KR102174195B1 - 자기 부상 시스템, 자기 부상 시스템을 위한 캐리어, 및 자기 부상 시스템을 동작시키는 방법 - Google Patents

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Abstract

자기 부상 시스템이 제공된다. 자기 부상 시스템은 베이스 구조(110), 베이스 구조(110)에 대해 이동가능한 캐리어(120), 및 캐리어(120)를 베이스 구조(110)에 비접촉식으로 홀딩하도록 구성된 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)을 포함한다. 캐리어(120)는 베이스 구조(110)와 자기적으로 상호작용하도록 구성된 제1 캐리어 부분(121) 및 오브젝트(10)를 운반하도록 구성된 제2 캐리어 부분(122)을 포함하며, 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122)은 가요성 연결부(125)를 통해 서로 연결된다. 또한, 자기 부상 시스템을 위한 캐리어뿐만 아니라 자기 부상 시스템을 동작시키는 방법이 설명된다.

Description

자기 부상 시스템, 자기 부상 시스템을 위한 캐리어, 및 자기 부상 시스템을 동작시키는 방법
[0001] 본 개시내용의 실시예들은, 캐리어를 비접촉식으로(contactlessly) 홀딩하고, 포지셔닝하고 그리고/또는 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템(magnetic levitation system)에 관한 것이다. 추가의 실시예들은 자기 부상 시스템을 위한 캐리어뿐만 아니라 자기 부상 시스템을 동작시키는 방법들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 진공 시스템을 통해 캐리어를 비접촉식으로 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템이 설명되며, 캐리어는, 특히 본질적으로 수직 배향으로 오브젝트(object), 이를테면, 기판을 운반할 수 있다.
[0002] 예컨대, 대기압 미만의 압력(sub-atmospheric pressure) 하에서 베이스 구조(base structure)에 대한 캐리어들의 비접촉식 이송을 위해, 자기 부상 시스템들이 활용될 수 있다. 캐리어에 의해 운반되는 오브젝트, 이를테면, 기판은 진공 시스템 내의 제1 포지션, 즉, 로딩 포지션으로부터 진공 시스템 내의 제2 포지션, 예컨대 증착 포지션으로 이송될 수 있다. 자기 부상 시스템들은 캐리어들의 비접촉식(contactless) 및 그에 따른 비마찰(frictionless) 이송을 가능하게 할 수 있고, 진공 프로세싱 시스템 내에서의 작은 입자들의 발생을 감소시킬 수 있다.
[0003] 자기 부상 시스템들은 통상적으로, 자기력들을 통해 미리 결정된 거리에서 캐리어를 베이스 구조에 홀딩하도록 구성된 하나 또는 그 초과의 능동적으로 제어되는 자기 베어링(magnetic bearing)들을 포함한다. 캐리어 포지션의 능동적인 제어는, 캐리어가 캐리어의 고유 주파수(natural frequency)들 중 하나로 진동할 때, 문제가 될 수 있다. 특히, 특정 조건들 하에서, 자기 부상 시스템의 능동 자기 베어링들에 의한 능동적인 제어는 캐리어의 고유 진동들을 증폭시킬 수 있으며, 이는 캐리어의 공진 여기(resonance excitation)를 초래할 수 있다.
[0004] 캐리어 진동들을 감소시키기 위해, 능동 자기 베어링들의 복잡한 제어 알고리즘들이 사용될 수 있다. 그러나, 자기 부상 시스템의 캐리어의 오실레이션(oscillation)들을 감소시키거나 회피하는 것은, 특히 캐리어의 오실레이션 거동(oscillatory behavior)이 캐리어뿐만 아니라 캐리어에 의해 운반되는 오브젝트의 사이즈, 형상 및 재료에 의존할 수 있기 때문에, 까다로울 수 있다. 캐리어의 오실레이션들은 캐리어의 이송 안정성 및 포지셔닝 정확도에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다.
[0005] 따라서, 자기 부상 시스템의 캐리어의 이송 및 포지셔닝 정확도를 개선하는 것이 유익할 것이다. 또한, 자기 부상 시스템의 베이스 구조에 정밀하고 정확하게 이송되어 홀딩되도록 적응된, 자기 부상 시스템을 위한 캐리어를 제공하는 것이 유익할 것이다.
[0006] 상기 내용을 고려하여, 자기 부상 시스템, 자기 부상 시스템을 위한 캐리어뿐만 아니라 자기 부상 시스템을 동작시키는 방법이 제공된다.
[0007] 본 개시내용의 양상에 따르면, 자기 부상 시스템이 제공된다. 자기 부상 시스템은, 베이스 구조, 베이스 구조에 대해 이동가능한 캐리어, 및 캐리어를 베이스 구조에 비접촉식으로 홀딩하도록 구성된 적어도 하나의 능동 자기 베어링을 포함하며, 캐리어는 베이스 구조와 상호작용하도록 구성된 제1 캐리어 부분 및 오브젝트를 운반하도록 구성된 제2 캐리어 부분을 포함하고, 제1 캐리어 부분과 제2 캐리어 부분은 가요성 연결부(flexible connection)를 통해 서로 연결된다.
[0008] 본 개시내용의 다른 양상에 따르면, 자기 부상 시스템을 위한 캐리어가 제공된다. 캐리어는, 캐리어를 비접촉식으로 홀딩하고, 포지셔닝하고 그리고/또는 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템의 베이스 구조와 상호작용하도록 구성된 제1 캐리어 부분, 및 오브젝트를 운반하도록 구성된 제2 캐리어 부분을 포함하며, 제1 캐리어 부분과 제2 캐리어 부분은 가요성 연결부를 통해 서로 연결된다.
[0009] 본 개시내용의 또 다른 양상에 따르면, 진공 시스템이 제공된다. 진공 시스템은 진공 챔버, 진공 챔버 내에 배열된 증착 소스, 및 본원에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 자기 부상 시스템을 포함한다. 자기 부상 시스템은, 코팅될 오브젝트를 진공 챔버의 증착 영역 내로 운반하는 캐리어를 비접촉식으로 이송하도록 구성된다.
[0010] 본원에서 설명되는 또 다른 양상에 따르면, 자기 부상 시스템을 동작시키는 방법이 제공된다. 방법은, 가요성 연결부를 통해 서로 연결된 제1 캐리어 부분 및 제2 캐리어 부분을 포함하는 캐리어를 제공하는 단계, 운반될 오브젝트를 제2 캐리어 부분 상에 배열하는 단계, 및 적어도 하나의 능동 자기 베어링을 이용하여 캐리어를 베이스 구조에 비접촉식으로 홀딩하는 단계를 포함하며, 제1 캐리어 부분은 베이스 구조와 자기적으로 상호작용한다.
[0011] 본 개시내용의 추가의 양상들, 장점들, 및 특징들은 상세한 설명 및 첨부 도면들로부터 명백하다.
[0012] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있다. 첨부 도면들은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이고, 하기에서 설명된다. 통상의 실시예들이 도면들에서 도시되며, 이하의 상세한 설명에서 상세히 설명된다.
[0013] 도 1은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 자기 부상 시스템의 개략적인 단면도이고;
[0014] 도 2는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 자기 부상 시스템의 개략적인 단면도이고;
[0015] 도 3은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 자기 부상 시스템의 개략적인 단면도이고;
[0016] 도 4는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 자기 부상 시스템의 개략적인 단면도이고;
[0017] 도 5a는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 자기 부상 시스템을 위한 캐리어의 개략적인 정면도이고;
[0018] 도 5b는 도 5a의 캐리어의 상부 부분의 개략적인 사시도이고;
[0019] 도 6은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 자기 부상 시스템을 위한 캐리어의 상부 부분의 개략적인 단면도이고; 그리고
[0020] 도 7은 본원에서 설명되는 실시예들에 따라 자기 부상 시스템을 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도이다.
[0021] 이제, 다양한 실시예들이 상세하게 참조될 것이며, 다양한 실시예들의 하나 또는 그 초과의 예들은 도면들에서 예시된다. 각각의 예는 설명으로 제공되고, 제한으로서 의도되지 않는다. 예컨대, 일 실시예의 일부로서 예시되거나 또는 설명되는 피처(feature)들은, 또 다른 추가의 실시예를 산출하기 위해, 임의의 다른 실시예에 대해 또는 임의의 다른 실시예와 함께 사용될 수 있다. 본 개시내용은 그러한 변형들 및 변화들을 포함하도록 의도된다.
