NL2008934C2

NL2008934C2 - POSITIONING DEVICE FOR A WAFER CHUCK.

Info

Publication number: NL2008934C2
Application number: NL2008934A
Authority: NL
Inventors: Dick Laro; Leonardus Cornelis Maria Sanders; Elwin Boots
Original assignee: Mi Partners B V
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2012-06-04
Publication date: 2013-12-05

Description

Positioneerinrichting voor een waferchuck BESCHRIJVING: 5Positioning device for a wafer chuck DESCRIPTION: 5

Gebied van de uitvindingFIELD OF THE INVENTION

De uitvinding heeft betrekking op een positioneerinrichting voor een waferchuck, omvattende: 10 - een basis, een op de basis aanwezige ondersteuning, een op de ondersteuning aanwezige behuizing waarin onderdruk heerst en die is voorzien van een bodem, een in de behuizing over de bodem verplaatsbare waferchuck voorzien van 15 permanente magneten, en onder de bodem aanwezige positioneermiddelen voor het positioneren van de waferchuck, welke positioneermiddelen spoelen omvatten.The invention relates to a positioning device for a wafer chuck, comprising: a base, a support present on the base, a housing present on the support in which underpressure prevails and which is provided with a bottom, a movable over the bottom in the housing wafer chuck provided with permanent magnets, and positioning means present under the bottom for positioning the wafer chuck, which positioning means comprise coils.

Stand van de techniek 20State of the art 20

Een dergelijke positioneerinrichting is bekend uit JP 2-262091 A. Doordat bij deze bekende positioneerinrichting de waferchuck in een van de positioneermiddelen afgescheiden vacuüm ruimte aanwezig is, kan geen vervuiling van de waferchuck optreden die het gevolg is van de positioneerinrichting.Such a positioning device is known from JP 2-262091 A. Because with this known positioning device the wafer chuck is present in a vacuum space separated from the positioning means, no contamination of the wafer chuck that results from the positioning device can occur.

2525

Samenvatting van de uitvindingSummary of the invention

Een doel van de uitvinding is het verschaffen van een positioneerinrichting van de in de aanhef omschreven soort met verbeterde 30 positioneermiddelen. Hiertoe is de positioneerinrichting volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat: de positioneermiddelen ten minste zes actuatoren omvatten om de waferchuck in met zes vrijheidsgraden overeenkomende richtingen te positioneren, waarbij van de actuatoren drie verticale actuatoren de waferchuck positioneren in verticale 2 richting en om twee haaks op elkaar staande horizontale assen, en drie horizontale actuatoren de waferchuck positioneren in twee haaks op elkaar staande horizontale richtingen en om de verticale as, welke verticale actuatoren elk zwaartekrachtcompensatiemiddelen omvatten die 5 een schijfvormige ronde permanente magneet omvatten, alsmede een deels daaromheen en deels daarboven aanwezige spoel, waarbij de onderzijde van de spoel op een niveau aanwezig is tussen de onder- en bovenzijde van de schijfvormige magneet en waarbij de binnendiameter van de spoel groter is dan de buitendiameter van de schijfvormige magneet, 10 - waarbij in de waferchuck boven de spoel een ringvormige permanente magneet aanwezig is met een opening in het midden, waarbij: de buitendiameter van de ringvormige magneet groter is dan de binnendiameter van de spoel en kleiner is dan de buitendiameter van de spoel, en 15 - de binnendiameter van de ringvormige magneet kleiner is dan de binnendiameter van de spoel, en de ringvormige magneet en de schijfvormige magneet verticaal gepolariseerd zijn en de ringvormige magneet tegengesteld gemagnetiseerd is aan de schijfvormige magneet.An object of the invention is to provide a positioning device of the type described in the preamble with improved positioning means. To this end, the positioning device according to the invention is characterized in that: the positioning means comprise at least six actuators for positioning the wafer chuck in directions corresponding to six degrees of freedom, with three vertical actuators of the actuators positioning the wafer chuck in the vertical 2 direction and about two at right angles to each other horizontal shafts, and three horizontal actuators positioning the wafer chuck in two horizontal directions perpendicular to each other and about the vertical axis, which vertical actuators each comprise gravity compensation means comprising a disc-shaped round permanent magnet, and a coil which is partly around and partly above it, wherein the underside of the coil is present at a level between the top and bottom of the disk-shaped magnet and wherein the inside diameter of the coil is larger than the outside diameter of the disk-shaped magnet, wherein an annular shape is formed in the wafer chuck above the coil permanent magnet is present with an aperture in the center, wherein: the outer diameter of the annular magnet is larger than the inner diameter of the coil and smaller than the outer diameter of the coil, and the inner diameter of the annular magnet is smaller than the inner diameter of the coil, and the annular magnet and the disc-shaped magnet are vertically polarized and the annular magnet is magnetically opposed to the disc-shaped magnet.

