KR20230161343A - 선형 전동기 및 이송 시스템 - Google Patents

Abstract

선형 전동기는, 복수 개의 전기자 모듈을 포함하고, 각 전기자 모듈은 셋 이상의 돌출부를 포함하는 자성체 코어 및 자성체 코어에 감기어 같은 위상의 전류가 흐르는 코일을 포함하는, 1차 부재; 및 진행 방향으로 극을 바꾸면서 배치되는 복수 개의 영구자석을 포함하는 자석 모듈을 둘 이상 포함하고, 자석 모듈은 전기자 모듈의 2개의 돌출부 사이에 놓이는, 2차 부재를 포함하여 구성되고, 2의 배수인 P개의 자석과 모터 상수 M의 배수인 S개의 전기자 모듈을 한 단위로 하여 1차 부재 또는 2차 부재 중 어느 하나가 가동자가 되고 다른 하나가 고정자가 되어 서로 상대적으로 이동시키는 추력을 생성하도록 소정의 위상 차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고, 각 전기자 모듈에서 셋 이상의 돌출부 중에서 안쪽에 위치하는 하나 이상의 제1 돌출부가 바깥쪽에 위치하는 2개의 제2 돌출부보다 돌출 길이가 짧을 수 있다.

Description

선형 전동기 및 이송 시스템 {LINEAR MOTOR AND TRANSPORT SYSTEM}

이 명세서는 선형 전동기 및 이를 이용한 이송 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선형 전동기, 즉 리니어 모터는 직선 모양으로 면하는 가동자 및 고정자 사이에 추력을 발생하는 구조로 되어 있다. 영구자석형 선형 전동기는 가동자 및 고정자 중 어느 한 쪽에 고정 자석을 놓고 나머지 한 쪽에 교번하는 다상 전력을 보내 둘 사이에 전자력이 작용하여 일정 방향으로 추력이 발생하도록 한다.

종래의 선형 전동기는, 회전 모터를 전개하여 직선상에 펼쳐 배치한 구조로 인하여, 전기자 코어의 돌극과 영구 자석 간에는 강력한 자기 흡인력이 발생하여 시스템의 정밀도가 떨어지고, 일정한 공극을 유지하는 안내 기구의 마모가 심하게 되고, 전기자 코어에 가동자의 진행 방향과 동일한 방향으로 자속이 흘러 모터 효율이 떨어지는 문제가 발생할 수밖에 없다.

디스플레이나 반도체 공정에 X 방향과 Y 방향으로 각각 이동 가능한 선형 전동기를 채용한 선형 XY 스테이지가 사용되고 있고, 또한 XY 스테이지 위에 놓이는 오브젝트의 각도를 조절하기 위해 별도의 구동 장치, 예를 들어 회전 전동기나 볼스크류 조합 또는 보이스 코일 리니어 모터 등도 함께 사용되고 있다.

한편, 예를 들어 반도체 기판과 같은 오브젝트가 위에 올려진 스테이지를 한쪽 방향, 예를 들어 X 방향으로 이송하면서 하나 이상의 이송 위치(또는 작업 공간)에서 멈춰 세운 후 소정의 공정을 수행하는 이송 시스템을 리니어 모터로 구현할 때, 오브젝트가 스테이지 중앙에 정확하게 정렬되지 않은 상태로 작업 공간으로 이송되는 경우가 발생할 수 있다.

이러한 경우를 고려하여 Y 방향으로도 스테이지의 위치를 미세 조정할 수 있도록 Y 방향으로 이동 가능한 선형 전동기를 더 결합한 XY 스테이지를 채용하거나 회전 각도를 조절할 수 있도록 추가로 회전 전동기를 XY 스테이지 위에 더 배치할 수 있다. 하지만, 이 경우 스테이지 무게나 크기가 증가하여 X 방향 이송 성능이 저하될 수 있고, 또한 X 방향으로 추력을 높이기 위해 선형 전동기를 키울 수 밖에 없고, 이에 따라 비용이 증가하게 된다.

이 명세서는 이러한 상황을 감안한 것으로, 이 명세서의 목적은 스테이지를 이동시키는 선형 전동기의 추력 방향과 다른 방향으로 스테이지를 조정할 수 있는 이송 시스템을 제공하는 데 있다.

이 명세서의 다른 목적은, 스테이지의 각도를 조절할 수 있는 이송 시스템을 제공하는 데 있다.

이 명세서의 다른 목적은, 스테이지의 이송 방향과 다른 방향으로 스테이지를 조정할 때 돌극과 영구자석 베이스 사이 간섭이 발생하지 않도록 하는 선형 전동기를 제공하는 데 있다.

이 명세서의 일 실시예에 따른 선형 전동기는, 복수 개의 전기자 모듈을 포함하고, 각 전기자 모듈은 셋 이상의 돌출부를 포함하는 자성체 코어 및 자성체 코어에 감기어 같은 위상의 전류가 흐르는 코일을 포함하는, 1차 부재; 및 진행 방향으로 극을 바꾸면서 배치되는 복수 개의 영구자석을 포함하는 자석 모듈을 둘 이상 포함하고, 자석 모듈은 전기자 모듈의 2개의 돌출부 사이에 놓이는, 2차 부재를 포함하여 구성되고, 2의 배수인 P개의 자석과 모터 상수 M의 배수인 S개의 전기자 모듈을 한 단위로 하여 1차 부재 또는 2차 부재 중 어느 하나가 가동자가 되고 다른 하나가 고정자가 되어 서로 상대적으로 이동시키는 추력을 생성하도록 소정의 위상 차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고, 각 전기자 모듈에서 셋 이상의 돌출부 중에서 안쪽에 위치하는 하나 이상의 제1 돌출부가 바깥쪽에 위치하는 2개의 제2 돌출부보다 돌출 길이가 짧은 것을 특징으로 한다.

이 명세서의 다른 실시예에 따른 이송 시스템은, 제3 방향으로 오브젝트를 지지하기 위한 스테이지; 스테이지를 제3 방향과 수직인 제1 방향으로 이송하기 위한 선형 전동기; 및 스테이지를 제1 방향 및 제3 방향과 수직인 제2 방향으로 이동시키기 위한 시프트 수단을 포함하여 구성되고, 선형 전동기는, 제1 방향을 따라 2열로 배열되는 복수 개의 전기자 모듈을 포함하는 1차 부재 및 제1 방향을 기준으로 스테이지의 양쪽에 부착되는 영구자석 모듈을 포함하는 2차 부재를 포함하고, 각 전기자 모듈은 셋 이상의 돌출부를 포함하는 자성체 코어 및 자성체 코어에 감기어 같은 위상의 전류가 흐르는 코일을 포함하고, 자석 모듈은 전기자 모듈의 2개의 돌출부 사이에 놓이고, 2의 배수인 P개의 자석과 모터 상수 M의 배수인 S개의 전기자 모듈을 한 단위로 하여 1차 부재가 고정자가 되고 2차 부재가 가동자가 되어 서로 상대적으로 이동시키는 추력을 생성하도록 소정의 위상 차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고, 시트프 수단을 구성하는 2개의 제1 부재는 제1 방향을 기준으로 스테이지의 양쪽에 부착되고, 시프트 수단을 구성하는 2개의 제2 부재는 제1 방향을 기준으로 같은 위치에 배치되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 스테이지를 이송 방향으로 이동시키기 위한 선형 전동기를 제외하고 추가로 별도의 선형 전동기를 사용하지 않고서도 이송 방향과 다른 방향이나 각도로 스테이지의 위치를 조정할 수 있게 된다.

