KR20130019063A

KR20130019063A - 캐리어 평탄도 측정장치 및 측정방법

Info

Publication number: KR20130019063A
Application number: KR1020110080987A
Authority: KR
Inventors: 박민호; 이재승; 김정훈
Original assignee: 주식회사 에스에프에이
Priority date: 2011-08-16
Filing date: 2011-08-16
Publication date: 2013-02-26
Also published as: KR101329761B1

Abstract

캐리어 평탄도 측정장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 평탄도 측정장치는, 기판이 부착되는 캐리어를 거치하는 거치대; 캐리어의 기판이 부착되는 면이 지면을 향하도록 거치대를 회전시키는 회전유닛; 및 거치대 하부에서 거치대에 대하여 상대 이동 가능하게 마련되어 캐리어의 기판이 부착되는 면의 평탄도를 측정하는 센싱유닛을 포함한다.

Description

캐리어 평탄도 측정장치 및 측정방법{Flatness measuring apparatus and method for carrier}

본 발명은, 캐리어 평탄도 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 실제 조건과 동일한 상태에서 기판을 이송하는 캐리어의 평탄도를 측정할 수 있는 캐리어 평탄도 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.

평판표시소자(FPD) 중에서 요즘에 각광받고 있는 OLED는 유기물의 자체 발광에 의해 컬러 화상을 구현하는 초경박형 표시장치로서, 그 구조가 간단하면서 광효율이 높다는 점에서 차세대의 유망 디스플레이 장치로서 주목받고 있다.

이러한 OLED의 제조 공정은 크게 패턴(Pattern) 형성 공정, 유기박막 증착 공정, 봉지 공정, 그리고 유기박막이 증착된 기판과 봉지 공정을 거친 기판을 붙이는 합착 공정으로 나뉜다.

이 중 유기박막 증착 공정은, 기판이 증착챔버 내에서 정지된 상태 또는 기판이 증착챔버 내를 이동하는 중에 이루어지는데, 기판의 처짐이 발생하는 경우 증착이 균일하게 이루어질 수 없다.

특히, 기판이 대면적화되면서 처짐량이 심해지고 있어, 이를 보완하기 위해 기판을 이송시키때 캐리어가 사용되고 있다.

캐리어를 이용한 기판의 이송은 대면적 기판의 처짐을 어느 정도 방지할 수 있으나, 캐리어 자체의 평탄도가 유지되지 않는 경우 기판의 처짐과 같은 동일한 문제가 발생할 수 있다.

따라서 캐리어의 평탄도가 증착기의 증착 정도에 많은 영향을 미치고 있어, 패널 가공 시 주기적으로 캐리어의 평탄도 측정이 행해지고 있다.

그러나 종래에는 캐리어에 의한 기판의 이송에서 캐리어의 평탄도가 중요시됨에도 불구하고 캐리어의 평탄도를 측정할 수 있는 별도의 장치가 없어, 단순히 정반 상에서 하이트 게이지(Height gauge) 또는 레이저 센서로 캐리어의 평탄도를 측정하였다.

이러한 종래의 하이트 게이지 또는 레이저 센서를 이용한 캐리어 평탄도 측정은, 캐리어의 상부면에 점착척을 위치시킨 상태에서 기판을 부착시켜 정반위에 위치시킨 후 평탄도를 측정하게 되므로, 실제 사용 공정과 다른 상태에서 측정하게 되어, 실제 상황과 다른 값을 얻을 수밖에 없다는 문제가 있다.

[문헌 1] KR 10-1998-0007928 A 1998. 3. 30 [문헌 2] KR 10-1997-0010673 A 1997. 3. 29

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 캐리어의 실제 사용공정과 동일한 조건에서 캐리어의 평탄도를 측정할 수 있는 캐리어 평탄도 측정장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판이 부착되는 캐리어를 거치하는 거치대; 상기 캐리어의 상기 기판이 부착되는 면이 지면을 향하도록 상기 거치대를 회전시키는 회전유닛; 및 상기 거치대 하부에서 상기 거치대에 대하여 상대 이동 가능하게 마련되어 상기 캐리어의 상기 기판이 부착되는 면의 평탄도를 측정하는 센싱유닛을 포함하는 캐리어 평탄도 측정장치가 제공될 수 있다.

상기 센싱유닛은, 상기 캐리어의 처짐량을 측정하는 레이저 변위센서; 상기 레이저 변위센서를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 구동부; 상기 Z축 구동부를 상기 캐리어의 폭 방향인 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 구동부; 및 상기 Y축 구동부를 상기 캐리어의 길이 방향인 X축 방향으로 이동시키는 X축 구동부를 포함할 수 있다.

