TW201734338A - 多葉片夾持裝置及裝置製造方法 - Google Patents

Abstract

一種示範裝置包括：第一與第二部份，其藉由在一重疊區域彼此間隔交錯第一與第二組多個葉片，而可移動地連接在一起。當該重疊區域被壓縮時，避免該第一與第二部份相對彼此位移，而在第一與第二垂直方向(例如：z與y方向)中提供相對高的硬度，以及在第三垂直方向(例如：x方向)中提供相對低的硬度。該裝置可與一致動器協調使用，其中將該致動器操作與該重疊區域壓縮自動化。

Description

多葉片夾持裝置及裝置製造方法

本發明特別有關於一種在三度空間中將物件夾持及/或支持於所想要位置之裝置。

(本案對在2011年6月20日所提出申請之美國專利臨時申請案61/498,935，以及在2012年6月19日所提出申請之美國專利申請案13/527,206作優先權主張，其內容在此併入作為參考。)

在產業界無所不在地存在一種需求，將一物件相對於另一物件夾持。例如，如果無法牢固且準確地夾持工件，則通常非常困難或無法對於一工件或相對於一工件實施正確與準確動作。機器人廣泛地依賴其能力以夾持一工具或相對於一工件執行其他過程、相對於執行以夾持工件，或以上兩者。在精準系統中，對於夾持裝置之要求特別嚴苛。

此作為舉例之精準系統為微影(micro-lithography)系統，其對於其所有組件與組裝要求非常高的性能表現。然而一直至最近為止，微影系統主要用於製造微電路與相關裝置，其亦為一種重要工具用於製造大面板顯示器，例如 液晶顯示器。所以基板面板印有顯示元件(像素)之所想要圖案，基板面板是支持於稱為板夾持器(PH)之大板上。此板夾持器(PH)是由板平台(PT)所支持。此PT作用為可移動台，由於圖案是印在基板面板之表面上，PT可以位移至任何各種位置。PH作用為大區塊以夾持基板面板。此PT與PH是非常大且重。將PH以所想要方式支持，以致於基板設置於其上之表面保持實質上平坦，而不會由於未受支持或非適當支持之物件，產生相當大凹陷或其他表面變形。

目前，使用設置在PH與PT間預定位置之螺栓，在PT上支持PH。由於PH之平坦度可以調整，在傳統上將墊片置於插於PH與PT之間。可以在製造時，安裝時，或其他所想要時實施調整。不幸的是，此種裝附方式須要實質上人工操作、困難且其實施耗時。而且，由於在正常情況下，PH與PT是由不同材料製成，其安裝與調整設計並不允許熱應力之釋出，而此熱應力會在於PH中累積，且造成翹曲或其他變形。而且，螺栓在垂直方向中典型地非常堅硬，而由螺栓在接觸所產生之連接，在兩個水平方向中亦非常堅硬，這在將螺栓栓緊時特別如此。此非常強之硬度值並不允許例如當PH受到熱膨脹時產生相當的鬆弛。最後，由於以此方式使用螺栓與墊片，可以提供相對於PT之PH穩定度向下至微米範圍，其非常難以調整。

因此，傳統裝置與方法用於將第一物件(例如，PH或類似組件)相對於第二物件(例如，PT或類似組件)夾持，其並無法解決需求以提供在垂直方向與水平方向中硬度之組 合、在其他水平方向中之撓度、在負載下之強度與穩定度、容易調整、所夾持物件高度與角度之調整準確度、與一移動器或致動器一起使用可操作以改變在三度空間中所夾持物件位置之能力。

在此說明，由夾持裝置所提供以上討論之需求，其包括第一部份與第二部份，其藉由在重疊區域中彼此間隔交錯第一與第二組多個葉片，而可移動地連接在一起。當此重疊區域被壓縮時，其禁止此第一與第二組葉片相對於彼此移動，以提供此裝置在第一與第二垂直方向中相對硬度，與在第三垂直方向中相對撓度(flexibility)。例如，可以設置此裝置，以相對於第二物件支持第一物件，(當此重疊區域被壓縮時)提供在垂直方向(z方向)、以及在x或y方向中、或x與y方向組合中支持之相對硬度(stiffness)，以及在其餘x或y方向中、或x與y方向組合中支持之相對撓度。使用相對撓度以允許例如當此裝置相對於第二物件支持第一物件時，此相對於第二物件之第一物件之熱膨脹。

此重疊區域之壓縮(例如使用一夾子)，通常會在此重疊區域產生大的摩擦力。當未被壓縮或至多稍微壓縮時，此重疊區域允許此相間隔交錯之葉片組相對於彼此作位置及/或角度調整。壓縮此重疊區域會在此重疊區域中葉片間造成大的摩擦力，此會增加此等部份相對於彼此位移之阻力，且在兩個方向中(例如在x與z方向中)提供相對高硬度，且在其餘方向中(例如在y方向中)提供相對低硬度。

可以協調在重疊區域之壓縮與計時，與此致動器或移動器之操作。例如，可以將至少一個夾持裝置與至少一移動器設置在第一物件與第二物件之間。當並未對重疊區域進行壓縮時，此移動器將此第一物件相對於第二物件移動，以及當此移動器未被致動時，對重疊區域進行壓縮。因此，可以使用此夾持裝置，以維持由此移動器所建立第一物件之位置。

