磁性轴承、旋转台以及反射电子束光刻设备的制作方法

专利名称：磁性轴承、旋转台以及反射电子束光刻设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁性轴承的设计，具体来说涉及用于电子束光刻和用于电子束计量的旋转台的设计。
背景技术：
磁性轴承是使用磁力来支撑转子的轴承。使用磁性轴承的优点在于，没有会发生磨损的机械部件。磁性轴承的一个缺点在于，其需要电流来飘浮转子。在高速下，由于转子的不同部分经过各个磁性致动器的磁场而导致的转子中的涡电流可能会导致能量损耗。美国专利US 6, 191,513 Bl公开了使用硅钢层压板来减小涡电流，其中所述涡电流会由于磁滞导致的加热以及由于响应磁体的控制延迟而造成功率损耗。在晶片检查器件中以及用于半导体工业的电子束光刻系统通常使用线性台。但是利用线性台扫描晶片所需的时间对于这些系统是加在晶片吞吐量上的一个限制。在 Journal of Vacuum Science and TfecA^o/c^j^ i (第 27卷，161 至Ij 166 页)中的Paul Petric、 Chris Bevis、Allen Carrol1>Henry Percy、Marek Zywno>Keith StanforcUAlan Brodie、 Boah Bareket和Luca Gralla (下文中称作Petric)的一篇文章中公开了一种反射电子束光刻(REBL)系统。其中公开了对于多个硅晶片使用旋转台。

发明内容
本发明在独立权利要求中规定了一种磁性轴承、旋转台、反射电子束光刻设备、磁性致动器以及圆柱形转子。在从属权利要求中给出了本发明的各个实施例。本发明的实施例通过在转子中使用减小涡电流的铁磁性材料而解决了前述问题。 在一个实施例中，在圆柱形转子中使用软磁性复合铁。在另一个实施例中，使用诸如硅钢之类的铁磁性层压板来限制涡电流。使用层压板来构造所述圆柱形转子的一个缺点在于，在较高速度下可能会产生所谓的层压噪声。层压噪声是由于层压板突然暴露于大磁场而导致的。层压噪声在这里被定义为由铁磁性层压板在暴露于阶梯式磁场改变时发出的噪声。层压噪声的一个熟悉的实例是由一些变压器产生的低频噪声。所述低频噪声可能是由于电线的振动导致的，但是也可能是由于被用来构造变压器的铁磁性平板的振动而导致的。用于光刻或计量的旋转台中的层压噪声是不合期望的。其可能会在所述台中导致小的声学振动，从而可能会与光刻处理或计量发生干扰。本发明的实施例通过调节所述层压板的指向和/或磁性致动器的指向而解决了层压噪声的问题，从而使得在轴承旋转时磁场不会在每个层压板上不均勻地增大。在本发明的一个实施例中，将构成致动器并且与圆柱形转子相邻的铁磁性材料的拐角和边缘磨圆。这就使得磁场增大没有那么突然，并且还会减小层压噪声。本发明的一个实施例通过使用永磁体来支撑或部分地支撑圆柱形转子克服重力而减小了操作磁性轴承所需的电能量。
本发明的实施例规定了一种具有旋转轴的磁性轴承。所述磁性轴承包括圆柱形转子，所述圆柱形转子包括铁磁性材料。圆柱形转子具有对称轴，并且圆柱形转子具有内半径。圆柱形转子具有顶面。由于所述磁性轴承具有旋转轴，因此应当理解的是，该磁性轴承在重力场中运作。所述磁性轴承还包括静态轮毂。静态轮毂具有从该静态轮毂突出并且被定位成与所述顶面相邻的悬挑。圆柱形转子的顶面处于如重力场所定义的顶部。所述磁性轴承还包括抬升磁性致动器设备，其用于控制第一表面与所述悬挑之间的距离。抬升磁性致动器可以包括永磁体、电磁体或者电磁体与永磁体的组合。所述磁性轴承还包括径向磁性致动器设备，其用于控制内半径与旋转轴之间的距离。径向磁性致动器设备也可以包括永磁体、电磁体或者电磁体与永磁体的组合。这种设置是有利的，这是因为磁性轴承具有能够从静态轮毂悬出的圆柱形转子。 