KR100725990B1 - Nano stage comprised of dual servo mechanism - Google Patents

Nano stage comprised of dual servo mechanism Download PDF

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KR100725990B1
KR100725990B1 KR1020070011923A KR20070011923A KR100725990B1 KR 100725990 B1 KR100725990 B1 KR 100725990B1 KR 1020070011923 A KR1020070011923 A KR 1020070011923A KR 20070011923 A KR20070011923 A KR 20070011923A KR 100725990 B1 KR100725990 B1 KR 100725990B1
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stage
piezo actuator
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rotation
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KR1020070011923A
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강은구
홍원표
이석우
최헌종
남경태
김곤우
이상무
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한국생산기술연구원
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    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Abstract

A nano stage apparatus is provided to realize a high resolving power by embodying a dual operation structure using a piezo actuator on at least one end portion of a driving shaft. A nano stage apparatus includes a stage capable of moving according to the rotation of a driving shaft(110). Piezo actuators(120a,120b) are installed on the driving shaft, so that the stage is capable of being moved by using a dual operation structure of the driving shaft and piezo actuators. The piezo actuators are installed between the driving shaft and a fixing portion for assisting the rotation of the driving shaft. The piezo actuator has a groove for inserting the driving shaft and a bearing for fixing the driving shaft.

Description

듀얼 작동구조를 갖는 나노 스테이지장치{Nano Stage Comprised of Dual Servo Mechanism}Nano Stage Comprised of Dual Servo Mechanism

도 1 은 종래의 선형이송 스테이지장치의 구성을 개략적으로 나타낸 측면도,1 is a side view schematically showing the configuration of a conventional linear transfer stage device;

도 2 는 종래의 선형이송 스테이지장치의 또 다른 구성을 개략적으로 나타낸 측면도,Figure 2 is a side view schematically showing another configuration of a conventional linear transfer stage device,

도 3 은 종래의 회전형 스테이지의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도,3 is a plan view schematically showing the configuration of a conventional rotary stage,

도 4 는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 나노 스테이지장치의 구성을 개략적으로 나타낸 측면도,4 is a side view schematically showing the configuration of a nano-stage device according to a first embodiment of the present invention;

도 5 는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 나노 스테이지장치의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도,5 is a plan view schematically showing the configuration of a nano-stage device according to a second embodiment of the present invention;

도 6 은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 나노 스테이지장치의 또 다른 구성을 나타낸 측면도,6 is a side view showing another configuration of the nano-stage device according to the first embodiment of the present invention;

도 7 은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 나노 스테이지장치의 또 다른 구성을 나타낸 평면도.7 is a plan view showing another configuration of a nano-stage device according to a second embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

(100) : 선형이송 스테이지장치 (110) : 구동축(100): linear feed stage device (110): drive shaft

(120) : 피에조 엑츄에이터 (121) : 홈120: Piezo Actuator 121: Home

(120a) : 제1 피에조 엑츄에이터 (120b) : 제2 피에조 엑츄에이터120a: first piezo actuator 120b: second piezo actuator

(121a) : 홈 (122) : 홀121a: groove 122: hole

(130) : 고정단 (200) : 회전형 스테이지장치(130): fixed stage (200): rotary stage device

(210) : 구동축 (220) : 피에조 엑츄에이터(210): drive shaft (220): piezo actuator

(221) : 홈 (220a) : 제1 피에조 엑츄에이터(221): groove (220a): first piezo actuator

(220b) : 제2 피에조 엑츄에이터 (221a) : 홈220b: second piezo actuator 221a: groove

(222) : 홀 (230) : 고정단(222): hole 230: fixed end

본 발명은 나노 스테이지장치에 관한 것으로, 회전에 의해 스테이지를 이송하는 구동축과, 상기 구동축과 동축상에 설치되는 피에조 엑츄에이터의 듀얼 작동구조에 의해 나노 분해능의 구현이 가능한 듀얼 작동구조를 갖는 나노 스테이지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a nano-stage device, the nano-stage device having a drive shaft for transferring the stage by rotation, and a dual operation structure capable of realizing nano resolution by the dual operation structure of the piezo actuator installed coaxially with the drive shaft It is about.

