CN110313120A - 平面的定位装置 - Google Patents

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Abstract

具有三个自由度(X，Y，Rz)的平面的定位装置包括具有平坦的支承表面的静态的基座和可动平台。平台可在XY平面内在支承表面上方运动。可动平台包括空气轴承并且通过所述空气轴承在不与基座的支承表面接触的情况下被支撑。该装置包括在X方向上作用的线性马达和在Y方向上作用的线性马达，以及在X方向或Y方向上作用的至少一个附加线性马达。每个线性马达包括设置在可动平台上的磁体组件和设置在基座上的线圈组件。基座包括在X方向上延伸的滑块轨道和在Y方向上延伸的滑块轨道。在X方向上作用的线性马达的线圈组件设置在可沿着在Y方向上延伸的滑块轨道运动并在Y方向上联接至平台的滑块上。在Y方向上作用的线性马达的线圈组件设置在可沿着在X方向上延伸的滑块轨道运动并在X方向上联接至平台的滑块上。滑块各自具有设置在其上的磁阻致动器，该磁阻致动器被配置和设置成与可动平台上的(铁)磁性材料配合，使得滑块跟随平台的运动。

Description

平面的定位装置
本发明涉及一种具有三个自由度(X，Y，Rz)的平面的定位装置，其包括：
-具有平坦的支承表面的静态基座；以及
-可动平台，其可通过电磁驱动装置在平行于支承表面的XY平面内在基座的支承表面上方运动，其中XY平面由正交方向X和Y限定，并且可动平台包括空气轴承并且通过空气轴承在不与基座的支承表面接触的情况下被支撑。
这种定位装置从DE10054376中被已知。该已知的装置具有基座，在该基座上固定有至少八个细长的电线圈。细长的形状对于为可动平台提供具有足够长度的行程是必要的。细长线圈与安装在可动平台上的至少八个永磁轭配合。通过用电流选择性地操作细长线圈来使平台运动。通过向线圈馈送电流，产生磁场，该磁场用于引起使平台运动的力。由于在这种已知的装置中线圈是细长的，因此它们需要大的电流强度，这导致线圈中产生大量的热量。产生的热量朝向装置的周围部分消散。由于装置的该部分的热行为，散热可能会对装置的性能具有负面影响。
在DE102007037886中公开了一种用于定位使用较短线圈的平台的精确定位装置。该已知的装置具有用于分别在X方向和Y方向上使平台运动的相应的电驱动线圈对。用于在X方向上驱动平台的线圈对可相对于基座在Y方向上运动，并且用于在Y方向上驱动平台的线圈对可相对于基座在X方向上运动。在DE102007037886中公开的一个实施方式中，线圈对通过固定到相应的线圈对的销或螺栓跟随平台的运动，该销或螺栓在设置在可动平台上或可动平台中的凹槽、导轨或槽孔中被引导。该方案的缺点在于，销或螺栓与引导凹槽等之间的机械接触在可动平台的定位中产生干扰。在DE102007037886中公开的替代实施方式中，使线圈对与平台一起运动的力由单独的驱动器提供，该驱动器从平台的精密驱动器的较高一级控制系统接收控制数据。该方案的缺点是其需要复杂的控制和驱动结构。
本发明的目的是提供一种具有三个自由度的动态的精确定位装置，其具有使线圈组件与平台一起运动的替代装置。
这个目的通过具有三个自由度(X，Y，Rz)的平面的定位装置实现，该定位装置包括：
-具有平坦的支承表面的静态的基座；以及
-可动平台，其能通过电磁驱动装置在平行于支承表面的XY平面内在基座的支承表面上方运动，其中XY平面由正交方向X和Y限定，并且可动平台包括空气轴承并且通过所述空气轴承在不与基座的支承表面接触的情况下被支撑；
其中：
