[發明專利]磁鐵單元、磁鐵陣列、磁浮平面電機及應用該磁浮平面電機的光刻裝置

有效

• 申請號: 201210013313.1
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN103208867A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 吳立偉;黃威;陳慶生;方潔
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: H02K1/06
• 分類號: H02K1/06;H02K33/18;G03F7/20
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

1.一種十字型磁鐵單元，包括第一磁鐵及圍繞第一磁鐵的第二磁鐵單元，其特征在于，所述第一磁鐵是N極磁鐵或S極磁鐵，所述第一磁鐵的磁化方向沿Z軸方向，所述第二磁鐵單元包括四組結構相同的磁鐵組合，所述四組磁鐵組合分別位于沿X軸方向和沿Y軸方向，所述磁鐵組合的磁化方向指向N極磁鐵或者遠離S極磁鐵，所述每組磁鐵組合由至少兩個棱柱磁鐵、或棱錐磁鐵、或棱臺磁鐵組成。

2.如權利要求1所述的十字型磁鐵單元，其特征在于，所述第二磁鐵單元是一長方體，所述磁鐵組合由第一棱柱磁鐵、第二棱柱磁鐵及第三棱柱磁鐵組成一長方體，所述第一、第三棱柱磁鐵結構相同。

3.如權利要求2所述的十字型磁鐵單元，其特征在于，所述第一、第三棱柱磁鐵沿XZ或YZ平面的截面為一直角三角形，所述第二棱柱磁鐵的截面為一等腰三角形，其下底邊邊長為tm，所述第一磁鐵與其相鄰第二磁鐵單元的任一組磁鐵組合的長度和是p，?tm/p的取值范圍為0.35~0.7。

4.如權利要求3所述的十字型磁鐵單元，其特征在于，所述tm/p的取值范圍為0.5~0.57。

5.如權利要求2所述的十字型磁鐵單元，其特征在于，所述第一、第三棱柱磁鐵沿XZ或YZ平面的截面為一直角三角形，所述第二棱柱磁鐵沿XZ或YZ平面的截面為一等腰梯形，其上底底邊邊長為tp，下底邊邊長為tm，其中tp/tm的取值范圍為0~0.3。

6.如權利要求2所述的十字型磁鐵單元，其特征在于，所述第一、第三棱柱磁鐵沿XZ或YZ平面的截面為一直角梯形，其上底邊邊長為th，下底邊邊長為H，所述第二棱柱磁鐵沿XZ或YZ平面的截面為一等腰三角形，其底邊邊長為tm，所述第一磁鐵與其相鄰第二磁鐵單元的任一組磁鐵組合的長度和是P，tp/tm的取值范圍為0.35~0.7，th/H的取值范圍為0~0.5。

7.如權利要求1所述的十字型磁鐵單元，其特征在于，所述第一磁鐵單元與第二磁鐵單元均為梯形，其中第二磁鐵單元的上底底邊邊長為tp，下底邊邊長為tm，任一組磁鐵組合與第一磁鐵的長度和是p，tp/tm的取值范圍為0~0.5，tm/p的取值范圍為0~0.25。

8.如權利要求3、5、6中任一項所述的十字型磁鐵單元，其特征在于，所述的第二棱柱磁鐵的磁化方向沿著X軸方向或Y軸方向，所述的第一棱柱磁鐵和第三棱柱磁鐵的磁化方向分別對應垂直于第二棱柱磁鐵的等腰邊方向。

9.一種磁鐵陣列，其特征在于，包括若干個如權利要求1至7任一項所述的磁鐵單元，所述磁鐵單元沿第一軸方向和第二軸方向按照Halbach陣列模式進行周期性排布，所述Halbach陣列模式為第一N極磁鐵與第一S極磁鐵通過第二磁鐵單元中的一組磁鐵組合連接，所述磁鐵組合的磁化方向指向所述第一N極磁鐵且遠離第一S極磁鐵。

10.一種磁浮平面電機，包括磁鐵陣列和線圈陣列，其特征在于，所述磁鐵陣列包括若干個如權利要求1至7任一項所述的磁鐵單元，所述磁鐵單元沿第一軸方向和第二軸方向按照Halbach陣列模式進行周期性排布組成，所述Halbach陣列模式為第一N極磁鐵與第一S極磁鐵通過第二磁鐵單元中的一組磁鐵組合連接，所述磁鐵組合的磁化方向指向所述第一N極磁鐵且遠離第一S極磁鐵；所述線圈陣列位于磁鐵陣列之上或之下，所述磁鐵陣列相對于所述線圈陣列運動。

11.如權利要求10所述的磁浮平面電機，其特征在于，所述線圈陣列包括若干個沿第一軸方向、第二軸方向分布的線圈單元，所述的第一軸方向、第二軸方向分別與X方向、Y方向成45度夾角。

12.如權利要求11所述的磁浮平面電機，其特征在于，所述線圈單元包括呈矩形排列的四個線圈組，其中相鄰兩個線圈組分別對應沿第一軸方向、第二軸方向排列。

13.如權利要求12所述的磁浮平面電機，其特征在于，所述線圈組包括相互平行的四組線圈，所述四組線圈組成線圈定子陣列。

14.一種光刻裝置，其特征在于，包括：

????一照明單元，用于提供曝光光束；

一掩模臺，用于支撐一掩模；

一工件臺，用于支撐一基底并提供六自由度運動；

一投影物鏡，用于將掩模上圖形按一定比例投射至基底；

所述工件臺包括如權利要求10至13任一項所述的磁浮平面電機。

15.???如權利要求14所述的光刻裝置，其特征在于，所述掩模臺包括如權利要求10至13任一項所述的磁浮平面電機。