本發明之特性與優點將由以下詳細說明並參考所附圖式而更為明顯。

10A、10B、10C、10D‧‧‧角落裝置

11‧‧‧第一部份

12‧‧‧第一安裝構件

12b‧‧‧螺栓

13‧‧‧第二部份

14‧‧‧第二安裝構件

14b‧‧‧螺栓

15‧‧‧下表面

16‧‧‧葉片

18‧‧‧葉片

20‧‧‧重疊區域

22‧‧‧墊片

24‧‧‧墊片

30‧‧‧C夾

32‧‧‧第一座

34‧‧‧第二座

36‧‧‧致動器桿

38‧‧‧致動器

40‧‧‧臂

42‧‧‧C形構件

44‧‧‧近端

46‧‧‧臂

50‧‧‧壓電式致動器

60‧‧‧第一致動器

62‧‧‧第二致動器

64‧‧‧基礎結構

66‧‧‧撓性構件

68‧‧‧撓性構件

70‧‧‧致動器

71‧‧‧撓曲件

72‧‧‧致動器

76‧‧‧處理器

90‧‧‧上表面

92‧‧‧對角線

94‧‧‧對角線

100‧‧‧夾持裝置

101‧‧‧第一部份

103‧‧‧第二部份

106‧‧‧葉片

108‧‧‧葉片

120‧‧‧重疊區域

122‧‧‧區域

124‧‧‧樞軸

126‧‧‧夾力

130‧‧‧間隙

132‧‧‧間隙

150‧‧‧夾持裝置

152‧‧‧致動器

154‧‧‧重疊區域

156‧‧‧壓縮裝置

158‧‧‧控制器

300‧‧‧堆疊環氣動式致動器

302‧‧‧定子

304‧‧‧外部空氣環

305‧‧‧軸向空間

306‧‧‧移動器

307‧‧‧軸向空間

308‧‧‧內部空氣環

309‧‧‧高氣動壓力

310‧‧‧彈性環狀密封件

311‧‧‧高氣動壓力

312‧‧‧內部終端蓋

314‧‧‧外部終端蓋

318‧‧‧組合裝置

320‧‧‧內室

322‧‧‧夾持裝置

326‧‧‧壓縮區域

710‧‧‧系統

712‧‧‧系統框

714‧‧‧照明系統

716‧‧‧光學系統

718‧‧‧遮罩平台組裝

720‧‧‧基板平台組裝

720a‧‧‧測量系統

722‧‧‧定位系統

724‧‧‧系統控制器

726‧‧‧遮罩

730‧‧‧安裝基底

圖1A為根據一實施例夾持裝置之正視圖；圖1B為圖1A夾持裝置之等距圖；圖2為與一移動器配對夾持裝置之概要圖，其中此夾持裝置與移動器可以被控制地操作，以致於此夾持裝置可以維持由此移動器將此物件位移之位置；圖3為夾持裝置第二實施例之正視圖；圖4A為夾持裝置實施例之概要圖，其包括用於將重疊區域壓縮之C-型夾子；圖4B為夾持裝置實施例之概要圖，其包括具有固定座之夾子與相對致動器；圖4C為夾持裝置實施例之概要圖，其包括壓電式或類比夾子；圖4D為夾持裝置實施例之概要圖，其包括浮動式夾子； 圖5為圖3中所顯示夾持裝置之側視圖；圖6為包括移動器(反重力裝置)與夾持裝置之結構之實施例概要圖，其中移動器與夾持裝置連接以配合地操作；圖7為包括例如四個夾持裝置結構之實施例概要圖，其被配置以在相對於固定、堅固中央支持之徑向中減少限制；圖8為位於較低物件中凹處中夾持裝置之概要圖，其夾持相對於較低物件之較高物件；圖9A與9B為具有相當長但寬葉片之夾持裝置之實施例之正視圖；圖10為具有薄且撓性葉片之夾持裝置之實施例之正視圖；圖11為夾持裝置之概要圖，其處於拉伸而非壓縮情況中；圖12為可以與夾持裝置協調使用之堆疊環氣動式致動器之實施例之正視圖；圖13為圖12之致動器之透視圖；圖14為圖12之致動器之透視側視圖，以顯示內環與外環之細節；圖15為包括堆疊環致動器與夾持裝置之組裝之正視圖；圖16為微影系統之概要圖，其作為典範精準系統，以包括在此揭示之平台組裝，其包含至少一夾持裝置；圖17為用於製造半導體裝置之典範過程之流程圖，其包括一曝光步驟；以及圖18為圖17中步驟904之流程圖，其可應用於製造半 導體裝置。

本發明以下列多個典範實施例說明，其用意並非以任何方式限制本發明。

此等圖式之用意在於說明此結構之一般形式，且無須依比例繪製。在此詳細說明與圖式中，顯示特定說明例且在此處詳細說明。然而，應瞭解此等圖式與詳細說明之用意，並非將本發明限制於所揭示之特定形式，但其僅為說明，且其用意為教示此技術中一般知識者，如何製造及/或使用在此所主張之發明。

如同在說明書與申請專利範圍中所使用，此單一形式「一」、「一個」、以及「該」，除非在其上下文中另外地明確表示，其包括複數形式。此外，此專有詞「包含」意味「包括」。另外，此專有詞「耦接」包括機械與其他實際方式，將物件耦接或連接在一起，且並不排除在所耦接物件之間存在中間元件。

在此所說明之物件與方法應不被認為是任何方式之限制。反而是，此所揭示內容是針對所揭示各種實施例之所有新穎且非顯而易見之特徵與觀點，其為單獨地且在彼此各種組合與次組合中。此所揭示之物件與方法並非受限於任何特定觀點或特徵或其組合，且此所揭示物件與方法亦無須存在任一或更多特定優點、或解決問題。

雖然，為了方便呈現，在此以特定序列順序說明所揭 示一些方法之操作。但應瞭解，此種方式說明包括重新配置，除非用以下特定語言說明以要求特定順序。例如，在一些情形中，此等依序說明之操作可以重新配置或同時實施。此外，為了簡單目的，所附圖式可能並未顯示所揭示此等物件與方法與其他物件與方法一起使用之各種方式。此外，此說明經常使用專有詞像是「產生」與「提供」，以說明所揭示之方法。此等專有詞為所實施實際操作之高階抽象表示方式。對應於此專有詞之實際操作可以取決於特定實施方式而改變，且可以由此技術中具有一般知識者容易地分辨。

在以下說明中，可能使用某些專有詞，例如「向上」、「向下」、「上」、「下」、「水平」、「垂直」、「左」、「右」等。當處理相對關係時，使用此等可應用之專有詞，以提供明確說明。但，此等專有詞之用意並非暗示絕對關係、位置及/或方向。例如，相對於一物件，可以僅藉由將一物件反轉，將一「上表面」變成為「下表面」。然而，其仍然為相同物件。

