高性能非接触支承平台的利记博彩app

专利名称：高性能非接触支承平台的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及非接触支承与输送平台以及处理工具，具体涉及利用以支承和输送扁平物体如硅片或平板显示器(FPD)(但不必局限于薄或扁平物体)的平台，这种平台有效地利用了基于同类射流元件的在下面称之为“流体性回动弹簧”的气垫，以提高性能的非接触平台与处理工具。
背景技术：
近年来，于制造过程中在选择性地采用非接触设备来支承、保持或输送产品方面已给予了极大的重视。特别是，这种非接触设备对于在生产中极易受到直接接触影响的高科技工业而言，成为需要。这在半导体工业中，于硅片、平板显示器(FPD)与印刷电路板(PCB)以及计算机的硬盘、激光唱盘(CD)、DVD、液晶显示器(LCD)和类似产品的制造阶段，是至关重要的。非接触设备也能有益地用于光学设备的制造阶段和用于印刷领域，这主要是用于与纸无关的宽格式印刷中，印刷是在各种“硬”材料上进行的情形。
通过采用非接触设备，与制造步骤有关的许多问题便可以解决。同时还直接提高了成品率。不降低普遍性，采用非接触系统的某些优点特别包括有(a)消除了或大大减少了机械损伤，例如包括碰撞、压迫，而最为重要的会涉及到任何摩擦所致的损伤。在非接触系统中则本然地消除了摩擦。
(b)消除了或大大减少了接触性污染，而这是硅片与FPD的半导体生产线的一个非常重要的问题。
(c)消除了或大大减少了静电放电(ESD)。这在FPD与硅片的半导体生产线上有可能出现起到决定性影响的ESD问题。
(d)消除了或大大减少了在产品与接触性设备间，由于截留在接触面上的粒子导致物体的接触性局部变形。这类问题在半导体工业的一系列的光刻工艺中，当硅片是由静电式或真空式夹具夹持时有可能发生。
(e)在接触性设备中所见到的局部特征的不平整度在采用非接触设备时则本然地平均化了。
应用非接触设备还可以获得下述优点(f)只需移动产品便可输运产品，从而也不必移动可能远比产品本身为重的载物台，这后一种情形通常见于FPD市场与半导体工业以及印刷领域。
(g)对于在产品行进中只能在小的特定区域或是沿着步进式地连续执行过程的窄线路提供精确性的情形，能精确地输送产品。这特别适合于半导体工业中广泛采用的步进器中施加有平面(x，y)晶片运动的情形，这时是在检查中转动晶片或是在FPD的生产线上沿一个方向施加有线性运动。
(h)能不接触地通过纯粹力矩的作用强使不平齐的物体平齐化便于精确地握持。这对于PCB与FPD制造商以及半导体工业中必须将规则的或薄的晶片在许多步骤之前使之平齐化而言，至关重要。这在印刷领域的下述情形中同样是重要的当采用了纸张以外的媒体时，包括在不同的媒体上进行直接数字写入以及胶印与胶版印刷在大多数这些例子中都涉及到光学器件或光学成像系统，而其中必须有很精确的焦距。
一般，这类系统包括具有一或多个有源表面的平整平台。在大多数情形为平整的有源表面中的各个都设有许多压力孔，用以提供意图生成气垫的加压空气。当一个多数情形下为平齐的表面于近距离内置于该有源表面上时便发展出气垫。气垫支座可以通过双面加压构型由物体的自重预加载，或是通过真空预加载。在多数上述产品为轻量的情形，高性能的气垫支座在许多情形下采用加压或真空式预加载的方法。
当前所用的基于气垫的非接触支承与输送系统，其性能在很多方面受到了限制。这些受限的性能方面主要涉及到与这类系统相关的较大质量流或是能耗，以及与此种气垫的空气力学刚性直接相关的精确性能。本发明的非接触支承与输送设备实现了各种气垫类型，采用了起到“射流回动弹簧”作用的许多限流器，同时提供了与传统非接触设备相比其质量流量消耗低得多的有效的高性能气垫支承。特别是在采用了有源区远大于被支承物体的面对的表面且平台的有源区的绝大部分未被覆盖的非接触平台时，应用限流器在质量流量消耗方面就能提供有效和低成本的非接触平台，在本发明中，限流器是分别安装于非接触平台有源区各压力孔的导管中。这里所谓的有源区在整个说明书中都是指分布有注入孔的支承表面的区域。出于本发明的目的，最好把自适应分段节流孔喷嘴(SASO)用作最佳的限流器，以有效地产生流体性回动弹簧效应。
按WO 01/14752分布的，题名为“用于通过流体注入感生力的设备”的PCT/IL00/00500描述了SASO喷嘴及其在非接触支承系统中的应用。本发明的目的在于以其最佳实施形式，根据采用SASO喷嘴作为射流回动弹簧并能限制空气流过这些喷嘴的气垫工艺，提供新颖的高性能非接触支承与输送平台。
这种自适应分段节流孔(SASO)流量控制装置包括流体导管，具有入口与出口，在导管之内安装着两组相对的翅片，同一组的各两个翅片与导管内壁的一部分定出一腔和与该腔相对地定位的相对组的翅片，使得当有流体流过此导管时，便在这些腔中形成基本稳定的涡流，在此流动中至少是暂时存在的上述涡流于是便形成空气动力学障碍，使得在涡流与相对的这组翅片的梢端之间有核流(层流)coreflow而将此流动抑制到一维方式，这样便限制了导管中的质量流率和保持着显著的压力降。由此使SASO喷嘴显示出下述特征(a)当于入口将加压空气供给SASO喷嘴并以物体部分堵塞而非整个地封闭出口时，让空气流出出口，使得所提供的压力一部分在各SASO喷嘴内产生压力降，而其余的压力则导引到在具有此SASO喷嘴出口的平台的“有源表面”与物体表面间窄间隙内发展成的气垫。这样便有力作用到物体上使其抬升。引入到气垫的压力随上述间隙减小而加大，随上述间隙的加大而减小。例如若此物体为气垫支承时，则这种压力便确立一个抵消此物体重量的力。此物体以自适应方式浮动于非接触平台的有源表面上，在此方式下，本例中的气垫间隙自定义成这样一个浮起距离，使得作用到此浮动物体上朝上方向上所有的力的和等于重力。当试图改变平衡状态时便获得了流体性回动弹簧行为在试图闭合上述间隙时，气垫的压力增大，将物体上推到此平衡的气垫间隙，而当试图打开此间隙时，气垫的压力下降而重力将物体下拉到平衡的气垫间隙。给出这个简单例子是用于说明射流回动弹簧的功能，但一般地说，此例可以以种种方式应用，后面将对此讨论。
(b)在SASO喷嘴出口不关闭时能获得一种空气动力学障碍机制。事实上，SASO喷嘴具有横向大的物理尺寸，可防止污染颗粒的机械堵塞，而当此出口完全盖住(当中止流动，空气动力学障碍消失)，就会在平台的有源表面上无损耗地引入压力或真空。但当SASO喷嘴出口未封闭和存在通流时，就会有受到空气动力学障碍机制所控制的小节流孔的行为。这种行为特别重要，因为当非接触平台支承或输送尺寸较小的物体而其有源表面的大部分未被封盖时，质量流量(mass flow rate)急剧下降。
SASO喷嘴是具有自适应性质的流量控制装置，仅根据空气动力学机理工作，无运动部件或任何控制装置。由于它具有横向大的物理尺寸，对于污染堵塞不敏感。当采用多个SASO喷嘴给功能良好的气垫供气时，可具有能提供均匀气垫的局部行为。

发明内容
于是，依据本发明一最佳实施形式，提供了一种借助气垫感生的力来无接触地支承一固定或行进中的物体的非接触支承平台，此平台包括两个基本上相对的支承表面中的至少一个，各支承表面包括具有多个压力出口中至少之一和多个抽空通道中至少之一的一批基本单元中的至少一个、多个出口中至少之一和多个抽空通道之一，各压力出口通过压力限流器与高压储器流体连通，这些压力出口提供加压空气用于生成压力感生的力，于物体和支承表面间保持一气垫，此压力限流器的特征是显示出流动性回动弹簧行为；所述多个排气通道中的各至少一个具有入口与出口，此入口在真空条件下保持一环境压力或更低的压力，用于局部排出质量流，从而获得均匀的支承与局部性质响应。
根据本发明一最佳实施形式，此压力限流器包括有导管，具有入口与出口，设有两组安装于此导管内的相对翅片。同一组的各两个翅片与此导管内壁的一部分之间限定出一个腔和与此腔相对定位的相对组的翅片，使得当流体流过上述导管时，在腔中形成基本稳定的涡流，所述涡流至少是在流动中暂时地存在而形成空气动力学障碍，允许在此涡流与相对的这组翅片的梢端之间有核涡流而将此流动抑制到一维方式，这样便限制了质量流率并于此导管内保持显著的压力降。
根据本发明一最佳实施形式，所述多个抽空通道中的至少一个包括一真空限流器。
根据本发明一最佳实施形式，此真空限流器包括有导管，具有入口与出口，设有两组安装于此导管内的相对翅片，同一组的各两个翅片与此导管内壁的一部分之间限定出一个腔和与此腔相对定位的相对组的翅片，使得当流体流过上述导管时，在腔中形成基本稳定的涡流，所述涡流至少是在流动中暂时地存在而形成空气动力学障碍，允许在此涡流与相对的这组翅片的梢端之间有核涡流而将此流动抑制到一维方式，这样便限制了质量流率并于此导管内保持显著的压力降。
依据本发明一最佳实施形式，此抽空通道与真空储器成流体通连。
依据本发明一最佳实施形式，此真空限流器具有比该压力限流器显著低的空气动力学阻力。
依据本发明一最佳实施形式，此真空限流器设计成可将真空级降低到此真空储器的真空级的约70～90％。
依据本发明一最佳实施形式，供给于此平台的压力的绝对值相对于供给于此平台的真空的绝对值大，前者是后者的1.2～3倍。
依据本发明一最佳实施形式，此支承表面包括多个平表面中的至少一个。
依据本发明一最佳实施形式，此支承表面是平整的。
依据本发明一最佳实施形式，此支承表面设有沟槽。
依据本发明一最佳实施形式，此支承表面是柱面。
依据本发明一最佳实施形式，此支承表面大致呈矩形。
依据本发明一最佳实施形式，此支承表面大致呈圆形。
依据本发明一最佳实施形式，此支承表面是由分层组织的板件构成。
依据本发明一最佳实施形式，上述板件的至少一个包含多个构成限流器的孔隙和用于抽空通道以及用于压力或真空供应的层间通道。
依据本发明一最佳实施形式，此压力储器是在该分层组织内取整体集流腔形式。
依据本发明一最佳实施形式，所述这批抽空通道与真空储器流体通连，而此真空储器是在该分层组织内取整体集流腔形式，构成双集流腔结构。
根据本发明一最佳实施形式，其中所述基本单元中的至少一个是作重复的排列用以提供局部平衡。
根据本发明一最佳实施形式。此基本单元是按一维重复排列提供。
根据本发明一最佳实施形式，此基本单元是按二维重复排列提供。
根据本发明一最佳实施形式，此压力限流器设计成将该压力储器所供的压力级减小到该压力储器的压力级的约30～70％，以通过这些压力出口引入到气垫。
根据本发明一最佳实施形式，在该支承表面中设有许多个通孔中的至少一个，用以接触到进行处理或加工的物体。
根据本发明一最佳实施形式，该支承表面通过一些间隔分成若干段。
根据本发明一最佳实施形式，此抽空通道流体通连地连接真空储器，同时此压力储器或真空储器中的压力级受到控制，将物体的浮升间隙普遍地调节到该支承表面的上方。
根据本发明一最佳实施形式，此抽空通道流体通连地连接真空储器，同时此压力储器或真空储器中的压力级至少是在此压力储器或真空储器的至少一个所选择的分离区中受到控制，用以局部地将物体的浮升间隙调节到该支承表面的上方。
根据本发明一最佳实施形式，所述抽空通道流体通连一真空容器，同时沿着该压力储器的一列所选择的分离区域逐个地控制压力，用以沿着上述这列使该物体于此支承表面上平齐。
根据本发明一最佳实施形式，沿着上述这列所选择的分离区，相对于一独立的基准保持平行性。
根据本发明一最佳实施形式，上述所选择的分离区定位于该支承表面的边缘以抑制边缘影响。
根据本发明一最佳实施形式，上述基本单元在该支承表面边缘处的分辨率相对于其内部区域更高，用以尽可能地减小气垫的降低的边缘影响。
根据本发明一最佳实施形式，上述基本单元包括多个抽空沟槽中的至少一个用作抽空通道。
根据本发明一最佳实施形式，上述基本单元包括多个抽空孔口中的至少一个用作抽空通道。
根据本发明一最佳实施形式，上述基本单元包括多个抽空孔口中的至少一个用作抽空通道。
根据本发明一最佳实施形式，上述压力出口与真空通道均取直线排列，即压力出口成行排列而抽空通道成行排列。
根据本发明一最佳实施形式，所述两个基本相对的支承表面定向成使得物体是在其下方受到支承。
根据本发明一最佳实施形式，所述平台适用于在稳定的物体上方将其支承或输送。
根据本发明一最佳实施形式，所述物体是托架而所述支承表面是细长的导向装置。
根据本发明一最佳实施形式，上述导向装置在其相对侧上设有轨道，用以限定物体在此导向装置上依预定路径运动。
根据本发明一最佳实施形式，上述轨道各包括权利要求1所述的平台，用以消除或大大减少摩擦力。
根据本发明一最佳实施形式，上述物体是一平齐的导向装置而所述支承表面则包括于托架中。
根据本发明一最佳实施形式，上述导向装置在其相对侧上设有轨道，用以限定物体在此导向装置上依预定路径运动。
根据本发明一最佳实施形式，此压力出口数与抽空通道数之比为3～16。
根据本发明一最佳实施形式，设有握持装置用来与物体相结合，用以保持物体而使其在支承表面上运动。
根据本发明一最佳实施形式，上述握持装置包括夹具装置，此夹具装置本身也无接触地用该支承表面支承。
根据本发明一最佳实施形式，上述握持装置包括夹具装置，此夹具装置本身也无接触地用该支承表面支承。
根据本发明一最佳实施形式，上述握持装置与物体相结合并用来在该支承表面上输送该物体。
根据本发明一最佳实施形式，上述握持装置与该物体结合并用来按直线运动将该物体于上述支承表面上输送。
根据本发明一最佳实施形式，上述握持装置与该物体结合并用来按旋转运动将该物体于上述支承表面上输送。
根据本发明一最佳实施形式，上述握持装置与该支承表面结合而该支承表面是可移动的。
根据本发明一最佳实施形式，上述平台按垂直取向。
根据本发明一最佳实施形式，上述抽空通道可让空气无源地排送入环境大气中。
根据本发明一最佳实施形式，对于各基本单元设有较多的限流器以支承较重的物体，反之亦然。
根据本发明一最佳实施形式，上述抽空通道所在位置较接近压力出口以便支承很轻的物体。
根据本发明一最佳实施形式，给此压力储器提供的供给压力愈高，物体与该支承表面间接触的风险愈低。
根据本发明一最佳实施形式，所述平台设计成支承一基本上覆盖住此支承表面的物体，而各抽空通道与真空储器流体连通，这样便在物体之上生成真空感生的力，借助压力感生的力与真空感生的力依相对方向作用，就能在为真空预加载增大了的气垫的空气动力学刚性处，便于无接触地从单向夹紧该物体。
根据本发明一最佳实施形式，所述平台设计成支承一显著小于该支承表面的物体，而各抽空通道经由限流器与真空储器通连，这样就在物体上生成真空感生的力，借助压力感生的力与真空感生的力依相对方向作用，就能在为真空预加载增大了的气垫的空气动力学刚性情况下，便于无接触地从单边夹紧该物体。
根据本发明一最佳实施形式，所述两个基本相对的支承表面的至少一个只包括一个支承表面，而与之相对的设有一无源表面，使得该物体可由该支承表面生成的空气动力学感生的力无接触地压向该无源表面。
根据本发明一最佳实施形式，所述无源表面适合进行横向运动。
根据本发明一最佳实施形式，所述无源表面是一可转动的圆柱体，能用作驱动装置通过增大了的摩擦力来移动物体。
根据本发明一最佳实施形式，所述无源表面是一真空台。
根据本发明一最佳实施形式，设有双侧的非接触支承平台通过气垫感生的力无接触地支承物体，此平台包括两个基本上相对的支承表面中的至少一个，各支承表面包括具有多个压力出口中至少之一和多个抽空通道中至少之一的一批基本单元中的至少一个、多个出口中的至少一个以及多个抽空通道中的一个，各压力出口通过压力限流器与高压储器流体连通，这些压力出口提供加压空气用于生成压力感生的力，于物体和支承表面间保持一气垫，此压力限流器的特征是显示出流动性回动弹簧行为；所述多个排气通道中的各至少一个具有入口与出口，此入口在真空条件下保持一环境压力或更低的压力，用于局部排出质量流，从而获得均匀的支承与局部性质响应。
根据本发明一最佳实施形式，所述各抽空通道与真空储器连接。
根据本发明一最佳实施形式，所述各抽空通道经真空限流器与真空储器连接，此真空限流器的特征是显示出流体性的回动弹簧的行为。
根据本发明一最佳实施形式，这两个基本相对的支承表面是基本对称的。
根据本发明一最佳实施形式，这两个基本相对的支承表面间的间隙确定成至少是拟支承于所需气垫间隙内物体的宽度与此间隙两倍的和。
根据本发明一最佳实施形式，设有预加载的机械弹簧以平行与自适应方式来调节这两个基本相对的支承面之间的间隙。同时将在此两个基本上相对支承表面上感生的力限制于预定的阈值之下。
根据本发明一最佳实施形式，对于这两个基本相对的支承面之一的压力供给或真空供给是不同于对这两个基本相对的支承面之另一的压力供给或真空供给，使得在这两个基本相对的支承表面间的物体的浮升可以调节到这两个表面之间任意所需的间隙。
根据本发明一最佳实施形式，提供了用于无接触地输送基本上为扁平物体的系统，此系统包括两个基本上相对的支承表面中的至少一个，各支承表面包括具有多个压力出口中至少之一和多个抽空通道中至少之一的一批基本单元中的至少一个、多个出口中的至少一个以及多个抽空通道中的一个，各压力出口通过压力限流器与高压储器流体连通，这些压力出口提供加压空气用于生成压力感生的力，于物体和支承表面间保持一气垫，此压力限流器的特征是显示出流动性回动弹簧行为；所述多个排气通道中的各至少一个具有入口与出口，此入口在真空条件下保持一环境压力或更低的压力，用于局部排出质量流，从而获得均匀的支承与局部性质响应。
