CN113811818A - 带有形状记忆合金和磁耦合机构的掩模版笼式致动器 - Google Patents

Abstract

本文中的实施例描述了用于为物体提供支撑的方法和安全装置。一种安全装置包括具有驱动电机的驱动侧、以及从动侧。安全装置的从动侧包括外壳和安全闩锁，该外壳具有沿着外壳的长度延伸的旋转轴。从动侧经由旋转轴的第一端处的非接触式磁耦合装置被耦合到驱动电机，并且安全闩锁被耦合到旋转轴的与旋转轴的第一端相对的第二端。驱动电机被配置为经由非接触式磁耦合装置在驱动侧引起安全闩锁在径向方向上的旋转。

Description

带有形状记忆合金和磁耦合机构的掩模版笼式致动器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年5月8日提交的美国临时专利申请号62/845,022的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及安全机构，例如用于将图案化装置保持在光刻系统中的掩模版笼式致动器和磁耦合机构。

背景技术

光刻设备是一种将期望图案施加到衬底上、通常施加到衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以用于例如制造集成电路(IC)。在这种情况下，可以使用图案化装置(替代地称为掩模或掩模版)生成要形成在IC的个体层上的电路图案。该图案可以转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分、一个或若干管芯)上。图案的转印通常经由成像到衬底上提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行。通常，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括：所谓的步进器，其中通过将整个图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分；以及所谓的扫描仪，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案来照射每个目标部分，同时同步地平行于或反平行于该扫描方向来扫描目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案化装置转印到衬底上。

光刻被广泛认为是制造IC和其他器件和/或结构的关键步骤中的一个。然而，随着使用光刻制作的特征的尺寸变得更小，光刻正在成为能够制造微型IC或其他器件和/或结构的更关键因素。

为了在衬底上投影图案，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长决定了可以在衬底上形成的特征的最小尺寸。与使用例如波长为193nm的辐射的光刻设备相比，使用波长在4至20nm范围内(例如，6.7nm或13.5nm)的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成较小特征。

使用EUV辐射的光刻设备可能要求EUV辐射束路径或至少其主要部分在光刻操作期间必须保持在真空中。在光刻设备的这种真空区域中，静电夹具可以用于将物体(例如，图案化装置和/或衬底)夹持到光刻设备的结构(例如，相应的图案化装置台和/或衬底台)。

诸如掩模版等常规图案化装置非常昂贵。因此，在光刻设备内处理掩模版时要格外小心。虽然掩模版通常被夹持到卡盘结构，但最好包括在夹持失败的情况下使用的安全机构。否则，掩模版可能会掉落，并且不仅损坏掩模版本身，还会损坏光刻设备内的其他昂贵的光学器件。

发明内容

常规安全设计可以用于确保图案化装置(例如，掩模版)不会无意地中从卡盘(例如，掩模版台)上掉落。这样的设计通常使用电磁体来打开或关闭金属臂，以便在掩模版掉落时“抓住”掩模版。这些设计效率不高，因为它们需要大型电机来生成打开臂所需要的力，并且还需要恒定的功率消耗以将臂保持在打开位置。由于功率要求，安全设计还需要对电磁体进行主动冷却以在系统内散热。此外，如果在操作过程中电源被切断，则诸如在掩模版更换操作期间，由电磁体供电的安全闩锁的臂将自动关闭并且可能损坏掩模版。

因此，需要提供新的装置和方法，用于以可靠且高效的方式增强掩模版安全机构。本文中的实施例描述了用于不需要电磁体来进行掩模版保持的改进的安全装置的系统、装置和方法。本公开提供了一种安全装置，该安全装置利用永久的非接触式磁耦合来促进旋转致动机构以支撑光刻系统中的掩模版。磁耦合允许安全装置的轴在不需要驱动载体侧与卡盘侧之间的物理接触的情况下旋转，同时通过双稳态致动器机构最小化功率需求。本公开还包括用于掩模版安全的形状记忆合金(SMA)和压缩弹簧致动的致动器的装置和方法。通过向安全装置的形状记忆合金施加电流或热量，安全装置的安全闩锁可以响应于通过形状记忆合金的变化被激活的安全装置中的弹簧的压缩而被致动到“打开”或“关闭”位置。

在一些实施例中，一种用于为物体提供支撑的安全装置包括驱动侧和从动侧。驱动侧包括驱动电机。从动侧包括外壳和安全闩锁，外壳具有沿着外壳的长度延伸的旋转轴，其中从动侧经由旋转轴的第一端处的非接触式磁耦合装置被耦合到驱动电机。安全闩锁被耦合到旋转轴的与旋转轴的第一端相对的第二端。驱动电机被配置为经由非接触式磁耦合装置在驱动侧引起安全闩锁在径向方向上的旋转。

在一些实施例中，一种光刻设备包括照射系统、支撑结构、投影系统和一个或多个安全装置。照射系统调节辐射束。支撑结构被构造为支撑图案化装置，该图案化装置能够在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案以形成图案化辐射束。投影系统被配置为将图案化辐射束投影到衬底的目标部分上。一个或多个安全装置被耦合到支撑结构并且每个安全装置包括驱动侧和从动侧。一个或多个安全装置的驱动侧包括驱动电机。一个或多个安全装置的从动侧包括外壳和安全闩锁，外壳具有沿着外壳的长度延伸的旋转轴，其中从动侧经由旋转轴的第一端处的非接触式磁耦合装置被耦合到驱动电机。安全闩锁被耦合到旋转轴的与旋转轴的第一端相对的第二端。驱动电机被配置为经由非接触式磁耦合装置在驱动侧引起安全闩锁在径向方向上的旋转。

在一些实施例中，一种方法包括使用安全装置来支撑图案化装置，该安全装置具有带有至少一个形状记忆合金的致动器、安全闩锁和被耦合到安全闩锁的至少一个弹簧。安全闩锁包括在安全闩锁的远端处的足部，其中足部被配置为用作用于图案化装置的接触点。该方法还包括向安全装置的至少一个形状记忆合金施加电流以激活至少一个形状记忆合金，并且响应于至少一个形状记忆合金的激活，在图案化装置下方将安全闩锁从第一位置致动到第二位置。

