KR19990001540A - Vertical displacement and leveling of the stage - Google Patents

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Abstract

정밀 위치 제어를 수행할 수 있도록 된 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치가 개시되어 있다.Disclosed is a vertical displacement and leveling device for a stage which enables precise position control.

이 개시된 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치는 베이스에 설치되는 스테이지의 수직방향 위치 및 수평 상태를 측정하는 측정수단과, 스테이지와 베이스 사이에 설치되며 베이스에 돌출형성된 돌기부에 힌지 결합되어 스테이지를 지지하는 레버부재와, 레버부재를 상하 구동시키는 구동부와, 레버부재의 상하 위치 변화를 검출 및 제어할 수 있도록 된 위치제어수단을 포함하며, 이 위치제어수단은 베이스에 설치되며 광을 생성 출사하는 광원과, 광원과 레버부재 사이의 광경로 상에 배치되며 입사되는 광을 통과시킬 수 있도록 된 다수의 투과영역을 가지는 슬릿부재와, 레버부재에 설치되어 슬릿부재를 통과하여 입사되는 광을 선택적으로 반사시킬 수 있도록 교대로 형성된 다수의 반사영역 및 비반사영역을 가지는 반사부재와, 반사부재에서 반사된 광을 수광하는 수광부와, 수광부의 검출신호와 측정수단의 검출신호에 따라 상기 스테이지의 수직방향 변위를 제어하는 회로부를 구비한다.The disclosed vertical displacement and horizontal adjusting device of the stage is hinged to the measuring means for measuring the vertical position and the horizontal state of the stage to be installed on the base, and the projection is formed between the stage and the base hinged to support the stage A lever member, a drive unit for driving the lever member up and down, and a position control means configured to detect and control a change in the up and down position of the lever member, the position control means being installed on a base and generating light and outputting light. And a slit member disposed on an optical path between the light source and the lever member, the slit member having a plurality of transmission regions adapted to pass incident light, and selectively reflecting light incident on the lever member and passing through the slit member. A reflecting member having a plurality of alternating reflecting and non-reflecting regions formed alternately, and a reflecting member Depending on which light-receives the reflected light up and the light receiving portion, a detection signal of the detection signal and the measurement of the light receiving means and a circuit unit for controlling the vertical displacement of the stage.

Description

스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치Vertical displacement and leveling of the stage

본 발명은 스테이지의 변위 및 수평 조절장치에 관한 것으로, 상세하게는 정밀 위치 제어를 수행할 수 있도록 된 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a displacement and leveling device of a stage, and more particularly, to a vertical displacement and leveling device of a stage which enables precise position control.

일반적으로 스테이지 예컨대, 액정표시소자, 플라즈마 디스플레이 패널, 인쇄회로기판 및 반도체소자 등의 제조 공정중 노광기에 쓰이는 스테이지는 수직방향 변위 및 수평 상태의 초정밀 제어가 요구된다.In general, a stage used in an exposure process during a manufacturing process of a stage such as a liquid crystal display device, a plasma display panel, a printed circuit board, and a semiconductor device requires ultra-precision control of vertical displacement and horizontal state.

도 1은 일반적인 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a vertical displacement and horizontal adjustment device of a general stage.

도시된 바와 같이, 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치는 노광 대상 기판이 올려지는 스테이지(1)를 상하로 구동시키는 구동수단(10)과, 스테이지(1)의 위치를 측정하는 측정수단(50)으로 구성된다. 상기 구동수단(10)은 스테이지(1)와 베이스(2) 사이에 설치되어 이 스테이지(1)의 수직방향 변위 및 수평 상태를 조절한다. 그리고 상기 측정수단(50)은 스테이지(1) 상방에 설치되어 스테이지(1)의 수직방향 위치 및 수평 상태를 측정한다.As shown, the vertical displacement and horizontal adjustment device of the stage includes driving means 10 for driving the stage 1 on which the substrate to be exposed is mounted up and down, and measurement means 50 for measuring the position of the stage 1. It is composed of The drive means 10 is installed between the stage 1 and the base 2 to adjust the vertical displacement and the horizontal state of the stage 1. The measuring means 50 is installed above the stage 1 to measure the vertical position and the horizontal state of the stage 1.

