KR20120076805A - 원통형 자기부상 스테이지 - Google Patents

원통형 자기부상 스테이지 Download PDF

Info

Publication number
KR20120076805A
KR20120076805A KR1020100138525A KR20100138525A KR20120076805A KR 20120076805 A KR20120076805 A KR 20120076805A KR 1020100138525 A KR1020100138525 A KR 1020100138525A KR 20100138525 A KR20100138525 A KR 20100138525A KR 20120076805 A KR20120076805 A KR 20120076805A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cylindrical
magnetic levitation
electromagnet
array
horizontal
Prior art date
Application number
KR1020100138525A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101264224B1 (ko
Inventor
전정우
오현석
김종문
김현택
카라이아니 미티카
이창린
정성일
Original Assignee
한국전기연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전기연구원 filed Critical 한국전기연구원
Priority to KR1020100138525A priority Critical patent/KR101264224B1/ko
Publication of KR20120076805A publication Critical patent/KR20120076805A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101264224B1 publication Critical patent/KR101264224B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716—Stages
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02027—Setting crystal orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/682—Mask-wafer alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/15—Sectional machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/18—Machines moving with multiple degrees of freedom

Abstract

본 발명은 원통형 자기부상 스테이지에 관한 것으로서, 원통의 부상이 이루어지는 수직방향(상하방향), 직선이송방향이 되는 축방향, 그리고 원통의 회전방향과 더불어, 원통 단면상 좌우방향이 되는 수평방향으로도 원통의 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 원통형 자기부상 스테이지를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 원통 금형에 일체로 장착되고 영구자석 배열체를 구비하여 영구자석 배열체와 하기 베이스부의 전자석 배열체 간 상호작용에 의한 자기부상력, 자기회전력, 자기이송력에 의해 부상하여 비접촉식으로 회전 및 직선이송이 가능한 원통이동부와; 전자석 배열체를 구비하고 상기 원통이동부의 하측으로 배치되어 비접촉으로 원통이동부를 회전 및 직선이송 가능하게 지지하는 베이스부와; 상기 원통이동부의 측방으로 배치되고 전자석 배열체를 구비하여 상기 전자석 배열체와 원통이동부의 영구자석 배열체 간 상호작용에 의해 발생하는 수평이송력으로 원통이동부 및 원통 금형의 수평방향 위치를 제어하는 수평 자기부상 보조부;를 포함하여 구성되는 원통형 자기부상 스테이지가 개시된다.

