KR20080049386A - Wide area high-precision roll patterning machine - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 에서 도 1f는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제1실시예를 나타내는 구성도이고,1 to 1f is a configuration diagram showing a first embodiment of a horizontal roll exposure apparatus according to the present invention,
도 2 에서 도 2g는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제2실시예를 나타내는 구성도이고, 2 to 2G is a configuration diagram showing a second embodiment of a horizontal roll exposure apparatus according to the present invention,
도 3 에서 도 3d는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제3실시예를 나타내는 구성도이고,3 to 3d is a configuration diagram showing a third embodiment of a horizontal roll exposure apparatus according to the present invention,
도 4 에서 도 4b는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제4실시예를 나타내는 구성도이고,4 to 4b are structural views showing a fourth embodiment of the horizontal roll exposure apparatus according to the present invention;
도 5 에서 도 5f는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제5실시예를 나타내는 구성도이고,5 to 5f are structural views showing a fifth embodiment of the horizontal roll exposure apparatus according to the present invention;
도 6 에서 도 6d는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제6실시예를 나타내는 구성도이고,6 to 6D are configuration diagrams showing a sixth embodiment of a horizontal roll exposure apparatus according to the present invention;
도 7 에서 도 7f는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제7실시예를 나타내는 구성도이고,7 to 7F are block diagrams illustrating a seventh embodiment of a horizontal roll exposure apparatus according to the present invention;
도 8 에서 도 8b는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제8실시예를 나타내는 구성도이고,8 to 8b are diagrams illustrating an eighth embodiment of a horizontal roll exposure apparatus according to the present invention;
도 9 에서 9h는 본 발명에 따른 수직형 롤 노광 장치의 제1실시예를 나타내는 구성도이고,9 to 9h are configuration diagrams showing a first embodiment of the vertical roll exposure apparatus according to the present invention;
도 10은 본 발명에 따른 수평형 롤의 휨방지 마그네틱 베어링 장치의 실시예를 나타내는 구성도이고,10 is a configuration diagram showing an embodiment of the anti-bending magnetic bearing device of the horizontal roll according to the present invention,
도 11a 및 도 11b는 본 발명에 따른 마그네틱 베어링의 제1 및 제2실시예를 나타내는 구성도이고,11A and 11B are configuration diagrams showing first and second embodiments of magnetic bearings according to the present invention;
도 12는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제9실시예를 나타내는 구성도이다.12 is a configuration diagram showing a ninth embodiment of the horizontal roll exposure apparatus according to the present invention.
도 13은 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제10실시예를 나타내는 구성도이고,13 is a configuration diagram showing a tenth embodiment of a horizontal roll exposure apparatus according to the present invention;
도 14는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제11실시예를 나타내는 구성도이고,14 is a configuration diagram showing an eleventh embodiment of a horizontal roll exposure apparatus according to the present invention;
도 15는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제12실시예를 나타내는 구성도이다.15 is a configuration diagram showing a twelfth embodiment of the horizontal roll exposure apparatus according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 회전롤 11 : 고정척 10: rotary roll 11: fixed chuck
11a : 소직경부 11b : 대직경부11a:
12 : 미케니컬 베어링 13 : 롤지지체12: mechanical bearing 13: roll support
13a : 돌출부 14 : 롤회전 모터13a: protrusion 14: roll rotation motor
15 : 리니어이동자 16 : 레이저간섭계15: linear mover 16: laser interferometer
17 : 빔소스 18 : 진공챔버17
19 : 볼스크류 20 : 회전모터19: ball screw 20: rotary motor
21a~21c : 영구자석 22a~22c : 코일21a ~ 21c:
23 : 리니어고정자 24 : 리니어 가이드레일23: linear stator 24: linear guide rail
25 : 스케일 26 : 엔코더25
27 : 빔 28 : 리니어 베이스27
29 : 레이디얼 마그네틱 베어링 30 : 레이디얼 센서29: radial magnetic bearing 30: radial sensor
31 : 스러스트 마그네틱 베어링31: thrust magnetic bearing
32 : 스러스트 센서 33a : 구동측 영구자석32:
33b : 피동측 영구자석 34 : 구동모터33b: permanent magnet on the driven side 34: drive motor
35 : 회전축 36 : 로워 마그네틱 베어링35: axis of rotation 36: lower magnetic bearing
37 : 사이드 마그네틱 베어링37: side magnetic bearing
38 : 하이드롤릭 실린더 240 : 비접촉식 가이드레일38: hydraulic cylinder 240: non-contact guide rail
40 : 로워센서 41 : 사이드센서40: lower sensor 41: side sensor
42 : 피에조모터42: piezo motor
본 발명은 대면적 초정밀 롤 노광 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 레이저빔 또는 전자빔을 이용하여 롤 표면에 직접 노광을 할 수 있고, 롤 회전축을 중심으로 정속 회전운동은 물론 회전축 방향으로 정속 직선운동을 할 수 있도록 한 대면적 초정밀 롤 노광 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a large-area ultra-precision roll exposure apparatus, and more particularly, can be directly exposed to the surface of the roll by using a laser beam or an electron beam, and the constant linear motion in the direction of the rotation axis as well as the constant rotational motion around the roll rotation axis It relates to a large-area ultra-precision roll exposure apparatus that can be.
일반적으로 스테이지(stage) 장치는 반도체의 웨이퍼 및 액정표시패널(LCD) 등의 정밀검사를 위한 스캐닝 장치와 반도체 가공기 및 정밀 가공기 등에 사용되는 것으로서, 웨이퍼와 같은 물품을 수백 밀리미터(mm)의 영역에서 나노미터(nm)급의 정밀도로 이송할 수 있는 선형구동 메커니즘이다.In general, a stage device is used for scanning devices for semiconductor inspection of semiconductor wafers and liquid crystal display panels (LCDs), semiconductor processing machines, and precision processing machines, and in the area of several hundred millimeters (mm) of articles such as wafers. It is a linear driving mechanism that can transport with nanometer precision.
예컨대, 반도체 공정 중 노광 공정에서 상기 스테이지 장치는 웨이퍼 상에 패턴을 형성하기 위해 웨이퍼를 2차원(X축,Y축) 방향으로 수십 nm 간격으로 위치 이동시키는데 사용하고 있다.For example, in an exposure process during a semiconductor process, the stage apparatus is used to position the wafer at intervals of several tens of nm in a two-dimensional (X-axis, Y-axis) direction to form a pattern on the wafer.
이러한 스테이지 장치로는 웨이퍼가 올려지는 스테이지를 수십 nm 간격으로 평면 운동시키기 위해서 스테이지 하단에 공기를 주입하여 스테이지를 부상(浮上)시키는 공기부상방식이 널리 사용되고 있다.As such a stage apparatus, in order to planarly move a stage on which a wafer is placed at several tens of nm intervals, an air levitation method of injecting air into the stage and floating the stage is widely used.
한편, 종래의 자기베어링은 자기력에 의해 회전체를 완전비접촉으로 공중지지하기 때문에, 윤활문제가 없고 초고속운전이 가능한 특징이 있다.On the other hand, the conventional magnetic bearing is characterized by being capable of ultra-high speed operation without lubrication problems because the magnetic body is supported by the magnetic force in the air in a completely non-contact.
그리고, 리니어모터는 공장자동화와 정보기기의 급속한 진보에 따라 소형장치의 영역으로 확대되어 FA,OA기기를 비롯한 정밀기기산업, 자동운송장치 및 자기부상열차 등의 구동원으로서 각광을 받고 있으며, 그 수요 또한 날로 증가되고 있 다. In addition, linear motors are expanding into the field of small devices in accordance with the rapid advancement of factory automation and information equipment, and are receiving attention as a driving source for the precision equipment industry including FA and OA equipment, automatic transportation equipment and magnetic levitation train. It is also increasing day by day.
또한 오늘날에는 광 디스크 재생장치의 광 픽업 포커스 모터, 비디오 카메라의 포커스 모터와 같은 초정밀기기에 사용되고 있다.It is also used today in ultra-precision devices such as optical pickup focus motors for optical disc players and focus motors for video cameras.
그러나, 기존의 자기베어링 기술의 경우에 회전축방향으로의 이송시 수 mm 이내의 이송은 가능하나, 대면적(수십 mm 이상) 및 초정밀 이송이 안되는 문제점이 있고, 기존의 자기부상 리니어모터 기술의 경우에 수백 urad 이내의 회전은 가능하나, 롤 회전과 같이 1회전 이상의 회전운동이 불가능한 문제점이 있다. However, in the case of the conventional magnetic bearing technology, it is possible to transfer within several mm when moving in the direction of the rotation axis, but there is a problem that large area (more than tens of mm) and ultra precision feeding are not possible, and in the case of the conventional magnetic levitation linear motor technology It is possible to rotate within a few hundred urad, but there is a problem that can not rotate more than one rotation, such as roll rotation.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 기존의 자기베어링 기술과 자기부상 리니어모터 기술을 결합하여 상기 단점을 극복할 수 있고, 새로운 대면적 초정밀 자기부상방식의 롤 노광를 구현함으로써, 롤형태의 금형 표면에 수십 um에서 수백 nm의 선폭을 가진 임의 형태의 패턴을 형성할 수 있도록 한 대면적 초정밀 롤 노광 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, by combining the existing magnetic bearing technology and magnetic levitation linear motor technology to overcome the above disadvantages, by implementing a new large area ultra-precision magnetic levitation roll exposure, roll It is an object of the present invention to provide a large-area ultra-precision roll exposure apparatus capable of forming an arbitrary pattern having a line width of several tens of um to several hundred nm on the surface of a mold.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 대면적 초정밀 롤 노광 장치에 있어서,The present invention for achieving the above object is a large area ultra-precision roll exposure apparatus,
수평방향으로 배치된 회전롤과; 상기 회전롤을 사이에 두고 상기 회전롤의 양단부를 지지하는 제1 및 제2고정척과; 상기 고정척 및 회전롤을 떠받쳐주는 롤지 지체와; 상기 회전롤에 수직방향으로 빔을 조사하는 빔소스와; 상기 제1 및 제2고정척 중 어느 하나 또는 둘 다에 설치되어 상기 회전롤을 회전시켜주는 롤회전수단과; 상기 롤지지체의 하단부를 지지하고, 상기 롤지지체를 좌우로 직선이동시켜주는 리니어 이송부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.A rotary roll disposed in a horizontal direction; First and second fixed chucks supporting both ends of the rotary rolls with the rotary rolls interposed therebetween; A roll paper member supporting the fixed chuck and the rotary roll; A beam source for irradiating a beam in a direction perpendicular to the rotary roll; Roll rotating means installed on one or both of the first and second fixed chucks to rotate the rotating rolls; And a linear transfer part supporting a lower end of the roll support and linearly moving the roll support from side to side.
