CN113767464A - 磁悬浮系统和悬浮载体的方法 - Google Patents

磁悬浮系统和悬浮载体的方法 Download PDF

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Abstract

描述了用于运输载体的磁悬浮系统。磁悬浮系统包括沿着运输轨道延伸的多个主动磁性轴承和至少第一功率级和第二功率级，其中多个主动磁性轴承的第一组主动磁性轴承连接到第一功率级，并且多个主动磁性轴承的第二组主动磁性轴承连接到第二功率级。

Description

磁悬浮系统和悬浮载体的方法
技术领域
本公开内容的实施方式涉及用于运输载体(特别是被用来承载大面积基板的载体)的系统和方法。更具体地，本公开内容的实施方式涉及特别是在真空腔室中用于悬浮载体和运输载体的磁悬浮系统。特别地，本公开内容的实施方式涉及用于运输载体的磁悬浮系统和悬浮载体的方法。
背景技术
用于基板上的层沉积的技术包括物理气相沉积(PVD)(例如，溅射沉积，诸如热蒸发或溅射)和化学气相沉积(CVD)。被涂覆的基板可以用于若干应用和若干技术领域。例如，被涂覆的基板可以用于显示装置的领域。显示装置可以用于制造用于示出信息的电视机屏幕、计算机显示器、手机、其他手持式装置等。典型地，通过用不同的材料的层堆叠涂覆基板来产生显示器。
典型地，在可包括多个沉积源和其他基板处理设备的真空沉积系统中涂覆基板。典型地，经由真空沉积系统沿着运输轨道运输基板，例如从第一沉积源运输到第二沉积源和运输到其他基板处理设备。可以以基本上垂直的定向经由真空系统运输基板。
典型地，通过载体，即用于承载基板的承载器件来承载基板。典型地，使用载体运输系统(例如其中载体的重量由磁力保持的磁悬浮系统)经由真空系统运输载体。载体运输系统可以经构造以用于沿着例如限定运输轨道的底座结构来传送承载基板的载体。
精确并且平稳地经由真空系统运输载体具有挑战性。例如，由于移动部分之间的摩擦而带来的颗粒产生可以导致制造工艺中的劣化。用磁悬浮系统运输载体可以减少颗粒产生，因为移动部分之间的机械接触减少了。例如，磁悬浮系统可以包括底座，其具有多个主动受控的磁性轴承，其产生磁悬浮力用于以无接触或基本上无接触的方式将载体保持在底座处。然而，用磁悬浮系统运输具有若干平方米尺寸的大面积载体存在困难，因为公差要求随着被运输的物件的尺寸而增加。
因此，有益的是，提供克服现有技术中的至少一些问题的用于在真空系统中悬浮载体和运输载体的改良的磁悬浮系统以及在真空系统中悬浮载体的改良的方法。具体地，有益的是，提供用于承载大面积基板的运输载体的磁悬浮系统。
发明内容
鉴于以上内容，提供用于运输载体的磁悬浮系统和悬浮载体的方法。其他方面、优势和特征结构从属权利要求、描述和附图而显而易见。
根据一个实施方式，提供用于运输载体的磁悬浮系统。磁悬浮系统包括沿着运输轨道延伸的多个主动磁性轴承和至少第一功率级和第二功率级，其中多个主动磁性轴承的第一组主动磁性轴承连接到第一功率级并且多个主动磁性轴承的第二组主动磁性轴承连接到第二功率级。
根据一个实施方式，提供使载体悬浮的方法。方法包括将第一功率级的输出发送(route)到第一组主动磁性轴承的第一磁性轴承，将第二功率级的输出发送到第二组主动磁性轴承的第二磁性轴承，将第一功率级切换到第一组主动磁性轴承的第一后续磁性轴承和将第二功率级切换到第二组主动磁性轴承的第二后续磁性轴承。载体可以是用于承载大面积基板，特别是具有1m2或更大，特别是5m2或更大，更特别是10m2或更大的尺寸的基板的载体。被载体承载的基板可以是用于显示器制造的大面积基板。载体可以经构造以用于以基本上垂直的定向承载基板。
磁悬浮系统可以经构造以用于经由真空沉积系统运输载体，所述真空沉积系统具有用于在被载体承载的基板上沉积层堆叠的沉积源。
磁悬浮系统可以经构造以用于载体的无接触或基本上无接触的运输，使得可以被减少或避免因摩擦力而造成的颗粒产生。
实施方式也涉及用于执行所公开的方法的设备并且包括用于执行各所描述方法方面的设备部分。这些方法方面可以经由硬件部件、由适当的软件编程的计算机、通过两者的任何组合或以任何其他方式来执行。此外，根据本公开内容的实施方式也涉及用于操作所描述设备的方法。用于操作所描述设备的方法包括用于执行设备的每个功能的方法方面。
附图说明
为了以详细的方式理解本公开内容的上述特征，可参考实施方式来获得以上简要概述的本公开内容的更特定描述。附图涉及本公开内容的实施方式并描述如下：
图1示出根据本文中描述的实施方式的磁悬浮系统的示意性前视图；
图2示出根据本文中描述的实施方式的磁悬浮系统的示意性透视图；
图3示出图2的磁悬浮系统在第一截面(A)中的截面图；
图4示出图2的磁悬浮系统在第二截面(B)中的截面图；
图5示出描绘用于沿着后续悬浮致动器(即主动磁性轴承)的运输的悬浮力或功率级的功率的图表；和
