라이모션, 반도체 장비시장에 나노급 모션 제어 솔루션 제공

허태양 대표 “Piezo LEGS Driven Stage, 초정밀 & 고강성 피에조 스테이지”

라이모션(Limotion)이 반도체 장비 시장에 나노단위 모션 제어를 구현하는 다양한 구동 방식의 정밀 모션 시스템을 제공하며 선전하고 있다. 라이모션이란 이름은 Laser, Right 그리고 Motion의 합성어로 초정밀 모션을 구현한다는 뜻이다. 허태양 대표는 “2019년에 설립한 라이모션은 레이저를 수반한 정밀 모션 스테이지 및 제어 서비스를 제공하고 있다”고 말했다.
라이모션의 솔루션은 피에조 스테이지, 피에조모터 스테이지, 리니어 및 에어베어링 그리고 진공과 극저온 스테이지 등으로 구성됐다. 독일, 벨기에, 스웨덴, 이탈리아, 프랑스, 네덜란드의 유럽 국가로 부터 정식 수입해 국내 고객이 원하는 사양에 맞춰 제작 공급해왔다.

고정밀 스테이지 시장을 어떻게 전망하는지

반도체 및 모든 부품의 집적화에 의해 더욱 고정밀 스테이지가 시장에 차지하는 비중이 점차 커지고 있다. 과거 반도체의 전 공정의 경우 국내에서는 시도조차 어려워 주로 유럽 국가만이 제공할 수 있었지만 현재는 우리나라 회사에서도 대응이 가능하다.
나노급의 스테이지와 제어가 필수인 EUV(extreme ultraviolet lithography 극자외선 리소그래피) 공정 시장에서도 국내 공급이 가능한 상황이다. 점점 작아지면서 더 많은 정보를 넣어야 하는 반도체 시장에서는 더욱 정밀한 스테이지가 필수적으로 필요하다. 고정밀 스테이지 시장은 계속 성장할 것으로 전망된다.

라이모션이 시장에 제공하고 있는 스테이지들은 어떤 제품인가

EUV 시장에는 UHV 즉, 고 진공에서 사용이 가능한 다축 스테이지를 제공하고 있다. 아울러 전자현미경 및 반도체 제작 공정에 수 nm 급 정밀 모션제어가 가능한 피에조 모터 스테이지, OLED 및 μLED 시장에는 다축 에어베어링 스테이지를 공급하고 있다.

가장 주목할 만한 제품은 무엇인가

스웨덴 PRECIBEO사의 Piezo LEGS Driven Stage다. 피에조 스테이지는 나노급 정밀도를 위해 필수적인 제품이다. 많은 반도체 및 검사 업체들이 주로 사용했으나 더욱 정밀하고 긴 변위를 요청하는 애플리케이션이 요구되면서 기존의 피에조 스테이지 방식은 한계를 맞았다. 500um 변위에 대응을 할 수 없기 때문이다.
이를 극복하기 위해 Stick-slip방식의 Piezo Inertia Drive 및 Resonance방식의 Ultrasonic Drive를 적용한 피에조 모터가 대안으로 거론 됐으나, force가 너무 낮아서 개발자 입장에선 고려해야 할 사항이 많아 사용이 어려웠다. 더욱이 고가의 가격을 형성하고 있기 때문에 접근이 용이하지 못했다.

반면 PRECIBEO 사의 Piezo LEGS Driven Stage는 Piezo LEGS 방식으로 상하부 각 4 개(총 8개)의 구부러지는 동작이 가능한 Ceramic Actuators가 적용되었다. Actuators의 각 쌍은 동기화된 움직임이 가능하여 걸어가는 형태와 동일한 모션을 발생한다. 이 방식의 가장 큰 장점은 Backlash가 없고 전원 차단 시에도 해당 위치 유지가 가능하다는 점이다.
따라서 기존 방식보다 안정적인 동작 수행이 가능할 뿐만 아니라 Absolute & Incremental 엔코더를 적용할 경우 기존 피에조 스테이지의 정밀성까지 구현 가능하기 때문에 긴 변위 그리고 고강성(High force)등의 장점을 모두 가진 가장 진보한 피에조 모터 제품이다.

Piezo LEGS Driven Stage의 주요 기능을 소개해달라

Piezo Leg Motor Stage는 Z축으로 사용했을 시 500g이라는 무게를 가지고 2nm의 정밀도를 구현할 수 있다.
XY의 경우는 3kg 이상의 payload가 가능하기 때문에 기존의 비 정밀한 구간에서 Step이나 DC 모터 스테이지를 사용하고 정밀 구간에서는 피에조 스테이지를 사용할 필요가 없이 모든 구간에 있어서 정밀하게 제어가 가능하다. 3D단차 측정 장비, Mirror tip/tilt, 반도체 웨이퍼 및 마스크 얼라인 등 3축에서 6축까지 모든 영역에서 사용할 수 있다.

라이모션의 주요 제품

고정밀 피에조 모터 스테이지
GO-LLS4545

2nm 분해능과 스탠다드 기준 20~100mm의 스트로크 사양을 가지며 컴팩트한 사이즈, 우수한 강성이 특징. 또한 특정 사양을 위한 커스텀 시스템공급도 가능하다.(Z&Tip/Tilt or XYR System)

고정밀 에어베어링, 리니어 및 로테이션 스테이지

RT150S & LS200

최첨단 베어링, 고성능 다이렉트 드라이브, 고정밀 엔코더 및 고성능 서보 드라이버가 결합된 통합 모션 제어 기술을 통해 RT150S(Rotation Stage)는 20nm 이하의 Radial and Axial Error Motion, LS200(Linear Stage)은 500mm변위 기준 10nm의 정밀도를 구현한다.

HV & UHV 고진공 스테이지

XYZ_FlatRail eXtreme System

10-12mbar의 극한 환경에서도 사용 가능한 정밀 모션 시스템 설계 및 제어기술을 바탕으로 고정밀 엔코더를 통합해 반복정밀도 50nm 실현이 가능하며 고객 요청사양에 맞는 다양한 형태의 커스터마이징 솔루션을 제공한다.

헥사포드 시스템

PUNA, BORA

헥사포드는 6개의 자유도에 따라 샘플의 정밀 위치 제어가 가능한 메카트로닉스 시스템으로써, 임의의 중심점(피벗)을 지정할 수 있어 특정 형태의 샘플 궤적 추종이 가능하며 수 톤의 부하하중 및 수십 nm의 정밀도 사양 그리고 UHV, Water-resistance 와 같은 특수 환경 대응도 가능하다.