CN102566302A - 图案形成装置的支撑 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及图案形成装置的支撑。提供多种布置以在光刻装置的图案形成装置平台的移动期间基本上消除图案形成装置的滑移。一种这样的布置包括保持系统和支撑运送装置。保持系统包括支撑装置、保持装置以及磁致伸缩致动器。保持装置可释放地将图案形成装置耦合至支撑装置。磁致伸缩致动器被可释放地耦合至图案形成装置以施加加速力至图案形成装置。支撑运送装置被耦合并与通过磁致伸缩致动器施加力同时地移动支撑装置以防止图案形成装置滑移。

Description

图案形成装置的支撑
技术领域
本发明主要涉及光刻术，更具体地，涉及支撑结构和用于图案形成装置的布置。
背景技术
光刻技术被广泛认为是制造集成电路(IC)以及其他器件和/或结构的关键工艺。光刻设备是一种在光刻过程中使用以将所需图案应用到衬底上，例如是到衬底的目标部分上的机器。在使用光刻设备制造集成电路期间，通常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待形成在所述IC的单层上的电路图案。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，通过将图案成像到辐射敏感材料上将所述图案转移至提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常的衬底可以包括许多这种目标部分，它们彼此相邻并且被连续地图案化。
公知的光刻设备包括：步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及扫描器，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)到衬底的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。
为了提高扫描的图案的生产速率，以恒定速度(例如3米/秒)沿扫描方向来回跨过投影透镜扫描图案形成装置，例如掩模或掩模版。因此，从静止开始，掩模版迅速地加速达到扫描速度，然后在扫描的末端，其迅速地减速为零，调转方向，并且沿相反方向加速达到扫描速度。加速度/减速度是例如重力加速度的15倍。在恒定扫描速度部分期间没有惯性力作用在图案形成装置上。然而，在扫描的加速和减速部分期间遭遇大的惯性力，例如大约60牛顿(＝0.4kg的图案形成装置质量x 150米/秒2的加速度)，可以引起图案形成装置滑移。这种滑移可以导致衬底上的器件图案的错位。
解决图案形成装置滑移的尝试包括使用诸如真空系统等夹具将图案形成装置保持在合适位置和/或使用摩擦涂层以增大图案形成装置和夹具之间的摩擦力。然而，越是提高生产率要求，反向越快，因而越高的加速度减小这种方案的效果。使用夹具的情况下，图案形成装置和夹具之间的法向力在扫描的加速和减速部分期间产生摩擦力。在这些部分期间摩擦力将图案形成装置保持在合适位置。然而，在真空夹持情况下，摩擦力受到周围气体环境和真空(现在仅为大约1帕)之间的最大压差限制。此外，图案形成装置接触夹具的小的表面面积限制了可以由夹具产生的法向力。目前，合适的摩擦涂层的最高的摩擦系数仅为大约0.25。
发明内容
由前面的论述知道，需要改进的方法和系统，其提供用于图案形成装置的防滑移方案，该方法可以在使用最小的附加质量或控制的条件下在高加速度下起作用。
本发明的一实施例提供一种图案形成装置运送系统，包括：具有支撑装置、保持装置以及磁致伸缩致动器的保持系统；和支撑运送装置，配置成移动和耦合至支撑装置。保持装置配置成将图案形成装置可释放地耦合至支撑装置，并且磁致伸缩致动器配置成提供力至图案形成装置。在支撑运送装置移动支撑装置的同时，磁致伸缩致动器提供力至图案形成装置，以便基本上消除在支撑装置的移动期间图案形成装置的滑移。
本发明的另一实施例提供一种用于光刻设备的图案形成装置平台系统，包括：平台，配置成将图案形成装置可释放地耦合至平台；平台控制系统，配置成控制平台的移动；和磁致伸缩控制系统，配置成施加力至图案形成装置。
本发明的还一实施例提供一种用于减小在图案形成装置平台的移动期间图案形成装置的滑移的方法，包括：用支撑装置支撑图案形成装置；同时用保持装置将图案形成装置保持至支撑装置；使用第一移动装置移动支撑装置；和在使用第一移动装置移动支撑装置的同时使用磁致伸缩致动器施加力至图案形成装置。
本发明的其他特征和优点以及本发明不同实施例的结构和操作将在下文中参照附图进行描述。本发明不限于这里所描述的具体实施例。在这里给出的这些实施例仅是示例性用途。基于这里包含的教导，其他的实施例对本领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