Description

원통형 자기부상 스테이지{Cylindrical magnetic levitation stage}
본 발명은 원통형 자기부상 스테이지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원통의 부상이 이루어지는 수직방향(상하방향), 직선이송방향이 되는 축방향, 그리고 원통의 회전방향과 더불어, 원통 단면상 좌우방향이 되는 수평방향으로도 원통의 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 원통형 자기부상 스테이지에 관한 것이다.
반도체 소자, LCD(Liquid Crystal Display) 패널, 태양전지 등 반도체 공정을 필요로 하는 장치의 제조공정 중 하나인 리소그래피(Lithography) 공정에 있어서는 포토레지스트(Photoresist)가 도포된 웨이퍼 또는 글래스 플레이트 등의 기판 위에 미세 회로패턴을 전사하기 위해 노광 장치가 사용되고 있다.
기판에 만들려고 하는 회로패턴을 지니고 있는 마스크를 통해 빛을 통과시켜 그 형태를 마스크로부터 감광제로 옮기는 작업, 즉 광원을 이용해 원하는 부분에 미세 패턴을 형성시키는 기술을 포토리소그래피(Photolithography)라 하고, 이러한 공정을 수행하는 장치가 노광 장치이다.
종래에는 기판이 웨이퍼 또는 글래스 플레이트와 같은 평판형으로 이루어져 있었으므로 대면적의 노광 작업을 수행하기 위해 웨이퍼 또는 글래스 플레이트의 크기에 대응되는 평면형 스테이지가 이용되었다.
그러나, 최근 반도체 칩의 소형화와 대용량화 추세로 인한 회로패턴의 미세화로 고정밀도의 노광 장치가 요구됨에 따라 종래의 평면형 스테이지로 대응하는데 한계가 존재하였다.
따라서, 원통 표면에 미세 회로패턴을 형성하기 위한 기술이 개발되고 있는데, 원통 기판에 광학적 패턴을 형성하기 위한 방법으로는 미세 패턴 금형을 가공하고 이 미세 패턴 금형을 이용하여 기판 표면에 패턴을 형성하는 방법이 적용되고 있다.
현재까지 대형의 원통 표면에 직접 나노미터 크기의 패턴을 대면적으로 가공하는 장치는 제시되어 있지 않은 실정이며, 원통 표면에 마이크로 크기의 패턴을 새길 수 있는 유사한 장치가 사용되고 있었다.
이러한 장치에 적용된 기술을 살펴보면, 원통의 회전을 위해 접촉식 기계 베어링을 사용하거나 비접촉식 공기 베어링과 회전모터를 조합하여 사용하고, 원통의 축방향 이송을 위해 접촉식 선형 가이드 또는 비접촉식 공기 가이드와 선형모터를 조합하여 사용하였다.
그러나, 이 경우 장치를 구성하는 기구물의 가공 정도에 따라 패턴 크기를 최소화하는데 한계가 있다.
특히, X선이나 전자빔, 그리고 극자외선(EUV)과 같은 광원의 경우 진공환경을 요구하므로 종래의 기술들을 적용하는 것이 용이하지 않다.
또한 종래에는 원통의 회전 및 축방향 이송시 발생하는 오차를 나노미터 크기로 최소화하는데 있어서 다소 한계가 있으며, 이 오차로 인해 광원을 이용한 나노미터 크기의 패턴을 직접 대형의 원통 표면에 대면적으로 새기는 것이 어려운 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 대형의 원통 표면에 광원을 이용한 나노미터 크기의 패턴을 직접 대면적으로 새길 수 있는 원통형 자기부상 스테이지를 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 원통의 부상이 이루어지는 수직방향(상하방향), 직선이송방향이 되는 축방향, 그리고 원통의 회전방향과 더불어, 원통 단면상 좌우방향이 되는 수평방향으로도 원통의 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 원통형 자기부상 스테이지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 원통 금형에 일체로 장착되고 영구자석 배열체를 구비하여 영구자석 배열체와 하기 베이스부의 전자석 배열체 간 상호작용에 의한 자기부상력, 자기회전력, 자기이송력에 의해 부상하여 비접촉식으로 회전 및 직선이송이 가능한 원통이동부와; 전자석 배열체를 구비하고 상기 원통이동부의 하측으로 배치되어 비접촉으로 원통이동부를 회전 및 직선이송 가능하게 지지하는 베이스부와; 상기 원통이동부의 측방으로 배치되고 전자석 배열체를 구비하여 상기 전자석 배열체와 원통이동부의 영구자석 배열체 간 상호작용에 의해 발생하는 수평이송력으로 원통이동부 및 원통 금형의 수평방향 위치를 제어하는 수평 자기부상 보조부;를 포함하여 구성되는 원통형 자기부상 스테이지를 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 수평 자기부상 보조부는 원통이동부의 좌우 양측에 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한 좌우 양측의 상기 수평 자기부상 보조부가 가지는 각각의 전자석 배열체는 서로 독립적으로 외부 결선되어 독립적으로 전류 인가가 제어될 수 있게 된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 수평 자기부상 보조부의 전자석 배열체는 베이스부의 전자석 배열체와는 독립적으로 외부 결선되어 독립적으로 전류 인가가 제어될 수 있게 된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 원통이동부는 영구자석들이 원통 모양을 형성하도록 배열되어 이루어진 영구자석 배열체를 갖는 회전용 원통이동부와 직선이송용 원통이동부를 포함하여 구성되고, 상기 베이스부는 각각 상기 회전용 원통이동부와 직선이송용 원통이동부의 하측으로 전자석들이 원호 모양을 형성하도록 배열되어 이루어진 전자석 배열체를 갖는 회전용 고정부와 직선이송용 고정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 회전용 고정부와 직선이송용 고정부는 상면이 원호를 이루면서 오목하게 형성되어 상면의 원호 내측에 상기 원통이동부의 일부가 수용된 상태로 원통이동부가 회전될 수 있게 되어 있고, 상기 원호의 내측면을 따라 전자석들이 배열되어 설치됨으로써 상기 회전용 고정부와 직선이송용 고정부의 전자석 배열체가 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 직선이송용 고정부는 원통이동부의 축방향을 따라 배열된 복수개의 전자석을 각 열로 하여 원주방향의 2열로 전자석들이 분할 배치되는 분할형 전자석 배열체를 구비하고, 분할된 제1전자석 배열체와 제2전자석 배열체는 독립적으로 외부 결선되어 독립적으로 전류 인가가 제어될 수 있게 된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 직선이송용 고정부의 전자석 배열체는 전체 전자석들이 통합적으로 외부 결선되어 통합적으로 전류 인가가 제어될 수 있게 구비되고, 이로써 직선이송용 고정부가 원통이동부 및 원통 