CN102269935A - 位移装置、光刻设备以及定位方法 - Google Patents

位移装置、光刻设备以及定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种位移装置、光刻设备以及定位方法。所述位移装置具有相对于彼此是可位移的第一和第二部分，所述第一部分设置有磁体系统，所述第二部分设置有线圈组件单元组，线圈组件单元组包括：具有平行于第二方向取向的电流导体的至少三个第一线圈组件单元；具有平行于第一方向取向的电流导体的至少两个第二线圈组件单元，其中位移装置包括控制装置，所述控制装置配置成控制第二部分相对于第一部分的位置，其中，当第二部分主要沿第二方向移动时，控制单元配置成通过仅使用第一线圈组件单元沿第三方向将第二部分悬浮离开第一部分。

Description

位移装置、光刻设备以及定位方法
技术领域
本发明涉及一种结合台系统以及参照结构的位移装置，和一种包括这种位移装置或组合的光刻设备。本发明还涉及一种用于相对于根据本发明的位移装置的第一部分定位位移装置的第二部分的方法。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(ICs)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单个的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。传统的光刻设备包括：所谓的步进机，在步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；和所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步地扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。
通常，衬底和/或图案形成装置(例如掩模版)由相应的可移动的台系统支撑和定位，台系统包括位移装置以相对于诸如基部框架等框架或其他类型的参照结构移动台系统。这种位移装置包括位于框架上的第一部分和位于台系统上的第二部分，它们在第一方向和垂直于第一方向的第二方向上相对于彼此是可位移的。
第一部分包括载体，其基本上平行于第一和第二方向延伸。在载体上根据图案固定磁体系统，由此根据行和列彼此垂直且与第一和第二方向中的一个方向成大约45°角度的图案布置第一类型磁体和第二类型磁体，其中所述第一类型磁体的磁化方向垂直于载体且方向朝向第二部分，而第二类型磁体的磁化方向垂直于载体且方向离开第二部分，使得第一类型的磁体和第二类型的磁体交替地布置在每一行和每一列中。在本申请中，第一类型的磁体和第二类型的磁体可以替换地分别称为第一和第二磁体。
在图2A中示出这种载体的一个示例，其中第一类型的磁体用N表示，第二类型的磁体用Z表示，第一方向用X表示，第二方向用Y表示。因而，第一类型和第二类型磁体(N、Z)两者的磁化方向与第三方向平行，其中第三方向垂直于第一和第二方向两者。
第二部分设置有具有一组线圈组件单元的电线圈系统，每个线圈组件单元具有定位在磁体系统的磁场内且由多相系统供电的电流导体。
已知的位移装置通常具有一组四个线圈组件单元，如图2B所示，其中两个线圈组件单元是第一类型，其中电流导体沿第二方向取向以基于洛伦兹定律沿第一方向在第一和第二部分之间提供力。另外两个线圈组件单元是第二类型，其中电流导体沿第一方向取向以基于洛伦兹定律沿第二方向在第一和第二部分之间提供力。通常线圈组件单元还可以在第三方向上在第一和第二部分之间提供力，例如以便相对于第一部分悬浮第二部分。在图2B中，线圈组件单元用CB表示，电流导体用CC表示，第一和第二方向分别用X和Y表示。
通过线圈组件的电流导体的电流将依赖于局部磁场的取向产生力。然而，可以驱动电流使得在相应的第一和第二方向上提供力的和。如果电流导体也用于悬浮第二部分，则可以独立于沿第一或第二方向的力提供悬浮力，由此允许在所有可应用的方向上完全控制台系统的移动。
因此，每个线圈组件单元是具有其能够产生的最大力的力产生元件，最大力由磁场强度、电流导体的量和位置以及最大允许电流共同决定。
当驱动线圈组件单元以分别沿第一、第二方向以及可能的第三方向产生其最大力时，则将是一个线或点，其中由所述力产生的力矩为零。这种线或点将被称为力心COF。在图2B中，力心COF被表示对应所有主线圈组件单元能够产生相同的最大力的情形。
优选地，力心与包括由第二部分支撑的部分的第二部分的重心完全一致，因为力心和重心之间的失配将需要至少对于一个线圈组件单元的较高的最大力以实现相同水平的性能，并且将需要补偿所产生的力矩。然而，由于实际使用的因素，力心通常仅在第一和第二方向上与重心(大致上)一致并且在第三方向上不一致，因为在第三方向上对准线圈组件单元和重心将要求在第二部分的电流导体和产生磁场的第一部分之间的相对大的距离，这从性能的角度来看是不想要的。
由于例如设计修改，重心在对比不同台系统的时候会漂移。为了遵循力心至少部分地与重心一致的所需要求，改变重心的设计修改还需要改变位移系统。电流位移系统可以改变它们的力心，但是会带来设计、空间等方面的显著变化，如参照图2B解释的那样。
图2B公开了一种传统的位移装置的第二部分，包括四个线圈组件单元、两个第一类型和两个第二类型，线圈组件单元沿对角线结构布置，即围绕一个点对称地布置。假定线圈组件单元能够产生相同大小的力，力心位于该对称点。当重心不与力心一致，则力心优选朝向重心漂移。然而，力心的漂移需要不想要的改变。例如，漂移所有的线圈组件单元将不仅漂移重心，但是这也要求安装线圈组件单元的线圈组件单元承载框架的设计修改。仅漂移一些线圈组件单元将导致尺寸的改变以及再次的线圈组件单元承载框架的修改。
另一种可能性将是修改线圈组件单元的最大可能产生的力，但是这将要求线圈组件单元本身的改变，例如尺寸方面和/或冷却方面的改变，这也是不想要的。
与现有技术的位移装置相关的另一个问题是，由第二部分上的线圈组件单元和第一部分上的磁体产生的磁场可以对布置在附近的附加的定位装置(例如设置在第二部分和第三部分之间以相对于第二部分定位第三部分的定位装置)具有显著的影响(称为串扰)。串扰本身可以表现为附加的定位装置的干扰力，这因此更难以控制，并且会导致诸如第三部分等其他部件的不精确的定位。
发明内容
本发明旨在提供一种改进的位移装置，优选为具有线圈组件单元结构的位移装置，该线圈组件单元结构可以在不需要不同空间大小或不同类型的线圈组件单元的情况下调整其力心。
本发明还旨在提供一种改进的位移装置，优选为第一部分上的磁体和/或第二部分上的线圈组件单元对其他定位装置的串扰被减小的位移装置。
根据本发明的第一方面，提供一种位移装置，包括：
第一部分和第二部分，其中第二部分在第一方向上相对于第一部分是可位移的，第二方向基本上垂直于第一方向，并且第三方向垂直于第一和第二方向，第一部分包括载体，所述载体基本上平行于第一和第二方向延伸并且磁体系统依照图案布置在载体上，其中磁体系统包括具有基本上垂直于载体且方向朝向第二部分的磁化方向的第一磁体和具有基本上垂直于载体且方向远离开第二部分的磁化方向的第二磁体，第一和第二磁体依照行和列基本上彼此垂直且与第一和第二方向中的一个方向成大致45°角的图案布置，使得第一磁体和第二磁体交替地布置在每一行和每一列中，
其中第二部分包括具有线圈组件单元组的电线圈系统，每个线圈组件单元具有布置在磁体系统的磁场内并且在使用时由多相系统供电的电流导体，
其中线圈组件单元组包括
具有基本上平行于第二方向取向的电流导体的至少三个第一线圈组件单元；
具有基本上平行于第一方向取向的电流导体的至少两个第二线圈组件单元，
