KR0141161B1 - 회전 테이블을 구비한 스테이지 장치 및 스테이지 장치의 구동 방법 - Google Patents

회전 테이블을 구비한 스테이지 장치 및 스테이지 장치의 구동 방법

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KR0141161B1
KR0141161B1 KR1019950005788A KR19950005788A KR0141161B1 KR 0141161 B1 KR0141161 B1 KR 0141161B1 KR 1019950005788 A KR1019950005788 A KR 1019950005788A KR 19950005788 A KR19950005788 A KR 19950005788A KR 0141161 B1 KR0141161 B1 KR 0141161B1
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Abstract

본 발명은 회전 테이블을 구비한 스테이지 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 베이스 부재(33), 상기 베이스 부재(33)상의 평면상에서 직선 안내 이송이 가능한 스테이지 부재(31) 및 상기의 스테이지 부재(31)위에서 회전 가능하며 상면에 피가공물이 배치되는 회전 부재(32)를 포함하는 스테이지 장치가 제공된다. 또한 본 발명에 따르면, 상부에 피가공물이 위치한 회전 테이블을 상기 스테이지 부재위에 배치하고 상기 스테이지 부재를 베이스 부재상에서 직선 이동시키면서 가공하는 단계, 상기 회전 테이블을 스테이지 부재상에서 소정의 각도로 회전시키는 단계 및 상기 스테이지 부재를 베이스상에서 직선 이동시키면서 피가공물을 가공하는 단계를 포함하는 회전 테이블을 구비한 스테이지 장치를 이용한 피가공물 가공 방법이 제공된다. 본 발명의 장치 및 가공 방법을 이용함으로서 대형인 피가공물을 가공할 수 있는 효과가 있다.

Description

회전 테이블을 구비한 스테이지 장치 및 스테이지 장치의 구동 방법
제1도는 종래 기술에 따른 스테이지 장치에 대한 개략적인 사시도.
제2도는 제1도의 스테이지 장치를 이용하여 노광 가공을 하는 상태도.
제3도는 본 발명에 따른 스테이지 장치에 대한 분해 사시도.
제4도는 제3도의 스테이지 장치를 다른 각도로 도시한 분해 사시도.
제5도는 제3도의 스테이지 장치를 이용하여 노광 가공을 하는 상태도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10:스테이지 장치(종래기술)30:스테이지 장치(본 발명)
31:스테이지32:회전 테이블
33:베이스34:로터
본 발명은 회전 테이블을 구비한 스테이지 장치 및 스테이지 장치의 구동 방법에 관한 것이며, 상게하게는 노광 장비, 3차원 정밀 측정기 및 정밀 가공기 등에서 사용되는 기존의 스테이지 장치에 회전 테이블을 부가하여 종래의 장치보다 효율적인 작업이 이루어질 수 있는 스테이지 장치 및 스테이지 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
X,Y 스테이지 장치(이하 스테이지 장치라 칭함)는 정밀 가공을 필요로 하는 작업에 있어 피가공물의 이송에 필수적인 장비이다. 정밀 가공의 성패 여부는 피가공물의 정확한 이송이 이루어질 수 있는가의 여부에 의해 크게 영향을 받는다. 따라서, 스테이지 장치의 성능 개선에 대한 연구 개발은 안내 장치나 구동 방법 등에 집중되어 있으며, 이는 정밀 가이드 및 베어링 등의 개발과 제작에 곤란한 점이 존재하기 때문이다.
제1도 및 제2도는 노광의 공정에서 사용되는 종래의 스테이지 장치 및 그 운용 방법을 개략적으로 도시한다. 도면에 도시된 실시예에서 피가공물은 액정 디스플레이어의 노광 플레이트이다. 종래 기술에 따른 스테이지 장치는 수평면 상에서 X 및 Y축 방향으로만 이송될 수 있는 것이 통상적이다. 제1도에 있어서, 노광 플레이트(P)의 가로 및 세로 길이는 L이며, 노광 플레이트(P)는 스테이지(1)의 상면에 배치된다.
1회의 조사(照射)로써 노광할 수 있는 면적은 점선으로 표시된 m×m의 면적이다. 따라서 액정 디스플레이의 노광 플레이트(P) 전체의 면적을 노광하고자 한다면, 제2도에 도시된 바와 같이 스테이지 장치가 X 및 Y축 방향으로 (L-m)의 거리를 이송하여야 한다.
