KR20050005005A - 틸트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼나 LCD 칼럼 스페이스를 검사하는 검사장치에 관한 것으로서, 특히 X, Y축에 대한 회전을 하나의 십자형 회전 조인트 축으로 회전 가능토록 설계하여 장치의 크기를 줄일 수 있는 틸트 장치에 관한 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 틸트 장치는 하중을 지지하도록 하부에 설치된 베이스와 검사대상물을 지지하도록 상기 베이스 상부에 설치되는 테이블을 포함하고 상기 베이스와 테이블 사이에 설치되어 상기 베이스와 테이블 사이의 각도를 조절하는 틸트 장치에 있어서, 상기 베이스와 테이블 사이의 중앙에 수평으로 설치되는 십자형의 조인트 회전축과, 몸체 하부는 베이스의 상면에 고정되고 그 몸체의 양단으로부터 상측으로 절곡되어 연장되고 상기 조인트 회전축의 일 방향의 회전축이 각각 삽입되는 구멍이 형성된 베어링부로 이루어진 베이스 가이드와, 상기 베이스 가이드와 수직으로 바라보도록 몸체 상부는 테이블의 하부에 고정되고 그 몸체의 양단으로부터 하측으로 절곡되어 연장되고 상기 조인트 회전축의 나머지 일 방향의 회전축이 각각 삽입되는 구멍이 형성된 베어링부로 이루어진 탑 가이드와, 상기 조인트 회전축 각각에 대하여 테이블을 회전시키는 회전수단으로 구성된다.

Description

틸트 장치 {Tilt apparatus}
본 발명은 반도체 웨이퍼나 LCD 칼럼 스페이스를 검사하는 검사장치에 관한 것으로서, 특히 X, Y축에 대한 회전을 하나의 십자형 회전 조인트 축으로 회전 가능토록 설계하여 장치의 크기를 줄일 수 있는 틸트 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 웨이퍼 LCD 칼럼 스페이스 등은 생산 후에 평탄도나 깊이와 같은 여러 가지 검사를 거치게 되는데, 이러한 검사를 수행하는 검사 장치는 통상 베이스 일측에 기둥에 세워지고 그 기둥에 CCD 카메라 등의 검사장비가 설치되어 베이스 상부에 놓인 검사 대상물의 평탄도 등의 각종의 검사항목의 검사를 수행하게 된다.
이러한 검사를 수행하기 위해서는 검사 대상물이 검사장비에 대하여 수직으로 맞추어져야 하기 때문에 베이스 상부에는 검사 대상물의 미세 기울기를 조절하기 위한 틸트 장치가 설치되고, 그 틸트 장치 상부에 검사 대상물을 좌표별로 검사를 수행할 수 있도록 평면상에서 이동시키는 이송장치가 설치된다.