상기 거치대는, 상기 캐리어의 측면에 요홈 형태로 마련되는 영구자석에 삽입되어, 상기 캐리어를 비접촉식의 자기부상 방식으로 이송시키는 고정자를 포함할 수 있다.

상기 회전유닛은, 상기 거치대의 적어도 일 측면에 마련되어 상기 거치대와 함께 회전하는 회전 종동모듈; 및 상기 거치대의 회전 시 상기 회전 종동모듈에 결합하여 회전력을 전달하는 회전 구동모듈을 포함할 수 있다.

상기 회전 종동모듈은, 상기 회전 구동모듈의 회전력을 전달받아 상기 거치대를 회전시키는 종동 회전부; 및 상기 거치대의 회전 시 상기 캐리어가 상기 거치대로부터 이탈되지 않도록 지지하며, 상기 거치대의 회전 종료 시 상기 거치대가 수평을 유지하도록 지지하는 회전 지지부를 포함할 수 있다.

상기 종동 회전부는, 상기 거치대의 양측 중앙부에 일측이 결합하여 마련되는 종동 회전축; 상기 종동 회전축이 회전가능하도록 베어링에 의해 결합하는 슬리브; 및 상기 종동 회전축의 타측에 결합되며, 상기 거치대의 회전 시 상기 회전 구동모듈이 결합하는 종동 플랜지를 포함할 수 있다.

상기 회전 지지부는, 상기 거치대의 회전 시에는 상기 캐리어를 지지하며, 상기 거치대의 회전 종료시에는 상기 거치대가 수평을 유지하도록 지지하는 지지로드; 상기 종동 회전축에 슬라이딩 가능하게 삽입되며, 상기 지지로드를 가압하여 상기 캐리어에 결합시키는 푸쉬로드; 및 상기 푸쉬로드와 상기 종동 회전축 사이에 개재되어 상기 푸쉬로드가 상기 지지로드를 가압한 후 탄성적으로 복귀하도록 마련되는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

상기 회전 구동모듈은, 상기 거치대의 회전 시 상기 종동 플랜지에 결합하는 구동 플랜지; 상기 구동 플랜지에 결합하여 회전력을 전달하는 구동 회전축; 상기 구동 플랜지가 상기 종동 플랜지에 체결되도록 가압하는 가압 실린더; 및 상기 구동 회전축과 기어박스에 의해 연결되는 구동모터를 포함할 수 있다.

상기 구동 회전축은, 상기 구동 플랜지가 상기 종동 플랜지에 결합한 상태에서 상기 푸쉬로드를 가압할 수 있도록 상기 구동 플랜지면 외측으로 돌출되어 마련되는 가압부를 포함할 수 있다.

상기 회전유닛에 의해 회전된 상기 캐리어의 기판 부착면이 지면과 평행하도록 조절하는 틸드유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 틸팅유닛은, 상기 거치대의 길이방향을 따라 양측을 지지하는 틸팅 보조부재; 및 상기 틸팅 보조부재의 하부의 네 지점에 연결되어 상기 거치대의 모서리 네 영역을 개별적으로 Z축 방향으로 승하강시키는 승강모듈을 포함할 수 있다.

상기 센싱유닛을 지지하며, 지면으로부터 전달되는 진동을 흡수하는 유닛 지지대를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 캐리어의 기판이 부착되는 면이 지면을 향하도록 마련하는 단계; 및 상기 캐리어의 상기 기판이 부착되는 면의 하부에서 상기 캐리어의 상기 기판이 부착되는 면의 평탄도를 측정하는 단계를 포함하는 캐리어 평탄도 측정방법이 제공될 수 있다.

상기 캐리어를 거치대에 거치시키는 단계를 더 포함하며, 상기 캐리어의 상기 기판이 부착되는 면이 지면을 향하도록 마련하는 단계는, 상기 거치대를 180도 회전시켜 상기 캐리어의 상기 기판이 부착되는 면이 지면을 향하도록 하는 단계일 수 있다.