圆柱形转子包括铁磁性材料，并且不包含任何磁体。在一些实施例中，抬升磁性致动器能够支撑圆柱形转子克服重力，其还通过防止其摆动而稳定圆柱形转子的旋转。抬升磁性致动器控制第一表面与悬挑之间的距离，并且其还把所述旋转轴与对称轴在相同方向上对准。径向磁性致动器设备将对称轴与旋转轴对准成使其同轴。取决于具体实施例，旋转轴与对称轴可以略有偏差。如果旋转轴是水平的，则径向磁性致动器可以被用来抬升圆柱形转子。圆柱形转子的行为非常类似陀螺仪。圆柱形转子和连接到该转子并与之一起旋转的任何结构的质量具有转动惯量的力矩。如果存在小的振动或扰动，则所述转动惯量将趋向于减小圆柱形转子中的移动量。这意味着所述轴承将非常有助于为诸如电子束光刻或电子束计量之类的应用提供稳定台。在另一个实施例中，抬升磁性致动器设备包括至少一个能够支撑圆柱形转子克服重力的永磁体。该实施例是有利的，这是因为所述至少一个永磁体支撑圆柱形转子，从而对于电磁体支撑转子所需的功率较低。这样就降低了操作磁性轴承所需的电功率。在另一个实施例中，旋转轴是垂直旋转轴。垂直旋转轴与重力对准。在另一个实施例中，旋转轴是水平旋转轴。在另一个实施例中，径向磁性致动器设备和/或抬升磁性致动器设备包括至少一个混合磁体。所述混合磁体包括铁磁性核芯。所述铁磁性核芯中切割有两道沟槽，从而使其剖面呈E形。在两道沟槽之间有中间节段，所述中间节段的外表面的法线指向远离铁磁性核芯。所述混合磁体还包括电线线圈，其被适配成用于在电流经过电线时生成磁场。所述线圈位于所述两道沟槽内并且围绕所述中间节段。所述混合磁体还包括被放置在外表面上的永磁体。所述永磁体的磁化与外表面的法线对准。该实施例是有利的，这是因为所述永磁体能够提供飘浮圆柱形转子所需的磁场的一部分。于是电磁体能够强化或弱化永磁体的磁场。在另一个实施例中，铁磁性材料包括软磁性复合物，以便减小圆柱形转子的旋转期间的涡电流。使用软磁性复合物是有益的，这是因为涡电流会产生损耗以及与轴承旋转相反的阻尼力。在另一个实施例中，铁磁性材料包括Somaloy，以便减小涡电流的流旋转。Somaloy 是一种软磁性复合物。已经讨论了使用软磁性复合物的有益之处。在另一个实施例中，铁磁性材料包括铁磁性层压板以用于减小磁性轴承的旋转期间的涡电流。所述层压板是在围绕所述对称轴的圆形路径内层叠的，以便构造圆柱形容积。 使用层压板的有益之处在于减小了涡电流。 在另一个实施例中，存在所述对称轴对于每一个层压板处于其中的平面。每一个层压板具有第一横轴，并且每一个层压板被设置成使得其被围绕其第一横轴旋转出所述平面第一角度，所述第一角度处于0到60度之间，优选地是0. 1到15度之间。角度的度量是以绝对项给出的。第一角度可以是负的或正的。该实施例是有利的，这是因为通过使得层压板关于径向磁性致动器设备的磁场前沿成一个微小角度，允许减小层压噪声。由于处在圆柱形转子的径向平面内，因此在许多实施例中不容易倾斜径向磁性致动器。通过把层压板旋转第一角度，则不需要旋转径向磁性致动器。在另一个实施例中，存在所述对称轴处于其中的平面。每一个层压板具有第一纵轴，其中每一个层压板被设置成使得其被围绕其第一纵轴旋转出所述平面第二角度，所述第二角度处于0到60度之间，优选地是0. 1到15度之间。角度的度量是以绝对项给出的。 第二角度可以是负的或正的。围绕纵轴旋转这些层压板是有益的，这是因为层压板可以关于抬升磁性致动器设备的磁场具有一个微小角度。这样做的益处与当把层压板旋转第一角度时所提到的相同。在另一个实施例中，同时围绕第一角度和第二角度旋转层压板。在该实施例中，层压板具有关于抬升磁性致动器设备和径向磁性致动器设备同时受控的角度。在另一个实施例中，抬升磁性致动器设备包括至少一个第一混合磁体。第一混合磁体具有第二纵轴和第二横轴，并且存在同时与所述纵轴和第二横轴相交的半径。