KR101399830B1 - Precision stage unit for transferring a specimen - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기계 장비에 구비되는 정밀 이송 스테이지 유니트로서, 기계 장비에 장착되어 위치 고정되는 스테이지 베이스부와, 상기 스테이지 베이스부에 상대 가동 가능하게 연결되는 스테이지 무빙부와, 상기 스테이지 무빙부를 구동시키는 스테이지 구동부를 구비하고, 상기 스테이지 무빙부는: 상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면 상에서 가동 가능하도록 상기 스테이지 베이스부에 형성되는 베이스 관통구의 내측에 연결되는 플레인 무빙 블록과, 상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면에 대하여 상기 플레인 무빙 블록과 상대 이동되지 않도록 상기 플레인 무빙 블록의 일면 상에 장착되고, 일면 상에 배치되는 시편이 상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면에 수직 가동 가능하게 형성되는 버티컬 무빙 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀 이송 스테이지 유니트를 제공한다.The present invention relates to a precision transfer stage unit provided in mechanical equipment, comprising: a stage base unit mounted and fixed to a mechanical equipment; a stage moving unit relatively movably connected to the stage base unit; And a stage moving section, wherein the stage moving section includes: a plane moving block connected to the inside of a base through-hole formed in the stage base section so as to be movable on a plane formed by one surface of the stage base section; And a vertical moving block mounted on one surface of the plane moving block so as not to be moved relative to the plane moving block and vertically movable in a plane formed by one surface of the stage base,It provides a precise transfer stage unit, characterized by.

Description

정밀 이송 스테이지 유니트{PRECISION STAGE UNIT FOR TRANSFERRING A SPECIMEN}[0001] PRECISION STAGE UNIT FOR TRANSFERING A SPECIMEN [0002]

본 발명은 기계 장비에 장착되어 시편 등을 이동시켜 시편의 측정 내지 가공을 가능하게 하는 스테이지 유니트에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a stage unit mounted on a machine tool to move a specimen or the like to enable measurement or processing of the specimen.

시편 이송 스테이지는 기계 장비 등에 구비되어 측정 또는 가공 대상물인 시편을 탑재하여 원하는 장소로 정확히 이송하는 장치를 말한다. A specimen transfer stage is a device that is mounted on mechanical equipment, etc., and transfers the specimen, which is the object to be measured or processed, to the desired place accurately.

특히, 최근 반도체 및 바이오 산업 등과 같은 고정밀 이송을 요하는 공정의 수요가 증대됨에 따라 나노수준의 정밀도를 갖는 시편이송 스테이지에 대한 연구 및 생산이 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 시편을 이송시키기 위한 스테이지의 구동력은 압전 구동기(PZT)와 VCM(Voice Coil Motor)과 같은 구동기가 사용된다. 가 많이 사용된다. Particularly, as demand of high precision conveying processes such as semiconductors and biotechnology has recently increased, research and production of a nano-level precision sample transfer stage are actively conducted. A driving device such as a piezoelectric actuator (PZT) and a VCM (Voice Coil Motor) is used as the driving force of the stage for transferring the specimen. .

한국 공개 특허 공보 10-2004-0075445에는 압전구동기를 사용한 정밀 스테이지로 X,Y,Z방향의 3자유도 직선운동이 개시되는데, 이러한 구조는 X축 스테이지위에 Y축 스테이지, 그리고 그 위에 Z축 스테이지가 올라감으로써 X축의 스테이지가 감당해야하는 이송무게가 커져 응답속도가 느려진다는 단점을 수반하고, 압전구동기로 인한 절대적 변위 제약을 해소하기 위하여 모션 증폭구조가 필수적으로 수반되며, 이로 인해 스테이지의 구동 구조가 복잡해지며 열변형 및 가공 오차에 의한 스테이지 성능 저하 가능성이 높아진다는 문제점이 수반된다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2004-0075445 discloses a three-degree-of-freedom linear motion in X, Y and Z directions with a precision stage using a piezoelectric actuator. This structure includes a Y-axis stage on the X- And the response speed is slowed. In order to solve the absolute displacement restriction due to the piezoelectric actuator, a motion amplification structure is essentially involved, which causes the driving structure of the stage And the possibility of degradation of the stage performance due to thermal deformation and machining error is increased.

또한, 다른 종래 기술에 따르면 단순히 VCM을 사용하여 모션 증폭 구조를 배제한 스테이지 구동 구조를 구비하나, 종래 기술에 따른 VCM을 이용한 스테이지는 시편 등으로 인하여 수반되는 중력을 보상하여 시편을 안정적으로 지지하기 위하여 VCM에 지속적인 전원 인가 상태를 이루어 에너지 손실 및 불필요한 열 발생으로 인한 열변형에 의한 위치 오차 발생 등의 문제점이 수반되었다. According to another conventional technique, there is provided a stage driving structure in which a VCM is used to exclude a motion amplification structure. However, in the stage using a VCM according to the related art, in order to stably support a specimen by compensating gravity accompanied by a specimen or the like The VCM is continuously supplied with power, resulting in problems such as energy loss and position error due to heat deformation due to unnecessary heat generation.

JPJP 09-32095509-320955 AA JPJP 2006-0498792006-049879 AA

따라서, 본 발명은 이송 구조의 부하를 경감시켜 신속하면서도 정확한 시편의 위치 이동을 확보하고, 안정적인 유지 구조를 통한 지속적인 전원 공급 문제를 해소하고, 증폭 구조를 배제하는 보이스 코일을 이용한 절대적인 이송 변위 확보와 더불어 안정적인 위치 이송을 가능하게 하는 정밀 이송 스테이지 유니트를 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, it is an object of the present invention to reduce the load of the conveying structure to ensure a rapid and accurate positional movement of the specimen, to solve the problem of continuous power supply through a stable holding structure, to secure absolute transfer displacement using a voice coil It is another object of the present invention to provide a precision transfer stage unit capable of stable position transfer.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기계 장비에 구비되는 정밀 이송 스테이지 유니트로서, 기계 장비에 장착되어 위치 고정되는 스테이지 베이스부와, 상기 스테이지 베이스부에 상대 가동 가능하게 연결되는 스테이지 무빙부와, 상기 스테이지 무빙부를 구동시키는 스테이지 구동부를 구비하고, 상기 스테이지 무빙부는: 상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면 상에서 가동 가능하도록 상기 스테이지 베이스부에 형성되는 베이스 관통구의 내측에 연결되는 플레인 무빙 블록과, 상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면에 대하여 상기 플레인 무빙 블록과 상대 이동되지 않도록 상기 플레인 무빙 블록의 일면 상에 장착되고, 일면 상에 배치되는 시편이 상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면에 수직 가동 가능하게 형성되는 버티컬 무빙 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀 이송 스테이지 유니트를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a precision transfer stage unit provided in mechanical equipment, including: a stage base unit mounted and fixed to a mechanical equipment; a stage moving unit relatively movably connected to the stage base unit; And a stage driving unit for driving the stage moving unit, wherein the stage moving unit includes: a plane moving block connected to the inside of a base through hole formed in the stage base unit so as to be movable on a plane formed by one surface of the stage base unit; The test piece is mounted on one surface of the plane moving block so as not to move relative to the plane moving block with respect to the plane formed by the one surface of the stage base portion and the specimen disposed on one surface is formed movable vertically to the plane formed by one surface of the stage base portion Being It provides a precise stage transfer unit comprises a moving block tikeol.

상기 정밀 이송 스테이지 유니트에 있어서, 상기 플레인 무빙 블록은: 상기 베이스 관통구에 배치되는 플레인 무빙 블록 바디와, 일단은 상기 플레인 무빙 블록 바디의 외측면에, 그리고 타단은 상기 베이스 관통구의 내측면에 연결되는 플레인 무빙 블록 브릿지를 구비할 수도 있다. The precision moving stage unit is characterized in that the plane moving block includes: a plain moving block body disposed at the base through-hole; one end connected to the outer side of the plane moving block body and the other end connected to the inner side surface of the base through- And a plane moving block bridge.

상기 정밀 이송 스테이지 유니트에 있어서, 상기 플레인 무빙 블록 브릿지는 크랩 레그 타입일 수도 있다. In the precise transfer stage unit, the plane moving block bridge may be a claw leg type.

상기 정밀 이송 스테이지 유니트에 있어서, 상기 버티컬 무빙 블록은: 기 스테이지 베이스부의 일면에 평행한 평면 상에서 볼 때, 상기 플레인 무빙 블록의 상부에 배치되고 일면에 시편이 안착되는 버티컬 무빙 블록 바디와, 상기 버티컬 무빙 블록 바디의 양단에 배치되고, 상기 플레인 무빙 블록의 일면에 위치 고정되어 배치되는 버티컬 무빙 블록 장착부를 구비할 수도 있다. The vertical moving stage unit is characterized in that the vertical moving block includes: a vertical moving block body disposed on an upper portion of the plane moving block when viewed on a plane parallel to one surface of the base stage base portion and on which a test piece is seated; And a vertical moving block mounting portion disposed at both ends of the moving block body and fixedly positioned on one surface of the plane moving block.