위와 같은 종래의 스테이지 장치에 있어서, 피가공물이 대형화되면 스테이지 장치도 그에 따라 대형화되어야 한다. 따라서 스테이지 장치의 기종 변경이 불가피해지는데, 대형 스테이지 장치를 제작하는데는 기술적인 곤란성이 있을뿐만 아니라 막대한 비용이 소요된다. 본 발명은 이러한 점에 착안하여 피가공물이 대형화되어도 이에 적응할 수 있도록 기존의 스테이지 장치에 회전 테이블을 부가한 것이다ㅏ.
본 발명의 목적은 대형의 피가공물을 가공할 수 있도록 회전 테이블을 구비한 스테이지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 회전 테이블을 구비한 스테이지 장치를 이용하여 피가공물을 가공할 수 있도록 스테이지 장치의 작동 방법을 제공하는 것이며, 여기에는 예를 들면 노광 공정에서 대형의 액정패널이나 웨이퍼를 본 발명에 따른 스테이지 장치를 이용하여 노광하는 것이 포함된다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 베이스 부재, 상기 베이스 부재상의 평면상에서 직선 안내 이송이 가능한 스테이지 부재 및 상기의 스테이지 부재위에서 회전 가능하며 상면에 피가공물이 배치되는 회전 부재를 포함하는 스테이지 장치가 제공된다.
본 발명의 특징에 따르면, 상기 회전 부재의 회전을 안내하도록 회전 부재의 저면에는 회전 안내 수단이 제공되며, 상기 스테이지 부재의 중심부에는 상기 회전 안내 수단이 수용되는 수용부가 제공된다.
본 발명에 다른 특징에 따르면, 상기 회전 부재가 상기 스테이지 부재상에서 회전하는데 있어 베어링의 기능을 하도록, 압축 공기 제공 수단과 연통되는 복수개의 공기 분출 수단이 상기 스테이지 부재상에 제공되며, 상기 수용부도 압축 공기 제공 수단과 연통된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 스테이지 부재가 상기 베이스상에서 직선 운동하는데 있어 베어링의 기능을 하도록, 압축 공기 제공 수단과 연계된 복수개의 공기 분출 수단이 상기 스테이지 부재의 저면에 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 회전 부재가 상기 스테이지 부재상에서 회전할 수 있는 회전력을 발생시키도록, 상기 스테이지 부재의 상면의 수용부 둘레에 원형으로 제공된 복수개의 스테이지 인덕터 및 상기 회전 테이블의 저면에 회전 안내 수단 둘레에 원형으로 배치된 스테이터를 포함하는 회전 구동 수단이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 스테이지 부재가 상기 베이스상에서 직선 운동을 할 수 있도록, 상기 스테이지 부재의 저면에 제공된 복수개의 인덕터 및 상기 베이스의 상면에 제공된 스테이터를 포함하는 직선 구동 수단이 제공된다.
또한 본 발명에 따르면, 베이스 부재, 스테이지 부재 및 회전 부재를 구비한 스테이지 장치에 있어서, 상부에 피가공물이 위치한 회전 테이블을 상기 스테이지 부재위에 배치하고 상기 스테이지 부재를 베이스 부재상에서 직선 이동시키면서 가공하는 단계, 상기 회전 테이블을 스테이지 부재상에서 소정의 각도로 회전시키는 단계 및 상기 스테이지 부재를 베이스상에서 직선 이동시키면서 피가공물을 가공하는 단계를 포함하는 회전 테이블을 구비한 스테이지 장치의 구동 방법이 제공된다.
본 발명의 특징에 따르면, 상기 회전 테이블을 180도 또는 90도로 회전시켜서 피가공물에 대한 가공이 이루어진다.
이하 본 발명에 따른 스테이지 장치 및 이것의 구동 방법을 도면을 참고하여 설명하기로 한다. 본 발명은 액정 디스플레이 패널 또는 반도체 웨이퍼를 가공하는데 있어 노광 공정에 적용되는 경우를 가정하여 설명될 것이다. 그러나 본원에 설명될 노광 공정은 단지 예시적인 목적으로서만 기재된 것이며, 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명에 따른 장치 및 방법이 노광 장비에서뿐만 아니라 여타 다른 기술 분야에서도 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명에 따른 회전 테이블을 구비한 스테이지 장치는 3차원 정밀 측정기나 정밀 가공 등에 폭넓게 사용될 수 있다.
제3도 및 제4도에는 본 발명의 일 실시예에 대한 분해 사시도가 개략적으로 도시되어 있다. 스테이지 장치(30)는 스테이지(31), 회전 테이블(32) 및 베이스(33)를 포함한다. 피가공물인 노광 플레이트(도시되지 아니함)는 회전 테이블(32)의 상면에 배치될 수 있다. 회전 테이블(32)은 도시된 실시예에서 상면이 사각형인 육면체로서 도시되어 있는데, 저면에는 스테이지에 삽입될 수 있는 로터(34)가 제공되어 있다(제4도). 회전 테이블(32)의 상면에는 흡착용 진공 홈(35)이 제공되며, 이것은 도시되지 아니한 진공 제공 장치와 연결되어 유리와 같은 재료의 플레이트를 진공의 힘으로 회전 테이블(32)위에 밀착 유지시킬 수 있다.