第二横轴与所述半径围成处于0到60度之间的第三角度，优选地是0. 1到15度之间。角度的度量是以绝对项给出的。第三角度可以是负的或正的。该实施例是有利的，这是因为可以出于减小层压噪声的目的调节铁磁性层压板关于抬升磁性致动器设备的指向。在另一个实施例中，抬升磁性致动器设备包括至少一个第二混合磁体(132，542, 1399)。纵轴和与旋转轴正交的平面与半径围成处于0到60度之间的第四角度，优选地是 0. 1到15度之间。该实施例是有利的，这是因为可以出于减小层压噪声的目的调节铁磁性层压板关于径向磁性致动器设备的指向。在另一个实施例中，抬升磁性致动器设备和/或径向磁性致动器设备包括至少一个铁磁性核芯。所述铁磁性核芯包括两个或更多第二表面，其法线与围绕旋转轴的圆形路径的切线形成锐角，其中至少一个第二表面的至少一个边缘被磨圆以减小层压噪声。该实施例是有利的，这是因为其去除了与圆柱形转子相邻的拐角。通过具有铁磁性核芯的尖锐边缘使得磁场更加平滑，从而减少层压噪声。在另一个实施例中，磁性轴承还包括用于测量内半径关于旋转轴的距离的径向传感器系统。磁性轴承还包括用于测量第一表面与所述悬挑之间的距离的抬升传感器。磁性轴承还包括控制系统，其被适配成接收来自抬升传感器的信号并且控制抬升磁性致动器设备，从而保持第一表面与所述悬挑之间的第一预定距离。所述控制系统还被适配成接收来自轴向传感器系统的信号并且控制轴向磁性致动器设备，从而保持内半径与旋转轴之间的第二预定距离。在另一方面，本发明规定了一种旋转台。所述旋转台包括根据本发明的一个实施例的磁性轴承。所述旋转台还包括被适配成旋转磁性轴承的驱动系统。所述旋转台包括被适配成固定至少一个工件的转盘。所述转盘由圆柱形电动机驱动。所述旋转台还包括用于确定磁性轴承的指向角度的编码器。该实施例是有利的，这是因为这样的旋转台可以被用于电子束光刻以及用于电子束计量装备。这样的旋转台还可以被用于其中需要稳定旋转运动的其他应用，比如用于能量存储的飞轮。在另一个实施例中，抬升磁性致动器设备包括至少一个能够支撑圆柱形转子和转盘克服重力的永磁体。该实施例的益处与前面对于磁性轴承单独所讨论的相同。在另一方面，本发明规定了一种反射电子束光刻设备，其包括根据本发明的一个实施例的旋转台。在Petric中描述了反射电子束光刻设备的设计和使用。在另一方面，本发明规定了一种磁性致动器，其用于控制磁性轴承中的圆柱形转子与静态轮毂之间的距离。所述磁性致动器包括铁磁性核芯，所述铁磁性核芯具有前表面和后表面，所述表面具有一个或多个已磨圆的边缘以便减小层压噪声。已经在前面讨论了该实施例的益处。在另一方面，本发明规定了一种包括铁磁性材料的圆柱形转子。圆柱形转子具有对称轴，所述铁磁性材料包括用于减小圆柱形转子的旋转期间的涡电流的铁磁性层压板。 所述层压板是在围绕所述对称轴的圆形路径内层叠的，以便构造圆柱形容积。存在所述对称轴对于每一个层压板处于其中的平面，并且每一个层压板具有第一横轴(1182)。每一个层压板被设置成使得其被围绕其第一横轴旋转出所述平面第一角度(1184)，所述第一角度 (1184)处于0到60度之间，优选地是0. 1到15度之间。


下面将参照附图仅以举例的方式描述本发明的优选实施例，其中 图1示出了本发明的一个实施例的功能图2示出了根据本发明的磁性轴承的一个实施例的剖面图； 图3示出了根据本发明的一个实施例的圆柱形转子的透视图； 图4示出了根据本发明的一个实施例的圆柱形转子的一部分的特写顶视图； 图5示出了根据本发明的一个实施例的混合磁体的组装图； 图6图示出使用根据本发明的一个实施例的混合磁体的益处； 图7示出了根据本发明的一个实施例的混合磁体和圆柱形转子的剖面图； 图8示出了去除了圆柱形转子的根据本发明的一个实施例的磁性轴承的透视图； 图9示出了根据本发明的一个实施例的磁性轴承的透视图； 图10示出了根据本发明的一个实施例的磁性轴承的剖面透视图； 图11图示出铁磁性层压板围绕其第一横轴的旋转； 图12图示出铁磁性层压板围绕其第一纵轴的旋转； 图13图示出混合磁体在静态轮毂上的旋转； 图14示出了根据本发明的旋转台的一个实施例。