这里附图并入说明书并且形成说明书的一部分，其示出本发明并且与说明书一起进一步用来说明本发明的原理，以允许本领域技术人员能够实施和使用本发明。
图1A示意地示出了根据本发明一实施例的反射型光刻设备；
图1B示意地示出了根据本发明一实施例的透射型光刻设备；
图2示意地示出根据本发明一实施例的具有防滑移控制的图案形成装置运送系统；
图3示出根据本发明一实施例的没有防滑移控制的图案形成装置运送系统的俯视图；
图4示出根据本发明一实施例的具有防滑移控制的图案形成装置运送系统的部分侧视图；
图5示出根据本发明一实施例的具有防滑移控制的平台系统。
图6示出根据本发明一实施例的用于具有防滑移控制的图案形成装置运送的方法的流程图。
图7是根据本发明一实施例的用于在防滑移控制情况下在运送系统上装载图案形成装置的方法的流程图。
图8A-8D示意地示出根据本发明一实施例的用于在运送系统上装载图案形成装置的方法的不同步骤的具有防滑移控制的图案形成装置运送系统的部分侧视图。
图9示意地示出根据本发明一实施例的具有防滑移控制的平台系统。
图10示意地示出根据本发明一实施例的具有防滑移控制的图案形成装置运送系统的部分侧视图。
结合附图通过下面详细的具体实施方式，本发明的特征和优点将变得更加清楚，在附图中相同的附图标记在全文中表示对应元件。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的、功能类似的和/或结构类似的元件。元件第一次出现所在的附图用相应的附图标记中最左边的数字表示。
具体实施方式
本发明的多个实施例涉及具有防滑移控制的图案形成装置运送系统。本说明书公开一个或更多个实施例，其中并入了本发明的特征。所公开的实施例仅给出本发明的示例。本发明的范围不限于这些公开的实施例。本发明由所附的权利要求来限定。
所述的实施例和在说明书中提到的“一个实施例”、“一实施例”、“示例性实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括特定的特征、结构或特性。而且，这些段落不必指的是同一个实施例。此外，当特定特征、结构或特性与实施例结合进行描述时，应该理解，无论是否明确描述，实现将这些特征、结构或特性与其他实施例相结合是在本领域技术人员所知的知识范围内的。
本发明的实施例可以应用到硬件、固件、软件或其任何组合。本发明实施例还可以实现为存储在机器可读介质上的指令，其可以通过一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括任何用于以机器(例如计算装置)可读形式存储或传送信息的机制。例如，机器可读介质可以包括：只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光学存储介质；和闪存设备。此外，这里可以将固件、软件、程序、指令描述成执行特定动作。然而，应该认识到，这些描述仅为了方便并且这些动作实际上由计算装置、处理器、控制器或用于执行所述固件、软件、程序、指令等的其他装置来完成。
图1分别示意地示出了根据本发明的实施例的光刻设备100和光刻设备100’。所述光刻设备100和光刻设备100’每一个包括下列部件：照射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B(例如，深紫外(DUV)辐射或极紫外(EUV)辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，其配置用于支撑图案形成装置(例如掩模、掩模版或动态图案形成装置)MA并与配置用于精确地定位图案形成装置MA的第一定位装置PM相连；和衬底台(例如晶片台)WT，其配置用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W并与精确地定位衬底W的第二定位装置PW相连。光刻设备100和100’还具有投影系统PS，其配置成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。在光刻设备100中，图案形成装置MA和投影系统PS是反射型的。在光刻设备100’中，图案形成装置MA和投影系统PS是透射型的。
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B。
所述支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA的方向、光刻设备100和100’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来保持图案形成装置MA。所述支撑结构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。所述支撑结构MT可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统PS)。