下面参考附图详细描述本发明的各种实施例的另外的特征和优势以及结构和操作。注意，本发明不限于本文中描述的特定实施例。这样的实施例在本文中仅出于说明的目的而呈现。基于本文中包含的教导，其他实施例对于相关领域的技术人员将是很清楚的。

附图说明

并入本文并且构成说明书的部分的附图用于说明本发明，并且与说明书一起进一步用于解释本发明的原理并且使得相关领域的技术人员能够制造和使用本发明。

图1是根据本公开的实施例的光刻设备的示意图。

图2是根据本公开的实施例的掩模版台的透视示意图。

图3是图2的掩模版台的俯视图。

图4A和图4B是根据本公开的实施例的安全装置的示意图。

图5是示出了根据本公开的实施例的图4A和4B的安全装置的等距视图的示意图。

图6A、图6B和图6C是根据本公开的实施例的安全装置的示例磁耦合配置的示意图。

图7是根据本公开的实施例的旋转安全闩锁的示意图。

图8A和图8B是示出了根据本公开的实施例的形状记忆合金(SMA)致动器机构的前视图的示意图。

图9A和图9B是示出了根据本公开的实施例的形状记忆合金(SMA)致动器机构的俯视图的示意图。

图10A至图10D是根据本公开的实施例的用于掩模版安全的形状记忆合金致动器和安全装置的示意图。

图11是根据本公开的实施例的用于操作用于支撑图案化装置的安全装置的流程图的示意图。

本发明的特征和优势将从下面结合附图进行的详细描述中变得更加明显，在附图中相同的附图标记自始至终标识相应的元素。在附图中，相似的附图标记通常表示相同、功能相似和/或结构相似的元素。除非另有说明，否则本公开中提供的附图不应当被解释为按比例绘制的附图。

具体实施方式

本说明书公开了包含本发明的特征的一个或多个实施例。(多个)所公开的实施例仅例示本发明。本发明的范围不限于(多个)所公开的实施例。本发明由所附权利要求限定。

所描述的实施例以及说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用表明所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可能不一定包括特定特征、结构或特性。此外，这样的短语不一定指代相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，应当理解，结合其他实施例实现这样的特征、结构或特性在本领域技术人员的知识范围内，无论该其他实施例是否明确描述。

诸如“下方”、“下面”、“下部”、“上方”、“上面”、“上部”等空间相关术语在本文中可以用于描述方便以描述一个元素或特征的与图中所示的另一元素或特征的关系。除了图中描绘的取向，空间相对术语旨在涵盖使用或操作中的设备的不同取向。该装置可以以其他方式定向(旋转90度或以其他取向)并且本文中使用的空间相对描述词同样可以相应地解释。

如本文中使用的，术语“约”表示可以基于特定技术而变化的给定量的值。基于特定技术，术语“约”可以表示给定量的值，该值在该值的例如10至30％(例如，该值的±10％、±20％或±30％)内变化。

本公开的实施例可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实现。本公开的实施例还可以实现为存储在机器可读介质上的指令，该指令可以由一个或多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于以机器(例如，计算设备)可读的形式存储或传输信息的任何机制。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；光存储介质；闪存设备；电、光、声或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。此外，固件、软件、例程和/或指令在本文中可以被描述为执行某些动作。然而，应当理解，这样的描述仅仅是为了方便，并且这样的动作实际上是由计算设备、处理器、控制器或其他设备执行固件、软件、例程、指令等产生的，并且这样做可以引起致动器或其他设备与物理世界交互。

然而，在更详细地描述这些实施例之前，呈现可以在其中实现本公开的实施例的示例环境是有益的。

光刻系统示例

图1示出了包括辐射源SO和光刻设备LA的光刻系统。辐射源SO被配置为生成EUV辐射束B并且将EUV辐射束B提供给光刻设备LA。光刻设备LA包括照射系统IL、被配置为支撑图案化装置MA(例如，掩模)的支撑结构(例如，掩模台)MT、投影系统PS和被配置为支撑衬底W的衬底台WT。一般而言，支撑结构MT的移动可以借助于长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精细定位)来实现，如下文进一步所述。

照射系统IL被配置为在EUV辐射束B入射到图案化装置MA上之前调节EUV辐射束B。此外，照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11。琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11一起提供具有期望截面形状和期望强度分布的EUV辐射束B。除了或替代琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11，照射系统IL可以包括其他反射镜或装置。

在如此调节之后，EUV辐射束B与图案化装置MA相互作用。由于这种相互作用，生成了图案化EUV辐射束B'。投影系统PS被配置为将图案化EUV辐射束B'投影到衬底W上。为此，投影系统PS可以包括被配置为将图案化EUV辐射束B'投影到由衬底台WT保持的衬底W上的多个反射镜13、14。投影系统PS可以对图案化EUV辐射束B'应用缩减因子，从而形成具有小于图案化装置MA上的对应特征的特征的图像。例如，可以应用为4或8的缩减因子。尽管投影系统PS在图1中被示出为仅具有两个反射镜13、14，但是投影系统PS可以包括不同数目的反射镜(例如，六个或八个反射镜)。

衬底W可以包括预先形成的图案。在这种情况下，光刻设备LA将由图案化EUV辐射束B'形成的图像与先前形成在衬底W上的图案对准。

可以在辐射源SO、照射系统IL和/或投影系统PS中提供相对真空，即，压力远低于大气压的少量气体(例如，氢气)。

辐射源SO可以是激光产生等离子体(LPP)源、放电产生等离子体(DPP)源、自由电子激光器(FEL)、或能够生成EUV辐射的任何其他辐射源。

示例掩模版台和安全装置系统

图2和图3示出了根据本公开的一些实施例的示例性掩模版台200的示意图。掩模版台200可以包括顶台表面202、底台表面204、侧台表面206、掩模版208和安全装置300。在一些实施例中，具有掩模版208的掩模版台200可以在光刻设备LA中实现。例如，掩模版台200可以表示支撑结构MT并且掩模版208可以表示光刻设备LA中的图案化装置MA。在一些实施例中，掩模版208和多个安全装置300可以被设置在顶台表面202上。例如，如图2所示，掩模版208可以被设置在顶台表面202的中心，安全装置300被设置在掩模版208的每个角部附近。