상기 정밀 이송 스테이지 유니트에 있어서, 상기 스테이지 베이스부의 일면에 수직한 평면 상에서 볼 때, 상기 버티컬 무빙 블록은 상기 스테이지 베이스부의 일면에 수직한 방향으로 가동을 가능하도록 복수 층 구조를 형성할 수도 있다. In the precision transfer stage unit, when viewed on a plane perpendicular to one surface of the stage base portion, the vertical moving block may have a multi-layer structure so as to be movable in a direction perpendicular to one surface of the stage base portion.

상기 정밀 이송 스테이지 유니트에 있어서, 상기 스테이지 구동부는 보이스 코일 구조일 수도 있다. In the precision transfer stage unit, the stage driving unit may be a voice coil structure.

상기 정밀 이송 스테이지 유니트에 있어서, 상기 스테이지 구동부는: 상기 스테이지 무빙부의 외측과 연결되고, 상기 스테이지 무빙부를 상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면 상에서 가동시키는 플레인 구동부와, 상기 스테이지 무빙부의 하면과 연결되고, 상기 스테이지 무빙부를 상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면에 수직하게 가동시키는 버티컬 구동부를 포함할 수도 있다. A stage driving unit connected to an outer side of the stage moving unit and configured to move the stage moving unit on a plane formed by one surface of the stage base unit; And a vertical driving unit for moving the stage moving unit vertically to a plane formed by one surface of the stage base unit.

상기 정밀 이송 스테이지 유니트에 있어서, 상기 플레인 구동부는: 상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면 상에서 제 1 축 방향으로 상기 스테이지 무빙부를 가동 가능하게 상기 스테이지 무빙부 및 상기 스테이지 베이스부에 배치되는 제 1 축 구동부와, 상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면 상에서 상기 제 1 축 방향에 수직한 제 2 축 방향으로 상기 스테이지 무빙부를 가동 가능하게 상기 스테이지 무빙부 및 상기 스테이지 베이스부에 배치되는 제 2 축 구동부를 구비할 수도 있다. The precise transfer stage unit is characterized in that the plane drive unit includes: a stage driving unit that moves the stage moving unit in a first axis direction on a plane formed by one surface of the stage base unit, And a second shaft driving part arranged on the stage moving part and the stage base part so as to move the stage moving part in a second axis direction perpendicular to the first axis direction on a plane formed by one surface of the stage base part It is possible.

상기 정밀 이송 스테이지 유니트에 있어서, 상기 제 1 축 구동부는: 일단이 상기 스테이지 무빙부에 연결되고, 외주에 외부로부터의 전기적 신호를 입력받는 제 1 축 구동 코일이 권취되는 제 1 축 구동 코일부와, 상기 스테이지 베이스부에 대하여 위치 고정되어 배치되는 제 1 축 구동 마그넷을 구비하고, 상기 제 2 축 구동부는: 일단이 상기 스테이지 무빙부에 연결되고, 외주에 외부로부터의 전기적 신호를 입력받는 제 2 축 구동 코일이 권취되는 제 2 축 구동 코일부와, 상기 스테이지 베이스부에 대하여 위치 고정되어 배치되는 제 2 축 구동 마그넷을 구비할 수도 있다. The first axis driving unit includes a first axis driving coil part having one end connected to the stage moving part and having a first axis driving coil wound around an outer circumference for receiving an electric signal from the outside, And a first shaft driving magnet disposed and fixed to the stage base unit, wherein the second shaft driving unit comprises: a first shaft driving magnet, one end of which is connected to the stage moving part, and the second shaft driving magnet, A second shaft driving coil part around which the shaft driving coil is wound, and a second shaft driving magnet which is fixedly positioned relative to the stage base part.

상기 정밀 이송 스테이지 유니트에 있어서, 상기 제 1 축 구동부 및 상기 제 2 축 구동부는, 각각 상기 제 1 축 및 상기 제 2 축에 교차되는 측면에 하나 이상이 배치될 수도 있다. In the precise conveyance stage unit, at least one of the first axis driving unit and the second axis driving unit may be disposed on a side surface that intersects the first axis and the second axis, respectively.

상기 정밀 이송 스테이지 유니트에 있어서, 상기 버티컬 구동부는: 상기 버티컬 무빙 블록의 하면에 고정 배치되고 외주에 전기적 신호의 입력이 이루어지는 버티컬 구동 코일이 권취되는 링 타입의 버티컬 구동 코일부와, 상기 스테이지 베이스부에 위치 고정되어 배치되는 버티컬 구동 내부 요크와, 상기 버티컬 구동 내부 요크보다 큰 반경을 구비하되 상기 버티컬 구동 내부 요크와 동심 배치되어 상기 버티컬 구동 코일부의 가동을 허용하는 상기 버티컬 구동 외부 요크와, 상기 버티컬 구동 외부 요크에 배치되고 상기 버티컬 구동 코일부와 이격 배치되는 버티컬 구동 마그넷을 구비할 수도 있다. The vertical drive unit includes: a ring-type vertical drive coil part that is fixedly disposed on a lower surface of the vertical moving block and on which a vertical drive coil for inputting an electrical signal is wound; The vertical driving external yoke having a radius larger than that of the vertical driving inner yoke but concentrically with the vertical driving inner yoke to permit the operation of the vertical driving coil part; And a vertical drive magnet disposed in the vertical drive outer yoke and spaced apart from the vertical drive coil.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트는 다음과 같은 효과를 갖는다. The precision transfer stage unit according to the present invention having the above-described configuration has the following effects.

첫째, 본 발명에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트는, 스테이지 베이스부에 연결되는 스테이지 무빙부의 플레인 무빙 블록과, 플레인 무빙 블록에 연결되되 플레인 무빙부와는 X-Y 평면 상에서의 상대 운동이 제한되는 버티컬 무빙 블록을 통하여 X-Y 평면 상에서의 병진 운동 및 회전 운동과, Z축 상에서의 병진(수직) 운동을 가능하게하여 보다 안정적인 시편 이송을 가능하게 한다.First, the precision transfer stage unit according to the present invention comprises: a plane moving block of a stage moving part connected to a stage base part; and a vertical moving block connected to the plane moving block, wherein the relative moving on the XY plane is restricted (Vertical) movement on the Z-axis, thereby enabling a more stable sample transfer.

둘째, 본 발명에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트는, 스테이지 구동부의 적어도 일부의 구성을 스테이지 베이스부에 장착하여 병렬 장착 구조를 형성함으로써, 스테이지 무빙부에 스테이지 구동부의 부하 부분을 저감시켜 시편이 장착되는 스테이지 무빙부의 보다 정밀하고 신속한 이송 운동을 가능하게 할 수 있다. Second, the precision transfer stage unit according to the present invention is characterized in that at least a part of the stage driving unit is mounted on the stage base unit to form a parallel mounting structure, whereby the load part of the stage driving unit is reduced in the stage moving unit, It is possible to perform a more precise and rapid transfer motion of the moving part.

셋째, 본 발명에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트는, 플레인 무빙 블록 브릿지 및/또는 버티컬 무빙 블록 장착부의 유연 구조를 통하여 시편이 장착되는 스테이지 무빙부의 중력 보상을 통하여 시편의 보다 빠른 위치 이송 응답성을 확보하고, 이송 정밀성을 증진시킬 수 있다. Third, the precision transfer stage unit according to the present invention assures quicker position transfer response of the specimen through gravity compensation of the stage moving part on which the specimen is mounted through the flexible structure of the plane moving block bridge and / or the vertical moving block mounting part , It is possible to improve the transfer precision.

넷째, 본 발명에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트는, 크랩 구조 타입의 플레인 무빙 블록 브릿지를 통하여 X-Y 평면 상에서의 병진 운동 및 회전 운동을 이루되 플레인 무빙 블록의 Z축 방향 가동을 방지하여 이송 안정성을 확보할 수도 있다. Fourth, the precision transfer stage unit according to the present invention performs translational motion and rotational motion on the XY plane through the plane moving block bridge of the claw structure type, and prevents the movement of the plane moving block in the Z axis direction to secure the transfer stability It is possible.

다섯째, 본 발명에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트는, 비접촉 방식의 구동력을 제공하는 스테이지 구동부를 통하여 구성 요소 간의 접촉으로 인하여 발생하는 마찰로 인한 이송 오차를 배제하여 고 정밀 이송 기능을 보다 용이하게 구현할 수도 있다.
Fifth, the precision transfer stage unit according to the present invention may easily realize a high-precision transfer function by eliminating a transfer error due to friction generated due to contact between components through a stage driving unit that provides a non-contact type driving force .