스테이지(31)는 도면의 실시예에서 상면이 사각형인 육면체로 도시되어 있으며, 중심부에는 회전 테이블(32)의 저면에 제공된 로터(34)가 삽입될 로터 수용부(36)가 원통형으로 형성되어 있다. 로터 수용부(36)와 스테이지(31)의 상면에는 공기 분출구(38)가 형성되어 있으며, 테이블(32)이 회전하는 경우에는 외부의 압축 공기 제공 수단에 연통된 공기 분출구(38) 및 로터 수용부(36)로부터 공기가 상방으로 분출된다. 공기의 분출은 회전 테이블(32)을 스테이지(31)로부터 미소한 높이로 부양시키는 작용을 하므로 테이블(31)의 회전시에 공기 베어링의 기능을 한다. 스테이지(31) 상부에는 공기 분출구(38)와 함께 스테이지를 회전시키는 스테이지 인덕터(37)가 제공된다. 스테이지 인덕터(37)는 도면에 도시된 바와 같이 원형의 로터 수용부(36) 둘레의 원주면을 따라 제공된다. 스테이지 인덕터(37)는 회전 테이블(32)의 저면에 제공된 원형의 스테이터(38)와 함께 회전 테이블(32)을 회전시키는 회전 구동 수단의 기능을 한다. 따라서 회전 테이블(32)은 스테이지(31)에 대하여 미소한 높이로 공기 부양되어 회전 운동을 할 수 있다.
스테이지(31)의 하부에는 베이스(33)가 위치한다. 스테이지(31)의 저면에는 제4도에 도시된 바와 같이 복수개의 공기 분출구(47)가 제공된다. 공기 분출구(47)는 도시되지 아니한 외부의 압축 공기 제공 수단으로부터 공기를 제공받아 베이스(33)에 대하여 공기를 분출한다. 스테이지(31) 저면의 공기 분출 작용은 스테이지(31)를 미소한 높이로 베이스(33)상에 부양시키는 작용을 하며, 이것은 스테이지(31)가 베이스(33)상에서 평면 운동을 할때 공기 베어링의 기능을 한다. 제3도에 도시된 바와 같이 베이스(33)의 상면에는 전면에 걸쳐 베이스 스테이터(40)가 제공되며, 베이스 스테이터(40)는 스테이지(31)의 저면에 제공된 인덕터(41)와 함께 베이스(33)의 상부 평면상에서 스테이지(31)가 직선 방향으로 운동할 수 있게 한다.
회전 테이블(32)과 스테이지(31)의 직선 및 회전 운동은 정밀하게 제어되어야 하므로, 이를 위해서 인터페로미터(45) 및 자동 촛점 센서(도시되지 아니함)와 같은 위치 검출 장치가 제공되어야 하며, 이것에 의해 적절한 노광 위치가 설정된다.
제5도에는 제3도 및 제4도에 도시된 스테이지 장치를 사용하는 방법이 개략적으로 도시되어 있다. 가로 및 세로의 길이가 L인 플레이트(P)를 m×m의 노광 면적을 지니는 노광 장치(51)로 노광하는 경우를 가정하면, 우선 작업자는 노광 플레이트(P)를 회전 테이블(32)의 상면에 위치시킨다. 이때 노광 플레이트(P)의 대각선 교차점과 회전 테이블의 회전 중심이 일치하는 것이 바람직스럽다.
노광 플레이트(P)의 면적을 절반으로 나눈 면적에 해당하는 A부분을 노광하려면, 스테이지(31)를 x방향에서의 행정 거리로 왕복 운동시키고, y방향에서 L-m의 행정거리로 왕복 운동시키면서 노광 작업을 수행한다. 다음에 회전 테이블을 180도 회전시키면, 이전의 노광작업에서 노광되지 아니한 절반의 면적에 해당하는 B부분이 노광 장치(51)의 하부에 위치하므로, 다시 노광 장치(51)를 x방향에서의 행정 거리로 왕복 이동시키고, y방향에서 L-m의 행정 거리로 왕복 이동시키면서 B부분을 노광시킬 수 있다. 따라서, 회전 테이블을 구비하지 아니한 종래의 스테이지(10) 장치와 비교할 경우, 본 발명에 따른 스테이지 장치에서는 x방향의 행정 거리가의 거리로 단축된다.