图6是示出根据本文中描述的实施方式的使载体悬浮的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本公开内容的各种实施方式，实施方式的一个或多个示例在附图中示出。在各图的以下描述中，相同的附图标记指示相同的部件。仅描述了关于个别实施方式的差异。各示例以说明本公开内容的形式提供并且不意欲作为本公开内容的限制。此外，被示出或描述为一个实施方式的部分的特征结构可以在其他实施方式上使用或与其他实施方式结合使用以产生另一实施方式。描述意欲包括这样的修改和变化。
图1是根据本文中描述的实施方式的磁悬浮系统100的示意性视图。磁悬浮系统100可以包括限定运输轨道的底座20。载体10可沿着运输轨道在可以是基本上水平方向的运输方向T中移动。
本文中描述的磁悬浮系统100可以是载体运输系统，其经构造以用于在真空环境中，特别是在真空腔室中或在包括例如以线性或二维阵列彼此相邻布置的多个真空腔室的真空系统中保持和运输载体。具体地，磁悬浮系统100可以是真空处理系统，特别是经构造以用于在被载体承载的基板上沉积材料的真空沉积系统的一部分。
如本文中所用，“载体”可以被理解为经构造以用于经由真空环境承载物件，特别是承载待涂覆的基板的承载器件。载体可以包括载体主体和保持器件，例如机械、静电或磁性的夹持器件，其经构造以用于将基板保持在载体主体的支撑表面处。
载体可以经构造以用于承载大面积基板，即具有1m2或更大，特别是5m2或更大，更特别是8m2或更大乃至10m2或更大的尺寸的基板。因此，载体可以是又大又重的部件，载体主体具有若干平方米的基板支撑表面。例如，载体可以具有200kg或更大，例如400kg到2000kg，诸如1000kg或更大的重量，和/或若干米的长度。用磁悬浮系统的悬浮磁体运输和保持又大又重的载体具有挑战性。
如本文中所用，“磁悬浮系统”可以被理解为载体运输系统，其经构造以通过磁力保持载体重量的至少一部分或载体的全部重量。例如，在沿着运输轨道的运输期间，可以以无接触的方式或以基本上无接触的方式相对于底座保持载体。磁悬浮系统可以包括多个悬浮磁体以用于使载体相对于底座悬浮，例如主动和/或被动的悬浮磁体，诸如多个主动磁性轴承。
底座可以是固定结构，载体可以沿着该固定结构移动。在一个实施方式中，底座包括导轨或轨道结构，其中每隔一定间隔设置悬浮磁体。例如，底座可以从第一真空腔室延伸到第二真空腔室，在第一真空腔室中基板可以被加载到载体上，在第二真空腔室中布置有用于涂覆基板的沉积源。可以利用驱动单元(例如线性马达)来沿着底座运输载体。
如在图1中示意性地示出，磁悬浮系统100包括例如在底座20处提供的多个主动磁性轴承30。主动磁性轴承是主动受控的磁性轴承。主动受控的磁性轴承经构造以通过施加磁力以预定距离将载体保持在底座处。例如，每个主动磁性轴承可以包括具有设置在底座处(例如在底座的顶部导轨处)的可控磁体(例如，电磁体)的致动器。致动器可以是主动可控的用于维持底座20与载体10之间的预定距离(或“间隙G”)。
例如，可以根据输入参数(诸如载体与底座之间的距离)来控制输出参数(诸如施加到致动器的电流)。可以用距离传感器来测量底座与载体之间的距离，并且可以根据所测量的距离来设定致动器的磁场强度。具体地，在距离高于预定阈值的情况下，可以增大磁场强度，并且在距离低于阈值的情况下，可以降低磁场强度。可以以闭环控制或反馈控制来控制致动器。
多个主动磁性轴承30的各磁性轴承可以包括致动器(例如，电磁体)和距离传感器。可以设置控制器用于根据通过距离传感器测量的距离来控制致动器。各磁性轴承可以具有个别的控制器。或者，可以提供一个共用的控制器用于控制多个主动磁性轴承。根据可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式，第一组主动磁性轴承可以与第一控制器关联并且第二组主动磁性轴承可以与第二控制器关联。
多个主动磁性轴承30经构造以在沿着运输轨道运输载体期间面向载体的导向结构12。载体的导向结构12可以包括磁部件，其具有面朝上的表面，该面朝上的表面指向多个主动磁性轴承30。导向结构12的磁部件可以包括铁磁材料，例如铁合金，诸如钢。可以在载体的导向结构12与至少一些主动磁性轴承之间产生受控的吸引力，以使得载体可以被悬浮。导向结构12可以是载体主体的上部，其经构造以与多个主动磁性轴承30磁性地相互作用。
在载体10以浮动状态在运输方向T中被运输期间，多个主动磁性轴承30可以被控制以使得底座20与载体10之间的距离(或“间隙G”)保持基本上恒定，例如在0.5mm与2mm范围内，诸如是约1mm或1.5mm。
如果载体10非常长并且重，那么在载体10的全部长度上方维持基本上恒定的间隙存在难度。在这种情况下，底座和载体的导向结构需要被制造成具有极高的精确度和平坦度，因为超过允许的水平的表面平坦度或载体曲率的变化将导致载体与底座之间的接触或将甚至使载体的磁悬浮变得不可能。此外，存在底座或载体可能由于真空系统中的压力或温度变化而弯曲的风险，使得通过控制多个主动磁性轴承来维持恒定间隙宽度可能存在难度或不可能实现。