일반적으로 나노미터 수준의 초정밀 계측기술 및 공정제어기술은 광학부품과 같은 고정도 부품의 형상을 단시간에 측정하거나, 초고집적화 반도체 공정에서 마스크 선폭을 측정하며, 레이저로 초정밀 치수의 형상을 미세가공하는 등의 다양한 분야에 걸쳐 점차 활용성이 증대되고 있다.In general, nanometer-level ultra-precision measurement technology and process control technology measure the shape of high-precision parts such as optical parts in a short time, or measure the mask line width in ultra-high density semiconductor process, and use micro-machining Increasingly, the utilization is increasing in various fields such as.

이러한 나노 소자기술에 관련되는 장치로는 집속 이온빔(FIB: Focused Ion Beam) 장치와 전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope) 장치 및 대상 소재의 위치를 미세하게 제어하기 위한 스테이지장치 등이 있다.Devices related to the nano device technology include a focused ion beam (FIB) device, a scanning electron microscope (SEM) device, and a stage device for finely controlling the position of a target material.

통상 상기 스테이지장치는 대상물이 놓여지는 스테이지와, 상기 스테이지를 X,Y축 방향으로 이동시키거나 또는 회전시키는 구동부로 구성된다.Usually, the stage device is composed of a stage on which an object is placed, and a drive unit for moving or rotating the stage in the X and Y axis directions.

도 1은 종래의 선형이송 스테이지장치의 구성을 개략적으로 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 선형이송 스테이지장치(10)는 모터(11)에 의해 회전하는 볼스크류(12)를 구동축으로 하며, 상기 볼스크류(12)의 회전에 의해 이동하는 슬라이더(13)가 스테이지(14)에 연결되어 스테이지(14)를 축방향으로 선형이송시키도록 되어 있다.1 schematically shows the configuration of a conventional linear transfer stage apparatus. Referring to FIG. 1, the linear transfer stage apparatus 10 uses a ball screw 12 that is rotated by a motor 11 as a drive shaft, and a slider 13 that is moved by the rotation of the ball screw 12 includes a stage. It is connected to 14 to linearly move the stage 14 in the axial direction.

한편 대한민국 특허공개공보 제2003-0033744호에는 스테이지의 선형이송을 위한 구성으로서 AC 서보모터(21)와 리드스크류(22,이하 '볼스크류'라 함) 및 피에조 엑츄에이터(25)가 게시되어 있으며, 이를 개략화하여 도 2에 도시하였다. 도 2를 참조하면, 앞서 설명된 선형이송 스테이지장치(10)와 마찬가지로 볼스크류(22)에 의해 이동하는 슬라이더(23)에 스테이지(24)가 연결되어 이동하도록 구성되어 있으며, 이에 더하여 스테이지(24)의 상부에 피에조 엑츄에이터(25)가 설치되어 있다. 그러나 이와 같은 구성은 볼스크류(22)와 피에조 엑츄에이터(25)가 독립적으로 작동하는 방식으로, 스테이지의 전체 영역에 대한 높은 분해능의 구현이 어려우며, 볼스크류 및 피에조 엑츄에이터의 변위를 측정하기 위해서는 각각의 스케일(26.27) 이 구비되어야만 하는 문제점을 갖고 있다.Meanwhile, Korean Patent Publication No. 2003-0033744 discloses an AC servomotor 21, a lead screw (22, hereinafter referred to as a ball screw) and a piezo actuator 25 as a configuration for linear movement of a stage. This is schematically illustrated in FIG. 2. Referring to FIG. 2, like the linear transfer stage apparatus 10 described above, the stage 24 is connected to the slider 23 moved by the ball screw 22, and is configured to move. The piezo actuator 25 is installed in the upper part of the). However, such a configuration allows the ball screw 22 and the piezo actuator 25 to operate independently, which makes it difficult to achieve high resolution over the entire area of the stage, and to measure the displacement of the ball screw and the piezo actuator, respectively. There is a problem that the scale 26.27 must be provided.

