KR102327036B1 - Zt 스테이지 - Google Patents

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KR102327036B1
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 ZT스테이지는 상부에 놓이는 척의 상하운동 및 회전운동이 가능한 ZT스테이지로서, 베이스, 상기 베이스의 상부에 서로 대칭되도록 설치되는 3개의 보이스코일모터, 상기 베이스의 상부에 서로 대칭되도록 설치되는 3개의 중력보상기, 상기 베이스의 상부에 원통형상으로 형성되고, 원통형상의 외주면에 상기 3개의 보이스코일모터에 각각 안착되는 돌출부, 상기 3개의 중력보상기가 각각 체결되는 연결부가 형성되는 무버본체, 상기 무버본체의 내부에 형성되어 상기 척의 회전운동을 유도하는 DD모터, 상기 DD모터의 회전력을 상기 척에 전달하는 서포트 기구물 및 상기 베이스의 상부에 고정되며, 상기 무버본체의 상하운동을 유도하는 크로스 롤러 가이드를 포함하고, 상기 3개의 중력보상기 각각은 상기 베이스의 상부에 고정되어 대칭되도록 설치되는 에어실린더이다.

Description

ZT 스테이지{ZT STAGE}
본 발명은 ZT 스테이지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼 검사용 장비 등에 사용되는 ZT 스테이지에 관한 것이다.
디바이스의 제조공정 또는 디바이스의 측정공정에 있어서, 워크를 지지하는 테이블을 가지는 테이블 장치가 사용된다. 테이블 장치는, 테이블을 이동하며, 테이블에 지지된 워크의 위치를 결정한다. 특허문헌 1, 2, 3 및 특허문헌 4에 개시되어 있는 바와 같이 X축방향, Y축방향, 및 θZ방향(ZT방향)의 3개의 방향으로 테이블을 이동 가능한 테이블 장치가 알려져 있다.
일반적으로 이동 가능한 테이블 장치는 X축방향과 Y축방향의 평면으로 이동가능하도록 하는 XY스테이지 상에 ZT방향으로 상승하강하면서 회전이 가능한 ZT스테이지가 결합된 형태이다.
이동 가능한 테이블 장치는 반도체 웨이퍼를 가공하거나 검사하는 등의 정밀한 공정을 수행한다. 정밀한 공정을 수행하기 위해서 스테이지를 제어하는 시스템은 무엇보다 중요하다.
특히, 정밀한 제어를 위한 스테이지의 경량화, 시스템 특성의 개선 등은 최근 450mm웨이퍼의 양산개시가 현실화 되면서 무엇보다 중요한 문제가 되었다.
미국 공개특허 US2017/0153186 한국등록특허 제10-1715032호 일본공개특허 특개 2012-112715 일본공개특허 특개 2015-117958
본 발명의 목적은 강성이 확보되고, 경량화된 ZT스테이지를 제공하는데 있으며, 또한, 정밀 제어가 가능하고 시스템 특성이 개선된 ZT스테이지를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 ZT스테이지는 상부에 놓이는 척의 상하운동 및 회전운동이 가능한 ZT스테이지로서, 베이스, 상기 베이스의 상부에 서로 대칭되도록 설치되는 3개의 보이스코일모터, 상기 베이스의 상부에 서로 대칭되도록 설치되는 3개의 중력보상기, 상기 베이스의 상부에 원통형상으로 형성되고, 원통형상의 외주면에 상기 3개의 보이스코일모터에 각각 안착되는 돌출부, 상기 3개의 중력보상기가 각각 체결되는 연결부가 형성되는 무버본체, 상기 무버본체의 내부에 형성되어 상기 척의 회전운동을 유도하는 DD모터 및 상기 DD모터의 회전력을 상기 척에 전달하는 서포트 기구물을 포함하고, 상기 베이스의 상부에 고정되며, 상기 무버본체의 상하운동을 유도하는 크로스 롤러 가이드를 더 포함하며, 상기 3개의 중력보상기 각각은 상기 베이스의 상부에 고정되어 대칭되도록 설치되는 에어실린더일 수 있다.
또한, 상기 베이스는 알루미늄 재질이며, 상기 베이스의 상부면과 하부면을 관통하는 복수개의 천공이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 ZT스테이지는 강성확보되면서 경량화가 가능하여, XY스테이지 상에서 이동시에 정밀도를 개선할 수 있다.
또한, Move & Settling time과 Jitter특성이 개선되어 고정밀 ZT스테이지의 구현이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 ZT스테이지의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 무버본체의 상세구성도이다.