本文中描述的实施方式允许长且重的载体的磁悬浮。本文中描述的载体10的导向结构12包括经构造以与多个主动磁性轴承30相互作用的第一导向区13和第二导向区14，和在载体的运输方向T(即载体的纵向上)布置在第一导向区13与第二导向区14之间的凹陷区15。凹陷区15相对于第一导向区13和第二导向区14凹陷。例如，凹陷区15可以相对于第一和第二导向区凹陷至少2mm或更多，特别是3mm或更多(图1中的凹陷深度X)。换句话说，在载体运输期间，凹陷区15可以在载体的导向结构12中形成与第一导向区13和第二导向区14相比更加远离多个主动磁性轴承30的加深或缩陷部分。
在载体运输期间，只有第一导向区13和第二导向区14可以与多个主动磁性轴承30的主动受控的磁性轴承磁性地相互作用。具体地，可控制第一导向区13与底座20之间的第一间隙以保持基本上恒定，例如在G＝0.5mm到G＝2mm范围内，并且可控制第二导向区14与底座之间的第二间隙以保持基本上恒定，例如在G＝0.5mm到G＝2mm范围内。凹陷区15与底座20之间的距离(对应于间隙G与凹陷深度X的总和)更大，例如是4mm或更大，特别是5mm或更大。
根据本公开内容的实施方式，悬浮载体(例如如上所述的三区域载体)的主动磁性轴承(即致动器)可以被减少或最小化。例如，一个致动器(即主动磁性轴承)可以在(沿着运输方向的)前部使载体悬浮，并且一个致动器(即主动磁性轴承)可以在(沿着运输方向的)后部使载体悬浮。
如关于图5示例性地描述，两个致动器可以在第一侧(例如前侧)被同时激活，并且两个致动器可以在第二侧(例如后侧)被同时激活。例如，两个致动器可以在载体的移动期间在载体从一个致动器传送到后续致动器期间在一侧被激活。根据其他实施方式，例如在具有无法被一个致动器承载的重量的大面积载体的情况下，两个致动器可以在第一端部处被激活并且两个致动器可以在第二端部处被激活。对于具有两个前部致动器和两个后部致动器的布置来说，类似于关于图5描述的示例，三个致动器可以在用于移动致动器的传送期间被同时激活。本公开内容的实施方式允许同时激活更小数量的致动器(即主动磁性轴承)。因此，可以减少可以同时提供功率的功率级的数量。
根据本公开内容的实施方式，可以减少功率级的数量。尤其，功率级的数量可以小于致动器(即主动磁性轴承)的数量。根据一个实施方式，提供用于运输载体的磁悬浮系统。磁悬浮系统包括多个主动磁性轴承30。多个主动磁性轴承沿着运输轨道(例如沿着底座20)延伸。提供至少第一功率级和第二功率级，其中多个主动磁性轴承的第一组主动磁性轴承30与第一功率级连接并且多个主动磁性轴承的第二组主动磁性轴承与第二功率级连接。
由于被同时激活的致动器的数量减少，例如只有在载体后部的前端处的致动器，可以避免专用于每个致动器的功率级。可以提供功率级的切换以将功率级的输出发送到当前激活的致动器，即主动磁性轴承。
根据可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式，可以通过复用器、诸如IGBT(绝缘栅极双极晶体管)的大功率开关、继电器或其他经构造以将功率级的功率从与功率级关联的第一致动器切换到与功率级关联的第二致动器的其他开关来提供功率级的切换。功率级可以与第一组致动器(即主动磁性轴承)关联。
如本文中描述的功率级可以被理解为如下切换模块：该切换模块激活切换模块的输出达预定时间并且选择性地以预定的输出功率激活切换模块的输出、被理解可以被激活达预定时间并且选择性地以预定输出功率被激活的电源，或被理解为可以被激活达预定时间并且选择性地以预定输出功率被激活的另一功率源。
图1示出具有两个或更多个功率级的功率级组件，例如第一功率级和第二功率级。可以用电子连接件(诸如总线120)将功率级组件与多个主动磁性轴承(即多个致动器)连接。如图1中示例性地示出，可以向多个致动器提供三个通道，以使得沿着运输方向的每第三个致动器与一个通道连接。
根据可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式，可以提供两个或更多个通道用于将功率级组件与致动器连接。尤其，可以提供四个通道、六个通道或八个通道用于将功率级组件与致动器连接。功率级组件可以邻近运输系统、开关柜设置，或可以沿着运输系统分布。
本公开内容的实施方式减少功率级的数量并且可以将功率级的数量减少到最小值。由于减少的功率级数量和减少的安装间隔要求，这可以带来成本节约。
在图1中，每第三个致动器与总线120的通道连接，总线120与功率级组件110连接。因此，与具有用于图1中所示的每一致动器的九个功率级相比，可以减少功率级的数量例如三倍。根据可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式，总线与第一功率级、第二功率级和多个主动磁性轴承(即致动器)连接。
将关于图5更详细地描述在致动器之间的切换。鉴于为了沿着运输方向T运输载体10，后续主动磁性轴承被激活的事实，可以提供复用器。可以通过移位寄存器、地址控制总线(诸如XOR控制总线和/或具有多个地址的控制总线)来选择复用器主动输出。根据可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式，磁悬浮系统可以包括复用器，其经构造以经由连接件(例如图1中所示的总线120)将第一功率级的输出发送到第一组磁性轴承的第一磁性轴承并且经由总线将第二功率级的输出发送到第二组磁性轴承的第二磁性轴承。
