位移装置及其制造、使用和控制方法

位移装置及其制造、使用和控制方法
【专利摘要】位移装置包括定子及可移动台。该定子包括多个线圈，该多个线圈被定形成在一个或多个层中提供多个大致线性伸长的线圈迹线。线圈层可在Z方向上重叠。该可移动台包括多个磁体阵列。各磁体阵列可包括在对应方向上大致线性伸长的多个磁化区段。各磁化区段具有与磁化区段在其中伸长的方向大致正交的磁化方向，且其磁化方向的至少两个彼此不同。可连接一个或多个放大器以选择性驱动线圈迹线中的电流且从而实现该定子与该可移动台之间的相对移动。
【专利说明】位移装置及其制造、使用和控制方法
[0001]相关申请
[0002]本申请主张2011年10月27日申请的美国申请第61/551953号和2012年8月30日申请的美国申请第61/694776号的优先权的权益。这两件优先权申请在此通过引用并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明涉及位移装置。特定非限制性实施例提供在半导体制造工业中使用的位移
>J-U ρ?α装直。
【背景技术】
[0004]运动台(XY台及旋转台)在各种制造、检查及组装制程中广为使用。当前使用的共同解决方案经由连接轴承通过将两个线性台(即，X台及Y台)叠加在一起而实现XY移动。
[0005]更为希望的解决方案涉及具有能够作XY运动的单移动台，此消除附加轴承。也可能希望此移动台可提供至少一些Z运动。已尝试使用带电线圈与永磁体之间的相互作用来设计此类位移装置。此方 面的努力的实例包含以下:美国专利第6，003，230号；美国专利第6，097，114号；美国专利第6，208，045号;美国专利第6，441，514号；美国专利第6，847，134号；美国专利第6，987，335号；美国专利第7，436，135号；美国专利第7，948，122号；美国专利公开案第 2008/0203828 号；ff.J.Kim 及 D.L.Trumper, High-precision magneticlevitation stage for photolithography.Precision Eng.222(1998), pp.66-77 ；D.L.Trumper 等人的“Magnet arrays for synchronous machines，，，IEEE IndustryApplications Society Annual Meeting, vol.1, pp.9-18, 1993 ； 以及 J.ff.Jansen>C.Μ.M.van Lierop、E.A.Lomonova、A.J.A.Vandenput 的“Magnetically Levitated PlanarActuator with Moving Magnets”，IEEE Tran.1nd.App.，Vol44, No4, 2008。
[0006]通常希望提供具有在现有技术中已知的特征上有所改进的特征的位移装置。
[0007]相关技术的前述实例及与其相关的限制旨在说明性且非排外的。在阅读本说明书且研究附图之后，相关技术的其它限制对本领域的技术人员而言将变得显而易见。
[0008]附图的简要说明
[0009]参见附图对示例性实施例进行了说明。期望本文所揭示的实施例及附图被视为说明性的而非限制性的。
[0010]图1A是根据本发明的特定实施例的位移装置的部分示意等距图。
[0011]图1B是图1A位移装置沿线1B-1B的部分示意横截面图。
[0012]图1C是图1A位移装置沿线1C-1C的部分示意横截面图。
[0013]图1D示出根据特定实施例的图1A位移装置的Y磁体阵列的一个的附加细节。
[0014]图1E示出根据特定实施例的图1A位移装置的X磁体阵列的一个的附加细节。
[0015]图2是可用于图1位移装置中且可用于展示若干线圈参数的单层线圈迹线的示意性部分横截面图。
[0016]图3A至图3F是具有可用于图1位移装置的不同布局的单层线圈迹线的示意性部分横截面图。
[0017]图4A和图4B是具有可用于图1位移装置的不同布局的多层线圈迹线的示意性部分横截面图。
[0018]图5是示出可用于图1位移装置的一组连接方案的单层线圈迹线的示意性部分图。
[0019]图6A和图6B是可用于图1位移装置中且可用于展示若干磁体阵列参数的磁体阵列的布局的示意性部分横截面图。
[0020]图7A至图7L示出适于与根据特定实施例的图1位移装置搭配使用的磁体阵列的附加细节。
[0021]图8A至图8L示出适于与根据特定实施例的图1位移装置搭配使用的磁体阵列的附加细节。
[0022]图9A和图9B是与图1位移装置搭配使用且展示其对应磁化区段的磁化方向的根据特定实施例的并联邻近的磁体阵列对的示意性横截面图。
[0023]图1OA至图1OD是根据其它实施例的可用于图1位移装置的磁体阵列的布局的示意性横截面图。
[0024]图1lA至图1lC是用于示出理论场折叠原理的磁体阵列及线圈迹线的示意性横截面图。
[0025]图1lD是示出可在图1位移装置中使用的线圈迹线及单个磁体阵列的一层以及实际上可如何使用图1lA至IlC的场折叠原理的示意横截面图。
[0026]图12是示出可用于描述电流换向判定的线圈迹线及单个Y磁体阵列的一层的示意横截面图。
[0027]图13A和图13B示意性描绘可用于判定具有非磁性隔片的磁体阵列的适当电流的假定磁体阵列构造。
[0028]图14A示意性描述适用于图1位移装置用于分开量测可移动台及定子相对于计量框架的位置的感测系统的一个实施例。图14B及图14C示意性描述用于量测图1位移装置的传感器系统的其它实施例。
[0029]图15示出适于在控制图1位移装置中使用的控制系统的示意性框图。
[0030]图16A至16D示意性描绘根据本发明的一实施例的用于在多个定子之间互换可移动台的方法。
[0031]图17A示意性描绘根据本发明的另一个实施例的用于在多个定子之间互换可移动台的方法。图17B示意性描绘如何以一定子上的6个运动自由度控制两个可移动台。
[0032]图18示意性绘示用于将多个可移动台移动通过多个不同台的装置。
[0033]图19A是根据本发明的实施例的旋转位移装置的水平横截面图。图19B及图19C分别描绘图19A位移装置的可移动台(定子)的仰视横截面图及图19A位移装置的定子的俯视图。
[0034]图19D是根据另一实施例的可与图19A位移装置一起使用的可移动台(定子)的仰视横截面图。[0035]图19E是根据另一实施例的可与图19A位移装置一起使用的定子的俯视图。
[0036]图20A是图20C示意性描绘根据其它实施例的具有不同相对定向的线圈迹线及磁体阵列的位移装置。
[0037]图21A至图21C示意性描绘在特定磁空间周期内具有不同数目的磁化方向的磁体阵列的横截面图。
[0038]图22A示出根据另一实施例的可在图1位移装置中使用的线圈迹线布局。图22B描述可用于图1位移装置的Y定向的线圈迹线的一对邻近层。
[0039]图23A至图23F示出若干Y定向的线圈迹线，其(虽然在Y方向上大致线性伸长)展现在其各自Y方向上的X方向上延伸的周期空间变动且可用于图1位移装置。
[0040]图24A及图24B示出一对Y定向的线圈迹线，其具有可叠加以提供图24C的Y定向的线圈迹线的周期变动。
[0041]图25A至图2?示出具有可用于图1位移装置的偏移或移位子阵列的磁体阵列的各个实施例。
[0042]图26A、图26B及图26C示出若干Y磁体阵列，其展现在其各自Y方向上的X方向上延伸的周期空间变动且可用于图1位移装置。
[0043]图27A及图27B分别描绘若干线圈迹线的俯视图及线圈迹线的横截面图，该线圈迹线包括根据特定实施例且可用于图1位移装置的多个子迹线。
[0044]图28A及图28B示出根据另一实施例的可与图1位移装置一起使用的圆形横截面线圈迹线的各个图。图28C及图28D示出线圈迹线可如何包括具有圆形横截面的多个子迹线的实施例。
[0045]说里
[0046]在以下描述各处提出特定细节以为本领域的技术人员提供更为透彻的理解。然而，可能并未详细展示或描述熟知组件以免不必要地模糊本公开内容。因此，应以说明性而非限制性意义看待本说明书和附图。
[0047]提供包括定子及可移动台的位移装置。该定子包括多个线圈，该多个线圈被定形成在一或多个层中提供多个大致线性伸长的线圈迹线。线圈层可在Z方向上重叠。该可移动台包括多个磁体阵列。各磁体阵列可包括在对应方向上大致线性伸长的多个磁化区段。各磁化区段具有与磁化区段在其中伸长的方向大致正交的磁化方向，且这些磁化方向的至少两个彼此不同。可连接一个或多个放大器以选择性驱动线圈迹线中的电流且从而实现该定子与该可移动台之间的相对移动。
[0048]特定实施例
[0049]图1A是根据本发明的特定实施例的位移装置100的部分示意等距图。图1B及图1C是位移装置100分别沿线1B-1B及线1C-1C的部分示意横截面图。位移装置100包括可移动台110及定子台120。可移动台110包括多个(在说明性实施例中例如:4个)永磁体112A、112B、112C、112D的阵列(统称为磁体阵列112)。定子台120包括多个线圈122。如下文更详细阐述，线圈122的每个沿特定方向伸长，使得在定子120的工作区域124(即移动台110可在其上移动的定子120的区域)中，线圈122有效地提供线性伸长的线圈迹线126。如下文更详细阐述，线圈迹线126的每个包括线圈迹线126沿其线性伸长的对应轴线。为了清楚起见，仅定子120的工作区124的部分是展示于图1A至图1C的图中。应明白，在图1A至图1C的部分图的外侧，线圈122具有并未线性伸长的环。线圈122的环位于定子120的工作区域124的足够远处，这些环并不影响装置100的操作。
