KR102402963B1 - 정전척의 척킹력 측정 장치 - Google Patents

정전척의 척킹력 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부가 진공 분위기로 유지되는 챔버 하우징을 구비하는 진공 하우징 모듈과, 챔버 하우징의 내부에 위치하며 정전척의 상면에 척킹되는 평판 기판을 지지하는 기판 지지 모듈과, 챔버 하우징의 일측면에 결합되어 챔버 하우징의 진공 상태를 유지하면서 기판 지지 모듈을 이동시키는 신축 밀폐 모듈과, 챔버 하우징의 외측에 위치하여 회전력을 발생시키는 회전 모듈과, 신축 밀폐 모듈과 회전 모듈 사이에 위치하며, 회전 모듈의 회전 운동을 직선 운동으로 바꾸어 신축 밀폐 모듈로 전달하는 변환 모듈 및 기판 지지 모듈의 이동 과정에서 기판 지지 모듈에 인가되는 응력을 측정하는 센싱 모듈을 포함하는 정전척의 척킹력 측정 장치를 개시한다.

Description

정전척의 척킹력 측정 장치{Apparatus for Measurement of Chucking Force of Electrostatic Chuck}
본 발명은 평판 표시 모듈을 제조하는 장치에 사용되는 정전척의 척킹력을 측정하는 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치 또는 유기발광다이오드 표시 장치와 같은 평판 표시 모듈은 유리 기판과 같은 평판 기판의 상면에 다양한 코팅층이 코팅되고 소자가 실장되어 형성된다. 상기 코팅층은 스퍼터링(sputtering) 공정 또는 플라즈마 강화 화학기상증착(PECVD) 공정과 같은 코팅 공정에 의하여 형성될 수 있다. 상기 코팅 공정은 각각의 스퍼터링 장치 또는 화학기상증착 장치와 같은 코팅 장치에서 진행될 수 있다. 상기 코팅 장치는 진공으로 유지되는 공정 챔버와 공정 챔버의 내부에 위치하는 정전척과 코팅 물질 공급 모듈을 포함한다.
상기 코팅 장치는 정전척의 상면에 평판 기판을 안착시킨 후에 정전척의 척킹력으로 평판 기판을 고정시킨다. 상기 코팅 장치는 정전척에 평판 기판을 안정적으로 고정시켜 코팅 공정중에 평판 기판이 이동되지 않도록 하는 것이 요구된다. 상기 정전척이 평판 기판을 안정적으로 고정하기 위해서는, 척킹력을 일정 이상으로 유지하는 것이 필요하다. 현재 상기 정전척에 대한 척킹력을 정량적으로 측정할 수 있는 방법이 마련되지 않은 상태이다.
본 발명은 정전척의 척킹력을 정량적으로 평가할 수 있는 정전척의 척킹력 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정전척의 척킹력 측정 장치는 내부가 진공 분위기로 유지되는 챔버 하우징을 구비하는 진공 하우징 모듈과, 상기 챔버 하우징의 내부에 위치하며 정전척의 상면에 척킹되는 평판 기판을 지지하는 기판 지지 모듈과, 상기 챔버 하우징의 일측면에 결합되어 상기 챔버 하우징의 진공 상태를 유지하면서 상기 기판 지지 모듈을 이동시키는 신축 밀폐 모듈과, 상기 챔버 하우징의 외측에 위치하여 회전력을 발생시키는 회전 모듈과, 상기 신축 밀폐 모듈과 회전 모듈 사이에 위치하며, 상기 회전 모듈의 회전 운동을 직선 운동으로 바꾸어 상기 신축 밀폐 모듈로 전달하는 변환 모듈 및 상기 기판 지지 모듈의 이동 과정에서 상기 기판 지지 모듈에 인가되는 응력을 측정하는 센싱 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.
또한, 상기 기판 지지 모듈은 상기 평판 기판의 평면 형상에 대응되는 사각링 형상으로 형성되어 내측에 상기 평판 기판을 수용하는 기판 지지링 및 상기 기판 지지링의 하부에서 내측으로 돌출되며 상기 평판 기판의 하면 모서리를 지지하는 돌출링을 포함할 수 있다.
또한, 상기 신축 밀폐 모듈은 길이가 신축되고 일측과 타측이 개방된 관 형상이며, 상기 챔버 하우징의 내부에 위치하면서 일측이 상기 챔버 하우징의 일측벽에 결합되어 내부가 상기 챔버 하우징의 외부와 연통되는 신축관과, 상기 신축관의 타측단을 밀폐하는 신축 밀폐판과, 바 형상이며, 일측이 상기 신축 밀폐판에 결합되고, 타측이 상기 기판 지지 모듈에 결합되는 내측 지지바 및 바 형상이며, 타측단이 상기 신축관의 내부에서 상기 신축 밀폐판에 결합되고 일측이 상기 챔버 하우징의 외부로 연장되는 외측 지지바를 포함할 수 있다.
