KR20140058671A - 테스트 유리 교환기 및 교환 방법 - Google Patents

테스트 유리 교환기 및 교환 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 진공 코팅 시스템에서 레이어 성질을 광학적으로 측정하기 위한 테스트 유리 교환기로서, 테스트 유리 교환기가, 적어도 하나의 기판을 코팅 재료의 적어도 하나의 스트림을 통하는 경로로 안내하기 위한 이동식 기판 홀더(2)와, 적어도 하나의 테스트 유리 요소를 위해 회전식 스핀들(4)에 견고하게 연결되고 그리고 회전식 스핀들(4)을 중심으로 기판 홀더(2)에 대해 회전될 수 있는 마운트(6)와, 한번에 하나의 테스트 유리 요소를 광학 측정 장치의 광선 경로에 그리고 코팅 재료의 적어도 하나의 스트림에 도입하기 위한 제어 장치를 포함하고, 마운트(6)는 회전식 스핀들(4)에 대해 편심적으로 오프셋되어 있는 적어도 하나의 리세스(7)를 가지며, 마운트(6)의 회전식 스핀들(4)을 중심으로 한 회전 이동이 제어 장치에 의해 유발될 수 있는, 테스트 유리 교환기에 있어서, 리세스들(7) 중 하나의 리세스 내에 배열된 테스트 유리 요소를 광학 측정 장치의 측정 위치로 이동시키기 위해 센터링 장치(10)가 제공되며, 센터링 장치에 의해 토크와 유지 모멘트가 마운트(6)에 인가될 수 있는 것을 특징으로 하는 테스트 유리 교환기에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 테스트 유리 교환기를 이용하여 테스트 유리를 교환하기 위한 방법으로서, 리세스들(7) 중 하나의 리세스 내에 배열된 테스트 유리 요소가 광학 측정 장치의 측정 위치로 이동되기 전에, 제어 장치를 이용하여 마운트(6)의 회전 이동을 유발하는 단계와, 회전 이동에 의해 테스트 유리 요소를 제1 위치로 이동시키는 단계로서, 제1 위치의 측정 위치로부터의 각거리는 리세스들(7) 사이의 각거리보다 작은, 이동 단계와, 센터링 장치(10)를 이용하여 테스트 유리 요소를 측정 위치로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 유리 교환 방법에 관한 것이다.

Description

테스트 유리 교환기 및 교환 방법{TEST GLASS CHANGING}
본 발명은 진공 코팅 시스템에서 레이어 성질의 광학적 측정을 이용하는 독립항들의 전제부에 따른 테스트 유리 교환기 및 교환 방법에 관한 것이다.
코팅 프로세스의 광학적 모니터링을 위한 측정 장치가 독일 특허공개 제10 2005 101 681 A1호에 개시되어 있다. 이 측정 장치는 모바일 기판 홀더 상에 배열되는 모니터 유리 또는 기판의 투과율 측정을 위해 높은 측정 정확도를 갖는다. 이 측정 장치에서 광원은 기판 홀더와 기판 홀더 아래에 배열된 다이아프램 사이의 진공 챔버 내에 배열된다. 광 리시버 유닛이 광원의 광선 경로에서 진공 챔버 외부에 배열된다. 기판 홀더는 적어도 하나의 기파을 수용하도록 구성되고 그리고 진공 챔버 내에서 코팅 소스에 걸쳐 이동될 수 있다. 기판 홀더는 바람직하게는 임의의 축을 중심으로 회전되고, 적어도 하나의 기판이 투과율 측정을 위해 광원과 광 리시버 유닛 사이의 광선 경로를 교차하며, 다이아프램은 코팅 소스에 걸쳐 측정 구역을 덮는다.
이런 측정 장치에 의해, 회전하는 기판 홀더 상의 선택된 기판 또는 모니터 유리의 투과율이 간헐적으로 측정된다. 아주 많은 개수의 레이어를 이용하는 코팅 프로세스에 따르면, 실제로 결함부 축적이 상당한 레이어 두께 결함을 유발할 수도 있음을 발견하였다. 이런 결함부 축적을 제거하기 위해, 임의의 개수의 레이어 이후에 미코팅 유리를 위한 측정 유리를 교환하는 것이 통상적으로 바람직하다. 많은 레이어 시스템에선, 대략 30개 내지 40개의 레이어 후에 이런 교환이 필요하다. 상술된 측정 장치에 따르면, 모니터 유리는 진공 챔버가 개방된 경우에만 수동으로 교환될 수 있다. 이런 수동 교환은 시간이 많이 걸리는 프로세스 중단 기간을 야기한다. 또한, 기판은 개방과 통기 및 후속 재개된 배기로 인해 입자로 오염될 수도 있다. 추가적인 세정 단계에도 불구하고, 실제로 입자 오염은 이런 유형의 프로세스 중단 기간이 없는 프로세스에서보다 훨씬 심하다.
또한, 복수의 테스트 유리를 수용하기 위한 마운트가 기판 홀더 상에 장착되어 기판과 함께 그리고 그 자체로 기판에 대해 이동될 수 있는 도입부에서 상술된 유형의 테스트 유리 교환기가 유럽 특허 제0 241 589 B1호에 개시되어 있다. 이 테스트 유리 교환기는 한번에 하나의 테스트 유리를 측정 장치의 광선 경로 및 코팅 재료의 적어도 하나의 스트림에 도입하기 위한 진공하에서 작동되는 제어 장치를 포함한다.