在所述两个基本相对的支承表面的至少一个上方驱动物体的驱动机构；在相对于所述两个基本相对的支承表面的至少一个装卸物体时用于处理此物体的处理装置；探测从包括物体的位置、取向、领域与速度这组性质中所选性质的探测装置；以及在上述两个基本相对的支承表面的至少一个之上控制该物体的位置、取向与行进速度且同上述系统相邻的处理线相联系的控制器。
根据本发明一最佳实施形式，设有装卸区。
根据本发明一最佳实施形式，此系统包括所述这两个基本相对的支承表面中至少一个的若干单面类型。
根据本发明一最佳实施形式，所述这两个基本相对的支承表面包括用于提供使该物体平整化的PV支承表面，此PV支承表面的中央区对该物体进行处理。
根据本发明一最佳实施形式，所述PV支承表面在其边缘上设有松弛区，其所具松弛长度为基本单元的长度的5～15倍。
根据本发明一最佳实施形式，还包括有所述两个基本相对支承表面中至少一个的多个双面类型中的至少一个。
根据本发明一最佳实施形式，所述两个基本相对支承表面中至少一个的双面类型包括用于高平整化性能的PP型双面支承表面。
根据本发明一最佳实施形式，所述两个基本相对支承表面中至少一个的双面类型包括用于高平整化性能的PV型双面支承表面。


为了更好地理解本发明和正确评价其实际应用，提供了下面的图供参考。应知这些图只是作为例子给出而无意限制后附权利要求书所界定的本发明，在此以相同标号指明相同部件。
图1示明本发明的PA型气垫的电路模拟。
图2a示明依据本发明一最佳实施形式的PA型平台的有源表面的典型布置。
图2b是示明PA型气垫行为的曲线图。
图3示明依据本发明一最佳实施形式的PV型气垫的电路模拟。
图4a示明PV型平台的有源表面的典型布置。
图4b示明PV型气垫的功能。
图5示明PP型气垫的电路模拟。
图6a示明PP型平台有源表面的典型布置。
图6b示明PP型气垫的功能。
图7示明用作优选的限流器的典型的自适应分段节流孔(SASO)。
图8a示明一基本的PA型非接触平台。
图8b示明带抽空槽的PA型非接触平台。
图8c示明包括两段的基本的PA型非接触平台。
图9a示明只具有压力限流器和完全覆盖此平台有源区的被支承物体的PV型非接触平台。
图9b示明具有真空与压力两种限流器的基本PV型非接触平台，此时所支承的物体远小于平台的有源区。
图9c示明包括两段的基本PV型的非接触平台。
图9d示明压力与真空两种限流器按平行交替的线排列的基本PV型非接触平台。
图9e示明用于在其下保持或输送物体的PV型非接触平台。
图9f～9h示明具有设计用来在平齐的导向装置上被支承或输送的有效PV型非接触表面的托架的某些基本实施形式。
图10a示明基本双面PP型非接触平台的单一有源表面。
图10b示明包括两段的基本双面PP型非接触平台的单一有源表面。
图10c示明具有表面抽空沟槽的基本双面PP型非接触平台的单一有源表面。
图10d示明基本双面PP型非接触平台。
图10e示明包括两段的双面PP型非接触平台。
图10f示明沿垂直取向的PP型非接触双面平台。
图11a示明基本双面PV型平台。
图11b示明基本PM型平台。
图12示明PM型非接触式平台各种其他的实施形式。
图13示明典型的有源表面的分层结构。
图14a示明具有多个压力限流器的喷嘴板。
图14b示明具有多个压力与真空限流器的喷嘴板。
图15a示明只具有压力限流器的典型有源表面的整体单一集流腔的实施形式以及横剖图。
图15b示明具有压力与真空限流器的典型有源表面的整体双集流腔的实施形式以及横剖图。
图16示明典型的非接触输送系统。
图17示明单面的高性能系统。
图18示明双面的高性能系统。
具体实施形式本发明的有重要意义的结构中，气垫是由“有源”平台提供，而在平台上的物体则受到不运动的或被输送的支承。不丧失一般性，在本说明书所述的绝大多数情形中常常是指这种结构，但是其他可能的结构，即其中的平台是无源的而气垫是由具有自身“有源表面”产生的气垫时，被视作为包括在本发明的范围之内。在此，将这种第二种构型称之为“有源托架构型”。
本发明公开了利用各种气垫的新颖非接触平台或设备。由单一的空气动力学结构单元链接起各种气垫，即利用多个流动性回动弹簧建设高性能非接触平台。必须指出，为使气垫支承系统有更好的性能，重要的是去处理好从有源表面上抽出空气。不影响普遍性，公开了下述各类的气垫。各以不同的方式进行空气的抽出。
压力-空气(PA)型气垫根据本发明一最佳实施形式，生成PA型气垫时应用了具有多个压力孔和将空气抽入到外界的抽空通道的有源表面。此PA型平台在下述两种情形中提供非接触支承对一般情况下是平的和/或薄的和/或宽规格的物体受到静止支承时，或是在其由任何驱动机构输送时。这种物体的横向尺寸通常要比后面将讨论的PA平台的“基本单元”的尺寸大许多。“体重预加载”意味着，PA型气垫在预定平衡浮动间隙(以后称作气垫名义间隙，以εn表示)的空气动力学刚性(以后称作AD刚性)取决于物体重量。“AD刚性”是指在试图改变名义间隙(在物体的下表面与非接触平台的有源表面之间)时，在自适应方式下由气垫发展出的力的大小。本发明中，AD刚性是以g/cm2/μm测量。
PA型气垫是在平台的有源表面和被支承物体下表面之间的窄间隙中生成。空气是经许多压力孔12引入到气垫，这些压力孔设有最好由多个抽空孔14取二维方式或有选择地以混合的重复格式排列成的限流器，通过这些限流器将过剩的空气抽入周围大气中。图2a示明了一种非常实用的典型矩形格式，它也确定了PA型气垫的可重复“基本单元”10。基本单元的尺寸是相对于拟浮升的物体的横向尺寸选择的，一般希望这种压力孔与抽空孔在任何给定时间都能有多个孔为此浮升的物体覆盖。为了获得局部性质的均匀支承，最好将多个基本单元按二维方式分布来支承物体。PA型气垫能由图1所示的模拟电路描述(这里的电流是质量流率，电阻器是限流器而电位是压力)。应该着重指出，以后用于限流器的“电阻器符号”只具有符号意义，而有关限流器例如WO 01/14782、WO01/14752与WO 01/19752中所描述的最佳SASO喷嘴的实施形式细节，都综合于此供参考。图中，Rnoz表示流动性回动弹簧(以后称作FRS)，非接触式平台，而相对于本发明的最佳实施形式，SASO喷嘴将用作FRS限流器。Rac符号表示气垫的空气动力学阻力，具有动力学性质。Pin是供给压力，Pac是由限流器引到气垫的压力，Patm是环境或大气压力。而ΔP是沿着限流器Rnoz的压力降。MFR是质量流率。这种模拟说明了PA型气垫的气流是由两个串联的限流器Rnoz与Rc所控制。Rnoz是固定限流器，例如SASO喷嘴，由取决于入口与出口压力Pin和Pac的MFR所表征。Rac是这样的限流器，取决于(1)各种具体设计的空气力学的几何参数。它包括这类参数例如在上述平台的有源表面上限流器出口的细节以及这批FRS限流器的分辨率(或是相邻限流器之间的典型距离)；(2)工作中，Rac局部地和暂时地依赖于气垫间隙，因而Rac是一种动力学的流阻器，它的气动阻力取决于气垫间隙。因此，当物体面对平台的有源表面同时建立起气垫时，引入到气垫Pac的压力以及MFR也都受到气垫间隙的控制，此间隙可能会受到外力或因与运动中的物体的相互作用或是由于任何其他原因而发生动力学的偏移。在局部方式下也必须考虑气垫的偏移。
PA型气垫的功能与重力有关。在不受扰的平衡态中(参看图26，平衡情形)，在此例如有若一半的供给压力(Pin)引入气垫(Pac)，因而ΔP具有相似的值，物体由PA型气垫以εn支承，在此由气垫发展的平均压力(∑Fp)将重力平衡。实际装配时涉及到这样的压力限流器，在其上通过压力出口有约30～70％所供应的压力输送给有源表面。当试图闭合此间隙(图2b，偏移减小情形)，气垫的气动阻力(Rac)加大，由于MFR减小，有ΔP的一部分排出，就有较多的压力由限流器Rnoz引入气垫。结果，加大了的∑Fp类似于二维弹簧将物体上推到平衡，达到εn。另一方面，当试图打开此间隙(图2b，偏移加大情形)，气垫气动阻力(Rac)减小。同时Pac减小而MFR与ΔP加大。由于这是双向行为但是属于不对称响应结果重力将物体下拉到εn。以后会谈到PA型气垫的AD刚性则是单向性质的，这是因为只需要有等于物体重量的力就可将物体带离平台，但当试图将物体下推与平台的有源表面接触时，由PA型气垫施加的气动反力则可以是比物体重量大许多倍来保证不接触。
PA型非接触平台是由物体重量预加载。一般，引至气垫的压力愈大，则AD刚性也愈强。这就是说，当物体很重，要获得以气垫刚性表征功能良好的非接触平台时，必须给气垫引入较高的压力(Pac)以抵消重力。通过应用大的供给压力(Pin)来增大限流器Rnoz内的ΔP而获得“保证不接触”的安全特点，这样Rnoz就必须具有大的AD阻碍力。在这种工作条件下，当试图闭合气垫间隙的大部分时，就可以获得相对于物体重量发展高的回复力的潜能。在与εn有大的偏移时，输出ΔP而Pac显著增加。同此，发展出比物体重量大许多倍的大的FRS力而保证了无接触。对于PA型气垫必须指出，为了释放出绝大部分的ΔP潜能来保证无接触。并不需要闭合此间隙，因为随着间隙的变窄，Rac的AD阻力便迅速增大。通常，对于这里所述的许多应用，PA型气垫的名义平衡滑动间隙(εn)约为50～1000μm，在此所需的εn愈低，所需的MFR供给愈小。
在需要支承或输送扁平和薄的轻量物体如薄片或FPD时，功能良好的气垫支承不仅关系到(超轻量的)体重预加载。这类还能作某种程度(相对于它的大的横向尺寸)弯曲的物体通常具有约0.3g/cm2的物体重量分布(从而0.3mB的平均压力足以支承这种扁平物体)。在支承印刷领域媒体时，物体重量可能更要轻得多。这就是说，为了提供功能良好的非接触平台，必需将与物体重量有关的极高的工作压力引入气垫，但平均支承压力仍然应该相当地小以支承这类轻量物体。因此，相对于本发明的最佳实施形式，引入“手指接触”法来提供基于PA型气垫的高性能与功能良好的非接触平台。应用“手指接触”法时是在非接触平台的有源表面上分布抽空孔或形成抽空槽或是这两者。局部抽空的目的在于将近邻的环境压力引到各限流器的出口，而这些限流器是均匀地分布于非接触平台之上。这样，在名义条件下，引入到气垫的压力便只在围绕各限流器出口的小的有效区周围是高的，并依环状方式衰减，而这种逸出的气流便局部地通过最近的抽空孔抽到环境大气中。当限流器与抽空孔(或槽)以任何良好组织的方式分布时，获得了均匀的支承。例如，非常实用的是(图2a)去采用棋盘格式，这里的限流器置放于(虚的)白色方形中心而将抽空孔设于(虚的)黑方形中心。在这种布置下，气垫成为类似于具有高压支承指的钉床，而非接触平台的有源表面的绝大部分在名义条件下无助于有效的支承。
为了讨论实施“手指接触”法的PA型气垫的功能性，参考图2b。当应用“手指接触”法时，PA型气垫的AD刚性显著地增强，在试图闭合气垫的名义间隙(εn)时。此气垫在两个辅助方面作出动力学反映首先FRS限流器将它的一部分提供给限流器有高的ΔP的排出处，显著地增加引入气垫Pac的压力。同时，全局性有效区(它乃是限流器出口周围所有的局部有效区的贡献)(图2，偏移向下情形)。在这些限流器出口的邻近发生着压力扩展的再分布，这里在出口周围的高压力由于相对于εn的向下偏移较大而占据较大的区域。因此，AD刚性由于FRS限流器和气垫内的压力再分布而显著增强。实施这种手指接触法和有利地应用与这种方法相关的有效区自适应响应两者，提供了与物体重量无关的行为。此外，当采用可比支承轻量物体所需的平均压力(例如对于重约0.3g/cm2的物体，Pin可以是30～300mB)大100～1000倍的高压供给时，就能保证不接触和获得稳定与易控制的非接触平台。这在物体不是完善的平齐时还减少了局部接触的风险，因为此时通过产生极高的朝上方向的局部力而局部地抵抗了间隙的局部改变。手指接触法在支承轻量物体的情形也具有显著的重要性。手指接触法在以支承重物为目的时也提供了显著的优点，尤其是对于“非接触保证”需要的安全系数。这时的PA型气垫性能必须用局部性质性能评价。
需要着重指出，当采用“手指接触”法时，PA型气垫的非接触支承实质上对物体重量是不敏感的。这样，当物体重量加大，在εn中导致的变化很小(物体稍稍下降)。良好设计的非接触PV型平台还必需满足对物体横向尺寸的灵敏度低的要求。PA型平台必须在下述一般情形下起作用，这时的物体相对于平台的有源表面具有小的横向尺寸且只覆盖部分有源区，或是当此物体在平台上方行进而有源表面的一部分(甚至是很大一部分)暂时未被覆盖时。PA型气垫提出了这样一种要求，即当平台有源表面的显著部分未被覆盖时，εn由于供给压力Pin不显著的横向改变只会有极小的改变。首先和最有效地提供这种低灵敏度支承的方法是利用例如SASO喷嘴之类的限流器，它能由于所述的SASO喷嘴的空气动力学障碍机制显著地限制了未覆盖区域的流动而阻止过量的质量流。其次，这直接关联到(a)能与高的Pin工作的“手指接触”法，(b)采用许多具有大的AD阻力的限流器(如SASO喷嘴)来应用大的ΔP。实际上，以上两者防止了给这些限流器供给压力的压力储器内的横向梯度，这样，各限流器能独立地工作，不会由于上游对此储器压力的影响而与其他已有的限流器相互作用。
本发明的PA型平台的另一重要特点是“局部平衡的”高质量支承，其特征表现为无全局效应的均匀气垫支承和局部性质的自适应行为。(a)当此被支承的物体是宽规格的，平整与薄的且可选择地作某种程度的弯曲时(例如200×180cm FPD或晶片)；(b)当打算由具有多个例如SASO喷嘴的限流器的PA型非接触平台来支承或输送上述这种物体时；以及(c)当不存在局部抽空的流体时，则此物体便会以一种全局性失效方式支承。在这样的情形下，气流只能在物体下表面与平台有源表面间的实际动力学重叠区的有源区的边缘处抽空，这样就必需要存在来自中央支承区的横向流，因而此种气垫支承本征地具有不均匀性质。在这一情形下，(a)于中央区发展的Pac高于有效区边缘邻近所存在的Pac，从而(b)当此物体是可弯曲的时(相对于其横向尺寸)，便确立起在尺寸特性上不均匀的上浮间隙，促致物体显著地变凸，这是因为中央区相对于此浮升物体边缘处的浮升间隙升高到较高的浮升间隙，于是(c)当Pin＝Pac时在中央区的AD刚性急剧地恶化甚至消失。同时(d)当此物体的中央区过分升高时，就需要有远为大的MFR来保持气垫。结果就得到了失效的不均匀非接触平台，这样就可能损伤浮升起的物体或不能满足将物体的平度保持于小的公差范围内的要求。
根据本发明一最佳实施形式，通过由孔和/或槽进行局部抽空来实施“局部平衡的”方法，能够获得功能良好的PA型非接触平台。当确定了局部抽空且限流器以类似局部性质的基本单元的重要图案作均匀地排列时，就能提供“局部平衡的”均匀PA型气垫支承；在此，基本单元愈小，气垫的特性也愈均匀。在这样局部平衡的情形下，来自各限流器的引出流便通过相邻的抽空器件排出。因此，根据此局部平衡法设计的PA型非接触平台是一功能良好的气垫，其中只要是基本单元的尺寸充分地小于实际的有源区除掉其边缘区之外时，就能有均匀分布的刚性、压力与力。此局部平衡法无损伤地对物体提供了均匀的支承，并能将物体的平度保持于所需的公差之内。
局部平衡与手指接触这两种方法都是通过形成局部的抽空孔或出口来实施的。相对于本发明的几个最佳实施形式，前述基本单元可以包括(a)用于各个压力孔的抽空孔，采用已述的棋盘格式的排列(图2a)是非常实用的；(b)对于各压力孔有多于一个的抽空孔；(c)对于各抽空孔有多于一个的压力孔；也可以考虑抽空槽，(d)具有端部在有源表面平台的边缘处的表面槽和/或(e)在表面槽之内形成有限个数的抽空孔。可以部分地或唯一地通过平台的有源表面的边缘进行抽空。(f)一般可以考虑抽空孔和/或槽和/或边缘抽空的任意可行的实际组合。
在本发明的另一最佳实施形式中，可以有选择地，(a)将非接触平台(按一维方式)分成几个相分开的细长有源表面，这样至少是部分地通过各细长的有源表面的边缘，能够在内部的有源表面处获得局部真空；(b)上述非接触平台的表面也能按二维方式分割，在此将有源表面分成几个相分开的矩形子表面，通过边缘来提供内部抽空。
可以由任何实际的方法构成PA型平台。根据本发明又一最佳实施形式。(1)实际上将非接触PA型平台构成矩形，而它也能是较大的非接触系统的一个部分，例如在把这种平台用于支承或输送FPD时；(2)可以以圆形激活表面的形式提供PA型平台，例如当晶片处于静止或转动方式下对其支承。采用圆形的PA型平台还有利于转动这样的子系统，其中的矩形物体例如FPD受到无接触支承并且由任何机械装置重新取向。
平台有源表面上的基本单元的分辨率或是压力孔的个数会影响制造成本。高分辨率确实提供了高水平的均匀支承，然而却减弱了刚性。于是必须相对于期望支承的物体的横向尺寸规定分辨率，而此物体的弹性性质也直接与其横向尺寸与宽度有关。因此，应记住分辨率应根据具体应用要求确定。相对于本发明的其他一些实施形式，(a)在某些情形下，最好其在平台有源表面的一部分上提高分辨率以在有需要作出这种确定处局部地提供更好的性能，(2)最好于有源表面的边缘邻近处提高分辨率由此来减小边缘效应的横向尺寸(气垫在沿垂直于边缘的横向缩小)以改进边缘-区域性能。通常，在大多数实际应用中，PP型平台的孔距约为10～60mm。在本发明的另一最佳实施形式中，供给于邻近PA平台有源表面边缘区域的压力大于供给于此平台其余部分的，为的是提高边缘的局部性能。一般，对于宽规格的有源表面，每平米约用400～2000限流器，而在约100mB的供给压力下各限流器的MFR则为0.2～0.8Nlit/min，因而相对于运行成本性能所需的总的MFR显著地小。