이것은 회전 테이블을 구비한 스테이지 장치(30)가 종래의 장치에서처럼 x축 방향으로 L-m의 행정 거리를 지닌다면, x축의 길이가 2L인 노광 플레이트도 노광할 수 있다는 의미를 지닌다. 더군다나 회전 테이블을 180도가 아닌 90도의 각도로 회전시키면서 플레이트 면적을 1/4씩 노광한다면, y축의 길이가 2L인 노광 플레이트도 노광할 수 있다. 즉, 각각의 스테이지 장치가 직선 방향 행정에서 동일한 거리를 이동한다 할지라도 기존의 스테이지 장치에 비해 회전 테이블이 구비된 스테이지 장치에서는 4배 크기의 노광 플레이트가 노광될 수 있다는 것이다. 또한 노광 플레이트가 정사각형이 아니거나 플레이트의 중심이 회전 부재의 회전 중심과 일치하지 아니한 경우에도 상기와 같이 직선 방향 이동 및 회전 이동을 결합시킴으로써 종래의 장치에 비해서 큰 면적의 노광 플레이트를 가공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 노광 장치의 예를 들어 설명되었으나, 상술한 바와 같이 스테이지를 사용하는 모든 장비들, 특히 3차원 정밀 측정기나 또는 정밀 가공기 등에서도 사용될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 즉, 정밀 측정기의 측정 기기 또는 가공기의 공구가 고정된 상태에서 본 발명에 따른 스테이지가 직선 운동 및 회전 운동을 함으로써 대형의 목적물을 측정 및 가공할 수 있는 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (8)

  1. 베이스 부재(33), 상기 베이스 부재(33)상의 평면상에서 직선 안내 이송이 가능한 스테이지 부재(31), 상기 스테이지 부재(31)위에서 회전 가능하며 상면에 피가공물이 배치되는 회전 부재(32), 상기 스테이지 부재(31)를 상기 베이스 부재(33)상에서 이송시키는 직선 구동 수단, 상기 회전 부재(32)를 상기 스테이지 부재(31)상에서 회전시키는 회전 구동 수단, 상기 회전 부재(32)가 상기 스테이지 부재(31)상에서 회전하는데 있어 베어링의 기능을 하도록, 상기 스테이지 부재(31)상에 제공되고 압축 공기 제공 수단에 연통된 복수개의 공기 분출 수단(38) 및 상기 스테이지 부재(31)가 상기 베이스(33)상에서 직선 운동하는데 있어 베어링의 기능을 하도록, 상기 스테이지 부재(31)의 저면에 제공되고 압축 공기 제공 수단에 연통된 복수개의 공기 분출 수단(47)을 구비하는 스테이지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전 부재(32)의 회전을 안내하도록 회전 부재(32)의 저면에는 회전 안내부(34)가 형성되며, 상기 스테이지 부재(31)의 중심부에는 상기 회전 안내부(34)가 수용되는 수용부(36)가 형성되는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수용부(36)도 압축 공기 제공 수단과 연통되는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 회전 구동 수단은 상기 회전 부재(32)가 상기 스테이지 부재(31)상에서 회전할 수 있는 회전력을 발생시키도록, 상기 스테이지 부재(31)의 상면의 수용부(36) 둘레에 원형으로 제공된 복수개의 스테이지 인덕터(37) 및 상기 회전 부재(32)의 저면에 회전 안내부(34) 둘레에 원형으로 배치된 스테이터(39)인 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 직선 구동 수단은 상기 스테이지 부재(31)가 상기 베이스(33)상에서 직선 운동을 할 수 있도록, 상기 스테이지 부재(31)의 저면에 제공된 복수개의 인덕터(41) 및 상기 베이스(33)의 상면에 제공된 스테이터(40)인 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  6. 스테이지 부재위에 회전가능하게 설치된 회전 테이블에 피가공물을 배치하고, 상기 스테이지 부재를 베이스 부재 위에서 소정의 행정 거리로 직선 왕복 이동시키면서 피가공물의 일부에 대하여 소정의 가공을 수행하는 단계, 상기 회전 테이블을 스테이지 부재상에서 소정의 각도로 회전시키는 회전 단계 및 상기 스테이지 부재를 베이스상에서 소정의 행정 거리로 직선 왕복 이동시키면서 피가공물의 다른 부분에 대하여 소정의 가공을 수행하는 단계를 포함하는, 회전 테이블을 구비한 스테이지 장치의 구동 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 회전 테이블을 회전시키는 각도가 180도인 것을 특징으로 하는 스테이지 장치의 구동 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 회전 테이블을 회전시키는 각도가 90도인 것을 특징으로 하는 스테이지 장치의 구동 방법.
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