금형의 수직방향 제어를, 수평 자기부상 보조부가 수평방향 제어를 독립적으로 담당하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 회전용 고정부는 복수개의 전자석이 원주방향을 따라 열을 이루도록 배치된 전자석 배열체를 구비하고, 전체 전자석들을 2개의 군으로 나누어 원주방향으로 배치되어 구분되는 제1전자석 배열체와 제2전자석 배열체가 각각 독립적으로 외부 결선되어 독립적으로 전류 제어될 수 있게 된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 회전용 고정부의 전자석 배열체는 전체 전자석들이 통합적으로 외부 결선되어 통합적으로 전류 인가가 제어되고, 이로써 회전용 고정부가 원통이동부 및 원통 금형의 수직방향 제어를, 수평 자기부상 보조부가 수평방향 제어를 독립적으로 담당하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 원통이동부의 자기부상을 보조하기 위한 수단으로서 상기 원통이동부의 상측으로 배치되고 원통이동부의 영구자석 배열체와의 상호작용에 의한 흡인력을 발생시키도록 강자성체를 가지는 수직 자기부상 보조부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 원통형 자기부상 스테이지에서는 원통을 부상시켜 비접촉으로 회전시킴은 물론 나노미터 크기의 오차로 위치를 능동 제어할 수 있게 되어 기계 가공에 의한 오차 및 외란을 실시간으로 보정할 수 있는 등 나노미터 크기의 패턴을 직접 대형 크기의 원통 표면에 대면적으로 가공할 수 있게 된다.
특히, 본 발명에서는 원통의 부상이 이루어지는 수직방향(상하방향), 직선이송방향이 되는 축방향, 그리고 원통의 회전방향과 더불어, 원통 단면상 좌우방향이 되는 수평방향으로도 원통의 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 이점이 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원통형 자기부상 스테이지를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원통형 자기부상 스테이지를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원통형 자기부상 스테이지를 나타내는 측면도로서, (a)는 좌측면도, (b)는 우측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원통형 자기부상 스테이지에서 영구자석 배열체와 전자석 배열체를 나타내는 사시도이다.
도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시예와 다른 실시예에 따른 원통형 자기부상 스테이지에서 수평 자기부상 보조부 및 고정부(회전용/직선이송용)의 배치상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 실시예에 채용된 전자석 배열체의 구성을 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 원통형 자기부상 스테이지에 관한 것으로서, 대형의 원통을 자기부상 원리에 의해 부상시킨 후 비접촉으로 회전 및 축방향 이송시킬 수 있는 원통형 자기부상 스테이지에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 원통의 부상이 이루어지는 수직방향(상하방향), 직선이송방향이 되는 축방향, 그리고 원통의 회전방향과 더불어, 원통 단면상 좌우방향이 되는 수평방향으로도 원통의 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 원통형 자기부상 스테이지에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 원통형 자기부상 스테이지는, 원통을 부상시켜 회전 및 직선이송시키면서 수직방향과 축방향, 회전방향, 수평방향으로 정밀하게 위치 제어할 수 있으므로, 대형의 원통 표면에 직접 나노미터 크기의 패턴을 대면적으로 새길 수 있고, 원통 각 방향의 정밀 제어가 필요한 노광 장치, 원통 금형에 나노미터 크기의 패턴을 가공하기 위한 미세 패턴 금형 가공 장치, 원통 기판의 표면에 감광제와 같은 액상의 코팅액을 균일하게 도포하여 코팅하기 위한 코팅 장치 등에 유용하게 적용될 수 있다.
먼저, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원통형 자기부상 스테이지를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원통형 자기부상 스테이지를 도시한 정면도로서, 도 2에서는 수직 자기부상 보조부가 챔버에 설치되는 예를 보여주고 있다.
또한 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원통형 자기부상 스테이지를 나타내는 측면도로서, (a)는 좌측면도, (b)는 우측면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원통형 자기부상 스테이지에서 영구자석 배열체와 전자석 배열체를 나타내는 사시도이다.
또한 도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시예와 다른 실시예에 따른 원통형 자기부상 스테이지에서 수평 자기부상 보조부 및 고정부(회전용/직선이송용)의 전자석 배열체의 배치상태와 힘 발생 상태를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 원통형 자기부상 스테이지는, 원통 금형(100)에 일체로 장착되고 영구자석 배열체(112,113)를 구비하여 영구자석 배열체(112,113)와 하기 베이스부(120)의 전자석 배열체(122,123) 간 상호작용에 의한 자기부상력, 자기회전력, 자기이송력에 의해 부상하여 비접촉식으로 회전 및 직선이송이 가능한 원통이동부(110)와; 전자석 배열체(122,123)를 구비하고 상기 원통이동부(110)의 하측으로 배치되어 비접촉으로 원통이동부(110)를 회전 및 직선이송 가능하게 지지하는 베이스부(120)와; 상기 원통이동부(110)의 측방으로 배치되고 전자석 배열체(141)를 구비하여 상기 전자석 배열체(141)와 원통이동부(110)의 영구자석 배열체(112,113) 간 상호작용에 의해 발생하는 수평이송력으로 원통이동부(110) 및 원통 금형(100)의 수평방향 위치를 제어하는 수평 자기부상 보조부(140)를 포함한다.
이에 후술하는 바와 같이 본 발명의 원통형 자기부상 스테이지에서는 영구자석 배열체(112,113)와 전자석 배열체(122,123,141) 간의 상호작용으로 발생하는 자기부상력, 자기이송력, 자기회전력, 수평이송력에 의해 원통 금형(100)이 비접촉방식으로 부상, 회전, 축방향 직선이송, 수평방향 이송이 이루어지게 된다.