또한, 이송 방향과 다른 방향이나 각도로 스테이지의 위치를 조절하기 위한 별도의 선형 전동기를 사용하기 않게 되어 제어 시스템이 단순하고, 스테이지의 무게를 줄일 수 있게 되고, 스테이지의 이송을 위한 선형 전동기의 추력을 키울 필요가 없게 되고, 선형 전동기의 크기와 이송 시스템의 설치 공간을 줄일 수 있게 되고, 이에 따라 비용을 절감할 수 있게 된다.

또한, 스테이지의 이송을 위한 추력을 생성하는 선형 전동기의 구성 요소에 대한 큰 수정 및 추력의 큰 감소 없이도, 이송 방향과 다른 방향으로 스테이지의 위치를 바꿀 때 선형 전동기의 구성 요소 사이에 발생할 수 있는 간섭을 제거할 수 있고, 선형 전동기의 동작을 원활하게 수행할 수 있게 된다.

도 1은 이 명세서의 출원인이 출원한 출원 번호 KR 10-2010-0081522과 KR 10-2010-0129947에 기재된 개방형 선형 전동기를 도시한 것이고,
도 2는 1차 부재를 구성하는 9개의 전기자 모듈을 분산시켜 배치한 선형 전동기를 도시한 것이고,
도 3은 도 2의 선형 전동기에 의해 이송되는 스테이지 위에 오브젝트가 정렬된 상태로 놓인 상태를 스테이지의 이동 방향에 수직인 단면으로 도시한 것이고,
도 4는 도 2의 선형 전동기에 의해 이송되는 스테이지 위에 오브젝트가 시프트된 상태를 스테이지의 이동 방향에 수직인 단면으로 도시한 것이고,
도 5는 도 1 또는 도 2의 선형 전동기에 의해 이송되는 스테이지 위에 오브젝트가 시프트되거나 요(YAW) 오차가 발생한 상태로 놓인 예를 평면도로 도시한 것이고,
도 6과 도 7은 도 2의 선형 전동기에 의해 스테이지를 이송하는 이송 시스템에 스테이지를 이송 방향과 수직인 방향으로 시프트시키기 위한 수단을 채용한 실시예를 도시한 것이고,
도 8은 스테이지를 진행 방향과 수직인 방향으로 시프트시켜 오브젝트가 작업 공간의 중심에 놓이도록 할 때 선형 전동기의 전기자 모듈과 영구자석 모듈이 서로 간섭하는 예를 도시한 것이고,
도 9는 도 2 선형 전동기의 전기자 모듈에서 가운데 있는 돌극의 길이를 양 끝에 있는 다른 돌극보다 줄인 실시예를 도시한 것이고,
도 10은 도 9의 전기자 모듈을 채용한 선형 전동기를 이송 시스템에 적용할 때 스테이지를 진행 방향과 수직인 방향으로 시프트시켜도 전기자 모듈과 영구자석 모듈이 서로 간섭하지 않는 상태를 도시한 것이고,
도 11은 도 9의 선형 전동기의 전기자 모듈에서 길이를 줄인 가운데 돌극의 말단을 둥글게 처리한 실시예를 도시한 것이고,
도 12는 도 11의 전기자 모듈을 채용한 선형 전동기를 이송 시스템에 적용할 때 스테이지를 진행 방향과 수직인 방향으로 시프트시켜도 전기자 모듈과 영구자석 모듈이 서로 간섭하지 않는 상태를 도시한 것이고,
도 13은 도 1 또는 도 2의 선형 전동기에 의해 스테이지를 이송하는 이송 시스템에서 스테이지를 소정 각도만큼 회전시키는 실시예를 도시한 것이고,
도 14는 이 명세서에 따른 선형 전동기를 구동하는 서보 장치에 대한 간략한 구성을 도시한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 이 명세서에 따른 선형 전동기 및 이송 시스템에 대한 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

이 명세서의 출원인은, 진행 방향으로 일렬로 배치되는 다수의 전기자 모듈로 구성되는 1차 부재 및 진행 방향으로 극을 바꾸면서 배치되는 복수의 영구자석을 포함하는 영구자석 모듈을 복수 개 포함하는 2차 부재를 포함하는 밀폐형과 개방형 선형 전동기에 대해서, 출원 번호 KR 10-2010-0081522과 KR 10-2010-0129947을 통해 출원하였다.

출원 번호 KR 10-2010-0081522과 KR 10-2010-0129947에 기재된 선형 전동기 중에서 도 1과 같은 개방형 선형 전동기에서, 전기자 모듈의 코어는 2차 부재인 영구자석 모듈을 둘러싸기 위한 C자 형상이 아니라, 예를 들어 직선 형태이고, 복수의 돌극은 코어로부터 같은 방향으로, 예를 들어 직각으로 돌출한 형태이고, 2차 부재의 복수의 영구자석 모듈도 나란히 놓인 각 돌극 사이로 코어를 향해 돌출한 형태를 하고 있다.

출원 번호 KR 10-2010-0081522과 KR 10-2010-0129947에 기재된 다른 선형 전동기는 전기자 모듈의 코어에서 돌극의 돌출 각도가 서로 달라 금형 제작에 비용이 많이 들고 정밀도를 올리는 데 한계가 있다. 하지만, 도 1의 선형 전동기에서, 각 전기자 모듈에서 모든 돌극은 코어와 같은 각도, 예를 들어 직각을 이루고, 각 영구자석 모듈도 베이스와 같은 각도, 예를 들어 직각을 이룬 상태로 고정되고 있으므로, 제조 정밀도를 올릴 수 있고 금형 비용도 절감할 수 있다.

이 명세서에 따른 선형 전동기는, 출원 번호 KR 10-2010-0081522과 KR 10-2010-0129947에 기재된 선형 전동기 중에서 도 1의 개방형 선형 전동기를 영구자석 가동형으로 변형한 것이다. 영구자석 가동형 선형 전동기를 채용하는 이송 시스템은 전기자 모듈 사이의 간격을 조절하여 장거리 이송을 가능하게 한다.