和其中位移装置包括控制装置，所述控制装置配置成通过用多相系统驱动线圈组件单元来控制第二部分相对于第一部分的位置，其中，当第二部分主要沿第二方向移动时，控制单元配置成通过仅使用第一线圈组件单元在第三方向上将第二部分悬浮离开第一部分。
根据本发明的第二方面，提供一种位移装置，具有第一部分和第二部分，第一部分和第二部分在第一方向上和基本上垂直于第一方向的第二方向上相对于彼此是可位移的，
第一部分包括载体，所述载体基本上平行于第一和第二方向延伸并且磁体系统依照图案布置在载体上，其中根据行和列彼此基本上垂直且与第一和第二方向中的一个方向成大致45°角的图案布置第一类型的磁体和第二类型的磁体，其中第一类型的磁体具有垂直于载体且方向朝向第二部分的磁化方向，以及第二类型的磁体具有基本上垂直于载体且方向远离开第二部分的磁化方向，使得第一类型的磁体和第二类型的磁体交替地布置在每一行和每一列中，
第二部分设置有具有线圈组件单元组的电线圈系统，每个线圈组件单元具有布置在磁体系统的磁场内并且在使用时由多相系统供电的电流导体，
其中线圈组件单元组包括
具有平行于第二方向取向的电流导体的至少一个第一类型主线圈组件单元；
具有平行于第一方向取向的电流导体的至少一个第二类型主线圈组件单元，
其中主线圈组件单元限定主线圈组件单元所处的在第一方向上的最小第一范围，并且其中主线圈组件单元还限定主线圈组件单元所处的在第二方向上的最小第二范围，
线圈组件单元组还包括具有具有基本上平行于第二方向取向的电流导体的至少一个第一类型次级线圈组件单元，其中至少一个次级线圈组件单元位于第二范围内且在第一范围外，第二范围足够大以使得至少一个次级线圈组件单元能够被放置在第二范围内沿第二方向看的多个不同位置处，以在第二方向上定位由所有线圈组件单元确定的力心。
根据本发明的第三方面，提供一种位移装置，包括：
第一部分和第二部分，相对于彼此在六个自由度上是可位移的，第一部分包括载体，所述载体限定其上布置磁体以形成磁场的平面，
其中第二部分包括初级线圈系统，所述初级线圈系统布置成与磁场协同操作以相对于第一部分以六个自由度位移第二部分，
其中第二部分还包括次级线圈系统，所述次级线圈系统布置成与磁场协同操作以在第一部分和第二部分之间在至少一个自由度上提供驱动力，使得由所有线圈系统提供的力心在使用时基本上位于沿相对于彼此正交且基本上平行于载体限定的平面的第一和第二方向看的重心处。
根据本发明的一个实施例，提供用于光刻设备的台系统和诸如框架等参照结构的组合，其中在台系统和参照结构之间设置根据本发明的第一、第二或第三方面的位移装置，使得台系统相对于参照结构是可位移的，并且其中位移装置的第一部分设置在参照结构上并且位移装置的第二部分设置在台系统上。
根据本发明的另一实施例，提供一种光刻设备，包括根据本发明的台系统和参照结构的组合。
根据本发明的另一实施例，提供一种用于定位根据本发明的第一、第二或第三方面的位移装置的第二部分的方法，其中仅使用相同类型的线圈组件单元在基本上垂直于第一和第二方向的第三方向上悬浮第二部分。
根据本发明的另一实施例，提供一种光刻设备，包括台系统，其通过位移装置相对于框架是可移动的，位移装置具有布置在框架上的第一部分和布置在台系统上的第二部分，第一部分和第二部分相对于彼此在第一方向和垂直于第一方向的第二方向上是可位移的，
第一部分包括载体，所述载体基本上平行于第一和第二方向延伸并且磁体系统依照图案固定在载体上，由此根据行和列基本上彼此垂直且与第一和第二方向中的一个方向成大约45°角的图案布置第一类型的磁体和第二类型的磁体，所述第一类型的磁体具有垂直于载体且方向朝向第二部分的磁化方向，以及所述第二类型的磁体具有垂直于载体且方向远离开第二部分的磁化方向，使得第一类型的磁体和第二类型的磁体交替地布置在每一行和每一列中，
第二部分设置有具有线圈组件单元组的电线圈系统，每个线圈组件单元具有布置在磁体系统的磁场内并且由多相系统供电的电流导体，
其中线圈组件单元组包括
具有平行于第二方向取向的电流导体的至少一个第一类型主线圈组件单元；
具有平行于第一方向取向的电流导体的至少一个第二类型主线圈组件单元，
其中主线圈组件单元限定主线圈组件单元所处的在第一方向上的最小第一范围，并且其中主线圈组件单元还限定主线圈组件单元所处的在第二方向上的最小第二范围，
其中线圈组件单元组还包括具有基本上平行于第二方向取向的电流导体的至少一个第一类型次级线圈组件单元，其中至少一个次级线圈组件单元位于第二范围内且在第一范围外，第二范围足够大以使得至少一个次级线圈组件单元能够被放置在第二范围内沿第二方向看的多个不同位置处，以在第二方向上定位由所有线圈组件单元确定的力心。
根据本发明的还一实施例，提供一种用于定位光刻设备的台系统的方法，光刻设备包括台系统，通过根据本发明第一、第二或第三方面的位移装置使台系统相对于框架是可移动的，其中仅使用相同类型的线圈组件单元在基本上垂直于第一和第二方向的第三方向上悬浮第二部分。
根据本发明的另一实施例，提供一种光刻设备，包括位移装置，所述位移装置包括：
第一部分和第二部分，相对于彼此在六个自由度上是可位移的，第一部分包括载体，所述载体限定其上布置磁体以形成磁场的平面，
其中第二部分包括初级线圈系统，所述初级线圈系统布置成与磁场协同操作以相对于第一部分以六个自由度位移第二部分，
其中第二部分还包括次级线圈系统，所述次级线圈系统布置成与磁场协同操作以在第一部分和第二部分之间在至少一个自由度上提供驱动力，使得由所有线圈系统提供的力心在使用时基本上位于沿相对于彼此正交且基本上平行于载体限定的平面的第一和第二方向看的重心处。
附图说明
现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中：
图1示出了根据本发明一个实施例的光刻设备；
图2A示意地示出根据本发明一个实施例的位移装置的第一部分；
图2B示意地示出现有技术的位移装置的第二部分；
图3示意地示出根据本发明另一实施例的位移装置的第二部分；
图4示意地示出根据本发明还一实施例的位移装置的第二部分；
图5示意地示出根据本发明又一实施例的位移装置的第二部分；
图6示意地示出根据本发明另一实施例的位移装置的第二部分；
图7示意地示出图6中已经部分示出的台系统的侧视图；
图8示意地示出根据本发明的再一实施例的位移装置的第二部分。
具体实施方式
图1示意地示出了根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述光刻设备包括：照射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或任何其他合适的辐射)；图案形成装置支撑件或支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置MA的第一定位装置PM相连。所述设备还包括衬底台(例如晶片台)WT或“衬底支撑结构”，其构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底W的第二定位装置PW相连。所述设备还包括投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，其配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。
照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
所述图案形成装置支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置MA是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置MA。所述图案形成装置支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置MA。图案形成装置支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。图案形成装置支撑结构MT可以确保图案形成装置MA位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。
