어 있다. 구동 모터(160)는 그 중앙에 보어(Bore: 162) 또는 축 구멍이 관통되도록 형성되어 있는 중공 보어 모터(Hollow bore motor)로 구성되어 있다. 구동 모터(160)는 보어(162)에 회전할 수 있도록 장착되어 있는 중공 회전자(Hollow rotor: 164)를 갖는다. 중공 회전자(164)는 보어(162)와 연통되도록 형성되어 있는 보어(166)를 갖는다. 구동 모터(160)는 공압 모터, 전기 모터, 유압 모터로 구성될 수 있다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 로터리 테이블 장치(210)는 중공 회전자(164)의 보어(166) 안에 장착되어 있는 중공 고정축(170)을 구비한다. 중공 고정축(170)은 상단부(172), 하단부(174), 보어(176)와, 보어(176)에 연결되도록 외면 하부에 형성되어 있는 복수의 측면 구멍(178)을 갖는다. 중공 고정축(170)의 하단부(174)는 홈(142)의 바닥면에 고정되어 있다. 중공 고정축(170)의 상단부(172)는 중공 회전자(164)의 보어(166) 밖으로 돌출되어 있다. 플랜지(Flange: 180)가 상단부(172)에 형성되어 있다. 복수의 구멍(184)이 플랜지(182)의 외면과 하면을 연결하여 공기 통로를 형성할 수 있도록 플랜지(180)의 원주 방향을 따라 형성되어 있다.

로터리 테이블 장치(210)는 중공 고정축(170)의 보어(176)의 상부에 장착되어 있는 슬립 링(Slip ring: 190)을 구비한다. 슬립 링(190)은 고정자(Stator: 192), 회전자(Rotor: 194)와 복수의 전선(196)으로 구성되어 있다. 슬립 링(190)은 로터리 조인트(Rotary joint), 로터리 커넥터(Rotary connect) 등으로도 불리고도 있다.

고정자(192)는 중공 고정축(170)의 보어(176) 안에 고정되도록 결합되어 있다. 플랜지(192a)가 고정자(192)의 상부에 형성되어 있다. 고정자(192)의 플랜지(192a)는 중공 고정축(170)의 플랜지(180)에 지지되어 보어(176) 밖으로 돌출되어 있다. 회전자(194)는 고정자(192) 안에 회전할 수 있도록 수용되어 있다. 회전자(194)의 상부는 중공 고정축(170)의 보어(176) 밖으로 돌출되어 있다. 회전자(194)는 중공 고정축(170)의 보어(176)와 연결되어 공기 통로를 형성하도록 중앙에 형성되어 있는 보어(194a)를 갖는다. 즉, 슬립 링(190)은 회전자(194)의 중앙에 보어(194a)가 형성되어 있는 중공 보어 슬립 링(Hollow bore slip ring)으로 구성되어 있다.

전선(196)들은 슬립 링(190)을 통하여 전력을 공급할 수 있도록 배선되어 있다. 전선(196)들은 인입 전선(196a)과 인출 전선(196b)으로 구성되어 있다. 인입 전선(196a)은 터미널(152)에 연결되어 있고, 파이프 통로(144), 중공 고정축(170)의 측면 구멍(178)들과 보어(176)를 통하여 고정자(192)에 배선되어 있다. 인출 전선(196b)은 회전자(194)의 상부에 연결되어 있다.

로터리 테이블 장치(210)는 회전자(194)와 함께 회전할 수 있도록 회전자(194)의 보어(194a)에 결합되어 있는 중공 회전축(200)을 구비한다. 중공 회전축(200)은 상단부(202), 하단부(204)와 중앙에 형성되어 있는 보어(206)를 갖는다. 중공 회전축(200)의 상단부(202)는 회전자(194)의 보어(194a) 밖으로 돌출되어 슬립 링(190)의 위쪽에 배치되어 있고, 하단부(204)는 보어(176) 안에 배치되어 있다. 플랜지(208)가 중공 회전축(200)의 상단부(202)에 형성되어 있다.

도 1 내지 도 3과 도 6을 참조하면, 로터리 테이블 장치(210)는 중공 회전자(164)에 결합되어 회전할 수 있도록 구동 모터(160)의 위쪽에 설치되어 있는 로터리 테이블(210)을 구비한다. 로터리 테이블(210)은 톱 플레이트(Top plate: 212a)와, 톱 플레이트(212a)의 아래쪽에 간격을 두고 배치되어 있는 보텀 플레이트(Bottom plate: 212b)와, 톱 플레이트(212a)와 보텀 플레이트(212b)의 측면을 둘러싸고 있는 복수의 사이드 플레이트(Side plate: 212c)로 구성되어 있다. 보텀 플레이트(212b)는 중공 회전자(164)와 함께 회전할 수 있도록 중공 회전자(164)에 볼팅(Bolting)되어 있다. 로터리 테이블(210)은 그 안쪽에 형성되어 있는 공간(214)을 갖는다. 축 구멍(216)이 로터리 테이블(210)의 아랫면 중앙에 형성되어 있다. 중공 회전자(164)의 보어(166)는 축 구멍(216)과 정렬되어 있다. 제1 내지 제4 가이드 슬롯(Guide slot: 228-1, 218-2, 218-3, 218-4)이 로터리 테이블(210)의 위쪽에 놓이는 워크피스(10), 즉 포토 마스크(20)의 제1 내지 제4 변(22-1, 22-2, 22-3, 22-4)과 이웃하도록 로터리 테이블(210)의 윗면에 형성되어 있다.

