用以物体的支承、定位及/或移动的设备及用以物体的支承、定位及/或移动的设备的操作方法技术

说明了一种用以支承、定位及/或移动物体的设备。设备包括底座(30)及载体(50)，载体相对于底座(30)为可移动的。设备进一步包括至少三个磁性轴承，载体(50)藉由此至少三个磁性轴承以非接触方式支撑于底座(30)上，使得载体可相对于至少一预定方向(2)位移，其中此些磁性轴承(10)的至少二者被装配成主动可控制磁性轴承。此设备具有至少一阻尼单元(100)，固定于载体(50)或底座(30)。

Equipment for supporting, locating and/or moving objects and methods of operation of equipment for supporting, locating and/or moving objects

A device for supporting, locating and/or moving objects is described. The device comprises a base (30) and a carrier (50), and the carrier is movable relative to the base (30). The device further comprises at least three magnetic bearings by which at least three magnetic bearings are supported on the base (30) in a non-contact manner so that the carrier can be displaced relative to at least one predetermined direction (2), in which at least two of these magnetic bearings (10) are assembled into actively controllable magnetic bearings. The device has at least one damping unit (100) fixed to a carrier (50) or a base (30).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用以物体的支承、定位及/或移动的设备及用以物体的支承、定位及/或移动的设备的操作方法
本公开的数个实施例是有关于一种用以支承、定位及/或移动物体的设备，此物体特别是数个基板。更特别是，说明了一种装配以于真空腔室中非接触地支承、定位及/或移动物体的磁性悬浮系统。数个实施例更有关于一种用以支承、定位及/或移动物体的设备的底座。再者，说明了用以支承、定位及/或移动物体的设备的数个操作方法。
技术介绍
针对用以生产例如用于显示应用的半导体元件的基板处理来说，比较大面积的基板经历数种形式的表面处理工艺。举例来说，此些基板的表面经过机械或化学处理，以举例为形成涂层或表面结构于基板上。特别是在例如是溅射、物理气相沉积或化学气相沉积的表面处理工艺必须执行时，在洁净室条件下或甚至在真空中执行一些表面处理工艺。化学气相沉积也可能为等离子体辅助(plasma-supported)的化学气相沉积。既然有时必须形成微米或甚至纳米范围中的结构于基板上，于基板的平面中及正交于所述平面的此些基板的非常准确定位是有利的。有关于基板环境的粒子自由度的需求，让应用非接触固定基板及对应的支承、定位及/或位移驱动器为有利的。空气轴承只在某些条件中适用于高纯度制造环境，因为它们可能在基板附近导致不需要的气流。在基板附近导致不需要的气流可能有时会妨碍基板处理中的维护准确性。所谓的磁性晶片平台(magneticwaferstages)、或磁性支承或定位设备也存在而具有底座及支撑物体的载体。为了提供于底座上的载体的非接触固定，一般提供数个磁性轴承。此些磁性轴承各具有距离感测器及控制电路。此些磁性轴承以悬吊状态支承载体于距底座的一特定距离处。特别是在真空环境中而言，应用主动控制及电性可控制的磁性轴承被证实为极度复杂的。对于真空