상기 틸트 장치는 검사의 정확도를 향상시키기 위하여 도입된 장치로서, 좌표상 검사 대상물이 놓이는 평면을 X축과 Y축으로 정하고, 검사장비가 설치되는 수직방향을 Z축으로 정할 때, 각각 Z축과 검사 대상물의 평면이 이루는 각도가 수직이 되도록 하는 역할을 수행한다. 따라서, 틸트 장치는 X축과 Y축을 중심으로 검사 대상물을 미세 회전시키는 구조가 필수적으로 필요하다. 이러한 회전구조는 통상대상물을 지지하는 테이블을 X축을 기준으로 미세 회전시키기 위한 구조와, Y축을 기준으로 회전시키기 위한 구조를 갖는 바, 두 방향에 대하여 회전되는 구조를 가지고 있기 때문에 이중 구조를 피할 수 없어 장치 전체의 두께가 두꺼워지게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 십자형의 조인트 회전축에 각각 X축과 Y축 방향으로 회전될 수 있도록 각각 베이스와 테이블에 체결된 베이스 가이드와 탑 가이드를 설치하여 X축과 Y축을 중심으로 회전시키기 위한 구조를 한 평면상에 배열하여 전체 높이를 줄일 수 있는 틸트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 틸트 장치가 장착된 검사장치의 외관 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 틸트 장치의 평면도,
도 3은 본 발명에 의한 틸트 장치의 정면도,
도 4는 본 발명에 의한 틸트 장치의 회전을 위한 구조를 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명에 의한 틸트 장치의 회전을 위한 구동장치를 나타내는 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
20 : 틸트 장치 21 : 베이스
22 : 테이블 23,23' : 모터
24,24' : 스크류 25,25' : 베어링 하우징
26,26' : 너트 하우징 27,27' : 캠
28,28' : 가이드 29,29' : 센서
30 : 회전 조인트부 31 : 탑 가이드
32 : 베이스 가이드 33 : 회전 조인트
40 : 스프링
본 발명에 의한 틸트장치는 하중을 지지하도록 하부에 설치된 베이스와 검사대상물을 지지하도록 상기 베이스 상부에 설치되는 테이블을 포함하고 상기 베이스와 테이블 사이에 설치되어 상기 베이스와 테이블 사이의 각도를 조절하는 틸트 장치에 있어서, 상기 베이스와 테이블 사이의 중앙에 수평으로 설치되는 십자형의 조인트 회전축과, 몸체 하부는 베이스의 상면에 고정되고 그 몸체의 양단으로부터 상측으로 절곡되어 연장되고 상기 조인트 회전축의 일 방향의 회전축이 각각 삽입되는 구멍이 형성된 베어링부로 이루어진 베이스 가이드와, 상기 베이스 가이드와 수직으로 바라보도록 몸체 상부는 테이블의 하부에 고정되고 그 몸체의 양단으로부터 하측으로 절곡되어 연장되고 상기 조인트 회전축의 나머지 일 방향의 회전축이 각각 삽입되는 구멍이 형성된 베어링부로 이루어진 탑 가이드와, 상기 조인트 회전축 각각에 대하여 테이블을 회전시키는 회전수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전수단은 상기 조인트 회전축의 각각의 축에 대하여 직각 방향으로 경사가 형성된 두 개의 캠과, 상기 캠들을 상기 회전축 각각의 축에 대하여 직각 방향으로 이송시키는 각각의 캠 이송수단과, 상기 캠들의 경사면에 구름접촉하고 그 회전 브래킷이 테이블 하부면에 고정된 두 개의 롤러와, 상기 테이블과 상기 베이스 사이에 설치된 다수개의 스프링으로 구성되는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 캠 이송수단은 모터와, 상기 모터의 회전축에 연결된 스크류와, 상기 스크류가 맞물리는 너트가 형성되고 상기 캠의 일측에 고정되는 너트 하우징으로 구성되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시 예를 참조된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선 참조된 도면, 도 1은 본 발명에 의한 틸트 장치가 장착된 검사장치의 외관 사시도, 도 2는 본 발명에 의한 틸트 장치의 평면도, 도 3은 본 발명에 의한 틸트 장치의 정면도, 도 4는 본 발명에 의한 틸트 장치의 회전을 위한 구조를 나타내는 사시도, 도 5는 본 발명에 의한 틸트 장치의 회전을 위한 구동장치를 나타내는 사시도이다.
본 발명에 의한 틸트 장치(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 검사장치의 검사대상물을 이송시키기 위한 이송장치(10)와 하부의 베이스(1) 사이에 설치되어 검사대상물과 카메라(4)가 수직을 이루도록 이송장치(10)가 놓이는 테이블(22)을 회전시키게 된다. 이송장치(10)에 검사대상물이 놓이면 카메라(4)가 Z축 방향의기둥(2)에 의해 지지되는 이송 가이드(3)를 따라 상하로 이동하면서 검사대상물의 표면에 초점을 맞추는 동시에 틸트 장치(20)가 X, Y축을 중심으로 회전되면서 검사대상물과 카메라(4)가 수직을 이루도록 한다. 틸트 조정이 마무리되면 이송장치(10)가 XY 평면의 좌표를 따라 검사대상물을 이송시키면서 카메라(4)에 의해 검사대상물의 검사가 이루어지게 된다.
