KR20200020522A - 미세 이송기구 및 이를 포함하는 초정밀 포지셔닝 장치 - Google Patents

미세 이송기구 및 이를 포함하는 초정밀 포지셔닝 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 미세 이송기구는, 제1 구동 부재 및 상기 제1 구동부재에 의해 구동되어 제1 축을 따라 이송되는 제1 리니어 가이드 부재를 포함하는 제1 수평 구동 이송 모듈; 제2 구동 부재 및 상기 제2 구동 부재에 의해 구동되어 제 1 축을 따라 이송되는 제2 리니어 가이드 부재를 포함하는 제2 수평 구동 이송 모듈; 상기 제1 리니어 가이드 부재 상에 회동 가능하게 연결되는 제1 링크 부재; 및 상기 제2 리니어 가이드 부재 상에 회동 가능하게 연결되는 제2 링크 부재를 포함하며, 상기 제1 링크 부재와 상기 제2 링크 부재는 서로 회동 가능하게 연결되는 링크 모듈; 상기 링크 모듈의 상부에 결합되며 상기 제1 링크 부재 및 상기 제2 링크 부재의 상대 회동에 연동되어 수직 방향으로 이송되는 조인트 모듈; 및 상기 조인트 모듈에 상기 제1 축과 상이한 제2 축을 따라 이송 및 틸팅 가능하게 결합되는 수평 자유 이송 모듈을 포함하는, 미세 이송기구를 제공한다.

Description

미세 이송기구 및 이를 포함하는 초정밀 포지셔닝 장치{MICRO TRANSFER MECHANISM AND HIGH-PRECISION POSITIONING APARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 미세 이송기구 및 이를 포함하는 초정밀 포지셔닝 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 대상물체의 위치를 정밀하게 설정하기 위한 미세 이송기구 및 이를 포함하는 초정밀 포지셔닝 장치에 관한 것이다.
산업현장의 각 분야에서 초정밀 위치결정기술의 중요성은 날로 증대되고 있다. 특히, 반도체 기술의 발전은 회로의 고집적화를 불러온 결과, 최신 마이크로프로세서의 경우 사용되는 선의 폭이 0.18㎛ 수준으로 머리카락 굵기의 1/500 수준이며, 이 경우 웨이퍼를 제작하는 스테이지에 요구되는 정밀도는 선 폭의 1/10 수준의 20nm의 재현성이 요구된다.
또한, 서브미크론 수준의 초정밀 이송장치의 구현은 원자간력현미경(AFM; Atomic Force Microscope), 주사형전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope) 등의 초정밀 측정분야와 정보산업 등의 산업분야에서도 활용될 수 있는 등 그 응용 범위가 광범위하다.
또한, 초정밀 이송장치가 적용되는 스테이지는 고해상도 카메라 모듈의 렌즈 광축 자동 정렬에 필수적인 요소로서, 자동 주행 시스템 및 능동 안전 시스템 등 스마트카에 대한 개발 경쟁이 심화되고 있어 차량의 전·후방 및 측면 감시 카메라 모듈을 제작하기 위한 수요도 급증할 것으로 예상된다.
다만, 이러한 기술에 적용함에 있어 초정밀 이송장치의 소형 및 경량화와 함께 정밀한 미세 제어 적합성이 요구된다.
현재까지의 초정밀 포지셔닝 장치는 다수의 액추에이터를 사용하여 구조가 복잡해지고, 제어가 어려운 문제가 있었다.