중공 고정축(170)의 상단부(172)는 축 구멍(216)을 통하여 공간(214)의 아래쪽에 배치되어 있다. 중공 회전축(200)의 상단부(202)는 축 구멍(216)을 통하여 공간(214)의 위쪽에 배치되어 있다. 조인트 브래킷(Joint bracket: 220)이 중공 회전축(200)과 로터리 테이블(210)을 함께 회전시킬 수 있도록 중공 회전축(200)의 플랜지(208)와 로터리 테이블(210)에 결합되어 있다. 중공 회전축(200)은 조인트 브래킷(220)에 의해 플랜지(208)가 로터리 테이블(210)에 연결되어 구동 모터(160)의 구동에 의해 중공 회전자(164)와 함께 안정적으로 회전하게 된다. 커버(Cover: 222)들 각각이 제1 내지 제4 가이드 슬롯(228-1, 218-2, 218-3, 218-4)의 위쪽을 덮도록 톱 플레이트(212a)의 윗면에 장착되어 있다. 커버(222)들 각각은 제1 내지 제4 가이드 슬롯(228-1, 218-2, 218-3, 218-4)을 통한 오염물질의 유동을 방지한다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 비전 검사 시스템(100)은 로터리 테이블(210) 주위의 공기를 외부로 배출하여 먼지, 입자 등의 오염물질 또는 불순물을 제거하기 위한 공기 배출 장치(Air exhaust device: 230)를 구비한다. 공기 배출 장치(230)는 진공 펌프(Vacuum pump: 232)와 제1 공기 배출 라인(Air exhaust line: 240)으로 구성되어 있다. 진공 펌프(232)는 공기의 흡입력을 발생하도록 프레임(110)과 이웃하도록 배치되어 있다. 진공 펌프(232)는 공기의 흡입력을 발생하는 에어 펌프(Air pump), 에어 컴프레서(Air compressor)로 구성될 수 있다. 진공 펌프(232)는 오염물질을 필터링(Filtering)하여 제거하는 필터 유닛(Filter unit)과 연결될 수 있다.

제1 공기 배출 라인(240)은 진공 펌프(232)의 작동에 의해 중공 회전축(200)의 보어(206)를 통하여 공간(214)의 위쪽으로부터 로터리 테이블(210) 밖으로 공기를 배출할 수 있도록 구성되어 있다. 제1 공기 배출 라인(240)은 파이프 통로(144)와 연결되도록 커넥터 브래킷(150)에 결합되어 있는 튜브 피팅(154, 156)들 중 어느 하나를 포함한다. 제1 공기 배출 라인(240)은 제1 에어 튜브(Air tube: 242), 로터리 조인트(244)와 제2 에어 튜브(246)로 구성되어 있다. 제1 에어 튜브(242) 또는 에어 호스(Air hose)는 튜브 피팅(154)과 진공 펌프(232) 사이에 연결되어 있다. 제1 에어 튜브(242)는 튜브 피팅(156)과 진공 펌프(232) 사이에 연결될 수도 있다.

로터리 조인트(244)는 중공 회전축(200)의 상단과 이웃하는 공간(214)의 위쪽 주위의 공기를 중공 회전축(200)의 보어(206)를 통하여 배출할 수 있도록 중공 회전축(200)의 하단부(204)에 결합되어 있다. 로터리 조인트(244)는 보어(206)와 연결되어 있는 보어(244a)를 갖는 중공 보어 로터리 조인트(Hollow bore rotary bore) 또는 중공 보어 로터리 유니언(Hollow bore rotary union)으로 구성되어 있다. 제2 에어 튜브(246)는 파이프 통로(144), 중공 고정축(170)의 측면 구멍(178)들과 보어(176)를 통하여 튜브 피팅(154)과 로터리 조인트(244) 사이에 연결되어 있다. 제2 에어 튜브(246)는 튜브 피팅(156)과 로터리 조인트(244) 사이에 연결될 수도 있다.

제1 공기 배출 라인(240)은 공기 유입 피팅(Air inlet fitting: 248)을 더 구비한다. 공기 유입 피팅(248)은 중공 회전축(200)의 상단부(202)에 결합되어 있으며, 중공 회전축(200)의 반경 방향으로부터 공기를 흡입할 수 있도록 원주 방향을 따라 형성되어 있는 복수의 포트(Port: 248a)를 갖는다. 포트(248a)들은 중공 회전축(200)의 보어(206)와 연결되어 있다.