이하, 본 명세서에서 수직방향은 원통 금형(100)의 부상이 이루어지는 상하방향을, 수평방향은 원통 단면상에서 취해지는 좌우 수평방향을 의미하며, 원통 금형(100)의 직선이송은 원통 축방향으로 이루어진다.
상기한 구성에서 원통이동부(110)는 원통 금형(100)의 양측에 영구자석 배열체(112,113)를 설치하여 구성되는 회전용 원통이동부(110a) 및 직선이송용 원통이동부(110b)를 포함하여 구성되고, 베이스부(120)는 상기 회전용 원통이동부(110a)와 직선이송용 원통이동부(110b)의 하측으로 각각 대응된 위치에 전자석 배열체(122,123)를 설치하여 구성되는 회전용 고정부(120a) 및 직선이송용 고정부(120b)를 포함하여 구성된다.
상기 영구자석 배열체(112,113)는 복수개의 영구자석(111)을 배열하여 구성되는 것이고, 상기 전자석 배열체(122,123)는 코일로 구성된 복수개의 전자석(121)을 배열하여 구성되는 것이다.
이에 본 발명의 원통형 자기부상 스테이지에서는 기본적으로 원통이동부(110)의 영구자석 배열체(112,113)와 고정부의 전자석 배열체(122,123) 간 상호작용에 의해 원통 금형(100)이 부상하여 비접촉으로 회전 및 축방향 이송될 수 있게 된다.
즉, 회전용 원통이동부(110a)의 영구자석 배열체(112)와 회전용 고정부(120a)의 전자석 배열체(122) 간 상호작용에 의해 자기부상력과 자기회전력이 발생하고, 직선이송용 원통이동부(110b)의 영구자석 배열체(113)와 직선이송용 고정부(120b)의 전자석 배열체(123) 간 상호작용에 의해 자기부상력과 자기이송력이 발생하여, 상기 자기부상력과 자기회전력, 자기이송력에 의해 원통 금형(100)이 부상하여 회전 및 축방향 이송될 수 있게 된다.
바람직한 실시예에서, 회전용 원통이동부(110a)와 직선이송용 원통이동부(110b)는 도 1 및 도 2에 예시한 바와 같이 원통 금형(100)의 양단부에 일체로 장착될 수 있고, 회전용 고정부(120a)와 직선이송용 고정부(120b)는 각각 회전용 원통이동부(110a)와 직선이송용 원통이동부(110b)에 대응되는 직하방 위치에서 지지대(125) 상측에 배치될 수 있다.
상기 회전용 원통이동부(110a)와 직선이송용 원통이동부(110b)에 대해 좀더 상세히 설명하면, 각 원통이동부(110a,110b)는 일체 형성된 내주부(102) 및 외주부(103), 영구자석 배열체(112,113)를 포함하여 구성되며, 회전용 원통이동부(110a)의 영구자석 배열체(112)는 회전용 고정부(120a)의 전자석 배열체(122)와 더불어 원통 금형(100)의 부상과 회전을 담당하게 되고, 직선이송용 원통이동부(110b)의 영구자석 배열체(113)는 직선이송용 고정부(120b)의 전자석 배열체(123)와 더불어 원통 금형(100)의 부상과 축방향 직선이송을 담당하게 된다.
이때, 각 원통이동부(110a,110b)에서 내주부(102)의 중앙홀에 원통 금형(100)의 단부에 돌출 형성된 축(101)이 끼워져 결합되고, 외주부(103)의 내주면을 따라 복수개의 영구자석(111)들이 배열되어 설치됨으로써 영구자석 배열체(112,113)가 구성되게 된다.
상기 영구자석(111)들은 외주부(103)와 내주부(102) 사이의 공간에 축방향으로 끼워져 압입되는 형태로 설치되며, 이웃한 영구자석 간에 자극의 방향이 번갈아가면서 바뀌도록 설치된다.
예를 들면, 각 영구자석 배열체(112,113)는 4종류의 자화방향을 갖는 영구자석(111)들이 할바흐 배열(Halbach Array)을 이루면서 원통 모양을 형성하도록 배열되어 구성될 수 있다.
또한 회전용 고정부(120a)와 직선이송용 고정부(120b)는 상면이 대략 원호를 이루면서 오목하게 형성되어 지지대(125) 위에 고정 설치되며, 상면의 원호 내측에 원통이동부(110a,110b)의 일부가 수용된 상태로 원통이동부가 회전될 수 있게 되어 있다.
상기 원호의 내측면을 따라서는 원통이동부(110a,110b)에 설치된 영구자석 배열체(112,113)와의 상호작용으로 자기력(자기부상력, 자기회전력, 자기이송력)을 발생시키기 위한 전자석 배열체(122,123)가 설치되는데, 이때 코일로 이루어진 전자석(121)들이 고정부(120a,120b)의 원호 내에서 원호 모양을 형성하도록 배열되어 설치됨으로써 전자석 배열체(122,123)가 구성되게 된다.
일례로서, 각 전자석 배열체(122,123)에서 전자석(121)들은 배열 분리가 방지될 수 있게 고정부(120a,120b)의 원호 내측면에 형성된 홈에 삽입되는 동시에 에폭시 몰딩으로 처리되어 고정될 수 있다.
도 4의 실시예를 참조하면, 회전용 원통이동부의 영구자석 배열체(112) 하측에서 원주방향을 따라 12개의 전자석(121)이 배열되어 회전용 고정부의 전자석 배열체(122)가 구성됨을 볼 수 있고, 직선이송용 원통이동부의 영구자석 배열체(113) 하측에서 전후 축방향을 따라 12개의 전자석(121)이 배열되어 직선이송용 고정부의 전자석 배열체(123)가 구성됨을 볼 수 있다.
상기 회전용 고정부(120a)의 전자석 배열체(122)에 3상 전류를 인가하는 경우, 사인파 형태의 자속이 생성되고, 이 자속이 회전용 원통이동부(110a)의 영구자석 배열체(112)에서 발생한 자속과 동기되어 반발력을 생성하는 바, 이 반발력이 수직방향으로의 부상력과 회전방향으로의 회전력을 발생시킨다.
또한 직선이송용 고정부(120b)의 전자석 배열체(123)에 3상 전류를 인가하는 경우, 직선이송용 고정부(120b)의 전자석 배열체(123)와 직선이송용 원통이동부(110b)의 영구자석 배열체(113) 간 상호작용에 의해 수직방향으로의 부상력과 더불어 축방향으로의 직선이송력이 발생된다.
결국, 상기한 구성에 의해 원통이동부(110)는 원통 금형(100)과 일체로 회전용 고정부(120a) 및 직선이송용 고정부(120b)로 구성되는 베이스부(120)에서 부상하여 비접촉식으로 회전 및 축방향 이송되며, 베이스부(120)에서 각 전자석의 코일에 인가되는 전류가 제어부(미도시됨)에 의해 제어됨으로써 원통이동부(110)의 부상, 회전위치 및 회전속도, 축방향 위치 및 축방향 이송속도가 제어되게 된다.
이때, 원통이동부측 영구자석(111)과 베이스부측 전자석(121)이 도 4에 나타낸 바의 배열을 이룸에 따라 서로 간의 상호작용에 의해 한쪽에서는 자기부상력과 자기회전력이 발생하게 되고, 반대쪽에서는 자기부상력과 자기이송력이 발생하게 된다.
한편, 본 발명의 원통형 자기부상 스테이지는 자기부상력을 보조하기 위한 수단으로 수직 자기부상 보조부(130)가 구비되는데, 도시된 실시예와 같이 수직 자기부상 보조부(130)가 고정부(120a,120b)의 반대쪽 위치, 즉 회전용 원통이동부(110a)와 직선이송용 원통이동부(110b)의 상측으로 각각 하나씩 배치될 수 있다.