예를 들어 영구자석(21)을 이동시키는 추력은, 돌극(12)과 영구자석(21)이 접하는 표면적의 합에 비례하고, 또한 진행 방향으로 배치되는 전기자 모듈(10)의 개수에도 비례하여 커지게 되고, 코일(13)에 인가되는 전류의 크기, 돌극(12)을 감는 코일(13)의 권선 수, 영구자석(21)의 자력 크기 등에도 비례 관계를 갖는다.

모터 상수 M의 배수가 되는 전기자 모듈(10)의 개수 S와 2(N극과 S극)의 배수인 영구자석(21)의 개수 P의 조합을 기본으로 추력이 발생하는데, 여기서 모터 상수 M은 3상 전원으로 전기자를 구동하는 경우 3, 5상 전원으로 구동하는 경우 5로서, 3 이상의 홀수로 하는 것이 일반적이고, 모터 상수에 의해 각 전기자 모듈(10)의 코일(13)에 인가되는 전류의 위상차가 결정된다.

물론, S개의 전기자 모듈과 P개의 영구자석이 공극을 통해 대치하는 부분의 길이(이동 방향으로의 길이)를 1차 부재의 단위 길이라고 할 때, 다수의 전기자 모듈(10)로 구성되는 1차 부재 또는 다수의 영구자석(21)으로 구성되는 2차 부재 중 어느 한쪽은 단위 길이보다는 길게 구성해야 가동자를 이동시키는 추력을 발생시킬 수 있는 유효 거리를 확보할 수 있게 된다.

즉, 1차 부재와 2차 부재가 겹치는 길이를 단위 길이보다 길게(전기자 모듈의 개수를 S개 이상 또는 영구자석의 개수를 P개 이상) 구성해야 추력 발생을 위한 유효 거리를 확보하게 되고, 서로 겹치는 1차 부재와 2차 부재 사이에 형성되는 공극의 면적에 비례하여 추력이 증가할 수 있다.

1차 부재의 각 전기자 모듈(10)에 진행 방향으로 UuU(또는 uUu)(U상군), VvV(또는 vVv)(V상군), WwW(또는 wWw)(W상군) 순서로 3상 전류를 인가하는데, 여기서 소문자는 대문자와 반대 위상의 전류가 공급되는 것을 의미한다.

반대 위상의 전류를 공급하는 의미는, 다른 돌극에 감긴 권선에 각각 위상 차이가 180도인 서로 다른 전류를 공급하는 것을 의미할 수 있고, 또는 권선에는 같은 위상의 전류를 공급하되 돌극에 권선을 감는 방향을 서로 다르게 하는 것을 의미할 수도 있는데, 전동기를 구동하는 입장에서는 하나의 라인을 통해 전류를 공급하면서도 180도 위상 차이가 나는 2개의 전류를 동시에 공급하는 것이 되기 때문에 후자가 훨씬 유리하다.

1차 부재는 (1차 부재의 코어(11)와 같은 재질인 강자성체로) 서로 연결되지 않고 독립된 전기자 모듈(10)로 구성되기 때문에, 같은 크기의 전원이 각 전기자 모듈(10)에 제공된다면 각 전기자 모듈(10)에는 독립되고 같은 크기의 자속이 흐르게 되어 각 전기자 모듈(10)을 통해 생성되는 추진력에 편차가 적어 추력에 리플이 적게 된다.

돌극(12)과 영구자석(21)을 통과하는 자속의 양은, 돌극(12)에서 나오거나 돌극(12)으로 들어가는 자속의 분포가 일정하다고 할 때, 돌극(12)의 표면과 영구자석(21)의 표면이 서로 겹치는 부분의 면적에 비례하게 된다.

전기자 모듈(10)의 돌극(12)에서 나온 자속 또는 돌극(12)으로 들어가는 자속이 지나가는 영구자석(21)의 단면은 직사각형이나 평행 사변형에 한정되지 않고, 마름모, 원형 또는 타원형도 가능하고, 직사각형이나 평행 사변형의 네 귀퉁이를 자른 팔각형 모양도 가능하다.

도 2는 1차 부재를 구성하는 9개의 전기자 모듈을 분산시켜 배치한 선형 전동기를 도시한 것으로, 도 1에 도시된 선형 전동기와 같은 원리를 적용하여 돌극이 3개인 전기자 모듈 9개를 사용하는 전동기를 도시한 것이다.

기본 단위 (S, P)=(9, 8)인 전동기에서, 9개의 전기자 모듈이 연속으로 배치되어 uUuvVvwWw(또는 UuUVvVWwW) 순서로 3상 전류가 인가될 수 있다. 선형 전동기에서 자기 회로의 대칭 효율을 높이고 추력을 올리기 위하여, 모터의 기본 단위에서 전기자 모듈의 수 S에 큰 값을 사용하고 영구 자석의 수 P에 S와 가까운 값을 사용하고, 또한 기본 단위를 복수 개 연결하여 사용할 수 있다. 1차 부재에 많은 수의 전기자 모듈이 연속으로 배치되는 경우, 전기자 모듈이 밀집된 1차 부재에 많은 전류가 공급되어 열에 의해 코어나 돌극에 변형이 발생할 수 있어서 정밀도가 떨어지고, 코깅의 원인이 될 수 있다.

열에 의한 변형, 코깅 등의 문제를 해결하고 정밀도를 향상시키기 위하여, 도 2에 도시한 것과 같이, 1차 부재에서 복수의 전기자 모듈을 분산시켜 배치할 수 있는데, 같거나 180도 위상(또는 반대 위상)의 전류가 공급되는 전기자 모듈끼리 묶고, 다른 위상(120도 위상)의 전류가 공급되는 전기자 모듈과 분리할 수 있다.

도 2에서, 예를 들어 UVW 3상(모터 상수 M이 3에 해당함)의 전원으로 전동기를 구동할 때, uUu 위상의 전류가 공급되는 U상 그룹(U_phase group), vVv 위상의 전류가 공급되는 V상 그룹(V_phase group), 및 wWw 위상의 전류가 공급되는 W상 그룹(W_phase group)이 서로 분리되어 분산 배치되어 있다. U상 그룹, V상 그룹 및 W상 그룹의 전기자 모듈을 합하여 전기자 모듈 그룹으로 칭할 수 있다.

도 1과 도 2를 참조하여 설명한 선형 전동기는 직선 방향을 따라 복수 개의 전기자 모듈을 나란히 배치하고 복수 개의 영구 자석이 직선으로 나열되는 영구 자석 모듈을 채용하여 직진 운동을 일으킨다.

도 3은 도 1 또는 도 2의 선형 전동기에 의해 이송되는 스테이지 위에 오브젝트가 정렬된 상태로 놓인 상태를 스테이지의 이동 방향에 수직인 단면으로 도시한 것이다.