术语“图案形成装置”MA应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束B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。被赋予辐射束B的图案将与在目标部分C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(如在图1B的光刻设备100’中)的或反射式的(如在图1A的光刻设备100中)。图案形成装置MA的示例包括掩模版、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，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。真空环境可以用于EUV或电子束辐射，因为其他气体会吸收太多的辐射或电子。因此借助真空壁和真空泵可以在整个束路径上提供真空环境。
光刻设备100和/或光刻设备100’可以是具有两个(双台)或更多个衬底台(和/或两个或更多的掩模台)WT的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它衬底台WT用于曝光。
参照图1A和1B，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100、100’可以是分立的实体(例如当该源SO为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源SO考虑成形成光刻设备100或100’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(在图1B中)的帮助，将所述辐射束B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100、100’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(在图1B中)。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(在图1B中)，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B，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
参照图1A，所述辐射束B入射到保持在支撑结构(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。在光刻设备100中，所述辐射束B被图案形成装置(例如，掩模)MA反射。在被图案形成装置(例如，掩模)MA反射之后，辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统PS将辐射束B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IF2(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，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器IF1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。可以使用掩模对准标记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。
参照图1B，所述辐射束B入射到保持在支撑结构(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。已经穿过掩模MA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B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(在图1B中未示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位掩模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的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模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掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
