반도체 제조 및 대규모 광학 검사에서 나노미터 수준의 정밀도를 끊임없이 추구함에 따라 모션 제어 시스템에 전례 없는 요구 사항이 발생했습니다. 엔지니어는 종종 마찰 없는 공기 베어링 스테이지와 견고하고 진동 감쇠 성능이 뛰어난 화강암 기반 기계식 스테이지 중에서 중요한 설계 선택에 직면합니다. ZHHIMG 그룹은 최적의 솔루션이 종종 재료 과학과 유체 역학의 교차점에 있다는 것을 인지하고 있습니다.
핵심 논쟁: 공기 베어링 스테이지 vs 화강암 스테이지
이러한 차이점을 이해하려면 접촉 메커니즘을 살펴봐야 합니다. 전통적인 화강암 무대는 종종 크로스 롤러나 볼 슬라이드와 같은 고정밀 기계식 베어링을 무대 표면에 직접 통합하여 사용합니다.화강암 받침대이러한 시스템은 높은 하중 지지력과 탁월한 강성으로 높이 평가받습니다. 화강암의 자연적인 감쇠 특성 덕분에 모터나 주변 환경에서 발생하는 잔류 진동이 신속하게 소멸되어 고하중 계측 분야에서 필수적인 소재로 자리매김했습니다.
반면, 에어 베어링 스테이지는 최고의 부드러움을 제공합니다. 이 스테이지는 일반적으로 두께가 몇 마이크론에 불과한 얇은 압축 공기막으로 움직이는 캐리지를 지지함으로써 물리적 접촉을 완전히 제거합니다. 마찰이 없기 때문에 스티칭과 마모가 전혀 발생하지 않아 스캐닝 애플리케이션에 필요한 매우 일정한 속도를 유지할 수 있습니다. 에어 베어링은 뛰어난 기하학적 정확도를 제공하지만, 깨끗하고 건조한 공기 공급이 필요하며 일반적으로 기계식 스테이지에 비해 편심 하중에 더 민감합니다.
특수 용도에 적합한 광학 스테이지 유형 분석
광학 분야는 특수한 동작 프로파일을 요구하기 때문에 다양한 광학 스테이지가 개발되었습니다. 적합한 유형을 선택하는 것은 필요한 자유도와 검사 환경에 따라 달라집니다.
선형 광학 스테이지는 아마도 가장 일반적인 형태일 것이며, 높은 힘을 전달하기 위해 리드 스크류를 사용하거나 높은 가속도를 위해 선형 모터를 사용합니다. 긴 이동 거리에서 나노미터 수준의 직진도가 요구되는 경우, 공기 베어링 선형 스테이지는 피드백을 위해 레이저 간섭계와 함께 사용되는 경우가 많습니다.
회전식 광학 스테이지는 각도 측정, 예를 들어 각도계 측정이나 렌즈 요소의 중심 맞춤 검사 등에 필수적입니다. 특히 공기 베어링 회전식 스테이지는 축 방향 및 반경 방향 흔들림이 거의 없어 회전 중에도 광축이 완벽하게 정렬된 상태를 유지하므로 이러한 용도에 매우 적합합니다.
XY 또는 XYZ 스택과 같은 다축 시스템은 자동 웨이퍼 검사에 자주 사용됩니다. 이러한 구성에서 화강암 받침대는 필수적인 선택입니다. 화강암은 한 축의 움직임이 다른 축의 정밀도를 왜곡하는 것을 방지하는 데 필요한 질량과 열 관성을 제공합니다.
화강암과 공기 베어링의 시너지 효과
공기 베어링 단계와 관련된 일반적인 오해가 있습니다.화강암 무대이 두 가지는 상호 배타적입니다. 실제로 가장 진보된 모션 시스템은 이 두 가지를 결합한 하이브리드 방식입니다. 고급 공기 베어링 스테이지는 가이드 표면으로 거의 예외 없이 화강암을 사용합니다. 그 이유는 화강암이 넓은 영역에 걸쳐 서브마이크론 수준의 평탄도를 구현할 수 있기 때문입니다. 이는 알루미늄이나 강철로는 달성하기 어려운 기술입니다.
에어 베어링은 가이드 표면의 불규칙성을 "평균화"하기 때문에 ZHHIMG에서 제조한 화강암 빔의 극도로 평평한 표면은 전체 이동 경로에 걸쳐 공기막이 일정하게 유지되도록 합니다. 이러한 시너지 효과로 인해 마찰 없는 공기 흐름과 화강암의 견고한 안정성이라는 두 가지 장점을 모두 제공하는 모션 시스템이 구현됩니다.
유지보수 및 환경적 고려사항
이러한 시스템을 운영하려면 엄격한 환경 제어가 필요합니다. 기계식 화강암 스테이지는 비교적 견고하지만, 이물질 축적을 방지하기 위해 베어링 트랙에 주기적인 윤활 및 청소가 필요합니다. 공기 베어링 시스템은 윤활 측면에서는 유지 보수가 필요 없지만, 공기 공급의 품질에 따라 성능이 좌우됩니다. 공기 라인에 습기나 오일이 있으면 "오리피스 막힘"이 발생하여 공기막이 손상되고 표면 접촉으로 인한 치명적인 사고가 발생할 수 있습니다.
또한, 열 관리는 매우 중요합니다. 두 시스템 모두 화강암의 높은 열용량 덕분에 선형 모터의 방열판 역할을 하여 이점을 얻습니다. 그러나 나노미터 규모의 응용 분야에서는 섭씨 1도의 온도 변화만으로도 상당한 팽창이 발생할 수 있습니다. 전문 연구실에서는 스테이지 주변의 안정적인 미기후를 유지하기 위해 특수 제작된 화강암 밀폐 장치를 사용하는 경우가 많습니다.
결론: 혁신을 위한 올바른 기반 선택
기계식 화강암 스테이지처럼 높은 하중 지지력이 필요한 애플리케이션이든, 공기 베어링 시스템처럼 매우 정밀한 속도 제어가 필요한 애플리케이션이든, 기초는 가장 중요한 요소입니다. ZHHIMG는 단순한 스테이지 제공을 넘어, 고객의 가장 야심찬 프로젝트에 필요한 지질학적 및 역학적 안정성을 제공합니다. 반도체 및 광학 산업이 더욱 엄격한 공차를 요구하는 시대에, ZHHIMG는 소재의 우수성과 정밀 엔지니어링에 대한 헌신을 통해 고객의 모션 제어 시스템이 연구 또는 생산의 제약 요소가 되지 않도록 보장합니다.
게시 시간: 2026년 1월 22일