特别是相对于本发明的另一些最佳实施形式，物体是以静止或输送形式为PA型平台支承来进行处理时，为了有助于这种处理，PA型平台的有源表面可以分成两或多个部段。两部段间形成的间隙在横切运动方向上可以宽到10～100mm，通常不会影响到物体的自然平整度(取决于物体的弹性)。出于任何实际的原因，还可以按二维方式形成子表面。这类部段内间隙能够利用于下述方式(1)当这种处理发生于物体的顶面上时能从这种间隙底侧协助这一处理。而这时的物体则可以是静止的，连续运动的或步进式运动的。有助于用于照明或成像的任何光源、任何功率的激光束以及由辐射或热的空气流加热。这仅仅是几个实际例子。(2)在物体于非接触平台上方传送时，可对物体的上表面与下表面有选择地进行同时的双面处理。此外是(3)，当考虑低成本的传送系统时，只对物体底面的一部分(20～60％)提供非接触的分段有源表面，就能适合应用所需和显著地降低了成本。
在本发明的另一些最佳实施形式中，(a)能够建立一种系统，其中在部分时间内对物体作非接触地支承或输送，而在此时间的其余时间内改变其功能，成为出于任何实际原因将物体吸持向下接触的真空台。可以对此平台的有源表面上的孔引入真空而非压力来实现这种功能改变。此种系统可以无接触地支承或输送物体，或通过真空接触地吸持物体。这些物体远小于平台的有源区，这是因为由限流器如SASO喷嘴所提供的空气动力学障碍机理有效地限制了未覆盖区中的MFR。当变换回压力方式时，所推荐的SASO限流器快速地限制了气流而提供软性的断开处理；(2)这种软处理可以作为一种非接触卸载与断开机制而应用于真空台系统中。业已确定在此处理中，于装载阶段变换为压力方式，而在将物体卸载并将其保持接触时则变换为真空方式，并在卸载阶段变换回压力方式以软性地与物体断开。当采用具有压力储器的低容积整体式集流腔时，能在真空与压力两种方式之间快速变换。
在本发明的另一最佳实施形式中，可以将高性能PA型的气垫例如用(低成本地替换一般利用若干个空气轴承垫的空气轴承非接触工艺)，来支承半导体工业或FPD制造线上看到的生产线上处理机器中常见的重型台座或载承器(常由花岗岩制成)。在作业方面，空气轴承与气垫间的差别是(1)空气轴承实际可浮动的间隙约为3～20μm而PA型气垫的这种典型间隙约为50～1000μm，于是空气轴承只能用于涉及到两个极为光滑的相对表面；(2)空气轴承设备应用高的工作压力(1～10bar，但在多数情形中约为环境压力之上的5bar)，而PA型气垫的工作压力则远低，通常约为10～500mB(或mbar)。虽然到现在我们只考虑了PA型平台，但相对于这类应用的有源表面，也可以是侧向“V”形的或者呈圆柱面形(当考虑细长的有源表面时)，用以形成一种自然稳定的非接触机制而于自适应空气动力学性质中避免侧向运动。
本发明的另一最佳实施形式能把分级的集流腔用于在各级中分别控制压力。它能局部地控制引入气垫的压力(Pac)，换言之，它提供了一种用于调节名义间隙εn的机制，从而可局部地改进平整性精度。这种非接触平台可以包括按一维或二维排列时分割成级。
压力真空(PV)型气垫根据本发明一最佳实施形式，PV型气垫是用具有多个压力孔的有源表面和与真空源连接的抽空出口生成，这样能由真空抽空过剩的空气。
根据本发明非接触平台的另一最佳实施形式，引入了这种PV型气垫。这是一种真空预加载的气垫，其中在由PV型气垫保持物体的同时将此物体作静止的或输送的精确支承。PV型气垫的AD刚性固有地具有双向性质而可不取决于物体的重量。所谓双向刚性是指在试图将物体推向非接触平台的有源表面或拉离该平面这两种情形中。能够远大于物体重量的AD力将以自适应方式迫使此物体返回到平衡的名义间隙。此物体的尺寸可以远小于平台的有源表面。为此我们将把有源区一词视作为物体所在平台的有源表面上的这个区域。
PV型气垫一般包括两种导管，通常以可重复的棋盘格式排列于非接触平台的有源表面之上，如图4a所示，其中压力导管18的出口设于各白色方形的中心，而真空吸管20的出口则设于各黑色方形的中心。PV型非接触平台的重复的“基本单元”16也示明于图4a中。压力导管常各设有限流器最好是SASO喷嘴，以提供非接触平台的FRS局部行为，并通过实现该空气动力学障碍机制，在平台的有源表面未被完全覆盖时确保压力供给的均匀性。真空导管只是些圆柱形的孔，或也可有选择地装配上各限流器如SASO喷嘴，但它与压力限流器相比必需有远低的AD阻力，以在未覆盖区由空气动力学障碍机制确保真空级。
PV型气垫的压力分布与PV型平台的有源表面上分布的压力与真空导管的棋盘格式的排列一致。当被保持的物体的对向面以小的名义间隙(εn)面对PA型平台的水平有源表面，同时建立起PV型气垫时，压力围绕压力导管的孔口分布，而真空则围绕真空导管的出口分布。因此有两个相对的力保持物体而这两个力的差则抵消物体重量。由于对压力与真空导管有效地利用力不同的AD阻力，PV型气垫的特征便表现为相对于有源表面的距离有不同程度的影响，由压力(∑Fp)感生的全局力具有较短程的影响，而由真空(∑Fv)感生的相对全局力则具有较长程的影响。对于本发明的最佳实施例而言，PV型非接触平台提供了上述这种不均匀的影响，而这乃是PV型气垫的基本作业方式。尽管PV型平台只从一侧感生出力，但在事实上它是以双向方式保持物体并根据空气动力学原理以自适应方式与局部方式抵抗相对于εn的任何偏移(向上或向下)。这样一种影响深远的行为是非接触平台的重要特性，它在不论真空导管是否装配有限流器这两种情形下都起作用，因为在这两种情形下，真空导管的AD阻力都远低于无条件地装配有例如SASO喷嘴的限流器。应该着重指出，这种双向行为提供了PV型气垫的最基本和最重要的性质即双向AD刚性。
PV型气垫能由电路(图3)模拟地描述。Rnoz表示FRS限流器，它最好采用SASO喷嘴，Rac表示窄的气垫的动力学AD阻力，Rvnoz表示有选择地设于真空导管内的真空限流器(最好是SASO喷嘴)。Psup是供给压力而Pac是引入到气垫的压力。Vsup是供给真空而Vac是引入气垫的真空。MFR是质量流率。ΔP是沿限流器Rpnoz的压力降。ΔV是沿限流器Rvnoz的真空降，如果其存在时(而如果不存在时，ΔV＝0)。这种模拟清楚地表明，PV型气垫的气体流是受到三个串联的限流器Rpnoz、Rac以及必要时Rvnoz的控制。Rpnoz与Rvnoz是不同的固体限流器，例如具有不同特性的SASO喷嘴(此不同特性是指这样的MFR，它在压力侧取决于Psup与Pac而在真空侧取决于Vsup与Vac)。由于从整体上说MFR是相同的、ΔP与ΔV可依自适应方式作动力学调节以服从连续性的要求。Rac则是取决于动力学气体间隙ε的限流器(详情参阅PA型气垫的相关文献)。因此，Rac是一种动力学的或动态的限流器，它的AD阻力取决于气垫间隙，而当气垫已形成后，引入此气垫的压力与真空以及MFR则也都由ε控制，此ε也是平台的有源表面和被支承物体的对向面之间的间隙。
能够在与环境大气压力流体通连的抽空孔中设置一不与真空源连接的限流器，这样就能增大气垫的压力因而是物体下的提升力。于是自然会把这类限流器称作“抽空限流器”，但是出于简便目的，在此整个说明书中也将“真空限器”用来指抽空限流器。
根据此PV型平台一最佳实施形式，这种PV型气垫的功能可以不受重力影响。在平衡保持态(εn)，物体是由PV型气垫支承于围绕压力限流器(最好是SASO喷嘴)各出口所形成的总压力(∑Fp)与围绕真空导管各出口所形成的总的相反真空力(∑Fv)具有相同数量级的地方，此真空导管可以有选择地装备不同的限流器Rvnoz(但最好是SASO喷嘴)。上述两种相对的力可以比物体重量大10～100倍或者更大，两者的差力(∑Fp-∑Fv)将重力抵消。在这种大小之下，PV型气垫的功能相对于ΔP刚性因而是相对于平整性精度性能，便与物体重量无关。必须再次强调，PV型气垫具有至关重要的与物体重量无关的双向AD刚性这是PV型平面的最重要性质，因为它表明在试图将物体相对于平台的有源表面推近与推离的两种情形下。在自适应与局部方式下由气垫所发展的相反的气动力将使此物体返回其平衡位置。
根据本发明一最佳构型，此PV型平台的构型能够相对于重力方向取以下定向(a)在PV型气垫的基础上。能够由PV型平台的水平的有源表面从水平取向物体的底侧保持物体于由(∑Fp-∑Fv)抵消此物体重量处；(b)可以由在物体上方的此平台的水平有源表面从水平取向的物体的上侧将此物体保持于(∑Fv-∑Fp)抵消此物体重量处；还可以是(c)当物体的对向面非水平取向或者甚至是相对于重力方向按垂直方向取向时，将此物体以接近非接触PV型平台有源表面的间隙保持此物体。
为了了解PV型气垫的平衡态，参考这样的构型，其中将物体以其底侧由装配有如图4a所示依交错的棋盘格式分布的多个(可以是不同的)压力与真空限流器的PV型平台保持。气流是在压力Pac下通过最好是SASO喷嘴的位于白方形中的压力限流器的出口导引到气垫，而真空Vac则通过也最好是SASO喷嘴的位于黑方形中的真空导管的出口将空气抽离表面。在平衡态(图4b，平衡情形)，所引入的压力与真空(Pac与Vac)基本相同且基本是取同样的分布而占据相似的有效区。但是，相差的抬升力(∑Fp-∑Fv)抵消物体的重量。因此，PV平台性能与物体重量无关，而∑Fp与∑Fv可以显著地大于物体的重力。
下面参考图4b说明PV型气垫的动态特征，图中以三种不同状态；偏移向下、平衡与偏移向上阐示沿横剖面从(图4a)的压力分布。当试图闭合PV型气垫名义间隙εn时，气垫的AD阻力(Rac)加大，减小了MFR，这样由于ΔP的一部分排出，限流器Rpnoz就会将更多的压力引入气垫。不幸的是，由于ΔV的一部分排出，由Rvnoz引入到气垫的真空也会加大。因此，在∑Fp与∑Fv两者中可以获得相似的可能是等同的加大。导致不具有AD刚性的降低了的PV型非接触平台。于是，在本发明的最佳实施形式中，必须使限流器Rpnoz的AD阻力显著地大于限流器RvnozMAD阻力。从而MFR、ΔV就必须远小于ΔP。例如，假若功能良好的PV型气垫是在典型的Psup＝200mB下工作，它的一半则引入到气垫中(从而Pac＝100mB而ΔP＝100mB)。用以在εn下提供高的AD刚性，而引入的真空Vac＝100mB(假定这两个反向力基本上作相同的分布)，同时为了提供功能良好的PV型气垫，ΔV的值不得超过ΔP的值的一半，而最好是其10～30％。在此例子中的实际值是ΔV＝20mB，因而Vsap＝120mB。据此，此供给压力的绝对值可以比供给真空的绝对值大1.2～3倍。当对于最好是两个不同的SASO喷嘴的Rpnoz与Rvnoz采用不同的动态阻力时，上述供给压力就会比真空情形对于这种偏移更敏感。由于真空限流器影响到气垫性能的退化。当平台的有源表面未被完全覆盖时，至少是在一段工作时间内是如此时，只在需要避免真空损耗和MFR耗费时(在采用SASO喷嘴时施加空气动力学障碍)，才于真空导管处设置限流器。于是，假若PV型平台的有源表面完全被覆盖且要是不存在由于这种处理或是装载与卸载阶段所引起的限流时，根据本发明另一最佳实施形式，建议不要把限流器用于抽真空限制器。将FRS SASO喷嘴(在此应用了自适应空气动力学障碍机制)用于压力限流器Rpnoz也能避免压力损耗和MFR的耗费，而这是用SASO喷嘴工作的另一正当理由。
上面业已阐明了将不同的限流器用于压力与真空导管的理论根据，以下将参考图4b说明功能良好的PV型平台的动态特征。PV型气垫的动态行为受到间隙ε的控制。Rac的AD阻力对于ε的变化非常敏感。因此，引入的压力(Pac)与真空(Vac)中所发生的变化以及在气垫内的压力分布，尤其是内压分布的变化，显著地有助于增强AD刚性。当PV型气垫将物体保持并支承于名义的平衡间隙εn且在本发明的最佳工作方式下时。此气垫是在平均的工作状态下工作，Pac的值大体与值Vac类似而压力提升力∑Fp所占据的区域几乎等于保持向下真空力∑Fv所占据的区域，成为如图4b所示的平衡情形。在这种均匀状态下，且当∑Fp与∑Fv两者比物体重量大许多倍时，相差的提升力(∑Fp-∑Fv)便稳定地支承着所保持的物体的重量。而此物体是以高的平齐性精度支承于εn。
当试图闭合此PV型气垫间隙εn(图4b，偏移向下情形)，气垫的AD阻力(Rac)增大，MFR减小，由于ΔP的一部分排出，Rpnoz就会引入显著多的压力Pac，同时由于ΔV的一部分排出，为Rvnoz引入的真空Vac只略有增加。这种有利的不均一的变化发生于压力限流器的AD阻力显著地大于真空限流器Rvnoz的AD阻力时，因而ΔP远大于ΔV。这里ΔP与ΔV两者可以视之为拟有选择地输送给气垫的压力势。同时，随气垫压力分布快速的变化发生了提升压力∑Fp所占据的区域显著地增加，因而保持向下真空力∑Fv所占据的区域显著地减小，如图4b所示。结果，高的FRS力将物体上推向到εn。相反(图4b偏移向上情形)，当试图打开PV型气垫间隙而确立εn的向上偏移时，气垫的AD阻力(Rac)下降而MFR加大，这样在ΔP增大时有显著少的压力Pac为Rpnoz引入，而在ΔV稍稍减小时由Rvnoz引入的真空Vac则只是略有增加。同时，随压力分布发生显著变化，在压力∑Fp所占据的区域内，显著地增加，因而在真空力∑Fv占据的区域内，显著地下降，如图4b所示。结果，高的FRS力将物体下拉回εn。必须强调，FRS力属于自适应的与局部的性质。
PV型非接触平台设有许多压力限流器将空气引入气垫，同时设有在必要时装备有不同的限流器的真空导管以抽吸引出的空气流，作为供选择的方案，上述两者可以按棋盘的重复格式排列。在这种情形下，PV型气垫本征地具备局部平衡性质。因此，自然要对性能的各个方面提供均匀的保持，从而不会发生全局效应。为此，可以提供一种具有所需宽度的PV型非接触平台，以在精确地作静止支承或由任何驱动系统输送时来保持极大尺寸的物体。需要着重指出，只要PV型气垫的基本单元(图4a)的尺寸显著地小于物体的横向尺寸时，前述局部性质与均匀性就能成立，而在平台的有源表面邻近，这种局部性与均匀性便不再有效。为了减少边缘效应的损害。在本发明的另一种最佳实施形式中。有利地增大了此有源表面边缘邻近的分辨率(即增加孔的密度)，这样便减小了横向尺度(垂直于边缘的气垫缩小的方向)上的边缘效应。类似地，根据本发明的另一最佳实施形式，于压力集流腔中形成压差，同时使供给于有源表面边缘邻近区域的压力大于供给PV型平台内部区域的压力。
通过实施真空预加载，PV型气垫提供了双向性质的AD刚性，而它在自适应与局部方式下当试图将物体推向或推离此非接触平台的水平的有源表面时，便反对εn发生的任何变化。为了提供精确的浮动平度，由于在物体为宽格式且相对于其宽度和横向尺寸可弯曲的一般情形下，气垫的支承仿随有源表面，平台的有源表面最好应是平整的和根据所需的公差制成。要是这种物体是刚硬的，则平台的公差平均化了，但这可能会增加局部接触的风险。此外，通过提供高的AD刚性，能获得均匀的气垫浮动间隙。两个直接的参数将影响到刚性，(a)由于供给压力较高因而加大了MFR，从而可获得较高的AD刚性，不丧失一般性，供给压力的实际值为50～1000mB，因而实际的真空级将只为压力级之半，(b)由于预定的εn较小，从而可以获得较高的AD平整性，从而提高了平整性精度。在实际工作中(对于上述的多种用途)，εn约为10～20μm。
一般，由于被支承的物体的尺寸大或者它不是弹性的，因而当需要适当的精度时，εn还有基本单元的尺寸都可能较大。要是此物体具有小的尺寸或者它是弹性的或是当需要有高精度的平整性时，则可以采用较窄的εn和较小的基本单元尺寸(较小的分辨率)。必须着重指出，基本单元愈小，非接触PV型平台的均匀性也愈高，反之亦然。在本发明的其他实施例中，(1)通常包括前述图中所示正方形的基本单元的实际尺寸是12×12～64×64mm2；(2)还可以作这样的选择，即基本单元的两个尺寸可不必取相同的长度；(3)也还可以作这样的选择，即基本单元将在限制的区域内取小的尺寸。在这些区域内，相对于高的平整性精度，AD刚性与均匀性要求高的性能，而在其他区域内，有关的密度较小；(4)同样是非常实际的，即是对于邻近有源区边缘的基本单元采用不同的纵横比，同时提供精细的分辨率以在非接触平台的边缘改进局部性能。
为了获得最优性能，必须固执地进行非接触平台的全局性的气动力学的设计。在本发明的PV型非接触平台的最佳作业方式中。有关的气动力学设计考虑了(1)作为条件与可资利用的MFR；(2)所涉及的限流器的特征(由MFR与输入和输出压力的表征)；(3)几何参数，如PV型气垫基本单元的分辨率或尺寸以及真空与压力导管两者出口的细节。