본 발명은 도면에 도시된 일실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트의 일부 구성에 대한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트의 플레인 구동부의 개략적인 부분 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트의 플레인 구동부의 개략적인 부분 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트의 버티컬 무빙 블록의 개략적인 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트의 버티컬 무빙 블록의 개략적인 저면 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트의 버티컬 구동부의 개략적인 부분 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트의 버티컬 구동부의 개략적인 부분 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트의 플레인 무빙 블록 및 스테이지 베이스 바디의 개략적인 부분 평면도이다. 1 is a schematic perspective view of a precision transfer stage unit according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic exploded perspective view of a precision transfer stage unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of a partial configuration of a precision transfer stage unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic partial plan view of a plane drive of a precision transfer stage unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic partial side view of a plane drive unit of a precision transfer stage unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic side view of a vertical moving block of a precision transfer stage unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic bottom perspective view of a vertical moving block of a precision transfer stage unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic partial perspective view of a vertical driving unit of a precision transfer stage unit according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic partial cross-sectional view of a vertical driving unit of a precision transfer stage unit according to an embodiment of the present invention.
10 is a schematic partial plan view of a plane moving block and a stage base body of a precision transfer stage unit according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 정밀 이송 스테이지 유니트에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a precise transfer stage unit will be described with reference to the drawings.

본 발명의 일실시예에 따른 정밀 이송 스테이지 유니트(10)는 스테이지 베이스부(100)와, 스테이지 무빙부(200)와, 스테이지 구동부(300)를 포함하는데, 정밀 이송 스테이지 유니트(10)는 기계 장비(미도시)에 위치 고정되어 배치되고, 정밀 이송 스테이지 유니트(10)의 일면 상에 시편 내지 대상체(미도시; 이하, 시편)이 배치되어 정밀 이송 스테이지 유니트(10)의 소정의 동작을 통하여 시편의 가공 내지 측정을 실행할 수 있다.The precision transfer stage unit 10 according to an embodiment of the present invention includes a stage base unit 100, a stage moving unit 200 and a stage driving unit 300, (Not shown) (hereinafter, referred to as a specimen) is placed on one surface of a precision transfer stage unit 10 and is moved through a predetermined operation of the precise transfer stage unit 10 Processing or measurement of the specimen can be performed.

정밀 이송 스테이지 유니트(10)의 스테이지 무빙부(200)와 스테이지 구동부(300)는 스테이지 베이스부(100)에 배치 내지 장착된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 정밀 이송 스테이지 유니트(10)의 소정의 동작을 통하여 정밀 이송 스테이지 유니트(10)에 안착되는 시편은 X-Y 축이 이루는 평면 상에서 그리고 Z축이 이루는 수직축 상에서의 독립적인 미세 이동 동작을 이룰 수 있다.The stage moving part 200 and the stage driving part 300 of the precision transfer stage unit 10 are arranged or mounted on the stage base part 100. [ As shown in Fig. 1, the specimen which is seated on the precise conveyance stage unit 10 through a predetermined operation of the precise conveyance stage unit 10 is moved in a plane formed by the XY axis, and on the vertical axis formed by the Z- A moving operation can be achieved.

스테이지 베이스(100)는 스테이지 베이스 바디(110)와 스테이지 베이스 플레이트(120)를 포함하는데, 스테이지 베이스 바디(110)의 하부에 스테이지 베이스 플레이트(120)가 배치되고, 스테이지 베이스 바디(110)와 스테이지 베이스 플레이트(120)는 서로 체결되어 상대 운동 방지하도록 연결되는 구조를 취할 수도 있다.The stage base 100 includes a stage base body 110 and a stage base plate 120. A stage base plate 120 is disposed below the stage base body 110. The stage base body 110 includes a stage base body 110, The base plate 120 may have a structure in which the base plates 120 are coupled to each other to prevent relative movement.

도 2에 도시된 바와 같이, 스테이지 베이스 바디(110)는 사각 프레임 구조를 이루는데, 이는 본 발명의 일실시예로서 스테이지 베이스 바디(110)의 형상이 이에 국한되는 것은 아니다. As shown in FIG. 2, the stage base body 110 has a rectangular frame structure, which is not limited to the shape of the stage base body 110 according to an embodiment of the present invention.

스테이지 베이스 바디(110)의 중앙에는 베이스 관통구(111)가 형성되어 하기되는 스테이지 구동부(300)의 버티컬 구동부(340)의 관통 배치를 가능하게 한다. 베이스 관통구(111)의 내측면에는 하나 이상의 베이스 플레인 구동 수용부(113)가 배치되는데, 베이스 플레인 구동 수용부(113)에는 하기되는 스테이지 구동부(300)의 플레인 구동부(310;320,330)의 적어도 일부가 수용 배치된다.A base through hole 111 is formed at the center of the stage base body 110 to enable the vertical driving unit 340 of the stage driving unit 300 to be disposed in the through hole. One or more base plane drive accommodating portions 113 are disposed on the inner side surface of the base through hole 111. In the base plane drive accommodating portion 113, at least one of the plane drive units 310 and 320 and 330 of the stage drive unit 300, Some are accommodated.

스테이지 베이스 플레이트(120)는 스테이지 베이스 바디(110)의 하부에 배치되는데, 스테이지 베이스 플레이트(120)는 스테이지 베이스 바디(110)와 일체로 형성될 수도 있으나, 하기되는 스테이지 구동부(300)의 버티컬 구동부(340)를 장착하기 위하여 분리 가능한 구조를 취하는 것이 바람직하다. The stage base plate 120 is disposed below the stage base body 110. The stage base plate 120 may be integrally formed with the stage base body 110. The stage base plate 120 may be formed integrally with the stage base body 110, It is preferable to adopt a detachable structure for mounting the battery 340.

스테이지 베이스 플레이트(120)는 기계 장비(미도시)에 위치 고정되어 장착되어, 스테이지 베이스 유니트(10)의 기계 장비에 대한 상대 운동을 방지한다. The stage base plate 120 is fixedly mounted to mechanical equipment (not shown) to prevent relative movement of the stage base unit 10 to mechanical equipment.

스테이지 무빙부(200)는 스테이지 베이스부(100)에 상대 가동 가능하게 여녈되는데, 스테이지 무빙부(200)는 하기되는 스테이지 구동부(300)에 의하여 구동력을 전달받아 소정의 미세 이동 동작을 이룬다. The stage moving part 200 is movably connected to the stage base part 100 in a relatively movable manner. The stage moving part 200 receives a driving force by the stage driving part 300 and performs a predetermined fine moving operation.

스테이지 무빙부(200)는 플레인 무빙 블록(210)과 버티컬 무빙 블록(220)을 포함하는데, 플레인 무빙 블록(210)은 스테이지 베이스부(100)의 일면이 이루는 평면, 즉 도 1에서 X축을 제 1 축, Y축을 제 2 축, Z축을 수직축인 제 3축이라 할 때, 제 1 축 및 제 2 축이 이루는 평면인 X-Y 평면 내지 이에 평행한 평면 상에서 가동 가능하도록 스테이지 베이스부(100)에 형성되는 베이스 관통구(111)의 내측에 연결된다. The stage moving part 200 includes a plane moving block 210 and a vertical moving block 220. The plane moving block 210 has a plane formed by one surface of the stage base part 100, The stage base unit 100 is formed so as to be movable on an XY plane, which is a plane formed by the first axis and the second axis, or a plane parallel thereto, when the Y axis is the first axis, and the Y axis is the second axis and the Z axis is the third axis, And is connected to the inside of the base through-hole 111.

또한, 버티컬 무빙 블록(220)은 스테이지 베이스부(100)의 일면이 이루는 평면, 즉 X-Y 평면(이의 평행한 평면을 포함)에 대하여 적어도 일부분이 플레인 무빙 블록(210)과 상대 이동되지 않도록 플레인 무빙 블록의 일면 상에 장착된다. 또한, 버티컬 무빙 블록(220)의 일면 상에는 시편이 배치 가능한데, 버티컬 무빙 블록(220)은 스테이지 베이스부(100)의 일면이 이루는 평면인 X-Y 평면에 수직한 방향으로 수직 가동 가능하여 이의 일면에 배치되는 시편도 함게 수직 가동 가능한 구조를 형성한다. Vertical moving block 220 is also configured to move at least partly relative to the plane moving block 210 relative to the plane formed by one surface of the stage base 100, that is, the XY plane (including the parallel plane thereof) Mounted on one side of the block. The vertical moving block 220 is vertically movable in a direction perpendicular to the XY plane, which is a plane formed by one surface of the stage base 100, and is disposed on one side of the vertical moving block 220 The specimen also forms a vertically movable structure.