[0050]在说明性实施例中(如图1C中最佳可见)，定子120包括多个(例如，在说明性实施例中为4个)层128A、128B、128C、128D(统称为层128)的线圈迹线126，其中每对线圈迹线层128通过电绝缘层130彼此分离。应明白，定子120中的层128的数目可因特定实施而变化且说明性实施例所展示的层128的数目是便于解释的目的。在说明性实施例中，各层128包括沿彼此平行的轴线线性伸长的线圈迹线126。在说明性实施例的情况中，层128A、128C包括在平行于Y轴的方向上大致线性伸长的线圈迹线126Y，且层128BU28D包括大致线性定向于平行于X轴的方向上的线圈迹线126X。沿Y轴大致线性定向的线圈迹线126Y在本文中可称为“Y线圈”或“Y迹线”，且如下文更详细阐述，可用于在X方向及Z方向上移动可移动台110。类似地，大致沿X轴线性定向的线圈迹线126X在本文中可称为“X线圈”或“X迹线”，且如下文更详细阐述，可用于在Y方向及Z方向上移动可移动台110。
[0051]在说明性实施例中(如图1B中最佳展示的)，可移动台110包括四个磁体阵列112。在一些实施例中，可移动台110可包括四个以上磁体阵列112。各磁体阵列112A、112B、112CU12D包括具有不同磁化方向的多个对应的磁化区段114A、114B、114C、114D(统称为磁化区段114)。在说明性实施例中，各磁化区段114大致沿对应轴方向伸长。说明性实施例的磁化区段114的伸长形状被最佳展示在图1B中。在说明性实施例中的情况中可见，磁体阵列112A的磁化区段114A及磁体阵列112C的磁化区段114C大致在平行于X轴的方向上伸长，且磁体阵列112B的磁化区段114B及磁体阵列112D的磁化区段114D大致在平行于Y轴的方向上伸长。由于其各自磁化区段114的伸长的方向:磁体阵列112A、112C在本文可称为“X磁体阵列” 112AU12C且其对应磁化区段114AU14C本文可称为“X磁化区段”；并且磁体阵列112B、112D本文可称为“ Y磁体阵列” 112B、112D且其对应磁化区段114B、114D在本文可称为“Y磁化区段”。
[0052]图1C根据特定非限制性实例示意性地展示Y磁体阵列112B的各种磁化区段114B的定向。更具体地，图1C的Y磁体阵列112B中示意性描绘的箭头展示各个磁化区段114B的磁化方向。此外,在各磁化区段114B内，阴影区表示磁体的北极且白区表示这些磁体的南极。
[0053]图1D更详细展示Y磁体阵列112B的横截面图。可见Y磁体阵列112B沿X轴分成若干磁化区段114B且各个区段114B的磁化方向定向在与Y轴正交的方向上一即，磁化区段114B的磁化方向与磁化区段114B沿其伸长的Y轴方向正交。从图1D中亦可观察到磁化区段114B的磁化方向具有沿X轴具有周期(或波长)λ的空间周期性。磁体阵列112的磁化区段114的磁化方向的此空间周期性λ本文可称为磁周期λ、磁空间周期λ、磁波长λ或磁空间波长λ。
[0054]在示意性的图1D实施例中，Y磁体阵列112Β具有2 λ的总X轴宽度一S卩，两个周期的磁周期λ。此为非必需的。在一些实施例中，Y磁体阵列112Β具有由Wm=NmA给定的总X轴宽度Wm，其中Nm为正整数。
[0055]在示意性的图1D实施例的情况下，磁化区段114Β包括四个不同的磁化方向:+Ζ、-Ζ、+Χ、-Χ，其一起提供磁空间周期λ。此是非必需的。在一些实施例中，磁化区段114Β可包括至少两个磁化方向以提供磁空间周期λ，并且在一些实施例中，磁化区段114Β可包括四个以上的磁化方向以提供磁空间周期λ。组成完整空间磁周期λ的磁体阵列112的不同磁化方向的数目在本文可称为Nt。与磁化区段114Β的磁化方向的数目Nt无关，各区段114Β的磁化方向被定向成大致正交于Y轴。在说明性实施例中，图1D也展示磁化区段114Β的X轴宽度为:A/(2Nt)或λ/队。在图1D实施例的情况中，其中磁化方向的数目Nt为Nt=4，磁化区段114B的X轴宽度为λ/8 (如标注为A、I的边缘区段的情况)或λ/4(如标注为B、C、D、Ε、F、G、H的情况)。
[0056]在示意性的图1D实施例的情况中也可观察到磁化区段114Β的磁化绕中心Υ_Ζ平面118 (即，在Y轴方向及Z轴方向上延伸且在其X轴方向的中心与磁体阵列112Β相交的平面)镜像对称。尽管未明确在图1D中展示，在一些实施例中，磁体阵列112Β在其X轴方向处可具有非磁性隔片。更具体地，磁体阵列112Β的X轴方向的中心处的磁化区段114Β (即，说明性实施例中标注为E的区段)可分成宽度为λ/(2Nt) = λ/8的两个区段且非磁性隔片可插入它们之间。如下文更详细阐述，此一非磁性隔片可用来抵消由高阶磁场所产生的干扰力/力矩。即使利用此非磁性隔片，磁体阵列112Β及其磁化区段114Β仍将展现以下属性:各个区段114Β的磁化方向定向在与Y轴正交的方向上；各个区段114Β的X轴宽度将为:A/(2Nt)(对于外部区段Α、I及通过分开区段E而形成的两个区段)或λ/Nt (对于内部区段B、C、D、F、G、H);且磁化区段114Β的磁化绕中心Y-Z平面118镜像对称。
[0057]除了对于其在可移动台110上的位置，Y磁体磁体112D及其磁化区段114D的特征可与Y磁体阵列112Β及其磁化区段114Β的特征类似。
[0058]图1E更详细展示X磁体阵列112Α的横截面。应明白，X磁体阵列112Α沿Y轴分成在X轴方向上大致线性伸长的若干磁化区段114Α。在说明性实施例中，除了 X方向及Y方向交换之外，X磁体阵列112Α及其磁化区段114Α的特征可类似于Y磁体阵列112Β及其磁化区段114Β的特征。例如，磁化区段114Α的磁化方向具有沿Y轴具有周期(或波长)λ的空间周期性；Χ磁体阵列112Α在Y方向上的宽度Wm由Wm=Nm λ给定，其中Nm为正整数；各个磁化区段114Α的磁化方向定向在与X轴正交的方向上；各个磁化区段114Α的Y轴宽度为:A/(2Nt)(对于外部区段Α、Ι)或λ/Nt (对于内部区段B、C、D、E、F、G、H)，其中Nt表示磁体阵列112A中的不同磁化方向的数目；且磁化区段114A的磁化绕中心X-Z平面118镜像对称。
[0059]除了可移动台110上的位置，X磁体阵列112C及其磁化区段114C的特征可类似于X磁体阵列112A及其磁化区段114A的特征。
[0060]参考图1B及图1C，现阐述位移装置100的操作。图1C展示可移动台110如何在Z方向上与定子120向上间隔开。定子120与可移动台110之间的此空间可由通过定子120上的线圈122与如下文所讨论的可移动台110上的磁体阵列112的相互作用所产生的Z方向力维持(至少部分地)。在一些实施例中，如此项技术已知，可使用附加提升及/或起重磁体、空气静力轴承、滚柱轴承及/或类似者(未展示)维持定子120与可移动台110之间的此空间。
[0061]图1B展示四组有效线圈迹线132A、132B、132C、132D(统称为线圈迹线132)，其每个(在载送电流时)主要负责与磁体阵列112A、112B、112C、112D的对应者相互作用以施加造成可移动台110移动的力。更具体地:当线圈迹线132A载送电流时，其与X磁体阵列112A相互作用以在Y方向及Z方向上对可移动台110施加力；当线圈迹线132B正载送电流时，其与Y磁体阵列112B相互作用以在X方向及Z方向上对可移动台110施加力；当线圈迹线132C正载送电流时，其与X磁体阵列112C相互作用以在Y方向及Z方向上对可移动台110施加力；且当线圈迹线132D正载送电流时，其与Y磁体阵列112D相互作用以在X方向及Z方向上对可移动台110施加力。
[0062]应明白，可选择性启动图1B所展示的线圈迹线132以对可移动台110施加所希望的力，并且从而以与可移动台110的刚性移动相关的六个自由度控制可移动台110。如下文进一步阐释，也可以可控制地启动线圈迹线132以控制可移动台110的一些柔性模式振动运动。当在图1B展示的特定位置中展示可移动台110时，线圈迹线132之外的线圈迹线可能无效。然而，应明白，在可移动台110相对于定子120移动时，不同群组的线圈迹线将被选为有效，并且对可移动台110施加所希望的力。
[0063]可观察到图1B中所展示的有效线圈迹线132呈现为与其它磁体阵列相互作用。例如，在载送电流时，线圈迹线132C与如上文所讨论的X磁体阵列112C相互作用，但是线圈迹线132C也在Y磁体阵列112B的一部分下通过。令人期望的是，线圈迹线132C中的电流可与Y磁体阵列112B中的磁体相互作用并且对可移动台110施加附加力。然而，由于Y磁体阵列112B的前述特征，可能已由线圈迹线132C与Y磁体阵列112B的磁化区段114B的相互作用造成的力可彼此抵消，使得这些寄生耦合力被消除或保持在最低水平。更特定地，Y磁体阵列112B消除或减少这些交叉耦合力的特征包含:Y磁体阵列112Β包含在Y方向上具有定向成与Y方向正交的变化磁化且大致伸长的磁化区段；Υ磁体阵列112Β的X方向宽度Wm为Wm=Nm λ，其中Nm为整数且λ为上述磁周期λ ;并且Y磁体阵列112Β绕延伸通过Y磁体阵列112Β的X方向的中心的Y-Z平面镜像对称。
[0064]例如，为磁波长(Wm=NmA )的整数的Y磁体阵列112Β的X方向宽度Wm最小化与未对准线圈迹线132C耦合的力，因为磁体阵列112Β上的净力将在磁体阵列112Β的各波长λ上融合为零(即，将抵消自身)。此外，Y磁体阵列112Β绕与X轴正交且延伸通过Y磁体阵列112Β的X方向的中心的Y-Z平面的镜像对称归因于磁体阵列112Β与X定向的线圈迹线132C的相互作用而最小化净力矩(绕Z轴且绕Y轴)。Y磁体阵列112D的类似特征消除或最小化与线圈迹线132Α的交叉耦合。
