HIGH-SPEED PRECISION POSITIONING APPARATUS

A high-speed precision positioning apparatus has a stage (102) supported by a platen (104). The stage is driven by a plurality of drive motors (112a, 112b, 112c, 112d) that are co-planar with the stage and arranged symmetrically around the stage. The drive motors apply drive forces directly to the stage without any mechnical contact to the stage. The drive forces impart planar motion to the stage in at least three degrees of freedom of motion. In the remaining three degrees of freedom the motion is constrained by a plurality of fluid bearings (144a, 144b, 144c, 144d) that operate between the stage and the platen. The drive motors are configured as magnets, attached to the stage, moving in a gap formed in-between top and bottom stationary coils. Integral force cancellation is implemented by a force cancellation system that applies cancellation forces to the stage. The cancellation forces, which are co-planar with a center of gravity of the stage and any components that move with the stage, cancel forces generated by planar motion of the stage. Interferometric encoders are used as position detectors. L'invention porte sur un appareil de positionnement précis haute vitesse comportant un étage (102) supporté par un plateau (104). L'étage est entraîné par une pluralité de moteurs (112a, 112b, 112c,112d) qui sont coplanaires avec l'étage et disposés symétriquement autour de l'étage. Les moteurs appliquent des forces d'entraînement directement sur l'étage sans contact mécanique. Les forces d'entraînement confèrent un mouvement planaire au plateau sur au moins trois degrés de liberté de mouvement. Dans les trois degrés de liberté restants, le mouvement est freiné par une pluralité de paliers (144a, 144b, 144c, 144d) fluides qui fonctionnent entre l'étage et le plateau. Les moteurs d'entraînement sont configurés comme des aimants, fixés à l'étage, et se déplaçant dans un vide formé entre des enroulements fixes supérieurs et inférieurs. L'annulation de la force intégrale est mise en oeuvre par un système d'annulation de force qui applique des forces d'annulation sur l'étage. Les forces d'annulation, qui sont coplanaires avec le centre de gravité de l'étage et avec tous les composants se déplaçant avec l'étage, annulent les forces générées par le mouvement planaire de l'étage. Des codeurs interférométriques sont utilisés comme détecteurs de position.