在一些光刻设备(例如，光刻设备LA)中，掩模版台或卡盘200可以用于保持和定位掩模版208以用于扫描或图案化操作。掩模版台200需要强大的驱动器、大的平衡质量和重的框架来支撑它。掩模版台200具有大的惯性并且重量可以超过500kg以推动和定位重约0.5kg的掩模版208。为了完成在光刻扫描或图案化操作中常见的掩模版208的往复运动，可以通过驱动掩模版台200的线性电机提供加速和减速力。

在掩模版台200的灾难性故障期间，例如，通过主要的功率损失或严重的系统故障，掩模版台200的加速和减速力可能被转移到掩模版208并且导致掩模版碰撞。掩模版208可能会撞入掩模版台200的其他组件，从而对掩模版208和/或其他附近组件造成损坏。取决于掩模版台200的预碰撞运动和动量，掩模版208可以以较高的力(即，较高的加速度)碰撞。较软的掩模版弯曲会导致金属破裂(例如，图案损坏)，而较硬的掩模版弯曲会导致玻璃破裂(例如，掩模版中的裂缝)。当前方法使用某种形式的安全机构来降低或减少碰撞期间掩模版的力。然而，由于在最坏碰撞情况下掩模版的高冲击应力(力)，掩模版和/或当前安全机构仍然可能发生损坏。

一种可能的解决方案是围绕掩模版208定位安全机构，例如安全装置300，以充当减震器以在碰撞期间降低对掩模版208的冲击力。例如，带有减震器的保险杠装置201可以用于掩模版208周围，以吸收可能由碰撞产生的力或冲击，使得可以减少或完全消除对掩模版208和安全装置300的损坏。根据一个实施例，安全装置300还可以各自包括安全闩锁(未示出)，该安全闩锁在掩模版208下方旋转就位，使得安全闩锁防止掩模版208从掩模版台200脱落。掩模版208可以被例如邻近于掩模版208的角部而布置的四个安全装置300限制。在一个实施例中，安全装置300可以用作例如用于容纳物体使其免于移动或掉落的“笼子”。当安全装置300用于为掩模版提供紧急支撑时，它们可以统称为掩模版笼，但安全装置300也可以用于支撑其他类型的图案化装置、或任何其他类型的夹持物体。

在一些实施例中，如图2和图3所示，掩模版台200可以包括用于定位操作的第一编码器212和第二编码器214。例如，第一编码器212和第二编码器214可以是干涉仪。第一编码器212可以沿着第一方向(例如，掩模版台200的横向方向(即，X方向))被附接。而第二编码器214可以沿着第二方向(例如，掩模版台200的纵向方向(即，Y方向))被附接。如图2和图3所示，第一编码器212可以与第二编码器214正交。

安全装置300可以被配置为在碰撞期间固定和减少对掩模版208的损坏。安全装置300可以被配置为在碰撞期间均匀地分布掩模版208的冲击力。在一些实施例中，多个安全装置300可以被设置在顶台表面202中并且围绕掩模版208的周边布置。例如，多个安全装置300可以被设置为邻近于掩模版208的每个角部以在多个撞击位置上均匀地分布掩模版208的冲击力。

在一些实施例中，诸如在掩模版更换操作或掩模版208的手动恢复期间，安全装置300可以用于将掩模版208保持在适当位置(例如，具有安全闩锁)。安全装置300也可以用于防止如果在扫描期间掩模版从保持掩模版的静电夹具脱离则掩模版208在Z方向上的位移。

带有磁耦合的安全装置的示例设计

图4A和图4B示出了根据本公开的实施例的一种安全装置300的示例视图。特别地，图4A示出了安全装置300的侧视图，而图4B示出了安全装置300的截面图。如以上在图2至图3中讨论的，一个或多个安全装置300可以围绕掩模版208设置并且被耦合到卡盘(例如，掩模版台200)。

安全装置300包括驱动侧401(例如，在载体上)和从动侧402(例如，在卡盘上)。具体地，驱动侧401包括安全装置300的动子组件，而从动侧402包括对驱动侧401的运动作出反应的从动组件。驱动侧401包括驱动电机404、驱动组件406a和传感器418。

在一些实施例中，传感器418包括被配置为感测物体或目标(例如，目标420)的接近度或位置的定位传感器。例如，传感器418可以是电容传感器、电感传感器、光学反射传感器、断束传感器(break-beam sensor)等。在一些实施例中，传感器418可以位于驱动侧401(例如，载体)，而传感器418感测的物体可以位于从动侧402(例如，卡盘)。在其他实施例中，传感器418和传感器418感测的物体都可以位于从动侧402(例如，卡盘)。在一些情况下，如果传感器418和物体位于安全装置300的不同侧(例如，传感器418在驱动侧401，物体在从动侧402，或反之亦然)，则从动侧402和驱动侧401的运动可能会影响传感器数据。通过使传感器418和物体都位于从动侧402，从动侧402和驱动侧401可以相对于彼此移动而不影响传感器数据。

驱动电机404是移动和控制安全装置300的运动的组件。在一些实施例中，驱动电机404可以是旋转电机、致动器和/或直接驱动、双稳态致动器。特别地，驱动电机404驱动或致动作为磁耦合装置406的部分的驱动组件406a。替代地，可以使用旋转螺线管代替电机、或者具有制动机构的另一电旋转电机。驱动电机404的双稳态特性表示，电机的运动仅在通电时发生。当驱动电机404固定在给定位置时，驱动电机404不消耗功率。驱动电机404可以是压电电机或DC电机。