또한, 상기 챔버 하우징은 일측벽의 일면에서 타면으로 관통되는 챔버 하우징 홀을 구비하며, 상기 진공 하우징 모듈은 상기 챔버 하우징의 일측벽에 결합되며, 상기 챔버 하우징 홀과 관통되는 챔버 관통홀을 구비하는 챔버 지지판을 더 구비하며, 상기 신축 밀폐 모듈은 상기 신축관의 일측단에 결합되면서 상기 챔버 지지판에 결합되는 신축 플랜지를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 변환 모듈은 한 쌍으로 형성되며, 축 방향이 상기 평판 기판의 이동 방향과 평행하게 배열되고, 상기 평판 기판의 이동 방향과 수직인 방향으로 서로 이격되어 위치하는 엘엠 레일 및 상기 엘엠 레일의 상부에 이동 가능하게 결합되는 엘엠 블록을 구비한 엘엠 가이드와, 상기 엘엠 블록에 결합되어 상기 평판 기판의 이동 방향으로 이동하는 변환 지지 블록 및 상기 변환 지지 블록을 상기 평판 기판의 이동 방향과 평행하게 이동시키는 볼 스크류를 포함하며, 상기 회전 모듈은 상기 볼 스크류를 회전시키는 서보 모터로 형성되고, 상기 외측 지지바는 상기 변환 지지 블록에 결합될 수 있다.
또한, 상기 변환 지지 블록은 하부 중앙에서 일측면에서 타측면으로 관통되며 상기 볼스크류가 회동 가능하게 결합되는 하부 블록홀 및 상부 중앙에서 타측면에서 일측면으로 관통되며 상기 외측 지지바가 결합되는 상부 블록홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정전척의 척킹력 측정 장치는 정량적으로 정전척의 척킹력을 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 정전척의 척킹력 측정 장치는 진공 분위기에서 정천척에 평판 기판을 고정시키고 척킹력을 측정하므로 실제 공정 조건과 동일하게 척킹력을 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 정전척 척킹력 측정 장치는 진공 분위기에서 척킹력을 측정하므로 대기 상태의 온도 또는 습도와 같은 주변 환경 변수의 변화에 따른 측정 오차를 감소시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 정전척 척킹력 측정 장치는 평판 기판에 서보 모터를 사용하여 방향과 크기가 일정하고 재현성있는 힘을 인가하므로 측정 오차를 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척의 척킹력 측정 장치에 대한 구성도이다.
도 2는 도 1의 A-A에 대한 수직 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B에 대한 수직 단면도이다.
도 4는 도 1의 변환 모듈에 대한 구체적인 실시예의 부분 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 정전척의 척킹력 측정 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척의 척킹력 측정 장치에 대한 구성도이다. 도 2는 도 1의 A-A에 대한 수직 단면도이다. 도 3은 도 1의 B-B에 대한 수직 단면도이다. 도 4는 도 1의 변환 모듈에 대한 구체적인 실시예의 부분 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정전척의 척킹력 측정 장치(100)는, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 진공 하우징 모듈(110)과 기판 지지 모듈(120)과 신축 밀폐 모듈(130)과 회전 모듈(140)과 변환 모듈(150)과 센싱 모듈(160) 및 제어 모듈(170)을 포함할 수 있다.
상기 정전척의 척킹력 측정 장치(100)는 회전 모듈(140)의 회전 운동을 전환 모듈을 이용하여 전후 직선 운동으로 전환시켜 기판 지지 모듈(120)을 당기면서 센싱 모듈(160)에 인가되는 힘을 측정하여 척킹력을 측정할 수 있다. 이때, 상기 기판 지지 모듈(120)은 정전척의 정전력을 이용하여 평판 기판을 정전척의 상면에 고정시킬 수 있다. 따라서, 상기 정전척의 척킹력 측정 장치(100)는 기판 지지 모듈(120)이 이동할 때 센싱 모듈(160)에서 척킹력을 측정하므로 척킹력을 정량적으로 측정할 수 있다.
또한, 상기 정전척의 척킹력 측정 장치(100)는 진공 분위기에서 정전척에 평판 기판을 고정시키고 척킹력을 측정하므로 실제 공정 조건과 동일하게 척킹력을 측정할 수 있다.
상기 진공 하우징 모듈(110)은 챔버 하우징(111)과 챔버 지지판(112)과 진공 배관(113) 및 진공 펌프(114)를 포함할 수 있다. 상기 진공 하우징 모듈(110)은 기판 지지 모듈(120)을 진공 분위기로 수용할 수 있다.