보다 상세하게, 플레인 무빙 블록(210)은 플레인 무빙 블록 바디(211)와 플레인 무빙 블록 브릿지(213)를 포함한다. 플레인 무빙 블록 바디(211)는 스테이지 베이스 바디(110)의 베이스 관통구(111)에 수용 배치되고, 플레인 무빙 블록 브릿지(213)는 플레인 무빙 블록 바디(211)와 스테이지 베이스 바디(110)를 연결한다. 즉, 플레인 무빙 블록 브릿지(213)의 일단은 플레인 무빙 블록 바디(211)의 외측면에 연결되고, 플레인 무빙 블록 브릿지(213)의 타단은 스테이지 베이스 바디(110)에 의하여 구획되는 베이스 관통구(111)의 내측면에 연결되어, 플레인 무빙 블록 바디(211)는 플레인 무빙 블록 브릿지(213)에 의하여 베이스 관통구(111)의 내측면에 연결되는 구조를 취한다. 본 실시예에서, 플레인 무빙 블록 브릿지(213)는 플레인 무빙 블록 바디(211)의 네 측면에 모두 연결되는 구조를 취한다. More specifically, the plane moving block 210 includes a plane moving block body 211 and a plane moving block bridge 213. The plane moving block body 211 is accommodated in the base through hole 111 of the stage base body 110 and the plane moving block bridge 213 connects the plane moving body 211 and the stage base body 110 do. That is, one end of the plane moving block bridge 213 is connected to the outer surface of the plane moving block body 211, and the other end of the plane moving block bridge 213 is connected to the base through- 111, and the plane moving block body 211 is connected to the inner side surface of the base through-hole 111 by the plane moving block bridge 213. In this embodiment, the plane moving block bridge 213 has a structure that is connected to all four sides of the plane moving block body 211.

본 실시예에 따른 플레인 무빙 블록 브릿지(213)는 크랩 레그 타입일 수 있는데, 도 10에 도시된 바와 같이, 플레인 무빙 블록 브릿지(213)는 연장 형성되어 플레인 무빙 블록 바디(211)의 모서리를 감싸는 구조를 형성할 수 있다. 플레인 무빙 블록 브릿지(213)의 일단(213a)는 플레인 무빙 블록 바디(211)의 오른쪽 측면과 연결되고, 플레인 무빙 블록 브릿지(213)는 연장 형성되어 플레인 무빙 블록 바디(211)의 오른쪽 모서리를 둘러싸며 연장되며, 플레인 무빙 블록 브릿지(213)의 타단은 플레인 무빙 블록 바디(211)의 도 10의 도면상 윗쪽에 마주하는 베이스 관통구(111)의 내측면과 연결되는 크랩 레그 구조를 형성한다. 이와 같은 크랩 레그 타입의 플레인 무빙 블록(210)의 플레인 무빙 블록 브릿지(213)를 통하여 플레인 무빙 블록 바디(211)는 베이스 관통구(111)의 내부에 안정적으로 수용 배치 가능하고, 플레인 무빙 블록 바디(211)로 하여금 X-Y 평면 상에서 안정적인 가동을 이루고 Z축 상에서 가동을 제한할 수 있다. The plane moving block bridge 213 according to the present embodiment may be of the crab leg type, as shown in FIG. 10, in which the plane moving block bridge 213 is extended to cover the edge of the plane moving block body 211 Structure can be formed. One end 213a of the plane moving block bridge 213 is connected to the right side face of the plane moving block body 211 and the plane moving block bridge 213 is extended to surround the right edge of the plane moving block body 211 And the other end of the plane moving block bridge 213 forms a crag leg structure connected to the inner side surface of the base through hole 111 facing the upper side of the plane moving block body 211 in Fig. The plane moving block body 211 can be stably accommodated in the base through hole 111 through the plane moving block bridge 213 of the crawling leg type plain moving block 210, (211) to make stable operation on the XY plane and to limit the operation on the Z axis.

버티컬 무빙 블록(220)은 이의 일면 상에 시편이 배치 가능하고, 버티컬 무빙 블록(220)은 플레인 무빙 블록(210)의 일면 상에 안정적으로 위치 고정 배치되어, 버티컬 무빙 블록(220)의 X-Y 평면 상에서의 가동이 제한된다. 버티컬 무빙 블록(220)은 버티컬 무빙 블록 바디(221)와 버티컬 무빙 블록 장착부(223)를 포함하는데, 버티컬 무빙 블록 바디(221)는 스테이지 베이스부(100)의 일면에 평행한 평면, 즉 X-Y평면(내지 이와 평행한 평면 포함) 상에서 볼 때, 플레인 무빙 블록(210)의 상부, 보다 구체적으로 플레인 무빙 블록 바디(211)의 상부에 배치되는데, 버티컬 무빙 블록 바디(221)의 일면 상에는 시편이 배치될 수 있다. The vertical moving block 220 can be placed on one side thereof and the vertical moving block 220 can be stably positioned and fixed on one side of the plane moving block 210 so that the XY plane of the vertical moving block 220 The operation is limited. Vertical moving block 220 includes a vertical moving block body 221 and a vertical moving block mounting portion 223 which are arranged in a plane parallel to one surface of the stage base portion 100, On a side of the vertical moving block body 221, on the upper side of the plane moving block 210 (more specifically, on the upper side of the flat moving block body 211) .

버티컬 무빙 블록 바디(221)는 버티컬 무빙 블록 장착부(213)에 연결되는데, 본 실시예에서 버티컬 무빙 블록 바디(221)의 양측에 배치되는 버티컬 무빙 블록 장착부(223) 및 버티컬 무빙 블록 바디(221)는 서로 연결되어 X-Y 평면 상에서 볼 때, "I"자 형상을 이룰 수 있다. 버티컬 무빙 블록 장착부(223)은 볼트 등의 체결 수단을 통하여 플레인 무빙 블록 바디(211)의 일면 상에 위치 고정되어 장착된다. 도 7에 버티컬 무빙 블록(220)의 저면 사시도가 도시되는데, 버티컬 무빙 블록 장착부(223)의 하부에는 버티컬 무빙 블록 장착 접촉부(225)가 형성되고 버티컬 무빙 블록 장착 접촉부(225)가 플레인 무빙 블록 바디(210)와 접촉 연결된다. Vertical moving block body 221 is connected to vertical moving block mounting portion 213. Vertical moving block mounting portion 223 and vertical moving block body 221 disposed on both sides of vertical moving block body 221 in this embodiment, Quot; I "shape when viewed on the XY plane. The vertical moving block mounting portion 223 is fixedly mounted on one surface of the plane moving block body 211 through fastening means such as bolts. 7 shows a bottom perspective view of the vertical moving block 220. A vertical moving block mounting contact 225 is formed below the vertical moving block mounting portion 223 and a vertical moving block mounting contact portion 225 is provided at a lower portion of the vertical moving block mounting portion 223. [ (Not shown).

버티컬 무빙 블록(220)은 스테이지 베이스부(100)의 일면에 수직한 평면 상에서 볼 때, 복수 층 구조를 형성하고 버티컬 무빙 블록 바디(221)는 플레인 무빙 블록 바디(211)로부터 최대 이격 배치되는 구조를 취한다. 즉, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 버티컬 무빙 블록(220)의 버티컬 무빙 블록 바디(221)가 연결되는 버티컬 무빙 블록 장착부(223)는 복수 층으로 형성되는데, 버티컬 무빙 블록 장착부(223)는 탑 장착부(223a), 미디엄 장착부(223b) 및 바텀 장착부(223c)를 포함하고, 플레인 무빙 블록 바디의 일면과 직접 접촉하여 연결되는 베이스 장착부(223d)를 더 포함할 수 있다. 탑 장착부(223a), 미디엄 장착부(223b) 및 바텀 장착부(223c)의 두께는 이들과 연결 가능하고 시편이 배치되는 버티컬 무빙 블록 바디의 유연한 수직 방향 가동을 가능하도록 하는 두께를 형성하여 리프 스프링과 같은 역할을 담당하는 것이 바람직한데, 이들 두께는 각각의 장착부를 형성하는 재료에 따라 변동될 수 있다. The vertical moving block 220 forms a multi-layer structure when viewed in a plane perpendicular to one surface of the stage base 100 and the vertical moving block body 221 is structured to be spaced apart from the plane moving block body 211 Lt; / RTI > 6 and 7, the vertical moving block mounting portion 223 to which the vertical moving block body 221 of the vertical moving block 220 is connected is formed in a plurality of layers. The vertical moving block mounting portion 223 May further include a base mounting portion 223d including a top mounting portion 223a, a medium mounting portion 223b and a bottom mounting portion 223c and being directly in contact with and contacting one surface of the plane moving block body. The thicknesses of the top mounting portion 223a, the medium mounting portion 223b and the bottom mounting portion 223c are such that they can be connected to them and the vertical moving direction of the vertical moving block body in which the specimen is disposed It is preferable that these thicknesses vary depending on the material forming each mounting portion.