상기 캐리어의 상기 기판이 부착되는 면의 평탄도를 측정하는 단계는, 상기 레이저 변위센서를 이용하여 상기 거치대의 네 모서리 영역의 높이를 측정하여 상기 거치대의 평행도를 측정하는 단계; 상기 거치대의 하부에 연결되어 마련되는 틸팅유닛을 이용하여 상기 거치대의 네 모서리 영역을 개별적으로 승강시킴으로써 상기 거치대의 평행도를 조정하는 단계; 및 상기 레이저 변위센서를 이용하여 상기 캐리어의 기판 부착면 하부를 이동하며 굴곡도를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 캐리어의 실제 사용공정과 동일한 조건에서 캐리어의 평탄도를 측정할 수 있는 캐리어 평탄도 측정장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 평탄도 측정장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 캐리어 평탄도 측정장치의 정면도이다.
도 3은 도 1의 캐리어 평탄도 측정장치의 회전 종동모듈의 사시도이다.
도 4는 도 1의 캐리어 평탄도 측정장치의 회전 구동모듈의 사시도이다.
도 5는 회전 종동모듈의 수직 단면의 부분 확대도이다.
도 6은 회전 종동모듈의 수평 단면의 부분 확대도이다.
도 7은 회전 구동모듈의 수직 단면의 부분 확대도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 평탄도 측정장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 캐리어 평탄도 측정장치의 정면도이며, 도 3은 도 1의 캐리어 평탄도 측정장치의 회전 종동모듈의 사시도이고, 도 4는 도 1의 캐리어 평탄도 측정장치의 회전 구동모듈의 사시도이며, 도 5는 회전 종동모듈의 수직 단면의 부분 확대도이고, 도 6은 회전 종동모듈의 수평 단면의 부분 확대도이며, 도 7은 회전 구동모듈의 수직 단면의 부분 확대도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 캐리어 평탄도 측정장치(10)는, 기판이 부착되는 캐리어(20)를 거치하는 거치대(100)와, 거치대(100)를 회전시키는 회전유닛(200)과, 캐리어(20)의 평탄도를 측정하는 센싱유닛(300)과, 캐리어(20)의 평행도를 조정하는 틸팅유닛(400)과, 센싱유닛(300)과 틸팅유닛(400)을 지지하는 유닛지지대(500)를 포함한다.

본 실시예에서 회전유닛(200)은 캐리어(20)의 기판이 부착되는 면이 지면을 향하도록 거치대(100)를 180도 회전시킨다.

거치대(100)는 기판이 부착되는 캐리어(20)를 이송 가능한 상태로 지지하기 위한 것으로 상/하부 프레임(101, 102)과, 상/하부 프레임(101, 102)을 연결하는 프레임 연결부재(103)를 포함한다.

본 실시예에 적용되는 캐리어(20)는 비접촉식의 자기부상 방식에 의해 기판을 이송하는 캐리어(20)일 수 있다.

자기부상 방식에 의한 이송은 도면에 도시되어 있지 않으나, 증착챔버 내의 이송선로에 코일을 포함하는 전자석의 고정자를 배치하고, 캐리어에 마그넷을 포함하는 운동자를 배치함으로써 고정자와 운동자의 전자기력에 의해 운동자가 직선운동하는 원리를 이용하는 것이다.

본 실시예에서 캐리어(20)의 평탄도 측정은 증착챔버 내에서 캐리어(20)가 이송되는 구조와 동일한 조건에서 측정될 수 있도록 캐리어(20)와 거치대(100)에 각각 자기부상 방식에 의한 운동자(21)와 고정자(104)가 마련된다.

캐리어(20)에 마련되는 운동자(21)는 거치대(100)에 마련된 고정자(104)가 삽입되어 슬라이딩 될 수 있도록 한글 자음 'ㄷ'자 형태의 요홈으로 마련될 수 있다.

고정자(104)의 코일에 전류가 공급되면 고정자(104)와 운동자(21)와의 전자기력에 의해 캐리어(20)가 부상 상태에서 이동될 수 있으나, 캐리어(20)의 평탄도를 측정하는 동안에는 전류공급이 반드시 필요한 것은 아니다.

거치대(100)의 상/하부 프레임(101, 102)은 대칭되는 형태로 마련될 수 있다. 따라서 거치대(100)를 180도 회전시킨 후에도 거치대(100)의 상부와 하부의 조건은 동일하며, 캐리어(20)의 상부와 하부면 만이 전환될 뿐이다.

상/하부 프레임(101, 102)은 캐리어(20)의 평탄도 측정 시 방해가 되지 않도록 중앙부가 오픈되어 있으며, 자중을 줄일 수 있는 격자형태로 마련될 수 있다.