도 3은 도 2의 선형 전동기 2대를 서로 연결하여 이송 시스템을 구성한 것으로, Y 방향을 기준으로 왼쪽(또는 오른쪽) 전기자 모듈(10)의 연결부(11)에서 돌극(12)이 반대편 오른쪽(또는 왼쪽) 전기자 모듈(10)을 향해 돌출하도록 2개의 전기자 모듈을 양쪽에 대칭으로 배치하고, Y 방향을 기준으로 왼쪽과 오른쪽 선형 전동기의 영구자석 모듈(20)을 스테이지에 서로 연결하여 이송 시스템을 구성할 수 있다.

영구자석 모듈(20)은 전기자 모듈(10)의 서로 이웃하는 두 돌극(12) 사이에 배치되는데, 도 3에서 전기자 모듈(10)에 3개의 돌극(12)이 있기 때문에, 2개의 영구자석 모듈(20)이 영구자석 베이스(22)에 연결된다. 또한, 영구자석 모듈(20)은 영구자석 베이스(22)를 통해 스테이지에 고정될 수 있다.

Z 방향으로 기준으로 스테이지 위쪽에 웨이퍼와 같은 오브젝트가 놓인 상태로, 도 2의 선형 전동기 2대가 스테이지를 X 방향으로 이송한다. U상 그룹, V상 그룹 및 W상 그룹으로 구성되는 도 2의 전기자 모듈 그룹 복수 개를 X 방향으로 나열하여 스테이지를 X 방향으로 긴 거리 이송할 수 있다.

X 방향을 기준으로 스테이지 양쪽에 배치되는 전기자 모듈 그룹이 X 방향으로 복수 개 나열되고 영구자석 모듈이 스테이지에 연결되는 이송 시스템에서, 스테이지는 스테이지 위에 놓인 오브젝트에 대한 처리를 수행할 하나 이상의 위치(또는 작업 공간)으로 X 방향으로 이동할 수 있다.

도 3에서는, 스테이지가 X 방향을 따라 작업 공간으로 이동할 때, Y 방향을 기준으로 스테이지 위에 놓인 오브젝트의 중심이 작업 공간의 중심에 정렬한 상태이다.

도 4는 도 2의 선형 전동기에 의해 이송되는 스테이지 위에 오브젝트가 시프트된 상태를 스테이지의 이동 방향에 수직인 단면으로 도시한 것이고, 도 5는 도 1 또는 도 2의 선형 전동기에 의해 이송되는 스테이지 위에 오브젝트가 시프트되거나 요(YAW) 오차가 발생한 상태로 놓인 예를 평면도로 도시한 것이다.

스테이지가 X 방향 기준으로 작업 공간으로 이송된 상태에서, 도 4와 같이 Y 방향을 기준으로 스테이지의 중심은 작업 공간의 중심에 일치하지만 오브젝트가 스테이지에 정확히 놓이지 않아 오브젝트의 중심이 스테이지의 중심과 일치하지 않을 수 있다. 이 경우, 작업 공간에서 오브젝트에 가해지는 가공의 정밀도가 떨어질 수밖에 없다.

도 5는 도 4의 평면도에 해당하는데, 이송 시스템은 복수 개의 전기자 모듈 그룹으로 구성되는 1차 부재(고정자)와 스테이지에 부착되는 2차 부재(이동자)를 포함하여 구성될 수 있다.

스테이지가 이송되는 X 방향으로 고정자에 해당하는 1차 부재를 구성하는 복수 개의 전기자 모듈 그룹이 2열로 나열되고, 2열의 1차 부재 사이에 이동자에 해당하는 2차 부재가 배치된다. 2차 부재는 Y 방향을 기준으로 스테이지 양쪽에 부착되는 영구자석 모듈로 구성되고, 영구자석 모듈은 전기자 모듈의 두 돌극 사이에 끼워지는데, 도 4와 같이 전기자 모듈에 3개의 돌극이 있을 때 스테이지 한쪽에는 2개의 영구자석 모듈이 부착될 수 있다.

도 5 평면도에서 볼 수 있듯이, 이송 시스템을 구성하는 1차 부재의 구동에 의해 스테이지가 X 방향을 기준으로 작업 공간(또는 프로세싱 위치)에 도달하였을 때, 오브젝트가 Y 방향을 기준으로 d만큼 시프트되거나 θ 각도만큼 회전(YAW)될 수 있는데, 이는 오브젝트가 스테이지에 처음부터 잘못 안착하였거나 또는 스테이지가 이송되면서 오브젝트가 스테이지 위에서 움직였기 때문일 수 있다.

참고로, 오브젝트가 스테이지 중심에 제대로 정렬되었는지 여부 및 정렬 오차 값은 작업 공간에 배치되는 카메라가 촬영한 영상 또는 하나 이상의 발광 소자와 하나 이상의 수신 센서를 채용한 검출 장치를 통해 확인할 수 있다.

또한, 카메라나 검출 장치는 X 방향을 기준으로 오브젝트의 중심과 작업 공간의 중심의 이격 거리를 측정할 수 있는데, 이송 시스템은 X 방향의 이격 거리가 0이 되도록 스테이지를 X 방향 앞뒤로 이동시킬 수 있다.

도 6과 도 7은 도 2의 선형 전동기에 의해 스테이지를 이송하는 이송 시스템에 스테이지를 이송 방향과 수직인 방향으로 시프트시키기 위한 수단을 채용한 실시예를 도시한 것이다.

X 방향으로 이동할 스테이지 스테이지의 왼쪽과 오른쪽, 즉 Y 방향을 기준으로 양쪽에 나란히 2개의 영구자석 모듈을 연결하여 이동자를 구성한다. U상(및 u상)의 복수 개의 전기자 모듈(10_U), V상(및 v상)의 복수개의 전기자 모듈(10_V) 및 W상(및 w상)의 복수 개의 전기자 모듈(10_W)로 구성되는 전기자 모듈 그룹(100) 복수 개를 스테이지의 왼쪽(100_10, 100_11, 100_12, 100_13, …)과 오른쪽(100_20, 100_21, 100_22, 100_23, …)에 각각 진행 방향으로 나열하여 고정자를 구성한다.

스테이지가 지나가는 진행 경로에서 작업이 이루어지는 작업 구간에서 스테이지의 왼쪽과 오른쪽에 각각 적어도 2개의 전기자 모듈 그룹(왼쪽에 전기자 모듈 그룹 100_11과 100_12, 오른쪽에 전기자 모듈 그룹 100_21과 100_22)을 배치할 수 있다.

복수 개의 전기자 모듈을 구동하여 오브젝트가 놓인 스테이지를 진행 방향으로 이동시켜 스테이지가 작업 구간(또는 작업 공간)에 이르면, 오브젝트에 대한 작업을 위해 스테이지의 이동을 중지시키고, 센서나 이미지 시스템을 이용하여 작업 공간을 기준으로 오브젝트 중심과 작업 공간의 중심이 Y 방향으로 벗어난 시프트 값(d)과 Z 축으로 회전한 각도(YAW)를 검출할 수 있다.