한편, 상기 진공 하우징 모듈(110)은 평판 디스플레이 제조 공정에 사용되는 공정 챔버일 수 있다. 즉, 상기 진공 하우징 모듈(110)은 실제 제조 공정에 사용되는 공정 챔버이며, 일반적인 챔버 하우징과 챔버 하우징의 내부에 위치하는 정전척과 진공 배관 및 진공 펌프를 구비하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 정전척의 척킹력 측정 장치는 실제 공정 챔버의 내부에 설치되어 있는 정전척의 척킹력을 측정할 수 있다. 이러한 경우에 상기 정전척의 척킹력 측정 장치는 별도로 진공 하우징 모듈(110)을 구비하지 않을 수 있다. 다만, 상기 진공 하우징 모듈(110)은 신축 밀폐 모듈(130)을 설치하기 위한 챔버 지지판(112)의 구성을 포함할 수 있다.
상기 챔버 하우징(111)은 내부가 중공인 육면체 형상으로 형성될 수 있다. 상기 챔버 하우징(111)은 평판 기판의 상면에 코팅층을 형성하는 코팅 장치의 공정 챔버와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 여기서 상기 코팅 장치는 평판 기판에 코팅층을 형성할 수 있는 장치를 의미하며, 스퍼티링 장치, 화학기상증착 장치, 원자층 증착 장치와 같은 다양한 장치를 의미할 수 있다. 한편, 상기 정전척의 척킹력 측정 장치(100)가 코팅 장치에 직접 설치되는 경우에 챔버 하우징(111)은 코팅 장치의 공정 챔버일 수 있다.
상기 챔버 하우징(111)은 내부에 기판 지지 모듈(120)을 수용할 수 있는 내부 부피를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 챔버 하우징(111)은 내부가 진공 분위기로 유지되도록 밀폐되어 형성될 수 있다.
상기 챔버 하우징(111)은 일측벽에 일면에서 타면으로 관통되는 챔버 하우징 홀(111a)을 더 구비할 수 있다. 상기 챔버 하우징 홀(111a)은 그 크기에 따라 다양한 역할을 할 수 있다. 예를 들면, 상기 챔버 하우징 홀(111a)은 챔버 지지판(112)의 크기에 대응되는 크기로 형성되는 경우에 챔버 지지판(112)이 결합되는 공간을 제공할 수 있다. 또한, 상기 챔버 하우징 홀(111a)은 챔버 지지판(112)의 크기보다 작은 크기로 형성되는 경우에 신축 밀폐 모듈(130)의 일부가 챔버 하우징(111)의 외부로 연장되는 통로를 제공할 수 있다.
상기 챔버 지지판(112)은 기판 지지 모듈(120)과 회전 모듈(140) 사이에서 챔버 하우징(111)의 일측벽에 결합될 수 있다. 이때, 상기 챔버 지지판(112)은 챔버 하우징(111)의 일측벽에 형성되는 챔버 하우징 홀(111a)에 결합될 수 있다. 상기 챔버 지지판(112)은 챔버 하우징(111)의 일측벽보다 높은 기계적 강도를 갖도록 형성될 수 있다. 한편, 상기 챔버 하우징(111)의 일측벽의 강도가 충분한 경우에 챔버 지지판(112)은 챔버 하우징(111)의 일측벽이 대신할 수 있다.
상기 챔버 지지판(112)은 챔버 관통홀(112a)을 구비할 수 있다. 상기 챔버 관통홀(112a)은 챔버 지지판(112)의 일측면에서 타측면으로 관통되어 형성될 수 있다. 상기 챔버 관통홀(112a)은 신축 밀폐 모듈(130) 또는 변환 모듈(150)의 일부가 관통되는 경로를 제공할 수 있다. 상기 챔버 관통홀(112a)은 챔버 하우징 홀(111a)과 동일한 크기로 형성될 수 있다. 즉, 상기 챔버 하우징 홀(111a)이 챔버 지지판(112)의 크기보다 작은 크기로 형성되는 경우에 챔버 관통홀(112a)과 동일 또는 유사한 크기로 형성될 수 있다. 이러한 경우에 상기 챔버 관통홀(112a)과 챔버 하우징 홀(111a)은 신축 밀폐 모듈(130)의 일부가 챔버 하우징(111)의 외부로 연장되는 통로를 제공할 수 있다.
상기 진공 배관(113)은 챔버 하우징(111)의 일면에 결합되며, 일측이 챔버 하우징(111)의 내부와 연결되고 타측이 챔버 하우징(111)의 외부로 연장될 수 있다. 상기 진공 배관(113)은 챔버 하우징(111)의 내부와 외부를 연결할 수 있다.
