KR100534140B1 - 스테이지장치 - Google Patents

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KR100534140B1
KR100534140B1 KR1020040047051A KR20040047051A KR100534140B1 KR 100534140 B1 KR100534140 B1 KR 100534140B1 KR 1020040047051 A KR1020040047051 A KR 1020040047051A KR 20040047051 A KR20040047051 A KR 20040047051A KR 100534140 B1 KR100534140 B1 KR 100534140B1
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이석원
이문구
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은, 스테이지장치에 있어서, 상호 이격된 제1가이드 및 제2가이드를 갖는 가이드유닛과; 상기 제1가이드 및 상기 제2가이드 사이에 마련되어 상기 가이드유닛에 대해 상대 이동하는 가동자와; 상기 제1가이드와 상기 가동자 사이에 마련되도록 상기 제1가이드 및 상기 가동자 중 적어도 하나에 결합된 에어베어링과; 상기 가동자를 상기 가이드유닛에 대해 상대 이동시키도록 상기 가동자 및 상기 제2가이드 중 어느 하나에 결합되어 다른 하나에 접촉하는 액추에이터와; 상기 가동자 및 상기 가이드유닛 중 어느 하나에 결합되어 다른 하나에 대해 상대 이동하는 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 구조가 간단하며, 용이하게 조립 및 분해할 수 있다.

Description

스테이지장치{STAGE APPARATUS}
본 발명은, 스테이지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 스테이지의 이동구조를 개선한 스테이지장치에 관한 것이다.
일반적으로 스테이지장치는 반도체의 웨이퍼 및 액정표시패널(LCD) 등의 정밀검사를 위한 스캐닝장치와 반도체 가공기 및 초정밀 가공기 등에 사용되는 것으로서, 웨이퍼와 같은 물품을 수백미리미터(mm)의 영역에서 나노미터(nm)급의 정밀도로 이송할 수 있는 선형구동 메커니즘에 관한 것이다.
그리고, 이러한 스테이지장치는 주로 반도체의 웨이퍼 등을 지지하는 스테이지와, 스테이지와 결합되어 스테이지를 함께 이동하는 슬라이더와, 슬라이더를 안내하는 가이드와, 가이드와 슬라이더 사이에 마련되어 슬라이더를 정밀하게 이동시키는 액추에이터를 포함한다.
이러한 종래의 스테이지장치는 가이드가 주로 슬라이더를 관통하는 방식으로 마련된다. 즉, 사각단면의 가이드가 슬라이더에 관통 형성된 가이드수용부에 삽입되어 가이드수용부의 사각면을 지지되며 슬라이더의 이동을 안내하게 된다. 이에, 가이드가 슬라이더에 삽입되어 슬라이더의 이동을 안내하게 됨으로 구조가 복잡하며, 가이드 및 슬라이더의 사각면을 모두 정밀 가공해야함으로 제조비가 증가하고, 가이드와 슬라이더의 조립 및 분해가 용이하지 않은 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 구조가 단순하고 조립 및 분해가 용이한 스테이지장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 스테이지장치에 있어서, 상호 이격된 제1가이드 및 제2가이드를 갖는 가이드유닛과; 상기 제1가이드 및 상기 제2가이드 사이에 마련되어 상기 가이드유닛에 대해 상대 이동하는 가동자와; 상기 제1가이드와 상기 가동자 사이에 마련되도록 상기 제1가이드 및 상기 가동자 중 적어도 하나에 결합된 에어베어링과; 상기 가동자를 상기 가이드유닛에 대해 상대 이동시키도록 상기 가동자 및 상기 제2가이드 중 어느 하나에 결합되어 다른 하나에 접촉하는 액추에이터와; 상기 가동자 및 상기 가이드유닛 중 어느 하나에 결합되어 다른 하나에 대해 상대 이동하는 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 액추에이터는 상기 가동자에 마련되며, 상기 가동자의 이동방향으로 상기 제2가이드 면에 대해 직각보다 큰 각도를 이루며 상기 제2가이드를 진동하여 가압하는 압전소자모터를 더 포함할 수 있다.
상기 액추에이터는 상기 압전소자모터의 단부에 상기 제2가이드에 대해 접촉가능하게 마련된 마찰단을 포함할 수 있다.