또한, 초정밀 포지셔닝 장치는 수직 방향의 병진 및 회전 운동을 구현하기 위해서는 액추에이터를 수직으로 배치해야 하며, 이 경우 이송장치의 크기가 커져 강성이 낮아지게 되고 제어가 어려워지는 문제점이 있었고, 초정밀 포지셔닝 장치는 다수개의 액추에이터 및 구성요소를 수평면에 나열함으로써 배치 면적이 커지는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 10-2008-0051914(2008.06.11.공개)
본 발명에 따른 미세 이송기구 및 이를 포함하는 초정밀 포지셔닝 장치는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소수의 액추에이터를 사용하고 장치의 부피를 축소시키면서 대상물체의 정밀한 포지셔닝을 수행하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세 이송기구는, 제1 구동 부재 및 상기 제1 구동부재에 의해 구동되어 제1 축을 따라 이송되는 제1 리니어 가이드 부재를 포함하는 제1 수평 구동 이송 모듈; 제2 구동 부재 및 상기 제2 구동 부재에 의해 구동되어 제 1 축을 따라 이송되는 제2 리니어 가이드 부재를 포함하는 제2 수평 구동 이송 모듈; 상기 제1 리니어 가이드 부재 상에 회동 가능하게 연결되는 제1 링크 부재; 및 상기 제2 리니어 가이드 부재 상에 회동 가능하게 연결되는 제2 링크 부재를 포함하며, 상기 제1 링크 부재와 상기 제2 링크 부재는 서로 회동 가능하게 연결되는 링크 모듈; 상기 링크 모듈의 상부에 결합되며 상기 제1 링크 부재 및 상기 제2 링크 부재의 상대 회동에 연동되어 수직 방향으로 이송되는 조인트 모듈; 및 상기 조인트 모듈에 상기 제1 축과 상이한 제2 축을 따라 이송 및 틸팅 가능하게 결합되는 수평 자유 이송 모듈을 포함하는, 미세 이송기구를 제공한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 축과 상기 제2 축은 서로 직교할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 리니어 가이드 부재 및 상기 제2 리니어 가이드 부재는 상기 제1 축 상에 서로 대향되게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초정밀 포지셔닝 장치는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 상부에 이격 배치되는 모션 플레이트; 및 상기 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 미세 이송기구를 포함하며, 상기 초정밀 이송기구는 상기 베이스 플레이트 상에 적어도 2개 배치되어 상기 모션 플레이트를 지지하며 이송시키는 초정밀 포지셔닝 장치를 제공한다.
본 실시예에 있어서, 상기 수평 자유 이송 모듈은 상기 모션 플레이트에 일체로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 미세 이송기구는 제1 미세 이송기구; 및 상기 제2 축이 상기 제1 미세 이송기구의 상기 제1 축과 동일한 방향으로 연장되는 제2 미세 이송기구를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 미세 이송기구는 상기 제1 축이 동일한 방향으로 연장되는 복수 개가 구비되며, 서로 이격 배치될 수 있다.
본 실시예에 따른 다른 실시형태에 있어서, 상기 베이스 플레이트 상에 배치되며, 상기 모션 플레이트의 이송에 따라 변형되면서 상기 모션 플레이트를 지지하는 보조 지지기구를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세 이송기구는 수평 구동 이송 모듈, 수평 자유 이송 모듈 및 링크 모듈이 결합된 구조를 가지며, 2개의 구동 부재만을 포함하는 단일한 기구로 구성되어 수평 및 수직 방향 이송이 가능하며, 복수 개의 기구들이 조합되어 그 위에 탑재되는 물체를 지지하면서 6자유도 이송을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 이송기구는 베이스 플레이트 상에 여러 위치에 배치되어 서로 조합되므로, 미세 이송기구가 배치되는 위치에 따라 그 위에 탑재되는 물체를 다양한 위치에 포지셔닝할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 초정밀 포지셔닝 장치는 모션 플레이트를 복수 개의 미세 이송기구로 지지하면서, 미세 이송기구 각각의 모듈의 미세한 이동 및 복수 개의 미세 이송기구의 상호 이동을 통한 정밀한 위치 설정을 구현하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 초정밀 포지셔닝 장치는 복수 개의 미세 이송기구를 각각 개별적으로 제어하여 정밀한 위치 설정을 구현하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 이송기구를 보여주는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초정밀 포지셔닝 장치를 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초정밀 포지셔닝 장치에서 모션 플레이트를 제거한 모습을 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초정밀 포지셔닝 장치에서 모션 플레이트를 제거한 모습을 보여주는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초정밀 포지셔닝 장치를 보여주는 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 실시형태의 초정밀 포지셔닝 장치를 보여주는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 실시형태의 보조 지지기구를 보여주는 측면도이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일 실시형태의 미세 이송기구(10)를 보여주는 측면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 이송기구(10)는, 후술할 베이스 플레이트(11) 상에 배치되어, 모션 플레이트(12)를 지지하며 6 자유도로 이송시키기 위한 것으로서, 모션 플레이트(12)의 초정밀 포지셔닝을 구현하기 위하여 미세한 위치 이동을 수행하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세 이송기구(10)는 제1 수평 구동 이송 모듈(101), 제2 수평 구동 이송 모듈(102), 링크 모듈(103), 조인트 모듈(104), 수평 자유 이송 모듈(105)을 포함할 수 있다.