상기 진공 펌프(114)는 챔버 하우징(111)의 외부에 위치하며, 진공 배관(113)의 타측과 연결될 수 있다. 상기 진공 펌프(114)는 코팅 장치에 사용되는 일반적인 진공 펌프일 수 있다. 상기 진공 펌프(114)는 챔버 하우징(111)의 내부를 진공 분위기로 만들 수 있다.
상기 기판 지지 모듈(120)은 정전척(121)과 기판 지지링(122) 및 돌출링(123)을 포함할 수 있다. 상기 기판 지지 모듈(120)은 챔버 하우징(111)의 내부에 위치하며, 평판 기판을 정전척(121)의 상면에 이동 가능하게 지지할 수 있다. 즉, 상기 기판 지지 모듈(120)은 정전척(121)의 척킹력 측정 과정에서 평판 기판을 정전척(121)의 상면에 접촉시킨 상태로 일측 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 정전척(121)은 평판 기판의 코팅 장치에 사용되는 일반적인 정전척일 수 있다. 상기 정전척(121)은 척킹력의 측정 대상이 되는 구성에 해당한다. 따라서, 상기 정전척(121)은 정전척의 척킹력 측정 장치(100)의 기본 구성이 아닐 수 있다.
상기 정전척(121)은 공급되는 전원에 의하여 정전력을 발생시켜 상면에 위치하는 평판 기판을 고정할 수 있다. 상기 정전척(121)은 평판 기판의 면적보다 작은 면적을 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 평판 기판은 정전척(121)의 상면에 안착될 때 각 모서리 부분이 정전척(121)의 측단에서 외측 방향으로 소정 폭으로 돌출될 수 있다.
상기 기판 지지링(122)은 평판 기판의 평면 형상에 대응되는 사각링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 기판 지지링(122)은 내부 홀(122a)의 폭과 길이가 평판 기판의 폭과 길이에 대응되도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 평판 기판은 기판 지지링(122)의 내측에 수용될 수 있다. 바람직하게는 상기 기판 지지링(122)은 내부 홀(122a)의 내측면에 평판 기판의 외측면이 접촉되어 이격되지 않는 크기로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 기판 지지링(122)은 척킹력 측정 과정에서 평판 기판과 이격되지 않고 함께 수평 방향으로 이동할 수 있다. 상기 기판 지지링(122)은 알루미늄 또는 스테인레스 재질로 형성될 수 있다.
상기 돌출링(123)은 기판 지지링(122)의 하부에서 내측으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 상기 돌출링(123)은 기판 지지링(122)의 형상에 대응되는 사각링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 돌출링(123)은 외측면이 기판 지지링(122)의 내부 홀(122a)의 내측면에 접촉하도록 형성될 수 있다. 상기 돌출링(123)은 별도로 제작되어 기판 지지링(122)에 용접등에 의하여 결합될 수 있다. 또한, 상기 돌출링(123)은 기판 지지링(122)과 일체로 가공되어 형성될 수 있다. 상기 돌출링(123)은 내부 홀(122a)이 정전척(121)의 상면 면적보다 크게 되도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 돌출링(123)은 내부 홀(122a)의 폭과 길이가 정전척(121)의 폭과 길이보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 상기 돌출링(123)은 내부 홀(122a)의 내측면이 정전척(121)의 외측면과 소정의 이격 거리로 이격되도록 형성될 수 있다. 상기 돌출링(123)은 기판 지지링(122)의 내부 홀(122a)의 내측면에서 내측으로 돌출되어 기판 지지링(122)의 내부 홀에 위치하는 평판 기판의 하면 모서리를 지지할 수 있다. 또한, 상기 돌출링(123)은 척킹력 측정 과정에서 기판 지지링(122)이 정전척(121)에 대하여 일측 방향으로 이동될 수 있도록 한다.
상기 신축 밀폐 모듈(130)은 신축관(131)과 신축 플랜지(132)와 신축 밀폐판(133)과 내측 지지바(134) 및 외측 지지바(135)를 포함할 수 있다. 상기 신축 밀폐 모듈(130)은 챔버 하우징(111)의 일측면에 결합되며, 챔버 하우징(111)의 진공 상태를 유지하면서 평판 기판을 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 신출 밀폐 모듈은 일부가 신축적으로 변형되면서 기판 지지 모듈(120)에 의하여 지지되는 유리 기판을 일방향으로 이동시킬 수 있다. 상기 신출 밀폐 모듈은 신축관(131)이 유리 기판의 이동에 따라 신축되면서 신축 밀폐판(133)이 평판 기판의 이동거리에 대응되는 거리로 이동되도록 할 수 있다.
