[发明专利]位移装置及其制造、使用和控制方法

说明书

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。

技术领域

本发明涉及位移装置。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装置。

背景技术

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；W.J.Kim及D.L.Trumper,High-precision magnetic levitation stage for photolithography.Precision Eng.222(1998),pp.66-77；D.L.Trumper等人的“Magnet arrays for synchronous machines”，IEEE Industry Applications Society Annual Meeting,vol.1,pp.9-18,1993；以及J.W.Jansen、C.M.M.van Lierop、E.A.Lomonova、A.J.A.Vandenput的“Magnetically Levitated Planar Actuator with Moving Magnets”，IEEE Tran.Ind.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是根据本发明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10A至图10D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11A至图11C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11D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11A至11C的场折叠原理的示意横截面图。