바람직한 구현예로서, 상기 롤지지체에는 상기 고정척 및 회전롤을 지지하기 위해 접촉식 또는 비접촉식 지지수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the roll support is characterized in that the contact or contactless support means are installed to support the fixed chuck and the rotary roll.
더욱 바람직한 구현예로서, 상기 고정척 및 회전롤을 지지하기 위한 접촉식 지지수단은 상기 롤지지체와 고정척 사이에 원주방향으로 설치된 미케니컬 베어링인 것을 특징으로 한다.In a more preferred embodiment, the contact supporting means for supporting the fixed chuck and the rotary roll is a mechanical bearing circumferentially installed between the roll support and the fixed chuck.
또한, 상기 고정척 및 회전롤을 지지하기 위한 비접촉식 지지수단은 회전롤 축방향의 수직으로 상기 고정척의 상하부에 일정갭을 두고 상기 롤지지체에 설치된 레이디얼 마그네틱 베어링 및 레이디얼 센서를 포함하고, 상기 레이디얼 센서는 고정척과 롤지지체의 간극을 측정하고, 상기 레이디얼 마그네틱 베어링은 상기 레이디얼 센서로부터 측정한 값을 이용하여 고정척을 자기력에 의해 지지하고 고정척과의 갭을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.In addition, the non-contact support means for supporting the fixed chuck and the rotary roll includes a radial magnetic bearing and a radial sensor installed on the roll support with a predetermined gap in the upper and lower portions of the fixed chuck in the vertical direction of the rotary roll, The radial sensor measures the gap between the fixed chuck and the roll support, and the radial magnetic bearing supports the fixed chuck by magnetic force using a value measured from the radial sensor and maintains a constant gap with the fixed chuck. It is done.
또한, 상기 롤회전수단은 상기 고정척에 설치된 롤회전 모터이고, 상기 롤회전 모터는 상기 고정척의 소직경부 바깥표면에 부착된 영구자석과, 상기 영구자석의 바깥쪽에 일정갭을 두고 설치된 코일을 포함하고, 상기 코일에 전류를 인가하면 상기 영구자석과 코일 사이의 갭에서 회전자계가 발생하고, 이 힘이 고정척에 전달되어 회전롤이 회전하는 것을 특징으로 한다.In addition, the roll rotating means is a roll rotating motor installed on the fixed chuck, the roll rotating motor includes a permanent magnet attached to the outer surface of the small diameter portion of the fixed chuck, and a coil provided with a predetermined gap on the outside of the permanent magnet And, if a current is applied to the coil, a magnetic field is generated in the gap between the permanent magnet and the coil, the force is transmitted to the fixed chuck is characterized in that the rotating roll rotates.
또한, 상기 고정척의 바깥표면을 따라 스케일이 부착되고, 상기 스케일의 상부에 일정한 간격으로 엔코더가 설치되며, 상기 엔코더가 스케일을 감지하여 상기 회전롤의 회전수 및 회전위치를 측정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the scale is attached along the outer surface of the fixed chuck, the encoder is installed at a predetermined interval on the upper portion of the scale, the encoder detects the scale, characterized in that for measuring the rotational speed and rotational position of the rotary roll. .
또한, 상기 리니어 이송부는 상기 롤지지체의 하부에 설치된 리니어 이동자와, 상기 리니어 이동자와 연결되어 상기 롤지지체를 축방향으로 이송시켜주는 볼스크류와, 상기 볼스크류의 일측단에 설치되어 볼스크류를 회전시켜주는 구동모터를 포함하고, 상기 볼스크류는 구동모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 상기 리니어 이동자를 이송하는 것을 특징으로 한다.In addition, the linear conveying unit is provided with a linear mover installed in the lower portion of the roll support, a ball screw connected to the linear mover to transfer the roll support in the axial direction, and is provided at one end of the ball screw to rotate the ball screw It comprises a drive motor for making, The ball screw is characterized in that for converting the rotational movement of the drive motor to linear movement to convey the linear mover.
또한, 상기 고정척과 동일한 수평선 상에 위치하도록 상기 롤지지체의 우측에 레이저 간섭계가 설치되고, 상기 레이저 간섭계가 롤지지체의 우측에 있는 고정척 표면을 직접 측정하여 축방향의 절대위치를 측정하고, 상기 측정값을 이용하여 상기 리니어 이송부에 제어명령을 입력하여 상기 회전롤의 축방향 위치를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, a laser interferometer is installed on the right side of the roll support so as to be on the same horizontal line as the fixed chuck, and the laser interferometer measures the absolute position in the axial direction by directly measuring the surface of the fixed chuck on the right side of the roll support, It is characterized by controlling the axial position of the rotary roll by inputting a control command to the linear transfer unit using the measured value.
또한, 상기 리니어 이송부는 상기 롤지지체의 하부에 설치된 리니어 이동자와, 상기 리니어 이동자의 안쪽 하면에 부착된 영구자석과, 상기 리니어 이동자의 하부에 설치된 리니어 고정자와, 상기 영구자석의 하부에 일정갭을 두고 상기 리니어 고정자의 상단에 부착된 코일과, 상기 리니어 고정자의 하부에 설치된 접촉식 가이드레일을 포함하고, 상기 코일에 전류를 인가하면 상기 코일과 영구자석 사이에 수평방향의 힘이 발생하여 리니어 이동자를 이송시키는 것을 특징으로 한다.The linear transfer unit may include a linear mover provided under the roll support, a permanent magnet attached to an inner lower surface of the linear mover, a linear stator provided under the linear mover, and a constant gap below the permanent magnet. And a coil attached to the upper end of the linear stator, and a contact guide rail installed under the linear stator. When a current is applied to the coil, a horizontal force is generated between the coil and the permanent magnet to move linearly. Characterized in that the transfer of the ruler.
또한, 상기 고정척 및 회전롤을 지지하기 위한 비접촉식 지지수단은 회전롤 의 축방향으로 상기 고정척의 측면 바깥쪽에 일정갭을 두고 상기 롤지지체에 설치된 스러스트 마그네틱 베어링 및 스러스트 센서를 포함하고, 상기 스러스트 센서는 고정척과 롤지지체의 간극을 측정하고, 상기 스러스트 마그네틱 베어링은 상기 스러스트 센서로부터 측정한 값을 이용하여 고정척과의 갭을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.In addition, the non-contact support means for supporting the fixed chuck and the rotary roll includes a thrust magnetic bearing and a thrust sensor installed on the roll support with a predetermined gap on the outer side of the fixed chuck in the axial direction of the rotary roll, the thrust sensor Measure the gap between the fixed chuck and the roll support, the thrust magnetic bearing is characterized in that to maintain a constant gap with the fixed chuck using the value measured from the thrust sensor.
또한, 상기 고정척은 대직경부와 소직경부로 구성되고, 상기 롤회전수단은 상기 고정척의 소직경부의 외표면에 설치된 피구동측 영구자석과, 상기 피구동측 영구자석의 하부에 일정갭을 두고 설치된 구동측 영구자석과, 상기 구동측 영구자석에 회전축으로 연결되어 구동측 영구자석을 회전시키는 구동모터를 포함하고, 상기 구동모터가 회전하면 상기 회전축에 연결된 구동측 영구자석이 회전하고, 상기 구동측 및 피동측 영구자석 사이의 자기력에 의해 피구동측 영구자석이 회전하여 상기 회전롤이 회전하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fixed chuck is composed of a large diameter portion and a small diameter portion, the roll rotating means is a drive side permanent magnet installed on the outer surface of the small diameter portion of the fixed chuck and the drive is provided with a predetermined gap in the lower portion of the driven side permanent magnet And a drive motor connected to the side permanent magnet and the drive side permanent magnet by a rotation shaft to rotate the drive side permanent magnet. When the drive motor rotates, the drive side permanent magnet connected to the rotation shaft rotates, and the drive side and The driven permanent magnet is rotated by the magnetic force between the driven permanent magnets, characterized in that the rotary roll is rotated.
또한, 상기 고정척은 대직경부와 소직경부로 구성되고, 상기 롤회전수단은 상기 고정척의 대직경부 바깥표면에 부착된 영구자석과, 상기 영구자석의 바깥쪽에 일정갭을 두고 설치된 코일을 포함하고, 상기 코일에 전류를 인가하면 상기 영구자석과 코일 사이의 갭에서 레이디얼 방향의 자기력과 회전방향의 자기력이 동시에 발생하고, 이 힘이 고정척에 전달되어 회전롤이 회전하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fixed chuck is composed of a large diameter portion and a small diameter portion, the roll rotating means includes a permanent magnet attached to the outer surface of the large diameter portion of the fixed chuck, and a coil provided with a predetermined gap on the outside of the permanent magnet, When a current is applied to the coil, a magnetic force in the radial direction and a magnetic force in the rotational direction are simultaneously generated in the gap between the permanent magnet and the coil, and this force is transmitted to the fixed chuck to rotate the rotating roll.
또한, 상기 회전롤의 일단부를 지지하는 제1고정척은 대직경부 사이에 소직경부를 갖는 "H" 단면으로 형성되고, 상기 회전롤의 타단부를 지지하는 제2고정척은 대직경부와 소직경부를 갖는 "ㅏ" 단면으로 형성되며, 상기 스러스트 마그네틱 베어링이 상기 제1고정척의 좌측 대직경부를 사이에 일정갭을 두고 롤지지체에 마주보게 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, the first fixed chuck supporting one end of the rotary roll is formed in the "H" cross section having a small diameter between the large diameter portion, the second fixed chuck supporting the other end of the rotary roll is a large diameter and small diameter portion The thrust magnetic bearing is formed to face the roll support body with a predetermined gap therebetween with a large left diameter portion of the first fixed chuck.
또한, 상기 회전롤의 일단부를 지지하는 제1고정척은 돌출부 사이에 수용부를 갖는 "∃" 단면으로 형성되고, 상기 회전롤의 타단부를 지지하는 제2고정척은 돌출부 사이에 수용부를 갖는 "ㅌ" 단면으로 형성되고, 상기 롤지지체의 양단부는 상기 제1 및 제2고정척에 대응되게 형성되며, 상기 고정척의 상하방향으로 상기 롤지지체에 레이디얼 마그네틱 베어링 및 레이디얼 센서가 설치된 것을 특징으로 한다.Further, the first fixing chuck supporting one end of the rotary roll is formed in a "∃" cross section having a receiving portion between the protrusions, and the second fixing chuck supporting the other end of the rotating roll has a receiving portion between the protrusions. It is formed in a cross-sectional view, both ends of the roll support is formed to correspond to the first and second fixed chuck, characterized in that the radial magnetic bearing and the radial sensor is installed on the roll support in the vertical direction of the fixed chuck do.