상기 가동자 및 상기 제1가이드 중 어느 하나에는 돌기부가 마련되며 다른 하나에는 상기 돌기부를 수용하는 돌기수용부가 마련될 수 있다.
상기 돌기부 및 상기 돌기수용부에는 중 적어도 하나에 상기 에어베어링이 마련될 수 있다.
상기 돌기부 및 상기 돌기수용부는 삼각형상의 단면을 가질 수 있다.
상기 제1가이드 및 상기 제2가이드는 상호 나란하게 배치될 수 있다.
상기 액추에이터와 접하는 상기 제2가이드에는 정밀하며 표면경도가 높은 재재로 제작된 접촉부가 마련될 수 있다.
상기 제1가이드와 상기 제2가이드는 상호 이격거리를 조절가능하게 마련될 수 있다.
상기 에어베어링은 복수개로 마련되며, 상기 복수의 에어베어링은 상기 가동자를 상기 제2가이드에 직각방향으로 가압할 수 있다.
상기 스테이지는 상기 제1가이드와 상기 제2가이드의 상측에 마련되어 상기 가동자와 결합될 수 있다.
상기 스테이지는 상기 제2가이드를 사이에 두고 상기 가동자와 결합될 수 있다.
상기 제2가이드는 이격되게 한 쌍으로 마련되며, 상기 액추에이터는 상기 한 쌍의 제2가이드에 대응하여 한 쌍으로 마련될 수 있다.
상기 가동자 및 상기 가이드유닛은 각각 복수개로 마련되고, 상기 복수의 가동자는 상기 복수의 가이드유닛에 대해 동일한 방향으로 상대 이동할 수 있다.
상기 가동자 및 상기 가이드유닛은 각각 복수개로 마련되며, 상기 스테이지가 복수의 방향으로 이동가능하도록 상기 복수의 가동자는 각각 다른 방향으로 이동가능하게 상호 결합될 수 있다.
상기 압전소자모터는 한 쌍으로 마련되며, 상기 어느 하나의 압전소자모터는 상기 가동자의 이동방향으로 상기 제2가이드 면에 대해 직각보다 큰 각도를 이루도록 마련되고, 상기 다른 하나의 압전소자모터는 상기 가동자의 이동방향으로 상기 제2가이드 면에 대해 직각보다 작은 각도를 이루도록 마련될 수 있다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
제1실시예
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이지장치(1)는 상호 이격된 제1가이드(11) 및 제2가이드(14)를 갖는 가이드유닛(10)과, 제1가이드(11) 및 제2가이드(14) 사이에 마련되어 가이드유닛(10)에 대해 상대 이동하는 가동자(20)와, 가동자(20)가 가이드유닛(10)에 대해 상대 이동하도록 가동자(20) 및 제2가이드(14) 중 어느 하나에 결합되어 다른 하나에 접촉하는 액추에이터(40)와, 가동자(20) 및 가이드유닛(10) 중 어느 하나에 결합되어 다른 하나에 대해 상대 이동하는 스테이지(5)를 포함한다. 그리고, 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이지장치(1)는 제1가이드(11)와 가동자(20) 사이에 마련되도록 제1가이드(11) 및 가동자(20) 중 적어도 하나에 결합된 에어베어링(30)을 더 포함할 수 있다. 그리고, 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이지장치(1)는 가동자(20)가 가이드유닛(10)에 대해 상대 이동한 거리를 측정하는 위치측정기(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
스테이지(5)는 반도체의 웨이퍼 및 액정표시패널(LCD)과 같은 물품을 지지하도록 판 형상으로 마련될 수 있다. 스테이지(5)는 수백미리미터(mm)정도의 행정거리를 100나노미터(nm)정도의 오차를 갖는 정밀도로 직선 운동하게 된다. 스테이지(5)는 수백미리미터(mm)보다 긴 행정거리를 100나노미터(nm)보다 작은 오차를 갖는 정밀도로 직선 운동할 수도 있다. 스테이지(5)는 본 발명의 제1실시예에서 스테이지지지대(6)에 의해 가동자(20)에 결합되어 가동자(20)와 일체로 가이드유닛(10)에 대해 이동하게 된다. 스테이지(5)는 제1가이드(11)와 제2가이드(14)의 상측에 마련되어 가동자(20)와 결합된다. 그러나, 스테이지(5)는 가이드유닛(10)에 결합되어 가동자(20)에 대해 이동할 수도 있다.
