位移装置包括定子及可移动台。该定子包括多个线圈，该多个线圈被定形成在一个或多个层中提供多个大致线性伸长的线圈迹线。线圈层可在Z方向上重叠。该可移动台包括多个磁体阵列。各磁体阵列可包括在对应方向上大致线性伸长的多个磁化区段。各磁化区段具有与磁化区段在其中伸长的方向大致正交的磁化方向，且其磁化方向的至少两个彼此不同。可连接一个或多个放大器以选择性驱动线圈迹线中的电流且从而实现该定子与该可移动台之间的相对移动。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】位移装置包括定子及可移动台。该定子包括多个线圈，该多个线圈被定形成在一个或多个层中提供多个大致线性伸长的线圈迹线。线圈层可在Z方向上重叠。该可移动台包括多个磁体阵列。各磁体阵列可包括在对应方向上大致线性伸长的多个磁化区段。各磁化区段具有与磁化区段在其中伸长的方向大致正交的磁化方向，且其磁化方向的至少两个彼此不同。可连接一个或多个放大器以选择性驱动线圈迹线中的电流且从而实现该定子与该可移动台之间的相对移动。【专利说明】相关申请本申请主张2011年10月27日申请的美国申请第61/551953号和2012年8月30日申请的美国申请第61/694776号的优先权的权益。这两件优先权申请在此通过引用并入本文。
本专利技术涉及位移装置。特定非限制性实施例提供在半导体制造工业中使用的位移>J-U ρ?α装直。
技术介绍
运动台(XY台及旋转台)在各种制造、检查及组装制程中广为使用。当前使用的共同解决方案经由连接轴承通过将两个线性台(即，X台及Y台)叠加在一起而实现XY移动。更为希望的解决方案涉及具有能够作XY运动的单移动台，此消除附加轴承。也可能希望此移动台可提供至少一些Z运动。已尝试使用带电线圈与永磁体之间的相互作用来设计此类位移装置。此方 面的努力的实例包含以下:美国专利第6，003，230号；美国专利第6，097，114号；美国专利第6，208，045号;美国专利第6，441，514号；美国专利第6，847，134号；美国专利第6，987，335号；美国专利第7，436，135号；美国专利第7，948，122号；美国专利公开案第 2008/0203828 号；ff.J.Kim 及 D.L.Trumper, High-precision magneticlevitation stage for photolithography.Precision Eng.222(1998), pp.66-77 ；D.L.Trumper 等人的“Magnet arrays for synchronous machines，，，IEEE IndustryApplications Society Annual Meeting, vol.1, pp.9-18, 1993 ； 以及 J.ff.Jansen>C.Μ.M.van Lierop、E.A.Lomonova、A.J.A.Vandenput 的“Magnetically Levitated PlanarActuator with Moving Magnets”，IEEE Tran.1nd.App.，Vol44, No4, 2008。通常希望提供具有在现有技术中已知的特征上有所改进的特征的位移装置。相关技术的前述实例及与其相关的限制旨在说明性且非排外的。在阅读本说明书且研究附图之后，相关技术的其它限制对本领域的技术人员而言将变得显而易见。附图的简要说明参见附图对示例性实施例进行了说明。期望本文所揭示的实施例及附图被视为说明性的而非限制性的。图1A是根据本专利技术的特定实施例的位移装置的部分示意等距图。图1B是图1A位移装置沿线1B-1B的部分示意横截面图。图1C是图1A位移装置沿线1C-1C的部分示意横截面图。图1D示出根据特定实施例的图1A位移装置的Y磁体阵列的一个的附加细节。图1E示出根据特定实施例的图1A位移装置的X磁体阵列的一个的附加细节。图2是可用于图1位移装置中且可用于展示若干线圈参数的单层线圈迹线的示意性部分横截面图。图3A至图3F是具有可用于图1位移装置的不同布局的单层线圈迹线的示意性部分横截面图。图4A和图4B是具有可用于图1位移装置的不同布局的多层线圈迹线的示意性部分横截面图。图5是示出可用于图1位移装置的一组连接方案的单层线圈迹线的示意性部分图。图6A和图6B是可用于图1位移装置中且可用于展示若干磁体阵列参数的磁体阵列的布局的示意性部分横截面图。图7A至图7L示出适于与根据特定实施例的图1位移装置搭配使用的磁体阵列的附加细节。图8A至图8L示出适于与根据特定实施例的图1位移装置搭配使用的磁体阵列的附加细节。图9A和图9B是与图1位移装置搭配使用且展示其对应磁化区段的磁化方向的根据特定实施例的并联邻近的磁体阵列对的示意性横截面图。图1OA至图1OD是根据其它实施例的可用于图1位移装置的磁体阵列的布局的示意性横截面图。