도 3는 본 발명의 제2실시예에 따른 ZT스테이지의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 2너트 스플라인 가이드의 상세 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 ZT스테이지의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 Move & Settling time 실험결과 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 Jitter 실험결과 그래프이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나 특허출원의 범위가 이러한 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 ZT스테이지는 반도체 공정에서 사용되는 계측, 검사장비용 스테이지에 탑재되는 장치이다. ZT스테이지는 평면상을 이동하는 XY스테이지와는 달리 스테이지 위에 놓여 있는 부재를 상하로 이동시키고, Z축을 중심으로 회전시키는 스테이지이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 ZT스테이지의 구조도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 ZT스테이지는 상부에 놓이는 척(10)의 상하운동 및 회전운동이 가능한 ZT스테이지로서, 베이스(100), 상기 베이스(100)의 상부에 서로 대칭되도록 설치되는 3개의 보이스코일모터(200), 상기 베이스(100)의 상부에 서로 대칭되도록 설치되는 3개의 중력보상기(300), 상기 베이스(100)의 상부에 원통형상으로 형성되고, 원통형상의 외주면에 상기 3개의 보이스코일모터(200)에 각각 안착되는 돌출부(410), 상기 3개의 중력보상기(300)가 각각 체결되는 연결부(420)가 형성되는 무버본체(400), 상기 무버본체(400)의 내부에 형성되어 상기 척(10)의 회전운동을 유도하는 DD모터(500) 및 상기 DD모터(500)의 회전력을 상기 척(10)에 전달하는 서포트 기구물(600)을 포함한다.
또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 ZT스테이지는 베이스(100)의 상부에 고정되며, 무버본체(400)의 상하운동을 유도하는 스플라인 가이드(spline guide, 700)를 더 포함하고, 상기 3개의 중력보상기(300) 각각은 상기 스플라인 가이드(700)의 외경에 형성되는 스프링(301) 일 수 있다.
베이스(100)는 ZT스테이지의 하부에 배치되며, 상기 베이스(100)의 상부면에 아래 설명하게 될 상하운동을 위한 추력을 제공하는 보이스코일 모터(200), 중력보상기(300) 등이 견고하게 부착된다. 이러한 스테이지의 구성부품이 설치되기 위해서 베이스(100)의 상부면과 하부면을 관통하는 볼트체결홀(110)이 형성될 수 있다.
베이스(100)는 ZT스테이지의 경량화를 위해서 알루미늄 재질로 구성될 수 있으며, 스테이지의 구성부품이 설치되지 않는 평면에는 베이스(100)에 가해지는 횡력, 수직력 등에 강성이 확보될 수 있도록 다각형 또는 원형형상의 천공(120)이 형성될 수 있다. 나아가 베이스(100)에 형성되는 천공(120)은 회전력에 대한 균형을 유지시키기 위해서 중심점을 기준으로 서로 대칭되도록 형성되는 것이 바람직하다.
보이스코일모터(200)는 앞서 설명한 베이스(100)의 상부에 설치된다. 본 발명의 제1실시예에 따른 ZT스테이지는 3개의 보이스코일모터(200)가 베이스(100)의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 설치된다. 보이스코일모터(200)는 일반적으로 정밀하게 선형운동 가능한 모터로서, 자력을 갖는 입체형상의 중심 외경에 코일이 감긴 이동체가 놓인다.
본 발명의 제1실시예에 따른 보이스코일모터(200)는 코일에 전류를 인가하면 자력에 의해서 코일이 감긴 이동체(미도시)가 상승 또는 하강하게 되는데, 코일에 입력되는 전류값에 의해서 상승 또는 하강 속도, 가속도 등을 조절할 수 있는 선형모터이다.
3개의 보이스코일모터(200)는 ZT스테이지의 중심에 놓이게 되는 무버본체(400)의 돌출부(410)에 안착되어 무버본체(400)를 상승, 하강시킨다. 무버본체(400)에 대한 상세한 설명은 하기한다.
중력보상기(300)는 베이스(100)의 상부에 결합, 설치된다. 본 발명의 제1실시예에 따른 ZT스테이지는 3개의 중력보상기(300)가 베이스(100)의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 설치된다.
중력보상기(300)는 무버본체(400) 및 무버본체(400)에 탑재되는 DD모터(500) 등 상승과 하강을 반복하는 구성부품과 척(10)에 탑재되는 웨이퍼와 같은 가공부재의 중량으로 인하여 무버본체(400)가 하강하는 것을 보상한다.