-电磁驱动装置包括在X方向上作用的线性马达和在Y方向上作用的线性马达以及在X方向或Y方向上作用的至少一个附加线性马达，
-每个所述线性马达包括设置在可动平台上的磁体组件以及设置在基座上的线圈组件，并且
-基座包括在X方向上延伸的滑块轨道和在Y方向上延伸的滑块轨道，其中在X方向上作用的一个或多个线性马达的线圈组件设置在能沿着在Y方向上延伸的滑块轨道运动并在Y方向上联接至平台的滑块上，并且在Y方向上作用的线性马达的线圈组件设置在能沿着在X方向上延伸的滑块轨道运动并在X方向上联接至平台的滑块上；并且其中滑块各自具有设置在其上的磁阻致动器，该磁阻致动器被配置和设置成与在可动平台上的(铁)磁性材料配合，使得滑块跟随平台的运动。
线性马达通常包括两个组件：线圈组件和包括永磁体的磁体组件。流过线圈的电流与由磁体组件产生的磁通场相互作用产生力。利用根据本发明的定位装置的这种结构，可动平台可以在两个正交方向X和Y上运动。此外，由于根据本发明的装置具有作用在方向X和Y中的至少一个方向上的两个平行的线性马达，平台可以围绕与由X和Y定义的平面正交的轴线Z在一个小角度(最大约2mrad)上旋转。通过使在相同方向X或Y上作用的两个线性马达在相反的方向上运行，可以实现该旋转Rz。小旋转可以用于校正保持在平台上的必须处理的物体(例如，基板或晶圆)的对准中的误差。
根据本发明，在X方向上提供使平台在X方向上运动的力的一个或多个线圈组件能够在平台在Y方向上运动时跟随平台，因为线圈组件被设置在可沿着在Y方向上延伸的滑块轨道运动的滑块上。滑块由此在Y方向上联接至可动平台。因此，用于X方向的一个或多个线圈组件保持与对应的一个或多个永磁体组件相关联。以相同的方式，在Y方向上提供使平台在Y方向上运动的力的一个或多个线圈组件能够在平台在X方向上运动时跟随平台，因为线圈组件被设置在可沿着在X方向上延伸的滑块轨道运动的滑块上。滑块在X方向上联接至可动平台。因此，用于Y方向的一个或多个线圈组件保持与对应的磁体组件相关联。
根据本发明，滑块各自具有设置在其上的磁阻致动器，该磁阻致动器被配置和设置成与可动平台上的(铁)磁性材料配合，以便将滑块联接至可动平台，使得滑块跟随平台的运动。通过磁阻致动器，滑块以无接触的方式联接至可动平台。这在用于高精度目的的定位系统中特别有利，例如在半导体工业中的定位系统中，因为平台和滑块的无接触联接避免了在可动平台的定位中的干扰。
实际上，磁阻致动器包括芯和线圈，并用于控制芯与包含(铁)磁性材料的平台之间的间隙。流过线圈的电流产生磁场，该磁场引起致动力，通过该致动力，滑块可相对于平台定位。致动力取决于磁阻致动器和平台之间的间隙以及流过线圈的电流。在可能的实施方式中，位置传感器设置在磁阻致动器处，该磁阻致动器测量磁阻致动器和平台之间的间隙。由此可以补偿线圈电流和致动力之间的非线性关系。可选地，霍尔传感器可以集成到另一个实施方式中以补偿磁滞效应。可以在根据本发明的结构中使用的线性马达是可以从货架上购买的商业上可获得的部件。这样的部件是大量生产的，因此可以从规模经济中获益。因此，本发明为定位装置提供了动态亚微米运动精度，其比从DE10054376中已知的定位装置更具成本效益。
在优选的实施方式中，对于每个方向X和Y，定位装置分别具有一对线性马达、一对滑块和一对滑块轨道。以这种方式，对于所有运动方向都可以为平台提供足够且良好平衡的驱动力。
在另外的实施方式中，所述对的线性马达的线圈组件的滑块机械地联接，使得它们沿着它们对应的滑动轨道一起运动。因此，第一线性马达的线圈组件一起运动，并且第二线性马达的线圈组件一起运动。
