KR20050084761A - 고성능 비접촉식 지지 플랫폼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 완충 주입력에 의해 고정되거나 이동하는 물체에와의 접촉없이 지지하기 위한 비접촉식 지지 플랫폼에 관한 것으로, 상기 플랫폼은 두개의 실질적으로 대향인 지지면 중 적어도 하나를 포함하고, 각각의 지지면은 복수의 압력 출구 중 적어도 하나와 복수의 공기 배출 채널 중 적어도 하나를 각각 갖는 복수의 기본 셀 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 압력 출구 각각은 압력 유동 제한기를 통해 고압 저장소에 유체 연결되고, 압력 유도력을 발생시키기 위해 고압 공기를 제공하며, 물체와 지지면 사이에 공기 완충을 유지하고, 상기 압력 유동 제한기는 특징적으로 유체 복귀 스프링 작용을 나타내고, 상기 복수의 공기 배출 채널 중 적어도 하나는 각각 입구 및 출구를 갖고, 상기 입구는 국부적으로 질량 유동을 배출하기 위해 진공 상태하에서 주변 압력 또는 그 이하로 유지되어, 균일한 지지 및 국부적인 자연 응답을 얻는 비접촉식 지지 플랫폼이다.

Description

고성능 비접촉식 지지 플랫폼 {HIGH-PERFORMANCE NON-CONTACT SUPPORT PLATFORMS}

본 발명은 비접촉식 지지 및 이송 플랫폼 및 핸들링 툴에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고성능 비접촉 플랫폼 및 핸들링 툴을 제공하기 위해서 이하에서 “유체 복귀 스프링”으로 불리는, 일반적인 유체 요소, 이하 다양한 형태의 공기 완충을 유리하게 이용하는, 실리콘 웨이퍼 또는 평면 패널 디스플레이(FPD)와 같은 평면 물체(그러나, 얇거나 또는 평면 물체로 제한될 필요는 없음)를 지지하고 이송하기 위한 플랫폼에 관한 것이다.

최근에, 제조 공정에서 제품을 지지하거나, 파지하거나 또는 이송하기 위해 비접촉 장비를 사용하는 선택에 대해 많은 관심이 주어졌다. 특히, 이러한 비접촉식 제품이 직접 접촉에 의해 오염되기 쉬운 하이테크 산업에 대해 특히 관심을 끌었다. 이는 컴퓨터의 하드디스크, 컴팩트 디스크(CD), DVD, 액정 디스플레이(LCD) 및 유사한 제품뿐만 아니라, 반도체 산업에서 실리콘 웨이퍼, 평면 패널 디스플레이(FPD) 및 인쇄 회로 보드(PCB)의 생산단계에서 특히 중요하다. 비접촉식 장비는 또한 유리하게는 광학 장비의 제조 단계 및 인쇄계, 주로 인쇄가 다양한 형태의 “딱딱한” 재료 상에서 수행되는, 종이 이외일 때 와이드 포맷 인쇄에 적용될 수 있다.

비접촉식 장비를 이용함으로써, 제조 단계와 관련된 많은 문제점이 해결될 수 있어 생산 양품률을 직접적으로 향상시킨다. 보편성을 훼손하지 않고, 비접촉식 시스템의 일부 장점은 특히 아래의 것을 포함한다;

(a) 예를 들면, 충격, 압축, 그러나 가장 중요하게는 일어날 수도 있는 임의의 마찰을 포함하는 기계적인 손상을 제거하거나 크게 감소시킴. 마찰은 비접촉 시스템에서 필연적으로 제거된다.

(b) 접촉 오염의 제거 또는 크게 감소시킴 - FPD 및 실리콘 웨이퍼의 반도체 제조 라인을 위한 아주 중요한 특징.

(c) 정전기 방전(EDS)을 제거 또는 크게 감소시킴. 중요한 ESD 문제점이 FPD 및 실리콘 웨이퍼의 반도체 제조 라인에서 발견될 수도 있다.

(d) 제품과 접촉 장비 사이의 접촉면 상에 포획되는 입자에 기인한 물체의 접촉시 국부 변형을 제거하거나 크게 감소시킴. 이러한 문제점은 반도체 산업에서 연속하는 리소그래피 공정 동안 정전 또는 진공 척에 웨이퍼가 파지될 때 발생할 수 있다.

(e) 접촉 장비에서 발견되는 국부 본질의 비평탄함이 비접촉 장비를 사용하는 중에 필연적으로 평균화된다.

비접촉식 장비를 사용하는 부가적인 이점이 얻어질 수 있다:

(f) 오직 제품만을 이동시킴에 의한 제품의 이송, 따라서 인쇄계 뿐만 아니라 FPD 시장 및 반도체 산업에서 전형적으로 발견되는 상황인, 제품 그 자체보다 훨씬 무거운 중량일 수 있는 홀딩-테이블을 또한 이동시키야하는 필요를 회피함.

(g) 정확함이 공정이 제품의 이동 중에 단계적으로 연속적으로 실행되는 좁은 라인을 따라 또는 작은 명료한 영역에서만 제공될 수 있는 제품을 정확하게 이송함. 검사 동안 웨이퍼를 회전할 때 또는 일 방향으로의 선형 운동이 FPD의 제조 공정에 적용될 때 평면(X, Y) 웨이퍼 운동이 적용되는 반도체 산업에서 널이 사용 중인 스텝퍼에 관련된다.

(h) 정확한 파지를 제공하기 위해서 평평하지 않은 물체에 순수 모멘트를 가함으로써 비접촉식으로 평평하게 한다. 이는 많은 공정 전에 표준의 또는 얇은 웨이퍼가 평평해져야하는 반도체 산업뿐만 아니라 PCB & FPD 메이커에게 중요하다. 이는 또한 상이한 매체 상에 직접적인 디지털 기록, 및 옵셋 인쇄 및 프레스를 위한 인쇄 플레이트를 포함하는 종이 이외의 매체가 사용되는 인쇄계에서 중요하다. 이들 예의 대부분은 초점 거리가 아주 정확해야하는 광학 또는 광학 이미지형성이 관련된다.

보통, 이러한 시스템은 하나 이상의 활성 표면(active-surface)을 갖는 평평한 플랫폼을 포함한다. 대부분의 경우에서 평평한 활성 표면의 각각은 공기 완충을 생성하기 위한 가압된 공기를 제공하기 위한 복수의 압력 포트를 구비한다. 대부분의 경우에서 표면이 폐쇄된 범위에서 활성 표면에 걸쳐서 위치된 때 공기 완충이 생성된다. 공기 완충 지지는 물체 중량에 의해, 압력 듀얼 사이드 구성에 의해 미리 프리로드(preload)되거나 또는 진공에 의해서 프리로드된다. 상술된 제품의 많은 경우에서와 같이, 경중량의 경우, 고성능 공기 완충 지지체는 많은 경우에서 압력 또는 진공 프리로딩 접근법을 채택한다.

공기 완충에 기초하는 현재 사용되는 비접촉식 지지 및 이송 시스템은 많은 측면에서 제한된 성능을 제공한다. 이들 제한된 성능 측면은 주로 이들 시스템과 관련된 비교적 높은 질량 유동 또는 에너지 소비 및 공기 완충의 공기 역학적 강성에 직접적으로 관련되는 정확도 성능에 관한 것이다. “유체식 복귀 스프링”으로서 기능을 하는 복수의 유동 제한기를 채용하는 다양한 형태의 공기 완충을 실현하는 본 발명의 비접촉식 지지 및 이송 장비는 종래의 비접촉식 장비에 비해 훨씬 낮은 질량 유동 소비로 효과적인 고성능 공기 완충 지지를 제공한다. 특히, 활성 영역이 지지된 물체의 대면 표면보다 훨씬 크고 대부분의 플랫폼의 활성 영역이 덮히지 않은 비접촉식 플랫폼을 사용할 때, 유동 제한기의 사용은 질량 유동 소비의 면에서 효율적이고 비용 효율적인 비접촉식 플랫폼을 제공한다. 본 발명에 따르면, 유동 제한기는 비접촉성 플랫폼 활성 영역의 압력 포트의 각각의 도관에 개별적으로 설치된다. 본 명세서를 통해서 활성 영역에 의해 의미되는 것은 토출 포트가 분포된 지지 표면의 영역이다. 유체식 복귀 스프링 효과를 효율적으로 생성하기 위해서 바람직한 유동 제한기로서 자체 적응식 분할 오리피스(SASO) 노즐을 사용하는 것이 본 발명의 목적용으로 바람직하다.

유체 토출에 의해 힘을 유발하기 위한 장치라는 명칭을 갖고 WO 01/14752로서 공개된 제PCT/IL00/00500호는 비접촉식 SASO 노즐 및 이의 사용을 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 유체식 복귀 스프링으로서 SASO 노즐을 채용하고 이들 노즐을 통해 공기의 유동을 제한할 수 있는 공기 완충 기술에 기초하는 신규한 고성능 비접촉식 지지 및 이송 플랫폼을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

자체 적응식 분할 오리피스(SASO) 유동 제어 장치는, 입구 및 출구를 갖는 유체 도관을 포함하고 도관의 내부에 장착된 2개의 대향 세트의 핀을 구비하며, 동일한 세트의 2개의 핀 및 그들 사이의 도관 내벽의 부분은 각각 공동을 한정하고 대향 세트의 핀이 상기 공동에 대향되게 위치되어서, 유체 유동이 도관을 통해 유동할 때 실질적으로 정적인 소용돌이가 공동 내에 형성되고 상기 유동은 유동 동안에 적어도 일시적으로 형성되어, 소용돌이와 핀의 대향 세트의 팁부 사이에서 중심 코어 유동을 허용하고 일차원적인 방식으로 유동을 억제하여, 질량 유동 비율을 제한하고 도관 내부의 실질적인 압력 강하를 유지한다. 이는 SASO 노즐의 다음 특징을 나타낸다:

(a) 공급 압력의 일부가 각각의 SASO 노즐의 내부에서 강하되고 물체의 표면과 SASO 노즐 출구를 갖는 플랫폼의 “활성 표면” 사이에 좁은 갭에서 생성되는 공기 완충 내로 잔류 압력이 도입되는 방식으로 가압된 공기가 SASO 노즐으로의 입구에 공급되고 출구가 물체에 의해 부분적으로 차단되지만 완전하게 폐쇄되지는 않은 때 유체식 복귀 스프링 효과가 확립되고, 힘이 물체에 가해져서 이를 상승시킨다. 공기 완충으로 도입된 압력은 갭이 감소함에 따라 증가되고 갭이 증가함에 따라 감소된다. 예를 들면, 만일 물체가 공기 완충에 의해 지지된다면, 이 압력은 물체의 중량과 균형을 유지하는 힘을 확립한다. 물체는 이 예에서 부양 물체 상에 작용하는 상향 전체 힘이 중력과 동일한 이러한 부양 거리로 공기 완충 갭이 자체 한정되는 자체 적응 방식으로 비접촉식 플랫폼 활성 표면 위로 부양한다. 유체식 복귀 스프링 거동은 갭을 폐쇄하려고 시도할 때 공기 완충에서의 압력은 증가되어 균형잡힌 공기 완충 갭까지 물체를 가압하고, 갭을 개방하려고 노력할 때 공기 완충에서의 압력이 감소되어 중력이 물체를 균형잡힌 공기 완충 갭까지 물체를 끌어내리는 균형잡힌 상황을 변경하려고 할 때 얻어진다. 이 간단한 예는 유체식 복귀 스프링의 기능성을 명확하게 하기 위해서 주어지지만, 일반적으로 이는 이하에서 설명되는 바와 같이 다양한 방식으로 적용될 수 있다.

(b) 공기역학적 차단 메커니즘은 SASO 노즐 출구가 밀폐되지 않은 때 얻어진다. 사실상, SASO 노즐은 오염 입자에 의한 기계적인 차단을 방지할 만큼 측방향으로 큰 물리적인 크기를 갖고, 이것이 전체적으로 덮혀진 때(공기가 정지하기 때문에, 공기역학적 차단이 없어진다), 이는 손실없이 플랫폼 활성 표면에서 압력 또는 진공을 도입한다. 그러나, SASO 노즐 출구가 폐쇄되지 않고 관통 유동이 존재할 때, 이는 공기역학적 차단 메커니즘에 의해 제어되는 작은 오리피스의 동적 거동을 갖는다. 이 거동은 비접촉식 플랫폼은 크기가 작은 물체를 지지 또는 이송하고 그리고 이의 활성 표면의 큰 부분이 덮혀지지 않은 때 질량 유동 비율이 크게 감소되는 것이 아주 중요하다.

SASO 노즐이 비이동 부분 또는 임의의 수단의 제어로 순수하게 공기역학적 메커니즘에 기초하여 자기 적응식 본질을 갖는 유동 제어 장치이다. 이것이 측방향으로 큰 물리적인 크기를 갖기 때문에, 이는 오염 차단에 민감하지 않다. 잘 기능하는 공기 완충을 공급하기 위해서 복수의 SASO 노즐을 사용할 때, 이는 균일한 공기 완충을 제공하는 국부 거동을 갖는다.

도1은 본 발명에 따른 PA형 공기 완충의 전기 회로 아날로그를 도시한다.

도2a는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 PA형 플랫폼의 작동면에 대한 전형적인 배열을 도시한다.

도2b는 PA형 공기 완충의 작용을 도시하는 차트이다.

도3은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 PA형 공기 완충의 전기 회로 아날로그를 도시한다.

도4a는 PA형 프랫폼의 작동면에 대한 전형적인 배열을 도시한다.

도4b는 PA형 공기 완충의 기능성을 도시한다.

도5는 PP형 공기 완충의 전기 회로 아날로그를 도시한다.

도6a는 PP형 프랫폼의 작동면에 대한 전형적인 배열을 도시한다.

도6b는 PP형 공기 완충의 기능성을 도시한다.

도7은 양호한 유동 제한부로서 사용되는 전형적인 자체 적응형 분할 오리피스(SASO)를 도시한다(종래 기술).

도8a는 기본적인 PA형 비접촉 플랫폼을 도시한다.

도8b는 소기 홈을 갖춘 PA형 비접촉 플랫폼을 도시한다.

도8c는 두 개의 세그먼트를 포함하는 기본적인 PA형 비접촉 플랫폼을 도시한다.

도9a는 압력 유동 제한부를 갖춘 PV형 비접촉 플랫폼 및 프랫폼의 작동 영역을 완전히 덮는 지지되는 물체를 도시한다.

도9b는 지지되는 물체가 플랫폼의 영역보다 훨씬 작은 진공 및 압력 유동 제한부를 갖춘 기본적인 PV형 비접촉 플랫폼을 도시한다.

도9c는 두 개의 세그먼트를 포함하는 기본적인 PV형 비접촉 플랫폼을 도시한다.

도9d는 압력 및 진공 유동 제한부가 평행하게 교차하는 라인에 배열되는 기본적인 PV형 비접촉 플랫폼을 도시한다.

도9e는 그 아래의 물체를 보유하고 이송시키는데 사용되는 기본적인 PV형 비접촉 플랫폼을 도시한다.

도9f 내지 도9h는 편평 트랙에 걸쳐 지지 또는 이송되거나, 그러한 트랙으로부터 접촉 없이 현가되도록 구성되는 작동 PV형 비접촉 표면을 갖춘 캐리지의 몇몇 기본적인 실시예를 도시한다.

도10a는 기본적인 양면 PP형 비접촉 플랫폼의 단일 작동 표면을 도시한다.

도10b는 두 개의 세그먼트를 포함하는 기본적인 양면 PP형 비접촉 플랫폼의 단일 작동 표면을 도시한다.

도10c는 표면 공기 소기 홈을 갖춘 기본적인 양면 PP형 비접촉 플랫폼의 단일 작동 표면을 도시한다.

도10d는 기본적인 양면 PP형 비접촉 플랫폼을 도시한다.

도10e는 두 개의 세그먼트를 포함하는 양면 PP형 비접촉 플랫폼을 도시한다.

도10f는 수직 방향에 있어서의 PP형 비접촉 양면 플랫폼을 도시한다.

도11a는 기본적인 양면 PV 플랫폼을 도시한다.

도11b는 기본적인 PM형 플랫폼을 도시한다.

도12는 PM형 비접촉 플랫폼의 다양한 대체 실시예를 도시한다.

도13은 전형적인 작동 표면의 적층식 구조를 도시한다.

도14a는 복수의 압력 제한부를 갖춘 노즐 평면을 도시한다.

도14b는 복수의 압력 및 진공 유동 제한부를 갖춘 노즐 평면을 도시한다.

도15a는 압력 유동 제한부만을 갖춘 전형적인 작동 표면의 일체식 단일 매니폴드 실시예 및 단면도를 도시한다.

도15b는 압력 및 진공 유동 제한부를 갖춘 전형적인 작동 표면의 일체식 이중 매니폴드 실시예 및 단면도를 도시한다.

도16은 전형적인 비접촉 이송 시스템을 도시한다.

도17은 일 측면 고성능 시스템을 도시한다.

도18은 양 측면 고성능 시스템을 도시한다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 공기 완충 유발 힘에 의해서 정지 또는 이동하는 물체에 접촉하지 않고 지지하기 위한 비접촉식 지지 플랫폼이 제공되며, 상기 플랫폼은 두개의 실질적으로 대향인 지지면 중 적어도 하나를 포함하고, 각각의 지지면은 복수의 압력 출구 중 적어도 하나와 복수의 공기 배출 채널 중 적어도 하나를 각각 갖는 복수의 기본 셀 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 압력 출구 각각은 압력 유동 제한기를 통해 고압 저장소에 유체 연결되고, 압력 유도력을 발생시키기 위해 고압 공기를 제공하며, 물체와 지지면 사이에 공기 완충을 유지하고, 상기 압력 유동 제한기는 특징적으로 유체 복귀 스프링 작용을 나타내고, 상기 복수의 공기 배출 채널 중 적어도 하나는 각각 입구 및 출구를 갖고, 상기 입구는 국부적으로 질량 유동을 배출하기 위해 진공 상태하에서 주변 압력 또는 그 이하로 유지되어, 균일한 지지 및 국부적인 자연 응답을 얻는 비접촉식 지지 플랫폼이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 압력 유동 제한기는 도관을 포함하고, 상기 도관은 입구 및 출구를 갖고 도관의 내부에 장착된 두 개의 대향 핀 세트가 제공되며, 동일한 세트의 각각의 두 핀 및 그들 사이의 도관 내부벽의 일부는 공동을 형성하고, 대향 세트의 핀은 상기 공동에 대향 위치되어, 유체가 도관을 통해 유동할 경우, 실질적으로 움직이지 않는 와류가 공동 내에 형성되고, 상기 와류는 유동 중에 적어도 일시적으로 존재하여 와류와 핀의 대향 세트의 말단 사이에 중심 코어 유동을 허용하는 공력 장애를 형성하고, 하나의 방향으로 유동을 압박하여 징량 유동율을 제한하고 도관 내에서 실질적인 압력 강하를 유지한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 상기 복수의 소기 채널 중 적어도 하나는 소기 유동 제한부를 포함한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 소기 유동 제한부는, 입구 및 출구를 가지며 도관의 내부 상에 장착된 2개의 대향 세트의 핀을 구비하는 도관을 포함하고, 동일한 세트의 각각의 2개의 핀 및 이들 사이의 도관 내부벽의 일부는 공동을 형성하고 대향 세트의 핀은 상기 공동에 대향하여 위치되어, 유체가 도관을 통해 유동할 때 실질적으로 정적인 와류가 공동 내에 형성되고 상기 와류는 유동 중에 적어도 일시적으로 존재하며 따라서 와류와 핀의 대향 세트 사이의 중앙 코어 유동을 허용하고 1차원 방식으로 유동을 억제하며, 이에 따라 질량 유량을 제한하고 도관 내의 실질적인 압력 강하를 유지한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 소기 채널은 진공 저장조에 유동적으로 연결된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 진공 유동 제한부는 압력 유동 제한부보다 상당히 더 낮은 공기 역학 저항을 갖는다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 진공 유동 제한부는 진공 저장조의 진공의 70 % 내지 90 %의 범위의 값으로 진공 레벨을 낮추기 위해 설계된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 플랫폼에 대한 압력 공급의 절대값은 플랫폼에 대한 진공 공급의 절대값에 대해 1, 2, -3의 계수만큼 크다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 지지 표면은 복수의 평탄면 중 적어도 하나를 포함한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 지지 표면은 편평하다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 지지 표면은 홈을 구비한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 지지 표면은 원통 형상이다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 지지 표면은 실질적으로 직사각형이다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 지지 표면은 실질적으로 원형이다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 지지 표면은 층상 형태로 플레이트로 구성된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 플레이트 중 적어도 하나는 소기 채널 및 압력 또는 진공 공급을 위한 층간 통로 및 유동 제한부를 구성하는 복수의 공극을 포함한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 압력 저장조는 층상 형태 내의 일체형 매니폴드의 형태이다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 소기 채널은 진공 저장조에 유동적으로 연결되고, 진공 저장조는 층상 형태 내의 일체형 매니폴드의 형태이며, 2중 매니폴드 구조를 구성한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 복수의 기초 셀의 적어도 하나는 국부적 균형을 제공하기 위해 반복 배열로 제공된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 기초 셀은 1차원 반복 배열로 제공된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 기초 셀은 2차원 반복 배열로 제공된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 압력 유동 제한부는 압력 출구를 통해 공기 완충으로 도입되는, 압력 저장조의 압력의 30 % 내지 70 %의 범위의 값으로 압력 저장조에 의해 공급된 압력을 감소시키기 위해 설계된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 복수의 관통 개구의 적어도 하나가 취급 또는 처리를 위한 물체에 접근을 허용하기 위해 지지 표면에 제공된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 지지 표면은 공간에 의해 분리된 다수의 세그먼트로 분할된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 소기 채널은 진공 저장조에 유동적으로 연결되고, 압력 저장조 또는 진공 저장조 내의 압력 레벨은 지지 표면의 상부의 물체의 전체적인 부양 갭이 조절되도록 규제된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 소기 채널은 진공 저장조에 유동적으로 연결되고, 압력 저장조 또는 진공 저장조 내의 압력 레벨은 지지 표면의 상부의 물체의 부양 갭을 국부적으로 조절하기 위해, 압력 저장조 또는 진공 저장조의 적어도 하나의 선택된 분리 구역에서 규제된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 소기 채널은 진공 저장조에 유동적으로 연결되고, 압력 저장조의 선택된 분리 구역의 선을 따라, 압력은 상기 선을 따라 지지 표면의 상부에 물체를 편평하게 하기 위해 개별적으로 규제된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 선택된 분리 구역의 선을 따라, 병렬성이 독립적인 기준에 대해 유지된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 선택된 분리 구역은 에지 효과를 억제하도록 지지 표면의 에지에 위치된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 지지 표면의 에지에서의 기초 셀의 분해능은 공기 완충의 에지 효과 저하를 최소화하기 위해 지지 표면의 내부 구역에 대해 더 높다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 기초 셀은 소기 채널로서 기능하는 복수의 소기 홈의 적어도 하나를 포함한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 기초 셀은 소기 채널로서 기능하는 복수의 소기구의 적어도 하나를 포함한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 기초 셀은 소기 채널로서 기능하는 복수의 소기구의 적어도 하나를 포함한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 압력 출구 및 소기 채널은 선형적으로 배열되고, 압력 출구는 일렬로 정렬되고 소기 채널은 일렬로 정렬된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 2개의 실질적으로 대향하는 지지 표면의 적어도 하나는 물체가 그 하부에 지지되도록 배향된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 플랫폼은 정지되어 있는 물체의 상부로 이송되거나 지지되도록 구성된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 물체는 캐리지이고 지지 표면은 연장된 트랙이다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 트랙은 트랙 상의 미리 결정된 경로로 물체의 운동을 제한하기 위해 트랙의 대향 측면들 상에 위치한 레일을 구비한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 레일은 마찰력을 제거하거나 매우 감소시키기 위한, 청구항 1에 따른 플랫폼을 각각 포함한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 물체는 편평 트랙이고 지지 표면은 캐리지 내에 일체화된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 트랙은 트랙 상의 미리 결정된 경로로 캐리지의 운동을 제한하기 위해 트랙의 대향 측면들 상에 위치한 레일을 구비한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 압력 출구의 수와 소기 채널 사이의 비는 3 내지 16의 범위이다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 파지 수단이 지지 표면 상에 물체를 유지하거나 이동시키기 위해 물체에 결합되도록 제공된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 파지 수단은 그 자체로 지지 표면에 의해 접촉 없이 지지되는 파지기 유닛을 포함한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 파지 수단은 그 자체로 지지 표면에 의해 접촉 없이 지지되는 파지기 유닛을 포함한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 파지 수단은 물체에 결합되고 지지 표면 상에서 이를 측방향으로 이송하는데 사용된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 파지 수단은 물체에 결합되고 지지 표면 상에서 이를 선형 운동으로 이송하는데 사용된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 파지 수단은 물체에 결합되고 지지 표면 상에서 이를 회전 운동으로 이송하는데 사용된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 파지 수단은 지지 표면에 결합되고 지지 표면은 반송 가능하다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 플랫폼은 수직으로 배향된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 소기 채널은 공기가 대기로 수동적으로 배출되게 한다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 더 많은 유동 제한부가 더 무거운 물체를 지지하기 위해 각각의 기초 셀에 제공되고 그 역도 같다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 소기 채널은 매우 가벼운 물체를 지지하기 위해 압력 출구에 근접하여 배치된다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 더 높은 공급 압력이 압력 저장조에 제공될수록 물체와 지지 표면 사이의 접촉의 위험이 더 작아진다.

또한, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 플랫폼은 실질적으로 지지 표면을 덮는 물체를 지지하도록 설계되고, 소기 채널의 각각은 진공 저장조에 유동적으로 연결되고, 따라서 물체에 진공 유도력을 발생시켜, 공기 완충의 공기 역학 강성이 진공 프리로딩에 의해 증분되는 대향 방향으로 작용하는 압력 유도력과 진공 유도력 모두에 의해 접촉 없이 물체의 일방 파지를 용이하게 한다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 플랫폼은 지지 표면보다 실질적으로 더 작은 물체를 지지하도록 설계되고, 여기서 각각의 소기 채널은 유동 제한부를 통해 진공 저장조로 유체학적으로 연결되어서, 물체 상에 진공 유도력을 발생시키고, 반대 방향으로 작용하는 압력 유도력 및 진공 유도력 모두에 의한 접촉 없이 물체의 일측 파지를 용이하게 하며, 공기 완충의 공기역학적 강도는 진공 프리로딩(preloading)에 의해 증가된다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 상기 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면 중 적어도 하나는 단지 하나의 지지 표면만을 포함하고, 이와 반대로 물체가 지지 표면에 의해 발생되는 공기역학적 유도력에 의해 접촉 없이 패시브 표면에 대해 가압될 수도 있도록 패시브 표면이 제공된다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 패시브 표면은 측 방향으로 이동되도록 구성된다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 패시브 표면은 향상된 마찰력으로서 물체를 이동시키기 위한 구동 유닛으로서 사용될 수 있는 회전 가능한 실린더이다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 패시브 표면은 진공 테이블이다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 공기 완충 유도력에 의해 물체와의 접촉 없이 지지하는 양면 비접촉식 지지 플랫폼이 제공되고, 플랫폼은 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면을 포함하며, 각각의 지지 표면은 하나 이상인 복수의 압력 출구 및 하나 이상인 복수의 소기 채널을 가지는 하나 이상인 복수의 기본 셀을 포함하고, 각각의 압력 출구는 압력 유동 제한부를 통해 고압의 저장조로 유체 연결되어, 압력 유도력을 발생시키기 위한 가압된 공기를 제공하고 물체와 지지 표면 사이의 공기 완충을 유지하고, 압력 유동 제한부는 특징적으로 유체 복귀 스프링 작용을 나타내며, 각각의 상기 하나 이상인 복수의 소기 채널은 입구와 출구를 가지고 입구는 질량 유동을 국부적으로 배출하기 위해 진공 상태하에서, 대기압 또는 그 이하로 유지되어서, 균일한 지지 및 국부 자연 반응을 얻는다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 각각의 소기 채널은 진공 저장조에 연결된다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 각각의 소기 채널은 진공 유동 제한부를 통해 진공 저장조에 연결되고, 진공 유동 제한부는 유체 복귀 스프링 작용을 특징적으로 나타낸다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면은 실질적으로 대칭이다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면 사이의 갭은 예상되는 물체의 폭이 적어도 원하는 공기 완충 갭의 두 배 내에서 지지되도록 결정된다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 프리로드 기계 스프링이 평행하고 자체 적응 방식으로 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면 사이의 갭을 조정하고 소정의 임계값 아래가 되도록 두 개의 실질적으로 대향되는 지지 표면 상에 유도되는 힘을 제한하기 위해 제공된다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면 중 하나에 대한 압력 공급 또는 진공은 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면 중 다른 하나에 대한 압력 공급 또는 진공과 다르므로, 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면 사이의 물체의 부양이 표면 사이의 원하는 갭에 따라 조정될 수도 있다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 실질적으로 편평한 물체를 접촉 없이 이송시키는 시스템이 제공되며, 시스템은 하나 이상인 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면, 상기 하나 이상인 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면에 대해 물체를 구동하기 위한 구동 기구, 상기 하나 이상인 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면 상에서 물체를 로딩 또는 언로딩하는 중에 물체를 조종하기 위한 핸들링 수단, 물체의 위치, 배향, 근접성 및 속도를 포함하는 특성 그룹으로부터 선택되는 특성을 감지하기 위한 감지 수단 및 상기 하나 이상인 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면에 걸쳐 물체의 위치, 배향 및 주행 속도를 제어하고 시스템과 인접하는 프로세스 라인과 연통하는 제어기를 포함하고, 각각의 지지 표면은 하나 이상인 복수의 압력 출구 및 하나 이상인 복수의 소기 채널을 가지는 하나 이상인 복수의 기본 셀을 포함하고, 각각의 압력 출구는 압력 유동 제한부를 통해 고압 저장조에 유체 연결되고, 압력 출구는 압력 유도력을 발생시키기 위해 가압된 공기를 제공하여 물체 및 지지 표면 사이의 공기 완충을 유지하고, 압력 유동 제한부는 특징적으로 유체 복귀 스프링 작용을 나타내며, 각각의 상기 하나 이상인 복수의 소기 채널은 입구 및 출구를 가지고, 입구는 질량 유동을 국부적으로 배출하기 위해 진공 상태하에서 대기압 또는 그 이하로 유지됨으로써 균일한 지지 및 국부 자연 반응을 얻는다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 로딩 및 언로딩 구역이 제공된다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 시스템은 수 개의 일측면 형태의 적어도 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면을 포함한다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 수 개의 일측면 형태인 상기 적어도 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면 중 하나는 물체의 편평화를 제공하는 PV 지지 표면을 포함하고, 물체 상에서의 처리는 상기 PV 지지 표면의 중심 구역에서 실행된다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, PV 지지 표면에는 기본 셀의 5 내지 15 길이 정도의 이완 길이를 가지는 PV 지지 표면의 에지 상에 이완 구역이 제공된다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 상기 하나 이상인 적어도 한 개의 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면 중 하나 이상인 복수개의 양면 형태를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 상기 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면 중 양면 형태인 적어도 하나는 높은 편평화 성능을 위한 PP형 양면 지지 표면을 포함한다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 두 개의 실질적으로 대향하는 지지 표면 중 양면 형태인 적어도 하나는 높은 편평화 성능을 위한 PV형 양면 지지 표면을 포함한다.