공기 배출 장치(230)는 제2 공기 배출 라인(250)을 더 구비한다. 제2 공기 배출 라인(250)은 파이프 통로(144)와 연결되도록 커넥터 브래킷(150)에 결합되어 있는 튜브 피팅(154, 156)들 중 어느 하나를 포함한다. 제2 공기 배출 라인(250)은 중공 고정축(170)의 플랜지(170)에 형성되어 있는 구멍(182)들을 통하여 공간(214)의 아래쪽으로부터 로터리 테이블(210) 밖으로 공기를 배출할 수 있도록 구성되어 있다. 제2 공기 배출 라인(250)은 복수의 공기 유입 피팅(252)과 진공 펌프(232)에 연결되어 있는 복수의 제3 에어 튜브(254)로 구성되어 있다. 공기 유입 피팅(252)들 각각은 플랜지(170)의 아래쪽에 배치되도록 구멍(182)들 각각에 결합되어 있다. 제3 에어 튜브(254)들은 파이프 통로(144), 중공 고정축(170)의 측면 구멍(178)들과 보어(176), 중공 회전자(164)의 보어(166)를 통하여 진공 펌프(232)와 연결되도록 튜브 피팅(154)과 공기 유입 피팅(252)들 사이에 연결되어 있다. 제3 에어 튜브(254)는 진공 펌프(232)와 연결되도록 튜브 피팅(156)과 공기 유입 피팅(252)들 사이에 연결될 수도 있다.

공기 배출 장치(230)는 진공 펌프(232)의 작동에 의해 공간(214)으로부터 로터리 테이블(210) 밖으로 공기를 배출할 수 있는 제4 에어 튜브(260)를 더 구비한다. 제4 에어 튜브(260)는 공간(214), 중공 회전자(164)의 보어(166)와 파이프 통로(144)를 통하여 공기를 배출할 수 있도록 튜브 피팅(156)과 진공 펌프(232) 사이에 연결되어 있다. 제4 에어 튜브(260)는 튜브 피팅(154)과 진공 펌프(232) 사이에 연결될 수도 있다.

도 3 내지 도 5, 도 7과 도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 비전 검사 시스템(100)은 테이블(220) 위에 놓이는 워크피스(10)를 지지할 수 있도록 로터리 테이블(210)의 윗면에 설치되어 있는 제1 내지 제4 포지셔너(Positioner: 270-1, 270-2, 270-3, 270-4)를 구비한다. 자리(Seat: 272)가 제1 내지 제4 코너(24-1, 24-2, 24-3, 24-4) 각각과 이웃하는 워크피스(10)의 아랫면을 지지하도록 제1 내지 제4 포지셔너(270-1, 270-2, 270-3, 270-4) 각각의 윗면에 돌출되어 있다. 한 쌍의 스톱 범프(Stop bump: 274)가 제1 내지 제4 변(22-1, 22-2, 22-3, 22-4) 중 제1 내지 제4 코너(24-1, 24-2, 24-3, 24-4) 각각과 이웃하는 두 개의 변과 접촉하여 워크피스(10), 즉 포토 마스크(20)의 이탈을 방지할 수 있도록 두 개의 변과 간격을 두고 제1 내지 제4 포지셔너(270-1, 270-2, 270-3, 270-4) 각각 윗면에 돌출되어 있다. 워크피스(10)가 정위치에 배치되어 자리(272)에 지지되는 경우, 도 12에 도시되어 있는 바와 같이 제1 내지 제4 변(22-1, 22-2, 22-3, 22-4) 각각과 스톱 범프(274)들 사이에 간격(d)이 유지된다. 몇몇 실시예에 있어서, 제1 내지 제4 포지셔너(270-1, 270-2, 270-3, 270-4) 각각은 그 높이를 스크루(Screw)에 의하여 조절하여 워크피스(10)의 수평 맞추기를 실시할 수 있는 레벨러(Leveler) 또는 세팅 지그(Setting jig)로 구성될 수 있다.

도 3 내지 도 5, 도 7과 도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 비전 검사 시스템(100)은 제1 내지 제4 변(22-1, 22-2, 22-3, 22-4) 각각을 2점 지지에 의해 밀어 붙잡아줄 수 있도록 로터리 테이블(210)에 설치되어 있는 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-2, 280-3, 280-4)를 구비한다. 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-2, 280-3, 280-4) 각각은 제1 내지 제4 변(22-1, 22-2, 22-3, 22-4) 각각에 이웃하도록 로터리 테이블(210)에 설치되어 있으며, 전기 액추에이터(Electrostatic actuator: 282), 슬라이더(284), 암(Arm: 286)과 한 쌍의 얼라인먼트 핀(Alignment pin: 288)으로 구성되어 있다.

전기 액추에이터(282)는 공간(214) 안에 장착되어 있다. 전기 액추에이터(282)는 직선 왕복운동하는 플런저(Plunger)를 갖는 리니어 솔레노이드 액추에이터(Linear solenoid actuator)로 구성되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 전기 액추에이터(282)는 슬라이더(284)를 직선 왕복 운동시키는 공압 실린더(Pneumatic cylinder)로 구성될 수 있다. 공압 실린더는 진공 펌프 또는 에어컴프레서(Air compressor)의 작동에 의해 공급되는 압축공기에 의해 작동되도록 구성되며, 압축공기는 제1 공기 배출 라인(240)을 공기 유입 라인(Air inflow line)으로 변경하는 것에 의해 공압 실린더에 공급될 수 있다.