如同以上說明，傳統裝置與方法用於將第一物件(例如，PH或類似組件)相對於第二物件(例如，PT或類似組件)夾持或支持，其並無法提供以下事項以解決問題：(a)在第一垂直方向(例如：垂直或z方向)中之高硬度，(b)在垂直於第一方向之第二垂直方向(例如：x方向)中之高硬度，(c)在垂直於第一與第二方向之第三垂直方向(例如：y方向)中之撓度，(d)在至少第一方向中之調整度，以及(e)在至少第一方向中保持嚴格位置公差(例如，微米範圍)之能力。此等特徵 如同以下說明，由此根據本發明之夾持裝置提供，其中此第一方向為此標的裝置夾持或支持相對於第二物件之第一物件之方向。特別是當使用此裝置用於支持與夾持時，此第一方向為平行於重力方向之z方向。可以將此裝置使用於拉伸與壓縮。

圖1A與1B說明此多葉片夾持裝置100之一般組態。此裝置100包括：一第一部份101與一第二部份103。此第一部份101包括各組多個葉片106，以及此第二部份103包括各組多個葉片108。此等葉片106與108之終端彼此間隔交錯(交叉)，以形成一葉片重疊區域120。因此，此第一與第二部份經由此間隔交錯葉片連接在一起。此第一部份101之葉片106彼此足夠地分開，以允許第二部份103之葉片108與其交叉。當此裝置100使用於在三度空間中所想要位置夾持一物件(或一物件之各部份)時，通常對在區域122中葉片重疊區域120施加壓縮(夾)力126，此區域122由圖1B中陰影部份顯示。當此夾力126不存在或實質上減少時，此第一部份101及/或第二部份103可以相對於另一部份(例如，樞軸124及/或在z方向中)位移。在葉片重疊區域120施加足夠夾力126，可以避免此種位移。

此等葉片106與108允許在此相對於第二部份103之第一部份101之位置中、及/或相對於第一部份101之第二部份103之位置中作改變。在許多實施例(例如，圖1A與圖1B)，此等葉片106與108彼此平行，其長度大於寬度，且其厚度相當薄(圖1B中之x方向)(對於一些應用，其長度與 寬度可以實質上相等)。第一部份101中之葉片並無須與第二部份103中之葉片具有相同形狀及/或厚度。此等葉片106與108實質上彼此平行，且對於大部份之應用而言為實質上平坦。但，葉片平坦並非絕對要求。

如同所說明，重疊區域120之壓縮可以避免裝置100第一部份101及/或第二部份103之相對移動，以及因此避免由此裝置所夾持或支持物件之相對應移動。一未壓縮重疊區域120允許第一與第二部份101與103之相對移動，以允許此裝置所夾持物件位置之改變。重疊區域120隨後壓縮將第一與第二部份101與103(以及因此物件)保持在新的位置。此壓縮典型地施加至垂直於重疊區域120中葉片平面之方向。

此在各部份101與103中葉片藉由各間隙130與132彼此分開。此間隙寬度令人所欲地等於各間隔交錯葉片之厚度，或可以製得較間隔交錯葉片厚度稍薄或稍厚。因此，當重疊區域120未被壓縮時，此間隙方便葉片106與108之間隔交錯、以及裝置部份101與103相對於彼此位移。此裝置100在至少第一方向中之「調整」，其包括例如當移除或至少減少在重疊區域120之壓縮時，將第一部份101設置於所選擇之第一位置。然後，將重疊區域120壓縮，以「保持」此第一位置。隨後，去除或至少減少在重疊區域之壓縮，同時將第一部份101定位於相對於第二部份103所選擇之第二位置。然後，將重疊區域120壓縮，以保持此第二位置。如同以下稍後討論，此裝置100特別適合與一移動器或致動器一起使用，當重疊區域120未被壓縮時，其可被操作以改 變此物件位置(以及因此改變此支持物件之裝置第一與第二部份101與103之相對位置)。如果想要或需要的話，此移動器或致動器可以與此裝置配合，以夾持此物件。

圖2中顯示典範配置，以說明第一物件M1與在第一物件下之第二物件M2。在第一物件與第二物件間為多葉片夾持裝置150與致動器152。此夾持裝置150包括一重疊區域154，可以使用一壓縮裝置156將其選擇地壓縮與去除壓縮。致動器152與壓縮裝置156連接至控制器158，且在其控制之下操作。為了將第一物件M1從所說明之第一位置P1移動至第二位置P2，控制器158命令壓縮裝置156減少或去除對重疊區域154之壓縮，以允許致動器152(由控制器158命令)導致第一物件M1移動至新位置P2。當第一物件M1抵達新位置P2時，控制器158命令壓縮裝置156對此夾持裝置之重疊區域154重新壓縮，同時亦命令致動器152維持位置或關閉。夾持裝置150可以然後將第一物件M1維持在位置P2。為了使第一物件M1回至位置P1，控制器158命令壓縮裝置156減少對重疊區域154之壓縮，且命令致動器152將第一物件M1下降至位置P1，以及然後命令壓縮裝置156對重疊區域154重新壓縮。然後，致動器152可以被關閉，或被命令將第一物件M1維持在位置P1。請注意，此致動器152並不受限於將物件M1與M2移動分開之致動器。此致動器152可以例如為雙向或多向致動器。

由以上說明可以瞭解，夾持裝置150可以包括於、且與用於夾持裝置150之至少一致動器152以及至少一壓縮裝置156協調使用。此種組合可以為了效率在空間上與控制上組 態。此空間效率可以藉由例如將夾持裝置150設置於致動器152中達成(在以下稍後說明此種組態之實施例)。此控制效率可以藉由例如將致動器152與壓縮裝置156連接至控制器158或其他而達成，以選擇地提供命令至致動器152與壓縮裝置156，而對夾持裝置150之重疊區域154產生所想要之壓縮力。

可以使用多個夾持裝置150，以支持相對於第二物件(例如，在其上)之第一物件之所有或一部份。為此目的，將一組夾持裝置設置於第一物件與第二物件之間，且與一或更多個致動器一起使用，以改變(例如，提高或降低)相對於第二物件之第一物件各部份之位置。當此致動器改變相對於第二物件之第一物件各部份位置時，此夾持裝置之重疊區域未被壓縮或最小地壓縮。(此其中重疊區域被壓縮之夾持裝置在此稱為「被夾持裝置」)。在將第一物件移動之後，且在將此致動器關閉之前，將此夾持裝置夾住，以致於其集體地將此第一物件夾持在相對於第二物件之新位置。在此配置中，各裝置可以具有與其相關之各致動器，其類似於圖2中所顯示者。