본 발명을 용이하게 이해하고 실제 적용예를 인식하기 위해 다음의 도면들이 제공되고 참조된다. 도면들은 단지 예시이며 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 제한하지는 않는다. 유사 부품들은 유사한 도면 부호로 도시된다.

본 발명에 관한 중요한 구성은 공기 완충이 “활성” 플랫폼에 의해 제공되는 경우이고 그에 대한 물체는 운동없이 지지되거나 그 플랫폼에 대해 이송되는 것이다. 일반성에 손상없이, 본 명세서에서 설명되는 대부분의 경우에, 이러한 구성이 보통 언급되지만, 플랫폼이 수동이고 공기 완충을 발생시키는 그 자신의 “활성 표면”을 갖는 물체에 의해 공기 완충이 발생되는 다른 가능한 구성이 본 발명에 의해 포함된다고 고려된다. 이하, 제2 구성은 “활성 캐리지 구성”으로 언급된다.

본 발명은 다양한 형태의 공기 완충을 이용하는 신규한 비접촉식 플랫폼 또는 장치를 개시한다. 단일 에어역학적 건축 블록은 다양한 형태의 공기 완충, 즉, 복수의 유체식 복귀 스프링의 용도를 확정된 고성능 비접촉식 플랫폼에 연결시킨다. 공기 완충 지지 시스템의 더 우수한 성능을 위해, 전체 활성 표면으로부터 에어의 소기를 처리하는 것이 중요하다고 주장된다. 일반적으로, 다음 형태의 공기 완충이 개시되고, 각각은 상이한 방식으로 에어의 소기를 처리한다.

압력-에어(PA) 타입 공기 완충

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, PA 타입 공기 완충은 복수의 압력 포트 및 소기 배출구를 구비한 활성 표면을 사용하여 발생되고, 여기서 에어는 주위로 소기되는 것이 허용된다. PA 타입 공기 완충은 물체 본체중량에 의해 적재되고, 여기서 물체는 중력에 균형을 맞춘 비접촉식 플랫폼에 의해 지지된다. PA 타입 플랫폼은 일반적인 경우 평탄하고 및/또는 얇고 및/또는 넓은 형식인 물체가 고정식으로 지지되거나 또는 임의 구동 기구에 의해 이송되는 양쪽 경우에 비접촉식 지지부를 제공한다. 물체의 측방향 크기는 보통 후술되는 PA 플랫폼의 “기본 셀”의 크기보다 훨씬 크다. “본체중향 적재”는 소정의 평형 유동 간극(이후 εn으로 나타내는 공기 완충 공칭 간극으로 언급됨)에서 PA 타입 공기 완충의 에어역학적 강성(이후 AD 강성으로 언급됨)이 물체 중량에 의존하는 것을 의미한다. “AD 강성”은 (물체의 하부면과 비접촉식 플랫폼의 활성 표면 사이의) 공칭 간격을 변화시킬 때 자기 적응 방식으로 공기 완충에 의해 발전되는 힘의 양을 의미한다. AD 강성은 본 발명의 목적용으로 grams/cm2/㎛로 측정된다.

PA 타입 공기 완충은 플랫폼의 활성 표면과 지지되는 물체 하부면 사이의 협소한 간극에서 발생된다. 에어는 유동 레지스터가 구비되고 바람직하게는 과도한 에어가 주위 환경으로 소기되는 복수의 소기 구멍(14)을 구비한 혼합된 반복성 형태에 2차원 방식 또는 선택적으로 배열되는 복수의 유압 포트(12)에 의해 공기 완충에 도입된다. 도2a는 매우 실용적인 전형적 장방형 형태를 도시하고, 또한 PA 타입 공기 완충의 반복성 “기본 셀”(10)을 한정한다. 기본 셀의 크기는 공중부양 물체의 측방향 크기에 대해 선택되고, 일반적으로 압력 포트의 해상도와 소기 배출구(이하 모두 구멍으로 언급됨)가 임의 시간에 복수의 구멍이 공중부양 물체에 의해 덮여지는 것이 바람직하다. 국부적 특성에 균일한 지지를 하기 위해, 복수의 기본 셀이 물체를 지지하기 위해 2차원 방식으로 분산되는 것이 바람직하다. PA 타입 공기 완충은 도1에 도시된 바와 같이 (전류가 질량 유동 속도인 경우, 레지스터는 유동 규제기이고, 전기 전압은 압력이다) 유사한 전기 회로에 의해 설명될 수 있다. 이하 유동 규제기용으로 사용되는 “레지스터 심볼”이 단지 심볼적 의미라고 강조되어야 하고 양호한 SASO 노즐과 같은 유동 규제기의 상세한 실시예가 WO 01/14782, WO 01/14752 및 WO 01/19572에 개시되어 있으며, 이는 본 명세서에 참조로 병합되어 있다. 이 도면과 관련해서, Rnoz는 유체식 복귀 스프링(이하 FRS로 언급됨), 비접촉식 플랫폼의 유동 규제기를 나타내고, 본 발명의 양호한 실시예에 관해서, SASO 노즐은 FRS 유동 규제기로 가해진다. Rac는 동력 특성을 가진 공기 완충의 에어역학적 저항(또는 간략히 AD 저항)을 나타낸다. Pin은 공급 압력이고, Pac는 유동 저항기에 의해 공기 완충으로 도입되는 압력이고, Patm은 대기 또는 주변 압력이고 ΔP는 유동 규제기(Rnoz)를 따르는 압력 강하이다. MFR은 질량 유동 속도이다. 이 분석은 PA 타입 공기 완충의 유동이 두 개의 일련 유동 규제기(Rnoz 및 Rac) 에 의해 제어되는 것이 명료해진다. Rnoz은 입구 및 출구 압력(Pin, Pac)에 의존하는 MFR에 의해 특징지어지는 SASO 노즐과 같은 고체 규제기이다. Rac는 각각의 특정 도안의 (1) 에어역학적 기하학적 매개변수에 의존하는 규제기이다. 이는 복수의 FRS 유동 규제기의 해상도와 플랫폼의 활성 표면에(또는 주변 유동 규제기들 사이의 전형적 거리) 상세한 유동 규제기 출구와 같은 매개변수를 포함한다. (2) 작동식으로, Rac는 부분적이고 일시적인 공기 완충 간극에 의존하여 Rac는 에어역학적 저항이 공기 완충 간극에 의존하는 동적 유동 저항기이다. 따라서, 물체가 플랫폼의 활성 표면을 대향하고 공기 완충이 설정될 때, MFR 뿐 아니라 공기 완충(Pac)에 도입된 압력은 또한 임의 다른 이유로 인해 또는 운동중에 있는 물체와의 상호작용으로 또는 외부 압력에 의해 오프셋될 수 있는 공기 완충 간극에 의해 제어된다. 공기 완충 간극의 오프셋은 부분 방식으로 또한 고려되어야 한다.

기능적으로 PA 타입 공기 완충은 중력과 관련된다. 평정한 평형 상태에서(도2b참조, 평형인 경우), 예를 들어, 대략 1/2의 압력 공급(Pin)이 공기 완충(Pac)에 도입되고 이에 따라 ΔP가 유사한 수치인 경우, 물체는 공기 완충에 의해 발전되는 평균 압력(ΣFp)이 중력에 균형을 맞추는 εn에서 PA 타입 공기 완충에 의해 물체는 지지된다. 실제 설치는 공급된 압력의 약 30% 내지 70%가 압력 출구를 통해 활성 표면으로 이송되는 압력 유동 규제기를 포함한다. 간극을 폐쇄시킬 때(도2b참조, 오프셋 다운인 경우), 공기 완충(Rac)의 에어역학적 저항이 증가되어 MFR이 감소되기 때문에 일부의 ΛP가 배출될 때 더 많은 압력이 유동 규제기(Rnoz)에 의해 공기 완충으로 도입된다. 결과적으로, 2차원 스프링과 같이 증가된 ΣFp가 εn에서 평형상태 위로 물체를 푸쉬한다. 반면, 간극을 개방할 때(도2b참조, 오프셋 업인 경우), 공기 완충 에어역학적 저항(Rac)이 감소되고 Pac가 감소되고 MFR 및 ΛP가 증가된다. 결과적으로, 중력은 물체를 εn 아래로 당긴다. 비대칭 반응이지만 이것이 2차원 거동일 때, PA 타입 공기 완충의 AD 강성은 물체 중량과 동일한 상승력만이 물체를 플랫폼에서 떨어지게 하는데 필요하기 때문에 일방향 특성으로 이후 언급되지만, 플랫폼의 활성 표면과 접촉하도록 그것을 하방으로 푸쉬할 때, 물체 중량보다 몇 배 더 클 수 있는 에어역학적 저항력이 비접촉식을 보증하도록 PA 타입 공기 완충에 의해 가해진다.

PA 타입 비접촉식 플랫폼은 물체 본체 중량에 의해 적재된다. 일반적으로, 공기 완충으로 도입된 압력이 더 높을 때, AD 강성은 강화된다. 이는 공기 완충 강성, 안정적이고 제어하기 용이한 플랫폼 면에서 제대로 기능하는 비접촉식 플랫폼이 물체가 무거운 경우 달성되고, 비교적 높은 압력(Pac)은 중력에 균형을 맞추기 위해 공기 완충에 도입되어야 하는 것을 의미한다. “비접촉식 보증의” 안정 특성은 유동 규제기(Rnoz) 내측의 ΛP를 증가시키기 위해 큰 압력 공급(Pin)을 이용함으로써 달성될 수 있어서 Rnoz는 큰 AD 저항이어야 한다. 이러한 작동 조건에서, 물체 중량에 대해 발전된 높은 복귀력의 전위는 더 많은 공기 완충 간극을 폐쇄하는 경우 달성된다. εn으로부터 이러한 큰 오프셋에서, ΔP는 방출되고 Pac는 상당히 증가된다. 결과적으로, 물체 중량보다 몇 배 클 수 있는 큰 FRS력이 발전되고 비접촉을 보증한다. 비접촉을 보증하도록 ΔP 전위의 대부분을 감소시키기 위해 Rac의 AD 저항이 간극이 협소해지면서 빠르게 증가하기 때문에 간극을 폐쇄하는 것이 필요하지 않다는 것을 PA 타입 공기 완충에 대해 언급되어야 한다. 전형적으로, PA 타입 공기 완충의 공칭 평형상태 플로팅 간극(εn)은 본 명세서에서 언급된 많은 출원에 대해 50 내지 1000㎛의 범위에 있고, 여기서 원하는 εn이 낮으면 필요한 MFR 공급이 더 작다.

웨이퍼 또는 FPD와 같은 평탄하고 얇은 저중량 물체를 이송하거나 지지하는 것이 요구될 때, 우수하게 기능하는 공기 완충 지지물은 단순히 (초경량) 본체중량 적재에 관련되지 않아야 한다. (큰 측방향 크기와 관련된) 어느 정도 가요성이 있는 이러한 물체는 전형적으로 대략 0.3gram/cm2의 본체중량 분산을 갖는다.(따라서 0.3 밀리바아의 평균 압력이 이러한 평탄한 물체를 지지하는데 충분하다.) 인쇄류 매체를 지지하는 경우, 본체중량은 훨씬 작아질 수 있다. 이는 우수하게 기능하는 비접촉식 플랫폼을 제공하기 위해, 물체 중량에 대해 매우 큰 작동 압력이 공기 완충에 도입되어야 하지만 여전히 평균 지지 압력이 이러한 저중량 물체를 지지하는데 매우 작아야 한다는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명의 양호한 실시예에 대해, “핑거 터치” 접근은 PA 타입 공기 완충을 기초로 한 고성능 및 우수하게 기능하는 비접촉식 플랫폼을 제공하도록 도입된다. “핑거 터치” 접근은 비접촉식 플랫폼의 활성 표면에 소기 구멍을 분산시키거나 또는 소기 홈을 생성함으로써 또는 둘다에 적용된다. 국부적 에어 소기의 목적은 유동 규제기 각각의 출구 바로 근처에 대기압을 도입시키는 것이고, 이는 비접촉식 플랫폼에 균등하게 분산된다. 이러한 방식으로, 공칭 조건에서, 공기 완충에 도입되는 압력은 유동 규제기 출구의 각각의 둘레에 작은 유효 구역에만 높고 원주방향 방식으로 빠르게 쇠퇴하고, 외부 유입 유동은 최근접 소기 구멍을 통해 대기로 국부적으로 소기된다. 유동 규제기 및 소기 구멍(또는 홈) 모두가 임의의 잘 조직된 방식으로 분산될 때, 균질의 지지물이 얻어진다. 예를 들어, 유동 규제기가 (가상의) 백색 사각형의 중심에 위치되고 소기 구멍이 (가상의) 흑색 사각형의 중심에 위치되는 체스판 형식을 사용하는 것이 매우 효과적이다(도2a 참조). 이러한 배열로, 공기 완충은 고압의 지지 핑거를 갖는 네일 모판형이 되고 비접촉식 플랫폼의 활성 표면이 공칭 조건에서 상당한 지지물에 기여하지 않는다.

“핑거 터치” 접근을 실해하는 PA 타입 공기 완충의 기능을 설명하기 위해, 참조는 도2b에 형성된다. “핑거 터치” 접근이 가해질 때, PA 타입 공기 완충의 AD 강성은 상당히 강화된다. 공기 완충 공칭 간극(εn)을 폐쇄하려 할 때, 공기 완충은 역학적으로 두 개의 상보적 태양으로 반응하고, 우선, FRS 유동 규제기는 유동 규제기의 높은 ΛP가 방출되고 공기 완충(Pac)에 도입되는 압력이 상당히 증가되는 부분에 제공된다. 동시에, (유동 규제기의 출구 주위의 모든 국부적 유효 구역의 기여부인) 전체 유효 영역은 빠르게 증가된다.(도2b 참조, 오프셋 다운인 경우) 압력 연장된 재분산이 유동 규제기의 출구 근처에서 발생하고, 여기서 εn으로부터 오프셋 다운과 같이 더 많은 영역이 점유된 출구 주위의 고압이 더 커진다. 따라서, AD 강성은 공기 완충 내측의 압력 재분산 및 FRS 유동 규제기 둘 다로 인해 상당히 증폭된다. 핑거 터치 접근의 실행 및 이러한 접근과 관련된 유효 영역 자기 적응 반응의 유용한 이용은 물체 본체중량으로부터 분리되는 거동을 제공한다. 더욱이, 저중량 물체를 지지하는 데 요구되는 평균 압력의 100 내지 1000 배 이상과 같이 클 수 있는 고압 공급을 사용하는 경우(예를 들어, Pin은 대략 0.3gram/cm2의 본체중량의 물체에 대해 30 내지 300 밀리바아일 수 있다), 비접촉이 보증되고 안정적이고 제어하기 용이한 비접촉 플랫폼이 달성된다. 이는 또한 매우 높은 상부방향의 국부적 힘을 발생시킴으로써 간극의 국부적 변화에 국부적으로 저항할 때 물체가 아주 완전히 평탄하지 않는 경우 국부적 접촉의 위험을 감소시킨다. 핑거 터치 접근은 또한 저중량 물체를 지지하는 경우 상당히 중요하다. 핑거 터치 접근은 또한 무거운 물체를 지지하는 것이 목적일 때 특히 “비접촉 보증” 요구사항의 안전 인자에 대해 PA 타입 공기 완충 성능이 국부 특성 성능면에서 가치가 있어야 하는 경우에 상당한 장점을 제공한다.

“핑거 터치” 접근법을 적용할 때, PA형 공기 완충의 비접촉 지지가 본질적으로 물체 본체중량에 민감하지 않다는 것을 강조하는 것은 중요하며, 따라서 물체 중량이 증가함에 따라, εn에 있어서 얻어진 변화는 작다(물체가 다소 하강한다). 잘 설계된 비접촉 PV형 플랫폼은 또한 물체의 횡방향 치수에 낮은 민감도에 대한 요구를 준수해야만 한다. 물체가 플랫폼 활성 표면에 대해 작은 횡방향 치수를 갖는 일반적인 경우에서나, 또는 물체가 플랫폼 위로 이동하고 활성 표면의 일부(심지어 상당한 부분)가 일시적으로 덮이지 않은 때, PA형 플랫폼은 잘 기능을 해야한다. PA형 공기 완충은 플랫폼 활성 표면의 상당한 부분이 덮이지 않은 때, 공급 압력(Pin)의 미미한 횡방향 변화로 인한 εn에 있어서 단지 미소 변화만의 그러한 요구조건을 제공한다. 우선 그리고 그러한 저민감도 지지를 제공하는 가장 효과적인 방법은 초과 질량 유동을 방지하는 SASO-노즐과 같은 유동 제한기의 사용이며, 상술된 SASO-노즐의 공기역학적 차단 기구가 상기 덮이지 않은 영역에서 유동을 현저하게 제한한다. 둘째로는, (a)높은 Pin을 갖는 작업을 가능하게 하는 “핑거 터치” 접근법과, (b)큰 △P를 사용하기 위해 (SASO-노즐과 같은) 커다란 AD 저항을 갖는 복수의 유동 제한기의 사용과 직접적으로 관련이 있다. 실제적으로, 양쪽은 유동 제한기에 공급하는 압력 저장조 내부에 횡방향 구배를 방지하고, 따라서 각각의 유동 제한기는 저장조 압력에 영향을 주는 상류에 의해 어떤 상호작용 없이 개별적으로 다른 기존의 제한기와 함께 작동한다.

본 발명의 Pa형 플랫폼의 다른 중요한 특징은 어떤 광범한 영향 없이 균일한 공기 완충 지지 및 국소 특성의 자가 적응 거동을 특징으로 하는 “국소 균형” 고 품질 지지이다. (a)지지된 물체가 넓은 형태이고, 평평하고 얇으며 선택적으로 어느 정도 가요성일 때(200 ×180cm FPD 또는 웨이퍼와 같은), (b)지지된 물체가 SASO-노즐과 같은 복수의 유동 제한기를 구비하는 PA형 비접촉 플랫폼에 의해 그러한 물체를 지지하거나 반송하도록 의도될 때, (c)유동의 어떤 국소 배출이 없을 때, 물체는 광범한 기능 부전 방식으로 지지된다. 그 경우에 있어서, 유동은 활성 영역의 에지에서만 배출될 수 있고, 에지는 플랫폼의 활성 영역 및 물체 하부 표면 사이의 사실상 동적 중복 영역이며, 그러므로 중앙 지지 영역으로부터의 횡방향 유동이 반드시 존재하고 따라서 공기 완충 지지는 본질적으로 비동질성을 띤다. 그 경우에 있어서, (a)중앙 영역에서 발생된 Pac는 활성 영역의 에지에 근접하여 얻은 Pac보다 높고, 그러므로 (b)물체가 (물체의 횡방향 치수에 대하여) 가요성일 때, 차원 특성의 비균일 부양 간극이 형성되어 물체를 상당히 볼록하게 변형시키며, 중심 영역은 부양된 물체의 에지에서 부양 간극에 대한 보다 높은 부양 간극까지 상승된다. 따라서, (c)중앙 영역에서 AD 강성은 Pin = Pac일 때, 현저하게 열화되거나 심지어 사라지기도 하고, (d)물체의 중앙 영역이 과도하게 상승될 때, 훨씬 많은 MFR이 공기 완충을 유지하기 위해 필요로 한다. 따라서, 기능 부전 비동질 비접촉 플랫폼이 얻어지며, 부양된 물체에 손상줄 수 있는 상황이 얻어지거나, 작은 허용 공차 내에서 물체의 평면도를 유지하기 위한 요구조건을 만족시키지 못할 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 잘 기능하는 PA형 비접촉 플랫폼은 “국소-균형” 접근법을 채택함으로써 얻어질 수 있고, 구멍 및/또는 홈에 의해 국소 배출을 이용함으로써 이행된다. 국소 배출이 형성되고 유동 제한기가 국소 특성의 유사한 기본 셀의 반복된 패턴으로 균일하게 배열될 때, “국소 균형” 균일 PA형 공기 완충 지지를 제공하며, 보다 작은 기본 셀이 있을 때, 보다 균일한 공기 완충 특성이 있다. 그러한 국소 균형 상황에 있어서, 각각의 유동 제한기로부터 유출하는 유동은 인접 배출 요소를 통해 배출된다. 따라서, 국소 균형 접근법에 따라 설계된 PA형 비접촉 플랫폼은 기본 셀의 치수가 그 에지 영역을 배제하는 실제적인 활성 영역에 대해 실질적으로 보다 작은 한, 강성, 압력, 힘 및 MFR이 동일하게 분배되어 잘 기능을 하는 공기 완충이다. 국소 균형 접근법은 물체에 어떠한 손상 없이 동질의 지지와 요구된 공차 내에서 물체의 평면도를 유지하는 능력을 제공한다.

국소 균형 및 핑거 터치 접근법 모두는 국소 배출 구멍 또는 출구를 마련함으로써 이행된다. 본 발명의 몇몇 양호한 실시예에 대하여, 기본 셀은 (a)각각의 압력부에 대한 하나의 배출 통기구를 포함할 수 있다. 이미 기술된 체스형 배열(도2a를 보라). 기본 셀은 (b)각각의 압력부에 대해 하나 이상의 배출 구멍을 포함할 수 있고, 기본 셀은 (c) 각각의 배출 구멍에 대해 하나 이상의 압력부를 포함할 수 있다. 배출 홈도 역시 고려될 수 있고, (d)활성 표면 플랫폼의 에지에 단부를 구비한 표면 홈, 및/또는 (e)제한된 개수의 표면 홈 내부에 배출 구멍을 마련한다. 배출은 플랫폼의 활성 표면을 통해 부분적으로 또는 단독으로 달성될 수 있다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 대하여, (a)(일차원 방식으로) 비접촉 플랫폼의 활성 표면을 몇몇의 분리된 신장된 활성 표면으로 분할하는 것은 선택이며, 따라서 내부 활성 표면에서 국소 배출은 각각의 신장된 활성 표면의 에지를 통해 적어도 부분적으로 얻어질 수 있다. (b)비접촉 플랫폼의 표면은 역시 2차원 방식으로 분할될 수 있으며, 활성 표면은 에지를 통해 내부 배출을 제공하기 위해 몇몇의 분리된 직사각형 부표면으로 분할된다.

PA형 플랫폼은 임의의 실용적인 방법으로 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, (1)비접촉 PA형 플랫폼에 대해 직사각형 형상을 형성하는 것이 실용적이며, 예컨대 플랫폼이 FPD를 반송하거나 지지하도록 사용될 때 플랫폼은 보다 큰 비접촉 시스템의 한 섹션이 될 수 있다. (2)PA형 플랫폼이 원형 활성 표면 형상으로 지지하기 위해 제공될 수 있고, 예컨대 웨이퍼가 정지 상태거나 회전 운동 상태인 양쪽의 경우의 웨이퍼이다. FPD와 같은 직사각형 물체가 비접촉 지지되고 임의의 기계적 수단에 의해 재배향된 상기 물체를 갖는 부시스템을 회전시키기 위한 원형 PA형 플랫폼을 사용하는 것은 역시 유리할 수 있다.

플랫폼의 활성 표면에서 압력부의 개수 또는 기본 셀의 해상도는 제조 비용에 영향을 미친다. 고 해상도는 높은 수준의 동질적인 지지를 제공하지만 강성이 약화될 수 있다. 그러므로 해상도는 예측 지지된 물체의 횡방향 치수에 대해 지정되어야 되고, 또한 그 횡방향 치수 및 폭에 직접적으로 관련 있는 탄성 특성이다. 따라서, 해상도는 특정 응용예의 요구조건에 대해 유념하여 지정되어야 한다. 본 발명의 다른 양호한 실시예에 대하여, (a) 몇몇의 경우에 있어서, 사양이 요구하는 곳에서 국소적으로보다 나은 성능을 제공하기 위해 플랫폼 활성 표면의 오직 일부에만 해상도를 증가시키는 것이 추천되고, (b)활성 표면의 에지에 근접한 해상도를 증가시키는 것이 추천됨으로써, 에지 영역 성능을 개선하기 위하여 (에지에 법선 방향인 횡방향으로 공기 완충이 감소하는) 에지 효과의 횡방향 스케일을 감소시킨다. 전형적으로, PP형 플랫폼에 대한 10 내지 60mm 범위로 이격된 구멍들이 가장 실용적인 응용예를 포함한다. 본 발명의 다른 양호한 실시예에 있어서, PA형 플랫폼의 활성 표면의 에지에 근접한 영역에 공급하는 압력은 에지의 국소 성능을 향상시키기 위하여 플랫폼의 잔여부에서 보다 크다. 전형적으로, 400 내지 2000 유동 제한기가 제곱미터(m2) 마다 사용되고 약 1000밀리바아의 압력 공급에서 각각의 유동 제한기의 MFR은 넓은 형태의 활성 영역에 대해 0.2 내지 0.8 Nlit/min의 범위에 있고, 따라서 요구되는 전반적인 MFR은 작업 비용-성능에 대하여 상당히 작다.