可以将所示的光刻设备100和100’用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束B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沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。
2.在扫描模式中，在对支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构(例如掩模台)MT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。
3.在另一种模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如掩模台)MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上。可以采用脉冲辐射源SO，并且在所述衬底台WT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。
虽然在本文中详述了光刻设备用在制造IC(集成电路)中，但是应该理解到，这里所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(LCD)、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。
在另一实施例中，光刻设备100包括极紫外(EUV)源，其配置用以生成用于EUV光刻的EUV辐射束。通常EUV源配置在辐射系统内(见下文)，并且相应的照射系统配置成调节EUV源的EUV辐射束。
在这里描述的实施例中，术语“透镜”和“透镜元件”，在允许的情况下可以指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部件。
此外，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λ)、极紫外(EUV或软X射线)辐射(例如具有5-20nm范围的波长，诸如13.5nm)、或在小于5nm的条件下工作的硬X射线、以及粒子束，例如离子束或电子束。通常，具有在大约780-3000nm(或更大)范围内的波长的辐射被认为是IR(红外)辐射。UV指的是具有大约100-400nm波长的辐射。在光刻术中，术语“UV”也指的是可以通过汞放电灯产生的波长：G-线436nm；H线405nm；和/或I-线365nm。真空UV或VUV(即被空气吸收的UV)指的是具有大约100-200nm的波长的辐射。深紫外(DUV)通常指的是具有从126nm至428nm范围波长的辐射，并且在一实施例中，准分子受激激光器可以生成用于光刻设备中的DUV辐射。应该认识到，具有例如5-20nm范围的波长的辐射涉及具有特定波长带的辐射，其中特定波长带中的至少部分在5-20nm的范围内。
图2示意地示出根据本发明一实施例的图案形成装置运送系统200。图案形成装置运送系统200包括支撑运送装置230和具有支撑装置250、保持装置280以及磁致伸缩致动器260的保持系统。运送装置230移动支撑装置250。支撑装置250支撑图案形成装置270。在扫描运动曲线的加速部分期间磁致伸缩致动器260施加力至图案形成装置270。保持装置280保持图案形成装置270，使得在扫描运动曲线的恒速部分期间图案形成装置270相对于支撑装置250没有位移。
在一个示例中，图案形成装置270(例如，掩模、掩模版或动态图案形成装置)通过保持装置280(例如真空系统)被可释放地保持至支撑装置250。支撑装置250可以配置成沿x方向和y方向移动。运送装置230可以连接至支撑装置250，使得运送装置230提供足够的力以便在扫描运动取向的加速部分期间加速支撑装置250。
在一个示例中，运送装置230可以在高的速度和加速度的条件下移动支撑装置250和可释放地保持的图案形成装置270。高的加速度可以在图案形成装置270和支撑装置250之间产生剪切力。所述剪切力可以引起图案形成装置270相对于保持装置280和支撑装置250的滑移。为了基本上消除剪切力，磁致伸缩致动器260可以被可释放地耦合至图案形成装置270。磁致伸缩致动器260可以提供足够的力直接地作用在图案形成装置270上以便减小在图案形成装置270和支撑装置250之间的剪切力。如果致伸缩致动器260耦合至图案形成装置270，则保持装置280可以提供足够的保持力，使得在图案形成装置270和支撑装置250之间基本上没有相对移动。
在一个示例中，保持装置280包括可释放的真空夹持系统以在移动期间以相对静止的方式保持图案形成装置270。在另一示例中，保持装置280可以使用其他合适的方法来保持图案形成装置270，例如本领域技术人员已知的高摩擦涂层。还可以使用高摩擦涂层增加真空夹具的剪切力能力。
图3示意地示出根据本发明一实施例的没有防滑移控制的图案形成装置运送系统300。