另一种可能性是滑块机械地联接至平台，使得它在一个方向(X，Y)上跟随平台，并在正交方向(Y，X)上允许平台相对于滑块运动。对于高精度目的，这种机械方案可能不太合适，因为机械的接触以及联接与分离可能会引起干扰。然而，可以想到对于其中这不太相关并且机械联接是可行的定位系统存在实际用途。
还可以想到磁阻致动器和机械联接之间的混合，其中磁阻致动器在其在一个方向(例如，X+)上运动时将平台联接至滑块，并且其中机械构件在其在相反方向(例如，X-)上运动时将滑块联接至平台(钩住平台)。
在可能的实施方式中，滑块具有将它们支撑在滑块轨道上的轴承，优选为滚动轴承。然而，也可以想到使用其他类型的轴承。
在可能的实施方式中，定位装置包括线性编码器，以确定平台的X和Y坐标。线性编码器部件是可以从货架上购买的标准部件。这使得它相对节省成本。
在优选实施方式中，定位装置包括至少三个线性编码器，其中，平台设置有在X方向上延伸的线性编码器刻度，并且可在Y方向上运动的一个滑块设置有对应的编码器头，该编码器头被配置和设置成与该编码器刻度配合以确定平台在X方向上的位置，其中可动平台设置有在Y方向上延伸的线性编码器刻度，并且可在X方向上运动的一个滑块是设置有对应的编码器头，该编码器头被配置和设置成与该编码器刻度配合以确定平台在Y方向上的位置，并且其中平台设置有在X方向或Y方向上延伸的至少第三线性编码器刻度，并且可在Y方向或X方向上运动的一个滑块设置有对应的编码器头，该编码器头被配置和设置成与该编码器刻度配以确定平台在X方向或Y方向上的位置。
提供至少三个线性编码器(即，在X方向或Y方向上的两个以及在正交方向Y或X上的至少一个)允许测量平台的三个自由度(X，Y，Rz)，即平台的X和Y坐标以及围绕Z轴线的旋转角度Rz。
此外，使用至少三个线性编码器提供可以组合的测量结果，并且这将根据阿贝原理以相对便宜的部件来近似最小测量误差。
在优选的实施方式中，定位装置包括四个线性编码器，其中平台设置有在X方向上延伸的两个线性编码器刻度，并且可在Y方向上运动的滑块设置有对应的编码器头，该编码器头被配置和设置成与相应的编码器刻度配合，并且其中可动平台设置有在Y方向上延伸的两个线性编码器刻度，并且可在X方向上运动的滑块设置有对应的编码器头，该编码器头被配置和设置成与相应的编码器刻度配合。
在根据本发明的定位装置中，还可以使用另一种测量概念。替代的测量系统例如可以是包括设置在可动平台的下侧的方格板或格子板以及设置在基座的中心的传感器组件的系统，该传感器组件包括用于测量平台的三个自由度(X，Y，Rz)的光学传感器。这样的测量系统例如从DE10054376已知。它提供更准确的测量结果(最小的阿贝误差)，但也比上面提到的线性编码器的方案更昂贵。
在可能的实施方式中，可动平台具有矩形的、优选为正方形的构造，其中空气轴承设置在矩形的、优选为正方形构造的角部。
在另外的实施方式中，分别与X运动和Y运动相关联的线性马达的相应磁体组件设置在可动平台的矩形的、优选为正方形的构造的垂直侧边。
在已经提到的实施方式中，对于每个方向X和Y，定位装置分别具有一对线性马达和一对滑动轨道。因此，在该实施方式中，存在四个线性马达，即，与X运动相关联的两个线性马达和与Y运动相关联的两个线性马达。在可动平台具有矩形的、优选正方形的构造的实施方式中，与X运动相关联的线性马达设置在矩形或正方形的相对侧边，并且与Y运动相关联的线性马达设置在矩形或正方形的相对侧边。
