專利名稱：整體平臺定位系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本揭示是有關(guān)于一種運(yùn)用一整體平臺的定位系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
定位系統(tǒng)可運(yùn)用在各種情境中藉以相對于一工具來定位一工件。例如，在一激光處理系統(tǒng)中，一工件通常是經(jīng)載荷于一桌臺上且經(jīng)定位，然后再將一激光束移至該工件上。 傳統(tǒng)的定位系統(tǒng)是利用X-Y平移桌臺，而該等可包含堆棧式及分割式設(shè)計(jì)。在一堆棧式平臺定位系統(tǒng)中，是由下方平臺支撐上方平臺的慣性質(zhì)量，而此上方平臺支撐一工件。此等系統(tǒng)通常是相對于一激光束來移動該工件。該等上方平臺及下方平臺可提供按正交維度的移動控制。在一堆棧式平臺設(shè)計(jì)的實(shí)作里，X軸移動平臺載荷Y軸移動平臺。在此一組態(tài)中，該X軸移動平臺通常具有較少的加速度及帶寬，原因是此者載荷該Y軸移動平臺的質(zhì)量。該Y軸移動平臺一般說來較輕，并且能夠傳遞較高的加速度及帶寬。堆棧式平臺定位系統(tǒng)通常是能夠解決由該平臺的一局部相對于其它局部的移動所造成的移動動力。然當(dāng)該Y平臺相對于該X平臺移動時，這些移動動力就可能會造成因該X平臺的移動重心所引起的非線性效應(yīng)。而在分割式軸線定位系統(tǒng)里，該上方平臺并不是由該下方平臺所載荷，并且為獨(dú)立于其而移動。工件通常是載荷于該下方平臺上，而一像是固定反射鏡及聚焦透鏡的工具則是載荷于該上方平臺上。分割式軸線設(shè)計(jì)是沿位于分開且平行的平面內(nèi)的兩條垂直軸線而解離所驅(qū)動的平臺移動。分割式平臺設(shè)計(jì)具有一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，即兩條軸線之間的動力循環(huán)會穿過該力框，此框通常為一沉重的花崗石塊；不過，這種分割式平臺可能會在該上方平臺與該下方平臺之間出現(xiàn)可重復(fù)性的問題。堆棧式或分割式平臺設(shè)計(jì)兩者皆展現(xiàn)出承載容忍堆積情況(亦即各個承載皆對一制程引起某部份的不確定性)，這會對該定位系統(tǒng)的精準(zhǔn)度造成限制。

發(fā)明內(nèi)容
一種根據(jù)一具體實(shí)施例而用于定位一工件的系統(tǒng)，此者是利用一經(jīng)組態(tài)設(shè)定以支撐該工件的整體平臺。該整體平臺包含多個線性施力器。一鐵磁基底是經(jīng)設(shè)置于該整體平臺的下方處。在該平臺與該鐵磁基底之間建立有一空氣承載。該空氣承載可對于該整體平臺提供一漂浮力。一磁性軌道是經(jīng)連接于該基底平板，并且建立一磁場。該等線性施力器各者可運(yùn)作以將一電流載荷通過由該磁性軌道所建立的磁場。該等電流可產(chǎn)生力，藉以在三個自由度上對該整體平臺提供平面移動。一線圈繞線是經(jīng)接附于該整體平臺，并且利用與該鐵磁基底平板的磁性吸引力以在至少一其它自由度上提供移動。一種根據(jù)另一具體實(shí)施例而用于定位一工件的方法，此方法是利用載荷一工件的整體平臺。該方法包含藉由施力而強(qiáng)迫受壓氣體離出該整體平臺的一氣孔以在一鐵磁基底與該整體平臺之間產(chǎn)生一空氣承載。該空氣承載對該整體平臺提供一漂浮力。該方法亦包含利用一磁性軌道以產(chǎn)生一磁場。當(dāng)出現(xiàn)磁場時，電流經(jīng)選擇性地驅(qū)動通過多個經(jīng)接附于該整體平臺的線性施力器，使得電流能夠選擇性地產(chǎn)生力，以對所驅(qū)動的線性施力器提供平面移動。