在该示例中，图案形成装置运送系统300包括长行程装置310、支撑框架320、支撑运送装置330(例如线圈330A-330D以及磁体340A-340D)、支撑装置350以及可释放地将图案形成装置370耦合至支撑装置350的保持装置380。
在一示例中，支撑装置350可以通过垂直取向的洛伦兹型致动器(未示出)相对于支撑框架320磁悬浮。在支撑框架320和支撑装置350之间没有物理接触。
在一示例中，图案形成装置370(例如掩模、掩模版或动态图案形成装置)可以通过保持装置380可释放地保持于支撑装置350。在一示例中，保持装置380可以包括一对真空夹具380A和380B，所述真空夹具380A和380B通过由真空力加强的摩擦将图案形成装置370保持至支撑装置350。在一个示例中，支撑装置350可以沿x方向和y方向移动。在一个示例中，线圈330A-330D可以提供沿y方向的力以产生支撑装置350的运动。磁体340A-340D在没有物理接触的情况下对线圈330A-330D进行电磁耦合。各个部件330-340对包括现有技术已知的洛伦兹型电磁致动器作为纯力耦合装置。
在一个示例中，长行程装置310沿x方向以不会在图案形成装置370和支撑装置350之间产生任何剪切力的相对低的速度移动支持框架320(经由未示出的x取向的洛伦兹致动器)。
在一个示例中，运送装置330以相对高的速率加速至基本上扫描速度沿+y和-y方向移动支撑装置350和被可释放地保持的图案形成装置370。在一个示例中，运送装置330允许通过支撑框架320将大的Y作用力施加至支撑装置350。在一个示例中，运送装置330包括线圈330A-330D和磁体340A-340D。在一个示例中，线圈330A-330D被安装至支撑框架320，磁体340A-340D被耦合至支撑装置350。
例如，为了沿-y方向(例如，在图3中从左向右)移动具有被可释放地耦合的图案形成装置370的支撑装置350，线圈330A和330C被激励以产生对磁体340A和340C的排斥力。当线圈330A和330C被激励时，对磁体340A和340C的排斥力沿-y方向推支撑装置350。为了帮助支撑装置350沿-y方向移动，线圈330B和330D被激励，使得它们基本上同时产生对磁体340B和340D的排斥力。因此，线圈330A和330C以及磁体340A和340C沿-y方向推支撑装置350，而线圈330B和330D以及磁体340B和340D基本上同时沿-y方向拉支撑装置350。
类似地，图案形成装置370和支撑装置350沿+y方向的移动除了力相反之外，以相同的方式执行。装置线圈330A和330C以及磁体340A和340C在被激励时，沿+y方向拉支撑装置350，而线圈330B和330D以及磁体340B和340D基本上同时沿+y方向推支撑装置350。
应该认识到，图3中示出的实施例依赖于在图案形成装置370和支撑装置350之间通过保持装置380(例如，真空夹具和/或摩擦涂层)产生的摩擦力以防止图案形成装置370在移动期间的滑移。
图4示意地示出根据本发明一实施例的具有防滑移控制的图案形成装置运送系统400。
在该示例中，图案形成装置运送系统400包括耦合至长行程装置(未示出)的支撑框架420、耦合至支撑运送装置(未示出)的支撑装置450、可释放地将图案形成装置470耦合至支撑装置450的保持装置480以及磁致伸缩致动器460。
在一个示例中，图案形成装置运送系统400以与图案形成装置运送系统300类似的方式工作，但是增加了磁致伸缩致动器460。通过使用移动在其上耦合有支撑装置450的支撑框架420的长行程装置(未示出)，实现如图3所示的沿x方向的移动。通过使用被耦合的支撑运送装置(未示出)，实现如图3所示的沿y方向的移动。在一个示例中，为了沿-y方向移动，例如电磁耦合线圈和磁体等支撑运送装置被激励以沿-y方向移动支撑装置450，而支撑装置450和图案形成装置470沿+y方向的移动除了作用力相反之外以相同的方式完成。
在另一示例中，磁致伸缩致动器460被用在图案形成装置运送系统400中以在边缘处与加速度方向相反地用直接施加至图案形成装置470的法向推力增补由保持装置480产生的摩擦力(例如，真空夹具或摩擦涂层)以便基本上减小或消除图案形成装置的滑移。在一个示例中，磁致伸缩致动器460可以包括磁场源462、推杆463、偏压装置464以及夹持装置465。磁致伸缩致动器460还可以包括位于图案形成装置470的相同侧或相对侧上的、以基本上相同的方式操作的附加的磁场源、推杆、偏压装置以及夹持装置。
在一个示例中，推杆463包括磁致伸缩材料，所述磁致伸缩材料在磁场条件下改变形状或尺寸。推杆463可以与磁场源462电磁耦合。当磁场源462产生磁场时，推杆463改变尺寸并且可释放地与图案形成装置470耦合。