작업 구간에는 스테이지의 왼쪽과 오른쪽 중에서 적어도 한쪽에 시프트 수단, 예를 들어 보이스 코일 모터(VCM: Voice Coil Motor)를 배치하여 스테이지를 진행 방향인 X 방향과 수직인 Y 방향으로 시프트시킬 수 있다.

작업 구간에 스테이지의 왼쪽과 오른쪽에 각각 진행 방향을 기준으로 같은 위치에 VCM(VCM_1, VCM_2)을 배치하면, 오브젝트가 작업 공간 중심으로부터 벗어난 상태로 위에 놓인 스테이지를 Y 방향으로 시프트시킬 때 스테이지가 회전하지 않게 할 수 있다.

VCM은 플레밍 왼손 법칙에 따라 자석이 형성하는 자장에 놓인 코일에 전류를 흘려 코일이나 자석을 움직이는 힘을 발생시키는 원리를 이용한다. VCM은 영구자석으로 구성되는 제1 부재와 전류가 공급되는 코일을 포함하는 제2 부재로 구성될 수 있다. 도 7와 같이, 제1 부재를 이동자인 스테이지에 양쪽에 부착하되 스테이지에서 영구자석 모듈(20)과 간섭하지 않는 위치에 부착하고, 전류를 공급해야 하는 제2 부재를 작업 공간에 배치하되, 전기자 모듈 그룹과 겹치지 않는 위치에 배치하는 것이 유리할 수 있다.

적어도 2개의 VCM을 배치하되, VCM을 구성하는 제1 부재는 X 방향을 기준으로 스테이지의 중심에 부착하고, VCM을 구성하는 제2 부재는 X 방향을 기준으로 작업 공간의 중심에 배치할 수 있다.

또한, VCM에 의해 스테이지를 진행 방향인 X 방향과 수직인 Y 방향으로 시프트시켜야 하므로, 스테이지를 지지하고 X 방향으로 이송을 안내하기 위한 가이드나 레일을 스테이지에 설치하는 대신, 에어를 분사하는 방법(예를 들어 에어 패드)으로 스테이지를 바닥으로부터 부상시켜, 스테이지의 이동 방향의 자유도를 높이는 것이 유리하다.

스테이지를 Y 방향으로 시프트시키기 위한 수단으로 VCM의 예를 들었지만, 시프트 수단으로 솔레노이드, 피에조와 같은 액츄에이터 등을 사용할 수도 있다.

한편, 도 8은 스테이지를 진행 방향과 수직인 방향으로 시프트시켜 오브젝트가 작업 공간의 중심에 놓이도록 할 때 선형 전동기의 전기자 모듈과 영구자석 모듈이 서로 간섭하는 예를 도시한 것이다.

스테이지를 Y 방향으로 시프트하지 않은 상태에서는, 도 4에 도시한 것과 같이, 전기자 모듈(10)의 돌극(12)과 영구자석 베이스(22) 사이가 소정 거리만큼 이격되어 서로 간섭하지 않는다.

여기서, 영구자석 베이스(22)는 Z 방향으로 영구자석 모듈(20) 사이 간격을 일정하게 유지하도록 하고 영구자석 모듈(20)을 스테이지에 고정하기 위해 영구자석 모듈(20) 사이에 배치하게 된다.

반면, 작업 공간에서 오브젝트의 중심을 작업 공간의 중심에 맞추기 위해 VCM과 같은 시프트 수단을 이용하여 스테이지를 Y 방향으로 시프트시키면, 도 8에 도시한 것과 같이, 전기자 모듈(10)의 돌극(12)이 스테이지나 영구자석 베이스(22)와 충돌할 수 있다.

특히, 전기자 모듈(10)의 복수 개의 돌극(12), 예를 들어 3개의 돌극(12) 중에서 Z 방향을 기준으로 가운데에 있는 돌극(12)이 영구자석 베이스(22)와 간섭할 가능성이 높아진다.

이러한 문제를 해결하기 위해 전기자 모듈의 돌극 형상을 수정할 수 있다.

도 9는 도 2 선형 전동기의 전기자 모듈에서 가운데 있는 돌극의 길이를 양 끝에 있는 다른 돌극보다 줄인 실시예를 도시한 것이고,

영구자석 베이스(22)는 영구자석 모듈(20)을 연결하는 역할을 하므로, Z 방향을 기준으로 가장 바깥에 있는 돌극(12)과 충돌할 가능성은 거의 없고, 가운데 있는 돌극(12)과 충돌할 여지가 있다.

이러한 점을 고려하여, 전기자 모듈(10)의 셋 이상의 돌극(12) 중에서 양쪽 끝에 있는 돌극을 제외하고 나머지 돌극(가운데 있는 돌극)을 양쪽 끝에 있는 돌극보다 짧게 형성할 수 있다.

Z 방향을 기준으로 가운데 있는 돌극(12)를 Y 방향으로 짧게 형성함으로써, 스테이지를 Y 방향으로 시프트시켜도 돌극(12)과 영구자석 베이스(22) 사이 충돌 또는 간섭을 없앨 수 있다.

돌극(12)의 돌출 길이를 줄이면, 돌극(12)과 영구자석 모듈(20)이 서로 대면하는 면적이 줄어들어 추력이 줄 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 전기자 모듈(10)에 포함된 돌극(12) 전체의 길이를 줄이는 대신, Z 방향으로 가운데에 위치하는 돌극(12)의 돌출 길이만을 줄일 수 있다.

도 10은 도 9의 전기자 모듈을 채용한 선형 전동기를 이송 시스템에 적용할 때 스테이지를 진행 방향과 수직인 방향으로 시프트시켜도 전기자 모듈과 영구자석 모듈이 서로 간섭하지 않는 상태를 도시한 것이다.

도 10에 도시한 것과 같이, 전기자 모듈(10)의 셋 이상의 돌극(12) 중에서 양쪽 끝에 있는 돌극을 제외하고 나머지 돌극(가운데 있는 돌극)의 길이를 줄이면, 작업 공간에서 Y 방향으로 오브젝트의 중심과 작업 공간의 중심을 일치시키기 위해 스테이지를 시프트시킬 때 돌극(12)과 영구자석 베이스(22)가 서로 충돌하지 않게 된다.

도 11은 도 9의 선형 전동기의 전기자 모듈에서 길이를 줄인 가운데 돌극의 말단을 둥글게 처리한 실시예를 도시한 것이고, 도 12는 도 11의 전기자 모듈을 채용한 선형 전동기를 이송 시스템에 적용할 때 스테이지를 진행 방향과 수직인 방향으로 시프트시켜도 전기자 모듈과 영구자석 모듈이 서로 간섭하지 않는 상태를 도시한 것이다.