제1 수평 구동 이송 모듈(101)은 수평면 상에서 구동력을 이용하여 물체의 이송을 수행하기 위한 모듈일 수 있다. 제1 수평 구동 이송 모듈(101)은 제1 구동 부재(1011) 및 제1 리니어 가이드 부재(1012)를 포함할 수 있다.
제1 구동 부재(1011)는 수평 이송을 수행하기 위한 동력을 발생시키는 것으로서, 서보 모터, 초음파 모터 또는 피에조 액추에이터 등의 부품을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 제1 구동 부재(1011)가 서보 모터를 포함하는 것으로 예를 들어 설명하겠다. 다만, 제1 구동 부재(1011)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 서보 모터에는 서보 모터의 회전축의 회전 각도를 센싱할 수 있도록 엔코더(미도시)가 설치될 수 있다. 서보 모터에는 볼스크류를 결합하여 서보 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환할 수 있다. 볼스크류의 일단부는 서보 모터에 결합되고 타단부는 제1 리니어 가이드 부재(1012)에 결합되어, 서보 모터의 회전 구동을 제1 리니어 가이드 부재(1012)의 직선 구동으로 변환시킬 수 있다.
제1 리니어 가이드 부재(1012)는 제1 구동 부재(1011)에 의해 구동되어 제1 축(x)을 따라 이송되면서 그의 상부에 탑재된 물체를 이송시키는 부재일 수 있다. 제1 리니어 가이드 부재(1012)는 제1 고정부(1012a) 및 상기 제1 고정부(1012a) 상에 슬라이딩 이동 가능하도록 결합되는 제1 이동부(1012b)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 고정부(1012a)는 제1 축(x) 방향으로 연장된 가이드 레일(미도시)을 포함할 수 있고, 제1 이동부(1012b)에는 가이드 레일에 상보적인 형태의 가이드 홈(미도시)이 구비될 수 있다. 제1 이동부(1012b)는 상기 가이드 레일을 따라 가이드홈이 슬라이딩 되어 제1 고정부(1012a)에 대하여 제1 축(x)을 따라 이동될 수 있다.
다시 말하면, 제1 이동부(1012b)의 일측에는 제1 구동 부재(1011)가 결합되며, 제1 구동 부재(1011)가 제1 이동부(1012b)를 제1 축(x)을 따라 밀거나 당겨서 제1 고정부(1012a)에 대하여 상대 이동되도록 할 수 있다.
제2 수평 구동 이송 모듈(102)은 수평면 상에서 구동력을 이용하여 물체의 이송을 수행하기 위한 모듈일 수 있다. 제2 수평 구동 이송 모듈(102)은 제2 구동 부재(1021) 및 제2 리니어 가이드 부재(1022)를 포함할 수 있다.
제2 수평 구동 이송 모듈(102)은 제1 수평 구동 이송 모듈(101)과 유사한 구성을 가질 수 있다. 제2 구동부재(1021) 및 제2 리니어 가이드 부재(1022)역시 제1 구동부재(1011) 및 제1 리니어 가이드 부재(1021)와 각각 유사한 구성을 가질 수 있다. 또한 제2 리니어 가이드 부재(1022)를 구성하는 제2 고정부(1022a)와 재2 이동부(1022b)도 각각 제1 고정부(1012a)와 제1 이동부(1012b)와 유사한 구성을 가질 수 있다.
본 실시예에 사용되는 제1 및 제2 리니어 가이드 부재(1012, 1022)는 상술한 가이드 레일 및 가이드 홈의 조합 구조뿐만 아니라, 이동부와 고정부 사이에 배치되는 윤활 부재로 구형체 또는 실린더 형상의 롤러가 복수 개 사용될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 시중에 리니어 가이드로 상용화된 제품이 사용될 수도 있다.
제1 수평 구동 이송 모듈(101) 및 제2 수평 구동 이송 모듈(102)은 베이스 플레이트(11) 상에 서로 이격 배치될 수 있다. 바람직하게는, 제1 리니어 가이드 부재(1012) 및 제2 리니어 가이드 부재(1022)는 제1 축(x) 상에 서로 대향되게 배치될 수 있다. 따라서, 제1 구동 부재 (1011)과 제2 구동 부재(1021)의 구동력에 의해 제1 이동부(1012b)와 제2 이동부(1022b)가 각각 이동되면서 상호 거리가 조절될 수 있다.