도 2는 본 발명에 의한 틸트 장치(20)의 평면도로서, 테이블(22)을 점선으로 처리하여 테이블(22) 하부의 구성요소들이 정확히 도시되도록 그린 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이 테이블(22)의 중앙에 테이블(22) 회전을 위한 회전 조인트부(30)가 베이스(21)와 테이블(22) 사이에 설치되어 있다. 상기 회전 조인트부(30)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 X축과 Y축 방향으로 회전축이 형성된 십자형의 회전 조인트(33)와, 베이스(21)의 상면에 Y축을 따라 몸체가 고정되고 그 양 끝단으로부터 Z축 방향으로 상측 방향으로 직각으로 절곡되고 회전 조인트(33)의 Y축 방향의 회전축이 삽입되는 구멍이 형성된 베어링부로 구성된 베이스 가이드(32)와, 테이블(22)의 하면에 X축을 따라 몸체가 고정되고 그 양 끝단으로부터 Z축 방향으로 하측 방향으로 직각으로 절곡되고 회전 조인트(33)의 X축 방향의 회전축이 삽입되는 구멍이 형성된 베어링부로 구성된 탑 가이드(31)로 구성된다. 따라서 테이블(22)이 베이스(21)에 대하여 X축과 Y축 방향을 중심으로 회전이 가능하게 된다.
이렇게 회전 조인트부(30)의 구성요소들에 의해 테이블(22)이 베이스(21)에 대하여 회전이 가능하고, 그 회전의 각도는 도 3에 도시된 바와 같이 테이블(22)하부에 고정된 롤러(22b)와 베이스(21) 상부 평면상에서 상기 롤러(22b)와 구름접촉하면서 직선 이동되는 캠(27)에 의해 조절된다. 도 3은 회전 조인트(33)의 Y축을 중심으로 테이블(22)을 베이스(21)에 대하여 회전시키기 위한 구성을 잘 도시하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 테이블(22)을 회전시키기 위한 회전수단은 베이스(21) 상면에 X축 방향을 따라 직선 구동되도록 설치된 캠(27)과, 상기 캠(27)에 구름접촉하고 상기 테이블(22)의 하부에 브래킷(22a)에 의해 설치된 롤러(22b)와, 상기 캠(27)을 X축을 따라 이송시키기 위한 이송수단과, 상기 테이블(22)과 베이스(21) 사이에 테이블(22)이 회전된 상태를 유지하도록 설치된 다수개의 스프링(40)으로 구성된다.
여기서, 상기 이송수단은 캠(22b)을 X축 방향으로 이송시키기 위한 구성으로서, 베이스(21) 상부에 고정된 모터(23)와, 일단은 상기 모터(23)의 회전축에 고정되고 타단은 역시 베이스(21) 상부에 고정된 베어링 하우징(25)에 연결되어 지지되는 스크류(24)와, 상기 스크류(24)에 맞물리는 너트 구멍이 형성되고 일단이 상기 캠(27)에 고정된 너트 하우징(26)으로 구성된다. 물론, 스크류(24)는 캠(27)이 X축 방향을 따라 직선 구동되기 때문에 그와 평행하게 설치되어 있어야 함은 당연하다.
상기와 같이 구성되어 테이블(22)을 회전시키기 위한 구성요소들이 도 5에 사시도로 잘 도시되어 있다. 모터(23)가 어느 한 방향으로 회전되면 스크류(24)와 맞물린 너트 하우징(26)이 직선으로 구동되고 그에 따라 캠(27)도 직선으로 구동되며, 캠(27)이 직선으로 이동하게 되기 때문에 테이블(22)이 회전 조인트(33)의 Y축을 중심으로 회전되게 된다.