此等夾持裝置並無須均具有在第一物件與第二物件間相同方向。作為非排斥例子，可以配置此裝置，以致於其壓縮軸徑向排列，以容納在徑向中相對於第二物件之第一物件之熱膨脹與收縮。以替代方式，可以配置此等裝置，以致於其各「撓性」軸沿著徑向線朝向。(此撓性軸為此(x或y)軸，此夾持裝置沿此軸相對撓性而非硬性)。

此葉片重疊區域之壓縮可以藉由任何各種手工裝置例 如螺栓或車有螺紋之桿而達成。其中將螺栓或螺帽對重疊區域鎖緊於桿上，以增加重疊區域之壓縮。令人所欲地，此夾持裝置可以與壓縮裝置一起使用，而以控制方式對重疊區域壓縮或去除壓縮(例如，藉由來自電子控制器之命令)。如同以上討論，此壓縮裝置之經控制操作可以與至少一致動器之控制操作協調實施。

在重疊區域中，此夾持葉片會經歷葉片間大的磨擦，以導致：由於葉片(在長方向)之軸硬度，在第一垂直方向(例如z方向中)裝置之相對硬度；以及由於在其寬度方向中葉片之橫向硬度，在第二垂直方向(例如x或y方向中)裝置之相對硬度。但由於在其厚度方向中葉片之撓度，在第三垂直方向(例如所剩餘x或y方向)中之相對撓度。因此，此被夾持之夾持裝置可以夾持一大物件。

在至少一個範圍上，此對重疊區域之壓縮強度越大，此在重疊區域中葉片間之磨擦越大，且此相對於第二部份之第一部份、及/或相對於第一部份之第二部份之位移之相對應阻力越大。

重疊區域之壓縮可以為手操作式或自動式。手操作式壓縮可以例如使用手工致動夾(例如，C夾)而達成。範例自動式壓縮裝置為一種電性致動夾或其他會導致壓縮組件，例如螺線管(solenoid)。可以使用例如一電性連接至組件之電子控制器，以「控制」自動式壓縮裝置，藉由此電子控制器，可以根據軟體程式、計時開關或其他合適裝置而致動此組件。此經控制致動涉及自動計時與壓縮強度，此在當將多個裝置自動壓縮、與用於移動由此等裝置所夾持物 件之一或更多個致動器之自動操作協調時，會有相當大功效。

在使用多個裝置以支持相對於第二物件之第一物件之情形中，可以將此等裝置對齊，以致於即使此等裝置設置於此等物件之間不同位置，其各第一方向實質上彼此平行。例如，多個裝置位於第一物件之第二物件之間，而將其所有x、y、以及z方向共同對齊。但是，對於一些應用而言，並無須此種共同對齊。根據一並非排斥例子，此等裝置設置於第一物件之第二物件之間，以致於此等裝置設置之各第三方向均為徑向朝向。藉由以此方式將此等裝置之撓性第三方向朝向，此等裝置集體地允許相對於第二物件之第一物件之熱膨脹與收縮。

此等裝置在支持方向中之「調整度」包括其能力，以採用所選擇第一支持位置、從所選擇第一支持位置釋放、以及採用所選擇第二支持位置等。

圖3中說明此夾持裝置10之第二代表實施例。此裝置10包括：一第一部份11與一第二部份13。此第一部份11裝附至第一安裝構件12，且此第二部份13裝附至第二安裝構件14。此第一部份包括各組多個平行葉片16，且此第二部份包括各組多個平行葉片18。此在第一安裝構件12與第二安裝構件14間之位置，在葉片重疊區域20之此等葉片16與18彼此間隔交錯(交叉)。在此實施例中，第一部份11之各葉片16藉由各墊片22而彼此分開。以類似方式，第二部份13之各葉片18藉由各墊片24而彼此分開。可以將壓縮(夾)力施加至葉片重疊區域20。當此夾力足夠地減少時，此第 一部份11及/或第二部份13可以相對於彼此(例如：樞軸)移動。壓縮此葉片重疊區域20可以避免此種移動。只要在此重疊區域20中之葉片保持足夠地重疊用於適當壓縮，則此移動可以在任何範圍中之多個方向中。

在此實施例中，第一與第二安裝構件12與14提供用於第一部份11與第二部份13之葉片之安裝。第一與第二安裝構件12與14亦方便將裝置10安裝至物件。

此等葉片16之厚度並無須等於葉片18之厚度。墊片22之厚度在正常情況下與葉片18之厚度相關，以及墊片24之厚度在正常情況下與葉片16之厚度相關。此等厚度之匹配確保葉片16與18可以間隔交錯而不會翹曲，以及避免葉片重疊區域20所不想要之扭曲。在此實施例中，藉由包括於此葉片重疊區域20中葉片16與18之平行，在圖3中顯示並無扭曲。個別葉子16之厚度並無須等於個別葉子18之厚度。例如，如果一組葉片16之厚度薄於另一組葉片18之厚度，墊片24在正常情況下之厚度薄於墊片22之厚度，反之亦然。以替代方式，可以將墊片24之厚度製得較葉片16與18之厚度稍厚，以致於當葉片未被夾住時，在葉片18與16間可以產生間隙。因此，當葉片未被夾住時，可以減少在間隔交錯葉片間之磨擦。

葉片重疊區域20中，此等葉片16與18間彼此隔交錯(交叉)。葉片重疊區域20之垂直尺寸為區域20中葉片16與18重疊程度之函數。葉片重疊區域20垂直尺寸之增加，可以藉由將第一部份11相對於第二部份13向下位移、或將第二部份13相對於第一部份11向上位移而實施。以類似方式， 葉片重疊區域20垂直尺寸之減少，可以藉由將第一部份11相對於第二部份13向上位移、或將第二部份13相對於第一部份11向下位移而實施。

由於各葉片相當薄，此葉片厚度對葉片長度之比可以為小。因此，當使用此裝置以夾持一物件時，可以減少在各葉片上之應力至低於其所產生應力。而且由於各葉片相當薄，相較於其z方向與切線硬度，其具有相對小徑向硬度。藉由使用多個葉片，其在z方向中之硬度可以相加，以產生集體高的z硬度。