상/하부 프레임(101, 102)을 연결하는 프레임 결합부재(103)에는 후술되는 회전 종동모듈(210)이 결합하는데, 회전 종동모듈(210)이 회전하면 거치대(100)와 캐리어(20)가 함께 회전하게 된다.

회전유닛(200)은, 거치대(100)의 양측에 마련되는 회전 종동모듈(210)과, 회전 종동모듈(210)에 회전력을 전달하는 회전 구동모듈(240)을 포함한다.

본 실시예에서 회전 종동모듈(210)은 거치대(100)의 중앙부 양측에 대칭되게 마련되나, 회전 종동모듈(210)을 거치대(100)의 일측에만 마련하고, 타측은 단순히 거치대(100)가 회전 가능하게 지지되는 형태로 마련될 수도 있다.

도 3과 함께 도 5, 6을 참조하면, 이러한 회전 종동모듈(210)은, 종동 회전부(220)와, 종동 회전부(220)의 내측으로 연결되어 거치대(100)의 회전 시 캐리어(20)가 거치대(100)로부터 이탈되지 않도록 지지하는 회전 지지부(230)를 포함한다.

종동 회전부(220)는 회전 구동모듈(240)의 회전력을 전달받아 거치대(100)와 함께 회전하는 부분으로서, 종동 회전축(221)과, 종동 회전축(221)과 결합하는 슬리브(223)와, 종동 회전축(221)의 말단부에 결합되며 거치대(100)의 회전 시 회전 구동모듈(240)이 결합하는 종동 플랜지(222)를 포함한다.

종동 회전축(221)은 회전 지지부(230)가 내측에 배치될 수 있도록 중공의 원통 형상으로, 일측이 거치대(100)의 프레임 연결부재(103)에 고정된다. 또한, 거치대(100)와 함께 회전 가능하도록 슬리브(223)와 베어링에 의해 결합된다.

종동 회전축(221)의 타측에는 종동 플랜지(222)가 결합된다. 종동 플랜지(222)는 회전 구동모듈(240)이 결합하는 부분으로서, 원주 방향을 따라 다수의 체결홀(222a)이 형성된다.

한편, 회전 지지부(230)는, 지지로드 결합부재(232)와, 지지로드 결합부재(232)의 양측에 연결되는 지지로드(231a, 231b)와, 종동 회전축(221)에 슬라이딩 가능하게 삽입되며 지지로드 결합부재(232)를 가압하는 푸쉬로드(233)와, 푸쉬로드(233)와 종동 회전축(221) 사이에 개재되어 푸쉬로드(233)가 지지로드 결합부재(232)를 가압한 후 탄성적으로 복귀하도록 마련되는 탄성부재(234)를 포함한다.

지지로드(231a, 231b)는 거치대(100)의 회전 시 캐리어(20)가 거치대(100)로부터 이탈되지 않도록 지지하는 제1 지지로드(231a)와, 회전이 종료된 뒤 거치대(100)의 수평이 유지되도록 거치대(100)를 지지하는 제2 지지로드(231b)를 포함한다.

제1 지지로드(231a)는 지지로드 결합부재(232)의 일측에 한 쌍으로 마련되며, 거치대(100)의 회전 시에만 캐리어(20)의 측면 상부와 하부에 마련된 제1 결합홈(22)에 삽입된다. 제1 지지로드(231a)가 제1 결합홈(22)에 삽입됨으로써 거치대(100)의 회전 중에도 캐리어(20)가 거치대(100)로부터 이탈되지 않고 거치대(100)와 함께 회전하게 된다.

제2 지지로드(231b)는 지지로드 결합부재(232)의 타측에 한 쌍으로 마련되며, 거치대(100)와 프레임 결합부재(103)를 슬라이딩 가능하게 관통하여 슬리브 고정부재(224)에 마련된 제2 결합홈(224a)에 삽입된다. 제2 지지로드(231b)가 제2 결합홈(224a)에 삽입되면 거치대(100)가 수평 상태로 유지된다.

이러한 제1 지지로드(231a)와 제2 지지로드(231b)가 제1 결합홈(22) 또는 제2 결합홈(224a)에의 삽입되는 것은 푸쉬로드(233)에 의해 선택적으로 이루어진다.

도 6에 도시된 바와 같이, 푸쉬로드(233)는 지지로드 결합부재(232)의 타측, 즉, 제2 지지로드(231b)가 연결된 측에 연결된다. 푸쉬로드(233)가 지지로드 결합부재(232)를 가압하여 밀면 제1 지지로드(231a)가 제1 결합홈(22)에 삽입되고, 푸쉬로드(233)의 가압이 해제되면 제2 지지로드(231b)가 제2 결합홈(224a)에 삽입된다.