这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示可以用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束B、以便在衬底W的目标部分C上形成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓的辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置MA可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。
这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，投影系统的类型可以包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。
如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。
光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台或“衬底支撑结构”(和/或两个或更多的掩模台或“掩模支撑结构”)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台或支撑结构，或可以在一个或更多个台或支撑结构上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台或支撑结构用于曝光。
光刻设备还可以是这种类型，其中衬底的至少一部分可以由具有相对高的折射率的液体(例如水)覆盖，以便填满投影系统和衬底之间的空间。浸没液体还可以施加到光刻设备的其他空间中，例如掩模和投影系统之间的空间。浸没技术能够用于提高投影系统的数值孔径。这里使用的术语“浸没”并不意味着必须将结构(例如衬底)浸入到液体中，而仅意味着在曝光过程中液体位于投影系统和该衬底之间。
参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源SO和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源SO看成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源SO可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源SO是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射器IL的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器IL用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在图案形成装置支撑结构(例如，掩模台)MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置MA来形成图案。已经穿过图案形成装置(例如，掩模)MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统PS将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如，掩模)MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现图案形成装置支撑结构(例如掩模台)MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT或“衬底支撑结构”的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，图案形成装置支撑结构(例如掩模台)MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分C之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置(例如掩模)MA上的情况下，所述图案形成装置对准标记可以位于所述管芯之间。
可以将所示的设备用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将图案形成装置支撑结构(例如掩模台)MT或“掩模支撑结构”和衬底台WT或“衬底支撑结构”保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT或“衬底支撑结构”沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在对图案形成装置支撑结构(例如掩模台)MT或“掩模支撑结构”和衬底台WT或“衬底支撑结构”同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT或“衬底支撑结构”相对于图案形成装置支撑结构(例如掩模台)MT或“掩模支撑结构”的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分C的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分C的高度(沿所述扫描方向)。
3.在另一种模式中，将用于保持可编程图案形成装置的图案形成装置支撑结构(例如掩模台)MT或“掩模支撑结构”保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT或“衬底支撑结构”进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT或“衬底支撑结构”的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体或完全不同的使用模式。
在本实施例中，第二定位装置PW，可选地称为台系统，包括作为长行程模块的位移装置，配置成提供衬底台WT的相对于框架FA的粗定位。位移装置包括布置在框架FA上的第一部分和布置在第二定位装置PW上的第二部分，使得第一和第二部分沿第一方向X和垂直于第一方向X的第二方向Y相对于彼此是可位移的。
在图2A中示出第一部分FP的一部分。第一部分FP包括载体CA，其基本上平行于第一方向X和第二方向Y延伸。第一和第二方向X、Y通常大体垂直于图案化的辐射束，使得在这种情况下基本上垂直于第一和第二方向X、Y的第三方向Z1(见图1)平行于图案化的辐射束。
在载体CA上，根据图案安装磁体系统，由此根据行和列基本上彼此垂直且相对于第一和第二方向X、Y中的一个方向成大致45度角的图案布置第一类型的磁体N和第二类型的磁体Z，其中第一类型的磁体N具有基本上垂直于载体CA的磁化方向(即，沿第三方向(Z1))且方向朝向第二部分，第二类型的磁体Z具有基本上垂直于载体CA的磁化方向(即，沿第三方向(Z1))且方向离开第二部分，使得第一类型的磁体N和第二类型的磁体Z沿每行和每列交替地布置。在图2A中示出相对于第一方向X的45度角。第一类型的磁体和第二类型的磁体可以可选地分别称为第一磁体和第二磁体。
磁极节距MP由沿第一或第二方向的不同类型的两个相互邻接的磁体(N和Z)的中心点之间的距离限定，即相同类型的磁体的中心点所处的相互邻接的对角线之间的距离。