상기 수직 자기부상 보조부(130)는 회전용 원통이동부(110a)의 영구자석 배열체(112)와 회전용 고정부(120a)의 전자석 배열체(122), 직선이송용 원통이동부(110b)의 영구자석 배열체(113)와 직선이송용 고정부(120b)의 전자석 배열체(123)의 상호작용에 의한 자기부상력을 보조하기 위한 수단으로서, 원통이동부(110a,110b)에 구비된 영구자석 배열체(112,113)와의 상호작용을 통해 보조하는 힘을 발생시키기 위하여 강자성체를 포함하는 구성이 된다.
상기 수직 자기부상 보조부(130)는 본 발명의 원통형 자기부상 스테이지를 채용하는 장치의 소정 위치에 고정 설치될 수 있는데, 예컨대 도 2에 나타낸 바와 같이 장치의 챔버(1) 상부에 지지되는 구조로 설치될 수 있다.
상기 수직 자기부상 보조부(130)의 강자성체는 원통이동부(110a,110b)의 영구자석 배열체(112,113)와의 상호작용에 의해 흡인력을 발생시키는데, 이 흡인력은 고정부(120a,120b)의 전자석 배열체(122,123)와 원통이동부(110a,110b)의 영구자석 배열체(112,113) 간의 상호작용에 의한 자기부상력을 보조하는데 사용된다.
상기 수직 자기부상 보조부(130)는 설치 높이가 조절됨에 따라 원통이동부(110a,110b)의 영구자석 배열체(112,113)와의 상호작용에 의한 흡인력이 조절되게 된다.
도 5와 도 6를 참조하면, 수직 자기부상 보조부(130)에 의해 자기부상력이 보조되는 상태를 볼 수 있는데, 원통이동부(110a,110b)의 영구자석 배열체(도 4에서 도면부호 112,113임)와 고정부(도 1에서 도면부호 120a 및 120b임)의 전자석 배열체(122,123,122a,122b,123a,123b) 간의 상호작용에 의한 자기부상력은 원통 금형을 위로 띄우기 위해(자기부상을 위해) 전자석 배열체가 영구자석 배열체를 상측으로 밀어주는 방향으로 작용하게 되나, 원통이동부(110a,110b)의 영구자석 배열체와 수직 자기부상 보조부(130)의 전자석 배열체 간에는 상호작용에 의한 흡인력이 원통이동부(110a,110b)의 영구자석 배열체와 고정부의 전자석 배열체 사이에 발생하는 자기부상력을 보조하게 된다.
또한 본 발명에 따른 원통형 자기부상 스테이지에서는 원통이동부(110a,110b)의 영구자석 배열체와의 사이에서 수평방향의 힘(수평이송력)을 발생시키는 수평 자기부상 보조부(140)가 구비되며, 도시된 실시예와 같이 수평 자기부상 보조부(140)가 회전용 원통이동부(110a)와 직선이송용 원통이동부(110b)의 좌우 양측으로 각각 하나씩 배치될 수 있다.
이러한 배치 구조는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 원통이동부(110a,110b)(원통 금형)의 단면상에서 수평 자기부상 보조부(140)가 좌우 180°방향으로 대향되게 배치되는 구조가 된다.
상기 수평 자기부상 보조부(140)는 원통 금형(100) 및 원통이동부(110a,110b)를 좌우 수평방향으로 이동시켜 수평방향의 위치를 정밀하게 제어하기 위한 수단으로서, 이 역시 원통이동부(110a,110b)의 영구자석 배열체와 상호작용하여 힘을 발생시키므로 전자석을 배열하여 구성한 전자석 배열체(141)를 포함하는 구성이 된다.
상기 수평 자기부상 보조부(140)는 회전용 원통이동부(110a)와 직선이송용 원통이동부(110b)에 대해 좌우 측방으로 각각 설치되어야 하므로 각각의 수평 자기부상 보조부(140)가 도 1에 나타낸 바와 같이 회전용 고정부(120a)와 직선이송용 고정부(120b)의 상측에 고정 설치될 수 있다.
상기 수평 자기부상 보조부(140)의 전자석 배열체(141)와 원통이동부(110a,110b)의 영구자석 배열체 간의 상호작용에 의해 발생하는 힘(반발력)은 고정부의 전자석 배열체(122,123,122a,122b,123a,123b)와 원통이동부(110a,110b)의 영구자석 배열체 간의 상호작용에 의해 발생하는 자기부상력, 즉 서로 밀어내는 반발력과 동일한 원리로 발생하게 된다.
도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 좌우 양측에 배치되는 수평 자기부상 보조부(140)와 원통이동부(110a,110b) 간에는 전자석과 영구자석 간의 상호 반발력에 의해 수평 자기부상 보조부(140)가 원통이동부(110a,110b)를 밀어주는 형태의 힘이 발생하며, 이러한 힘이 원통이동부(110a,110b)의 좌우 양측에서 작용하게 됨으로써 원통이동부(110a,110b) 및 원통 금형을 좌우 수평방향으로 정밀하게 위치 제어할 수 있게 된다.
상기 수평 자기부상 보조부(140) 역시 전자석 코일에 인가되는 전류가 제어부에 의해 제어됨으로써 원통이동부(110a,110b)의 영구자석 배열체와의 상호작용에 의한 힘이 제어되게 된다.
단, 좌우 양측의 두 수평 자기부상 보조부(140) 모두 원통이동부(110a,110b) 및 원통 금형의 수평 위치를 부상 및 회전, 축방향 이송과는 독립적으로 제어하는 것이므로, 좌우 양측 수평 자기부상 보조부(140)의 전자석 배열체(141)는 좌우 양측 상호 간에, 그리고 고정부의 전자석 배열체(122,123,122a,122b,123a,123b)와도 독립적으로 외부 결선되고, 제어에 있어서도 고정부의 전자석 배열체의 전류 제어와 독립된 전류 제어가 이루어지게 된다.
즉, 좌측 수평 자기부상 보조부의 전자석 배열체, 우측 수평 자기부상 보조부의 전자석 배열체, 그리고 고정부의 전자석 배열체가 모두 독립적으로 전류 제어되도록 하는 것이다.
결국, 본 발명에 따른 원통형 자기부상 스테이지에서는 대형의 원통 금형(100)을 부상이 이루어지는 수직방향, 직선이송방향이 되는 축방향, 회전방향과 더불어, 상기 수평 자기부상 보조부(140)에 의해 원통 단면상 좌우방향이 되는 수평방향으로도 정밀하게 위치 제어할 수 있는 이점이 있게 된다.
또한 상기 좌측 수평 자기부상 보조부의 전자석 배열체와 우측 수평 자기부상 보조부의 전자석 배열체에 대해 통합적으로 외부 결선을 시행할 수도 있는데, 좌우 양측의 수평 자기부상 보조가 가지는 각각의 전자석 배열체가 통합적으로 외부 결선되어 전류 인가가 통합적으로 제어되도록 하면, 좌우 양측 전자석 배열체에 동일한 전류가 인가되므로 좌측의 수평 자기부상 보조부와 고정부 간의 반발력과, 우측의 수평 자기부상 보조부와 고정부 간의 반반력이 같아지게 된다.
이 경우, 원통이동부 및 원통 금형은 양측의 같은 반발력 작용 하에서 좌측과 우측 수평 자기부상 보조부 사이의 가운데 위치에 항상 위치되도록 그 수평방향 위치가 제어되게 된다.
도 5와 도 6은 회전용 고정부와 직선이송용 고정부의 전자석 배열체의 구성을 달리하여 구성한 각각의 실시예를 나타낸 것으로서, 도 5는 분할형 전자석 배열체(122a,122b,123a,123b)를 채용한 실시예를, 도 6은 통합형 전자석 배열체(122,123)를 채용한 실시예를 나타낸 것이다.