본 실시예에서 버티컬 무빙 블록 바디(221)는 탑 장착부(223a) 및/또는 미디엄 장착부(223b)와 연결되어 버티컬 무빙 블록 바디(221)의 시편이 장착되는 최상면이 탑 장착부(223a)와 동일 평면 상에 배치되고 버티컬 무빙 블록 바디(211)의 시편이 장착되는 면이 플레인 무빙 블록(210)의 일면으로부터 최대 이격 배치되는 구조를 형성한다. 이와 같은 복수 층 구조의 버티컬 무빙 블록 장착부(223)로 인하여 보다 유연한 구조가 형성되어 버티컬 무빙 블록 바디(211)의 수직 가동이 가능해진다. 즉, 버티컬 무빙 블록 바디(221)의 일면 상에 배치되는 시편은 버티컬 무빙 블록 바디(221)와 함께 Z축 방향으로의 수직 가동이 가능하게 되고, 버티컬 무빙 블록(220)이 위치 고정되는 플레인 무빙 블록(210)의 X-Y 평면 상에서의 이동을 통하여 평면 가동을 이루어, 궁극적으로 버티컬 무빙 블록 바디(221)의 일면 상에 배치되는 시편은 3차원 공간에서의 미세 가동이 이루어질 수 있다. 본 실시예에서 버티컬 무빙 블록, 보다 구체적으로 버티컬 무빙 블록 장착부는 3층 중첩 구조를 형성하였으나, 층 수가 이에 국한되는 것은 아니고 시편이 장착되는 버티컬 무빙 블록 바디와 플레인 무빙 블록 바디를 연결하는 리프 스프링 타입의 유연 구조를 형성하여 버티컬 무빙 블록 바디의 하면을 통하여 버티컬 구동부로부터 전달되는 수직 가동력이 버티컬 무빙 블록 장착부에 의하여 차단되어 플레인 무빙 블록 바디의 수직 가동을 방지하는 구조를 형성하는 등, 복수 층 구조를 통하여 버티컬 무빙 블록 바디의 유연한 수직 방향 가동을 가능하게 하는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. 이와 같은 버티컬 무빙 블록의 유연 기구 구조를 통하여 최종적으로 시편이 배치되는 버티컬 무빙 블록 바디만이 유연하게 이동하여, 하기되는 버티컬 구동부에 의하여 형성되는 Z축인 수직 방향의 힘이 형성되는 경우에도 X-Y 평면 상에서 이동하는 플레인 무빙 블록(210)의 Z축 방향 이동이 방지될 수 있다.
The vertical moving block body 221 is connected to the top mounting portion 223a and / or the medium mounting portion 223b so that the uppermost surface on which the specimen of the vertical moving block body 221 is mounted is flush with the top mounting portion 223a And a surface on which the test piece of the vertical moving block body 211 is mounted is spaced apart from one surface of the plane moving block 210 at a maximum. The vertical moving block mounting portion 223 having a multi-layer structure as described above allows a more flexible structure to vertically move the vertical moving block body 211. That is, the specimen disposed on one side of the vertical moving block body 221 can be vertically movable in the Z-axis direction together with the vertical moving block body 221, and the vertical moving block 220, The specimen disposed on one side of the vertical moving block body 221 can be finely moved in the three-dimensional space by performing the plane operation through the movement of the block 210 on the XY plane. In the present embodiment, the vertical moving block, more specifically, the vertical moving block mounting portion has formed a three-layer superimposed structure, but the number of layers is not limited to this, and the vertical moving block body to which the specimen is mounted and the leaf spring type The vertical moving force transmitted from the vertical driving unit through the lower surface of the vertical moving block body is blocked by the vertical moving block mounting unit to prevent vertical movement of the plane moving block body, Various modifications are possible within a range allowing flexible vertical movement of the vertical moving block body. Even when a vertical moving force, which is a Z axis formed by the vertical driving unit, is formed by only the vertical moving block body in which the test piece is finally disposed, through the flexible mechanism structure of the vertical moving block, Movement of the moving plane moving block 210 in the Z-axis direction can be prevented.

한편, 본 발명에 따른 스테이지 구동부(300)는 적어도 일부가 스테이지 베이스에 장착되어 스테이지 무빙부(200)에 배치되는 시편의 미세 이동을 가능하게 하는데, 본 실시예에 따른 스테이지 구동부(300)는 보이스 코일 구조를 포함한다. 보이스 코일 구조의 스테이지 구동부(300)를 통하여 시편이 장착되는 버티컬 무빙 블록(220) 및 버티컬 무빙 블록(220)이 장착되는 플레인 무빙 블록(210)의 미세 이동을 가능하게 할 수 있다. The stage driving unit 300 according to the present embodiment is configured to move the stage moving unit 300 according to the present invention such that the stage driving unit 300 according to the present embodiment can move the stage moving unit 300, Coil structure. The vertical moving block 220 on which the test piece is mounted and the plane moving block 210 on which the vertical moving block 220 is mounted can be finely moved through the stage driving part 300 of the voice coil structure.

스테이지 구동부(300)는 플레인 구동부(310;320,330) 및 버티컬 구동부(340)를 포함하는데, 플레인 구동부(310;320,330)는 스테이지 무빙부(200)의 외측과 연결되고, 스테이지 무빙부(200)를 스테이지 베이스부(100)의 일면이 이루는 평면 상에서 가동시키고, 버티컬 구동부(340)는 스테이지 무빙부(200)의 하면과 연결되고, 스테이지 무빙부(200)를 스테이지 베이스부(100)의 일면이 이루는 평면에 수직하게 가동시킨다. The stage driving unit 300 includes plane driving units 310 and 320 and a vertical driving unit 340. The plane driving units 310 and 320 and 330 are connected to the outside of the stage moving unit 200, The vertical driving unit 340 is connected to the lower surface of the stage moving unit 200 and the stage moving unit 200 is coupled to the lower surface of the stage moving unit 200, Run perpendicular to the plane.

플레인 구동부(310;320,330)는 제 1 축 구동부(320)와 제 2 축 구동부(330)를 포함하는데, 제 1 축 구동부(320)는 스테이지 베이스부(100)의 일면이 이루는 평면 상에서 제 1 축 방향, 즉 X 축 방향으로 스테이지 무빙부(200)를 가동 가능하게 하고, 스테이지 무빙부(200) 및 스테이지 베이스부(100)에 배치되고, 제 2 축 구동부(330)는 스테이지 베이스부(100)의 일면이 이루는 평면 상에서 제 1 축 방향, 즉 X 축 방향에 수직한 제 2 축 방향, 즉 Y 축 방향으로 스테이지 무빙부(200)를 가동 가능하게 하고, 스테이지 무빙부(200) 및 스테이지 베이스부(100)에 배치된다.The plane driving part 310 includes a first axis driving part 320 and a second axis driving part 330. The first axis driving part 320 is disposed on a plane formed by one surface of the stage base part 100, The stage moving unit 200 and the stage base unit 100 and the second shaft driving unit 330 moves the stage moving unit 200 in the stage base unit 100, The stage moving part 200 can be moved in the first axial direction, that is, the second axial direction perpendicular to the X-axis direction, that is, the Y-axis direction on the plane formed by one surface of the stage moving part 200, (100).