由下述两个相辅部件构成高的动力学刚性性能的PV型气垫；(a)将多个压力限流器，最好是SASO喷嘴用作FRS，通过快速增/减引入到PV型气垫的压力产生自适应与局部性质的反力(若存在真空流阻器时，AD刚性减小)；(b)当εn发生偏移向上或向下时，在气垫压力分布中会发生极端的改变。尽管应用了FRS来提供高的AD刚性，在气垫内压力分布的极端横向变化有可能使AD刚性增大2～5倍。当AD刚性大到足以在小的浮升间隙公差(Δεn)下提供高的精度时，就获得了能良好工作的高性能PV型气垫。如果此有源表面的平整性也是在小的公差范围之内，当一非刚硬的物体由任何驱动系统作静止或输送的支承时，PV型平台便能以高的平整性精度对物体作非接触的保持。相对平整性精度提供优化的PV型气垫的关键在于根据平整性的具体要求保证所需的AD刚性，同时在提供这种气垫时采用尽可能少的MFR。根据不同的考虑，能够提供均匀与精确的εn的较高刚性可以替换此平台所要求的制造公差。PV型气垫刚性的典型值约为3～60g/cm2/μm，而若是支承或输送晶片或FPD之类的薄物体时，则在仅仅1μm的垂向平动中会生产大于物体分布体重10～200倍的局部性质的回动力。
在PV型气垫的特定的气动力学设计中，AD刚性与ε的关系表征为，最佳的设计应在εn。因此，AD刚性在较宽与较窄两种间隙中都减小了。特别是在闭合这种间隙时，AD刚性在此间隙完全闭合之前便丧失，因而朝向此有源表面的其他运动将不会加大流动性回动力。重要的是要识别这种行为。以减少也可以是局部性质的接触风险和保证在临界情形无接触。在这种临界情形，物体受到包括与被保持物体加速运动有关的力在内的外力的影响；或是物体附加重量的瞬时影响，或是此时发生了从一个平衡态到另一平衡态的跃迁过程。此外，当只有一个限流区受到扰动时，物体也可能受到局部强制作用的影响，这种情形特别是当物体很薄和具有宽的尺寸因而可弯曲时尤为重要，此时的跃迁过程可以具有三维性质。于是，功能良好和有效的PV型平台必须在最佳条件下工作才能提供局部性质的高性能。
在需要无接触地以极高平整性精度支承或输送平而薄的轻量物体如晶片或FPD时，本征地局部平衡的PV型气垫便适合于这项工作。这种轻量的平而薄的物体也可在一定程度能够弯曲(相对于大的横向尺寸)，通常具有约0.3g/cm2的分布物体重量，而在支承印刷媒体时，此种物体重量可以更轻。例如当有源表面平台具有完善的平整性且当应用高性能的PV型气垫，就能按εn＝20μm悬浮，以小于1μm的整体平整性精度无接触地支承300mm(直径)的晶片。当采用宽规格(50×180cm)PV型平台时，在各个生产阶段，为了给有源表面PV型平台提供有选择地用于静止地支承或是输送宽规格的物体如FPD的完善加工平面度，成本是很高的。可以达到10～15μm的整体工作的平整度，而其中的一半或一小半则是得力于气垫本身。此外，在许多情形下，FPD或晶片的制造过程或质量控制检查都是沿一条细窄的线进行。因而实质上只是沿着这条与运动方向正交的线才需要平整性。FPD的运动可以是线性的而晶片的运动则可以是转动的，当实际所需的精确平整性是一维形态之时，最好在本发明的一种最佳实施形式中沿着这样的“处理线”更多地注意与之近邻的限流区，由此来改进平整性的精度。为此，可以于此“处理线”邻近提供更多的输入压力和/或减小基本单元尺寸。用来相对于平整性精度局部地改进PV型气垫性能的这种无源装置可以只需要通过机械布置就能实现，例如为此细长的精密区域提供不同的压力与真空集流腔和/或改变限流器类型，以及或者局部地改变分辨率，等等。显然，在二维特征的小的限流区(矩形或圆形区)也会需要高的平整性性能。在这种情形下，可以于限流区中采用在“处理线”情形局部改进性能的类似方法来提供高性能。
根据本发明的另一最佳实施形式，建议沿此处理线设置调节螺钉来局部地控制PV型平台有源表面的平整性。此外，根据本发明又一最佳实施形式，建议构成分开的压力/真空集流腔给平台的“处理线”提供不同的状态，除了将集流腔分成若干段外，在各个这样的子集流腔中设定稍有不同的压力(或真空)，以便由纯粹空气动力学方法即一种补偿技术来沿此“处理线”改进平整性。在这种技术中，当物体例如FPD在沿此“处理线”上于限流区中上浮到高于所允许的时，就应相对于名义值调节较大的真空或较小的压力。结果此物体在此限流区中被下拉以便在允差范围内被保持；相反，若此物体在沿此“处理线”上于限流区中上浮低于所允许之时，就应相对于名义值施加较小的真空或较大的压力。结果使物体在此限流区中上推，以便在允差之内保持此物体。这样一种有源的平整性调节机构也能补偿制造公差的偏移。这可以在任何时间，特别是在制造现场平台刚组装完之后以及偶尔是在例行维修作业之间进行。平整性的调节也可以相对本身为不平整的或是不能精确移动的处理设备的有源部件进行。在这种情形下，也能补偿这种非平整性和由平行性来提供极高的精度。此种空气动力学的补偿技术在有需要时也可以二维区域方式实施。
一般情形下，晶片、FPD与内PCB层之类物体都是相对于其大的横向尺寸为薄的和可弯曲的(晶片的典型厚度是0.7mm，具有高达300mm的直径，而FPD的典型厚度是0.5mm，具有达到200cm的长度)。进行处理时，在将这种物体由PV型平台保持于静止状态或输送时，必须提供局部平衡性质的均一性的支承，以免出现大比例的变形并将所需平整性的精度保持于允差之内。如上所述，PV型气垫本征地显示出“局部平衡”性质。通常，这种大而薄的物体不是完全平整的。这种情形下，PV型气垫就提供了另一重要特征它能非接触地保持住不平齐的薄物体并与之一起平整化。这种使不平齐物体平齐化的可能性取决于物体的弹性，但在上述物体的情形，可以使所具非平整性允差在比例上类似于PV型气垫间隙的薄物体平整化。通过PV型平台来实现非接触的平整化机制，由于存在允许产生局部性质的纯平整化力矩的相对的一对力而成为可能(有关由纯力矩进行平齐化的更多详细知识可参考有关PP型平台的讨论)。尽管后面将论述的PP型平台会提供非常多的平化性能。但PV型是单面的非接触平台而当要求高精度且只允许少量的非平整行性时，PV型的气垫支承则能提供合适的平整化机制，以改进非接触PV型平台的总的平整性精度。
为了改进平整化性能，可以应用按行交替排列的形式，在此将压力限流器最好是SASO喷嘴沿着一组平行线布置，而将有选择地装备有低的AD阻力限流器例如另一组不同的SASO喷嘴的真空导管沿第二组平行线设置，于平台有源平面上的压力限流器的平行线组之间均匀地搭接。对于本发明的另一最佳实施形式，作为选择，可以由表面沟槽连接上述各平行线(压力线与真空线两者)的导管出口以改进平整化性能。这种一维格式的线性PV型气垫提供了在实质上不垂直于上述线的横向上具有更好平整化性能且在平行于限流器的线的方向上具有最佳性能的非接触式平台。必须指出，这种平齐化机制是局部性质的、自适应的与动态的。
在本发明的各最佳实施例中，存在众多的不同选择方案，业已指出的不同处是(a1)当有源表面至少在一段时间内未被完全覆盖时，在用来对物体作稳定的支承或输送之际，采用装备有真空限流器的PV型气垫；(a2)当平台的有源表面被完全覆盖时，则以不采用真空限流器有利(可获得更大的刚性和能降低制造成本)。另一种区别则表现在(b1)在一般情形下从水平物体的底侧对其支承；(b2)无接触地从水平物体上侧将其保持住；(b3)保持沿垂直取向或并不相对于重力定向的物体。
另一些区别则是(c1)能对PV型气垫的基本单元采用不同的纵横比来改进有源区边缘的性能，而在此还将其推伸到(c2)基本单元的任何实际排列也可以在空间方式下为不重复的。这方面包括在有源区上的实际排列，在此有源区上所设的压力导管数不同于真空导管数。还能按圆形格式应用真空预加载的PV型气垫，这里的真空与压力出口分布于柱坐标系的圆形平面中。圆形分布可实际应用于PV型平台的有源表面呈圆形且尺寸较小的情形。
虽然到此为止我们只是考虑了平齐的表面，但并未限制去形成任何非平齐的实用的有源表面。典型的例子是成形球形有源表面来保持球形光学部件，或是去成形“V”形的细长有源区来提供这样的输送线，其中具有类似“V”形底面的托架可以沿水平方向运动而在这种PV型“滑动器”的顶部上则无横向运动或转动。事实上，当物体是由其底侧支承，换言之，PV型气垫是倒转地应用时，任何实际的侧向有源表面都是可以实现的。此外，相分开的“侧向”有源表面可以用来无接触地限制侧向运动或转动。
当精度并非主要关心的问题时，在本发明的另一最佳实施例中，可以将一维方式下的PV型平台的有源表面按一或几个“基本单元”尺寸的横向宽度分成若干相分开的细长有源表面。用以减少成本、MFR与平台重量，换言之，基于同样理由，也能把二维方式的有源表面分成若干相分开的矩形或圆形子表面。在分割支承平台时，应该注意到在可弯曲的物体与子表面的边缘间由于重力而发生接触的风险，为此必须考虑期望升高的物体的弹性。在进行上部保持的情形是不存在上述风险的。但为了提供可靠的无接触的上部保持与输送，应该避免因这些子表面间上述表面处大的向下变形造成断离的风险。
在本发明的最佳作业条件中，对于PV型气垫业已提供了(d1)均匀平衡态，其中的压力级Pac基本上等于真空级Vac而为压力占据的区域基本上等于真空占据的区域，且这两者的分布相似。在此还将延伸到另外两种平衡态(d2)作业条件是压力级Pac远大于(实际上2倍于)真空级Vac的。从而为这压力所占据的区域远小于真空所占据的区域，这两者的分布可以不相似；(d3)作业条件是真空级Vac远大于(实际上2倍于)压力级Pac的，因而此真空所占的区域小于压力所占的区域，这两者的分布可以不相似。这些不相同的作业条件有利于不同的具体应用，例如可以用较大的压力来避免当物体是支承于静止或输送中且受到可能与制造过程相关联的顶表面力的影响而发生局部接触，或是用较大的真空来确保从上侧非接触地保持物体。
虽然PV型平台可以提供精密的支承，但它也可用于精确性不起关键作用而可靠的局部非接触保持则属基本要求的情形。本发明涉及到多种应用，例如(1)对扁平物体例如FPD从其上侧进行非接触的支承或输送。这里主要关心的是确保物体不会下落；(2)确保扁平物体如晶片或FPD的处理工具的非接触保持，其中涉及到加速运动；(3)在对中或清洗过程中无接触地支承或输送扁平物体为晶片或FPD；(4)在扁平物体如FPD或PCB的装卸工序中，应用有限尺寸的PV型气垫于卸载销的顶部上以提供非接触的卸载机制。
当需要以极精确的扁平与宽规格输送FPD之类物体(当前的典型尺寸高达180×200cm)且平整性精度限制于一个小的区域或是窄长的区域，其中(a)在窄长处理区例如进行涂层或检查时，物体在处理中是在垂直于此细长处理区的横向上作直线输送，且在邻近此细长处理区的区域中应用PV型气垫来提供局部的高性能和高的平整性精度，但是由边缘区来松弛外部区域感生的干扰，而当两种气垫的εn不相同而是在大得多的外部支承区中时，在此细长的处理区之前与之后，将低成本的PA型气垫用在可以进行装卸工序中。类似地，这种分割方法也可适用于(b)在受到限制的小的处理区中希望有高的平整性精度时，例如步进式光刻工艺中所见到的，这里将X-Y驱动系统用来进行非常精密的环绕物体(FPD或晶片)从一步到另一步的运动。在这种情形下，PV型气垫只用于小的处理中。应该着重指出。必须提供远大于PV型气垫基本单元典型尺度的显著宽的松弛区，以从各个有关的侧面提供若干基本单元典型尺寸(实际上为4～10单元)的松弛长度，而这是为了形成与外部区域干扰的隔离和光滑的横剖面输送所必需的。这样就在处理区获得了精密性性能。
为了在此处理区中局部地提高平整性精度，本发明的另一实施例的选择方案是，应用气动力学技术，通过控制(例如调节)供给的真空或压力于处理区调整εn，或另外在此处理区构成若干不同的供给源来提供气动力学技术以局部地控制真空或压力的供给。而在此处理区中局部地改进平整性精度。
特别是在以高的平整性精度由PV型平台输送物体的同时对其处理时，此有源表面可以分成两或多段以有助于从其底侧进行这种处理。实际上可在这样的两个部分中设置间隙，此种间隙对于上述的多种用途可沿运动方向宽10～50mm，取决于物体的弹性而不会损害被保持物体的太多的高平整性。在本发明的一最佳实施形式中，上述部分间的间隙可以用于下述方式(1)当物体作无接触地输送(连续的或步进式的运动)而处理是在物体上方进行时，有助于从此间隙的底侧进行这种处理。用于照明或成像的光源。从低功率到高功率的激光束以及通过辐射或热气流的加热只是这方面可资利用的几个例子；(2)在物体精确地保持于非接触平台上方时可对物体的上下表面进行双面加工。
根据本发明一最佳实施例，能够根据此PV型气垫形成一系统，此系统在一部分时间内对物体作非接触的支承与输送，在其余时间内则出于任何实际理由而成为接触地吸持物体的真空台。这样一种系统能接触或不接触地保持远比平台有源表面小的物体，这是由于限流器的AD障碍机制有效地限制了MFR在未覆盖区域内于前述两种作业情形中的耗费。为此，可以在物体软卸载处，这种限流器限制流动处关断对有源表面的压力供给。在类似方式下，当恢复压力供给时，此物体断开连接而软性地上浮。根据本发明的另一种应用，上述软处理可以用于只装备有一种限流器如SASO喷嘴的真空系统中，其中用到了软性的非接触卸载与断离开的机制。为此，在装载工序可以首先用压力工作，缓慢地变换为真空作业以提供软性卸载，在物体由真空吸持接触时执行处理，最后在卸载阶段变换回压力以提供软性断开与升浮处理。当采用后述的低容积集成的双集流腔时，可以使压力的通/断变换成为一快速过程。
根据本发明的另一最佳实施形式，在一PV型平台中将两个相对的有源表面结合，这两个有源表面基本相同并依镜像对称平行地对准。这样一种构型对于平行地插入此相对有源表面的物体提供了双侧非接触保持。这种构型的AD刚性加倍而这乃是此种非接触平台的最重要特点。两个相对气垫间的间隙以自适应方式共用物体宽度和相对有源表面间的距离二者的差。若是这两个有源表面类似并以相同的作业条件工作，εn在物体的任一侧上将相等。事实上这是后面将讨论的PP型平台的类似构型，也同双侧PV型平台相关。与PP型平台相比，此双侧型PV型平台的最大缺点是还需要供给真空而能提供高AD硬性的潜能则较小，但它却有一个显著的优点PV型气垫对平台结构施加的力不如施加给PP型气垫的那样大。
真空预加载的PV型气垫也可用作另一种非接触空气轴承的工艺(参看PA型气垫的有关段落，而主要的不同处在于PV型气垫能够施加保持向下的力以确保水平的上部方向的运动)。
压力预加载(PP)型气垫根据本发明一最佳实施形式，PP型气垫是用具有多个压力孔的有源表面以及具有多个压力孔的相对的另一有源表面，各个有源表面产生相对于另一有源表面的力的反向力。
结果，PP型气垫是一种压力预加载平台，其中的物体是由其两侧非接触的作静止或输送的支承，这样PP型非接触平台无条件的稳定。此PP型非接触平台的相对有源表面最好一致，设有多个压力限流器如SASO喷嘴，通常具有远为少的抽空孔，以形成功能良好的FRS机制因而可实现高的功能。PP型平台的两个相对有源表面基本成平行的组合，具有一致的有源表面且以镜像对称平行地对准。此对称平面基本上是两个相对有源表面间形成的薄与宽(横向的)间隙中的想像中间平面。这两个相对的气垫随着物体插入此两个相对有源表面之间而形成。这两个相对气垫的间隙以自适应方式共用物体的宽度与相对的有源表面间距离的差。假如这两个有源表面相似且以相对的作业条件工作，此εn在两个气垫中相等。两相对表面间的距离需要调节至相等于预期的被支承的物体宽度加上所需间隙εn的两倍。因此，当打算保持不同宽度的物体时，这种PP型非接触平台必须包括“板宽调节”机构，用以调节两相对有源表面间的距离。
由于压力预加载，PP型平台与PV型和PA型气垫相比，提供了高值的AD刚性。双侧PP型平台的AD刚性具有双向性质而不依赖于物体重量。通常。被支承的物体如玻璃质FPD、晶体与PCB是平齐的并具有相对的表面。当这种物体不是平整的时，PP型平台提供了自适应性质高的平齐化性能。
PV型气垫包括两种导管压力导管，装备有例如SASO喷嘴的限流器以便为FRS行为提供必要的条件；真空导管即真空孔，这两者最好在平台的两个相对有源表面上排成矩形格式(图6a)。分布于各个有源表面上的压力限流器22的个数远多于抽空孔24的个数，抽空孔也可完全不设置(但最好设置抽空孔)，3～16个可能是实际的(图6a中于基本单元26中示明有9个)。为了提供均匀的临时收容部与局部性质的刚性，抽空是必需的，为此在相对的各有源表面上设置抽空孔和/或沟槽，这绝大多数是在涉及到宽格式的有源表面时；或是通过这些表面的边缘进行抽空，这绝大多数是在有源表面肯定不宽的情形(通常是图6a所示平台的-或几个基本单元的宽度)。
PP型平台可以如图5所示的具有两个平行的传导通道的电路作模拟的描述，这里的符号“up(上)”与“dn(下)”是用来区别两个相对的有源表面。这里只在需要时才涉及特殊的“通道”。Rnoz表示压力导管的FRS限流器，它们最好是SASO喷嘴，Rac表示相对气垫的AD阻力。Pin是供给压力，可以有选择地将不同的压力供给相对的各有源表面。而Pac是引入气垫的压力。ΔP是沿限流器Rnoz的压力降。Pamb为可以是大气压力的出口压力或者是在附加真空预加载时的真空。MFR是质量流率。Rac是限流器，它取决于气垫的详细设计且包括例如限流器分辨率，导管出口直径以及压力出口数与抽空孔数间之比等参数。在平衡态，Rac取决于εn，此εn对于两个相对的气垫基本一致，但Rac是动态限流器，其中的AD阻力以自适应方式与ε相关。当Δε发生相对于平衡的偏移时，上气垫的间隙ε1变得较小，ε1＝εn-Δε。因而下相对气垫的间隙ε2＝εn+Δε。在这样一种偏移下，相对于平衡态而言，从物体上侧加到物体上的总的向下力∑Fpup显著地较大，而从物体下侧加到物体上的总的向上力显著地较小。因此Rac是由取决于两侧εn的AD阻力所表征的动态流阻器。当气垫确立。引入到两个相对气垫的压力级由此间隙偏移Δε控制。