상기 신축관(131)은 일측과 타측이 개방된 관 형상이며, 길이가 신축되도록 형성될 수 있다. 상기 신축관(131)은 벨로우즈관일 수 있다. 또한, 상기 신축관(131)은 길이가 신축되는 다양한 관으로 형성될 수 있다. 상기 신축관(131)은 챔버 하우징(111)의 내부에 위치하며, 일측이 챔버 하우징(111)의 일측벽에 결합될 수 있다. 이때, 상기 신축관(131)은 내부가 챔버 하우징(111)의 외부과 연통되도록 결합될 수 있다. 따라서, 상기 신축관(131)은 내부는 챔버 하우징(111)의 외부와 연통되어 대기압 상태로 될 수 있다. 또한, 상기 신축관(131)은 챔버 하우징(111)의 내부에 위치하므로 진공 분위기 상태로 될 수 있다.
상기 신축 플랜지(132)는 일반적인 플랜지로 형성되며, 신축관(131)의 내경에 대응되는 직경을 갖는 플랜지 홀(132a)이 형성될 수 있다. 상기 플랜지 홀(132a)은 신축관(131)의 내부와 관통되어 연결될 수 있다. 상기 플랜지 홀(132a)은 챔버 지지홀과 관통되도록 위치할 수 있다. 상기 신축 플랜지(132)는 신축관(131)의 일측단에 결합되며, 챔버 하우징(111)의 챔버 지지판(112)에 결합된다. 상기 신축 플랜지(132)는 신축관(131)을 챔버 하우징(111)의 일측벽에 고정할 수 있다. 상기 신축 플랜지(132)는 신축관(131)을 챔버 하우징(111)에 밀폐되도록 고정할 수 있다.
상기 신축 밀폐판(133)은 신축관(131)의 개방된 타측단을 밀폐할 수 있다. 상기 신축 밀폐판(133)은 내경 면적보다 큰 면적을 갖는 판상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 신축 밀폐판(133)은 적어도 내경 면적보다 큰 외경을 갖는 원형판으로 형성될 수 있다.
상기 내측 지지바(134)는 소정 길이를 갖는 바 형상으로 형성될 수 있다. 상기 내측 지지바(134)는 신축 밀폐판(133)의 타측에서 수평 방향으로 연장될 수 있다. 상기 내측 지지바(134)는 일측이 챔버 하우징(111)의 내측으로 대향하는 신축 밀폐판(133)의 타측면에 결합될 수 있다. 또한, 상기 내측 지지바(134)는 타측이 기판 지지 모듈(120)에 결합될 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 내측 지지바(134)는 타측이 기판 지지링(122)의 일측면에 결합될 수 있다. 따라서, 상기 내측 지지바(134)는 기판 지지링(122)과 신축 밀폐판(133)을 결합시킬 수 있다.
상기 외측 지지바(135)는 소정 길이를 갖는 바 형상으로 형성될 수 있다. 상기 외측 지지바(135)는 내측 지지바(134)와 동일 축상으로 수평 방향으로 연장될 수 있다. 상기 외측 지지바(135)는 타측이 신축관(131)의 내부로 연장되어 타측단이 신축 밀폐판(133)의 일측면에 결합될 수 있다. 또한, 상기 외측 지지바(135)는 일측이 챔버 하우징(111)의 외부로 연장될 수 있다.
상기 회전 모듈(140)은 회전력을 발생시키는 모터를 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 회전 모듈(140)은 서보 모터와 같이 정밀한 제어가 가능한 모터로 형성될 수 있다. 상기 회전 모듈(140)은 챔버 하우징(111)의 외부에 위치하며, 회전력을 발생시킬 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 회전 모듈(140)은 기판 지지 모듈(120)을 이동시키는데 필요한 회전력을 발생시킬 수 있다. 상기 회전 모듈(140)은 챔버 하우징(111)의 외부에 외측 지지바(135)와 동일한 방향으로 회전축이 배열되도록 위치할 수 있다.
상기 변환 모듈(150)은 회전 모듈(140)에서 발생되는 회전력에 의한 회전 운동을 직선 운동으로 변환시켜 신축 밀폐 모듈(130)의 외측 지지바(135)를 직선 운동시킨다. 상기 변환 모듈(150)은 챔버 하우징(111)의 외측에서 신축 밀폐 모듈(130)과 회전 모듈(140) 사이에 위치한다. 상기 변환 모듈(150)은 모터의 회전력에 의한 회전 운동을 직선 운동으로 바꿀 수 있어 신축 밀폐 모듈(130)로 전달할 수 있다. 상기 변환 모듈(150)은 회전 운동을 직선 운동으로 바꿀 수 있는 다양한 구성으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 변환 모듈(150)은 엘엠가이드와 볼스크류, 랙과 피니언 기어와 같은 수단으로 형성될 수 있다.