제 1 축 구동부(320)는 제 1 축 구동 코일부(321)와 제 1 축 구동 마그넷(323)를 구비하고, 제 2 축 구동부(330)는 제 2 축 구동 코일부(331)와 제 2 축 구동 마그넷(333)를 구비한다. 제 1 축 구동 코일부(321) 및 제 2 축 구동 코일부(331)에는 제 1 축 구동 코일(321a) 및 제 2 축 구동 코일(331a)이 각각 권취되고 외부 전기 장치로부터의 전기적 신호의 입력인 전류의 인가가 인가될 수 있다. 제 1 축 구동 코일부(321) 및 제 2 축 구동 코일부(331)의 단부에는 제 1 축 구동 연결부(327) 및 제 2 축 구동 연결부(337)가 연결 배치되는데, 제 1 축 구동 연결부(327) 및 제 2 축 구동 연결부(337)를 통하여 제 1 축 구동 코일부(321) 및 제 2 축 구동 코일부(331)는 스테이지 무빙부(200)의 플레인 무빙 블록(221)의 외주에 각각 연결 장착되고, 플레인 무빙 블록(221)의 외주면에 장착되는 제 1 축 구동 코일부(321) 및 제 2 축 구동 코일부(331)는 X-Y 평면 상에서 베이스 관통구(111)에 형성되는 베이스 플레인 구동 수용부(113)에 수용 배치된다. 베이스 플레인 구동 수용부(113)와 중첩되는 위치로 스테이지 베이스 바디(110)의 상면 및/또는 하면에는 제 1 축 구동 장착부(325) 및 제 2 축 구동 장착부(335)가 배치되고, 제 1 축 구동 장착부(325)/ 제 2 축 구동 장착부(335)와 제 1 축 구동 코일부(321)/제 2 축 구동 코일부(331) 사이에는 제 1 축 구동 마그넷(323)/ 제 2 축 구동 마그넷(333)이 배치된다. 제 1 축 구동 마그넷(323)/ 제 2 축 구동 마그넷(333)는 각각 제 1 축 구동 장착부(325)/ 제 2 축 구동 장착부(335)에 부착되어 제 1 축 구동 코일부(321) 및 제 2 축 구동 코일부(331)로부터 이격 배치된다. The first shaft driving part 320 includes a first shaft driving coil part 321 and a first shaft driving magnet 323 and the second shaft driving part 330 includes a second shaft driving coil part 331 and a second shaft driving part 323. [ And a shaft drive magnet 333. The first shaft driving coil 321a and the second shaft driving coil 331a are wound around the first shaft driving coil part 321 and the second shaft driving coil part 331 and the input of an electric signal from the external electric device An application of an in-current can be applied. The first shaft driving connection part 327 and the second shaft driving connection part 337 are connected to the ends of the first shaft driving coil part 321 and the second shaft driving coil part 331, The first shaft driving coil part 321 and the second shaft driving coil part 331 are connected to the outer periphery of the plane moving block 221 of the stage moving part 200 through the first shaft driving part 327 and the second shaft driving connecting part 337, And the first axis driving coil part 321 and the second axis driving coil part 331 mounted on the outer circumferential surface of the plane moving block 221 are connected to the base plane driving part 321 formed on the base through hole 111 on the XY plane, And is accommodated in the accommodating portion 113. The first shaft driving part 325 and the second shaft driving part 335 are disposed on the upper surface and / or the lower surface of the stage base body 110 at a position overlapping with the base plane driving receiving part 113, A first shaft drive magnet 323 and a second shaft drive magnet 323 are provided between the drive mounting portion 325 and the second shaft drive mounting portion 335 and between the first shaft drive coil portion 321 and the second shaft drive coil portion 331. [ (333). The first axis driving magnet 323 and the second axis driving magnet 333 are attached to the first axis driving and mounting portion 325 and the second axis driving and mounting portion 335, And is spaced apart from the two-axis drive coil portion 331.

따라서, 소정의 제어 신호에 따라 제 1 축 구동 코일부(321) 및/또는 제 2 축 구동 코일부(331)에 각각 전기적 신호가 인가되는 경우, 제 1 축 구동 코일부(321) 및/또는 제 2 축 구동 코일부(331)에 인가되는 전기적 신호인 전류 및/또는 제 1 축 구동 마그넷(323) 및/또는 제 2 축 구동 마그넷(333)의 자기장과의 상호 작용에 의하여 플레밍의 왼손 법칙에 따른 자기장 및 전류의 수직 방향으로의 소정의 힘이 발생하고 제 1 축 구동 마그넷(323) 및/또는 제 2 축 구동 마그넷(333)은 제 1 축 구동 장착부(325) 및/또는 제 2 축 구동 장착부(335)에 의하여 고정 장착된바 제 1 축 구동 코일부(321) 및/또는 제 2 축 구동 코일부(331)에 외력이 전달된다. 제 1 축 구동 코일부(321) 및/또는 제 2 축 구동 코일부(331)는 제 1 축 구동 연결부(327) 및/또는 제 2 축 구동 연결부(337)을 통하여 플레인 무빙 블록 바디(211)와 연결되고, 플레인 무빙 블록 바디(211)는 플레인 무빙 블록 브릿지(213)를 통하여 스테이지 베이스 바디(110)와 연결되는데, X-Y 평면 상에서의 소정의 미세 이동을 이룰 수 있다.  Therefore, when an electrical signal is applied to the first axis driving coil section 321 and / or the second axis driving coil section 331 according to a predetermined control signal, the first axis driving coil section 321 and / By the interaction of the electric current, which is an electric signal applied to the second axis drive coil part 331 and / or the magnetic field of the first axis drive magnet 323 and / or the second axis drive magnet 333, The first shaft drive magnet 323 and / or the second shaft drive magnet 333 generate a predetermined force in the vertical direction of the magnetic field and the current according to the first shaft drive drive unit 325 and / An external force is transmitted to the first bar shaft driving coil portion 321 and / or the second shaft driving coil portion 331 fixedly mounted by the drive mounting portion 335. [ The first shaft drive coil part 321 and / or the second shaft drive coil part 331 are connected to the plane moving block body 211 through the first shaft drive connection part 327 and / or the second shaft drive connection part 337, And the plane moving block body 211 is connected to the stage base body 110 through the plane moving block bridge 213 so as to achieve a predetermined fine movement on the XY plane.

이와 같은 제 1 축 구동부(320) 및 제 2 축 구동부(330)는 각각 단수 개가 형성될 수도 있으나, 본 실시예에서의 제 1 축 구동부(320) 및 제 2 축 구동부(330)는 스테이지 무빙부(200)의 플레인 무빙 블록 바디(211)의 제 1 축인 X축 및 제 2 축인 Y축과 교차하는 측면에 복수 개가 배치되어 보다 안정적인 가동을 이룰 수도 있고, 또한, 동일 축선 상에 배치되는 복수 개의 제 1 축 내지 제 2축 구동부에 배치되는 각각의 구동부에 상이한 전기적 신호를 인가하여 X-Y 평면 상에서의 소정의 회동 운동을 이룰 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. The first axis driving part 320 and the second axis driving part 330 may be formed in a single number, but the first and second axis driving parts 320, A plurality of blocks may be disposed on the X axis which is the first axis of the plane moving block body 211 and the Y axis which is the second axis of the plane moving block body 211 of the movable block body 200, And a different pivoting motion on the XY plane may be achieved by applying different electrical signals to the respective driving portions disposed in the first and second shaft driving portions.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 축 구동부(320)에 있어 X축인 제 1 축 상 플레인 무빙 블록 바디(211)의 우측에 배치되는 제 1 축 구동부는 제 1 축의 + 방향으로 그리고 제 1 축 상 플레인 무빙 블록 바디(211)의 좌측에 배치되는 제 1 축 구동부는 제 1 축의 -방향으로의 힘을 형성하고, 제 2 축 구동부(330)에 있어 Y축인 제 2 축 상 플레인 무빙 블록 바디(211)의 상단(도면상)에 배치되는 제 2 축 구동부는 제 1 축의 + 방향으로 그리고 제 1 축 상 플레인 무빙 블록 바디(211)의 하단(도면상)에 배치되는 제 2 축 구동부는 제 2 축의 -방향으로의 힘을 형성하도록 설정할 수 있다. 이와 같은 각각의 축 방향에 배치되는 제 1 축 구동부 및 제 2 축 구동부가 복수 개가 배치되어 소정의 축 방향으로의 힘을 개별 조정할 수도 있고, 힘의 차이에 의하여 Z축을 중심으로하는 소정의 회동 운동을 형성할 수도 있다. 이와 같은 제 1 축 구동부 및 제 2 축 구동부는 각각의 마그넷의 뒷면에 요크를 사용하거나 또는 마그넷의 배열을 할바흐 마그넷 배열을 사용하여 힘을 강화하는 구조를 이룰 수도 있다.That is, as shown in FIG. 3, the first axis driving part disposed on the right side of the first axis moving block body 211, which is the X axis in the first axis driving part 320, The first axis driving part disposed on the left side of the axial plane moving block body 211 forms a force in the negative direction of the first axis and the second axis driving part 330 in the second axis driving part 330, The second shaft driving part disposed at the upper end (drawing) of the second moving shaft 211 is disposed in the + direction of the first shaft and the second shaft driving part disposed at the lower end (drawing) of the first axial moving block body 211, It is possible to set the force in the negative direction of the biaxial axis. A plurality of first shaft driving portions and second shaft driving portions disposed in the respective axial directions may be disposed to individually adjust a force in a predetermined axial direction, and a predetermined rotational movement about the Z axis May be formed. The first axis driving unit and the second axis driving unit may have a structure in which a yoke is used on the back surface of each magnet, or a force is strengthened by using a Bach magnet arrangement for arranging magnets.

한편, 버티컬 구동부(340)는 버티컬 구동 코일부(341)와 버티컬 구동 내부 요크(347)와 버티컬 구동 외부 요크(343) 및 버티컬 구동 마그넷(345)를 포함한다. 버티컬 구동 코일부(341)는 외주에 버티컬 구동 코일(341a)이 권취되어 외부 전기 장치로부터 입력되는 전기적 신호의 전달이 가능하다. 버티컬 구동 코일부(341)는 버티컬 무빙 블록(220)의 버티컬 무빙 블록 바디(221)의 하면에 위치 고정되어 장착된다. The vertical drive unit 340 includes a vertical drive coil 341, a vertical drive inner yoke 347, a vertical drive outer yoke 343, and a vertical drive magnet 345. The vertical drive coil 341 is wound around the outer periphery of the vertical drive coil 341a and is capable of transmitting an electrical signal input from the external electrical device. The vertical drive coil part 341 is fixedly mounted on the lower surface of the vertical moving block body 221 of the vertical moving block 220.