PP型气垫的功能可以不受重力影响，在平衡态，物体由两个相向的气垫以到物体基本相同的距离支承，此物体对称地保持于平台的中间，这里的相互相对的总压力∑Fpup与ZFpdn的量级相同。这两个相向的力可以显著地大于物体的重量，而这两个相向的力的差则抵消物体的重力(取决于此系统相对于此重力的取向)。在这种大小关系下，PP型气垫的性能与AD刚性从而与平整度的精确性的关系便与物体重量无关。PP型气垫是从两侧无接触地保持物体，因而本征地具有双向刚性，而这是PP型气垫的最重要性质。这意味着，当试图将物体移向非接触平台的两有源表面之一时，气垫便以自适应方式发展了相向的AD力。根据本发明一最佳实施例，(a)可以由非接触PP型平台从两侧保持水平物体。这里两个相向力之间的差抵消物体的重量，或是(b)非接触PP型平台能够保持这样的物体，这里的物体的对向面不作水平取向或甚至是相对于重力作垂直取向。
这种双侧PP型平台具有复杂构型，有两个有源表面，因而单位面积的成本至少是加倍(相对于PA或PV平台)。但这是假定在结构的刚度与复杂性不影响系统价格的情形下。因此，只是对于具体的事项才有必要考虑。事实上，根据本发明，这种非接触PP型平台禀赋着优越的性能，它可使不平齐的物体平齐化，并在物体于静止或是于输送中受到无接触地保持时能提高的精度。于是，高度平齐化的性能是PP型平台的最重要特点。
PP型平台提供了局部性质的平整化机制。在此当物体不平整时，通过ε以下述方法的再分布，于自适应方式发展出纯粹平整化的力矩，在此方法中，ε成为ε(x，y)，而偏移Δε(x，y)则必须有正负两种符号来提供纯粹的平整化力矩和新的偏移平衡态以抵消物体重量。此外，PP型平台的自适应平整化性质在下述情形下也是与时间相关的非平整的物体是由具有相对于附着于行进物体的运动坐标系(x’，y’)的非平整度NF(x’，y’)的平台输送。在这种动态情形，偏移Δε成为三维特性Δε(x，y，t)。但是自适应平整化机制则显示出临时的与局部的性质。至少关系到物体的弹性、宽度与横向尺寸的平整化性能的特殊要求，则有PP型平台的AD刚性愈大，Δε(x，y)便越小。因此，需要高的AD刚性来提供具有以平整化与平整度精确性表征的高性能的非接触平台。
为便于理解与PP型平台相关的压力预加载机制，下面参考一种薄而平整的物体受到水平支承与输送的情形。为了形成这种双侧气垫，需将物体整个地或部分地插入此平台的两个相对有源表面之间。这里的有源区只是物体所在平台的有源表面上的一个区域。在平衡态，上部与下部的气垫于物体上感生相同的力。这两个力的合力抵消重力。由于PP型平台的两个有源表面是一致的，并相对于平台的中央平面“镜像对称”地对准，物体两侧的压力分布如图6b所示基本一致，成为平衡情形。在此参考图6说明PP型平台的动态性质。当试图通过使PP型气垫偏移向下Δε(图6b，偏移向下情形)致其不平衡时，上气垫的间隙ε1增大而下气垫的间隙ε1则减小。因此，引入下气垫的压力Pacdn便显著地增加，这是由于FRS限流器Racdn释出了ΔPdn的部分。而当下气垫的AD阻力Racdn增加时。下气垫的MFRdn减少。结果，由下气垫作用到物体上的总的接线rck升力∑FPdn由于附加的力Δ∑Fpdn而显著地加大。同时，引入到上气垫的压力Pacup则显著地下降，这是由于限流器Racup(其特性与Raudn相似)内的ΔPup当上气垫的AD阻力Racup减小时随上气垫的MFRup增强。结果，由上气垫作用到物体上的反向(向下)总力∑Fpup便显著地减少Δ∑Fpup。于是，来自两侧的大的相向力便将物体上推到平衡态。同样，由于相似的现象当试图通过将PP型气垫向上偏移Δε(图6b，偏移向上情形)来致其不平衡时，上气垫的间隙ε1减小而下气垫的间隙ε2增大。但是在相反的方向上，大的相向的总力∑Fpdn则将物体下推到平衡态。
从以上的说明中可引出某些结论。首先，PP型气垫的双向本征特性是十分明显的。其次，它阐明了“压力预加载”的意义；当力∑Fpup与∑Fpdn远大于物体重量(例如高50-500倍)。而相对于εn所发生的偏移Δε则为5～10％。Δ∑Fpup与Δ∑FpdN也远大于物体重量(在上例中，大20～200倍)。因此，Δ∑Fpup与Δ∑Fpdn大致等于它们的平均值Δ∑Fp，这是因为在偏移向上或向下情形，这两种改变都对FRSp有贡献。因此，从ε偏移Δε下作用到物体上的“净”FRS等于二倍Δ∑Fp力，而压力预加载机理的实质意义是这样的事实FRS力加倍(对于单侧气垫，例如在PA气垫，这只由物体的体重预加载)。相对于小的Δε偏移，PFR力愈高，气垫的AD刚性也愈高。PP型气垫有潜力可产生远大于PA型或PV型气垫的AD刚性。
通过实现以下设想，可以获得PP型平台的高的AD刚性性能(1)上述发明最重要的是将气流引入PP型气垫，那些用作局部性质的FRS且提供自适应机制的限流器，能响应ε中的任何变化，快速地产生相向的力；(2)通过按下述方式相对于气垫AD阻力(Rac)调节限流器的AD阻力(Rnoz)能使FRS机制优化当气垫是在预定的εn下工作，将输入压力Pin的一半引入气垫(Pac)，而将另一半(ΔP)用作限流器内的静压降，在εn偏移Δε时，发挥FRS机制的作用。在这种条件下，于εn(3)获得最大的AD刚性。
本发明的PP型平台最为重要的是使有源表面的有效区最大化，以免减小压力预加载机构的优越性。根据本发明一最佳实施例，这可以通过分布远比抽空孔为多的限流器来实现，图6a所示的倍数9似乎是一方便的倍数。在多数应用中，实际的倍数为3～16。需要着重指出，这些抽空孔是用来在PP型气垫的有源表面的内部区域中提供均匀和高的刚性并保持局部的平衡性质。抽空作业必须避免显著的改变压力分布，业已发现，这方面的改变非常有效于提高PA型与PV型平台的AD刚性与功能，但却显著地降低了PP型平台的AD刚性。其他能提高AD刚性的实际参数包括(4)在高的作业压力下工作，此时输入压力愈大因此MFR也愈大，而AD刚性会有更大的增强；(5)若是不存在系统或过程限制，则最好减小预定的平衡间隙εn以对偏移Δε获得更大的灵敏度，这意味着在可能低的MFR下的高的AD刚性。
还可以采用真空预加载来获得提高的FRS力，这里所付出的代价是减小了∑Fpup与Δ∑Fpdn的值。要是主要的目的就是去提高AD硬度，则上述方法是可以接收的。因此，在本发明的另一最佳实施例中的选择方案是，将抽空孔与真空源连接。这样，除PP型平台的基本压力预加载特性外，还可以另外实施真空预加载机制以进一步提高这种平台的AD刚性。
压力与真空预加载是用来提高AD刚性的周知机制，常用于空气轴承来提供精密的运动系统。但在本发明的具体应用中，当把预加载机制特别是压力预加载用于PP型平台，特别是当目的在于为实质上是薄而宽的平整物体在由运动系统作静止或输送支承提供非接触保持与平整化机制时，这便基本上涉及到不同实施形式的一种新平台，且它的功能与目的完全不同于空气轴承的应用。此外，作业条件也不相同。PP型气垫还可在压力供给远大于大气压力1bar以上时工作以及在最大多数情形下是在数百mB下工作，特别是对于许多用途来说，这种压力范围是100～1000mB。这是非常实际的作业值，PP型气垫的有源区与空气轴承系统的有源区相比是非常之大的。除此，空气轴承系统的典型空气间隙约为3～10μm，而PP型平台的两个相向气垫的典型间隙(εn)的有效范围则为10～1000μm。此PP型平台间隙εn的选择应满足物体的弹性、宽度与横向尺寸所需的精度与平整化性能。
根据本发明的另一最佳实施例，这种具有宽的有源表面和在方便的作业条件下工作的PP型平台，能够替换空气轴承运动系统，实现为线性运动系统。空气轴承系统具有小得多的有源区域并在苛刻的作业条件(相对于要求极光滑的滑动面的作业压力与浮升间隙)下工作。这样，采用本发明的系统就能提供类似的AD刚性和精密的直线运动。当把PP型平台供常规的空气轴承应用时，它可以取如下两种构型行进式托架构型，有两个沿特定的无源滑动器上滑行的相向有源表面，从两侧保持住物体而避免作垂直运动；或相反，构型成无源托架，保持于垂直方向，沿滑轨行进，有两个相向的有源表面。后一种构型只当不涉及MFR时才是可行的。事实上，若减小作业压力并有利地利用此多个限流器提供的AD障碍机制在未覆盖区域上限制MFR，就能使这种构型实用化。根据本发明的最佳实施形式，可以将PP型气垫用于(1)与重力方向有关或无关的情形；(2)不同构型的线性运动系统，例如(2a)单向线性运动系统，(2b)双轴平面运动系统和(2c)涉及到转动的系统如心轴与转台。
PP型气垫性能显示出局部平衡性质而无全局性效应发生。于是就能提供宽度符合所需的非接触PP型平台来支承或输送有极大尺寸的扁平物体如玻璃板、FPD或PCB。必须强调，这种局部与均匀的性质只在PP型平台的基本单元的尺寸远比物体横向尺寸小时才成立。在邻近此种有源区的边缘处的区域中，上述局部性与均匀性不再成立。为了抵消这种边缘效应，最好是提高有源区边缘邻近处的分辨率，以及有选择地甚至不在此种边缘邻近处设置抽空孔，在此可以于这些边缘上方进行抽空而减小了边缘效应的横向尺度。出于同一目的，还能有选择地进行不同的压力供给，给边缘区提供较高的压力。这样的边缘处理改进了边缘区的性能。
一般，在本发明的最佳作业条件中，当扁平物体具有大的尺寸或当需要适度的性能时，可以采用较宽的εn、较低的作业压力以及最好是较大的基本单元尺寸(较小的分辨率)，而当物体具有较小的尺寸或较具弹性以及需要高的AD平整性来提供平整化能力与平整性精度的高性能时。则最好采用较窄的εn、较高的作业压力和较小的基本单元尺寸(较大的分辨率)。对于多种用途而言。包括图6a所示9个方形的基本单元的实际尺寸是在15×15mm～72×72mm之间。还有一种选择方案是此基本单元的两个横向尺寸可以不同。对于在有源区边缘邻近的基本单元采用不同的纵横比同时在与这些边缘正交的方向上提供精细的分辨率是能够非常有效地改进非接触平台边缘的局部性质的。
PP型非接触式双侧平台的气动力学设计必须执着地进行，其中要考虑(1)作业条件与可资利用的MFR；(2)限流器的特性(表示为MFR与输入和输出压力的关系)，特别是在本发明中，最好把SASO喷嘴用作FRS限流器；(3)几何参数，如基本单元的横向尺寸(换言之，平台的分辨率)和限流器数与抽空孔数之比，此比值的最佳与最方便值是3～16，以及压力导管与抽空孔两者出口的细节。PP型平台的AD刚性的典型值约为10～200g/cm2/μm。而要是对晶片或FPD之类薄的物体作静止或输送的支承时，相对于只约1μm的Δε可以发展出的FRS力比物体重量大50～1000倍。
相对于具体的PP型平台的气动力学设计，不同的浮升间隙下AD刚性的性质由最优平衡间隙εn表征。因此，此AD刚性对于较宽和较窄间隙两者都会减弱。重要的是，当物体受到外力包括与加速运动有关的力的作用或是当物体瞬时受到外力的作用时，要区别这类行为以保证同样可以是局部性质的良好的功能性不接触性。在物体上的上述影响也可以在只是限流区受到干扰时以局部方式发生，此外。最重要的是保证不接触，尤其是当物体很薄、尺寸宽因而可弯曲时，局部的力就可能产生三维性质的变形。
在需要于极高的平整性精度下对扁平的轻量宽尺寸物体如晶片、FPD或PCB(内层与外层)作不接触的静止或输送支承时，局部平衡的PP型平台适合选用于进行这项工作。此外，这种PP型平台还能提供高的平整化性能，而这对于物体本身不平整而在进行精密处理的区域中仍需高的平整性精度时是非常有用的。这种PP型平台相对于上述物体的弹性，能在物体的不平度通常高达几个mm或更多时的处理区域中，提供由几个μm表示的平整性精度。在本发明的最优构型中，处理区域可以是(1)开设于PP型平台两部段间的细长区，或可以是(2)开设这样一个内部的矩形或圆形处理区，它远比PV型平台有源表面与物体尺寸为小。当被输送的物体宽而长时，提供有源表面的整体制造平整性和整体作业平整性的精度，其中包括由于气垫本身导致的误差以及运动系统与保持部件的附加误差，需要付出高昂的成本。为了降低成本，根据本发明一最佳实施例构造了这样的非接触平台，其中的PP型气垫仅仅用在平台的一个部段上只于进行精密处理的区域邻近提供高的平整性性能，而其他处则可采用PA型平台或任何其他输送装置。
虽然至此我们只考虑了平表面，但根据本发明另一最佳实施形式，并不局限于此而可应用于在处理区需提供高的平整性精度的任何实际的有源表面。这对于PV型与PA型平台也都是对的。典型的例子是按柱形形成PP型平台的两个相向的有源表面，这里的柱面直径可以很大，由此来减少横向的波纹图案。这样一种表面非常有用于例如印刷领域中所见的可弯型物体，或甚至当用到了FPD或PCB内层时，这时一维性的曲率会显著地增大这种扁平与可弯性物体的刚度。此种PP型平台的两个相向有源表面在用于直线运动中时也可以呈“V”形，其中一无源托架可以精密地于一细长的有源PP型平台(滑板)上滑动，反之亦然，此后一个或其他类似构型提供了防止侧向移动的精确运动。
根据PP型平台的作业条件。输入压力愈高，AD刚度从而相关的性能也愈高。但是对于扁平和宽的物体如晶片、FPD或PCB，有效的作业压力约为100～1000mB。业已着重地指出过，若是以高的压力和宽的有源表面工作有可能发展出很大的力。这种力有可能撕破此种双侧构型，因而依据本发明的另一最佳实施例，最好是提供恰为所需的压力而不要供给过多，限制有源表面的横向尺寸而由此为平台设计出结实的结构，不如此将损害平整性精度。例如具有有源区100×40cm的平台在压力供给为250mB之下工作时，可发展1000kg的相向力。双侧PP型平台必须非常坚固以将εn保持于允差之内而不受动态结构变形的影响。PP型气垫的实用的εn约为25～500μm。此外，在对于两个相向气垫考虑到相同作业条件的同时，还可以有选择地设计在不同作业条件与不同ε1和εn下工作的PP型平台。
为此，根据本发明的另一最佳实施形式，作为一种选择方案，可以采用预加载的支承用机械弹簧来连接此平台的有源表面，以便限制可能发展出的最大的力，这样当AD力超过此限度时，便调节这两个相对的有源表面进一步分开，以自适应方式拓宽气垫的间隙。据此便形成了一种整体式的“力限制机制”。应用上述这种机械弹簧也能有助于物体宽度不均匀的情形，而要是有时需要考虑宽度实质上不同的物体如PCB或FPD时，则必须在此种PP型平台中包括宽度补偿小系统设备，而这种子系统设计成可将气垫间隙调节成公称的物体宽度。
这种非接触PP型平台提供了以刚性、平整化能力以及静态或动态平整性精度表征的高性能。根据本发明，当需要上述高性能时最好采用PV型平台。但是基于其他原因如安全原因是可以采用PP型平台的，因为从稳定性观点来看，这种PP型平台是极其稳定的。此外，PP型平台允许进行双侧处理。它可以用于无接触地支承或输送FPD、晶片与PCB之类的扁平物体，同时从其两侧进行处理。这种物体也可以不是扁平的，而需要由例如PP型平台提供的高的平整化能力以满足处理中对平整性精度的要求。
当需要输送平整性极其精密的薄而宽格式的物体如FPD(一般，实际尺寸可高达180×200cm)，或是在多数情形下不平整而对于拟进行处理的小区或细长区则需要平整性精度的PCB，则最好是并且为节约成本而于处理区利用PP型气垫，同时将PV型或PV型气垫用作非接触平台。如将所述，必须规定一松弛长度避免外部干扰的影响。根据本发明的最佳实施形式，(1)在细长处理区能够进行例如清洗、涂层或检查，而在这种处理中，物体是沿垂直于此细长处理区的方向作直线输送；(2)类似地，在支承晶片的情形，当此细长处理区是在物体绕其中心转动的径向上时，是方便的。
根据本发明另一最佳实施例，(3)在支承与平整化物体时建议采用这样的PP型气垫，它只设在细长处理区邻近的限流区，但宽到足以允许松弛，同时在远为大的外部支承区，在该处理区之前与之后可以设置低成本的PA型或PV型气垫或是可以设置任何其他实用的支承装置；(4)当只需要小的二维处理区时(例如光刻处理中所见的，其中一般采用水平步进器来逐步地移动例如FPD或晶体之类物体)，为方便起见，只把PP型气垫用于此小的处理区周围的限流区，而在这一精密区外围的大区域内，实际上可采用低成本的PA型或PV型气垫。必须再次强调，在以上(3)与(4)两种情形中，最好设置一例如于PV型气垫中所述的松弛段。
此外，根据本发明一最佳实施形式，(5)作为一种选择方案，应用气动力学技术于双侧PP型平台的两个有源表面之一上控制压力，以便能够在各个步骤中或是经常性地利用一控制系统来调节物体表面与处理设备的有源部件间的距离。此外，(6)作为一种选择方案，将实际的处理区分成几段以对上述松弛距离进行局部调节。在此选择方案中，最好将处理区分成几个独立的压力控制部，能够在工厂实现控制或是进行在线控制。