이런 테스트 교환 장치는 테스트 유리가 진공 챔버의 통기 없이 진공하에서 교환될 수 있기 때문에 종래 기술의 단점을 극복할 수 있었다. 그러나, 이런 테스트 유리 교환기에도 불구하고 단점들이 발견되었다. 구체적으로는, 스위칭 핑거로부터의 마운트의 돌출부가 마운트의 사전 산출된 각도에 도달될 때까지 정확히 차단되어야 한다. 필요한 회전 각도는 306°/테스트 유리의 개수이다. 또한, 테스트 유리는 임의의 회전 각도를 통과한 후에 광학 측정부의 광선 경로의 중심에 정확히 배열되어야 한다. 이를 위해선 스위칭 핑거 및 돌출부의 매우 정확한 기계적 조정이 필요하다. 또한, 시간에 걸친 진행도 매우 정확히 조정되어야 한다. 실제로 정확한 센터링과 매우 정확한 기계적 조정은 달성하기 매우 어려워, 테스트 유리의 부정확한 그리고 결과적으론 재현불가능한 배치를 야기할 수 있다는 점을 발견하였다. 코팅 동안의 기판 홀더의 회전으로 인해, 테스트 유리를 갖는 마운트는 쉽게 이동되어, 테스트 유리 위치의 바람직하지 않은 변위를 또한 야기할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술된 유형의 테스트 유리 교환기 및 교환 방법을 개선하는 것이다.
이런 목적은 독립항들의 구성요소에 의해 달성된다. 테스트 유리 교환기의 유리한 개선안들은 종속항들에 개시되어 있다.
본 발명에 따른 진공 코팅 시스템에서 레이어 성질을 광학적으로 측정하기 위한 테스트 유리 교환기는, 적어도 하나의 기판을 코팅 재료의 적어도 하나의 스트림을 통하는 경로로 안내하기 위한 이동식 기판 홀더와, 테스트 유리 요소를 위해 회전식 스핀들에 견고하게 연결되고 그리고 회전식 스핀들을 중심으로 기판 홀더에 대해 회전될 수 있는 플레이트형 마운트와, 한번에 하나의 테스트 유리 요소를 광학 측정 장치의 광선 경로에 그리고 코팅 재료의 적어도 하나의 스트림에 도입하기 위한 제어 장치를 포함하고, 마운트는 각각의 테스트 유리 요소를 위해 회전식 스핀들에 대해 편심적으로 오프셋되어 있는 적어도 하나의 리세스를 갖고, 마운트의 회전식 스핀들을 중심으로 한 회전 이동이 제어 장치에 의해 유발될 수 있으며, 리세스들 중 하나의 리세스 내에 배열된 테스트 유리 요소를 광학 측정 장치의 측정 위치로 이동시키기 위해 센터링 장치가 제공되며, 센터링 장치에 의해 토크와 유지 모멘트가 마운트에 인가될 수 있다. 따라서, 코팅 재료로 코팅하기 위해 그리고 상부에서 측정하기 위해 테스트 유리 요소를 정확히 위치설정하는 작업이, 테스트 유리 요소를 교환하고 그리고/또는 위치설정하기 위해 진공 챔버를 통기할 필요 없이 그리고 위치설정을 위해 다양한 구성요소들을 아주 정확하게 기계적으로 조정할 필요 없이, 단순한 방식으로 가능해진다.
본 발명에서, 특히 테스트 유리 요소는 원형 또는 타원형 테스트 유리일 수도 있다. 또한, 테스트 유리 요소는 원형의 섹터에 걸쳐 연장되는 유리 링 부품으로서 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 센터링 장치가 기판 홀더에 대해 일정 각도로 배열되는 적어도 하나의 액추에이터 요소와, 회전식 스핀들에 대해 일정 각도로 배열되고 그리고 액추에이터 요소에 의해 스프링력이 작용될 수 있는 적어도 하나의 지지 요소(bearing element)를 갖는 것을 특징으로 한다. 액추에이터 요소는 지지 요소와 결합되기 때문에, 회전식 스핀들에 고정 연결된 플레이트형 마운트와 각각의 테스트 유리 요소가 정확히 위치설정될 수 있으며, 액추에이터 요소가 지지 요소를 통해 마운트와 함께 회전식 스핀들에 유지 모멘트를 인가하기 때문에, 마운트는 적어도 마운트가 예정대로 추가로 회전될 때까지 기판 홀더에 대해 제 자리에 고정된다.