버티컬 구동 내부 요크(347) 및 버티컬 구동 외부 요크(343)는 스테이지 베이스부(100)의 스테이지 베이스 플레이트(120)의 일면 상에 위치 고정되어 동심 배치되는 구조를 취할 수도 있다. 버티컬 구동 내부 요크(347)와 버티컬 구동 외부 요크(343)는 상이한 반경을 구비하며, 동심 배치되고 버티컬 구동 외부 요크(343)의 내측에 버티컬 구동 내부 요크(347)가 배치되는 구조를 취하며, 버티컬 구동 외부 요크(343)와 버티컬 구동 내부 요크(347)의 사이에 버티컬 구동 코일부(341)가 가동 가능한 구조를 형성한다. 버티컬 구동 외부 요크(343)는 이중 링 타입 구조를 형성하는데, 버티컬 구동 외부 요크 베이스(343a)는 스테이지 베이스 플레이트(120)에 고정 장착되고, 버티컬 구동 외부 요크 탑(343b)은 버티컬 구동 외부 요크 베이스(343a)의 상부에 배치되되 버티컬 구동 외부 요크 베이스(343a)와의 사이에 버티컬 구동 마그넷(345)이 배치되는 구조를 취할 수 있다. The vertical drive inner yoke 347 and the vertical drive outer yoke 343 may be arranged concentrically and fixed on one surface of the stage base plate 120 of the stage base portion 100. [ The vertical drive inner yoke 347 and the vertical drive outer yoke 343 have different radii and are arranged concentrically and have a structure in which the vertical drive inner yoke 347 is disposed inside the vertical drive outer yoke 343, The vertical drive coil portion 341 is movable between the vertical drive outer yoke 343 and the vertical drive inner yoke 347. The vertical drive outer yoke 343 forms a double ring type structure in which the vertical drive outer yoke base 343a is fixedly mounted to the stage base plate 120 and the vertical drive outer yoke top 343b is connected to the vertical drive outer yoke base 343. [ And a vertical drive magnet 345 is disposed between the vertical drive outer yoke base 343a and the vertical drive outer yoke base 343a.

이와 같은 구조를 통하여 제어부(미도시)와 같은 외부 전기 장치로부터 소정의 전기적 신호가 입력되는 경우 버티컬 구동 코일부(341)에 전기적 신호로서의 전류가 인가되고, 버티컬 구동 마그넷(345)의 자기장과의 상호 작용을 통하여 버티컬 구동 코일부(341)에 자기장 및 전류에 수직하는 방향으로의 소정의 힘이 작용하여 이와 연결되는 버티컬 무빙 블록(220)의 버티컬 무빙 블록 바디(221)는 Z축 방향으로의 소정의 수직 미세 가동을 이룰 수 있다.
When a predetermined electrical signal is inputted from an external electric device such as a control unit (not shown) through the above structure, a current as an electric signal is applied to the vertical drive coil 341, The vertical moving block body 221 of the vertical moving block 220, to which a predetermined force in a direction perpendicular to the magnetic field and the current is applied to the vertical driving coil part 341 through interaction, A predetermined vertical fine movement can be achieved.

한편, 본 실시예에서 버티컬 구동 코일부(341)를 포함하는 버티컬 구동부(340)는 원통형 구조를 취하는 것으로 도시되나 본 발명의 버티컬 구동 코일부(341)는 이에 국한되지 않고 사각 기동 또는 제 1 축 구동부 내지 제 2 축 구동부와 같은 U자 형 코일 구조를 취할 수도 있는 등 일부 구성요소는 스테이지 베이스부(100)에 장착되고 나머지는 버티컬 무빙 블록 바디(221)에 연결되어 버티컬 무빙 블록 바디(221)의 수직 운동, 궁극적으로 버티컬 무빙 블록 바디(221)의 일면 상에 배치되는 시편의 수직 운동을 가능하게 하는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.
In this embodiment, the vertical driving unit 340 including the vertical driving coil unit 341 is shown as having a cylindrical structure. However, the vertical driving coil unit 341 of the present invention is not limited to this, Shaped components such as a U-shaped coil structure such as a driving unit to a second axis driving unit may be mounted on the stage base 100 and the other may be connected to the vertical moving block body 221 to form a vertical moving block body 221, And various modifications are possible within a range that enables vertical movement of the specimen placed on one side of the vertical moving block body 221. [

상기와 같은 실시예의 정밀 이송 스테이지 유니트에 구비되는 플레인 무빙 블록의 플레인 무빙 블록 브릿지의 유연 구조 및, 복수 층을 형성하고 시편이 배치되는 버티컬 무비 블록 바디(221)가 연결되는 버티컬 무빙 블록 장착부의 유연 구조를 통하여, 버티컬 무빙 블록 바디의 일면 상에 배치되는 시편은 플레인 무빙 블록의 X-Y 평면 상에서의 평면 운동 및 X-Y 평면 상에서의 회전 운동과, 수직 방향 가동이 방지되는 플레인 무빙 블록에 장착되는 버티컬 무빙 블록에서의 Z축 방향 운동의 4자유도를 이루는 미세 이동을 형성할 수 있다.The flexible moving structure of the plane moving block bridge of the plane moving block provided in the precise moving stage unit of the above embodiment and the flexible moving block mounting portion of the vertical moving block mounting portion to which the vertical movie block body 221, Through the structure, the specimen placed on one side of the vertical moving block body is subjected to the planar motion on the XY plane and the rotational motion on the XY plane of the plane moving block and the vertical moving block mounted on the plane moving block, It is possible to form a fine movement which forms four degrees of freedom of the Z-axis direction movement in the Z-axis direction.

또한, 버티컬 무빙 블록 바디는 유연 구조로서의 버티컬 무빙 블록 장착부를 통하여 플레인 무빙 블록에, 그리고 플레인 무빙 블록 바디는 유연 구조로서의 플레인 무빙 블록 브릿지를 통하여 스테이지 베이스 바디에 직렬 연결되는 구조를 취하되, 플레인 구동부 및 버티컬 구동부는 적어도 일부가 스테이지 베이스부(100)에 배치되는 구조를 통하여 플레인 무빙 블록 내지 버티컬 무빙 블록에 가중되는 하중 부하를 저감 내지 최소화시켜 보다 신속하고 정확한 미세 이동을 형성하여 시편의 측정 내지 가공 공정 상에서의 빠른 응답성을 확보할 수 있다. The vertical moving block body is connected in series to the stage base body through a floating moving block mounting portion as a flexible structure and the plain moving block body is connected to the stage base body through a plain moving block bridge as a flexible structure, And the vertical driving unit can reduce or minimize the load load applied to the plane moving block or the vertical moving block through at least a part of the structure disposed in the stage base 100 so as to form a more rapid and accurate fine movement, It is possible to secure a quick response in the process.

또한, 상기 실시예에서 버티컬 무빙 블록, 보다 구체적으로 버티컬 무빙 블록 바디 및 이와 연결되는 버티컬 무빙 블록 장착부는 유연 구조로서 형성되는 범위에서, 절삭 내지 사출 등의 가공 공정을 통하여 일체형 바디로 형성될 수도 있고, 소정의 유연 구조 기능을 수행하는 범위에서 조립 구조를 형성할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 구성이 가능하다. In addition, in the above embodiment, the vertical moving block, more specifically, the vertical moving block body and the vertical moving block mounting portion connected thereto may be formed as an integral body through a process such as cutting or injection, , An assembly structure may be formed within a range that performs a predetermined flexible structure function, and various configurations are possible according to design specifications.

상기 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 일예들로, 본 발명이 이에 국한되지 않고 다양한 변형이 가능하고, 플레인 무빙 블록이 X-Y 평면 상에서의 미세 이동을 이루고, 플레인 무빙 블록이 스테이지 베이스부에 연결되어 안정적인 평면 상 가동을 이루도록 하고, 플레인 무빙 블록에 배치되는 버티컬 무빙 블록이 Z축 수직 가동을 가능하게 하는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. The above embodiments illustrate the present invention without restricting the present invention. The present invention is not limited to this, and various variations are possible. A plane moving block performs fine movement on an XY plane, and a plane moving block is connected to a stage base portion Various deformations are possible within a range in which the vertical moving operation is performed and the vertical moving block disposed in the plane moving block enables vertical movement in the Z axis.