特别是当由PP型气垫以高度平整性精度无接触地作平整化与支承或输送物体并对物体进行处理时，此平台的上下有源表面能够类似地分成两或多个部段，有助于从物体两侧进行处理。尤其是当两段间形成的空隙沿运动方向可以宽到10～50mm时，就不会太多地损害所保持物体的平整性精度。但这自然要取决于物体的弹性。这样一种部段间空隙可以以下述方式起作用(1)在从物体上方进行处理时，当物体是以高度平整性精度进行无接触地平整化与输送时(连续运动或步进运动)，留出有从物体上侧到达物体并对其处理的空间。用于照明或成像的任何光源、任何功率的激光束以及由辐射或热气流加热，仅仅是几个可资利用的实例；(2)当物体是于PP型非接触平台内平整化且被精确地保持或输送时，能在物体的上下两表面上进行双侧处理(可以同时进行)。这种经分段的平台借助于限流器提供的AD障碍机制能够无接触地保持远比平台有源区为小的物体。
真空预加载的PP型气垫也能选用于非接触的空气轴承工艺，特别是当需要精密的运动而物体又是有适度的重量或是轻量的情形，这时的物体可能受到局部的和临时性的外力的影响，而这时的压力预加载则提供了与物体重量无关的AD刚性。
当只有一个例子用于PP型平台的有源表面相对于薄物体放置而有第二个非有源板置放于此物体的另一侧之上时，则只有一个气垫将物体压向此非有源表面。这类平台在此称作为PM型气垫。PM型平台可以用在与重力相关或无关的情形。它可以有多种用途，用来在例如FPD、PCB、晶片或任何印刷领域媒体之类物体上。对物体进行平整化和/或增大其侧向摩擦力。而不与面向气垫侧的物体表面接触，在此是禁止与此表面接触的。PM型平台的表面可以是平面的或非平面的例如柱形或V形(或任何其他所需形状)。PM型平台的有源表面可以是固定的而带有物体的非有源表面则可以是运动的，或是相反。这时的运动可以包括或综合有直线运动与具有一垂直于此有源表面自旋方向的转动，或是当把柱面用作非有源表面时，也可有选择地旋转此柱面。必须强调，PM型平台是用来以低成本方式加力，而AD刚性则是以自适应方式提供给平台，这时相对于不均匀物体采用了压力限流器如SASO喷嘴，并在平台的有源表面未被完全覆盖时(当物体具有较小的横向尺寸时)提供限制MFR的AD障碍机制。这样，还由于平整性主要是由此种平台的非有源表面的平整性决定，因而PP型平台的AD的详细设计在抽空孔与分辨率方面就不同于PP型平台的AD的详细设计，同时高的AD刚性未必是最关键的性能。
根据本发明一最佳实施形式，这种非接触支承系统的各有源表面都设有多个压力限流器来提供作为本发明最重要要素的FRS能力。在本发明的最佳实施形式中，建议采用描述于WO 01/14782、WO 01/14752与WO01/19572中所述的SASO限流器，它们之中所公开的内容已综合于此供参考。一般，这里所述的SASO限流器(图7)通常包括一导管70，导管70内设有两行基本上相向的翅片72、74，从内部突出，一行翅片相对于另一行错开。使得与一行的相续翅片间形成的腔76、77相对地设置另一行的一个翅片，得以当空气(或其他流体)流过此导管时于这些腔内形成涡流，同时形成基本上限定于这些翅片梢端之间的薄的核流78。在上述各参考专利文献中细致地描述和解释了此导管与该流体流的性质。而有关SASO限流器的性能、FRS机理与自适应性质的AD障碍机理已于以前说明过。
依据本发明一最佳实施形式，下面参看图8a，其中示明了一种PA型非接触平台80a，它具有平齐的有源表面81，配置有棋盘格式的基本单元(提供均匀的支承与局部平衡)。具有多个设有限流器82最好是SASO喷嘴的压力出口，目的在于增强平台80a的FRS特性同时当有源表面未被完全覆盖时来保持压力级。此外还具有多个抽空孔83。必须着重指出，为这些图9所示限流器标明的“电阻器符号”只是用作符号说明，而限流器82的实际细节则如图7中例示且更详尽地示明其内容已综合于此供参考的WO 01/14782、WO 01/14752与WO 01/19572中，当尺寸可以大于或基本上等于或远小于有源表面81的物体500平行地置于平台80a的有源表面81上方的紧邻区中时(取预定间隙εn)，便在物体500的下表面与有源表面81之间确立一PA型气垫85。物体500可以沿箭头501的示向任选静止、输送或被牵引的方式。将空气引入气垫85的压力限流器82的出口82a以及用来经其中将空气从气垫85释放出的抽空孔83的出口83a以交错形式分布于有源表面81上。出口82a、83a的直径可以变化，可以不等，取圆形或其他形状。压力限流器82的各入口与压力储器86流体通连，而此储器本身又与一气泵86流体通连为其提供压缩空气。或者，各压力限流器的入口82流体通连地与后述的整体式单一集流腔(图15a)连接，此集流腔则与气泵86a流体通连。可以有选择地于此抽空孔中设置一限流器用来提高平均气垫压力。
PA型非接触平台的性能可以通过特定种种机械的与气动力学的条件或参数来确定，这类条件或参数包括(1)相对于系统所支承物体的尺寸的平台尺寸，这方面可以包括用来减少外部干扰与振动的松弛区的布置；限流器特性(相对于最佳限流器而论，通过规定SASO喷嘴构型的几何参数以及实际尺寸)；(3)气垫间隙；(4)PA型气垫的基本单元尺寸与细节；以及(5)作业条件。从应用观点出发，空气动力学设计中还要考虑(6)平整性精度与其他性能技术条件；(7)物体的特性(材料、物体重量与尺寸)；(8)与运动有关的细节以及(9)与处理有关的细节，包括尺寸与所形成的力。
现在来参看图86来说明本发明另一最佳实施形式的PA型非接触平台80b，它具有的平整有源表面81上设有棋盘格式的基本单元(提供均匀的支承与局部的平衡)以及多个压力限流器82。此外在有源表面81上设有与运动方向85平行的表面沟槽88，以帮助抽出空气，此空气可以于沟槽的终端或通过选择性设置的孔88b释放到大气中。也可以沿与运动方向501垂直的方向设置这些抽空沟槽。或者也可略去这些抽空孔而只通过抽空沟槽进行抽空。
此外，依据本发明另一最佳实施形式，此PA型非接触平台80c的平齐的有源表面81可以沿物体的运动方向501分成几个细长部段89(分成两部段的情形示明于图8c)中。在这种情形下，抽空是通过设在两部段89间的各细长空隙89a(观看右侧)局部地进行。或者可不利用前述的抽空孔而只通过这些细长的空隙89a实现(观看左侧)。此有源表面81也可以依垂直于运动方向分割或也可以依二维方式分割。一般，也可以包括抽空用表面沟槽(未图示)。特别是这种开口的空隙也可用来处理和输送工具，安置用于运动或过程控制的传感器和够到物体，从而能在物体上方进行处理，或甚至可选用来进行双侧处理。此有源表面则可以设置一或多个通孔用于对物体进行处理作业。
本发明的PA型非接触平台的有源表面最好是平面式的。便于供多种支承和输送使用。但也可根据具体的设计要求以及在其上支承或输送的物体的性质而为柱面、曲面或复曲面的。同时这也还要取决于必要时在其上方进行处理的性质。这种处理也可在邻近有源区边缘的外部区域中进行。必须着重指出。PA型的有源表面并不常常是矩形而可以是任何所需形状。特别是可以方便地采用圆形的PA型平台来支承圆形晶片，使其可以在静止状态或转动状态保持。虽然也可方便地采用棋盘格式来分布出口，但其本单元的两个横向尺寸(图2a)并不相同。特别是最好于有源表面邻近采用细的分辨率。在这些图所示的实施形式中每个限流器只与一个抽空孔(如果有时)关联，但也能在它们之间选择任何比例以便有效地处理超轻量物体(例如用于手指接触支承时需要进行更强的抽空)或是重物体(这里为了提供足以平衡重力的力需作较弱的抽空)。
依据本发明一最佳实施形式，下面参看图9a，其中所示的PV型接触平台90a具有棋盘格式的平整的有源表面91(提供均匀的支承与局部平衡)。上面有多个带限流器92的压力出口和多个真空导管93。PV型气垫95，当物体500完全覆盖有源表面91且实质上等于或大于有源表面91并在有源表面91的紧邻区平行于此表面91设置时，便形成在物体500的下表面和有源表面91之间(取预定间隙εn)。此物体作静止支承但也可有选择地被输送，然而此物体必须至少完全覆盖有源表面91(例如常见于圆形构型如晶片、硬盘、CD、DVD等)。将空气引入气垫95的压力限流器92的压力出口92a以及经其从气垫95抽出空气的真空导管93的真空出口53a以交错格式分布于有源表面91上。出口92a、93a不必相等也不必一定要呈圆形。各限流器92的入口与一底侧的压力储器96流体通连，而此储器则与一提供压缩空气的气泵96a流体通连；各真空导管93的入口与底侧真空储器97流体通连，而真空储器97则与一提供真空吸力的真空泵成流体通连。或者，各限流器92的入口与真空导管93的入口与以后说明的底层整体式双集流腔流体通连(图15b)，而此双集流腔则与气泵96a和真空泵97a两者流体通连。可以选择性地应用一个泵来供给压力(与泵出口连接)和真空(与泵入口连接)两者，但这有可能限制性能和气动力学调节的选择性。因而不拟推荐这种方法。
PV型非接触平台的性能可以通过特定种种机械与气动力学的条件或参数确定，这方面除平台的尺寸外还包括(1)限流器特性(在此，相对于最佳限流器，规定了SASO喷嘴的结构参数与实际尺寸)；(2)气垫间隙εn；(3)PV型气垫基本单元的尺寸与细节；(4)作业条件，包括调节与控制的供选择的装置。能够通过将有源表面或它的部分分成若干个独立的调节区段，施加局部的真空/压力调节来提高平整性精度。对于PV型平台，一维区段分布可应用于能进行处理的邻近横向宽与短的空隙的边缘区中，如图9c的分割开的构型所示，或是在物体上方进行的“处理区”。从应用观点出发，空气动力学设计的考虑必须包括(5)平整性精度与其他技术规格；(6)物体的特性(材料性质、物体的重量与尺寸)；(7)有关运动的细节以及(8)所涉及的处理的性质(包括需要发展的尺寸与力)。
依据本发明另一最佳实施形式，现在参考图9b，其中示明的PV型非接触平台90b具有至少一平整的有源表面91，以棋盘格式(提供均匀的支承与局部平衡)装备有多个压力限流器92最好是SASO喷嘴来提供平台90b的PRS特性，以及多个具有与限流器92相比远低的AD阻力的真空限流器，也最好是SASO喷嘴。当可以是大于、实质上等于或远小于有源表面91的物体500平行地位于平台90b的有源表面91的紧邻处(取预定的间隙εn)，此PV型气垫95便确立于物体500的下表面和有源表面91之间。物体500可以有选择地作静止地或沿箭头501所示方向支承。当有源表面91未被完全覆盖时，这两个限流器92、94确保了真空级与压力级。将空气引入气垫95的压力限流器92的出口92a和经其从气垫95抽出引入的空气的真空限流器94的真空出口94a以交错格式分布于有源表面91上。这两个出口92a、94a不必相等也不必一定呈圆形。各压力限流器92的入口与一同提供压缩空气的气泵96a流体连通的底侧压力储器96成流体连通，而各真空限流器94的入口则与一同通过真空抽吸提供“有源”抽空的真空泵97a流体连通的底侧真空储器97连接。或者，各压力限流器92的入口与真空限流器94的入口都连通到后述的底侧整体式双腔流器上(图15b)。
根据本发明另一最佳实施形式，现参看图9c，其中的PV型非接触平台90c的平齐有源表面91分成几个部段，图9c中示明了在垂直于物体500运动方向501上分成的两部段99。有源表面91上设有多个压力限流器92和多个真空限流器94，而这两种限流器最好是两种不同的SASO喷嘴，分别具有以交错形式分布在有源表面91上的出口92a、94a。有源表面91也能以平行于物体运动方向分割或以二维方式分割。特别是在分割中空开的空隙能够有选择地用来通过它们协助在物体上方进行的处理，也能允许对物体进行双侧处理，它也还能用来处理和输送工具并将传感器定位使其用于运动或过程的控制。其他有关细节在图9a或9b中讨论到。上述有源表面可以设置一或多个通孔以促进对物体的处理和对物体进行的搬动操作。
依据本发明另一最佳实施例，现在参看图9d，其中示明的PV型非接触有源平台具有的平整的有源表面91上装配有多个压力限流器92和多个真空限流器94(这两者最好是两种不同的SASO喷嘴)，它们各自的出口以交错行的形式(不是棋盘形式)分布于有源表面91上，以在不与这些行正交的有效方向上改进平整化性能。同样，也可以有选择地由不具有限流器的真空导管来置换有限个数的真空限流器。
根据本发明另一最佳实施形式，下面参看图9c，其中所示的上保持PV型非接触平台90e具有的面向下的平整有源表面91配置有多个压力限流器92和真空限流器94(它们最好是两种不同的SASO喷嘴)，各自的出口92a、94a分布于有源表面91上。在此情形下，物体500是从无接触地从其上侧保持的同时，沿方向501悬挂式地静止或输送。
PV型平台的应用范围宽广。根据本发明的几个最佳实施形式，不损失一般性，现在参看图9f～h，其中的PV型平台是一托架，它具有的有源表面能在无源的平整表面上行进。第一个例子示明于图9f，其中的托架510具有平整的下部有源表面(未能于图中看到)。此托架在一宽广的平台520上行进。在此平台上可沿任何方向运动。此托架可以有其自身的压力源与真空源。或者它可以通过软管540流体通连地与压力源和真空源(为简明起见未于图中示明)。这种构型也可以倒置应用，其中的台架510悬挂地位于其上的平台520之下(图9h)。此外，这种构型也涉及到其中托架510是无源部件向平台520则是有源部件的情形。在这种构型下也可有选择地应用PA型平台(但不是上部保持的选择方案)。尤其是在涉及重载荷之时。
图9g示明线性运动的构型，其中的托架511具有底部的平齐有源表面(未于图中示明)。此托架于一细长的平整路径521上行进。而在横向上可由两条限定轨道531(它们必要时可以是两个相对的垂直非接触表面来提供精确与稳定的无摩擦运动)从两侧加以限制。运动方向由箭头表明。此托架可以有选择地具有它自身的压力与真空源，或者它可以通过软管541与压力源和真空源流体通连。这种构型也关联到托架511是无源部件而平整路径521是有源部件的情形。同样可以有选择地将PA型平台用于这种构型，特别是在涉及重负载时。
图9h示明了相对于图9g的一种倒置构型，用于其中托架512具有顶部平整有源表面(未于图中示明)的线性运动。此托架是在一细长平整台架路径522之下行进，由PV型气垫从其上侧垂下，物体可以在横向上从其两侧为两个限制轨道532(它们必要时可以是两个相对的垂直非接触面来提供精确与稳定的无摩擦运动)所限定。运动方向由箭头标明。此托架可以有选择地具有其自身的压力源与真空源，或者此托架可以通过软管542与压力源和真空源流体通连。同样，这种构型也关联着其中托架512是元源部件而平整台架522则是有源部件。
本发明的PV型非接触平台的有源表面最好是平面式的，以适合供多种支承和输送之用；但根据设计要求和它所支承的被输送物体的性质，它也可以是柱面的、曲面的或复曲面的，它也还取决于在其上进行的处理。可以在有源区边缘邻近进行处理。必须着重指出。PV型平台的有源表面并非常为矩形的而可以取任意形状。尤其最好是在限定的“处理区”中采用精细的分辨率以提高进行处理的区域的性能，同时(出于不同的原因)于有源表面的边缘邻近提供精确的分辨率以限制边缘效应。
依据本发明一最佳实施形式，现在参看图10a，其中示明了具有双侧构型(图10d)的PP型非接触平台100d的单一平齐的有源表面101a。此有源表面101a配置有多个压力限流器102，目的在于当此相对的有源表面未被完全覆盖时给平台100d提供FRS特性。还设置有多个抽空孔103。用于这种有源表面的布局依照图6a中给出的便利的基本单元的8∶1的比例。气垫105a确立在物体500的两表面之一和面向的有源表面101a之间，这时的物体500(可大于、等于或远小于有源表面101a)平行地位于有源表面101a的紧邻(隔预定间隙εn)，在此双侧平台100d的两个相对有源表面之间。此物体可以有选择地保持静止或沿箭头501的示向输送。将压缩空气引入气垫105a的压力限流器102的出口102a和经其从气垫105a抽出空气的抽空孔103的出口103a，以前述的基本单元格式分布于有源表面101a之上(提供均匀的保持与局部平衡)。出口102a与103a的直径不必相等也不需呈圆形。各压力限流器102的入口与压力储器106通连，后者则与提供压缩空气的气泵106a通连。或者，各压力限流器102的入口与一连接气泵106a的于支承面上成为总体的单一集流腔连接(图15a)。在应用真空预加载时，抽空孔103可与连接真空泵(未图示)的储器连接。
依据本发明一最佳实施例，可以有选择地将PP型非接触双侧平台100e构型的有源表面(图10e)分成若干部段(分成两部段109的形式见图10b)。这种构型据认为是最实用的PP型平台。图10e示明了具有双侧构型100e的PP型非接触平台100e的单一的平整有源表面101b。此有源表面101a设有多个压力限流器102用来在两个相对的有源表面未被全覆盖时提供平台100e的FRS特性并确保压力级，同时设有多个抽空孔、用于这种有源表面的布局依随图6a给定的方便的基本单元的8∶1比例、气垫105a确立在物体500的两表面之一和面向有源表面101a之间，此时的物体500(可以大于、等于或远小于有源表面101a)平行地位于有源表面101a(隔预定间隙εn)，在此双侧平台100e的两个相对有源表面之间。此物体可以有选择地保持静止或沿箭头501的示向输送、有源表面101a的两个部段109垂直于运动方向501分开，其间开设的空隙109a可通过它抽出空气。一般，此有源表面101a也可以平行于运动方向或以二维方式分开。
