TW202013081A - 包括一低溫恆溫器及超導線圈層的總成，及包括具有該總成之一平面磁力磁浮及/或加速馬達系統之微影裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種總成，其包含搭配一微影裝置之一磁力磁浮及/或加速馬達系統使用之一低溫恆溫器及超導線圈之一平坦線圈層。該低溫恆溫器包含兩個絕緣覆蓋物。該線圈層配置於該兩個覆蓋物之間。該等覆蓋物各包含經組態以經低溫冷卻之一內板及平行於該內板之一外板，及具有該內板與該外板之間的一真空層的一絕緣系統。該覆蓋物之該絕緣系統包含一圓形主體層，此等主體之中心軸垂直於該內板及該外板延伸，且該絕緣系統經組態以在兩個圓形主體層之間或在一圓形主體層與該內板及/或該外板之間提供一點接觸件層。

Description

包括一低溫恆溫器及超導線圈層的總成，及包括具有該總成之一平面磁力磁浮及/或加速馬達系統之微影裝置
本發明係關於一種用於微影裝置之磁力磁浮及/或加速馬達系統中之總成。該總成包含低溫恆溫器及超導線圈層。
微影裝置為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)製造中。微影裝置可例如將圖案化器件(例如光罩)之圖案(亦常常稱作「設計佈局」或「設計」)投影至提供於基板(例如晶圓)上之輻射敏感材料(光阻)層上。
隨著半導體製造製程持續進步，幾十年來，依循通常稱為「莫耳定律(Moore's law)」之趨勢，電路元件之尺寸已不斷減小，而每一器件之諸如電晶體之功能元件之量已穩定增大。為緊跟莫耳定律，半導體工業正追逐能夠產生愈來愈小之特徵的技術。為將圖案投影於基板上，微影裝置可使用電磁輻射。此輻射之波長判定圖案化於基板上之特徵之最小大小。當前在使用中之典型波長為365 nm(i線(i-line))、248 nm、193 nm及13.5 nm。相比於使用例如具有193 nm波長之輻射的微影裝置，使用具有4 nm至20 nm範圍內(例如6.7 nm或13.5 nm)之波長之極紫外線(EUV)輻射的微影裝置可用以在基板上形成更小之特徵。
在微影裝置中，圖案化器件經受輻射光束。當穿過圖案化器件時，將圖案賦予給此輻射光束。隨後，具有經賦予圖案之輻射光束穿過投影系統，該投影系統將經賦予圖案投影至基板上。為向基板提供所要圖案，圖案化器件及基板兩者相對於投影系統以及相對於彼此移動。為此，在室溫或因線圈產生之熱而導致的更高溫度下基於電流傳導線圈及永久磁體來使用線性及/或平面馬達系統。線性及平面馬達系統通常具有定子部分及動子部分，該動子部分可藉由操縱流經電流傳導線圈之電流以控制方式相對於定子部分移動。
分析關系顯示，在線性或平面馬達系統之動子之線圈中之磁場密度可藉由在4K溫度下使用超導電磁體來改良4至5倍。實際上，在70K至150K範圍內之較高低溫溫度下超導之超導體為可用的。為將此超導電磁體付諸實踐，需自所需之低溫溫度至室溫之熱絕緣，該熱絕緣必須適合於小堆疊高度內。否則，動子的線圈與超導磁體之間的距離因絕緣而增大至失去線圈中磁場密度之增大的程度。因此，需要小高度之熱絕緣層。
用於微影裝置中之線性及平面馬達系統通常基於電流傳導線圈及磁體來使用。用於微影裝置中之線性及平面馬達系統通常進一步具有定子部分及動子部分，該動子部分可藉由操縱流經電流傳導線圈之電流以控制方式相對於定子部分移動。可認識到，a)一方面，磁體可設置於定子部分中且電流傳導線圈可設置於動子部分中，或相反，磁體可設置於動子部分中且電流傳導線圈可設置於定子部分中，b)另一方面，不僅磁體可為具有超導線圈之超導磁體，另外或替代地，電流傳導線圈亦可為超導線圈。
考慮所有此情況，本發明之目的為提供一種總成，該總成包含一低溫恆溫器及超導線圈之一線圈層，該線圈層為平坦的且經組態用於一微影裝置之一磁力磁浮及/或加速馬達系統中或搭配其使用。
根據本發明之第一態樣，提供一種包含一低溫恆溫器及超導線圈之一線圈層的總成，其中該線圈層經組態用於一微影裝置之一磁力磁浮及/或加速馬達系統中或搭配其使用，該線圈層為平坦的且界定兩個相對層面。
線圈層可經組態為磁力磁浮及/或加速馬達系統之定子部分及/或磁力磁浮及/或加速馬達系統之動子部分。此外，線圈層可經佈線用於交流電操作及/或可為用於直流電操作之電磁體陣列。
磁力磁浮及/或加速馬達系統可為線性馬達系統或平面馬達系統。
該低溫恆溫器包含兩個絕緣覆蓋物。線圈層及兩個絕緣覆蓋物以夾層方式配置，其中線圈層配置於兩個絕緣覆蓋物之間，且線圈層之兩個相對層面中之每一者被絕緣覆蓋物中之一者覆蓋，以便能夠將線圈層保持在線圈超導性所需之低溫溫度條件下。