具体实施例方式在这些附图中，相同的附图标记是完全相同的元件或者执行相同的功能。如果其功能完全相同的话，则前面已经讨论过的元件将不一定在后面的附图中讨论。
图1示出了说明本发明的实施例的概念的图示。其中有旋转圆盘100的透视图和同一个旋转圆盘的侧视图102。所述圆盘围绕旋转轴106旋转。存在支撑旋转圆盘100、102 的磁性轴承108。标记为112的箭头表明由于径向磁性致动器设备而导致的稳定化，标记为 110的箭头示出由于抬升磁性致动器设备而导致的稳定化和抬升。本发明的一些实施例支撑圆盘102、100和磁性轴承108克服重力。箭头104示出了旋转方向。该实施例的关键特征在于
图1中的圆盘100、102是利用电动机旋转的。在一个实施例中，所述电动机的静止部分(定子)与其内建在旋转圆盘中的转子发生磁性相互作用。不存在耦合了转子与定子的机械轴承系统。在一个替换实施例中，存在转动磁体轴承的机械驱动系统。在轴向方向上，需要克服重力的磁性飘浮。这些轴向磁性飘浮单元(或抬升磁性致动器设备)也被主动控制来稳定化磁性轴承中的气隙。在径向方向上，磁性飘浮单元(或径向磁性致动器设备)将旋转圆盘固定就位。径向磁性飘浮单元提供静态预负载并且主动控制距离。在一个实施例中，为所述静态预负载提供永磁体。图2示出了根据本发明的磁性轴承的一个实施例的剖面侧视图。其中有静态轮毂 120，并且有旋转轴106。存在从静态轮毂120延伸出的悬挑122。存在圆柱形转子116，其被适配成围绕旋转轴106旋转。圆柱形转子116具有对称轴114。在操作期间，对称轴114 和旋转轴106可以对准。圆柱形转子116包括外套圈134和铁磁性材料118。所述铁磁性材料具有与抬升磁性致动器设备130相邻的顶面128。抬升磁性致动器设备130连接到悬挑122。抬升磁性致动器设备可以支撑圆柱形转子116克服重力。抬升磁性致动器130还控制第一面1 与悬挑122之间的距离。这在图中由距离1 表示。存在径向磁性致动器设备132，其控制内半径IM与旋转轴106之间的距离。该距离在图中由箭头136表示。图3示出了圆柱形转子116的一个实施例。在图中可以看出，该转子关于对称轴 114对称。存在围绕铁磁性材料118的圆柱体的套圈134。铁磁性材料118在该实施例中由各个单独的铁磁性层压板338构成。在图中通过标记为338的矩形示出了一个铁磁性层压板的位置。图4示出了图3中所示的圆柱形转子的一个节段的特写侧视图。同样存在套圈 134。在图4中可以看到，铁磁性材料由铁磁性层压板440的层叠构成。图5示出了混合磁体542的一个实施例。混合磁体542是由永磁体M4、线圈546 和铁磁性核芯548构造的。铁磁性核芯548具有两道沟槽550。存在具有外表面554的中间节段552。线圈546装配到两道沟槽550中，并且其被定位成围绕中间节段552。随后把永磁体544附着到外表面554。箭头556表明外表面5M的法线方向，并且其处在与混合磁体542所产生的磁化相同的方向上。图6图示出使用包括永磁体的混合磁体的益处。在该图中示出了圆柱形转子到电磁体的吸引力664。混合磁体与圆柱形转子之间的力664与流经线圈的电流的平方成比例， 并且与二者之间的间隙的平方成反比。轴664表示所述力，轴662表示电磁体的电流。力 666是抬升圆柱形转子所必需的力。为了抬升圆柱形转子，需要有一个力。但是该力可以由永磁体来提供。668示出了可以由永磁体替代的电流数量。永磁体抬升转子，并且只需要电磁体来增大或减小所述力，以便调节圆柱形转子相对于所述悬挑的位置。