磁体系统还可以包括磁化方向基本上平行于由第一和第二方向限定的平面且方向朝向第一类型磁体的第三类型磁体，第三类型的磁体位于第一类型和第二类型的每个磁体之间，即所谓的Hallbach配置(Hallbachconfiguration)。
布置在第二定位装置PW上的第二部分SP包括具有一组线圈组件单元的电线圈系统。示出现有技术的电线圈系统的图2B将首先用于显示在随后的附图中使用的不同部件和附图标记。
图2B示出电线圈系统，具有包括四个线圈组件单元CB的一组线圈组件单元。每个线圈组件单元具有电流导体CC。为了简单，附图标记CC仅标示左上方的线圈组件单元CB。电流导体CC示意地表示为单个绕组，然而，在实际使用中，可以使用多个绕组和不同的结构。电流导体CC位于图2A所示的磁体系统的磁场内并且通过多相系统供电。虽然对于如图2B所示每个线圈组件单元CB存在三个电流导体CC，建议使用三相系统，但是也可以想到诸如四相系统或任何其他类型的多相系统的替换结构。
在图2B中的实施例中，所有四个线圈组件单元设计类似并且仅是取向和位置不同。两个线圈组件单元具有主要平行于第二方向Y取向的电流导体(见左上和右下方的线圈组件单元)，使得这些线圈组件单元能够产生沿第一方向X的力。这些线圈组件单元可选地称为第一类型的线圈组件单元、第一线圈组件单元或X施力装置。
其他两个线圈组件单元具有主要平行于第一方向X取向的电流导体(见右上和左下方的线圈组件单元)，使得这些线圈组件单元能够产生沿第二方向Y的力。这些线圈组件单元可选地称为第二类型的线圈组件单元、第二线圈组件单元或Y施力装置。
图2B中的四个线圈组件单元的阵列限定线圈组件单元所处的沿第二方向Y的最小的第二范围SR和沿第一方向X的最小的第一范围FR。各个第一和第二范围FR、SR的边界用虚线表示。线圈组件单元CB因此位于第一范围FR和第二范围SR重叠的区域内。
该现有技术实施例的所有的线圈组件单元能够产生相同的最大力。当X施力装置和Y施力装置都沿第一和第二方向分别产生相同的最大力时，由这些力施加至第二部分的相对于力心COF的力矩为零。由于对称的结构，力心COF位于四个线圈组件单元的中间。调整力心可能需要沿第一或第二方向偏移一个或多个线圈组件单元，或改变线圈组件单元本身。然而，在偏移一个或多个线圈组件单元的情形中，线圈组件单元将被定位在第一和/或第二范围之外，并且效果依赖于力心和重心之间的初始的失配。这导致不想要的情况。
图3示出可以应用至图1中的位移装置的具有电线圈系统的第二部分。电线圈系统可以分成初级线圈系统和次级线圈系统。初级线圈系统的线圈组件单元组包括：第一类型的主线圈组件单元MCB1，即第一主线圈组件单元，其具有基本上平行于第二方向Y取向的电流导体CC；和第二类型的主线圈组件单元MCB2，即第二主线圈组件单元，其具有基本上平行于第一方向X取向的电流导体CC。第一和第二主线圈组件单元基本上固定至第二部分，即相对于次级线圈组件单元限制定位范围，下面进行介绍。
第一和第二主线圈组件单元限定主线圈组件单元所处的沿第二方向Y的最小第二范围SR和沿第一方向X的最小第一范围FR。第一范围和第二范围的边界用相应的虚线表示。
次级线圈系统包括第一类型的次级线圈组件单元SCB，即第一线圈组件单元，具有基本上平行于第二方向Y取向的电流导体，其中次级线圈组件单元位于第二范围SR内和第一范围SR外。次级和主线圈组件单元限定沿第一方向X的最小第三范围TR，使得次级和主线圈组件单元位于第三和第二范围内。
第二范围SR足够大以允许次级线圈组件单元被放置在沿第二方向看的不同位置上。在图3中，次级线圈组件单元如图所示在第二范围的上部，但是也如表示沿第二方向的最远端位置的虚像所示那样位于下部。
定位次级线圈组件单元将设置在第二方向上由所有线圈组件单元确定的力心COF的位置。这在图3中用附图标记COF示出，其表示当次级线圈组件单元位于第二范围的上部时力心的位置。在次级线圈组件单元位于第二范围的下部时力心的位置表示为虚像，使得可以限定其中通过适当地定位次级线圈组件单元来定位力心的力心范围CFR。换句话说，次级线圈系统布置成与由载体上的永磁体产生的磁场协同操作以提供沿至少一个自由度(此处为第一方向X)的驱动力，使得在使用时由线圈系统提供的力心基本上位于沿至少一个基本上平行于由载体限定的平面的方向看，优选沿相对于彼此正交且基本上平行于由载体限定的平面的两个方向看(例如，沿第一和第二方向X、Y看)的重心处。
图3中的结构的优点在于，如上述那样定位次级线圈组件单元将不会导致不同的第三和第二范围，使得可以在不必调整第二部分上的线圈组件单元所需的空间的量的情况下根据重心的位置定位力心，从而能够较容易地优化位移装置到台系统。
此外，使用线圈组件单元承载框架可以将线圈组件单元连接至第二部分。例如通过提供离散安装位置的多个安装孔，或通过提供安装槽允许滑动次级线圈组件单元，该框架适于允许在不同位置处安装次级线圈组件单元，由此允许在第二范围SR内的任何想要的位置处安装次级线圈组件单元。
附加地，并且尤其在线圈组件单元不被驱动以提供其最大力的情形中，可以通过所谓的增益平衡(其中调整通过不同线圈组件单元的各个电流)而将力心微调至重心。这可以被应用到所有的方向，例如一个线圈组件单元可以提供沿第一方向的大的力和沿第三方向的小的力，同时相同类型的另一线圈组件单元可以以相反的方式提供力。
图4示出适于在图1中的台系统中使用的位移装置的第二部分的可选实施例。图中示出的是一组与初级线圈系统相关联的线圈组件单元，初级线圈系统具有一个第一类型的主线圈组件单元MCB1和两个第二类型的主线圈组件单元MCB2，它们一起限定主线圈组件单元所处的第一和第二范围FR、SR。在本实施例中的第一类型的主线圈组件单元MCB1配置成产生比由第二类型的主线圈组件单元MCB2产生的最大力大的最大力，例如两倍大。
线圈组件单元组包括次级线圈系统，次级线圈系统包括具有基本上平行于第二方向取向的电流导体的第一类型的次级线圈组件单元SCB1，其中次级线圈组件单元SCB1位于第二范围内且位于第一范围外。第二范围SR足够大以允许通过适当地定位第一类型的次级线圈组件单元SCB1沿第二方向调整力心的位置。
线圈组件单元组，即次级线圈系统，还包括第二类型的次级线圈组件单元SCB2，其具有基本上平行于第一方向取向的电流导体，其中次级线圈组件单元SCB2位于第一范围内且位于第二范围外。第一范围FR足够大以允许通过适当地定位第二类型的次级线圈组件单元SCB2沿第一方向调整力心的位置。
线圈组件单元组限定主线圈组件单元和次级线圈组件单元所处的最小第四范围FOR和最小第三范围TR。这种结构的优点在于，在不必改变第三和第四范围的情况下能够将两个次级线圈组件单元定位在不同位置以设置力心的位置，使得由线圈组件单元占据的空间的量保持恒定。另一优点在于，可以沿第一和第二方向设置力心的位置。
次级线圈组件单元的一个在需要这种调整的情况下还能够被定位在重叠范围OR内，由此仍然被定位在第三和第四范围内。然而，因为仅一个次级线圈组件单元可以处于这个重叠范围内，因此在该区域内力心的可能的调整被限制。
图4中的实施例因而示出根据本发明的第二方面的位移装置的第二部分。
图5示出可以用于图1所示的位移装置或台系统中的布置在第二部分上的线圈组件单元组的还一实施例。图中示出一个第一类型的主线圈组件单元MCB1和限定第一范围FR和第二范围SR的两个第二类型的主线圈组件单元MCB2。第一类型的两个次级线圈组件单元SCB1位于第二范围内，但是在第一范围外。第二范围足够大以允许两个次级线圈组件单元都被定位在沿第二方向看的不同位置，使得力心可以被设置在第二方向上。这种结构清楚地显示次级线圈组件单元不限于一个。
因而图5中的实施方式示出了根据本发明的第二方面的位移装置的第二部分。然而，图5的实施例还示出了根据本发明的第一方面的位移装置的第二部分。