또한, 척(10)에 탑재되는 가공부재의 중량이 골고루 분포되어 있지 않을 경우 무버본체(400)가 기울어진 상태로 공정이 진행될 수 있으나, 중력보상기(300)를 통해서 가공부재의 평형을 유지시킬 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 중력보상기(300)는 탄성을 갖는 스프링(301)일 수 있으며, 아래 설명하게 될 스플라인 가이드(700)의 외경을 중심으로 삽입되어 안착될 수 있다.
이처럼 중력보상기(300)를 스플라인 가이드(700)의 외경에 형성함으로서, ZT스테이지의 크기가 컴팩트해질 수 있으며, 경량화가 동시에 가능하다. 또한, 다른 부품을 베이스(100) 상에 탑재시킬 수 있는 공간을 확보할 수 있어, 다양한 기능을 수행하는 ZT스테이지 구현이 가능하다.
무버본체(400)는 하부가 개방되고 상부의 중심 일부가 개방된 형태의 원통형상으로 보이스코일모터(200)에 의해서 상승, 하강하는 구성부품이다. 무버본체(400)의 내부에는 회전력을 제공하는 DD모터(500)가 삽입되며, DD모터(500)의 상부에 척(10)이 안착되는 서포트 기구물(600)이 체결된다.
원통형상의 무버본체(400) 외주면에는 3개의 보이스코일모터(200)에 각각 안착되는 돌출부(410)와 3개의 중력보상기(300)가 각각 체결되는 연결부(420)가 형성된다. 또한, 아래 설명하게 될 스플라인 가이드(700)가 무버본체(400)의 상승하강을 유도하도록 연결된다.
DD모터(Direct Drive Motor, 500)는 회전력을 제공하는 장치로서, 별도의 감속기나 기어의 연결 없이 회전한다. DD모터(500)는 원판형 단면을 갖는 고정부(미도시)와, 상기 고정부와 회전자(미도시)가 베어링(미도시)으로 연결되어 있으며, 회전자의 외측에는 스테이터(stator)와 영구자석(rotor)이 구비되어 있어 스테이터에 전류가 가해지면 자력에 의해 발생한 추력으로 회전자를 회전시킨다.
DD모터(500)는 1회전당 수백만 단계의 분해능이 가능한 정밀제어용 모터로 종류에 따라 엔코더와 리저버(resolver)가 적용될 수도 있다.
서포트 기구물(600)은 DD모터(500)의 회전력을 가공부재가 안착되는 척(10)에 전달한다. 서포트 기구물(600)은 3개의 암(arm, 610)이 원형상의 중심바디(620)에 연결되는 구조를 갖는다. 서포트 기구물(600)은 경량의 플라스틱 또는 금속재질일 수는 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
스플라인 가이드(spline guide, 700)는 3개의 보이스코일모터(200)에 의해서 무버본체(400)가 상승, 하강할 때 발생할 수 있는 이탈, 변형 등을 막고, 정밀하게 움직일 수 있도록 유도한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 무버본체의 상세구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 스플라인 가이드(700)는 스플라인 샤프트(도 4의 720)와 스플라인 너트(도 4의 730)로 구성되어 있으며 스플라인 너트(730)의 내측에 전동체인 볼이 조립되어 있고, 스플라인 샤프트(720)의 전동면에는 아치 형상의 홈이 가공되어 있어 전동체인 볼이 홈을 따라서 운동한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 스플라인 가이드(700)는 스플라인 너트(730)의 외경에 돌출형성되는 프랜지(710)를 더 포함할 수 있고, 무버본체(400)의 연결부(420)는 스플라인 너트(730) 및 프랜지(710)와 체결되어 결합된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 스플라인 가이드(700)의 스플라인 너트(730)에는 앞서 설명한 중력보상기(300)인 스프링(301)이 체결된다. 스플라인 가이드(700)는 3개가 무버본체(400)에 연결되어 있으며, 서로 대칭되도록 베이스(100)에 설치된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 ZT스테이지는 경량화된 알루미늄 베이스(100)에 컴팩트한 구성을 갖도록 중력보상기(300)와 스플라인 가이드(700)가 일체형으로 구성되어 있어, 공간확보가 용이하여 추가구성부품의 설치가 가능하다.
또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 ZT스테이지는 스테이지의 특성을 측정하는 인자인 Move & Settling Time과 Jitter 결과가 기존 ZT스테이지 대비 개선된 결과가 도출되었다. 자세한 실험예는 하기한다.
이상 본 발명의 제1실시예에 따른 ZT스테이지에 대해서 살펴보았다. 이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 ZT스테이지에 대해서 도 3을 이용하여 상세히 설명한다.