도 9와 같이 전기자 모듈(10)에서 가운데 위치하는 돌극(12)의 길이를 짧게 하면, 돌극(12)과 영구자석 모듈(20)의 영구자석이 서로 대면하는 면적이 줄게 된다. 또한, 자기 회로에서 자속이 지나가는 경로인 자로는 자성체 코어(돌극)에서 뾰족한 부분에 밀집된다. 영구자석 모듈(20)의 영구자석(21)에서 영구자석 베이스(20)에 가까운 부분은 전기자 모듈(10)의 가운데 돌극(12)과 대면하지 않게 되어, 가운데 돌극(12)의 말단과 영구자석(21)을 연결하는 자로는 가운데 돌극(12)의 말단 뾰족한 부분으로만 형성되고, 뾰족한 부분에서 자속의 밀도가 높아져서 돌극(12)을 구성하는 자성체 코어의 열화가 빨리 진행할 수 있게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 돌극 말단을 둥글게 처리하여, 즉 돌극 말단에 곡률을 형성하여 돌극에서 영구자석으로 흐르는 자로가 돌극이 둥근 말단에서 분산되도록 형성시켜서, 돌극 -> 영구자석 ->돌극을 흐르는 자기 회로가 원활하게 형성되도록 할 수 있다.

도 13은 도 1 또는 도 2의 선형 전동기에 의해 스테이지를 이송하는 이송 시스템에서 스테이지를 소정 각도만큼 회전시키는 실시예를 도시한 것이다.

도 6을 참조하여 설명하였듯이, 작업 공간에는 스테이지 양쪽에 적어도 2개씩의 전기자 모듈 그룹, 즉 진행 방향을 기준으로 왼쪽에 2개의 전기자 모듈 그룹 100_11과 100_12 및 오른쪽에 2개의 전기자 모듈 그룹 100_21과 100_22를 배치할 수 있다.

진행 방향을 기준으로 스테이지의 양쪽으로 나열된 복수 개의 전기자 모듈 그룹에 의해 스테이지가 X 방향으로 이동하여 작업 공간에 도달하면, 카메라나 검출 장치에 의해 스테이지 위의 오브젝트의 정렬 여부를 측정하고, 오브젝트가 Y 방향으로 작업 공간 중심에 배치되지 않으면 스테이지 양쪽에 배치된 시프트 수단에 의해 스테이지를 Y 방향으로 시프트시켜 오브젝트를 작업 공간의 중심으로 이동시킬 수 있다.

또한, 오브젝트가 Z 방향을 기준으로 소정 각도 회전하여 회전 오차(YAW 에러)가 발생한 상태일 때, 작업 공간에 배치된 전기자 모듈 그룹 중 일부를 미세 구동하여 YAW 에러를 해소할 수 있다.

먼저, 작업 공간에 전기자 모듈 그룹을 배치할 때 스테이지 양쪽에 적어도 2개씩을 배치하되 X 방향을 기준으로 같은 위치에, 즉 양쪽의 전기자 모듈 그룹이 서로 마주보도록 배치하여, 스테이지를 X 방향으로 이송할 때 X 방향과 수직인 Y 방향으로 시프트되는 양을 최소로 할 수 있다.

또한, 작업 공간으로 이송된 스테이지 위에 놓인 오브젝트가 Z 방향을 기준으로 YAW 에러가 발생할 때는, 스테이지 양쪽의 전기자 모듈 그룹 중에서 서로 마주보지 않는(또는 진행 방향인 X 방향을 기준으로 서로 다른 위치에 있는) 왼쪽의 전기자 모듈 그룹과 오른쪽 전기자 모듈 그룹 쌍(예를 들어 전기자 모듈 그룹 100_11과 100_22 또는 전기자 모듈 그룹 100_12와 100_21)을 함께 미세 구동하여 스테이지를 회전시킬 수 있다.

진행 방향을 기준으로 서로 반대 방향으로 직진력이 발생하도록 서로 마주하지 않는 전기자 모듈 그룹 쌍을 미세 구동하면, 스테이지가 오브젝트가 놓이는 XY 평면에 수직인 Z 방향을 기준으로 회전할 수 있어서, 스테이지에 오브젝트가 YAW 에러가 있는 상태로 작업 공간으로 이송될 때 YAW 에러를 정정할 수 있다.

스테이지 회전을 위해 미세 구동할 전기자 모듈 그룹 쌍을 구성하는 두 전기자 모듈 그룹은 작업 공간의 중심으로부터 X 방향을 기준으로 같은 거리에 이격되도록 배치하여, 전기자 모듈 그룹 쌍의 미세 구동에 의해 스테이지가 작업 공간의 중심을 축으로 하여 회전할 수 있다.

도 14는 이 명세서에 따른 선형 전동기를 구동하는 서보 장치에 대한 간략한 구성을 도시한 것이다.

서보 장치는, 외부에서 인가되는 전원(51)으로부터 스테이지(59)를 이송할 선형 전동기(58)에 인가할 전류를 생성하는 구동 앰프(52), 구동 앰프(52)로부터 선형 전동기(58)에 인가되는 전류를 감지하는 전류 센서(56), 스테이지의 위치, 속도, YAW 에러 등을 감지하는 위치 센서(57), 전류 센서(56) 및/또는 위치 센서(57)에서 검출되는 신호를 기초로 제어 명령에 따라 구동 앰프(52)를 제어하는 제어기(55)를 포함하여 구성될 수 있다. 구동 앰프(52)는 교류 전원을 직류로 바꾸는 컨버터(53)와 전동기 구동에 필요한 전류를 생성하는 인버터(54)를 포함하여 구성될 수 있다.

구동 앰프(52)는 UVW상 전기자 모듈을 구동하기 위한 인버터를 포함할 수 있다.

인버터(54)는, 이 명세서의 실시예에 따른 선형 전동기(58)의 구동 방식에 맞는 전원, 예를 들어 2상 교류 전류, 3상 교류 전류, 2상 정류 전류, 3상 정류 전류 등을 생성하여 전동기(58)의 전기자 모듈에 인가할 수 있는데, 제어기(55)의 명령에 따라 전류의 진폭, 주파수 등을 바꾸어 스테이지의 위치와 속도, 스테이지를 이동시키는 추력의 크기 등을 조절할 수 있다.

또한, 서보 장치는, 스테이지가 작업 공간에 이송되면, 카메라나 검출 장치로부터 YAW 에러 신호를 수신하고, 이를 근거로 X 방향으로 서로 다른 위치에 있는 한 쌍의 전기자 모듈 그룹을 제어하여, 두 전기자 모듈 그룹이 X 방향을 기준으로 서로 반대 방향으로 직진력을 출력하도록 제어하여 YAW 에러를 교정할 수 있다.