슬라이더(284)는 제1 내지 제4 가이드 슬롯(218-1, 218-2, 218-3, 218-4)을 통하여 전기 액추에이터(282)에 연결되어 있으며, 전기 액추에이터(282)의 작동에 의해 제1 내지 제4 가이드 슬롯(218-1, 218-2, 218-3, 218-4)을 따라 워크피스(10)에 대해 접근 또는 이격되는 방향으로 직선 운동한다. 슬라이더(284)의 상단은 제1 내지 제4 가이드 슬롯(218-1, 218-2, 218-3, 218-4)을 통하여 로터리 테이블(210)의 윗면에 노출되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 슬라이더(284)는 리니어 가이드(Linear guide)에 의해 안내되어 직선 운동하도록 구성될 수 있다. 암(286)은 제1 내지 제4 변(22-1, 22-2, 22-3, 22-4) 각각과 서로 나란하도록 로터리 테이블(210)의 위쪽에 배치되어 있으며, 슬라이더(284)에 연결되어 있다. 얼라인먼트 핀(288)들 또는 푸시로드(Push rod) 각각은 제1 내지 제4 변(22-1, 22-2, 22-3, 22-4) 각각의 양쪽을 2점 지지할 수 있도록 암(286)의 양단에 결합되어 있다.

제1 내지 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-2, 280-3, 280-4) 중 서로 직교하도록 배치되어 있는 두 개의 얼라인먼트 장치, 즉 제1 및 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-4) 각각은 얼라인먼트 핀(288)들에 작용하는 충격을 완충시킬 수 있도록 구성되어 있다. 제1 및 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-4) 각각은 제1 및 제2 스프링 댐퍼(Spring damper: 290)를 더 구비한다. 한 쌍의 스프링 댐퍼(290) 각각은 워크피스(10)에 대해 직선 운동하는 댐핑 로드(Damping rod: 292)를 가지며, 고정 블록(Fixed block: 294)에 의해 암(286)의 양쪽 윗면에 장착되어 있다. 스프링 댐퍼(290)들 각각은 완충 효과를 높이기 위해 Z축 방향을 따라 고정 블록(294)에 상하로 두 개가 장착되어 있는 것이 도시되어 있으나, 스프링 댐퍼(290)들은 한 개로 구성될 수도 있다. 조인트 블록(Joint block: 296)이 스프링 댐퍼(290)들 각각의 댐핑 로드(294)에 결합되어 있다. 얼라인먼트 핀(288)들 각각은 조인트 블록(296)에 결합되어 있다. 얼라인먼트 핀(288)들 각각은 스프링 댐퍼(290)들 각각의 댐핑 로드(294)에 직접적으로 결합되거나 댐핑 로드(294)와 일체형으로 구성될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 스프링 댐퍼(290)들은 제1 및 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-4) 대신에 제2 및 제3 얼라인먼트 장치(280-2, 280-3)에 채택될 수도 있다.

도 1, 도 2, 도 13과 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 비전 검사 시스템(100)은 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-2, 280-3, 280-4)에 의해 정렬되어 있는 워크피스(10)의 이미지를 획득할 수 있도록 프레임(100)에 설치되어 있는 이미지 획득 장치(Image acquisition device: 300)를 구비한다. 이미지 획득 장치(300)는 Z 스테이지(Z stage: 302), 리프팅 프레임(Lifting frame: 304), 광원(306), 카메라(308)로 구성되어 있다.

Z 스테이지(302)는 Z축을 따라 직선 운동할 수 있도록 오버헤드 프레임(116)의 앞쪽에 설치되어 있다. Z 스테이지(302)는 서보모터, 리드 스크루, 너트 블록, 슬라이더 또는 캐리지, 가이드 레일 또는 리니어 모션 가이드를 갖는 Z축 리니어 액추에이터 또는 Z 모터라이즈드 리니어 스테이지(Z motorized linear stage), Z 모터라이즈드 병진 스테이지(Z motorized translation stage)로 구성되어 있다.

리프팅 프레임(304) 또는 카메라 스테이지는 Z 스테이지(302)의 작동에 의해 Z축을 따라 직선 운동할 수 있도록 Z 스테이지(302)에 장착되어 있다. 워크피스(10)에 빛을 주사하는 광원(306)으로 레이저 조명(Laser light: 306a)은 리프팅 프레임(304)에 장착되어 있으며, 워크피스(10)에 대해 예를 들어 파장 670nm의 레이저 빔(Laser beam)을 조사한다. 카메라(308)는 리프팅 프레임(304)의 중앙에 실질적으로 수직하게 장착되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 이미지 획득 장치(300)는 워크피스(10)의 이미지를 여러 각도에서 촬영할 수 있도록 배치되어 있는 복수의 카메라를 구비할 수 있다.