20 Met deze configuratie kan een verticale actuatiekracht op de waferchuck uitgeoefend worden die binnen grenzen (binnen ongeveer 5 mm van de middenstand) onafhankelijk is van de verticale afstand van de waferchuck ten opzichte van de po sitioneermiddelen.With this configuration, a vertical actuating force can be exerted on the wafer chuck which is independent of the vertical distance of the wafer chuck from the positioning means within limits (within about 5 mm of the center position).

Opgemerkt wordt dat deze configuratie ook voor andere toepassingen 25 dan voor het positioneren van een waferchuck en in andere inrichtingen dan een positioneerinrichting gebruikt kan worden.It is noted that this configuration can also be used for applications other than for positioning a wafer chuck and in devices other than a positioning device.

Bij voorkeur bevinden de positioneermiddelen zich ook in een afgesloten ruimte waar onderdruk heerst. De onderdruk in deze ruimte kan geringer zijn dan die in de ruimte waar de waferchuck zich bevindt. De elektronica van de positioneermiddelen 30 is zo afgeschermd van de omgeving waardoor minder kans op verstoring door omgevingsinvloeden aanwezig is.The positioning means are preferably also located in an enclosed space where underpressure prevails. The underpressure in this space can be less than that in the space where the wafer chuck is located. The electronics of the positioning means 30 are thus shielded from the environment, so that there is less risk of disturbance due to environmental influences.

Voorts omvat de positioneerinrichting bij voorkeur voorts een onder de bodem aanwezige over de basis verplaatsbare slede, alsmede op de basis aanwezige verplaatsingsmiddelen voor het verplaatsen van de slede, waarbij de 3 positioneermiddelen voor het positioneren van de waferchuck op de slede aanwezig zijn en de waferchuck ten opzichte van de slede positioneren. Hierdoor kan de waferchuck over een grotere horizontale afstand nauwkeurig gepositioneerd worden. De lange slag hoeft hierbij niet erg nauwkeurig te zijn en kan met bekende conventionele 5 verplaatsingsmiddelen gerealiseerd worden. De vereiste nauwkeurigheid wordt verkregen door de korte slag positioneermiddelen. Voorts kan luchtturbulentie veroorzaakt door beweging van de slede geen invloed hebben op de positie van de waferchuck. Bij voorkeur bevindt ook de slede met verplaatsingsmiddelen zich in de afgesloten ruimte waar onderdruk heerst.Furthermore, the positioning device preferably further comprises a slide which is present under the bottom and which is displaceable over the base, as well as displacement means present on the base for moving the slide, wherein the positioning means for positioning the wafer chuck are present on the carriage and the wafer chuck position relative to the carriage. This allows the wafer chuck to be accurately positioned over a larger horizontal distance. The long stroke does not have to be very accurate and can be realized with known conventional displacement means. The required accuracy is obtained by the short stroke positioning means. Furthermore, air turbulence caused by movement of the carriage cannot affect the position of the wafer chuck. The carriage with displacement means is preferably also located in the closed space where underpressure prevails.

10 Voorts zijn er bij voorkeur in de waferchuck geen spoelen aanwezig zijn.Furthermore, there are preferably no coils present in the wafer chuck.

Hierdoor zijn er geen kabels naar de waferchuck nodig en kan de hoogte van de waferchuck klein gehouden worden. In de waferchuck zijn alleen permanente magneten aanwezig.As a result, no cables to the wafer chuck are required and the height of the wafer chuck can be kept small. Only permanent magnets are present in the wafer chuck.