본 발명의 다른 실시예는, 기판 홀더에 대해 체결되거나 체결될 수 있고, 회전식 스핀들을 위한 피드스루와, 회전식 스핀들에 대해 편심적으로 배열되는 적어도 하나의 측정 개구를 갖는 캐리어 플레이트가 제공되며, 마운트는 기판 홀더와 캐리어 플레이트 사이의 공간 내에 배열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서 캐리어 플레이트는 특히 액추에이터 요소를 수용하기 위해 사용되며, 액추에이터 요소를 지탱하고 액추에이터 요소를 기판 홀더에 대해 일정 각도로 고정시킨다. 따라서, 액추에이터 요소는 캐리어 플레이트를 통해 연장되는 회전식 스핀들 상에서 지지 요소와 결합되어 정확한 위치설정을 가능케 할 수 있다. 또한, 편심 측정 개구는 측정을 위해 단지 하나의 광선 경로를 노출하지만, 제공된 임의의 추가적인 테스트 유리 요소는 캐리어 플레이트 위의 진공 챔버의 구역으로부터 캐리어 플레이트에 의해 보호된다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 지지 요소가 회전식 스핀들에 견고하게 연결되는 허브로서 형성되고 그리고 허브의 주연부에 배열되는 복수의 만입부를 갖고, 만입부들 중 적어도 하나의 만입부는 리세스들 중 하나의 리세스에 대응하며, 액추에이터 요소는, 캐리어 플레이트에 배열되고 그리고 스프링력에 의해 자유단을 통해 만입부들 중 하나의 만입부와 결합될 수 있는, 스프링 핀으로서 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 지지 요소가 플레이트형 마운트 내에 배열되는 트로프형(trough-like) 만입부로서 형성되고, 만입부는 리세스들 중 하나의 리세스에 대응하고, 액추에이터 요소는 볼 요소와, 플레이트형 마운트와 캐리어 플레이트 사이에 배열되거나 배열될 수 있는 볼 요소에 대한 캐리어 플레이트 내에 배열되는 상부 멈춤 개구와, 캐리어 플레이트에 배열되며 볼 요소에 작용하는 스프링 요소를 포함하며, 볼 요소는 스프링력에 의해 만입부와 결합될 수 있는 것을 특징으로 한다.
상술된 두 가지 대안들은 스프링 핀 또는 볼 요소의 대응하는 만입부들 중 하나와의 결합으로 인해, 매우 정확한 위치설정이 가능하며, 특히 스프링 핀 단부 또는 볼 요소의 반경이 대응하는 만입부들의 반경과 조정되는 경우, 스프링 핀 또는 볼 요소는 사실상 유극 없이 대응하는 만입부와 결합된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제어 장치는 복수의 회전식 아암 또는 돌출부를 포함하고, 복수의 회전식 아암 또는 돌출부의 개수는 리세스의 개수에 대응한다. 토크가 회전식 아암 또는 돌출부에 의해 회전식 스핀들에 인가될 수 있다. 또한, 회전식 아암 또는 돌출부의 각각의 궤도 경로로 이동될 수 있는 스위칭 핑거가 제공되어, 마운트가 회전식 아암 또는 돌출부에 의해 임의의 각거리만큼 회전될 수 있다.
회전식 아암 또는 돌출부의 개수가 리세스에 대응하고 그리고 바람직하게는 결국 리세스의 개수가 마운트 내에 배열된 테스트 유리 요소의 개수에 대응하기 때문에, 추가적인 테스트 유리는 복잡한 기계적 조정을 수행할 필요 없이 회전식 아암 또는 둘출부 중 하나와 스위칭 핑거의 결합으로 인해 측정 위치로 용이하게 효율적으로 회전될 수 있다. 회전식 아암 또는 돌출부를 연동시키기 위해선 스위칭 핑거를 단기간 동안만 회전식 아암 또는 돌출부의 궤도 경로로 이동시키는 것으로 충분할 수도 있다.
기판 지지체 아래에 있는 진공 챔버의 구역으로부터의 영향으로부터 보호하기 위한 보호 장치가 마운트와 기판 홀더 사이에 배열되어, 한번에 단일의 테스트 유리 요소만이 코팅 및 측정 위치에 노출된다. 보호 장치는 캐리어 플레이트 상에 배열되어, 한번에 단일의 테스트 유리 요소만이 코팅 및 측정 위치에 노출되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 보호 장치는 특히, 회전식 스핀들과 동축으로 정렬되고 그리고 측정 위치와 정렬될 수 있는 단일 개구를 갖는, 원형 플레이트일 수도 있다.
특히 원형 플레이트의 형태인 보호 장치는 코팅될 필요 없는 테스트 유리 요소 및 자체의 이동식 부품을 포함하는 마운트를 코팅 프로세스로부터 단순하고 효율적으로 보호한다. 보호 장치는 테스트 유리 요소의 코팅만을 측정 위치에 노출시킨다.
상술된 투과율 측정 이외에도, 테스트 유리 요소의 레이어 성질도 또한 반사시에 측정될 수 있다. 반사율 측정의 경우, 캐리어 플레이트는 개구 없이 형성될 수도 있다.
본 발명에 따른 상술된 유형의 장치를 이용하여 테스트 유리를 교환하기 위한 방법은, 리세스들 중 하나의 리세스 내에 배열된 테스트 유리 요소가 광학 측정 장치의 측정 위치로 이동되기 전에, 제어 장치를 이용하여 마운트의 회전 이동을 유발하는 단계와, 이런 회전 이동에 의해 테스트 유리 요소를 제1 위치로 이동시키는 단계로서, 제1 위치의 측정 위치로부터의 각거리는 리세스들(7) 사이의 각거리보다 작은, 이동 단계와, 센터링 장치를 이용하여 테스트 유리 요소를 측정 위치로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 추가적인 목적, 구성요소, 이점 및 가능한 적용예들은 첨부 도면을 참조하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예의 설명으로부터 명확해질 것이다. 본 명세서에서 개략적으로 도시되고 그리고/또는 개시된 모든 구성요소들은 청구항 내에서의 구성이나 청구항들의 인용 관계와는 관계 없이 개별적으로 그리고 임의의 조합으로 본 발명의 주제의 일부를 형성한다.