또한, 상기 회전롤의 일단부를 지지하는 제1고정척은 돌출부 사이에 수용부를 갖는 "∃" 단면으로 형성되고, 상기 회전롤의 타단부를 지지하는 제2고정척은 돌출부 사이에 수용부를 갖는 "ㅌ" 단면으로 형성되고, 상기 롤지지체의 양단부는 상기 제1 및 제2고정척에 대응되게 형성되며, 상기 고정척의 수평방향으로 상기 롤지지체에 스러스트 마그네틱 베어링이 설치된 것을 특징으로 한다.Further, the first fixing chuck supporting one end of the rotary roll is formed in a "∃" cross section having a receiving portion between the protrusions, and the second fixing chuck supporting the other end of the rotating roll has a receiving portion between the protrusions. It is formed in a cross-sectional view, both ends of the roll support is formed to correspond to the first and second fixed chuck, characterized in that the thrust magnetic bearing is installed on the roll support in the horizontal direction of the fixed chuck.
또한, 상기 회전롤의 일단부를 지지하는 제1고정척은 대직경부에서 소직경부가 수평방향으로 길게 형성된 "ㅓ" 단면으로 형성되고, 상기 회전롤의 타단부를 지지하는 제2고정척은 대직경부에서 소직경부가 수평방향으로 길게 형성된 "ㅏ" 단면으로 형성되며, 상기 소직경부의 상하방향으로 일정갭을 두고 롤지지체에 레이디얼 마그네틱 베어링 및 레이디얼 센서가 설치되고, 상기 대직경부의 측면에 형성된 영구자석과, 상기 영구자석과 일정갭을 두고 상기 리니어이동자의 상단에 설치된 코일 사이에서 회전방향의 자기력이 발생되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first fixed chuck supporting one end of the rotary roll is formed in the "ㅓ" cross-section formed in the small diameter portion long in the horizontal direction in the large diameter portion, the second fixed chuck supporting the other end of the rotary roll is a large diameter portion The small diameter portion is formed in a "ㅏ" cross-section formed in the horizontal direction elongated, the radial magnetic bearing and the radial sensor is installed on the roll support with a predetermined gap in the vertical direction of the small diameter portion, formed on the side of the large diameter portion A magnetic force in the rotational direction is generated between the permanent magnet and a coil provided at the upper end of the linear mover with a predetermined gap with the permanent magnet.
또한, 상기 리니어 이송부는 상기 롤지지체의 하단에 설치되고 "C" 단면을 갖는 리니어이동자와, 상기 리니어이동자의 하면에 설치된 영구자석과, 상기 리니어이동자의 하부에 일정갭을 두고 설치되고 "I" 단면을 갖는 비접촉식 리니어가이드레일과, 상기 리니어가이드레일 상단에 상기 영구자석과 일정갭을 두고 설치된 코어리스 코일과, 상기 리니어가이드레일의 상부에 리니어이동자의 하단방향으로 설치된 로워 마그네틱 베어링 및 로워센서을 포함하고, 상기 코일에 전류를 인가하면 상기 코일과 영구자석 사이에 자기력이 발생하여 상기 롤지지체를 자기부상 및 수평방향으로 이송시키며, 상기 로워센서가 리니어가이드레일과 리니어이동자의 수직방향 갭을 측정하여 상기 로워 마그네틱 베어링이 제어신호에 의해 리니어가이드레일과 리니어이동자의 수직방향 갭을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.In addition, the linear transfer unit is installed at the lower end of the roll support and having a linear mover having a "C" cross section, a permanent magnet installed on the lower surface of the linear mover, and a predetermined gap at a lower portion of the linear mover and "I" A non-contact linear guide rail having a cross section, a coreless coil installed at a predetermined gap with the permanent magnet on the linear guide rail, a lower magnetic bearing and a lower sensor installed in a lower direction of the linear mover on the linear guide rail; When a current is applied to the coil, a magnetic force is generated between the coil and the permanent magnet to transfer the roll support in the magnetic levitation and horizontal directions, and the lower sensor measures the vertical gap of the linear guide rail and the linear mover. The lower magnetic bearing has a linear guide rail and a linear It characterized by maintaining a constant gap's vertical direction.
또한, 상기 리니어 이송부는 상기 리니어 가이드레일의 양측면에 상기 리니어 이동자의 내벽면과 일정갭을 두고 설치된 사이드 마그네틱 베어링 및 사이드센서를 더 포함하고, 상기 사이드센서가 리니어가이드레일과 리니어이동자의 측면방향 갭을 측정하여 상기 사이드 마그네틱 베어링이 리니어가이드레일과 리니어이동자의 측면방향 갭을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.The linear conveying unit may further include side magnetic bearings and side sensors installed at both sides of the linear guide rail at a predetermined gap with the inner wall surface of the linear mover, and the side sensors may have a linear guide rail and a lateral gap of the linear mover. It is characterized in that the side magnetic bearing keeps the lateral gap of the linear guide rail and the linear mover constant.
또한, 상기 회전롤이 수직방향으로 배치된 것을 특징으로 한다.In addition, the rotary roll is characterized in that arranged in the vertical direction.
또한, 상기 회전롤의 일단부를 지지하는 제1고정척은 소직경부와 대직경부를 갖는 "ㅗ" 단면으로 형성되고, 상기 회전롤의 타단부를 지지하는 제2고정척은 "ㅡ"단면으로 형성되고, 상기 롤지지체는 돌출부 사이에 수용부를 갖는 "ㄷ" 단면으로 형성되며, 상기 롤지지체의 수용부에 제1고정척과 일정갭을 두고 다수의 스러스트 마그네틱 베어링 및 스러스트센서가 설치되어, 상기 스러스트센서가 제1고정척과 롤지지체의 갭을 측정하고, 상기 스러스트 마그네틱 베어링이 제어신호를 받아 상기 제1고정척과 롤지지체에의 갭을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.Further, the first fixed chuck supporting one end of the rotary roll is formed in a "ㅗ" cross section having a small diameter portion and a large diameter portion, and the second fixed chuck supporting the other end of the rotary roll is formed in a "-" cross section. The roll support is formed with a cross-section having a receiving portion between the protrusions, and the thrust sensor is provided with a plurality of thrust magnetic bearings and thrust sensors at a predetermined gap with a first fixed chuck in the receiving portion of the roll support. The gap between the first fixed chuck and the roll support is measured, and the thrust magnetic bearing receives a control signal to maintain a constant gap between the first fixed chuck and the roll support.
또한, 상기 제2고정척의 외표면에는 영구자석이 원주방향으로 설치되고, 상기 영구자석과 대응하여 일정갭을 두고 슬롯리스 코일이 설치되며, 상기 코일에 전류를 인가하면 상기 영구자석과 코일 사이의 갭에서 회전자계가 발생하고, 이 힘이 제2고정척에 전달되어 회전롤이 회전하는 것을 특징으로 한다.In addition, a permanent magnet is installed in the circumferential direction on the outer surface of the second fixed chuck, and a slotless coil is installed with a predetermined gap corresponding to the permanent magnet, and when a current is applied to the coil, the permanent magnet and the coil A magnetic field is generated in the gap, and this force is transmitted to the second fixed chuck to rotate the rotating roll.
또한, 상기 제1고정척의 소직경부 바깥표면을 따라 스케일이 부착되고, 상기 스케일의 외측에 일정한 간격으로 엔코더가 설치되며, 상기 엔코더가 스케일을 감지하여 상기 회전롤의 회전수 및 회전위치를 측정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the scale is attached along the outer surface of the small diameter portion of the first fixed chuck, encoders are installed at regular intervals on the outside of the scale, the encoder detects the scale to measure the rotational speed and rotational position of the rotary roll It is characterized by.
또한, 상기 회전롤의 중앙부에 일정갭을 두고 회전롤 휨방지 레이디얼 마그네틱 베어링과 레이디얼 센서가 설치되되, 빔소스를 가운데 두고 상하부에 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, the rotational roll bending prevention radial magnetic bearing and the radial sensor are provided with a predetermined gap in the center of the rotary roll, characterized in that the beam source is installed in the upper and lower parts.
또한, 상기 회전롤의 일단부를 지지하는 제1고정척에는 하이드롤릭 실린더가 설치되어 롤지지체를 상하방향으로 이송시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the first fixed chuck supporting the one end of the rotary roll is characterized in that the hydraulic cylinder is installed to transport the roll support in the vertical direction.
또한, 상기 회전롤의 타단부를 지지하는 제2고정척과 동일한 수직선 상에 위치하도록 상기 제2고정척의 하측에 레이저 간섭계가 설치되고, 상기 레이저 간섭계가 상기 제2고정척 표면을 직접 측정하여 축방향의 절대위치를 측정하고, 상기 측정값을 이용하여 상기 하이드롤릭 실린더에 제어명령을 입력하여 상기 회전롤의 축방향 위치를 제어하는 것을 특징으로 한다.Further, a laser interferometer is installed below the second fixing chuck so as to be positioned on the same vertical line as the second fixing chuck supporting the other end of the rotating roll, and the laser interferometer measures the second fixing chuck surface directly in the axial direction. Measure the absolute position of the, characterized in that for controlling the axial position of the rotary roll by inputting a control command to the hydraulic cylinder using the measured value.
또한, 상기 스러스트 마그네틱 베어링 및 스러스트 센서는 적어도 3개이상 상기 롤지지체의 수용부에 설치되어 3개 이상 수직방향의 자기력이 발생하고, 상기 자기력의 합성에 의해 회전롤의 자세를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, at least three thrust magnetic bearings and thrust sensors are installed in the accommodating portion of the roll support, and three or more magnetic forces are generated in the vertical direction, and the posture of the rotating roll is controlled by combining the magnetic forces. do.
또한, 상기 회전롤, 제1 및 제2고정척, 롤지지체, 빔소스, 롤회전수단 및 리니어 이송부는 진공챔버의 내부에 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotary roll, the first and second fixed chuck, the roll support, the beam source, the roll rotating means and the linear transfer portion is characterized in that it is included in the vacuum chamber.