또한 도 5의 실시예에 채용된 전자석 배열체(122a,122b,123a,123b)의 구성은 도 4에 나타낸 바와 같고, 도 6의 실시예에 채용된 전자석 배열체(122,123)의 구성은 도 7에 도시하였다.
본 발명에 따른 원통형 자기부상 스테이지에서 직선이송용 고정부(120b)에는 원통이동부(110)(원통 금형)의 축방향을 따라 배열된 복수개의 전자석(121)을 각 열로 하여 원주방향으로 복수열, 예컨대 도 4에 나타낸 바와 같이 2열로 분할 배치한 분할형 전자석 배열체(123a,123b)가 채용되거나, 도 7에 나타낸 바와 같이 전후 축방향을 따라 복수개의 전자석을 1열로 배치한 통합형 전자석 배열체(123)가 채용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 12개의 전자석(121)이 전후 축방향을 따라 각각의 열을 이루어 배열되고, 12개씩의 전자석으로 이루어진 열이 원주방향으로 2열로 배치되어, 각 열 12개씩 총 24개의 전자석이 설치되고 있다.
도 4의 실시예에서 전자석 배열체(123a,123b)는 2열로 분할 배치되어 있으므로, 이하 하나의 열을 이루는 전자석 군을 제1전자석 배열체(122a)로, 다른 하나의 열을 이루는 전자석 군을 제2전자석 배열체(123b)로 칭하기로 한다.
또한 도 7을 참조하면, 12개의 전자석(121)이 전후 축방향을 따라 열을 이루어 배열되고, 이때 전체 1열로만 전자석이 배치되므로 총 12개의 전자석이 설치되고 있다.
그리고, 회전용 고정부(120a)에서는 원주방향을 따라 열을 이루도록 복수개의 전자석(121)을 배치하여 전자석 배열체를 구성하되, 도 4의 실시예에서는 전체 전자석(121)을 복수개의 군, 예컨대 원주방향으로 구분되는 2개의 군으로 나누어 제1전자석 배열체(122a)와 제2전자석 배열체(122b)로 구분하고, 원주방향으로 구분되게 배열된 제1전자석 배열체(122a)와 제2전자석 배열체(122b) 각각에 대해서 독립적으로 외부 결선을 시행함으로써, 제1전자석 배열체(122a)와 제2전자석 배열체(122b)가 독립적으로 제어될 수 있게 구성한다.
또한 도 7의 실시예는 회전용 고정부의 전자석 배열체(122) 내 전체 전자석(121)에 동일한 3상 전류가 흐를 수 있도록 모든 전자석 코일이 직렬로 연결된 것으로, 전자석 배열체(122)에 대해 통합적으로 외부 결선을 시행함으로써 전체 전자석(121)들이 제어부에 의해 통합 제어될 수 있게 구성된 것이다.
회전용 고정부(120a) 및 직선이송용 고정부(120b)에서, 제1전자석 배열체(122a,123a)를 구성하는 전자석은 모두 동일한 3상 전류가 흐를 수 있도록 모든 전자석 코일이 직렬로 연결되고, 제2전자석 배열체(122b,123b)를 구성하는 전자석 역시 모두 동일한 3상 전류가 흐를 수 있도록 모든 전자석 코일이 직렬로 연결되며, 독립적으로 외부 결선된 제1전자석 배열체(122a,123a)와 제2전자석 배열체(122b,123b)에 대해 제어부가 각각의 전자석 배열체에 인가되는 3상 전류를 독립적으로 제어할 수 있게 되어 있다.
도 4와 도 7의 실시예 구성에서 전자석 배열체에 전류 인가시 나타나는 작용의 차이점에 대해 설명하면, 먼저 도 4의 실시예에서는 회전용 및 직선이송용 고정부 내 제1전자석 배열체(122a,123a)와 제2전자석 배열체(122b,123b)가 독립적으로 제어될 수 있으므로 원통이동부(110a,110b) 내 영구자석 배열체(112,113)와 각 전자석 배열체(122a,122b,123a,123b) 간의 상호작용에 의해 발생하는 힘이 독립적으로 제어될 수 있다.
즉, 영구자석 배열체(112,113)와 제1전자석 배열체(122a,123a) 간에 도 5에 나타낸 바와 같이 단면상 사선방향으로 작용하는 자기부상력과, 영구자석 배열체(112,113)와 제2전자석 배열체(122b,123b) 간에 단면상 사선방향으로 작용하는 자기부상력이 각 배열체에 인가되는 3상 전류 제어를 통해 독립적으로 제어될 수 있는 것이다.
이에 따라, 도 4 및 도 5의 실시예에서는 원통이동부(110a,110b)측 영구자석 배열체(112,113)와 고정부측 제1 및 제2전자석 배열체(122a,122b,123a,123b)만으로도 원통이동부(110a,110b) 및 원통 금형(100)의 좌우 수평방향 위치 제어가 가능하다.
결국, 도 4 및 도 5의 실시예에서는 수평 자기부상 보조부(140)가 명칭 그대로 원통 금형의 수평방향 위치 제어를 보조하는 수단의 역할을 하게 되며, 특히 이러한 수평 자기부상 보조부(140)가 설치됨으로써 원통이동부 및 고정부만 설치되는 것에 비해 더욱 정밀하게 수평방향 제어가 가능해지게 된다.
반면, 도 7의 실시예에서는 고정부 내 전자석 배열체(122,123)의 전체 전자석(121)들이 통합 제어되므로 도 6에 나타낸 바와 같이 원통이동부(110a,110b) 내 영구자석 배열체와 고정부 내 전자석 배열체(122,123) 간의 자기부상력만 제어될 뿐 수평방향 제어는 불가하다.
따라서, 도 6 및 도 7의 실시예는 원통 금형의 수평 제어 및 수직 제어가 분리된 개념이 적용된 것으로, 고정부 내 전자석 배열체(122,123)는 수직방향 제어(자기부상력 제어)를, 좌우측의 두 수평 자기부상 보조부(140) 내 전자석 배열체(141)는 수평방향 제어를 담당하게 된다.
이와 같이 고정부 내에 통합형 전자석 배열체(122,123)가 사용된 도 6 및 도 7의 실시예에서는, 고정부(도 1에서 도면부호 120a,120b임)와 수평 자기부상 보조부(140)가 각각 수직방향 제어, 수평방향 제어를 독립적으로 담당하게 되어, 원통 금형(100)의 위치를 제어하기 위한 수평 제어력과 수직 제어력 간에 어떠한 간섭도 발생하지 않으며, 독립 제어식 분할형 전자석 배열체를 사용한 것에 비해 제어가 간단해지는 이점이 있게 된다.
또한 직선이송용 고정부 내에서 분할형 전자석 배열체(도 4에서 도면부호 123a,123b임)를 사용하는 경우에 비해 통합형 전자석 배열체(도 7에서 도면부호 123임)를 사용하는 것이 구조를 간단화할 수 있다는 이점이 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는 바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 챔버 100 : 원통 금형
101 : 축 102 : 내주부
103 : 외주부 110 : 원통이동부
110a : 회전용 원통이동부 110b : 직선이송용 원통이동부 111 : 영구자석 112, 113 : 영구자석 배열체
120 : 베이스부 120a : 회전용 고정부
120b : 직선이송용 고정부 121 : 전자석
122, 123 : 전자석 배열체 122a, 123a : 제1전자석 배열체
122b, 123b : 제2전자석 배열체 125 : 지지대
130 : 수직 자기부상 보조부 140 : 수평 자기부상 보조부
141 : 전자석 배열체