상기와 같은 문제점을 고려하여 본 출원인은 볼스크류에 의해 이동하는 슬라이더에 피에조 엑츄에이터를 설치함으로써 보다 단순한 구성으로서 스테이지의 전체 영역에 대해서 높은 분해능의 구현이 가능한 스테이지장치를 발명하였으며, 이는 등록특허공보 제0663939호에 게시되어 있다. 그러나 이와 같은 구성의 스테이지장치는 슬라이더와 스테이지가 피에조 엑츄에이터를 통해 연결된 구조로, 스테이지의 이동시 피에조 엑츄에이터에는 계속적으로 부하가 가해지므로 피에조 엑츄에이터의 충분한 강성을 확보해야만 하는 어려움이 있다.In consideration of the above problems, the present inventors have invented a stage apparatus that can realize high resolution for the entire area of the stage with a simpler configuration by installing a piezo actuator on a slider moved by a ball screw. Published in 0663939. However, the stage device of such a configuration has a structure in which a slider and a stage are connected through a piezo actuator, and thus the piezo actuator is continuously loaded when the stage is moved, so that the rigidity of the piezo actuator must be secured.

도 3은 종래의 회전형 스테이지장치의 구성을 개략적으로 도시하고 있다. 도3을 참조하면, 회전형 스테이지장치(30)는 모터(31)에 의해 회전하는 웜(32)을 구동축으로 하며, 상기 웜(32)에 맞물려 회전하는 웜휠(33)이 스테이지(34)에 구비되어 웜(32) 및 웜휠(33)의 회전에 의해 스테이지(34)가 회전하도록 되어 있다. 이와 같은 회전형 스테이지장치의 경우, 높은 분해능의 구현을 위해서는 웜 및 웜휠의 기어이빨 간격을 매우 조밀하게 형성해야 하지만, 기어이빨을 조밀하게 하는 데는 한계가 있을 뿐만 아니라, 기어이빨 간의 간격이 조밀해질수록 제작상에 많은 어려움이 따르며, 더욱이 웜휠의 내구성이 현저하게 저하되어 쉽게 파손되는 등 많은 문제점이 따르게 된다.3 schematically shows a configuration of a conventional rotary stage apparatus. Referring to FIG. 3, the rotary stage apparatus 30 uses a worm 32 that is rotated by a motor 31 as a driving shaft, and a worm wheel 33 that rotates in engagement with the worm 32 is disposed on the stage 34. The stage 34 is rotated by the rotation of the worm 32 and the worm wheel 33. In the case of such a rotating stage device, the gear teeth of the worm and the worm wheel must be formed very tightly for high resolution. However, there is a limit to the compactness of the gear teeth, and the distance between the gear teeth becomes dense. The more difficult the manufacturing is, the more the durability of the worm wheel is significantly lowered, which is easily broken and many problems are followed.

상기와 같이 종래의 선형이송 스테이지장치 및 회전형 스테이지장치는 높은 분해능을 구현함에 있어 구조 또는 강성측면에서 어려움이 따르는 문제점이 있다.As described above, the conventional linear feed stage device and the rotary stage device have problems in terms of structure or rigidity in implementing high resolution.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 단순한 구성으로서 강성측면에서도 안정된 구조를 갖으며, 스테이지의 전체 영역에 대해서 높은 분해능의 구현이 가능한 듀얼 작동구조를 갖는 나노 스테이지장치를 제공함에 있다.The present invention has been made in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to provide a simple structure, stable structure in terms of rigidity, and a nano-stage device having a dual operation structure capable of realizing high resolution over the entire area of the stage. In providing.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 구동축의 회전에 의해 선형이동 또는 회전이동을 하는 스테이지를 구비하는 나노 스테이지장치에 있어서,In the present invention to achieve the object as described above and to accomplish the problem to eliminate the conventional drawbacks in the nano-stage device having a stage for linear movement or rotational movement by the rotation of the drive shaft,