葉片重疊區域20之夾持可以使用任何各種夾持裝置實施，其例如但並不受限於：氣壓式夾、液壓式夾、機械式夾、電子機械式夾、以及壓電式夾。可以將此等夾持裝置連接，以自動方式、或藉由指令、或以手工方式操作。參考圖4A，其顯示裝置10，其中使用「C」夾30，在重疊區域20將葉片夾持。此「C」夾30包括：一第一座32，其位於重疊區域20之一側上；以及一第二座34，其位於重疊區域20之另一側上。將第二座34安裝至致動器桿36之終端，使用致動器38驅動此桿。第一座32安裝至C形構件42之一臂40，且致動器38之近端44安裝至C形構件42之另一臂46。致動器38可以例如為氣壓式、液壓式、機械式(例如：螺栓驅動)、電子機械式、以及壓電式致動器。當此致動器被賦能時，可以將致動器組態而關閉夾持裝置；或當此致動器被賦能時，可以將致動器以彈簧負載組態，以致於此致動器38將夾持裝置開啟；以及當此致動器不被賦能時，此夾持裝置保持關閉。在如果非故意電力供應故障或壓力供應故障其 中夾持裝置保持關閉之某些情形中，此後者組態為另人所欲。

在圖4B所顯示之替代組態中，「C」夾30僅以第一座32、第一座34、致動器桿36、以及致動器38取代。在另一替代組態中，如同於圖4C中所示，使用壓電式致動器50，其與第一與第二座32與34配合。在還有另一替代組態中，如同於圖4D中所示，葉片重疊區域20之側面為第一致動器60與第二致動器62。將致動器60與62藉由各撓性(compliant)構件66與68安裝至基礎結構64，其在相對於基礎結構64之浮動情況中，有效地設置致動器。浮動式致動器可以協助確保施加至重疊區域20之各夾力實質上平衡。

此第一與第二安裝構件12與14各可以裝附至各物件。現在參考圖5，可以將第一與第二安裝構件12與14藉由螺栓12b與14b安裝至各物件(未圖示)，此等螺栓12b與14b藉由安裝構件經由「用於安裝之孔」而垂直延伸。然而，應瞭解，使用螺栓用於此目的僅為示範而已，且可以使用任何各種其他裝附設計，將安裝構件定位於其相對應物件中。

如果想要或須要的話，可以將安裝構件12之上表面13及/或安裝構件14之下表面15機械加工，以建立例如所想要的平坦度或其他表面輪廓。

在一些應用中，此裝置10無須實際上支持對其安裝之物件。圖6例如說明一種組態，其中裝置10設置介於兩物件M1與M2之間。安裝構件12固定至第一物件M1，以及安裝構件14固定至第二物件M2。在此組態中，藉由設置在 安裝構件12與14間之致動器70或移動器72，相對於重力g，至少部份地支持至少第一物件M1與第一安裝構件12。當將夾持裝置74去活性而重疊區域20未被夾持時，致動器70與72避免裝置10垂直向下垮下。特別是，如果安裝構件12與14各固定於第一與第二物件M1與M2，應瞭解可以設置致動器70與72，在第一與第二物件M1與M2間延伸，而非在安裝構件12與14間延伸。

圖6中所顯示實施例亦為實質上自動化系統之例，其中，藉由將夾持裝置74去活化且將致動器70與72活化，而未將裝置10夾持；以及藉由將夾持裝置74活化且將致動器70與72去活化，將裝置10夾持。此等動作是由處理器76協調與控制，其由距離測量裝置(例如：干涉儀)78接收距離資料。因此，例如可以自動地監視與維持物件M1上表面之平坦參數。例如，可以周期地測量與修正距離d。

進一步參考圖6，此致動器70與72至安裝構件12與14、或物件M1與M2之連接可以包括撓曲件71等，以避免致動器70與72過度限制相對於物件M2之物件M1之位移。

裝置10之關鍵優點包括，其在z方向與垂直方向中之高硬度，以及在其他垂直方向中之撓度(compliance)。例如，參考圖5，此裝置10在z與x方向中顯示高硬度，以及在y方向中顯示相對低硬度(即，相對撓度)。因此，可以將此等裝置10組合使用，以提供相對於第二物件M2之第一物件M1之動態安裝。在圖7A中顯示一例，其中第一與第二物件M1與M2彼此垂直分開。將各四個裝置10A-10D安裝至第二物件M2之上表面90，且此牢固支持件15位於中央。 將各四個裝置10A-10D安裝至表面90之各角落。在表面90上繪製對角線92與94(虛線)，其通過此牢固支持件15之安裝位置，且通過各角落裝置10A、10C與10B、10D之安裝位置。安裝此等角落裝置10A-10D，以致於其各撓性方向與各對角線92與94對齊。如果在替代實施例中想要的話，可以根據在此所揭示任何實施例，以夾持裝置取代此牢固支持件15，其具有相對於撓性方向之任何各種方向。在圖7中所顯示組態，除了將第一物件M1夾持之外，其特別有利於容納相對於第二物件M2之第一物件M1、從第二物件M2中心徑向之熱膨脹。即，裝置10A-10D之各撓性可以容納相對於中央支持件15位置之物件M1之相對應徑向膨脹或收縮。裝置10A-10D之各撓性亦可以去除第一與第二物件間缺乏平行之結果。此結果為，如果此兩物件牢固地耦接在一起，其例如會造成第一物件M1相對於第二物件M2之翹曲。

在此並無意以任何方式限制，此圖7中任何裝置10A-10D之代表長度約為100mm。為了避免必須將物件M1與M2間之相同距離作為此等裝置之長度，可以將此等裝置各安裝於第二物件M2之上表面90之各凹處中，如同於圖8中所顯示。

另一個關鍵優點為，此裝置10可以在由周圍結構所設定之位置被容易地夾持與去除夾持。當被去除夾持時，此裝置10可以容易地容納物件M1與M2相對於彼此位置之改變。當被夾持時，即使在延長使用後，此裝置10可以維持其位置與方向。

在裝置10中，葉片之數目並未受到限制。可以少至三個葉片提供葉片交叉，因此較佳數目為至少三個葉片。可以具有少至兩個葉片，但本發明並不建議此種組態，且並未設定葉片之最大數目。