도 3는 본 발명의 제2실시예에 따른 ZT스테이지의 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 ZT스테이지는 상부에 놓이는 척(10)의 상하운동 및 회전운동이 가능한 ZT스테이지로서, 베이스(100), 상기 베이스(100)의 상부에 서로 대칭되도록 설치되는 3개의 보이스코일모터(200), 상기 베이스(100)의 상부에 서로 대칭되도록 설치되는 3개의 중력보상기(300), 상기 베이스(100)의 상부에 원통형상으로 형성되고, 원통형상의 외주면에 상기 3개의 보이스코일모터(200)에 각각 안착되는 돌출부(410), 상기 3개의 중력보상기(300)가 각각 체결되는 연결부(420)가 형성되는 무버본체(400), 상기 무버본체(400)의 내부에 형성되어 상기 척(10)의 회전운동을 유도하는 DD모터(500) 및 상기 DD모터(500)의 회전력을 상기 척(10)에 전달하는 서포트 기구물(600)을 포함한다. 이상의 구성은 제1실시예의 구성과 동일하여 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 ZT스테이지는 베이스(100)의 상부에 고정되며, 무버본체(400)의 상하운동을 유도하는 스플라인 가이드(700)를 포함하고, 3개의 중력보상기(300) 각각은 베이스(100)의 상부에 고정되어 대칭 설치되는 에어실린더(302)일 수 있다.
즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 ZT스테이지는 2너트 스플라인 가이드를 포함한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 2너트 스플라인 가이드의 상세 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 에어실린더(302)를 베이스(100)에 고정시키는 너트와 스플라인 가이드(700)를 베이스(100)에 고정시키는 너트로 체결되어 있고, 스플라인 가이드(700)는 무버본체(400)의 연결부(420)에 체결되며, 에어실린더(302)의 피스톤 축(303)은 연결부(420)에 상부외측으로 돌출형성되는 돌출날개(430)에 연결된다. 연결부(420)와 돌출날개(430)는 무버본체(400)의 외경에 일체로 결합되어 형성되어 있어, 무버본체(400)의 상하운동에 따라 스플라인 가이드(700)는 상하운동을 유도하는 기능을 수행하고, 에어실린더(302)는 가공부재 등의 중량으로 인해 가해지는 압력을 보상해주는 기능을 수행한다. 에어실린더(302)의 하부에는 별도의 공기주입구(304)가 마련되어, 공기압의 조절이 가능하다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 ZT스테이지에 의하면 Move & Settling Time의 개선 및 Jitter의 개선 뿐만 아니라 마찰에 의한 손실이 최소화되고, 2너트 구조를 적용하여 모멘트에 의한 강성이 증가한다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 ZT스테이지의 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예에 따른 ZT스테이지는 상부에 놓이는 척(10)의 상하운동 및 회전운동이 가능한 ZT스테이지로서, 베이스(100), 상기 베이스(100)의 상부에 서로 대칭되도록 설치되는 3개의 보이스코일모터(200), 상기 베이스(100)의 상부에 서로 대칭되도록 설치되는 3개의 중력보상기(300), 상기 베이스(100)의 상부에 원통형상으로 형성되고, 원통형상의 외주면에 상기 3개의 보이스코일모터(200)에 각각 안착되는 돌출부(410), 상기 3개의 중력보상기(300)가 각각 체결되는 연결부(420)가 형성되는 무버본체(400), 상기 무버본체(400)의 내부에 형성되어 상기 척(10)의 회전운동을 유도하는 DD모터(500) 및 상기 DD모터(500)의 회전력을 상기 척(10)에 전달하는 서포트 기구물(600)을 포함한다. 이상의 구성은 제1실시예의 구성과 동일하여 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 제3실시예에 따른 ZT스테이지는 베이스(100)의 상부에 고정되며, 무버본체(400)의 상하운동을 유도하는 크로스 롤러 가이드(800)를 더 포함하고, 3개의 중력보상기(300) 각각은 베이스(100)의 상부에 고정되어 대칭되도록 설치되는 에어실린더(302)일 수 있다.
크로스 롤러 가이드(800)는 2개의 전용레일이 서로 평행하게 연결되고, 전용레일 사이에 롤러(또는 볼)와 롤러케이지(또는 볼 케이지)로 구성된다. 2개의 전용레일 중 하나는 베이스(100)에 고정설치되고, 나머지 전용레일은 무버본체(400)에 연결되어 무버본체(400)의 상하움직임을 유도한다. 특히 크로스 롤러 가이드(800)는 상하좌우 방향의 부하에 대응할 수 있으며, 예압을 간단하게 부여할 수 있어 클리어런스가 없고 강성이 높다.