[0022] 도면들의 다음의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 또는 유사한 컴포넌트들을 지칭한다. 일반적으로, 개별적인 실시예들에 대한 차이들만이 설명된다. 달리 명시되지 않는 한, 일 실시예의 부분 또는 양상의 설명은 다른 실시예의 대응하는 부분 또는 양상에 또한 적용된다.
[0023] 도 1은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 자기 부상 시스템(100)의 개략적인 단면도이다. 자기 부상 시스템(100)은 베이스 구조(110), 및 베이스 구조(110)에 비접촉식으로 홀딩되고 그리고 베이스 구조(110)에 대해 이동가능한 캐리어(120)를 포함한다. 베이스 구조(110)는 하나 또는 그 초과의 고정식(stationary) 트랙들 또는 레일들을 포함할 수 있으며, 자기 부상 시스템의 능동적으로 제어되는 자기 유닛들은 트랙들 또는 레일들에 제공될 수 있다.
[0024] 도 1에 도시된 실시예에서, 베이스 구조(110)는 캐리어(120) 위에 배열된 최상부 레일을 포함하며, 캐리어(120)는 최상부 레일 아래에 홀딩된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 베이스 구조(110)는 캐리어 아래에 배열된 최하부 레일을 포함할 수 있으며, 캐리어는 최하부 레일 위에 홀딩된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 베이스 구조(110)는 캐리어(120)의 일 측 또는 2개의 대향 측들에 배열된 적어도 하나의 측면 레일을 포함할 수 있다.
[0025] 자기 부상 시스템(100)은 캐리어(120)를 베이스 구조(110)에 비접촉식으로 홀딩하도록 구성된 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)을 포함한다. 복수의 능동 자기 베어링들이 제공될 수 있다. 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)은, 캐리어(120)가 베이스 구조(110)로부터 미리 결정된 거리에 비접촉식으로 홀딩되도록, 베이스 구조(110)와 캐리어(120) 사이에 작용하는 자기력을 발생시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)은, 제1 방향(V)(통상적으로, 제1 방향(V)은 본질적으로 수직 방향임)에서의 최상부 레일과 캐리어 사이의 거리가 본질적으로 일정하게 유지될 수 있도록, 제1 방향(V)으로 작용하는 자기력을 발생시키도록 구성된다.
[0026] 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)은, 베이스 구조(110)에 배열된, 특히 베이스 구조(110)의 최상부 레일에 배열된 액추에이터(113)를 포함한다. 액추에이터(113)는 제어가능한 자석, 이를테면, 전자석을 포함할 수 있다. 액추에이터(113)는, 베이스 구조(110)와 캐리어(120) 사이의 미리 결정된 거리를 유지하기 위해 능동적으로 제어가능할 수 있다. 자기 대응부(magnetic counterpart)(118)는 캐리어(120), 특히 캐리어의 헤드 부분에 배열될 수 있다. 캐리어의 자기 대응부(118)는 베이스 구조의 액추에이터(113)와 자기적으로 상호작용할 수 있다.
[0027] 예컨대, 액추에이터(113)에 인가되는 전류와 같은 출력 파라미터는, 캐리어와 베이스 구조 사이의 거리와 같은 입력 파라미터에 따라 제어될 수 있다. 특히, 베이스 구조(110)의 최상부 레일과 캐리어(120) 사이의 거리는 거리 센서에 의해 측정될 수 있고, 액추에이터(113)의 자기장 세기는 측정된 거리에 따라 설정될 수 있다. 특히, 미리 결정된 임계값을 초과하는 거리의 경우에 자기장 세기가 증가될 수 있고, 임계값 미만인 거리의 경우에 자기장 세기가 감소될 수 있다. 액추에이터(113)는 폐루프 또는 피드백 제어로 제어될 수 있다.
[0028] 캐리어(120)의 사이즈, 형상, 및 재료에 따라, 이른바 캐리어의 "고유모드(eigenmode)들" 또는 고유 진동들은, 능동 자기 베어링들에 의한 캐리어 포지션의 안정적이고 견고한 제어를 방해할 수 있다. 캐리어의 고유주파수(eigenfrequency)들에서의 이미 매우 작은 여기 진폭들은 캐리어의 큰 공진 진동(resonance vibration)들을 초래할 수 있다. 고유주파수들의 주파수 범위에 따라, 진동들은 능동 자기 베어링들에 의해 추가로 증폭될 수 있다. 자기 부상 동안 캐리어의 고유 진동들을 감소시키기 위해, 능동 자기 베어링들 및/또는 특정하게 형상화된 캐리어들의 복잡한 제어 알고리즘들이 활용될 수 있다.
[0029] 그러나, 위의 대책들은 캐리어의 정확한 비접촉식 포지셔닝 및 안정적인 이송을 가능하게 하기에는 충분하지 않거나 적합하지 않을 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들은 자기 부상 시스템들의 캐리어들의 이송 안정성 및 포지셔닝 정확도를 개선하도록 의도된다.
[0030] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 캐리어(120)는 가요성 연결부(125)를 통해 기계적으로 서로 연결된 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122)을 포함한다. 따라서, 적절한 가요성, 탄성, 복원력(restoring force), 질량, 재료 특성들 및 추가의 특징들을 갖는 가요성 연결부를 사용함으로써, 캐리어의 오실레이션 특성들이 적절하게 수정될 수 있다.
[0031] 제1 캐리어 부분(121)은 베이스 구조(110)와 자기적으로 상호작용하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)은 제1 캐리어 부분(121)과 베이스 구조(110) 사이에서 동작할 수 있다. 특히, 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)의 액추에이터(113)와 자기적으로 상호작용하는 자기 대응부(118)가 제1 캐리어 부분(121)에 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 자기 부상 시스템의 능동 자기 유닛들이 제1 캐리어 부분에 통합될 수 있다.
[0032] 제2 캐리어 부분(122)은 오브젝트(10)를 운반하도록 구성된다. 특히, 제2 캐리어 부분(122)은, 캐리어에 의해 운반되는 오브젝트(10)가 홀딩되는 홀딩 부분(11)을 포함할 수 있다. 제2 캐리어 부분(122)은 홀딩 부분(11)에 오브젝트(10)를 홀딩하도록 구성된 장착 디바이스를 더 포함할 수 있다.
[0033] 특히, 제1 캐리어 부분(121)은 자기 부상 시스템의 자기 컴포넌트들, 예컨대 능동 및/또는 수동 자기 유닛들의 부분들을 포함할 수 있고, 제2 캐리어 부분(122)은 오브젝트(10)를 홀딩하기 위한 홀더로서 구성될 수 있다. 예컨대, 제2 캐리어 부분(122)은 코팅될 기판을 홀딩하기 위한 홀딩 표면을 갖는 플레이트 컴포넌트를 포함할 수 있다. 따라서, 베이스 구조와 상호작용하기 위한 컴포넌트들 및 캐리어에 오브젝트를 홀딩하기 위한 컴포넌트들은, 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122)을 제공함으로써, 서로 기능적으로 그리고 공간적으로 분리될 수 있다.
[0034] 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122)은 가요성 연결부(125)에 의해 서로 연결된다. 가요성 연결부(125)는 캐리어(120)의 오실레이션 거동을 수정하고, 캐리어의 고유 진동들에 관하여 댐핑 효과(damping effect)를 제공한다. 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122)은 가요성 연결부(125)를 통해 서로에 대해 오실레이팅할 수 있다. 제2 캐리어 부분(122)이 가요성 연결부(125)를 통해 제1 캐리어 부분(121)에 대해 이동할 수 있기 때문에, 공진 주파수들에서의 캐리어의 진동 피크들이 감쇠된다(attenuated).
[0035] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 가요성 연결부(125)는 가요성 재료, 특히 탄성 재료(126)를 포함한다. 탄성 재료의 탄성은, 댐핑될(damped), 캐리어의 고유모드들 및 고유 주파수들에 따라 선택될 수 있다.
[0036] 일부 구현들에서, 탄성 재료(126)는 고무, 바이톤(Viton) 및/또는 다른 탄성 시일링 재료를 포함한다. 일부 실시예들에서, 탄성 재료(126)는 절연체 재료이다. 바이톤을 포함하는 탄성 재료(126)가 진공 애플리케이션들에 특히 적합하다. 상기 재료들은 탄성이 있으며, 탁월한 약화 특성(dampening property)들을 제공한다. 따라서, 캐리어의 진동들이 효과적으로 약화될(dampened) 수 있다.