磁耦合装置406为安全装置300提供非接触式永磁耦合。磁耦合装置406包括两个组件：驱动组件406a和从动组件406b。两个组件406a和406b具有彼此面对但不彼此接触的永磁体。例如，驱动组件406a和从动组件406b可以物理地分开约1至4mm的空间。驱动组件406a和从动组件406b的永磁体之间的吸引力允许驱动侧401以旋转方式驱动或移动安全装置的从动侧402。

从动侧402包括从动组件406b、外壳408、轴410、安全缓冲器416、安全闩锁412、足部区域414、安全缓冲器416和目标420。通过磁耦合406，从动组件406b对驱动组件406a的运动作出反应，从而导致机械能到从动侧402的非接触式传输。从动侧402的外壳408可以沿着Z轴具有最长长度，并且可以被提供以保护被设置在内部的移动组件。外壳408可以是注模材料，例如聚合物材料，或者外壳408可以是机械加工的金属。在一些实施例中，外壳408沿着Z方向的长度可以为约20至70毫米。

外壳408包括轴410，轴410经由磁耦合装置406附接到驱动电机404。特别地，轴410可以被设置在外壳408内，而磁耦合装置406可以被耦合到在外壳408外面的轴410的一端。轴410可以沿着外壳408的长度延伸。

安全缓冲器416也可以被包括作为电机设计的部分并且被设置在安全装置的从动侧402内。在安全缓冲器设计中可以使用任何类型的衬套或轴承设计。根据一些实施例，一个或多个安全缓冲器416可以被包括在安全装置300中，以在掩模版失去对从动侧402(例如，卡盘)的夹持力时用作掩模版在X和Y方向上的停止机构。安全缓冲器416在美国申请号62/768,161中有更详细的描述，该申请通过引用整体并入本文。

安全装置300还包括安全闩锁412，该安全闩锁412从被耦合到磁耦合装置406的一端被耦合到轴410的相对端。安全闩锁412与旋转轴410一起旋转。在一些实施例中，安全闩锁412可以围绕平行于Z方向的轴线在外壳408下方旋转整整360度。安全闩锁412从轴410径向向外延伸并且可以具有小于60mm的长度。例如，安全闩锁412可以具有大于10mm并且小于60mm的长度。安全闩锁412的精确图示设计仅是一个示例并且不旨在进行限制。安全闩锁412可以包括如图4A、图4B或图5所示的两个或更多个单独的束，或者它可以是一个实心件。

在一些实施例中，足部区域414可以被设置在安全闩锁412的远端处。足部区域414可以被称为一个安全足部/多个安全足部或一个掩模版足部/多个掩模版足部。足部区域414可以是基本平坦的并且被设计为接触图案化装置(例如，掩模版)的部分。根据一些实施例，足部区域414是安全闩锁412的唯一部分，如果图案化装置从其夹持位置在Z方向上落下，则该部分将与图案化装置有任何接触。

图4B的横截面视图进一步示出了安全装置300的附加组件，包括颗粒密封件422、上端颗粒密封件424、轴承426和下端颗粒密封件428。轴承426包括承受在外壳408中的旋转部件之间的摩擦的陶瓷组件。颗粒密封件422、424和428可以被设计为使得在安全闩锁412旋转期间从移动部件生成的颗粒保持被俘获在外壳408内并且不被排出到安全装置300周围的空间中。在一些实施例中，上端颗粒密封件424、轴承426和下端颗粒密封件428可以被设置在安全装置的外壳408内。

图5示出了根据本公开的实施例的图4A和图4B的安全装置300的等距视图的示意图。安全装置300包括驱动电机404、磁耦合装置406、外壳408、轴410、安全闩锁412和足部区域414、以及安全缓冲器416。

如图5所示，足部区域414可以以一定角度(诸如，约90度角)弯曲远离安全闩锁412的剩余部分。根据一些实施例，倾斜构件(未示出)可以将安全闩锁412连接到足部区域414，使得足部区域414被设置在比安全闩锁412更低的平行平面处。

在一些实施例中，安全装置300可以是刚性材料，例如金属或陶瓷。在一些实施例中，安全装置300的外壳408可以是圆柱形的，并且延伸穿过掩模版台200的部分以与掩模版的角部严格对准。在一些实施例中，安全闩锁412可以被配置为在碰撞期间保护(例如，卡住)和减少对掩模版的损坏。例如，安全闩锁412的足部区域414可以在掩模版的顶部表面上方延伸，并且被配置为防止掩模版在垂直于顶台表面202的表面的方向(例如，Z方向)上的移动。

图6A、图6B和图6C示出了根据本公开的实施例的用于安全装置的示例磁耦合配置的示意图。特别地，图6A示出了面对面磁耦合配置600，图6B示出了同轴磁耦合配置610，图6C示出了磁耦合表面620的示例。

图6A的面对面磁耦合配置600是面对面磁耦合机构，其中驱动组件406a和从动组件406b的表面彼此相邻放置，其间有材料。驱动组件406a和从动组件406b的表面被排列有彼此吸引的多个永磁体，从而产生磁耦合装置406。在一些实施例中，驱动组件406a和从动组件406b的表面可以通过在两个组件之间具有预定厚度的材料被分开(例如，约1.5mm至6mm的距离可以将驱动组件406a与从动组件406b分开)。

图6B的同轴磁耦合配置610是同轴磁耦合机构，其中驱动组件406a和从动组件406b的圆柱形端彼此同心耦合。驱动组件406a和从动组件406b的圆柱形端可以通过材料(例如，绝缘体)被分开，以便在安全装置中提供非接触式磁耦合机构。在一些实施例中，驱动组件406a的外圆柱形端可以与从动组件406b的内圆柱形端同心耦合。例如，驱动组件406a的外圆柱形端的内表面可以被排列有永磁体，永磁体被吸引到具有相对磁极的永磁体，该永磁体被排列在从动组件406b的内圆柱形端的外表面上。