가이드유닛(10)은 가동자(20)가 상대 운동하도록 가동자(20)를 지지한다. 가이드유닛(10)은 제1가이드(11) 및 제2가이드(14)를 상호 이격되게 지지하는 가이드베이스(17)를 더 포함할 수 있다.
제1가이드(11)는 일예로 사각단면의 긴 블록형상으로 마련될 수 있다. 그러나, 제1가이드(11)는 삼각단면이나 원형단면 등의 다른 단면의 긴 블록형상으로 마련될 수도 있다. 제1가이드(11)에는 후술할 가동자(20)의 돌기부(21)를 수용하도록 돌기수용부(12)가 마련될 수 있다. 그러나, 제1가이드(11)에는 돌기부(21)가 마련되고, 가동자(20)에 돌기수용부(12)가 마련될 수도 있다.
돌기수용부(12)는 삼각형상으로 마련될 수 있다. 그러나, 돌기수용부(12)는 돌기부(21)에 대응하여 사각형상이나 반원 형상과 같이 다른 형상으로 마련될 수도 있다. 제1가이드(11)와 제2가이드(14)는 상호 이격거리가 조절 가능하도록 마련된다.
제2가이드(14)는 제1가이드(11)와 같이 사각단면의 블록형상으로 마련될 수 있다. 그러나, 제2가이드(14)는 삼각단면이나 다른 다각형 단면을 갖도록 마련될 수도 있다. 제2가이드(14)는 제1가이드(11)와 상호 나란하게 배치될 수 있다. 즉, 제2가이드(14)는 제1가이드(11)와 평형을 이루도록 가이드베이스(17)에 의해 결합될 수 있다. 제2가이드(14)에는 액추에이터(40)와 접촉하도록 접촉부(15)가 마련된다.
접촉부(15)는 정밀하며 표면경도가 높은 재질로 제작된다. 즉, 접촉부(15)는 후술할 액추에이터(40)의 마찰단(43)과 접촉하여 가동자(20)를 구동하는 것으로 정밀도를 요하며 접촉에 의해 쉽게 변형되지 않도록 표면경도가 높은 금속성 재질이나 세라믹류 등으로 제작될 수 있다.
가이드베이스(17)는 판 형상으로 마련되어 제1가이드(11) 및 제2가이드(14)가 상호이격 되도록 지지한다. 가이드베이스(17)는 제1가이드(11) 및 제2가이드(14)의 이격거리를 조절할 수 있도록 제1가이드(11) 및 제2가이드(14)와 결합될 수 있다. 즉, 가이드베이스(17)는 제1가이드(11) 및 제2가이드(14)와 체결볼트(19)에 의해 결합될 수 있다. 그리고, 가이드베이스(17)에는 제1가이드(11) 및 제2가이드(14) 중 어느 하나와 체결볼트(19)로 체결가능하게 관통된 체결공(18a)과, 다른 하나와 체결볼트(19)로 체결가능하게 관통된 장공(18b)이 마련될 수 있다. 이에, 장공(18b)에 의해 제1가이드(11) 및 제2가이드(14) 중 하나를 이동함으로써 제1가이드(11)와 제2가이드(14) 사이의 이격거리를 조절할 수 있다.
가동자(20)는 제1가이드(11)와 제2가이드(14)사이에 블록형상으로 마련될 수 있다. 가동자(20)는 제1가이드(11)의 돌기수용부(12)에 대응하여 돌출된 돌기부(21)가 마련될 수 있다. 가동자(20)는 제1가이드(11)와 대응하는 일측에 에어베어링(30)이 마련될 수 있으며, 제2가이드(14)에 대응하는 타측에 액추에이터(40)가 마련될 수 있다. 가동자(20)에는 에어베어링(30)으로 공급되는 압축공기를 공급하기 위한 에어공급부(미도시)가 마련될 수 있다.
돌기부(21)는 돌기수용부(12)에 대응하여 삼각형상의 단면으로 마련될 수 있으나, 돌기수용부(12)에 대응하여 다른 형상으로 마련될 수도 있다.