[0065]以类似方式，X磁体阵列112Α的特征消除或减少来自线圈迹线132Β的交叉耦合力。X磁体阵列112Α的此特征包含:Χ磁体阵列112Α包含在X方向上具有定向成与X方向正交的不同磁化且大致伸长的磁化区段；Χ磁体阵列112Α的Y方向宽度Wm为Wm=NmA，其中Nm为整数且λ为上述磁周期λ ;并且X磁体阵列112Α绕与y轴正交且延伸通过X磁体阵列112A的Y方向的中心的X-Z平面镜像对称。X磁体阵列112C的类似特征消除或最小化来自线圈迹线132D的交叉耦合。
[0066]线圈阵列
[0067]现在提供定子120及其线圈阵列的其它细节。如上文所述，定子120包括多个层128的线圈迹线126，它们大致线性定向在工作区域124中。各层128包括大致彼此对准的线圈迹线126(例如在相同的方向大致线性伸长)。在图1A至图1E说明性实施例中，垂直邻近层128(即在Z方向上彼此接近的层128)包括相对于彼此正交定向的线圈迹线126。例如，层128AU28C中的线圈迹线126Y(图1C)大致线性定向成平行于Y轴且层128B、128D中的线圈迹线126X大致线性定向为平行于X轴。应明白，定子120中的线圈迹线126的层128的数目无需受限于说明性实施例中展示的四层迹线。一般而言，定子120可包括任何适当数目层128的线圈迹线126。此外，线圈迹线126在垂直邻近层128上的定向彼此不同并非为必需。一些实施例可包括若干垂直邻近层128的Y定向迹线126Y，其后接着有若干垂直邻近层128的X定向线圈迹线126X。
[0068]可使用一个或多个印刷电路板(PCB)制造定子120及其线圈122的阵列。可使用标准PCB制造、平板显示平版印刷术、平版印刷术及/或此项技术中已知的类似技术制造PCB来提供线圈122及线圈迹线126。可在线圈层128之间制造绝缘体层130(诸如FR4核、预浸体、陶瓷材料及/或类似物)或以其它方式插入。在单个PCB板中可将一个或多个线圈层128叠加在一起(即在Z方向上)。在一些实施例中，大致在相同方向(在不同层128)上伸长的线圈迹线126可取决于用于线圈迹线126的端部的导通孔设计及或连接方法而并联或串联连接。在一些实施例中，大致在相同方向(在不同的层128)上伸长的线圈迹线126并未彼此连接。
[0069]使用PCB技术制造的线圈122可同时容纳足够电流用于控制可移动台110的运动。以非限制性实例而言，各线圈122可由6盎司铜(约200-220 μ m厚)或更多制成。如上文所讨论，在有效区域124中，各线圈122为扁平条纹或线圈迹线126的形状，其归因于表面积对体积的高比率而提供良好导热性。发明人证实(经由测试)层压铜可在高于周围50°C的温升的情况下载送10A/mm2的持续电流密度，而不使用主动散热器。线圈122及线圈迹线126的平坦层128的另一优点在于自然分层的导体，其提供线圈122使其等非常理想地适于载送交流电流，因为自生交替磁场可轻易地从顶表面至底表面穿透导体但是仅产生低的自感应涡流电流。
[0070]多个PCB可在X方向及Y方向二者上并排对准(类似于地板砖)以为有效区域124提供所希望的X-Y方向。板对板的横向连接(在X方向及/或Y方向上)可通过连接边缘邻近板的垫、导通孔、铜导线且/或使用类似者的其它适当桥接组件以将导体电连接在邻近PCB板上而制成为位于边缘处。在一些实施例中，此类桥接组件可位于PCB板下面(例如，在相对可移动台110的侧面上)；在一些实施例中，此类桥接组件可附加地或可替代地位于PCB板上面或这些PCB板的侧面上。当PCB在X方向及/或Y方向上彼此邻近地连接时，线圈122的端部端子(未展示)可位于定子120的周边处或附近以便于对驱动电子装置布线。以此方式彼此连接PCB允许位移装置100容易在X方向及Y方向上延伸用于各种应用。当PCB在X方向及/或Y方向上彼此连接时，线圈122的总数目随定子120的有效区域124的X-Y方向而线性增加(而不是二次方地，如涉及所谓“赛道(racetrack) ”线圈设计的一些现有技术的技术的情形中)。在一些实施例中，X-Y邻近PCB板上的线圈迹线126可串联地彼此连接以减少用于驱动通过线圈迹线126的电流的放大器的数目。在一些实施例中，X-Y邻近PCB板上的线圈迹线126可由单独放大器个别地放大以增加多级致动的灵活性且减少热产生。
[0071]可使用PCB技术将单个PCB板制成具有多达5mm(或更多)的厚度(在Z方向上)。当需要更厚板用于重型应用时，多个PCB可在Z方向上垂直叠加。使用PCB技术制造定子120的另一益处是使用雏菊链(daisy chain)连接将大量低端的传感器(诸如霍尔效应位置传感器、电容位置传感器及/或类似传感器)直接部署在板上。
[0072]图2是可在图1位移装置100中使用的定子120及其线圈迹线126的单个层128的示意性部分横截面图。图2展示随后描述中使用的若干参数。更特定地，W。是单个线圈迹线126的宽度。P。是线圈迹线节距一即，相同层128的两个邻近线圈迹线126之间的距离。
[0073]在一些实施例中，线圈迹线126的各层128经制造使得:线圈迹线节距Pc= λ/N，其中N是正整数且λ是上文讨论的磁体阵列112的空间磁波长；且Wc设定为接近于Pc，使得邻近线圈迹线126之间存在最小可接受间隙扒-W。)。例如，迹线间隙IVW。可设定为50-100 μ m(例如，小于200 μ m)。应明白，最小的可能接受的迹线间隙将取决于许多因素，这些因素包含(但不限于)预期在各线圈迹线中载送的电流量，PCB制造程序的能力及系统100的散热特征。图3A至图3C示意性描绘经制造以具有这些特征的线圈迹线层128的许多可能性实施例。在图3A至图3C实施例的每个中，&=λ/6(Β卩，N=6)且W。设定为非常接近于P。，使得邻近线圈迹线126之间存在最小可接受间隙(例如，小于200 μ m)。
[0074]在一些实施例中，线圈迹线126的各层128经制造使得每MN/2个(其中M是另一正整数)邻近线圈迹线126形成一个线圈群组134，其中相同群组134中的线圈迹线126可由分开的放大器驱动或连接成星形图案且由多相放大器驱动。图3A至图3C展示展现这些特征的许多不同分组配置。在图3A中，M=2且N=6，所以各群组134包括6个邻近线圈迹线126。在一些实施例中，各图3A群组134可由对应的三相放大器(未展示)驱动。例如，标注为么1、81、(:131’、81’、(:1’的线圈迹线126属于一个群组134。图3A中使用的符号’表示反向电流。例如，迹线Al’中的电流与迹线Al的电流相同，但是是在相反方向上。在图3B中，M=I且N=6，所以各群组134包括3个邻近线圈迹线126。在一些实施例中，图3B各群组134可由对应的三相放大器(未展示)驱动。在图3C中，M=3且N=6，所以各群组134包括9个邻近线圈迹线126。在一些实施例中，图3C各群组134可由对应的三相放大器(未展示)驱动。类似于图3A，图3C中使用的符号’表示反向电流。应明白，依据上文，大致每3n个(η是正整数)邻近线圈迹线126可形成由对应的三相放大器驱动的一个群组134。
[0075]在一些实施例中，线圈迹线126的各层128经制造使得线圈迹线宽度W。= λ /5且线圈迹线节距Pc=X /k，其中k是小于5的任何数字且λ是磁体阵列112的空间磁周期。因为空间滤波/平均效应，所以设定1=λ/5具有此线圈迹线宽度最小化由磁体阵列112产生的第五阶磁场的效应。图3D至图3Ε示意性描绘经制造以具有这些特征的线圈迹线层128的许多可能性实施例。在图3D至图3Ε实施例的每个中，W。= λ/5且线圈迹线节距P。= λ/k。
[0076]在图3D中，
【权利要求】
1.一种位移装置，其包括: 定子，其包括定形成提供工作区域的多个伸长的线圈，该线圈的迹线大致被线性地定位在该工作区域内，所述多个伸长的线圈包括: 第一多个线圈迹线，其分布在对应的第一定子Z位置处的第一层上，所述第一多个线圈迹线在所述第一层中在第一定子方向大致线性地伸长；和 第二多个线圈迹线，其分布在对应的第二定子Z位置处的第二层上，所述第二多个线圈迹线在所述第二层中在第二定子方向大致线性地伸长，所述第二定子方向不平行于所述第一定子方向； 所述第一层和所述第二层在所述工作区域中在定子Z方向彼此重叠，所述定子Z方向大致正交于所述第一定子方向和所述第二定子方向两者；和 可移动台，其包括多个磁体阵列，所述多个磁体阵列包括: 第一磁体阵列，其包括在第一台方向大致线性地伸长的多个第一磁化区段，每个第一磁化区段的磁化方向大致正交于所述第一台方向，并且所述第一磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；和 第二磁体阵列，其包括在不平行于所述第一台方向的第二台方向大致线性地伸长的多个第二磁化区段，每个第二磁化区段的磁化方向大致正交于所述第二台方向，并且所述第二磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；和 一个或多个放大器，其经连接以驱动所述第一多个线圈迹线和所述第二多个线圈迹线中的电流，从而实现所述定子和所述可移动台之间的相对移动。
2.根据权利要求1所述的位移装置，其中所述第一定子方向是定子X方向，所述第二定子方向是定子Y方向，所述定子X方`向、所述定子Y方向和所述定子Z方向大致相互彼此正交。
3.根据权利要求1和2中任何一个所述的位移装置，其中所述多个线圈迹线包括: 一个或多个第一附加层，每个第一附加层定位在对应的第一附加定子Z位置，并且每个第一附加层包括在所述第一附加层中在所述第一定子方向大致线性地伸长的对应的多个线圈迹线；和 一个或多个第二附加层，每个第二附加层定位在对应的第二附加定子Z位置，并且每个第二附加层包括在所述第二附加层中在所述第二定子方向大致线性地伸长的对应的多个线圈迹线； 其中所述第一层、所述一个或多个第一附加层、所述一个或多个第二附加层在所述定子的所述工作区域中在所述定子Z方向彼此重叠。