상기 측정수단(50)은 상기 스테이지(1)의 세 지점의 위치를 각각 측정할 수 있도록 세쌍 구비되며, 그 각각은 광을 출사하는 광원(51)과, 이 광원(51)에서 출사된 광을 평행광으로 바꾸어 주는 콜리메이팅렌즈(52)와, 상기 콜리메이팅렌즈(52)를 통과한 후 스테이지(1)에서 반사된 광을 집광하는 대물렌즈(53)와, 이 집광된 광을 검출하는 광검출기(54)로 구성된다.The measuring means 50 is provided with three pairs so as to measure the positions of the three points of the stage 1, respectively, each of which has a light source 51 for emitting light and the light emitted from the light source 51. A collimating lens 52 for converting into parallel light, an objective lens 53 for condensing the light reflected by the stage 1 after passing through the collimating lens 52, and light for detecting the collected light Detector 54.

상기 구동수단(10)은 스테이지(1)의 세 지점을 지지하도록 세쌍 구비된다.The driving means 10 are provided in three pairs to support three points of the stage 1.

도 2는 상기한 구동수단(10)을 개략적으로 보인 측면도이다. 도시된 바와 같이, 구동수단(10)은 베이스(2)에서 돌출 형성된 돌기부(3)와, 이 돌기부(3)에 힌지(4)에 의해 회동가능하게 결합된 레버(20)와, 상기 레버(20)를 승강시키는 구동부(30) 및 엔코더(37)로 구성된다.2 is a side view schematically showing the driving means 10 described above. As shown, the driving means 10 includes a protrusion 3 protruding from the base 2, a lever 20 rotatably coupled to the protrusion 3 by a hinge 4, and the lever ( It consists of the drive part 30 and the encoder 37 which raise and lower the 20.

상기 레버(20)는 스테이지(1)에 접촉되도록 돌출 형성되어 스테이지(1)를 지지하는 지지부(21)를 가진다. 상기 구동부(30)는 구동력을 제공하는 모터(31)와, 이 모터(31)의 회전축(32)에 고정된 웜(33)과, 상기 웜(33)과 기어 결합되는 웜기어(34)와, 상기 웜기어(34)에 고정되고 레버(20)의 하측에 접촉되도록 된 편심캠(35)으로 구성된다. 상기 편심캠(35)은 상기 웜기어(34)의 회전에 따라 그 외측부(35a)의 상측 방향 높이가 변하여 상기 레버(20)를 승강시킨다. 그리고, 상기 엔코더(37)는 상기 모터(31)의 회전축에 설치되어, 이 모터(31)의 회전에 따라 펄스 신호를 출력한다.The lever 20 has a support portion 21 protruding to contact the stage 1 to support the stage 1. The drive unit 30 includes a motor 31 for providing a driving force, a worm 33 fixed to the rotating shaft 32 of the motor 31, a worm gear 34 geared to the worm 33, and It is composed of an eccentric cam 35 is fixed to the worm gear 34 and to be in contact with the lower side of the lever (20). The eccentric cam 35 raises and lowers the lever 20 in accordance with the rotation of the worm gear 34 in the upward direction of the outer portion 35a. The encoder 37 is installed on the rotation shaft of the motor 31 and outputs a pulse signal in accordance with the rotation of the motor 31.

도 1과 도 2를 참조하여 설명된 종래의 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치는 상기 측정수단(50)에서 검출된 스테이지(1)의 위치 정보에 따라 상기 모터(31)를 구동하면 그 회전이 웜(33)을 통하여 웜기어(34)로 전달되고, 이에 따라 상기 웜기어(34) 및 편심캠(35)이 회전된다. 따라서, 상기 편심캠(35)의 외측부(35a)에 접촉되어 있는 상기 각 레버(20)가 승강되어 상기 지지부(21)에 의해 지지되어 있는 스테이지(1)의 높낮이를 조절한다. 여기서, 상기 모터(31)의 회전은 상기 엔코더(37)의 펄스신호로 출력되므로, 상기 스테이지(1)의 높낮이 조절량을 알 수 있다. 이때, 상기 엔코더(37)의 펄스신호를 샘플링 시간 간격으로 카운팅하여 수직방향 위치 변화량을 계산한 후, 상기 측정수단(50)에 의해 측정된 수직방향 위치 및 수평 상태와 비교함으로써 스테이지(1)의 수직방향 변위 및 수평 상태를 제어하게 된다.The vertical displacement and horizontal adjustment device of the conventional stage described with reference to FIGS. 1 and 2 is driven when the motor 31 is driven in accordance with the position information of the stage 1 detected by the measuring means 50. The worm gear 34 is transmitted to the worm gear 34 through the worm 33, and the worm gear 34 and the eccentric cam 35 are rotated accordingly. Accordingly, the levers 20 in contact with the outer portion 35a of the eccentric cam 35 are lifted to adjust the height of the stage 1 supported by the support portion 21. Here, since the rotation of the motor 31 is output as a pulse signal of the encoder 37, it is possible to know the height adjustment amount of the stage (1). At this time, the pulse signal of the encoder 37 is counted at intervals of sampling time to calculate the vertical position change, and then compared with the vertical position and the horizontal state measured by the measuring means 50 of the stage 1. It will control the vertical displacement and the horizontal state.