한편, 회전 구동모듈(240)은, 도 4와 도 7을 함께 참조하면, 거치대(100) 회전 시 종동 플랜지(222)에 결합하는 구동 플랜지(242)와, 구동 플랜지(242)에 연결되는 구동 회전축(241)과, 구동 회전축(241)을 가압하는 가압실린더(243)와, 구동 회전축(241)을 회전시키는 서보모터(244)를 포함한다. 회전 구동모듈(240)은 구동모듈 지지대(246)에 의해 회전 종동모듈(210)과 같은 높이로 지지된다.

구동 플랜지(242)에는 종동 플랜지(222)의 체결홀(222a)에 삽입되는 다수의 체결돌기(242a)가 마련된다. 체결돌기(242a)가 체결홀(222a)에 삽입되면 구동 플랜지(242)의 회전에 의해 종동 플랜지(222)가 함께 회전하게 된다.

구동 플랜지(242)에 연결되는 구동 회전축(241)에는 가압부(241a)가 연장되어 마련된다. 가압부(241a)는 구동 플랜지(242) 면의 외측으로 돌출되어 있어, 구동 플랜지(242)가 종동 플랜지(222)에 결합될 때 푸쉬로드(233)를 가압하게 된다.

구동 플랜지(242)와 종동 플랜지(222)의 결합은 가압 실린더(243)에 의해 이루어진다. 가압 실린더(243)가 구동 회전축(241)의 말단부를 가압하여 구동 회전축(241)을 이동시키면, 구동 플랜지(242)가 종동 플랜지(222)에 결합하는 한편, 구동 회전축(241)의 가압부(241a)가 푸쉬로드(233)를 밀어 내게 된다. 푸쉬로드(233)가 이동하여 제1 지지로드(231a)가 제1 결합홈(22)에 결합되고, 제2 지지로드(231b)가 제2 결합홈(224a)으로부터 분리되면 거치대(100)의 회전준비가 완료된다.

구동 회전축(241)은 기어박스(245)에 의해 서보모터(244)에 연결된다. 기어박스(245)는 구동 회전축(241)에 연결되는 종동기어(245b)와, 종동기어(245b)에 연결되는 구동기어(245a)와, 구동기어(245a)와 서보모터(244)의 회전축을 연결하는 베벨기어(245c)를 포함한다. 여기서 구동기어(245a)와 종동기어(245b)는 가압 실린더(243)가 구동 회전축(241)을 가압하여 구동 회전축(241)이 이동하는 경우에 결합하게 된다. 다만, 이러한 구동 회전축(241)과 서보모터(244)를 연결하는 기어연결 구조는 하나의 예시일 뿐 공지된 여타의 축 연결구조를 사용하여도 무방한 것이고, 본 실시예의 권리범위가 이러한 기어연결 구조로 제한되는 것은 아니다.

서보모터(244)의 회전 구동에 의해 거치대(100)가 180도 회전하게 되면 기판이 장착된 부분이 지면을 향하도록 캐리어(20)도 함께 회전한다. 이와 같이 캐리어(20)가 실제 상향식 진공증착 공정에서와 같은 조건에 위치하면, 센싱유닛(300)에 의해 캐리어(20)의 평탄도가 측정된다.

여기서 평탄도는 캐리어(20)의 기판 장착면의 기울어진 정도를 의미하는 평행도 뿐만 아니라 부분적인 처짐에 의한 굴곡 정도를 의미하는 굴곡도를 모두 포함하는 의미이다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 센싱유닛(300)은, 캐리어(20)의 하부에서 이동하며 캐리어(20)의 처짐량을 측정하는 레이저 변위센서(340)와, 레이저 변위센서(340)가 Z축 방향으로 슬라이딩 가능하도록 결합하는 Z축 구동부(330)와, Z축 구동부(330)가 캐리어(20)의 폭 방향인 Y축 방향으로 이동 가능하도록 결합하는 Y축 구동부(320)와, Y축 구동부(320)가 캐리어(20)의 길이 방향인 X축 방향으로 이동 가능하도록 결합하는 X축 구동부(310)를 포함한다.

레이저 변위센서(340)는 캐리어(20)의 기판 장착면에 레이저빔을 주사하고 반사되는 레이저빔의 시간편차를 거리로 환산하여 변위를 측정하는 방식이 사용될 수 있다.