其后，第一磁性轴承可以被关闭并且第二磁性轴承可以被关闭。可以向在运输方向中位于第一磁性轴承下游的第一后续轴承和在运输方向中位于第二磁性轴承下游的第二后续轴承提供功率。根据示例，第一后续磁性轴承可以由第一功率级供电并且第二后续轴承可以由第二功率级供电。根据可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式，可以通过使第一后续磁性轴承被第三功率级供电并且使第二后续磁性轴承被第四功率级供电来改良载体向后续轴承的传送。
在图1中所示的示例性实施方式中，控制器50与总线120的每一通道连接以允许经由控制器50控制致动器(即主动磁性轴承30)。根据可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式，控制器可以与功率级组件的功率级关联。因此，控制器的数量可以与功率级的数量对应。一个或多个控制器可以经构造以当第一磁性轴承或第二磁性轴承分别面向载体10的凹陷区15时，关闭对第一磁性轴承或第二磁性轴承的主动控制。根据可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式，一个或多个控制器可以将间隙G(即悬浮间隙)控制为基本上恒定。此外，一个或多个控制器50可以接收指示载体位置的信号(例如提供沿着运输轨道的载体位置的信号)，并且多个主动磁性轴承可以根据载体位置被控制。
本公开内容的实施方式允许在数量减少的电子部件或最小数量的电子部件的情况下沿着运输轨道的功率电子概念和/或受控的电子概念，所述轨道例如是具有多个主动磁性轴承(即用于悬浮的磁性的致动器)的轨道。
对于如本文中描述的3区域载体来说，不必提供底座20的单个高度平坦的致动器表面和载体10的单个高度平坦的导向区。准确地说，主动磁性轴承与两个单独并且远离的载体区域(即第一导向区13和第二导向区14)磁性地相互作用。主动磁性轴承被控制以将第一和第二导向区分别保持在距离底座的预定的短距离处。因此，即使载体和/或底座归因于温度或压力变化而弯曲，也不存在导向结构12与底座20之间的接触的风险；在载体运输期间，在凹陷区15与底座20之间的距离足够大以避免任何接触的风险。长载体的平稳并且可靠的悬浮变得可能。
在可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式中，第一导向区13和第二导向区14限定第一平面P1。换句话说，在载体运输期间，第一导向区13和第二导向区14基本上位于相同的平面中，第一平面P1具有距离多个主动磁性轴承30的第一距离(对应于间隙G)。例如，载体的导向结构12可以包括磁性材料部件，该磁性材料部件具有在载体的前部部分中的构成第一导向区13的第一面朝上的表面和在运输方向T中在载体的后部部分中的构成第二导向区14的第二面朝上的表面。在载体运输期间，第一和第二面朝上的表面可以基本上处于相同的平面中，即在第一平面P1中。
在一些实施方式中，凹陷区15限定第二平面P2，在载体运输期间，第二平面P2具有距离多个主动磁性轴承的第二距离，该第二距离大于第一距离。凹陷区15可以具有布置在第一导向区与第二导向区之间的面朝上的表面，并且该面朝上的表面关于第一导向区和第二导向区凹陷至少第二距离。凹陷区15可以具有基本上平坦的表面。在其他实施方式中，凹陷区15不完全平坦。然而，有利的是，凹陷区15在第一导向区13与第二导向区14之间的全部延伸长度上相对于第一导向区13和第二导向区14凹陷至少2mm或至少4mm的凹陷深度X，以使得可以可靠地避免底座与载体之间的接触。
在一些实施方式中，第一距离(对应于间隙G)是2mm或更小,特别是约1.5mm，和/或第二距离(对应于总和G+X)是3mm或更大，特别是约5mm。换句话说，第二平面P2可以相对于第一平面P1凹陷至少1mm，特别是3mm或更大的凹陷深度X。因此，当第一和第二导向区与底座之间的间隙G被控制为保持在低于2mm的预定范围中时，即使凹陷区15具有一些曲率或不平坦，也不存在凹陷区15与底座20之间的接触的风险。
在一些实施方式中，在载体运输期间，载体具有基本上垂直的定向。换句话说，载体可以被定向以使得在载体运输期间，载体的主表面基本上垂直(垂直+/-10°)。导向结构12可以构成载体10的上部，其经构造以与多个主动磁性轴承30磁性地相互作用。在载体运输期间，具有多个主动磁性轴承30的底座20的顶部轨道可以被布置在载体的导向结构12的上方。运输方向T可以是基本上水平的方向。运输方向T可以与载体的纵向对应，载体沿着该纵向移动。
在可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式中，载体10具有上部载体表面。在载体运输期间，上部载体表面面向多个主动磁性轴承30。上部载体表面在运输方向T中的前部部分可以构成第一导向区13并且上部载体表面在运输方向T中的后部部分可以构成第二导向区14。与凹陷区15对应的在运输方向T中位于第一导向区13与第二导向区14之间的间距可以具有1m或更大，特别是2m或更大的长度。