특히, 본 발명의 다른 양호한 실시예에 대하여 물체가 PA형 플랫폼에 의해 반송되거나 정지 상태로 지지되는 동안 처리 공정이 일어날 경우, PA형 플랫폼 활성 표면은 처리를 돕기 위해 둘 이상의 섹션으로 분할될 수 있다. 두 섹션 사이에 생성된 공간은 이동 방향에 걸쳐 일반적으로 (물체의 탄성에 따라) 물체 본래의 평면도를 해치지 않으면서 10 내지 100mm만큼 넓을 수 있다. 부표면은 또한 임의의 실용적인 원인에 대해 2차원적 방식으로 생성될 수 있다. 그러한 교차 공간은 하기의 방식으로 유용하게 될 수 있다:(1)처리 공정이 정지되어 있거나 연속적으로 이동되거나 점진적 움직임으로 이동하는 물체의 상부 표면상에 발생될 때 공간의 하부 측으로부터 처리 공정을 돕는 것이 가능해진다. 조명 또는 이미지화를 위한 임의의 광원, 임의 동력의 레이저 비임의 도움뿐만 아니라 방사 또는 뜨거운 공기 유동에 의한 가열은 단지 몇몇 실용적인 예일 뿐이다. (2)상기 공간은 물체가 비접촉 플랫폼 상으로 반송되는 동안 물체의 상부 및 하부 표면에서 이중 처리 공정을 선택적으로 동시에 수행하기 위한 옵션을 제공한다. 게다가, (3)저비용 반송 시스템이 고려될 때, 물체 하부 표면의 오직 부분(20 내지 60%)에 비접촉을 제공하기 위한 부분적인 활성 표면은 적절하고 매우 비용 절약될 수 있다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 대하여, (a)물체가 그 기능성을 변화시키고 임의의 실용적인 이유로 접촉 상태의 물체 아래로 진공 테이블을 유지하게 되는 시간의 일부 하지만 그 잔여 시간에 물체가 비접촉인체 지지되거나 반송되는 시스템을 생성하는 것이 가능하다. 그것은 플랫폼 활성 표면의 구멍에 압력 대신에 진공을 도입함으로써 수행 가능하다. 그러한 시스템은 접촉하지 않고 물체를 지지 또는 반송할 수 있고, 또는 진공에 의해 접촉상태의 물체를 잡을 수 있고, 물체는 덮이지 않은 활성 영역 내의 MFR을 효과적으로 제한하는 SASO 노즐과 같은 유동 제한기에 의해 제공되는 공기역학적 차단 기구로 인하여 플랫폼의 활성 영역보다 훨씬 작다. 다시 압력으로 절환할 때, 추천된 SASO 유동 제한기는 원활한 해체 처리 공정을 제공하기 위해 유동을 급속히 제한한다. (2)그런 원활한 처리 공정은 비접촉 랜딩 및 해체 기구로서 진공 테이블 시스템에 적용될 수 있다. 그것은 로딩 상태일 때 압력으로 절환하고, 처리 공정 중 접촉한 상태의 물체를 랜딩 또는 유지하기 위해 진공으로 절환하며, 언로딩 상태에서 물체를 원활하게 해체하기 위해 압력으로 다시 절환함으로써 형성된다. 진공 및 압력 사이의 절환은 압력 저장조를 구비한 소체적 일체식 다기관을 사용할 때 급속히 수행될 수 있다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 대하여, 고성능 PA형 공기 완충이 예컨대 (종종 화강암으로 제조된) 무거운 스테이지 또는 캐리어를 지지하기 위해 (일반적으로 몇몇 에어 베어링 패드를 이용하는 에어 베어링 비접촉 기술에 대한 저비용 대체 기술로서) 사용될 수 있고, 일반적으로 반도체 산업 또는 FPD 제조 라인에 알려진 생산라인의 처리 공정 기계로 알려질 수 있다. 조작적으로, 에어 베어링 및 공기 완충 사이의 차이는: (1)공기 베어링 실용적 부유 간극은 3 내지 20 마이크로미터의 범위인 반면에 PA형 공기 완충의 전형적인 범위가 50 내지 1000 마이크로미터이고, 따라서 에어 베어링은 두 개의 극히 부드러운 대면 표면이 포함될 때 적용될 수 있다. (2)공기 베어링 장치는 높은 작동 압력(1 내지 10바아, 그러나 많은 경우에 있어서 대기압 이상에서 약 5바아)을 사용하는 반면에, PA형 공기 완충 작동 압력은 훨씬 낮고, 전형적으로 10 내지 500밀리바아의 범위 내이다. 우리가 지금까지 PA형 플랫폼의 평평한 형상만을 고려했지만, 그런 인용예에 대한 활성 표면은 자가 적응 공기역학 특성상 횡방향 움직임을 피하기 위해 자연적으로 안정한 비접촉 기구를 형성하기 위하여 (신장된 활성 표면이 고려될 때) 횡방향으로 “v"형상이 될 수 있거나 원통형 형상이 될 수 있다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 대하여, 압력이 각각의 섹터에서 개별적으로 제어되는 부채꼴 압력 다기관을 사용하는 것이 가능하다. 그것은 공기 완충에 도입된 압력(Pac)의 국소 제어를 제공하거나, 또는 대안으로 말하면, 그것은 공칭 간극 εn을 조정하기 위한 기구를 제공하고, 따라서 평면도 정확도는 국부적으로 개선될 수 있다. 비접촉 플랫폼은 일차원 또는 이차원 배열로 섹터에 대한 임의의 실용적인 구획을 포함한다.

압력 체적(PV)형 공기 완충

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, PV형 공기 완충은 복수의 압력 포트와 진공 공급원에 연결된 배출 출구를 구비한 활성 표면을 사용하여 생성되며, 따라서 초과 공기는 진공에 의해 배출된다.

본 발명의 비접촉식 플랫폼의 다른 양호한 실시예에 따르면, PV형 에어-쿠션이 도입된다. 이는 물체가 PV형 에어-쿠션에 의해 그립되면서 정지 상태 또는 이송시에 정확하게 지지되는 진공 예하중 에어-쿠션이다. PV형 에어-쿠션의 AD 강성도는 본질적으로 양방향성을 갖고, 이는 물체의 무게에 종속되지 않을 수도 있다. 양방향성 강성은 비접촉식 플랫폼의 작동 표면을 향하여 물체를 가압하려고 할때나 또는 이를 표면으로부터 멀어지게 당기려고 할 때, 물체의 무게보다 훨씬 클 수 있는 AD 힘은 자체 적응 방식으로 이 물체가 평형 공칭 간격으로 후퇴하도록 한다는 것을 의미한다. 물체 치수는 플랫폼의 작동 표면보다 훨씬 작을 수 있다. 따라서, 작동 영역을 물체가 존재하는 플랫폼의 작동 표면 상의 영역으로 부른다.

PV형 에어-쿠션은 압력 도관(18)의 출구가 각각의 화이트 스퀘어(white square)의 중심에 위치되고 진공 흡입 도관(20)의 출구가 각각의 블랙 스퀘어의 중심에 위치되는, 도4a에 도시된 바와 같이 비접촉식 플랫폼의 작동 표면 위에 종종 반복가능한 체스판 형식으로 배열되는 2가지 형식의 도관을 대개 포함한다. PV형 비접촉식 플랫폼의 반복식 “기본 셀”(16)이 이 도면에 또한 도시된다. 압력 도관은 공기역학적 차단 기구를 실행함으로써 비접촉식 플랫폼의 FRS 국부적 이동을 제공하고 고정하도록 유동 제한기, 양호하게는 SASO-노즐이 항상 개별적으로 구비된다. 플랫폼의 작동 표면이 완전히 덮여지지 않는 경우에 균일한 압력이 공급된다. 진공 도관은 단순한 원통형 구멍 또는 선택적으로 SASO-노즐과 같은 각각의 유동 제한기가 또한 구비될 수도 있지만, 노출된 영역에서 공기역학적 차단 기구에 의해 진공 수준을 유지되도록, 압력 유동 차단 장치에 대하여 훨씬 낮은 AD 저항이어야 한다.

PV형 에어-쿠션의 압력 분포는 PV형 플랫폼의 작동 표면에 걸쳐서 분포된 압력 및 진공 도관의 체스판 형식의 배열로 정렬된다. 그립된 물체의 표면이 작은 공칭 간격(εn)에서 PA형 플랫폼의 수평 작동 표면과 대면하고 PV형 에어-쿠션이 설정되었을 때, 압력은 압력 도관의 포트 주위에 분산되고 진공은 진공 포트의 출구 주위에 분산된다. 따라서, 2개의 대향하는 힘이 물체를 그립하고, 이들 사이의 차이가 물체 무게의 밸런스를 맞춘다. 압력 및 진공 도관에 대한 다양한 AD 저항의 효과적인 사용으로 인해, PV형 에어-쿠션은, 압력(ΣFp)에 의해 유도된 총 힘이 더 짧은 영향 범위를 갖고 압력(ΣFv)에 의해 유도된 대향하는 총 힘은 더 긴 영향 범위를 갖는 작동 표면으로부터 떨어져 상이한 영향 범위에 의해 특징화된다. 본 발명의 양호한 실시예에 대하여, PV형 비접촉식 플랫폼은 불균일한 영향 범위를 제공하고, 이는 PV형 에어-쿠션에 대한 필수적인 작동 모드이다. PV형 플랫폼이 단지 한면으로부터 힘을 유도할 지라도, 사실상 이는 양방향성으로 물체를 그립하고, 자체 적응성이고 국부적인 방식으로 εn으로부터 임의의 (상 또는 하)오프셋으로 공기역학적으로 저항한다. 이러한 두드러진 거동은 이러한 비접촉식 플랫폼의 중요한 특징이고, 양 경우에 진공 도관의 AD 저항은 SASO 노즐과 같은 유동 제한기가 무조건적으로 제공되는 압력 도관의 AD 저항보다 진공 도관의 AD 저항이 훨씬 낮기 때문에, 진공 도관이 유동 제한기를 구비하는가의 여부에 달려있다. 필수적이고 가장 중요한 성질의 PV형 에어-쿠션이 되도록 양방향성 거동이 양방향성의 AD 강성도를 제공한다는 것이 강조되어야 한다.

PV형 에어-쿠션은 전기 회로(도3 참조)에 의해 유사하게 설명될 수 있다. Rnoz는 양호하게는 SASO 노즐인 FRS 유동 제한기를 나타내고, Rac는 협소한 에어-쿠션의 동적 AD 저항을 나타내고, Rvnoz는 진공 도관 내부에 선택적으로 제공된 진공 유동 제한기(양호하게는 SASO 노즐)를 나타낸다. Psup는 공급 압력이고, Pac는 에어-쿠션에 도입된 압력이다. Vsup은 공급 진공이고, Vac는 공기-쿠션에 도입된 진공이다. MFR은 질량 유량이다. ΔP는 제한기 Rpnoz를 따르는 압력 강하이다. ΔV는 만약 존재한다면(ΔV가 0이 아니라면) 제한기 Rvnoz를 따르는 진공 강하이다. 이 상사성은 PV형 공기 완충은 직렬식 유동 제한기 Rpnoz, Rac, 선택적으로는 Rvnoz에 의해 제어된다는 것을 명확하게 나타낸다. Rvnoz와 Rvnoz는 상이한 특성(이는 MFR이 압력 측에서 Psup, Pac에 달려있고, 진공측에서 Vsup, Vac에 달려있다는 것을 의미한다) SASO 노즐과 같은 상이한 고상 유동 제한기이다. MFR이 전체적으로 동일할지라도, ΔP 및 ΔV는 연속 조건을 만족시키도록 자체 적응식으로 동적으로 조정된다. Rac는 동적 에어-쿠션 간격(ε)에 의존하는 유동 제한기이다(더 상세하게는 PA형 에어-쿠션에 대한 적절한 텍스트를 참조하라). 따라서, Rac는 AD 저항이 에어-쿠션 간격에 의존하는 동적 유동 제한기이고, 공기 완충이 설정될 때 MFR뿐만 아니라 공기 완충에 도입된 진공 및 압력은 플랫폼의 작동 표면과 지지된 물체의 대향면 사이의 간격인 ε에 의해 또한 제어된다.

진공원에 연결시키지 않고 대기압에 유동적으로 연결되는 소기 통기구에 유동 제한기를 제공하여서, 에어-쿠션의 압력 나아가 물체 아래에서의 부양력이 증가될 수 있다. 이러한 유동 제한기를 “소기 유동 제한기”라고 흔히 부르지만, 본 명세서에 걸쳐 사용되는 용어 “진공 유동 제한기”를 단순화하기 위해 이를 소기 유동 제한기라고 또한 부른다.

PV형 플랫폼의 양호한 실시예에 따르면, PV형 에어-쿠션의 기능성은 중력에 관계되지 않을 수도 있다. 평형 그립 상태( εn)에서, 압력 제한기 Rpnoz (양호하게는 SASO 노즐)의 각각의 출구 주위에서 발전된 총압력 힘(ΣFp)이 상이한 유동 제한기 Rvnoz (바람직하게는 SASO 노즐)이 선택적으로 구비될 수도 있는 진공 도관의 각각으 출구 주위에서 발전되는 총 대향 진공 힘(ΣFv)와 동일한 크기 차원인 PV형 에어-쿠션에 의해 물체가 지지된다. 2개의 대향하는 힘은 물체 무게로부터 10 또는 100 이상의 인자에 의해 더 커질 수 있고, 차이 힘(ΣFp -ΣFv)은 중력과 균형이 맞춰진다. 이러한 크기에서, AD 강성도, 이에 따라 평활도 정확도 성능에 대하여 PV형 에어-쿠션의 기능성은 물체 무게와 관련없게 된다. PV형 에어-쿠션이 물체 무게에 의존하지 않는 양방향성의 AD 강성도를 갖는다는 것은 다시 한번 강조되어야 하고, 플랫폼의 작동 표면을 향하여 물체를 가압하려고 할때나 또는 이를 표면으로부터 멀어지게 당기려고 할 때, 대향하는 공기역학적 힘은 이를 그 평형 위치로 복귀시키려는 자체 적응 및 국부적 방식으로 에어-쿠션에 의해 발전다는 것을 의미하기 때문에 PV형 플랫폼의 가장 중요한 특성이다.

본 발명의 양호한 구성에 따르면, PV형 플랫폼은 중력 방향에 대하여 다음과 같은 배향으로 구성될 수 있다. (a) 수평으로 배향된 물체는 그 바닥측으로부터, ΣFp -ΣFv가 물체 무게와 평형을 이루는 PV형 에어-쿠션에 기초되는 PV형 플랫폼의 수평 작동 표면에 의해 그립될 수 있고, (b) 수평으로 배향된 물체는 그 상부측으로부터, ΣFv -ΣFp가 물체 무게와 평형을 이루는 물체 위의 플랫폼의 수평 작동 표면에 의해 그립될 수 있다. 또한, (c) 물체의 표면이 수평으로 배향되지 않거나 또는 중력에 대하여 수직으로 배향될 때 비접촉식 PV형 플랫폼의 작동 표면에 대한 협소한 간격에 물체를 그립할 수 있다.

PV형 에어-쿠션의 평형 상태를 이해하기 위하여, 물체가 복수의 압력 및 진공(상이할수도 있는) 유동 제한기가 구비되고 도4a에 도시된 바와 같이 엇갈리게 배치되는 체스판 형식으로 분산되는 PV형 플랫폼에 의해 그 바닥측으로부터 그립되는 구성을 참조한다. 유동은 화이트 스퀘어에 배치된, 양호하게는 SASO 노즐인 압력 유동 제한기의 출구를 통해 압력 Pac에서 에어-쿠션에 도입되고, 진공 Vac는 블랙 스퀘어에 배치된, 양호하게는 SASO 노즐인 유동 제한기가 제공된 진공 도관의 출구를 통해 표면으로부터 공기를 흡입한다. 평형 상태에서(평형 상태인 경우인 도4b를 참조), 도입 압력 및 진공(Pac 및 Vac)는 거의 동일하고 거의 동일하게 배분되어 동일한 유효 면적을 차지한다. 하지만, 차이 부양력(ΣFp -ΣFv)은 물체 무게와 평형을 이룬다. 이에 따라, PV 플랫폼 성능은 물체 무게와 무관하게 되고, ΣFp 및 ΣFv 는 중력보다 실질적으로 클 수 있다.

PV형 에어-쿠션의 동적 특성은 3가지 상이한 상태, 즉 오프셋 다운, 평형 및 오프셋 업에서 단면 AA(도4a 참조)을 따라 압력 분포를 도시하는 도4b에 대하여 이후에 설명된다. PV형 에어-쿠션 공칭 간격(εn)에 근접하려고 할 때, 에어-쿠션의 AD 저항(Rac)은 MFR을 감소시키면서 증가되어, ΔP의 일부가 배출됨에 따라 더 많은 압력이 유동 제한기(Rpnoz)로 도입된다. 불행하게도, Rvnoz에 의해 에어-쿠션으로 도입된 진공은 ΔP의 일부가 배출됨에 따라 또한 증가된다. 결과적으로, ΣFp 및 ΣFv 모두에서의 동일, 즉 가능성있게 동일한 증가가 있는 경우가 얻어질 수 있고, AD 강성도를 갖춘 PV형 비접촉식 플랫폼을 열화시키게 되는 결과를 가져온다. 따라서, 본 발명의 양호한 실시예에 대하여, 유동 제한기(Rpnoz)의 AD 저항은 유동 제한기(Rvnoz)의 저항보다 현격하게 커야 한다. 따라서, MFR에 대하여, ΔV는 ΔP보다 훨씬 작아야 한다. 예를 들어, 양호한 기능성의 PV형 에어-쿠션이 전형적인 Psup=200 밀리바이고 그 절반이 공기 완충으로 도입되면(이에 따라, Pac=100 밀리바이고 ΔP=100 밀리바), εn에서 높은 AD 강성도를 제공하도록 도입 진공 Vac는 (양 카운터 힘이 거의 균등하게 배분된다는 가정하에서) 100 밀리바이고, 양호한 기능성의 PV 공기 완충을 제공하도록 수치 ΔV는 ΔP의 절반 이하이고, 바람직하게는 10 % 내지 30 %이어야 한다. 실질적인 수치는 예에 대하여 ΔV는 20 밀리바, 이에 따라 Vsup=120 밀리바이다. 따라서, 압력 공급의 절대치는 진공 공급의 절대치에 대하여 1.2 내지 3의 계수에 의해 커질 수도 있다. Rpnoz 및 Rvnoz, 양호하게는 2개의 상이한 SASO 노즐에 대한, 상이한 공기역학적 저항을 사용하고, 오프셋 εn(상 또는 하)하려고 할 때, 압력은 진공 감도에 대하여 이러한 오프셋에 더 민감하게 된다. 진공 유동 제한기가 에어-쿠션 성능을 열화시키는데 영향을 미치기 때문에, 플랫폼의 작동 표면이 적어도 작동 시간의 일부동안 완전하게 덮여지지 않을 경우에, 진공 손실 및 (SASO 노즐이 사용될 때 공기역학적 차단 기구를 적용함으로써)MFR의 폐기를 피할 필요가 있을 때만 진공 도관에 유동 제한기가 제공된다. 따라서, PV형 플랫폼의 작동 표면이 완전히 덮여지지 않고 공정 또는 하중 및 비하중 상태에 귀속되는 제한이 없다면, 본 실시예의 다른 양호한 실시예에 따르면 진공 흡입 제한기에 대하여 유동 제한기를 사용하지 않는 것이 제안된다. 압력 유동 제한기(Rpnoz)에 대하여 FRS SASO 노즐(자체 적응성 공기역학적 차단 기구가 적용됨)을 사용하면, 압력 손실 및 MFR의 폐기가 또한 회피된다. 이는 SASO 노즐로 작동시키는 다른 이유이다.

압력 및 진공 도관에 대하여 상이한 유동 제한기를 사용하는 논리는 이미 상기 설명되었다. 양호한 기능성의 PV형 플랫폼의 동적 특성은 도4b에 대하여 이후에 설명된다. PV형 에어-쿠션의 동적 거동은 간극(ε)에 의해 제어된다. Rac의 AD 저항은 ε의 변화에 매우 민감하다. 따라서, 도입 압력(Pac)와 진공(Vac)에서 변화가 일어나고, 에어-쿠션 내부의 압력 분포에서도 변화가 일어난다. 특히, 내부 압력 분포에서의 변화는 AD 강성도의 증폭에 지대한 영향을 미친다. PV형 에어-쿠션이 공칭 평형 간격(εn)에서 물체를 그립하고 지지할 때, 본 발명의 바람직한 작동 모드에 대하여, 이는 Pac의 수치가 수치 Vac와 거의 동일하고 압력 부양력(ΣFp)에 의해 차지된 영역이 평형 상태를 나타내는 도4b에 도시된 바와 같이 진공 힘(ΣFv)를 억제함으로써 차지된 영역과 거의 동일하게 되는 작동 상태에서도 작동된다. 이러한 불균일한 상태에서, ΣFp 및 ΣFv가 물체 무게에 대하여 여러 배만큼 클 때, 차이 부양력(ΣFp -ΣFv)는 εn에서 높은 평활도 정확도로 부양되는 그립된 물체 무게를 안정적으로 지지한다.

PV 형 공기 완충 간극(εn)(도4b, 하향 오프셋된 경우 참조)을 폐쇄하려고 시도할 때, 공기 완충(Rac)의 AD 저항은 MFR의 감소를 증대시키고, 따라서, ΔP의 일부가 방출될 때, 현저하게 큰 압력(Pac)이 Rpnoz에 의해 도입되며, ΔV의 일부가 방출될 때, Rvnoz에 의해 도입된 진공(Vac)은 단지 약간 증가된다. 이러한 바람직한 비균일 변화는 압력 유동 제한기(Rpnoz)의 AD 저항이 진공 유동 제한기(Rvnoz)의 AD 저항보다 현저하게 클 때 발생하고, 따라서 ΔP는 ΔV 보다 현저하게 크며, 여기서, ΔP 와 ΔV는 모두 공기 완충으로 선택적으로 이송될 압력 포텐셜이라고 지칭될 수 있다. 동시에 공기 완충 압력 분포에의 급격한 변화가 발생하며, 여기서, 도면에 도시된 바와 같이, 상승 압력(ΣFp)에 의해 점유된 영역이 현저하게 증가하고, 따라서 하향 유지 진공력(ΣFv)에 의해 점유된 영역이 현저하게 감소한다. 그 결과로서, 높은 FRS 력이 대상물을 상향 가압하여 εn으로 복귀시킨다. 반면에(도4b의 상향 오프셋된 경우 참조), PV 형 공기 완충 간극을 개방하여 εn으로부터 상향 오프셋을 생성하려고 시도할 때, 공기 완충의 AD 저항(Rac)은 감소하고, MFR은 증가하며, 따라서, ΔP가 증가될 때 현저하게 작은 압력(Pac)이 Rpnoz에 의해 도입되고, ΔV가 약간 감소될 때 Rvnoz에 의해 도입된 진공(Vac)은 단지 약간만 증가된다. 동시에 압력 분포에 대한 현저한 변화가 발생하고, 여기서, 압력(ΣFp)에 의해 점유된 영역은 현저하게 감소되고, 따라서 도면에 도시된 바와 같이, 진공력(ΣFv)에 의해 점유된 영역은 현저하게 증가된다. 그 결과로서, 높은 FRS 력이 대상물을 하향으로 당기고, εn으로 복귀시킨다. FRS 력은 자가 조정식이며 지역적 특성이라는 것이 강조되어야 한다.

PV 형 비접촉 플랫폼의 활성 표면에는 공기를 공기 완충에 유도하기 위한 복수개의 압력 유동 제한기와 배출 유동을 흡입하기 위해 상이한 유동 제한기를 선택적으로 설비한 진공 도관이 모두 제공된다. 선택적으로, 이들 양측 모두는 체스 테이블 반복 형식으로 배열된다. 이러한 경우에, PV 형 공기 완충은 고유한 지역적인 균형 특성이다. 따라서, 실행의 모든 태양에서 균일한 파지가 자연적으로 제공되고, 따라서 비구형 효과(no-global effect)가 발생한다. 그러므로, 극도로 큰 치수의 물체가 실제적으로 정지되어 지지되거나 임의의 구동 시스템에 의해 이송될 때 이를 파지하기 위해 필요한 만큼 넓은 PV 형 비접촉 플랫폼을 제공하는 것이 가능하다. PV 형 공기 완충의 기본 셀(도4a 참조)의 치수가 대상물 측방향 치수에 대해서 현저하게 작은 경우에 지역 특성 및 균일성은 유효하고, 플랫폼의 활성 표면의 에지에 근접한 영역에서는 지역성 및 균일성이 더 이상 유효하지 않다는 것이 강조되어야 한다. 에지 효과의 피해를 감소시키기 위해서, 본 발명의 다른 양호한 실시예에 대하여, 활성 표면의 에지 근방에서의 해상도를 증가(즉, 구멍의 밀도를 증가)시키고, 따라서 측방향 스케일 상에서 에지 효과를 감소시키는 것이 바람직하다(공기 완충은 에지에 수직인 방향으로 쇠퇴한다). 유사하게, 본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, 압력 매니폴드 내에서 차등이 이루어지고, 활성 표면의 에지에 근접한 영역으로의 압력 공급은 PV 형 플랫폼의 내부 영역으로의 압력 공급보다 클 것이다.

진공 예비 부하의 이행으로 인해, PV 형 공기 완충은 이방성의 AD 강도(stiffness)를 제공하며, 이는 이를 전방으로 가압하려 할 때나 비접촉 플랫폼의 수평 활성 표면으로부터 이를 집어 이격시키려고 할 때 자가 조정식 및 지역 방식에서 εn의 소정의 변화를 가진다. 정밀한 부상 평탄도(floating flatness)를 제공하기 위해, 대상물이 그 폭 및 측방향 치수에 대해 와이드 형이고 가요성을 가지는 일반적인 경우에 공기 완충 지지부가 활성 표면을 추종하기 때문에, 바람직하게 플랫폼 활성 표면은 평탄해야 하고 요구되는 공차로서 제조되어야 한다. 만일 대상물이 강체라면, 플랫폼 공차는 평균이지만, 지역 접촉의 위험이 증가할 수 있다. 또한, 균일 공기 완충 부상 간격이 고 AD 강도를 제공함으로써 얻어질 수 있다. 사실상 2 개의 파라미터가 강도에 영향을 주며, (a) 압력 공급이 보다 높아짐으로써 MFR이 강렬해질 때 보다 높은 강도가 얻어진다. 보편성의 저하 없이, 압력 공급의 실제적인 값은 50 내지 1000 밀리바아이고, 따라서, 실제적인 진공 수준은 압력 수준의 절반이 될 것이며, (b) 소정의 εn이 보다 작아질 때, AD 평탄도가 보다 높아지고 따라서 증가된 평탄 정밀도가 얻어진다. 실제적으로(본 명세서에서 상기 언급된 많은 응용에 대하여) εn은 10 내지 200 ㎛의 범위에 있다.

통상적으로, 지지될 대상물이 큰 치수를 가지거나 탄성이 아니고, 중간 정밀도가 필요한 경우에, εn 및 기본 셀 치수는 보다 커질 수 있다(보다 작은 해상도). 만일 대상물이 작은 치수를 가지거나 탄성이고, 높은 평탄 정밀도가 필요하다면, 보다 좁은 εn 및 보다 작은 기본 셀 치수(보다 작은 해상도)가 사용될 것이다. 기본 셀이 작아질수록, 비접촉 PV 형 플랫폼의 균일성이 높아지고, 비접촉 PV 형 플랫폼의 균일성이 높아지며, 그 역도 성립한다. 본 발명의 다른 양호한 실시예에 대하여, (1) 통상적으로 도면에 도시된 바와 같은 4 개의 사각형을 포함하는 기본 셀의 실제적인 치수는 12×12 mm 내지 64×64 mm 사이이다. (2) 또한, 기본 셀의 2 개의 치수가 동일한 길이가 되지 않을 것이 조건이 된다. (3) 또한, 기본 셀은 높은 평탄 정밀도에 대하여 고성능이 요구되는 제한된 영역 내에서 작은 치수로 될 것이 조건이 된다. (4) 또한, 활성 영역의 에지에 근접한 기본 셀에 대하여 상이한 종횡비를 사용하는 것과 비접촉 플랫폼의 에지에서 지역 성능을 개선하기 위해 미세한 해상도를 제공하는 것이 매우 실제적이다.

최적의 성능을 얻기 위해, 비접촉 플랫폼의 구형 공기 기계적 설계가 학문적으로 실행되어야 한다. 본 발명의 PV 형 비접촉 플랫폼의 양호한 작동 모드에 대하여, 공기 기계적 설계는 (1) 작동 조건 및 이용가능한 MFR, (2) 관련된 유체 제한기의 특성(MFR 대 입력 및 출력 압력의 관점에서), (3) 해상도 또는 PV 형 공기 쿠션 기본 셀의 치수와 진공 및 압력 도관의 출구의 세부 사항을 고려한다.

높은 공기역학적 강도 성능의 PV 형 공기 완충은 2 개의 상보적인 성분, 즉 (a) PV 형 공기 완충으로 유도되는 압력을 신속하게 증가/감소시킴으로써 자가 조정 및 지역 특성의 대향력을 발생시키기 위해 FRS로서 기능하는 양호하게는 SASO 노즐인 복수개의 압력 유동 제한기의 사용(진공 유동 레지스터는, 만일 존재한다면, AD 강도를 감소시킴), (b) εn 내에 상향 또는 하향 오프셋이 발생할 때 공기 완충 압력 분포 내의 극단적인 변화의 발생에 의해 생성된다. 비록 FRS의 실행이 높은 AD 강도를 제공하지만, 공기 완충 내부측의 압력 분포의 극단적인 측방향 변화는 2 내지 5의 범위 내의 인자에 의해 강도를 강렬하게 하는 포텐셜을 제공한다. 양호한 기능의 고성능 PV 형 공기 완충은 AD 강도가 작은 부상 간격 공차(Δεn)의 관점에서 높은 정밀도를 제공하기에 충분히 클 때 얻어진다. 또한, 만일 활성 표면이 작은 공차 내에서 평탄하다면, PV 형 플랫폼은 강성이 아닌 대상물이 정지상태로 지지되거나 임의의 구동 시스템에 의해 이송될 때 높은 평탄 정밀도에서 비접촉식 파지를 제공한다. 평탄 정밀도에 대하여 최적화된 PV 형 공기 완충을 제공하기 위한 키 포인트는 평탄도에 대한 특정한 요구에 대하여 AD 강도를 실행될 수 있을 만큼 크게 보장하는 것과 MFR을 가능한 적게 사용함으로써 이를 제공하는 것이다. 다른 고려사항에 따르면, 균일하고 정밀한 εn을 제공할 수 있는 보다 높은 강도는 플랫폼에 대한 공차를 제조에 대한 요구를 대체한다. PV 형 공기 완충 강도에 대한 통상적인 값은 3 내지 60 g/cm2/㎛의 범위에 있고, 만일 웨이퍼 또는 FPD와 같은 박형의 대상물이 지지되거나 이송된다면, 대상물의 분포된 본체 중량 보다 10 내지 200 배만큼 큰 지역 특성의 복귀력이 단 1 ㎛의 수직 병진(상향 또는 하향)시에 발달된다.

PV 형 공기 완충의 특정 공기 기계적 설계에 대하여, ε를 구비한 AD 강도 의 의존도는 εn에 있도록 설계된 최적화를 특징으로 한다. 따라서, AD 강도는 보다 넓고 좁은 간극 모두에서 쇠퇴한다. 특히, 간극을 폐쇄할 때, AD 강도는 간극이 전체적으로 폐쇄되기 전에 사라지고, 따라서 활성 표면을 향한 추가적인 이동은 유체 복귀력의 증가를 초래하지 않을 것이다. 지역 특성일 수 있는 접촉의 위험을 감소시키고 대상물이 파지된 대상물의 가속화된 운동과 관련된 힘을 포함하는 외력을 받게 되는 중요한 경우 또는 대상물이 순간적으로 추가 중량을 받게 되는 경우, 하나의 평형 상태로부터 다른 상태로 전이 프로세스가 발생하는 경우에 비접촉을 보장하기 위해 그러한 거동을 식별하는 것은 중요하다. 또한, 대상물은 단지 제한된 구역만이 분포된 지역적인 시행 상태에 놓일 수 있고, 이는 특히 대상물이 박형이고 넓은 치수를 가짐으로써 가요성을 가질 때 중요하며, 여기서 전이 프로세스는 3차원 특성을 가질 수 있다. 그러므로, 양호하게 기능하고 효과적인 PV 형 플랫폼이 지역 특성의 고성능을 제공하기 위해 최적의 조건에서 작동해야 한다.