第二部分即包括三个具有基本上平行于第二方向Y取向的电流导体的第一线圈组件单元MCB1、SCB1和两个具有基本上平行于第一方向X取向的电流导体的第二线圈组件单元MCB2。
位移装置还包括控制装置CD，所述控制装置CD配置成通过用多相系统(这里被集成到控制装置CD中)驱动线圈组件单元来控制第二部分相对于第一部分的位置。控制装置的驱动能力用控制装置CD和线圈组件单元之间的虚线示意地示出。控制单元CD还配置成当第二部分主要沿第二方向移动时通过仅使用第一线圈组件单元MCB1、SCB1沿第三方向Z1使第二部分悬浮离开第一部分。结果，第一线圈将不发生或发生较少的整流(commutation)，使得对附近其他定位装置的影响将是恒定的或最多具有更容易补偿的低频行为。此外，第二线圈组件单元将发生整流，但是因为这些线圈组件单元不用于悬浮第二部分，此处的电流要小得多，并且因此影响被显著地减小，尤其是当以恒定速度移动式，因为这需要最小的驱动力，因而需要最小的驱动电流。
图6示出布置在第二部分上的线圈组件单元组的另一实施例。图中示出限定第一范围FR和第二范围SR的两个第二类型主线圈组件单元MCB2和两个第一类型主线圈组件单元MCB1。在第二范围内而在第一范围外的是第一类型次级线圈组件单元SCB1，其可以放置在第二范围内的不同位置处以在第二方向上设置力心的位置。在一个实施例中，第二类型的主线圈组件单元被定位在沿第一方向看的第二部分的重心位置处。实际上，图6的实施例与图3中的实施例类似，但是图6的初级线圈系统包括较多的主线圈组件单元，从而允许以较多的自由度相对于第一部分控制第二部分的位置。
图7示意地示出已经以侧视图形式在图6中部分示出的台系统。图7较清楚地示出具有与图2A类似的磁体系统的第一部分FP和替换地称为定位装置PW(见图1)的第二部分SP。因而位移装置被设置作为长行程模块以在第二部分SP和包括第一部分的框架之间提供粗定位。配置成提供精定位的短行程模块，即定位装置，设置在第二部分和衬底台WT之间，即第三部分。在图7中，仅示出致动器ACT，其在基本上垂直于第一和第二方向的第三方向Z1悬浮衬底台。优选地，短行程模块还包括致动器，用以施加沿第一和第二方向(X，Y)的力以允许全部六个自由度的定位。
每个致动器ACT包括布置在第二部分SP上的线圈CL，其中线圈CL与布置在衬底台WT上的至少一个磁体MAG协同操作。总共设置四个致动器ACT，在图7中仅看到两个。
致动器ACT设置在线圈组件单元之上。线圈组件单元上的致动器的投影在图6中示出。第一部分FP上的磁体系统和第二部分SP上的线圈组件单元都产生沿包括第三方向Z1的所有方向延伸的磁场。致动器ACT因而被放置在这些磁场中。磁场影响线圈CL和磁体MAG之间的相互作用，并自身表现为削弱致动器ACT的位置精确性且可能使衬底台WT变形的干扰力。因为磁场的磁场强度随着离开磁场产生部件的距离增大而减小，致动器ACT主要受附近的磁场产生部件的影响，使得在图7中，左边的致动器ACT主要受致动器下面的第二类型主线圈组件单元MCB2的影响，而较少受其他线圈组件单元的影响，并且右边致动器ACT主要受致动器下面的第一类型主线圈组件单元MCB1的影响。
如图所示的线圈组件单元的结构和短行程模块的致动器ACT的取向结合具有超出现有技术中的结构的一些优点。首先，在不改变线圈组件单元组所需的空间的量、且次级线圈组件单元SCB1对致动器ACT的影响的改变最小的情况下，通过次级线圈组件单元SCB1可以设置第二方向Y上的力心的位置，因为没有致动器ACT被定位在次级线圈组件单元SCB1之上，如图7最清楚地示出。
另一优点是，不是所有的线圈组件单元必须用于悬浮第二部分，使得不必用于悬浮的线圈组件单元将拉入较小的电流，由此最小化所产生的磁场的大小，因而减小了影响的量。在一个实施例中，仅使用相同类型的主线圈组件单元提供悬浮，可能包括也优选为相同类型的次级线圈组件单元。使用哪个相同类型的主线圈组件单元用于悬浮可能依赖于行进的方向。如果正确地选择，由于整流带来的影响中的频率分量也可以被减小或消除，使得仅经历从控制的角度来开较容易补偿的静态的影响。
例如，第一类型主线圈组件单元MCB1和第一类型次级线圈组件单元SCB1可以用于悬浮第二部分SP，并且通过控制单独的悬浮力，不仅可以控制第二部分在第三方向Z1上的位置，而且可以控制第二部分围绕两个彼此不平行但都平行于由第一和第二方向限定的/跨过的平面的旋转轴线的位置。因为第二类型主线圈组件单元MCB2不必用于悬浮，因此通过相应的电流导体的电流较小，并且因而对在相应的线圈组件单元之上的致动器ACT的影响较小。
此外，第二部分SP沿第二方向Y的移动将导致第一类型的主和次级线圈组件单元MCB1，SCB1中电流的最小整流，使得在第二部分SP沿第二方向Y的移动期间第一类型的主线圈组件单元MCB1的影响或多或少是不变的，并且作为移动的结果基本上不具有频率的内容。相反，在第二类型主线圈组件单元MCB2中将发生整流，但是由于没有悬浮力，尤其是在以仅要求沿第二方向的小的力以克服摩擦力和扰动的恒定速度移动的时候，电流要小得多。参照图1所述，在衬底曝光期间，驱动线圈组件单元的方法在第二方向是扫描方向时是尤其有益的。
也可以使用两个第二类型的主线圈组件单元MCB2和次级线圈组件单元SCB1悬浮第二部分SP，并且仍然可以控制第二部分在第三方向上并且围绕平行于由第一和第二方向限定的平面的两个非平行旋转轴线的位置。结果，第一类型主线圈组件单元MCB1不必用于悬浮，由此导致较小的电流，因而对位于相应的线圈组件单元MCB1之上的致动器的影响较小。此外，沿第一方向X移动，尤其是以恒定的速度移动，将导致在次级线圈组件单元SCB1和第二类型主线圈组件单元中或多或少没有整流，使得所述影响基本上没有频率内容，并且是恒定的，这从控制的角度来开是较容易补偿的，并且由于没有悬浮力，第一类型主线圈组件单元中的电流小(并且可能由于恒定的速度而更小)，使得第一类型的主线圈组件单元的影响被最小化。
在四个致动器ACT的情况下，通过串联连接两个致动器可以控制衬底台在第三方向上的位置作为一个3DOF系统，使得它们用作一个致动器。在一个实施例中，定位在相同类型(即第一类型或第二类型)的线圈组件单元之上的致动器被连接以用作一个致动器，因为线圈组件单元对致动器的影响将基本上相同。然而，在一个实施例中，所有四个致动器可以单独地控制。
在一个实施例中，两个致动器之间的间隔是第一部分的磁体系统的磁节距MP的两倍到n倍(见图2A)，其中n是正整数。在这种情况下，磁体系统对两个致动器的影响基本上相同。
图6和7的结构的其他优点在于，可以产生在第一方向上比第二方向上大的加速度，这在如参照图1解释的第二方向是扫描方向的情形中是需要的。
这种结构的另一附加的优点在于，磁体系统和/或线圈组件单元的剩余影响导致不使衬底台WT变形的干扰力，而且仅改变通过使用致动器ACT的合适的控制较容易测量和补偿的衬底台的位置和取向。
根据US 2002/0000904的公开，通过沿垂直于电流导体方向看定位相同类型的线圈组件单元的质心，可以进一步改善位移装置的性能，该专利申请通过参照并入本文。
因此，图6和7的实施例示出了具有根据本发明第一和第二方面的位移装置的台系统。在第二部分SP和第三部分WT之间，可以设置附加的定位装置以沿第一或第二方向相对于第二部分位移第三部分，其中在相应的第一或第二方向上的这些致动器之间的距离等于相同类型磁体之间的最小距离的(n+0.5)倍，即磁极节距的(n+0.5)倍，其中n是正整数。