在其他实施例中，从动组件406b的外圆柱形端可以与驱动组件406a的内圆柱形端同心耦合。例如，从动组件406b的外圆柱形端的内表面可以被排列有永磁体，永磁体被吸引到具有相对磁极的永磁体，该永磁体被排列在驱动组件406a的内圆柱形端的外表面上。

图6C进一步示出了磁耦合表面620的示例。磁耦合表面620可以表示面对面耦合机构(例如，面对面磁耦合配置600)中的驱动组件406a的表面和/或从动组件406b的表面。耦合表面620可以包括以圆形方式被布置在驱动组件406a和/或从动组件406b的表面上的多个磁体625。在一些实施例中，磁体625之间的间距和磁体625的数目可以基于驱动电机404的运动的分辨率以及驱动组件406a和从动组件406b的耦合强度来选择。

虽然图6A至图6C仅示出了两个磁耦合配置，但是应当理解，磁耦合装置406可以利用磁耦合机构或配置的其他实施例来将驱动组件406a与从动组件406b耦合。通过利用各种磁耦合机构(例如，面对面耦合机构、同轴耦合机构等)，安全装置的从动侧可以利用驱动电机基于其与驱动侧的连接来移动。

另外，非接触式磁耦合装置406可以通过提供双稳态致动机构而有利，其中驱动侧401(驱动电机404所在的位置)上的振动与从动侧402物理隔离，使得极大地减少了振动或干扰到卡盘的传递。此外，安全装置中驱动侧401与从动侧402之间的分离在这两侧之间提供了屏障或颗粒陷阱，这有助于防止颗粒进入驱动侧401。在一些实施例中，由于耦合是磁性连接，本公开允许耦合件之间(例如，驱动组件406a与从动组件406b之间)的一些错位(例如，轴向和角度)，同时保持双稳态致动机构。换言之，当驱动侧401未被致动时，从动侧402保持就位。

图7示出了根据本公开的实施例的图案化装置208和与图案化装置208的一个角部相邻的安全装置300的俯视图。应当注意，图7未按比例绘制，并且为了清楚起见已经使某些特征更大。此外，安全装置300相对于图案化装置208的位置并不旨在进行限制—安全装置300可以位于图案化装置208的周边周围的任何地方。

如图7所示，安全装置300的安全闩锁412在左侧所示的第一位置与右侧所示的第二位置之间旋转。在第一位置，足部区域414在图案化装置208下方对准，使得如果图案化装置208从卡盘(图7中未示出)分离并且在Z方向上落下，则图案化装置208接触足部区域414。在第二位置，安全闩锁412已经旋转远离图案化装置208，使得安全闩锁412的任何部分都不在图案化装置208下方。根据一个实施例，安全闩锁412将旋转到第一位置，同时图案化装置208被夹持到卡盘。根据一个实施例，在从卡盘加载或移除图案化装置208期间，安全闩锁412将被旋转到第二位置。安全闩锁412在第一位置与第二位置之间的旋转角度θ可以在5度至20度之间。基于安全闩锁412的长度，其他旋转角度也是可能的。

在一些实施例中，使用具有双稳态电机(例如，驱动电机404)和磁耦合装置来旋转安全闩锁412的安全装置的优势是，电机仅在旋转期间消耗功率，而在安全闩锁412固定在第一位置或第二位置时不消耗功率。例如，电机仅在将安全闩锁412从第一位置旋转到第二位置时被供电，反之亦然，该供电的持续时间很短(例如，0.5秒至3秒)。因此，电机不需要长时间开启，并且最终不需要主动冷却。

在一些实施例中，具有磁耦合件的安全装置300可能不依赖旋转弹簧或压缩弹簧来提供用于将安全闩锁412保持在第一位置的力。此外，与先前的安全设计(例如，使用电磁体的安全装置)相比，具有驱动电机和磁耦合装置的安全装置300可以具有较小质量。

安全装置的示例形状记忆合金(SMA)机构

图8A和图8B示出了根据本公开的实施例的用于安全装置(例如，安全装置300)的形状记忆合金(SMA)致动器机构的示例图。特别地，图8A示出了处于第一位置(例如，关闭位置)的致动器机构800的前视图，而图8B示出了处于第二位置(例如，打开位置)的致动器机构810的前视图。

致动器机构800和810包括形状记忆合金802、销接头804、弹簧806、安全闩锁808和掩模版足部809。致动器机构800和810在安全装置中的运动通过安全闩锁808在Z方向上的位移来发生(例如，杠杆或跷跷板机构)。虽然在图8A和图8B中示出了仅一个形状记忆合金802、销接头804和弹簧806，但是致动器机构800和810可以在安全装置中使用任何数目的形状记忆合金802、销接头804和/或弹簧806以增加安全装置中的致动力。

在图8A中，诸如在掩模版扫描期间，当掩模版(例如，208)被夹持到卡盘的表面时，致动器机构800被示出为处于非致动关闭位置。弹簧806可以将致动器保持在关闭位置，直到它被致动。例如，弹簧806可以是拉簧。在一些实施例中，可以基于致动装置所需要的致动力和将致动器保持在关闭位置所需要的保持力来预先选择形状记忆合金802和弹簧806。特别地，可以使用跷跷板机构将形状记忆合金802的线性运动转换为安全闩锁808在Z方向上的摆动。

为了将安全闩锁808旋转到如图8B中的致动器机构810所示的打开位置，电流811可以被施加到形状记忆合金802以激活形状记忆合金802(例如，通过加热)并且使安全闩锁808移动(例如，旋转)。在释放或移除电流811时，弹簧806可以压缩并且使安全闩锁808从图8B中的打开位置返回图8A中的关闭位置。在一些实施例中，形状记忆合金802可以被冷却以促进形状记忆合金802返回其原始形状(例如，关闭位置或打开位置)。