접촉없이 웨이퍼 또는 FPD와 같은 평탄하고 박형의 경량 대상물을 높은 평탄 정밀도로 지지하거나 이송할 필요가 있을 때, 고유의 지역 균형식 PV 형 공기 완충이 업무에 적합하다. 그러한 경량의 평탄하고 박형의 대상물은 소정의 범위(그 넓은 측방향 치수에 대해)에 가요성일 수 있고, 통상적으로 대략 0.3 g/cm2의 분포 중량을 가지며, 인쇄 매체를 지지하는 경우 중량을 훨씬 작아질 수 있다. 예컨대, 활성 표면 플랫폼이 완벽하게 평탄할 때 및 고성능 PV 형 공기 완충을 적용할 때, εn = 20 ㎛에서 부상하며 1 ㎛ 이하의 전체 평탄 정밀도로써 300 mm(직경) 웨이퍼를 비접촉식으로 지지하는 것이 가능하다. 와이드 양식(50×180 cm)의 PV 형 플랫폼을 사용할 때, 다양한 생산 스테이션 도안 FPD와 같은 와이드 양식 대상물을 정지상태로 지지하거나 이송하기 위해 선택적으로 사용되도록 활성 표면 PV 형 플랫폼을 위해 완벽한 평탄도의 제조를 제공하는 것은 너무 고가이다. 10 내지 50 ㎛의 전체 작동 평탄도에 도달하는 것은 실행가능하며, 여기서 그 절반 이하는 공기 완충 자체에 의해 기여된다. 또한, 많은 경우에서, FPD 또는 웨이퍼의 제조 프로세스 또는 품질 제어 검사가 박형의 긴 라인을 따라서 수행되고, 따라서, 평탄도는 기본적으로 운동의 방향에 직교하는 라인을 따라서만 요구된다. 이는 FPD에 대하여 직선 운동 및 웨이퍼에 대하여 회전 운동이 될 수 있다. 1 차원적으로 정밀한 평탄도가 실제적으로 요구될 때, 본 발명의 양호한 실시예에 대하여, 평탄 정밀도를 개선하기 위해 “프로세스 라인”을 따라서 인접 제한 영역에 많은 노력을 들이는 것이 양호하다. 이는 보다 많은 입력 압력을 제공하는 것 및/또는 “프로세스 라인”에 인접한 기본 셀 치수를 감소시키는 것에 의해 수행될 수 있다. 평탄 정밀도에 대하여 PV 형 공기 완충 성능을 지역적으로 개선하는 이러한 수동적인 수단은 연장된 정밀 구역에 대한 상이한 압력 및 진공 매니폴드를 제공하는 등과 같은 기계적인 설정 및/또는 유동 제한기 유형을 변경하는 것 및/또는 해상도를 지역적으로 변경하는 것 등에 의해 얻어질 수 있다. 사실상 높은 평탄 성능이 2차원 특성의 제한된 소형 구역(사각형 또는 원형 구역)에서도 요구될 수 있다. 그러한 경우에, “프로세스 라인” 경우에서 성능을 지역적으로 개선하기 위해 취해졌던 것과 유사한 측정을 적용함으로써 제한된 구역에 고성능이 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, PV 형 플랫폼의 활성 표면의 평탄도를 지역적으로 조절하기 위해 “프로세스 라인”을 따라 설정 나사를 제공하는 것이 제안된다. 또한, 본 발명의 또다른 양호한 실시예에 따르면, 플랫폼의 “프로세스 라인”에 상이한 조건을 제공하기 위해 개별적인 압력/진공 매니폴드를 생성하고, 매니폴드를 몇몇 섹션으로 분할하는 것에 추가적으로, 순수하게 공기역학 수단에 의해 프로세스 라인을 따라 평탄도를 개선하기 위한 보상 기술을 제공하기 위해, 각각의 하위 매니폴드에서 미세하게 상이한 압력(또는 진공)이 설정될 것이다. 그러한 기술에서, FPD와 같은 대상물이 “프로세스 라인”을 따라서 제한된 구역에서 허용된 것보다 높이 부상할 때, 공칭값에 대하여 보다 높은 진공 및 보다 낮은 압력이 조정될 것이고, 결과적으로 허용된 공차 내에서 파지되도록 대상물은 상기 제한된 구역에서 하향으로 당겨지고, 만일, 반대로, 그러한 대상물이 “프로세스 라인”을 따라서 다른 제한된 구역에서 허용된 것보다 낮게 부상된다면, 공칭값에 대하여, 보다 낮은 진공 또는 보다 높은 압력이 인가될 것이고, 결과적으로, 대상물은 허용된 공차 내에서 파지되기 위해 제한된 구역에서 상향으로 가압될 것이다. 그러한 활성 평탄도 조정 기구는 또한 제조 공차의 오프셋을 보상할 수 있다. 이는 어느 때나, 특히 제조 현장에서 플랫폼이 조립된 직후, 때때로 정기 사용 작동 중에 수행될 수 있다. 평탄도 조정은 또한 평탄하지 않을 수 있는 프로세스 기계 활성 성분에 대하여 수행될 수 있고, 또는 이는 정밀하게 이동하지 않을 수 있다. 이러한 경우에, 이러한 비평탄도를 보상하는 것과 병행의 관점에서 극단적으로 높은 정밀도를 제공하는 것이 가능하다. 이러한 공기역학적 보상 기술은 또한 필요하다면 2 차원 영역 방식으로 이행될 수 있다.

소정의 경우에, 웨이퍼, FPDs 및 PCB 층들과 같은 대상물들은 박형이고 그 횡방향의 큰 치수(300 ㎜까지의 직경을 갖는 웨이퍼의 통상적인 두께는 0.7 ㎜이고, 200 ㎝까지의 길이를 갖는 FPDs의 통상적인 두께는 0.5 ㎜임)에 대해 가요성이다. 프로세스가 발생될 때, 대상물은 PV형 플랫폼에 의해 파지되어 휴지 위치에서 유지되거나 또는 이송되는 반면, 국부 밸런스 성질을 갖는 균질 지지부가 대규모 변형을 방지하고 허용 공차 내에서 요구되는 평탄 정확도를 유지하기 위해 제공되어야 한다. 전술한 바와 같이, PV식 공기 쿠션은 고유의 “국부적인 밸런스” 성질을 나타낸다. 이러한 크고 박형의 대상물이 완전히 편평하지 않는다는 것은 일반적이다. 이러한 경우, PV식 공기 쿠션은 다른 중요한 특징을 제공하는데, 이는 비접촉식으로 비평탄 대상물을 파지하고 평탄화시키는 능력을 갖는다. 비평탄 대상물을 평탄화하기 위한 포텐셜은 대상물의 탄성에 종속되지만, 대상물이 전술한 바와 같은 경우, PV식 공기 쿠션 간극에 따라 유사한 비평탄 공차를 갖는 이러한 박형 대상물의 평탄화를 실행 가능하다. PV식 플랫폼에 의해 평탄화하기 위한 비접촉식 기구는 국부적인 성질의 순수한 평탄화 운동의 생성을 허용하는 대향력의 존재에 의해 활용가능하게 된다(PP식 플랫폼에 대해 논의할 때 순수한 운동에 의한 평탄화에 대한 상세한 설명 참조). 후술하는 PP식 플랫폼이 더 평탄화하는 성능을 제공하지만, PV식은 일측 비접촉식 플랫폼이고 고정밀도가 요구될 때, 그리고 작은 비평탄도만이 허용될 때, PV식 공기 쿠션 지지부는 비접촉식 PV식 플랫폼의 전체 평탄 정밀도를 개선하기 위한 적절한 평탄화 기구를 제공할 수 있다.

평탄화 성능을 개선하기 위해, 압력 유동 제한기, 바람직하게는 SASO 노즐들이 일 세트의 평행 라인을 따라 위치되고, 선택적으로 구비되는 다른 세트의 상이한 SASO 노즐과 같은 저 AS 저항 유동 제한기를 선택적으로 구비한 진공 도관이 제2 평행 라인을 따라 위치되는 플랫폼 활성 표면의 압력 유동 제한기 세트의 라인 사이에서 동등하게 겹쳐지는 열(row)들의 대체 배열이 적용될 수 있다. 본 발명의 다른 양호한 실시예에 대해, 평탄화 성능을 개선시키기 위해 표면 홈에 의해 각각의 라인(압력 라인 및 진공 라인 모두)의 도관 출구를 연결하는 것은 선택적이다. 1차원 포맷의 이러한 라인 PV식 공기 쿠션은 라인들에 대해 사실상 직각이 아닌 횡방향으로 더 우수한 평탄 성능과 유동 제한기 라인과 평행한 방향으로 최적의 성능을 갖는 비접촉식 플랫폼을 제공한다. 평탄화 기구는 국부적인 성질, 자가 적응성 및 동역학이 설명된다.

본 발명의 양호한 실시예들에 따라 고유의 국부적인 밸런스의 PV 공기 쿠션을 적용하기 위한 다수의 상이한 선택사항이 있고, (a1) 고정식 지지부 또는 이송 대상물에 의도될 때 또는 활성 표면이 적어도 일부 시간에 완전히 커버되지 않을 때 진공 유동 제어기를 설치하는 PV식 공기 쿠션과, (a2) 플랫폼의 활성 표면이 완전히 커버될 때 진공 유동 제한기를 이용하지 않고 이득(더 우수한 강성, 낮은 제조 비용)이 있는 경우 사이에 이미 특징이 있다. 다른 특징은 (b1) 저부측으로부터 수평 대상물을 지지하기 위한 (공통) 경우와, (b2) 상부측으로부터 비접촉식으로 수평 대상물을 파지하기 위한 경우와, (b3) 중력에 대해 한번에 수직으로 배향되거나 또는 배향되지 않는 대상물을 보유하는 것에 있다.

다른 특징은 (c1) 활성 영역의 에지에서 성능을 개선시키기 위해 PV 공기 쿠션의 기본 셀 용으로 상이한 가로세로비를 이용하는 가능성과, (c2) 공간 방식으로 또한 비반복적일 수 있는 기본 셀의 임의의 실질적인 배열 사이에 있다. 이는 제공된 압력 도관의 수가 진공 도관의 수와 상이한 활성 영역의 실질적인 배열을 포함한다. 이는 또한 진공 및 압력 출구가 원통형 좌표 시스템의 원형 평면에 분포되는 원형 포맷으로 진공 예비로딩 PV식 공기 쿠션에 적용되는 것이 가능하다. 원형 분포는 PV식 플랫폼의 활성 표면이 둥글고 비교적 작은 치수인 경우에 실질적이다.

지금까지 편평 표면만을 고려하였지만, 평탄하지 않은 임의의 실질적인 활성 표면을 생성하는데 제한은 없다. 통상적인 예는 구체 광학 부품을 파지하기 위한 구체 활성 표면 또는 V형 저부 표면을 갖는 캐리지가 이러한 PV식 “슬라이더”의 상부에서 횡방향 운동 또는 회전 운동없이 일 수평 방향으로 이동 가능하고 수직 방향으로 고정된 이송 라인을 제공하기 위한 V형의 긴 활성 영역을 형성하는 것이다. 사실상, 임의의 실질적인 측면 활성 표면들은 대상물이 저부측으로부터 지지될 때, 또는 선택적으로 PV식 공기 쿠션이 상하로 적용될 때 채용될 수 있다. 또한, 개별 “측면” 활성 표면은 비접촉식으로 횡방향 또는 회전 운동을 제한하기 위해 적용될 수 있다.

정확도가 주된 논의 사항이 아닐 때, 본 발명의 다른 양호한 실시예에 대해, 비용, MFR 및 플랫폼 본체 중량을 감소시키기 위해 일 또는 소수의 “기본 셀” 치수의 횡방향 폭에서 개별적으로 분리된 긴 활성 표면들 내로 1차원 방식으로 PV식 플랫폼의 활성 표면을 구동시키는 것이 가능하고, 또는 선택적으로 동일한 이유로 몇몇의 분리된 장방형 또는 둥근 보조 표면으로 2차원 방식으로 활성 표면을 또한 분할하는 것이 가능하다. 지지 플랫폼을 분할할 때, 중력에 의해 가요성일 수 있는 대상물과 가요성일 수 있는 보조 표면들 사이의 접촉 위험성이 생성되는 것에 주의하여야 하고, 따라서 예상되는 공중부양된 대상물의 탄성에 대해 수행되어야 한다. 상부 파지의 경우에, 이러한 위험성을 존재하지 않지만, 확실한 비접촉식 상부 파지 및 이송을 제공하기 위해 보조 표면들 사이의 영역에서 큰 하향 변형 때문에 접속해제될 위험성이 방지될 수 있다.

본 발명의 양호한 작동 상태에 대해, 이미 제공된 압력 수준(Pac)이 진공 수준(Vac)과 거의 동일하고 압력에 의해 점유된 영역이 진공에 의해 점유된 영역과 거의 동일하고 이들이 유사하게 분포되는 PV식 공기 쿠션은 (d1)에서 평형이다. 여기서, 부가의 두 개의 평형 상태로 연장되고, 이는 (d2) 압력 수준(Pac)이 진공 수준(Vac)보다 (사실상 2의 인자까지) 더 크고, 따라서 압력에 의해 점유되는 영역은 진공에 의해 점유되는 영역보다 더 작고 이들은 유사하게 분포되지 않는 작동 상태와, (d3) 진공 수준(Vac)이 압력 수준(Pac)보다 (사실상 2의 인자까지) 더 크고, 따라서 압력에 의해 점유되는 영역은 진공에 의해 점유되는 영역보다 더 작고 이들은 유사하게 분포되지 않는 작동 상태이다. 이들 동등하지 않은 상태는 예를 들어, 대상물이 휴지위치에서 지지될 때 또는 이송될 때 또는 제조 프로세스에 연결될 수 있는 상부 표면힘이 인가되거나 또는 국부적인 접촉을 방지하기 위해 더 큰 압력을 이용하는 것 또는 상부측으로부터 대상물을 비접촉식으로 파지하는 것을 보정하기 위해 더 큰 압력을 이용하는 특정 응용예에 대해 유리하게 적용될 수 있다.

PV식 플랫폼이 정확한 지지부에 제공될 수 있지만, 또한 정확도가 필수적이지 않고 국부의 안전한 비접촉식 파지가 본질적으로 요구되는 경우에 이용된다. 이는 (1) 주요한 관계가 대상물이 낙하하는 것을 보장하기 위한 것인 그 상부측으로부터 FPD와 같은 비접촉식 편평 대상물의 지지 또는 이송과, (2) 가속 운동이 생성되는 동안 웨이퍼 또는 FPDs와 같은 편평 대상물용의 취급 공구의 비접촉식 파지의 고정과, (3) 정렬 또는 세척 프로세스 동안 웨이퍼 또는 FPDs와 같은 비접촉식 편평 대상물의 지지 또는 이송과, (4) 웨이퍼, FPDs 또는 PCBs와 같은 편평 대상물의 로딩 및 언로딩 시퀀스 동안 비접촉식 랜딩 기구를 제공하기 위한 랜딩 핀의 상부에서 제한된 크기의 PV식 공기 쿠션을 이용하는 것과 같은 본 발명의 다수의 응용예용으로 상응한다.

FPD(통상적인 현행 치수들은 180 X 200 ㎝까지임)와 같은 매우 정확한 편평 박형이고 넓은 포맷의 대상물에서 이송될 필요가 있을 때, 그리고 평탄 정밀도가 프로세스가 생성되는 작은 구역 또는 길고 좁은 구역으로 제한될 때, (a) 프로세스가 긴 처리 구역에 직각인 횡방향으로 대상물이 선형으로 전송되는 코팅 또는 검사와 같은 긴 프로세싱 구역의 경우에, PV식 공기 쿠션이 긴 프로세싱 구역에 인접하지만 외부 구역에 의해 유도된 교란의 해소를 제공하기 위한 여유 영역을 갖는 영역에서 국부적인 우수한 성능 및 평탄 정확도를 제공하기 위해 이용되고, 두 형식의 공기 쿠션의 εn이 긴 처리 구역 전후에서 동일할 뿐만 아니라 외부 지지 구역보다 더 클 때, 저비용 PA식 공기 쿠션이 로딩 및 언로딩 시퀀스가 수행될 수 있는 장소에서 이용되는, 비접촉식 플랫폼은 비용 효율적인 비접촉식 플랫폼을 제공하기 위해 PA식 공기 쿠션을 갖는 PA식과 합체된다. 유사하게, 또한, (b) 일 단계에서 다른 단계로 대상물(FPDs 또는 웨이퍼) 주위에서 매우 정확하게 이동시키는데 X-Y 구동 시스템이 이용되는 스텝-바이-스텝 사진석판인쇄 프로세스에서 알 수 있는 바와 같은 제한된 작은 프로세싱 구역에서 우수한 평탄도가 바람직한 경우에, 이러한 분할은 실질적이다. 이러한 경우에, PV식 공기 쿠션은 작은 프로세싱 구역에서만 이용된다. 모든 상응하는 측면들로부터 몇 개의 기본 셀의 통상적인 치수(실질적으로 4 내지 10 셀)의 완화 길이를 제공하기 위해, PV식 공기 쿠션 기본 섹 통상 스케일보타 더 큰 상당히 넓은 완화 구역이 제공되어야만 하는 것을 강조하는 것이 중요하다. 외부 구역 교란으로부터의 격리와 매끄러운 단면 전송을 생성하기 위해, 프로세싱 구역에서의 정확한 성능을 달성하는 것이 필요하다.

본 발명의 다른 실시예에 대해, 진공 또는 압력을 조절함으로써(조정와 같은) 프로세스 구역에서의 εn을 조절하기 위한 공기 역학적 기술을 적용하기 위해서, 또는 부가적으로 프로세싱 구역에서 평탄 정밀도를 국부적으로 개선시키기 위해 진공 또는 압력 공급원의 국부적인 조절을 위한 공기역학적인 기술을 제공하도록 프로세싱 구역에서 몇 개의 공급원들을 생성하기 위해서 선택 사항이다.

특히, 프로세스가 PV 플랫폼에 의해 우수한 평탄 정밀도에서 이송되는 동안 프로세스가 대상물에 위치될 때, 활성 표면은 저부측으로부터 프로세스를 조력하기 위해 두 개 이상의 섹션으로 분할된다. 사실상, 공간이 상기에서 논의된 다수의 응용예가 대상물의 탄성에 종속하여 파지된 대상물의 고평탄도를 더 손상시키지 않고 운동 방향으로 10 내지 10 mm만큼 넓은 두 개의 섹션들 사이에 제공될 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예에 대해, 이러한 교차 공간은 다음의 방식에서 유용할 수 있고, 이는 (1) 프로세스가 접촉하지 않고 (연속적으로 또는 스텝-바이-스텝 운동에서) 대상물 상에서 발생됨에 따라 저부측으로부터 프로세스를 조력하는 것을 가능하게 한다. 방사 또는 고온 공기 유동에 의한 가열뿐만 아니라 조사 또는 화상형성, 저출력으로부터 고출력의 레이저 비임용 임의의 광원들은 활용가능한 몇가지 실질적인 예일 뿐이다. (2) 비접촉실 플랫폼 상에서 정확하게 파지되면서 대상물의 상부 및 하부 표면 모두에 양측 프로세스를 수행하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 양호한 실시예에 대해, 일정 시간 동안 대상물이 접촉되지 않고 지지되거나 또는 이송되지만 나머지 시간에는 임의의 실질적인 이유로 대상물에 접촉하여 유지하도록 진공 테이블이 되는 PV식 공기 쿠션에 기반한 시스템을 생성하는 것이 가능하다. 이러한 시스템은 두 작동 경우에 커버되지 않은 영역에서 MFR 폐기물을 효율적으로 제한하는 유동 제한기의 AD 차단 기구에 의해 플랫폼 활성 표면보다 더 작은 대상물과 접촉하거나 접촉하지 않고 파지될 수 있다. 대상물이 부드럽게 랜딩하고 이러한 유동 제한기가 유동을 제한하는 활성 표면에 대해 압력 공급원을 잠금으로써 수행될 수 있다. 이와 유사하게, 압력 공급원이 재생될 때, 대상물은 접속해제되고 부드럽게 상승된다. 본 발명의 다른 응용예에 대해, 이러한 부드러운 프로세스는 비접촉식의 부드러운 랜딩과 기구의 접속해제가 적용되는 SASO 노즐과 같은 유동 제한기의 일 형식에만 설치된 진공 테이블 시스템에 적용될 수 있다. 이는 압력으로 우선 작동시키고, 로딩 시퀀스에서 부드러운 랜딩을 제공하기 위해 진공으로 완만하게 절환시키고, 대상물이 진공에 의해 접촉함으로써 억제시키면서 프로세스를 수행하고, 최종적으로 부드러운 접속해제를 제공하고 언로딩 위상에서 상승 프로세스를 제공하기 위해 압력으로 다시 절환함으로써 수행될 수 있다. 후술하는 작은 체적의 일체식 이중 매니폴드를 적용할 때 압력의 온/오프 절환은 신속한 프로세스이다.

사실상 동일한 활성 표면을 갖고 대칭인 거울 화상으로 평행하게 정렬된 일 PV 플랫폼에서 두 개의 대향 활성 표면들을 결합시키기 위한 본 발명의 다른 양호한 실시예이다. 이러한 구성은 대향 활성 표면들 사이에서 평행하게 삽입되는 대상물의 양측 비접촉 파지를 제공한다. 이러한 구성의 AD-강성은 두배이고 이러한 비접촉 플랫폼의 가장 중요한 특징이다. 두 개의 대향 공기 쿠션들 사이의 간극들은 대상물의 폭 사이의 차이와 자체 적용가능한 방식으로 대향 활성 표면 사이의 거리를 등분한다. 두 개의 활성 표면들이 유사하고 동일한 작동 상태에서 작동하면, εn은 대상물들의 양 측에서 동일할 것이다. 사실상, 후술하는 PP식 플랫폼에 대한 구성은 유사하고 또한 양면 PV식 플랫폼에 상응한다. PP식 플랫폼에 대한 양면 PV식 플랫폼의 상당한 단점은 작지만 상단한 장점인 우수한 AD-강성을 제공하기 위한 포텐셜과 진공을 공급할 필요가 있다는 것이고, PV식 공기 쿠션들은 PP식 공기 쿠션과 같이 플랫폼의 구조에 큰 힘을 인가할 필요가 없다.

진공이 예비로드된 PV식 공기 쿠션은 또한 대체 비접촉 공기 베어링 기술로서 이용될 수 있다(PA식 공기 쿠션에 대한 상응하는 단락을 참조하지만, 주된 차이는 수평 상향 운동을 고정하기 위한 억제력을 가하기 위한 PV식 공기 쿠션의 능력임).

압력 예비로드(PP)식 공기 쿠션

본 발명의 전술한 실시예에 따라, PP식 공기 쿠션은 복수의 압력 포트를 갖는 활성 표면과, 복수의 압력 포트를 갖는 다른 대향하는 활성 표면을 이용하여 발생되고, 힘을 발생시키는 각각의 활성 표면은 다른 활성 표면의 힘에 대한 방향으로 대향된다.

따라서, PP식 공기 쿠션은 대상물이 휴지위치로 지지되거나 또는 양측면으로부터 비접촉으로 이송되는 압력 예비로드 플랫폼이고, 따라서, PP식 비접촉 플랫폼은 무제한적으로 안정된다. PP식 플랫폼의 대향하는 활성 표면들은 바람직하게는 동일하고, SASO 노즐과 같은 복수의 압력 유동 제한기를 구비하고, 우물(well) 기능의 FPS 기구를 생성하기 위한 통상적으로 더 적은 수의 배출 구멍을 갖고 따라서 고성능을 달성한다. PP식 플랫폼의 두 개의 대향하는 활성 표면들은 사실상 평행하게 조립되고 동일한 활성 표면들을 갖고, 대칭인 거울 화상으로 평행하게 정렬된다. 대칭면은 필수적으로 두 개의 직면하는 활성 표면 사이에 생성된 (단면이) 박형이고(횡방향으로) 넓은 공간의 가상 중심면이다.

본 발명의 다른 양호한 실시예는 대체로 동일한 액티브 표면을 가지며 거울상 대칭에서 평행하게 정렬된 PV형 플랫폼 내에서 두 개의 대향 액티브 표면을 결합시키는 것이다. 이러한 구성은 대향 액티브 표면 사이에 평행하게 삽입된 물체의 양 측면 비접촉 파지를 제공한다. 이러한 구성의 AD-경도는 두 배가 되며 이러한 비 접촉 플랫폼의 가장 중요한 특성 중 하나이다. 두 개의 대향 공기 완충 사이의 간격은 물체 폭과 자가 적응식(self adaptive manner)인 대향 액티브 표면 사이의 거리간의 차이를 공유한다. 두 액티브 표면이 유사하고 동일한 작동 조건에서 작동하는 경우, εn은 물체의 양 측면에서 동일할 것이다. 사실, 이하 논의되는 것은 PP형 플랫폼과 유사한 구성이며, 이중 측면식 PV형 플랫폼에도 적절하다. PP형 플랫폼에 비해 이중 측면식 PV형 플랫폼의 중대한 단점은 진공도 공급되어야 하는 필요성과 작지만 중대한 단점의 하나인 높은 AD 경도를 제공하는 가능성이다. PV형 공기 완충은 PP형 공기 완충이 플랫폼의 구조에 큰 힘을 인가하는 바와 달리 플랫폼의 구조에 큰 힘을 인가하지 않는다.

또한, 진공 사전 부하 PV형 공기 완충은 다른 비접촉 공기 베어링 기술로 사용될 수 있다. (PA형 공기 완충에 대한 관련 단락 참조. 중요한 차이점은 수평 상향 운동을 고정하기 위한 억제력을 가하는 PV형 공기 완충의 성능이다.)

압력-사전부하(preloading)(PP)형 공기 완충

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, PP형 공기 완충은 복수의 압력 포트를 갖는 액티브 표면과 복수의 압력 포트를 갖는 다른 대향 액티브 표면을 사용하여 발생되며, 각 액티브 표면은 다른 액티브 표면의 힘에 대한 방향에 대향하는 힘을 발생시킨다.

따라서, PP형 공기 완충은 압력 사전부하 플랫폼이며, 물체는 레스트에서 지지되고 양측면으로부터 비접촉으로 이송되어, PP형 비접촉 플랫폼은 무조건적으로 안정적이다. PP형 플랫폼의 대향 액티브 표면들은 SASO 노즐과 같은 복수의 압력 유동 제한기를 구비하며, 양호하게 기능하는 FRS 기구를 생성하여 고성능을 달성하도록 통상은 소개 홀의 수보다 매우 적은 수를 갖고, 양호하게는 동일하다. PP형 플랫폼의 두 개의 대향 액티브 표면은 대체로 평행하게 조립되며, 동일한 액티브 표면을 가지며 거울상 대칭과 평행하도록 정렬된다. 대칭의 평면은 본래 두 대면한 액티브 표면 사이에 생성되는 (부분적으로) 얇고 (측면으로는) 넓은 공간의 가상 중간 평면이다. 두 대향 공기 완충은 물체가 두 대향 액티브 표면들 사이에 삽입될 때 설정된다. 두 대향 공기 완충의 간격은 물체 폭과 자가 적응식인 대향 액티브 표면 사이의 거리간의 차이를 공유한다. 두 액티브 표면이 유사하고 동일한 작동 조건에서 작동하는 경우, 양쪽 공기 완충에서 εn은 동일할 것이다. 두 대향 표면 사이의 거리는 예상지지 물체의 폭과 소정의 갭 εn의 두 배를 합한 것과 동일하도록 조절되어야만 한다. 따라서, 상이한 폭의 물체를 파지하려고 할 때, PP형 비접촉 플랫폼은 “패널폭 조절” 기구를 포함하여, 두 대향 액티브 표면 사이의 거리 조절을 가능하게 한다.

압력 사전부하로 인해, PP형 플랫폼은 PV형과 PA형 공기 완충 모두와 비교하여 높은 값은 AD 경도를 제공한다. 이중 측면식 PP형 플랫폼의 AD 경도는 양지향성(bi-directional) 특성이며 물체의 중량과 무관하다. 통상, 유리 FPDs, 웨이퍼 및 PCB와 같은 지지 물체는 편평하고 평행한 대향 표면을 갖는다. 이러한 물체가 편평하지 않을 때, PP형 플랫폼은 자가 적응 특성의 높은 평탄 성능을 제공한다.