도 1은 허브가 스프링 핀에 대해 제1 위치에 있는 상태의 본 발명의 실시예에 따른 테스트 유리 교환기를 도시하는 도면이다.
도 2는 허브가 스프링 핀에 대해 제2 위치에 있는 상태의 본 발명의 실시예에 따른 테스트 유리 교환기를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 테스트 유리 교환기를 위한 커버 플레이트를 도시하는 도면이다.
도 3a는 본 발명에 따른 테스트 유리 교환기의 다른 실시예의 일부 구성요소를 도시하는 도면이다.
도 4는 스위칭 핑거가 제1 작동 위치에 있는 상태의 스위칭 장치와 관련된 기판 홀더에 대한 본 발명의 실시예에 따른 테스트 유리 교환기의 장치 배열을 도시하는 도면이다.
도 5는 스위칭 핑거가 제2 작동 위치에 있는 상태의 도 4에 도시된 장치를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예의 액추에이터 요소 및 지지 요소를 도시하는 도면이다.
도 7은 테스트 유리 교환을 위한 자동화된 프로세스의 흐름도를 도시하는 도면이다.
테스트 유리 교환기(1)의 바람직한 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 본 발명에서, 도 1에 도시된 테스트 유리 교환기의 측부는 상부 측부로 지칭되며, 도시되지 않은 측부는 하부 측부로 지칭될 것이지만, 본 발명의 주제는 여기에 제한되지 않는다.
이 실시예에서 원형인 캐리어 플레이트(3)는 회전식 스핀들(4)이 관통 안내되는 (도 1에는 도시되지 않은)피드스루를 중심에 갖는다.
테스트 유리 요소를 수용하기 위한 마운트(6)가 캐리어 플레이트(3) 아래에 제공된다. 테스트 유리 요소는 원형 또는 타원형으로 형성될 수도 있으며, 유리 링 부품으로서 형성될 수도 있다. 이 실시예에서 캐리어 플레이트(3)는, 편심적으로 배열되고 그리고 테스트 유리 요소가 관통 삽입되거나 마운트(6)로부터 제거될 수 있는, 개구(5')를 갖는다.
이 실시예에서, 마운트(6)는 테스트 유리 요소를 수용하기 위한 2개의 개구(7)를 갖는다. 이 실시예에서 마운트(6)는 원형 플레이트로서 형성되며, 마운트의 중심에서 회전식 스핀들(4)에 견고하게 연결된다. 마운트(6)는 캐리어 플레이트(3)에 대해 회전될 수 있도록 회전식 스핀들(4)과 허브(11)와 공동으로 장착된다.
마운트(6)의 개구(7)는 원형 보어로서 형성될 수 있는데, 원형 보어의 최대 직경은 사용된 테스트 유리 요소의 직경보다 약간 더 작다. 특히, 보어는 블라인드 보어로서 형성된다. 반경의 차이로 인해, 테스트 유리 요소의 지지 에지는 마운트(6)의 개구(7)에 형성된다.
센터링 장치는 기판 홀더에 대해 일정 각도로 배열된 적어도 하나의 액추에이터 요소(제어 요소)와, 회전 축에 대해 일정 각도로 배열되고 그리고 액추에이터 요소에 의해 바람직하게는 스프링력이 작용될 수 있는 적어도 하나의 지지 요소를 갖는다. 본 발명에서, 스프링력은 탄성 요소에 의해 유도되는 임의의 힘, 특히 스프링의 클램핑력을 의미한다.
허브(11)는 지지 요소로서 캐리어 플레이트(3)의 상부 측부에 배열되며, 회전식 스핀들(4)에 고정 연결된다. 허브(11)는 캐리어 플레이트(3)에 대해 회전식 스핀들(4)과 함께 회전될 수 있다. 허브(11)는, 이동식 스프링 핀(13)이 액추에이터 요소로서 결합되는, 축방향으로 연장되는 4개의 만입부(12)를 주연부에 포함한다. 만입부(12)를 갖춘 허브(11)와 스프링 핀(13)은 함께 센터링 장치(10)를 형성한다.
회전식 아암(14)이 만입부(12) 사이에서 허브(11)의 리지에 제공되며, 캐리어 플레이트(3)의 반경방향 최외측 에지의 구역에서 대략 90°의 각도로 상향으로 휘어지도록 캐리어 플레이트(3)에 대해 반경방향 외향으로 평행하게 초기에 연장된다. 회전시 아암은 또한 회전식 스핀들(4)에 부착될 수 있다.
스프링 핀(13)은 스프링 핀 지지체(18) 내에 장착되는데, 스프링 핀 지지체는 스프링 핀(13)을 회전식 스핀들(4)의 반경 방향으로 이동시킬 수 있다. 지지체(18)는 캐리어 플레이트(3)에 고정되게, 바람직하게는 제거가능하게 연결된다. 이런 경우, 지지체(18)는 원통형 블록으로서 형성되고 캐리어 플레이트(3)에 나사 결합된다. 허브(11)가 회전될 때, 스프링 핀(13)은 만입부(12)로부터 외향으로 스프링력에 대항하여 그리고 2개의 만입부(12) 사이에서 허브(11)의 리지에 걸쳐 가압된다.