载体与底座之间的间隙G可以只在载体的前部部分和后部部分中主动受控，而可以不对载体的布置有凹陷区15的中心部分中的间隙提供主动控制。可以提供平稳并且可靠的载体运输，而不存在由于间隙宽度变化导致的控制困难的风险。此外，可以减少或最小化电子部件的数量，特别是功率级的数量和选择性地，控制器的数量。从功率级输出的功率可以被切换或多路复用到各种主动磁性轴承(即用于悬浮的致动器)，以减少电子器件的数量。
在可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式中，第一导向区13和第二导向区14在运输方向中具有30cm或更大的尺寸，和/或凹陷区15可以在运输方向T中具有1m或更大，特别是2m或更大的尺寸。根据本文中描述的实施方式，在载体的两个远离的区域主动控制载体与底座之间的间隙足以提供可靠的载体悬浮。可以不需要在布置有凹陷区的载体的中心区域中的主动控制。在一些实施方式中，在运输方向中的载体的总长度可以是2m或更大，特别是3m或更大。凹陷区15可以在运输方向中的延伸载体的一半以上的长度。
在一些实施方式中，磁悬浮系统可以进一步包括一个或多个控制器50，用于根据沿着运输轨道的载体位置个别地控制多个主动磁性轴承30。
根据可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式，控制器的数量可以与功率级的数量对应。例如，控制器信号可以设置在总线上，控制器信号可以从一个主动磁性轴承被切换和/或多路复用到另一主动磁性轴承，例如在载体沿着运输方向T移动后。
特别地，可以确定沿着运输轨道的载体位置，并且可以根据载体位置控制多个主动磁性轴承。
例如，当磁性轴承30面向第一导向区13和第二导向区14中的一个时，一个或多个控制器50可以经构造以主动控制多个主动磁性轴承30的至少一个或多个磁性轴承30。换句话说，当确定载体位于沿着运输轨道的其中至少一个磁性轴承30面向第一导向区13或第二导向区14的载体位置时，这些磁性轴承30被主动控制以维持个别的导向区与底座之间的恒定的间隙G。替代地或另外，一个或多个控制器50可以经构造以当至少一个磁性轴承30面向凹陷区15时关闭对这些磁性轴承30的主动控制。换句话说，当确定载体位于沿着运输轨道的其中至少一个磁性轴承30面向凹陷区15的载体位置时，该至少一个磁性轴承30可以不被主动控制和/或可以被关闭。
在一些实施方式中，可以控制多个主动磁性轴承30以使得主动控制或开启面向第一导向区13和第二导向区14中的一者的多个主动磁性轴承的第一子集，并且不主动控制或关闭面向凹陷区15的多个主动磁性轴承的第二子集。也可以不主动控制或关闭完全不面向载体的导向结构12的主动磁性轴承的第三子集。
因此，在一些实施方式中，可以仅主动控制面向第一导向区13或第二导向区14的主动磁性轴承，并且可以关闭剩余的磁性轴承或可以停用主动控制。可以确保平稳并且可靠的载体运输。
图5示出当载体10沿着运输方向T移动时在致动器之间的传送。载体10从一个致动器(即主动磁性轴承)被传送或"移交"到后续致动器。图5示出在沿着运输方向T的载体10的末端部分处的三个致动器。载体的末端部分包括导向区(参见图1中的参考数字14)。示出了三个后续致动器，并且在图表500中示出了提供至致动器的对应致动器力或功率，该致动器力或功率随着载体位置而变化。
在图5中，第一线条512与左侧致动器对应，第二(虚)线条514与中间致动器对应，并且第三(点划)线条516与右侧致动器对应。在初始状态，例如图5中所示的顶部载体位置，由左侧致动器提供全功率或悬浮力。随着载体沿着运输方向T移动，左侧致动器的功率或悬浮力减小(参见线条512)而中间致动器的功率或悬浮力增大(参见线条514)。在一段时间内，载体(即图5中所示的末端部分)被图5中所示的左侧致动器和中间致动器悬浮。在载体的进一步移动后，左侧致动器被关闭而中心致动器的悬浮力或功率被进一步增大直到载体被中心致动器悬浮。随着载体进一步沿着运输方向T移动，中心致动器的功率或悬浮力减小(参见线条514)而图5中的右侧致动器的功率悬浮力增大(参见线条516)。在一段时间内，载体被图5中所示的中心致动器和右侧致动器悬浮。在载体沿着运输方向T的进一步移动后，中心致动器被关闭而右侧致动器的悬浮力或功率进一步增大直到载体被右侧致动器悬浮。
如图5所示，载体可以同时被两个致动器在载体的一个末端处悬浮。此外，当右侧致动器开始提供致动器力时，即当右侧致动器被驱动时，左侧致动器关闭。因此，向左侧致动器提供功率的功率级也可以向右侧致动器提供功率。左侧致动器和右侧致动器不被同时激活。因此，图5中的左侧致动器和图5中的右侧致动器可以共享公共功率级。可以控制功率级的输出的切换或多路复用；因此，功率级的数量可以被减小或最小化。