Een uitvoeringsvorm van de positioneerinrichting volgens de uitvinding 15 is gekenmerkt, doordat boven de opening in de ringvormige magneet of onder de schijfvormige magneet een verdere schijfvormige magneet aanwezig is, die eveneens verticaal gepolariseerd is, waarbij de polarisatie tegengesteld is aan die van de ringvormige magneet respectievelijk gelijk is aan die van de schijfvormige magneet. Hierdoor wordt de werking van de actuator verbeterd.An embodiment of the positioning device according to the invention is characterized in that a further disc-shaped magnet is present above the aperture in the annular magnet or below the disc-shaped magnet, which disc is also polarized vertically, the polarization being opposite to that of the annular magnet or is equal to that of the disc-shaped magnet. This improves the operation of the actuator.

20 Een verdere uitvoeringsvorm van de positioneerinrichting volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat: de horizontale actuatoren elk twee langwerpige, ringvormige spoelen omvatten, in de waferchuck boven elke spoel een rij permanente magneten aanwezig is, welke rijen zich in lengterichting van de spoelen uitstrekken, waarbij: 25 - boven de langgerekte delen van de wikkelingen de magneten verticaal gepolariseerd zijn waarbij boven een van de delen de noordpool aan de bovenzijde aanwezig is en boven het andere deel de noordpool aan de onderzijde aanwezig is, boven de kernen van de spoelen waar zich geen wikkelingen bevinden, 30 de magneten horizontaal gepolariseerd zijn, waarbij de noordpolen aanwezig zijn aan de zijde van die magneten waarbij de noordpool zich aan de onderzijde bevindt, en waarbij de spoelen en de daarboven aanwezige permanente magneten gespiegeld ten opzichte van elkaar aanwezig zijn.A further embodiment of the positioning device according to the invention is characterized in that: the horizontal actuators each comprise two elongated, annular coils, a row of permanent magnets is present in the wafer chuck above each coil, which rows extend in the longitudinal direction of the coils, wherein - the magnets are vertically polarized above the elongated parts of the windings, with the north pole on the upper side above one of the parts and the north pole on the underside above the other part, above the cores of the coils where no windings, the magnets are horizontally polarized, the north poles being present on the side of those magnets with the north pole being on the underside, and wherein the coils and the permanent magnets present above them are mirrored with respect to each other.

44

Met deze configuratie kan een horizontale actuatiekracht op de waferchuck uitgeoefend worden die binnen grenzen (binnen ongeveer 5 mm van de middenstand) onafhankelijk is van de positie in het horizontale vlak van de waferchuck ten opzichte van de positioneermiddelen.With this configuration, a horizontal actuating force can be exerted on the wafer chuck which is independent within limits (within about 5 mm of the center position) of the position in the horizontal plane of the wafer chuck relative to the positioning means.

5 Bij voorkeur is tussen de beide rijen magneten een afscheidingswand van niet-magnetisch materiaal aanwezig om demagnetisatie van de permanente magneten te voorkomen en het mogelijk te maken relatief kleine magneten toe te passen hetgeen de stijfheid bevordert.Preferably, a partition wall of non-magnetic material is provided between the two rows of magnets to prevent demagnetization of the permanent magnets and to make it possible to use relatively small magnets, which promotes stiffness.

Voorts zijn de beide spoelen bij voorkeur zodanig aangesloten dat de 10 grootte van de stroom door elke spoel gelijk is.Furthermore, the two coils are preferably connected such that the magnitude of the current through each coil is equal.

Beknopte omschrijving van de tekeningenBrief description of the drawings

Hieronder zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van een 15 in de tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van de positioneerinrichting volgens de uitvinding. Hierbij toont:The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment of the positioning device according to the invention shown in the drawings. Hereby shows:

Figuur 1 een schematische weergave van de positioneerinrichting volgens de uitvinding;Figure 1 shows a schematic representation of the positioning device according to the invention;

Figuur 2 een verticale actuator van de positioneerinrichting in doorsnede; 20 Figuur 3 een horizontale actuator van de positioneerinrichting in doorsnede;Figure 2 shows a vertical actuator of the positioning device in section; Figure 3 shows a horizontal actuator of the positioning device in section;

Figuur 4 een onderaanzicht van de waferchuck; enFigure 4 is a bottom view of the wafer chuck; and

Figuur 5 een bovenaanzicht van het controlesysteem van de positioneermiddelen.Figure 5 is a top view of the control system of the positioning means.