이상에서 설명한 테이블(22)을 회전시키기 위한 구성요소에 대한 설명은 회전 조인트(33)의 Y축을 중심으로 회전시키는 구성에 대하여 설명한 것이나, 도 2에 도시된 바와 같이 회전 조인트(33)의 X축을 중심으로 테이블(22)을 회전시키기 위한 구성요소들이 Y축을 중심으로 테이블(22)을 회전시키기 위한 구성요소들과 동일하게 설치되어 있다. 즉, 모터(23'), 스크류(24'), 베어링 하우징(25'), 너트 하우징(26'), 캠(27'), 그리고 롤러(미도시)가 동일한 방식으로 설치되어 있는 것이다. 물론, 그 동작 또한 동일하게 이루어지게 된다.
상기 캠들(27,27')의 양옆에는 캠(27,27')을 직선으로 이송시키기 위한 가이드(28,28')가 설치되어 있는 바, 가이드(28,28')는 여러 가지 종류로 설치할 수 있다. 즉, 구름접촉이나 미끄럼 접촉 방식 모두를 사용할 수 있다. 또한, 캠(27,27')의 일측면에는 센서(29,29')가 부착되어 캠(27,27')의 이동 거리를 측정하고 그에 따라 회전각을 계산할 수 있도록 되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 틸트 장치의 동작을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 검사 대상물이 이송장치(10) 위에 놓이게 되면 카메라(4)가 이송가이드(3)를 따라 Z축 방향으로 상하로 이송되면서 검사대상물과의 초점을 맞추게 되고, 그와 동시에 검사대상물과 카메라(4)가 수직을 이루도록 X축과 Y축을 중심으로 틸트 장치(20)가 동작한다.
먼저, 베이스(21)에 대하여 테이블(22)을 회전 조인트(33)의 Y축을 중심으로 시계방향으로 회전시키는 경우에는 모터(23)가 동작하여 스크류(24)가 일 방향으로회전되어 이에 맞물린 너트를 갖는 너트 하우징(26)과 캠(27)이 외측방향으로 직선 이송됨으로써 롤러(22b)가 캠(27)의 낮은 부분에 구름 접촉하게 되어 조인트 회전축(33)의 Y축을 중심으로 테이블(22)이 시계 방향으로 회전되어 기울어진다. 이때, 탑 가이드(31)는 회전 조인트(33)의 X축에 대하여는 회전되지 않고 베이스 가이드(32)가 회전 조인트(33)의 Y축에 대하여 회전된다. 반대로 베이스(21)에 대하여 테이블(22)을 Y축을 중심으로 시계 반대 방향으로 회전시키는 경우에는 모터(23)가 반대 방향으로 구동되어 너트 하우징(26)과 캠(27)이 내측방향으로 직선 이동되면서 롤러(22b)를 밀어 올려 테이블(22)이 회전 조인트(33)의 Y축을 중심으로 시계 반대 방향으로 회전된다. 물론, 이때에는 센서(29)에서 캠(27)의 이동 거리를 계산하여 모터(23)의 구동을 제어하도록 함으로써 원하는 테이블(22)의 회전 각도를 얻게 된다.