在可能的实施方式中，滑块轨道和具有线圈组件的滑块相对于基座的上表面凹进地设置在间隙中，使得线圈组件不延伸超出上表面。由此提供了具有低结构高度的结构。后者有助于测量系统与其中对象被保持以被处理的、平台中心的位置之间更精确的关系。
在可能的实施方式中，基座包括一个或多个限定上表面的石板，优选花岗石板。可以精确地加工石板，特别是花岗石板，以具有平坦的表面和所需的周边形状，其中特别希望正方形形状。
在优选实施方式中，基座包括四个矩形石板，它们之间设置有交叉间隔，其中间隔形成上述间隙。优选地，每个空气轴承与一个石板相关联，使得每个石板仅支撑一个空气轴承。
在另外的实施方式中，滑块各自可以具有空气轴承，该空气轴承被引导到限定间隙的侧面的矩形石板的外周侧。优选地，空气轴承由弹簧偏置，弹簧迫使它们朝向石板的对应侧。该空气轴承结构提供滑块在间隙中的无摩擦引导。
在实际的实施方式中，至少一个铁磁元件结合在静态的基座中，铁磁元件吸引可动平台的一个或多个永磁体，从而偏置可动平台的空气轴承。有利地，可动平台的永磁体是线性马达的磁体组件中的永磁体。
在可能的另外的实施方式中，基座包括构成铁磁元件的钢板，其优选位于上表面的水平面下方。在上表面由石板限定的情况下，钢板设置在板下方。
根据本发明的定位装置在使用中连接至控制单元，该控制单元被配置为执行可动平台的位置控制。对此，控制单元连接至装置以接收来自传感器的测量信号并将控制信号发送到线性马达。
在下面对优选实施方式的描述中将更加阐明本发明，其中：
图1示意性示出了根据本发明的定位装置的实施方式，
图2示出了图1的定位装置的分解图，
图2A示出了具有图1的装置的线圈组件的滑块,
图2B示出了从图1的装置的可动平台的一部分下方的立体图。
图2C示出了图1的装置的基座的俯视图，
图3示出了类似定位装置的另一个分解视图，以及
图4示出了图3的定位装置的示意性俯视图。
在图1中示出了定位装置1，该定位装置1例如可以用于定位必须由处理单元处理的基板，例如，在半导体行业中。
定位装置1包括基座2和可动平台3，可动平台3适于支撑和保持基板。
基座2包括四个平坦的支承表面部分4’。四个支承表面部分4’由四个石板5构成。板5具有正方形形状并且以正方形构造定位，由此基座2总体具有正方形构造。四个石板5的上表面4’一起限定基座2的平坦的支承表面4。
在实际的实施方式中，石板5是花岗石板，其被精确加工成具有平坦的表面、笔直的边缘和正交的侧边。
板5彼此相互间隔地定位，使得在板5之间设有间隙6A、6B和7A、7B。间隙6A、6B、7A、7B的宽度是相同的。间隙6A、6B和7A、7B彼此垂直地延伸并一起形成十字形。十字形的中心位于基座2的中心2’。
在间隙6A、6B、7A、7B中设置有滑块轨道8。在滑块轨道8上，在每个间隙中放置滑块9，滑块9可沿着滑块轨道8来回运动。滑块轨道8可包括图3和图4所示的一种轨道导轨8’。在滑块9与滑块轨道8之间可能设置有滚动轴承，使得滑块9沿着滑块轨道8被引导。
在滑块9与其间限定间隙6A、6B、7A、7B的板5的一个侧表面11之间设置有空气轴承10。在图2A中可以看出，两个空气轴承10安装在承载板12的前部。弹簧13与承载板12的背部可操作地连接，并使承载板12和空气轴承10朝向侧表面11偏置。精确制造的石板5的侧表面11因此引导滑块9。
位于彼此对齐的两个间隙6A、6B或7A、7B中的滑块9通过连接构件14机械地联接。联接的滑块9因此形成一个单元15(见图3)，并分别沿着它们各自对应的滑块轨道6A和6B或7A和7B一起运动。
在每个滑块9上安装线圈组件15。线圈组件15可以使用电流操作并形成下面将进一步描述的线性马达的一个部分。