2525

Gedetailleerde omschrijving van de tekeningenDetailed description of the drawings

In figuur 1 is een uitvoeringsvorm van de positioneerinrichting volgens de uitvinding schematisch weergegeven. De positioneerinrichting 1 heeft een basis 3 30 waarop een ondersteuning 5 aanwezig is. Op de ondersteuning bevindt zich de bodem 7 van een behuizing 9 die een ruimte 11 afsluit waarin onderdruk heerst. In deze ruimte is een over de bodem verplaatsbare waferchuck 13 aanwezig. Onder de bodem is een verdere van de omgeving afgesloten ruimte 15 aanwezig waarin positioneermiddelen 17 aanwezig zijn voor het positioneren van de waferchuck. Deze positioneermiddelen zijn 5 aanwezig op een onder de bodem 7 aanwezige en over de basis 3 verplaatsbare slede 18. De slede kan eveneens voorzien zijn van een ondersteuning voor het dragen van de bodem, bijvoorbeeld in de vorm van een aantal draaibaar gelagerde kogels.Figure 1 schematically shows an embodiment of the positioning device according to the invention. The positioning device 1 has a base 3 on which a support 5 is present. The bottom 7 of a housing 9 is located on the support, which encloses a space 11 in which vacuum is present. A wafer chuck 13 which is displaceable over the bottom is present in this space. Below the bottom there is a further space 15 sealed off from the environment, in which positioning means 17 are present for positioning the wafer chuck. These positioning means are present on a carriage 18 present underneath the bottom 7 and movable over the base 3. The carriage can also be provided with a support for supporting the bottom, for example in the form of a number of rotatably mounted balls.

Onder de slede bevinden zich verplaatsingsmiddelen 19 voor het 5 verplaatsen van de slede. Deze verplaatsingsmiddelen zijn gevormd door een op de basis aanwezige eindloze riem waaraan een subframe is bevestigd en een op het subframe aanwezige verdere eindloze riem waaraan de slede is bevestigd en die zich haaks op de andere riem uitstrekt. Het subframe is langs een op de basis aanwezige geleiding verplaatsbaar en de slede is langs een op het subframe aanwezige verdere 10 geleiding verplaatsbaar. In de ruimte 15 tussen de basis en de bodem heerst eveneens een onderdruk, echter deze is geringer dan de in de ruimte 11 heersende onderdruk.Below the carriage are displacement means 19 for displacing the carriage. These displacement means are formed by an endless belt present on the base to which a subframe is attached and a further endless belt present on the subframe to which the carriage is attached and which extends perpendicular to the other belt. The subframe is displaceable along a guide present on the base and the carriage is displaceable along a further guide present on the subframe. An underpressure also prevails in the space 15 between the base and the bottom, but this is less than the underpressure prevailing in the space 11.

Op de basis 3 bevindt zich voorts een verdere ondersteuning 20 waarop een meetplateau 21 aanwezig is dat zich in de ruimte 11 boven de waferchuck 13 bevindt. Op het meetplateau bevinden zich meetmiddelen voor het bepalen van de 15 positie van de waferchuck. Het voordeel hiervan is dat de positie van de waferchuck direct ten opzichte van de basis gemeten wordt en niet indirect via de slede.On the base 3 there is furthermore a further support 20 on which a measuring platform 21 is present which is located in the space 11 above the wafer chuck 13. There are measuring means on the measuring platform for determining the position of the wafer chuck. The advantage of this is that the position of the wafer chuck is measured directly relative to the base and not indirectly via the carriage.