링크 모듈(103)은 제1 이동부(1012b)와 제2 이동부(1022b)의 위치 이동을 상부로 전달하기 위한 모듈일 수 있다. 링크 모듈(103)은 제1 링크 부재(1031), 제2 링크 부재(1032) 및 조인트 부재들(1033, 1034, 1035)을 포함할 수 있다.
제1 링크 부재(1031)는 제1 리니어 가이드 부재(1012) 상에 회동 가능하게 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 링크 부재(1031)의 일단부는 제1 조인트 부재(1033)를 매개로 하여 제1 이동부(1012b) 상에 제2 축(y)을 회전 중심으로 하여 회동 가능하게 연결될 수 있다. 제1 조인트 부재(1033)는 볼 조인트일 수 있다.
제2 링크 부재(1032)는 제2 리니어 가이드 부재(1022) 상에 회동 가능하게 연결될 수 있다. 구체적으로, 제2 링크 부재(1032)의 일단부는 제2 조인트 부재(1034)를 매개로 하여 제2 이동부(1022b) 상에 제2 축(y)을 회전 중심으로 하여 회동 가능하게 연결될 수 있다. 제2 조인트 부재(1034)는 볼 조인트일 수 있다.
제1 링크 부재(1031)와 제2 링크 부재(1032)는 서로 회동 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 링크 부재(1032)는 제1 링크 부재(1031)의 중간 부분에 제3 조인트 부재(1035)를 통해 제2 축(y)을 회전 중심으로 하여 회동 가능하게 연결될 수 있다. 제3 조인트 부재(1035)는 핀 조인트일 수 있다. 제1 이동부(1012b)와 제2 이동부(1022b)가 상호 이동되면서, 이에 연동되어 제1 링크 부재(1031)와 제2 링크 부재(1032)는 각각 상호 회동되면서 서로가 형성하는 각도가 변하게 될 수 있다.
조인트 모듈(104)은 링크 모듈(103)의 상부에 결합되며 수평 자유 이송 모듈(105)을 연결시키기 위한 모듈일 수 있다. 조인트 모듈(104)은, 제1 링크 부재 및 제2 링크 부재의 상대 회동에 연동되어 제3 축(z)을 기준으로 위치 이동 될 수 있다. 조인트 모듈(104)은 볼 조인트일 수 있다. 볼 조인트로 구성된 조인트 모듈(104)은 수평 자유 이송 모듈(105)을 베이스 플레이트(11)에 대하여 자유롭게 틸팅 및 회전되도록 연결시킬 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 조인트 모듈(104)은 수평 자유 이송 모듈(105)을 베이스 플레이트(11)에 틸팅 및 회전 가능하게 연결시킬 수 있는 다양한 구성을 포함할 수 있다.
수평 자유 이송 모듈(105)은 구동력이 간접적으로 작용하여 수평면 상에서 물체의 가이드 이송을 수행하는 모듈일 수 있다. 수평 자유 이송 모듈(105)은 상기 제1 축(x)과 상이한 제2 축(y)을 따라 연장 형성된 가이드 홈(미도시)을 포함할 수 있다. 이러한 가이드 홈에는 조인트 모듈(103)이 틸팅, 회전 및 제2 축(y) 방향으로 소정 거리 자유롭게 위치 이동이 가능하도록 결합될 수 있다. 아울러, 모션 플레이트(12)의 6자유도 이송을 용이하게 제어하기 위하여 상기 제1 축(x)과 상기 제2 축(y)은 서로 직교하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세 이송기구(10)는 수평 구동 이송 모듈(101, 102), 수평 자유 이송 모듈(105) 및 링크 모듈(103)이 결합된 구조를 가지며, 2개의 구동 부재(1011, 1021)만을 포함하는 단일한 기구로 구성되어 수평 및 수직 방향 이송이 가능하며, 복수 개의 기구들이 조합되어 그 위에 탑재되는 물체를 지지하면서 6자유도 이송을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 이송기구(10)는 베이스 플레이트(11) 상에 여러 위치에 배치되어 서로 조합되므로, 미세 이송기구(10)가 배치되는 위치에 따라 그 위에 탑재되는 물체를 다양한 위치에 포지셔닝할 수 있다.