이하에서는, 상기 변환 모듈(150)이 엘엠가이드와 볼스크류로 형성되는 경우에 대하여 설명한다.
상기 변환 모듈(150)은 엘엠 가이드(151)와 변환 지지 블록(154) 및 볼 스크류(157)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 변환 모듈(150)은 스크류 지지 블록(158)을 더 포함할 수 있다. 상기 변환 모듈(150)은 바람직하게는 챔버 하우징(111)의 외부에 위치할 수 있다.
상기 엘엠 가이드(151)는 한 쌍으로 형성되며, 축 방향이 평판 기판의 이동 방향과 평행하게 배열되고, 평판 기판의 이동 방향과 수직인 방향으로 서로 이격되어 위치할 수 있다. 상기 엘엠 가이드(151)는 일반적인 엘엠 가이드로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 엘엠 가이드(151)는 엘엠 레일(152) 및 엘엠 블록(153)을 포함할 수 있다. 상기 엘엠 레일(152)은 평판 기판의 이동 방향과 평행한 방향으로 배열되며, 엘엠 블록(153)은 엘엠 레일(152)의 상부에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 상기 엘엠 블록(153)은 엘엠 레일(152)을 따라 평판 기판의 이동 방향과 평행하게 이동할 수 있다.
상기 변환 지지 블록(154)은 블록 형상으로 형성되며, 하부 블록홀(154a) 및 상부 블록홀(154b)을 구비할 수 있다. 상기 변환 지지 블록(154)은 하부가 엘엠 가이드(151)에 결합된다. 보다 구체적으로는 상기 변환 지지 블록(154)은 하부의 양측이 엘엠 블록(153)에 결합될 수 있다. 따라서, 상기 변환 지지 블록(154)은 엘엠 블록(153)과 함께 엘엠 레일(152)을 따라 이동할 수 있다. 한편, 상기 변환 지지 블록(154)은 하부 변환 블록(155)과 상부 변환 블록(156)으로 분리되어 형성될 수 있다. 상기 하부 변환 블록(155)은 양측의 하부가 엘엠 가이드(151)에 결합되며, 상부 변환 블록(156)은 하부 변환 블록(155)의 상부 중앙에 위치할 수 있다.
상기 하부 블록홀(154a)은 변환 지지 블록(154)의 하부 중앙에서 일측면에서 타측면으로 관통되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 하부 블록홀(154a)은 하부 변환 블록에 형성될 수 있다. 상기 하부 블록홀(154a)은 내부에 볼 스크류(157)가 삽입되어 결합되는 경로를 제공할 수 있다. 따라서, 상기 변환 지지 블록(154)은 하부에 볼 스크류(157)의 타측이 결합될 수 있다.
상기 상부 블록홀(154b)은 변환 지지 블록(154)의 상부 중앙에서 타측면에서 일측면으로 관통되어 형성될 수 있다. 상기 상부 블록홀(154b)은 일측면이 관통되지 않는 홈 형상으로 형성될 수 있다. 상기 상부 블록홀(154b)은 내부에 외측 지지바(135)의 일측이 삽입되어 결합되는 경로를 제공할 수 있다. 따라서, 상기 변환 지지 블록(154)은 상부에 외측 지지바(135)의 일측이 결합될 수 있다.
상기 볼 스크류(157)는 샤프트(157a)를 포함하는 일반적인 볼 스크류로 형성될 수 있다. 구체적으로 도시하지 않았지만, 상기 볼 스크류(157)는 샤프트(157a)가 결합되는 너트 및 볼 구조를 포함할 수 있다. 상기 볼 스크류(157)의 너트와 볼 구조는 하부 블록홀(154a)의 내부 또는 하부 블록홀(154a)의 타측단에 결합될 수 있다. 상기 샤프트(157a)는 하부 블록홀(154a)의 내부를 관통하며, 중간 부분이 너트의 내부에 회동 가능하게 결합될 수 있다. 상기 볼 스크류(157)는 샤프트(157a)가 회전 모듈(140)에 의하여 회전하면서 너트를 평판 기판의 이동 방향과 평행한 방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 상기 볼 스크류(157)는 변환 지지 블록(154)을 평판 기판의 이동 방향과 평행한 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 스크류 지지 블록(158)은 내측에 베어링을 구비하며, 챔버 지지판(112)에 결합될 수 있다. 상기 스크류 지지 블록(158)은 볼 스크류(157)의 타측단을 회전 가능하게 지지할 수 있다. 따라서, 상기 스크류 지지 블록(158)은 볼 스크류(157)의 샤프트(157a)가 안정적으로 회전할 수 있도록 한다.