도 2에서, 허브(11)는 스프링 핀(13)에 대한 위치가 도시되어 있는데, 스프링 핀은 2개의 만입부(12) 사이의 중간부에 그리고 회전식 스핀들(4)과 스프링 핀(13) 사이의 최대 거리로 배열된다. 회전식 스핀들(4)이 회전식 아암(14)의 이동에 의해 캐리어 플레이트(3)에 대해 약간 회전되는 경우, 스프링 핀(13)은 스프링력으로 인해 다음 만입부(12) 내로 이동되어 해당 만입부(12)의 중심에 정확히 위치설정된다. 어떤 토크도 인가되지 않는다면, 허브(11) 및 테스트 유리 요소를 갖는 마운트(6)는 스프링 핀(13)의 스프링력에 의해 제 자리에 유지된다.
이 실시예에서 캐리어 플레이트(3)는 추가의 개구(5)를 갖는데, 추가의 개구는 편심적으로 배열되고 그리고 예컨대 투과율 측정을 위해 광선 경로에 위치된다.
이 실시예에서 캐리어 플레이트(3)는, 바요넷(bayonet) 클로저의 방식으로 캐리어 플레이트(3)를 체결시키는, 나사(19a, 19b, 19c)의 의해 기판 홀더(2)에 고정 연결된다.
도 3은 캐리어 플레이트(3)의 하부 측부에 체결되거나 체결될 수 있는 커버 플레이트(8)를 도시한다. 도 3에서, 커버 플레이트(8)의 캐리어 플레이트(3)에 대한 체결은 테스트 유리 요소를 갖는 마운트(6)의 회전을 위한 충분한 공간을 남겨둔다. 커버 플레이트(8)는 개구(9)를 갖는데, 개구는 캐리어 플레이트(3) 내의 개구와 정렬되도록 반경 방향으로 위치설정된다. 허브(11)의 만입부(12) 및 스프링 핀(13)에 의한 마운트(6) 내의 개구(7)의 위치설정으로 인해, 각각의 테스트 유리는 캐리어 플레이트(3)의 개구(5) 및 커버 플레이트(8)의 개구(9) 내에 정확히 위치설정된다.
캐리어 플레이트의 다른 실시예에서, 커버 플레이트 및 커버는 나사에 의해 상호 연결되며, 사전 조립된 방식으로 칼로테(calotte) 상에 끼워맞춰질 수 있는 유닛을 형성한다.
도 3a에서, 본 발명에 따른 테스트 유리 교환기의 실시예는 커버(3a)가 상부에 배열되어 있는 캐리어 플레이트(3)를 도시하고 있다. 도 3의 실시예와 유사한 커버 플레이트(8)는 보호 장치로서 캐리어 플레이트(3) 아래의 배열되는 개구(9)를 갖는데, 이런 개구를 통해 테스트 유리(6a)가 밑에서부터 코팅될 수 있다. 커버 플레이트(8)는 나사(19e, 19f)에 의해 캐리어 플레이트(3)의 하부면에 연결되며, 마운트(6)가 커버 플레이트(8)와 캐리어 플레이트(3) 사이에서 이동될 수 있다.
도시된 실시예에서 기판 및 테스트 유리 요소는 밑에서부터 코팅된다. 커버 플레이트(8)는 하나의 개구(9)를 이용하여 개구들(5, 9) 내에 위치설정되어 있는 테스트 유리에 정확히 코팅을 한정한다. 캐리어 플레이트(3) 내의 개구(5), 테스트 유리를 갖는 마운트(6) 내의 개구(7), 및 커버 플레이트(8) 내의 개구(9)의 이런 배치로 인해, 광선 경로가 현재의 테스트 유리 요소의 투과율 측적을 위해 노출된다.
새로운 테스트 유리를 코팅 재료의 스트림으로 그리고 투과율 측정을 위해 광선 경로로 이동시키기 위해, 마운트(6)는 회전식 아암(14), 허브(11) 및 회전식 스핀들(4)에 의해 캐리어 플레이트(3) 및 커버 플레이트(8)에 대해 회전되어, 원형 경로에 걸쳐 마운트 내에서 다음에 배열된 캐리어 유리를 위치설정시킨다.
도 4는 기판 홀더(2)에 대한 테스트 유리 교환기(1)의 배열을 도시하는데, 이 실시예에서 기판 홀더는 회전가능한 칼로테로서 형성된다. 테스트 유리 교환기(1)는 나사(19d)에 의해 칼로테에 대한 대응 개구 내에 나사 결합된다. 도 4에서, 테스트 유리 교환기(1)의 하부 측부, 즉 커버 플레이트(8)는 칼로테의 내부를 향한다. 회전식 아암(14)을 갖춘 허브(11)는 칼로테의 외부면에 배열된다.