이하에서는, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 이송기구(10)를 포함하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 초정밀 포지셔닝 장치(1)에 대하여 설명하겠다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 일 실시형태의 초정밀 포지셔닝 장치(1)를 보여주는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일 실시형태의 초정밀 포지셔닝 장치(1)에서 모션 플레이트(12)를 제거한 모습을 보여주는 사시도이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 일 실시형태의 초정밀 포지셔닝 장치(1)에서 모션 플레이트(12)를 제거한 모습을 보여주는 평면도이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 일 실시형태의 초정밀 포지셔닝 장치(1)를 보여주는 측면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초정밀 포지셔닝 장치(1)는 베이스 플레이트(11), 모션 플레이트(12) 및 미세 이송기구(10)를 포함할 수 있다.
베이스 플레이트(11)는 평판형으로 형성되어, 복수 개의 미세 이송기구(10)가 탑재되는 플레이트일 수 있다.
모션 플레이트(12)는 그의 상부에 물체를 탑재하기 위한 플레이트 일 수 있다. 모션 플레이트(12)는 복수 개의 미세 이송기구(10) 상에 탑재되며, 미세 이송기구(10)에 의해 지지되면서, 미세 이송기구(10)가 발생시키는 미세 이동에 의하여 6자유도를 가지며 이송되는 플레이트일 수 있다. 모션 플레이트(12)의 하부에는 수평 자유 이송 모듈(105)이 결합될 수 있다. 나아가 수평 자유 이송 모듈(105)은 모션 플레이트(12)의 하면에 가이드 홈이 형성되는 것으로서, 모션 플레이트(12)와 일체로 형성될 수 있다. 이로써, 모션 플레이트(12)는 미세 이송기구(10) 상에 안정적으로 탑재될 수 있다.
미세 이송기구(10)는 베이스 플레이트(11) 상에 적어도 2개 배치되어 모션 플레이트(12)를 지지하며 이송시킬 수 있다. 바람직하게 미세 이송기구(10)는 베이스 플레이트(11) 상에 3개가 배치되어 모션 플레이트(12)를 안정적으로 지지하며, 6자유도로 이송시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 일 실시형태로서, 미세 이송기구(10)는 제1 축(x)이 일방으로 연장되는 제1 미세 이송기구(10-1) 및 제2 축(y)이 제1 미세 이송기구(10-1)의 제1 축(x)과 동일한 방향으로 연장되는 제2 미세 이송기구(10-2)를 포함할 수 있다.
나아가, 제1 미세 이송기구(10-1)는 제1 축(x)이 동일한 방향으로 연장되는 복수 개가 구비되어 베이스 플레이트(11) 상에 서로 이격 배치될 수 있다. 각각의 제1 미세 이송기구(10-1)는 서로 이격되어 제1 축(x)이 평행하게 배치될 수 있다.
구체적으로, 각각의 제1 미세 이송기구(10-1)의 제1 구동 부재(1011) 및 제2 구동 부재(1021)가 각각 제1 이동부(1012b) 및 제2 이동부(1022b)를 제1 축(x)을 따라 동일한 변위로 이동시키고, 제2 미세 이송기구(10-2)는 조인트 모듈(104)이 수평 자유 이송 모듈(105)의 가이드 홈을 따라 제1 축(x) 방향으로 이동되면서, 모션 플레이트(12)의 제1 축(x) 방향 이송을 수행할 수 있다.
또한, 제2 미세 이송기구(10-2)의 제1 구동 부재(1011) 및 제2 구동 부재(1021)가 각각 제1 이동부(1012b) 및 제2 이동부(1022b)를 제2 축(y)을 따라 동일한 변위로 이동시키고, 제1 미세 이송기구(10-1)는 조인트 모듈(104)이 수평 자유 이송 모듈(105)의 가이드 홈을 따라 제2 축(y) 방향으로 이동되면서, 모션 플레이트(12)의 제2 축(y) 방향 이송을 수행할 수 있다.
또한, 제1 미세 이송기구(10-1) 및 제2 미세 이송기구(10-2)의 각각의 제1 구동 부재(1011) 및 제2 구동 부재(1021)가 각각 제1 이동부(1012b) 및 제2 이동부(1022b)를 동일한 회전 방향을 형성하면서 이동시키면서, 모션 플레이트(12)의 제3 축(z)을 중심으로 하는 회전(γ) 이송을 수행할 수 있다.