葉片可以任何合適堅硬材料製成，其包括任何各種金屬，但亦包括任何各種其他堅硬材料，例如：聚合物、陶瓷、玻璃纖維等。隨著情況要求，葉片可以被覆蓋或不被覆蓋。例如，此在葉片重疊區域中葉片之部份可以一種減少磨擦物質覆蓋，使其較容易調整此未經夾持裝置。如同以上提及，在重疊區域中磨擦之總強度可以非常大，以及可能有此種情形，其中想要減少磨擦，但不會減少葉片之數目或幾何形狀。

在此所揭示裝置另一個重要優點為，當此等葉片未被夾持時，其可以相對於彼此滑動，以容納兩個安裝構件間之任何傾倒及/或偏斜角度，此於圖9A與9B中顯示。參考圖10，可以看出平行、薄的、撓性葉片可以在一水平方向中提供低硬度。此允許在此方向中物件間之相對移動。此可以被使用以例如容納在一物件中相對於另一物件所產生之熱膨脹差異。

在裝置10中，此裝附於第一安裝構件12之葉片16之長度、並無須與附於第二安裝構件14之葉片18之長度相同。而且，此裝附於第一安裝構件12之葉片16之厚度、並無須與附於第二安裝構件14之葉片18之厚度相同。然而，葉片之厚度會影響墊片22與24之厚度。

墊片22與24之厚度並無須與相對應葉片厚度正好相 同。例如，對於墊片可能有利，使得此墊片之厚度稍為大於相對應葉片之厚度，以避免在重疊區域20中過度磨擦。

由以上討論而為明顯，可以將裝置10使用於此種情況中，在其中其承載負載之至少一部份。以替代方式，此等裝置可以使用於拉伸之情況下。在圖11中顯示一例，其中，第一物件M1為靜止，此第二物件M2可以相對於第一物件位移。即，重力在拉第二物件，但並未拉第一物件。

對於此裝置之尺寸並無限制，其可以較大或較小。此尺寸可以放大或縮小，以適應實質上任何情況。

茲將在此所揭示裝置之優點總結如下：(a)當去除夾持時，可以將此裝置容易地向上調整至四個自由度(DOF)，且可於額外兩個DOF中移動；(b)當以相對低夾持力夾持時，此裝置顯示高的滑動磨擦；(c)在夾持期間，此裝置顯示很少至沒有位置或角度移動；(d)多個平行撓曲葉片在垂直與垂直(水平)方向中提供高硬度，用於連接物件間之良好限制；以及(e)在其他水平方向中之低硬度，以允許例如在此等物件間之熱膨脹差異，而不會過度限制。

例子

此例是有關於具有以下組態參數之裝置：

#葉片 20

葉片厚度：0.25mm

葉片長度：15mm

葉片寬度：60mm

所獲得資料：k _z =1.9 x10⁹N/m

k _radial =5.3 x10⁵N/m

k _{tan gnet} =6.7 x10⁸N/m

σ _max=31.6MPa其中

再度參考圖6，此第一物件M1藉由致動器70與72相對於第二物件M2移動。在圖6中，致動器70與72相對於裝置10以雙向對稱方式施加抗重力，將第一物件M1相對於第二物件M2移動。在另一實施例中，此裝置10可以位於致動器中，或由致動裝置圍繞。

例如，某些應用要求致動器為精簡、比氣動式致動、以及可以在小位移範圍以相對低壓力施加大的雙向力。例如，支持與調整此大板之平坦度須要此致動器使用小於400kPa之氣動壓力，以施加至少1000牛頓之力。為達此目的可以使用一致動器，其包括平行堆疊氣動環，以提供選擇性向上與向下移動。此堆疊環致動器之優點為，可以容 納與其共軸之裝置10，或甚至設置於此致動器中。

圖12-15顯示堆疊環氣動式致動器300之實施例。此致動器300包括：一「定子」302，其包含外部空氣環304之堆疊；以及一「移動器」306，其包含內部空氣環308之相對應堆疊。此等空氣環堆疊為同軸。各外部空氣環304具有一漸尖內部邊緣，以及各內部空氣環308具有一相對應漸尖外部邊緣。請注意直徑R1與R2。各內部空氣環308與具有互補漸尖邊緣之相對應外部空氣環304配對。因此，各對由各內部空氣環與各外部空氣環構成。在徑向中在各對空氣環之間為各彈性環狀密封件310。此密封件310具有足夠徑向寬度，而向外延伸至相對應外部空氣環之間。此環狀密封件310在各對內部與外部空氣環之漸尖邊緣之間產生各軸向空間。此位於外部空氣環304面向上漸尖邊緣、與相對應內部空氣環308面向下漸尖邊緣間之軸向空間305，經由外部空氣環中各導管，共同連接至高氣動壓力309之來源，其當以控制方式被施加壓力時，會對移動器306產生相對於定子302之向上力。以類似方式，此位於外部空氣環304面向下漸尖邊緣、與相對應內部空氣環308面向上漸尖邊緣間之軸向空間307，經由外部空氣環中各導管，共同連接至高氣動壓力311之來源，其當以控制方式被施加壓力時，會對移動器306產生相對於定子302之向下力。如果P為來源壓力，此由移動器所產生相對於定子之力為：F=(P _source )．n．π．(R ₂ ²-R ₁ ²) (式3)

而n為「向上」軸向空間與「向下」軸向空間之數目(在 此處n=3)。圖13中顯示致動器300之外部細節。圖12中並未顯示內部與外部軸向終端蓋。圖13與圖14中顯示內部與外部終端蓋312與314之細節。

此特定致動器300具有一內室320，其特別有用於容納一相對應多葉片裝置，因此提供一組合裝置318，其包括：致動器300，以及對其安裝之各多葉片夾持裝置322。此多葉片夾持裝置322包括安裝構件324A與324B，藉由此等構件將裝置322安裝至第一物件與第二物件(未圖示，但例如參考圖9)。此多葉片夾持裝置322包括一壓縮區域326。此組合裝置318以在圖2中顯示且以上說明方式操作。