根据本发明一最佳实施形式，可以有选择地于双侧PP型平台如平台100d(图10d)的有源表面101a上设置沟槽如图10c所示。沟槽108平行于运动方向501设置，但它们也可以按任何实际方向与尺寸设置。这些沟槽也能以二维方式设置。这些沟槽设计可以包括抽空孔108c，同时还可以在到达有源表面101a边缘之前有一终端108d。这些沟槽可以如图所示抽出部分的排出流，或是与有源区的边缘一起进行绝大部分的抽空工作。此外，这种沟槽可以有选择地用来支持有可能在物体上方进行的处理，还可以用来处理与输送工具以及对运动控制和过程控制用的传感器进行定位。
本发明的PP型非接触平台的有源表面最好是平面，以适应于多种支承和输送之用，但也可根据设计要求和在其上支承或输送的物体而为柱面或任何其他实用的形状，还可能要根据在具有两个相向有源表面的PP型平台两个部段间的空隙中所进行的计划处理的性质。虽然采用基本单元格式(图2)是方便的，但其两个侧向尺寸不必相等。最好在有源表面的紧邻处采用精细的分辨率。
根据本发明一最佳实施例，现在参看图10d，其中所示的双侧PP型非接触平台100d具有两个相向且基本一致的有源表面，即一个是类似于图10a所示的有源表面101a的上部有源表面400a以及一个与之基本一致的下部有源表面400b。或者可采用图10c所示的具有表面沟槽的有源表面101a。平台100d的这两个相向的有源表面400a、400b是平行地排列而中介一窄的距离。物体500从其两侧由双侧平台100e作用于其上的空气动力作无接触的支承。物体500可以大于、等于或远小于有源表面101a，平行地设置于PP型平台100d的有源表面400a、400b的紧邻(两侧的预定间隙相类似)。物体500可以保持静止或沿箭头501的示向输送。这两个相对向的气垫的两个间隙上气垫的间隙ε1确立在物体500与上有源表面400a之间，下气垫的间隙ε2确立在物体500的下侧与下有源表面400b之间，此ε1与ε2可以一致或不同。通过调节两有源表面之一的压力来调节相对于任何空间要求的提升间距，可以设定不同的间隙。物体500无接触地保持于双侧PP型平台100d的两个相向的有源表面400a与400b之间。其间的预定距离等于物体宽度“w”再加ε1与ε2之和。若是是一些物体且具有不同的宽度。则可以对此双侧PP型平台100d增设一“板宽调节机构”(未图示)，以调节该相同表面间的距离。将压力分别地供给与气泵106a流体通连的上压力储器以及与气泵107a流体通连的下压力储器107。或者，可用一个结合到表面中的单一集流腔来替代这两个压力储器(图15a)也还可以用一台气泵来给此上、下有源表面提供压缩空气。
根据本发明另一最佳实施形式，有源表面分成若干部段，而具有两部段109-1与109-r的双侧PP型非接触平台100e则示明于图10e中。此双侧PP型非接触平台100e有两个相同的一致的有源表面一个是分开的上有源表面400a。它与图10b所示的相分开的有源表面101b一致，还有一个是一致的下有源表面400b。非接触PP型平台的这两个相向的有源表面400a与400b平行地排列而于其间保持一窄的距离。物体500可以大于、等于或远小于有源表面101a，平行地设于双侧平台100a的有源表面400a与400b的紧邻(取类似的预定气垫间隙)。物体500从其两侧为双侧平台100e作无接触地保持，且可保持为静止的或依箭头501的示向输送。
根据本发明另一最佳实施形式，现参看图10f，其中示明沿垂向定位的双侧PP型非接触平台100d。在垂直情形，平台的脚印可以小，尤其是当涉及宽规格的物体如FPD时。物体500可以沿垂向保持于静止或沿箭头501示向输送。应该指出。这种垂直取向对于输送本身提供了选择机会，并能执行通过垂直取向可获得种种优点的处理。
上述双侧PP型非接触平台可以通过规定下列各种机械与气动力学的条件与参数来确定其性能(1)平台的尺寸与物体尺寸的关系，包括设定供选择的松弛区来减少外部的干扰与振动；(2)限流器特性(同时涉及到最佳限流器的、通过规定SASO喷嘴构型的几何参数以及实际尺寸)；(3)气垫间隙εn；(4)PP型气垫的基本单元的尺寸与细节；(5)作业压力条件，包括任选的调节与控制装置，同时考虑到通过分割这些有源表面或其中之一或其中之一的一部分成几个独立控制区段来增强平整性精度的可能性，而对于PP型双侧平台，一维区段的分布则可以用于进行处理的横向宽但是短的空间邻近的边缘区，如图10d的分割开构型所示；(6)应用真空预加载来提高刚性；而从应用观点出发，气动力学设计上的考虑最好包括(7)平整性精度、平整化能力及其他性能规格；(8)物体特性(材料方面的，不平整性缺陷，宽度，物体重量与尺寸)；(9)涉及到的运动的细节；以及(10)涉及到的处理细节，包括维数以及可因此处理而施加的力。
这种压力预加载的PP型非接触平台的双侧构型在AD刚性、平整化能力与平整性精度方面提供了高的性能。它主要用来在输送宽规格而较平整的物体时相对于处理设备提供精密的运动、平整度与平行度的精确性。在通过这种双侧PP型平台作非接触保持时，可以直接提供下述优点(1)不会有接触所致的污染印记；(2)没有ESD(静电放电)问题或任何其他进行连接或断开连接的问题；(3)减少了输出的干扰与波动。此PP型平台对于物体相对于其特性与尺寸弯曲或变形达到几个mm时，也能提供高的性能。特别是它能相对物体的特性与尺寸将几个mm宽的物体平整化。
这种双侧PP型平台的相向的两个气垫能在物体上因而在支承两个相向有源表面的此双侧PP型平台的结构上发展出很大的反向力。于是这种结构必需非常结实以免变形而影响到精度，当物体设置于PP型平台的两个相向的有源表面之间。就会形成相关的负荷，但由于有了抽空孔或沟槽或它们两者，当宽度显著大于εn的物体输送过时，这种负荷只在“有源区”中局部地与临时性地产生。要是不存在物体时，则这种负荷将显著地减少，特别是可以为零。
至于可以有选择地用于功能良好的双侧PP型平台的机械装置，最好是那种“极宽调节”装置，而这样的装置可以是手动的或全自动的。上述平台必须包括机械调节装置，用以相对于处理设备或任何所需的基准，根据平整度与平行度来调节位置与取向。为了隔绝任何输出的干扰与振动，最好有振动观察装置。
还最好为这种双侧PP型平台增设朝上方向的入口部，便于将物体的前沿平滑地、最好是无接触与摩擦地插入两个相同的有源表面之间。这种入口部可能涉及到机械装置例如辊以及低摩擦材料或气动力学导引装置如此入口部的有源表面以及空气喷嘴，它们可以通过碰撞使物体进行实质上运动中的插入。或者可以采用基本上无运动的插入处理。这时的入口部可以是具有两个有源表面的装置。其中的一个在插入期间可视需要除去，然后再使它返回朝向静止的可以有选择地暂时变换为真空态的相向的有源表面，以提供另外的(接触式)平整化装置。插入后，运动中的有源表面返回闭合前述间隙并在运动中使物体平整化。最后将此间隙调整到作业间隙(物体宽度+2倍εn)。要是应用真空变换，如上所述，变换回作业压力将中止此插入时间，而物体或其前沿区将被无接触地保持与平齐化，准备好用于后继的作业。
为了避免由于错误而试图将比所需为宽的扁平物体插入时有可能发生的关键性损伤(对物体与平台两者)。最好应用亲和性的阻挡件如带有能发送控制报警信号的辊或线性片簧，这样就能中止这一过程而避免此种插入事故。基于上述原因，对于在作业循环中加载的短暂性行为，最好将此PV型平台的两个相向的有源表面由预加载的机械弹簧连接，在此只要此弹簧力在预定限度之下时，平台就能正常地工作，但当由于任何原因(例如宽度不均匀比期望值宽，或是作业压力过高)，当这种弹簧力达到所允许的限度时，这两个有源表面或其中之一便会以自适应方式略微地推开(最好相对于此处理过程推到相反方向)。这样就提供了一种限制AD力和作用到此结构上的力到一预定值的自适应机制。也可提供用于这种机制的机械式限制器只允许相对于气垫间隙进行少量移动，这是因为此限制器可以是一种非平行机构，除非它被设计成只用于单向平移运动时。在此还可能涉及到对主控制器的信号。
有关所分开的有源表面必须着重指出。对于此上下有源区必须作出一致的对置的分割，不然就不能正常地工作。局部的不平衡和不一致的装配将形成不对称情形，造成来自一侧的局部负荷和强力的机械接触，这在物体运动时就能以高摩擦力中止此运动。于是平台就将失效，而所有需要的性能特别是平整性精度会受到严重损害。
同样重要的是要强调，对于本发明的最佳双侧平台实施形式而言，也可以以PV型有源表面取代PV型有源表面来构成双侧型非接触平台。在这种情形下，双侧PV型平台具有压力预加载机制的此外还有真空预加载的基本优点。尽管这会由于局部“有效局域”的结果而会提供比PP型较少的AD刚性从而较小的平整化性能，但这种双侧PV型平台相对于加到其结构上的负荷是“无源的”，事实上当它以名义间隙(εn)工作时，这种外向力实际为零。但是在偏移的位置下，大的力可以加到此结构上，但这种力远小于PP型平台中发展出的力。虽然双侧PV型平台相对于PP型双侧平台是一种复杂的平台而必需附加真空源。但它另具有下述优点(1)允许制造略有不同的上下有源表面而不会导致总体失效，但它必须仔细设计；(2)插入期间可以采用上侧保持方式；(3)原本就可以变换为真空台。还可以构成组合形式，从一侧应用PP型有源表面而从另一侧应用PV型有源表面。不论出于任何理由，都能形成不会导致整体失效的混合式双侧平台，但仍然需作仔细设计。
根据本发明一最佳实施形式，现参看图11a，其中示明了另一种双侧非接触平台110a，各相向的面都为PV型的。
根据本发明一最佳实施例，现参看图11b，在其所示的双侧PM型非接触平台110b之中，上表面是有源表面111，如图10a～c中所示的；下表面112是无源的平表面，能吸收AD所加的力。当PM型平台工作时，施加有力无接触地保持着物体500，使之压向下无源表面。因此，物体500被“压向壁部而平整化”，而相对于上气垫作业压力发展出可用来提供不滑动的摩擦力。事实上，PP型平台只需变换下表面的压力就能立即将其功能改变为PM型的，表面112也可形成有抽空孔113。或者，表面112是一真空台(未图示)。或也可以将上有源表面111与下无源表面不相关地分成几个部段。此下表面可以保持静止，或是将其用作一移动台而在其移动中载承着物体不丧失一般性，此PM型平台可以实质上是一种平面或柱面结构，呈矩形或圆形，此外。不限制将这种平台倒置使用且与重力无关。
根据本发明一最佳实施形式。现在参看图12，其中示明了PM型平台的不同实际应用。案例120a示明的PM型平台中，装置121a具有下部有源表面，根据距离εn在物体500上感生出压力。由此使物体相对于装置122a的无源表面平整化，这里的两个装置都是静止的。装置121a与122b具有基本一致的尺寸而物体则具有不同的尺寸。或者，此下部装置是一真空台。案例120b示明的PM型平台中，装置121b具有下部有源表面，在物体500上感生压力，使物体相对于无源装置122b的表面平整化。上部有源装置121b比装置122b小，沿方向501移动。装置122b与物体500两者都是静止的。案例120c示明了6个有源部段121e，它们将物体500压向载承物500沿方向501移动的无源装置122c。或者此移动的装置122c是一真空台。案例120d与案例120a类似，但是它的两个相向表面是柱面形的，这样物体500便弯垂向下部装置122d。案例121e示明一种其中的上部装置121e可以转动的圆形装置。图120f示明一种驱动圆柱体122f，它沿方向501转动，给弯形的媒体500提供拉伸运动，而此处的摩擦力则是由有源装置121f感生的压力确定。
根据本发明一最佳实施形式，下面注意图13～15所示的具有整体式集流腔的典型有源表面的特殊结构。图13示明具有分层组合的有源表面，它具有的顶板130提供了有源表面131的顶板的结构的坚固性。中间板132是喷嘴板而下部板是盖板。具有压力连接器135而最好还具有真空连接器136的外部细长集流腔136以一维方式提供了作业条件、有关上述分层组合的选择性的设计细节例如示明于图14a、14b、15a、15b中。图14a示明的是只设有压力限流器如SASO喷嘴的喷嘴板。这种喷嘴板例如能够用激光器(Yag与CO2)或用穿孔或是模压方法制造。能够生产单独形式的限流器，但从组装方面考虑，这是方便的和经济的。图14a示明了一种薄板(通常厚0.1～4mm)，包括多个具有出口151的限流器152如SASO喷嘴以及多个提供用作抽空孔的通孔151(或者用作空气的自由抽空或者与真空储器连接用于主动地抽吸空气，但没有限流器)。可以有选择地设立许多平行排列(但非必需)的内部供应导管144，其于各对限流器具有共用入口处，如图左侧所示。或者将各限流器独立地连接这种内部供应导管144e，如左侧所示。空气经交叉层通道146供给上述内部导管。图14b示明一喷嘴板。同样其中的真空限流器153也有出口(由此通过真空将空气抽出)，例如SASO喷嘴。压力限流器152的AD阻力显著地大于真空限流器153的。各个压力限流器152与内部供气导管144连通，而各个真空限流器152则与第二组真空内压力导管145连通。压缩空气经交叉层通道146供给这些压力内导管，而真空吸力则经交叉层通道147供给真空内部导管。图中示明的一种选择方案是在喷嘴板内设立内部供给导管，但也可将这类导管设于顶板或底板，或者可以是这些形式任意的实际组合。
图15a示明相对于图14a所示喷嘴板的整体式单一集流腔。此图的顶部示明了主压力集流器155，此集流腔155有压力连接器159和与内压力导管144大致正交的内通道157，这样它就通过交叉层通道146将压缩空气供给各个内压力导管144。为此，通道157远比内导管的典型宽度宽，得以输出预定的MFR而无压力损耗。横剖面AA(选择方案1)示明了内压导管144形成于盖板143的下表面上的情形，而横剖面AA(选择方案2)则示明了内压力导管144设立在具有有源表面140的顶板141的上表面中的情形。横剖面BB示明具有出口151的抽空孔149，它们穿过这三组组合体。
图15b示明相对于图14b所示的喷嘴板的整体式双集流腔。此图的顶部示明的主压力集流腔155具有压力连接器159和与该内压力导管144大致正交的内部通道157，这样就可通过交叉层通道146将压缩空气供给各内部压力导管144。为此，通道157要远比内部压力导管的典型宽度宽，以便输送MFR而无压力损耗。此外，这种整体式双集流腔包括一具有真空连接器160和与内部真空导管145大致正交的内部通道158的主真空集流腔156，这样它就可通过交叉层通道147给各个内部真空导管144提供真空。因此，通道158远比内部真空导管的典型宽度宽，以便输出MFR而无真空损耗。横剖面AA示意地表明压力限流器152的横剖面，而横剖面BB则示意地表明了真空限流器153的一个切开部分。
不丧失普遍性，在把非接触平台用来不接触地支承物体时，存在两种基本选择方案。首先，被支承的物体可以被静止地支承。物体的位置可以用几个侧面销或是柱体或周边导板相对于平台固定就位。或者，可以用几个真空垫保持物体的下部或上部或侧部表面或是周边的细长真空来将物体固定。也还可以用边缘夹持器对物体作机械地保持。所有这些例子的目的都在于防止物体侧动与运动，一些用来保持物体静止的装置可以整体地结合到非接触平台中。
其次，当需要运动时，此被支承的物体则不接触地于平台的支承表面的上方移动，且可以由推动销或推动导板驱动。或者，此物体可以由与其边缘接触的水平辊或气缸或立式传动缸驱动，或者在能够由非接触感生的力加大摩擦力时由皮带驱动(提供一种PM装置)。或者，此物体可以由保持其侧边的一或两个侧面夹持杆，由几个机械夹持器或是由在此物体的一或两个侧边处的若干真空垫驱动。此物体也或可以通过机械夹或真空垫由保持此物体前沿或后缘的夹持杆来将其驱动。当此非接触平台沿垂直定向时，物体可通过从动的上部夹持杆或通过底侧的辊或是皮带倾斜。另外，此物体也可由具有夹住其下表面或上表面的内部区域的下部或上部驱动机构驱动。在圆形非接触平台情形。物体可以由接触圆形的物体的边缘的驱动缸转动，或是用具有内部夹持器或真空垫的自旋的周边开口装置夹住，这样就避免了物体与夹具之间的相对运动。当非接触平台支承物体时，通过机械手使物体按需要定位，就能容易地进行横动与转动。例如，能够方便地用于晶片与FPD的非接触准直与定位，同时在晶片或FPD处理中进行精密的直线运动或转动时提供非接触的支承，此时的水平定位是由驱动装置控制而垂直位置则是为可由AD装置控制的气垫确定。还可以有选择地提供纯粹是气动的摩擦力来驱动物体，方式之一是采用定向喷嘴或贴壁射流。自然需对运动进行控制来提供所需的速度和精确的定位。
本发明的基本的非接触支承系统示明于图16～18中。相对于本发明一最佳实施形式，图16示明的典型非接触输送系统包括具有压力供给导管201a的长PA(或PA)型有源表面201。物体500由线性驱动系统沿方向501驱动，此系统具有直的通道，以两个移动托架211支承一带有机械夹持指213的侧边夹持杆212，此夹持指213夹持位于有源表面之外(通常可达2cm)的物体500侧边。此系统的左侧是一由5个非接触PA型部段233(也可以用PV型的)构成的装/卸区203。部段233连接压力供给管203a，各两部段233之间则有一具有多个销215的提升和卸载机构。这些销也可以是非接触销，其中在各个销的顶面生成气垫(这样就必需由另外的装置例如周边导板来提供横向运动)或设有真空垫。此种系统设有控制装置240和各种传感器。其中例如有测量物体500运动速度的传感器，此控制装置也可与其他装置通信。