또한, 제1 미세 이송기구(10-1) 및 제2 미세 이송기구(10-2)의 각각의 제1 구동 부재(1011) 및 제2 구동 부재(1021)가 각각 제1 이동부(1012b) 및 제2 이동부(1022b)의 간격을 동일하게 유지하며, 상호 이동시키면서 모션 플레이트(12)의 제3 축(z) 방향 이송을 수행할 수 있다.
또한, 제1 미세 이송기구(10-1) 및 제2 미세 이송기구(10-2)의 각각의 제1 구동 부재(1011) 및 제2 구동 부재(1021)가 각각 제1 이동부(1012b) 및 제2 이동부(1022b)의 간격을 상이하게 조절하면서 모션 플레이트(12)의 제1 축(x) 및/또는 제2 축(y)을 중심으로 하는 틸팅(α, β) 이송을 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 실시형태의 초정밀 포지셔닝 장치(1)를 보여주는 평면도이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다른 실시형태의 보조 지지기구(24)를 보여주는 측면도이다.
본 실시예에 따른 다른 실시형태로서, 초정밀 포지셔닝 장치(미도시)는 베이스 플레이트(21) 상에 배치되며 모션 플레이트(미도시)의 이송에 따라 변형되면서 모션 플레이트를 지지하는 보조 지지기구(24)를 더 포함할 수 있다. 보조 지지기구(24)는 복수개의 리니어 가이드 부재(241, 242), 쐐기 부재(243) 및 조인트 모듈(244)을 포함할 수 있다.
예를 들어 보조 지지기구(24)는 복수개의 리니어 가이드 부재(241, 242)가 가이드하는 방향이 제1 축(x) 및 제2 축(y) 방향을 향하도록 적층 배치될 수 있고, 그의 상부에 쐐기 부재(243) 및 가이드 부재(미도시)가 결합되어 배치되며, 그의 위에 조인트 모듈(244)이 결합되어, 모션 플레이트의 하부 일측을 지지하며 다른 미세 이송기구(20)에 의한 모션 플레이트의 이송을 안정적으로 지지 및 보조할 수 있다. 보조 지지기구(24)가 모션 플레이트의 일측을 지지함으로서, 모션 플레이트는 미세 이송기구(20) 3개에 의해 지지되는 것보다 더 안정적으로 지지될 수 있다. 보조 지지기구(24)는 상술한 구조뿐만 아니라, 모션 플레이트의 하부 일측을 지지하면서, 모션 플레이트의 이송을 안정적으로 보조할 수 있는 구성이라면 어떠한 구성이라도 적용이 가능할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초정밀 포지셔닝 장치(1)는 모션 플레이트(12)를 복수 개의 미세 이송기구(10)로 지지하면서, 미세 이송기구(10) 각각의 모듈의 미세한 이동 및 복수 개의 미세 이송기구(10)의 상호 이동을 통한 정밀한 위치 설정을 구현하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 초정밀 포지셔닝 장치(1)는 복수 개의 미세 이송기구(10)를 각각 개별적으로 제어하여 정밀한 위치 설정을 구현하는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 초정밀 포지셔닝 장치 10,20: 미세 이송기구
11,21: 베이스 플레이트 12: 모션 플레이트
24: 보조 지지기구 101: 제1 수평 구동 이송 모듈
102: 제2 수평 구동 이송 모듈 103: 링크 모듈
104: 조인트 모듈 105: 수평 자유 이송 모듈
1011: 제1 구동 부재 1012: 제1 리니어 가이드 부재
1012a: 제1 고정부 1012b: 제1 이동부
1021: 제2 구동부재 1022: 제2 리니어 가이드 부재
1022a: 제2 고정부 1022b: 제2 이동부
1031: 제1 링크 부재 1032: 제2 링크 부재
1033: 제1 조인트 부재 1034: 제2 조인트 부재
1035: 제3 조인트 부재

Claims (8)

  1. 제1 구동 부재 및 상기 제1 구동 부재에 의해 구동되어 제1 축을 따라 이송되는 제1 리니어 가이드 부재를 포함하는 제1 수평 구동 이송 모듈;
    제2 구동 부재 및 상기 제2 구동 부재에 의해 구동되어 제1 축을 따라 이송되는 제2 리니어 가이드 부재를 포함하는 제2 수평 구동 이송 모듈;
    상기 제1 리니어 가이드 부재 상에 회동 가능하게 연결되는 제1 링크 부재; 및
    상기 제2 리니어 가이드 부재 상에 회동 가능하게 연결되는 제2 링크 부재를 포함하며, 상기 제1 링크 부재와 상기 제2 링크 부재는 서로 회동 가능하게 연결되는 링크 모듈;
    상기 링크 모듈의 상부에 결합되며 상기 제1 링크 부재 및 상기 제2 링크 부재의 상대 회동에 연동되어 수직 방향으로 이송되는 조인트 모듈; 및
    상기 조인트 모듈에 상기 제1 축과 상이한 제2 축을 따라 이송 및 틸팅 가능하게 결합되는 수평 자유 이송 모듈을 포함하는, 미세 이송기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 축과 상기 제2 축은 서로 직교하는 미세 이송기구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 리니어 가이드 부재 및 상기 제2 리니어 가이드 부재는 상기 제1 축 상에 서로 대향되게 배치되는 미세 이송기구.