도 13과 도 14에 도시되어 있는 바와 같이, 이미지 획득 장치(300)는 레이저 조명(306a)으로부터 조사되는 레이저 빔의 균일성(Uniformity)을 검출하기 위한 디텍터(Detector: 310), 빔 스플리터(Beam splitter: 312)와 렌즈(Leans: 314)를 더 구비한다. 디텍터(310)는 카메라(308)와 반대쪽에 배치되도록 로터리 테이블(210)의 한쪽, 즉 보텀 플레이트(222b)의 한쪽에 장착되어 레이저 빔을 검출한다. 빔 스플리터(312)는 레이저 조명(306a)과 카메라(308) 사이에 배치되도록 로터리 테이블(210)의 윗면에 장착되어 있다. 빔 스플리터(312)는 레이저 조명(306a)으로부터 조사되는 레이저 빔 중 일부를 분할하여 카메라(308) 쪽으로 조사하고, 나머지는 디텍터(310)쪽으로 조사한다. 빔 스플리터(312)에 의해 디텍터(310)쪽으로 조사되는 레이저 빔의 광량은 약 1%이다. 렌즈(314)는 빔 스플리터(312)로부터 분할되어 조사되는 레이저 빔을 집중시켜 디텍터(310)쪽으로 조사한다.

본 발명에 따른 비전 검사 시스템(100)은 카메라(308)로부터 획득되는 워크피스(10)의 이미지를 프로세싱하는 컴퓨터(320)를 구비한다. 컴퓨터(320)는 카메라(308)로부터 입력되는 워크피스(10)의 이미지를 이미지 프로세싱 프로그램에 의해 프로세싱하여 워크피스(308)를 검사한다. 컴퓨터(302)는 디텍터(310)로부터 입력되는 신호를 처리하여 레이저 조명(306a)의 이상을 검출한다.

컴퓨터(320)는 비전 검사 시스템(100)의 제어를 위한 제어 수단으로 컨트롤러(Controller: 330)와 연결되어 있다. 컨트롤러(330)는 X-Y 스테이지(120)의 X축 및 Y축 리니어 액추에이터(122, 124), 구동 모터(160), 진공 펌프(232), 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-2, 280-3, 280-4) 각각의 전기 액추에이터(282), 광원(306), 카메라(308), 디텍터(310)와 복수의 센서(332) 각각에 연결되어 있다.

도 3 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 센서(332)들은 제1 내지 제4 포지셔너(270-1, 270-2, 270-3, 270-4)에 놓이는 워크피스(10)를 감지할 수 있도록 로터리 테이블(210)의 윗면에 장착되어 있다. 도 14에 도시되어 있는 바와 같이, 컨트롤러(330)는 X-Y 스테이지(120)의 X축 및 Y축 리니어 액추에이터(122, 124), 구동 모터(160), 진공 펌프(232), 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-2, 280-3, 280-4) 각각의 전기 액추에이터(282)와 광원(306) 등을 시퀀스 제어(Sequence control)한다. 컨트롤러(330)는 카메라(308), 디텍터(310)와 센서(332)들로부터 입력되는 신호들을 처리하는 컴퓨터 시스템으로 구성될 수 있다.

지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 비전 검사 시스템에 대한 작용을 설명한다.

도 3, 도 4, 도 9 내지 도 12와 도 14를 참조하면, 제1 내지 제4 코너(24-1, 24-2, 24-3, 24-4) 각각의 아랫면이 제1 내지 제4 포지셔너(270-1, 270-2, 270-3, 270-4) 각각의 자리(272)에 놓이면, 센서(332)들은 포토 마스크(20)를 감지한 신호를 컨트롤러(330)에 입력한다. 컨트롤러(330)의 제어에 의하여 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-2, 280-3, 280-4) 각각의 전기 액추에이터(282)가 작동되어 슬라이더(284)를 전진시킨다. 얼라인먼트 핀(288)들은 제1 내지 제4 변(22-1, 22-2, 22-3, 22-4) 각각의 양쪽을 2점 지지하면서 포토 마스크(20)를 X축 방향과 Y축 방향으로 밀어 포토 마스크(20)의 위치를 정확하게 잡아준다.

한편, 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-2, 280-3, 280-4) 각각의 얼라인먼트 핀(288)들이 제1 및 제4 변(22-1, 22-4)에 접촉할 때 충격이 가해질 수 있다. 제1 및 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-4) 각각의 얼라인먼트 핀(288)들이 제1 및 제4 변(22-1, 22-4)에 충격이 가해질 때 댐핑 실린더(290)들의 댐핑 로드(292)가 후퇴되면서 충격을 완충시킨 후 복귀된다. 이러한 댐핑 실린더(290)들의 완충 작용에 의해 포트 마스크(20)의 손상을 방지할 수 있다.

도 9 내지 도 12에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-2, 280-3, 280-4) 각각의 얼라인먼트 핀(288)들이 제1 내지 제4 변(22-1, 22-2, 22-3, 22-4)에 접촉되어 포트 마스크(20)가 정렬되면, 제1 내지 제4 변(22-1, 22-2, 22-3, 22-4) 각각은 제1 내지 제4 포지셔너(270-1, 270-2, 270-3, 270-4) 각각의 스톱 범프(274)들과 간격(d)을 두고 떨어져 있게 된다. 따라서 포트 마스크(20)가 제1 내지 제4 포지셔너(270-1, 270-2, 270-3, 270-4)와 접촉되는 면적이 최소화되어 포토 마스크(20)의 손상을 방지할 수 있다. 포토 마스크(20)의 불량이나 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-2, 280-3, 280-4)의 오동작으로 포토 마스크(20)가 어느 한쪽, 예를 들면 제1 및 제2 포지셔너(270-1, 270-2)쪽으로 지나치게 밀리게 되는 경우, 도 12에 이점쇄선으로 도시되어 있는 바와 같이 제1 및 제2 포지셔너(270-1, 270-2) 각각의 스톱 범프(274)들이 제1 및 제2 코너(24-1, 24-2)와 이웃하는 포토 마스크(20)의 변들 각각을 지지하여 포토 마스크(20)의 이탈을 방지하게 된다. 따라서 포토 마스크(20)의 포지셔닝과 얼라인먼트 동작을 정확하고 안정적으로 실시할 수 있다.