图1lA至图1lC是用于示出理论场折叠原理的磁体阵列及线圈迹线的示意性横截面图。图1lD是示出可在图1位移装置中使用的线圈迹线及单个磁体阵列的一层以及实际上可如何使用图1lA至IlC的场折叠原理的示意横截面图。图12是示出可用于描述电流换向判定的线圈迹线及单个Y磁体阵列的一层的示意横截面图。图13A和图13B示意性描绘可用于判定具有非磁性隔片的磁体阵列的适当电流的假定磁体阵列构造。图14A示意性描述适用于图1位移装置用于分开量测可移动台及定子相对于计量框架的位置的感测系统的一个实施例。图14B及图14C示意性描述用于量测图1位移装置的传感器系统的其它实施例。图15示出适于在控制图1位移装置中使用的控制系统的示意性框图。图16A至16D示意性描绘根据本专利技术的一实施例的用于在多个定子之间互换可移动台的方法。图17A示意性描绘根据本专利技术的另一个实施例的用于在多个定子之间互换可移动台的方法。图17B示意性描绘如何以一定子上的6个运动自由度控制两个可移动台。图18示意性绘示用于将多个可移动台移动通过多个不同台的装置。图19A是根据本专利技术的实施例的旋转位移装置的水平横截面图。图19B及图19C分别描绘图19A位移装置的可移动台(定子)的仰视横截面图及图19A位移装置的定子的俯视图。图19D是根据另一实施例的可与图19A位移装置一起使用的可移动台(定子)的仰视横截面图。图19E是根据另一实施例的可与图19A位移装置一起使用的定子的俯视图。图20A是图20C示意性描绘根据其它实施例的具有不同相对定向的线圈迹线及磁体阵列的位移装置。图21A至图21C示意性描绘在特定磁空间周期内具有不同数目的磁化方向的磁体阵列的横截面图。图22A示出根据另一实施例的可在图1位移装置中使用的线圈迹线布局。图22B描述可用于图1位移装置的Y定向的线圈迹线的一对邻近层。图23A至图23F示出若干Y定向的线圈迹线，其(虽然在Y方向上大致线性伸长)展现在其各自Y方向上的X方向上延伸的周期空间变动且可用于图1位移装置。图24A及图24B示出一对Y定向的线圈迹线，其具有可叠加以提供图24C的Y定向的线圈迹线的周期变动。图25A至图2?示出具有可用于图1位移装置的偏移或移位子阵列的磁体阵列的各个实施例。图26A、图26B及图26C示出若干Y磁体阵列，其展现在其各自Y方向上的X方向上延伸的周期空间变动且可用于图1位移装置。图27A及图27B分别描绘若干线圈迹线的俯视图及线圈迹线的横截面图，该线圈迹线包括根据特定实施例且可用于图1位移装置的多个子迹线。图28A及图28B示出根据另一实施例的可与图1位移装置一起使用的圆形横截面线圈迹线的各个图。图28C及图28D示出线圈迹线可如何包括具有圆形横截面的多个子迹线的实施例。说里在以下描述各处提出特定细节以为本领域的技术人本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种位移装置，其包括：定子，其包括定形成提供工作区域的多个伸长的线圈，该线圈的迹线大致被线性地定位在该工作区域内，所述多个伸长的线圈包括：第一多个线圈迹线，其分布在对应的第一定子Z位置处的第一层上，所述第一多个线圈迹线在所述第一层中在第一定子方向大致线性地伸长；和第二多个线圈迹线，其分布在对应的第二定子Z位置处的第二层上，所述第二多个线圈迹线在所述第二层中在第二定子方向大致线性地伸长，所述第二定子方向不平行于所述第一定子方向；所述第一层和所述第二层在所述工作区域中在定子Z方向彼此重叠，所述定子Z方向大致正交于所述第一定子方向和所述第二定子方向两者；和可移动台，其包括多个磁体阵列，所述多个磁体阵列包括：第一磁体阵列，其包括在第一台方向大致线性地伸长的多个第一磁化区段，每个第一磁化区段的磁化方向大致正交于所述第一台方向，并且所述第一磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；和第二磁体阵列，其包括在不平行于所述第一台方向的第二台方向大致线性地伸长的多个第二磁化区段，每个第二磁化区段的磁化方向大致正交于所述第二台方向，并且所述第二磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；和一个或多个放大器，其经连接以驱动所述第一多个线圈迹线和所述第二多个线圈迹线中的电流，从而实现所述定子和所述可移动台之间的相对移动。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：鹿笑冬，伊凡乌尔拉伯·乌斯曼，
申请(专利权)人：不列颠哥伦比亚大学，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA
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