图5示出载体10的一侧，例如沿着运输方向T的末端侧。类似地，相对侧可以在致动器之间切换并且可以共享公共的功率级。考虑图5中的示例，其中两个功率级在载体10的后部末端处同时至少部分地被驱动，可以根据本文中描述的实施方式在载体10的每一侧提供两个功率级。根据可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式，用于悬浮系统的功率级的数量可以是2*N，其中N是大于等于1的整数。在图5中所示的示例中，N等于2。取决于可以同时接收功率的致动器的数量，例如取决于沿着运输方向的相对于致动器(即主动磁性轴承)的长度的载体的导向区的长度，N可以特别是1、2、3或4。
多个主动磁性轴承30可以沿着由底座限定的运输轨道以恒定的间隔分布，其中在运输方向T中，两个邻近的主动磁性轴承之间的间隔可以小于第一导向区13(和第二导向区14)的尺寸。因此，可以确保在载体沿着运输轨道移动期间的任何时候，至少一个主动磁性轴承面向第一导向区13(和第二导向区14)。例如，在载体移动期间的任何时候，至少两个主动磁性轴承面向第一导向区13并且至少两个其他主动磁性轴承面向第二导向区14。
在可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式中，磁悬浮系统进一步包括用于沿着运输轨道移动载体10的驱动单元。驱动单元可以包括线性马达60，其通过磁力在运输方向T中移动载体。线性马达60可以选择性地被布置在布置于载体下方的底座的下部导轨处，如在图1中示意性地示出。线性马达60可以与设置在载体的底部部分处的磁性配对件(例如设置在载体处的永磁体阵列)相互作用。
在一些实施方式中，线性马达60可以经构造以确定沿着运输轨道的载体位置并且将载体位置转发到一个或多个控制器50以用于控制多个主动磁性轴承30。例如，线性马达60可以包括位置检测器件，诸如编码器或解析器，其提供关于当前载体位置的信息。因此，多个主动磁性轴承30的一个或多个控制器50知晓当前载体位置并且可以根据沿着运输轨道的当前载体位置控制多个主动磁性轴承30。替代地或另外，可以提供单独的位置检测器件，例如传感器，诸如距离传感器，用于确定在沿着底座的特定位置处是否存在载体。传感器输出可以被转发到多个主动磁性轴承的一个或多个控制器。
根据可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式，可以根据当前载体位置来提供两个或更多个功率级的切换，例如多路复用。
因此，可以确定沿着运输轨道的载体位置并且可以将关于载体位置的信息转发到一个或多个控制器和/或功率级组件110以驱动和/或控制多个主动磁性轴承。因此，可以根据当前载体位置控制和/或驱动多个主动磁性轴承，并且可以暂时关闭或停用面向凹陷区15的多个主动磁性轴承的子集。
如本文中描述的载体10可沿着由底座20限定的运输轨道移动。可以在底座处提供用于以无接触或基本上无接触方式保持载体的多个磁性轴承。图1示出在沿着底座20的无接触运输期间的根据本文中描述的实施方式的载体10。
载体包括导向结构12。导向结构12可以包括磁性材料部件，其具有在载体运输期间指向底座的磁性轴承的面朝上的表面。导向结构12包括经构造以与多个主动磁性轴承30磁性地相互作用的第一导向区13和第二导向区14，和在载体的运输方向T中被布置在第一导向区13与第二导向区14之间的凹陷区15。沿着凹陷区的全部纵向延伸长度相对于第一导向区13和第二导向区14凹陷例如至少2mm的凹陷深度X。
载体10可以进一步包括用于将基板11保持在载体的保持表面的保持器件。基板11可以是用于显示器制造的具有例如若干平方米的尺寸的大面积基板。替代地，基板11可以是半导体晶片，或可以包括多个晶片。保持器件可以是机械夹紧器件，例如夹钳、静电夹具或磁性夹具。
特别地，基板11可以是具有至少1m2的尺寸的大面积基板。尺寸可以是约1.375m2(1.1m x 1.25m——GEN 5)到约15m2，更具体地是约5m2到约9m2乃至直到15m2。例如，基板可以是与约4.39m2(1.95m x 2.25m)的表面积对应的GEN 7.5、与约5.7m2(2.2m x 2.5m)的表面积对应的GEN 8.5，或与约9m2(2.88m X 3.13m)的表面积对应的GEN 10。可以实施甚至更大的世代，诸如GEN 11和GEN 12。载体10具有用于支持和保持基板的基板支持表面。
载体10可以具有在垂直方向V中的1m或更大，特别是2m或更大，乃至3m或更大的尺寸。载体10可以具有在与运输方向T对应的纵向中的1m或更大，特别是2m或更大，乃至3m或更大的尺寸。载体可以具有5m2或更大，特别是9m2或更大，乃至15m2或更大的尺寸。
图2示出根据本文中描述的实施方式的磁悬浮系统200的上部部分的示意性透视图。磁悬浮系统200类似于图1的磁悬浮系统100以使得可以参考以上说明，这里不对其进行重复。
磁悬浮系统200包括底座，其具有沿着运输轨道布置的多个主动磁性轴承30，和可以利用多个主动磁性轴承30而被悬浮的载体10。图2中仅示出载体10的上部前部部分。