Claims (13)

  1. 원통 금형에 일체로 장착되고 영구자석 배열체를 구비하여 영구자석 배열체와 하기 베이스부의 전자석 배열체 간 상호작용에 의한 자기부상력, 자기회전력, 자기이송력에 의해 부상하여 비접촉식으로 회전 및 직선이송이 가능한 원통이동부와;
    전자석 배열체를 구비하고 상기 원통이동부의 하측으로 배치되어 비접촉으로 원통이동부를 회전 및 직선이송 가능하게 지지하는 베이스부와;
    상기 원통이동부의 측방으로 배치되고 전자석 배열체를 구비하여 상기 전자석 배열체와 원통이동부의 영구자석 배열체 간 상호작용에 의해 발생하는 수평이송력으로 원통이동부 및 원통 금형의 수평방향 위치를 제어하는 수평 자기부상 보조부;
    를 포함하여 구성되는 원통형 자기부상 스테이지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수평 자기부상 보조부는 원통이동부의 좌우 양측에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상 스테이지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    좌우 양측의 상기 수평 자기부상 보조부가 가지는 각각의 전자석 배열체는 서로 독립적으로 외부 결선되어 독립적으로 전류 인가가 제어될 수 있게 된 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상 스테이지.
  4. 청구항 2에 있어서,
    좌우 양측의 상기 수평 자기부상 보조부가 가지는 전자석 배열체들은 서로 통합적으로 외부 결선되어 통합적으로 전류 인가가 제어될 수 있게 된 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상 스테이지.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 수평 자기부상 보조부의 전자석 배열체는 베이스부의 전자석 배열체와는 독립적으로 외부 결선되어 독립적으로 전류 인가가 제어될 수 있게 된 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상 스테이지.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 원통이동부는 영구자석들이 원통 모양을 형성하도록 배열되어 이루어진 영구자석 배열체를 갖는 회전용 원통이동부와 직선이송용 원통이동부를 포함하여 구성되고,
    상기 베이스부는 각각 상기 회전용 원통이동부와 직선이송용 원통이동부의 하측으로 전자석들이 원호 모양을 형성하도록 배열되어 이루어진 전자석 배열체를 갖는 회전용 고정부와 직선이송용 고정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상 스테이지.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 회전용 고정부와 직선이송용 고정부는 상면이 원호를 이루면서 오목하게 형성되어 상면의 원호 내측에 상기 원통이동부의 일부가 수용된 상태로 원통이동부가 회전될 수 있게 되어 있고,
    상기 원호의 내측면을 따라 전자석들이 배열되어 설치됨으로써 상기 회전용 고정부와 직선이송용 고정부의 전자석 배열체가 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상 스테이지.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 직선이송용 고정부는 원통이동부의 축방향을 따라 배열된 복수개의 전자석을 각 열로 하여 원주방향의 2열로 전자석들이 분할 배치되는 분할형 전자석 배열체를 구비하고, 분할된 제1전자석 배열체와 제2전자석 배열체는 독립적으로 외부 결선되어 독립적으로 전류 인가가 제어될 수 있게 된 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상 스테이지.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 직선이송용 고정부의 전자석 배열체는 전체 전자석들이 통합적으로 외부 결선되어 통합적으로 전류 인가가 제어될 수 있게 구비되고, 이로써 직선이송용 고정부가 원통이동부 및 원통 금형의 수직방향 제어를, 수평 자기부상 보조부가 수평방향 제어를 독립적으로 담당하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상 스테이지.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 회전용 고정부는 복수개의 전자석이 원주방향을 따라 열을 이루도록 배치된 전자석 배열체를 구비하고, 전체 전자석들을 2개의 군으로 나누어 원주방향으로 배치되어 구분되는 제1전자석 배열체와 제2전자석 배열체가 각각 독립적으로 외부 결선되어 독립적으로 전류 제어될 수 있게 된 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상 스테이지.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 회전용 고정부의 전자석 배열체는 전체 전자석들이 통합적으로 외부 결선되어 통합적으로 전류 인가가 제어되고, 이로써 회전용 고정부가 원통이동부 및 원통 금형의 수직방향 제어를, 수평 자기부상 보조부가 수평방향 제어를 독립적으로 담당하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상 스테이지.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 원통이동부의 자기부상을 보조하기 위한 수단으로서 상기 원통이동부의 상측으로 배치되고 원통이동부의 영구자석 배열체와의 상호작용에 의한 흡인력을 발생시키도록 강자성체를 가지는 수직 자기부상 보조부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상 스테이지.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 수직 자기부상 보조부는 설치 높이가 조절됨에 따라 원통이동부의 영구자석 배열체와의 상호작용에 의한 흡인력이 조절되는 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상 스테이지.
KR1020100138525A 2010-12-30 2010-12-30 원통형 자기부상 스테이지 KR101264224B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100138525A KR101264224B1 (ko) 2010-12-30 2010-12-30 원통형 자기부상 스테이지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100138525A KR101264224B1 (ko) 2010-12-30 2010-12-30 원통형 자기부상 스테이지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120076805A true KR20120076805A (ko) 2012-07-10
KR101264224B1 KR101264224B1 (ko) 2013-05-14