4.根据权利要求1至3中任何一个所述的位移装置，其中所述第一台方向是台X方向，所述第二台方向是台Y方向，所述台X方向与所述台Y方向大致彼此正交。
5.根据权利要求4所述的位移装置，其中所述多个第一磁化区段的磁化方向在所述第一磁体阵列的台Y方向宽度Wml上展现第一空间磁周期λ i，所述多个第二磁化区段的磁化方向在所述第二磁体阵列的台X方向宽度Wm2上展现第二空间磁周期λ2。
6.根据权利要求5所述的位移装置，其中所述第一磁体阵列的台Y方向宽度Wml给定为Wml=Nml λ 1；所述第二磁体阵列的台X方向宽度Wm2给定为Wm2=Nm2 λ 2，其中Nml，Nm2是正整数。
7.根据权利要求5和6中任何一个所述的位移装置，其中: 所述多个第一磁化区段包括在所述第一磁体阵列边缘的一对第一边缘磁体区段，和在远离所述第一磁体阵列的该边缘的位置处的一个或多个第一内部磁化阵列； 所述多个第二磁化区段包括在所述第二磁体阵列边缘的一对第二边缘磁体区段，和在远离所述第二磁体阵列的该边缘的位置处的一个或多个第二内部磁化阵列。
8.根据权利要求7所述的位移装置，其中所述第一边缘磁化区段和所述第二边缘磁化区段在台Z方向被磁化定向，所述台Z方向正交于所述台X方向和所述台Y方向两者。
9.根据权利要求7和8中任何一个所述的位移装置，其中: 所述第一边缘磁化区段具有台Y方向宽度X1ANtl,所述第二边缘磁化区段具有台X方向览度入2,2Nt2; 所述第一内部磁化区段具有台Y方向宽度X1ZX1,所述第二内部磁化区段具有台X方向览度入2,Nt2 ; 其中Ntl是不同的磁化方向的数目，其形成完整的空间磁周期λ i，Nt2是不同的磁化方向的数目，其形成完整的空间磁周期入2。
10.根据权利要求5至9中任何一个所述的位移装置，其中: 所述多个第一磁化区段的磁化方向绕第一平面镜像对称，该第一平面在所述台X方向和所述台Z方向延伸并且位于所述第一磁体阵列的所述台Y方向宽度Wml的中心处；并且所述多个第二磁化区段的磁化方向绕第二平面镜像对称，该第二平面在所述台X方向和所述台Z方向延伸并且位于所述第二磁体阵列的所述台X方向宽度Wm2的中心处。
11.根据权利要求5至10中任何一个所述的位移装置，其中λ1=λ2。
12.根据权利要求5至11中任何一个所述的位移装置，其中Wml=Wm2。
13.根据权利要求9所述的位移装置，其中Ntl=Nt2。
14.根据权利要求4至13中任何一个所述的位移装置，其中所述多个磁体阵列包括: 第三磁体阵列，其包括在所述台X方向大致线性地伸长的多个第三磁化区段，每个第三磁化区段的磁化方向大致正交于所述台X方向，并且所述第三磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；和 第四磁体阵列，其包括在所述台Y方向大致线性地伸长的多个第四磁化区段，每个第四磁化区段的磁化方向大致正交于所述台Y方向，并且所述第四磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同。
15.根据权利要求14所述的位移装置，其中所述第一磁体阵列和所述第三磁体阵列的台位置在所述台X方向彼此偏移。
16.根据权利要求15所述的位移装置，其中所述第一磁体阵列和所述第三磁体阵列的台位置在所述台X方向彼此偏移第一偏移距离，所述第一偏移距离小于所述第一磁体阵列的台X方向长度Lmltj
17.根据权利要求14至16中任何一个所述的位移装置，其中所述第一磁体阵列和所述第三磁体阵列在所述台Y方向彼此间隔开。
18.根据权利要求14至17中任何一个所述的位移装置，其中所述第二磁体阵列和所述第四磁体阵列在所述台Y方向彼此偏移。
19.根据权利要求18所述的位移装置，其中所述第二磁体阵列和所述第四磁体阵列的台位置在所述台Y方向彼此偏移第二偏移距离，所述第二偏移距离小于所述第二磁体阵列的台Y方向长度1?。
20.根据权利要求14至19中任何一个所述的位移装置，其中所述第二磁体阵列和所述第四磁体阵列在所述台X方向彼此间隔开。
21.根据权利要求14至20中任何一个所述的位移装置，其中:所述第一磁体阵列的台Y方向定向边缘和所述第二磁体阵列的台Y方向定向边缘在所述台X方向彼此对准；所述第三磁体阵列的台Y方向定向边缘和所述第四磁体阵列的台Y方向定向边缘在所述台X方向彼此对准。
22.根据权利要求14至21中任何一个所述的位移装置，其中:所述第一磁体阵列的台X方向定向边缘和所述第二磁体阵列的台X方向定向边缘在所述台Y方向彼此对准；所述第三磁体阵列的台X方向定向边缘和所述第四磁体阵列的台X方向定向边缘在所述台Y方向彼此对准。
23.根据权利要求2至4中任何一个所述的位移装置，其中所述多个第一磁化区段的磁化方向在大致正交于所述第一台方向的台方向所述第一磁体阵列的宽度Wml上展现空间磁周期X1，所述多个第二磁化区段的磁化方向在大致正交于所述第二台方向的台方向所述第二磁体阵列的宽度Wm2上展现空间磁周期入2。
24.根据权利要求23所述的位移装置，其中所述第一多个线圈迹线中的每个的定子Y方向宽度Wca给定为Wca= λ /5，所述第二多个线圈迹线中的每个的定子X方向宽度\2给定为 Wc2=A2/5。
25.根据权利要求23所述的位移装置，其中所述第一多个线圈迹线的定子Y方向节距Pcl给定为Pel= λ ^N1，所述 第二多个线圈迹线的定子X方向节距Ρ?给定为Ρ?= λ 2/Ν2，其中N1和N2是正整数。
26.根据权利要求25所述的位移装置，其中所述第一多个线圈迹线中的每个具有定子Y方向宽度Wel且Pel-Wca小于200微米。
27.根据权利要求1至4，24-26所述的位移装置，其中所述第一多个线圈迹线包括多个第一线圈迹线群组，每个第一线圈迹线群组包括大量线圈迹线， 所述大量线圈迹线被连接成由单个多相放大器驱动。
28.根据权利要求1至4，24-26所述的位移装置，其中所述第一多个线圈迹线包括多个第一线圈迹线群组，所述多个线圈迹线群组包括至少两个第一线圈迹线群组，其彼此间隔开并且被连接成由共同的放大器驱动。
29.根据权利要求1至4，24-26所述的位移装置，其中所述第一多个线圈迹线中的每个由其自身的独立放大器驱动。
30.根据权利要求2所述的位移装置，其中所述第一台方向是台X方向，所述第二台方向是台Y方向，所述台X方向和所述台Y方向彼此正交，其中所述多个第一磁化区段的磁化方向在所述第一磁体阵列的台Y方向宽度Wml上展现空间磁周期λ i，所述多个第二磁化区段的磁化方向在所述第二磁体阵列的台X方向宽度Wm2上展现空间磁周期λ2。
31.根据权利要求30所述的位移装置，包括: 第三层，其定位在对应的第三定子Z位置，并且包括在所述第三层中在所述定子X方向大致线性地伸长的对应的第三多 个线圈迹线；和第四层，其定位在对应的第四定子Z位置，并且包括在所述第四层中在所述定子Y方向大致线性地伸长的对应的第四多个线圈迹线； 其中所述第一层、所述第二层、所述第三层、所述第四层在所述定子的所述工作区域中在所述定子Z方向彼此重叠。
32.根据权利要求31所述的位移装置，其中所述第一层中的所述第一多个线圈迹线中的每个在所述定子Y方向与所述第三层中的所述第三多个线圈迹线中的对应的一个对准，所述第二层中的所述第二多个线圈迹线中的每个在所述定子X方向与所述第四层中的所述第四多个线圈迹线中的对应的一个对准。
33.根据权利要求31所述的位移装置，其中所述第一层中的所述第一多个线圈迹线中的每个在所述定子Y方向与所述第三层中的所述第三多个线圈迹线中的对应的一个偏移的量为Ou。
34.根据权利要求33所述的位移装置，其中所述第二层中的所述第二多个线圈迹线中的每个在所述定子X方向与所述第四层中的所述第四多个线圈迹线中的对应的一个偏移的量为(\2。
35.根据权利要求33所述的位移装置，其中所述偏移的量Oli给定为Oli= ±+ 5^1.其中K1是正整数。
36.根据权利要求34所述的位移装置，其中0U=(\2。
37.根据权利要求33至36中任何一个所述的位移装置，其中所述第一层中的所述第一多个线圈迹线中的 每个和所述第三层中的所述第三多个线圈迹线中的其对应的一个被连接成用相同的电流驱动。
38.根据权利要求33至36中任何一个所述的位移装置，其中在所述第一层中的所述第一多个线圈迹线中的每个在所述定子Z方向与在所述第三层中的所述第三多个线圈迹线中的其对应的一个间隔开一定距离Gu并且其中所述位移装置包括控制器，其配置成驱动在所述第三多个迹线中的对应一个中的电流，其电流量为e2 " XSXGl/ λ倍高于在所述第一层中的所述第一线圈迹线中被驱动的电流量。
39.根据权利要求1所述的位移装置，其中所述第一定子方向斜交于定子X方向，使得所述第一多个线圈迹线中的每个的边缘在定子Y方向斜交所述第一线圈迹线的定子X方向长度Lml的量为Oca-Wca,其中Wcl是所述第一线圈迹线的定子Y方向宽度，所述第二多个线圈迹线中的每个的边缘在定子X方向斜交所述第二线圈迹线的定子X方向长度Lm2的量为Oc2-Wc2,其中We2是所述第一线圈迹线的定子X方向宽度，所述定子X方向、所述定子Y方向和所述定子Z方向大致相互彼此正交。
40.根据权利要求39所述的位移装置，其中所述第一台方向是台X方向，所述第二台方向是台Y方向，所述台X方向和所述台Y方向彼此正交，并且其中所述多个第一磁化区段的磁化方向在所述第一磁体阵列的台Y方向宽度Wml上展现空间磁周期λ J7Ocl被给定为下列中的一个:入!/5, λ !/9,和 λ ^13。
41.根据权利要求1所述的位移装置，其中由于在所述第一定子方向大致线性地伸长，所述第一多个磁化区段中的每个在大致正交于所述第一定子方向的该定子方向具有某空间变量，并且所述空间变量是随着在所述第一定子方向以空间周期τ ^和峰峰空间变量0ε1而空间地周期性变化。