[0037] 도 1의 실시예에서, 탄성 재료(126)가 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122) 사이에 배열되어서, 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122)은 제1 방향(V)으로 서로에 대해 이동하거나 오실레이팅할 수 있다. 여기서, 탄성 재료(126)는 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122) 사이의 갭을 부분적으로 또는 전체적으로 충전(fill)할 수 있다. 제1 방향(V)은, 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)이 캐리어(120)와 베이스 구조(110) 사이의 거리를 제어하는 방향에 대응할 수 있다. 특히, 제1 방향(V)은 본질적으로 수직 방향일 수 있다.
[0038] 특히, 일부 실시예들에서, 가요성 연결부(125)는 제1 방향(V)으로 탄성적으로 변형가능하며, 제1 방향은 본질적으로, 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)이 베이스 구조(110)와 캐리어(120) 사이의 거리를 제어하는 방향에 대응한다. 따라서, 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)에 의해 자극될 수 있는 캐리어의 진동들은, 가요성 연결부(125)를 통해 특히 효과적인 방식으로 약화된다.
[0039] 일부 구현들에서, 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122)은 주로 금속 컴포넌트들일 수 있고, 탄성 재료(126)는 비-금속 재료, 특히 절연체 재료일 수 있다. 따라서, 탄성 재료를 통해 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122)을 연결시킴으로써, 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122)은 열적으로 그리고/또는 전기적으로 서로 절연될 수 있다.
[0040] 가요성 연결부(125)는 제1 캐리어 부분(121)을 제2 캐리어 부분(122)으로부터 열적으로 그리고/또는 전기적으로 절연시킬 수 있다. 특히, 가요성 연결부는 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122) 사이에 전기 절연 및/또는 열적 배리어를 형성할 수 있다. 따라서, 제1 캐리어 부분(121)에 통합된 컴포넌트들로부터, 제2 캐리어 부분(122)에 의해 홀딩되는 오브젝트(10)를 향한 열 전달이 감소되거나 회피될 수 있다. 또한, 제2 캐리어 부분(122)으로부터 제1 캐리어 부분(121)을 향한 열 전달이 감소되거나 회피될 수 있다. 따라서, 제1 캐리어 부분(121)에 통합될 수 있는 민감한(delicate) 전자 컴포넌트들 및/또는 영구 자석들이, 예컨대, 오브젝트(10) 상의 코팅 재료의 증착 동안 발생될 수 있는 열로부터 보호될 수 있다.
[0041] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 제1 캐리어 부분(121)은, 캐리어(120)가 베이스 구조(110)에 비접촉식으로 홀딩될 때, 제2 캐리어 부분(122) 위에 전체적으로 또는 부분적으로 배열되는 캐리어 헤드이다. 특히, 제1 캐리어 부분(121)은 베이스 구조의 최상부 레일 아래에 비접촉식으로 홀딩될 수 있고, 제2 캐리어 부분(122)은 제1 캐리어 부분(121) 아래에 배열되고 그리고 가요성 연결부(125)에 의해 제1 캐리어 부분에 기계적으로 연결될 수 있다.
[0042] 캐리어(120)는 본질적으로 수직 방향으로 연장될 수 있고, 제1 캐리어 부분(121)은 제2 캐리어 부분(122) 위에 배열된다. 제2 캐리어 부분(122)은, 오브젝트(10), 예컨대 기판 또는 마스크를 본질적으로 수직 배향으로 홀딩하기 위한, 본질적으로 수직으로 배향된 홀딩 부분(11)을 포함할 수 있다.
[0043] 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 캐리어(120)는, 본질적으로 수직 배향으로 제2 캐리어 부분(122)의 홀딩 부분(11)에 기판을 홀딩하도록 구성된 기판 캐리어일 수 있다. 대안적으로, 캐리어(120)는 상이한 오브젝트, 예컨대 마스크 또는 차폐부를 운반하도록 구성될 수 있다.
[0044] 본원에서 사용되는 바와 같은 "기판 캐리어"는, 진공 챔버 내에서 기판 이송 경로를 따라 기판을 운반하도록 구성된 캐리어에 관한 것이다. 기판 캐리어는 기판 상에 코팅 재료를 증착하는 동안 기판을 홀딩할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판은, 예컨대 이송 및/또는 증착 동안에 비-수평 배향, 특히 본질적으로 수직 배향으로 기판 캐리어에 홀딩될 수 있다.
[0045] 기판은, 진공 챔버를 통한 이송 동안, 진공 챔버 내에서의, 예컨대, 마스크에 대한 기판의 포지셔닝 동안, 그리고/또는 기판 상에서의 코팅 재료의 증착 동안, 제2 캐리어 부분의 홀딩 표면에 홀딩될 수 있다. 특히, 기판은, 예컨대, 정전 척(electrostatic chuck) 또는 자기 척(magnetic chuck)을 포함하는 장착 디바이스에 의해 제2 캐리어 부분에 홀딩될 수 있다.
[0046] 본원에서 사용되는 바와 같은 "마스크 캐리어"는 진공 챔버 내에서 마스크 이송 경로를 따른 마스크의 이송을 위해 마스크를 운반하도록 구성된 캐리어에 관한 것이다. 마스크 캐리어는, 이송 동안, 기판에 대한 정렬 동안 그리고/또는 기판 상에서의 증착 동안 마스크를 운반할 수 있다. 일부 실시예들에서, 마스크는 이송 및/또는 증착 동안 비-수평 배향, 특히 본질적으로 수직 배향으로 마스크 캐리어에 홀딩될 수 있다. 마스크는 장착 디바이스, 예컨대, 기계적 마운트(mechanic mount), 이를테면, 클램프, 정전 척 또는 자기 척에 의해 마스크 캐리어의 제2 캐리어 부분에 홀딩될 수 있다. 캐리어에 연결되거나 통합될 수 있는 다른 타입들의 장착 디바이스들이 사용될 수 있다.
[0047] 마스크 캐리어의 제2 부분은 개구를 갖는 플레이트 바디를 포함할 수 있고, 마스크는, 마스크가 개구를 커버하도록, 개구의 원주방향 에지에 홀딩될 수 있다. 따라서, 코팅 재료는 마스크를 통해 기판을 향해 지향될 수 있다. 마스크는 에지 배제 마스크(edge exclusion mask) 또는 섀도우 마스크(shadow mask)일 수 있다. 에지 배제 마스크는, 기판의 코팅 동안 하나 또는 그 초과의 에지 구역들 상에 어떤 재료도 증착되지 않도록, 기판의 하나 또는 그 초과의 에지 구역들을 마스킹하도록 구성된 마스크이다. 섀도우 마스크는 기판 상에 증착될 복수의 피처들을 마스킹하도록 구성된 마스크이다. 예컨대, 섀도우 마스크는 복수의 작은 개구들, 예컨대, 작은 개구들의 그리드를 포함할 수 있다.
[0048] 본원에서 사용되는 바와 같은 "본질적으로 수직 배향"은, 중력 벡터와 제2 캐리어 부분(122)의 홀딩 표면 사이의 각도가 20° 또는 그 미만, 구체적으로는 10° 또는 그 미만, 더 구체적으로는 5° 또는 그 미만인, 제2 캐리어 부분(122)의 배향으로서 이해될 수 있다. 따라서, 기판 또는 다른 오브젝트는, 본질적으로 수직 배향으로 홀딩 표면에 홀딩될 수 있다.
[0049] 제1 방향(V)이 반드시 본질적으로 수직 방향일 필요는 없다는 것이 주목되어야 한다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 제1 방향은 비-수직 방향, 예컨대 본질적으로 수평 방향일 수 있다. 특히, 베이스 구조는, 캐리어가 본질적으로 수평 배향인 동안, 캐리어를 홀딩, 포지셔닝 및/또는 이송하도록 구성될 수 있다. 제2 캐리어 부분은, 오브젝트가 본질적으로 수평 배향으로 제2 캐리어 부분에 홀딩될 수 있도록, 본질적으로 수평 홀딩 표면을 포함할 수 있다. 캐리어가 본질적으로 수평 배향으로 베이스 구조에 홀딩될 때, 가요성 연결부는 수평 방향으로 탄성적으로 변형가능할 수 있고, 적어도 하나의 능동 자기 베어링은 상기 수평 방향에서의 베이스 구조와 캐리어 사이의 거리를 제어할 수 있다.