該等絕緣覆蓋物各包含：一內板及平行於內板之一外板，該內板配置於該外板與該線圈層之間；及一絕緣系統，其配置於該內板與該外板之間。該內板及/或該外板可由不鏽鋼合金製成。
該絕緣系統經組態以具有一真空層。絕緣系統中之真空層降低內板與外板之間的熱導率。此真空可為10-3 帕或更低之真空。當動子處於正常氣壓環境中時，此導致絕緣覆蓋物必須能夠承受1巴之壓差。考慮到在用於移動微影裝置中之基板的平面馬達系統中，定子通常具有大約1米乘2米或更大之表面，此意謂熱絕緣必須能夠承受較大的力。
內板經組態用於經低溫冷卻，以便使線圈層處於並保持在低溫條件下。
一者或兩者絕緣覆蓋物之該絕緣系統： - 在該真空層中包含一或多個至少部分圓形主體層，各主體界定一至少部分圓形輪廓及延伸穿過該圓形輪廓之一中心且垂直於該圓形輪廓的一中心軸，各圓形主體層中之該等主體的該中心軸垂直於該內板及該外板延伸，且 - 經組態以在兩個該等圓形主體層之間或在該圓形主體層與該內板及/或該外板之間提供至少一個點接觸件層，使得該內板與該外板之間的各可能之熱傳導路徑必須在某個位置處穿過至少一個點接觸件。 圓形主體層配置於內板與外板之間，且在內板位於外板上方時將內板支撐在外板上，或在外板位於內板上方時將外板支撐在內板上。圓形主體一方面具有高負荷承載能力，而另一方面提供點接觸件。由於點接觸件具有極小之接觸表面，故穿過點接觸件之熱導率極低。在一或多個圓形主體層使其中心軸垂直於內板及外板且經組態以提供至少一個點接觸件層之情況下，確保了內板與外板之間的各可能之導熱路徑必須在某個位置處穿過至少一個點接觸件。此使得絕緣覆蓋物一方面具有最小之熱導率，另一方面具有較高之負荷承載能力。
圓形主體可為完全圓形或部分圓形，具有在180°角或更小之角(如60°至120°)上延伸之部分圓形輪廓。圓形主體可為球形主體(如球體及/或半球體)，及/或直圓柱形主體，如圓柱體及/或半圓柱體。舉例而言，在半球體或半圓柱體之情況下，半球體或半圓柱體可分別膠合至面向外板的內板之面上及/或面向內板的外板之面上，且堆疊至彼此上，產生半球體之間、半圓柱體之間或半球體與半圓柱體之間的該點接觸件層。
根據又一實施例，將該圓形主體之直徑界定為自圓形輪廓之中心至圓形輪廓之半徑的兩倍，至少部分圓形主體之直徑可小於7 mm，諸如小於5 mm。直徑可在0.1至5 mm範圍內，諸如在0.5至4 mm範圍內。具有該直徑之圓形主體易於得到，例如作為滾珠軸承之球體或作為滾針軸承之圓柱體或作為線。此外，該直徑之圓形主體允許絕緣覆蓋物之厚度(垂直於內板及外板)小於10 mm。即使低得多之厚度亦為可能的，及/或多個點接觸件層可具有更小直徑，同時仍保持絕緣覆蓋物之總厚度低於10 mm。厚度例如可至多為7至8 mm。
根據又一實施例，該點接觸件層中之該等點接觸件可以5至20 mm之一間距(例如10至15 mm之一間距)配置。
根據總成之實施例，該等圓形主體可由選自以下之族群中之一或多者的一材料製成：氧化鋯、克維拉(Kevlar)、克維拉複合物、克維拉纖維複合物、玻璃、玻璃複合物、玻璃纖維複合物及鈦合金。此等材料可以線及球體之形式商購，具有較大強度及較低熱導率。
根據總成之實施例，圓形主體可由一材料製成，該材料具有楊氏模數相對於4K至80K溫度範圍內之熱導率係數之積分的一比率，該比率為至少1 N/Wm，諸如至少1.5 N/Wm。以公式表達，此比率為：
Figure 02_image001
，諸如
Figure 02_image003
根據總成之又一實施例，至少一個該等球形主體層可包含球體及具有用於容納該球體之一圓形通孔圖案的一間隔板，各通孔具有經組態以接觸該球體的一直徑，使得該間隔板藉由該球體支撐，其中該間隔板平行於該內板及該外板配置。從垂直於間隔板觀視，間隔板自球體之相對端中之每一者以一距離配置。此間隔板藉由將球體保持在由通孔判定之位置處來防止球體滾動。在此實施例中，該間隔板可經組態用於在該內板之一溫度與該外板之一溫度之間的一溫度下經冷卻，如低溫冷卻。此外，間隔板充當顯著增大熱絕緣之絕緣罩。此實施例中之通孔直徑可例如在球體直徑之70至100%，例如90至100%範圍內。此外，在此實施例中，間隔板的熱膨脹係數可大於球體的熱膨脹係數，使得當間隔板及球體冷卻時，在通孔中獲得間隔板與球體之間的收縮連接。此收縮連接可提供相對於球體封閉通孔之密封，此改良絕緣系統之絕緣能力。為此目的，間隔板可由鋁或鋁合金製成。
根據總成之又一實施例，該總成可包含多個該等球形主體層，其中在該等球形主體層中之相鄰者之間配置一分離板，該分離板在各側上提供該分離板與該等球形主體之間的一額外點接觸件層。在此實施例中，該分離板可經組態用於在該內板之一溫度與該外板之一溫度之間的一溫度下經冷卻，如低溫冷卻。