그러나 상기한 바와 같이 모터(31)의 회전축 상에 설치된 엔코더(37)에 의해 스테이지(1)의 수직 변위 및 수평 조절정도를 검출하므로, 웜(33), 웜기어(34), 레버(20) 및 스테이지(1) 사이의 기구적인 마찰과 백래쉬 등이 발생되는 경우 실제 스테이지(1)의 수직방향 위치 변화량과 엔코더(37)의 펄스신호에 의한 위치 검출량 사이에 차이가 생기게 되므로 스테이지(1)의 수직방향 변위 및 수평 상태의 정밀 제어가 곤란하다는 문제점이 있다.However, as described above, since the vertical displacement and horizontal adjustment degree of the stage 1 are detected by the encoder 37 provided on the rotation shaft of the motor 31, the worm 33, the worm gear 34, the lever 20 and When mechanical friction, backlash, and the like occur between the stage 1, a difference is generated between the actual position change amount of the stage 1 in the vertical direction and the position detection amount due to the pulse signal of the encoder 37. There is a problem that precise control of the direction displacement and the horizontal state is difficult.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 구조를 개선하여 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 상태의 정밀 제어가 가능한 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems described above, and an object thereof is to provide a vertical displacement and horizontal adjustment apparatus of a stage capable of precisely controlling the vertical displacement and the horizontal state of the stage by improving the structure.

도 1은 일반적인 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치를 개략적으로 나타낸 사시도,1 is a perspective view schematically showing a vertical displacement and leveling device of a general stage,

도 2는 종래 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치를 개략적으로 보인 측면도,Figure 2 is a side view schematically showing a vertical displacement and leveling device of the conventional stage,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치를 개략적으로 보인 사시도,3 is a perspective view schematically showing a vertical displacement and horizontal adjusting device of a stage according to an embodiment of the present invention;

도 4는 도 3의 검출부를 개략적으로 보인 사시도,4 is a perspective view schematically showing the detection unit of FIG.

도 5는 도 3의 위치제어수단을 개략적으로 나타낸 회로도.5 is a circuit diagram schematically showing the position control means of FIG.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1...스테이지2...베이스1 ... Stage 2 ... Base

3...돌기부4...힌지3 ... 4 projections

20...레버부재30...구동부20 Lever member 30 Drive unit

31...모터32...회전축31.Motor 32.Rotating shaft

33...웜34...웜기어33 Worm 34 Worm Gear

35...편심캠35a...외측부35.Eccentric Cam 35a ... Outer side

50...측정수단51,510...광원50 Measuring means 51,510

54...광검출기100...구동수단54 Photodetector 100 Driving means

400...위치제어수단500...검출부400 position control means 500 detector

520...슬릿부재521...투과영역530...반사부재520 Slit member 521 Transmitting area 530 Reflective member

531...반사영역540...수광부550...콜리메이팅렌즈531 Reflective area 540 Receiver 550 Collimating lens