Family

ID=46710374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100138525A KR101264224B1 (ko) 2010-12-30 2010-12-30 원통형 자기부상 스테이지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101264224B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101507684B1 (ko) * 2014-03-03 2015-04-07 주식회사 상진미크론 전자석코일모듈의 제조방법, 그 코일모듈 그리고 코일모듈을 포함하는 전자석코일모듈고정자몸체 및 그의 원통형 자기부상스테이지
WO2019050114A1 (ko) * 2017-09-06 2019-03-14 한국전기연구원 전자기식 에너지 하베스터
CN115624182A (zh) * 2022-11-11 2023-01-20 福州三合元生物科技有限公司 一种益生菌粉的制备工艺

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100352937B1 (ko) 2000-05-20 2002-09-16 미래산업 주식회사 회전 및 직선운동형 선형전동기
JP2008131732A (ja) 2006-11-20 2008-06-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 回転子の駆動装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101507684B1 (ko) * 2014-03-03 2015-04-07 주식회사 상진미크론 전자석코일모듈의 제조방법, 그 코일모듈 그리고 코일모듈을 포함하는 전자석코일모듈고정자몸체 및 그의 원통형 자기부상스테이지
WO2019050114A1 (ko) * 2017-09-06 2019-03-14 한국전기연구원 전자기식 에너지 하베스터
CN115624182A (zh) * 2022-11-11 2023-01-20 福州三合元生物科技有限公司 一种益生菌粉的制备工艺

Also Published As

Publication number Publication date
KR101264224B1 (ko) 2013-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6339266B1 (en) Planar motor device, stage unit, exposure apparatus and its making method, and device and its manufacturing method
US10261419B2 (en) Magnet array for moving magnet planar motor
JP4639517B2 (ja) ステージ装置、リソグラフィーシステム、位置決め方法、及びステージ装置の駆動方法
US6396566B2 (en) Stage system for exposure apparatus and device manufacturing method in which a stage supporting member and a countermass supporting member provide vibration isolation
US11075573B2 (en) Power minimizing controller for a stage assembly
US20100090545A1 (en) Planar motor with wedge shaped magnets and diagonal magnetization directions
JP4446951B2 (ja) 位置決めデバイス、リソグラフィ装置及び駆動ユニット
US20100167556A1 (en) Three degree of movement mover and method for controlling a three degree of movement mover
KR100745371B1 (ko) 자기부상형 웨이퍼 스테이지
US6639225B2 (en) Six-axis positioning system having a zero-magnetic-field space
JP5433688B2 (ja) 円筒状の磁気浮上ステージ
US20080266037A1 (en) Magnetic Levitation Lithography Apparatus and Method
JP2002112526A (ja) 平面モータ、ステージ位置決めシステム、露光装置
KR20110134293A (ko) 변위 장치, 리소그래피 장치 및 위치설정 방법
KR101264224B1 (ko) 원통형 자기부상 스테이지
KR20000075779A (ko) 상호 120°각도를 이루는 3개의 코일 시스템을 갖는 위치결정디바이스 및 이러한 위치결정 디바이스를 포함하는 전사 디바이스
US6479991B1 (en) Stage mechanism, exposure apparatus and device manufacturing method in which a coil unit of a driving mechanism is moved substantially in synchronism with a stage
US6693284B2 (en) Stage apparatus providing multiple degrees of freedom of movement while exhibiting reduced magnetic disturbance of a charged particle beam
US6593997B1 (en) Stage assembly including a reaction assembly
JPH03135360A (ja) リニアモータ
JP2005268675A (ja) 微細パターン形成装置および半導体デバイス製造方法
US7782444B2 (en) Top plate, positioning apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US11393706B2 (en) Magnetically-levitated transporter
US9298077B2 (en) Reaction assembly for a stage assembly
KR101119939B1 (ko) 임프린트 리소그래피 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160503

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170508

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180503

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190508

Year of fee payment: 7