도 1, 도 2와 도 13을 참조하면, X-Y 스테이지(120)의 작동에 의하여 로터리 테이블 장치(210)는 로딩 위치에서 검사 스테이션(112)로 이송된다. 로터리 테이블 장치(210)가 검사 스테이션(112)에 배치되면, 컨트롤러(330)의 제어에 의해 레이저 조명(306a)의 레이저 빔이 포토 마스크(20)에 주사되고, 카메라(308)는 빔 스플리터(312)를 통하여 투사되는 포트 마스크(20)의 이미지를 촬영하여 컴퓨터(320)에 입력한다. 빔 스플리터(312)는 레이저 빔 중 약 1%를 디텍터(310)쪽으로 분할하여 조사한다. 렌즈(314)는 빔 스플리터(312)로부터 조사되는 레이저 빔을 집중하여 디텍터(310)쪽으로 조사한다. 디텍터(310)는 레이저 빔을 검출한 신호를 컴퓨터(320)에 입력한다. 컴퓨터(320)는 디텍터(310)로부터 입력되는 신호를 처리하여 레이저 조명(306a)의 레이저 빔이 밝지 않으면, 레이저 조명(306a)의 교체 신호를 출력한다. 이와 같이 레이저 조명(306a)의 밝기를 검출하는 것에 의하여 카메라(308)의 촬영에 요구되는 레이저 빔의 밝기를 정확하게 유지하여 검사의 신뢰성을 높일 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 디텍터(310)의 신호는 컨트롤러(330)에 입력하여 처리할 수도 있다.

계속해서, 컨트롤러(330)의 제어에 의하여 구동 모터(160)가 구동되어 중공 회전자(164)을 회전시키게 된다. 중공 회전축(200)과 로터리 테이블(210)이 중공 회전자(164)과 함께 회전된다. 카메라(308)들은 로터리 테이블(210) 위에 놓여 회전되는 포토 마스크(20)의 이미지를 촬영하여 이미지 데이터를 컴퓨터(320)에 입력한다. 컴퓨터(320)은 카메라(308)들로부터 입력되는 이미지 데이터를 처리하여 포토 마스크(20)의 결함(Defect)을 검사한다.

도 5, 도 7과 도 8을 참조하면, 전선(196)들은 중공 고정축(170)의 보어(176)와 슬립 링(190)을 통하여 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-2, 280-3, 280-4) 각각의 전기 액추에이터(282)와 센서(332)들 각각에 배선되어 로터리 테이블(210)의 회전에 의한 전선(196)들의 꼬임이 방지되고, 로터리 테이블(210)의 원활한 회전을 가능하게 한다.

도 7과 도 8을 참조하면, 로터리 테이블(210) 주위의 공기 중에 포함되어 있는 먼지, 입자 등의 오염물질 또는 불순물은 포토 마스크(20)의 표면을 오염시킬 수 있다. 또한, 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치(280-1, 280-2, 280-3, 280-4) 등의 작동 시 마모에 의해 발생되는 쇳가루, 미세 입자 등의 오염물질은 공기 중에 포함되어 포토 마스크(20)의 표면을 오염시킬 수 있다.

본 발명에 따른 비전 검사 시스템(100)은 공기 배출 장치(230)에 의해 로터리 테이블(210)의 공간(214)으로부터 로터리 테이블(210) 밖으로 공기를 배출하여 로터리 테이블(210) 주위의 공기 중에 포함되어 있는 오염물질을 제거할 수 있다. 도 7에 화살표 "A"로 도시되어 있는 바와 같이, 진공 펌프(232)의 작동에 의해 제1 에어 튜브(242), 제2 에어 튜브(246), 로터리 조인트(244)의 보어(244a)와 공기 유입 피팅(248)의 포트(248a)들을 통하여 공간(214)의 위쪽으로부터 공기가 흡입되어 배출된다. 또한, 도 7에 화살표 "B"로 도시되어 있는 바와 같이, 진공 펌프(232)의 작동에 의해 공기 유입 피팅(252)들과 제3 에어 튜브(254)를 통하여 공간(214)의 아래쪽으로부터 공기가 흡입되어 배출된다. 도 7에 화살표 "C"로 도시되어 있는 바와 같이, 진공 펌프(232)의 작동에 의해 공간(214) 안의 공기는 플랜지(180)의 구멍(182)들과 제4 에어 튜브(260)들을 통하여 배출된다. 공간(214) 안 전체의 공기가 진공 펌프(232)의 작동에 의해 로터리 테이블(210) 밖으로 배출될 때 로터리 테이블(210) 주위의 공기는 도 7에 화살표 "D"로 도시되어 있는 바와 같이, 제1 내지 제4 가이드 슬롯(218-1, 218-2, 218-3, 218-4)과 로터리 테이블(210)에 형성되어 있는 틈새를 통하여 공간(214) 안으로 유입된다. 따라서 포토 마스크(20)의 표면이 로터리 테이블(210) 중의 공기 중에 포함되어 있는 오염물질에 의해 오염되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 진공 펌프(232)의 작동에 의해 배출되는 공기 중의 오염물질은 필터(Filter)에 의하여 깨끗하게 여과할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