칼로테와는 관계없이, 테스트 유리 교환기(1)와 관련된 스위칭 장치가 제공되며, 스위칭 장치는 샤프트(16)를 통해 액추에이터(17)에 연결되는 스위칭 핑거(15)를 포함하는데, 스위칭 핑거(15)는 액추에이터(17)에 의해 구동될 수 있다. 샤프트(16)의 이동으로 인해, 스위칭 핑거(15)는 테스트 유리 교환기(1)의 방향으로 피봇될 수 있다. 힌지 장치(15a)가 스위칭 핑거(1)를 조절하기 위해 샤프트(16)에 배열된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 스위칭 핑거(15)는 피봇되면 테스트 유리 교환기(1)의 2개의 회전식 아암(14) 사이에 위치된다. 칼로테가 코팅 프로세스 동안 회전되는 경우, 회전식 아암(14) 중 하나가 스위칭 핑거(15)와 접촉되어, 회전식 스핀들(4)과 허브(11)의 회전이 칼로테의 회전에 의해 유발된다. 따라서, 테스트 유리 요소를 갖는 마운트(6)가 결합 회전을 위해 칼로테에 연결된 구성요소들, 즉 캐리어 플레이트(8) 및 커버 플레이트(8)에 대해 회전된다.
칼로테의 회전으로 인해 스프링 핀(13)이 회전식 스핀들(4)과 스프링 핀(13) 사이의 최대 거리의 지점을 초과할 때까지 허브(11)가 회전되는 경우, 스위칭 핑거(15)는 샤프트(16)의 회전을 통한 액추에이터(17)의 작용에 의해 후방으로 피봇된다. 스프링 핀(13)의 스프링력으로 인해, 허브(11)가 정확히 위치설정되고 그리고 정렬된 개구(5, 7, 9) 내의 다음의 테스트 유리 요소가 정확히 센터링된다.
이 실시예에서 샤프트(16)는 진공 코팅 챔버로부터 진공 피드스루를 통해 외향으로 안내되며, 액추에이터(17)가 진공 코팅 챔버에 배열된다. 샤프트(16)는 수동으로 또는 진공 피드스루를 통해 모터 구동 방식으로 용이하게 이동될 수 있다.
물론, 스위칭 핑거(15)의 구동부의 다른 실시예도 또한 본 발명에 포함될 수 있다. 특히, 스위칭 핑거(15)의 피봇 구동부는 도 4에 도시된 것과 상이한 배향을 갖는 회전식 스핀들을 가질 수도 있다.
칼로테를 회전시키기 위해, 도면에는 도시되지 않은 회전식 구동부가 제공되어 사용된다. 칼로테는 바람직하게는 정상 코팅 프로세스 동안보다 테스트 유리 교환 동안에 더 천천히 회전된다. 특히, 교환 프로세스는 칼로테의 회전식 구동부에 커플링되는 각도 센서의 도움으로 매우 용이하게 자동화될 수 있다.
상술된 바에 대한 대안으로서, 칼로테가 고정식인 경우에는 회전식 아암(14)을 회전시킬 수도 있다. 이를 위해, 스위칭 핑거(15)는 2개의 회전식 아암(14) 사이에서 피봇될 수 있도록, 스프링 핀(13)이 다음의 만입부(12) 내로 안내될 때까지 스위칭 핑거(15)를 안내하기 위해 추가로 기계적으로 회전되어야 한다.
본 발명에 따른 테스트 유리 교환기(1)는 스프링 핀(13)의 도움으로 인한 자체 센터링으로 인해, 테스트 유리 요소를 코팅 재료의 스트림에 그리고/또는 투과율 측정의 광선 경로에 정확히 위치설정시킬 수 있다. 종래 기술과 비교하여, 기판 홀더가 고정식인 경우에도 테스트 유리 요소를 교환할 수 있다.
스프링 핀과 허브에 의한 위치설정에 대한 대안으로서, 액추에이터 요소와 지지 요소도 또한 도 6에 도시된 바와 같이 형성될 수도 있다.
리프 스프링(20)이 캐리어 플레이트(3)의 일단부에 고정된다. 볼(25)이 테스트 유리 요소를 위한 마운트(6)와 캐리어 플레이트(3) 사이에 위치된다. 캐리어 플레이트(3)는 볼(25)이 상부 멈춤부를 갖도록 형성되는 원형 멈춤 개구(30)를 포함한다. 볼(25)은 스프링력에 의해 마운트(6) 상으로 하향 가압된다(위치설정되지 않은 테스트 유리로 실시되는 교환 프로세스 동안의 배치를 도시하는 도 6a 참조).
테스트 유리 요소를 위한 마운트(6)는 트로프형 만입부(35)(중공부)를 갖는데, 이런 만입부는 테스트 유리가 측정 위치에 위치되는 경우 볼(25)이 중공부(35) 중 하나 내로 가압되도록 배열된다(도 6b 참조). 볼(25)에 대한 스프링 압력으로 인해, 유지 플레이트(6)는 멈춤되어 고정된다. 다음의 교환을 위해, 유지 플레이트(6)는 스프링력을 극복하는 힘을 갖는 회전식 아암에 의해 회전식 스핀들을 통해 회전된다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 중공부(35)가 볼(25)의 구역을 벗어나고 그리고 유지 플레이트(6)가 볼(25)을 상향으로 압박한다.
테스트 유리 교환 과정이 도 7에 도시되어 있다.
회전식 인코더가 기판 홀더(2)(예컨대, 칼로테, 평판)의 회전식 스핀들에 슬립 없이 견고하게 커플링된다.
회전식 인코더는 회전마다 동일한 회전 각도에서 항상 제로 펄스를 전달한다. 또한, 회전 각도당 일정한 개수의 증분 펄스가 회전 동안 발생된다. 회전당 8192 펄스를 갖는 회전식 인코더가 바람직하게 사용된다. 이는 2.6 각도 분당 하나의 펄스의 해상도에 대응한다.