또한, X축 구동부(310), Y축 구동부(320) 및 Z축 구동부(330)는 도면에 자세히 도시되어 있지 않으나, 공지된 서보모터, 볼 스크류 및 LM가이드에 의해 구동되는 방식 또는 리니어 모터에 의해 구동되는 방식이 사용될 수 있다.

이러한 X축 구동부(310), Y축 구동부(320) 및 Z축 구동부(330)에 의하여 레이저 변위센서(340)는 캐리어(20)의 하부에서 자유롭게 이동하며 캐리어(20)의 평탄도를 측정할 수 있게 된다.

한편, 캐리어(20)의 평탄도 측정은 캐리어(20)의 평행도를 먼저 측정하여 캐리어(20)의 수평 상태를 조정한 후, 캐리어(20)의 처짐 정도 즉, 굴곡도를 측정하는 순서로 이루어질 수 있다.

캐리어(20)의 평행도 측정은 레이저 변위센서(340)을 캐리어(20)의 네 모서리 영역으로 순차적으로 이동시키며 레이저 변위센서(340)와의 상대적인 거리를 측정함으로써 이루어진다.

캐리어(20)의 평행도가 측정되면, 틸팅유닛(400)에 의해 캐리어(20)의 평행도가 조절된다.

이러한 틸팅유닛(400)은 거치대(100)의 네 모서리 영역을 개별적으로 Z축 방향으로 승강시키는 승강모듈(410)과, 승강모듈(410)과 거치대(100)을 연결하는 틸팅부재(420)을 포함한다.

틸팅부재(420)는 슬리브 고정부재(224)에 결합하되며, 거치대(100)의 회전 시 간섭되지 않도록 거치대(100)의 회전경로로부터 이격되어 마련된다.

승강모듈(410)의 승강구조 또한 전술한 센싱유닛(300)과 마찬가지로 서보모터, LM가이드 및 볼스크류를 이용하여 구동될 수 있다. 승강모듈(410)에 의해 틸팅부재(420)의 수평이 조절되면 거치대(100)의 수평이 조절되고, 최종적으로 캐리어(20)의 평행도가 조절될 수 있다.

한편, 유닛 지지대(500)는, 전술한 센싱유닛(300)과 틸팅유닛(400)을 지지하고, 지면으로부터의 진동을 흡수하기 위해 마련되는 것으로, 지면과 접촉하는 하부 지지대(503)와, 하부 지지대(503)의 상부에 마련되는 진동 흡수부재(502)와, 진동 흡수부재(502)의 상부에 마련되는 상부 지지대(501)를 포함한다.

상부 지지대(501) 상에는 센싱유닛(300)과 틸팅유닛(400)이 배치됨으로써 지면으로부터의 진동이 차단된 상태에서 캐리어(20)의 평탄도가 측정될 수 있다.

이상과 같이 구성되는 본 실시예의 캐리어 평탄도 측정장치(10)의 작동 과정을 캐리어 평탄도 측정 순서에 따라 설명하면 다음과 같다.

캐리어(20)의 평탄도 측정은 캐리어(20)를 증착챔버 내에서와 같이 기판이 부착되는 면이 지면을 향하도록 180도 회전하는 단계로부터 시작된다.

캐리어(20)의 회전은 캐리어(20)를 거치대(100)에 거치시킨 후, 거치대(100)를 회전시킴으로써 이루어진다.

거치대(100)를 회전시키기 위해 가압 실린더(243)가 구동 회전축(241)을 가압하면, 구동 회전축(241)이 이동하며 구동 플랜지(242)와 종동 플랜지(222)가 결합한다. 이와 동시에 구동 회전축(241)의 가압부(241a)가 푸쉬로드(233)를 가압하여 지지로드 결합부재(232)를 캐리어(20) 측으로 이동시킨다.

지지로드 결합부재(232)가 캐리어(20) 측으로 이동하면 제1 지지로드(231a)가 제1 결합홈(22)에 삽입됨과 동시에 제2 지지로드(231b)는 프레임 결합부재(224)의 제2 결합홈(224a)으로부터 분리됨으로써 거치대(100)의 회전 준비가 완료된다.

이 후, 서보모터(244)의 구동에 의해 캐리어(20)의 기판 부착면이 지면을 향하도록 거치대(100)가 180도 회전하게 된다.