在此說明書中包括任何各種精準系統，其包括一平台或類似物，其夾持使用於製造之工件或其他物件。此精準系統之一例為用於製造半導體裝置之微影系統或曝光「工具」。在圖16中提供典範微影系統710之概要說明，其包括在此所說明本發明之特徵。系統710包括：系統框712、照明系統714、影像光學系統716、遮罩平台組裝718、基板平台組裝720、定位系統722、以及系統控制器724。系統710之組件之組態特別有用於，從一遮罩726將積體電路之圖案(未圖示)移轉至半導體晶圓728上。此系統710安裝至安裝基底730，其例如為：接地、底座，地板或其他支持結構。此系統亦包括一測量系統722a，其以改良之正確度與精準度，沿著一軸(例如：z軸或光軸)測量微影基板(作為典範工件)之位置。在系統710中，遮罩平台組裝718及/或基板平台組裝720包括一多葉片夾持裝置，如同於以上代表實施例中所說明。

於圖17中顯示用於製造半導體裝置之典範過程，其包括一曝光步驟。在步驟901中，設計此裝置之功能與性能表現特徵。其次，在步驟902中，根據前一個設計步驟，設計具有所想要圖案之遮罩(reticle)，以及在一平行步驟903中，以適當半導體材料製造晶圓。在步驟904中，藉由此根據本發明在此說明之微影系統，將在步驟902中所設計遮罩圖案曝露於來自步驟903之晶圓上。在步驟905中，組裝半導體裝置(包括切割過程、接合過程以及封裝過程)。最後，在步驟906中檢查此裝置。

圖18為在製造半導體裝置之情形中上述步驟904之流程圖。在圖18中，在步驟911(氧化步驟)中，將晶圓表面氧化。在步驟912(CVD步驟)中，在晶圓表面上形成絕緣薄膜。在步驟913(電極形成步驟)中，藉由氣相沉積，在晶圓上形成電極。在步驟914(離子植入步驟)中，將離子植入於晶圓中。上述步驟911-914在晶圓處理期間構成晶圓之預處理步驟，且根據處理須求在各步驟作選擇。

在晶圓處理各階段，當完成上述預處理步驟時，執行以下後處理步驟。在後處理期間，首先，在步驟915(光阻形成步驟)中，將光阻塗佈至晶圓。其次，在步驟916(曝光步驟)中，使用上述曝光裝置，將遮罩(reticle)之電路圖案移轉至晶圓。然後，在步驟917(顯影步驟)中，將經曝光之晶圓顯影，以及在步驟918(蝕刻步驟)中，藉由蝕刻，將剩餘光阻以外部份(曝露之材料表面)去除。在步驟919(光阻去除步驟)中，將在蝕刻後所剩餘不須要光阻去除。藉由重覆此等預處理與後處理步驟，形成多個電路圖案。

雖然本發明是以代表實施例說明，但應瞭解本發明並不受限於此等實施例。相反的，其用意為包括由所附申請專利範圍所界定本發明之精神與範圍中之所有替代、修正、以及等同。

100‧‧‧夾持裝置

101‧‧‧第一部份

103‧‧‧第二部份

106‧‧‧葉片

108‧‧‧葉片

120‧‧‧重疊區域

122‧‧‧區域

124‧‧‧樞軸

126‧‧‧夾力

Claims (38)