在一个示例中，磁场源462是线圈，并且推杆463穿过线圈。当线圈被激励时，形成的磁场增加推杆462的长度，使得推杆463的远端466接触图案形成装置470。在推杆463的远端466与图案形成装置470之间的接触产生直接作用在图案形成装置470上的力。磁致伸缩材料可以是在磁场条件下改变尺寸的任何合适的材料。可以修改或调整推杆的磁致伸缩材料和尺寸以及每单位推杆长度的线圈圈数和电流以实现推杆463长度的期望的改变。此外，因为推杆463的长度由磁场引起的改变基本上是线性的和可重复的，所以用以在闭合回路操作中控制推杆463的附加的位置和力传感器不是必要的。相反，在开放回路操作期间可以使用推杆463的可重复的响应。然而，这种传感器可以用以在制造任何IC或其他器件和/或结构之前校准图案形成装置运送系统400。
在一个示例中，磁致伸缩材料是Terfenol-D，并且推杆463直径大约0.75cm，长度大约为5cm。在该示例中，在推杆463的整个长度上线圈具有大约500圈，并由大约1A的电流驱动。该示例仅为了给出本发明的示例，并且本发明不限于这些杆材料、杆尺寸、线圈圈数以及线圈电流的具体的示例。
在另一示例中，磁致伸缩致动器包括偏压装置464，其朝向图案形成装置470偏压推杆463。虽然偏压装置464在图4中表示为弹簧，但是偏压装置464不限于弹簧。偏压装置464可以是弹簧、气压或气动致动器、双稳态致动器或用于将偏压力施加至推杆463的任何其他合适的装置。偏压装置464可以应用预载荷以在推杆463的远端466和图案形成装置470之间设定初始间隙467，如下面参照图7和8A-8D所介绍的。偏压装置464还可以允许推杆463在图案形成装置交换期间从图案形成装置470离开缩回。在另一示例中，偏压装置464还可以配置成从图案形成装置470离开缩回。
在一个示例中，磁致伸缩致动器460还可以包括夹持装置465。夹持装置465配置成可释放地将推杆463的近端部分耦合至支撑装置450。当被耦合时，夹持装置465防止近端部分468相对于图案形成装置470移动。夹持装置465可以例如包括真空系统或用于可释放地耦合推杆463的一部分的其他合适装置。
在一个示例中，公共的控制信号控制耦合至支撑装置450和磁致伸缩致动器460的运送装置。例如，用于驱动例如电磁耦合的线圈和磁体的运送装置的电流可以用以控制磁场源462。因此，基本上在激励磁场源462的线圈以产生磁场的同时，运送装置移动支撑装置450。此外，基本上同时地，磁场引起推杆463长度增加并接触图案形成装置470。这种操作产生作用于图案形成装置470(例如两侧)上的力以增补由保持装置480产生的摩擦力。在另一示例中，驱动耦合至支撑框架420的长行程装置的电流可以用以控制磁场源462。由此，在用长行程装置移动支撑框架420的同时激励磁场源462的线圈并且增加推杆463的长度。这些结构消除了对用于控制磁致伸缩致动器460的信号的额外的控制信号处理装置(例如信号放大器)的需求。
然而，在另一示例中，控制磁致伸缩致动器460的信号与控制运送装置或长行程装置的信号是分离开的。在该示例中，额外的控制信号处理装置(例如信号放大器)对于磁致伸缩致动器460可以是必须的。
图5示意地示出根据本发明一个实施例的用于光刻设备的平台系统500。平台系统500包括平台控制系统530、平台550以及磁致伸缩致动器560。
在一个示例中，图案形成装置570被可释放地保持(例如使用真空)至平台550。平台控制系统530被耦合至平台550。平台控制系统530可以提供足够的力以允许实现平台550移动。平台控制系统530可以在相应的高加速度的情况下在高速条件下移动平台550和被可释放地保持的图案形成装置570。这种加速度可以在图案形成装置570和平台550之间产生剪切力，使得图案形成装置570可以相对于平台550滑移。为了基本上消除剪切力，磁致伸缩致动器560被可释放地耦合至图案形成装置570。磁致伸缩致动器560可以提供直接地作用在图案形成装置570上的力以便减小在图案形成装置570和平台550之间的剪切力。如果磁致伸缩致动器560与图案形成装置570耦合，在图案形成装置570和平台550之间的力使得存在足够的保持力使得在图案形成装置570和平台550之间基本上不存在相对移动。
在另一实施例中，平台550可以使用其他方法以保持图案形成装置570，例如摩擦涂层或本领域技术人员已知的其他方法。
图6示出表示根据本发明一个实施例的用于移动图案形成装置的方法600的流程图。例如，方法600可以使用上面如图1A、1B以及2-5中示出的装置中的一个或更多个执行。在本示例中，方法600由步骤602开始，并进行至步骤604。在步骤604中，使用支撑装置支撑图案形成装置。在步骤606中，使用例如真空系统等保持装置协同地或同时地支撑图案形成装置。在步骤608中，使用第一移动装置移动支撑装置。在步骤610中，与移动支撑装置协同地或同时地使用磁致伸缩致动器施加力。然后在步骤612结束该方法。