多个主动磁性轴承30与载体上的导向结构12磁性地相互作用。导向结构12可以被布置在载体的头部部分处并且可以包括具有面朝上的表面的磁性材料，诸如磁钢。导向结构12可以被朝向多个主动磁性轴承30吸引，其中多个主动磁性轴承主动受控以使得恒定间隙G被维持在载体10与底座20之间(参见图3)。
载体的导向结构12包括第一导向区13、凹陷区15和第二导向区，所述凹陷区15在载体的运输方向T中被布置在第一导向区13与第二导向区之间。图2仅示出不具有第二导向区的载体的上部前部部分。凹陷区15可以相对于第一和第二导向区凹陷至少2mm或更大的凹陷深度X，如在图3和图4中示意性地指示。
第一和第二导向区可以包括导向表面17，其为平坦的并且在载体运输期间位于相同的平面中，特别是在基本上水平的平面中。导向表面17可以沿着载体的运输方向T延伸以使得导向表面17可以与多个主动磁性轴承的磁性轴承相互作用。导向表面17可以是载体的面朝上的表面，特别是载体的顶表面。
图3示出图2的磁悬浮系统200在第一截面(A)中的示意性截面图。在图2中指示第一截面(A)的位置。第一截面(A)与第一导向区13相交。
图4示出图2的磁悬浮系统200在第二截面(B)中的示意性截面图。在图2中指示第二截面(B)的位置。第二截面(B)与凹陷区15相交。
如在图3和图4中示意性地指示，第一导向区13(和第二导向区)与底座20之间的距离对应于主动受控的间隙G，并且比凹陷区与底座之间的距离小例如2mm或更大的凹陷深度X。
在可以与本文中描述的其他实施方式组合的一些实施方式中，可以在凹陷区15处提供经构造以促成载体悬浮力的多个永磁体18。
吸引磁力可以作用在凹陷区15的永磁体18与多个主动磁性轴承30的面向永磁体的磁性轴承之间，即使所述磁性轴承的主动控制被关闭。原因是主动磁性轴承包括致动器(例如电磁体)，其包括磁性材料部件19，诸如电磁体的铁或钢芯。即使致动器不主动受控，凹陷区15的永磁体18也可以被吸引朝向致动器的磁性材料部件19，从而导致作用于载体的悬浮力。
特别地，使载体悬浮的悬浮力的第一(主动受控)部分可以作用在多个主动磁性轴承的第一子集与第一和第二导向区之间，并且使载体悬浮的悬浮力的第二(被动)部分可以作用在永磁体18与多个主动磁性轴承的一些致动器的磁性材料部件19之间，同时所述致动器可以不主动受控。悬浮力的第一部分主动受控以维持多个主动磁性轴承的第一子集与第一和第二导向区之间的恒定间隙G。因此，可以不需要使载体的全部重量由主动受控的磁性轴承来承载。准确地说，载体的至少一部分重量可以由在充当重量补偿元件的被动元件(即永磁体18)与致动器的磁性材料部件19(例如电磁体的铁芯)之间的磁相互作用来承载。
图6是示出根据本文中描述的实施方式的使载体悬浮的方法的流程图。在操作610，第一功率级的输出被发送到第一组主动磁性轴承的第一磁性轴承。这可以例如是图5中的左侧主动磁性轴承。此外，第二功率级的输出可以被发送到第二组主动磁性轴承的第二磁性轴承。图5示出载体10的后部末端。相应的主动磁性轴承可以是对应于载体的前部末端的主动磁性轴承。在操作630，第一功率级的输出可以被发送到或被切换到第一后续磁性轴承，例如图5中所示的右侧主动磁性轴承，并且第二功率级的输出可以被发送到或被切换到第二后续轴承，例如在载体的前部末端处的轴承。
如关于图5所描述，可以开启第三功率级，例如用于图5中所示的中心主动磁性轴承的功率级。这由操作620示出。如上所述，功率级的输出可以经由总线被发送到主动磁性轴承。
本文中描述的实施方式可以用于承载大面积基板、玻璃基板、晶片、半导体基板、掩模、屏蔽件和其他物件中的至少一个的运输载体。载体可以承载单个物件，例如尺寸是1m2或更大，特别是5m2或10m2或更大的大面积基板，或多个尺寸更小的物件，例如多个半导体晶片。载体可以包括保持器件，其经构造以将物件保持在载体处，例如磁性夹具、静电夹具或机械夹紧器件。
在运输期间，载体可以具有基本上垂直的定向(例如，垂直+/-10°)。替代地，在运输期间，载体可以具有基本上水平的定向(例如，水平+/-10°)。具体地，真空沉积系统可以经构造以用于垂直基板运输和处理。
尽管前述内容涉及实施方式，但可以在不偏离基本范围的情况下设想其他和进一步实施方式，并且范围由随附权利要求确定。

Claims (15)

1.一种用于运输载体的磁悬浮系统(100)，包括：
多个主动磁性轴承(30)，所述多个主动磁性轴承沿着运输轨道延伸；和
至少第一功率级和第二功率级，其中所述多个主动磁性轴承的第一组主动磁性轴承(30)连接到所述第一功率级，并且所述多个主动磁性轴承的第二组主动磁性轴承(3)连接到第二功率级。
2.如权利要求1所述的磁悬浮系统，进一步包括：
总线，所述总线连接到所述第一功率级、所述第二功率级和所述多个主动磁性轴承。
3.如权利要求2所述的磁悬浮系统，进一步包括：
复用器，所述复用器经构造以经由所述总线将所述第一功率级的输出发送到所述第一组主动磁性轴承的第一磁性轴承并且经由所述总线将所述第二功率级的输出发送到所述第二组主动磁性轴承的第二磁性轴承。