또한, 상기 회전롤의 중앙부를 가운데 두고 일정갭으로 상기 진공챔버의 상하부에 설치된 레이디얼 마그네틱 베어링 및 레이디얼 센서를 포함하고, 상기 레이디얼 센서는 고정척과 레이디얼 마그네틱 베어링의 간극을 측정하고, 상기 레이디얼 마그네틱 베어링은 상기 레이디얼 센서로부터 측정한 값을 이용하여 회전롤의 중앙부를 자기력에 의해 지지하고 고정척과의 갭을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.In addition, a radial magnetic bearing and a radial sensor installed in the upper and lower portions of the vacuum chamber with a predetermined gap in the center of the center of the rotary roll, the radial sensor measures the clearance between the fixed chuck and the radial magnetic bearing, The radial magnetic bearing is characterized by supporting the central portion of the rotary roll by a magnetic force using a value measured from the radial sensor and maintaining a constant gap with the fixed chuck.
또한, 상기 고정척 및 회전롤을 지지하기 위한 비접촉식 지지수단인 마그네틱 베어링은 돌출부 사이에 수용부를 갖는 "ㄷ" 단면으로 형성된 코어와, 상기 돌출부를 사이에 두고 돌출부의 양측면에 형성된 코일을 포함하고, 상기 코일에 전류를 인가하면 상기 코어와, 고정척 및 회전롤(부상체) 사이에 수직방향으로 자기력이 발생되고, 상기 고정척 및 회전롤(부상체)는 코어방향으로 부상되는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnetic bearing which is a non-contact support means for supporting the fixed chuck and the rotary roll includes a core formed in the "c" cross section having a receiving portion between the protrusions, and coils formed on both sides of the protrusion with the protrusions therebetween, When a current is applied to the coil, a magnetic force is generated in the vertical direction between the core and the fixed chuck and the rotary roll (injured body), and the fixed chuck and the rotary roll (injured body) are floated in the core direction. .
또한, 상기 코어의 내부에는 영구자석이 삽입설치된 것을 특징으로 한다.In addition, the inside of the core is characterized in that the permanent magnet is installed.
또한, 상기 회전롤, 고정척, 레이디얼 마그네틱 베어링, 스러스트 마그네틱 베어링 을 포함하는 롤지지체가 진공챔버의 상단에 고정되어 있고, 빔소스를 리니 어 이동자 상단에 위치시켜서 이송될 수 있도록 하여, 상기 회전롤을 고정위치에서 비접촉으로 회전시키면서, 하단의 빔소스를 좌우로 이송시켜 회전롤에 빔을 조사하는 것을 특징으로 한다.In addition, the roll support including the rotary roll, the fixed chuck, the radial magnetic bearing, the thrust magnetic bearing is fixed to the upper end of the vacuum chamber, so that the beam source can be transported by placing the beam source on the upper liner, While rotating the roll in a non-contacting position in the fixed position, it is characterized in that the beam source to the left and right to irradiate the beam to the rotating roll.
또한, 상기 리니어 이동자 상단에 피에조모터를 적용하여, 빔소스를 좌우로 이송하되, 영구자석과 코일로 구성된 정밀급 리니어 이송부에 의해 이송하면서, 동시에 상기 피에조모터를 이용하여 초정밀 위치제어를 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the piezo motor is applied to the upper end of the linear mover, and the beam source is transferred to the left and right, and the ultra-precise position control by using the piezo motor while at the same time transported by a precision linear transfer unit consisting of a permanent magnet and a coil. It is done.
또한, 상기 빔소스를 좌우로 이송하되, 상기 정밀급 리니어 이송부에 사이드 마그네틱 베어링 및 사이드 센서와 로우어 마그네틱 베어링 및 로우어 센서를 추가한 자기부상 스테이지를 구성하여 비접촉으로 빔소소를 초정밀 위치제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the beam source is transported from side to side, and a magnetic levitation stage including a side magnetic bearing and a side sensor, and a lower magnetic bearing and a lower sensor is added to the precision linear transfer part to perform ultra-precision position control of the beam source without contact. It is characterized by.
또한, 상기 빔소스를 좌우로 이송하되, 영구자석과 코일만으로 자기부상 스테이지를 구성하여 비접촉으로 빔소소를 초정밀 위치제어 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the beam source is transported to the left and right, by forming a magnetic levitation stage only with a permanent magnet and a coil is characterized in that the ultra-precise position control of the beam source in a non-contact.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제1실시예를 나타내는 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a horizontal roll exposure apparatus according to the present invention.
상기 회전롤(10)의 양단에는 회전롤(10)을 지지할 수 있는 고정척(11)(Chuck)이 설치되어 있고, 이 고정척(11)은 미케니컬 베어링(12)에 의해 롤지지체(13)와 연결되어 있다. 고정척(11)의 끝단에 롤회전 모터(14)가 설치되어 있다.Fixing chucks 11 (Chuck) are installed at both ends of the rotary rolls 10 to support the rotary rolls 10, and the fixed chucks 11 are roll supporting members by
상기 롤지지체(13)는 리니어 이동자(15)의 상부에 연결되어 있고, 롤지지체(13)의 우측에 레이저 간섭계(16)(Laser Interferometer)가 설치되어 있다.The
상기 회전롤(10)의 위쪽에 위치한 빔소스(17)는 진공챔버(18)에 부착되어 있다.The
상기 우측에 있는 롤회전 모터(14)는 고정척(11)에 회전자계를 형성하여, 회전롤(10)을 회전시켜주며, 고정척(11) 외경에 부착된 스케일(25)과 그에 대응되는 엔코더(26)를 이용하여 회전위치 및 회전수를 측정하여 제어한다. 이때, 롤회전 모터(14)는 회전롤(10)의 좌측 또는 우측에 있는 고정척(11)에 설치할 수 있으며, 유도모터, 동기모터, 슬롯리스 모터 등이 적용될 수 있다.The
본 발명은 롤지지체(13)를 축방향으로 이송하는 역할을 하는 볼스크류(19)를 제공한다. 볼 스크류(19) 우측에 연결되어 있는 볼 스크류 회전모터(20)에 의해 회전운동이 발생되면, 볼 스크류(19)에 의해 직선운동으로 변환되어 리니어 이동자(15)를 이송하게 된다. The present invention provides a ball screw (19) which serves to transfer the roll support (13) in the axial direction. When a rotational motion is generated by the ball screw
이때 우측에 있는 레이저 간섭계(16)가 롤지지체(13)의 오른쪽에 있는 고정척(11) 표면을 직접 측정하여 절대위치를 측정하고, 이 측정값을 이용하여 리니어 이송부에 제어명령을 입력하여 회전롤(10)의 축방향 위치를 제어한다.At this time, the
상기 빔소스(17)로부터 빔(27)이 출력되고, 회전롤(10)의 표면에 수직방향으로 입사된다. 이때, 빔(27)은 X-Ray, Laser, E-Beam, UV, EUV 등을 사용할 수 있다.The
도 1a는 도 1에서 회전롤과 롤지지체에 대한 부분 실시예를 나타내는 구성 도이다. 상기 도1 설명과 중복되므로, 설명하지 않는다.Figure 1a is a block diagram showing a partial embodiment of the rotary roll and the roll support in FIG. Since it overlaps with the description of FIG. 1, it will not be described.
도 1b는 도1에서 리니어 이송부에 대한 제2실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도1 설명에서 중복되는 부분은 생략하고, 그 차이점을 설명하면 다음과 같다.FIG. 1B is a configuration diagram illustrating a second embodiment of the linear transfer unit in FIG. 1. In the description of FIG. 1, overlapping portions are omitted and the difference will be described as follows.
상기 도 1에서 롤지지체(13)의 축방향 이송을 위해 볼 스크류(19)와 회전모터(20)를 적용한 제1실시예를 보였으나, 이를 대신하여 도 1b에서는 영구자석(21b)과 코일(22b)을 적용하여 롤지지체(13)를 축방향으로 이송하는 것을 특징으로 한다. In FIG. 1, a first embodiment in which a
상기 롤지지체(13)를 이송하기 위해 리니어 이동자(15), 리니어 고정자(23), 영구자석(21b), 코일(22b), 접촉식 리니어 가이드레일(24), 리니어 베이스(28)로 구성된다.It is composed of a
리니어 고정자(23) 상단에 부착된 코일(22b)에 전류를 인가하면, 이 코일(22b)과 리니어 이동자(15) 하단에 있는 영구자석(21b) 사이에 수평방향 힘이 발생하여, 리니어 이동자(15)를 이송하게 된다.When a current is applied to the
도 1c는 도 1a에서 미케니컬 베어링의 단면 예를 나타내는 구성도이다.FIG. 1C is a configuration diagram illustrating an example of a cross section of the mechanical bearing in FIG. 1A.
도 1d는 도 1a에서 고정척의 단면 예를 나타내는 구성도이다.FIG. 1D is a configuration diagram illustrating an example of a cross section of the fixed chuck in FIG. 1A. FIG.
도 1e는 도 1a에서 스케일과 엔코더의 단면 예를 나타내는 구성도이다. FIG. 1E is a configuration diagram illustrating an example of a cross section of the scale and the encoder in FIG. 1A.
상기 고정척(11)의 외경을 따라 둥글게 스케일(25)을 부착하고, 스케일(25) 상부방향으로 롤지지체(13)에 부착된 엔코더(26)가 스케일(25)을 감지하여, 회전롤(10)의 회전수 및 회전위치를 측정하게 된다.The
도 1f는 도 1a에서 롤회전 모터(14)의 단면 예를 나타내는 구성도이다. FIG. 1F is a configuration diagram illustrating an example of a cross section of the
상기 고정척 소직경부(11a)의 외경을 따라 영구자석(21a)을 부착하고, 그 바깥쪽에 일정한 갭을 두고 코일(22a)을 배치한 구조이며, 코일(22a)에 전류를 인가하면, 영구자석(21a)과 코일(22a) 사이의 갭에서 회전자계가 발생되고, 이 힘이 고정척에 전달되어 회전롤(10)이 회전하게 된다.When the
도 2는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제2실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도 1의 설명에서 중복되는 부분은 생략하고, 그 차이점을 설명하면 다음과 같다.2 is a configuration diagram showing a second embodiment of a horizontal roll exposure apparatus according to the present invention. In the description of FIG. 1, overlapping portions are omitted and the difference will be described as follows.