10: 워크피스 20: 포토 마스크
100: 비전 검사 시스템 110: 프레임
120: X-Y 스테이지 130: 로터리 테이블 장치
140: 베이스 플레이트 160: 구동 모터
164: 중공 회전자 170: 중공 고정축
190: 슬립 링 200: 중공 회전축
210: 로터리 테이블 214: 공간
230: 공기 배출 장치 232: 진공 펌프
240: 제1 공기 배출 라인 244: 로터리 조인트
248: 공기 유입 피팅 250: 제2 공기 배출 라인
252: 공기 유입 피팅 270-1~270-4: 제1 내지 제4 포지셔너
280-1~280-4: 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치
282: 전기 액추에이터 290: 댐핑 실린더
300: 이미지 획득 장치 302: Z 스테이지
306: 광원 308: 카메라
310: 디텍터 320: 컴퓨터
330: 컨트롤러 332: 센서

Claims

X축과, 상기 X축에 대해 직교하는 Y축과, 상기 X축과 상기 Y축에 대해 수직하게 직교하는 Z축을 가지며, 제1 내지 제4 변과 제1 내지 제4 코너를 갖는 워크피스의 검사 스테이션을 제공하는 프레임과;
상기 X축과 Y축 방향을 따라 직교좌표 운동할 수 있도록 상기 프레임에 설치되어 있는 X-Y 스테이지와;
상기 X-Y 스테이지의 작동에 의해 직교좌표 운동할 수 있도록 설치되어 있으며, 상기 Y축을 중심으로 회전할 수 있는 로터리 테이블을 갖는 로터리 테이블 장치와;
상기 제1 내지 제4 코너 각각과 이웃하도록 상기 로터리 테이블의 윗면에 장착되어 있으며, 상기 제1 내지 제4 코너 각각과 이웃하는 상기 워크피스의 아랫면을 지지하도록 윗면에 돌출되어 있는 자리와, 상기 제1 내지 제4 변 중 상기 제1 내지 제4 코너 각각과 이웃하는 두 개의 변과 접촉하여 상기 워크피스의 이탈을 방지할 수 있도록 상기 두 개의 변과 간격을 두고 윗면에 돌출되어 있는 한 쌍의 스톱 범프를 갖는 제1 내지 제4 포지셔너와;
상기 제1 내지 제4 변 각각을 2점 지지에 의해 밀어 상기 워크피스를 붙잡아줄 수 있도록 상기 로터리 테이블에 설치되어 있는 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치와;
상기 워크피스의 이미지를 획득할 수 있도록 상기 프레임에 설치되어 있는 이미지 획득 수단과;
상기 이미지 획득 수단으로부터 획득되는 상기 워크피스의 이미지를 프로세싱하는 컴퓨터를 포함하는 비전 검사 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치 각각은,
상기 로터리 테이블 안에 장착되어 있는 전기 액추에이터와;
상기 로터리 테이블의 윗면을 관통하여 상기 전기 액추에이터에 연결되어 있으며, 상기 전기 액추에이터의 작동에 의해 상기 워크피스에 대해 접근 및 이격되도록 직선 운동하는 슬라이더와;
상기 제1 내지 제4 변 각각과 서로 나란하도록 상기 로터리 테이블의 위쪽에 배치되어 있으며, 상기 로터리 테이블의 윗면을 관통하여 상기 슬라이더에 연결되어 있는 암과;
상기 제1 내지 제4 변 각각의 양쪽을 2점 지지할 수 있도록 상기 암의 양단에 결합되어 있는 한 쌍의 얼라인먼트 핀으로 이루어지는 비전 검사 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 얼라인먼트 장치 중 서로 직교하도록 배치되어 있는 두 개의 얼라인먼트 장치 각각은 댐핑 로드를 갖는 한 쌍의 스프링 댐퍼를 더 포함하고, 상기 한 쌍의 스프링 댐퍼 각각은 상기 두 개의 얼라인먼트 장치 각각의 암의 양단에 장착되어 있으며, 상기 두 개의 얼라인먼트 장치 각각의 한 쌍의 얼라인먼트 핀은 충격의 완충을 위해 상기 한 쌍의 스프링 댐퍼 각각의 댐핑 로드에 결합되어 있는 비전 검사 시스템.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 이미지 획득 장치는,
상기 워크피스에 대해 상기 Z축 방향을 따라 직선 운동할 수 있도록 상기 프레임에 설치되어 있는 Z 스테이지와;
상기 Z 스테이지에 장착되어 있는 리프팅 프레임과;