滑块9和安装在滑块9上的部件连接至用于电力和信号信息的电缆以及用于气压动力的供应线。通过用于每对滑块的单根电缆拖链(schlepp)27，这些电缆和供应线被引到上述一对滑块9中的一个滑块。
连接构件14可以是中空的管或中空的型材元件，电力线、信号电缆和用于气动压力的供应线可以穿过该中空的管或中空的型材元件，使得电力、气压动力和信号可以传递到上述一对中的另一个滑块9及其没有直接与电缆拖链(schlepp)27连接的部件。
可动平台3具有基本上矩形形状，特别是它具有正方形轮廓。在可能的实施方式中，可动平台3包括基本上矩形的框架16，更特别地包括正方形框架16。空气轴承17设置在矩形框架16的角部。
在框架16的顶部设置有卡盘22，用于承载和保持待处理的基板或其他物体。
可动平台3通过空气轴承17在不与基座2的支承表面4接触的情况下被支撑。
在框架16的侧边的下侧设置有一系列永磁体18，这些永磁体具有交替相反的极性。该一系列磁体18形成磁体组件19，该磁体组件与相关联的线圈组件15组合形成线性马达20，该线性马达20用于驱动可动平台3。
总体与线性马达一样，线性马达20总体包括两个组件：线圈组件和包括永磁体的磁体组件。典型的磁体组件包括在载体上设置成一排的一系列条形永磁体。该排条形磁体具有交替的极性。线圈组件15通常包括一个或多个(铁芯)线圈。流过线圈的电流与磁体组件19产生的磁通场相互作用产生线性马达的驱动力。
永磁体18还具有另一个功能，即，它们用于偏置空气轴承17。为此，基座2包括铁磁元件，在这种情况下包括的是钢板21，其设置在石板5下方并且吸引可动平台3的永磁体。由此，提供排斥力的空气轴承17被偏置或换言之被给予预张紧。
滑动轨道8和具有线圈组件15的滑块9相对于基座2的支承表面4凹进地设置在间隙6A、6B、7A、7B中，使得线圈组件15不延伸超出支承表面4。
可在X方向上(即，沿着间隙6A、6B)运动的至少一个滑块9设置有编码器头23。在可动平台3的对应侧31处安装有尺子24，尺子24包括线性编码器刻度25。线性编码器刻度25被配置和设置成与编码器头23配合以确定可动平台在Y方向上(即，沿着间隙7A、7B的方向)的位置。此外，以对应的方式，可在Y方向上运动的至少一个滑块9设置有编码器头23。可动平台3的对应侧32设置有尺子24，尺子24包括线性编码器刻度25，线性编码器刻度25被配置和设置成与编码器头23配合以确定平台3在X方向上的位置。
滑块9各自具有设置在其上的磁阻致动器26，该磁阻致动器26被配置和设置成与可动平台3上的(铁)磁性材料配合，使得滑块9跟随平台3的运动。通过磁阻致动器26，滑块9以无接触的方式联接至可动平台。平台和滑块的无接触联接避免了在可动平台的定位中的干扰。这在用于高精度目的的定位系统中特别有利。
磁阻致动器26包括芯和线圈，并且用于控制芯与包括(铁)磁性材料的部件之间的间隙距离，在这种情况下该部件是可动平台3。流过线圈的电流产生磁场，该磁场产生致动力，通过该致动力可以相对于平台3定位滑块9。致动力取决于磁阻致动器26与平台3之间的间隙距离以及流过线圈的电流。当平台3运动时，磁阻致动器提供力，使得在保持致动器26与平台3之间的间隙的同时滑块被运动平台3拖动。在可能的实施方式中，在磁阻致动器26处设置位置传感器(未被示出)，位置传感器测量磁阻致动器26与平台3之间的间隙。由此可以补偿线圈电流和致动力之间的非线性关系。
为了补偿磁滞效应，可以额外地集成霍尔传感器。
可以想到以另一种方式通过替代的电磁装置而不是磁阻致动器将滑块无接触地联接至平台。如果滑块9可以被替代的电磁装置在两个方向上拖动，则甚至可以想到将在上述实施方式中通过构件14互连的两个滑块9分离。