560...집속렌즈600...회로부560 focusing lens 600 circuit

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치는 베이스에 설치되는 스테이지의 수직방향 위치 및 수평 상태를 측정하는 측정수단과; 상기 스테이지와 베이스 사이에 설치되며 상기 베이스에 돌출형성된 돌기부에 힌지 결합되어 상기 스테이지를 지지하는 레버부재와; 상기 레버부재를 상하 구동시키는 구동부와; 상기 레버부재의 상하 위치 변화를 검출 및 제어할 수 있도록 된 위치제어수단;을 포함하여 된 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치에 있어서, 상기 위치제어수단은 상기 베이스에 설치되며 광을 생성 출사하는 광원과; 상기 광원과 레버부재 사이의 광경로 상에 배치되며 입사되는 광을 통과시킬 수 있도록 된 다수의 투과영역을 가지는 슬릿부재와; 상기 레버부재에 설치되어 상기 슬릿부재를 통과하여 입사되는 광을 선택적으로 반사시킬 수 있도록 교대로 형성된 다수의 반사영역 및 비반사영역을 가지는 반사부재와; 상기 반사부재에서 반사된 광을 수광하는 수광부와; 상기 수광부의 검출신호와 상기 측정수단의 검출신호에 따라 상기 스테이지의 수직방향 변위를 제어하는 회로부;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.Vertical displacement and horizontal adjustment device of the stage according to the present invention for achieving the above object comprises a measuring means for measuring the vertical position and the horizontal state of the stage installed on the base; A lever member installed between the stage and the base and hinged to a protrusion formed on the base to support the stage; A driving part for driving the lever member up and down; In the vertical displacement and horizontal adjustment device of the stage comprising a; position control means for detecting and controlling the vertical position change of the lever member, the position control means is installed on the base and generates light A light source; A slit member disposed on an optical path between the light source and the lever member and having a plurality of transmission regions adapted to pass incident light therethrough; A reflection member installed on the lever member and having a plurality of reflection areas and non-reflection areas alternately formed to selectively reflect light incident through the slit member; A light receiving unit which receives the light reflected from the reflective member; And a circuit unit configured to control the vertical displacement of the stage according to the detection signal of the light receiving unit and the detection signal of the measuring unit.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3는 본 발명의 실시예에 따른 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치를 개략적으로 보인 사시도이고, 도 4는 도 3의 검출부를 개략적으로 보인 사시도이며, 도 5는 도 3의 위치제어수단을 개략적으로 나타낸 회로도이다.3 is a perspective view schematically showing a vertical displacement and horizontal adjustment device of a stage according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a perspective view schematically showing a detector of FIG. 3, and FIG. 5 is a position control means of FIG. 3. It is a schematic circuit diagram.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치는 노광 대상 기판이 올려지는 스테이지(1)의 수직방향 위치 및 수평 상태를 측정하는 측정수단(50)과, 상기 스테이지(1)의 수직방향 변위 및 수평 상태를 조절하는 구동수단(100)을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 측정수단(50)과 구동수단(100)은 상기 스테이지(1)의 수직 방향 변위 및 수평을 조절하기 위해 스테이지(1)의 적어도 세 점에 대향되도록 복수개 구비된다.As shown, the vertical displacement and horizontal adjustment apparatus of the stage according to the present invention includes measuring means 50 for measuring the vertical position and the horizontal state of the stage 1 on which the substrate to be exposed is placed, and the stage 1 It comprises a driving means 100 for adjusting the vertical displacement and the horizontal state of the). Here, the measuring means 50 and the driving means 100 are provided in plural numbers so as to face at least three points of the stage 1 in order to adjust the vertical displacement and horizontality of the stage 1.

상기 측정수단(50)은 광원(51)과, 이 광원(51)에서 출사된 광을 평행광으로 바꾸어 주는 콜리메이팅렌즈(52)와, 스테이지(1)에서 반사된 광을 집속광으로 바꾸어 주는 대물렌즈(53)와, 이 집속광을 검출하는 광검출기(54)을 구비하여, 상기 스테이지(1)의 각각 다른 위치에서 수직방향 위치 및 수평 상태를 측정한다.The measuring means 50 converts the light source 51, the collimating lens 52 that converts the light emitted from the light source 51 into parallel light, and the light reflected by the stage 1 into focused light. An objective lens 53 and a photodetector 54 for detecting the focused light are provided to measure the vertical position and the horizontal state at different positions of the stage 1.

상기 구동수단(100)은 레버부재(20)와, 상기 레버부재(20)를 구동시키는 구동부(30)와, 상기 구동부(30)의 구동에 따른 레버부재(20)의 상하 위치 변화(A)를 검출 및 제어하는 위치제어수단(400)을 포함하여 구성된다.The driving means 100 includes a lever member 20, a drive unit 30 for driving the lever member 20, and a vertical position change (A) of the lever member 20 according to the driving of the drive unit 30. It is configured to include a position control means 400 for detecting and controlling.