電流亦經(jīng)選擇性地驅(qū)動通過至少一經(jīng)接附于該整體平臺的線圈繞線，藉以利用與該鐵磁基底的磁性吸引力而在至少一其它自由度上提供移動。 自后載的較佳具體實(shí)施例詳細(xì)說明，并連同參照于隨附圖式，將能顯易了解額外的特性和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是—4艮據(jù)一 具體實(shí)施例的整體定位系統(tǒng)的俯視圖。
圖2是—4艮據(jù)一 具體實(shí)施例的磁性軌道的立體圖。
圖3是—4艮據(jù)一 具體實(shí)施例的整體平臺的側(cè)視圖。
圖4是—,根據(jù)丨一具體實(shí)施例的整體平臺底部所見的立視圖。
圖5A是--根據(jù)--具體實(shí)施例而在一最大飛行高度處的整體平臺的側(cè)視圖
圖5B是--根據(jù)--具體實(shí)施例而在一中間飛行高度處的整體平臺的側(cè)視圖
圖5C是--根據(jù)--具體實(shí)施例而在一最小飛行高度處的整體平臺的側(cè)視圖
圖5D是--根據(jù)--具體實(shí)施例而繞于Y軸順時針旋轉(zhuǎn)的整體平臺的側(cè)視圖
圖5E是--根據(jù)--具體實(shí)施例而繞于Y軸逆時針旋轉(zhuǎn)的整體平臺的側(cè)視圖
具體實(shí)施例方式在后文說明里，提供許多特定細(xì)節(jié)以利通徹地了解本揭具體實(shí)施例。然熟悉本項(xiàng)技藝之人士將能認(rèn)知到確可實(shí)作該等具體實(shí)施例而實(shí)無須一或更多該等特定細(xì)節(jié)，或另為具備其它方法、組件或材料。此外，在一些情況下，并未對眾知結(jié)構(gòu)、材料或操作予以詳細(xì)說明或描述以避免模糊該等具體實(shí)施例的特點(diǎn)。同時，在一或更多具體實(shí)施例里，所述特性、 結(jié)構(gòu)或特征可為按任何適當(dāng)方式合并。本文揭示一整體平臺定位系統(tǒng)的具體實(shí)施例，其中含有線性馬達(dá)以供在X軸及Y 軸方向上的移動，以及經(jīng)磁性漂浮的空氣承載，此等空氣承載具有多條經(jīng)連接于該整體平臺而與一鐵磁基底進(jìn)行互動的線圈繞線。一如本揭所示的整體平臺定位系統(tǒng)具有佳于堆棧式平臺定位系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，原因在于缺少在所耦接軸線之間的機(jī)械兼容性問題；同時亦佳于分割式平臺定位系統(tǒng)，理由是可消除跨軸承載動力的負(fù)面效應(yīng)。一如本揭所述的整體平臺定位系統(tǒng)可進(jìn)一步降低多個移動質(zhì)塊的協(xié)調(diào)移動控制的復(fù)雜度及相關(guān)成本。一如本揭所述的整體平臺讓驅(qū)動力能夠相對于該整體平臺的質(zhì)量中心形成對稱。故而能夠減少或消除非所欲見的角移動。整體平臺定位系統(tǒng)適合于半導(dǎo)體制程中的多項(xiàng)應(yīng)用，包含切晶、元件裁修、熔融、 劃刻、內(nèi)存修復(fù)、單切、印記、印刷線路板(PWB)的導(dǎo)通孔鉆鑿、路線處理、檢核及量測。此一設(shè)計(jì)所提供的優(yōu)點(diǎn)亦為有利于全體類型的機(jī)械加工工具。該整體平臺是由一或更多空氣承載所漂浮，并且可藉由協(xié)調(diào)多個線性馬達(dá)的力度以在X軸及Y軸方向上進(jìn)行平移。在一具體實(shí)施例里，兩個相反的線性馬達(dá)在X軸方向上提供移動力，同時兩個相反的線性馬達(dá)在Y軸方向上提供移動力。