上述定位第二部分的同时仅使用相同类型的线圈组件单元悬浮第二部分的方法可以通过与图5中描述的方式类似的方式由控制装置执行。对于两个实施例和所有相关的实施例，位移装置可以包括一个或多个传感器以测量第二部分相对于第一部分的位置，这可以以直接的方式实施，即传感器设置在第一部分和第二部分之间，或者也可以以间接的方式实施，即使用一个或多个传感器，通过一个或多个传感器不能直接得出位置但是可以用于计算或确定相对位置。这些传感器的输出可以用作控制装置的输入以闭合反馈回路。然而，附加地或替换地，在不需要传感器的情形中可以使用前馈控制。
图8示出根据本发明的位移装置的第二部分的另一实施例。第二部分相对于第一部分在六个自由度上是可位移的，如参照图1描述的那样，即沿正交方向X、Y和Z1的三个平移和围绕所述正交方向的三个旋转。第一部分包括载体，载体限定布置磁体以形成磁场的平面，例如图2A中的载体。
第二部分包括初级线圈系统，其布置用以与磁场协同操作以相对于第一部分在六个自由度上位移第二部分。在该实施例中，初级线圈系统包括具有基本上平行于第二方向Y取向的电流导体的两个第一主线圈组件单元MCB1和具有基本上平行于第一方向X取向的电流导体的两个第二主线圈组件单元MCB2。第一和第二主线圈组件单元以2x2阵列的方式布置，其中第一主线圈组件单元MCB1被定位在2x2阵列的对角线上。初级线圈系统限定在第一方向X上的第一和第二主线圈组件单元所处的第一范围FR，并进一步限定在第二方向Y上的第一和第二主线圈组件单元所处的第二范围SR。
第二部分还包括次级线圈系统，所述次级线圈系统布置成与由载体上的磁体产生的磁场协同操作以在第一部分和第二部分之间在至少一个自由度上提供驱动力，使得由所有线圈系统提供的力心在使用时在彼此正交且平行于由载体限定的平面的两个方向，即第一和第二方向X、Y上，基本上位于第二部分的重心处。
因此次级线圈系统包括具有基本上平行于第二方向Y取向的电流导体的第一次级线圈组件单元SCB1和具有基本上平行于第一方向X取向的电流导体的第二次级线圈组件单元SCB2。第一和第二次级线圈组件单元位于第一范围SR外，但在第二范围SR内。
第一和第二次级线圈组件单元以及第一和第二主线圈组件单元一起以2x3阵列方式布置。次级线圈系统的优点在于，在不必改变线圈组件单元的位置的情况下可以在两个方向X、Y上产生附加的力，以将力心设置在想要的位置上。
此外，如上所述，通过控制通过电流导体的电流可以确定力心的定位。当将力心微调至重心时，这是有利的。
在该实施例中，第一和第二主线圈组件单元以及第一和第二次级线圈组件单元布置成使得具有基本上平行于第二方向取向的电流导体的线圈组件单元和具有基本上平行于第一方向取向的电流导体的线圈组件单元沿2x3阵列的每行和每列交替地布置。
因而，图8的实施例示出根据本发明第一和第三方面的位移装置的第二部分。
虽然已经示出的位移装置仅提供衬底台的粗定位，本领域技术人员应该清楚，根据本发明的位移装置也可以应用于掩模版台系统，并也可以应用于其他系统，例如用于精定位衬底台或掩模版。此外，在对参照附图已经示出的内容适合的情况下，不同实施例或方面的特征可以组合，其中一个实施例可以适应本发明的多于一个的方面。
虽然本申请详述了光刻设备在制造ICs中的应用，但是应该理解到，这里描述的光刻设备可以有其他应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等。本领域技术人员应该认识到，在这种替代应用的情况中，可以将这里使用的任何术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
虽然上面详述了本发明的实施例在光学光刻中的应用，应该注意到，本发明可以有其它的应用，例如压印光刻，并且只要情况允许，不局限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有约365、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm范围的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。
在允许的情况下，术语“透镜”可以表示不同类型的光学部件中的任何一种或其组合，包括折射式的、反射式的、磁性的、电磁的以及静电的光学构件。
尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实现。例如，本发明可以采用包含用于描述一种如上面公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或具有存储其中的这种计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。
以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员应当理解，在不背离所附的权利要求的保护范围的条件下，可以对本发明进行修改。

Claims (17)

1.一种位移装置，包括：
第一部分和第二部分，其中第二部分在第一方向上相对于第一部分是可位移的，第二方向基本上垂直于第一方向，并且第三方向垂直于第一和第二方向，第一部分包括载体，所述载体基本上平行于第一和第二方向延伸并且磁体系统依照图案布置在载体上，其中磁体系统包括具有基本上垂直于载体且方向朝向第二部分的磁化方向的第一磁体和具有基本上垂直于载体且方向远离开第二部分的磁化方向的第二磁体，第一和第二磁体依照行和列基本上彼此垂直且与第一和第二方向中的一个方向成大致45°角的图案布置，使得第一磁体和第二磁体交替地布置在每一行和每一列中，
其中第二部分包括具有线圈组件单元组的电线圈系统，每个线圈组件单元具有布置在磁体系统的磁场内并且在使用时由多相系统供电的电流导体，
其中线圈组件单元组包括
具有基本上平行于第二方向取向的电流导体的至少三个第一线圈组件单元；
具有基本上平行于第一方向取向的电流导体的至少两个第二线圈组件单元，
和其中位移装置包括控制装置，所述控制装置配置成通过用多相系统驱动线圈组件单元来控制第二部分相对于第一部分的位置，其中，当第二部分主要沿第二方向移动时，控制单元配置成通过仅使用第一线圈组件单元沿第三方向将第二部分悬浮离开第一部分。
2.根据权利要求1所述的位移装置，其中，两个第一线圈组件单元和两个第二线圈组件单元布置成允许通过控制装置相对于第一部分对第二部分进行6个自由度的控制，并且其中剩余的第一和第二线圈组件单元布置成将由所有第一和第二线圈组件单元确定的力心设置在想要的位置。
3.一种位移装置，包括：
第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分在第一方向上和基本上垂直于第一方向的第二方向上相对于彼此是可位移的，所述第一部分包括载体，所述载体基本上平行于第一和第二方向延伸，并且磁体系统依照图案布置在载体上，其中磁体系统包括具有基本上垂直于载体且方向朝向第二部分的磁化方向的第一磁体和具有基本上垂直于载体且方向远离开第二部分的磁化方向的第二磁体，第一和第二磁体依照行和列基本上彼此垂直且与第一和第二方向中的一个方向成大约45°角的图案布置，使得第一磁体和第二磁体交替地布置在每一行和每一列中，
其中第二部分包括具有线圈组件单元组的电线圈系统，每个线圈组件单元具有布置在磁体系统的磁场内并且在使用时由多相系统供电的电流导体，
其中线圈组件单元组包括
具有基本上平行于第二方向取向的电流导体的第一主线圈组件单元；
具有基本上平行于第一方向取向的电流导体的第二主线圈组件单元，
其中第一和第二主线圈组件单元限定第一和第二主线圈组件单元所处的在第一方向上的最小第一范围，并且其中第一和第二主线圈组件单元还限定第一和第二主线圈组件单元所处的在第二方向上的最小第二范围，
其中线圈组件单元组还包括具有基本上平行于第二方向取向的电流导体的第一次级线圈组件单元，其中第一次级线圈组件单元位于第二范围内且在第一范围外，第二范围足够大以使得第一次级线圈组件单元能够被放置在第二范围内且在沿第二方向看的多个不同位置处，以在第二方向上定位由所有线圈组件单元确定的力心。