在一些实施例中，安全闩锁808可以具有约15mm的长度并且可以响应于形状记忆合金802的激活而以约5度至约20度之间的预定旋转角度从关闭位置旋转到打开位置。在一些实施例中，安全闩锁808可以从关闭位置到打开位置旋转约5mm，反之亦然。掩模版足部809可以与安全闩锁808的剩余部分成一定角度(例如，90度)被设置在安全闩锁808的远端处。

图9A和图9B示出了根据本公开的实施例的用于安全装置(例如，安全装置300)的形状记忆合金(SMA)致动器机构的附加示例图。特别地，图9A示出了处于第一位置(例如，关闭位置)的致动器机构900的俯视图，而图9B示出了处于第二位置(例如，打开位置)的致动器机构910的俯视图。

致动器机构900和910利用旋转配置，其中形状记忆合金902和弹簧906被集成在驱动电机404中并且被耦合到具有掩模版足部909的安全闩锁908。虽然在图9A和图9B中示出了三个形状记忆合金902和弹簧906，但是致动器机构900和910可以在安全装置中使用任何数目的形状记忆合金902和/或弹簧906以减少或增加安全装置中的致动力。在一些实施例中，弹簧906可以是膨胀弹簧和/或压缩弹簧，并且致动器机构900和910中的安全闩锁908可以在X和Y方向上移位，如图9A和图9B的俯视图所示。

例如，弹簧906可以是与致动器机构900和910中的形状记忆合金902平行布置的压缩弹簧。当电流被施加到形状记忆合金902时，形状记忆合金902可以加热和膨胀，从而引起安全闩锁908从第一位置到第二位置的旋转。一旦电流被切断，弹簧906可以压缩并且促进形状记忆合金902到其先前形状/构造的收缩，从而引起安全闩锁908从第二位置回到第一位置的旋转。

在另一示例中，弹簧906可以是与致动器机构900和910中的形状记忆合金902平行布置的膨胀弹簧。形状记忆合金902可以抵抗弹簧906的膨胀，直到电流已经穿过形状记忆合金902。在一些情况下，一旦电流被施加到形状记忆合金902，形状记忆合金902膨胀，并且弹簧906促进形状记忆合金902的膨胀，从而引起安全闩锁908从第一位置到第二位置的旋转。一旦电流被切断，形状记忆合金902冷却并且收缩至其原始位置，同时还使弹簧906收缩回其原始位置。该收缩导致安全闩锁908从第二位置旋转回到第一位置

在一些实施例中，致动器机构800、810、900和/或910可以与图4A、图4B和图5所示的磁耦合装置406组合以便提供增强的安全装置。图10A至图10D示出了根据本公开的实施例的用于掩模版安全的形状记忆合金致动器和安全装置的示例。特别地，图10A示出了安全装置1000的俯视图的示意图，图10B示出了安全装置1010的侧视图，图10C示出了安全装置1020的等距视图，图10D示出了卡盘1030中的形状记忆合金致动器和安全装置的等距视图。

图10A至图10C所示的安全装置包括与弹簧1006平行布置并且利用掩模板足部1009来耦合到安全闩锁1008的形状记忆合金1002。在一些实施例中，形状记忆合金1002和弹簧1006可以被封装或集成到旋转驱动电机1004中，旋转驱动电机1004可以用于驱动安全闩锁在X和Y方向上进行位移。

示例操作方法

图11是根据本公开的实施例的用于操作用于支撑图案化装置的安全装置的示例性方法1100的流程图。方法1100可以描述安全装置300及其对应安全闩锁412的操作，如上面参考图2至图10讨论的。应当理解，方法1100中所示的操作并非详尽无遗，并且也可以在任何所示操作之前、之后或之间执行其他操作。在本公开的各种实施例中，方法1100的操作可以以不同的顺序来执行，和/或可以变化。

在操作1102中，使用安全装置来支撑图案化装置。安全装置可以包括具有至少一个形状记忆合金的致动器、安全闩锁和被耦合到安全闩锁的至少一个弹簧。安全闩锁包括在安全闩锁的远端处的足部，其中足部被配置为用作用于图案化装置的接触点。在一些实施例中，安全装置可以以旋转配置使用。在其他实施例中，安全装置可以以跷跷板配置使用。

在操作1104中，向安全装置的至少一个形状记忆合金施加电流以激活至少一个形状记忆合金。在一些实施例中，至少一个形状记忆合金的激活可以包括至少一个形状记忆合金的膨胀以及安全装置中的至少一个弹簧的膨胀。在其他实施例中，至少一个形状记忆合金的激活可以包括至少一个形状记忆合金的压缩以及安全装置中的至少一个弹簧的压缩。

在操作1106中，响应于至少一个形状记忆合金的激活，在图案化装置下方将安全装置的安全闩锁从第一位置致动到第二位置。在一些实施例中，形状记忆合金的膨胀可以导致安全闩锁从“打开”位置旋转到“关闭”位置，反之亦然。安全闩锁包括在安全闩锁的远端处的足部，其中足部被配置为用作掩模版的接触点。应当理解，只要安全闩锁不妨碍将掩模版加载到掩模版卡盘，安全锁的任何位置都可以被认为是“打开”位置

在操作1108中，从安全装置的至少一个形状记忆合金移除电流。在一些实施例中，可以通过冷却形状记忆合金802或通过关闭至少一个形状记忆合金的电流源来移除电流。

在操作1110中，响应于从至少一个形状记忆合金移除电流，将安全装置的安全闩锁从第二位置致动到第一位置。在某些情况下，形状记忆合金可以收缩到其原始位置，这会导致安全锁从“关闭”位置旋转到“打开”位置，反之亦然。