另一种可能性是将滑块9机械地联接至平台3，使得它在一个方向(X，Y)上跟随平台3并在正交方向(Y，X)上允许平台3相对于滑块9运动。对于高精度目的，这样的机械方案可能不太合适，因为机械的接触以及联接和分离可能会引起干扰。然而，可以想到对于其中这不太相关并且机械联接是可行的定位系统存在实际用途。
还可以想到磁阻致动器和机械联接之间的混合，其中磁阻致动器26在其在一个方向(例如，X+)上运动时将平台3联接至滑块9，并且其中机械构件在其在相反方向(例如，X-)上运动时将滑块9联接至平台3(钩住平台)。
定位装置1可以连接至控制单元，该控制单元被配置为执行可动平台的位置控制。为此，将控制单元连接至装置以接收来自传感器的测量信号并将控制信号发送至线性马达。
可以通过将光学校准传感器在间隙6A、6B、7A、7B之间的交叉处临时设置在基座2的中心来校准定位装置。在可动平台3的下侧提供方格图案，该方格图案由校准传感器检测。在校准期间，平台3仅在X方向上运动并且仅在Y方向上运动，使得可以检测残留的非直线性和/或非正交性。这种信息可以存储在控制单元中，并且可以通过补偿非直线性和/或非正交性而用于平台3的运动控制中。
本发明的不同方面可以通过以下条款概括：
1.一种平面的定位装置，其具有三个自由度(X，Y，Rz)并且包括：
-具有平坦的支承表面的静态的基座；以及
-可动平台，其能通过电磁驱动装置在平行于所述支承表面的XY平面内在所述基座的所述支承表面上方运动，其中所述XY平面由正交方向X和Y限定，并且所述可动平台包括空气轴承并且通过所述空气轴承在不与所述基座的所述支承表面接触的情况下被支撑；
其中：
-所述电磁驱动装置包括在X方向上作用的线性马达和在Y方向上作用的线性马达，以及在X方向或Y方向上作用的至少一个附加线性马达，
-每个所述线性马达包括设置在所述可动平台上的磁体组件以及设置在所述基座上的线圈组件，并且
-所述基座包括在X方向上延伸的滑块轨道和在Y方向上延伸的滑块轨道，其中在X方向上作用的一个或多个所述线性马达的线圈组件设置在能沿着在Y方向上延伸的滑块轨道运动并在Y方向上联接至所述平台的滑块上，并且在Y方向上作用的一个或多个所述线性马达的线圈组件设置在能沿着在X方向上延伸的滑块轨道运动并在X方向上联接至所述平台的滑块上。
2.根据条款1所述的定位装置，其中，对于每个方向X和Y，所述定位装置分别具有一对线性马达、一对滑块和一对滑动轨道。
3.根据条款2所述的定位装置，其中，所述一对线性马达的线圈组件的滑块机械地联接，使得它们沿着它们对应的滑块轨道一起运动。
4.根据前述任一项条款所述的定位装置，其中，所述滑块各自具有设置在其上的磁阻致动器，所述磁阻致动器被配置和设置成与所述可动平台上的(铁)磁性材料配合，使得所述滑块跟随所述平台的运动。
5.根据前述任一项条款所述的定位装置，其中，所述装置包括线性编码器，以确定所述平台的X和Y坐标。
6.根据条款5所述的定位装置，其中，所述定位装置包括至少三个线性编码器，其中，所述平台设置有在X方向上延伸的线性编码器刻度，并且能在Y方向上运动的一个所述滑块设置有对应的编码器头，该编码器头被配置和设置成用于与所述编码器刻度配合以确定所述平台在X方向上的位置，其中所述可动平台设置有在Y方向上延伸的线性编码器刻度，并且能在X方向上运动的一个所述滑块设置有对应的编码器头，该编码器头被配置和设置成与所述编码器刻度配合以确定所述平台在Y方向上的位置，并且其中所述平台设置有在X方向或Y方向上延伸的至少第三线性编码器刻度，并且能在Y方向或X方向上运动的一个所述滑块设置有对应的编码器头，该编码器头被配置和设置成与所述编码器刻度配合以确定所述平台在X方向或Y方向上的位置。