4.根据权利要求3所述的位移装置，其中，确定力心在第一方向上的位置的第二主线圈组件单元被定位成使得力心在第一方向上的位置与包括由第二部分支撑的部分的第二部分在第一方向上的重心位置对齐。
5.一种位移装置，包括：
第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分相对于彼此在六个自由度上是可位移的，第一部分包括载体，所述载体限定其上布置磁体以形成磁场的平面，
其中第二部分包括初级线圈系统，所述初级线圈系统布置成与磁场协同操作以相对于第一部分以六个自由度位移第二部分，
其中第二部分还包括次级线圈系统，所述次级线圈系统布置成与磁场协同操作以在第一部分和第二部分之间在至少一个自由度上提供驱动力，使得由所有线圈系统提供的力心在使用时基本上位于沿相对于彼此正交且基本上平行于载体限定的平面的第一和第二方向看的重心处。
6.如权利要求5所述的位移装置，其中，所述初级线圈系统包括
具有基本上平行于第二方向取向的电流导体的两个第一主线圈组件单元；
具有基本上平行于第一方向取向的电流导体的两个第二主线圈组件单元；
其中第一和第二主线圈组件单元以平行于由载体限定的平面的2x2阵列的方式布置，使得第一主线圈组件单元被放置在2x2阵列的对角线上，
并且其中次级线圈系统包括具有基本上平行于第二方向取向的电流导体的第一次级线圈组件单元和具有基本上平行于第一方向取向的电流导体的第二次级线圈组件单元，
并且其中第一和第二主线圈组件单元以及第一和第二线圈组件单元一起形成2x3阵列。
7.如权利要求6所述的位移装置，其中，所述第一和第二主线圈组件单元以及第一和第二次级线圈组件单元布置成使得具有基本上平行于第二方向取向的电流导体的线圈组件单元和具有基本上平行于第一方向取向的电流导体的线圈组件单元交替地布置在2x3阵列的每一行和每一列中。
8.一种用于光刻设备的台系统和诸如框架等参照结构的组合，其中，在台系统和参照结构之间设置根据权利要求1、3或5所述的位移装置，使得台系统相对于参照结构是可位移的，并且其中位移装置的第一部分设置在参照结构上并且位移装置的第二部分设置在台系统上。
9.如权利要求8所述的组合，其中，所述台系统包括第三部分，通过布置在第二部分和第三部分之间的定位装置使得第三部分相对于第二部分是可位移的，其中定位装置包括致动器、用以沿第三方向悬浮第三部分离开第二部分，并且其中在第一和第二方向上这些致动器之间的距离等于相同类型的磁体之间的最小距离的n倍，即n倍磁极节距，其中n是正整数。
10.如权利要求8所述的组合，其中，所述台系统包括第三部分，通过布置在第二部分和第三部分之间的定位装置使得第三部分相对于第二部分是可位移的，其中定位装置包括致动器、用以相对于第二部分在第一或第二方向上位移第三部分，并且其中分别在第一或第二方向上的这些致动器之间的距离等于相同类型的磁体之间的最小距离的(n+0.5)倍，即(n+0.5)倍磁极节距，其中n是正整数。
11.如权利要求8所述的组合，其中，所述台系统包括第三部分，通过布置在第二部分和第三部分之间的定位装置使得第三部分相对于第二部分是可位移的，其中定位装置包括致动器、用以沿第三方向将第三部分悬浮离开第二部分，并且其中在第一和第二方向上这些致动器之间的距离等于相同类型的磁体之间的最小距离的(n+0.5)倍，即(n+0.5)倍磁极节距，其中n是正整数。
12.如权利要求8所述的组合，其中，所述台系统包括第三部分，通过布置在第二部分和第三部分之间的定位装置使得第三部分相对于第二部分是可位移的，其中定位装置包括致动器、用以相对于第二部分在第一或第二方向上位移第三部分，并且其中在第一和第二方向上这些致动器之间的距离等于相同类型的磁体之间的最小距离的n倍，即n倍磁极节距，其中n是正整数。
13.一种光刻设备，包括如权利要求8所述的组合。
14.如权利要求13所述的光刻设备，包括：
照射系统，配置成调节辐射束；
支撑结构，构造成支撑图案形成装置，图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束以形成图案化的辐射束；
衬底台，构造成保持衬底；和
投影系统，配置成将图案化的辐射束投影至衬底的目标部分上，
其中台系统支撑衬底台。
15.如权利要求9、10、11或12所述的光刻设备，其中，所述衬底台是台系统的第三部分。
16.一种用于定位如权利要求1、3或5所述的位移装置的第二部分的方法，其中仅使用相同类型的线圈组件单元在基本上垂直于第一和第二方向的第三方向上悬浮第二部分。
17.如权利要求16所述的方法，其中，在台系统沿第二方向移动期间，通过第一线圈组件单元悬浮第二部分。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108475979A (zh) * 2016-01-22 2018-08-31 Tdk株式会社 致动器
CN108604853A (zh) * 2016-02-12 2018-09-28 Asml荷兰有限公司 多相线性电动机、多相平面电动机、平台、光刻设备和器件制造方法
CN110959250A (zh) * 2017-07-20 2020-04-03 Tdk株式会社 致动器
CN111835177A (zh) * 2019-04-17 2020-10-27 上海微电子装备（集团）股份有限公司 磁浮电机及其控制方法
CN112436711A (zh) * 2020-11-12 2021-03-02 复旦大学 位移装置
US11303175B2 (en) 2016-02-12 2022-04-12 Asml Netherlands B.V. Multiphase linear motor, multiphase planar motor, stage, lithographic apparatus and device manufacturing method

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013160016A1 (en) * 2012-04-26 2013-10-31 Asml Netherlands B.V. Lithography apparatus and device manufacturing method
CN109991814B (zh) * 2017-12-29 2020-07-21 广东极迅精密仪器有限公司 一种位移装置
US11251096B2 (en) 2018-09-05 2022-02-15 Micron Technology, Inc. Wafer registration and overlay measurement systems and related methods
US11009798B2 (en) 2018-09-05 2021-05-18 Micron Technology, Inc. Wafer alignment markers, systems, and related methods
EP3667696A1 (en) * 2018-12-14 2020-06-17 ASML Netherlands B.V. Stage apparatus suitable for electron beam inspection apparatus
CN112130425B (zh) * 2020-09-30 2022-10-14 上海集成电路研发中心有限公司 一种光刻装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4698575A (en) * 1986-04-29 1987-10-06 U.S. Philips Corporation Positioning device