根據總成之再一實施例，該等一或多個圓形主體層可包含至少一組兩個直圓柱形主體層，該等直圓柱形主體諸如圓柱體及/或半圓柱體；其中該兩個層中之一第一層中之該等圓柱形主體搭配相鄰圓柱形主體之間的一間隔彼此平行配置，且該兩個層中之一第二層中之該等圓柱形主體搭配相鄰圓柱形主體之間的一間隔彼此平行配置；且其中該第一層與該第二層直接堆疊至彼此上，其中該第一層中之該等圓柱形主體相對於該第二層中之該等圓柱形主體交叉，以在該第一層中之該等圓柱形主體與該第二層中之該等圓柱形主體之間提供該點接觸件層。在此實施例中，圓柱形主體可為線。交叉可在90°下或在任何其他角度下，如30°至90°範圍內之角度，例如約60°之角度。
根據總成之又一實施例，該總成可進一步包含經組態用於低溫冷卻該等內板的一低溫冷卻器系統。
根據總成之又一實施例，總成可進一步包含一真空系統，該真空系統經組態以在該真空層中提供10-3 帕或更低之一真空。
根據又一態樣，本發明係關於一種具有根據本發明之總成之微影裝置。該微影裝置可包含：一光罩支撐件，其經建構以支撐一圖案化器件；一第一定位器，其經組態以相對於該第一定位器定位該光罩支撐件；一基板支撐件，其經建構以固持一基板；一第二定位器，其經組態以相對於該第二定位器定位該基板支撐件；及一投影系統，其經組態以將藉由該圖案化器件賦予給一輻射光束之一圖案投影至該基板上之一目標位置上；其中項目「光罩支撐件、第一定位器、基板支撐件及第二定位器」中之一或多者具有根據本發明之總成。
在本文獻中，術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外輻射(例如具有為365、248、193、157或126 nm之波長)及EUV (極紫外輻射，例如具有在約5至100 nm範圍內之波長)。
本文中所使用之術語「倍縮光罩」、「光罩」或「圖案化器件」可廣泛地解譯為係指可用以向經圖案化橫截面賦予入射輻射光束之通用圖案化器件，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案。在此內容背景中，亦可使用術語「光閥」。除經典光罩(透射性或反射性、二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化器件之實例包括可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。微影裝置LA包含：照明系統(亦稱為照明器) IL，經組態以調節輻射光束B (例如，紫外輻射、DUV輻射或EUV輻射)；光罩支撐件(例如，光罩台) MT，經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩) MA且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位圖案化器件MA的第一定位器PM；基板支撐件(例如，晶圓台) WT，經建構以固持基板(例如，塗佈有光阻之晶圓) W且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位基板支撐件的第二定位器PW；及投影系統(例如折射投影透鏡系統) PS，經組態以將藉由圖案化器件MA賦予給輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如包含一或多個晶粒)上。
根據本發明之總成(將在下文中進一步闡述)可用於第一定位器PM及/或光罩支撐件MT中。此外，另外或替代地，根據本發明之總成(將在下文中進一步闡述)可用於第二定位器PW及/或基板支撐件WT中。
在操作中，照射系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照明系統IL可包括用於導向、塑形及/或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電及/或其他類型之光學組件，或其任何組合。照明器IL可用於調節輻射光束B，以在圖案化器件MA之平面處在其橫截面中具有所要空間及角強度分佈。
本文中所使用之術語「投影系統」PS應廣泛地解釋為涵蓋適於所使用之曝光輻射及/或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射(catadioptric)、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用均與更一般術語「投影系統」PS同義。