이상 본 발명의 제1 내지 제3실시예에 따른 ZT스테이지에 대해서 살펴보았다. 이하 실제 본 발명의 실시예에 따른 ZT스테이지의 특성을 살펴본다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 Move & Settling time 실험결과 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 Jitter 실험결과 그래프이다.
<실험예>
본 발명의 실시예에 따른 ZT스테이지의 실험을 위해서 사용된 DD모터(500)는 24pole/ 27coil, Drive DC input은 48V, Resistance 6.8Ω, Inductance 0.7mH, 정격토크 0.5N.m, 최대토크 3.0N.m이다. Toque Ripple는 정격 Toque의 1.1%수준이다.
Move & Settling Time 및 Jitter의 측정조건은 Stroke(1mm), Speed(50mm/s), Acceleration(2m/s2), Jerk time(25ms)이다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예는 위 측정조건에서 Move & Settling time이 176ms이고, 제2실시예는 175ms이며 제3실시예는 145ms로 측정되었다. 모든 실시예에서 고스펙 stage 기준치인 200ms를 넘지 않은 것으로 측정되었으며, 시간적으로 큰 차이는 없으나 크로스 롤러 가이드(800)를 설치한 제3실시예에 따른 ZT스테이지가 Move & Settling time 특성이 가장 좋은 것으로 나타났다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예는 위 측정조건에서 Jitter값이 ±10nm, 제2실시예는 ±6nm, 제3실시예는 ±12nm로 측정되었다. 모든 실시예에서 고스펙 stage 기준치인 ±15nm를 넘지 않은 것으로 측정되었고, 특히 2너트 스플라인 가이드를 적용한 제2실시예 측정치가 가장 우수한 것으로 나타났다.
이상 살펴본 본 발명의 실시예에 따른 ZT스테이지는 전체적인 장치의 무게를 경량화하기 위해 알루미늄 재질의 베이스를 사용하였고, 베이스의 강성확보와 동시에 경량화를 위해서 베이스에 다양한 형상의 천공을 형성하였다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 ZT스테이지는 고스펙 스테이지의 Move & Settling Time과 Jitter값의 기준치를 넘지 않은 측정값을 갖는 것으로 조사되었다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성 요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성 요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 척 100 베이스
110 볼트체결홀 120 천공
200 보이스코일모터 300 중력보상기
301 스프링 302 에어실린더
303 피스톤 축 304 공기주입구
400 무버본체 410 돌출부
420 연결부 430 돌출날개
500 DD모터 600 서포트 기구물
610 암 620 중심바디
700 스플라인 가이드 710 프랜지
720 스플라인 샤프트 730 스플라인 너트
800 크로스롤러 가이드

Claims (2)

  1. 상부에 놓이는 척의 상하운동 및 회전운동이 가능한 ZT스테이지로서,
    베이스;
    상기 베이스의 상부에 서로 대칭되도록 설치되는 3개의 보이스코일모터;
    상기 베이스의 상부에 서로 대칭되도록 설치되는 3개의 중력보상기;
    상기 베이스의 상부에 원통형상으로 형성되고, 원통형상의 외주면에 상기 3개의 보이스코일모터에 각각 안착되는 돌출부, 상기 3개의 중력보상기가 각각 체결되는 연결부가 형성되는 무버본체;
    상기 무버본체의 내부에 형성되어 상기 척의 회전운동을 유도하는 DD모터;
    상기 DD모터의 회전력을 상기 척에 전달하는 서포트 기구물; 및
    상기 베이스의 상부에 고정되며, 상기 무버본체의 상하운동을 유도하는 크로스 롤러 가이드를 포함하고, 상기 3개의 중력보상기 각각은 상기 베이스의 상부에 고정되어 대칭되도록 설치되는 에어실린더이며,
    상기 크로스 롤러 가이드는 2개의 전용레일이 서로 평행하게 연결되고, 전용레일 사이에 롤러 및 롤러케이지 또는 볼과 볼케이지가 형성되며, 2개의 전용레일 중 하나는 베이스에 고정되고, 나머지 하나는 무버본체에 연결되는 것을 특징으로 하는 ZT스테이지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스는 알루미늄 재질이며, 상기 베이스의 상부면과 하부면을 관통하는 복수개의 천공이 형성되는 것을 특징으로 하는 ZT스테이지.
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