中的应用来说，足以适用真空(vacuum-compatible)的材料，特别是金属被用作元件部件且用于壳体的元件。然而，此可能不利地影响个别磁性轴承的磁性操作。电磁致动器的电性控制可能致使金属元件中形成涡流(eddycurrents)，而可能妨碍一或多个磁性轴承的操作。在经由数个主动控制的磁性轴承来磁性及非接触固定载体于底座上的情况中，可能发生振动及共振现象。在利用数个主动控制的磁性轴承非接触固定载体的情况下，可模拟出载体及/或底座的振动。载体及/或底座的振动难以完全地藉由控制工程技术来克服。由于非接触固定载体于底座上之故，载体可能经历所谓的刚体振动。然而，由于磁性非接触支撑之故，载体可能亦激振成弹性共振，其中载体遭受某种弹性变形。为了取得载体于底座上的高准确定位，此些变形应亦列入考量。载体应不再视为刚体，但载体经历固有振动及振动相关的变形。此些可因利用磁性轴承来非接触固定载体产生。因此，本公开的目的是提供一种利用数个磁性轴承来用以支承、定位及/或移动物体的改善的设备。藉由此改善的设备，载体及/或底座的不可避免的振动可较佳地得以控制或可大量地消除。其他目的是利用简单、真空能使用(vacuum-capable)、强健及普遍可用的手段来减少载体于底座的振动及共振，或最小化在主动控制的磁性轴承上振动的效应。
技术实现思路
有鉴于上述，提出一种用以支承、定位及/或移动物体的设备。再者，提出一种用以支承、定位及/或移动物体的设备的底座。再者，提出一种用以支承、定位及/或移动的物体的设备的操作方法。具有优点的设计为从属权利要求的主题。根据本公开的一方面，提出一种用以支承、定位及/或移动物体的设备。设备具有底座及载体，载体相对于底座为可移动的。此设备还包括用以非接触地支承载体于底座的数个磁性轴承，此些磁性轴承的至少二者被装配成数个主动可控制磁性轴承。载体可非接触地支承于底座，例如于一传送方向中为可位移的。设备包括固定于载体或底座的至少一阻尼单元。于一些实施例中，阻尼单元为机械式阻尼单元。于一些实施例中，阻尼单元包括已调变或可调变的阻尼器，特别是质量阻尼器或振动阻尼器。于一些实施例中，阻尼单元包括被动阻尼单元、半主动阻尼单元、及/或主动阻尼单元、或其组合。于一些实施例中，至少一阻尼单元固定于载体。替代地或额外地，至少一阻尼单元固定于底座。于一些实施例中，载体可于基频激发而振动，且此至少一阻尼单元具有至少0.1的阻尼比D。根据本公开的其他方面，提出一种用以支承、定位及/或移动物体的设备。设备具有底座及载体，载体相对于底座为可移动的。此设备包括至少三个磁性轴承，载体藉由此至少三个磁性轴承非接触地支承于底座，使得载体可相对于至少一预定方向位移。此至少三个磁性轴承的至少二者被装配成数个主动可控制磁性轴承。经由此些磁性轴承非接触地固定于底座上的载体可至少于基频激发而振动。特别是如果浮动或非接触支撑载体于底座上而暴露于外部干扰时，振动激发可经由此至少三个磁性轴承的磁性支承件以强制方式产生。设备可设置有至少一机械式阻尼单元，此至少一机械式阻尼单元固定于载体或底座且具有至少0.1的阻尼比D。机械式阻尼单元可致使载体的振动针对特定目标(targeted)或宽频衰减。此处的目标可以是抑制载体基频的5倍到10倍之间的范围中的载体的振动激发。为了达成此目标，使用具有至少0.1的阻尼比的单独的机械式阻尼单元可为足够的。根据本公开的其他方面，提出一种设备的底座，设备用以支承、定位及/或移动物体。底座包括底座主体及数个主动可控制磁性轴承的至少二个电磁致动器。此些主动可控制磁性轴承的至少二个电磁致动器被配置于底座主体，用以非接触地支承载体于底座主体，使得载体于一传送方向中相对于底座主体为可位移的。再者，至少一阻尼单元固定于底座主体。底座主体可为静止底座主体，例如包括可固定于真空腔室的数个静止轨道。或者，底座主体可为可移动地固定在例如真空腔室中。举例来说，底座主体可为旋转模组的可旋转转子的一部份，或可为轨道切换装置的一部份。轨道切换装置的此部份可在一轨道切换方向中为可移动的。根据本公开的其他方面，提出一种旋转模组。旋转模组包括真空腔室；以及转子，转子可旋转地固定于真空腔室中。