10...정밀 이송 스테이지 유니트 100...스테이지 베이스
110...스테이지 베이스 바디 120...스테이지 베이스 플레이트
200...스테이지 무빙부 210...플레인 무빙 블록
220...버티컬 무빙 블록 300...스테이지 구동부
310...플레인 구동부 340...버티컬 구동부 10 ... precision transfer stage unit 100 ... stage base
110 ... stage base body 120 ... stage base plate
200 ... Stage moving part 210 ... Plain moving block
220 ... Vertical moving block 300 ... Stage driving part
310 ... plane drive unit 340 ... vertical drive unit

Claims (11)

기계 장비에 구비되는 정밀 이송 스테이지 유니트로서, 기계 장비에 장착되어 위치 고정되는 스테이지 베이스부와, 상기 스테이지 베이스부에 상대 가동 가능하게 연결되는 스테이지 무빙부와, 상기 스테이지 무빙부를 구동시키는 스테이지 구동부를 구비하고, 상기 스테이지 무빙부는: 상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면 상에서 가동 가능하도록 상기 스테이지 베이스부에 형성되는 베이스 관통구의 내측에 연결되는 플레인 무빙 블록과, 상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면에 대하여 상기 플레인 무빙 블록과 상대 이동되지 않도록 상기 플레인 무빙 블록의 일면 상에 장착되고, 상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면에 수직 가동 가능하도록 형성되는 버티컬 무빙 블록을 포함하고, 상기 버티컬 무빙 블록의 일면 상에는 시편이 배치되어 상기 버티컬 무빙 블록과 함게 수직 가동 가능하고,
상기 플레인 무빙 블록은: 상기 베이스 관통구에 배치되는 플레인 무빙 블록 바디와, 일단은 상기 플레인 무빙 블록 바디의 외측면에, 그리고 타단은 상기 베이스 관통구의 내측면에 연결되는 플레인 무빙 블록 브릿지를 구비하고,
상기 버티컬 무빙 블록은: 상기 스테이지 베이스부의 일면에 평행한 평면 상에서 볼 때, 상기 플레인 무빙 블록의 상부에 배치되는 버티컬 무빙 블록 바디와, 상기 버티컬 무빙 블록 바디의 양단에 배치되고, 상기 플레인 무빙 블록의 일면에 위치 고정되어 배치되는 버티컬 무빙 블록 장착부를 구비하고,
시편은 상기 버티컬 무빙 블록의 상기 버티컬 무빙 블록 바디의 일면에 안착되는 것을 특징으로 하는 정밀 이송 스테이지 유니트.A precision transfer stage unit provided in a mechanical equipment, comprising: a stage base unit mounted and fixed to a mechanical equipment; a stage moving unit movably connected to the stage base unit; and a stage driving unit for driving the stage moving unit And the stage moving part includes: a plane moving block connected to the inside of a base through-hole formed in the stage base so as to be movable on a plane formed by one surface of the stage base; and a plane moving block connected to the plane formed by one surface of the stage base, And a vertical moving block mounted on one surface of the plane moving block so as not to be moved relative to the moving block and vertically movable in a plane defined by one surface of the stage base portion, The specimen is arranged to be vertically movable together with the vertical moving block,
The plane moving block includes: a plane moving block body disposed at the base through hole; a plane moving block bridge connected at one end to an outer surface of the plane moving block body and at the other end to an inner surface of the base through hole; ,
Wherein the vertical moving block includes: a vertical moving block body disposed on an upper portion of the plane moving block when viewed on a plane parallel to one surface of the stage base portion; and a vertical moving block body disposed on both ends of the vertical moving block body, And a vertical moving block mounting portion which is fixedly disposed on one surface,
Wherein the specimen is seated on one side of the vertical moving block body of the vertical moving block. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 플레인 무빙 블록 브릿지는 크랩 레그 타입인 것을 특징으로 하는 정밀 이송 스테이지 유니트.The method according to claim 1,
Wherein the plane moving block bridge is a claw leg type. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 스테이지 베이스부의 일면에 수직한 평면 상에서 볼 때,
상기 버티컬 무빙 블록은 상기 스테이지 베이스부의 일면에 수직한 방향으로 가동을 가능하도록 복수 층 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 정밀 이송 스테이지 유니트.The method according to claim 1,
When viewed in a plane perpendicular to one surface of the stage base portion,
Wherein the vertical moving block forms a multi-layer structure so as to be movable in a direction perpendicular to one surface of the stage base portion. 제 1항에 있어서,
상기 스테이지 구동부는 보이스 코일 구조인 것을 특징으로 하는 정밀 이송 스테이지 유니트.The method according to claim 1,
Wherein the stage driving unit is a voice coil structure. 제 6항에 있어서,
상기 스테이지 구동부는:
상기 스테이지 무빙부의 외측과 연결되고, 상기 스테이지 무빙부를 상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면 상에서 가동시키는 플레인 구동부와,
상기 스테이지 무빙부의 하면과 연결되고, 상기 스테이지 무빙부를 상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면에 수직하게 가동시키는 버티컬 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀 이송 스테이지 유니트.The method according to claim 6,
The stage driver includes:
A plane driving part connected to an outer side of the stage moving part and moving the stage moving part on a plane formed by one surface of the stage base part,
And a vertical driving unit connected to a lower surface of the stage moving unit and moving the stage moving unit vertically to a plane formed by one surface of the stage base unit. 제 7항에 있어서,
상기 플레인 구동부는:
상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면 상에서 제 1 축 방향으로 상기 스테이지 무빙부를 가동 가능하게 상기 스테이지 무빙부 및 상기 스테이지 베이스부에 배치되는 제 1 축 구동부와,
상기 스테이지 베이스부의 일면이 이루는 평면 상에서 상기 제 1 축 방향에 수직한 제 2 축 방향으로 상기 스테이지 무빙부를 가동 가능하게 상기 스테이지 무빙부 및 상기 스테이지 베이스부에 배치되는 제 2 축 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 정밀 이송 스테이지 유니트.8. The method of claim 7,
The plane driver includes:
A first shaft driving part disposed on the stage moving part and the stage base part so as to move the stage moving part in a first axis direction on a plane formed by one surface of the stage base part;
And a second shaft driving part arranged on the stage moving part and the stage base part so as to move the stage moving part in a second axis direction perpendicular to the first axis direction on a plane formed by one surface of the stage base part Precision stage unit. 제 8항에 있어서,
상기 제 1 축 구동부는:
일단이 상기 스테이지 무빙부에 연결되고, 외주에 외부로부터의 전기적 신호를 입력받는 제 1 축 구동 코일이 권취되는 제 1 축 구동 코일부와,
상기 스테이지 베이스부에 대하여 위치 고정되어 배치되는 제 1 축 구동 마그넷을 구비하고,
상기 제 2 축 구동부는:
일단이 상기 스테이지 무빙부에 연결되고, 외주에 외부로부터의 전기적 신호를 입력받는 제 2 축 구동 코일이 권취되는 제 2 축 구동 코일부와,
상기 스테이지 베이스부에 대하여 위치 고정되어 배치되는 제 2 축 구동 마그넷을 구비하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 정밀 이송 스테이지 유니트.9. The method of claim 8,
The first axis driver includes:
A first axis driving coil part having one end connected to the stage moving part and having a first axis driving coil wound around an outer periphery for receiving an electric signal from the outside,
And a first shaft driving magnet disposed and fixed relative to the stage base portion,
Wherein the second axis driver comprises:
A second shaft driving coil part having one end connected to the stage moving part and having a second shaft driving coil wound around an outer periphery for receiving an external electrical signal,
And a second shaft driving magnet disposed and fixed relative to the stage base unit. 제 9항에 있어서,
상기 제 1 축 구동부 및 상기 제 2 축 구동부는, 각각 상기 제 1 축 및 상기 제 2 축에 교차되는 측면에 하나 이상이 배치되는 것을 특징으로 하는 정밀 이송 스테이지 유니트.10. The method of claim 9,
Wherein at least one of the first shaft driving unit and the second shaft driving unit is disposed on a side surface that intersects the first shaft and the second shaft, respectively. 제 7항에 있어서,
상기 버티컬 구동부는:
상기 버티컬 무빙 블록의 하면에 고정 배치되고 외주에 전기적 신호의 입력이 이루어지는 버티컬 구동 코일이 권취되는 링 타입의 버티컬 구동 코일부와,
상기 스테이지 베이스부에 위치 고정되어 배치되는 버티컬 구동 내부 요크와,
상기 버티컬 구동 내부 요크보다 큰 반경을 구비하되 상기 버티컬 구동 내부 요크와 동심 배치되어 상기 버티컬 구동 코일부의 가동을 허용하는 상기 버티컬 구동 외부 요크와,
상기 버티컬 구동 외부 요크에 배치되고 상기 버티컬 구동 코일부와 이격 배치되는 버티컬 구동 마그넷을 구비하는 것을 특징으로 하는 정밀 이송 스테이지 유니트.8. The method of claim 7,
The vertical driver includes:
A vertical drive coil part of a ring type fixedly arranged on a lower surface of the vertical moving block and wound around a vertical drive coil for inputting an electrical signal to the outer periphery,
A vertical driving inner yoke fixedly positioned on the stage base portion,
A vertical drive external yoke having a radius larger than that of the vertical drive inner yoke and concentrically disposed with the vertical drive inner yoke to allow the operation of the vertical drive coil portion,
And a vertical drive magnet disposed in the vertical drive outer yoke and spaced apart from the vertical drive coil part.
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