PP형 공기 완충은 두 종류의 도관을 포함하며, 압력 도관들은 FRS 작용 및 소개 구멍을 제공하도록 SASO 노즐과 같은 유동 제한기에 장착되며, 두 종류의 도관은 모두 플랫폼의 두 대향 액티브 표면에서 장방형으로 배치되는 것이 바람직하다. (도6a 참조) 각각의 액티브 표면에 분포된 압력 유동 제한기(22)의 수는 (소개 구멍을 제공하는 것이 바람직하지만) 선택적으로 전혀 제공되지 않을 수 있는 소개 구멍(24)의 수에 비해 상당히 크며, 3-16의 계수가 효과적이다.(9의 계수가 도6a에서 도시된 기초 셀(26)에 도시된다.) 소개는 넓은 형 액티브 표면이 포함된 경우와 액티브 표면이 명확하게 넓지 않은 (통상적으로 도6a에 도시된 플랫폼의 하나 또는 몇몇 기초 셀의 폭인) 경우에 주로 대향 액티브 표면의 각각에서 소개 구멍 및/홈을 제공하여 국부 특성의 AD 경도와 균일한 캠핑을 제공하도록 요구된다.

PP형 플랫폼은 도5에 도시된 바와 같이 두 개의 평행한 유도(conducing) 채널을 갖는 전기회로에 의해 유사하게 설명될 수 있으며, 표기 “up”과 “dn”(하향)은 두 대향 액티브 표면 사이에서 구분되도록 사용되었다. 본원의 본문은 필요한 경우에만 특정한 “채널”을 언급한다. Rnoz는 양호하게는 SASO 노즐인 압력 도관의 FRS 유동 제한기를 나타내며, Rac는 대향 공기 완충의 AD 저항을 상징한다. Pin은 공급 압력이며, 상이한 압력이 각각의 대향 액티브 표면에 선택적으로 제공되고, Pac는 각 완충에 주입된 압력이다. △P는 유동 제한기 Rnoz를 따라 강하되는 압력이다. Pamb는 대기압 또는 진공 사전부하가 추가로 인가될 때의 진공일 수 있는 출구 압력이다. MFR은 질량 유량이다. Rac는 공기 완충 상세 설계에 따른 유동 제한기이며, 유동 제한기 용액과, 도관 출구의 직경과, 소개 구멍 및 압력 출구의 수간의 비율과 같은 파라미터를 포함한다. 평형 상태에서, Rac는 εn에 의해 결정되며 양측의 대향 공기 완충에 대해 본질적으로 동일하지만, AD 저항이 자가 적응 방식으로 ε에 의해 결정되는 동적 유동 제한기이다. 평형으로부터 △ε의 오프셋이 발생되면, 상부 공기 완충의 간극 (ε1)은 ε1( = εn - △ε) 보다 작게 되어, 하부 대향 공기 완충의 간극(ε2)은 ε2( = εn + △ε) 보다 크게된다. 이러한 오프셋에서, 평형 상태와 비교할 때, 그 상부 측으로부터 물체에 인가되어 전체 힘 강하 FPup은 상당히 크고, 그 하부 측으로부터 물체에 인가된 대향 전체 힘 상승 FPdn은 상당히 작다. 따라서, Rac는 양측의 εn에 따른 AD 저항에 의해 특성이 나타내어지는 동적 저항 장치이다. 공기 완충이 설정되면, 대향 공기 완충에 주입된 압력 수준은 간극 오프셋(△ε)에 의해 제어된다.

PP형 공기 완충의 기능은 중력과 별개일 수 있다. 평형 상태에서, 물체는 두 개의 대향 공기 완충에 의해 플랫폼의 중간에 대칭적으로 파지된 물체에 대해 대체로 동일한 거리로 지지되며, 이 때 서로에 대해 대향하는 전체 압력 힘 FPup 및 FPdn은 동일한 차원의 크기를 갖는다. 두 대향력은 모두 물체 중량보다 크기가 더 클 수 있으며, 이 대향력들 사이의 차이는 (중력에 대한 시스템의 배향에 따라) 중력과 균형을 이룬다. 이러한 크기에서, AD 경도 및 그에 따른 평탄도 정밀도에 대한 PP형 공기 완충의 성능은 물체 중량과 별개이다. PP형 공기 완충은 물체를 양측으로부터 비접촉식으로 파지하여, PP형 공기 완충의 가장 중요한 특성인 고유한 양지향성 경도를 갖는다. 이것은 물체를 비접촉 플랫폼의 액티브 표면 중 하나를 향해 움직이려고 할 때, 대향 AD 힘은 자가 적응 방식으로 공기 완충에 의해 전개된다. 본 발명의 양호한 실시예를 참조하면, (a) 수평 물체가 두 대향력 사이의 차이가 물체 중력과 균형을 이루는 비접촉 PP형 플랫폼에 의해 양측으로부터 파지될 수 있거나, 또는 (b) 비접촉 PP형 플랫폼은 물체를 파지할 수 있고 이때 물체 대향면들이 수평으로 지향되지 않거나 또는 중력에 대해 수직으로도 배향되지 않는다.

이중 측면식 PP형 플랫폼은 두 개의 액티브 표면을 가지기 때문에 구조가 복잡하고, 구조적 강성 및 복잡성이 시스템 비용에 영향을 미지지 않는 다면, 면적당 비용이 (PA 또는 PV 플랫폼에 비해) 적어도 두 배이다. 따라서, 이것은 특정한 작업에 대해서만 고려할 가치가 있다. 즉, 본 발명을 참조하면, 비접촉 PP형 플랫폼은 비평탄 물체를 평탄화하며, 동시에 물체가 정지하여 파지되거나 또는 접촉 없이 이송되는 중에 높은 정밀도를 제공하는 능력을 갖는 우수한 성능을 갖는다. 따라서, 높은 평탄화 성능이 PP형 플랫폼의 가장 중요한 특성이다.

PP형 플랫폼은 국부 특성의 평탄화 기구를 제공하며, 물체가 평탄하지 않을 때, 순수한 평탄 모멘트와 새로운 오프셋 평형 상태 모두를 제공하여 물체 중량과 균형을 이루도록 ε가 ε(x, y)가 되고 오프셋(△ε(x, y))이 음과 양의 신호 모두인 방식으로 순수한 평탄화 모멘트가 ε의 재분배에 의해 자가 적응 방식으로 전개된다. 또한, PP형 플랫폼의 자가 적응식 평탄화 특성도 비평탄 물체가 이동 물체(x', y')에 부착된 이동 좌표 시스템에 대해 비평탄성 NF(x', y')를 갖는 플랫폼에 의해 이송되는 경우 시간에 좌우된다. 이러한 동적 경우에서, 오프셋(△ε)은 삼차원 기호 △ε(x, y, t)가 될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 자가 적응식 평탄화 기구가 일시적이고 국부적인 특성으로 나타난다. 물체의 탄성, 폭 및 측정된 측면에 대한 평탄화 성능의 특정한 요구 조건을 위해, PP형 플랫폼의 AD 경도가 크면 클수록 △ε(x, y)은 작다. 따라서, 높은 AD 경도는 평탄화 및 평탄 정밀도의 측면에서 우수한 성능을 갖는 비접촉 플랫폼을 제공할 것이 요구된다.

PP형 플랫폼과 관련된 압력 사전부하 기구를 이해하기 위해, 우리는 얇고 편평한 물체가 수평으로 지지되거나 또는 이송되는 경우를 언급한다. 이중 측면 공기 완충을 설정하기 위해, 전체 물체 또는 그 일부는 플랫폼의 대향 액티브 표면 사이에 삽입되어야 한다. 이 때, 액티브 면적은 단지 물체가 존재하는 플랫폼의 액티브 표면상의 면적이 될 것이다. 평형 상태에서, 상부 및 하부 공기 완충은 물체 상에 대향력을 유발하고, 이힘들의 합성력은 중력과 균형을 이룬다. PP형 플랫폼의 액티브 표면들은 동일하고, 플랫폼의 중심 평면에 대해 “거울상” 대칭으로 정렬되기 때문에, 평형 경우인 도6b에 도시된 바와 같이, 물체의 양측의 압력 분배는 거의 동일하다. PP형 플랫폼의 동적 특성이 도6b를 참조하여 설명된다. PP형 공기 완충을 △ε만큼 하향 오프셋 시켜 불균형하게 할 때(도6b, 오프셋 경우 참조), 상부 공기 완충(ε1)의 간극은 증가하고 하부 공기 완충(ε2)의 간극은 감소된다. 따라서, 하부 공기 완충(Pacdn)에 주입된 압력은 △Pdn이 FRS 유동 제한기(Racdn)에 의해 방출되고, 하부 공기 완충(Racdn)의 AD 저항이 증가할 때 하부 공기 완충의 MFRdn이 감소하기 때문에, 상당히 증가한다. 그 결과, 전체 견인력( FPup)은 추가 힘(△ FPup)에 의해 상당히 증가되는 하부 공기 완충에 의해 물체 상에 가해진다. 동시에, 상부 공기 완충(Pacup)에 주입된 압력은 유동 제한기(Racup (Racdn과 유사)) 내측의 △Pup이 상당히 감소되고, 상부 공기 완충(Racup)의 AD 저항이 감소될 때 상부 공기 완충의 MFRUP가 강화되기 때문에 증가된다. 그 결과, 상부 공기 완충에 의해 물체에 가해지는 반대 방향(하향) 전체힘( FPup)은 △ FPup에 의해 상당히 감소된다. 따라서, 양측으로부터의 큰 대향력이 물체를 평형 상태까지 상향 가압 한다. 동일한 방식으로, PP형 공기 완충을 △ε만큼 상향 오프셋 시켜 불균형하게 할 때(도6b, 오프셋 경우 참조), 상부 공기 완충(ε1)의 간극이 감소하고, 유사한 경우로서 하부 공기 완충(ε2)의 간극이 증가한다. 방향은 반대이지만, 큰 대향 전체힘( FPdn)은 물체를 평형 상태까지 하향 가압한다.

몇 가지 결론이 상술된 바로부터 유래된다. 첫 째, PP 공기 완충의 양지향성 고유 특성은 명백하다. 둘 째, 그것은 단어 “압력 사전부하”의 의미를 명백히 한다. 힘( FPup, FPdn)은 물체 중량보다 상당히 크며(예컨대, 50 내지 500 배 크며), εn에 대한 5% 내지 10%의 범위에서의 △ε에 의한 오프셋이 발생한다. 또한, △ FPup과 △ FPdn은 물체 중량보다 상당히 크다(예컨대, 상기 예에 비해 20 내지 200배 크다). 따라서, △ FPup과 △ FPdn은 오프셋이 상향 또는 하향인 경우 모두에서 두 변화가 FRS에 기여하기 때문에 그들의 평균 값 △ FP와 거의 동일하다. 따라서, εn으로부터 △ε의 오프셋에서 물체에 작용하는 “전체” FRS힘은 △ FP의 두 배와 같고, 압력 사전부하의 본래의 의미는 FRS힘들이 (물체의 중량에 의해서만 사전부하되는 PA 공기 완충에서와 같은 한 측 공기 완충에 비해) 두 배가된다는 사실이다. PFR힘이 작은 △ε오프셋에 비해 높아질수록, 공기 완충 AD 경도가 높아진다. PP형 공기 완충은 PA형 또는 PV형 공기 완충에 대해 상당히 큰 AD 경도를 잠재적으로 발생시킬 수 있다.

PP형 플랫폼의 높은 AD 경도 성능은 후속하는 고려를 수행하여 얻어질 수 있다. (1) PP형 공기 완충으로 유동을 주입하기 위해, SASO 노즐과 같은 복수의 유동 제한기를 사용하는 것이 본 발명에서 매우 중요하다. 이 때, 유동 제한기는 국부 특성의 FRS로서 사용되어 ε내의 임의의 변화에 반응하는 신속한 발생 대향력인 자가 적응식 기구를 제공한다. (2) FRS 기구의 최적화는 공기 완충이 소정의 εn에서 작동할 때, 입력 압력(Pin)의 절반이 공기 완충(Pac)으로 주입되고, 입력 압력(Pin)의 나머지 절반은 εn이 △ε만큼 오프셋될 때 FRS 기구로 사용되도록 유동 제한기 내측의 잠재적 압력 강하로서 사용된다. 이러한 조건에서, 최대 AD 경도는 εn(3)에서 얻어진다.

본 발명의 PP-형 플랫폼에 있어서, 압력 예비 장전 기구(pressure preloading mechanism)의 장점을 저해하지 않기 위해 액티브면(active-surface)의 유효 면적을 최대화하는 것이 매우 중요하다. 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 상기한 바는 도6a에서 도시된 9개의 요소가 편리한 요소처럼 보이는 소진 구멍(evacuation hole)보다 유동 제어기를 더 많이 분배함으로서 이뤄질 수 있다. 많은 용도에 있어서, 실질적인 요소들은 3 내지 16의 범위 내에 있다. 소진 구멍은 PP-형 공기 쿠션의 액티브면의 내부 영역에 균일성 및 높은 경도를 제공하고 국부적 균형성을 유지하는 데 사용된다는 것은 강조되어야 한다. 소진은 압력 구배의 현저한 변화를 피하고, AD-경도와 PA-형 및 PV-형 플랫폼의 기능성을 향상하는 데 매우 효과적인 것으로 확인된 변화이지만 PP-형 플랫폼의 AD-경도를 현저히 변화시키는 방식으로 이뤄져야 한다. AD-경도를 향상시키는 다른 실질적 변수는, 보다 높은 입력 압력 및 그에 따른 더 많은 MFR과 AD-경도가 강화(5)되는 높은 작동 압력에서의 작업(4)을 포함한다. 시스템 또는 공정의 제한이 없다면, 옵셋(Δε)에 보다 많은 민감성을 얻기 위해 소정의 평형 갭(εn)을 감소시키는 것이 양호하고, 가능한 낮은 MFR에서 높은 AD-경도를 의미한다.

향상된 FRS 힘은 진공 예비 장전을 사용하여 얻을 수 있는데, 여기서 결론은 ∑Fpup 및 ∑Fpdn 의 감소된 값이다. 주된 목적이 AD-경도를 향상시키는 것이면 납득할만하다. 따라서, 본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 있어서, PP-형 플랫폼의 기본 압력 예비 장전 특성에 부가하여 소진 구멍을 진공 소스에 연결하는 것은 선택이고, 진공 예비 장전 기구는 이러한 플랫폼의 AD-경도를 더 향상시키기 위해 추가적으로 구현될 수 있다.

압력 및 진공 예비 장전은 AD-경도를 향상시키기 위한 공지된 기구이고 정확한 운동 시스템을 제공하기 위해 공기 베어링 적용예에서 종종 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 특정 적용예에 있어서, 특정 압력 예비 장전에서 PP-형 플랫폼에 대해 예비 장전 기구를 적용할 때와, 운동 시스템에 의해 운반되거나 지지되는 한편 본질적으로 얇고 넓은 편평한 대상물에 비접촉식 파지 및 편평 기구를 제공하는 데 주안점을 두었다면, 이것은 기본적으로 다른 실시예의 새로운 플랫폼이고 그 기능 및 목적은 공기 베어링 적용예와 완전히 다르다. 작동 조건 또한 다르다. PP-형 공기 완충은 대기압보다 1바아 이상, 대부분의 경우에 수백개의 밀리바아, 특히 많은 용도에서, 매우 실용적인 작동 값인 100 내지 1000 밀리바아 범위에서 높은 압력 공급에서 작용할 수 있고, PP-형 공기 완충의 액티브 면적은 에어 베어링 시스템의 액티브 면적에 대해 매우 크다. 또한, 통상적인 에어 베어링 시스템의 에어-갭은 3 내지 10 ㎛ 범위에 있는 반면, PP-형 플랫폼의 2개의 대향하는 공기 완충의 통상적인 갭(εn)은 10 내지 1000 ㎛ 범위에서 유효하다. PP-형 플랫폼 공기 완충 갭(εn)은 대상물의 탄성, 폭 및 측방향 크기에 대해 필요한 편평 성능 및 요구되는 정확성을 충족하도록 선택된다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 있어서, 넓은 액티브면을 가지고 편리한 작동 조건에서 작업하는 PP-형 플랫폼은 에어 베어링 운동 시스템을 대체하여 선형 운동 시스템을 구현할 수 있다. 후자는 (매우 부드러운 활주면을 가리키는 부유 갭 및 작동 압력에 비해) 훨씬 작은 액티브면을 가지고 혹독한 작동 조건에서 작업한다. 따라서, 본 발명에 따른 시스템을 채용하여 유사한 AD-경도 및 정확한 선형 운동을 제공할 수 있다. 통상적인 에어 베어링 적용예에 대해 PP-형 플랫폼을 채택하면, 특별한 수동 슬라이더를 따라 활주하여 양측으로부터 대상물을 파지하여 수직 운동을 방지하는 액티브 대향면을 갖는 이동식 캐리지 상에서 구현될 수 있는 구조이거나, 반대로 액티브 대향면을 갖는 활주 레일 위로 이동하고 수직으로 파지되는 수동식 캐리지 구조이다. 후자의 구조는 MFR이 관련이 없을 때만 가능하다. 감소된 작동 압력의 사용 및 노출된 면적에서 MFR을 한정하는 복수개의 유동 제한기에 의해 제공된 AD 차단 기구의 유용한 사용은 이러한 구조를 실용적으로 한다. 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 일방향 선형 운동 시스템(2a), 2축 평면 운동 시스템(2b), 스핀들 및 회전식 테이블과 같은 회전 운동이 개입된 시스템(2c)과 같은 다양한 구조의 선형 운동 시스템(2)에서 중력 방향을 고려하거나 또는 고려하지 않고서, PP-형 공기 완충이 채용될 수 있다.

PP-형 공기 완충 성능은 국부적 균형성으로 나타나며, 전체적인 효과로 발생하지 않는다. 따라서, 유리판, FPD 또는 PCB와 같은 극히 큰 크기의 편평한 대상물을 지지하거나 운반하기 위한 비접촉식 PP-형 플랫폼을 필요한 만큼 광범위하게 제공하는 것이 가능하다. PP-형 플랫폼의 기본 셀의 크기가 대상물의 측방향 크기에 비해 훨씬 작은 한 국지성 및 균일성이 유효한 것은 강조되어야 한다. 국지성 및 균일성은 액티브 면적의 모서리에 인접한 영역에서 더 이상 유효하지 않다. 모서리 효과에 대항하기 위해, 액티브 면적의 모서리에 인접한 해상력을 증가시키고, 소진이 모서리에서 유용하고 모서리 효과를 측방향 스케일을 감소시키는 선택적으로 액티브 영역의 모서리에 인접한 소진 구멍을 제공하지 않는 것이 권고되었다. 동일한 목적으로, 압력 공급을 차등화하고 고압을 모서리 영역에 제공하는 것은 선택적이다. 이러한 모서리 처리는 모서리 영역 성능을 개선한다.

통상적으로, 본 발명의 양호한 작동 조건에 관하여, 큰 치수의 편평한 대상물로서 또는 적당한 성능이 요구될 때, 넓은 εn, 낮은 작동 압력 및 양호하게는 큰 기본 셀 크기(낮은 해상도)가 인가될 수 있고, 대상물이 작은 치수이거나 보다 탄성적이고 높은 AD-편평성이 편평성 특성 또는 편평성 정확도의 관점에서 높은 성능을 제공하기 위해 필요할 때, 좁은 εn, 높은 작동 압력 및 작은 기본 셀 크기(큰 해상도)가 양호하다. 많은 목적에 있어서, 도6a에 도시된 9개 정사각형을 포함하는 기본 셀의 양호한 크기는 15 × 15㎜ 내지 72 × 72㎜ 사이다. 기본 셀의 2개의 측방향 크기는 동일한 길이가 아닐 수 있는 것은 선택사항이다. 비접촉 플랫폼의 모서리에서 국부적 성능을 향상시키기 위해, 액티브 면적의 모서리에 인접할 때 기본 셀에 대한 다른 외형 비율을 사용하고 모서리에 수직한 방향으로 미세한 해상도를 제공하는 것이 매우 실용적이다.

PP-형 비접촉 양측 플랫폼의 에어 기계 설계는 작동 조건(1)과 가용 MFR, 즉 유동 제한기(MFR 대 입력 및 출력 압력의 관점에서)의 특성(2)을 고려하여 면밀히 수행되어야 한다. 특히, 본 발명에 있어서, FRS 유동 제한기로서 SASO 노즐을 사용하는 것이 양호하다. 요소가 3 내지 16 범위에 있는 양호하고 편리한 값인 유동 제한기 및 소진 구멍 개수 사이의 요소와 압력 도관 및 소진 구멍 모두의 출구의 상세부 뿐만 아니라 기본 셀의 측방향 크기(다시 말해, 플랫폼의 해상도)와 같은 기하학적 변수(3)도 고려되어야 한다. PP-형 플랫폼에 대한 AD-경도의 통상적인 값이 10 내지 200 g/㎠/㎛ 범위 내에 있고, 웨이퍼 또는 FPD와 같은 목적물이 나머지에서 지지되거나 운반된다면, 대상물의 무게보다 50 내지 1000 배 무거운 FRS 힘은 1㎛의 Δε에 대해 개발될 수 있다.

PP-형 플랫폼의 특정 에어 기계 설계에 있어서, 상이한 부유 갭에서의 AD-경도의 본질은 최적 평형 갭(εn)에 의해 특정된다. 따라서, AD-경도는 넓은 갭이나 좁은 갭 모두에서 감소한다. 대상물이 가속 운동과 관련된 힘을 포함하는 외력을 받는 경우나, 대상물이 순간적으로 외력을 받는 경우에, 그러한 거동을 확인하고 국부적 본질일 수 있는 정상 기능 및 비접촉을 보장하는 것이 중요하다. 대상물에 대한 그러한 강제력은 제한된 영역만이 방해되는 국부적 방식으로 발생할 수 있다. 또한, 국부적 힘이 3차원 본질의 변형을 만들 수 있고, 대상물이 얇은 넓은 크기이며 가요성이 있을 때, 특히 비접촉을 보장하는 것이 매우 중요하다.

매우 높은 편평 정밀도로, 웨이퍼, FPD 또는 PCB(내부층 및 외부층)와 같은 넓은 크기 및 저중량의 비접촉 편평한 얇은 대상물을 지지하고 운반하는 것이 요구될 때, 이러한 작업을 수행하기 위해 국부적 균형 PP-형 플랫폼이 선택된다. 또한, PP-형 플랫폼은 높은 편평 성능을 제공할 수 있는데, 이것은 정밀한 처리가 발생하는 영역에서 대상물이 편평하지 않고 여전히 높은 편평 정밀도가 필요한 경우에 매우 효과적이다. 전술한 대상물의 탄성에 관하여, PP-형 플랫폼은 대상물의 비편평성이 통상적으로 몇 밀리미터 이상으로까지 측정되는 처리 영역에서 몇 마이크로미터의 편평성 정확도를 제공할 수 있다. 본 발명의 양호한 형태에 있어서, (1)처리 영역은 PP-형 플랫폼의 2 부분 사이에서 개방된 길쭉한 영역이거나, (2)내부적으로 사각 또는 원형 처리 영역일 수 있는데, PV-형 플랫폼 액티브면 및 대상물 크기보다 훨씬 작다. 운반된 대상물이 넓고 길면, 공기 완충 자체에 의한 오차와 운동 시스템 및 파지 요소의 추가적 오차를 포함하는 전반적 작동 편평성 정밀도 및 액티브면의 전반적 제조 편평성을 제공하는 것은 값비싸다. 따라서, 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, PP-형 공기 완충이 플랫폼의 일부에만 인가되는 영역에 비접촉 플랫폼을 형성하고, 정밀한 처리가 발생하는 영역 및 PA-형 공기 완충 또는 임의의 다른 운반 수단이 사용될 수 있는 영역에 높은 편평성 성능을 제공하는 것이 비용 효율적이다.

비록 지금까지 편평한 면에 대해서만 고려되었지만, 본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 있어서, 높은 편평성 정밀도가 처리 영역에 제공되어야 하는 적용예에서 편평하지 않은 임의의 실용적인 액티브면을 생산할 수 있다. PV-형 및 PA-형 플랫폼에 있어서도 마찬가지이고, 통상적인 예는 원통형 표면의 직경이 크고 따라서 측방향 웨이브 패턴을 감소시키는 원통형 형상에 PP-형 플랫폼의 2개의 대향하는 액티브면을 형성하는 것이다. 이러한 표면은 인쇄 영역에서 발견된 바와 같은 가요성 있는 대상물이 고려될 때나 FPD 또는 PCB 내층이 고려될 때 매우 유용하고, 일차원 곡률이 편평하고 얇고 가용성 있는 대상물의 강성을 현저히 증가시킨다. PP-형 플랫폼의 대향하는 액티브면은 수동 캐리지가 길쭉한 액티브 PP-형 플랫폼(슬라이더) 상에서 정확히 활주하는 선형 이동에 대해 "v“형일 수 있다. 후자 및 다른 유사한 형상은 측방향 운동이 방지되는 정확한 이동을 제공한다.

PP-형 플랫폼의 작동 조건에 있어서, 입력 압력이 높아질수록, AD-경도 및 그에 따른 관련 성능이 높아진다. 그러나, 웨이퍼, FPD 또는 PCB와 같은 편평하고, 얇고, 넓은 대상물에 있어서, 효과적인 작동 압력은 100 내지 1000 밀리바아 범위 내에 있다. 고압 및 넓은 액티브면에서 작업한다면, 매우 큰 힘이 전개될 수 있다는 점은 강조되어야 한다. 그러한 힘은 이중 측면 형상을 분리할 위험이 있기 때문에, 본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 있어서, 압력 공급에 필요한 만큼만 공급하고, 액티브면의 측방향 크기를 제한하고, 플랫폼을 위한 강한 구조를 설계하는 것이 제안되었는데, 그렇지 않으면 편평 정확성은 저하된다. 예컨대, 250 밀리바의 압력 공급에서 작동할 때, 100 × 40 ㎝ 의 액티브 영역을 갖는 PP-형 플랫폼에서 1000 ㎏ 의 대항력이 전개될 수 있다. 양 측면의 PP-형 플랫폼은 εn을 용인되는 오차 내에서 유지하고 역학적 구조 변형에 의해 영향을 받지 않도록 매우 견고해야 한다. PP-형 공기 완충을 위한 실질적인 εn은 20 내지 500 ㎛ 범위 내에 있다. 또한, 2개의 대향하는 공기 완충에 대한 동등한 작동 조건이 고려될 때, 상이한 작동 조건 및 상이한 ε1과 ε2 에서 작동하는 PP-형 플랫폼을 설계하는 것은 선택적이다.

따라서, 본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 있어서, 전개될 수도 있는 최대력을 제한하기 위해 미리 장전된 지지 기계 스프링을 사용하여 플랫폼의 액티브면을 연결하는 것은 선택적이므로, AD-힘이 그 한계를 넘을 때, 대향하는 액티브면이 더 벌어지도록 조절되고 공기 완충의 갭은 자가 적응 방식으로 넓어진다. 따라서, 전체적인 “힘 제한 기구(force-limit mechanism)"가 제조된다. 대상물의 폭이 균일하지 않은 경우에 이러한 기구 스프링을 사용하는 것이 유용할 수 있고, 본질적으로 상이한 폭을 갖는 PCB 또는 FPD와 같은 대상물이 종종 고려되면 PP-형 플랫폼에 포함되어야 하는 폭 보상 서브 시스템 기구가 사용되고, 이러한 서브 시스템은 공칭 대상물 폭에 대해서만 에어-쿠션 갭을 조절하도록 설계된다.

비접촉 PP-형 플랫폼은 경도, 편평성능 또는 운동 중 편평 정밀도 파지의 관점에서 높은 성능을 제공한다. 따라서, 본 발명에 있어서, 그러한 높은 성능이 요구될 때, PV-형 플랫폼을 사용하는 것이 양호하다. 그러나, PP-형 플랫폼은 안정성의 이유와 같은 다른 이유로 유용할 수 있고, 따라서, 안정성의 관점에서, PP-형 플랫폼은 현저히 안정적이다. 또한, PP-형 플랫폼은 이중 측부 처리가 수행되도록 한다. 비접촉식으로 지지되고 운반되는 FPD, 웨이퍼, PCB와 같은 편평한 대상물에 관련이 있을 수 있지만, 임의의 처리 활동이 양 측부 모두에서 발생한다. 이러한 대상물은 편평하지 않을 수 있고, 처리 편평성 정밀도 요구를 충족하기 위해 PP-형 플랫폼이 제공하는 높은 편평성 능력이 필요하다.

대부분의 경우 편평하지 않은 PCB 또는 FPD(공통적으로 실제 크기는 최대 180 x 200 cm) 같이 매우 편평도가 정밀하며 얇고 넓은 형태로 물체를 이송할 필요가 있고, 공정이 진행되는 길이가 길고 협소한 구역이나 작은 구역에 대해서 편평도의 정밀성이 요구될 때, 처리 구역에서 PP형 에어쿠션을 이용하는 것이 양호하며 가격면에서 효율적이며, PA형 또는 PV형 에어쿠션은 비접촉 플랫폼 역할을 한다. 전술된 바와 같이, 외부 교란 효과를 피하기 위해 이완 길이(relaxation length)가 지정되어야 한다. 본 발명의 양호한 실시예에 대해서, 다음과 같이 실행될 수 있다. (1) 세척, 코팅 또는 검사 등 길이기가 긴 처리 구역의 경우, 길이가 긴 처리 구역에 대해서 수직인 방향으로 공정 중에 물체가 선형으로 이송된다. (2) 유사하게, 웨이퍼 지지부의 경우 길이가 긴 처리 구역은 물체가 그 중앙을 중심으로 회전하는 방사 방향이 되는 것이 편리하다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 대해서, 다음과 같은 것이 제안된다. (3) 길이가 긴 처리 구역에 가깝지만 이완되기에 충분히 넓은 제한 구역에서만 제공되는 PP형 에어쿠션에 의해 물체를 편평하게 하며 지지하고, 더 넓은 외측 지지 구역에서, 처리 구역 전후로, 저렴한 PA형 또는 PV형 공기 완충이 제공되거나, 다른 실용적인 지지 수단이 제공된다. (4) (리소그래피 공정에서 발견되는 바와 같이, x-y수평 스탭퍼가 공통적으로 사용되어 FPD 또는 웨이퍼 같은 물체를 단계별로 이동시키는) 작은 2차원 처리 구역이 필요할 경우, 작은 처리 구역 주변의 제한 구역에서만 PP형 에어 큐션을 적용하는 것이 편리한데, 정밀한 구역 주변의 외측 넓은 구역에서 더 저렴한 PA형 또는 PV형 공기 완충을 채용하는 것이 실용적이다. (3) 및 (4)의 경우 PV형 에어쿠션에서 설명된 것 같은 이완 스트렉(strech)을 제공하는 것이 제안된다.