42.根据权利要求41所述的位移装置，其中所述空间周期Tcl给定为Tca=LmlAil,其中H1是正整数，Lffll是在所述第一定子方向的所述第一多个线圈迹线的长度。
43.根据权利要求41至42任何一个所述的位移装置，其中所述第一台方向是台X方向，所述第二台方向是台Y方向，所述台X方向和所述台Y方向彼此正交，并且其中所述多个第一磁化区段的磁化方向在所述第一磁体阵列的台Y方向宽度Wml上展现空间磁周期A1，所述峰峰空间变量O。被给定为下列中的一个A1AdP λ i/13。
44.根据权利要求41至43中任何一个所述的位移装置，其中由于在所述第二定子方向大致线性地伸长，所述第一多个磁化区段中的每个在大致正交于所述第二定子方向的该定子方向具有某空间变量，并且所述空间变量是随着在所述第二定子方向以空间周期\2和峰峰空间变量0。2而具有空间周期性。
45.根据权利要求44所述的位移装置，其中τ[;1=τ?。
46.根据权利要求44至45中任何一个所述的位移装置，其中Οε1=Ο?。
47.根据权利要求23所述的位移装置，其中所述第一多个线圈迹线中的每个的定子Y方向宽度Wca包括第一多个子迹线，所述第一多个子迹线中的每个被电绝缘材料在所述定子Y方向彼此间隔开；所述第二多个线圈迹线中的每个的定子X方向宽度We2包括第二多个子迹线，所述第二多个子迹线中的每个被电绝缘材料在所述定子X方向彼此间隔开。
48.根据权利要求47所述的位移装置，其中对于所述第一多个线圈迹线中的每个，所述第一多个子迹线并联。
49.根据权利要求47所述的位移装置，其中对于所述第一多个线圈迹线中的每个，所述第一多个子迹线串联。`
50.根据权利要求5所述的位移装置，其中所述第一磁体阵列的所述台Y方向宽度Wml被给定为Wml=(Nml+0.5) λ 1；所述第二磁体阵列的所述台X方向宽度Wm2被给定为Wffl2= (Nffl2+0.5) λ 2，其中 Nml 和 Nffl2 是正整数。
51.根据权利要求50所述的位移装置，其中: 所述多个第一磁化区段的磁化方向绕第一平面镜像反对称，该第一平面在所述台X方向和所述台Z方向延伸并且位于所述第一磁体阵列的所述台Y方向宽度Wml的中心处；并且 所述多个第二磁化区段的磁化方向绕第二平面镜像反对称，该第二平面在所述台X方向和所述台Z方向延伸并且位于所述第二磁体阵列的所述台X方向宽度Wm2的中心处。
52.根据权利要求4所述的位移装置，其中所述第一磁体阵列包括第一非磁性隔片，其具有台Y方向宽度S1且位于所述第一磁体阵列的台Y方向宽度Wnil的中心处，并且其中所述第二磁体阵列包括第二非磁性隔片，其具有台X方向宽度g2且位于所述第二磁体阵列的台X方向宽度Wni2的中心处。
53.根据权利要求52所述的位移装置，其中所述第一隔片将所述第一磁体阵列分成一对第一侧，每个第一侧在其台Y方向宽度Wsidel上展现空间磁周期λ i并且其中所述第二隔片将所述第二磁体阵列分成一对第二侧，每个第二侧在其台X方向宽度Wside2上展现空间磁周期λ 2。
54.根据权利要求53所述的位移装置，其中所述每个第一侧的台Y方向宽度Wsidel给定 Wsidel NmI 入 I， 其中Nml是正整数。
55.根据权利要求54所述的位移装置，其中所述每个第一侧的台X方向宽度1-2给定为 Wside2 Nm2 X 2， 其中Nm2是正整数。
56.根据权利要求55所述的位移装置，其中Wsidel=Wside2。
57.根据权利要求55和56中任何一个所述的位移装置,其中λρλ 2。
58.根据权利要求53所述的位移装置，其中所述每个第一侧的台Y方向宽度Wsidel给定为Wsidel= (Nml+0.5) λ i，所述每个第二侧的台X方向宽度Wside2给定为Wside2= (Nm2+0.5) λ 2，其中Nml和Nm2是正整数。
59.根据权利要求53至58中的任何一个所述的位移装置，其中: 每个第一侧包括第一磁化区段的对应群组，并且其中第一磁化区段的每个群组包括在所述第一侧边缘的一对第一边缘磁化区段和在远离所述第一侧的该边缘的位置处的一个或多个第一内部磁化区段； 每个第二侧包括第二磁化区段的对应群组，并且其中第二磁化区段的每个群组包括在所述第二侧边缘的一对第二边缘磁化区段和在远离所述第二侧的该边缘的位置处的一个或多个第二内部磁化区段。
60.根据权利要求59所述的位移装置，其中所述第一侧的第一磁化区段和所述第二侧的第二磁化区段沿台Z方向被磁化定向，所述台Z方向正交于所述台X方向和所述台Y方向两者。
61.根据权利要求59和60中的任何一个所述的位移装置，其中: 所述第一侧的第一边缘磁化 区段具有台Y方向宽度X1ANtl;和 所述第一侧的第一内部磁化区段具有台Y方向宽度λ !/Ntl; 其中Ntl是不同的磁化方向的数目，其形成完整的空间磁周期λ 10
62.根据权利要求61所述的位移装置，其中: 所述第二侧的第二边缘磁化区段具有台X方向宽度λ2/2Ν?2;和 所述第二侧的第二内部磁化区段具有台X方向宽度X2/Nt2; 其中Nt2是不同的磁化方向的数目，其形成完整的空间磁周期入2。
63.根据权利要求62所述的位移装置，其中Ntl=Nt2。
64.根据权利要求62至63中的任何一个所述的位移装置，其中λ1=λ2。
65.根据权利要求52所述的位移装置，其中: 所述多个第一磁化区段的磁化方向绕第一平面镜像对称，该第一平面在所述台X方向和所述台Z方向延伸并且位于所述第一磁体阵列的所述台Y方向宽度Wml的中心处；并且 所述多个第二磁化区段的磁化方向绕第二平面镜像对称，该第二平面在所述台X方向和所述台Z方向延伸的并且位于所述第二磁体阵列的所述台X方向宽度Wni2的中心处； 所述台Z方向正交于所述台X方向和所述台Y方向两者。
66.根据权利要求52所述的位移装置，其中: 所述多个第一磁化区段的磁化方向绕第一平面镜像反对称，该第二平面在所述台X方向和所述台Z方向延伸的并且位于所述第一磁体阵列的所述台Y方向宽度Wnil的中心处；并且 所述多个第二磁化区段的磁化方向绕第二平面镜像反对称，该第二平面在所述台X方向和所述台Z方向延伸并且位于 所述第二磁体阵列的所述台X方向宽度Wm2的中心处；所述台Z方向正交于所述台X方向和所述台Y方向两者。
67.根据权利要求1所述的位移装置，其中所述第一台方向斜交于所述台X方向，使得所述多个第一磁化区段中的每个的边缘在所述台Y方向斜交所述第一磁化区段的X方向长度Lml的量为Opl，所述多个第二磁化区段中的每个的边缘在所述台X方向斜交所述第二磁化区段的Y方向长度Lm2的量为Op2，所述台X方向和所述台Y方向大致相互彼此正交。
68.根据权利要求67所述的位移装置，其中所述多个第一磁化区段的磁化方向展现所述第一磁体阵列的台Y方向宽度Wml上的空间磁周期λ 并且Opl给定为kX j/5-ff^,其中k正整数，Wcl是所述第一多个线圈迹线的每个的宽度。
69.根据权利要求1所述的位移装置，其中由于在所述第一台方向大致线性地伸长，所述多个第一磁化区段中的每个在大致正交于所述第一台方向的该台方向具有某空间变量，并且所述空间变量是随着在所述第一台方向的长度Lml以空间周期τπ1和峰峰空间变量Opl而具有空间周期性。
70.根据权利要求69所述的位移装置，其中所述空间周期τπ1给定为Tml=Lml/ni，其中Ii1是正整数。
71.根据权利要求69至70中任何一个所述的位移装置，其中所述第一台方向是台X方向，所述第二台方向是台Y方向，所述台X方向与所述台Y方向大致彼此正交，其中所述多个第一磁化区段的磁化方向展现所述第一磁体阵列的台Y方向宽度Wml上的空间磁周期λ 1；并且Opl给定为k λ i/5-W。。其中k正整数，Wel是所述第一多个线圈迹线的每个的宽度。
72.根据权利要求69至71中任何一个所述的位移装置，其中由于在所述第二台方向大致线性地伸长，所述多个第二磁化区段中的每个在大致正交于所述第二台方向的该台方向具有某空间变量，并且所述空间变量是随着在所述第二台方向的长度Lm2以空间周期τπ2和峰峰空间变量Op2而具有空间周期性。
73.根据权利要求72所述的`位移装置，其中τπ1=τπ2。
74.根据权利要求72和73中任何一个所述的位移装置，其中0ρ1=0ρ2。
75.根据权利要求4所述的位移装置，其中所述第一磁体阵列包括在其台X方向长度Lffll上的多个第一子阵列，每个第一子阵列在所述台Y方向偏移于其相邻的第一子阵列。
76.根据权利要求75所述的位移装置，其中所述多个子阵列包括位于所述第一磁体阵列的所述台X方向长度Lnil的中心处的中心子阵列，所述中心子阵列的台X方向长度为其它子阵列中的至少一个的台X方向长度的两倍。
77.根据权利要求76所述的位移装置，其中所述子阵列的偏移使得所述第一磁体阵列绕一个平面对称，该平面在所述台Y方向和所述台Z方向延伸并且位于所述中心子阵列的台X方向中心处。
78.根据权利要求15所述的位移装置，其中所述第一磁体阵列和所述第三磁体阵列的台位置在所述台X方向彼此偏移第一偏移距离，所述第一偏移距离等于所述第一磁体阵列的台X方向长度Lniltl
79.根据权利要求78所述的位移装置，其中所述第二磁体阵列和所述第四磁体阵列的台位置在所述台Y方向彼此偏移第二偏移距离，所述第二偏移距离等于所述第一磁体阵列的台Y方向长度1?。
80.根据权利要求4至13中的任何一个所述的位移装置，其中所述多个磁体阵列包括: 多个X磁体阵列，所述多个X磁体阵列中的每个包括在所述台X方向大致线性地伸长的对应的多个X伸长磁化区段，每个X伸长磁化区段的磁化方向大致正交于所述台X方向并且所述X伸长磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；和 多个Y磁体阵列，所述多个Y磁体阵列中的每个包括在所述台Y方向大致线性地伸长的对应的多个Y伸长磁化区段，每个Y伸长磁化区段的磁化方向大致正交于所述台Y方向并且所述Y伸长磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同。