各個線性馬達(dá)包含一線性施力器及一磁性軌道。電流通過該線性施力器并且與由該磁性軌道所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行互動以產(chǎn)生線性移動力?？稍诓煌较蛏向?qū)動相反的線性馬達(dá)組對以產(chǎn)生繞于Z軸的轉(zhuǎn)動。從而，該等多個線性馬達(dá)可讓該整體平臺能夠在三個自由度上移動。一或更多條線圈繞線可接附于該整體平臺，并且可選擇性地啟動以對于該鐵磁基底產(chǎn)生一吸引力。該等多條線圈繞線可用以按磁性方式預(yù)載該空氣承載。該等多條線圈繞線可由一共同模式電流所啟動，藉以在Z軸方向上平移該整體平臺。對該等多條線圈繞線的差異性控制可讓該整體平臺能夠繞于X軸及繞于Y軸轉(zhuǎn)動。因此，該等多條經(jīng)接附于該整體平臺的線圈繞線可讓該整體平臺能夠以三個額外的自由度進(jìn)行移動。運(yùn)用該等多個線性馬達(dá)，且并同于該等多條經(jīng)接附于該整體平臺的線圈繞線，能夠按六個自由度來控制該整體平臺的移動，而無須以機(jī)械方式接觸于一支撐力框。該整體平臺主要是能夠在X軸方向上及Y軸方向上移動。在其余四個自由度上的移動范圍(亦即 Z軸平移，以及繞于X軸、Y軸及Z軸各者的轉(zhuǎn)動)相對于X軸及Y軸方向上的移動范圍而言為較小。一具備六個自由度的整體平臺可以不需要次級(微調(diào))定位系統(tǒng)。圖1說明一定位系統(tǒng)100的具體實(shí)施例，其中包含一整體平臺101及一磁性軌道 102。一卡盤115經(jīng)接附于該整體平臺101并且可支撐一工件(未予圖示)。一托架(圖3 中顯示為參考編號308)可位于該卡盤115的下方處。該托架308連接該卡盤115、用以產(chǎn)生一空氣承載(圖3中經(jīng)顯示為參考編號301)的結(jié)構(gòu)(未予圖標(biāo))、多條線圈繞線(圖4 中經(jīng)顯示為參考編號303、304、305、306)以及多個線性施力器107、108、109、110。該整體平臺101包含該托架308 (如圖3所示)、該卡盤115、該等多條線圈繞線303、304、305、306 (如圖4所示)以及該等線性施力器107、108、109、110。該磁性軌道102定義一工作區(qū)域，而可于此區(qū)域內(nèi)對該卡盤115加以定位。該定位系統(tǒng)100的所述具體實(shí)施例中包含四個線性馬達(dá)。各個線性馬達(dá)含有一線性施力器及一磁性軌道區(qū)段。一第一線性馬達(dá)含有該線性施力器107以及該磁性軌道102 的一區(qū)段102-1。一第二線性馬達(dá)含有該線性施力器108以及該磁性軌道102的其一區(qū)段 102-2。一第三線性馬達(dá)含有該線性施力器109以及該磁性軌道102的其一區(qū)段102-3。一第四線性馬達(dá)含有該線性施力器110以及該磁性軌道102的其一區(qū)段102-4。一鐵磁基底平板116經(jīng)設(shè)置于該整體平臺101的下方處。該鐵磁基底可包含任何能夠被一磁鐵所吸引的材料，包含鐵、鎳、鈷以及其它的已知磁性材料。即如后文所述，該鐵磁基底平板116，并連同經(jīng)接附于該整體平臺101的多條線圈繞線303、304、305、306 (如圖4所示)，可供控制Z 軸平移以及繞于X軸和Y軸的轉(zhuǎn)動。圖2是磁性軌道102的立體圖。該磁性軌道的各個區(qū)段102-1、102-2、102-3、102-4 皆包含一上方及一下方區(qū)段。利用該磁性軌道102的區(qū)段102-3為例，一上方區(qū)段102-3a 包含一多個磁鐵的線性陣列，該等磁鐵是沿其長度所排置。同樣地，一下方區(qū)段102- 包含一多個磁鐵的線性陣列，該等磁鐵是沿其長度所排置。