에어베어링(30)은 본 발명의 제1실시예에서 가동자(20)에 복수개로 마련된다. 에어베어링(30)은 가동자(20)와 제1가이드(11)가 상호 이격되도록 압축된 공기를 제1가이드(11)로 분출하여 가동자(20)가 이동시 가동자(20)와 제1가이드(11)사이에 마찰을 방지하게 된다. 그러나, 에어베어링(30)은 하나로 마련될 수도 있으며, 제1가이드(11)에 마련될 수도 있다. 에어베어링(30)은 일예로 가동자(20)의 돌기부(21)에 복수개 마련된다. 그러나, 에어베어링(30)은 제1가이드(11)의 돌기수용부(12)에 마련될 수도 있다. 에어베어링(30)은 가동자(20)를 제2가이드(14) 면에 수직방향으로 가압하게 된다. 즉, 복수의 에어베어링(30)에 의해 가동자(20)가 제2가이드(14)로 가압되는 방향은 제2가이드(14) 면에 수직한 방향이다. 이에, 에어베어링(30)에 적절한 공기압을 인가함으로써 액추에이터(40)가 초기에 제2가이드(14)를 접촉하여 가압하는 예압을 조절할 수 있다.
액추에이터(40)는 가동자(20)에 마련된다. 그러나, 액추에이터(40)는 제2가이드(14)에 마련될 수도 있다. 액추에이터(40)는 가동자(20)의 이동방향으로 제2가이드(14) 면에 대해 직각보다 큰 각도를 이루며 제2가이드(14)를 주기적으로 진동하여 가압하는 압전소자모터(41)를 포함한다. 액추에이터(40)는 압전소자모터(41)의 단부에 제2가이드(14)에 대해 접촉가능하게 마련된 마찰단(43)을 더 포함할 수 있다.
압전소자모터(41)는 교류전원에 의해 압전소자(piezoelectric vibrator)가 진동하는 원리를 이용하며, 상대면에 상대면의 직각방향에 다소 경사지게 진동 접촉하여 진동운동을 상대적인 직선운동으로 변환하는 장치이다. 압전소자모터(41)에는 공급되는 교류전원을 증폭하거나 주파수를 조절할 수 있는 증폭기(미도시) 등이 연결될 수도 있다.
압전소자모터(41)는 가동자(20)의 이동방향으로 제2가이드(14) 면에 대해 직각보다 큰 각도로 제2가이드(14)를 진동하여 가압할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 압전소자모터(41)의 가압방향(A)은 제2가이드(14)의 접촉부(15)에 직각방향(B)과 사이각(C)을 이루게 된다. 이러한 사이각(C)은 가동자(20)의 이동방향(D)으로 마련된다. 사이각(C)이 클수록 가동자(20)의 이동속도가 증가할 수 있으나, 정밀도를 고려하여 적절한 이동속도가 되도록 조절하는 것이 바람직하다. 이러한 사이각(C)은 1도 내지 10도 정도의 각도인 것이 바람직하나, 10도 보다 큰 각도일 수도 있다. 이에, 압전소자모터(41)는 가이드유닛(10)에 대해 가동자(20)를 이동방향(D)으로 이동시킬 수 있다. 그러나, 압전소자모터(41)는 적어도 한 쌍으로 한 쌍으로 마련될 수 있다. 즉, 압전소자모터(41)가 한 쌍으로 한 쌍으로 마련되며, 어느 하나의 압전소자모터(41)는 가동자(20)의 이동방향(D)으로 제2가이드(14) 면에 대해 직각보다 큰 각도를 이루며 설치되고, 다른 하나의 압전소자모터(41)는 가동자(20)의 이동방향(D)으로 제2가이드(14) 면에 대해 직각보다 작은 각도를 이루며 설치될 수 있다. 그러면, 한 쌍의 압전소자모터(41)에 의해 가동자(20)를 이동방향(D) 및 이동방향(D)의 반대방향으로 이동시킬 수 있다.