상기 도 1에서 회전롤(10)의 회전축을 미케니컬 베어링(12)으로 지지하였으나, 기계적 가공오차 및 마찰 등으로 인해 고정밀 제어에 한계가 있다. In FIG. 1, the rotary shaft of the
도 2에서는 미케니컬 베어링(12)의 기능을 레이디얼 마그네틱 베어링(29)으로 대체하는 것을 주요 특징으로 한다.In FIG. 2, the main feature of replacing the function of the
회전롤(10)의 회전을 위한 롤회전 모터(14)의 적용시 좌측이나 우측 중 어느 한쪽에만 적용하면, 고정척(11)의 외경으로부터 일정갭을 두고 레이디얼 마그네틱 베어링(29)이 설치되어 고정척(11)을 자기적인 힘에 의해 지지하고 있다. When applying the
이때, 레이디얼 마그네틱 베어링(29)과 인접하여 레이디얼 센서(30)가 설치되고, 고정척(11)의 외경과의 갭을 측정한다. At this time, the
레이디얼 센서(30)로부터 측정한 값을 이용하여 레이디얼 마그네틱 베어링(29)과 고정척(11) 사이의 갭을 고정밀로 일정하게 유지한다.By using the value measured from the
상기 고정척(11)은 양단부가 "C"형의 롤지지체(13)에 삽입되어 있고, 회전롤(10)의 양단부를 지지하는 고정척(11)은 "ㅏ"자형 단면을 갖는다.The fixed
상기 롤지지체(13)의 양단부는 "ㅏ"자형 고정척(11)의 형상에 대응되도록 형성되고, 롤지지체(13)의 내측 끝단에 레이디얼 마그네틱 베어링(29), 레이디얼 센서(30) 및 스케일(25), 엔코더(26)가 설치되어 있다.Both ends of the
상기 회전롤(10)의 양단부에 장착된 고정척(11)은 대직경부(11b)와 소직경부(11a)로 나눌 수 있고, 소직경부(11a) 외경에서 일정갭을 두고 미케니컬 베어링(12)이 위치하고, 이 미케니컬 베어링(12)은 롤지지체(13)에 설치되어 있다. 이때, 미케니컬 베어링(12)은 소직경부(11a)와 접촉되도록 설치되지 않는다.The fixed
상기 회전롤(10) 우측에 있는 소직경부(11a)의 우측 끝단에 롤회전 모터(14)가 장착되어 있으며, 도1에 설명하였다. The
상기 회전롤(10)의 양단부의 소직경(11a) 측면 가장자리에서 일정갭을 두고 스러스트 마그네틱 베어링(31)이 위치하고, 이 스러스트 마그네틱 베어링(31)은 롤지지체(13)에 설치된다. 이때, 스러스트 마그네틱 베어링(31) 내부에 코일이 위치한다.A thrust
상기 고정척(11)의 양 끝단 측면에 일정갭을 두고 스러스트 센서(32)가 위치하고, 이 스러스트 센서(32)는 롤지지체(13)에 설치된다. 이때 스러스트 센서(32)가 고정척(11)과의 갭을 측정하고, 제어명령을 스러스트 마그네틱 베어링(31)으로 인가하여, 그 갭을 고정밀로 제어하게 된다.The
도 2a1은 도2에서 회전롤, 롤지지체, 레이디얼 마그네틱 베어링, 스러스트 마그네틱 베어링, 롤회전 모터에 대한 제1실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도 2 설명과 중복되므로, 설명하지 않는다.Figure 2a1 is a block diagram showing a first embodiment of a rotary roll, a roll support, a radial magnetic bearing, a thrust magnetic bearing, a roll rotating motor in FIG. Since it overlaps with the description of FIG. 2, it will not be described.
도 2a2는 도 2에서 회전롤, 롤지지체, 레이디얼 마그네틱 베어링, 스러스트 마그네틱 베어링, 롤회전 모터에 대한 제2실시예를 나타내는 구성도이다.Figure 2a2 is a block diagram showing a second embodiment of the rotary roll, the roll support, the radial magnetic bearing, the thrust magnetic bearing, the roll rotating motor in FIG.
도2a1에서는 롤회전 모터(14)를 회전롤 한쪽에만 적용하였기에, 회전롤(10)에 불균형적인 힘이 작용할 수 있다. 도 2a.2에서는 회전롤(10)의 양쪽에 적용하였기에, 회전롤(10)에 균형적인 힘이 작용할 수 있다.In FIG. 2A1, since the
도 2b는 좌측에 있는 스러스트 센서의 단면을 나타내기 위한 구성도이다.2B is a configuration diagram for illustrating a cross section of the thrust sensor on the left side.
도 2c는 미케니컬 베어링의 단면을 나타내기 위한 구성도이다. 상기 고정척(11)의 소직경부(11a) 바깥쪽 표면에서 일정갭을 두고 미케니컬 베어링(12)이 위치하고, 이 미케니컬 베어링(12)은 롤지지체(13)에 설치되어 있고, 소직경부(11a)의 우측 끝단에 롤회전 모터(14)가 장착되어 있다. 이때, 미케니컬 베어링(12)은 소직경부(11a)와 접촉되도록 설치되지 않는다.2C is a configuration diagram for illustrating a cross section of the mechanical bearing. On the outer surface of the
도 2d는 스러스트 마그네틱 베어링의 단면을 나태내기 위한 구성도이다. 2D is a configuration diagram for showing a cross section of a thrust magnetic bearing.
상기 고정척(11) 양단부의 소직경부(11a) 외경에서 일정갭(G)을 두고 스러스트 마그네틱 베어링(31)이 위치하고, 이 스러스트 마그네틱 베어링(31)은 롤지지체(13)에 설치된다. 이때, 스러스트 마그네틱 베어링(31) 내부에 코일(22a)이 위치한다.A thrust
도 2e는 레이디얼 센서의 단면을 나타내기 위한 구성도이다. 2E is a configuration diagram for illustrating a cross section of the radial sensor.
상기 고정척(11)의 대직경부(11b) 외경에서 일정갭을 두고 레이디얼 센서(30)가 상,하,좌,우 4군데 위치하고, 이 레이디얼 센서(30)는 롤지지체(13)에 설치되어 대직경부(11b)와의 갭을 측정한다.The
도 2f는 레이디얼 마그네틱 베어링의 단면을 나타내기 위한 구성도이다. 2F is a configuration diagram for illustrating a cross section of a radial magnetic bearing.
상기 고정척(11)의 대직경부(11b) 외경에서 일정갭을 두고 레이디얼 마그네틱 베어링(29)이 상,하,좌,우 4군데 위치하고, 이 레이디얼 마그네틱 베어링(29)은 롤지지체(13)에 설치되어 대직경부(11b)와의 사이에 자기력을 발생시킨다.The radial
도 2g는 우측에 있는 스러스트 센서의 단면을 나타내기 위한 구성도이다.2G is a configuration diagram for illustrating a cross section of the thrust sensor on the right side.
미설명 도면부호 39는 레이저 간섭계용 홀이다.
도 3은 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제3실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도2 설명에서 중복되는 부분은 생략하고, 그 차이점을 설명하면 다음과 같다.3 is a configuration diagram showing a third embodiment of a horizontal roll exposure apparatus according to the present invention. In the description of FIG. 2, overlapping portions are omitted and the difference will be described as follows.
상기 도 2에서는 회전롤(10)을 회전시키기 위해 롤회전 모터(14)를 적용하였으나, 도 3에서는 구동측 영구자석(33a), 피구동측 영구자석(33b), 구동모터(34)의 조합에 의해 회전롤(10)을 회전시키는 것을 특징으로 한다.In FIG. 2, a
상기 고정척(11)의 소직경부(11a) 외경에 피구동측 영구자석(33b)을 설치하고, 일정갭을 두고 구동측 영구자석(33a)을 위치하고, 이 구동측 영구자석(33a)은 구동모터(34)의 회전축(35)에 설치한다. 회전축(35)은 미케니컬 베어링(12)에 의해 지지된다.A driven-side
상기 구동모터(34)가 회전하면, 회전축에 연결된 구동측 영구자석(33a)도 함께 회전한다. 이때, 이 구동측 영구자석(33a)과 피구동측 영구자석(33b) 사이의 자기력에 의해 피구동측 영구자석(33b)이 회전하며, 이 피구동측 영구자석(33b)에 연결된 회전롤(10)도 회전하게 된다.When the driving
도 3a1은 도 3에서 회전롤, 롤지지체, 레이디얼 마그네틱 베어링, 스러스트 마그네틱 베어링, 구동측 영구자석, 피구동측 영구자석, 회전모터에 대한 제1일실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도3 설명과 중복되므로, 설명하지 않는다.Figure 3a1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a rotating roll, a roll support, a radial magnetic bearing, a thrust magnetic bearing, a driving permanent magnet, a driven permanent magnet, a rotating motor in FIG. Since it overlaps with the above description of FIG. 3, it will not be described.
도 3a2는 도 3에서 회전롤, 롤지지체, 레이디얼 마그네틱 베어링, 스러스트 마그네틱 베어링, 구동측 영구자석, 피구동측 영구자석, 회전모터에 대한 제2실시예를 나타내는 구성도이다.Figure 3a2 is a configuration diagram showing a second embodiment of the rotary roll, the roll support, the radial magnetic bearing, the thrust magnetic bearing, the drive permanent magnet, the driven permanent magnet, the rotary motor in FIG.
도3a1에서는 구동측 영구자석(33a), 피구동측 영구자석(33b), 구동모터(34)를 회전롤(10) 한쪽에만 적용하였기에, 회전롤(10)에 불균형적인 힘이 작용될 수 있다. 도 3a2에서는 회전롤(10)의 양쪽에 적용하였기에, 회전롤(10)에 균형적인 힘이 작용될 수 있다.In FIG. 3A1, since the driving
도 3b는 구동측 영구자석, 피구동측 영구자석, 미케니컬 베어링의 단면을 나타내기 위한 구성도이다.3B is a configuration diagram for illustrating a cross section of the driving permanent magnet, the driven permanent magnet, and the mechanical bearing.
도 3c는 구동측 영구자석, 피구동측 영구자석의 단면을 나타내기 위한 구성도이다.3C is a configuration diagram for illustrating a cross section of the driving permanent magnet and the driven permanent magnet.
도 3d는 스러스트 센서, 회전모터의 단면을 나타내기 위한 구성도이다.3D is a configuration diagram for illustrating a cross section of a thrust sensor and a rotating motor.
도 4는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제4실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도2 설명에서 중복되는 부분은 생략하고, 그 차이점을 설명하면 다음과 같다.4 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the horizontal roll exposure apparatus according to the present invention. In the description of FIG. 2, overlapping portions are omitted and the difference will be described as follows.