可以使用以下条款进一步描述实施例：

1.一种用于为物体提供支撑的安全装置，包括：

驱动侧，包括驱动电机；以及

从动侧，包括：

外壳，包括沿着外壳的长度延伸的旋转轴；以及

安全闩锁，

其中从动侧经由旋转轴的第一端处的非接触式磁耦合装置被耦合到驱动电机，

其中安全闩锁被耦合到旋转轴的与旋转轴的第一端相对的第二端，以及

其中驱动电机被配置为经由非接触式磁耦合装置在驱动侧引起安全闩锁在径向方向上的旋转。

2.根据条款1的安全装置，其中：

非接触式磁耦合装置包括两个组件；以及

多个永磁体被布置在两个组件的相邻表面上，并且在磁耦合装置的两个组件之间提供吸引力。

3.根据条款1的安全装置，其中非接触式磁耦合装置包括面对面耦合机构。

4.根据条款1的安全装置，其中非接触式磁耦合装置包括同轴耦合机构。

5.根据条款1的安全装置，其中安全闩锁被配置为在第一位置与第二位置之间旋转，第一位置和第二位置被分开约5度至约20度之间的角度。

6.根据条款1的安全装置，其中驱动电机包括压电电机或双稳态DC电机。

7.根据条款1的安全装置，其中安全闩锁包括在安全闩锁的远离旋转轴的远端处的足部，足部被配置为用作用于物体的接触点。

8.一种光刻设备，包括：

照射系统，被配置为调节辐射束；

支撑结构，被构造为支撑图案化装置，图案化装置能够在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案以形成图案化辐射束；

投影系统，被配置为将图案化辐射束投影到衬底的目标部分上；以及

一个或多个安全装置，被耦合到支撑结构，一个或多个安全装置中的每个安全装置包括：

驱动侧，包括驱动电机；以及

从动侧，包括：

外壳，包括沿着外壳的长度延伸的旋转轴；以及

安全闩锁，

其中从动侧经由旋转轴的第一端处的非接触式磁耦合装置被耦合到驱动电机，

其中安全闩锁被耦合到旋转轴的与旋转轴的第一端相对的第二端，以及

其中驱动电机被配置为经由非接触式磁耦合装置在驱动侧引起安全闩锁在径向方向上的旋转。

9.根据条款8的光刻设备，其中：

非接触式磁耦合装置包括两个组件；以及

多个永磁体被布置在两个组件的相邻表面上，并且在磁耦合装置的两个组件之间提供吸引力。

10.根据条款8的光刻设备，其中非接触式磁耦合装置包括面对面耦合机构。

11.根据条款8的光刻设备，其中非接触式磁耦合装置包括同轴耦合机构。

12.根据条款8的光刻设备，其中安全闩锁被配置为在第一位置与第二位置之间旋转，第一位置和第二位置被分开约5度至约20度之间的角度。

13.根据条款8的光刻设备，其中驱动电机包括压电电机或双稳态DC电机。

14.根据条款8的光刻设备，其中安全闩锁包括在安全闩锁的远离旋转轴的远端处的足部，足部被配置为用作用于图案化装置的接触点。

15.一种方法，包括：

使用安全装置来支撑图案化装置，安全装置包括具有至少一个形状记忆合金的致动器、安全闩锁和被耦合到安全闩锁的至少一个弹簧，安全闩锁包括在安全闩锁的远端处的足部，足部被配置为用作用于图案化装置的接触点；

向安全装置的至少一个形状记忆合金施加电流以激活至少一个形状记忆合金；以及

响应于至少一个形状记忆合金的激活，在图案化装置下方将安全闩锁从第一位置致动到第二位置。

16.根据条款15的方法，其中使用包括：在被耦合到旋转配置中的安全闩锁的致动器中使用至少一个形状记忆合金和至少一个弹簧。

17.根据条款15的方法，其中使用包括：在被耦合到跷跷板配置中的安全闩锁的致动器中使用至少一个形状记忆合金和至少一个弹簧。

18.根据条款15的方法，还包括：

从安全装置的至少一个形状记忆合金移除电流以将安全闩锁从第二位置致动到第一位置。

19.根据条款15的方法，还包括：

响应于向至少一个形状记忆合金施加电流，使至少一个弹簧膨胀。

20.根据条款15的方法，还包括：

响应于向至少一个形状记忆合金施加电流，压缩至少一个弹簧。

最后的评论

虽然在本文中可以具体提及“掩模版”，但是应当理解，这只是图案化装置的一个示例，并且本文中描述的实施例可以适用于任何类型的图案化装置。此外，本文中描述的实施例可以用于为任何物体提供安全支撑，以确保夹持失败不会导致物体掉落并且损坏自身或其他设备。

虽然在本文中可以具体参考光刻设备在IC制造中的使用，但应当理解，本文中描述的光刻设备可以具有其他应用，诸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、LCD、薄膜磁头等。技术人员将理解，在这样的替代应用的上下文中，本文中对术语“晶片”或“管芯”的任何使用都可以被视为分别与更通用的术语“衬底”或“目标部分”同义。在曝光之前或之后，可以在例如轨道单元(通常将抗蚀剂层施加到衬底上并且显影曝光的抗蚀剂的工具)或量测单元或检查单元中处理本文中所指的衬底。在适用的情况下，本文中的公开内容可以应用于这样的和其他衬底处理工具。此外，衬底可以被处理不止一次，例如以产生多层IC，因此本文中使用的术语衬底也可以指代已经包含多个已处理层的衬底。

虽然上文已经具体参考了本发明的实施例在光刻的上下文中的使用，但是应当理解，本发明可以用于其他应用，例如压印光刻，并且在上下文允许的情况下，不限于光刻。在压印光刻中，图案化装置中的形貌限定了在衬底上创建的图案。图案化装置的形貌可以被压入提供给衬底的抗蚀剂层，然后通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来固化抗蚀剂。在抗蚀剂固化之后，图案化装置被移出抗蚀剂，以在其中留下图案。