即如圖示，該等沿軌道長度所排置的磁鐵的極性可為交替。該上方區(qū)段102-3a與該下方區(qū)段102- 之間存在有一間隙201。 一線性施力器(未予圖示)可延伸穿過該間隙201。該鐵磁基底116是經(jīng)設(shè)置于該磁性軌道102的下方處。多個支撐元件202、203、204、205可供支撐該磁性軌道的各個區(qū)段102-1、 102-2、102-3、102-4。圖2中顯示一大致為方形的磁性軌道102 ；然而，在替代性具體實(shí)施例里亦可運(yùn)用其它的幾何形狀。現(xiàn)回到圖1，流經(jīng)該等線性施力器107、108、109、110的電流與該磁性軌道102的個
別局部的磁場產(chǎn)生互動，藉此提供移動力以將該整體平臺101定位于一所欲位置處。線性施力器107及109在X軸方向上提供移動力，而線性施力器108及110則在Y軸方向上提供移動力。即如圖1所示，該等線性施力器107、108、109、110可經(jīng)由一位在一上方區(qū)段與一下方區(qū)段之間的間隙而延伸越過該磁性軌道102。據(jù)此，該卡盤115可在一由該磁性軌道 102所定義的工作區(qū)域之內(nèi)移動。該等線性施力器107、108、109、110可包含三相線圈繞線。三相線性馬達(dá)具有按如位置的函數(shù)的固定加速度，因?yàn)樽愿鱾€相位所貢獻(xiàn)的力度向量可合并以提供平順的力度和有效率的移動。所希望的可以是三相線圈繞線，以藉以減少或消除可能會造成定位系統(tǒng)效能劣化的齒動或力度起伏問題?？捎蓪ΨQ而相反的線性施力器而藉由共同模式電流來達(dá)到X軸方向及Y軸方向上的平移。例如，經(jīng)過該等線性施力器107及109的共同模式電流可獲致在X軸方向上的移動。而經(jīng)過該等線性施力器108及110的共同模式電流則可產(chǎn)生在Y軸方向上的移動。該等線性馬達(dá)亦可提供繞于Z軸的小角度轉(zhuǎn)動(偏動)。在一具體實(shí)施例里，繞于Z軸的轉(zhuǎn)動可為小于約五度。該轉(zhuǎn)動范圍可為有限，因?yàn)樵摰染€性馬達(dá)的效率性會按如該轉(zhuǎn)動角的余弦函數(shù)而減少。繞于Z軸的轉(zhuǎn)動可為藉由通過該等對稱且相反的線性施力器的差異性電流所控制。例如，通過該等線性施力器107及109的差異性電流可獲以相對于 Z軸而順時針或逆時針地轉(zhuǎn)動該整體平臺101。轉(zhuǎn)動的方向可為藉由切換流過該等線性施力器107及109的電流的極性所逆反。同樣地，亦可利用該等線性施力器108及110以產(chǎn)生繞于Z軸的轉(zhuǎn)動。即如圖1所示，該等線性施力器107、108、109、110是對稱于該整體平臺101所設(shè)置。此對稱設(shè)計(jì)可讓該整體平臺101能夠由對稱于該質(zhì)量中心的力所驅(qū)動。驅(qū)動該整體平臺101的對稱力為有利，原因是可減少或消除該整體平臺101中非所樂見的角移動。在一些具體實(shí)施例里，用以啟動各個線性施力器107、108、109、110內(nèi)的線圈繞線的控制邏輯(未予圖標(biāo))包含在各個維度里的編碼器或干涉儀。三個編碼器、三個干涉儀或是其等的一些組合，可決定該整體平臺101沿X軸及Y軸上的位置以及繞于Z軸的轉(zhuǎn)動。 來自這三個干涉儀及/或編碼器的位置信息可運(yùn)用于一閉路控制系統(tǒng)，藉以控制X軸和Y 軸的平移以及繞于Z軸的轉(zhuǎn)動。可運(yùn)用三個電容傳感器來測量該托架的底部與該鐵磁平板 116之間的距離。來自該等傳感器的信息可運(yùn)用于一閉路控制系統(tǒng)，藉以控制該整體平臺 101在Z軸方向上的平移以及該整體平臺101繞于X軸及Y軸的轉(zhuǎn)動。