상기 구동축 상에 피에조 엑츄에이터가 설치되어 구동축의 회전 및 피에조 엑츄에이터의 신장에 의해 스테이지가 이동하는 듀얼 작동구조를 갖는 나노 스테이지장치를 특징으로 한다.A piezo actuator is installed on the drive shaft, and the nano stage device has a dual operation structure in which the stage moves due to rotation of the drive shaft and extension of the piezo actuator.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

한편 본 발명의 듀얼 작동구조를 갖는 나노 스테이지장치는 스테이지가 선형이동을 하는 선형이송 스테이지장치 또는 스테이지가 회전이동을 하는 회전형 스테 이지장치에 상관없이 구동축의 회전에 의해 스테이지의 이동이 이루어지는 스테이지장치에 적용될 수 있는 것임을 유의해야 한다.On the other hand, the nano stage device having a dual operation structure of the present invention is a stage device in which the stage is moved by the rotation of the drive shaft irrespective of the linear transfer stage device in which the stage moves linearly or the rotary stage device in which the stage rotates. It should be noted that this may apply to.

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 나노 스테이지장치의 구성을 도시하고 있고, 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 나노 스테이지장치의 구성을 도시하고 있다. 상기 제1 실시 예는 본 발명이 적용된 선형이송 스테이지장치(100)에 관한 것이고, 상기 제2 실시 예는 본 발명이 적용된 회전형 스테이지장치(200)에 관한 것으로, 공통적으로 회전하는 구동축(110,210)의 일단에 피에조 엑츄에이터(120,220)가 구비된 것으로 구성되어 구동축(110,210)의 회전 및 피에조 엑츄에이터(120,220)의 신장에 의한 듀얼 작동구조를 갖도록 되어 있다.4 illustrates a configuration of a nano-stage device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 5 illustrates a configuration of a nano-stage device according to a second embodiment of the present invention. The first embodiment relates to a linear transfer stage apparatus 100 to which the present invention is applied, and the second embodiment relates to a rotary stage apparatus 200 to which the present invention is applied, and drive shafts 110 and 210 that are commonly rotated. One end of the piezo actuator (120,220) is configured to have a dual operation structure by the rotation of the drive shaft (110,210) and the extension of the piezo actuator (120,220).

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 피에조 엑츄에이터(120,220)는 구동축(110,210)과 동축상에 위치하도록 설치되어 구동축(110,210)을 길이방향으로 미세하게 이동시키게 된다. 보다 구체적으로 피에조 엑츄에이터(120,220)는 구동축(110,210)과 구동축(110,210)의 일단에 배치된 고정단(130,230)의 사이에 설치되어 인가되는 전압에 의해 신장되며, 이로써 구동축(110,210)을 미세하게 이동시키게 된다. 여기서 언급된 고정단(130,230)은 스테이지장치를 구성하는 미도시된 프레임들 중 구동축(110,210)에 근접하게 배치된 프레임이 될 수도 있으며, 별도의 블록을 구동축(110,210)에 근접하게 설치하는 것에 의해 마련될 수도 있다.4 and 5, the piezo actuators 120 and 220 are installed to be coaxial with the drive shafts 110 and 210 so as to finely move the drive shafts 110 and 210 in the longitudinal direction. More specifically, the piezo actuators 120 and 220 are elongated by a voltage applied between the drive shafts 110 and 210 and the fixed ends 130 and 230 disposed at one end of the drive shafts 110 and 210, thereby finely moving the drive shafts 110 and 210. Let's go. The fixed end 130 and 230 mentioned herein may be a frame disposed close to the drive shafts 110 and 210 among the not shown frames constituting the stage device, and by installing a separate block close to the drive shafts 110 and 210. It may be arranged.