[0050] 도 2는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 자기 부상 시스템(200)의 개략적인 단면도이다. 자기 부상 시스템(200)은 도 1에 도시된 자기 부상 시스템(100)의 특징들을 포함할 수 있어서, 위의 설명들이 참조될 수 있고, 이들은 여기서 반복되지 않는다.
[0051] 자기 부상 시스템(200)은 고정식 최상부 레일을 포함하는 베이스 구조(110)를 포함하며, 고정식 최상부 레일은 그 최상부 레일 아래에 캐리어(120)를 비접촉식으로 홀딩하도록 구성된다. 제어가능한 액추에이터(113)를 갖는 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)은 캐리어(120)와 베이스 구조(110) 사이에 자기 인력(attractive magnetic force)을 제공한다.
[0052] 캐리어(120)는 자기 부상 시스템의 자기 컴포넌트들을 운반할 수 있는 제1 캐리어 부분(121), 및 오브젝트(10)를 운반하기 위한 홀딩 디바이스로서 구성될 수 있는 제2 캐리어 부분(122)을 포함한다. 제1 캐리어 부분(121)은 제2 캐리어 부분(122) 위에 배열된 캐리어 헤드로서 구성될 수 있다. 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122)은 가요성 연결부를 통해 연결된다.
[0053] 제2 캐리어 부분(122)은 홀딩 부분(11) 및 홀딩 부분에 오브젝트(10)를 홀딩하도록 구성된 장착 디바이스(15)를 포함할 수 있다. 장착 디바이스(15)는 기계적 마운트, 예컨대 클램프, 및/또는 정전 척 또는 자기 척을 포함할 수 있다. 예컨대, 정전 척은 제2 캐리어 부분(122)의 바디에 통합될 수 있다. 정전 척은, 오브젝트의 표면 그리고/또는 홀딩 부분(11)의 표면에 유도될 수 있는 정전기력들에 의해 홀딩 부분(11)에 오브젝트(10)를 홀딩할 수 있다. 정전 척에 전력을 공급하기 위한 전압 소스, 예컨대 배터리가 제2 캐리어 부분(122)에 배열될 수 있다. 예컨대, 전압 소스는 제2 캐리어 부분(122)에 또는 제2 캐리어 부분(122) 내에 제공된 대기 인클로저(atmospheric enclosure) 내에 하우징될 수 있다.
[0054] 일부 구현들에서, 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)의 자기 대응부(118)는 제1 캐리어 부분(121)에 고정될 수 있다. 자기 대응부(118)는, 캐리어(120) 위의 베이스 구조(110)에 배열된 액추에이터(113)와 자기적으로 상호작용할 수 있다.
[0055] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 제1 방향(V)을 가로지르는, 특히 제1 방향(V)에 수직인 제2 방향(S)으로 캐리어의 측면 안정화(side stabilization)를 제공하기 위한 적어도 하나의 추가의 자기 디바이스(220)가 제공될 수 있다. 제2 방향(S)은 본질적으로 수평 방향, 특히 캐리어(120)의 두께 방향에 대응할 수 있다. 적어도 하나의 추가의 자기 디바이스(220)는 제1 캐리어 부분(121)에 고정된 적어도 하나의 자기 컴포넌트를 포함할 수 있다.
[0056] 적어도 하나의 추가의 자기 디바이스(220)는 수동 자기 안정화 디바이스(passive magnetic stabilizing device)일 수 있다. 특히, 적어도 하나의 추가의 자기 디바이스(220)는 캐리어에 고정된 제1 복수의 영구 자석들(218) 및 베이스 구조에 고정된 제2 복수의 영구 자석들(219)을 포함할 수 있다. 제1 복수의 영구 자석들(218)과 제2 복수의 영구 자석들(219) 사이의 자기력들은, 캐리어를 제2 방향(S)의 미리 결정된 포지션으로, 예컨대 측면 안내 레일로부터 미리 결정된 거리의 포지션으로 또는 2개의 측면 안내 레일들 사이의 중심 포지션으로 강제(urge)할 수 있다.
[0057] 도 2에 도시된 실시예에서, 추가의 자기 디바이스(220)는 제1 캐리어 부분(121)에 고정된 영구 자석들과 제1 캐리어 부분(121)의 양측들 상의 2개의 측면 안내 레일들 사이에 반발 자기력(repulsive magnetic force)을 제공한다. 따라서, 제1 캐리어 부분(121)은 측면 안내 레일들 사이의 중심 포지션에 비접촉식으로 홀딩될 수 있다. 대안적으로, 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 하부 및/또는 상부 측면 안정화 디바이스가 캐리어의 일 측에 제공될 수 있다.
[0058] 제2 캐리어 부분(122)은 가요성 연결부(125)를 통해 제1 캐리어 부분(121) 아래에 홀딩될 수 있다. 특히, 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122) 사이에 갭(124)이 제공될 수 있으며, 가요성 연결부는 캐리어 부분들 사이의 갭(124)을 브리징함으로써, 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분을 기계적으로 연결할 수 있다. 갭(124)은 제1 방향(V)으로, 즉, 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)의 제어 방향으로 연장될 수 있다. 캐리어의 진동 피크들이 감쇠될 수 있는데, 왜냐하면, 제1 및 제2 캐리어 부분들이 서로에 대해 탄성적으로 이동가능하기 때문이다.
[0059] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 가요성 연결부(125)는 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122) 사이의 갭(124)을 브리징하는 브리징 컴포넌트(130)를 포함한다. 브리징 컴포넌트(130)는 강성 재료, 특히 비탄성 재료, 이를테면 금속을 포함할 수 있다. 특히, 브리징 컴포넌트(130)는 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122) 둘 모두에 연결된 플레이트 컴포넌트, 예컨대 어댑터 플레이트로서 구성될 수 있다.
[0060] 제1 탄성 컴포넌트(131)는 브리징 컴포넌트(130)와 제1 캐리어 부분(121) 사이에서 동작할 수 있고, 그리고/또는 제2 탄성 컴포넌트(132)는 브리징 컴포넌트(130)와 제2 캐리어 부분(122) 사이에서 동작할 수 있다. 제1 탄성 컴포넌트(131) 및 제2 탄성 컴포넌트(132)는 탄성적으로 변형가능한 재료, 예컨대 바이톤으로 제조될 수 있다.
[0061] 가요성 연결부(125)는 제1 방향(V)에서의 캐리어(120)의 탄성 변형을 가능하게 할 수 있다. 특히, 제1 방향(V)에서의 캐리어(120)의 진동은 제1 탄성 컴포넌트(131) 및/또는 제2 탄성 컴포넌트(132)에 작용하는 전단력(shearing force)을 초래할 수 있다. 탄성 컴포넌트들의 탄성은, 브리징 컴포넌트(130)가 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122)에 대해 약간 이동하는 것을 가능하게 할 수 있다. 진동 피크들이 특히 효과적인 방식으로 감쇠될 수 있다.
[0062] 도 3은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 자기 부상 시스템(300)의 개략적인 단면도이다. 자기 부상 시스템(300)은 도 1에 도시된 자기 부상 시스템(100) 및/또는 도 2에 도시된 자기 부상 시스템(200)의 특징들을 포함할 수 있어서, 위의 설명들이 참조될 수 있고, 이들은 여기서 반복되지 않는다.
[0063] 자기 부상 시스템(300)은 최상부 레일을 포함하는 베이스 구조(110)를 포함하며, 최상부 레일은 그 최상부 레일 아래에 캐리어(120)를 비접촉식으로 홀딩하도록 구성된다. 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)은 캐리어(120)와 베이스 구조(110) 사이에 자기 인력을 제공하며, 자기 인력은 제1 방향(V), 특히 본질적으로 수직 방향으로 작용할 수 있다.
[0064] 캐리어(120)는 자기 부상 시스템의 자기 컴포넌트들을 운반할 수 있는 제1 캐리어 부분(121), 및 오브젝트(10)를 운반하기 위한 홀딩 디바이스로서 구성되는 제2 캐리어 부분(122)을 포함한다. 제1 캐리어 부분(121)은 제2 캐리어 부분(122) 위에 배열된 캐리어 헤드로서 구성될 수 있다. 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122)은 가요성 연결부를 통해 연결된다.