微影裝置LA可屬於以下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如，水)覆蓋以便填充投影系統PS與基板W之間的空間--此亦稱作浸潤微影。在以引用之方式併入本文中之US6952253中給出關於浸潤技術之更多資訊。
微影裝置LA亦可屬於具有兩個或更多個基板支撐件WT (又名「雙平台」)之類型。在此類「多平台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT，及/或可在定位於基板支撐件WT中之一者上的基板W上執行製備基板W之後續曝光的步驟，同時將其他基板支撐件WT上之另一基板W用於在其他基板W上曝光圖案。同樣，在兩個或更多個基板支撐件WT的情況下，根據本發明之總成(其將在下文中進一步闡述)可用於第二定位器PW及/或兩個或更多個基板支撐件中。
除基板支撐件WT以外，微影裝置LA亦可包含量測台。量測台經配置以固持感測器及/或清潔器件。感測器可經配置以量測投影系統PS之性質或輻射光束B之性質。量測台可固持多個感測器。清潔器件可經配置以清潔微影裝置之部分，例如投影系統PS之一部分或提供浸潤液體之系統之一部分。量測台可在基板支撐件WT遠離投影系統PS時在投影系統PS下方移動。
在操作中，輻射光束B入射於經固持於光罩支撐件MT上之圖案化器件(例如光罩) MA上，且藉由存在於圖案化器件MA上之圖案(設計佈局)來圖案化。在已橫穿圖案化器件MA之情況下，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置量測系統PMS，可準確地移動基板支撐件WT，例如以便在聚焦及對準之位置處在輻射光束B之路徑中定位不同之目標部分C。類似地，第一定位器PM及可能之另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用於相對於輻射光束B之路徑準確地定位圖案化器件MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中。在基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間時，此等基板對準標記稱為切割道對準標記。
為闡明本發明，使用笛卡爾(Cartesian)座標系。笛卡爾座標系具有三個軸，亦即x軸、y軸及z軸。三個軸中之每一者與另兩個軸正交。圍繞x軸之旋轉稱作Rx旋轉。圍繞y軸之旋轉稱作Ry旋轉。圍繞z軸之旋轉稱作Rz旋轉。x軸及y軸界定水平平面，而z軸在豎直方向。笛卡爾座標系不限制本發明，且僅用於闡明。實情為，另一座標系，諸如圓柱形座標系可用於闡明本發明。笛卡爾座標系之定向可不同，例如，使得z軸具有沿著水平平面之分量。
圖2展示圖1之微影裝置LA之一部分的更詳細視圖。微影裝置LA可具有基座框架BF、平衡塊BM、度量衡框架MF及振動隔離系統IS。度量衡框架MF支撐投影系統PS。此外，度量衡框架MF可支撐位置量測系統PMS之一部分。度量衡框架MF藉由基座框架BF經由振動隔離系統IS支撐。振動隔離系統經配置以防止或減少振動自基座框架BF傳播至度量衡框架MF。
第二定位器PW經配置以藉由在基板支撐件WT與平衡塊BM之間提供驅動力來加速基板支撐件WT。驅動力在所要方向加速基板支撐件WT。由於動量守恆，驅動力亦以相等大小施加至平衡塊BM，但係在與所要方向相反之方向。通常，平衡塊BM之質量顯著大於第二定位器PW之移動部分及基板支撐件WT之質量。
在實施例中，第二定位器PW藉由平衡塊BM支撐。舉例而言，其中第二定位器PW包含平面馬達系統之一部分以使基板支撐件WT在平衡塊BM之上及/或相對於平衡塊BM磁浮或加速。此平面馬達系統可為具有根據本發明之總成的磁力磁浮及/或加速馬達系統，此將在下面進一步闡述。在另一實施例中，第二定位器PW藉由基座框架BF支撐。舉例而言，其中第二定位器PW包含線性馬達之定子且其中第二定位器PW包含軸承(如氣體軸承)，以使基板支撐件WT在基座框架BF上方磁浮。根據另一實例，第二定位器可包含具有根據本發明之總成的線性馬達系統，此將在下面進一步闡述。
位置量測系統PMS可包含任何類型之感測器，該感測器適於判定基板支撐件WT之位置。位置量測系統PMS可包含任何類型之感測器，該感測器適於判定光罩支撐件MT之位置。傳感器可為光學感測器，諸如干涉計或編碼器。位置量測系統PMS可包含干涉計與編碼器之組合系統。感測器可為另一類型之感測器，諸如磁感測器、電容式感測器或電感感測器。位置量測系統PMS可判定相對於參考的位置，該參考例如度量衡框架MF或投影系統PS。位置量測系統PMS可藉由量測位置或藉由量測位置之時間導數(諸如速度或加速度)，來判定基板台WT及/或光罩支撐件MT的位置。