상기 워크피스에 대해 레이저 빔을 주사하도록 상기 리프팅 프레임에 장착되어 있는 레이저 조명과;
상기 레이저 조명에 의해 투사되는 상기 워크피스의 이미지를 획득하여 상기 컴퓨터에 입력하는 카메라로 이루어지는 비전 검사 시스템.
제5항에 있어서,
상기 레이저 빔의 일부를 상기 카메라 쪽으로 분할하여 주사하고 나머지 레이저 빔을 상기 카메라와 반대쪽으로 주사하도록 상기 로터리 테이블의 윗면에 장착되어 있는 빔 스플리터와;
상기 나머지 레이저 빔을 집광하여 주사하는 렌즈와;
상기 렌즈로부터 주사되는 상기 나머지 레이저 빔을 검출한 신호를 상기 컴퓨터에 입력하는 디텍터를 더 포함하고,
상기 컴퓨터는 상기 디텍터로부터의 신호를 처리하여 상기 레이저 조명의 이상 여부를 판별하도록 구성되어 있는 비전 검사 시스템.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 로터리 테이블은 안쪽에 형성되어 있는 공간과, 상기 공간과 연결되도록 아랫면에 형성되어 있는 축 구멍을 구비하며,
상기 로터리 테이블 장치는,
상기 X-Y 스테이지의 작동에 의해 직교좌표 운동하며, 윗면에 홈이 형성되어 있는 베이스 플레이트와;
상기 홈을 덮어 파이프 통로를 형성하도록 상기 베이스 플레이트의 윗면에 장착되어 있고, 상기 파이프 통로와 연결되도록 중앙에 보어가 형성되어 있으며, 상기 보어에 회전할 수 있도록 장착되어 있고 보어가 형성되어 있는 중공 회전자를 갖는 구동 모터와;
상기 중공 회전자의 보어 안에 배치되도록 상기 홈에 장착되어 있으며, 상단부가 상기 축 구멍을 통하여 상기 공간 안에 배치되어 있고, 중앙에 형성되어 있는 보어와 외면에 형성되어 있는 복수의 측면 구멍을 구비하는 중공 고정축과;
상기 중공 고정축의 상단에 전선의 배선을 위해 장착되어 있으며, 중앙에 보어가 형성되어 있는 슬립 링과;
상기 중공 회전자와 함께 회전할 수 있도록 상기 중공 회전자의 보어에 결합되어 있고, 중앙에 보어가 형성되어 있는 중공 회전축을 구비하는 비전 검사 시스템.
제7항에 있어서,
상기 프레임과 이웃하도록 배치되어 있으며 공기의 흡입력을 발생하는 진공 펌프와, 상기 진공 펌프의 작동에 의해 상기 중공 회전축의 보어를 통하여 상기 공간으로부터 공기를 배출하는 제1 공기 배출 라인을 구비하여 상기 로터리 테이블 주위의 공기를 외부로 배출하는 공기 배출 장치를 더 포함하는 비전 검사 시스템.
제8항에 있어서,
상기 중공 회전축의 상단은 상기 축 구멍을 통하여 상기 공간의 위쪽에 배출되어 있으며,
상기 제1 공기 배출 라인은,
상기 파이프 통로와 연결되도록 상기 베이스 플레이트에 결합되어 있는 튜브 피팅과;
상기 튜브 피팅과 상기 진공 펌프 사이에 연결되어 있는 제1 에어 튜브와;
상기 중공 회전축에 하단에 결합되어 있으며, 상기 중공 회전축의 보어와 연결되어 있는 보어를 갖는 로터리 조인트와;
상기 튜브 피팅과 상기 로터리 조인트 사이에 연결되어 있는 제2 에어 튜브를 포함하는 비전 검사 시스템.
제9항에 있어서,
상기 제1 공기 배출 라인은 상기 중공 회전축의 상단에 결합되어 있고 상기 중공 회전축의 보어와 연결되도록 원주 방향을 따라 형성되어 있는 복수의 포트를 갖는 공기 유입 피팅을 더 포함하는 비전 검사 시스템.
제8항에 있어서,
상기 중공 고정축의 상단은 상기 축구멍을 통하여 상기 공간의 아랫쪽에 배치되어 있으며, 상기 중공 고정축의 상단에 그 외면과 아랫면을 관통하도록 원주 방향을 따라 형성되어 있는 복수의 구멍을 갖는 플랜지가 더 형성되어 있고,
상기 공기 배출 장치는 상기 공간의 아래쪽으로부터 공기를 배출할 수 있도록 상기 플랜지의 아래쪽에 배치되도록 상기 복수의 구멍 각각에 결합되어 있는 복수의 공기 유입 피팅과, 상기 진공 펌프와 복수의 공기 유입 피팅 사이에 연결되어 있는 복수의 제3 에어 튜브를 갖는 제2 공기 배출 라인을 더 포함하는 비전 검사 시스템.
제8항에 있어서,
상기 공기 배출 장치는 상기 진공 펌프의 작동에 의해 상기 공간으로부터 상기 중공 회전자의 보어와 상기 파이프 통로를 통하여 공기를 배출할 수 있도록 상기 파이프 통로와 상기 진공 펌프 사이에 연결되어 있는 제4 에어 튜브를 더 포함하는 비전 검사 시스템.