图7是根据本发明的一个实施例的用于将图案形成装置装载在图案形成装置运送系统上的方法700的流程图。磁致伸缩推杆的长度在磁场作用下的改变可以限制为几十微米。因此，推杆的远端在没有暴露至磁场并且处于其非伸长状态的时候必须设置为靠近图案形成装置。附加地，推杆在扫描间隔期间可以不一直与图案形成装置接触，因为推杆的热膨胀可能会干扰图案形成装置的定位。因此，期望根据方法700将图案形成装置装载在图案形成装置运送系统上以自动地在推杆的远端和图案形成装置之间形成初始间隙。
在该示例中，方法700在步骤702开始，并进行至步骤704。在步骤704中，使用支撑装置支撑图案形成装置。在步骤706中，偏压装置使磁致伸缩推杆抵靠支撑装置上的图案形成装置移动。在步骤708中，使用磁场源形成磁场。在一个示例中，磁场与在推杆和图案形成装置之间的间隙或期望的无场间隙成比例。与磁场源电磁耦合的磁致伸缩推杆长度增加。步骤706和708是可交换的，并且可以同时执行。在步骤710中，使用例如真空系统等夹持装置将磁致伸缩推杆的近端部分可释放地耦合至支撑装置。在步骤712中，磁场被移除，且磁致伸缩推杆恢复至其原始长度，由此在推杆的远端和图案形成装置之间形成间隙。
图8A-8D示意地示出在用于将图案形成装置870装载在图案形成装置运送系统800上的方法700的不同步骤处的具有防滑移控制的图案形成装置运送系统800。
在图8A中，在磁场源862的线圈去激励的同时，图案形成装置870被放置在支撑装置850上(步骤704)。偏压装置866将磁致伸缩推杆863朝向图案形成装置870移动，使得推杆863的远端866接触图案形成装置870(步骤706)。这种接触形成对图案形成装置870的预负载力。在图8B中，磁场源862的线圈被激励以产生磁场(步骤708)。电磁耦合至磁场源862的磁致伸缩推杆863的长度L增加。
在图8C中，使用例如真空系统等夹持装置865的近端部分868可释放地耦合至支撑装置850(步骤710)。当被夹持时，近端部分868相对于图案形成装置870是固定的。在图8D中，磁场源862的线圈被去激励以移除磁场。当磁场被移除时，磁致伸缩推杆863的长度L恢复至其原始长度，如在步骤704中一样。长度L的减小在推杆863的远端866和图案形成装置870之间形成间隙867。在一个示例中，间隙867大约为2微米。
在一个示例中，在根据方法700移动图案形成装置870之前执行方法800。
图9示意地示出根据本发明一个实施例的具有防滑移控制的平台系统900。在该实施例中，该系统包括压电致动器960，而不是如上所述的磁致伸缩致动器。该系统900可以类似地配置为如上所述的系统，并且可以以与上述类似的方式操作以便在图案形成装置台950的移动期间减小图案形成装置970的滑移。例如，电压激励可以用以形成或操纵电场，其改变压电致动器960的压电元件的尺寸。
图10示意地示出根据本发明一个实施例的具有防滑移控制的图案形成装置运送系统1000的部分侧视图。
在该示例中，图案形成装置运送系统1000包括耦合至长行程装置(未示出)的支撑框架1020、耦合至支撑运送装置(未示出)的支撑装置1050、将图案形成装置1070可释放地耦合至支撑装置1050的保持装置1080以及压电致动器1060。
在一个示例中，图案形成装置运送系统1000以与图案形成装置运送系统400类似的方式工作，但是其具有压电致动器1060而不是磁致伸缩致动器。如图4那样通过使用长行程装置(未示出)实现X方向的移动，所述长行程装置移动其上耦合有支撑装置1050的支撑框架1020。如图4那样通过使用被耦合的支撑运送装置(未示出)实现y方向的移动。在一个示例中，为了沿-y方向移动，例如电磁耦合线圈和磁体等支撑运送装置被激励以沿-y方向移动支撑装置1050，而以除了力相反之外相同的方式完成图案形成装置1070和支撑装置1050沿+y方向的移动。
在另一示例中，压电致动器1060用在图案形成装置运送系统1000中借助与加速度方向相反地在边缘处直接施加至图案形成装置1070的法向推力来增补由保持装置1080(例如真空夹具或摩擦涂层)所产生的摩擦力，从而基本上消除或减小图案形成装置的滑移。
在一个示例中，压电致动器1060可以包括压电元件1063、偏压装置1064以及配置成将压电元件1063的近端部分1068可释放地耦合至支撑装置1050的夹持装置1065。压电致动器1060还可以包括位于图案形成装置1070的同侧或相对侧上的以基本上相同的方式操作的附加的压电元件、偏压装置以及夹持装置。
在一个示例中，压电元件1063在电场作用下改变其尺寸。压电元件1063可以经由电源端子1069电连接至电源。当施加电压或充电至压电元件1063时，压电元件1063的内部电场改变，这引起压电元件1063改变尺寸并可释放地与图案形成装置1070耦合。在一个示例中，所形成的电场增加压电元件1062，使得压电元件1062的远端接触图案形成装置1070。在压电元件1062的远端与图案形成装置1070之间的接触产生直接作用在图案形成装置1070上的力。压电致动器1060可以是在电场作用下改变尺寸的任何合适的装置，例如压电叠层和管。