상기 도2에서는 회전롤(10)을 회전시키기 위해, 고정척(11)의 소직경부(11a)에 롤회전 모터(14)를 적용하였으나, 도 4에서는 고정척(11)의 대직경부(11b)에 코 일(22a'), 영구자석(21a')을 적용하여 회전롤(10)을 회전시키는 것은 물론 레이디얼 방향으로 부상력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.In FIG. 2, in order to rotate the
상기 레이디얼 마그네틱 베어링(29)에 전류를 인가하면, 레이디얼 방향으로 큰 크기의 자기력이 발생된다. 이때, 롤지지체(13)에 설치되어 있는 코일(22a')에 전류를 인가하면, 고정척(11)에 설치되어 있는 영구자석(21a') 사이에, 레이디얼 방향으로 작은 크기의 자기력과 회전방향의 자기력이 동시에 발생된다. When a current is applied to the radial
그러므로 큰 크기의 자기력으로 회전롤(10)을 지지하고, 작은 크기의 자기력으로 회전롤(10)의 갭을 고정밀로 제어할 수 있게 되며, 회전롤(10)을 회전시킬 수 있게 된다.Therefore, it is possible to support the
도 4a는 도 4에서 회전롤, 롤지지체, 레이디얼 마그네틱 베어링, 스러스트 마그네틱 베어링, 코일, 영구자석에 대한 실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도4 설명과 중복되므로, 설명하지 않는다.Figure 4a is a configuration diagram showing an embodiment of a rotary roll, a roll support, a radial magnetic bearing, a thrust magnetic bearing, a coil, a permanent magnet in FIG. Since it overlaps with the above description of Fig. 4, it will not be described.
도 4b.1는 코일과 영구자석의 단면을 나타내는 구성도이다.4b.1 is a configuration diagram showing a cross section of the coil and the permanent magnet.
도 4b.2는 코일과 영구자석 형상을 3D로 나타내는 구성도이다.4B.2 is a diagram showing the coil and the permanent magnet shape in 3D.
도 5는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제5실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도2 설명에서 중복되는 부분은 생략하고, 그 차이점을 설명하면 다음과 같다.5 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the horizontal roll exposure apparatus according to the present invention. In the description of FIG. 2, overlapping portions are omitted and the difference will be described as follows.
도 2에서는 고정척(11)의 양단부에 스러스트 마그네틱 베어링(31)을 적용하였으나, 도 5에서는 회전롤(10)의 일단부를 지지하는 고정척(110)은 "H"형의 단면을 갖고, 회전롤(10)의 타단부를 지지하는 고정척(11)은 "ㅏ"자형 단면을 갖는다. 즉, 스러스트 마그네틱 베어링(31)을 일단부에 집중 적용하는 것을 특징으로 한다.In FIG. 2, thrust
상기 롤지지체(13)의 일단부는 "H"형 고정척(110)의 형상에 대응되도록 형성되고, 롤지지체(13)의 내측 끝단에 레이디얼 마그네틱 베어링(29)이 설치되어 있고, 롤지지체(13)의 내측에는 돌출부(13a)가 형성되고, 고정척(110)의 중간에 수직방향으로 오목하게 형성된 수용부(110a)에 돌출부(13a)가 삽입되어 있다.One end of the
이때, 상기 롤지지체(13)의 돌출부(13a)는 수용부(110a)의 바깥표면으로부터 일정갭을 두고 미케니컬 베어링(12)(Mechanical Bearing)이 위치하고 있으며, 이 미케니컬 베어링(12)은 롤지지체(13)에 설치되어 있다.At this time, the
또한, 상기 돌출부(13a)의 일측면과 롤지지체(13)의 내측 수직벽면 상하부에는 스러스트 마그네틱 베어링(31)(thrust magnetic bearing)이 마주보게 설치되어 있다.In addition, thrust
도 5a는 도 5에서 회전롤, 롤지지체, 레이디얼 마그네틱 베어링, 스러스트 마그네틱 베어링, 코일, 영구자석에 대한 실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도5 설명과 중복되므로, 설명하지 않는다.FIG. 5A is a configuration diagram illustrating an embodiment of a rotary roll, a roll support, a radial magnetic bearing, a thrust magnetic bearing, a coil, and a permanent magnet in FIG. 5. Since it overlaps with the description of FIG. 5, it will not be described.
도 5b는 한쪽 스러스트 마그네틱 베어링의 단면을 나타내는 구성도이다.It is a block diagram which shows the cross section of one thrust magnetic bearing.
미설명 도면부호 31a는 코일이다.
도 5c는 ‘H’형 고정척의 한쪽 단면을 나타내는 구성도이다.It is a block diagram which shows one cross section of a "H" type fixed chuck.
도 5d는 ‘H’형 고정척의 다른쪽 단면을 나타내는 구성도이다.5D is a configuration diagram showing the other cross section of the 'H' type fixed chuck.
도 5e는 다른쪽 스러스트 마그네틱 베어링의 단면을 나타내는 구성도이다.5E is a configuration diagram showing a cross section of the other thrust magnetic bearing.
도 5f는 미케니컬 베어링의 단면을 나타내는 구성도이다.It is a block diagram which shows the cross section of a mechanical bearing.
도 6은 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제6실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도2 설명에서 중복되는 부분은 생략하고, 그 차이점을 설명하면 다음과 같다.6 is a configuration diagram showing a sixth embodiment of a horizontal roll exposure apparatus according to the present invention. In the description of FIG. 2, overlapping portions are omitted and the difference will be described as follows.
도 6에서 회전롤(10)의 일단부를 지지하는 고정척(210a)은 “∃”자형의 단면을 갖고, 회전롤(10)의 타단부를 지지하는 고정척(210b)은 "E"자형 단면을 갖는다.In FIG. 6, the fixed
상기 “E”자형 고정척(210b)에 대응되는 롤지지체(130)의 돌출부(130a) 바깥표면에 레이디얼 마그네틱 베어링(29)과 레이디얼 센서(30)를 설치하고, 돌출부(130a) 측면에 스러스트 마그네틱 베어링(31)을 설치한다.The radial
레이디얼 마그네틱 베어링(29)에 의해 고정척(210a,210b)에 부상력을 발생시켜 수직방향으로 일정갭을 유지하고, 스러스트 마그네틱 베어링(31)에 의해 고정척(210a,210b)에 전자력을 발생시켜 축방향으로 일정갭을 유지한다.Floating force is generated in the fixed
도 6a는 도 6에서 회전롤, 롤지지체, 레이디얼 마그네틱 베어링, 스러스트 마그네틱 베어링, 코일, 영구자석에 대한 제일실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도6 설명과 중복되므로, 설명하지 않는다.Figure 6a is a configuration diagram showing the first embodiment of the rotary roll, the roll support, the radial magnetic bearing, the thrust magnetic bearing, the coil, the permanent magnet in FIG. Since it is redundant with the above description of Fig. 6, it will not be described.
도 6b는 도 6에서 회전롤, 롤지지체, 레이디얼 마그네틱 베어링, 스러스트 마그네틱 베어링, 코일, 영구자석에 대한 제이실시예를 나타내는 구성도이다. FIG. 6B is a configuration diagram illustrating a second embodiment of the rotary roll, the roll support, the radial magnetic bearing, the thrust magnetic bearing, the coil, and the permanent magnet in FIG. 6.
도6a에서는 롤회전 모터(14)를 회전롤(10) 한쪽에만 적용하였기에, 회전롤(10)에 불균형적인 힘이 작용될 수 있다. 도 6a.2에서는 회전롤(10)의 양쪽에 적용하였기에, 회전롤(10)에 균형적인 힘이 작용될 수 있다.In FIG. 6A, since the
도 6b는 레이디얼 마그네틱 베어링과 스러스트 마그네틱 베어링의 단면을 나타내는 구성도이다.It is a block diagram which shows the cross section of a radial magnetic bearing and a thrust magnetic bearing.
도 6c는 엔코더, 스케일의 단면을 나타내는 구성도이다.It is a block diagram which shows the cross section of an encoder and a scale.
도 6d는 코일, 영구자석, 레이디얼 센서의 단면을 나타내는 구성도이다.6D is a configuration diagram showing a cross section of the coil, the permanent magnet, and the radial sensor.
도 7은 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제7실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도2 설명에서 중복되는 부분은 생략하고, 그 차이점을 설명하면 다음과 같다.7 is a configuration diagram showing a seventh embodiment of a horizontal roll exposure apparatus according to the present invention. In the description of FIG. 2, overlapping portions are omitted and the difference will be described as follows.
도7에서 " ㅏ"자형 단면을 갖는 회전롤(10)의 양단부를 지지하는 고정척(310)의 경우 도2에서의 고정척(11)에 비해 긴 것을 특징으로 한다.In the case of the fixed
회전롤(10) 양단부를 지지하는 고정척(310)의 소직경부(310a)에 레이디얼 마그네틱 베어링(29)과 레이디얼 센서(30)가 일정갭을 두고 상하좌우에 롤지지체(230)에 설치되어, 레이디얼 마그네틱 베어링(29)에 의해 레이디얼 마그네틱 베어링(29)과 고정척(310) 사이에 일정갭이 유지되도록 제어되고, 또한 그 안쪽에 미케니컬 베어링(12)이 일정갭을 두고 롤지지체(230)에 설치된다. 이때, 미케니컬 베어링과 고정척(310)은 접촉되어 있지 않는다.The radial
회전롤(10) 양단부를 지지하는 고정척(310)의 대직경부(310b) 측면에 영구자석(21c)이 설치되고, 이와 대응하여 리니어이동자(15)의 양끝단에 코어리스 코일(22c) 및 그 위쪽에 스러스트 센서(32)가 설치되어, 영구자석(21c)과 코일(22c)에 의해 그사이에 일정갭을 유지함과 동시에 회전자계를 발생하여 고정척(310)을 회전시키게 된다.
고정척(310)의 대직경부(310b) 레이디얼 표면에 스케일(25)이 설치되고, 그 하부에 엔코더(26)가 설치된다.The
레이저간섭계(16)가 우측의 롤지지체(230)에 설치되고, 고정척(310)의 대직경부(310b) 측면을 측정한다.The
도 7a는 레이디얼 센서의 단면을 나타내는 구성도이다.7A is a configuration diagram illustrating a cross section of the radial sensor.
도 7b는 레이디얼 마그네틱 베어링의 단면을 나타내는 구성도이다.It is a block diagram which shows the cross section of a radial magnetic bearing.