位置量測系統PMS可包含編碼器系統。編碼器系統為自例如2006年9月7日提交的美國專利申請案US2007/0058173A1中已知的，該申請案特此以引用之方式併入。編碼器系統包含編碼器頭、光柵及感測器。編碼器系統可接收初級輻射光束及次級輻射光束。初級輻射光束以及次級輻射光束兩者源自相同輻射光束，亦即初始輻射光束。藉由用光柵使初始輻射光束繞射來產生初級輻射光束及次級輻射光束中之至少一者。若藉由用光柵使初始輻射光束繞射來產生初級輻射光束及次級輻射光束兩者，則初級輻射光束需要具有與次級輻射光束不同之繞射階。舉例而言，不同之繞射階為+1st 階、-1st 階、+2nd 階及-2nd 階。編碼器系統將初級輻射光束及次級輻射光束光學組合成組合輻射光束。編碼器頭中之感測器判定組合輻射光束之相位或相位差。感測器基於該相位或相位差來產生訊號。訊號表示編碼器頭相對於光柵之位置。編碼器頭中之一者及光柵可配置於基板結構WT上。編碼器頭及光柵中之另一者可配置於度量衡框架MF或基座框架BF上。舉例而言，複數個編碼器頭配置於度量衡框架MF上，而光柵配置於基板支撐件WT之頂部表面上。在另一實例中，光柵配置於基板支撐件WT之底部表面上，且編碼器頭配置於基板支撐件WT下方。
位置量測系統可包含干涉計系統。干涉計系統為自例如1998年7月13日提交的美國專利US6,020,964中已知的，該專利特此以引用之方式併入。干涉計系統可包含光束分裂器、鏡面、參考鏡面及感測器。輻射光束藉由光束分裂器分裂成參考光束及量測光束。量測光束傳播至鏡面，並由鏡面反射回光束分裂器。參考光束傳播至參考鏡面，並由參考鏡面反射回光束分裂器。在光束分裂器處，量測光束及參考光束組合成組合輻射光束。組合輻射光束入射於感測器上。感測器判定組合輻射光束之頻率之相位或相位差。感測器基於相位或頻率來產生訊號。訊號表示鏡面之位移。在實施例中，鏡面連接至基板支撐件WT。參考鏡面可連接至度量衡框架MF。在實施例中，量測光束及參考光束藉由額外光學組件而非光束分裂器組合成組合輻射光束。
第一定位器PM可包含長衝程模組及短衝程模組。短衝程模組經配置以遍及小移動範圍以高準確度相對於長衝程模組來移動支撐結構MT。長衝程模組經配置以遍及大移動範圍以相對低準確度相對於投影系統PS來移動短衝程模組。在運用長衝程模組及短衝程模組之組合的情況下，第一定位器PM能夠遍及大移動範圍以高準確度相對於投影系統PS來移動光罩支撐件MT。相似地，第二定位器PW可包含長衝程模組及短衝程模組。短衝程模組經配置以遍及小移動範圍以高準確度相對於長衝程模組來移動基板支撐件WT。長衝程模組經配置以遍及大移動範圍以相對低準確度相對於投影系統PS來移動短衝程模組。在運用長衝程模組及短衝程模組之組合的情況下，第二定位器PW能夠遍及大移動範圍以高準確度相對於投影系統PS來移動基板支撐件WT。
第一定位器PM及第二定位器PW各自具有致動器以分別移動光罩支撐件MT及基板支撐件WT。第一定位器及/或第二定位器之致動器可為線性致動器以沿著單個軸(例如y軸)提供驅動力。線性致動器可具有根據本發明之總成。可應用可具有根據本發明之總成的多個線性致動器以沿著多個軸提供驅動力。致動器可為平面致動器以沿著多個軸提供驅動力。此平面致動器可具有根據本發明之總成。舉例而言，平面致動器可經配置以在6個自由度內移動基板支撐件WT。致動器可為包含至少一個線圈及至少一個磁體之電磁致動器。致動器經配置以藉由施加電流至至少一個線圈來相對於至少一個磁體移動至少一個線圈。致動器可為移動磁體型致動器，其具有使基板支撐件WT分別耦接至光罩支撐件MT之至少一個磁體。致動器可為移動線圈型致動器，其具有使基板支撐件WT分別耦接至光罩支撐件MT之至少一個線圈。致動器可為音圈致動器、磁阻致動器、洛倫茲(Lorentz)致動器或壓電致動器，或任何其他合適之致動器。
微影裝置LA包含如圖3中示意性描繪之位置控制系統PCS。位置控制系統PCS包含設定點產生器SP、前饋控制器FF及回饋控制器FB。位置控制系統PCS將驅動訊號提供至致動器ACT。致動器ACT可為第一定位器PM或第二定位器PW之致動器。致動器ACT驅動設備(plant) P，該設備可包含基板支撐件WT或光罩支撐件MT。設備P之輸出為位置量，諸如位置或速度或加速度。位置量由位置量測系統PMS量測。位置量測系統PMS產生訊號，該訊號為表示設備P之位置量的位置訊號。設定點產生器SP產生訊號，該訊號為表示設備P之所要位置量的參考訊號。舉例而言，參考訊號表示基板支撐件WT的所要軌跡。參考訊號與位置訊號之間的差形成回饋控制器FB之輸入。基於該輸入，回饋控制器FB為致動器ACT提供驅動訊號之至少部分。參考訊號可形成前饋控制器FF之輸入。基於該輸入，前饋控制器FF為致動器ACT提供驅動訊號之至少部分。前饋FF可利用關於設備P之動力特性的資訊，諸如質量、剛度、共振模式及本徵頻率(eigenfrequency)。