바람직하게는 상기 피에조 엑츄에이터(120,220)는 구동축(110,210)의 끝단이 삽입되는 홈(121,221)이 일측면에 구비되어 구동축(110,210)의 일단을 수용하며, 구동축(110,210)의 회전을 지지하도록 구동축(110,210)의 일단에 배치된 베어 링(141,241)의 외륜과 결합되어 베어링(141,241)을 통해 구동축(110,210)과 연결되도록 구성된다.Preferably, the piezo actuators 120 and 220 are provided with grooves 121 and 221 on one side of which the ends of the drive shafts 110 and 210 are inserted to accommodate one end of the drive shafts 110 and 210 and to support the rotation of the drive shafts 110 and 210. It is coupled to the outer ring of the bearer (141,241) disposed at one end of the 110,210 is configured to be connected to the drive shaft (110,210) through the bearing (141,241).

도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 나노 스테이지장치의 또 다른 구성을 도시하고 있고, 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 나노 스테이지장치의 또 다른 구성을 도시하고 있다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 보다 안정된 구성을 위하여 구동축(110,210)의 양단에 제1 피에조 엑츄에이터(120a,220a)와 제2 피에조 엑츄에이터(120b,220b)를 각각 설치할 수도 있다. 이때 상기 제1 피에조 엑츄에이터(120a,220a)는 앞서 구동축(110,210)과 고정단(130,230)의 사이에 설치되는 피에조 엑츄에이터(120,220)와 동일한 구성으로 구동축(110,210)의 일단을 수용하도록 일측면에 홈(121a,221a)이 구비되고, 구동축(110,210)의 회전을 지지하는 베어링(141,241)의 외륜과 결합되어 베어링(141,241)을 통해 구동축(110,210)과 연결되도록 구성된다. 또한 상기 제2 피에조 엑츄에이터(120b,220b)는 구동축(110,210)이 관통하는 홀(122,222)이 구비되어 구동축(110,210) 상에 설치되며, 구동축(110,210)의 회전을 지지하는 또 다른 베어링(142,242)의 외륜과 결합되어 베어링(142,242)을 통해 구동축(110,210)과 연결되도록 구성된다. 이처럼 구동축(110,210)의 양단에 제1,2 피에조 엑츄에이터가 각각 설치됨으로써 시스템의 동적 응답 특성 향상 및 제어 모델 구성이 간단한 이점이 있다.6 illustrates another configuration of the nano-stage device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7 illustrates another configuration of the nano-stage device according to the second embodiment of the present invention. 6 and 7, the first piezo actuators 120a and 220a and the second piezo actuators 120b and 220b may be provided at both ends of the drive shafts 110 and 210, respectively, for a more stable configuration. At this time, the first piezo actuator (120a, 220a) has a groove on one side to accommodate one end of the drive shaft (110,210) in the same configuration as the piezo actuator (120,220) previously installed between the drive shaft (110,210) and the fixed end (130,230) (121a, 221a) is provided, and is coupled to the outer ring of the bearing (141,241) for supporting the rotation of the drive shaft (110,210) is configured to be connected to the drive shaft (110,210) through the bearing (141,241). In addition, the second piezo actuators 120b and 220b have holes 122 and 222 through which the drive shafts 110 and 210 pass, and are installed on the drive shafts 110 and 210, and further bearings 142 and 242 supporting rotation of the drive shafts 110 and 210. It is coupled to the outer ring of the configured to be connected to the drive shaft (110, 210) through the bearing (142,242). As such, the first and second piezo actuators are installed at both ends of the drive shafts 110 and 210, respectively, so that the dynamic response characteristics of the system and the control model configuration are simple.