转子包括底座，底座包括底座主体及数个主动可控制磁性轴承的至少二个电磁致动器，此些主动可控制磁性轴承的至少二个电磁致动器被配置于底座主体，用以非接触地支承载体于底座主体。再者，至少一阻尼单元固定于底座主体。根据本公开的其他方面，提出一种设备的载体，设备用以支承、定位及/或移动物体。载体被装配以经由数个磁性轴承非接触地支承于底座及/或相对于底座为可移动的，其中磁性轴承的至少二者被装配成数个主动可控制磁性轴承。至少一阻尼单元固定于载体。根据本公开的一方面，提出一种设备的操作方法，设备用以支承、定位及/或移动物体。方法包括主动地控制至少二个磁性轴承，至少二个磁性轴承用以非接触地支承载体于底座；以及利用至少一阻尼单元抑制载体及底座的至少一者的数个振动，此至少一阻尼单元固定于载体或底座。本公开的其他方面、优点及特征透过说明及所附图式更为清楚。附图说明为了使本公开的上述特征可详细地了解，简要摘录于上的本公开的更特有说明可参照数个实施例。所附图式有关于本公开的数个实施例且说明于下方。典型实施例绘示于图式中且于下文中详细说明。此些绘示出图1绘示根据此处所述实施例的用以支承、定位及/或移动物体的设备的透视图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用以物体的支承、定位及/或移动的设备，具有底座(30)及载体(50)，所述载体相对于所述底座(30)为可移动的，至少三个磁性轴承，所述载体(50)藉由所述至少三个磁性轴承非接触地支承于所述底座(30)，使得所述载体可相对于至少一预定方向(2)位移，其中所述磁性轴承(10)的至少二者被装配成主动可控制磁性轴承，及其中所述载体(50)可至少于基频(f0)激发而振动，及至少一机械式阻尼单元，固定于所述载体(50)及具有至少0.1的阻尼比D。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.16 DE 102017002542.81.一种用以物体的支承、定位及/或移动的设备，具有底座(30)及载体(50)，所述载体相对于所述底座(30)为可移动的，至少三个磁性轴承，所述载体(50)藉由所述至少三个磁性轴承非接触地支承于所述底座(30)，使得所述载体可相对于至少一预定方向(2)位移，其中所述磁性轴承(10)的至少二者被装配成主动可控制磁性轴承，及其中所述载体(50)可至少于基频(f0)激发而振动，及至少一机械式阻尼单元，固定于所述载体(50)及具有至少0.1的阻尼比D。2.一种用以物体的支承、定位及/或移动的设备，具有底座(30)及载体(50)，所述载体相对于所述底座(30)为可移动的，磁性轴承(10)，用以非接触地支承所述载体(50)于所述底座(30)，使得所述载体可于一传送方向中位移，其中所述磁性轴承(10)的至少二者被装配成主动可控制磁性轴承，及至少一阻尼单元(100)，固定于所述载体(50)或所述底座(30)。3.如权利要求2所述的设备，其中所述阻尼单元(100)固定于所述底座(30)，特别是固定于与主动可控制磁性轴承相距50cm或更少的距离处。4.如权利要求1至3任一项所述的设备，其中所述阻尼单元(100)包括具有阻尼质量(112)的被动阻尼器(110)。5.如权利要求1至4任一项所述的设备，其中所述阻尼单元(100)被装配成吸振器(120)，特别是具有吸收自然频率(Tf0)，所述吸收自然频率介于所述载体(50)的基频(f0)的2倍及8倍之间。6.如权利要求1至5任一项所述的设备，其中所述阻尼单元(100)具有壳体(102)，阻尼质量(112)被配置于所述壳体的内部体积(104)中，特别是其中所述阻尼质量(112)相对于所述壳体(102)可移动地固定。7.如权利要求6所述的设备，其中所述阻尼质量(112)于所述壳体(102)上的固定具有至少一弹性可压缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·沃尔夫冈·埃曼，布里塔·斯巴赫，马丁·艾尼斯，蒂莫·艾德勒，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US