圖4示意性地展示根據本發明之磁力磁浮及/或加速馬達系統1的側橫截面，該系統具有電磁體2的平坦線圈層3，且具有根據本發明之總成6、7、8、9。由於線圈層3為平坦的，故此磁力磁浮及/或加速馬達系統1為線性馬達系統或平面馬達系統。線圈層3為平坦的，此係因為電磁體2以平面配置。在圖4之實例中，其為平面馬達系統。在所展示之實例中，平面馬達系統1用於微影裝置之晶圓台中。為此目的，用與圖1至3中使用的相同的編號來指示基板W、基板支撐件WT及第二定位器PW。另外或替換地，根據本發明之磁力磁浮及/或加速馬達系統1亦可用作微影裝置之光罩台中之平面或線性馬達系統，在此情況下，基板W可為圖案化器件MA (例如光罩)，基板支撐件WT可為光罩支撐件MT，且第二定位器PW可為第一定位器PM。
圖5展示圖4之細節，此等細節在圖4中以根據圖5中所指示之箭頭IV之橫截面展示。
在圖4及5的實施例中，根據本發明之總成設置於平面馬達系統1的定子部分中。平面馬達系統之動子部分(在此實例中指示為WT)在其下側具有導電線圈21、22的平坦層，其中電流可藉助於控制器來操縱以便控制動子部分WT相對於定子部分PW的位置；8、3、9。
根據本發明之總成包含低溫恆溫器6、7、8及9，其經組態以在低溫溫度(例如在圖4中所指示之低於30K溫度)下低溫冷卻線圈層3中之超導電磁體2。考慮到當前存在可用之在70K至150K範圍內超導之材料，此溫度亦可高於30K。
在圖4及5的實施例中，線圈層3為超導電磁體2層。線圈層為平坦的，且具有相對層面4、5。在圖4中，層面4為線圈層3之下部表面且層面5為線圈層3之上部表面。
低溫恆溫器包含低溫冷卻器系統6、真空系統7及兩個絕緣覆蓋物8、9。線圈層3及兩個絕緣覆蓋物8、9以夾層方式配置，其中線圈層3配置於兩個絕緣覆蓋物8、9之間，使得兩個相對層面4、5中之每一者被絕緣覆蓋物8、9中之一者覆蓋。
絕緣覆蓋物中之一者或絕緣覆蓋物8、9兩者可各包含內板10及平行於內板10的外板11。內板10最接近線圈層3，且配置於外板11與線圈層3之間。絕緣覆蓋物8、9中之一者或兩者可進一步包含配置於內板10與外板11之間的絕緣系統12。
真空系統經組態以在絕緣系統中提供真空(層) 13。
低溫冷卻器系統經組態用於低溫冷卻內板10，且為此目的在14處與絕緣覆蓋物9之內板10連接。由於絕緣覆蓋物8之內板10與絕緣覆蓋物9之內板10熱連接，故絕緣覆蓋物的內板10亦將經低溫冷卻。此熱連接可例如經由磁體2或未展示之熱橋來提供。
根據本發明，在真空(層) 13中，一者或兩者該等絕緣覆蓋物8、9的絕緣系統12包含一或多個至少部分圓形主體101層，各至少部分圓形主體界定至少部分圓形輪廓102及延伸穿過圓形輪廓102之中心103並垂直於圓形輪廓102的中心軸。各圓形主體層中之圓形主體101的中心軸垂直於內板10及外板11延伸。在如圖4所展示之實施例中，至少部分圓形主體為球體(在此情況下為全球體)，但此等圓形主體亦可為半球體或直圓柱形主體，例如全圓柱形主體或半圓柱形主體。術語「全」具體係關於圓形主體之外輪廓，而非圓形主體之內部。為減輕重量及/或減小主體的熱導率，全圓形主體的內部可例如為中空的或全圓形主體可具有通孔。
根據本發明之絕緣覆蓋物8、9亦經組態以在兩個該等圓形主體101層之間或在該圓形主體101層與內板10及/或外板11之間提供至少一個點接觸件106層104、105。此組態使得內板10與外板11之間的各可能之導熱路徑必須在某個位置處穿過至少一個點接觸件106。一方面，此使得絕緣覆蓋物因點接觸件層而具有最小熱導率，另一方面使得絕緣覆蓋物因至少部分圓形主體而具有較高負荷承載能力。在圖4的實例中，存在兩個點接觸件106層104、105。一個層105處於外板11之側，一個層104處於內板之側。
在圖4的實施例中，圓形主體101可為直徑為7 mm的(全)鋯球。此等球體位於內板10與外板11之間。在線性馬達中，電磁體2的層3與導電線圈21、22之間的豎直距離D為有限的。此意謂尤其絕緣覆蓋物8的垂直厚度(在雙箭頭D的方向)將保持較低。在厚度各0.75 mm的鋁內板10及鋁外板11及直徑為7 mm的球體的情況下，絕緣覆蓋物的總厚度約為9 mm。藉由使用更薄之內板10及更薄之外板11及/或藉由使用更小直徑之球體101，可容易地減小厚度。在此方面，應注意，直徑為至少0.2 mm的鋯球可在市場上以低價容易地獲得。