도 7c는 코어리스 코일 및 스러스트 센서의 단면을 나타내는 구성도이다.7C is a configuration diagram showing a cross section of the coreless coil and the thrust sensor.
도 7d는 고정척 대직경부 측면의 영구자석 단면을 나타내는 구성도이다.7D is a configuration diagram showing a permanent magnet cross section of the side of the fixed chuck large diameter portion.
도 7e는 고정척 대직경부 측면의 영구자석 및 로테이션 센서의 단면을 나타내는 구성도이다.Figure 7e is a block diagram showing a cross section of the permanent magnet and the rotation sensor on the side of the fixed chuck large diameter.
도 7f는 레이저 간섭계 및 미케니컬 베어링의 단면을 나타내는 구성도이다.7F is a configuration diagram showing a cross section of the laser interferometer and the mechanical bearing.
도 8은 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제8실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도 2의 설명에서 중복되는 부분은 생략하고, 그 차이점을 설명하면 다음과 같다.8 is a configuration diagram showing an eighth embodiment of a horizontal roll exposure apparatus according to the present invention. In the description of FIG. 2, overlapping portions are omitted and the difference will be described as follows.
도 2에서는 롤지지체(13)의 축방향 이송을 위해 접촉식 리니어가이드레일(24)과 리니어모터를 사용하였으나, 도 8에서는 비접촉식 리니어가이드레일(240), 영구자석(21b), 코일(22b), 로워 마그네틱 베어링(36)(Lower Magnetic Bearing), 사이드 마그네틱 베어링(37)(Side Magnetic Bearing)을 사용하여 비접촉방식에 의해 롤지지체(13)를 축방향 이송하는 것을 특징으로 한다.In FIG. 2, the contact
도 8에서 영구자석(21b) 및 코어리스 코일(22b)에 의해 자기부상 및 추진을 동시에 수행하도록 구성할 수도 있고, 영구자석(21b) 및 코일(22b)에 의해 추진만 수행하도록 구성할 수도 있다.8 may be configured to simultaneously perform magnetic levitation and propulsion by the
도 8a는 도 8에서 리니어이동자, 비접촉식 리니어가이드레일, 리니어모터, 로워 마그네틱 베어링, 사이드 마그네틱 베어링에 대한 실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도 8의 설명과 중복되므로, 설명하지 않는다.FIG. 8A is a block diagram illustrating an embodiment of a linear mover, a non-contact linear guide rail, a linear motor, a lower magnetic bearing, and a side magnetic bearing in FIG. 8. Since it overlaps with the description of FIG. 8, the description will not be given.
도 8b는 도 8a의 측면을 나타내는 구성도이다.FIG. 8B is a diagram illustrating the side of FIG. 8A. FIG.
비접촉식 리니어가이드레일(240)의 상부에 리니어이동자(15)가 위치한다. 그러나 서로간에 일정갭을 두어 접촉은 발생하지 않도록 구성된다.The
로워 마그네틱 베어링(36) 및 로워 센서(40)는 비접촉식 리니어가이드레일(240)의 돌출부(240a) 하단에 설치되고, 사이드 마그네틱 베어링(37) 및 사이드 센서(41)는 비접촉식 리니어가이드레일(240)의 돌출부(240a) 측단에 설치된다.The lower
영구자석(21b)은 리니어이동자(15) 상부의 하단에 설치되고, 이와 대응하여 코어리스 코일(22b)은 비접촉식 리니어가이드레일(240)의 상단에 설치된다.The
상기 로워 센서에 의해 리니어 이동자(15)와의 갭을 측정하여 제어기에 입력하고, 제어기의 출력명령을 로워 마그네틱 베어링(36)에 인가하면, 이때 발생되는 수직방향의 자기력에 의해 리니어이동자(15)와 일정한 갭을 유지하도록 제어된다.When the gap between the
사이드 센서에 의해 리니어 이동자(15)와의 갭을 측정하여 제어기에 입력하고, 제어기의 출력명령을 사이드 마그네틱 베어링(37)에 인가하면, 이때 발생되는 수평방향의 자기력에 의해 리니어이동자(15)와 일정한 갭을 유지하도록 제어된다.When the gap with the
상기 상태에서 코어리스 코일(22b)에 전류를 인가하면, 대응되는 영구자 석(21b)과의 사이에 수직 및 수평방향의 자기력이 동시에 발생되어 리니어이동자(15)를 수직방향은 물론 축방향으로 이송할 수 있게 된다.When current is applied to the
상기 상태에서 코어리스 코일(22b) 대신에 일반적인 코일을 적용하였다면, 대응되는 영구자석(21b)과의 사이에 수평방향 자기력만 발생되어 리니어이동자(15)를 축방향으로 이송할 수 있게 된다.If a general coil is applied instead of the
도 9는 본 발명에 따른 수직형 롤 노광 장치의 제1실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도2 설명에서 중복되는 부분은 생략하고, 그 차이점을 설명하면 다음과 같다.9 is a configuration diagram showing a first embodiment of the vertical roll exposure apparatus according to the present invention. In the description of FIG. 2, overlapping portions are omitted and the difference will be described as follows.
상기 수평형 롤 노광의 실시예에 있어서,In the embodiment of the horizontal roll exposure,
회전롤(10)의 크기가 증가하면, 중력의 영향에 의해 회전롤(10)의 중앙이 처지는 현상이 발생되는데, 도9에서 회전롤(10)을 수직으로 세움으로서 이러한 현상을 방지하는 것을 특징으로 한다.When the size of the
회전롤(10)의 상측에 “ㅏ”자형 고정척(411)이 설치되고, 하측에는 “ㅣ”자형 고정척(412)이 설치된다. 고정척(410)을 포함한 회전롤(10)은 상부에 위치한 롤지지체(330)에 삽입되는 구조를 가지며, 접촉되지는 않는다."ㅏ" shaped fixed
고정척 소직경부(411a) 상면에 일정갭을 두고 스러스트 마그네틱 베어링(31)과 스러스트 센서(32)가 위치하고, 롤지지체(330)에 설치된다.The thrust
롤지지체(330)는 다시 상부에 있는 하이드로릭 실린더(38)(Hydraulic Cylinder)에 연결되고, 하이드로릭 실린더(38)의 상하 운동에 따라 롤지지체(330)는 상하로 이송된다.The
상단부 고정척(411)의 소직경부(411a)에 스케일(25)이 설치되고, 그와 대응하여 엔코더(26)가 롤지지체에 설치된다.The
회전롤(10)의 중앙부에 일정갭을 두고 레이디얼 마그네틱 베어링(29)과 레이디얼 센서(30)가 빔소스(17)를 가운데 두고 상하로 양쪽에 위치하고, 진공챔버(18)에 설치된다.The radial
빔소스(17)는 진공챔버(18)의 중앙부에 위치하고, 회전롤(10)의 측면에서 수직하게 빔(27)이 입사되도록 진공챔버(18)에 설치된다.The
회전롤(10) 하단부 고정척(412)의 레이디얼 표면에 영구자석(210)이 설치되고, 그와 대응하여 일정갭을 두고 슬롯리스 코일(220)이 위치하고, 진공챔버(18)에 설치된다.
진공챔버(18) 하단부에 레이저간섭계(16)가 설치되고, 회전롤(10) 하단부 고정척(412)의 하면을 측정한다.The
스러스트 센서(32)로 상단부 고정척(411)의 소직경부(411a) 상면과의 갭을 측정하여 제어기에 입력하고, 제어기 출력을 스러스트 마그네틱 베어링(31)에 인가한다. 이때 스러스트 마그네틱 베어링(31)과 고정척(411) 사이에 수직방향으로 자기력이 발생되어 일정갭이 유지되도록 제어된다.The
레이디얼 센서(30)로 회전롤(10) 표면과의 갭을 측정하여 제어기에 입력하고, 제어기 출력을 레이디얼 마그네틱 베어링(29)에 인가한다. 이때 레이디얼 마그네틱 베어링(29)과 회전롤(10) 사이에 수평방향으로 자기력이 발생되어 일정갭이 유지되도록 제어된다.The
슬롯리스 코일(220)에 전류를 인가하면, 영구자석(210)과의 사이에서 회전자계가 발생되어 회전롤(10)을 회전시키게 된다.When a current is applied to the
레이저간섭계(16)에 의해 하단부 고정척(412)의 하면과의 절대거리를 측정하여 제어기에 입력하고, 제어기의 출력을 하이드로릭 실린더(38)에 인가한다. 이때 하이드로릭 실린더(38)가 상하로 이송되어 회전롤(10)에 대한 절대위치 제어를 수행할 수 있게 된다.The absolute distance to the lower surface of the lower end fixed
도 9a는 도 9에서 하이드로릭 실린더, 롤지지체, 스러스트 마그네틱 베어링, 스러스트 센서, 로테이션 센서, 레이디얼 마그네틱 베어링, 레이디얼 센서에 대한 실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도9 설명과 중복되므로, 설명하지 않는다.FIG. 9A is a block diagram illustrating an embodiment of a hydraulic cylinder, a roll support, a thrust magnetic bearing, a thrust sensor, a rotation sensor, a radial magnetic bearing, and a radial sensor in FIG. 9. Since it overlaps with the above description of Fig. 9, it will not be described.
도 9b1은 스러스트 마그네틱 베어링과 스러스트 센서의 단면을 나타내는 제1실시예의 구성도이다.Fig. 9B1 is a configuration diagram of the first embodiment showing the cross section of the thrust magnetic bearing and the thrust sensor.
도 9b2는 스러스트 마그네틱 베어링과 스러스트 센서의 단면을 나타내는 제2실시예의 구성도이다.9B2 is a configuration diagram of a second embodiment showing a cross section of a thrust magnetic bearing and a thrust sensor.
도 9b1에서는 각각 1개의 스러스트 마그네틱 베어링(31)과 스러스트 센서(32)를 이용하므로, 회전롤(10)의 자세를 제어할 수 없지만, 도9b.2에서는 각각 3개의 스러스트 마그네틱 베어링(31)과 스러스트 센서(32)를 이용하여 3개의 수직방향 자기력이 발생되고, 이 자기력의 합성에 의해 회전롤(10)의 자세를 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.In FIG. 9B1, since the thrust
도 9b3는 스러스트 마그네틱 베어링과 스러스트 센서의 단면을 나타내는 제3실시예의 구성도이다.9B3 is a configuration diagram of a third embodiment showing a cross section of a thrust magnetic bearing and a thrust sensor.