4.如权利要求1到3中任一项所述的磁悬浮系统，进一步包括：
一个或多个控制器，所述一个或多个控制器经构造以将所述第一功率级从所述第一磁性轴承切换到在运输方向中位于所述第一磁性轴承下游的第一后续磁性轴承，并且将所述第二功率级从所述第二磁性轴承切换到在所述运输方向中位于所述第二磁性轴承下游的第二后续磁性轴承。
5.如权利要求1到4中任一项所述的磁悬浮系统，进一步包括：
底座(20)，所述底座沿着所述运输轨道延伸，所述多个主动磁性轴承设置在所述底座处；
载体(10)，所述载体沿着所述运输轨道是可移动的，所述多个主动磁性轴承(30)经构造以面向所述载体的导向结构(12)，所述导向结构(12)包括：
第一导向区(13)和第二导向区(14)，所述第一导向区和所述第二导向区经构造以与所述多个主动磁性轴承(30)相互作用；和
凹陷区(15)，所述凹陷区在所述载体的运输方向(T)中被布置在所述第一导向区(13)与所述第二导向区(14)之间，所述凹陷区相对于所述第一导向区(13)和所述第二导向区(14)凹陷。
6.如权利要求5所述的磁悬浮系统，
其中所述第一导向区(13)和所述第二导向区(14)限定第一平面(P1)，在所述载体运输期间，所述第一平面(P1)与所述多个主动磁性轴承(30)相距第一距离，并且
其中所述凹陷区(15)限定第二平面(P2)，在所述载体运输期间，所述第二平面(P2)与所述多个主动磁性轴承相距第二距离，所述第二距离大于所述第一距离。
7.如权利要求6所述的磁悬浮系统，其中所述第一距离是2mm或更小，特别是约1.5mm，和/或其中所述第二距离是3mm或更大，特别是约5mm。
8.一种用于运输载体的磁悬浮系统(100)，包括：
多个主动磁性轴承(30)，所述多个主动磁性轴承沿着运输轨道延伸；和
至少第一功率级和第二功率级，其中所述多个主动磁性轴承的第一组主动磁性轴承(30)连接到所述第一功率级，并且所述多个主动磁性轴承的第二组主动磁性轴承连接到第二功率级；
一个或多个控制器，所述一个或多个控制器经构造以将所述第一功率级从所述第一磁性轴承切换到在运输方向中位于所述第一磁性轴承下游的第一后续磁性轴承，并且将所述第二功率级从所述第二磁性轴承切换到在所述运输方向中位于所述第二磁性轴承下游的第二后续磁性轴承。
底座(20)，所述底座沿着所述运输轨道延伸，所述多个主动磁性轴承设置在所述底座处；
载体(10)，所述载体沿着所述运输轨道是可移动的，所述多个主动磁性轴承(30)经构造以面向所述载体的导向结构(12)，所述导向结构(12)包括：
第一导向区(13)和第二导向区(14)，所述第一导向区和所述第二导向区经构造以与所述多个主动磁性轴承(30)相互作用；和
凹陷区(15)，所述凹陷区在所述载体的运输方向(T)中被布置在所述第一导向区(13)与所述第二导向区(14)之间，所述凹陷区相对于所述第一导向区(13)和所述第二导向区(14)凹陷。
其中所述一个或多个控制器(50)经构造以当所述多个主动磁性轴承(30)的所述第一磁性轴承(30)面向所述第一导向区(13)时，主动控制所述第一磁性轴承(30)，并且其中所述一个或多个控制器(50)经构造以当所述多个主动磁性轴承(30)的所述第二磁性轴承(30)面向所述第二导向区时，主动控制所述第二磁性轴承(30)。
9.如权利要求8所述的磁悬浮系统，其中所述一个或多个控制器(50)经构造以当所述第一磁性轴承或所述第二磁性轴承分别面向所述凹陷区(15)时，关闭所述第一磁性轴承(30)或所述第二磁性轴承的所述主动控制。
10.如权利要求8到9中任一项所述的磁悬浮系统，进一步包括用于沿着所述运输轨道移动所述载体(10)的线性马达(60)，特别是，其中所述线性马达(60)经构造以确定沿着所述运输轨道的载体位置并且将所述载体位置转发到所述多个主动磁性轴承(30)的所述一个或多个控制器(50)。
11.如权利要求8到10中任一项所述的磁悬浮系统，进一步包括：
多个永磁体(18)，所述多个永磁体经构造以促成在所述凹陷区(15)处提供的载体悬浮力。
12.如权利要求11所述的磁悬浮系统，其中所述多个永磁体(18)以与所述多个主动磁性轴承(30)的磁性材料部件(19)之间的距离对应的距离布置为两条平行迹线。
13.一种悬浮载体(10)的方法，所述方法包括：
将第一功率级的输出发送到第一组主动磁性轴承的第一磁性轴承；
将第二功率级的输出发送到第二组主动磁性轴承的第二磁性轴承；
将所述第一功率级切换到所述第一组主动磁性轴承的第一后续磁性轴承；和
将所述第二功率级切换到所述第二组主动磁性轴承的第二后续磁性轴承。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述第一功率级在从所述第一磁性轴承切换到所述第一后续磁性轴承之间是停用的，并且当所述第一功率级停用时，第三功率级是激活的。
15.如权利要求13到14中任一项所述的方法，其中所述功率级的所述输出和所述第二功率级的所述输出经由总线被发送。
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