7.根据条款5所述的定位装置，其中，所述平台设置有在X方向上延伸的两个线性编码器刻度，并且能在Y方向上运动的所述滑块设置有对应的编码器头，该编码器头被配置和设置成与相应的编码器刻度配合，并且其中所述可动平台设置有在Y方向上延伸的两个线性编码器刻度，并且能在X方向上运动的滑块设置有对应的编码器头，所述编码器头被配置和设置成与相应的编码器刻度配合。
8.根据前述任一项条款所述的定位装置，其中，所述可动平台具有正方形的构造，其中所述空气轴承设置在所述正方形的构造的角部。
9.根据条款8的定位装置，其中，分别与X运动和Y运动相关联的所述线性马达的相应的磁体组件设置在所述可动平台的正方形的构造的垂直侧边。
10.根据前述任一项条款所述的定位装置，其中，所述滑块轨道和具有线圈组件的滑块相对于所述基座的上表面凹陷地设置在间隙中，使得所述线圈组件不延伸超出所述上表面。
11.根据前述任一项条款所述的定位装置，其中，所述基座包括一个或多个限定所述支承表面的石板，优选为花岗石板。
12.根据条款10和11所述的定位装置，其中，所述基座包括四个矩形石板，所述四个矩形石板在它们之间具有交叉间隔，其中所述间隔形成所述间隙。
13.根据条款8和12所述的定位装置，其中，每个所述空气轴承与一个所述石板相关联，使得每个石板仅支撑一个空气轴承。
14.根据前述任一项条款所述的定位装置，其中，至少一个铁磁元件结合在所述静态的基座中，所述铁磁元件吸引所述可动平台的一个或多个永磁体，从而偏置所述空气轴承。
15.根据权利要求14所述的定位装置，其中，所述基座包括构成所述铁磁元件的钢板。
16.根据权利要求15所述的定位装置，其中，所述钢板位于所述上表面的水平面下方。
17.根据条款12所述的定位装置，其中，所述滑块各自具有一个或多个空气轴承，所述空气轴承被引导到限定所述间隙侧面的矩形石板的外周侧。
18.根据条款16所述的定位装置，其中，所述空气轴承由弹簧(其迫使它们朝向所述石板的对应侧)偏置。
19.根据前述任一项条款所述的定位装置，其中，所述滑块具有将它们支撑在所述滑块轨道上的轴承，优选为滚动轴承。

Claims (18)

1.一种平面的定位装置，其具有三个自由度(X，Y，Rz)并且包括：
-具有平坦的支承表面的静态的基座；
-可动平台，其能通过电磁驱动装置在平行于所述支承表面的XY平面内在所述基座的所述支承表面上方运动，其中所述XY平面由正交方向X和Y限定，并且所述可动平台包括空气轴承并且通过所述空气轴承在不与所述基座的所述支承表面接触的情况下被支撑；
其中：
所述电磁驱动装置包括在X方向上作用的线性马达和在Y方向上作用的线性马达，以及在X方向或Y方向上作用的至少一个附加线性马达，
每个所述线性马达包括设置在所述可动平台上的磁体组件以及设置在所述基座上的线圈组件，并且
所述基座包括在X方向上延伸的滑块轨道和在Y方向上延伸的滑块轨道，其中在X方向上作用的一个或多个线性马达的线圈组件设置在能沿着在Y方向上延伸的滑块轨道运动并在Y方向上联接至所述平台的滑块上，并且在Y方向上作用的一个或多个线性马达的线圈组件设置在能沿着在X方向上延伸的滑块轨道运动并在X方向上联接至所述平台的滑块上，
其特征在于，所述滑块各自具有设置在其上的磁阻致动器，所述磁阻致动器被配置和设置成与在所述可动平台上的(铁)磁性材料配合，使得所述滑块跟随所述平台的运动。