상기 레버부재(20)는 상기 스테이지(1)와 베이스(2) 사이의 스테이지(1)에 설치되며 상기 베이스(2)에서 돌출형성된 돌기부(3)에 힌지(4)에 의해 회동 가능하게 결합된다. 이 레버부재(20)는 상기 스테이지(1)에 접촉되도록 돌출 형성되어 스테이지(1)를 지지하는 지지부(21)를 가진다. 상기 구동부(30)는 모터(31)와, 이 모터(31)의 회전축(32)에 설치된 웜(33)과, 이 웜(33)과 기어 결합된 웜기어(34)와, 상기 웜기어(34)의 일측에 고정된 편심캠(35)을 포함하여 구성된다. 이 편심캠(35)은 상기 웜기어(34)의 회전에 따라 그 외측부(35a)의 상측 방향 높이가 변하여 상기 레버부재(20)를 승강시킨다.The lever member 20 is installed on the stage 1 between the stage 1 and the base 2 and is rotatably coupled to the protrusion 3 protruding from the base 2 by a hinge 4. . The lever member 20 has a support portion 21 which protrudes to contact the stage 1 and supports the stage 1. The drive unit 30 includes a motor 31, a worm 33 installed on the rotation shaft 32 of the motor 31, a worm gear 34 geared to the worm 33, and the worm gear 34. It is configured to include an eccentric cam 35 fixed to one side of the. The eccentric cam 35 raises and lowers the lever member 20 in accordance with the rotation of the worm gear 34 in the upward direction of the outer portion 35a.

상기 위치제어수단(400)은 상기 레버부재(20)의 상하 위치변화(A)를 검출할 수 있는 검출부(500)와, 회로부(600)를 포함하여 구성된다. 상기 검출부(500)는 광을 선택적으로 투과 및 반사시킴으로써 각 레버부재(20)의 상하 위치 변화(A) 즉, 수직방향 변위를 검출할 수 있도록 마련되어 있다. 이 검출부(500)는 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스(2)에 설치되며 광을 생성 출사하는 광원(510)과, 상기 광원(510)과 레버부재(20) 사이의 광경로 상에 배치되는 슬릿부재(520)와, 상기 슬릿부재(520)에 대향되게 상기 레버부재(20)에 설치되어 슬릿부재(520)에 대해 상대 이동 가능하게 마련된 반사부재(530)와, 상기 반사부재(530)에서 반사된 광을 수광하는 수광부(540)을 포함하여 구성된다.The position control means 400 includes a detector 500 capable of detecting a vertical position change A of the lever member 20, and a circuit unit 600. The detection unit 500 is provided so as to detect the vertical position change (A), that is, the vertical displacement of each lever member 20 by selectively transmitting and reflecting light. As illustrated in FIG. 4, the detection unit 500 is installed on the base 2 and disposed on a light path 510 for generating and emitting light, and on an optical path between the light source 510 and the lever member 20. A slit member 520, a reflective member 530 installed on the lever member 20 so as to face the slit member 520, and provided to be movable relative to the slit member 520, and the reflective member 530. It is configured to include a light receiving unit 540 for receiving the light reflected from.

상기 슬릿부재(520)는 상기 광원(510)으로부터 입사되는 광을 선택적으로 투과시킬수 있도록 A 방향과 대략 나란한 방향으로 배치된 다수의 투과영역(521)을 구비하고 있다. 또한 상기 반사부재(530)는 상기 투과영역(521)을 통과하여 입사되는 광을 선택적으로 반사시킬 수 있도록 A 방향으로 배치된 다수의 반사영역(531)과 비반사영역(532)를 구비하고 있다.The slit member 520 includes a plurality of transmission regions 521 disposed in a direction substantially parallel to the A direction to selectively transmit the light incident from the light source 510. In addition, the reflective member 530 includes a plurality of reflective regions 531 and non-reflective regions 532 arranged in the A direction to selectively reflect the light incident through the transmission region 521. .

레버부재(20)가 상하(A방향)으로 이동시 상기 광원(510)에서 출사되어 상기 슬릿부재(520)의 일 투과영역(521)을 통과한 광은 상기 반사부재(530)에서 선택적으로 반사되어 상기 수광부(540)를 향한다. 상기 수광부(540)에서 수광된 광량은 상기 반사영역(531)과 비반사영역(532)이 교대로 형성되어 있으므로 변하게 된다.When the lever member 20 moves up and down (A direction), the light emitted from the light source 510 and passing through one transmission region 521 of the slit member 520 is selectively reflected by the reflection member 530. To face the light receiving unit 540. The amount of light received by the light receiving unit 540 is changed because the reflective region 531 and the non-reflective region 532 are alternately formed.