在此考慮到可將反應(yīng)馬達(dá)及質(zhì)塊并入于該系統(tǒng)內(nèi)。該等反應(yīng)馬達(dá)及質(zhì)塊可施力于該定位系統(tǒng)100的一靜止局部，該等施力朝向于與由該整體平臺101移動所產(chǎn)生的力度的相反方向，使得該整體平臺 101的移動不致于產(chǎn)生出凈移動。該等線性施力器107、108、109、110各者內(nèi)的繞線經(jīng)由適當(dāng)?shù)乜紤]到該等繞線與由該磁性軌道102所建立的磁場間的關(guān)系所纏繞，藉以在移動方向上能夠有效率地相通， 而同時也提供橫向方向上的移動。即如圖示，在一給定時間處，只有該等線性施力器107、 108、109、110的其一局部是位于由該磁性軌道所產(chǎn)生的磁場內(nèi)。從而，電流可流經(jīng)位于該等線性施力器107、108、109、110內(nèi)并不會產(chǎn)生移動力的繞線局部。該系統(tǒng)中所需增加的繞線長度可能會造成電阻的增高；不過，該整體平臺101在X軸及Y軸兩者方向上可具有廣大范圍的移動。圖3為一該整體平臺101的側(cè)視圖。即如圖1及3所示，該整體平臺101的組態(tài)使得該等線性施力器107、108、109、110能夠在由該磁性軌道102所定義的工作區(qū)域里的任何位置處皆得以保持位于其個別磁性軌道102節(jié)段之內(nèi)。該卡盤115位于該托架308的頂上并且可載荷一工件(未予圖示)。該線性施力器110是經(jīng)連接于該托架308并且被設(shè)置在該磁性軌道區(qū)段102-4的一上方區(qū)段102- 與一下方區(qū)段102-4b之間。同樣地，該線性施力器108是經(jīng)連接于該托架308的相反側(cè)，并且被設(shè)置在該磁性軌道區(qū)段102-2的一上方區(qū)段102- 與一下方區(qū)段102- 之間。操作上，一空氣承載301是經(jīng)設(shè)置在該整體平臺101與該鐵磁基底116之間。該空氣承載301是藉由受壓而離出一位于該托架308 底側(cè)上的氣孔302的加壓空氣所產(chǎn)生。該氣孔302可為一多孔面或其它的適當(dāng)結(jié)構(gòu)。所逸出的受壓氣體朝上施力于該整體平臺101上而使得該整體平臺101漂浮。線圈繞線304及 306 (連同于線圈繞線303及305，即如圖4所示)是經(jīng)接附于該托架308，并且可為選擇性地啟動以對于該鐵磁基底116施予吸引電磁力。該等線圈繞線303、304、305、306可磁性地預(yù)載該空氣承載301，藉以提高該空氣承載301的堅(jiān)韌性，同時控制Z軸平移并連同繞于X 軸及Y軸的轉(zhuǎn)動。圖4顯示一自該整體平臺101底部所見的立視圖。該等線圈繞線303、304、305、 306經(jīng)連接于該托架308，并且可供該整體平臺101在Z軸方向上平移以及該整體平臺101 繞于X軸(滾卷)且繞于Y軸(傾斜)的轉(zhuǎn)動。從而，運(yùn)用該整體平臺101的線性馬達(dá)及線圈繞線303、304、305、306，該整體平臺101可經(jīng)由適當(dāng)?shù)仉娭聞釉摰染€性馬達(dá)及線圈繞線303、304、305、306而在所有三個平移及所有三個轉(zhuǎn)動上獲得控制。可將相較于圖4所示的繞線數(shù)目而為更多或更少的線圈繞線接附于該托架308。例如，若一單一線圈繞線是經(jīng)接附于該整體平臺，則該單一線圈繞線可提供在至少一個其它自由度上的移動。在替代性具體實(shí)施例里，該等線圈繞線303、304、305、306可在不同于該等如圖4所示的位置的其它位置處連接至該整體平臺101。例如在一具體實(shí)施例里，可于各個線性施力器107、108、109、 110的外部邊緣處將一線圈繞線接附于該整體平臺101。圖5A、5B、5C、5D及5E說明可利用該等線圈繞線304、306予以控制的移動動力。未