거치대(100)의 회전이 끝나면 가압 실린더(243)가 릴리스(Release) 되고 탄성부재(234)의 탄성력에 의해 푸쉬로드(233)와 구동 회전축(241)이 원위치로 복귀하게 된다. 이때 지지로드 결합부재(232)도 원위치로 함께 복귀함으로써 제1 지지로드(231a)는 제1 결합홈(22)으로부터 이탈하고, 제2 지지로드(231b)는 제2 결합홈(224a)에 삽입된다. 제2 지지로드(231b)에 의해 거치대(100)는 수평 상태로 유지된다.

거치대(100) 회전이 완료되면, 센싱유닛(300)의 구동에 의해 캐리어(20)의 평탄도가 측정된다. 캐리어(20)의 평탄도 측정을 위해서는 먼저, 캐리어(20)의 평행도를 측정하는 단계가 수행된다.

전술한 바와 같이 캐리어(20)의 평행도 측정을 위해서 레이저 변위센서(340)는 캐리어(20)의 네 모서리 영역으로 차례로 이동하며 모서리 영역과 레이저 변위센서(340)와의 상대적인 거리를 측정하게 된다.

캐리어(20)가 일측으로 기울어진 경우에는 틸팅유닛(400)에 의해 평행도 조절단계가 수행된다. 즉, 기울어진 모서리 영역의 승강모듈(410)을 조정하여 캐리어(20)와 레이저 변위센서(340)가 평행한 상태가 되도록 조절된다.

평행도 조절이 끝나면 캐리어(20)의 굴곡도를 측정하는 단계가 수행된다. 굴곡도 측정은 레이저 변위센서(340)를 캐리어(20) 하부에서 일정한 패턴으로 이동시키며 캐리어(20) 부분적인 처짐량을 측정하는 것이다. 측정된 데이터로부터 캐리어(20)의 굴곡도가 허용 굴곡도 이내인지 아닌지를 판단할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 실시예의 캐리어 평탄도 측정장치(10)는 회전유닛(200)과 틸팅유닛(400)에 의해 캐리어(20)를 실제 공정에서와 동일한 상태가 되도록 조정한 후 캐리어(20)의 평탄도를 측정함에 따라 실제 공정상태와 동일한 측정값을 얻을 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100: 거치대 200: 회전유닛
210: 회전 종동모듈 220: 회전 종동부
221: 종동 회전축 222: 종동 플랜지
223: 슬리브 224: 슬리브 고정부재
230: 회전 지지부 231a, 231b: 지지로드
232: 지지로드 결합부재 233: 푸쉬로드
240: 회전 구동모듈 241: 구동 회전축
242: 구동 플랜지 243: 가압 실린더
244: 서보모터 245: 기어박스
300: 센싱유닛 310: X축 구동부
320: Y축 구동부 330: Z축 구동부
340: 레이저 변위센서 400: 틸팅유닛
410: 승강모듈 420: 틸팅부재
500: 유닛 지지대