상기 수광부(540)는 간섭무늬의 변화를 검출하기 위하여 입사광을 독립적으로 광전 변환시키는 4개의 광센서(A,B,C,D)를 구비한다. 상기 광센서(A,B,C,D)들은 격자형을 이루도록 서로 인접하여 설치되며, 상호 인접한 광센서(A,B,C,D) 사이에 90도의 위상차를 가지도록 마련된다.The light receiver 540 includes four light sensors A, B, C, and D for photoelectric conversion of incident light independently to detect a change in the interference fringe. The photosensors A, B, C, and D are disposed adjacent to each other to form a lattice shape, and are provided to have a phase difference of 90 degrees between the photosensors A, B, C, and D adjacent to each other.

한편, 상기 검출부(500)는 상기 광원(510)과 슬릿부재(520) 사이의 광경로 상에 배치되어 광원(510)에서 출사된 광을 평행광으로 바꾸어 주는 콜리메이팅렌즈(550)와, 상기 반사부재(530)에서 반사되어 슬릿부재(520)를 통과한 광을 집속광으로 바꾸어주는 집속렌즈(560)을 더 구비하는 것이 바람직하다.On the other hand, the detector 500 is disposed on the optical path between the light source 510 and the slit member 520 collimating lens 550 for converting the light emitted from the light source 510 into parallel light, and It is preferable to further include a focusing lens 560 to reflect the light reflected from the reflecting member 530 and passed through the slit member 520 into the focused light.

상기 회로부(600)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 광센서(A,B,C,D)의 검출신호를 각각 차동 증폭하여 잡음제거 및 신호증폭을 수행한 다음 이를 구형파로 변환시키는 증폭/변환기(605)와, 입력신호를 소정 간격으로 샘플링하고 이를 계수하는 계수기(610)와, 상기 계수기(610)에서 계수된 위치 신호를 피드백 신호로 사용하여 위치 제어 명령을 송출하는 중앙 연산부(CPU)(620)를 구비한다. 그리고 상기 CPU(620)에서 출력된 신호를 상기 모터(31)에 피드백시킴에 의해 스테이지(1)의 위치를 조절한다.As shown in FIG. 6, the circuit unit 600 performs differential noise amplification and signal amplification by differentially amplifying detection signals of the optical sensors A, B, C, and D, and then converting them into square waves. A converter 605, a counter 610 for sampling and counting an input signal at predetermined intervals, and a central computing unit (CPU) for transmitting a position control command using the position signal counted by the counter 610 as a feedback signal. 620. The position of the stage 1 is adjusted by feeding back the signal output from the CPU 620 to the motor 31.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the vertical displacement and the horizontal adjustment device of the stage according to the embodiment of the present invention.

측정수단(50)에 의해 스테이지(1)의 초기 수직 방향 위치 및 수평 상태가 검출되면, 상기 스테이지(1)의 높낮이를 조절하도록 구동수단(100)이 동작된다. 즉, 상기 위치제어수단(400)이 동작되어 상기 스테이지(1)의 위치 변화에 따른 파형수를 계수한다. 여기서, 초기에 계수기(610)에서 계수된 값은 스테이지(1)가 변위되기 전이므로 영(zero)이다.When the initial vertical position and the horizontal state of the stage 1 are detected by the measuring means 50, the driving means 100 is operated to adjust the height of the stage 1. That is, the position control means 400 is operated to count the number of waveforms according to the position change of the stage 1. Here, the value initially counted by the counter 610 is zero since the stage 1 is displaced.