JP2001217172A (ja) * 2000-01-31 2001-08-10 Nikon Corp ステージ装置及び露光装置
CN1487365A (zh) * 2002-07-11 2004-04-07 Asml荷兰有限公司 基底固定件以及器件制造方法
CN101071276A (zh) * 2006-05-09 2007-11-14 Asml荷兰有限公司 位移测量系统、光刻设备、位移测量方法和装置制造方法
US20090310145A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Canon Kabushiki Kaisha Positioning apparatus, positioning method, exposure apparatus, device manufacturing method, and methods of manufacturing positioning apparatus and exposure apparatus

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6127749A (en) * 1999-02-10 2000-10-03 Nikon Corporation Of Japan Two-dimensional electric motor
US6437463B1 (en) * 2000-04-24 2002-08-20 Nikon Corporation Wafer positioner with planar motor and mag-lev fine stage
TW498368B (en) 2000-05-23 2002-08-11 Koninkl Philips Electronics Nv Displacement device
EP1243969A1 (en) * 2001-03-20 2002-09-25 Asm Lithography B.V. Lithographic projection apparatus and positioning system
EP1357429A1 (en) * 2002-04-23 2003-10-29 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP4738829B2 (ja) 2005-02-09 2011-08-03 キヤノン株式会社 位置決め装置
JP2007124799A (ja) * 2005-10-27 2007-05-17 Canon Inc リニアモータ、ステージ装置、露光装置、デバイス製造方法およびリニアモータの位相補正方法
KR100726711B1 (ko) 2005-12-30 2007-06-12 한국전기연구원 자기부상방식의 대면적 스테이지 장치
TWI454859B (zh) * 2006-03-30 2014-10-01 尼康股份有限公司 移動體裝置、曝光裝置與曝光方法以及元件製造方法
JP2007312516A (ja) * 2006-05-18 2007-11-29 Canon Inc 駆動装置、露光装置及びデバイス製造方法
JP2008004647A (ja) 2006-06-20 2008-01-10 Canon Inc 位置決め装置、露光装置及びデバイスの製造方法
JP5387570B2 (ja) 2008-04-18 2014-01-15 株式会社安川電機 多自由度アクチュエータおよびステージ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4698575A (en) * 1986-04-29 1987-10-06 U.S. Philips Corporation Positioning device
JP2001217172A (ja) * 2000-01-31 2001-08-10 Nikon Corp ステージ装置及び露光装置
CN1487365A (zh) * 2002-07-11 2004-04-07 Asml荷兰有限公司 基底固定件以及器件制造方法
CN101071276A (zh) * 2006-05-09 2007-11-14 Asml荷兰有限公司 位移测量系统、光刻设备、位移测量方法和装置制造方法
US20090310145A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Canon Kabushiki Kaisha Positioning apparatus, positioning method, exposure apparatus, device manufacturing method, and methods of manufacturing positioning apparatus and exposure apparatus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108475979A (zh) * 2016-01-22 2018-08-31 Tdk株式会社 致动器
CN108475979B (zh) * 2016-01-22 2020-03-20 Tdk株式会社 致动器
CN108604853A (zh) * 2016-02-12 2018-09-28 Asml荷兰有限公司 多相线性电动机、多相平面电动机、平台、光刻设备和器件制造方法
US11303175B2 (en) 2016-02-12 2022-04-12 Asml Netherlands B.V. Multiphase linear motor, multiphase planar motor, stage, lithographic apparatus and device manufacturing method
US11837931B2 (en) 2016-02-12 2023-12-05 Asml Netherlands B.V. Multiphase linear motor, multiphase planar motor, stage, lithographic apparatus and device manufacturing method
CN110959250A (zh) * 2017-07-20 2020-04-03 Tdk株式会社 致动器
CN111835177A (zh) * 2019-04-17 2020-10-27 上海微电子装备（集团）股份有限公司 磁浮电机及其控制方法
CN112436711A (zh) * 2020-11-12 2021-03-02 复旦大学 位移装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP5192064B2 (ja) 2013-05-08
KR101313118B1 (ko) 2013-09-30
KR20110134293A (ko) 2011-12-14
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NL2006714A (en) 2011-12-08
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TWI455455B (zh) 2014-10-01

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