2.根据权利要求1所述的定位装置，其中，对于每个方向X和Y，所述定位装置分别具有一对线性马达、一对滑块和一对滑动轨道。
3.根据权利要求2所述的定位装置，其中，所述一对线性马达的线圈组件的滑块机械地联接，使得它们沿着它们对应的滑块轨道一起运动。
4.根据前述任一项权利要求所述的定位装置，其中，所述装置包括线性编码器，以确定所述平台的X和Y坐标。
5.根据权利要求4所述的定位装置，其中，所述定位装置包括至少三个线性编码器，其中，所述平台设置有在X方向上延伸的线性编码器刻度，并且能在Y方向上运动的一个所述滑块设置有对应的编码器头，该编码器头被配置和设置成与所述编码器刻度配合以确定所述平台在X方向上的位置，其中所述可动平台设置有在Y方向上延伸的线性编码器刻度，并且能在X方向上运动的一个所述滑块设置有对应的编码器头，该编码器头被配置和设置成与所述编码器刻度配合以确定所述平台在Y方向上的位置，并且其中所述平台设置有在X方向或Y方向上延伸的至少第三线性编码器刻度，并且能在Y方向或X方向上运动的一个所述滑块设置有对应的编码器头，该编码器头被配置和设置成与所述编码器刻度配合以确定所述平台在X方向或Y方向上的位置。
6.根据权利要求4所述的定位装置，其中，所述平台设置有在X方向上延伸的两个线性编码器刻度，并且能在Y方向上运动的所述滑块设置有对应的编码器头，该编码器头被配置和设置成与相应的编码器刻度配合，并且其中所述可动平台设置有在Y方向上延伸的两个线性编码器刻度，并且能在X方向上运动的滑块设置有对应的编码器头，所述编码器头被配置和设置成与相应的编码器刻度配合。
7.根据前述任一项权利要求所述的定位装置，其中，所述可动平台具有矩形的、优选为正方形的构造，其中所述空气轴承设置在所述矩形的、优选为正方形的构造的角部。
8.根据权利要求8所述的定位装置，其中，分别与X运动和Y运动相关联的线性马达的相应的磁体组件设置在可动平台的矩形的、优选为正方形的构造的垂直侧边。
9.根据前述任一项权利要求所述的定位装置，其中，所述滑块轨道和具有线圈组件的滑块相对于所述基座的上表面凹陷地设置在间隙中，使得所述线圈组件不延伸超出所述上表面。
10.根据前述任一项权利要求所述的定位装置，其中，所述基座包括一个或多个限定所述支承表面的石板，优选为花岗石板。
11.根据权利要求9和10所述的定位装置，其中，所述基座包括四个矩形石板，所述四个矩形石板在它们之间具有交叉间隔，其中所述间隔形成所述间隙。
12.根据权利要求7和11所述的定位装置，其中，每个所述空气轴承与一个所述石板相关联，使得每个石板仅支撑一个空气轴承。
13.根据前述任一项权利要求所述的定位装置，其中，至少一个铁磁元件结合在所述静态的基座中，所述铁磁元件吸引所述可动平台的一个或多个永磁体，从而偏置所述空气轴承。
14.根据权利要求13所述的定位装置，其中，所述基座包括构成所述铁磁元件的金属板，优选为钢板。
15.根据权利要求14所述的定位装置，其中，所述钢板位于所述上表面的水平面下方。
16.根据权利要求11所述的定位装置，其中，所述滑块各自具有一个或多个空气轴承，所述空气轴承被引导到限定所述间隙的侧面的所述矩形石板的外周侧。
17.根据权利要求15所述的定位装置，其中，所述空气轴承由弹簧(其迫使它们朝向所述石板的对应侧)偏置。
18.根据前述任一项权利要求所述的定位装置，其中，所述滑块具有将它们支撑在所述滑块轨道上的轴承，优选为滚动轴承。
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