1. 一種裝置，其包括：第一與第二部份，其藉由在一重疊區域彼此間隔交錯第一與第二組多個葉片，而可移動地連接在一起，當被壓縮時，禁止該第一與第二組葉片相對彼此位移，而在第一與第二垂直方向中提供第一硬度，以及在第三垂直方向中提供第二硬度，其中該第一硬度大於該第二硬度。
2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中在至少該重疊區域中，該等葉片彼此平行。
3. 如申請專利範圍第1項之裝置，更包括：一壓縮力組件，其相對於該重疊區域設置，且可選擇地操作以增加施加至該重疊區域之壓縮力，以及減少施加至該重疊區域之壓縮力。
4. 如申請專利範圍第3項之裝置，更包括：一致動器，其被組態與該壓縮力組件之操作協調，對一物件產生位移力。
5. 如申請專利範圍第1項之裝置，更包括：一致動器，其對由該裝置夾持之物件產生位移力。
6. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中由該位移致動器所施加該位移力，是與該重疊區域減少之壓縮協調一致。
7. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該位移致動器相對該裝置對稱地設置。
8. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中 將該致動器組態，當該重疊區域未被壓縮時，該致動器促使該物件移動，以及當該重疊區域被壓縮時，該致動器並不促使該物件移動。
9. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該第一組葉片與該第二組葉片中各葉片具有長度、厚度以及寬度，該寬度大於該厚度，以致於在實質上平行於該長度之第一方向中、與在垂直於該第一方向之第二方向中提供硬度，以及在垂直於該第一與第二方向之第三方向中提供撓度。
10. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該第一組葉片藉由各墊片彼此分開，以及該第二組葉片藉由各墊片彼此分開。
11. 如申請專利範圍第1項之裝置，更包括：一施加壓縮致動器，其響應於一夾持指令壓縮該重疊區域，且其響應於一去除夾持指令，以減少或去除對該重疊區域之壓縮。
12. 一種裝置，其包括：一夾持裝置，設置介於第一物件與第二物件之間，該夾持裝置包括第一與第二部份，其藉由在一重疊區域彼此間隔交錯第一與第二組多個葉片，而可移動地連接在一起，當被壓縮時，禁止該第一與第二組葉片相對彼此位移；一壓縮裝置，其可操作對該重疊區域施加壓縮力；以及一致動器，其連接至該第一物件與該第二物件之一，可操作該致動器以施加位移力，以促使該第一物件與該第 二物件至少之一相對於另一物件移動。
13. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該具有一壓縮重疊區域之夾持裝置在一第一與第二垂直方向中顯示第一硬度，以及在一第三垂直方向中顯示第二硬度；以及該第一硬度大於該第二硬度。
14. 如申請專利範圍第12項之裝置，更包括：一控制器，其連接至該夾持裝置、該壓縮裝置以及該致動器，將該控制器組態，當該壓縮裝置對該重疊區域施加減少壓縮力時，命令該致動器以促使至少一物件移動，以及當該壓縮裝置對該重疊區域施加增加壓縮力時，命令該致動器不促使至少一物件移動。
15. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該致動器包括一堆疊環氣動式致動器。
16. 一種組裝，包括：一第一物件，其可相對一第二物件移動；以及至少一耦接，其在該第一物件與該第二物件之間延伸；各該耦接包括各夾持裝置，其包含耦接至該第一與第二物件之第一與第二部份，該第一與第二部份藉由在一重疊區域中彼此間隔交錯之第一組與第二組多個葉片，可移動地連接在一起，當其被壓縮時，禁止該第一組與第二組多個葉片相對於彼此位移，以提供該第一物件各部份之支持，該第一物件具有在第一與第二垂直方向中之第一硬度，以及在第三垂直方向中之第二硬度，其中，該第一硬度大於該第二硬度。
17. 如申請專利範圍第16項之組裝，其中該耦接更包括一壓縮裝置，其被組態對該重疊區域施加選擇次數之力，以壓縮該重疊區域。
18. 如申請專利範圍第16項之組裝，更包括：至少一致動器，其被組態以造成該第一物件相對於該第二物件選擇性次數的移動。
19. 如申請專利範圍第16項之組裝，更包括：至少一致動器，其被組態以造成該第一物件相對於該第二物件選擇性次數的移動；以及一壓縮裝置，其被組態在當該致動器並未造成該第一物件移動時，對該重疊區域施力，以選擇性次數壓縮該重疊區域。
20. 如申請專利範圍第19項之組裝，更包括：一控制器，其被連接至該致動器與該壓縮裝置，以控制該第一物件移動，且對該重疊區域施力，以致於當該致動器造成移動時施加第一力，以及當該致動器未造成移動時施加第二力，該第二力大於該第一力。
21. 一種平台組裝，包括：一基底；一平台，其可相對於該基底位移；至少一耦接，在該平台與該基底間延伸；以及至少一該耦接，其包括一夾持裝置，該夾持裝置包含耦接至該平台與該基底之第一與第二部份，該第一與第二部份藉由在一重疊區域中彼此間隔交錯之第一組與第二組多個葉片，可移動地連接在一起，當其被壓縮時，禁止該 第一組與第二組多個葉片相對於彼此位移，以提供該平台各部份之支持，該支持具有在第一與第二垂直方向中之第一硬度，以及在第三垂直方向中之第二硬度，其中該第一硬度大於該第二硬度。
22. 如申請專利範圍第21項之平台組裝，其中各該耦接更包括一壓縮裝置，其被組態對該重疊區域施加選擇次數之力，以壓縮該重疊區域。
23. 如申請專利範圍第21項之平台組裝，更包括：至少一致動器，其被組態以造成該平台相對於該基底選擇性次數的移動。
24. 如申請專利範圍第21項之平台組裝，更包括：至少一致動器，其被組態以造成該平台相對於該基底選擇性次數的移動；以及一壓縮裝置，其被組態在當該致動器並未造成該平台移動時，對該重疊區域施力，以選擇性次數壓縮該重疊區域。
25. 如申請專利範圍第24項之平台組裝，更包括：一控制器，其連接至該致動器與該壓縮裝置，以控制該平台移動，且對該重疊區域施力，以致於當該致動器造成移動時，施加相對較少之力，以及當該致動器未造成移動時，施加相對較大之力。
26. 如申請專利範圍第21項之平台組裝，更包括：多個在其間延伸之耦接，且將該平台之各部份相對於該基底夾持，各耦接包括各方向之夾持裝置，以致於該夾持裝置具有方向為，配置該夾持裝置之第三垂直方向，以 釋出該平台相對於該基底之熱膨脹。
27. 如申請專利範圍第26項之平台組裝，其中該方向為徑向。
28. 一種精準系統，其包括如申請專利範圍第21項之平台組裝。
29. 一種微影系統，其包括如申請專利範圍第21項之平台組裝。
30. 一種組裝，包括：一第一物件；一第二物件；以及至少一夾持裝置，其安裝至該第一物件與該第二物件，且在該第一物件與該第二物件之間延伸，該夾持裝置包含：第一組多個葉片；第二組多個平行葉片，其在一重疊區域中與該第一組多個葉片間隔交錯；以及一壓縮裝置，其位於該重疊區域，且被組態以選擇的方式，將夾持力施加至該重疊區域，該第一組葉片安裝至該第一物件，以及該第二組葉片安裝至該第二物件。
31. 如申請專利範圍第30項之組裝，更包括：一致動器，其響應於一夾持命令，將該夾持力施加至該重疊區域，以及響應於一去除夾持命令，減少或去除對該重疊區域之該夾持力。
32. 如申請專利範圍第31項之組裝，其中 在該第一與第二組多個葉片中之各葉片具有長度、厚度以及寬度，其寬度大於厚度，以提供夾持裝置實質上平行於該長度之第一方向，與垂直於該第一方向之第二方向，且在垂直於該第一方向與該第二方向之第三方向中提供撓度；以及該致動器在實質上平行於該第三方向之方向中施加夾持力。
33. 如申請專利範圍第31項之組裝，更包括：複數個支持裝置，在該第一物件與該第二物件間延伸，各該支持裝置支持該第一物件相對該第二物件之各部份。
34. 如申請專利範圍第33項之組裝，其中在該第一組與第二組多個葉片中之各葉片具有長度、厚度以及寬度，其寬度大於厚度，以便在實質上平行於該長度之該第一方向中、與在垂直於該第一方向之該第二方向中提供硬度，以及在垂直於該第一方向與該第二方向之該第三方向中提供撓度；該第一物件具有相對於該第二物件之熱膨脹方向；以及配置至少一該等支持裝置，以致於其各該第三方向平行於該熱膨脹方向。
35. 如申請專利範圍第31項之組裝，其中該第一物件具有多個熱膨脹方向；以及該支持裝置安裝於在該第一物件與該第二物件間，以致於沿著各多個熱膨脹方向為至少一夾持裝置，將其配置 以致於其各該第三方向平行於各該熱膨脹方向。
36. 如申請專利範圍第35項之組裝，其中該熱膨脹方向為徑向。
37. 一種微影系統，其包括如申請專利範圍第30項之組裝。
38. 一種包括微影過程之裝置製造方法，其包括以下步驟：使用如申請專利範圍第37項之微影系統將基板曝光；以及處理該經曝光基板，以形成該裝置。