마찰단(43)은 일측이 압전소자모터(41)에 결합되며, 타측이 뾰족하게 마련되어 제2가이드(14)에 대해 접촉하게 된다. 마찰단(43)은 삼각형상으로 마련되어 일측 면이 압전소자모터(41)에 결합되며, 타측의 꼭지점이 제2가이드(14)의 접촉부(15)에 압전소자모터(41)의 진동에 의해 접촉가능하게 마련된다. 마찰단(43)은 고강도의 재질로 정밀하게 가공될 수 있다. 즉, 마찰단(43)은 고강도를 갖는 금속재질이나 세라믹류의 재질 등으로 제작될 수 있다. 이에, 마찰단(43)은 압전소자모터(41)의 진동에 의해 접촉부(15)와 접촉하여 가동자(20)를 이동방향으로 이동시킬 수 있다.
이러한 구성에 의해, 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이지장치(1)의 조립 및 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.
우선, 스테이지장치(1)의 조립과정은 제1가이드(11) 및 제2가이드(14) 사이에 에어베어링(30) 및 액추에이터(40)가 장착된 가동자(20)를 위치시킨다. 그런 후, 가이드베이스(17)에 제1가이드(11) 및 제2가이드(14)사이의 이격거리를 적절히 조절하여 체결하면 된다. 스테이지장치(1)의 분해과정은 조립과정의 역순과 유사함으로 자세한 설명은 생략한다.
그리고, 스테이지장치(1)의 작동과정은 우선, 액추에이터(40)에 예압을 걸도록 에어베어링(30)에 적절한 공기압을 공급하여 액추에이터(40)가 제2가이드(14)를 적절히 가압하도록 한다. 그런후, 액추에이터(40)의 압전소자모터(41)에 전원을 인가하여 압전소자모터(41)를 진동시킨다. 그러면, 압전소자모터(41)에 결합된 마찰단(43)이 제2가이드(14)에 결합된 접촉부(15)와 반복적으로 접촉하여 가동자(20)를 이동시키게 된다. 그러면, 가동자(20)와 결합된 스테이지(5)가 가이드유닛(10)에 대해 이동하게 된다.
이에, 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이지장치(1)는 제1가이드(11) 및 제2가이드(14)에 의해 가동자(20)를 지지하도록 마련되어 구조가 간단하며, 용이하게 조립 및 분해할 수 있다. 그리고, 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이지장치(1)는 에어베어링(30)에 적절한 공기압을 인가함으로써 액추에이터(40)가 제2가이드(14)를 가압하는 예압을 용이하게 조절할 수 있다.
제2실시예
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 스테이지장치의 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 스테이지장치(101)는 제1실시예와 스테이지(105)의 설치위치를 달리하고 있다.
스테이지(105)는 가이드유닛(110)의 제2가이드(114)를 사이에 두고 가동자(120)와 결합된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2가이드(114)는 이격되게 한 쌍으로 제1가이드(111)의 상측에 마련되며, 가동자(120)는 제1가이드(111)와 제2가이드(114) 사이에 마련된다. 스테이지(105)는 제2가이드(114) 상측에 마련된다. 스테이지(105)는 한 쌍의 제2가이드(114) 사이에 마련된 스테이지지지대(106)에 의해 가동자(120)에 결합되어 가동자(120)와 일체로 가이드유닛(110)에 대해 이동하게 된다.
제1가이드(111) 및 제2가이드(114)는 양측 중 적어도 하나에 체결볼트(19)로 결합된 가이드지지대(117)가 마련된다. 돌기수용부(112)는 제1가이드(111)의 상부면에 마련되며, 돌기부(121)는 제2가이드(114)의 하부면에 마련된다. 각 제2가이드(114)의 하부면에는 액추에이터(40)의 마찰단(43)과 접촉가능하게 접촉부(15)가 마련된다. 액추에이터(40)는 한 쌍의 제2가이드(114)에 대응하여 가동자(120)의 상부면에 한 쌍으로 마련된다.
