本发明专利技术公开了一种特别是用于半导体工业的移动装置（７０１），该装置包括第一部分，该第一部分包括承载体（７１４），磁体系统（７１０）按照分别平行于Ｘ方向和Ｙ方向延伸的行和列的模式布置在承载体（７１４）上。每行和每列上的磁体按照海尔贝克阵列布置，即在每行和每列上的相继的磁体的磁性取向逆时针旋转９０°。第二部分包括具有两种类型电线圈的电线圈系统（７１２），一种类型电线圈与Ｘ方向成＋４５°的角，另一种类型电线圈与Ｘ方向成－４５°的角。第一部分（７１４，７１０）可相对于静止的第二部分（７１２）在厘米或更大的范围上运动。为了高精度地定位所述第一部分，设有干涉仪系统（７３１，７３０）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于例如半导体工业所用的平面电动机中的移动装置。
技术介绍
半导体工业所用的平面电动机需要具有高的加速度以实现高的生产 量。 一种获得高的加速度的方法是增大磁场。WO01/18944A1公开了一种定位装置，该定位装置包括第一部分，该 第一部分包括承载体，磁体系统按照分别平行于X方向和Y方向延伸的 行和列的模式布置在该承载体上。每行和每列上的磁体按照海尔贝克阵 列(Halbach array)布置，即在每行和每列上的相继的磁体的磁性取向 逆时针旋转90。。第二部分包括具有两种类型电线圈的电线圈系统， 一种 类型电线圈与X方向成+45。的角，另一种类型电线圈与X方向成-45°的 角，且该第二部分可相对于第一部分运动。磁体的构造使得产生非常强 的磁场。在此通过引用而包含要结合本专利技术理解的WO01/18944Al。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了易于操作而改进W001/18944A1中公开的移动装 置。因此，本专利技术提供了一种移动装置，其包括至少在x方向和相垂直的Y方向上可以相对彼此移动的第一部分和第二部分，第一部分包括沿基本 上平行于X方向和Y方向延伸的承载体，且磁体系统以平行于X方向延 伸的行、和平行于Y方向延伸的列的模式固定在承载体上，在行之间和 列之间具有相等的距离，第一类型磁体具有与承载体成直角且朝向第二 部分延伸的磁化方向，第二类型磁体具有与承载体成直角且远离第二部 分延伸的磁化方向，这两种类型磁体在每行和每列上交替布置，第三类 型磁体在每对毗邻的第一类型磁体和第二类型磁体之间布置在每列上， 所述第三类型磁体具有平行于Y方向且朝向第一类型磁体延伸的磁化方 向，而所述第二部分设有电线圈系统，该电线圈系统包括至少一个第一 类型电线圈和至少一个第二类型电线圈，第一类型电线圈具有位于磁体 系统的磁场内且与X方向成大致45。的角的导电体，第二类型电线圈具有 也位于磁体系统的磁场内且与X方向成大致45。的角的导电体，且该导电 体垂直于第一类型电线圈的导电体延伸，其中，在第一部分的磁体的每 行上，第三类型磁体也布置在每对毗邻的第一类型磁体和第二类型磁体 之间，所述第三类型磁体具有平行于X方向且朝向第一类型磁体延伸的 磁化方向，所述移动装置的特征在于，第二部分是静止的，第一分可 相对于第二部分在厘米或更大范围上运动；以及其还包括用于准确定位 可动的第一部分的干涉仪系统。使第一部分即磁体部分运动、而不使第二部分即线圈部分运动具有多 个优点。没有软管和电线必须连接到运动部分上，这是因为只有线圈必须被供应电流和冷却。线圈部分静止不动，更容易实现冷却。电线和软 管可以设置在与相互作用的磁场和电流区域分开的空间中，不会造成动 态干扰。这样提高了定位的固有准确度。磁体部分的运动不受任何诸如电缆和软管的限制，该移动装置对于准 无限范围的运动来说仍然可提供高准确度的定位，由于可动部分上没有 电缆，固有准确度通过用于精确位置测量的干涉仪系统得到提高。磁体 部分在长和短范围上运动的事实使得可以采用单平台构造，而不必采用 通常使用的具有长行程平台和短行程平台的较复杂的双平台构造。如本领域的普通技术人员所公知，干涉测量法通过分析两个光束的干 涉图可以测量低至纳米级的长度差。标准的干涉仪系统包括光源、用于 调节光束并产生不同路径的一个或多个光学元件例如镜子或棱镜、以及 用于测量干涉图的探测器。在非常灵敏的光刻工艺中，磁体部分运动并运载晶片是一个优点，这 是因为磁体不像线圈那样产生热量，因此不会导致晶片产生热应力。移动装置的进一步的改进在于，第一类型磁体和第二类型磁体具有带有侧面的相同正方形形状，第三类型磁体是带有侧面的矩形形状，其中第三类型磁体的最长侧面与第一类型磁体和第二类型磁体的侧面邻接、 且刚好与第一和第二类型磁体的侧面一样长。优选地，第三类型磁体的最短侧面的尺寸与最长侧面的尺寸的比值在0. 25至0. 50的范围内。己 经发现，这种磁体构造产生甚至更强的磁场。如果线圈位于有效磁场内的导电体的长度大约等于磁体的磁极距的 k倍，k为2， 4， 6，，则是更为有利的，其中磁体磁极距被定义为第一和第二类型磁体的中心点所在的两条相邻的对角线之间的距离。导电 体的纵向运动使得磁场的总和保持大致恒定，结果降低了磁场强度的波 动。