經(jīng)磁性預(yù)載的空氣承載通常為一特定的飛行高度及相對應(yīng)的壓力所設(shè)計(jì)。改變該空氣承載 301的壓力可對于Z軸平移提供一些控制；然而，能夠藉由改變該空氣承載的壓力所達(dá)到的移動范圍有限，同時可能會將非線性引入至該系統(tǒng)內(nèi)。此外，增加該空氣承載的壓力會提高該空氣承載的堅(jiān)韌性。經(jīng)磁性預(yù)載的空氣承載可對飛行高度提供較高的控制度而同時消減掉這些問題。在Z軸方向上的平移可為藉由經(jīng)過該等線圈繞線304、306的共同電流所控制。圖 5A顯示一狀況，其中該等線圈繞線304、306并未啟動，且因而未被磁性吸引至該鐵磁基底 116。自該氣孔302所逸出的受壓氣體的朝上力度以及該整體平臺101的重量是位于一平衡位置處。當(dāng)該等線圈繞線304、306并未施加吸引力時，該整體平臺101的飛行高度501 會位于其最大值。該等線圈繞線304、306的磁性耦接可藉由對該鐵磁基底116施加吸引磁力來改變平衡位置。圖5B說明一狀況，其中該等線圈繞線304、306是藉一低于一最大電流的共同電流所啟動。相較于圖5A中的飛行高度501，該等線圈繞線304、306及該鐵磁基底116之間的磁性吸引力可降低該飛行高度501。圖5C說明該等線圈繞線是藉一最大電流量所啟動，并因而該飛行高度501會在一最小值處。利用商業(yè)可購獲的空氣承載所進(jìn)行的飛行高度501的適當(dāng)調(diào)整范圍可位于數(shù)微米與數(shù)十微米之間。在一具體實(shí)施例里，該高度可調(diào)整約40微米。圖5A、5B及5C并未依比例所繪制，而且該飛行高度501的變化是經(jīng)夸大以利說明。圖5D及5E說明繞于X軸及Y軸的轉(zhuǎn)動可為藉由該等線圈繞線304、306的差異性電流所控制。在圖5D里，該整體平臺101繞于Y軸而順時針方向轉(zhuǎn)動。此順時針方向的轉(zhuǎn)動可為藉由令一比起流經(jīng)該線圈繞線306的電流而為較大的電流流經(jīng)該線圈繞線304所達(dá)到。從而，該線圈繞線304可施加相較于由該線圈繞線306所施加者為更強(qiáng)的吸引力。在圖5E中，該整體平臺101繞于Y軸逆時針方向轉(zhuǎn)動。此逆時針方向轉(zhuǎn)動可為藉由令一比起流經(jīng)該線圈繞線304的電流而為較大的電流流經(jīng)該線圈繞線306所達(dá)到。雖未予說明，然熟諳本項(xiàng)技藝的人士將能了解繞于X軸的轉(zhuǎn)動能藉由以類似方式驅(qū)動差異性電流流經(jīng)該等線圈繞線303及305(即如圖4所示)所達(dá)到。圖5D及5E并未依比例所繪制，而且該轉(zhuǎn)動系經(jīng)夸大以利說明。亦應(yīng)注意該等線性馬達(dá)在圖5A、5B、5C、5D及5E中經(jīng)略除，藉此便于更清晰地說明可利用該等線圈繞線304、306予以控制的移動動力。熟諳本項(xiàng)技藝的人士將能了解可對前揭具體實(shí)施例的細(xì)節(jié)進(jìn)行許多變化而不致悖離本發(fā)明的基本原理。因此，本發(fā)明范疇僅應(yīng)由后載的申請專利范圍所決定。
權(quán)利要求