De positioneerinrichting heeft acht actuatoren (zes actuatoren volstaan maar door acht actuatoren toe te passen kan de regeling eenvoudiger uitgevoerd worden). Van deze actuatoren zijn er vier verticale actuatoren en vier horizontale 20 actuatoren. De actuatoren zijn zodanig ontworpen dat zij een kracht in slechts één richting uit kunnen oefenen. De actuatoren bestaan elk uit twee delen. Een deel is in de waferchuck aanwezig en heeft enkel één of meer permanente magneten en geen spoelen of elektromagneten. Het andere deel bevindt zich op de slede en heeft een spoel en eventueel één of meer verdere permanente magneten.The positioning device has eight actuators (six actuators are sufficient, but by applying eight actuators the control can be carried out more easily). Of these actuators, there are four vertical actuators and four horizontal actuators. The actuators are designed so that they can exert a force in only one direction. The actuators each consist of two parts. A portion is present in the wafer chuck and only has one or more permanent magnets and no coils or electromagnets. The other part is on the carriage and has a coil and possibly one or more further permanent magnets.

25 In figuur 2 is een van de verticale actuatoren 23 weergegeven. Deze actuator bestaat uit twee delen, een deel 23A is aanwezig boven de bodem 7 en het andere deel 23B is onder de bodem aanwezig.Figure 2 shows one of the vertical actuators 23. This actuator consists of two parts, one part 23A is present above the bottom 7 and the other part 23B is present below the bottom.

Het deel 23B heeft een schijfvormige ronde permanente magneet 25, alsmede een deels daaromheen en deels daarboven aanwezige spoel 27. De onderzijde 30 27A van de spoel bevindt zich, gezien in verticale richting, tussen de onderzijde 25A en bovenzijde 25B van de schijfvormige magneet, en de binnendiameter Dl van de spoel is groter dan de buitendiameter D2 van de schijfvormige magneet.The part 23B has a disc-shaped round permanent magnet 25, as well as a coil 27, partly around it and partly above it. The bottom side 27A of the coil is situated, viewed in the vertical direction, between the bottom side 25A and top side 25B of the disk-shaped magnet, and the inner diameter D1 of the coil is larger than the outer diameter D2 of the disc-shaped magnet.

Het deel 23 A heeft een ringvormige permanente magneet 29 met een opening 31 in het midden. Deze magneet 29 bevindt zich in de waferchuck en is boven 6 de spoel 27 aanwezig. De buitendiameter D4 van de ringvormige magneet 29 is groter dan de binnendiameter D1 van de spoel 27 en kleiner dan de buitendiameter D3 van de spoel, en de binnendiameter D5 van de ringvormige magneet is kleiner dan de binnendiameter Dl van de spoel.The part 23 A has an annular permanent magnet 29 with an opening 31 in the middle. This magnet 29 is located in the wafer chuck and is present above 6 the coil 27. The outside diameter D4 of the annular magnet 29 is larger than the inside diameter D1 of the coil 27 and smaller than the outside diameter D3 of the coil, and the inside diameter D5 of the annular magnet is smaller than the inside diameter D1 of the coil.

5 De ringvormige magneet 29 en de schijfvormige magneet 25 zijn beide verticaal gepolariseerd waarbij de polarisatie van beide magneten tegengesteld aan elkaar is.The annular magnet 29 and the disc-shaped magnet 25 are both vertically polarized, the polarization of both magnets being opposite to each other.

Boven de opening 31 in de ringvormige magneet 29 of onder de schijfvormige magneet 25 kan optioneel een verdere schijfvormige magneet 33, 35 (met 10 onderbroken lijnen weergegeven) aanwezig zijn ter verbetering van de actuator. Deze verdere schijfvormige magneet is eveneens verticaal gepolariseerd. In geval van toepassing van de verdere magneet 33 is hierbij de polarisatie van deze verdere magneet tegengesteld aan die van de ringvormige magneet 29. In geval van toepassing van de verdere magneet 35 is hierbij de polarisatie van deze verdere magneet 35 gelijk aan die 15 van de schijfvormige magneet.Above the aperture 31 in the annular magnet 29 or below the disc-shaped magnet 25, a further disc-shaped magnet 33, 35 (shown with 10 broken lines) may optionally be present for improving the actuator. This further disc-shaped magnet is also vertically polarized. In the case of the use of the further magnet 33, the polarization of this further magnet is opposite to that of the annular magnet 29. In the case of the use of the further magnet 35, the polarization of this further magnet 35 is then equal to that of the disc-shaped magnet.