이후, 모터(31)가 구동되고 웜(33) 및 웜기어(34)가 회전되어 상기 레버부재(20)를 상승 또는 하강시켜 스테이지(1)의 높낮이를 변위 시킨다. 상기 스테이지(1)의 변위에 따라 상기 계수기(610)에서 계수된 값이 변화하게 되며, 이로부터 상기 CPU(620)는 스테이지(1)의 변위량과 소망하는 변위량 사이의 오차값을 알 수 있다. 한편, 상기 CPU(620)에서 출력된 제어신호는 상기 모터(31)에 피드백되어 상기 스테이지(1)의 변위량 오차가 보정되도록 한다.Thereafter, the motor 31 is driven and the worm 33 and the worm gear 34 are rotated to raise or lower the lever member 20 to displace the height of the stage 1. The value counted by the counter 610 changes according to the displacement of the stage 1, from which the CPU 620 can know the error value between the displacement amount of the stage 1 and the desired displacement amount. Meanwhile, the control signal output from the CPU 620 is fed back to the motor 31 so that the displacement error of the stage 1 is corrected.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치는 레버부재의 상하 이동에 따라 슬릿부재와 레버부재에 설치되는 반사부재에 의해 생기는 간섭무늬의 변화를 계수하여 레버부재의 상하 이동량를 검출하므로, 기구적인 마찰이나 백래쉬 등에 무관하게 스테이지의 실제 위치 변화량을 알 수 있어서, 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 상태의 정밀한 제어가 가능하도록 한다.The vertical displacement and horizontal adjustment device of the stage according to the present invention as described above counts the change in the interference fringes caused by the slit member and the reflection member installed in the lever member according to the vertical movement of the lever member to increase the vertical movement of the lever member By detecting, the actual position change amount of the stage can be known irrespective of mechanical friction, backlash, or the like, thereby enabling precise control of the vertical displacement and horizontal state of the stage.

Claims (4)

베이스에 설치되는 스테이지의 수직방향 위치 및 수평 상태를 측정하는 측정수단과; 상기 스테이지와 베이스 사이에 설치되며 상기 베이스에 돌출형성된 돌기부에 힌지 결합되어 상기 스테이지를 지지하는 레버부재와; 상기 레버부재를 상하 구동시키는 구동부와; 상기 레버부재의 상하 위치 변화를 검출 및 제어할 수 있도록 된 위치제어수단;을 포함하여 된 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치에 있어서,Measuring means for measuring a vertical position and a horizontal state of the stage installed on the base; A lever member installed between the stage and the base and hinged to a protrusion formed on the base to support the stage; A driving part for driving the lever member up and down; In the vertical displacement and horizontal adjustment device of the stage comprising; position control means for detecting and controlling the vertical position change of the lever member; 상기 위치제어수단은 상기 베이스에 설치되며 광을 생성 출사하는 광원과; 상기 광원과 레버부재 사이의 광경로 상에 배치되며 입사되는 광을 통과시킬 수 있도록 된 다수의 투과영역을 가지는 슬릿부재와; 상기 레버부재에 설치되어 상기 슬릿부재를 통과하여 입사되는 광을 선택적으로 반사시킬 수 있도록 교대로 형성된 다수의 반사영역 및 비반사영역을 가지는 반사부재와; 상기 반사부재에서 반사된 광을 수광하는 수광부와; 상기 수광부의 검출신호와 상기 측정수단의 검출신호에 따라 상기 스테이지의 수직방향 변위를 제어하는 회로부;를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치.The position control means includes a light source installed in the base for generating and emitting light; A slit member disposed on an optical path between the light source and the lever member and having a plurality of transmission regions adapted to pass incident light therethrough; A reflection member installed on the lever member and having a plurality of reflection areas and non-reflection areas alternately formed to selectively reflect light incident through the slit member; A light receiving unit which receives the light reflected from the reflective member; And a circuit unit for controlling the vertical displacement of the stage in accordance with the detection signal of the light receiving unit and the detection signal of the measuring means. 제1항에 있어서, 상기 수광부는 입사광을 각각 독립적으로 광전변환시키는 4개의 광센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치.The apparatus of claim 1, wherein the light receiving unit comprises four light sensors each independently photoelectrically converting incident light. 제2항에 있어서, 상기 광센서들은 격자형을 이루도록 서로 인접하여 설치되어 상호 인접한 광센서 사이에 90도의 위상차를 가지도록 된 것을 특징으로 하는 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치.The vertical displacement and horizontal adjustment device of claim 2, wherein the optical sensors are disposed adjacent to each other to form a lattice, and have a phase difference of about 90 degrees between the adjacent optical sensors. 제1항에 있어서, 상기 위치제어수단은 상기 광원과 스테이지 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 광원으로부터 출사된 광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈와; 상기 슬릿부재와 수광부 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 스테이지에서 반사된 광을 집속시키는 집속렌즈;를 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 스테이지의 수직방향 변위 및 수평 조절 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the position control means comprises: a collimating lens disposed on an optical path between the light source and the stage to convert light emitted from the light source into parallel light; And a focusing lens disposed on an optical path between the slit member and the light receiving part to focus the light reflected by the stage.
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