제로 펄스는 라인을 통해 카운터에 전송된다. 증분 펄스는 제2 라인을 통해 카운터에 전송된다. 카운터는 제로 펄스로 리셋되고 증분 펄스에 의해 증분된다. 따라서, 카운터 상태는 기판 홀더(2)의 임의의 회전 각도에 대응한다.
현재의 카운터 상태는 제어 유닛에 의해 판독된다. 따라서, 제로 펄스에 대한 기판 홀더(2)의 현재의 회전 각도가 알려진다. 제로 펄스에 대한 테스트 유리 교환기(1)의 위치는 보정을 통해 결정될 수 있다. 따라서, 회전 동안 테스트 유리 교환기(1)의 현재 위치가 알려진다.
자동화된 테스트 유리 교환 과정이 이하에서 기술될 것이다.
기판 홀더(2)가 구동부에 의해 회전된다. 사전 프로그래밍된 회전 각도에서, 스위칭 핑거(15)를 작동시키기 위한 출력이 제어 유닛에 의해 트리거링된다. 출력을 트리거링하기 위한 회전 각도는 테스트 유리 교환기(1)의 회전식 아암(14)이 스위칭 핑거(15)를 통과하기 직전에 스위칭 핑거(15)가 피봇되도록 선택된다.
다른 사전 프로그래밍된 회전 각도에서, 스위칭 핑거(15)를 위한 출력이 리셋되어, 스위칭 핑거(15)가 다시 후방으로 피봇된다. 이런 각도는 스위칭 핑거(15)가 2개의 노치(12) 사이의 지점을 정확히 통과하도록 선택된다(도 1 참조). 볼 고정부를 갖는 변경예에서, 각도는 볼(25)이 하나의 중공부(35)에 정확히 진입하도록 선택된다(도 6 참조). 따라서, 교환 프로세스가 완료된다.
기판 홀더(2)를 위한 구동부의 회전 속도는 제어될 수 있다. 회전 속도가 회전 각도에 따라 교환 프로세스 동안 임의의 시간에서 조정될 수 있어, 한편으론 기계적 구성요소들이 최소로 스트레싱된 상태에서 확실한 위치설정이 달성되고 그리고 다른 한편으론 프로세스가 가능한 한 신속히 완료된다. 또한, 회전 속도는 다시 증가될 수 있다.
실제로 공지된 시스템은 550 mm의 회전식 플레이트 직경을 갖는 소형 스퍼터링 시스템에서만 확실히 기능하지만, 본 발명에 따른 테스트 유리 교환기(1)는 1500 mm 이상의 칼로테 직경을 갖는 대형 시스템에서 사용될 수 있는데, 이런 대형 시스템은 소형 스퍼터링 시스템에 비해 부정확한 메커니즘을 갖고 있다. 또한, 본 발명에 따른 테스트 유리 교환기(1)는 사실상 기판 홀더(2)(칼로테, 평판, 유성 드라이브) 상의 임의의 목표 지점에 배치될 수 있다. 기존 시스템을 조정하기 위해선, 스위칭 핑거(15), 샤프트(16) 및 액추에이터(17)로 형성된 스위칭 장치만이 제공되면 된다.
결과적으로, 본 발명의 기술 사상은 또한 코팅이 내부에서 외부로 수행되진 않지만 위에서부터 수행되는 시스템에 적용될 수 있다. 이런 경우, 테스트 유리 교환기(1)는 180°로 회전되어, 커버 플레이트(8)는 외향으로 또는 상향으로 배열된 코팅 소스를 향하고, 캐리어 플레이트(3)는 기판 홀더의 하부 측부에 배열된다.
상술된 투과율 측정 이외에도, 테스트 유리 요소에 대한 레이어 성질이 또한 반사시에 측정될 수 있다. 반사율 측정의 경우, 지지 플레이트(3)는 개구(5) 없이 형성될 수 있다.