考虑本发明另一最佳实施形式，此时由图17示明一种典型的单侧高性能系统。此系统在平整性精度方面提供了高性能而可以无振动地输送物体500。此系统包括常规形式的(类似辊或带式输送器)或具有非接触性质的装载和卸载输送区201、203。在本发明中应用的是PA型非接触平台，但也可以是PV型平台。此外，提供了一种新型的中央PV型有源表面203，它具有主集流腔204和用于供给压力的管线204a、和供给真空的管线204b。当采用空气动力学控制时，管线204设有独立控制的压力或真空子集流腔区段204c，用以沿此处理区局部地调节浮升间隙。此PV型装置202包括一中央处理区200和用来减少来自外部区的空间干扰与振动的松弛区200a(通常长约5～15个基本单元的长度)。当需要精密的横向定位时，这种线性驱动系统必须是精密的，可以选用空气轴承系统。可以有选择地将侧边夹持杆212用机械方式与此驱动系统(210、211)连接，但它于垂直方向上提供了自由度，而此侧边夹持杆则无接触地支承于上部的窄长有源表面212a上。它还提供了一种选择，能使此夹持杆212的垂直杆通过AD装置(通过调节压力)与物体500对准。这时的此种处理是在物体500的上表面上方的处理区进行。但也可作为一种选择将此中央的精确区分成两部段如左侧所示。这样就能有选择地从下侧加速这种处理或能通过两部段之间开口的空隙220a进行双侧处理。其他有效的处理方法可以是(1)应用双侧夹持杆从两侧驱动物体，以消除动态力矩；(2)应用左下侧所示的前沿夹持杆250，此夹持杆是浮动于载浮着物体500的同一气垫之上，这样就能在此夹持杆与物体之间提供自然的水平准直。
依据本发明另一最佳实施例，图18示明一种典型双侧高性能PP型或PV型系统(图中示明的是PV型)，它具有一个双侧的中央精确部段200提供高度平整化性能与平整性精度，还具有可以是常规形式的或非接触性质的装载和卸载的外部输送区，根据本发明，采用了PA型非接触平台，但也可以用PV型平台。此种双侧型非接触平台有许多与上述各系统相同的细节。双侧PP型或PV型平台两相向的有源表面200a、200b以及其他的外部输送区分成三个一致的部段212，而驱动系统则是通过在这三个部段212两两之间对称形成的两个空隙来实现、无接触地夹设于两个相向有源表面200a与200b之间的物体500，由驱动系统213沿着方向501驱动，从物体前缘拉引，此驱动系统有两个可在部段212之间的空隙中移动的臂，且两个臂通过真空垫或机械式夹持器213夹持邻近物体500的前沿的表面。由于可生成很大的力，就需要如图中重的杆件所表明的结实结构。这种杆条是具有用于通过调节两相向有源表面间的间隙进行补偿的机构的板的一部分，补偿则是用于对不同的物体宽度进行工作时。此时的处理能够在此精密的双侧平台两部段之间的横向中央空间内进行。此种处理也可在上述表面上方进行，或者可以进行双侧处理。在此种非接触式双侧平台中也可以进行类似于图21中所述的系统中的平整性精度的空气动力学控制。可以有选择地设置弹簧230a以平行的或自适应方式调节两个实质上相向的支承表面间的间隙并且将这两个表面上感生的力限制于预定阈值之下。
尽管在此所公开的只是矩形系统，但也可以在涉及自旋系统的柱面坐标系中建立类似的平台。
显然应知，此说明书中所描述的实施形式及给出的附图只是用于更好地理解本发明而不是对本发明范围的限制。
还应认识到，内行的人在阅读本说明书后是可对这些附图与上述的实施形式作出调整与修整的，而这些调整与修整的内容仍应包括在本发明之中。此外，这里参考附图所示实施形式描述的细节与特点在许多适当的情形下，可以交换、选择或更替。
权利要求
1.借助气垫感生的力来无接触地支承一静止的或行进中的物体的非接触支承平台，此平台包括两个基本上相对的支承表面中的至少一个，各支承表面包括具有多个压力出口中至少之一和多个抽空通道中至少之一的一批基本单元中的至少一个，多个出口中的至少一个，以及多个抽空通道中的一个，各压力出口通过压力限流器与高压储器流体连通，这些压力出口提供加压空气用于生成压力感生的力，于物体和支承表面间保持一气垫，此压力限流器特征性地显示出流动性回动弹簧行为；所述多个抽空通道中的至少一个的每个都具有入口与出口，此入口在真空条件下保持一环境压力或更低的压力，用于局部排出质量流，从而获得均匀一致的支承与局部性质响应。
2.权利要求1所述的平台，其中此压力限流器包括有导管，导管具有入口与出口，设有安装于此导管内的相对的两组翅片。同一组的每两个翅片与此导管内壁的处于这两个翅片之间的一部分限定出一个腔，相对组的翅片与此腔相对定位，使得当流体流过上述导管时，在腔中形成基本稳定的涡流，所述涡流至少是在流动中暂时地存在而形成空气动力学障碍，允许在此涡流与相对的这组翅片的梢端之间有中央核流而以一维方式抑制此流动，这样便限制了质量流量并于此导管内保持显著的压力降。
3.权利要求1所述平台，其中所述多个抽空通道中的至少一个包括一真空限流器。
4.权利要求3所述平台，其中此真空限流器包括有导管，所述导管具有入口与出口，设有两组安装于此导管内的相对翅片，同一组的每两个翅片与此导管内壁的位于两个翅片之间的一部分限定出一个腔，相对组的翅片与此腔相对定位，使得当流体流过上述导管时，在腔中形成基本稳定静止的涡流，所述涡流至少是在流动中暂时地存在而形成空气动力学障碍，允许在此涡流与相对的这组翅片的梢端之间有中心核流(central core flow)而以一维方式抑制此流动，这样便限制了质量流量(mass flow rate)并于此导管内保持显著的压力降。
5.权利要求1所述平台，其中此抽空通道与真空储器成流体通连。
6.权利要求5所述平台，其中此真空限流器具有比该压力限流器显著低的空气动力阻力。
7.权利要求6所述平台，其中此真空限流器设计成可将真空级降纸到此真空储器的真空级的约70～90％。
8.权利要求7所述平台，其中供给于此平台的压力的绝对值相对于供给于此平台的真空的绝对值较大，前者是后者的1.2～3倍。
9.权利要求1所述平台，其中此支承表面包括多个平表面中的至少一个。
10.权利要求9所述平台，其中此支承表面是平整的。
11.权利要求9所述平台，其中此支承表面设有沟槽。
12.权利要求9所述平台，其中此支承表面是圆柱形的。
13.权利要求1所述平台，其中此支承表面大致呈矩形。
14.权利要求1所述平台，其中此支承表面大致呈圆形。
15.权利要求1所述平台，其中此支承表面是由分层构造的板件构成。
16.权利要求15所述平台，其中上述板件的至少一个包含多个构成限流器的孔隙和用于抽空通道以及用于压力或真空供应的层间通道。
17.权利要求15所述平台，其中此压力储器是在该分层构造内的整体集流腔形式。
18.权利要求17所述平台，其中所述这批抽空通道与真空储器流体通连，而此真空储器是在该分层构造内的整体集流腔的形式，构成双集流腔结构。
19.权利要求1所述平台，其中所述多个基本单元中的至少一个是作重复的排列用以提供局部平衡。
20.权利要求19所述平台，其中此基本单元是按一维重复排列提供。
21.权利要求19所述平台，其中此基本单元是按二维重复排列提供。
22.权利要求1所述平台，其中此压力限流器设计成将该压力储器所供的压力级减小到该压力储器的压力级的约30～70％，以通过这些压力出口引入到气垫。
23.权利要求19所述平台，其中在该支承表面中设有许多个通孔中的至少一个，用以接触到进行处理或加工的物体。
24.权利要求1所述平台，其中该支承表面通过一些间隔分成若干段。
25.权利要求1所述平台，其中此抽空通道流体通连地连接真空储器，同时此压力储器或真空储器中的压力级受到控制，对该支承表面的上方的物体的浮升间隙进行全面地调节。
26.权利要求1所述平台，其中所述抽空通道流体通连地连接真空储器，同时此压力储器成真空储器中的压力级至少是在此压力储器或真空储器的至少一个所选择的分离区中受到控制，用以对该支承表面的上方的物体的浮升间隙进行局部地调节。
27.权利要求1所述平台，其中所述抽空通道流体通连一真空容器，同时沿着该压力储器的一列所选择的分离区域逐个地控制压力，用以沿着上述列使该物体于此支承表面上平齐。
28.权利要求27所述平台，其中沿着上述列所选择的分离区，相对于一独立的基准保持平行性。
29.权利要求26所述平台，其中上述所选择的分离区定位于该支承表面的边缘以抑制边缘效应。
30.权利要求1所述平台，其中上述基本单元在该支承表面边缘处的分辨率(resolution)高于其内部区域的，用以尽可能地减小会降低效果的气垫的边缘影响。
31.权利要求1所述平台，其中上述基本单元包括多个抽空沟槽中的至少一个用作抽空通道。
32.权利要求31所述平台，其中上述基本单元包括多个抽空孔口中的至少一个用作抽空通道。
33.权利要求1所述平台，其中上述基本单元包括多个抽空孔口中的至少一个用作抽空通道。
34.权利要求1所述平台，其中上述压力出口与真空通道均取直线排列，即压力出口成行排一列对齐而抽空通道成行排列对齐。
35.权利要求1所述平台，其中所述两个基本相对的支承表面中的至少一个定向成使得物体是在其下方受到支承。
36.权利要求1所述平台，其中所述平台适用于在静止的物体上方被支承或输送。
37.权利要求36所述平台，其中所述物体是托架而所述支承表面是细长的导向装置。
38.权利要求37所述平台，其中上述导向装置在其相对侧上设有轨道，用以把物体的运动限定在此导向装置上方的预定路径。
39.权利要求38所述平台，其中上述轨道各包括权利要求1所述的平台，用以消除或大大减少摩擦力。
40.权利要求1所述平台，其中上述物体是一平整的导向装置而所述支承表面则包括于托架中。
41.权利要求40所述平台，其中上述导向装置在其相对侧上设有轨道，用以把托架的运动限定在此导向装置上方的预定路径上。
42.权利要求41所述的平台，其中所述轨道各包括权利要求1所述的平台。
43.权利要求1所述的平台，其中此压力出口数与抽空通道数之比为3～16。
44.权利要求1所述的平台，其中设有握持装置用来与物体相结合，用以保持物体或使其在支承表面上方运动。
45.权利要求44所述平台，其中上述握持装置包括夹具装置，此夹具装置本身无接触地用一如权利要求1的支承表面支承。
46.权利要求45所述平台，其中上述握持装置包括夹具装置，此夹具装置本身无接触地用该支承表面支承。
47.权利要求44所述平台，其中上述握持装置与物体相结合并用来在该支承表面边路上方输送该物体。
48.权利要求47所述平台，其中上述握持装置与该物体结合并用来按直线运动将该物体于上述支承表面上方输送。
49.权利要求47所述平台，其中上述握持装置与该物体结合并用来按旋转运动将该物体于上述支承表面上方输送。
50.权利要求44所述平台，其中上述握持装置与该支承表面结合而该支承表面是可被移动的。
51.权利要求1所述平台，其中上述平台按垂直取向。
52.权利要求1所述平台，其中上述抽空通道可让空气被动地(passively)排送入环境大气中。
53.权利要求52所述平台，其中对于各基本单元设有更多的限流器以支承较重的物体，反之亦然。
54.权利要求52所述平台，其中上述抽空通道所在位置较接近压力出口以便支承很轻的物体。
55.权利要求54所述平台，其中给此压力储器提供的供给压力愈高，物体与该支承表面间接触的风险愈低。
56.权利要求1所述平台，其中所述平台设计成支承一基本上覆盖住此支承表面的物体，而各抽空通道与真空储器流体连通，这样便在物体之上生成真空感生的力，借助依相对方向作用的压力感生的力与真空感生的力，就能在为真空预加载增大了的气垫的空气动力学刚性的情况下，便于无接触地从单边夹紧该物体。
57.权利要求1所述平台，其中所述平台设计成支承一显著小于该支承表面的物体，而各抽空通道经由限流器与真空储器通连，这样就在物体上生成真空感生的力，借助压力感生的力与真空感生的力依相对方向作用，就能在为真空预加载增大了的气垫的空气动力学刚性的情况下，便于无接触地从单边夹紧该物体。
58.权利要求1所述平台，其中所述两个基本相对的支承表面的至少一个只包括一个支承表面，而与之相对的设有一无源表面，使得该物体可由该支承表面生成的空气动力学感生的力被无接触地压向该无源表面。
59.权利要求58所述平台，其中所述无源表面适合进行横向运动。
60.权利要求59所述平台，其中所述无源表面是一可转动的圆柱体，其能用作驱动装置通过增大了的摩擦力来移动物体。
61.权利要求59所述平台，其中所述无源表面是一真空台。
62.双侧式非接触支承平台，它用于通过气垫感生的力无接触地支承物体，此平台包括两个基本上相对的支承表面，每支承表面包括具有多个压力出口中至少之一和多个抽空通道中至少之一的一批基本单元中的至少一个、多个出口中的至少一个，以及多个抽空通道中的一个，各压力出口通过压力限流器与高压储器流体连通，这些压力出口提供加压空气用于生成压力感生的力，于物体和支承表面间保持一气垫，此压力限流器特征性地显示出流动性回动弹簧性能；所述多个抽空通道中的至少一个中的每个都具有入口与出口，所述入口在真空条件下保持一环境压力或更低的压力，用于局部排出质量流(mass flow)，从而获得均匀一致的支承与局部性质响应。
63.权利要求62所述平台，其中所述各抽空通道与真空储器连接。
64.权利要求63所述平台，其中所述各抽空通道经真空限流器与真空储器连接，此真空限流器特征性地显示出流体性的回动弹簧的性能。
65.权利要求62所述平台，其中这两个基本相对的支承表面是基本对称的。
66.权利要求62所述平台，其中这两个基本相对的支承表面间的间隙被确定成至少是拟支承于其中的所需气垫间隙内物体的宽度加上两倍的所需气垫间隙的和。
67.权利要求66所述平台，其中设有预加载的机械弹簧以便以平行与自适应方式来调节这两个基本相对的支承面之间的间隙，同时将在此两个基本上相对支承表面上感生的力限制于预定的阈值之下。
68.权利要求62所述平台，其中对于这两个基本相对的支承面之一的压力供给或真空供给是不同于对这两个基本相对的支承面之另一的压力供给或真空供给。使得在这两个基本相对的支承表面间的物体的浮升可以调节到使这两个表面之间有任意所需的间隙。
69.用于无接触地输送基本上为扁平状的物体的系统，此系统包括两个基本上相对的支承表面中的至少一个，各支承表面包括具有多个压力出口中至少之一和多个抽空通道中至少之一的一批基本单元中的至少一个、多个出口中的至少一个，以及多个抽空通道中的一个，各压力出口通过压力限流器与高压储器流体连通，这些压力出口提供加压空气用于生成压力感生的力，于物体和支承表面间保持一气垫，此压力限流器特征性地显示出流动性回动弹簧性能；所述多个抽空通道中的至少一个中的每个具有入口与出口，所述入口在真空条件下保持一环境压力或更低的压力，用于局部排出质量流，从而获得均匀一致的支承与局部性质响应；在所述两个基本相对的支承表面的至少一个上方驱动物体的驱动机构；在把物体装载到所述两个基本相对的支承表面的至少一个上或卸载物体过程中用于处理此物体的处理装置；探测从包括物体的位置、取向、邻域与速度的这组性质中所选性质的探测装置；以及在上述两个基本相对的支承表面的至少一个之上控制该物体的位置、取向与行进速度且与同上述系统相邻的加工处理线相联系的控制器。
70.权利要求69所述系统，其中设有装载和卸载区。
71.权利要求69所述系统，其中此系统包括所述这两个基本相对的支承表面中至少一个的若干单面类型。
72.权利要求71所述系统，其中所述这两个基本相对的支承表面中至少一个的若干单面类型包括用于提供使该物体平整化的PV支承表面，在此PV支承表面的中央区对该物体进行处理。
73.权利要求72所述系统，其中所述PV支承表面在其边缘上设有松弛区，其所具有的松弛长度为基本单元的长度的5～15倍。
74.权利要求69所述系统，其中还包括有所述两个基本相对支承表面中至少一个的多个双面类型中的至少一个。
75.权利要求74所述系统，其中所述两个基本相对支承表面中至少一个的双面类型包括用于高平整化性能的PP型双面支承表面。
76.权利要求74所述系统，其中所述两个基本相对支承表面中至少一个的双面类型包括用于高平整化性能的PV型双面支承表面。
全文摘要
借助气垫感生的力来无接触地支承一固定的或行进中的物体的非接触支承平台，此平台包括两个基本上相对的支承表面中的至少一个，各支承表面包括具有多个压力出口中至少之一和多个抽空通道中至少之一的一批基本单元中的至少一个、多个出口中的至少一个，以及多个抽空通道中的一个，各压力出口通过压力限流器与高压储器流体连通，这些压力出口提供加压空气用于生成压力感生的力，于物体和支承表面间保持一气垫，此压力限流器的特征是显示出流动性回动弹簧性能；所述多个抽空通道中的至少一个具有入口与出口，此入口在真空条件下保持一环境压力或更低的压力，用于局部排出质量流，从而获得均匀的支承与局部性质响应。
文档编号G03F7/20GK1623219SQ02828334
公开日2005年6月1日 申请日期2002年12月27日 优先权日2001年12月27日
发明者尤瓦尔·亚索, 希勒尔·赖西曼, 丹尼尔·莱文 申请人:考夫乐科学方案有限公司