81.根据权利要求80所述的位移装置，其中所述多个X磁体阵列包括一组或多组对准的X磁体阵列，每组对准的X磁体阵列包括在所述台Y方向彼此对准的一群组X磁体阵列。
82.根据权利要求81所述的位移装置，其中所述多个Y磁体阵列包括一组或多组对准的Y磁体阵列，每组对准的Y磁体阵列包括在所述台X方向彼此对准的一群组Y磁体阵列。
83.根据权利要求81和82中的任何一个所述的位移装置，其中所述一组或多组对准的X磁体阵列包括在所述台X方向偏移的至少两组对准的X磁体阵列。
84.根据权利要求17所述的位移装置，其中在所述台Y方向的所述第一磁体阵列和所述第三磁体阵列之间的间隙给定为Nsl λ /2-W.其中Nsl是正整数，Wffll是所述第一磁体阵列的台Y方向宽度。
85.根据权利要求84所述的位移装置，其中Nsl是偶数整数，所述第三磁体阵列的所述第三磁化区段的磁化图案与所述第一磁体阵列的所述第一磁化区段的磁化图案相同。
86.根据权利要求84所述的位移装置，其中Nsl是奇数整数，所述第三磁体阵列的所述第三磁化区段的磁化图案与所述第一磁体阵列的所述第一磁化区段的磁化图案相反。
87.根据权利要求2所述的位移装置，其中所述第一台方向是台X方向，所述第二台方向是台Y方向，所述台X方向与所述台Y方向大致彼此正交，其中所述多个磁体阵列包括: 第三磁体阵列，其包括在所述台X方向大致线性地伸长的多个第三磁化区段，每个第三磁化区段的磁化方向大致正交于所述台X方向，并且所述第三磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；和 第四磁体阵列，其包括在所述台Y方向大致线性地伸长的多个第四磁化区段，每个第四磁化区段的磁化方向大致正交于所述台Y方向，并且所述第四磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同。
88.根据权利要求87所述的位移装置，包括控制器，其被配置成控制所述多个放大器，并且由此控制被驱动至所述第一多个线圈迹线和所述第二线圈迹线的所述电流。
89.根据权利要求88所述的位移装置，其中所述控制器被配置成使得所述多个放大器驱动在所述第一多个线圈迹线的子集中的电流，所述第一多个线圈迹线的子集的定子Y方向宽度大于所述第一磁体阵列的台Y方向宽度Wml至少超过所述第一磁体阵列的每个定子X方向定向的边缘的量为Lff。
90.根据权利要求89所述的位移装置，其中所述多个第一磁化区段的磁化方向展现所述第一磁体阵列的所述台Y方向宽度Wml上的空间磁周期λ i，Lff大于或等于
91.根据权利要求88所述的位移装置，包括由一个或多个减振机构支撑的计量框架和多个位置传感器，所述多个位置传感器配置成感应在所述计量框架和所述定制之间的第一距离测量和在所述计量框架和所述可移动台之间的第二距离测量，并且其中所述控制器被连接成接收所述第一距离测量和第二距离测量，且基于所述第一距离测量和第二距离测量确定在所述定子和所述可移动台之间的相对距离。
92.根据权利要求88所述的位移装置，包括第二可移动台，其包括第二多个磁体阵列，所述第二多个磁体阵列包括: 第五磁体阵列，其包括在第二台X方向大致线性地伸长的多个第五磁化区段，每个第五磁化区段的磁化方向大致正交于所述第二台X方向，并且所述第五磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同； 第六磁体阵列，其包括在第二台Y方向大致线性地伸长的多个第六磁化区段，每个第六磁化区段的磁化方向大致正交于所述第二台Y方向，并且所述第六磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同； 第七磁体阵列，其包括在所述第二台X方向大致线性地伸长的多个第七磁化区段，每个第七磁化区段的磁化方向大致正交于所述第二台X方向，并且所述第七磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同； 第八磁体阵列，其包括在所述第二台Y方向大致线性地伸长的多个第八磁化区段，每个第八磁化区段的磁化方向大致正交于所述第二台Y方向，并且所述第八磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；和其中: 其中所述第一和第二台X和Y方向大致平行于对应的定子X和Y方向；所述第一可移动台的所述第一和第三磁体阵列中的至少一个在所述定子X方向不与所述第二可移动台的任何磁体阵列重叠，其具有在所述第二台X方向伸长的磁化区段；和所述第一可移动台的所述第二和第四磁体阵列中的至少一个在所述定子Y方向不与所述第二可移动台的任何磁体阵列重叠，其具有在所述第二台Y方向伸长的磁化区段；和其中所述控制器配置成通过选择性地驱动电流至所述第一和第二多个线圈迹线而独立地控制所述第一和第二可移动台的位置。
93.根据权利要求92所述的位移装置，其中所述控制器被配置成以至少六个自由度独立地控制所述第一可移动台的位置，以至少六个自由度独立地控制所述第二可移动台的位置。
94.根据权利要求88所述的位移装置，其包括:第二定子，所述第二定子包括定形成提供第二工作区域的第二多个伸长的线圈，其中所述第二多个线圈的迹线大致被线性地定位在该第二工作区域内，所述第二多个伸长的线圈包括: 第三多个线圈迹线，其分布在对应的第三定子Z位置处的第三层上，所述第三多个线圈迹线在所述第三层中在第三定子方向大致线性地伸长；和 第四多个线圈迹线，其分布在对应的第四定子Z位置处的第四层上，所述第四多个线圈迹线在所述第四层中在第四定子方向大致线性地伸长； 所述第三层和所述第四层在所述第二工作区域中在所述定子Z方向彼此重叠，所述第二工作区域在所述定子Z方向不与所述工作区域重叠；和 其中所述控制器配置成控制被驱动至所述第一、第二、第三和第四多个线圈迹线的所述电流从而将所述可移动台从所述工作区域移动至所述第二工作区域。
95.根据权利要求1所述的位移装置，其中所述多个伸长的线圈包括第三多个线圈迹线，其分布在对应的第三定子Z位置处的第三层上，所述第三多个线圈迹线在所述第三层中沿第三定子方向大致线性地伸长，所述第三定子方向不平行于所述第一和第二定子方向，所述第一、第二和第三层在所述工作区域中在所述定子Z方向彼此重叠；并且其中所述多个磁体阵列包括:第三磁体阵列，其包括在不平行于所述第一和第二台方向的第三台方向大致线性地伸长的多个第三磁化区段，每个第三磁化区段的磁化方向大致正交于所述第三台方向，并且所述第三磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；其中多个放大器被连接成驱动所述第一、第二和第三多个线圈迹线中的电流，由此实现在所述定子和所述可移动台之间的移动。
96.根据权利要求1至77中任何一个所述的位移装置，其中所述第一磁化区段中的至少四个的磁化方向彼此不同。
97.根据权利要求1至77中任何一个所述的位移装置，其中所述第一磁化区段中的至少八个的磁化方向彼此不同。
98.一种用于在定子和可移动台之间实现位移的方法，该方法包括: 提供定子，其包括定形成提供工作区域的多个伸长的线圈，该线圈的迹线大致被线性地定位在该工作区域内，所述多个伸长的线圈包括: 第一多个线圈迹线，其分布在对应的第一定子Z位置处的第一层上，所述第一多个线圈迹线在所述第一层中在第一定子方向大致被线性地伸长；和 第二多个线圈迹线，其分布在对应的第二定子Z位置处的第二层上，所述第二多个线圈迹线在所述第二层中在第二定子方向大致被线性地伸长，所述第二定子方向不平行于所述第一定子方向； 所述第一层和所述第二层在所述工作区域中沿定子Z方向彼此重叠，所述定子Z方向大致正交于所述第一定子方向和所述第二定子方向两者；和` 提供可移动台，其包括多个磁体阵列，所述多个磁体阵列包括: 第一磁体阵列，其包括在第一台方向大致线性地伸长的多个第一磁化区段，每个第一磁化区段的磁化方向大致正交于所述第一台方向，并且所述第一磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；和 第二磁体阵列，其包括在不平行于所述第一台方向的第二台方向大致线性地伸长的多个第二磁化区段，每个第一磁化区段的磁化方向大致正交于所述第一台方向，并且所述第一磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；和 选择性地驱动所述第一多个线圈迹线和所述第二多个线圈迹线中的电流，由此实现所述定子和所述可移动台之间的相对移动。
99.根据权利要求98所述的方法，其中选择性地驱动所述第一多个线圈迹线和所述第二多个线圈迹线中的电流包括根据以下形式的换向公式确定在所述第二线圈迹线中的每个中被驱动的电流:....ηι—I—--? I = ?IcFfl cus ?—IV " ? kl%i7hln(—)v Ai
".% A, /'.Λ j, 其中:I为在台位置(Xm，zm)的一个第二线圈迹线中的电流；Fax&Faz*别表示在所述定子X方向和所述定子Z方向上在所述第二磁体阵列上施加的所希望的力；k是致动器常系数；且Xc=X/2 H，其中λ为所述第二磁体阵列中的第二磁化区段的磁化方向的空间磁周期。
100.根据权利要求98至99中任何一个所述的方法，包括:为所述第一磁体阵列提供第一非磁性隔片，其具有台Y方向宽度gi且位于所述第一磁体阵列的台Y方向宽度Wnil的中心处；为所述第二磁体阵列提供第二非磁性隔片，其具有台X方向宽度g2且位于所述第二磁体阵列的台X方向宽度Wni2的中心处；并且其中选择性地驱动在所述第一和第二多个线圈迹线中的电流包括设定所述第一非磁性隔片的每侧上的所述第一磁性阵列的部分位于gl/2更靠近所述第一磁体阵列的所述台Y方向宽度Wml的中心，所述第二非磁性隔片的每侧上的所述第二磁性阵列的部分位于g2/2更靠近所述第二磁体阵列的所述台X方向宽度Wm2的中心。