[0065] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 추가의 가요성 연결부(128)를 통해 제2 캐리어 부분에 연결될 수 있는 제3 캐리어 부분(123)이 제공될 수 있다. 일부 구현들에서, 제3 캐리어 부분(123)은 제2 캐리어 부분(122) 아래에 배열된다. 추가의 가요성 연결부(128)는 본원에서 설명된 가요성 연결부들 중 임의의 가요성 연결부와 유사한 또는 동일한 방식으로 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 각각의 가요성 연결부를 통해 제2 캐리어 부분에 연결된 또 다른 캐리어 부분들이 제공될 수 있다.
[0066] 제3 캐리어 부분(123)은 자기 부상 시스템의 자기 컴포넌트들을 운반할 수 있다. 예컨대, 측면 안정화 디바이스(320)의 적어도 하나의 능동 또는 수동 자기 컴포넌트는 제3 캐리어 부분(123)에 고정될 수 있다.
[0067] 대안적으로 또는 부가적으로, 캐리어 이송 경로를 따라 캐리어를 비접촉식으로 이송하도록 구성된 구동 유닛(330)의 적어도 하나의 자기 컴포넌트는 제3 캐리어 부분(123)에 고정될 수 있다. 구동 유닛(330)은 리니어 모터(linear motor)를 포함할 수 있다.
[0068] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 가요성 연결부(125)는 제1 브리징 컴포넌트(133) 및 제2 브리징 컴포넌트(134)를 포함한다. 제1 브리징 컴포넌트(133)는 캐리어 부분들의 제1 측 상에서 제1 캐리어 부분과 제2 캐리어 부분을 연결할 수 있고, 제2 브리징 컴포넌트(134)는 제1 측에 대향하는, 캐리어 부분들의 제2 측 상에서 제1 캐리어 부분과 제2 캐리어 부분을 연결할 수 있다. 특히, 제1 브리징 컴포넌트(133) 및 제2 브리징 컴포넌트(134)는, 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122) 사이에 제공되는 갭(124)의 대향 측들 상에 배열될 수 있다.
[0069] 제1 탄성 컴포넌트들(131)은 제1 캐리어 부분(121)과 제1 브리징 컴포넌트 사이에서 그리고/또는 제1 캐리어 부분(121)과 제2 브리징 컴포넌트 사이에서 동작할 수 있다. 제2 탄성 컴포넌트들은 제2 캐리어 부분(122)과 제1 브리징 컴포넌트 사이에서 그리고/또는 제2 캐리어 부분(122)과 제2 브리징 컴포넌트 사이에서 동작할 수 있다. 제1 탄성 컴포넌트들(131) 및 제2 탄성 컴포넌트들(132)은 탄성적으로 변형가능한 재료, 예컨대 바이톤으로 제조될 수 있다.
[0070] 제1 및 제2 탄성 컴포넌트들은 제1 및 제2 캐리어 부분들에 부착된 탄성 재료의 스트립들로서 구성될 수 있다.
[0071] 제1 및 제2 브리징 컴포넌트들은 강성 재료, 특히 비탄성 재료, 이를테면 금속을 포함할 수 있다. 특히, 제1 및 제2 브리징 컴포넌트들은 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122) 둘 모두에 각각 연결된 비탄성 어댑터 플레이트들로서 구성될 수 있다. 제1 브리징 컴포넌트(133) 및 제2 브리징 컴포넌트(134)가 캐리어의 양측들 상에 배열되고 그리고 제1 방향(V)으로 제1 캐리어 부분 및 제2 캐리어 부분 둘 모두와 각각 오버랩할 때, 수평 벤딩 축을 중심으로 한 캐리어(120)의 벤딩이 방해되거나 방지될 수 있다. 따라서, 벤딩에 대해서는 저항성이 있지만 이와 동시에 제1 방향(V)으로는 가요성이 있는 안정적인 캐리어가 제공될 수 있다.
[0072] 제1 방향(V)에서의 캐리어(120)의 진동들은 제1 탄성 컴포넌트들(131) 및/또는 제2 탄성 컴포넌트들(132)에 대해 전단 변형(shearing strain)을 초래할 수 있다. 탄성 컴포넌트들의 탄성 편향(elastic deflection)으로 인한 제1 캐리어 부분과 제2 캐리어 부분 사이의 상대적 이동은 캐리어의 진동 피크들을 감쇠시킬 수 있고, 벤딩에 대해 저항성이 있는 안정적인 캐리어가 제공될 수 있다.
[0073] 도 4는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 자기 부상 시스템(400)의 개략적인 단면도이다. 자기 부상 시스템(400)은 이전에 설명된 자기 부상 시스템들 중 임의의 자기 부상 시스템의 특징들을 포함할 수 있어서, 위의 설명들이 참조될 수 있고, 이들은 여기서 반복되지 않는다.
[0074] 자기 부상 시스템(400)은, 도 3에 도시된 자기 부상 시스템(300)의 가요성 연결부와 유사한 가요성 연결부(125)를 통해 서로 연결되는 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122)을 갖는 캐리어(120)를 포함한다.
[0075] 특히, 제1 방향(V)에서 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122) 사이에 갭(124)이 제공된다. 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122)을 서로 연결시키는 브리징 컴포넌트들이 갭(124)의 2개의 대향 측들 상에 제공된다. 브리징 컴포넌트들은 각각 강성 재료로 제조된 어댑터 플레이트들일 수 있다. 제1 방향(V)에서의 연결의 가요성을 제공하기 위해, 탄성 컴포넌트들이 브리징 컴포넌트들과 캐리어 부분들 사이에 제공될 수 있다.
[0076] 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제1 브리징 컴포넌트(133)는 캐리어 부분들의 제1 측 상에 제공될 수 있고, 제2 브리징 컴포넌트(134)는 제1 측에 대향하는, 캐리어 부분들의 제2 측 상에 제공될 수 있다. 제1 탄성 컴포넌트들(131)은 제1 캐리어 부분(121)과 제1 브리징 컴포넌트(133) 사이에 그리고/또는 제1 캐리어 부분(121)과 제2 브리징 컴포넌트(134) 사이에 배열될 수 있다. 제2 탄성 컴포넌트들(132)은 제2 캐리어 부분(122)과 제1 브리징 컴포넌트(133) 사이에 그리고/또는 제2 캐리어 부분(122)과 제2 브리징 컴포넌트(134) 사이에 배열될 수 있다. 따라서, 브리징 컴포넌트들은, 탄성 컴포넌트들이 전단력들에 의해 탄성적으로 변형될 때, 제1 방향(V)으로 제1 캐리어 부분(121)에 대해 그리고/또는 제2 캐리어 부분(122)에 대해 약간 이동할 수 있다.
[0077] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 가요성 연결부(125)는 클램핑 연결부일 수 있다. 특히, 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122)은, 제1 및 제2 캐리어 부분들의 대향 측들 상에 배열되는 제1 브리징 컴포넌트(133)와 제2 브리징 컴포넌트(134) 사이에 클램핑될 수 있다. 제1 브리징 컴포넌트(133) 및 제2 브리징 컴포넌트(134)를 대향 측들로부터 제1 및 제2 캐리어 부분들을 향해 가압함으로써, 제2 캐리어 부분(122)은 제1 및 제2 브리징 컴포넌트들에 의해 제공되는 클램핑력(clamping force)에 의해 제1 캐리어 부분(121) 아래에 홀딩될 수 있다.
[0078] 일부 구현들에서, 제1 브리징 컴포넌트(133) 및 제2 브리징 컴포넌트(134)를 대향 측들로부터 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122)을 향해 가압하기 위한 연결 엘리먼트들이 제공될 수 있다. 예컨대, 연결 엘리먼트들은 스크루들, 볼트들, 핀들, 로드(rod)들, 또는 유사한 엘리먼트들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[0079] 도 4에 도시된 예시적인 실시예에서, 연결 엘리먼트들은, 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122)에 제공된 개구들을 통해 제1 브리징 컴포넌트(133)로부터 제2 브리징 컴포넌트(134)로 연장된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 도 4에서 점선들로 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 연결 엘리먼트가 제1 캐리어 부분과 제2 캐리어 부분 사이의 갭(124)을 통해 연장될 수 있다.
[0080] 제1 탄성 컴포넌트들(131) 및/또는 제2 탄성 컴포넌트들(132)은 연결 엘리먼트들에 의해 관통되는 탄성 링들로서 구성될 수 있다. 제1 탄성 컴포넌트들(131)은, 이를테면, 제1 캐리어 부분(121)에 제공된 개구들과 정렬되도록, 제1 캐리어 부분(121)의 대향 측 표면들 상에 놓일 수 있다. 제2 탄성 컴포넌트들(132)은, 이를테면, 제2 캐리어 부분(122)에 제공된 개구들과 정렬되도록, 제2 캐리어 부분(122)의 대향 측 표면들 상에 놓일 수 있다. 대안적으로, 제1 탄성 컴포넌트들(131) 및 제2 탄성 컴포넌트들(132)은, 제1 및 제2 캐리어 부분들의 측 표면들 상에 제공된 탄성 재료의 스트립들로서 구성될 수 있다.