이러한 구성에 의해, 본 발명의 제2실시예에 따른 스테이지장치(101)는 가동자(120)에 결합된 에어베어링(30)에 공기압을 인가하여 액추에이터(40)에 예압을 걸며, 액추에이터(40)의 압전소자모터(41)에 전원을 인가함으로써 가동자(120)를 가이드유닛(110)에 대해 상대 이동시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 제2실시예에 따른 스테이지장치(101)는 스테이지장치(101)의 작동이 정지되어 에어베어링(30)에 공기압의 공급이 중단되는 경우, 가동자(120)의 돌기부(121)가 자중에 의해 제1가이드(111)의 돌기수용부(112)에 균형을 이루며 안착될 수 있어 제1실시예에 비해 정밀도 및 수명을 연장할 수 있다. 그리고, 본 발명의 제2실시예에 따른 스테이지장치(101)는 제1실시예와 같이, 가이드유닛(110) 등의 구성이 간단하며, 예압조절이 용이하며, 조립 및 분해를 용이하게 할 수 있다.
제3실시예
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 스테이지장치의 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 제3실시예에 따른 스테이지장치(201)는 가동자(20) 및 가이드유닛(10)이 각각 복수개로 마련되고 복수의 가동자(20)는 복수의 가이드유닛(10)에 대해 동일한 방향으로 상대 이동하는 것이 제1실시예와 차이점이 있다.
가이드유닛(10) 및 가동자(20)는 일예로 스테이지(205)의 양측에 결합되도록 각각 한 쌍으로 마련된다. 그러나, 가이드유닛(10) 및 가동자(20)는 스테이지(205)에 결합가능하게 각각 두 쌍 이상으로 마련될 수도 있다. 한 쌍의 가동자(20)가 스테이지(205)와 결합되어 스테이지(205)와 함께 이동가능하게 마련되나, 한 쌍의 가이드유닛(10)이 스테이지(205)와 결합될 수도 있다.
가이드유닛(10)의 제1가이드(11) 및 제2가이드(14)와, 가동자(20)에 결합된 에어베어링(30) 및 액추에이터(40)는 제1실시예와 동일함으로 상세한 설명을 생략한다. 그러나, 제3실시예에 마련된 가이드유닛(10) 및 가동자(20) 등은 제2실시예와 동일하게 마련될 수도 있다.
이러한 구성에 의해, 본 발명의 제3실시예에 따른 스테이지장치(201)도 역시 스테이지(205) 및 가동자(20)를 가이드유닛(10)에 대해 상대 이동시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 제3실시예에 따른 스테이지장치(201)는 스테이지(205)를 지지하도록 가동자(20) 및 가이드유닛(10)이 복수개로 마련되어 더욱 정밀하게 스테이지(205)를 이동시킬 수 있다. 그리고, 본 발명의 제3실시예에 따른 스테이지장치(201)는 제1실시예와 같이, 가이드유닛(10) 등의 구성이 간단하며, 예압조절이 용이하며, 조립 및 분해를 용이하게 할 수 있다.
제4실시예
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 스테이지장치의 사시도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 제4실시예에 따른 스테이지장치(301)는 가동자(20a,20b) 및 가이드유닛(10a,10b)이 각각 복수개로 마련되며 복수의 가동자(20a,20b)는 각각 다른 방향으로 이동가능하게 상호 결합된 것이 제1실시예와 차이점이 있다. 이에, 스테이지(305)가 복수의 방향으로 이동가능하게 된다.
가이드유닛(10a,10b) 및 가동자(20a,20b)는 일예로 적층되게 한 쌍으로 마련된다. 즉, 제1실시예에 기재된 제1스테이지장치(301a) 위에 제2스테이지장치(301b)를 결합하면 된다. 그리고, 제1가동자(20a) 및 제2가동자(20b)의 이동방향은 상호 직각을 이루는 등 상호 다른 방향이어야 한다. 또한, 제1가이드유닛(10a) 및 제2가이드유닛(10b)역시 제1가동자(20a) 및 제2가동자(20b)에 대응하여 상호 다른 방향으로 설치된다. 이에, 제2가동자(20b)와 결합된 스테이지(305)는 다축방향으로 이동가능하게 된다.
이러한 구성에 의해, 본 발명의 제4실시예에 따른 스테이지장치(301)는 역시 스테이지(305) 및 제2가동자(20b)를 제1 및 제2가이드유닛(10a,10b)에 대해 상대 이동시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 제4실시예에 따른 스테이지장치(301)는 제1실시예와 달리 스테이지(305)를 다축방향으로 이동시킬 수 있다. 그리고, 본 발명의 제4실시예에 따른 스테이지장치(301)는 제1실시예와 같이, 구성이 간단하며, 예압조절이 용이하며, 조립 및 분해를 용이하게 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 구조가 간단하며, 용이하게 조립 및 분해할 수 있다.