箭头670表明如何可以通过电磁体改变所述磁体的力。图7的剖面图示出了操作中的混合磁体的一个实例。存在混合磁体542和圆柱形转子116。混合磁体542包括前面所描述的混合磁体和混合磁体支座674。圆柱形转子116 包括铁磁性材料118。永磁体544与铁磁性材料118相邻。在该图中看到由于线圈546而导致的磁场线676。电磁体546用来强化及弱化永磁体M4。曲线678示出由磁场线676 感生出的小涡电流的路径。图8示出了根据本发明的一个实施例的静态轮毂120的一个实施例。静态轮毂 120具有悬挑122。存在安装到悬挑122的底面的抬升磁性致动器设备130，并且存在安装到静态轮毂120上的悬挑122下方的径向磁性致动器设备132。图9示出了根据本发明的一个实施例的磁性轴承的组装图。存在其上安装有圆柱形转子116的静态轮毂120。所述圆柱形转子包括外侧的金属134，并且内侧是铁磁性材料 118。还可以看到抬升磁性致动器设备130。抬升磁性致动器设备130处在悬挑122与圆柱形转子116的顶面1 之间。在图8和图9中示出了所考虑的旋转磁性飘浮的方式。图9中所示的圆柱形转子 116连接到系统的旋转部分。该圆盘也可以连接到电动机的转子。在图8和9中示出了抬升130和径向132磁性致动器设备。抬升130和径向132 磁性致动器包括E形核芯、永磁体(其用来产生偏移场或预负载)和线圈。在本例中，其是磁阻致动器。在另一个实施例中还可以使用另一种致动器。由抬升磁性致动器设备130生成的永磁体场可以在垂直方向上克服重力吸引旋转负载。所述线圈控制间隙变化，从而控制系统的稳定性。在图8中示出了径向致动器设备。其由于永磁体而产生特定预负载。该预负载可以弱于径向单元的预负载。图10示出了图9和10中所示的磁性轴承的剖面透视图。在较高速度下，快速改变的磁场会在钢中感生出涡电流。涡电流会产生损耗以及与旋转相反的阻尼力。钢旋转圆盘明显同时暴露于径向和轴向的可变磁场。为了消除(最小化)这一效应，所述钢可以由软磁性复合铁制成。软磁性复合物的一个实例是Somaloy。在图10中用橙色示出了应当包括低损耗(低电阻)材料的圆盘部分的剖面图。图11被用来图示出当层压板被围绕其第一横轴1182旋转时的位置情况。图11 示出了圆柱形转子的对称轴114。存在平面1180，对称轴114位于该平面内。可以对于每一个层压板1188绘制平面1180。层压板在旋转之前的位置由标记为1186的虚线表示。层压板1188具有第一横轴1182。第一横轴1182也处在平面1180内。第一横轴1182还与对称轴114垂直。层压板被围绕第一横轴1182旋转第一角度1184。图12图示出铁磁性层压板118围绕其第一纵轴1290的旋转。在图11中可以看到对称轴114处在平面1180内。在本图中，铁磁性层压板1288从其在平面1286内的位置被旋转第二角度1284。第一纵轴1290处在平面1180内，并且处在与对称轴114相同的方向上但是不与之同轴。这意味着其也垂直于第一横轴1182。可以通过旋转图10和11中所示的第一角度1184和第二角度1284来指定层压板的指向。图13示出了已在静态轮毂120上被旋转并且被置于一定偏斜角度之后的混合磁体1399的指向。图13示出了静态轮毂120的底视图。混合磁体1399被显示为安装在悬挑122上。旋转之前的位置用虚线显示为1398。混合磁体1399具有第二纵轴1394和第二横轴1396。由于这是底视图，因此旋转轴106的位置被显示为一个点106。存在从垂直旋转轴106延伸到第二纵轴1394与第二横轴1396的交点的半径。在旋转之后，第二横轴 1396与半径1392围成第三角度1393。图14示出了根据本发明的旋转台1401的一个实施例。图13中所示的旋转台合并了先前在图2中示出的磁性轴承。存在被显示为安装到圆柱形转子116上的转盘1403。 为了转动磁性轴承，存在电动机1407。其可以是机械驱动系统，或者也可以是磁性转子。存在编码器1411以便精确地测量转盘1403的旋转位置。在转盘1403之上示出了两个衬底 1405。衬底1405的实例可以是用于半导体制造的硅晶片或者掩模。附图标记列表