도9b2와 달리 각각 4개의 스러스트 마그네틱 베어링(31)과 스러스트 센서(32)를 이용하여 4개의 수직방향 자기력이 발생되고, 이 자기력의 합성에 의해 회전롤(10)의 자세를 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.Unlike in FIG. 9B2, four vertical magnetic forces are generated using four thrust
도 9c는 상단부 고정척 및 로테이션 센서의 단면을 나타내는 구성도이다.9C is a configuration diagram illustrating a cross section of the upper end fixed chuck and the rotation sensor.
도 9d는 상단부 고정척의 단면을 나타내는 구성도이다.It is a block diagram which shows the cross section of an upper end fixed chuck.
도 9e는 레이디얼 센서의 단면을 나타내는 구성도이다.9E is a configuration diagram illustrating a cross section of the radial sensor.
도 9f는 레이디얼 마그네틱 베어링의 단면을 나타내는 구성도이다.It is a block diagram which shows the cross section of a radial magnetic bearing.
도 9g는 도 9에서 롤지지체, 레이디얼 마그네틱 베어링, 레이디얼 센서, 빔소스, 코어리스 코일, 영구자석, 레이저간섭계에 대한 실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도9 설명과 중복되므로, 설명하지 않는다.FIG. 9G is a block diagram illustrating an embodiment of a roll support, a radial magnetic bearing, a radial sensor, a beam source, a coreless coil, a permanent magnet, and a laser interferometer in FIG. 9. Since it overlaps with the above description of Fig. 9, it will not be described.
도 9h는 슬롯리스 코일과 영구자석의 단면을 나타내는 구성도이다.9H is a block diagram showing a cross section of a slotless coil and a permanent magnet.
도 10은 본 발명에 따른 레이디얼 마그네틱 베어링 및 레이디얼 센서 장치에 대한 회전롤의 중앙부에 설치하는 실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도2 설명에서 중복되는 부분은 생략하고, 그 차이점을 설명하면 다음과 같다.10 is a configuration diagram showing an embodiment provided in the center portion of the rotary roll for the radial magnetic bearing and the radial sensor device according to the present invention. In the description of FIG. 2, overlapping portions are omitted and the difference will be described as follows.
상기 수평형 롤 노광의 실시예에 있어서,In the embodiment of the horizontal roll exposure,
회전롤(10)의 크기가 증가하면, 중력의 영향에 의해 회전롤(10)의 중앙이 처지는 현상이 발생되는데, 회전롤(10)의 중앙부에 레이디얼 마그네틱 베어링(29)과 레이디얼 센서(30)를 추가로 설치하므로서 상기 현상을 방지하는 것을 특징으로 한다.When the size of the
도 11a는 본 발명에 따른 마그네틱 베어링 구조의 제1실시예를 나타내는 구 성도이다.11A is a configuration diagram showing a first embodiment of the magnetic bearing structure according to the present invention.
코일(320)에 전류를 인가하면, 코어(321)와 부상체(322) 사이에 수직방향으로 자기력이 발생되고, 부상체(322)는 코어방향으로 부상된다.When a current is applied to the
상기 수평형 롤 노광 장치 및 수직형 롤 노광 장치에 사용되는 마그네틱 베어링에 적용될 수 있다.It can be applied to the magnetic bearings used in the horizontal roll exposure apparatus and the vertical roll exposure apparatus.
도 11b는 본 발명에 따른 마그네틱 베어링 구조의 제2실시예를 나타내는 구성도이다.11B is a configuration diagram showing a second embodiment of the magnetic bearing structure according to the present invention.
도 11a에서는 부상체(322)를 부상시키기 위해 다소 큰 전류가 인가되나, 도11b에서는 코어(321) 내부에 영구자석(310)이 삽입되므로, 다소 작은 전류가 인가되어도 부상체(322)가 부상될 수 있고, 응답성도 빠른 것을 특징으로 한다.In FIG. 11A, a rather large current is applied to injure the injured body 322, but in FIG. 11B, the
도 12는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제9실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도 2의 설명에서 중복되는 부분은 생략하고, 그 차이점을 설명하면 다음과 같다.12 is a configuration diagram showing a ninth embodiment of the horizontal roll exposure apparatus according to the present invention. In the description of FIG. 2, overlapping portions are omitted and the difference will be described as follows.
도 2에서는 회전롤(10), 고정척(11), 레이디얼 마그네틱 베어링(29), 스러스트 마그네틱 베어링(31) 등을 포함하는 롤지지체(13)가 하단에 있는 리니어이동자(15) 및 리니어고정자(23) 등으로 구성된 리니어 이송부에 의해 이송될 수 있으나, 도 12에서는 롤지지체(13)가 진공챔버(18)의 상단에 고정되어 있다.In FIG. 2, the
또한 도 2에서는 빔소스(17)가 진공챔버(18) 상단에 고정되어 있으나, 도 12에서는 빔소스(17)를 리니어 이동자(15) 상단에 위치시켜서 이송될 수 있도록 하였다.In addition, in FIG. 2, the
즉, 회전롤(10)을 고정위치에서 비접촉으로 회전시키면서, 하단의 빔소스(17)를 좌우로 이송시켜 회전롤(10)에 빔을 조사하는 것을 특징으로 한다.That is, while rotating the
도 13은 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제10실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도 12의 설명에서 중복되는 부분은 생략하고, 그 차이점을 설명하면 다음과 같다.13 is a configuration diagram showing a tenth embodiment of the horizontal roll exposure apparatus according to the present invention. In the description of FIG. 12, overlapping portions are omitted and the difference will be described as follows.
도 12에서 빔소스를 좌우로 이송하는데 있어서, 리니어 이동자(15), 리니어고정자(23), 영구자석(21b), 코일(22b)로 구성된 리니어 이송부를 적용하였으나, 도 13에서는 빔소스를 좌우로 이송하는데 있어서, 리니어 이동자 상단에 피에조모터(42)를 적용하는 것을 특징으로 한다.In FIG. 12, the linear transfer unit including the
즉, 빔소스(17)에 대하여 정밀급 리니어 이송부에 의해 이송하면서, 동시에 피에조모터(42)를 이용하여 초정밀 위치제어를 하는 것을 특징으로 한다.That is, it is characterized by performing ultra-precise position control using the
도 14는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제11실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도 12의 설명에서 중복되는 부분은 생략하고, 그 차이점을 설명하면 다음과 같다.14 is a configuration diagram showing an eleventh embodiment of a horizontal roll exposure apparatus according to the present invention. In the description of FIG. 12, overlapping portions are omitted and the difference will be described as follows.
도 12에서 빔소스(17)를 좌우로 이송하는데 있어서, 리니어 이동자(15), 리니어고정자(23), 영구자석(21b), 코일(22b)로 구성된 리니어 이송부를 적용하였으나, 도 14에서는 빔소스(17)를 좌우로 이송하는데 있어서, 도 12의 리니어 이송부에 사이드 마그네틱 베어링(37)과 로우어 마그네틱 베어링(36)을 추가한 자기부상 스테이지를 구성하여 비접촉으로 빔소소를 이송하는 것을 특징으로 한다.In FIG. 12, in order to move the
즉, 빔소스(17)에 대하여 자기부상 스테이지를 적용하여 초정밀 위치제어를 하는 것을 특징으로 한다.That is, it is characterized in that the ultra-precision position control by applying the magnetic levitation stage to the
도 15는 본 발명에 따른 수평형 롤 노광 장치의 제12실시예를 나타내는 구성도이다. 상기 도 15의 설명에서 중복되는 부분은 생략하고, 그 차이점을 설명하면 다음과 같다.15 is a configuration diagram showing a twelfth embodiment of the horizontal roll exposure apparatus according to the present invention. In the description of FIG. 15, overlapping portions are omitted and the difference will be described as follows.
도 12에서 빔소스(17)를 좌우로 이송하는데 있어서, 리니어 이동자(15), 리니어고정자(23), 영구자석(21b), 코일(22b)로 구성된 리니어 이송부를 적용하였으나, 도 15에서는 빔소스(17)를 좌우로 이송하는데 있어서, 영구자석(21b)과 코일(22b)만으로 자기부상 스테이지를 구성하여 비접촉으로 빔소소(17)를 이송하는 것을 특징으로 한다.In FIG. 12, in order to move the
즉, 빔소스(17)에 대하여 자기부상 스테이지를 적용하여 초정밀 위치제어를 하는 것을 특징으로 한다.That is, it is characterized in that the ultra-precision position control by applying the magnetic levitation stage to the
상기 수평형 롤 노광 장치 및 수직형 롤 노광 장치에 사용되는 마그네틱 베어링에 적용될 수 있다.It can be applied to the magnetic bearings used in the horizontal roll exposure apparatus and the vertical roll exposure apparatus.
이와 같은 작동상태에 의해 자기부상방식의 롤 노광 노광를 이용하여 초정밀(수십nm 이하) 선폭의 임의패턴을 가진 대면적(수백mm 이상) 롤 금형을 제작할 수 있으며, 이러한 금형을 나노 임프린팅 기술에 적용하여, 대면적이면서 고해상도인 LCD, PDP 및 OLED용 각종 기능성 필름을 제작할 수 있다.This operating state allows the production of large area (more than hundreds of mm) roll molds with arbitrary patterns of ultra-precision (less than tens of nm) line widths using magnetic levitation roll exposure exposure, and applying these molds to nanoimprinting technology. Thus, various functional films for LCDs, PDPs, and OLEDs having a large area and high resolution can be manufactured.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야 에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments, the invention is not limited to these embodiments, and those of ordinary skill in the art claim the invention as claimed in the claims It includes all the various forms of embodiments that can be carried out without departing from the spirit.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 대면적 초정밀 롤 노광 장치에 의하면, 자기부상방식의 롤 노광 스테이지를 이용하여 초정밀(수십nm 이하) 선폭의 임의패턴을 가진 대면적(수백mm 이상) 롤 금형을 제작할 수 있으며, 이러한 금형을 나노 임프린팅 기술에 적용하여, 대면적이면서 고해상도인 LCD, PDP 및 OLED용 각종 기능성 필름을 제작할 수 있다.As described above, according to the large-area ultra-precision roll exposure apparatus according to the present invention, a large-area (hundreds of mm or more) roll mold having an arbitrary pattern of ultra-precision (several tens of nm or less) line widths using a magnetic exposure type roll exposure stage. The mold can be applied to nanoimprinting technology to produce various functional films for LCDs, PDPs, and OLEDs with a large area and high resolution.
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