또한, 서보 장치는, 스테이지의 양쪽에 일렬로 배치되는 전기자 모듈 그룹뿐만 아니라, 작업 공간에 스테이지 양쪽에 마주보며 매치되는 시프트 수단도 제어할 수 있다.

서보 장치는, VCM과 같은 시프트 수단을 구동할 수 있는데, 스테이지가 작업 공간에 이송될 때 카메라나 검출 장치로부터 Y 방향을 기준으로 오브젝터의 중심과 작업 공간의 중심 사이의 이격 거리에 대한 데이터를 받고, 이를 근거로 VCM을 구성하는 제2 부재의 코일에 전원을 인가하여 스테이지를 Y 방향으로 시프트시켜 이격 거리가 0이 되도록 할 수 있다.

이 명세서의 선형 전동기에 대한 다양한 실시예들을 간단하고 명료하게 설명하면 다음과 같다.

일 실시예에 따른 전동기는, 복수 개의 전기자 모듈을 포함하고, 각 전기자 모듈은 셋 이상의 돌출부를 포함하는 자성체 코어 및 자성체 코어에 감기어 같은 위상의 전류가 흐르는 코일을 포함하는, 1차 부재; 및 진행 방향으로 극을 바꾸면서 배치되는 복수 개의 영구자석을 포함하는 자석 모듈을 둘 이상 포함하고, 자석 모듈은 전기자 모듈의 2개의 돌출부 사이에 놓이는, 2차 부재를 포함하여 구성되고, 2의 배수인 P개의 자석과 모터 상수 M의 배수인 S개의 전기자 모듈을 한 단위로 하여 1차 부재 또는 2차 부재 중 어느 하나가 가동자가 되고 다른 하나가 고정자가 되어 서로 상대적으로 이동시키는 추력을 생성하도록 소정의 위상 차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고, 각 전기자 모듈에서 셋 이상의 돌출부 중에서 안쪽에 위치하는 하나 이상의 제1 돌출부가 바깥쪽에 위치하는 2개의 제2 돌출부보다 돌출 길이가 짧을 수 있다.

일 실시예에서, 제1 돌출부의 단부가 둥글게 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 같은 위상 또는 반전된 위상의 전원이 공급되는 둘 이상의 전기자 모듈이 하나로 묶이고 이웃하게 배치되어 M_i상 그룹(여기서 i=1 내지 M)을 형성하고, M_i상 그룹과 다른 M_j상 그룹(j=1 내지 M)은 M_i상 그룹과 이격되고, M_1상 그룹 내지 M_M상 그룹이 하나의 전기자 모듈 그룹을 형성하고, 제1 부재는 둘 이상의 전기자 모듈 그룹을 포함할 수 있다.

다른 실시예에 따른 이송 시스템은, 제3 방향으로 오브젝트를 지지하기 위한 스테이지; 스테이지를 제3 방향과 수직인 제1 방향으로 이송하기 위한 선형 전동기; 및 스테이지를 제1 방향 및 제3 방향과 수직인 제2 방향으로 이동시키기 위한 시프트 수단을 포함하여 구성되고, 선형 전동기는, 제1 방향을 따라 2열로 배열되는 복수 개의 전기자 모듈을 포함하는 1차 부재 및 제1 방향을 기준으로 스테이지의 양쪽에 부착되는 영구자석 모듈을 포함하는 2차 부재를 포함하고, 각 전기자 모듈은 셋 이상의 돌출부를 포함하는 자성체 코어 및 자성체 코어에 감기어 같은 위상의 전류가 흐르는 코일을 포함하고, 자석 모듈은 전기자 모듈의 2개의 돌출부 사이에 놓이고, 2의 배수인 P개의 자석과 모터 상수 M의 배수인 S개의 전기자 모듈을 한 단위로 하여 1차 부재가 고정자가 되고 2차 부재가 가동자가 되어 서로 상대적으로 이동시키는 추력을 생성하도록 소정의 위상 차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고, 시트프 수단을 구성하는 2개의 제1 부재는 제1 방향을 기준으로 스테이지의 양쪽에 부착되고, 시프트 수단을 구성하는 2개의 제2 부재는 제1 방향을 기준으로 같은 위치에 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 2개의 제1 부재는 제1 방향을 기준으로 스테이지의 중심에 부착되고, 2개의 제2 부재는 스테이지가 멈추는 작업 공간에서 복수 개의 전기자 모듈과 겹치지 않는 위치에 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 시프트 수단은 제1 부재는 영구자석으로 구성되고 제2 부재는 전류가 공급되는 코일을 포함하는 보이스 코일 모터일 수 있다.

일 실시예에서, 에어 패드를 이용하여 스테이지를 부상시킬 수 있다.

일 실시예에서, 이송 시스템은 스테이지가 멈추는 작업 공간에 배치되어 스테이지 위에 놓인 오브젝트의 중심과 작업 공간의 중심이 제2 방향으로 이격된 이격 거리 및 제3 방향을 기준으로 오브젝트의 회전 정도를 가리키는 요(YAW) 오차 중 적어도 하나를 검출하기 위한 검출 수단을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, S개의 배수의 전기자 모듈을 포함하는 전기자 모듈 그룹 복수 개가 제1 방향을 따라 서로 이격되어 제1 열과 제2 열로 배치되고, 스테이지가 멈추는 작업 공간에서 제1 열과 제2 열 각각에 적어도 2개의 전기자 모듈 그룹이 배치되고, 작업 공간에 배치되는 전기자 모듈 그룹은 작업 공간의 중심을 기준으로 제1 방향과 제2 방향 모두에 대해 대칭으로 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 제1 방향을 따라 제1 열에 제1_1 전기자 모듈 그룹과 제1-2 전기자 모듈 그룹이 배치되고 제2 열에 제2_1 전기자 모듈 그룹과 제2_2 전기자 모듈 그룹이 배치되고, 제1_1 전기자 모듈 그룹과 제2_2 전기자 모듈 그룹 쌍 또는 제1_2 전기자 모듈 그룹과 제2_1 전기자 모듈 그룹 쌍을 구동하여 오브젝트의 요(YAW) 오차를 교정할 수 있다.

일 실시예에서, 같은 위상 또는 반전된 위상의 전원이 공급되는 둘 이상의 전기자 모듈이 하나로 묶이고 이웃하게 배치되어 M_i상 그룹(여기서 i=1 내지 M)을 형성하고, M_i상 그룹과 다른 M_j상 그룹(j=1 내지 M)은 M_i상 그룹과 이격되고, M_1상 그룹 내지 M_M상 그룹이 전기자 모듈 그룹을 형성할 수 있다.

일 실시예에서, 각 전기자 모듈에서 셋 이상의 돌출부 중에서 안쪽에 위치하는 하나 이상의 제1 돌출부가 바깥쪽에 위치하는 2개의 제2 돌출부보다 돌출 길이가 짧을 수 있다.