100 一旋转圆盘的透视图 102 一旋转圆盘的侧视图 104 一旋转方向 106 一旋转轴 108 一磁性轴承
110 一由于抬升磁性致动器设备而导致的稳定化
112 —由于径向磁性致动器设备而导致的稳定化
114 一对称轴
116 一圆柱形转子
118 一铁磁性材料
120 一静态轮毂
122 —悬挑
IM —内半径
126 一顶面与悬挑之间的距离 128 一顶面
130 一抬升磁性致动器设备 132 —径向磁性致动器设备 Π4—套圈
136 一内半径与旋转轴之间的距离
338 -(一个)铁磁性层压板
440 -(多个)铁磁性层压板
542 一混合磁体
544 一永磁体
546 一线圈
548 一铁磁性核芯
550 —沟槽
552 一中间节段
554 一外表面
556 一外表面的法线662 -电流
664 一作为由于电磁体而导致的电流的函数的吸引力
666 一抬升圆柱形转子所必需的力
668 一可以被永磁体替代的标称电流
670 一控制圆柱形转子所必需的力的改变
672 一已磨圆的边缘
674 一用于混合磁体的支座
676 一磁场线
678 一涡电流
1180 一平面
1182 —第一横轴
1184—第一角度
1186 —围绕第一横轴旋转之前的铁磁性层压板的位置 1188 -(一个)铁磁性层压板 1284 —第二角度
1286 —围绕第一纵轴旋转之前的铁磁性层压板的位置 1288 -(一个)铁磁性层压板 1290 一第一纵轴
1392一半径
1393一第三角度
1394—第二纵轴 1396 一第二横轴
1398一混合磁体的最初指向
1399一混合磁体 1401 一旋转台 1403 —转盘 1405 一衬底 1407 -电动机 1411 一编码器
权利要求
1.一种具有旋转轴(106)的磁性轴承(108)，其中，所述磁性轴承包括一圆柱形转子(116)，其包括铁磁性材料(118，338，440)，其中圆柱形转子具有对称轴 (114)，其中圆柱形转子具有内半径(IM)，其中圆柱形转子具有处在与对称轴正交的平面内的顶面(1 )；一静态轮毂(120)，其中静态轮毂具有从该静态轮毂突出并且被定位成与所述顶面相邻的悬挑(122)；一抬升磁性致动器设备(130)，其用于控制顶面与悬挑之间的距离(1 );一径向磁性致动器设备(132)，其用于控制内半径与旋转轴之间的距离(136)，其中，抬升磁性致动器设备(130)包括至少一个能够支撑圆柱形转子克服重力的永磁体(544)，并且其中径向磁性致动器设备(132)和/或抬升磁性致动器设备(130)包括至少一个混合磁体(542，1399)，其中该混合磁体包括一铁磁性核芯(548)，其中所述铁磁性核芯中切割有两道沟槽(550)，从而使其剖面呈 E形，其中在两道沟槽之间有中间节段(552)，其中该中间节段的外表面(5M)的法线(556) 指向远离铁磁性核芯；一电线线圈(546)，其被适配成用于在电流经过电线时生成磁场(676)，其中所述线圈位于所述两道沟槽内并且围绕所述中间节段；一永磁体(544)，其被放置在外表面上，其中磁化与外表面的法线对准。
2.权利要求1的磁性轴承，其中，为了减小圆柱形转子的旋转期间的涡电流，所述铁磁性材料包括以下各项的其中之一软磁性复合物和Somaloy。
3.权利要求1或2的磁性轴承，其中，所述铁磁性材料包括铁磁性层压板(338，440， 1188,1288)以用于减小圆柱形转子的旋转期间的涡电流，并且其中所述层压板是在围绕对称轴的圆形路径内层叠的，以便构造圆柱形容积。