또한, 본 발명의 양호한 실시예에 대해서, (5) 양면 PP형 플렛폼의 능동 표면(active surface)들 중 하나에서 압력을 조절하기 위해 공기역학 기술을 선택적으로 적용시켜서, 가능한 각 단계에서 또는 일정하게 제어 시스템을 포함하여서 공정 기계 능동 요소(process machine active element)와 물체 표면 사이의 거리를 조절한다. 또한 (6) 선택적으로 실제 처리 구역을 몇 개의 섹터로 선택적으로 분할하고, 상기 거리를 국부적으로 조절한다. 이러한 선택 사항에 대해서 처리 구역을 몇 개의 개별 압력 조절형 섹터로 분할하는 것이 편리하다. 이는 공장이나 온라인 제어로 가능하다.

특히 PP형 에어쿠션에 의해 높은 편평 정밀도로 비접촉 상태에서 편형하게 되고 지지되거나 이송될 동안 물체에 대해서 처리가 이루질 때, 상기 플랫폼의 상측 액티브 표면들과 하측 액티브 표면들은 유사하게 2이상의 섹션으로 분할되어, 물체의 양 측면으로부터 처리 공정을 지원하게 된다. 특히, 그립핑 된 물체의 편평 정밀도를 많이 손상시키지 않고 두 섹션에서 발생된 공간은 운동 방향으로 폭이 10 내지 50 mm가 될 수 있지만, 물론 물체의 탄성에 의존한다. 이러한 교차 공간은 다음과 같은 방법들에서 유용할 수 있다. (1) 높은 편평 정밀도로(연속적으로 또는 단계별 이동으로) 접촉하지 않고 편평해지고 이동되는 동안, 물체 위에서 공정이 진행되면서 그 상측으로부터 처리를 수행하고 도달할 수 있는 여유를 제공한다. 복사 또는 고온 공기 유동에 의한 가열뿐만 아니라 임의의 전력의 레이저 빔을 비추거나 이미지를 만들기 위한 임의의 광원은 이용 가능한 몇몇 안되는 실제적인 예이다. (2) PP형 비접촉 플랫폼 내에서 편형해지고, 정밀하게 그립핑되거나 이송되는 동안, 물체의 상측 및 하측 표면들 상에서 양면 처리(가능하면 동시에)를 수행하는 것이 가능해진다. 이렇게 분할된 플랫폼은 흐름 제한기(flow restrictor)에 의해 제공되는 AD 봉쇄 기구(blockage mechanism) 때문에 플랫폼의 액티브 영역(active area) 보다 훨씬 더 작은 물체를 비접촉식으로 그립핑할 수 있다.

진공 예비 로드(preload) PP형 에어쿠션은 비접촉 공기 베어링 기술에 대한 대안으로써 사용될 수 있는데, 특히 정밀한 이동이 필요하고 물체의 무게나 적절하거나 가벼운 경우에 사용될 수 있으며, 국부적으로 일시적인 외부 힘이 가해질 수 있고, 압력 예비 로드는 물체의 본체 무게와는 상관없는 높은 AD 강성(AD-stiffness)을 제공한다.

PP형 플랫폼 같은 단 하나의 액티브 표면이 얇은 물체에 대해서 놓이고, 제2 비액티브 플레이트가 물체의 다른 측면 상에 위치될 때, 단 하나의 에어쿠션만이 비액티브 표면에 대항하여 물체를 가압한다. 이러한 플랫폼은 본 명세서에서 PM형 에어쿠션으로 언급된다. PM형 플랫폼은 중력에 대해서 또는 중력과 상관없이 이용될 수 있다. 물체의 표면을 접촉하는 것이 금지된 에어구션의 측면을 향하는 물체의 표면과 접촉하지 않고 FPD, PCB 웨이퍼 또는 임의의 인쇄 업계에서의 미디어 등과 같은 물체에 가해지는 측면 마찰력을 증가시키거나 편평하게 하기 위해 많은 적용 분야에서 사용될 수 있다. PM형 플랫폼의 표면들은 평면이거나 비평면이, 예컨대 실린더형 또는 V자형(또는 다른 소정의 형상)이 될 수 있다. PM형 플랫폼의 액티브 표면은 고정될 수 있는 반면에, 물체와 비액티브인 표면은 이동하거나, 또는 그 반대가 될 수 있다. 표면에 수직인 스핀 방향과 선형 운동 및 회전 운동을 결합시키거나 포함할 수 있고, 또는 실린더가 비액티브 표면으로 사용될 때, 선택적으로 실린더를 회전시킬 수 있다. PM형 플랫폼은 비용 효율적인 방법으로 힘을 적용시키기 위해 사용되고, AD 강성은 비균일형 물체에 대해서 SASO 노즐 같은 압력 흐름 제한기를 이용하여 플랫폼에 자체 적응 방법으로 제공되고, 플랫폼의 액티브 표면이 완전히 덮혀지지 않을 때(물체의 측면 크기가 더 작을 때) MFR을 제한하는 AB 봉쇄 기구를 제공하기 위해 AD 강성이 제공되는 것이 강조되어야 한다. 따라서 편평도가 플랫폼의 비액티브 표면의 편평도에 의해 주로 형성되기 때문에, PP형 플랫폼의 AD 상세 설계는 명도 구멍(evacuation hole)과 해상도에 대해서 PP형 플랫폼의 AD 상세 설계와는 다르고, 높은 AD 강성은 최우선적인 성능이 아닐 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예를 따라, 비접촉 지지 시스템의 각 액티브 표면은 본 발명의 가장 중요한 요소인 FRS 능력을 제공하기 위해 복수의 압력 흐름 제한기가 구비된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 본 명세서에 참조로 모두 인용된 국제 공개 번호 제WO 01/14782, WO 01/14752 및 WO 01/19572호에 개시된 SASO 흐름 제한기를 사용하는 것을 추천한다. 일반적으로 상기 특허에 설명된 SASO 흐름 제한기(도7)는 도관 내에 위치해 있고 내측으로 돌출된 일반적으로 핀(fin)(72, 74)의 두 개의 대향된 열을 갖는 도관(70)을 포함하며, 핀의 한 열은 다른 열에 대해서 위치가 옮겨져 있어서, 다른 열의 한 핀이 위치한 한 열의 연속적인 핀들 사이에 형성된 대향한 공동(76, 77)들은 공기가(또는 다른 유체가) 도관을 유동할 때 상기 공동들 내에 와류가 발생되도록 하며, 핀의 팁 사이에 실질적으로 한정된 얇은 코어 유동(core-flow)(78)을 형성하게 한다. 도관의 특징과 유동이 특징에 대한 상세한 설명은 전술된 공개 특허에서 찾아볼 수 있으며, SASO 흐름 제한기, FRS 기구 및 자체 적응 특성을 갖는 AD 봉쇄 기구의 성능이 상기 설명되었다.

본 발명의 양호한 실시예를 따라 도8a를 참고해 보면, 액티브 표면에 완전히 덮혀지지 않을 때 압력 레벨을 고정시키고 플fot폼(80a)의 PRS 특성을 용이하게 하도록 되어 있으며 양호하게는 SASO 노즐인 흐름 제한기(62)가 구비된 복수의 압력 출구와 복수의 배출 통기구(83)를 가지며 (균일한 지지 및 국부 균형을 제공하기 위해) 체스판 형태의 기본 셀들로 구비되고 편평한 액티브 표면(81)을 갖는 PA형 비접촉 플랫폼(80a)이 도시되었다. 도면에 도시된 흐름 제한기를 의미하는 “저항 표시(resistor symbol)”는 상징적으로 도시하기 위해 사용되며, 흐름 제한기(82)의 실제 상세한 것은 도7에 예로서 도시되었고, 더 자세한 것은 국제 공개 번호 제WO 01/14782, WO 01/14752 및 WO 01/19572에 개시되었으며, 모두 본 명세서에 참조로 인용되었다는 것이 강조되어야 한다. 액티브 표면(81) 보다 훨씬 더 작거나 실질적으로 동일하거나 더 클 수 있는 물체(500)가 플랫폼(80a)의 액티브 표면 위의 근방 가까이에서 [소정의 갭(εn)에서] 평행하게 놓일 때, PA형 에어쿠션(85)은 물체(500)의 낮은 표면과 액티브 표면(81) 사이에서 형성된다. 선택적으로 물체(500)는 화살표(501)로 표시된 방향으로 이송 또는 끌려가거나 정지되어 있을 수 있다. 공기를 에어쿠션(85) 안으로 유입시키는 압력 흐름 제한기(82)의 출구(82a)와 공기가 에어쿠션(85)으로부터 방출되는 배출 통기구(83)의 출구는 교호 형태로 액티브 표면(81)에 분배된다. 출구(82a, 83a)의 직경은 변할 수 있으며, 동일하지 않을 수 있고, 원형 또는 다른 형태를 가질 수 있다. 압력 흐름 제한기(82)의 각각의 입구는 압력 저장소(pressure reservoir)(86)에 유체적으로(fluidically) 연결되며, 상기 저장소 자체는 가압된 공기를 제공하기 위해 공기 펌프(86a)에 유체적으로 연결된다. 이와 달리, 압력 흐름 제한기(82)의 각 입구는 아래 설명될(도5 참조) 일체형 단일 매니폴드에 유체적으로 연결되며, 상기 매니폴드는 공기 펌프(86a)에 유체적으로 연결된다. 선택적으로 평균 에어쿠션 압력을 높이기 위해 배출 채널 내에 흐름 제한기를 제공한다.

PA형 비접촉 플랫폼의 성능은 다양한 기계 및 항공 역학 수단을 지정하여 설명될 수 있으며, 다음과 같은 사항을 포함한다. (1) 시스템에 의해 지지될 물체의 크기에 대한 플랫폼의 크기. (2) (물리적 크기 및 SASO 노즐 구소의 기하학적 파라미터를 지정하여 양호한 흐름 제한기에 대해서) 흐름 제한기 특성, (3) 에어쿠션 갭(εn), (4) PA 에어쿠션 기본 셀 크기 및 상세부, (5) 작동 상태, 외측 교란 및 진동을 감소시키기 위한 이완 영역을 할당하는 것을 포함할 수 있다. 적용하는 관점에서 보면, 항공 역학적 설계는 (6) 편평 정밀도 및 다른 성능 특성, (7) 물체의 특성(재료, 본체 무게, 크기), (8) 관련된 이동에 대한 상세한 사항, (9) 발생된 힘과 크기를 포함해 관련된 처리의 상세한 사항을 고려해야 한다.

도8b는 본 발명의 다른 양호한 실시예를 따르는, 복수의 압력 흐름 제한기(82)를 갖고, (균일한 지지 및 국부적인 균형을 제공하기 위해) 체스판 형태인 기본 셀을 구비한 편평한 액티브 표면(81)을 가지는 PA형 비접촉 플랫폼(80b)이 도시되었다. 여기서 또한 공기 배출을 돕기 위해 이동(85) 방향에 평행하게 액티브 표면(81)에서 표면 홈(surface-groove)(88)이 제공되며, 여기서 공기는 선택적인 보어(88b)에 의해 또는 홈의 단부에서 대기 중으로 방출될 수 있다. 배출 홈(evacuation hole)들은 이동(501) 방향에 대해서 수직으로 만들어질 수 있다. 이와 달리 배출 통기구(83)는 생략될 수 있고, 배출 홈을 통해서만 배출이 일어날 수 있다.

또한 본 발명의 다른 양호한 실시예를 따라, PA형 비접촉 플랫폼(80c)의 편평한 액티브 표면(81)은 물체의 이동(501) 방향을 따라 몇 개의 길이가 긴 세그먼트(89)로(두 개의 세그먼트로 분할된 것이 도8c에 도시됨) 분할될 수 있다. 이 경우에 세그먼트(89)(우측 참조)들 사이에 제공된 각각의 길이가 긴 공간(89a)을 통해 부분적으로 배출이 일어난다. 이와 달리, 배출 구멍은 사용될 수 없으므로 길이가 긴 공간(89a)(좌측 참조)을 통해서만 배출이 일어난다. 액티브 표면(81)도 2차원 방식 도는 이동 방향에 대해서 수직으로 분할될 수 있다. 일반적으로 배출 표면 홈(도시 안됨)도 합체될 수 있다. 특히 이렇게 개방된 공간들은 이동 및 공정 제어를 위해 센서를 위치시키도록 도구를 취급하고 이송시키기 위해 사용될 수 있으며, 물체에 접근하여 물체 위해서 처리가 진행될 수 있게 하고, 심지어는 양면 처리를 수행할 수 있게 한다. 액티브 표면은 물체를 작업을 할 목적으로 일 이상의 관통 개구가 제공될 수 있다.

본 발명을 따른 PA형 비접촉 플랫폼이 액티브 표면은 양호하게 편평하며, 많은 지지 및 이송 목적에 적합하지만, 그 위에 지지 또는 이송된 물체의 특성과 특정한 설계 요구에 따라 원통형, 곡선형 또는 비틀린 형상이 될 수 있으며, 선택적으로 그 위에서 수행될 처리의 특성에도 의존할 수도 있다.

처리는 액티브 영역의 가장자리에 근접한 외측 구역에서도 진행될 수 있다. PA형의 액티브 표면은 항상 직사각형이 아니며, 임의의 소정 형상이 될 수 있다는 것이 강조되어야 한다. 특히 움직이지 않게 고정되거나 회전 이동으로 이동할 수 있는 둥근 웨이퍼를 지지하기 위해 둥근 PA형 플랫폼을 사용하는 것이 편리하다. 출구를 할당하기 위해 체스판 형태를 사용하는 것이 편리하지만, 기본 셀의 두 가지 측방향 크기(도2a 참조)는 반드시 동일할 필요는 없다. 특히 액티브 표면의 가장자리 가까이에 미세한 해상도를 적용시키는 것이 양호하다. 도면에 도시된 실시예들에서, (적어도)하나의 배출 구멍은 각각의 흐름 제한기와 관련되지만, (예컨대, 좀더 많은 배출이 필요한 손가락 접촉으로 지지할 목적으로) 매우 가벼운 물체 또는 (중력의 균형을 맞추기 위해 충분한 힘을 제공하기 위해 적은 방출이 필요한) 무거운 물체를 효과적으로 취급하기 위해 그 사이에 임의의 다른 비율을 선택하는 것이 가능하다.

본 발명의 양호한 실시예를 따라, 도9a는 흐름 제한기(92)를 갖는 복수의 압력 출구 및 복수의 진공 도관(93)을 가지며(균일한 지지 및 국부적으로 균형을 제공하기 위해) 체스판 형태로 편평한 액티브 표면(91)을 가지는 PV형 비접촉 플랫폼(90a)을 도시한다. 액티브 표면(91)을 완전히 덮고 액티브 표면(91) 보다 본질적으로 크거나 동일할 수 있는 물체(500)가 플랫폼(90a)의 액티브 표면(91) 부근 가까이에서 [소정 갭(εn)]에서] 평행하게 놓일 때, 물체(500)의 낮은 표면과 액티브 표면(91) 사이에 PV형 에어쿠션(95)이 형성된다. 물체는 고정형으로 지지되지만, 선택적으로 이송될 수 있다. 하지만 (웨이퍼, 하드 디스크, CD, DVD 등과 같은 원형 구조에서 자주 볼 수 있듯이) 적어도 액티브 표면(91)을 완전히 덮어야 한다.

공기 쿠션(95)을 공급하도록 공기를 도입하는 압력 유동 제한기(92)의 압력 출구(92a) 및 공기 쿠션(95)으로부터 공기가 흡입되는 진공 도관(93)의 진공 출구(53a)가 교호식으로 액티브 표면(91)에 분포되어 있다. 출구(92a, 93a)는 반드시 동일하거나 원형일 필요가 없다. 유동 제한기(92)의 입구 각각은 가압 공기를 제공하는 공기 펌프(96a)에 유체 연결된 바닥측 압력 저장조(96)에 유체 연결되고, 진공 도관(93)의 입구 각각은 진공 흡입을 제공하도록 진공 펌프(97a)에 유체 연결된 바닥측 진공 저장조(97)에 유체 연결된다. 대안적으로, 유체 제한기(92)의 입구 및 진공 도관(93)의 입구 각각은 공기 펌프(96a) 및 진공 펌프(97a)에 유체 연결된 이하에서 설명되는(도15b 참조) 바닥측 통합된 이중 매니폴드에 유체 연결된다. (펌프 출구에 연결되는) 압력 및 (펌프 입구에 연결되는) 진공 모두를 공급하기 위해 하나의 펌프를 사용하는 것은 선택 사항이지만, 성능 및 공기역학 조절의 선택을 제한할 수 있으므로 추천되지는 않는다.

PV형 비접촉 플랫폼의 성능은 다양한 기계적 및 공기역학적 수단을 지정함으로써 결정될 수 있으며, 플랫폼의 치수 외에, (1)유동 제한기 특성(양호한 유동 제한기와 관련하여, SASO 노즐 구조의 기하학적 변수 및 물리적 치수를 지정함으로써) (2)공기 쿠션 갭(εη) (3)PV 테입 공기 쿠션 기초 셀 치수 및 상세, 및 (4)작동 조건을 포함하며, 선택적 조절 및 제어 수단을 포함한다. 편평도 정확도를 향상시키기 위해 액티브 표면 또는 그 일부를 수 개의 개별 조절 섹터로 분리함으로써 국부적 진공/압력 조절을 가하는 것이 가능하다. PV형 플랫폼에 대해, 일 치수 섹터 분포가 도9c에 도시된 바와 같이 분리된 구조로 도시된 처리가 행해질 수 있는 측방향 광폭 짧은 공간에 밀접한 에지 영역에서 또는 물체 위에서 처리가 행해진다면 “처리 영역”에서 적용 가능하다. 적용 관점에서, 항공역학적 구조의 고려는 (5)편평도 정확도 및 다른 성능 열거 (6)물체의 특성(재료 태양, 체중량 및 치수) 및 (7)포함되는 운동의 상세 및 (8)포함되는 처리의 성질을 포함해야 하며, 발전될 필요가 있는 치수 및 힘을 포함한다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, 이제, 편평 액티브 표면(91)을 구비하고 (균일한 지지 및 국부적 균형을 제공하도록) 체스판 포맷에 설치되며 플랫폼(90b)의 PRS 특성을 제공하는 복수의 압력 유동 제한기(92), 양호하게는 SASO 노즐, 및 92에 대해 보다 낮은 AD 저항으로 된 복수의 진공 유동 제한기(94), 양호하게는 SASO 노즐을 구비하는 PV형 비접촉 플랫폼(90b)을 도시하는 도9b가 참조된다. PV형 공기 쿠션(95)은 액티브 표면(91)보다 크거나, 실질적으로 동일하거나, 또는 이보다 더 작을 수 있는 물체(500)가 플랫폼(90b)의 액티브 표면(91)에 매우 근접하게(소정의 갭(εη)으로) 평행 위치될 때 물체(500) 하부 표면과 액티브 표면(91) 사이에 설정된다. 물체(500)는 선택적으로 정지 상태로 지지되거나 또는 화살표(501)로 표시된 방향으로 이송될 수 있다. 유동 제한기(92, 94)는 액티브 표면(91)이 완전히 커버되지는 않을 때 진공 및 압력 레벨을 보장한다. 공기 쿠션(95)을 공급하도록 공기를 도입하는 압력 유동 제한기(92)의 출구(92a) 및 유출 공기가 공기 쿠션(95)으로부터 흡입되는 진공 유동 제한기(94)의 진공 출구(94a)가 교호식으로 액티브 표면(91)에 분포되어 있다. 출구(92a, 94a)는 반드시 동일하거나 원형일 필요가 없다. 압력 유동 제한기(92)의 입구 각각은 가압 공기를 제공하는 공기 펌프(96a)에 유체 연결된 바닥측 압력 저장조(96)에 유체 연결되고, 진공 유동 제한기(94)의 입구 각각은 진공 흡입에 의해 “액티브” 소기를 제공하도록 진공 펌프(97a)에 유체 연결된 바닥측 진공 저장조(97)에 유체 연결된다. 대안적으로, 압력 유체 제한기(92)의 입구 및 진공 유체 제한기(94)의 입구 각각은 공기 펌프(96a) 및 진공 펌프(97a)에 유체 연결된 이하에서 설명되는(도15b 참조) 바닥측 통합된 이중 매니폴드에 유체 연결된다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, 이제, 도9c가 참조되며, PV형 비접촉 플랫폼(90c)의 편평 액티브 표면(91)은 수 개의 세그먼트로 분리되며, 물체(500) 운동(501) 방향에 수직한 두 개의 세그먼트(99)로 분리되는 것이 도9c에 도시되어 있다. 액티브 표면(91)은 복수의 압력 유동 제한기(92) 및 진공 유동 제한기(94), 양호하게는 2개의 다른 SASO 노즐이 설치되며, 액티브 표면(91)에 교호식으로 분포된 출구(92a, 94a)를 구비한다. 액티브 표면(91)은 운동 방향에 평행하게 또는 2차원적 방식으로 분리될 수 있다. 특히, 이러한 개방 공간은 선택적으로 이러한 개방 공간을 통해 물체 위치에서 행해지는 처리를 조력하도록 사용될 수 있고, 물체의 이중 측면 처리를 실행하도록 허용한다. 또한, 공구를 취급 및 이송하도록 사용될 수 있고, 운동 또는 처리 제어를 위해 센서를 위치 설정하도록 사용될 수 있다. 다른 관련된 상세가 도9a 또는 도9b와 관련되어 논의된다. 액티브 표면에는 물체의 처리를 조력하도록 그리고 물체상의 작동을 취급하도록 하나 이상의 관통 구멍이 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, 이제, 복수의 압력 유동 제한기(92) 및 진공 유동 제한기(94) (양호하게는, 두 개의 다른 SASO 노즐)를 구비한 편평 액티브 표면(91)을 갖고, 교호식 라인 포맷에 수직하지 않은 유효 방향으로 향상된 편평 성능을 제공하도록 교호식 라인 포맷에 있는 (체스판 포맷에 존재하지 않음) 액티브 표면(91)에 분포된 출구(92a, 94a)를 갖는 PV형 비접촉 플랫폼(90d)을 도시하는 도9d가 참조된다. 동일한 문제에 대해, 유동 제한기를 갖지 않는 진공 도관으로 한정된 수의 진공 유동 제한기(94)를 교체하는 것을 선택 사항이다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, 이제, 복수의 압력 유동 제한기(92) 및 진공 유동 제한기(94)(양호하게는 두 개의 다른 유형의 SASO 노즐)를 구비한 하향 편평 액티브 표면(91)을 갖고, 액티브 표면(91)상에 분포된 출구(92a, 94a)를 갖는 상부 그리핑 PV형 비접촉 플랫폼(90e)을 도시하는 도9e가 참조된다. 이러한 경우, 물체(500)는 정지되어 현수되거나 또는 그 상부 표면으로부터 접촉되지 않고 그리핑되는 상태로 비접촉되는 방향(501)으로 이송된다.

PV형 플랫폼을 사용하는 범위는 넓다. 본 발명의 몇몇 양호한 실시예에 따르면, 일반성을 떨어뜨리지 않고, 도9f 내지 도9h가 참조되며, PV형 플랫폼은 수동 편평 표면 위로 이동될 수 있는 액티브 표면을 갖는 캐리지이다. 제1 예가 도9f에 도시되며, 캐리지(510)는 (도면에서 도시되지 않은) 편평 하부 액티브 표면을 갖는다. 캐리지는 넓은 편평 테이블(520) 위로 이동되며, 모든 방향으로의 운동이 가능하다. 캐리지는 그 자체의 압력 및 진공원 또는 교호식으로 가질 수 있으며, 가요성 파이프(540)를 통해 (간결화를 위해 도면에 도시되지 않은) 압력 및 진공원에 유체 연결될 수 있다. 이 구조는 반대로도 적용될 수 있으며, 캐리지(510)는 그 위에 위치된 편평 테이블(520) 아래에 현수되어 있다(도9h 참조). 또한, 이 구조는 캐리지(510)가 수동 요소이고 편평 테이블(520)이 액티브인 경우에도 적합하다. 특히 중하중이 포함될 때, 상기 구조로 PA형 플랫폼을 사용하는 것은 선택 사항이다(그러나, 상부 그리핑에서는 선택이 아님).

도9g는 캐리지(511)가 (도면에 도시되지 않은) 바닥 편평 액티브 표면을 갖는 선형 운동에 대한 구조를 도시한다. 캐리지는 길다란 편평 경로(521) 위로 이동되며, (정확하고 안정된 무마찰 운동을 제공하도록 선택적으로 두 개의 대향된 수직 비접촉 표면일 수 있는) 두 개의 제한 레일(531)에 의해 두 개의 측면으로부터 측방향 제한될 수 있다. 운동의 방향이 화살표로 도시된다. 캐리지는 선택적으로 그 자체의 압력 및 진공원을 가지며, 대안적으로, 가요성 파이프(541)를 통해 압력 및 진공원에 유체 연결될 수 있다. 이 구조는 캐리지(511)가 수동 요소이고 편평 테이블(521)이 액티브인 경우에도 적합하다. 특히 중하중이 포함될 때 상기 구조로 PA형 플랫폼을 사용하는 것은 선택 사항이다.

도9h는 캐리지(512)가 (도면에 도시되지 않은) 상부 편평 액티브 표면을 갖는 선형 운동에 대해 사용되는, 도9g에 대한 반대 구조를 도시한다. 캐리지는 길다란 편평 경로(522) 아래로 이동되며, 그 상부 측면으로부터 PV-공기 쿠션에 의해 현수된다. 물체는 (정확하고 안정된 무마찰 운동을 제공하도록 선택적으로 두 개의 대향된 수직 비접촉 표면일 수 있는) 두 개의 제한 레일(532)에 의해 두 개의 측면으로부터 측방향 제한될 수 있다. 운동의 방향이 화살표로 도시된다. 캐리지는 선택적으로 그 자체의 압력 및 진공원을 가지며, 대안적으로, 가요성 파이프(542)를 통해 압력 및 진공원에 유체 연결될 수 있다. 다시, 이 구조는 캐리지(512)가 수동 요소이고 편평 테이블(522)이 액티브인 경우에도 적합하다.

본 발명에 따른 PV형 비접촉 플랫폼의 액티브 표면은 양호하게는 많은 지지 및 이송 목적을 위해 적합한 평면이나, 그 위의 이송되는 지지 물체의 성질 및 구조 요건에 따라 원통형, 만곡형 또는 꼬인형일 수도 있으며, 이는 그 위에서 실행되는 처리에 종속될 수 있다. 프로세스가 액티브 영역의 에지에 밀접한 외부 영역에서도 행해질 수 있다. PV형의 액티브 표면이 항상 직사각형은 아니며 임의의 형상일 수 있다는 것이 강조될 수 있다. 특히, 정지 상태로 유지되거나 또는 스핀 운동으로 이동될 수 있는 원형 웨이퍼를 지지하기 위한 원형 PV형 플랫폼을 사용하는 것이 간편하다. 기본 셀의 출구를 할당하기 위해 체스판 포맷을 사용하는 것이 편리하지만, 기본 셀의 두 개의 측방향 치수(도4a 참조)가 동일하거나 또는 다를 수 있다. 특히, 프로세스가 실행되는 영역에서 성능을 향상시키도록 제한된 “프로세스 영역”에서 미세한 해상도를 적용하고, (다른 이유로) 액티브 표면의 에지에 밀접한 미세한 해상도를 제공하며, 에지 효과를 제한하는 것이 양호하다.