絕緣覆蓋物9亦可設計得極薄，但考慮到在超導電磁體2的層3之此側上空間通常不為真正的問題，絕緣覆蓋物9中之球體101可比絕緣覆蓋物8中之球體101大。舉例而言，絕緣覆蓋物中之球體可在15至20 mm範圍內。
為防止此等球體滾離，可設置間隔板107。此間隔板107可具有通孔圖案，各通孔之直徑在球體直徑的70%至100%範圍內。藉由使用熱膨脹係數大於球體之熱膨脹係數的間隔板，當內板經低溫冷卻時，在球體101與間隔板107之間獲得密封收縮連接。此外，在此實例中，間隔板107可藉由低溫冷卻器保持在約80 K之溫度下。為此目的，低溫冷卻器6在108處與絕緣覆蓋物9(及/或8，未展示)的間隔板107連接。間隔板107接著用作改良絕緣覆蓋物8、9的絕緣能力的絕緣罩。為冷卻兩個間隔板107，間隔板107藉由熱連接109熱連接。
如圖4所展示，藉助於所指示之溫度，基板支撐件WT可處於室溫下，線圈21及22由於線圈21及22中之熱生長(heat development)而具有高於室溫的溫度，且框架15同樣可處於室溫下。此外，低溫冷卻器在低溫溫度下低溫冷卻兩個內板10，根據此實例，該低溫溫度將低於30K。為改良絕緣，間隔107經低溫冷卻器冷卻以具有在內板之溫度(在此實例中＜30K)與外板之溫度(在此實例中為295K)之間的溫度。間隔板之溫度可為例如80 K。
在圖4及5之實例中，根據本發明之平面馬達系統具有定子部分及動子部分，該定子部分具有超導電磁體2之平坦層，且動子部分具有普通傳導線圈21、22之平坦層(在使用中，當線圈21、22產生熱時，該等線圈通常處於室溫或更高溫度下)，見圖4及5。應注意，另外或替代地，根據本發明，線圈21之平坦層可為超導線圈之平坦層，該平坦層在平坦層的兩側或一側上具有根據本發明之絕緣覆蓋物8、9，其中至少部分圓形主體在真空層中。在此情形下，線圈層3可為永磁體或普通電磁體或超導電磁體的線圈層。
如圖6及7中之極示意性橫截面所展示，絕緣覆蓋物8及/或絕緣覆蓋物9亦可包含由中間板分隔開之多個球體層。
圖6分別展示球體201及211的兩個層200、210。層200中之球體201可藉由間隔板207保持在適當位置，且層210中之球體211可藉由間隔板217保持在適當位置。球體201及211的兩個層200及210可藉由中間層240分隔開。此組態提供點接觸件206及216的總共四個層204、205、214及215。藉由使用更小直徑之球體，如參考圖4所提及，圖6之絕緣覆蓋物的厚度仍可保持在9 mm或低於9 mm的厚度。
圖7分別展示球體301、311、321及331的四個層300、310、320、330。層300中之球體301可藉由間隔板307保持在適當位置，層310中之球體311可藉由間隔板317保持在適當位置，層320中之球體321可藉由間隔板327保持在適當位置，且層330中之球體331可藉由間隔板337保持在適當位置。球體301及311之兩個層300及310可藉由中間層340分隔開，球體311及321之兩個層310及320可藉由中間層350分隔開，且球體321及331之兩個層320及330可藉由中間層360分隔開。此組態提供點接觸件206、216、226及236的總共八個層304、305、314、315、324、325、334及335。藉由使用更小直徑之球體，如參考圖4所提及，圖7之絕緣覆蓋物的厚度仍可保持在9 mm或低於9 mm的厚度。
如圖8中之極示意性透視圖所展示，提供至少一個點接觸件層的絕緣系統亦可用直圓柱形主體之交叉堆疊層來獲得，例如分別具有圓形圓周402及412的線401及402。在線401與線411的交叉處將存在點接觸件406，如在圖8中之四個交叉處示意性地指示。在圖8之建構中，每層的圓柱形主體401、402為直的，且交叉堆疊之層確保內板與外板之間的各可能之導熱路徑必須在某個位置處穿過至少一個點接觸件。 總述
根據本發明，「低溫冷卻」或「將線圈層冷卻至低溫溫度」係指將線圈層冷卻至線圈呈現超導行為的溫度並將線圈保持在該溫度下之製程。如此，當冷卻至此溫度時，可向線圈供應電流，基本上不產生歐姆(Ohmic)損耗。如將由熟習此項技術者所瞭解，所需溫度或冷卻可取決於所應用之線圈的材料或組成物及/或當時之壓力條件。
儘管可在本文中具體地參考在IC製造中微影裝置之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用。可能之其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。