1.一種用于定位一工件的系統(tǒng)，其中包含一整體平臺，此者是經(jīng)組態(tài)設(shè)定以支撐該工件，該整體平臺包含多個線性施力器；一鐵磁基底，此者是經(jīng)設(shè)置于該整體平臺的下方處；一空氣承載，此者是位于該平臺與該鐵磁基底之間，該空氣承載對于該整體平臺提供一漂浮力；一磁性軌道，此者是經(jīng)耦接于該基底平板，并且該磁性軌道建立一磁場，該等線性施力器各者可運(yùn)作以將一電流載荷通過由該磁性軌道所建立的磁場，該等電流可產(chǎn)生力以在三個自由度上對該整體平臺提供平面移動；以及至少一線圈繞線，此等是經(jīng)接附于該整體平臺，并且該等至少一線圈繞線利用與該鐵磁基底平板的磁性吸引力以在至少一其它自由度上提供移動。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該等線性施力器的至少一者延伸越過該磁性軌道， 并且其中該整體平臺經(jīng)組態(tài)設(shè)定以在一由該磁性軌道所定義的工作區(qū)域內(nèi)移動該工件。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該等線性施力器提供在一X軸方向上的移動、在一 Y 軸方向上的移動以及繞于一 Z軸的轉(zhuǎn)動。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該磁性軌道包含多個個別磁鐵，并且其中該等多個磁鐵是經(jīng)排置而使得鄰近磁鐵的極性交替。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該等線性施力器對于該整體平臺呈對稱地排置。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該等至少一線圈繞線包含四條線圈繞線，該等四條線圈繞線可運(yùn)作以利用與該鐵磁基底平板的磁性吸引力來提供在一Z軸方向上的平移、繞于一 X軸的轉(zhuǎn)動及繞于一 Y軸的轉(zhuǎn)動。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中該等四條線圈繞線對于該整體平臺呈對稱地排置。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中該等多個線性施力器以及該等四條線圈繞線可供在六個自由度上定位該整體平臺。
9.一種用于定位一工件的方法，該方法包含提供一整體平臺以載荷一工件；藉由強(qiáng)迫受壓氣體離出該整體平臺的一氣孔以在一鐵磁基底與該整體平臺之間產(chǎn)生一空氣承載，該空氣承載對該整體平臺提供一漂浮力；利用一磁性軌道以產(chǎn)生一磁場；當(dāng)出現(xiàn)磁場時，選擇性地驅(qū)動一電流通過多個經(jīng)接附于該整體平臺的線性施力器，使得電流選擇性地產(chǎn)生力，以對所驅(qū)動的線性施力器提供平面移動；以及選擇性地驅(qū)動一電流通過至少一經(jīng)接附于該整體平臺的線圈繞線，藉以利用與該鐵磁基底的磁性吸引力而在至少一其它自由度上提供移動。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中該等線性施力器的至少一者延伸越過該磁性軌道， 并且其中該整體平臺是經(jīng)組態(tài)設(shè)定以在一由該磁性軌道所定義的工作區(qū)域內(nèi)移動該工件。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中選擇性地驅(qū)動一電流通過多個線性施力器則產(chǎn)生在一 X軸方向上的移動、在一 Y軸方向上的移動以及繞于一 Z軸的轉(zhuǎn)動。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中該等線性施力器對于該整體平臺呈對稱地排置。