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가공 또는 측정 대상물이 고정되는 플랫폼;상기 플랫폼을 X축 방향으로 이동시키되, 플랫폼과 연결되는 X축 피에조 엑츄에이터가 X축 구동모터에 의해 회전하는 X축 볼스크류 상에 구비된 X축 슬라이더에 설치된 것으로 구성되어 X축 볼스크류와 X축 피에조 엑츄에이터의 직렬 연결구조에 의해 X축 볼스크류에 의한 플랫폼의 대변위 이동과 X축 피에조 엑츄에이터에 의한 플랫폼의 미세변위 이동이 X축 볼스크류의 축선을 따라 이루어지게 하는 X축 구동부;상기 플랫폼을 Y축 방향으로 이동시키되, 상기 X축 구동부와 가동판을 통해 연결되는 Y축 피에조 엑츄에이터가 Y축 구동모터에 의해 회전하는 Y축 볼스크류 상에 구비된 Y축 슬라이더에 설치된 것으로 구성되어 Y축 볼스크류와 Y축 피에조 엑츄에이터의 직렬 연결구조에 의해 Y축 볼스크류에 의한 플랫폼의 대변위 이동과 Y축 피에조 엑츄에이터에 의한 플랫폼의 미세변위 이동이 Y축 볼스크류의 축선을 따라 이루어지게 하는 Y축 구동부;상기 X축 구동부 및 상기 Y축 구동부에 제공되어 상기 플랫폼의 X축 및 Y축에 대한 변위량을 검출하는 위치검출부; 및상기 위치검출부에 의해 검출된 변위량에 기초하여 상기 X축 구동모터와 X축 피에조 엑츄에이터 및 상기 Y축 구동모터와 Y축 피에조 엑츄에이터를 피드백 제어하는 모션컨트롤러;를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공용 대변위 나노 스테이지
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제 1 항에 있어서, 상기 X축 구동부는,상기 플랫폼의 X축 방향 이동을 안내하는 레일이 상단부에 구비되어 플랫폼을 하부에서 지지하는 X축 지지판;상기 X축 지지판의 일측면 양끝단에 형성된 한쌍의 고정블록에 지지되어 회전하는 X축 볼스크류;상기 X축 볼스크류와 연결되어 회전시키도록 상기 고정블록에 설치된 X축 구동모터;상기 X축 볼스크류에 설치되어 X축 볼스크류의 회전에 의해 이동하여 플랫폼의 대변위 이동을 구현하는 X축 슬라이더; 및상기 X축 슬라이더에 설치되며, 상기 플랫폼에 연결되게 설치되어 상기 모션컨트롤러의 제어에 의해 플랫폼의 위치를 미세하게 보정하는 X축 피에조 엑츄에이터;로 구성된 것을 특징으로 하는 진공용 대변위 나노 스테이지
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제 1 항에 있어서, 상기 Y축 구동부는,상기 X축 구동부의 하부에 설치된 가동판;상기 가동판의 하부에 설치되며, 상기 가동판을 Y축 방향으로 안내하도록 가동판과 결합되는 레일이 상단부에 구비된 Y축 지지판;상기 Y축 지지판의 일측면 양끝단에 형성된 한쌍의 고정블록에 지지되어 회전하는 Y축 볼스크류;상기 Y축 볼스크류와 연결되어 회전시키도록 상기 고정블록에 설치된 Y축 구동모터;상기 Y축 볼스크류에 설치되어 Y축 볼스크류의 회전에 의해 이동하는 Y축 슬라이더; 및상기 Y축 슬라이더에 설치되며, 상기 가동판에 연결되게 설치되어 상기 모션컨트롤러의 제어에 의해 가동판의 위치를 미세하게 보정하는 Y축 피에조 엑츄에이터;로 구성된 것을 특징으로 하는 진공용 대변위 나노 스테이지
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제 1 항에 있어서, 상기 위치검출부는,상기 플랫폼의 저면에 설치됨과 더불어 상기 X축 구동부의 저면으로 노출되게 설치된 그리드 엔코더; 및상기 그리드 엔코더에 대응하도록 상기 Y축 구동부의 상단에 고정되게 설치된 제1 디텍터:로 구성된 것을 특징으로 하는 진공용 대변위 나노 스테이지
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제 1 항에 있어서,상기 Y축 구동부의 하부에 설치된 Z축 지지판;상기 Z축 지지판의 하부에서 Z축 지지판과 평행한 채로 소정의 간격을 유지하도록 배치된 베이스;상기 베이스의 일측단에 설치된 Z축 구동모터;상기 Z축 구동모터에 일단이 연결되고, 나머지 타단이 상기 베이스에 고정된 고정블록에 지지되어 회전하는 Z축 볼스크류;상기 Z축 볼스크류에 설치되어 이동하는 Z축 슬라이더;상기 Z축 슬라이더에 설치된 Z축 피에조 엑츄에이터;상기 Z축 피에조 엑츄에이터에 연결되어 Z축 볼스크류에 의한 대변위 이동과 Z축 피에조 엑츄에이터에 의한 미소변위 이동이 이루어지는 가동블록;상기 Z축 가동블럭에 연결되어 수평방향으로 이동하는 하부 밀편; 및상기 Z축 지지판의 하부에 설치되며 상기 하부 밀편과 접촉하여 하부 밀편의 수평방향 이동에 의해 수직방향으로 이동하는 상부 밀편;으로 구성된 Z축 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공용 대변위 나노 스테이지
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제 5 항에 있어서,상기 베이스의 상면으로부터 상기 Z축 지지판으로 근접하도록 돌출된 구조를 갖으며, 그의 일측면에 안내홈이 형성된 컬럼;상기 Z축 지지판의 하부에 설치되며, 상기 컬럼의 안내홈에 결합되어 이동하는 이동블록;상기 컬럼의 안내홈 내부에 설치된 리니어 스케일; 및상기 리니어 스케일에 대응하도록 상기 이동블록에 설치되어 플랫폼의 Z축 변위량을 검출하는 제2 디텍터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공용 대변위 나노 스테이지
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제 2 항 또는 제 3 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 X축 피에조 엑츄에이터와 상기 플랫폼의 사이 또는 상기 Y축 피에조 엑츄에이터와 상기 가동판의 사이 또는 상기 Z축 피에조 엑츄에이터와 상기 가동블록의 사이에 피에조 엑츄에이터의 변형을 방지하는 프리로더가 더 구비된 것을 특징으로 하는 진공용 대변위 나노 스테이지
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제 7 항에 있어서, 상기 프리로더는,상기 각 X,Y,Z축 피에조 엑츄에이터의 양측에 위치하도록 한쌍씩 제공되며, "ㄹ"형상의 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 진공 나노 스테이지
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제 1 항에 있어서,상기 모션 콘트롤러는, 마이크로프로세서와 입출력부가 구비되며, 상기 위치검출부에 의해 검출된 데이터를 입력받아 처리하는 마이컴;상기 마이컴의 제어에 의해 상기 X,Y,Z축 구동모터에 구동전원을 인가하는 제1 구동기; 및상기 마이컴의 제어에 의해 상기 X,Y,Z축 피에조 엑츄에이터에 구동전원을 인가하는 제2 구동기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 나노 스테이지
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