In figuur 3 is een van de horizontale actuatoren 37 weergegeven. De actuatoren zijn gebaseerd op een algemeen bekend Halbach array met ten minste vijf permanente magneten. Ook deze actuator bestaat uit twee delen, een deel 37A is aanwezig boven de bodem 7 en het andere deel 37B is onder de bodem aanwezig.Figure 3 shows one of the horizontal actuators 37. The actuators are based on a well-known Halbach array with at least five permanent magnets. This actuator also consists of two parts, one part 37A is present above the bottom 7 and the other part 37B is present below the bottom.

20 Het deel 37B heeft twee langwerpige, ringvormige spoelen 39 en 41 die zodanig zijn aangesloten (bijvoorbeeld in serie) dat de grootte van de stroom door elke spoel gelijk is.The part 37B has two elongated, annular coils 39 and 41 which are connected (for example in series) such that the magnitude of the current through each coil is equal.

Het deel 37A heeft twee rijen permanente magneten met polarisatie volgens een Halbach array. In plaats van vijf magneten zijn er in elke rij acht magneten 25 43-50 aanwezig waarbij drie middelste paren magneten 44 en 45, 46 en 47, 48 en 49 dezelfde polarisatie hebben. Door acht magneten toe te passen, kunnen alle magneten dezelfde afmetingen hebben waardoor ze goedkoper te vervaardigen zijn.The part 37A has two rows of permanent magnets with polarization according to a Halbach array. Instead of five magnets, eight magnets 43-50 are present in each row, with three middle pairs of magnets 44 and 45, 46 and 47, 48 and 49 having the same polarization. By using eight magnets, all magnets can have the same dimensions, making them cheaper to manufacture.

Elke rij is aanwezig boven een van de spoelen en strekt zich in lengterichting van de spoel uit. Boven de langgerekte delen 39A, 39B en 4 IA, 41B van 30 de wikkelingen zijn de magneten 43, 46, 47, 50 verticaal gepolariseerd waarbij boven een van de delen 39A, 41A de noordpool N boven aanwezig is en boven het andere deel 39B, 41B de noordpool N onder aanwezig is. Boven de kernen 39C, 41C van de spoelen, waar zich geen wikkelingen bevinden, zijn de magneten 44, 45 en 48, 49 7 horizontaal gepolariseerd, waarbij de noordpool aanwezig is nabij die magneet waarbij de noordpool zich onder bevindt.Each row is present above one of the coils and extends longitudinally of the coil. Above the elongated parts 39A, 39B and 4A1, 41B of the windings, the magnets 43, 46, 47, 50 are polarized vertically, the north pole N above being present above one of the parts 39A, 41A and above the other part 39B, 41B the north pole N below is present. Above the cores 39C, 41C of the coils, where there are no windings, the magnets 44, 45 and 48, 49 7 are horizontally polarized, with the north pole present near that magnet with the north pole below.

De spoelen 39, 41 en de daarboven aanwezige permanente magneten 43-50 zijn gespiegeld in denkbeeldig vlak 51 ten opzichte van elkaar aanwezig zijn.The coils 39, 41 and the permanent magnets 43-50 present above them are mirrored in imaginary plane 51 with respect to each other.

5 Ter illustratie is in figuur 4 de waferchuck 13 in onderaanzicht weergegeven en is in figuur 5 het controlesysteem van de positioneermiddelen 17 in bovenaanzicht weergegeven. Hierin zijn de posities van de permanente magneten 29 en 43-50 en van de spoelen 27 en 39, 41 duidelijk zichtbaar. Ook is hierin te zien dat tussen de beide rijen magneten 43-50 van de horizontale actuatoren een 10 afscheidingswand 53 van niet-magnetisch materiaal aanwezig is.For illustration, the wafer chuck 13 is shown in bottom view in figure 4 and in figure 5 the control system of the positioning means 17 is shown in top view. Herein, the positions of the permanent magnets 29 and 43-50 and of the coils 27 and 39, 41 are clearly visible. It can also be seen herein that between the two rows of magnets 43-50 of the horizontal actuators a partition wall 53 of non-magnetic material is present.