101.根据权利要求98至99中任何一个所述的方法，其中选择性地驱动在所述第一和第二多个线圈迹线中的电流以实现在所述定子和所述可移动台之间的相对移动包括控制所述定子和所述可移动台之间以与刚性体运动相关联的六个自由度的移动。
102.根据权利要求101所述的方法，其中选择性地驱动在所述第一和第二多个线圈迹线中的电流以实现在所述定子和所述可移动台之间的相对移动包括控制与以下的至少一个相关联的一个或多个附加状态:所述可移动台的柔性模式振动运动；和所述可移动台的静态变形。
103.根据权利要求98至99中任何一个所述的方法，包括权利要求2-97的任何特征、特征群组合、子特征和/或子特征的群组合，和/或与其相关的适于从属于权利要求98至102的特征。
104.一种位移装置，其包括: 定子，其包括定形成提供工作区域的多个伸长的线圈，该线圈的迹线大致被线性地定位在该工作区域内，所述多个伸长的线圈包括: 第一多个线圈迹线，其分布在对应的第一定子Z位置处的第一层上，所述第一多个线圈迹线在所述第一层中在定子X方向大致线性地伸长；和 第二多个线圈迹线，其分布在对应的第二定子Z位置处的第二层上，所述第二多个线圈迹线在所述第二层中在定子Y方向大致线性地伸长，所述定子Y方向不平行于所述定子X方向； 所述第一层和所述第二层在所述工作区域中沿定子Z方向彼此重叠，所述定子X方向、所述定子Y方向和所述定子Z方向大致相互彼此正交；和 可移动台，其包括多个磁体阵列，所述多个磁体阵列包括: 第一磁体阵列，其包括在台X方向大致线性地伸长的多个第一磁化区段，每个第一磁化区段的磁化方向大致正交于所述台X方向，并且所述第一磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；和 第二磁体阵列，其包括在大致正交于所述台X方向的台Y方向大致线性地伸长的多个第二磁化区段，每个第二磁化区段的磁化方向大致正交于所述台Y方向，并且所述第二磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同； 第三磁体阵列，其包括在所述台X方向大致线性地伸长的多个第三磁化区段，每个第三磁化区段的磁化方向大致正交于所述台X方向，并且所述第三磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；和第四磁体阵列，其包括在所述台Y方向大致线性地伸长的多个第四磁化区段，每个第四磁化区段的磁化方向大致正交于所述台Y方向，并且所述第四磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同； 一个或多个放大器，其被连接以驱动所述第一多个线圈迹线和所述第二多个线圈迹线中的电流，从而实现所述定子和所述可移动台之间的相对移动。
105.根据权利要求104所述的位移装置，其中所述第一磁体阵列和所述第三磁体阵列在所述台X方向彼此间隔开且在所述台Y方向彼此间隔开。
106.根据权利要求105所述的位移装置，其中所述第二磁体阵列和所述第四磁体阵列在所述台X方向彼此间隔开且在所述台Y方向彼此间隔开。
107.根据权利要求104所述的位移装置，其中所述多个第一磁化区段的磁化方向在所述第一磁体阵列的台Y方向宽度Wml上展现第一空间磁周期λ i，所述多个第二磁化区段的磁化方向在所述第二磁体阵列的台X方向宽度Wm2上展现第二空间磁周期λ2。
108.根据权利要求107所述的位移装置，其中所述第一磁体阵列的台Y方向宽度Wml给定为Wml=Nml λ 1；所述第二磁体阵列的台X方向宽度Wm2给定为Wm2=Nm2 λ 2，其中Nml，Nm2是正整数。
109.根据权利要求107和108中任何一个所述的位移装置，其中: 所述多个第一磁化区段包括在所述第一磁体阵列边缘的一对第一边缘磁体区段，和在远离所述第一磁体阵列的该边缘的位置处的一个或多个第一内部磁化阵列； 所述多个第二磁化区段包括在所述第二磁体阵列边缘的一对第二边缘磁体区段，和在远离所述第二磁体阵列的该边缘 的位置处的一个或多个第二内部磁化阵列。
110.根据权利要求109所述的位移装置，其中所述第一边缘磁化区段和所述第二边缘磁化区段在台Z方向被磁化定向，所述台Z方向正交于所述台X方向和所述台Y方向两者。
111.根据权利要求109和110中任何一个所述的位移装置，其中: 所述第一边缘磁化区段具有台Y方向宽度X1ANtl,所述第二边缘磁化区段具有台X方向览度入2,2Nt2; 所述第一内部磁化区段具有台Y方向宽度X1ZX1,所述第二内部磁化区段具有台X方向览度入2,Nt2 ; 其中Ntl是不同的磁化方向的数目，其形成完整的空间磁周期λ i，Nt2是不同的磁化方向的数目，其形成完整的空间磁周期入2。
112.根据权利要求107至111中任何一个所述的位移装置，其中: 所述多个第一磁化区段的磁化方向绕第一平面镜像对称，该第一平面在所述台X方向和所述台Z方向延伸并且位于所述第一磁体阵列的所述台Y方向宽度Wml的中心处；并且所述多个第二磁化区段的磁化方向绕第二平面镜像对称，该第二平面在所述台X方向和所述台Z方向延伸并且位于所述第二磁体阵列的所述台X方向宽度Wm2的中心处。
113.根据权利要求104至112任何一个所述的位移装置，其中所述多个线圈迹线包括: 一个或多个第一附加层，每个第一附加层定位在对应的第一附加定子Z位置，并且每个第一附加层包括在所述第一附加层中在所述第一定子方向大致线性地伸长的对应的多个线圈迹线；和一个或多个第二附加层，每个第二附加层定位在对应的第二附加定子Z位置，并且每个第二附加层包括在所述第二附加层中在所述第二定子方向大致线性地伸长的对应的多个线圈迹线； 其中所述第一层、所述一个或多个第一附加层、所述一个或多个第二附加层在所述定子的所述工作区域中在所述定子Z方向彼此重叠。
114.根据权利要求113所述的位移装置，其中所述第一层中的所述第一多个线圈迹线中的每个与所述一个或多个第一附加层中的所述一个或多个线圈迹线中的线圈迹线中的对应的一个在所述定子Y方向对准。
115.根据权利要求113所述的位移装置，其中所述第一层中的所述第一多个线圈迹线中的每个在所述定子Y方向与所述一个或多个第一附加层中的至少一个的所述多个线圈迹线中的线圈迹线的对应的一个偏移的量为Ou。
116.根据权利要求104至106中任何一个所述的位移装置，其中所述第一磁体阵列包括第一非磁性隔片，其具有台Y方向宽度S1且位于所述第一磁体阵列的台Y方向宽度Wnil的中心处，并且其中所述第二磁体阵列包括第二非磁性隔片，其具有台X方向宽度g2且位于所述第二磁体阵列的台X方向宽度Wni2的中心处。
117.根据权利要求116所述的位移装置，其中所述第一隔片将所述第一磁体阵列分成一对第一侧，每个第一侧在其台Y方向宽度Wsidel上展现空间磁周期λ i并且其中所述第二隔片将所述第二磁体阵列分成一对第二侧，每个第二侧在其台X方向宽度Wside2上展现空间磁周期入2。
118.根据权利要求117所述的位移装置，其中所述每个第一侧的台Y方向宽度Wsidel给定为Wsidel=Nml λ 1；其中Nml是正整数，并且其中所述每个第一侧的台X方向宽度Wside2给定为 Wside2 Nm2 X 2， 其中Nm2是正整数。
119.根据权利要求117至118中任何一个所述的位移装置，其中Wsidel=Wside2。
120.根据权利要求117至119中任何一个所述的位移装置，其中λ1=λ2。
121.根据权利要求117至119中的任何一个所述的位移装置，其中: 每个第一侧包括第一磁化区段的对应群组，并且其中第一磁化区段的每个群组包括在所述第一侧边缘的一对第一边缘磁化区段和在远离所述第一侧的该边缘的位置处的一个或多个第一内部磁化区段； 每个第二侧包括第二磁化区段的对应群组，并且其中第二磁化区段的每个群组包括在所述第二侧边缘的一对第二边缘磁化区段和在远离所述第二侧的该边缘的位置处的一个或多个第二内部磁化区段；和 所述第一侧的第一磁化区段和所述第二侧的第二磁化区段沿台Z方向被磁化定向，所述台Z方向正交于所述台X方向和所述台Y方向两者。
122.根据权利要求117至120中的任何一个所述的位移装置，其中: 每个第一侧包括第一磁化区段的对应群组，并且其中第一磁化区段的每个群组包括在所述第一侧边缘的一对第一边缘磁化区段和在远离所述第一侧的该边缘的位置处的一个或多个第一内部磁化区段； 所述第一侧的第一边缘磁化区段 具有台Y方向宽度X1ANtl;和 所述第一侧的第一内部磁化区段具有台Y方向宽度λ !/Ntl;其中Ntl是不同的磁化方向的数目，其形成完整的空间磁周期λ 10
123.根据权利要求104至122中任何一个所述的方法，包括权利要求2_97的任何特征、特征群组合、子特征和/或子特征的群组合，和/或与其相关的适于从属于权利要求104至122的特征。