4.权利要求3的磁性轴承，其中，存在所述对称轴对于每一个层压板(1188)处于其中的平面(1180)，其中每一个层压板具有第一横轴(1182)，并且其中每一个层压板被设置成使得其被围绕其第一横轴旋转出所述平面第一角度(1184)，所述第一角度(1184)处于0到 60度之间，优选地是0. 1到15度之间。
5.权利要求3或4的磁性轴承，其中，存在所述对称轴对于每一个层压板处于其中的平面(1180)，其中每一个层压板具有第一纵轴(1290)，并且其中每一个层压板(1288)被设置成使得其被围绕其第一纵轴旋转出所述平面第二角度(1观4)，所述第二角度(1观4)处于0到60度之间，优选地是0. 1到15度之间。
6.权利要求3、4或5的磁性轴承，其中，抬升致动器设备(130)包括至少一个第一混合磁体(542，1399)，其中第一混合磁体具有第二纵轴(1394)和第二横轴(1396)，其中存在与第二纵轴和第二横轴相交的第一半径(1392)，并且其中第二横轴和所述半径与该半径围成处于0到60度之间的第三角度，优选地是0. 1到15度之间，并且/或者其中抬升径向设备(132)包括至少一个第二混合磁体(542，1399)，其中所述纵轴和与旋转轴正交的平面与所述半径围成处于0到60度之间的第四角度，优选地是0. 1到15度之间。
7.权利要求3到6当中的任一项的磁性轴承，其中，抬升磁性致动器设备和/或径向磁性致动器设备包括至少一个铁磁性核芯(548)，其中所述铁磁性核芯具有两个或更多第二表面，其法线与围绕旋转轴的圆形路径的切线形成锐角，并且其中至少一个第二表面的至少一个边缘被磨圆(672)以减小层压噪声。
8.任一项在前权利要求的磁性轴承，其中，所述磁性轴承还包括用于测量内半径关于旋转轴的距离的径向传感器系统，其中所述磁性轴承还包括用于测量顶面与悬挑之间的距离的抬升传感器系统，其中所述磁性轴承还包括控制系统，其被适配成接收来自抬升传感器系统的信号并且控制抬升磁性致动器设备，从而保持顶面与悬挑之间的第一预定距离， 并且其中控制系统还被适配成接收来自径向传感器系统的信号并且控制径向磁性致动器设备，从而保持内半径与旋转轴之间的第二预定距离。
9.一种旋转台(1401)，所述旋转台包括 一根据任一项在前权利要求的磁性轴承(108)； 一被适配成旋转磁性轴承的驱动系统(1407)；一被适配成固定至少一个工件(1405)的转盘(1403)，其中所述转盘由圆柱形转子支撑；一用于确定磁性轴承的角度指向的编码器(1311)。
10.权利要求9的旋转台，其中，抬升磁性致动器设备(130)包括至少一个能够支撑圆柱形转子和转盘克服重力的永磁体(544 )。
11.一种反射电子束光刻设备，其包括根据权利要求9或10的旋转台(1401)，并且其中所述工件是衬底。
全文摘要
本发明涉及一种具有旋转轴(106)的磁性轴承(108)，其中，所述磁性轴承包括圆柱形转子(116)，其包括铁磁性材料(118，338，440)，其中圆柱形转子具有对称轴(114)，圆柱形转子具有内半径(124)，圆柱形转子具有顶面(128)；静态轮毂(120)，其中静态轮毂具有从该静态轮毂突出并且被定位成与所述顶面相邻的悬挑(122)；抬升磁性致动器设备(130)，其用于控制所述顶面与悬挑之间的距离(126)；径向磁性致动器设备(132)，其用于控制内半径与旋转轴之间的距离(136)。
文档编号F16C32/04GK102414463SQ201080017769
公开日2012年4月11日 申请日期2010年4月14日 优先权日2009年4月23日
发明者萨欣 诺马勒 F., B. 波斯特 J., F. 布斯特兰 K., J. 赛格 O. 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司