[0081] 제1 및 제2 브리징 컴포넌트들이 캐리어 부분들의 양측들 상에 배열되고 그리고 제1 방향(V)으로 제1 캐리어 부분 및 제2 캐리어 부분 둘 모두와 각각 오버랩할 때, 수평 벤딩 축을 중심으로 한 캐리어(120)의 벤딩이 방지될 수 있다. 따라서, 벤딩에 대해서는 저항성이 있지만 이와 동시에 제1 방향(V)으로 가요성이 있는 안정적인 캐리어가 제공될 수 있다.
[0082] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 캐리어 이송 경로를 따라 캐리어(120)를 비접촉식으로 이동시키도록 구성된 구동 유닛(330)이 제공될 수 있다. 구동 유닛(330)은, 예컨대 도 4의 도면용지 면(paper plane)에 수직하는 제3 방향으로 캐리어를 비접촉식으로 이송하도록 구성될 수 있다. 구동 유닛(330)은 캐리어에 작용하는 자기력들에 의해 캐리어를 이송할 수 있다. 예컨대, 구동 유닛(330)은 리니어 모터를 포함할 수 있다. 구동 유닛(330)은 캐리어에 제공된 자기 대응부와 자기적으로 상호작용할 수 있다. 자기 대응부는 영구 자석들의 하나 또는 그 초과의 어레이들을 포함할 수 있다.
[0083] 일부 실시예들에서, 구동 유닛(330)은 캐리어 아래에 배열되는 베이스 구조(110)의 최하부 레일에 제공될 수 있다. 도 4의 실시예에서, 베이스 구조(110)의 최상부 레일은 베이스 구조(110)에 캐리어를 비접촉식으로 홀딩하기 위한 홀딩력(holding force)의 적어도 일부를 제공하는 능동 자기 베어링을 포함하고, 베이스 구조(110)의 최하부 레일은 캐리어를 이송하도록 구성된 구동 유닛들(330)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 구동 유닛들(330)의 포지션들 및/또는 능동 자기 베어링들의 포지션들은 스와핑되거나(swapped) 또는 다른 방식으로 변경될 수 있다.
[0084] 도 5a는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 자기 부상 시스템의 캐리어(520)의 개략적인 정면도이다. 도 5b는, 캐리어(520)의 부분 단면을 또한 도시하는, 도 5a의 캐리어(520)의 상부 부분의 개략적인 사시도이다. 캐리어(520)는 이전에 설명된 실시예들의 특징들을 포함할 수 있고, 이들은 여기서 반복되지 않는다.
[0085] 캐리어(520)는 본원에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예의 베이스 구조에 비접촉식으로 홀딩될 수 있다. 예컨대, 캐리어(520)는, 캐리어(520)가 베이스 구조로부터 미리 결정된 거리에서 홀딩 및 이송될 수 있도록, 능동 자기 베어링의 제어가능 액추에이터와 자기적으로 상호작용하도록 구성된 자기 대응부(118)를 포함한다.
[0086] 캐리어(520)는 가요성 연결부(125)를 통해 서로 연결되는 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122)을 포함한다. 가요성 연결부(125)는, 탄성 재료(126), 예컨대 바이톤으로 제조된 탄성 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 제2 캐리어 부분(122)은 오브젝트, 이를테면, 기판을 운반하도록 구성된 홀딩 부분(11)을 포함한다.
[0087] 도 5a 및 도 5b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제1 방향(V)으로 연장되는 갭(124)이 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122) 사이에 제공될 수 있다. 가요성 연결부(125)는 제1 방향(V)에서 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122) 사이에 가요성을 제공한다.
[0088] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 제2 캐리어 부분은 1 ㎡ 또는 그 초과, 구체적으로는 5 ㎡ 또는 그 초과, 더 구체적으로는 10 ㎡ 또는 그 초과의 사이즈를 갖는 오브젝트를 운반하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제2 캐리어 부분(122)은 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판을 운반하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제2 캐리어 부분은 1 ㎡ 또는 그 초과, 구체적으로는 5 ㎡ 또는 그 초과, 더 구체적으로는 10 ㎡ 또는 그 초과의 면적을 갖는 홀딩 표면을 제공할 수 있다. 대형 캐리어들은 다수의 중요한 고유모드들을 갖는 경향이 있다. 캐리어를, 가요성 연결부들을 통해 서로 연결되는 2개 또는 그 초과의 부분들로 분리하는 것은, 캐리어의 고유 주파수들에서의 캐리어의 오실레이션들을 상당히 댐핑시킬 수 있다.
[0089] 가요성 연결부(125)는 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122)에 각각 연결되는 복수의 브리징 컴포넌트들(130)을 포함할 수 있으며, 탄성 재료(126)가 브리징 컴포넌트들(130)과 제1 및 제2 캐리어 부분들 사이에 제공된다. 브리징 컴포넌트들(130)은, 제1 및 제2 캐리어 부분들의 양측들 상의, 제1 및 제2 캐리어 부분들에 본질적으로 평행하게 연장되는 플레이트들로서 구성될 수 있다. 각각의 플레이트는 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122) 둘 모두와 오버랩할 수 있다. 따라서, 가요성 연결부(125) 주변에서의 캐리어의 벤딩은 방지될 수 있는 한편, 제1 방향(V)에서의 제1 및 제2 캐리어 부분들 사이의 상대적 이동은 가능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 연결부(125)는 제1 및 제2 캐리어 부분들의 양측들 상에 배열된 3개의, 5개의 또는 그 초과의 브리징 컴포넌트들을 포함한다. 예컨대, 가요성 연결부는 캐리어의 폭 방향으로 나란히(next to each other) 제공되는 3개 또는 그 초과의 브리징 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
[0090] 탄성 재료가 브리징 컴포넌트들(130)과 제1 및 제2 캐리어 부분들 사이에 각각 제공된다. 예컨대, 복수의 탄성 링들 또는 다른 탄성 컴포넌트들이 각각의 브리징 컴포넌트(130)와 제1 캐리어 부분(121) 사이에 제공될 수 있고, 복수의 탄성 링들 또는 다른 탄성 컴포넌트들이 각각의 브리징 컴포넌트와 제2 캐리어 부분(122) 사이에 제공될 수 있다. 브리징 컴포넌트들과 제1 및 제2 캐리어 부분들 사이에서 동작할 수 있는 복수의 탄성 컴포넌트들을 예시하기 위해, 브리징 컴포넌트들 중 하나는 도 5a에서 생략되었다. 탄성 링들로서 구성된 탄성 컴포넌트들은 도 5b에서 단면도로 도시된다.
[0091] 도 6은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어(620)의 상부 부분의 개략적인 단면도이다. 캐리어(620)는 이전에 설명된 실시예들의 특징들을 포함할 수 있고, 이들은 여기서 반복되지 않는다.
[0092] 캐리어(620)는 가요성 연결부(125)를 통해 서로 연결되는 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122)을 포함한다. 제1 방향(V)에서 제1 캐리어 부분과 제2 캐리어 부분 사이에 갭(124)이 제공될 수 있다.
[0093] 가요성 연결부(125)는, 제1 방향(V)에서의 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122) 사이의 상대적 이동을 가능하게 하면서 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122)을 연결하는 브리징 컴포넌트(130)를 포함할 수 있다. 특히, 제1 탄성 컴포넌트들(131)은 제1 캐리어 부분(121)과 브리징 컴포넌트(130) 사이에서 동작할 수 있고, 제2 탄성 컴포넌트들(132)은 제2 캐리어 부분(122)과 브리징 컴포넌트(130) 사이에서 동작할 수 있다. 제1 탄성 컴포넌트들(131) 및/또는 제2 탄성 컴포넌트들(132)은, 예컨대 탄성 재료, 이를테면, 바이톤을 포함하는 탄성 링들(622)로서 구성될 수 있다.