상기 센싱 모듈(160)은 로드 셀(load cell)과 같이 응력을 측정할 수 있는 센서를 포함할 수 있다. 상기 센싱 모듈(160)은 기판 지지 모듈(120)의 이동 과정에서 기판 지지 모듈(120)에 인가되는 응력을 측정할 수 있다. 즉, 상기 센싱 모듈(160)은 정전척(121)에 척킹된 평판 기판을 기판 지지 모듈(120)이 이동시키는 과정에서 기판 지지 모듈(120)에 인가되는 응력을 측정할 수 있다. 상기 센싱 모듈(160)은 챔버 하우징(111)의 내부에서 신축 밀폐 모듈(130)의 중간에 결합될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 센싱 모듈(160)은 신축 밀폐 모듈(130)이 이동하는 경로의 중간에 위치할 수 있다. 예를 들면, 상기 센싱 모듈(160)은 내측 지지부의 분리된 중간에 위치할 수 있다. 또한. 상기 센싱 모듈(160)은 신축 밀폐 모듈(130)과 기판 지지 모듈(120) 사이에 위치할 수 있다.
상기 센싱 모듈(160)은 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 센싱 모듈(160)은 내측 지지바(134)에 회전 모듈(140)에 의하여 응력이 가해질 때 이를 센싱할 수 있다. 상기 센싱 모듈(160)은 응력에 대한 전기적인 데이터를 제어부로 전송할 수 있다.
상기 제어 모듈(170)은 회전 모듈(140) 및 센싱 모듈(160)과 전기적으로 연결되며, 회전 모듈(140)과 센싱 모듈(160)을 제어하는데 필요한 기능을 갖는 컴퓨터로 형성될 수 있다. 상기 제어 모듈(170)은 정전척(121)의 척킹력을 측정하는 제반 절차를 제어할 수 있다. 즉, 상기 제어 모듈(170)은 회전 모듈(140)의 작동을 제어하고, 센싱 모듈(160)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 상기 제어부는 센싱 모듈(160)로부터 수신한 데이터를 이용하여 척킹력을 산출할 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척의 척킹력 측정 장치의 작용에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 기판 지지링(122)은 챔버 하우징(111)의 내부에 위치하는 정전척(121)이 내측에 위치하도록 설치된다. 상기 정전척(121)의 상면에 평판 기판이 안착되고 정전척(121)의 척킹력에 의하여 고정된다. 상기 기판 지지링(122)은 돌출링(123)이 평판 기판의 하면 모서리를 지지하도록 조정된다.
다음으로 상기 회전 모듈(140)은 변환 모듈(150)의 볼 스크류(157)를 회전시켜 변환 지지 블록(154)을 엘엠 가이드(151)의 설치 방향을 따라 직선 이동시킨다. 즉, 상기 변환 모듈(150)은 볼 스크류(157)가 회전 모듈(140)의 회전 운동을 받아서 변환 지지 블록(154)을 직선 이동시킨다.
상기 신축 밀폐 모듈(130)의 외측 지지바(135)는 변환 지지 블록(154)의 직선 이동에 따라 직선 이동하면서 신축 밀폐판(133)과 내측 지지바(134)를 직선 이동시킨다. 상기 내측 지지바(134)는 기판 지지링(122)을 직선 이동시키면서 평판 기판에 힘을 인가한다. 상기 평판 기판은 척킹력에 의하여 정전척(121)에 고정된 상태이므로 기판 지지링(122)으로 전달되는 응력을 발생시킬 수 있다.
한편, 상기 센싱 모듈(160)은 챔버 하우징(111)의 내부에서 내측 지지바(134)의 중간 또는 기판 지지링(122)과 내측 지지바(134) 사이에 위치하므로 기판 지지링(122)으로 전달되는 응력을 측정할 수 있다.