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 이제, 이중 측면 구조를 갖는 PP형 비접촉 플랫폼(100d)의 단일의 편평 액티브 표면(101a)을 도시하는 도10a가 참조된다. 액티브 표면(101a)에는, 플랫폼(100d)에 FRS 특성을 제공하는 것을 목적으로 하고 대향 액티브 표면이 완전히 커비되지는 않을 때 압력 수준을 보장하는 복수의 압력 유동 제한기(102) 및 복수의 소기 구멍(103)이 구비된다. 이러한 액티브 표면을 위해 사용되는 구조는 도6a에 주어진 편리한 기본 셀의 8:1 비율을 따른다. 공기 쿠션(105a)은 액티브 표면(101a)보다 크거나 같거나 또는 더 작을 수도 있는 물체(500)가 이중 측면 플랫폼(100d)의 두 개의 대향하는 액티브 표면 사이에서 (소정의 갭(εη)으로) 액티브 표면(101a)에 매우 인접하게 평행 배치될 때 물체(500)의 표면들 중 하나 및 대향 액티브 표면(101a) 사이에서 설정된다. 물체는 선택적으로 정지 상태로 유지되거나 또는 화살표(501)로 한정된 방향으로 이송될 수 있다. 공기 쿠션(105a)으로 가압된 공기를 도입하는 압력 유동 제한기(102)의 출구(102a)와 공기가 공기 쿠션(105a)으로부터 소기되는 소기 구멍(103)의 출구(103a)가 (균일한 그리핑 및 국부적 균형을 제공하도록) 상술된 기본 셀 포맷에서 액티브 표면(101a) 위로 분포된다. 출구(102a, 103a)의 직경은 반드시 동일하지는 않으며, 원형일 필요가 없다. 압력 유동 제한기(102)의 입구 각각은 가압 공기를 제공하도록 공기 펌프(106a)에 유체 연결된 압력 저장조(106)에 유체 연결된다. 대안적으로, 유체 제한기(102)의 각 입구는 공기 펌프(106a)에 연결된 지지 표면(도15a 참조)에 일체된 단일 매니폴드에 연결된다. 진공 사전 하중을 사용하는 경우, 구멍(103)은 (도면에 도시되지 않은) 진공 펌프에 연결된 저장조에 연결될 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, PP형 비접촉 이중 측면 플랫폼(100e) 구조(도10e 참조)의 액티브 표면을 수 개의 세그먼트로 분리하는 것은 선택 사항이다(두 개의 세그먼트(109)로 분리하는 것이 도10b에 도시되어 있다). 이 구조는 가장 실제적인 PP형 플랫폼으로 간주된다. 도면은 이중 측면 구조를 갖는 PP형 비접촉 플랫폼(100e)의 단일 편평 액티브 표면(101b)을 도시한다. 액티브 표면(101a)에는 플랫폼(100e)의 FRS 특성을 제공하고 대향 액티브 표면이 완전히는 커버되지 않을 때 압력 수준을 보장하도록 복수의 압력 유동 제한기(102), 및 복수의 소기 구멍(103)이 구비된다. 이러한 액티브 표면을 위해 사용되는 구조는 도6a에 주어진 편리한 기본 셀의 8:1 비율을 따른다. 공기 쿠션(105a)은 액티브 표면(101a)보다 크거나 같거나 또는 더 작을 수도 있는 물체(500)가 이중 측면 플랫폼(100e)의 두 개의 대향하는 액티브 표면 사이에서 (소정의 갭(εη)으로) 액티브 표면(101a)에 매우 인접하게 평행 배치될 때 물체(500)의 표면들 중 하나 및 대향 액티브 표면(101a) 사이에서 설정된다. 물체는 선택적으로 정지 상태로 유지되거나 또는 화살표(501)로 한정된 방향으로 이송될 수 있다. 액티브 표면(101a)의 두 개의 세그먼트(109)는 운동(501)의 방향에 수직하게 분리되고 공간(109a)은 공기가 소기될 수 있는 이들 사이에서 개방된다. 일반적으로, 액티브 표면(101a)은 운동의 방향에 평행하게 또는 2차원적 방식으로 분리될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도10c에 도시된 바와 같이, 플랫폼(100d)(도10d 참조) 등의 양면 PP-타입 플랫폼의 액티브 면(101a) 상에 홈을 제공하는 것은 선택적이다. 홈(108)은 운동 방향(501)에 평행하게 제공되지만 이들은 임의의 실제 방향 및 치수로 정렬될 수 있다. 홈은 2방향 방식으로 제공될 수도 있다. 홈은 실제로 배기 구멍(108c)을 포함할 수 있고 또한 액티브 면(101a) 에지에 도달하기 전에 배기 유동을 다른 측으로 유도하도록 단부(108d)를 가질 수도 있다. 홈은 도면에 도시된 바와 같은 유출 유동의 일부를 배기할 수 있거나 액티브 영역의 에지와 함께 배기 작업의 대부분을 수행할 수 있다. 또한, 이러한 홈은 대상물 위에서 발생하는 처리를 보조하는 데 선택적으로 사용될 수 있다. 또한, 이들은 공구를 핸들링 및 이송하는데 사용될 수 있고 운동 또는 처리 제어를 위한 센서를 위치 결정하는데 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 PP-타입 비접촉식 플랫폼의 액티브 면은 바람직하게는 편평하고, 지지 및 이송 목적에 적절하지만, 설계 조건 및 지지 또는 이송되는 대상물의 특성에 따라 원통형 또는 임의의 다른 실제 형상일 수 있고, 2개의 대향 액티브 면을 갖는 PP-타입 플랫폼의 2개의 세그먼트들 사이의 공간 내에서 수행되는 예상된 처리의 특성에 의존할 수 있다. 특히, 정지되어 유지되거나 스핀 중에 이동될 수 있는 둥근 와이퍼를 지지하도록 둥근 PP-타입 플랫폼을 사용하는 것이 편리하다. 기본 셀 포맷(도2a 참조)을 사용하는 것이 편리하지만, 2개의 횡방향 치수가 동일할 필요는 없다. 액티브 면의 에지 가까이에 미세한 분해능을 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도10a에 도시된 액티브 면(101a)과 유사한 상부 액티브 면(400a) 및 사실상 동일한 하부 액티브 면(400b)인 2개의 대향하는 사실상 동일한 액티브 면을 갖는 양면 PP-타입 비접촉식 플랫폼(100d)을 도시하는 도10d를 참조한다. 이와 달리, 도10c에 도시된 표면 홈을 갖는 액티브 면(202a)이 사용될 수도 있다. 플랫폼(100d)의 2개의 대면하는 액티브 면(400a, 400b)은 그들 사이에 좁은 거리로 평행하게 정렬된다. 대상물(500)은 양측으로부터 양면 플랫폼(100e)에 의해 인가된 공기역학적 힘에 의한 접촉없이 파지된다. 액티브 면(101a)보다 크거나 이와 같거나 이보다 훨씬 작은 대상물(500)은 (유사한 소정의 공기-쿠션 간극에서) 양면 PP-타입 플랫폼(100d)의 액티브 면(400a, 400b) 매우 가까이에 평행하게 위치된다. 대상물(500)은 선택적으로 정지되어 유지되거나 화살표(501) 방향으로 이송될 수 있다. 대상물(500)의 상부측과 상부 액티브 면(400a) 사이에 형성된 상부 공기-쿠션의 ε1 및 대상물(500)의 하부측과 하부 액티브 면(400b) 사이에 형성된 하부 공기-쿠션의 ε2인 2개의 대향하는 공기 쿠션의 간극은 동일하거나 상이할 수 있다. 상이한 간극은 임의의 공간 조건에 대한 부양 유극을 조절하도록 액티브 면들 중 하나의 압력을 조절함으로써 정해질 수 있다. 대상물(500)은 대상물 폭 “w"과 ε1과 ε2의 합과 동일한 소정 거리를 갖는 양면 PP-타입 플랫폼(100d)의 대향하는 액티브 면(400a, 400b) 사이에서 접촉하지 않고 파지된다. 대상물이 상이한 폭을 갖는다면, 대향하는 표면들 사이의 거리를 조절하도록 ”패널 폭 조절 기구“가 PP-타입 플랫폼(100d)에 추가될 수 있다.(도면에 도시되지 않음) 압력은 공기 펌프(106a)에 유체 연통하는 상부 압력 저장소(106)에 그리고 공기 펌프(107a)에 유체 연통하는 하부 압력 저장소(107)에 개별적으로 공급된다. 이와 달리, 2개의 압력 저장소는 표면(도15a 참조)에 통합된 단일 매니폴드에 의해 대체될 수 있다. 이와 달리, 하나의 공기 펌프가 상부 및 하부 액티브 면 모두에 압축된 공기를 공급하도록 사용된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 액티브 면은 몇몇 세그멘트로 분할되고, 양면 PP-타입 비접촉식 플랫폼(100e)은 도10e에 도시된 바와 같이 2개의 세그멘트(109-l, 109-r)를 갖는다. 양면 PP-타입 비접촉식 플랫폼(100e)은 도10b에 도시된 분할된 액티브 면(101b)과 동일한 분할된 상부 액티브 면(400a) 및 동일한 하부 액티브 면(400b)인 2개의 대향하는 동일한 액티브 면을 갖는다. 비접촉식 PP-타입 플랫폼(100e)의 2개의 대향하는 액티브 면(400a, 400b)은 이들 사이에 좁은 거리로 평행하게 정렬된다. 액티브 면(101a)보다 크거나 이와 동일하거나 이보다 훨씬 작은 대상물(500)은 (유사한 소정의 공기-쿠션 간극에서) 양면 플랫폼(100a)의 액티브 면(400a, 400b) 매우 가까이에 평행하게 위치된다. 대상물(500)은 양측으로부터 양면 플랫폼(100e)에 의해 접촉되지 않고 파지된다. 대상물(500)은 정지되어 유지되거나 화살표(501) 방향으로 이송된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 수직 방향으로 위치된 양면 PP-타입 비접촉식 플랫폼(100d)을 도시하는 도10f를 참조한다. 이러한 수직의 경우에, 특히 FPD 등의 넓은 포맷 대상물이 포함될 때 플랫폼의 족적은 매우 작을 수 있다. 대상물(500)은 수직으로 정지되어 유지되거나 화살표(501) 방향으로 이송될 수 있다. 수직 방향은 이송에 선택을 제공하고 수직 방향이 임의의 장점을 갖는 임의의 공정을 수행하는데 선택을 제공한다는 것을 언급해야 한다.

양면 PP-타입 비접촉식 플랫폼의 성능은 (1) 대상물 치수에 대한 플랫폼의 치수를 포함하는 다양한 기계적 및 공기역학적 수단을 구체화함으로써 결정될 수 있다. 이는 외란 및 진동을 감소시키는 선택적인 완화 영역의 할당을 포함한다. (2) 유동 제한기 특성 (및 바람직한 유동 제한기에 대하여, SASO 노즐 형상 및 물리적 치수의 기하학적 파라미터를 구체화함으로써), (3) 공기-쿠션 간극 εn, (4) PP-타입 공기-쿠션 기본 셀 치수 및 구체 사항, (5) 조절 및 제어의 선택적인 수단을 포함하며, 액티브 면 또는 이들 중 하나 또는 이들 상의 하나의 일부를 편평-정밀도를 향상하도록 몇 개의 개별적으로 조절된 섹터로 분할함으로써 국부 압력 조절을 적용하는 가능성을 고려하는 조작 압력 조건. PP-타입 양면 플랫폼에 대해, (6) AD-강성을 향상시키도록 진공 프리로딩을 사용하여, 도10d에 분할된 형상으로 도시된 바와 같이 처리가 발생하는 횡방향으로 넓고 짧은 공간에 가까운 에지 영역에 일차원 섹터 분포를 적용할 수 있다. 응용의 관점에서, 공기역학적 설계 조건은 바람직하게는 (7) 편평 정밀도, 평활능 및 다른 성능 사양, (8) 대상물의 특성 (재료 상태, 비편평 불완전성, 폭 본체 중량 및 치수), (9)포함된 운동의 세부 사항 및 (10) 처리에 의해 부여될 수 있는 힘 및 치수를 포함하는 포함된 처리의 세부 사항을 포함한다.

압력-프리로딩된 PP-타입 비접촉식 플랫폼의 양면 구성은 AD-강성, 평활능 및 편평 정밀도의 관점에서 고성능을 제공한다. 넓은 포맷의 편평한 대상물을 핸들링하는 경우 처리 기계에 대해 정확한 운동 및 평활도 및 평행 정밀도를 제공하기 위해 주로 적용된다. 양면 PP-타입 플랫폼에 의해 비접촉식 파지가 적용될 때 이하의 장점이 직접적으로 제공된다. (1) 접촉에 의한 오염 표시가 없다. (2) ESD (정전기 방전) 문제 또는 임의 다른 접속 및 분리 문제가 없다. (3) 외란 및 진동이 감소된다. PP-타입 플랫폼은 대상물 특성 및 치수에 대해 수 밀리미터에 이르는 정도에서 대상물이 굽혀지거나 변형되는 경우에 효과적으로 고 성능을 제공한다. 특히, 대상물 특성 및 치수에 대해 수 밀리미터 이상의 폭을 갖는 편평한 대상물을 편평하게 할 수 있다.

양면 PP-타입 플랫폼의 대향하는 공기-쿠션은 대상물 상에 그리고 이에 따라 2개의 대향하는 액티브 면을 지지하는 이러한 양면 PP-타입 플랫폼의 구조 상에 큰 반력을 발생시킬 수 있다. 따라서, 이러한 구조는 정밀도에 영향을 줄 수 있는 변형을 피하도록 매우 강성이어야 한다. 포함된 로드는 대상물이 PP-타입 플랫폼의 2개의 대향하는 액티브 면들 사이에 위치될 때 생성되지만, 배기구 또는 홈 또는 이들 모두로 인해, εn보다 상당히 큰 폭을 갖는 대상물이 이동할 때, 로딩은 “액티브 영역”에서만 국부적이고 일시적으로 발생한다. 대상물이 내부에 없다면, 로드는 상당히 감소되고, 사실상 없어진다.

잘 작동하는 양면 PP-타입 플랫폼에 선택적으로 적용될 수 있는 기계적인 수단에 대해, “패널 폭 조절 기구”가 요구될 수 있다. 또한, 이러한 기구는 수동 기구일 수 있거나 완전 자동일 수 있다. 이러한 플랫폼은 처리 기계 또는 임의의 요구되는 기준에 대해 평활도 및 평행도의 관점에서 위치 및 방향을 조절하도록 기계적인 조절 수단을 포함하여야 한다. 충격 흡수기가 임의의 외란 및 진동을 격리시키도록 바람직할 수 있다.

또한, 바람직하게는 접촉 및 마찰없이 대상물 선단 에지가 2개의 대향하는 액티브 면들 사이에 부드럽게 삽입되도록 유도하기 위해 양면 PP-타입에 상향 입구 섹션을 추가하는 것이 바람직하다. 이러한 입구는 롤러 및 저 마찰 재료 등의 기계적인 수단 또는 입구의 액티브 면 및 대상물의 운동중 삽입을 제공하도록 충돌에 의한 비접촉식 편평화 힘을 인가할 수 있는 에어-젯 등의 공기역학적 안내 수단을 포함할 수 있다. 이와 달리, 사실상 운동이 없는 삽입 과정은 편평함(접촉시)의 추가적인 수단을 제공하도록 하나가 삽입 기간 동안 필요에 따라 제거되고 후에 진공으로 개재된 일시적으로 그리고 선택적으로 대향하는 액티브 면 멈춤 위치쪽으로 복귀되는 경우 2개의 액티브 면을 갖는 유닛이 입구일 수 있는 경우에 적용될 수 있다. 삽입 후에, 운동중인 액티브 면은 간극을 다시 폐쇄하고 운동중의 대상물을 편평하게 한다. 마지막으로 간극이 조작 간극(대상물 폭 + 2εn)으로 조절된다. 전술된 바와 같이 진공 스위칭이 사용되었다면, 조작 압력으로 다시 스위칭하는 것은 삽입 기간을 종료시키고 대상물 또는 그 선단 에지 구역은 접촉없이 파지 및 편평하게 되고 후속 조작 준비가 된다.

(대상물 및 플랫폼 모두에 대한) 가능한 중요한 손상을 회피하도록, 의도된 것보다 넓은 편평한 대상물이 실수로 삽입되려고 할 때, 제어 경고 신호를 보낼 수 있는 센서를 구비한 롤러 또는 선형 판 스프링 등의 우호적인 배리어를 적용하여 과정을 중지시키고 이러한 삽입 실패를 회피하는 것이 바람직하다. 이러한 이유로 그리고 조작 사이클 동안의 로딩의 시간적인 특성에 대해, PP-타입 플랫폼의 대항하는 액티브 면을 힘이 소정 한계 이하인 한 프리로딩된 기계적 스프링을 통해 연결하는 것이 바람직하며, 어떤 이유로 (바로 전에 언급된, 폭이 균일하지 않고 예상보다 넓거나 매우 높은 조작 압력) 허용 한계에 강제로 도달하는 경우 자체 채택 방식(바람직하게는 처리에 대해 역방향으로)으로 액티브 면 또는 그 중 하나가 약간 가압되는 경우 플랫폼은 보통과 같이 작용한다. AD-힘 및 소정값으로 구조 상에 작용하는 힘을 제한하는 자체 채택식 기구가 제공된다. 또한, 이러한 기구에 대한 기계적인 제한기는 일방향 병진 운동 방향에 대해서만 설계되지 않는다면 평행하지 않은 기구일 수 있기 때문에 공기-쿠션 간극에 대해 작은 운동만을 허용하도록 공급될 수 있다.

분할된 액티브 면에 대해 동일한 대향하는 구획이 상부 및 하부 액티브 영역 용으로 제조되어야 하며, 그렇지 않으면 적절히 작용하지 않을 것이다. 국부적으로 불균형하고 동일하지 않은 설정은 비대칭 상황을 형성하는데, 이는 대상물이 운동 중이라면 고 마찰력으로 종결될 수 있는 강한 기계적 접촉 및 일 측부로부터의 강한 국부 로딩을 야기한다. 이에 따라, 플랫폼은 오작동 할 수 있고 요구되는 모든 성능, 특히 편평 정밀도가 매우 손상될 것이다.

본 발명의 바람직한 양면 플랫폼 실시예에 대해 양면 비접촉식 플랫폼은 PV-타입 액티브 면의 대체물로서 PV-타입 액티브 면을 기초로 하여 형성될 수도 있다는 것이 중요하다. 이러한 경우에, 양면 PV-타입 플랫폼은 압력-프리로딩 기구 및 또한 진공-프리로딩 기구의 사실상의 장점을 갖는다. PP-타입보다 AD-강성을 덜 제공할 수 있더라도, 국부 “유효 면적”의 중요성 및 이에 따른 덜 편평한 성능으로 인해, 양면 PV-타입 플랫폼은 구조 상에 부여된 로드에 대해 “패시브”이며, 사실상 공칭 간극(εn)에서 작동될 때 부분적으로 외향 힘이 없다. 그러나, 오프셋 위치에서, 큰 힘이 구조에 로딩될 수 있지만 PP-타입 플랫폼에 발생된 것보다는 훨씬 작다. 양면 PV-타입 플랫폼이 PP-타입 양면 플랫폼에 비해 복잡한 플랫폼이고 추가적인 진공 소스가 합체되어야 하더라도, 이하의 추가적인 장점을 갖는다. (1) 전체 오작동을 야기하지 않고 약간 상이한 상부 및 하부 액티브 면의 제조가 가능하지만 주의깊게 설계되어야 한다. (2) 상부 측 파지부는 삽입 기간 중에 적용될 수 있다. (3) 진공 테이블로의 스위칭은 고유하게 적용 가능하다. 어떤 이유로 전체 오작동을 야기하지 않고 혼합된 양면 비접촉식 플랫폼을 형성하도록 일 측부로부터 PP-타입 액티브 면을 그리고 다른 측부로부터 PV-타입 액티브 면을 사용하고 조합할 수 있지만 주의깊게 설계되어야 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 각각의 대향면이 PV-타입인 다른 양면 비접촉식 플랫폼(110a)을 도시하는 도11a를 참조한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 양면 PM-타입 비접촉식 플랫폼(110b)을 도시하는 도11b를 참조한다. 상부면은 도10a 내지 도10c에 도시된 바와 같은 액티브 면(111)이고 하부면(112)은 AD 부여된 힘을 흡수할 수 있는 패시브 평면이다. PM-타입 플랫폼이 조작되면, 대상물(500)을 유지하도록 접촉되지 않고 힘이 인가되며, 하부 패시브 면에 대해 가압하여 유지한다. 이에 따라 대상물(500)이 “벽에 대해 편평”하고 비슬립 운동을 제공하는데 유용할 수 있는 마찰력이 상부 공기-쿠션 조작 압력에 대해 발생된다.

사실상, PP형 플랫폼은 하부면의 압력을 방금 절환함으로써 PM형 플랫폼으로 그 기능성을 즉시 변경할 수 있다. 또한, 표면(112)은 소기 통기구(113)로 생성될 수 있다. 또한, 표면(112)은 진공 테이블(도시되지 않음)이다. 또한, 상부 액티브면(111)은 하부 비액티브면(112)을 고려하지 않으면서 세그먼트로 분할될 수 있다. 하부면은 정지하여 보유될 수 있거나, 또한 다르게는 하부면은 진행할 때 물체를 반송하는 진행 테이블로서 이용된다. 일반성을 저하시키지 않으면서, PM형은 본질적으로 편평형 또는 원통형 구조물, 직사각형 또는 둘러싸는 형상일 수 있다. 또한, 이러한 플랫폼을 중력과 무관하게 거꾸로 이용하는데 제한이 없다.

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, PM형 플랫폼에 대한 상이한 실용적인 적용을 도시하는 도12가 참조된다. 케이스(120a)는 유닛(121a)이 하부 액티브면을 갖고 거리(εn)로부터 물체(500) 상에 가압력을 야기하여, 이에 따라 물체가 유닛(122a)의 액티브면에 대항하여 편평해지며, 유닛 양자가 정지되어 있는 PM형 플랫폼을 도시한다. 121a 및 122b 양자는 대체로 동일한 치수를 가지며, 물체는 상이한 치수를 가진다. 또한, 하부 유닛(122a)은 진공 테이블이다. 케이스(120b)는 물체(500) 상에 가압력을 야기하여, 이에 따라 비액티브 유닛(122b)의 표면에 대항하여 편평하게 하는 하부 액티브면을 유닛(121b)이 갖는 PM형 플랫폼을 도시한다. 상부 액티브 유닛(121b)은 유닛(122b)보다 작으며, 이는 방향(501)로 진행한다. 유닛(122b) 및 물체(500) 양자는 정지하여 있다. 케이스(120c)는 방향(501)으로 물체(500)와 함께 진행하는 액티브 유닛(122c)에 대항하여 물체(500)를 가압하는 6개의 액티브 세그먼트(121c)를 도시한다. 또한, 진행 유닛(122c)은 진공 테이블이다. 케이스(120d)는 케이스(120a)와 유사하지만, 대향 표면들이 원통형 형상이어서, 물체(500)가 하부 유닛(122d)에 대해 휘어진다. 케이스(120e)는 상부 유닛(121e)이 회전할 수 있는 둥근 형상의 유닛을 도시한다. 도120f는 방향(501)으로 회전하고 마찰력이 액티브 유닛(121f)에 의해 발생되는 압력에 의해 결정되는 가요성 매체(500)에 인장 운동을 제공하는 구동 실린더(122f)를 도시한다.

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 도13 내지 도15에 도시된 일체형 매니폴드를 갖는 통상의 액티브면의 특정 구조가 고려된다. 도13은 액티브면(131)의 상부 구조 강성을 제공하는 상부판(130)을 갖는 액티브면의 층상 조립체를 도시한다. 중간판(132)은 노즐판이며, 하부판(133)은 덮개판이다. 가압 커넥터(135)를 갖고 선택적으로는 진공 커넥터(136)도 갖는 외부 신장형 매니폴드(134)는 일 방향 방식으로 작동 조건을 제공한다. 층들의 선택적인 설계 상세는 예를 들어 도14a, 도14b, 도15a 및 도15b에 도시된다. 도14a는 SASO 노즐과 같은 가압 유동 제한기만이 제공되는 경우의 노즐-판을 도시한다. 예를 들어, 이러한 노즐-판은 레이저[야그(Yag) 및 CO2]를 이용함으로써 또는 펀칭 또는 성형함으로써 제조될 수 있다. 개별 유동 제한기를 생성하는 것이 가능하지만, 이는 조립체를 고려하여 이러한 노즐-판을 제조하는데 편리하며 비용 효과적이다. 도14a는 (공기의 자유 소기 또는 공기의 액티브 흡입을 위해 진공 저장소에 연결되지만, 유동 제한기가 없는) 소기 통기구로서 제공되는 복수개의 관통 구멍(151) 및 이러한 SASO 노즐과 같은 출구(151)를 갖는 복수개의 유동-제한기(152)를 갖는 얇은 판(통상, 0.4 내지 4mm 두께)을 나타낸다. 우측에 도시된 바와 같이 각 쌍의 유동-제한기가 입구를 공유하는 경우에, 평행하게 배열되는(필수적이지 않음) 복수개의 내부 공급 덕트(144)를 생성하는 것은 옵션이다. 또한, 각각의 유동-제한기는 좌측에 도시된 바와 같이 내부 공급 덕트(144a)에 개별 연결된다. 공기는 크로스층 통로(146)에 의해 내부 덕트로 공급된다. 도14b는 진공 유동-제한기(153)가 SASO 노즐과 같은 출구(151)[출구(151)로부터 공기가 진공에 의해 흡입됨]를 갖는 경우의 노즐-판을 도시한다. 가압 유동 제한기(152)는 진공 유동 제한기(153)에 대해 상당히 큰 AS-저항을 가진다. 각각의 가압 유동-제한기(152)는 가압 내부 덕트(144)에 연결되며, 각각의 진공 유동 제한기(152)는 제2 세트의 진공 내부 가압 덕트(145)에 연결된다. 가압 내부 덕트로의 가압된 공기는 크로스층 통로(146)에 의해 공급되며, 진공 내부 덕트로의 진공 흡입은 크로스층 통로(147)에 의해 공급된다. 이 도면은 노즐판 내측에 내부 공급 덕트를 생성하는 것이 하나의 옵션을 나타내지만, 상부판 또는 하부판, 또는 임의의 실용적인 조합에 덕트를 생성하는 것이 하나의 옵션이다.

도15a는 도14a에 도시된 노즐판에 대해 일체형 단일 매니폴드를 도시한다. 도면의 상부 부분은 내부 가압 덕트(144)에 대체로 직각인 내부 채널(157) 및 가압 커넥터(159)를 갖는 주 가압 매니폴드(155)를 나타내며, 따라서, 이는 크로스층 통로(146)를 통해 내부 가압 덕트(144) 각각에 가압된 공기를 제공한다. 이에 따라, 채널(157)은 압력 손실 없이 소정의 MFR을 이송하도록 내부 덕트의 통상 폭보다 훨씬 넓다. 단면 AA(옵션 1)은 내부 가압 덕트(144)가 덮개판(143)의 하부면에서 발생되는 경우를 도시하며, 단면 AA(옵션2)는 내부 가압 덕트(144)가 액티브면(140)을 갖는 상부판(141)의 상부면에서 발생되는 경우를 도시한다. 단면 BB는 3개의 층 조립체를 가로지르는 출구(151)를 갖는 소기 통기구(149)를 도시한다.

도15b는 도14b에 도시된 노즐판에 대해 일체형 이중 매니폴드를 도시한다. 도면의 상부 부분은 내부 가압 덕트(144)에 대체로 직각인 내부 채널(157) 및 가압 커넥터(159)를 갖는 주 가압 매니폴드(155)를 나타내며, 따라서 이는 크로스층 통로(146)를 통해 내부 가압 덕트(144) 각각에 가압된 공기를 제공한다. 이에 따라, 채널(157)은 압력 손실 없이 소정의 MFR을 이송하도록 내부 가압 덕트의 통상 폭보다 훨씬 넓다. 또한, 일체형 이중 매니폴드는 내부 진공 덕트(145)에 대체로 직각인 내부 채널(158) 및 진공 커넥터(160)를 갖는 주 진공 매니폴드(156)를 포함하며, 따라서, 이는 크로스층 통로(147)를 통해 내부 진공 덕트(144) 각각에 진공을 제공한다. 이에 따라, 채널(158)은 진공 손실 없이 소정의 MFR을 이송하도록 내부 진공 덕트의 통상 폭보다 훨씬 넓다. 단면 AA(옵션 1)은 가압 유동 제한기(152)의 단면을 개략적으로 도시하며, 단면 BB는 진공 유동 제한기(153)의 절삭부를 개략적으로 도시한다.

일반성을 저하시키지 않으면서, 비접촉 플랫폼이 접촉하지 않으면서 물체를 지지하도록 적용될 때, 2개의 필수 옵션이 있다. 첫째, 지지된 물체는 정지되어 지지되도록 이루어질 수 있다. 물체 위치는 몇몇의 측부 핀 또는 실린더 또는 주연 안내판을 이용함으로써 플랫폼에 대해 제 위치에 정착될 수 있다. 또한, 물체의 하부 또는 상부 또는 측부 표면 또는 주연 신장형 진공 파지부를 보유하는 몇몇의 진공 패드에 의해 제 위치에 정착될 수 있다. 또한, 에지 파지부에 의해 기계적으로 보유될 수 있다. 모든 이들 일례는 존재하는 측방향 운동 및 이동을 목표로 한다. 물체를 정지하여 보유하는 수단들 중 몇몇은 비접촉 플랫폼 내에서 일체로 될 수 있다.