在另一示例中，使用图案形成装置运送系统1000可以执行上述的用于移动图案形成装置的方法600。在该示例中，在步骤610，与移动支撑装置协同地或同时地，使用压电致动器1060施加力至图案形成装置。
此外，如上所述，使用图案形成装置运送系统1000可以执行用于加载图案形成装置的方法700。在该示例中，在步骤706，偏压装置使压电元件抵靠支撑装置上的图案形成装置移动。在步骤708，通过提供电压或电荷至压电元件产生电场，其增加压电元件的长度。在步骤710中，使用夹持装置将压电元件的近端部分可释放地耦合至支撑装置。在步骤712中，移除电场，并且压电元件恢复至其原始长度，由此在压电元件的远端和图案形成装置之间形成间隙1067。
结论
应该认识到，具体实施方式部分，而不是发明内容和摘要部分，用于解释权利要求。发明内容和摘要部分可以提出一个或多个但不是发明人预期的本发明的全部示例性实施例，因而不能够以任何方式限制本发明和所附的权利要求。
上面借助示出具体功能的实施方式及其关系的功能性结构块描述了本发明。为了方便说明，这些功能性结构块的边界在此任意限定。只要特定功能及其关系被适当地实施就可以限定替换的边界。
具体实施例的前述说明将充分地揭示本发明的一般特性，以致于其他的实施例通过应用本领域技术人员的知识可以在不需要过多的实验、不脱离本发明的一般概念的情况下容易地修改和/或适应不同应用。因此，基于这里给出的教导和启示，这种修改和适应应该在所公开的实施例的等价物的范围和含义内。应该理解，这里的术语或措辞是为了描述和说明而不是限制，因此本说明书的术语或措辞由本领域技术人员根据教导和启示进行解释。
本发明的宽度和范围不应该受到上述的示例性实施例的限制，而应该仅根据权利要求及其等价物限定。

Claims (15)

1.一种图案形成装置运送系统，包括：
保持系统，具有
支撑装置，
保持装置，配置成将图案形成装置可释放地耦合至支撑装置，和
磁致伸缩致动器，配置成提供力至图案形成装置；和
支撑运送装置，配置成与磁致伸缩致动器提供力至图案形成装置同时地移动支撑装置，以便基本上消除在支撑装置的移动期间图案形成装置的滑移。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述磁致伸缩致动器包括第一磁场源和包括磁致伸缩材料的第一推杆，并且其中第一磁场源产生增加第一推杆的长度的磁场。
3.如权利要求2所述的系统，其中磁场源包括线圈。
4.如权利要求2所述的系统，其中所述磁致伸缩致动器还包括第二磁场源和包括磁致伸缩材料的第二推杆，并且其中第二磁场源产生增加第二推杆的长度的磁场。
5.如权利要求2所述的系统，其中所述磁致伸缩致动器还包括配置成朝向图案形成装置偏压第一推杆的偏压装置，以及配置成将推杆的一部分可释放地耦合至支撑装置的夹持装置。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述偏压装置还配置成使第一推杆离开图案形成装置缩回。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述保持装置包括用以将图案形成装置可释放地耦合至支撑装置的真空系统。
8.如权利要求1所述的系统，其中公共控制信号控制磁致伸缩致动器和支撑运送装置。
9.一种用于光刻设备的图案形成装置平台系统，包括：
平台，配置成将图案形成装置可释放地耦合至平台；
平台控制系统，配置成控制平台的移动；和
磁致伸缩控制系统，配置成施加力至图案形成装置。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述平台控制系统包括电磁致动器。
11.如权利要求9所述的系统，其中所述磁致伸缩控制系统包括第一磁场源和包括磁致伸缩材料的推杆，并且其中第一磁场源产生改变第一推杆的长度的磁场。
12.一种用于减小在图案形成装置平台的移动期间图案形成装置的滑移的方法，包括：
用支撑装置支撑图案形成装置；
同时地，用保持装置将图案形成装置保持至支撑装置；
使用第一移动装置移动支撑装置；和
与使用第一移动装置移动支撑装置同时地使用磁致伸缩致动器施加力至图案形成装置。
13.如权利要求12所述的方法，还包括：用公共信号控制第一移动装置和磁致伸缩致动器。
14.如权利要求12所述的方法，其中使用磁致伸缩致动器施加力至图案形成装置包括：产生磁场以增加包括磁致伸缩材料的推杆的长度，且其中推杆可释放地与图案形成装置耦合。
15.一种图案形成装置运送系统，包括：
保持系统，具有
支撑装置，
保持装置，配置成将图案形成装置可释放地耦合至支撑装置，和
压电致动器，配置成提供力至图案形成装置；和
支撑运送装置，配置成与压电致动器提供力至图案形成装置同时地移动支撑装置，以便基本上消除在支撑装置的移动期间图案形成装置的滑移。
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