한편 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명이 선형이송 스테이지장치(100)에 적용될 경우, 상기 구동축(110)은 볼스크류로 구성되고, 상기 스테이지(150)는 볼스크류의 회전에 의해 이동하는 슬라이더(111)와 연결되며, 상기 볼스 크류의 일단에 피에조 엑츄에이터(120)가 설치되거나 또는 볼스크류의 양단에 제1,2 피에조 엑츄에이터(120a,120b)가 각각 설치되어 구성될 수도 있다. 이와 같은 선형이송 스테이지장치(100)의 경우, 구동축(110)인 볼스크류의 회전시 슬라이더(111)가 이동하여 종래와 같이 스테이지(150)를 선형이동시키게 되며, 보다 미세한 스테이지(150)의 이동이 요구될 경우, 피에조 엑츄에이터의 신장에 의해 볼스크류를 이동시킴으로써 보다 정밀한 위치제어가 가능하게 된다.On the other hand, as shown in Figure 4 and 6, when the present invention is applied to the linear transfer stage device 100, the drive shaft 110 is composed of a ball screw, the stage 150 is rotated by the ball screw The piezo actuator 120 is connected to one end of the ball screw, or the first and second piezo actuators 120a and 120b may be installed at both ends of the ball screw, respectively. In the case of such a linear transfer stage apparatus 100, the slider 111 is moved during the rotation of the ball screw which is the drive shaft 110 to linearly move the stage 150 as in the prior art, the finer the movement of the stage 150 If this is required, more precise position control is possible by moving the ball screw by extension of the piezo actuator.

한편 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명이 회전형 스테이지장치(200)에 적용될 경우, 상기 구동축(210)은 웜으로 구성되고, 상기 스테이지(250)에는 웜에 맞물려 회전하는 웜휠(251)이 구비되며, 상기 웜의 일단에 피에조 엑츄에이터(220)가 설치되거나 또는 웜의 양단에 제1,2 피에조 엑츄에이터(220a,220b)가 각각 설치되어 구성될 수도 있다. 이와 같은 회전형 스테이지장치(200)의 경우, 구동축(210)인 웜의 회전시 웜휠(251)이 회전하여 종래와 같이 스테이지(250)를 회전이동시키게 되며, 보다 미세한 스테이지의 회전이 요구될 경우, 피에조 엑츄에이터의 신장에 의해 웜을 이동시킴으로서 보다 정밀한 위치제어가 가능하게 된다.Meanwhile, as shown in FIGS. 5 and 7, when the present invention is applied to the rotary stage apparatus 200, the drive shaft 210 is configured as a worm, and the stage 250 is engaged with the worm to rotate with a worm wheel ( 251, a piezo actuator 220 may be installed at one end of the worm, or first and second piezo actuators 220a and 220b may be installed at both ends of the worm, respectively. In the case of such a rotating stage apparatus 200, when the worm wheel 251 is rotated when the drive shaft 210 is rotated, the worm wheel 251 rotates to rotate the stage 250 as in the related art, and when a finer stage rotation is required By moving the worm by extension of the piezo actuator, more precise position control is possible.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

본 발명은 상술한 바와 같이 스테이지의 이동을 위해 회전하는 구동축의 일단 또는 양단에 피에조 엑츄에이터가 설치되어 구동축의 회전 및 피에조 엑츄에이터의 신장에 의한 듀얼 작동구조를 구비함으로써 신속하면서도 높은 분해능의 구현이 가능한 듀얼 작동구조를 갖는 나노 스테이지장치를 제공할 수 있게 되었다.According to the present invention, a piezo actuator is installed at one end or both ends of a rotating drive shaft to move the stage as described above, thereby providing a dual operation structure by rotating the driving shaft and extending the piezo actuator. It is possible to provide a nano stage device having an operating structure.