124.—种位移装置，其包括: 定子，其包括定形成提供工作区域的多个伸长的线圈，该线圈的迹线大致被线性地定位在该工作区域内，所述多个伸长的线圈包括: 第一多个线圈迹线，其分布在对应的第一定子Z位置处的第一层上，所述第一多个线圈迹线在所述第一层中在第一定子方向大致线性地伸长；和 第二多个线圈迹线，其分布在对应的第二定子Z位置处的第二层上，所述第二多个线圈迹线在所述第二层中在第二定子方向大致线性地伸长；和 第三多个线圈迹线，其分布在对应的第三定子Z位置处的第三层上，所述第三多个线圈迹线在所述第三层中在第三定子方向大致线性地伸长，所述第一、第二和第三定子方向彼此不平行； 所述第一层和所述第三层在所述工作区域中沿定子Z方向彼此重叠，所述定子Z方向大致正交于所述第一、第二和第三定子方向；和 可移动台，其包括多个磁体阵列，所述多个磁体阵列包括: 第一磁体阵列，其包括在第一台方向大致线性地伸长的多个第一磁化区段，每个第一磁化区段的磁化方向大致正交于所述第一台方向，并且所述第一磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；和` 第二磁体阵列，其包括在不平行于所述第一台方向的第二台方向大致线性地伸长的多个第二磁化区段，每个第二磁化区段的磁化方向大致正交于所述第二台方向，并且所述第二磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同； 第三磁体阵列，其包括在所述第三台方向大致线性地伸长的多个第三磁化区段，每个第三磁化区段的磁化方向大致正交于所述第三台方向，并且所述第三磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同； 所述第一、第二和第三台方向彼此平行；和 一个或多个放大器，其经连接以驱动所述第一、第二和第三多个线圈迹线中的电流，从而实现所述定子和所述可移动台之间的相对移动。
125.根据权利要求124所述的方法，包括权利要求2-97的任何特征、特征群组合、子特征和/或子特征的群组合，和/或与其相关的适于从属于权利要求124的特征。
126.—种位移装置，其包括: 定子，其包括定形成提供工作区域的多个伸长的线圈，该线圈的迹线大致被线性地定位在该工作区域内，所述多个伸长的线圈包括: 第一多个线圈迹线，其分布在对应的第一定子Z位置处的第一层的第一环状线圈区域上，所述第一多个线圈迹线在所述第一环状线圈区域中的径向定子方向大致线性地伸长；可移动台，其包括多个磁体阵列，所述多个磁体阵列包括: 第一磁体阵列，其在环状磁体区域的至少第一部分上分布，并且包括在所述环状磁体区域中的台径向方向大致线性地伸长的多个第一磁化区段，每个第一磁化区段的磁化方向大致正交于其对应的台径向方向，并且所述第一磁化区段中的每个的磁化方向不同于其相邻的第一磁化区段的磁化方向；和 一个或多个放大器，其经连接以驱动所述多个线圈迹线中的电流，从而实现所述定子和所述可移动台之间的相对移动。
127.根据权利要求126所述的位移装置，其中所述多个线圈包括第二多个线圈迹线，其分布在对应的第一定子Z位置处的第一层的第一环状线圈区域上，所述第二多个线圈迹线在所述第二环状线圈区域中的径向定子方向大致线性地伸长，所述第一和第二环状线圈区域在定子Z方向重叠，所述定子Z方向大致正交于所述径向定子方向；并且其中所述第一环状线圈区域周围的所述第一多个线圈迹线中的每个的角度位置与所述第二环状线圈区域周围的所述第二多个线圈迹线中的对应的一个的角度位置对准。
128.根据权利要求126所述的位移装置，其中所述多个线圈包括第二多个线圈迹线，其分布在对应的第一定子Z位置处的第一层的第一环状线圈区域上，所述第二多个线圈迹线在所述第二环状线圈区域中的径向定子方向大致线性地伸长，所述第一和第二环状线圈区域在定子Z方向重叠，所述定子Z方向大致正交于所述径向定子方向；并且其中所述第一环状线圈区域周围的所述第一多个线圈迹线中的每个的角度位置与所述第二环状线圈区域周围的所述第二多个线圈迹线中的对应的一个的角度位置有角度偏移。
129.根据权利要求126至128中的任何一个所述的位移装置，其中所述定子包括第二磁体阵列，其在所述环状磁体区域的第二部分上分布，并且与所述第一磁体阵列有角度偏移，所述第二磁体阵列包括在所述环状磁体区域中的台径向方向大致线性地伸长的多个第二磁化区段，每个第二磁化区段的磁化方向大致正交于其对应的台径向方向，并且所述第二磁化区段中的每个的磁化方向不同于其相邻的第二磁化区段的磁化方向。
130.根据权利要求126所述的位移装置，其中所述第一磁体阵列绕所述环状磁体区域的整体成角度地延伸。
131.根据权利要求126至130中的任何一个所述的位移装置，包括权利要求2-97的任何特征、特征群组合、子特征和/或子特征的群组合，和/或与其相关的适于从属于权利要求126至130的特征。
132.一种位移装置，其包括: 定子，其包括定形成提供工作区域的多个伸长的线圈，该线圈的迹线大致被线性地定位在该工作区域内，所述多个伸长的线圈包括: 第一多个线圈迹线，其分布在对应的第一定子Z位置处的第一层上，所述第一多个线圈迹线在所述第一层中在第一定子方向大致线性地伸长；和 第二多个线圈迹线，其分布在对应的第二定子Z位置处的第二层上，所述第二多个线圈迹线在所述第二层中在第二定子方向大致线性地伸长； 所述第一层和所述第二层在所述工作区域中在定子Z方向彼此重叠，所述定子Z方向大致正交于所述第一定子方向； 所述第一层中的所述第一多个线圈迹线中的每个在正交于所述第一定子方向和所述定子Z方向两者的第二定子方向偏移于所述第二层中的所述第二多个线圈迹线的对应的一个；和 可移动台，其包括多个磁体阵列，每个磁体阵列包括大致线性地伸长的多个磁化区段，并且磁化区段的磁化方向大致正交于其线性地伸长的方向；和 一个或多个放大器，其经连接以驱动所述多个线圈迹线中的电流，从而实现所述定子和所述可移动台之间的相对移动。
133.根据权利要求132所述的位移装置，包括权利要求2-97的任何特征、特征群组合、子特征和/或子特征的群组合，和/或与其相关的适于从属于权利要求132的特征。
134.一种位移装置，其包括: 定子，其包括定形成提供工作区域的多个伸长的线圈，该线圈的迹线大致被线性地定位在该工作区域内，所述多个伸长的线圈包括: 第一多个线圈迹线，其分布在对应的第一定子Z位置处的第一层上，所述第一多个线圈迹线在所述第一层中在第一定子方向大致线性地伸长；和 第二多个线圈迹线，其分布在对应的第二定子Z位置处的第二层上，所述第二多个线圈迹线在所述第二层中在第二定子方向大致线性地伸长；所述第二定子方向不平行于所述第一定子方向； 可移动台，其包括至少一个磁体阵列，所述磁体阵列包括在第一台方向大致线性地伸长的多个磁化区段，并且每个磁化区段的磁化方向大致正交于所述第一台方向并且不同于其相邻的磁化区段的磁化方向；所述多个磁化区段的磁化方向在正交于所述第一台方向的第二台方向的所述磁体阵列宽度Wml上展现第一空间磁周期入!； 其中所述多个磁化区段包括在所述磁体阵列边缘的一对边缘磁化区段，和在远离所述磁体阵列的该边缘的位置处的一个或多个内部磁化区段；并且其中所述边缘磁化区段在所述第二台方向的宽度是在所述第二台方向的所述内部磁体区段的宽度的一半。
135.根据权利要求134所述的位移装置，包括权利要求2-97的任何特征、特征群组合、子特征和/或子特征的群组合，和/或与其相关的适于从属于权利要求134的特征。
136.—种位移装置，其包括: 定子，其包括定形成提供工作区域的多个伸长的线圈，该线圈的迹线大致被线性地定位在该工作区域内，所述多个伸长的线圈包括: 第一多个线圈迹线，其分布在对应的第一定子Z位置处的第一层上，所述第一多个线圈迹线在所述第一层中在第一定子方向大致线性地伸长；和 第二多个线圈迹线，其分布在对应的第二定子Z位置处的第二层上，所述第二多个线圈迹线在所述第二层中在第二定子方向大致线性地伸长；所述第二定子方向不平行于所述第一定子方向； 可移动台，其包括至少一个磁体阵列，所述磁体阵列包括在第一台方向大致线性地伸长的多个磁化区段，每个磁化区段的磁化方向大致正交于所述第一台方向，并且所述第一磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；以及非磁性隔片，其具有正交于所述第一台方向的第二台方向的宽度&且位于所述第二台方向的所述磁体阵列的宽度Wnil的中心处，所述隔片将所述磁体阵列分成一对侧，每侧在所述第二台方向宽度Wsidel上展现空间磁周期λ 10
137.根据权利要求136所述的位移装置，包括权利要求2-97的任何特征、特征群组合、子特征和/或子特征的群组合，和/或与其相关的适于从属于权利要求136的特征。
138.—种位移装置，其包括:定子，其包括定形成提供工作区域的多个伸长的线圈，该线圈的迹线大致被线性地定位在该工作区域内，所述多个伸长的线圈包括: 第一多个线圈迹线，其分布在对应的第一定子Z位置处的第一层上，所述第一多个线圈迹线在所述第一层中在第一定子方向大致线性地伸长；和 第二多个线圈迹线，其分布在对应的第二定子Z位置处的第二层上，所述第二多个线圈迹线在所述第二层中在第二定子方向大致线性地伸长；所述第二定子方向不平行于所述第一定子方向； 可移动台，其包括至少一个磁体阵列，所述磁体阵列包括在第一台方向大致线性地伸长的多个磁化区段，每个磁化区段的磁化方向大致正交于所述第一台方向，并且所述第一磁化区段中的至少两个的磁化方向彼此不同；以及在所述第一台方向长度U上的多个子阵列，每个子阵列在正交于所述第一台方向的所述第二台方向偏移于其相邻的子阵列。
139.根据权利要求138所述的位移装置，其中所述多个子阵列包括位于所述磁体阵列的所述第一台方向长度Lml的中心处的中心子阵列，所述中心子阵列在所述第一台方向长度为其它子阵列的所述第一台方向长度的两倍。
140.根据权利要求138至139所述的位移装置，包括权利要求2_97的任何特征、特征群组合、子特征和/或子特征的群组合，和/或与其相关的适于从属于权利要求138至139的 特征。
【文档编号】H01L21/67GK103891114SQ201280051250
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年10月22日 优先权日:2011年10月27日
【发明者】鹿笑冬, 伊凡乌尔拉伯·乌斯曼 申请人:不列颠哥伦比亚大学