应当理解，本文中的措辞或术语是为了描述而非限制的目的，因此本说明书的术语或措辞应当由相关领域的技术人员根据本文中的教导来解释。

如本文中使用的，术语“衬底”描述其上添加有材料层的材料。在一些实施例中，衬底本身可以被图案化，并且添加在其之上的材料也可以被图案化，或者可以保持没有图案化。

本发明的实施例可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实现。本发明的实施例还可以实现为存储在机器可读介质上的指令，该指令可以由一个或多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于以机器(例如，计算设备)可读的形式存储或传输信息的任何机制。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；光存储介质；闪存设备；电、光、声或其他形式的传播信号等。此外，固件、软件、例程和/或指令在本文中可以被描述为执行某些动作。然而，应当理解，这样的描述仅仅是为了方便，并且这样的动作实际上是由计算设备、处理器、控制器或其他设备执行固件、软件、例程和/或指令而产生的。

以下实施例是对本公开的实施例的说明性而非限制性的。在本领域中通常遇到的并且对相关领域的技术人员很清楚的各种条件和参数的其他合适的修改和调节在本公开的精神和范围内。

虽然在本文中可以具体参考根据本发明的装置和/或系统在IC的制造中的使用，但是应当明确地理解，这样的装置和/或系统具有很多其他可能的应用。例如，它可以用于制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、LCD面板、薄膜磁头等。技术人员将理解，在这样的替代应用的上下文中，本文中对术语“掩模版”、“晶片”或“管芯”的任何使用都应当被视为分别被替换为更通用的术语“掩模”、“衬底”和“目标部分”。

虽然上面已经描述了本发明的特定实施例，但是应当理解，本发明可以不同于所描述的方式来实践。该描述并非旨在限制本发明。

应当理解，“具体实施方式”部分而不是“发明内容”和“摘要”部分旨在用于解释权利要求。“发明内容”和“摘要”部分可以阐述发明人所设想的本发明的一个或多个但不是所有示例性实施例，并且因此并不旨在以任何方式限制本发明和所附权利要求。

上面已经借助于示出特定功能及其关系的实现的功能性构建块描述了本发明。为便于描述，本文中已经任意限定了这些功能构建块的边界。只要适当地执行所指定的功能及其关系，就可以限定替代边界。

对具体实施例的前述描述将如此充分地揭示本发明的一般性质以使得其他人可以在不脱离本发明的一般概念的情况下通过应用本领域技术内的知识容易地修改和/或适应这样的具体实施例的各种应用，而无需过度实验。因此，基于本文中呈现的教导和指导，这样的适应和修改旨在在所公开的实施例的等效物的含义和范围内。

本发明的广度和范围不应当受上述示例性实施例中的任一个限制，而应当仅根据所附权利要求及其等效物来限定。

Claims (14)

1.一种用于为物体提供支撑的安全装置，包括：

驱动侧，包括驱动电机；以及

从动侧，包括：

外壳，包括沿着所述外壳的长度延伸的旋转轴；以及

安全闩锁，

其中所述从动侧经由所述旋转轴的第一端处的非接触式磁耦合装置被耦合到所述驱动电机，

其中所述安全闩锁被耦合到所述旋转轴的与所述旋转轴的所述第一端相对的第二端，以及

其中所述驱动电机被配置为经由所述非接触式磁耦合装置在所述驱动侧引起所述安全闩锁在径向方向上的旋转。

2.根据权利要求1所述的安全装置，其中：

所述非接触式磁耦合装置包括两个组件；以及

多个永磁体被布置在所述两个组件的相邻表面上，并且在所述磁耦合装置的所述两个组件之间提供吸引力。

3.根据权利要求1所述的安全装置，其中所述非接触式磁耦合装置包括面对面耦合机构。

4.根据权利要求1所述的安全装置，其中所述非接触式磁耦合装置包括同轴耦合机构。

5.根据权利要求1所述的安全装置，其中所述安全闩锁被配置为在第一位置与第二位置之间旋转，所述第一位置和所述第二位置被分开约5度至约20度之间的角度。

6.根据权利要求1所述的安全装置，其中所述驱动电机包括压电电机或双稳态DC电机。

7.根据权利要求1所述的安全装置，其中所述安全闩锁包括在所述安全闩锁的远离所述旋转轴的远端处的足部，所述足部被配置为用作用于所述物体的接触点。

8.一种光刻设备，包括：

照射系统，被配置为调节辐射束；

支撑结构，被构造为支撑图案化装置，所述图案化装置能够在所述辐射束的横截面中向所述辐射束赋予图案以形成图案化辐射束；

投影系统，被配置为将所述图案化辐射束投影到衬底的目标部分上；以及

一个或多个安全装置，被耦合到所述支撑结构，所述一个或多个安全装置中的每个安全装置包括：

驱动侧，包括驱动电机；以及

从动侧，包括：

外壳，包括沿着所述外壳的长度延伸的旋转轴；以及

安全闩锁，

其中所述从动侧经由所述旋转轴的第一端处的非接触式磁耦合装置被耦合到所述驱动电机，

其中所述安全闩锁被耦合到所述旋转轴的与所述旋转轴的所述第一端相对的第二端，以及

其中所述驱动电机被配置为经由所述非接触式磁耦合装置在所述驱动侧引起所述安全闩锁在径向方向上的旋转。

9.根据权利要求8所述的光刻设备，其中：

所述非接触式磁耦合装置包括两个组件；以及

多个永磁体被布置在所述两个组件的相邻表面上，并且在所述磁耦合装置的所述两个组件之间提供吸引力。

10.根据权利要求8所述的光刻设备，其中所述非接触式磁耦合装置包括面对面耦合机构。

11.根据权利要求8所述的光刻设备，其中所述非接触式磁耦合装置包括同轴耦合机构。

12.根据权利要求8所述的光刻设备，其中所述安全闩锁被配置为在第一位置与第二位置之间旋转，所述第一位置和所述第二位置被分开约5度至约20度之间的角度。

13.根据权利要求8所述的光刻设备，其中所述驱动电机包括压电电机或双稳态DC电机。

14.根据权利要求8所述的光刻设备，其中所述安全闩锁包括在所述安全闩锁的远离所述旋转轴的远端处的足部，所述足部被配置为用作用于所述图案化装置的接触点。

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