한편, 베이스(21)에 대하여 테이블(22)을 회전 조인트(33)의 X축을 중심으로 시계방향으로 회전시키는 경우에는 모터(23')가 동작하여 스크류(24')가 회전되어 이에 맞물린 너트를 갖는 너트 하우징(26')과 캠(27')이 내측방향으로 직선 이송됨으로써 캠(27')이 롤러를 밀어 올려 조인트 회전축(33)의 Y축을 중심으로 테이블(22)이 시계 방향으로 회전되어 기울어진다. 이때, 베이스 가이드(32)는 회전 조인트(33)의 Y축에 대하여는 회전되지 않고 탑 가이드(31)가 회전 조인트(33)의 X축에 대하여 회전된다. 반대로 베이스(21)에 대하여 테이블(22)을 X축을 중심으로 시계 반대 방향으로 회전시키는 경우에는 모터(23')가 반대 방향으로 구동되어 너트 하우징(26')과 캠(27')이 외측방향으로 직선 이동되면서 롤러가 캠(27')의낮은 부분에 구름 접촉하게 되어 테이블(22)이 회전 조인트(33)의 X축을 중심으로 시계 반대 방향으로 회전된다. 또한, 이때에도 센서(29')에서 캠(27')의 이동 거리를 계산하여 모터(23')의 구동을 제어하도록 함으로써 원하는 테이블(22)의 회전 각도를 얻게 된다.
상기와 같은 모든 동작시에는 테이블(22)과 베이스(21) 사이에 설치된 다수개의 스프링(40)에 의해 캠(27,27')에 롤러(22b)가 항상 구름 접촉하도록 동작이 이루어져 원하는 정확한 회전각을 얻을 수 있다.
상기와 같이 틸트 장치(20)에 의해 카메라(4)와 검사 대상물이 수직을 이루게 되면 이송장치(10)에 의해 검사 대상물이 XY축에 의한 평면상에서 X축과 Y축을 따라 좌표 별로 이동하여 검사를 진행하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 의한 틸트 장치는 X축과 Y축의 회전이 십자형의 회전 조인트에 의해 이루어지기 때문에 이층으로 이루어진 구조에 비행 두께를 반으로 줄일 수 있는 효과를 제공한다.
또한 본 발명에 의한 틸트 장치는 테이블의 각도를 회전시키기 위하여 일정한 기울기는 갖는 캠과 스크류 너트 등을 사용하여 구성하였기 때문에 캠의 기울기를 조절함에 따라 미세하게 회전각을 조절할 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있다.

Claims (3)

  1. 하중을 지지하도록 하부에 설치된 베이스와 검사대상물을 지지하도록 상기 베이스 상부에 설치되는 테이블을 포함하고 상기 베이스와 테이블 사이에 설치되어 상기 베이스와 테이블 사이의 각도를 조절하는 틸트 장치에 있어서,
    상기 베이스와 테이블 사이의 중앙에 수평으로 설치되는 십자형의 조인트 회전축과, 몸체 하부는 베이스의 상면에 고정되고 그 몸체의 양단으로부터 상측으로 절곡되어 연장되고 상기 조인트 회전축의 일 방향의 회전축이 각각 삽입되는 구멍이 형성된 베어링부로 이루어진 베이스 가이드와, 상기 베이스 가이드와 수직으로 바라보도록 몸체 상부는 테이블의 하부에 고정되고 그 몸체의 양단으로부터 하측으로 절곡되어 연장되고 상기 조인트 회전축의 나머지 일 방향의 회전축이 각각 삽입되는 구멍이 형성된 베어링부로 이루어진 탑 가이드와, 상기 조인트 회전축 각각에 대하여 테이블을 회전시키는 회전수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 틸트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전수단은 상기 조인트 회전축의 각각의 축에 대하여 직각 방향으로 경사가 형성된 두 개의 캠과, 상기 캠들을 상기 회전축 각각의 축에 대하여 직각 방향으로 이송시키는 각각의 캠 이송수단과, 상기 캠들의 경사면에 구름접촉하고 그 회전 브래킷이 테이블 하부면에 고정된 두 개의 롤러와, 상기 테이블과 상기 베이스 사이에 설치된 다수개의 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 틸트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캠 이송수단은 모터와, 상기 모터의 회전축에 연결된 스크류와, 상기 스크류가 맞물리는 너트가 형성되고 상기 캠의 일측에 고정되는 너트 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 틸트 장치.
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KR101223580B1 (ko) * 2011-06-09 2013-01-17 박종원 커튼 걸이용 걸이구

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