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中該等至少一線圈繞線包含四條線圈繞線，并且其中該方法進(jìn)一步包含選擇性地驅(qū)動一電流通過該等四條線圈繞線，以利用與該鐵磁基底平板的磁性吸引力來產(chǎn)生在一 Z軸方向上的平移、繞于一 X軸的轉(zhuǎn)動及繞于一 Y軸的轉(zhuǎn)動。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該等四條線圈繞線是對于該整體平臺呈對稱地排置。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該等多個線性施力器以及該等四條線圈繞線可提供在六個自由度上的移動。
16.一種用于定位一工件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含 一裝置，此者是用以在一整體平臺上載荷一工件；一裝置，此者是用以藉由強(qiáng)迫受壓氣體離出該整體平臺的一氣孔以在一鐵磁基底與該整體平臺之間產(chǎn)生一空氣承載，該空氣承載對該整體平臺提供一漂浮力； 一裝置，此者是用以利用一磁性軌道以產(chǎn)生一磁場；一裝置，此者是用以在當(dāng)出現(xiàn)磁場時選擇性地驅(qū)動一電流通過多個經(jīng)接附于該整體平臺的線性施力器，使得電流選擇性地產(chǎn)生力，以對所驅(qū)動的線性施力器提供平面移動；以及一裝置，此者是用以選擇性地驅(qū)動一電流通過至少一經(jīng)接附于該整體平臺的線圈繞線，藉以利用與該鐵磁基底的磁性吸引力而在至少一其它自由度上提供移動。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中該等線性施力器的至少一者延伸越過該磁性軌道，并且其中該整體平臺可在一由該磁性軌道所定義的工作區(qū)域內(nèi)移動。
18.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中該等線性施力器是對于該整體平臺呈對稱地排置。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中該等至少一線圈繞線包含四條線圈繞線，并且其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包含選擇性地驅(qū)動一電流通過該等四條線圈繞線，以利用與該鐵磁基底平板的磁性吸引力來產(chǎn)生在一 Z軸方向上的平移、繞于一 X軸的轉(zhuǎn)動及繞于一 Y軸的轉(zhuǎn)動。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中該等四條線圈繞線對于該整體平臺呈對稱地排置。
全文摘要
一種經(jīng)磁性漂浮的整體平臺定位系統(tǒng)，其中含有多個線性三相馬達(dá)以及經(jīng)連接于該整體平臺而與一鐵磁基底進(jìn)行互動的線圈繞線。該等線性三相馬達(dá)可經(jīng)啟動以提供在一X軸方向上的移動、在一Y軸方向上的移動以及繞于一Z軸上的轉(zhuǎn)動。該整體平臺是經(jīng)漂浮于一空氣承載上。該等多條經(jīng)連接于該整體平臺的線圈繞線可用以磁性預(yù)載該空氣承載。該等多條線圈繞線可經(jīng)啟動以提供在一Z軸方向上的移動，以及該整體平臺繞于該X軸及繞于該Y軸的轉(zhuǎn)動。
文檔編號H01L21/687GK102272914SQ200980153197
公開日2011年12月7日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者喬瑟夫·G·法蘭克爾 申請人:伊雷克托科學(xué)工業(yè)股份有限公司