상기 회전 모듈(140)은 회전 속도 또는 회전 토크를 증가시키면서 기판 지지링(122)에 인가되는 힘을 증가시킬 수 있다. 상기 정전척(121)의 척킹력 측정 장치(100)는 평판 기판이 정전척(121)의 상면에서 이동할 때까지 기판 지지링(122)에 인가되는 힘을 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 정전척(121)의 척킹력 측정 장치(100)는 정전척(121)의 척킹력을 측정할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 정전척의 척킹력 측정 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 정전척의 척킹력 측정 장치
110: 진공 하우징 모듈 111: 챔버 하우징
112: 챔버 지지판 113: 진공 배관
114: 진공 펌프
120: 기판 지지 모듈 121: 정전척
122: 기판 지지링 123: 돌출링
130: 신축 밀폐 모듈 131: 신축관
132: 신축 플랜지 133: 신축 밀폐판
134: 내측 지지바 135: 외측 지지바
140: 회전 모듈
150: 변환 모듈 151: 엘엠 가이드
152: 엘엠 레일 153: 엘엠 블록
154: 변환 지지 블록 154a: 하부 블록홀
154b: 상부 블록홀 155: 하부 변환 블록
156: 상부 변환 블록 157: 볼 스크류
158: 스크류 지지 블록
160: 센싱 모듈 170: 제어 모듈

Claims (6)

  1. 내부가 진공 분위기로 유지되는 챔버 하우징을 구비하는 진공 하우징 모듈과,
    상기 챔버 하우징의 내부에 위치하며 정전척의 상면에 척킹되는 평판 기판을 지지하는 기판 지지 모듈과,
    상기 챔버 하우징의 일측면에 결합되어 상기 챔버 하우징의 진공 상태를 유지하면서 상기 기판 지지 모듈을 이동시키는 신축 밀폐 모듈과,
    상기 챔버 하우징의 외측에 위치하여 회전력을 발생시키는 회전 모듈과,
    상기 신축 밀폐 모듈과 회전 모듈 사이에 위치하며, 상기 회전 모듈의 회전 운동을 직선 운동으로 바꾸어 상기 신축 밀폐 모듈로 전달하는 변환 모듈 및
    상기 기판 지지 모듈의 이동 과정에서 상기 기판 지지 모듈에 인가되는 응력을 측정하는 센싱 모듈을 포함하며,
    상기 기판 지지 모듈은
    상기 평판 기판의 평면 형상에 대응되는 사각링 형상으로 형성되어 내측에 상기 평판 기판을 수용하는 기판 지지링 및
    상기 기판 지지링의 하부에서 내측으로 돌출되며 상기 평판 기판의 하면 모서리를 지지하는 돌출링을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척의 척킹력 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 신축 밀폐 모듈은
    길이가 신축되고 일측과 타측이 개방된 관 형상이며, 상기 챔버 하우징의 내부에 위치하면서 일측이 상기 챔버 하우징의 일측벽에 결합되어 내부가 상기 챔버 하우징의 외부와 연통되는 신축관과,
    상기 신축관의 타측단을 밀폐하는 신축 밀폐판과,
    바 형상이며, 일측이 상기 신축 밀폐판에 결합되고, 타측이 상기 기판 지지 모듈에 결합되는 내측 지지바 및
    바 형상이며, 타측단이 상기 신축관의 내부에서 상기 신축 밀폐판에 결합되고 일측이 상기 챔버 하우징의 외부로 연장되는 외측 지지바를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척의 척킹력 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 챔버 하우징은 일측벽의 일면에서 타면으로 관통되는 챔버 하우징 홀을 구비하며,
    상기 진공 하우징 모듈은 상기 챔버 하우징의 일측벽에 결합되며, 상기 챔버 하우징 홀과 관통되는 챔버 관통홀을 구비하는 챔버 지지판을 더 구비하며,
    상기 신축 밀폐 모듈은
    상기 신축관의 일측단에 결합되면서 상기 챔버 지지판에 결합되는 신축 플랜지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척의 척킹력 측정 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 변환 모듈은
    한 쌍으로 형성되며, 축 방향이 상기 평판 기판의 이동 방향과 평행하게 배열되고, 상기 평판 기판의 이동 방향과 수직인 방향으로 서로 이격되어 위치하는 엘엠 레일 및 상기 엘엠 레일의 상부에 이동 가능하게 결합되는 엘엠 블록을 구비한 엘엠 가이드와,
    상기 엘엠 블록에 결합되어 상기 평판 기판의 이동 방향으로 이동하는 변환 지지 블록 및
    상기 변환 지지 블록을 상기 평판 기판의 이동 방향과 평행하게 이동시키는 볼 스크류를 포함하며,
    상기 회전 모듈은 상기 볼 스크류를 회전시키는 서보 모터로 형성되고,
    상기 외측 지지바는 상기 변환 지지 블록에 결합되는 것을 특징으로 하는 정전척의 척킹력 측정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 변환 지지 블록은
    하부 중앙에서 일측면에서 타측면으로 관통되며 상기 볼스크류가 회동 가능하게 결합되는 하부 블록홀 및
    상부 중앙에서 타측면에서 일측면으로 관통되며 상기 외측 지지바가 결합되는 상부 블록홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척의 척킹력 측정 장치.
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