일 실시예에서, 제1 돌출부의 단부가 둥글게 형성될 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

10: 전기자 모듈 11: 자성체 코어
12: 돌극 13: 코일
20: 영구자석 모듈 21: 영구자석
22: 영구자석 베이스 100: 전기자 모듈 그룹
VCM: 보이스 코일 모터

Claims (13)

1. 복수 개의 전기자 모듈을 포함하고, 각 전기자 모듈은 셋 이상의 돌출부를 포함하는 자성체 코어 및 자성체 코어에 감기어 같은 위상의 전류가 흐르는 코일을 포함하는, 1차 부재; 및
   진행 방향으로 극을 바꾸면서 배치되는 복수 개의 영구자석을 포함하는 자석 모듈을 둘 이상 포함하고, 상기 자석 모듈은 상기 전기자 모듈의 2개의 돌출부 사이에 놓이는, 2차 부재를 포함하여 구성되고,
   2의 배수인 P개의 자석과 모터 상수 M의 배수인 S개의 전기자 모듈을 한 단위로 하여 상기 1차 부재 또는 상기 2차 부재 중 어느 하나가 가동자가 되고 다른 하나가 고정자가 되어 서로 상대적으로 이동시키는 추력을 생성하도록 소정의 위상 차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고,
   각 전기자 모듈에서 상기 셋 이상의 돌출부 중에서 안쪽에 위치하는 하나 이상의 제1 돌출부가 바깥쪽에 위치하는 2개의 제2 돌출부보다 돌출 길이가 짧은 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 돌출부의 단부가 둥글게 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
3. 제1 항에 있어서,
   같은 위상 또는 반전된 위상의 전원이 공급되는 둘 이상의 전기자 모듈이 하나로 묶이고 이웃하게 배치되어 M_i상 그룹(여기서 i=1 내지 M)을 형성하고, 상기 M_i상 그룹과 다른 M_j상 그룹(j=1 내지 M)은 상기 M_i상 그룹과 이격되고, 상기 M_1상 그룹 내지 M_M상 그룹이 하나의 전기자 모듈 그룹을 형성하고, 상기 제1 부재는 둘 이상의 전기자 모듈 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 전동기.
4. 제3 방향으로 오브젝트를 지지하기 위한 스테이지;
   상기 스테이지를 상기 제3 방향과 수직인 제1 방향으로 이송하기 위한 선형 전동기; 및
   상기 스테이지를 상기 제1 방향 및 제3 방향과 수직인 제2 방향으로 이동시키기 위한 시프트 수단을 포함하여 구성되고,
   상기 선형 전동기는, 상기 제1 방향을 따라 2열로 배열되는 복수 개의 전기자 모듈을 포함하는 1차 부재 및 상기 제1 방향을 기준으로 상기 스테이지의 양쪽에 부착되는 영구자석 모듈을 포함하는 2차 부재를 포함하고,
   각 전기자 모듈은 셋 이상의 돌출부를 포함하는 자성체 코어 및 자성체 코어에 감기어 같은 위상의 전류가 흐르는 코일을 포함하고, 상기 자석 모듈은 상기 전기자 모듈의 2개의 돌출부 사이에 놓이고,
   2의 배수인 P개의 자석과 모터 상수 M의 배수인 S개의 전기자 모듈을 한 단위로 하여 상기 1차 부재가 고정자가 되고 상기 2차 부재가 가동자가 되어 서로 상대적으로 이동시키는 추력을 생성하도록 소정의 위상 차를 갖는 전원이 각 전기자 모듈의 코일에 인가되고,
   상기 시트프 수단을 구성하는 2개의 제1 부재는 상기 제1 방향을 기준으로 상기 스테이지의 양쪽에 부착되고, 상기 시프트 수단을 구성하는 2개의 제2 부재는 상기 제1 방향을 기준으로 같은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 2개의 제1 부재는 상기 제1 방향을 기준으로 상기 스테이지의 중심에 부착되고, 상기 2개의 제2 부재는 상기 스테이지가 멈추는 작업 공간에서 상기 복수 개의 전기자 모듈과 겹치지 않는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
6. 제4 항에 있어서,
   상기 시프트 수단은 상기 제1 부재는 영구자석으로 구성되고 상기 제2 부재는 전류가 공급되는 코일을 포함하는 보이스 코일 모터인 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
7. 제4 항에 있어서,
   에어 패드를 이용하여 상기 스테이지를 부상시키는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
8. 제4 항에 있어서,
   상기 스테이지가 멈추는 작업 공간에 배치되어 상기 스테이지 위에 놓인 오브젝트의 중심과 상기 작업 공간의 중심이 상기 제2 방향으로 이격된 이격 거리 및 상기 제3 방향을 기준으로 오브젝트의 회전 정도를 가리키는 요(YAW) 오차 중 적어도 하나를 검출하기 위한 검출 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
9. 제4 항에 있어서,
   상기 S개의 배수의 전기자 모듈을 포함하는 전기자 모듈 그룹 복수 개가 상기 제1 방향을 따라 서로 이격되어 제1 열과 제2 열로 배치되고,
   상기 스테이지가 멈추는 작업 공간에서 상기 제1 열과 제2 열 각각에 적어도 2개의 전기자 모듈 그룹이 배치되고,
   상기 작업 공간에 배치되는 전기자 모듈 그룹은 상기 작업 공간의 중심을 기준으로 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 모두에 대해 대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 방향을 따라 상기 제1 열에 제1_1 전기자 모듈 그룹과 제1-2 전기자 모듈 그룹이 배치되고 상기 제2 열에 제2_1 전기자 모듈 그룹과 제2_2 전기자 모듈 그룹이 배치되고, 상기 제1_1 전기자 모듈 그룹과 상기 제2_2 전기자 모듈 그룹 쌍 또는 상기 제1_2 전기자 모듈 그룹과 상기 제2_1 전기자 모듈 그룹 쌍을 구동하여 상기 오브젝트의 요(YAW) 오차를 교정하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
11. 제9 항에 있어서,
    같은 위상 또는 반전된 위상의 전원이 공급되는 둘 이상의 전기자 모듈이 하나로 묶이고 이웃하게 배치되어 M_i상 그룹(여기서 i=1 내지 M)을 형성하고, 상기 M_i상 그룹과 다른 M_j상 그룹(j=1 내지 M)은 상기 M_i상 그룹과 이격되고, 상기 M_1상 그룹 내지 M_M상 그룹이 상기 전기자 모듈 그룹을 형성하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
12. 제4 항에 있어서,
    각 전기자 모듈에서 상기 셋 이상의 돌출부 중에서 안쪽에 위치하는 하나 이상의 제1 돌출부가 바깥쪽에 위치하는 2개의 제2 돌출부보다 돌출 길이가 짧은 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 단부가 둥글게 형성되는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.

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