在本专利技术的优选实施例中，第一部分包括高度约5mm或更小、优选约 3mm或更小的返回板。返回板位于磁体系统的正背面。它们由铁磁性材料 制成，且具有使磁通量返回磁体的功能。在第一和第二类型磁体之间使 用也称作海尔贝克磁体的第三类型磁体H的情况下，磁通量不会像没有 第三类型磁体那样延伸远至第一和第二类型磁体之外。这样就允许使用 比正常更薄的返回板，甚至可以根本没有返回板。这减轻了移动装置的 重量，增加了它的能量效率。在优选实施例中，线圈高度在约5mm至30mm之间，优选在约9mm至 23mm之间。这些实施例己经针对在晶片步进器中的使用进行了优化，提 供了高的力和高的陡度的组合，其中陡度是每单位功率损失的力的平方。已经证明，在线圈的中间放置霍尔传感器阵列是有利的。霍尔传感器 阵列非常便于测量磁通量。从这些测量值可以确定磁体部分相对于线圈 部分的位置。基于至少两个霍尔传感器阵列的信息，确定应当给该线圈 什么样大小的电流。通过将霍尔传感器阵列放置在线圈的中间，霍尔传 感器阵列被尽可能地靠近磁体放置而不额外需要空间，以便获得测量值 的最佳准确度。优选地，干涉仪系统的部件是在第一部分的垂直侧面上用于反射干涉 仪系统的光束的镜子和/或棱镜。是否选择镜子和/或棱镜以及它们的数 目取决于实际几何形状。在测量的数据或控制信号必须交换的情况下，例如涉及要被输送的物 品的保持装置或校准装置的数据，在磁体部分上设置用于无线通讯的装 置是有利的。优选的通讯装置例如是光学或电容性的。无线能量传递可 用于被输送物品的静电夹持。而且可以采用可再充电的电池。优选地，磁体部分包括拾取线圈。拾取线圈可用于拾取位于磁体部分 上或磁体部分内的电子元件的功率、或用于发送信号或拾取信号。在优选实施例中，该移动装置包括一个以上的第一部分，即要相对于 第二部分即线圈部分运动的磁体部分。如果多个物品必须同时连续传递 到几个位置，这种构造尤其有用。在本专利技术的另一方面，该移动装置用于具有六个自由度的平面电动机 中，例如在载物台中使用。下面提供本专利技术的详细描述。所述描述通过要参照附图阅读的非限制 性示例提供。附图说明图1是根据现有技术的包括磁体系统和电线圈系统的移动装置的图示平面图；图2是图1的详细的平面图；图3是图1所示的移动装置的剖视图；图4a、 4b是根据本专利技术的移动装置的示意图；图5是图4的移动装置的磁体部分的示意图；图6是根据现有技术的移动装置的剖视图7是根据本专利技术的移动装置的剖视图；图8是根据本专利技术的移动装置的更详细的剖视图；图9是处于第一位置的根据本专利技术的移动装置的另一实施例的示意 性顶视图；图10是处于第二位置的图9的移动装置的示意性顶视图；图11示出了根据本专利技术的移动装置的磁体部分的特殊特征；图12是每单位功率的加速度与返回板高度之间关系的曲线图；以及图13是力和陡度与线圈高度之间关系的曲线图。具体实施方式图1图示地示出了如WO01/18本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种移动装置，包括至少在Ｘ方向和相垂直的Ｙ方向上可以相对彼此移动的第一部分（１）和第二部分（２），所述第一部分包括沿基本上平行于Ｘ方向和Ｙ方向延伸的承载体（５），且磁体系统（３）以平行于Ｘ方向延伸的行（７）、和平行于Ｙ方向延伸的列（８）的模式固定在所述承载体上，在所述行之间和在所述列之间具有相等的距离，第一类型磁体（Ｎ）具有与承载体（５）成直角且朝向所述第二部分（２）延伸的磁化方向，第二类型磁体（Ｚ）具有与承载体（５）成直角且远离所述第二部分（２）延伸的磁化方向，这两种类型磁体在每行（７）和每列（８）上交替布置，第三类型磁体（Ｈ）在每对毗邻的第一类型磁体（Ｎ）和第二类型磁体（Ｚ）之间布置在每列（８）上，所述第三类型磁体具有平行于Ｙ方向且朝向第一类型磁体（Ｎ）延伸的磁化方向，而所述第二部分（２）设有电线圈系统（４），所述电线圈系统包括至少一个第一类型电线圈（Ｃ↓［１］）和至少一个第二类型电线圈（Ｃ↓［２］），所述第一类型电线圈具有位于所述磁体系统的磁场内且与Ｘ方向成大致４５°的角的导电体（９），所述第二类型电线圈具有也位于所述磁体系统的磁场内且与Ｘ方向成大致４５°的角的导电体（１０），且所述导电体垂直于第一类型电线圈（Ｃ↓［１］）的导电体（９）延伸，其中，在第一部分（１）的磁体的每行（７）上，第三类型磁体（Ｈ）也布置在每对毗邻的第一类型磁体（Ｎ）和第二类型磁体（Ｚ）之间，所述第三类型磁体具有平行于Ｘ方向且朝向第一类型磁体延伸的磁化方向，其特征在于：第二部分（２）是静止的，第一部分（１）可相对于第二部分（２）在厘米或更大范围上运动；其还包括用于准确定位可动的第一部分（１）的干涉仪系统（７３０，７３１，８３ ２，８３３）。...
【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：JC康普特，PCM弗里森，J范埃杰克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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