  4. 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트의 상부에 이격 배치되는 모션 플레이트; 및
    제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 미세 이송기구를 포함하며,
    상기 미세 이송기구는 상기 베이스 플레이트 상에 적어도 2개 이상 배치되어 상기 모션 플레이트를 지지하며 이송시키는, 초정밀 포지셔닝 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수평 자유 이송 모듈은 상기 모션 플레이트에 일체로 형성되는 초정밀 포지셔닝 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트 상에 배치되며, 상기 모션 플레이트의 이송에 따라 변형되면서 상기 모션 플레이트를 지지하는 보조 지지기구를 더 포함하는, 초정밀 포지셔닝 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 미세 이송기구는,
    제1 미세 이송기구; 및
    상기 제2 축이 상기 제1 미세 이송기구의 상기 제1 축과 동일한 방향으로 연장되는 제2 미세 이송기구를 포함하는, 초정밀 포지셔닝 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 미세 이송기구는,
    상기 제1 축이 동일한 방향으로 연장되는 복수 개가 구비되며, 서로 이격 배치되는 초정밀 포지셔닝 장치.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020021428A1 (en) * 2000-06-05 2002-02-21 Katsushi Nakano Charged-particle-beam microlithography stage including actuators for moving a reticle or substrate relative to the stage, and associated methods
US20040028516A1 (en) * 2000-10-24 2004-02-12 Torgny Brogardh Industrial robot
US20040123694A1 (en) * 2001-04-19 2004-07-01 Negri Simone Pio Modular and reconfigurable parallel kinematic robot
EP0908719B1 (en) * 1997-10-07 2007-05-30 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Stage unit used for sample positioning and scanning probe microscope with such a stage unit
KR20080051914A (ko) 2006-12-07 2008-06-11 오세중 드릴링 머신
KR20090034577A (ko) * 2007-10-04 2009-04-08 국민대학교산학협력단 미세 이송 기구 및 이를 이용한 초정밀 스테이지
KR20160095093A (ko) * 2013-12-06 2016-08-10 후버 디프락시온스테크닉 게엠베하 운트 코. 카게 리던던트 병렬 위치결정 테이블 장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0908719B1 (en) * 1997-10-07 2007-05-30 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Stage unit used for sample positioning and scanning probe microscope with such a stage unit
US20020021428A1 (en) * 2000-06-05 2002-02-21 Katsushi Nakano Charged-particle-beam microlithography stage including actuators for moving a reticle or substrate relative to the stage, and associated methods
US20040028516A1 (en) * 2000-10-24 2004-02-12 Torgny Brogardh Industrial robot
US20040123694A1 (en) * 2001-04-19 2004-07-01 Negri Simone Pio Modular and reconfigurable parallel kinematic robot
KR20080051914A (ko) 2006-12-07 2008-06-11 오세중 드릴링 머신
KR20090034577A (ko) * 2007-10-04 2009-04-08 국민대학교산학협력단 미세 이송 기구 및 이를 이용한 초정밀 스테이지
KR20160095093A (ko) * 2013-12-06 2016-08-10 후버 디프락시온스테크닉 게엠베하 운트 코. 카게 리던던트 병렬 위치결정 테이블 장치

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