Claims (7)

구동축의 회전에 의해 선형이동 또는 회전이동을 하는 스테이지를 구비하는 나노 스테이지장치에 있어서,In the nano-stage device having a stage for linear movement or rotational movement by the rotation of the drive shaft, 상기 구동축 상에 피에조 엑츄에이터가 설치되어 구동축의 회전 및 피에조 엑츄에이터의 신장에 의한 듀얼 작동구조에 의해 스테이지가 이동하는 것을 특징으로 하는 듀얼 작동구조를 갖는 나노 스테이지장치.Piezo actuator is installed on the drive shaft is a nano-stage device having a dual operation structure, characterized in that the stage is moved by the dual operation structure by the rotation of the drive shaft and the extension of the piezo actuator. 제 1 항에 있어서, 상기 피에조 엑츄에이터는,The method of claim 1, wherein the piezo actuator, 상기 구동축과 구동축의 회전을 지지하는 고정단의 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 듀얼 작동구조를 갖는 나노 스테이지장치.Nano stage device having a dual operation structure, characterized in that installed between the drive shaft and the fixed end for supporting the rotation of the drive shaft. 제 2 항에 있어서, 상기 피에조 엑츄에이터는,The method of claim 2, wherein the piezo actuator, 상기 구동축의 끝단이 삽입되는 홈이 일측면에 구비되어 구동축의 끝단 일부를 수용하며, 구동축의 회전을 지지하는 베어링의 외륜과 결합되어 베어링을 통해 구동축과 연결되는 것을 특징으로 하는 듀얼 작동구조를 갖는 나노 스테이지장치.The groove into which the end of the drive shaft is inserted is provided on one side to receive a portion of the end of the drive shaft, and coupled with the outer ring of the bearing for supporting the rotation of the drive shaft has a dual operation structure characterized in that connected to the drive shaft through the bearing Nano stage device. 제 1 항에 있어서, 상기 피에조 엑츄에이터는,The method of claim 1, wherein the piezo actuator, 상기 구동축과 구동축의 일단에 배치된 고정단의 사이에 설치되는 제1 피에조 엑츄에이터와, 구동축의 타단에 설치되는 제2 피에조 엑츄에이터로 구성되어 구동축의 양단에 설치된 것을 특징으로 하는 듀얼 작동구조를 갖는 나노 스테이지장치.Nano having a dual operation structure characterized in that it is composed of a first piezo actuator installed between the drive shaft and the fixed end disposed on one end of the drive shaft, and a second piezo actuator installed on the other end of the drive shaft Stage device. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 피에조 엑츄에이터는 상기 구동축의 끝단이 삽입되는 홈이 일측면에 구비되어 구동축의 끝단 일부를 수용하며, 구동축의 회전을 지지하는 베어링의 외륜과 결합되어 베어링을 통해 구동축과 연결되고,The first piezo actuator has a groove into which the end of the drive shaft is inserted is provided at one side to receive a portion of the end of the drive shaft, is coupled to the outer ring of the bearing for supporting the rotation of the drive shaft is connected to the drive shaft through the bearing, 상기 제2 피에조 엑츄에이터는 상기 구동축이 관통하는 홀이 구비되어 구동축 상에 설치되며, 구동축의 회전을 지지하는 또 다른 베어링의 외륜과 결합되어 베어링을 통해 구동축과 연결되는 것을 특징으로 하는 듀얼 작동구조를 갖는 나노 스테이지장치.The second piezo actuator is provided with a hole through which the drive shaft penetrates and is installed on the drive shaft, and is coupled to the drive shaft through a bearing in combination with an outer ring of another bearing that supports rotation of the drive shaft. Having nano stage device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동축은 볼스크류로 구성되고, 상기 스테이지는 볼스크류의 회전에 의해 이동하는 슬라이더와 연결되어 선형이동을 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 듀얼 작동구조를 갖는 나노 스테이지장치.The drive shaft is composed of a ball screw, the stage is connected to the slider moving by the rotation of the ball screw nano stage device having a dual operation structure, characterized in that configured to move linearly. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동축은 웜으로 구성되고, 상기 스테이지는 웜에 맞물려 회전하는 웜휠이 구비되어 웜에 의한 웜휠의 회전에 의해 스테이지가 회전이동을 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 듀얼 작동구조를 갖는 나노 스테이지장치.The drive shaft is composed of a worm, the stage is provided with a worm wheel is rotated in engagement with the worm nano stage device having a dual operation structure, characterized in that the stage is configured to rotate by rotation of the worm wheel by the worm.
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