[0094] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 가요성 연결부(125)는 포지티브 피팅 연결부(positive fit connection)일 수 있다. 특히, 브리징 컴포넌트(130)는 제1 캐리어 부분(121)의 제1 개구 및 제2 캐리어 부분(122)의 제2 개구와 맞물릴 수 있다. 일부 구현들에서, 브리징 컴포넌트는, 수직 방향으로 하나가 다른 하나 위에 놓이는 식으로 그리고/또는 수평 방향으로 나란히(side by side) 배열될 수 있는, 제1 캐리어 부분(121)의 복수의 개구들과 맞물릴 수 있다. 또한, 브리징 컴포넌트(130)는, 수직 방향으로 하나가 다른 하나 위에 놓이는 식으로 그리고/또는 수평 방향으로 나란히 배열될 수 있는, 제2 캐리어 부분(122)의 복수의 개구들과 맞물릴 수 있다.
[0095] 특히, 브리징 컴포넌트(130)는 본질적으로 수직으로 연장되는 플레이트 부분, 및 제1 및 제2 개구들을 통해 플레이트 부분으로부터 연장되는 복수의 맞물림 핀(engagement pin)들을 포함할 수 있다. 제2 캐리어 부분(122)은 제1 캐리어 부분(121)으로부터 떨어질(drop down) 수 없는데, 왜냐하면 브리징 컴포넌트의 맞물림 핀들이 제1 캐리어 부분의 제1 개구들 및 제2 캐리어 부분의 제2 개구들과 확실하게(positively) 맞물리기 때문이다.
[0096] 일부 구현들에서, 제1 탄성 컴포넌트(131), 특히 탄성 링은 제1 개구 내에 배열되고, 제2 탄성 컴포넌트(132)는 제2 개구 내에 배열된다. 브리징 컴포넌트(130)의 맞물림 핀은 제1 개구에서 제1 탄성 컴포넌트(131)를 관통할 수 있고, 브리징 컴포넌트(130)의 추가의 맞물림 핀은 제2 개구에서 제2 탄성 컴포넌트(132)를 관통할 수 있다. 제2 캐리어 부분(122)이 제1 캐리어 부분(121)에 대해 오실레이팅할 때, 수직 방향으로 작용하는 압축력들 및 인장력들을 탄성 링들(622)이 받아서, 수직 방향에서의 캐리어의 높은 오실레이션 진폭들이 탄성 링들의 결과적인 복원력들에 의해 약화된다.
[0097] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 가요성 연결부(125)는, 제2 캐리어 부분과 제1 캐리어 부분이 제1 방향(V)으로 서로에 대해 이동할 때, 전단력들을 받는 탄성 컴포넌트들을 포함한다(예컨대, 도 2, 3, 4, 5a, 5b에 도시된 캐리어들을 참조). 이러한 캐리어들은 벤딩에 대해 강하게 저항성이 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 연결부(125)는, 제2 캐리어 부분과 제1 캐리어 부분이 제1 방향(V)으로 서로에 대해 이동할 때, 압축력들 및 인장력들을 받는 탄성 컴포넌트들을 포함한다(예컨대, 도 1 및 6에 도시된 캐리어들을 참조). 이러한 캐리어들은 특히 내구성이 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 연결부는, 제1 캐리어 부분과 제2 캐리어 부분 사이의 상대적 이동 동안 압축력들 및 인장력들을 받는 탄성 엘리먼트들과 전단력들을 받는 탄성 엘리먼트들의 조합을 포함할 수 있다.
[0098] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 캐리어는, 캐리어(120)를 비접촉식으로 홀딩하고, 포지셔닝하고 그리고/또는 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템의 고정식 베이스 구조와 자기적으로 상호작용하도록 구성된 제1 캐리어 부분(121), 및 오브젝트(10)를 운반하도록 구성된 제2 캐리어 부분(122)을 포함한다. 제1 캐리어 부분(121)과 제2 캐리어 부분(122)은 가요성 연결부(125)를 통해 서로 연결된다.
[0099] 본원에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 자기 부상 시스템은 진공 시스템에서 사용될 수 있다. 진공 시스템은 진공 챔버, 진공 챔버 내에 배열된 증착 소스, 및 자기 부상 시스템을 포함한다. 자기 부상 시스템은, 오브젝트를 진공 챔버의 증착 영역 내로 운반하는 캐리어를 비접촉식으로 이송하도록 구성될 수 있다. 코팅 재료는 증착 영역에서 증착 소스에 의해 오브젝트 상에 증착될 수 있다.
[00100] 도 7은 본원에서 설명되는 실시예들에 따라 자기 부상 시스템을 동작시키는 방법을 개략적으로 예시하는 흐름도이다.
[00101] 박스(710)에서, 본원에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 캐리어가 제공된다. 캐리어는 가요성 연결부를 통해 서로 연결되는 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122)을 포함한다.
[00102] 박스(720)에서, 캐리어에 의해 운반될 오브젝트(10)는 제2 캐리어 부분(122) 상에 배열된다.
[00103] 오브젝트(10)는, 캐리어가 비-수직 배향, 예컨대 본질적으로 수평 배향으로 배열되어 있는 동안, 제2 캐리어 부분(122) 상에 로딩될 수 있다. 이어서, 캐리어는 제2 배향, 예컨대 본질적으로 수직 배향으로 이동될 수 있다. 본질적으로 수직 배향으로, 캐리어는 자기 부상 시스템의 베이스 구조(110)를 따라 홀딩 및 이송될 수 있다. 예컨대, 캐리어는 진공 스윙 모듈에 의해 본질적으로 수평 로딩 포지션으로부터 본질적으로 수직 이송 배향으로 회전될 수 있다.
[00104] 대안적으로, 오브젝트는, 캐리어가 비-수평 배향, 예컨대 본질적으로 수직 배향으로 배열되어 있는 동안, 제2 캐리어 부분(122) 상에 로딩될 수 있다. 예컨대, 캐리어는 제2 캐리어 부분 상에서의 오브젝트의 로딩 동안 베이스 구조(110)에 홀딩될 수 있다.
[00105] 일부 실시예들에서, 오브젝트는 코팅될 기판, 특히 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판일 수 있다. 다른 오브젝트들, 예컨대 마스크 또는 차폐부가 캐리어에 의해 운반될 수 있다.
[00106] 박스(730)에서, 캐리어는 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)을 이용하여 자기 부상 시스템의 베이스 구조(110)에 비접촉식으로 홀딩되며, 제1 캐리어 부분(121)은 베이스 구조(110)와 자기적으로 상호작용한다. 예컨대, 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)은 제1 캐리어 부분(121)과 베이스 구조의 최상부 레일 사이에 인력을 제공할 수 있다.
[00107] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 가요성 연결부(125)는 제1 방향(V)으로, 특히 본질적으로 수직 방향으로 가요성이다. 특히, 제2 캐리어 부분(122)은, 가요성 연결부를 통해, 예컨대 가요성 연결부의 탄성 컴포넌트들의 탄성 변형을 통해, 제1 방향(V)으로 제1 캐리어 부분(121)에 대해 이동가능할 수 있다. 따라서, 캐리어의 오실레이션 거동이 가요성 연결부에 의해 수정될 수 있고, 예컨대 공진 주파수들에서의 캐리어의 진동 피크들이 감쇠될 수 있다.
[00108] 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)은 제1 방향(V)에서의 베이스 구조와 캐리어 사이의 거리를 제어할 수 있다. 따라서, 제1 방향(V)으로 작용하는 능동 자기 베어링에 의해 캐리어의 고유 진동들의 증폭이 감소되거나 회피될 수 있다.
[00109] 선택적인 박스(740)에서, 캐리어는, 베이스 구조에 비접촉식으로 홀딩되는 동안 진공 챔버를 통해 이송될 수 있다.
[00110] 선택적인 박스(750)에서, 캐리어는 증착 영역 내에, 예컨대 증착 소스의 전방에 포지셔닝될 수 있다. 캐리어에 의해 운반되는 오브젝트(10) 상에 코팅 재료가 증착될 수 있다. 증착 동안, 캐리어는 베이스 구조에 비접촉식으로 홀딩될 수 있다. 대안적으로, 캐리어는 증착 동안 마운트에 장착될 수 있으며, 캐리어는 마운트와 기계적으로 접촉될 수 있다.
[00111] 오브젝트는 기판, 특히 0.5 ㎡ 또는 그 초과, 더 구체적으로는 1 ㎡ 또는 그 초과, 또는 심지어 5 ㎡ 또는 10 ㎡ 또는 그 초과의 사이즈를 갖는 대면적 기판일 수 있다. 예컨대, 기판은 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판일 수 있다.