Hoewel in het voorgaande de uitvinding is toegelicht aan de hand van de tekeningen, dient te worden vastgesteld dat de uitvinding geenszins tot de in de tekeningen getoonde uitvoeringsvorm is beperkt. De uitvinding strekt zich mede uit tot alle van de in de tekeningen getoonde uitvoeringsvorm afwijkende uitvoeringsvormen 15 binnen het door de conclusies gedefinieerde kader.Although in the foregoing the invention has been elucidated with reference to the drawings, it should be noted that the invention is by no means limited to the embodiment shown in the drawings. The invention also extends to all embodiments deviating from the embodiment shown in the drawings within the scope defined by the claims.

Claims

Positioning device (1) for a wafer chuck, comprising: a base (3), a support (5) present on the base, 5. a housing (9) present on the support in which underpressure prevails and which is provided with a bottom ( 7), a wafer chuck (13) displaceable over the bottom in the housing and provided with permanent magnets (29, 43-50), and positioning means (17) present under the bottom for positioning the wafer chuck, which positioning means flush (27, 39, 41), characterized in that: the positioning means comprise at least six actuators (23, 37) for positioning the wafer chuck (13) in directions corresponding to six degrees of freedom, with three vertical actuators (23) of the actuators Positioning wafer chuck in the vertical direction and about two perpendicular horizontal axes, and three horizontal actuators (37) positioning the wafer chuck in two perpendicular horizontal directions and about the vertical axis, which vertical actuators (23) each comprise gravity compensating means comprising a disc-shaped round permanent magnet (25), as well as a coil (27) partly around and partly above it, the underside (27A) of the coil being present at a level between the lower - and top (25A, 25B) of the disc-shaped magnet and wherein the inside diameter (D1) of the coil is larger than the outside diameter (D2) of the disc-shaped magnet, an annular permanent magnet above the coil in the wafer chuck (13) (29) is present with an aperture (31) in the center, wherein: the outer diameter (D4) of the annular magnet is larger than the inner diameter (D1) of the coil and smaller than the outer diameter 30 (D3) of the coil and the inner diameter (D5) of the annular magnet is smaller than the inner diameter (D1) of the coil, and the annular magnet (29) and the disc-shaped magnet (25) are polarized vertically and the annular magnet is opposed is magnetized to the disc-shaped magnet.

2. Positioning device (1) as claimed in claim 1, characterized in that the positioning device further comprises a carriage (18) which is movable underneath the bottom (7) and which is provided on the base and also displacement means (19) moving the carriage, the positioning means (17) for positioning the wafer chuck (13) being present on the carriage and positioning the wafer chuck relative to the carriage.

Positioning device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that no coils are present in the wafer chuck (13).

Positioning device (1) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a further disc-shaped magnet (33) is present above the opening (31) in the annular magnet (29) which is also vertically polarized, the polarization 15 is opposite to that of the annular magnet.

Positioning device (1) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a further disc-shaped magnet (35) is present under the disc-shaped magnet (25), which disc is also polarized vertically, the polarization being equal to that of the disc-shaped magnet.

Positioning device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that: the horizontal actuators (37) each comprise two elongated, annular coils (39, 41), in the wafer chuck (13) a row of permanent magnets (43) above each coil -50), which rows extend in the longitudinal direction of the coils, wherein: above the elongated parts (39A, 39B, 4IA, 41B) of the windings the magnets (43, 46, 47, 50) are vertically polarized, above one of the parts (39A, 4IA) the north pole is present at the top and above the other part (39B, 41B) the north pole is present at the bottom, above the cores (39C, 41C) of the coils where no windings, the magnets (44, 45, 48, 49) are polarized horizontally, with the north poles on the side of those magnets (46, 47) with the north pole on the underside, and with the coils (39, 41) and the permanent (43-50) magnets present above them be present in relation to each other.

Positioning device (1) according to claim 6, characterized in that a partition wall (53) of magnetically non-material is present between the two rows of magnets (43-50).

8. Positioning device (1) according to claim 6 or 7, characterized in that the two coils (39, 41) are connected such that the magnitude of the current through each coil is equal.