Claims

기판이 부착되는 캐리어를 거치하는 거치대;
상기 캐리어의 상기 기판이 부착되는 면이 지면을 향하도록 상기 거치대를 회전시키는 회전유닛; 및
상기 거치대 하부에서 상기 거치대에 대하여 상대 이동 가능하게 마련되어 상기 캐리어의 상기 기판이 부착되는 면의 평탄도를 측정하는 센싱유닛을 포함하는 캐리어 평탄도 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 센싱유닛은,
상기 캐리어의 처짐량을 측정하는 레이저 변위센서;
상기 레이저 변위센서를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 구동부;
상기 Z축 구동부를 상기 캐리어의 폭 방향인 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 구동부; 및
상기 Y축 구동부를 상기 캐리어의 길이 방향인 X축 방향으로 이동시키는 X축 구동부를 포함하는 캐리어 평탄도 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 거치대는,
상기 캐리어의 측면에 요홈 형태로 마련되는 영구자석에 삽입되어, 상기 캐리어를 비접촉식의 자기부상 방식으로 이송시키는 고정자를 포함하는 캐리어 평탄도 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 회전유닛은,
상기 거치대의 적어도 일 측면에 마련되어 상기 거치대와 함께 회전하는 회전 종동모듈; 및
상기 거치대의 회전 시 상기 회전 종동모듈에 결합되어 회전력을 전달하는 회전 구동모듈을 포함하는 캐리어 평탄도 측정장치.
제4항에 있어서,
상기 회전 종동모듈은,
상기 회전 구동모듈의 회전력을 전달받아 상기 거치대를 회전시키는 종동 회전부; 및
상기 거치대의 회전 시 상기 캐리어가 상기 거치대로부터 이탈되지 않도록 지지하며, 상기 거치대의 회전 종료 시 상기 거치대가 수평을 유지하도록 지지하는 회전 지지부를 포함하는 캐리어 평탄도 측정장치.
제5항에 있어서,
상기 종동 회전부는,
상기 거치대의 양측 중앙부에 일측이 결합하여 마련되는 종동 회전축;
상기 종동 회전축이 회전가능하도록 베어링에 의해 결합하는 슬리브; 및
상기 종동 회전축의 타측에 결합되며, 상기 거치대의 회전 시 상기 회전 구동모듈이 결합하는 종동 플랜지를 포함하는 캐리어 평탄도 측정장치.
제5항에 있어서,
상기 회전 지지부는,
상기 거치대의 회전 시에는 상기 캐리어를 지지하며, 상기 거치대의 회전 종료시에는 상기 거치대가 수평을 유지하도록 지지하는 지지로드;
상기 종동 회전축에 슬라이딩 가능하게 삽입되며, 상기 지지로드를 가압하여 상기 캐리어에 결합시키는 푸쉬로드; 및
상기 푸쉬로드와 상기 종동 회전축 사이에 개재되어 상기 푸쉬로드가 상기 지지로드를 가압한 후 탄성적으로 복귀하도록 마련되는 탄성부재를 더 포함하는 캐리어 평탄도 측정장치.
제4항에 있어서,
상기 회전 구동모듈은,
상기 거치대의 회전 시 상기 종동 플랜지에 결합하는 구동 플랜지;
상기 구동 플랜지에 결합하여 회전력을 전달하는 구동 회전축;
상기 구동 플랜지가 상기 종동 플랜지에 체결되도록 가압하는 가압 실린더; 및
상기 구동 회전축과 기어박스에 의해 연결되는 구동모터를 포함하는 캐리어 평탄도 측정장치.
제8항에 있어서,
상기 구동 회전축은,
상기 구동 플랜지가 상기 종동 플랜지에 결합한 상태에서 상기 푸쉬로드를 가압할 수 있도록 상기 구동 플랜지면 외측으로 돌출되어 마련되는 가압부를 포함하는 캐리어 평탄도 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 회전유닛에 의해 회전된 상기 캐리어의 기판 부착면이 지면과 평행하도록 조절하는 틸드유닛을 더 포함하는 캐리어 평탄도 측정장치.
제10항에 있어서,
상기 틸팅유닛은,
상기 거치대의 길이방향을 따라 양측을 지지하는 틸팅 보조부재; 및
상기 틸팅 보조부재의 하부의 네 지점에 연결되어 상기 거치대의 모서리 네 영역을 개별적으로 Z축 방향으로 승하강시키는 승강모듈을 포함하는 캐리어 평탄도 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 센싱유닛을 지지하며, 지면으로부터 전달되는 진동을 흡수하는 유닛 지지대를 더 포함하는 캐리어 평탄도 측정장치.
캐리어의 기판이 부착되는 면이 지면을 향하도록 마련하는 단계; 및
상기 캐리어의 상기 기판이 부착되는 면의 하부에서 상기 캐리어의 상기 기판이 부착되는 면의 평탄도를 측정하는 단계를 포함하는 캐리어 평탄도 측정방법.
제13항에 있어서,
상기 캐리어를 거치대에 거치시키는 단계를 더 포함하며,
상기 캐리어의 상기 기판이 부착되는 면이 지면을 향하도록 마련하는 단계는,
상기 거치대를 180도 회전시켜 상기 캐리어의 상기 기판이 부착되는 면이 지면을 향하도록 하는 단계인 캐리어 평탄도 측정방법.
제13항에 있어서,
상기 캐리어의 상기 기판이 부착되는 면의 평탄도를 측정하는 단계는,
상기 레이저 변위센서를 이용하여 상기 거치대의 네 모서리 영역의 높이를 측정하여 상기 거치대의 평행도를 측정하는 단계;
상기 거치대의 하부에 연결되어 마련되는 틸팅유닛을 이용하여 상기 거치대의 네 모서리 영역을 개별적으로 승강시킴으로써 상기 거치대의 평행도를 조정하는 단계; 및
상기 레이저 변위센서를 이용하여 상기 캐리어의 기판 부착면 하부를 이동하며 굴곡도를 측정하는 단계를 포함하는 캐리어 평탄도 측정방법.