1 : 테스트 유리 교환기
2 : 기판 홀더
3 : 캐리어 플레이트
3a : 커버
4 : 회전식 스핀들
5 : 캐리어 플레이트(3) 내의 개구
5' : 캐리어 플레이트(3) 내의 개구
6 : 마운트
6a : 마운트
6a : 테스트 유리
7 : 마운트(6) 내의 수용 개구
8 : 커버 플레이트
9 : 커버 플레이트(8) 내의 개구
10 : 카운터링 장치
11 : 지지 요소, 허브
12 : 만입부
13 : 액추에이터 요소, 스프링 핀
14 : 회전식 아암
15 : 스위칭 핑거
15a : 힌지 장치
16 : 샤프트
17 : 액추에이터
18 : 스프링 핀 마운트
19a, 19b, 19c, 19d, 19f : 나사
20 : 스프링
25 : 볼
26 : 액추에이터 요소
30 : 멈춤 개구
35 : 지지 요소, 만입부

Claims (11)

  1. 진공 코팅 시스템에서 레이어 성질을 광학적으로 측정하기 위한 테스트 유리 교환기로서, 상기 테스트 유리 교환기가
    적어도 하나의 기판을 코팅 재료의 적어도 하나의 스트림을 통하는 경로로 안내하기 위한 이동식 기판 홀더(2)와,
    적어도 하나의 테스트 유리 요소를 위해 회전식 스핀들(4)에 견고하게 연결되고 그리고 회전식 스핀들(4)을 중심으로 기판 홀더(2)에 대해 회전될 수 있는 마운트(6)와,
    한번에 하나의 테스트 유리 요소를 광학 측정 장치의 광선 경로에 그리고 코팅 재료의 적어도 하나의 스트림에 도입하기 위한 제어 장치를 포함하고,
    상기 마운트(6)는 회전식 스핀들(4)에 대해 편심적으로 오프셋되어 있는 적어도 하나의 리세스(7)를 가지며,
    상기 마운트(6)의 회전식 스핀들(4)을 중심으로 한 회전 이동이 제어 장치에 의해 유발될 수 있는, 테스트 유리 교환기에 있어서,
    리세스들(7) 중 하나의 리세스 내에 배열된 테스트 유리 요소를 상기 광학 측정 장치의 측정 위치로 이동시키기 위해 센터링 장치(10)가 제공되며, 상기 센터링 장치에 의해 토크와 유지 모멘트가 마운트(6)에 인가될 수 있는 것을 특징으로 하는 테스트 유리 교환기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센터링 장치(10)는 기판 홀더(2)에 대해 일정 각도로 배열되는 적어도 하나의 액추에이터 요소(13, 26)와, 회전식 스핀들(4)에 대해 일정 각도로 배열되고 그리고 액추에이터 요소(13, 26)에 의해 스프링력이 작용될 수 있는 적어도 하나의 지지 요소(11, 35)를 갖는 것을 특징으로 하는 테스트 유리 교환기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전식 스핀들(4)을 위한 피드스루를 갖고 그리고 바람직하게는 회전식 스핀들(4)에 대해 편심적으로 배열되는 적어도 하나의 측정 개구(5)를 갖는, 기판 홀더(2)에 대해 고정 배열되거나 배열될 수 있는 캐리어 플레이트(3)가 제공되며,
    상기 마운트(6)는 기판 홀더(2)와 캐리어 플레이트(3) 사이의 공간 내에 배열되거나 배열될 수 있는 것을 특징으로 하는 테스트 유리 교환기.
  4. 제3항에 있어서, 지지 요소(11)는 회전식 스핀들(4)에 견고하게 연결되는 허브(11)로서 형성되고 그리고 허브(11)의 주연부에 배열되는 복수의 만입부(12)를 갖고,
    만입부들(12) 중 적어도 하나의 만입부는 리세스들(7) 중 하나의 리세스에 대응하며,
    액추에이터 요소(13)는, 캐리어 플레이트(3)에 배열되고 그리고 스프링력에 의해 자유단을 통해 만입부들(12) 중 하나의 만입부와 결합될 수 있는, 스프링 핀(13)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 테스트 유리 교환기.
  5. 제3항에 있어서, 지지 요소(30)는 플레이트형 마운트(6) 내에 배열되는 트로프형 만입부(35)로서 형성되고,
    상기 만입부(35)는 리세스들(7) 중 하나의 리세스에 대응하고,
    액추에이터 요소(26)는 볼 요소(25)와, 플레이트형 마운트(6)와 캐리어 플레이트(3) 사이에 배열되거나 배열될 수 있는 볼 요소(25)에 대한 캐리어 플레이트(3) 내에 배열되는 상부 멈춤 개구(30)와, 캐리어 플레이트(3)에 배열되며 볼 요소(25)에 작용하는 스프링 요소(20)를 포함하며,
    상기 볼 요소(25)는 스프링력에 의해 만입부(35)와 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 테스트 유리 교환기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는 복수의 회전식 아암(14) 또는 돌출부와, 회전식 아암(14) 또는 돌출부의 각각의 궤도 경로로 이동될 수 있는 적어도 하나의 스위칭 핑거(15)를 포함하고, 상기 회전식 아암(14) 또는 돌출부에 의해 토크가 회전식 스핀들(4)에 인가될 수 있으며,
    마운트(6)는 회전식 아암(14) 또는 돌출부에 의해 임의의 각거리만큼 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 테스트 유리 교환기.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 보호 장치가 마운트(6)와 기판 홀더(2) 사이에 배열되어, 한번에 단일의 테스트 유리 요소만이 코팅 및 측정 위치에 노출되는 것을 특징으로 하는 테스트 유리 교환기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 보호 장치는 측정 위치와 정렬될 수 있는 개구(9)를 갖는 커버 플레이트(8)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 테스트 유리 교환기.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 테스트 유리 요소가 원형 또는 타원형 테스트 유리로서 형성되는 것을 특징으로 하는 테스트 유리 교환기.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 테스트 유리 요소가 유리 링 부품으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 테스트 유리 교환기.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 테스트 유리 교환기를 이용하여 테스트 유리를 교환하기 위한 방법으로서,
    리세스들(7) 중 하나의 리세스 내에 배열된 테스트 유리 요소가 광학 측정 장치의 측정 위치로 이동되기 전에, 제어 장치를 이용하여 마운트(6)의 회전 이동을 유발하는 단계와,
    상기 회전 이동에 의해 상기 테스트 유리 요소를 제1 위치로 이동시키는 단계로서, 제1 위치의 측정 위치로부터의 각거리는 리세스들(7) 사이의 각거리보다 작은, 이동 단계와,
    센터링 장치(10)를 이용하여 상기 테스트 유리 요소를 측정 위치로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 유리 교환 방법.
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