그리고, 에어베어링에 적절한 공기압을 인가함으로써 액추에이터의 예압을 용이하게 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이지장치의 사시도,
도 2는 도 1의 스테이지장치의 단면도,
도 3은 도 1의 스테이지장치의 분해 사시도,
도 4는 도 3의 스테이지장치의 액추에이터의 부분 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 스테이지장치의 단면도,
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 스테이지장치의 단면도,
도 7은 본 발명에 제4실시예에 따른 스테이지장치의 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 스테이지장치 5 : 스테이지
10 : 가이드유닛 11 : 제1가이드
12 : 돌기수용부 14 : 제2가이드
15 : 접촉부 17 : 가이드베이스
20 : 가동자 21 : 돌기부
30 : 에어베어링 40 : 액추에이터
41 : 압전소자모터 43 : 마찰단

Claims (16)

  1. 스테이지장치에 있어서,
    상호 이격된 제1가이드 및 제2가이드를 갖는 가이드유닛과;
    상기 제1가이드 및 상기 제2가이드 사이에 마련되어 상기 가이드유닛에 대해 상대 이동하는 가동자와;
    상기 제1가이드와 상기 가동자 사이에 마련되도록 상기 제1가이드 및 상기 가동자 중 적어도 하나에 결합된 에어베어링과;
    상기 가동자를 상기 가이드유닛에 대해 상대 이동시키도록 상기 가동자 및 상기 제2가이드 중 어느 하나에 결합되어 다른 하나에 접촉하는 액추에이터와;
    상기 가동자 및 상기 가이드유닛 중 어느 하나에 결합되어 다른 하나에 대해 상대 이동하는 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 가동자에 마련되며, 상기 가동자의 이동방향으로 상기 제2가이드 면에 대해 직각보다 큰 각도를 이루며 상기 제2가이드를 진동하여 가압하는 압전소자모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 압전소자모터의 단부에 상기 제2가이드에 대해 접촉가능하게 마련된 마찰단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가동자 및 상기 제1가이드 중 어느 하나에는 돌기부가 마련되며 다른 하나에는 상기 돌기부를 수용하는 돌기수용부가 마련된 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 돌기부 및 상기 돌기수용부에는 중 적어도 하나에 상기 에어베어링이 마련된 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 돌기부 및 상기 돌기수용부는 삼각형상의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 스테이지장치
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1가이드 및 상기 제2가이드는 상호 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터와 접하는 상기 제2가이드에는 정밀하며 표면경도가 높은 재재로 제작된 접촉부가 마련된 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1가이드와 상기 제2가이드는 상호 이격거리를 조절가능하게 마련된 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 에어베어링은 복수개로 마련되며, 상기 복수의 에어베어링은 상기 가동자를 상기 제2가이드에 직각방향으로 가압하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지는 상기 제1가이드와 상기 제2가이드의 상측에 마련되어 상기 가동자와 결합된 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이지는 상기 제2가이드를 사이에 두고 상기 가동자와 결합된 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2가이드는 이격되게 한 쌍으로 마련되며, 상기 액추에이터는 상기 한 쌍의 제2가이드에 대응하여 한 쌍으로 마련된 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가동자 및 상기 가이드유닛은 각각 복수개로 마련되고, 상기 복수의 가동자는 상기 복수의 가이드유닛에 대해 동일한 방향으로 상대 이동하는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  15. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가동자 및 상기 가이드유닛은 각각 복수개로 마련되며,
    상기 스테이지가 복수의 방향으로 이동가능하도록 상기 복수의 가동자는 각각 다른 방향으로 이동가능하게 상호 결합된 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 압전소자모터는 한 쌍으로 마련되며,
    상기 어느 하나의 압전소자모터는 상기 가동자의 이동방향으로 상기 제2가이드 면에 대해 직각보다 큰 각도를 이루도록 마련되고, 상기 다른 하나의 압전소자모터는 상기 가동자의 이동방향으로 상기 제2가이드 면에 대해 직각보다 작은 각도를 이루도록 마련되는 것을 특징으로 하는 스테이지장치.
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