[00112] 유기 재료가 기판 상에 증착될 수 있다. 예컨대, 유기 재료를 기판 상에 증착함으로써, OLED 디바이스가 제조될 수 있다.
[00113] 제1 캐리어 부분이 반드시, 오브젝트를 운반하도록 구성된 제2 캐리어 부분 위에 배열될 필요는 없다는 것이 주목되어야 한다. 예컨대, 일부 구현들에서, 제1 캐리어 부분은 제2 캐리어 부분 아래에 또는 제2 캐리어 부분의 측면에 배열될 수 있다. 특히, 제1 캐리어 부분은 베이스 구조의 최하부 레일과 자기적으로 상호작용할 수 있으며, 복수의 능동 자기 베어링들의 액추에이터들이 최하부 레일에 배열될 수 있다. 후자의 경우에서, 능동 자기 베어링들은 캐리어를 최하부 레일 위에 비접촉식으로 홀딩하기 위한 자기 리프팅력(magnetic lifting force)을 발생시킬 수 있다. 또 다른 추가의 실시예들에서, 제2 캐리어 부분은 수평 방향으로 제1 캐리어 부분 다음에 배열될 수 있다. 수평으로 작용하는 측면 안정화 디바이스에 의해 자극되는 진동들의 진폭들이 감소될 수 있고, 고유 진동들의 증폭이 회피될 수 있다.
[00114] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 진공 시스템을 통해 캐리어를 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템(magnetic levitation system)으로서,
    베이스 구조(base structure)(110);
    상기 베이스 구조(110)에 대해 이동가능한 캐리어(120); 및
    상기 캐리어(120)를 상기 베이스 구조(110)에 비접촉식으로 홀딩하도록 구성된 적어도 하나의 능동 자기 베어링(active magnetic bearing)(112)을 포함하며,
    상기 캐리어(120)는 상기 베이스 구조(110)와 상호작용하도록 구성된 제1 캐리어 부분(121) 및 오브젝트(object)(10)를 운반하도록 구성된 제2 캐리어 부분(122)을 포함하고, 상기 제1 캐리어 부분(121)과 상기 제2 캐리어 부분(122)은 가요성 연결부(flexible connection)(125)를 통해 서로 연결되고,
    상기 가요성 연결부(125)는 브리징 컴포넌트(bridging component)(130), 상기 브리징 컴포넌트와 상기 제1 캐리어 부분(121) 사이에서 작용하는 제1 탄성 컴포넌트(131), 및 상기 브리징 컴포넌트와 상기 제2 캐리어 부분(122) 사이에서 작용하는 제2 탄성 컴포넌트(132)를 포함하는,
    진공 시스템을 통해 캐리어를 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가요성 연결부(125)는 가요성 재료 및 탄성 재료(126) 중 적어도 하나를 포함하는,
    진공 시스템을 통해 캐리어를 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 캐리어 부분(121)은 상기 제2 캐리어 부분(122) 위에 부분적으로 또는 전체적으로 배열되는 캐리어 헤드인,
    진공 시스템을 통해 캐리어를 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)은 상기 베이스 구조(110)에 배열된 액추에이터(113) 및 상기 제1 캐리어 부분(121)에 배열된 자기 대응부(magnetic counterpart)(118)를 포함하고, 상기 액추에이터(113)는 상기 베이스 구조(110)와 상기 캐리어(120) 사이의 미리 결정된 거리를 유지하도록 제어가능한,
    진공 시스템을 통해 캐리어를 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 가요성 연결부(125)는, 상기 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)이 상기 베이스 구조(110)와 상기 캐리어(120) 사이의 거리를 제어하는 방향에 대응하는 제1 방향(V)으로 탄성적으로 변형가능한,
    진공 시스템을 통해 캐리어를 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 가요성 연결부(125)는, 상기 제1 캐리어 부분(121)과 상기 제2 캐리어 부분(122) 사이에 갭(124)이 제공되도록, 상기 제1 캐리어 부분(121) 아래에 상기 제2 캐리어 부분(122)을 홀딩하는,
    진공 시스템을 통해 캐리어를 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가요성 연결부(125)는 제1 브리징 컴포넌트(133) 및 제2 브리징 컴포넌트(134)를 포함하고, 상기 제1 캐리어 부분 및 상기 제2 캐리어 부분은 상기 제1 브리징 컴포넌트(133)와 상기 제2 브리징 컴포넌트(134) 사이에 클램핑되는,
    진공 시스템을 통해 캐리어를 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템.
  8. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브리징 컴포넌트(130)는 상기 제1 캐리어 부분(121)의 제1 개구 그리고 상기 제2 캐리어 부분(122)의 제2 개구와 맞물리고, 상기 제1 탄성 컴포넌트(131)는 상기 제1 개구에 배열되고 그리고 상기 제2 탄성 컴포넌트(132)는 상기 제2 개구에 배열되는,
    진공 시스템을 통해 캐리어를 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 탄성 컴포넌트(131) 및 제2 탄성 컴포넌트(132)는 탄성 링들인,
    진공 시스템을 통해 캐리어를 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템.
  10. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 캐리어 부분(122)은 상기 오브젝트(10)를 상기 제2 캐리어 부분(122)의 홀딩 부분(11)에 홀딩하도록 구성된 장착 디바이스(15)를 포함하는,
    진공 시스템을 통해 캐리어를 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템.
  11. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어(120)는 기판 또는 마스크를 본질적으로 수직 배향으로 홀딩하도록 구성된 기판 캐리어 또는 마스크 캐리어인,
    진공 시스템을 통해 캐리어를 이송하도록 구성된 자기 부상 시스템.
  12. 자기 부상 시스템을 위한 캐리어(120)로서,
    진공 시스템을 통해 상기 캐리어(120)를 이송하도록 구성된 상기 자기 부상 시스템의 베이스 구조(110)와 상호작용하도록 구성된 제1 캐리어 부분(121); 및
    오브젝트(10)를 운반하도록 구성된 제2 캐리어 부분(122)을 포함하며,
    상기 제1 캐리어 부분(121)과 상기 제2 캐리어 부분(122)은 가요성 연결부(125)를 통해 서로 연결되고,
    상기 가요성 연결부(125)는 브리징 컴포넌트(130), 상기 브리징 컴포넌트와 상기 제1 캐리어 부분(121) 사이에서 작용하는 제1 탄성 컴포넌트(131), 및 상기 브리징 컴포넌트와 상기 제2 캐리어 부분(122) 사이에서 작용하는 제2 탄성 컴포넌트(132)를 포함하는,
    자기 부상 시스템을 위한 캐리어(120).
  13. 자기 부상 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    가요성 연결부(125)를 통해 서로 연결된 제1 캐리어 부분(121) 및 제2 캐리어 부분(122)을 포함하는 캐리어를 제공하는 단계 ― 상기 가요성 연결부(125)는 브리징 컴포넌트(130), 상기 브리징 컴포넌트와 상기 제1 캐리어 부분(121) 사이에서 작용하는 제1 탄성 컴포넌트(131), 및 상기 브리징 컴포넌트와 상기 제2 캐리어 부분(122) 사이에서 작용하는 제2 탄성 컴포넌트(132)를 포함함 ―;
    상기 제2 캐리어 부분(122) 상에 오브젝트(10)를 배열하는 단계;
    적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)을 이용하여 상기 캐리어를 베이스 구조(110)에 비접촉식으로 홀딩하는 단계 ― 상기 제1 캐리어 부분(121)은 상기 베이스 구조(110)와 상호작용함 ―; 및
    상기 캐리어를, 상기 베이스 구조에 홀딩되는 동안, 진공 챔버를 통해 이송하는 단계를 포함하는,
    자기 부상 시스템을 동작시키는 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 가요성 연결부(125)는 본질적으로 수직 방향인 제1 방향(V)으로 가요성이고, 그리고 상기 적어도 하나의 능동 자기 베어링(112)은 상기 제1 방향(V)에서의 상기 베이스 구조와 상기 캐리어 사이의 거리를 제어하는,
    자기 부상 시스템을 동작시키는 방법.
  15. 제13 항 또는 제14 항에 있어서,
    상기 캐리어를 증착 영역 내에 포지셔닝하는 단계; 및
    상기 캐리어에 의해 운반되는 상기 오브젝트(10) 상에 코팅 재료를 증착하는 단계를 더 포함하는,
    자기 부상 시스템을 동작시키는 방법.
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