둘째, 운동이 필요한 경우, 지지된 물체는 플랫폼의 지지면 위로 접촉하지 않으면서 진행하며, 핀을 가압하거나 안내판을 가압함으로써 구동될 수 있다. 또한, 물체는 (PM 유닛을 수행하는) 비접촉 유도 힘에 의해 마찰이 증가할 수 있는 경우에, 물체 에지 또는 벨트와 접촉하는 수평 롤러 또는 실린더, 또는 수직 구동 실린더에 의해 구동될 수 있다. 또한, 물체는 물체의 측부 에지들 중 1개 또는 2개에서 몇몇의 기계적 클램퍼에 의해 또는 진공 패드에 의해 물체 측부 에지를 보유하는 1개 또는 2개의 측부 그리퍼 바아에 의해 구동된다. 또한, 물체는 기계적 클램퍼 또는 진공 패드에 의해 물체의 선단 또는 후단 에지를 보유하는 그리퍼 바아에 의해 구동될 수 있다. 비접촉 플랫폼이 수직으로 배향될 때, 물체는 구동된 상부 그리퍼 바아에 의해 또는 하부 측 롤러 또는 벨트에 의해 기울어질 수 있다. 또한, 물체는 물체의 하부 또는 상부 표면의 내부 영역을 클램핑하기 위해 진공 패드를 갖는 하부 또는 상부 구동 기구에 의해 이동된다. 둥근 비접촉 플랫폼의 경우에, 물체는 둥근 물체의 에지와 접촉하는 구동 실린더에 의해 회전될 수 있거나, 내부 클램퍼 또는 진공 패드를 갖는 스피닝 주연 개방 리그에 의해 클램핑될 수 있어서, 물체와 클램핑 유닛 간의 상대적인 운동이 회피된다. 비접촉 플랫폼이 물체를 지지할 때, 측방향 및 회전 이동은 필요에 따라 물체의 위치를 조작하도록 로봇 핸드에 의해 용이하게 수행될 수 있다. 예를 들면, 수평 위치가 구동 유닛에 의해 제어되고 수직 위치가 AD 수단에 의해 조절될 수 있는 공기-쿠션에 의해 결정되는 경우에, 웨이퍼 및 FPDs의 위치 정합 및 비접촉 정렬을 사용하는 것과, 웨이퍼 상의 프로세스 또는 FPDs가 발생할 때 정밀한 선형 또는 회전 운동 시의 비접촉 지지를 제공하는 것이 편리하다. 또한, 물체를 구동하기 위해 순수 공기 역학 마찰력을 제공하는 것은 옵션이며, 하나의 방법으로는 지향 제트 또는 벽-제트를 이용하는 것이다. 물론, 운동은 요구되는 속도 및 정밀한 위치 설정 모두를 제공하도록 제어되어야 한다.

본 발명의 기본 비접촉지지 시스템은 도16 내지 도18에 도시된다. 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 도16은 압력 공급 관(201a)을 갖는 긴 PA형(다르게는 PV형일 수 있음) 액티브면(201)을 갖는 통상의 비접촉 이송 시스템을 도시한다. 액티브면으로부터 외향으로(통상 2 cm까지) 위치되는 물체(500) 측부 에지를 파지하는 기계적 그리퍼 핑거부(213)를 갖는 측부 그리퍼 바아(212)를 지지하는 2개의 진행 캐리어(211)를 갖는 직선 통로를 갖는 선형 구동 시스템에 의해 방향(501)으로 구동된다. 시스템의 좌측부는 5개의 비접촉 PA형 세그먼트(233)(PV형이 이용될 수도 있음)가 설치된 로딩/언로딩 영역(203)이다. 세그먼트(233)는 압력 공급 관(203a)에 연결된다. 세그먼트(233) 사이에는, 복수개의 파인(215)을 갖는 리프팅 및 랜딩 기구가 있다. 핀(215)은 상부 진공 패드를 구비하거나, 파인 상부면 각각에서 공기-쿠션이 발생되는(이에 따라 측방향 이동이 주연 안내판과 같은 부가 수단에 의해 제공되어야 함) 비접촉 핀일 수 있다. 이러한 시스템에는 제어 유닛(240) 및 다양한 유형의 센서가 제공되며, 예를 들어, 센서(241)는 물체(500)의 운동 속도를 측정한다. 또한, 제어 유닛은 다른 기계와 연통할 수 있다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 있어서, 도17은 통상의 단면 고성능 시스템을 도시한다. 이 시스템은 편평도 정밀성에 대해 고성능을 제공하며, 진동없이 물체(500)를 이송한다. (롤러 또는 벨트 컨베이어와 같은) 종래의 것이거나 비접촉 특성을 갖는 로딩 및 언로딩 이송 구역(201, 203)을 포함한다. 본 발명에 있어서, PA형 비접촉 플랫폼이 적용되지만, PV형 플랫폼도 적용될 수 있다. 또한, 신규한 중앙 PV형 액티브면은 매니폴드(204) 및 압력(204a) 및 진공(204b)을 공급하는 파이프 라인을 갖는 203을 제공한다. 공기 역학적 조절이 이용된다면, 203에는 프로세스 구역을 따라 부양 갭을 위치상으로 조절하기 위해, 분리 제어되는 압력 또는 진공 서브 매니폴드 섹터(204c)가 구비된다. PV형 유닛(202)은 외부 구역으로부터 오는 진동 및 공간적 교란을 붕괴하도록 중앙 프로세스 구역(200) 및 완화 구역(200a)(통상적으로 기본 셀의 약 5 내지 15 길이)으로 구성된다. 정밀한 측방향 위치 설정이 요구될 때, 선형 구동 시스템은 선택적으로 공기 수반 시스템을 이용하여 정밀할 수 있다. 선택적으로, 측부 그리퍼 바아(212)는 구동 시스템(210, 211)에 기계적으로 연결되지만, 수직 방향으로 자유도를 제공하며, 측부 그리퍼 바아는 상부 신장형 액티브면(212a)에 접촉하지 않으면서 지지된다. 또한, 그리퍼(212)의 수직 레벨을 (압력을 조절함으로써) AD 수단에 의해 물체(500)와 정렬하는 옵션을 제공한다. 이 경우의 프로세스는 물체(500)의 상부면 위의 프로세싱 구역에서 수행되지만, 좌측에 도시된 바와 같이 중앙 정밀 구역을 2개의 세그먼트(220)로 분할하는 것은 옵션이어서, 옵션으로 하부측으로부터 프로세스를 보조하거나, 양면 프로세싱을 수행하는 것이 2개의 세그먼트들 사이에서 개방되는 공간(220a)을 통해 유효하다. 다른 변경예는 (1)동적 모멘트를 제거하기 위해 양면으로부터 물체(500)를 구동시키도록 2개의 측부 파지 바아를 이용하는 것과, (2)물체(500)를 부유시키는 동일한 공기-쿠션 상에 부유하는 하부 좌측에 도시된 선단에지 그리퍼 바아(250)를 이용하여 그리퍼와 물체 사이의 자연 수평 정렬을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에 대해, 도18은 높은 편평 성능 및 편평도 정밀성을 제공하는 양면 중앙 정밀 섹션(200) 및 종래의 것이고 비접촉 성질일 수 있는 로딩 및 언로딩 외부 이송 구역(201, 202)을 갖는 통상의 양면 고성능 PP형 또는 PV형 시스템(PV형이 도면에 도시됨)을 도시한다. 본 발명에 대해, PA형 비접촉 플랫폼이 이용되지만, PV형 플랫폼일 수도 있다. 양면 비접촉 시스템은 전술한 시스템에 대한 많은 상세를 공유한다. 외부 이송 구역 및 액티브면(200a, 200b)에 대향하는 양면 PP형 또는 PV형 플랫폼은 3개의 동일 세그먼트(212)로 분할되며, 시스템은 세그먼트(212) 사이에 대칭으로 생성되는 2개의 공간을 통해 실행된다. 대향 액티브면(200a, 200b) 사이에서 접촉하지않으면서 클램핑되는 물체(500)는 물체(500)의 선단 에지에 근접하고 있는 표면을 진공 패드 또는 기계 그리퍼(213)에 의해 클램핑하고 세그먼트들(212) 사이의 공간에서 진행하는 2개의 아암을 갖는 구동 시스템(213)에 의해 물체 선단 에지로부터 당겨지는 방향(501)으로 구동된다. 큰 힘이 발생됨에 따라, 헤비 바아(230)에 의해 나타낸 바와 같이 강성 지지 구조물이 요구된다. 이 바아는 상이한 물체 폭으로 작동할 때, 2개의 대향하는 액티브면들 사이의 갭을 조정하는 방식으로 보정하기 위한 보정 기구를 갖는 패널의 일부이다. 이 경우, 프로세스가 정밀한 양면 플랫폼의 2개의 세그먼트 사이의 측방향 중앙 공간에서 발생할 수 있다. 프로세스가 표면 위에서 실행될 수 있으며, 다르게는 양면 프로세스가 발생할 수 있다. 또한, 도21에 도시된 시스템과 유사한 편평도 정밀성의 공기 역학 조절은 비접촉 양면 플랫폼에서 수행될 수 있다. 스프링(230a)은 소정의 임계치 이하까지 2개의 대체로 대향하는 지지면 상에 유도되는 힘을 제한하고, 평행하고 자기 적응 방식으로 2개의 대체로 대향하는 지지면들 사이의 갭을 조절하는 기능을 하도록 선택적으로 제공된다.

사각 시스템만이 개시되었더라도, 유사한 플랫폼이 스피닝 운동이 포함되는 원통 좌표에서 생성될 수 있다.

본 명세서에 기재된 첨부 도면 및 실시예의 설명이 그 범위를 제한하지 않으면서 본 발명의 보다 나은 이해를 위해서만 도움을 주는 것이 명백하다.

본 명세서를 판독한 후에 당해 기술 분야의 숙련자가 본 발명에 포함되는 전술한 실시예 및 부착 도면에 대해 조정하고 보정할 수 있다는 것도 명백하다. 또한, 도면에 도시된 실시예에 대해 본 명세서에 기재된 상세 및 특성은 적용 가능한 경우에 많은 경우 교환 가능하거나, 선택적이거나, 대신으로 실행될 수 있다.

Claims (76)

1. 공기 완충 주입력에 의해 고정되거나 이동하는 물체에와의 접촉없이 지지하기 위한 비접촉식 지지 플랫폼이며,

   상기 플랫폼은 두개의 실질적으로 대향인 지지면 중 적어도 하나를 포함하고,

   각각의 지지면은 복수의 압력 출구 중 적어도 하나와 복수의 공기 배출 채널 중 적어도 하나를 각각 갖는 복수의 기본 셀 중 적어도 하나를 포함하고,

   상기 압력 출구 각각은 압력 유동 제한기를 통해 고압 저장소에 유체 연결되고, 압력 유도력을 발생시키기 위해 고압 공기를 제공하며, 물체와 지지면 사이에 공기 완충을 유지하고,

   상기 압력 유동 제한기는 특징적으로 유체 복귀 스프링 작용을 나타내고,

   상기 복수의 공기 배출 채널 중 적어도 하나는 각각 입구 및 출구를 갖고, 상기 입구는 국부적으로 질량 유동을 배출하기 위해 진공 상태하에서 주변 압력 또는 그 이하로 유지되어, 균일한 지지 및 국부적인 자연 응답을 얻는 비접촉식 지지 플랫폼.
2. 제1항에 있어서, 상기 압력 유동 제한기는 도관을 포함하고, 상기 도관은 입구 및 출구를 갖고 도관의 내부에 장착된 두 개의 대향 핀 세트가 제공되며, 동일한 세트의 각각의 두 핀 및 그들 사이의 도관 내부벽의 일부는 공동을 형성하고, 대향 세트의 핀은 상기 공동에 대향 위치되어, 유체가 도관을 통해 유동할 경우, 실질적으로 움직이지 않는 와류가 공동 내에 형성되고, 상기 와류는 유동 중에 적어도 일시적으로 존재하여 와류와 핀의 대향 세트의 말단 사이에 중심 코어 유동을 허용하는 공력 장애를 형성하고, 하나의 방향으로 유동을 압박하여 징량 유동율을 제한하고 도관 내에서 실질적인 압력 강하를 유지하는 비접촉식 지지 플랫폼.
3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 공기 배출 채널 중 적어도 하나는 배출 유동 제한기를 포함하는 비접촉시 지지 플랫폼.
4. 제3항에 있어서, 상기 배출 유동 제한기는 도관을 포함하고, 상기 도관은 입구 및 출구를 갖고 도관의 내부에 장착된 두 개의 대향 핀 세트가 제공되며, 동일한 세트의 각각의 두 핀 및 그들 사이의 도관 내부벽의 일부는 공동을 형성하고, 대향 세트의 핀은 상기 공동에 대향 위치되어, 유체가 도관을 통해 유동할 경우, 실질적으로 움직이지 않는 와류가 공동 내에 형성되고, 상기 와류는 유동 중에 적어도 일시적으로 존재하여 와류와 핀의 대향 세트의 말단 사이에 중심 코어 유동을 허용하는 공력 장애를 형성하고, 하나의 방향으로 유동을 압박하여 징량 유동율을 제한하고 도관 내에서 실질적인 압력 강하를 유지하는 비접촉식 지지 플랫폼.
5. 제1항에 있어서, 상기 배출 채널은 진공 저장조에 유체 연결되는 비접촉식 지지 플랫폼.
6. 제5항에 있어서, 상기 진공 유동 제한기는 압력 유동 제한기보다 현저히 낮은 공력 저항을 갖는 비접촉식 지지 플랫폼.
7. 제6항에 있어서, 상기 진공 유동 제한기는 진공 저장조의 진공의 70%-90%의 범위의 수치의 낮은 진공 레벨을 갖도록 설계되는 비접촉식 지지 플랫폼.
8. 제7항에 있어서, 상기 플랫폼에 대한 압력 공급의 절대값은 플랫폼에 대한 진공 공급의 절대값에 대해 1.2-3의 계수만큼 더 큰 비접촉식 지지 플랫폼.
9. 제1항에 있어서, 상기 지지면은 적어도 하나의 복수의 평면을 포함하는 비접촉식 지지 플랫폼.
10. 제9항에 있어서, 상기 지지면은 평평한 비접촉식 지지 플랫폼.
11. 제9항에 있어서, 상기 지지면에는 홈이 제공되는 비접촉식 지지 플랫폼.
12. 제9항에 있어서, 상기 지지면은 원통형인 비접촉식 지지 플랫폼.
13. 제1항에 있어서, 상기 지지면은 실질적으로 정사각형인 비접촉식 지지 플랫폼.
14. 제1항에 있어서, 상기 지지면은 실질적으로 원형인 비접촉식 지지 플랫폼.
15. 제1항에 있어서, 상기 지지면은 층구조의 판으로 형성된 비접촉식 지지 플랫폼.
16. 제15항에 있어서, 상기 판의 적어도 하나는 공기 배출 채널 및 압력 또는 진공 공급을 위한 유동 제한기 및 내부층 통로를 구성하는 복수의 공극을 포함하는 비접촉식 지지 플랫폼.
17. 제15항에 있어서, 상기 압력 저장조는 층구조 내에 일체 매니폴드의 형태인 비접촉식 지지 플랫폼.
18. 제17항에 있어서, 상기 배출 통로는 진공 저장조에 유체 연결되고, 진공 저장조는 층구조 내에 일체 매니폴드의 형태로 되어 다중 매니폴드 구조를 형성하는 비접촉식 지지 플랫폼.
19. 제1항에 있어서, 상기 복수의 기본 셀의 적어도 하나는 공간 균형을 제공하기 위해 반복 배치로 제공되는 비접촉식 지지 플랫폼.
20. 제19항에 있어서, 상기 기본 셀은 한 방향 반복 배치로 제공되는 비접촉식 지지 플랫폼.
21. 제19항에 있어서, 상기 기본 셀은 두 방향 반복 배치로 제공되는 비접촉식 지지 플랫폼.
22. 제1항에 있어서, 상기 압력 유동 제한기는 압력 저장조에 의해 공급되는 압력을 압력 저장조의 압력의 30%-70%의 범위의 수치로 감소시켜 압력 출구를 통해 공기 완충기로 주입되도록 설계되는 비접촉식 지지 플랫폼.
23. 제1항에 있어서, 복수의 통과 개구 중 적어도 하나가 지지면에 제공되어 조절 및 진행을 위해 물체에의 접근을 허용하는 비접촉식 지지 플랫폼.
24. 제1항에 있어서, 상기 지지면은 다수의 조각으로 분할되어 공간에 의해 분리되는 비접촉식 지지 플랫폼.
25. 제1항에 있어서, 상기 배출 채널은 진공 저장조와 유체 연결되고, 압력 저장조 또는 진공 저장조의 압력 레벨은 지지면 위의 물체의 전체적인 부상 간극을 조정하도록 조절되는 비접촉식 지지 플랫폼.
26. 제1항에 있어서, 상기 배출 채널은 진공 저장조와 유체 연결되고, 압력 저장조 또는 진공 저장조의 압력 레벨은 지지면 위의 물체의 전체적인 부상 간극을 조정하기 위해 압력 저장조 또는 진공 저장조의 적어도 하나의 선택된 분리 영역 내로 조절되는 비접촉식 지지 플랫폼.
27. 제1항에 있어서, 상기 배출 채널은 진공 저장조와 유체 연결되고, 압력 저장조의 선택된 분리 영역의 선을 따라 압력이 개별적으로 조절되어 상기 선을 따라 지지면 위의 물체를 평평하게 하는 비접촉식 지지 플랫폼.
28. 제27항에 있어서, 상기 선택된 분리 영역을 따라 독립된 기준선에 대해 평행이 유지되는 비접촉식 지지 플랫폼.
29. 제26항에 있어서, 상기 선택된 분리 영역은 지지면의 에지에 위치되어 에지 효과를 억제하는 비접촉식 지지 플랫폼.
30. 제1항에 있어서, 상기 지지면의 에지에서의 기본 셀의 분해도는 지지면의 내부 영역보다 높아서 공기 완충기의 에지 효과를 최소화하는 비접촉식 지지 플랫폼.
31. 제1항에 있어서, 상기 기본 셀은 공기 배출 채널로 작용하는 복수의 배출 홈 중 적어도 하나를 포함하는 비접촉식 지지 플랫폼.
32. 제31항에 있어서, 상기 기본 셀은 공기 배출 채널로 작용하는 복수의 배출 구멍 중 적어도 하나를 포함하는 비접촉식 지지 플랫폼.
33. 제1항에 있어서, 상기 기본 셀은 공기 배출 채널로 작용하는 복수의 배출 구멍 중 적어도 하나를 포함하는 비접촉식 지지 플랫폼.
34. 상기 제1항에 있어서, 선에 정렬되는 압력 출구와 선에 정렬되는 배출 채널로 압력 출구 및 배출 채널은 선형 배열되는 비접촉식 지지 플랫폼.
35. 제1항에 있어서, 상기 두 개의 실질적으로 대향인 지지면 중 적어도 하나는 물체가 그 아래로 지지되도록 지향되는 비접촉식 지지 플랫폼.
36. 제1항에 있어서, 상기 플랫폼은 움직이지 않는 물체 위로 지지되거나 운송되도록 조정되는 비접촉식 지지 플랫폼.
37. 제36항에 있어서, 상기 물체는 왕복대이고 지지면은 긴 트랙인 비접촉식 지지 플랫폼.
38. 제37항에 있어서, 상기 트랙에는 트랙의 소정의 경로에 대한 물체의 움직임을 제한하도록 트랙의 대향측 상에 레일이 제공되는 비접촉식 지지 플랫폼.
39. 제38항에 있어서, 상기 레일은 마찰력을 제거하거나 크게 감소시키도록 제1항의 플랫폼 각각을 포함하는 비접촉식 지지 플랫폼.
40. 제1항에 있어서, 상기 물체는 평트랙이고, 지지면은 운반대에 통합되는 비접촉식 지지 플랫폼.
41. 제40항에 있어서, 상기 트랙에는 트랙의 소정의 경로에 대한 물체의 움직임을 제한하도록 트랙의 대향측 상에 레일이 제공되는 비접촉식 지지 플랫폼.
42. 제41항에 있어서, 상기 레일은 제1항의 플랫폼 각각을 포함하는 비접촉식 지지 플랫폼.
43. 제1항에 있어서, 압력 출구와 배출 채널의 수 사이의 비율은 3-16의 범위 내에 있는 비접촉식 지지 플랫폼.
44. 제1항에 있어서, 지지면 위로 물체를 보유하거나 이동하도록 하기 위해 물체에 연결되도록 체결 수단이 제공되는 비접촉식 지지 플랫폼.
45. 제44항에 있어서, 상기 체결 수단은 제1항의 것과 같은 지지면에 의해 접촉되지 않고 지지되는 체결 유닛을 포함하는 비접촉식 지지 플랫폼.
46. 제45항에 있어서, 상기 체결 수단은 지지면에 의해 접촉되지 않고 지지되는 체결 유닛을 포함하는 비접촉식 지지 플랫폼.
47. 제44항에 있어서, 상기 체결 수단은 물체에 연결되어 그것을 지지면 옆으로 운반하도록 사용되는 비접촉식 지지 플랫폼.
48. 제47항에 있어서, 상기 체결 수단은 물체에 연결되어 그것을 지지면 위에서 선형 움직임으로 운반하도록 사용되는 비접촉식 지지 플랫폼.
49. 제47항에 있어서, 상기 체결 수단은 물체에 연결되어 그것을 지지면 위에서 회전 움직임으로 운반하도록 사용되는 비접촉식 지지 플랫폼.
50. 제44항에 있어서, 상기 체결 수단은 지지면에 연결되고 지지면은 운송가능한 비접촉식 지지 플랫폼.
51. 제1항에 있어서, 상기 플랫폼은 수직으로 지향되는 비접촉식 지지 플랫폼.
52. 제1항에 있어서, 상기 공기 배출 채널은 공기가 주변 대기로 수동적을 배출되도록 허용하는 비접촉식 지지 플랫폼.
53. 제52항에 있어서, 더 많은 유동 제한기가 더 무거운 물체나 그 반대의 물체를 지지하기 위해 각각의 기본 셀에 제공되는 비접촉식 지지 플랫폼.
54. 제52항에 있어서, 상기 배출 채널은 매우 가벼운 물체를 지지하기 위해 압력 출구에 더 가깝게 배치되는 비접촉식 지지 플랫폼.
55. 제54항에 있어서, 더 높은 공급 압력이 압력 저장조에 제공되어 물체와 지지면 사이의 접촉 위험을 더 줄이는 비접촉식 지지 플랫폼.
56. 제1항에 있어서, 상기 플랫폼은 지지면을 실질적으로 덮는 물체를 지지하도록 설계되고, 각각의 공기 배출 채널은 진공 저장조와 유체 연결되어, 물체에 진공 유도력을 발생시키고 대향으로 작용하는 압력 유도력과 진공 유도력 모두에 의해 접촉없이 물체의 일면을 잡는 것을 촉진하고, 공기 완충기의 공력 강성은 진공 프리 로드에 의해 증가되는 비접촉식 지지 플랫폼.
57. 제1항에 있어서, 상기 플랫폼은 지지면보다 실질적으로 작은 물체를 지지하도록 설계되고, 각각의 공기 배출 채널은 진공 저장조와 유체 제한기를 통해 유체 연결되어, 물체에 진공 유도력을 발생시키고 대향으로 작용하는 압력 유도력과 진공 유도력 모두에 의해 접촉없이 물체의 일면을 잡는 것을 촉진하고, 공기 완충기의 공력 강성은 진공 프리 로드에 의해 증가되는 비접촉식 지지 플랫폼.
58. 제1항에 있어서, 상기 두 개의 실질적으로 대향인 지지면 중 적어도 하나는 하나의 지지면만을 포함하고, 그 대향에 수동면이 제공되어 물체가 지지면에 의해 발생되는 공력 유동력에 의해 접촉없이 수동면에 대해 가압될 수 있는 비접촉식 지지 플랫폼.
59. 제58항에 있어서, 상기 수동면은 측면으로 이동하도록 조절되는 비접촉식 지지 플랫폼.
60. 제59항에 있어서, 상기 수동면은 증가된 마찰력에 의해 물체를 움직이는 구동 유닛으로 사용될 수 있는 회전가능한 실린더인 비접촉식 지지 플랫폼.
61. 제59항에 있어서, 상기 수동면은 진공 테이블인 비접촉식 지지 플랫폼.
62. 공기 완충 유도력에 의해 물체를 접촉없이 지지하는 이중면 비접촉식 지지 플랫폼이며,

    상기 플랫폼은 두개의 실질적으로 대향인 지지면을 포함하고,

    각각의 지지면은 복수의 압력 출구 중 적어도 하나와 복수의 공기 배출 채널 중 적어도 하나와 복수의 출구 중 적어도 하나를 갖는 복수의 기본 셀 중 적어도 하나를 포함하고,

    상기 압력 출구 각각은 압력 유동 제한기를 통해 고압 저장소에 유체 연결되고, 압력 유도력을 발생시키기 위해 고압 공기를 제공하며, 물체와 지지면 사이에 공기 완충을 유지하고,

    상기 압력 유동 제한기는 특징적으로 유체 복귀 스프링 작용을 나타내고,

    상기 복수의 공기 배출 채널 중 적어도 하나는 각각 입구 및 출구를 갖고, 상기 입구는 국부적으로 질량 유동을 배출하기 위해 진공 상태하에서 주변 압력 또는 그 이하로 유지되어, 균일한 지지 및 국부적인 자연 응답을 얻는 이중면 비접촉식 지지 플랫폼.
63. 제62항에 있어서, 상기 공기 배출 채널 각각은 진공 저장조에 연결되는 이중면 비접촉식 지지 플랫폼.
64. 제63항에 있어서, 상기 공기 배출 채널 각각은 진공 유동 제한기를 통해 진공 저장조에 연결되고, 진공 유동 제한기는 특징적으로 유체 복귀 스프링 작용을 나타내는 이중면 비접촉식 지지 플랫폼.
65. 제62항에 있어서, 상기 두 개의 실질적으로 대향인 지지면은 실질적으로 대칭인 이중면 비접촉식 지지 플랫폼.
66. 제62항에 있어서, 상기 두 개의 실질적으로 대향인 지지면 사이의 간극은 적어도 소정의 공기 완충 간극의 두배 내에서 지지되는 예상 물체의 폭이 되도록 결정되는 이중면 비접촉식 지지 플랫폼.
67. 제66항에 있어서, 두 개의 실질적으로 대향인 지지면 사이의 간극을 평행하고 자체 적응가능한 방식으로 조절하고, 소정의 시작점 아래로 두 개의 실질적으로 대향인 지지면에 유도되는 힘을 제한하도록 프리 로드 기계 스프링이 제공되는 이중면 비접촉식 지지 플랫폼.
68. 제62항에 있어서, 두 개의 실질적으로 대향인 지지면 중 하나에의 압력 공급 또는 진공은 두 개의 실질적으로 대향인 지지면 중 다른 하나에의 압력 공급 또는 진공 공급과 달라서, 두 개의 실질적으로 대향인 지지면 사이의 물체의 부상은 지지면 사이의 소정의 간극으로 조절될 수 있는 이중면 비접촉식 지지 플랫폼.
69. 실질적으로 평평한 물체를 접촉없이 운반하는 시스템이며,

    두 개의 실질적으로 대향인 지지면 중 적어도 하나와,

    물체를 두개의 실질적으로 대향인 지지면 중 적어도 하나 위에서 구동하는 구동 기구와,

    상기 두 개의 실질적으로 대향인 지지면 중 적어도 하나 위에 물체를 싣거나 내리는 중에 물체를 조절하는 조절 수단과,

    물체의 위치, 방향, 근접도 및 속도를 포함하는 그룹으로부터 선택된 성질을 감지하는 감지 수단과,

    상기 두 개의 실질적으로 대향인 지지면 중 적어도 하나 위에서의 물체의 위치, 방향 및 이동 속도를 조절하고 시스템에 인접한 공정 라인과 연통하는 조절기를 포함하고,

    각각의 지지면은 복수의 압력 출구 중 적어도 하나와 복수의 공기 배출 채널 중 적어도 하나와 복수의 출구 중 적어도 하나를 갖는 복수의 기본 셀 중 적어도 하나를 포함하고,

    상기 압력 출구 각각은 압력 유동 제한기를 통해 고압 저장소에 유체 연결되고, 압력 유도력을 발생시키기 위해 고압 공기를 제공하며, 물체와 지지면 사이에 공기 완충을 유지하고,

    상기 압력 유동 제한기는 특징적으로 유체 복귀 스프링 작용을 나타내고,

    상기 복수의 공기 배출 채널 중 적어도 하나는 각각 입구 및 출구를 갖고, 상기 입구는 국부적으로 질량 유동을 배출하기 위해 진공 상태하에서 주변 압력 또는 그 이하로 유지되어, 균일한 지지 및 국부적인 자연 응답을 얻는 시스템.
70. 제69항에 있어서, 상기 시스템에 물체를 싣고 내리는 영역이 제공되는 시스템.
71. 제69항에 있어서, 상기 시스템은 상기 두 개의 실질적으로 대향인 지지면 중 적어도 하나가 다수의 일측형인 지지면을 포함하는 시스템.
72. 제71항에 있어서, 두 개의 실질적으로 대향인 지지면 중 적어도 하나가 다수의 일측형인 지지면 중 하나는 물체에 평탄함을 제공하는 PV 지지면을 포함하고, PV 지지면의 중심 영역에서 물체의 공정이 수행되는 시스템.
73. 제72항에 있어서, 상기 PV 지지면에는 기본 셀의 약 5-15 길이의 완화 길이를 갖는 PV 지지면의 에지 상의 완화 영역이 제공되는 시스템.
74. 제69항에 있어서, 상기 시스템은 두 개의 실질적으로 대향인 지지면 중 적어도 하나의 복수의 이중 측면형 중 적어도 하나를 더 포함하는 시스템.
75. 제74항에 있어서, 상기 두 개의 실질적으로 대향인 지지면 중 적어도 하나의 이중 측면형은 높은 평탄 성능을 위해 PP형 이중 측면 지지면을 포함하는 시스템.
76. 제74항에 있어서, 상기 두 개의 실질적으로 대향인 지지면 중 적어도 하나의 이중 측면형은 높은 평탄 성능을 위해 PV형 이중 측면 지지면을 포함하는 시스템.