儘管可在本文中具體地參考在微影裝置之內容背景中之本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他裝置中。本發明之實施例可形成光罩檢測裝置、度量衡裝置或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或光罩(或其他圖案化器件)之物件之任何裝置之部分。此等裝置可一般稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或周圍(非真空)條件。
儘管上文可具體地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但將瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許之情況下不限於光學微影。
在內容背景允許之情況下，可在硬體、韌體、軟體或其任何組合中實施本發明之實施例。本發明之實施例亦可實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，該等指令可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸以可由機器(例如，計算器件)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言，機器可讀媒體可包括唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；磁性儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體器件；電、光學、聲學或其他形式之傳播訊號(例如，載波、紅外訊號、數位訊號等)；及其他者。另外，韌體、軟體、常式、指令可在本文中描述為進行特定動作。然而，應瞭解，此類描述僅僅係出於方便起見，且此類動作事實上係由計算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等等之其他器件引起且如此做可使得致動器或其他器件與實體世界相互作用。
雖然上文已描述本發明之具體實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
1:加速馬達系統 2:磁體 3:層 3:線圈層 4:層面 5:層面 6:低溫恆溫器 7:低溫恆溫器 8:總成 9:總成 10:內板 11:外板 12:絕緣系統 13:真空(層) 15:框架 21:線圈 22:線圈 101:圓形主體 102:圓形輪廓 103:中心 104:層 105:層 106:點接觸件 107:間隔板 109:熱連接 200:層 201:球體 204:層 205:層 206:點接觸件 207:間隔板 210:層 211:球體 214:層 215:層 216:點接觸件 217:間隔板 226:點接觸件 236:點接觸件 240:中間層 300:層 301:球體 304:層 305:層 307:間隔板 310:層 311:球體 314:層 315:層 317:間隔板 320:層 321:球體 324:層 325:層 327:間隔板 330:層 331:球體 334:層 335:層 337:間隔板 340:中間層 350:中間層 360:中間層 401:線 402:圓形圓周 406:點接觸件 411:線 412:圓形圓周 ACT:致動器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 BF:基座框架 BM:平衡塊 C:目標部分 D:雙箭頭 FB:回饋控制器 FF:前饋控制器 IL:照明系統 IS:振動隔離系統 LA:微影裝置 M1:光罩對準標記 M2:光罩對準標記 MA:圖案化器件 MF:度量衡框架 MT:光罩支撐件 P:設備 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 PCS:位置控制系統 PMS:位置量測系統 PW:第二定位器 PS:投影系統 SO:輻射源 SP:設定點產生器 W:基板 WT:基板支撐件 X:軸 Y:軸 Z:軸
現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中： - 圖1描繪微影裝置之示意性概述； - 圖2描繪圖1之微影裝置之一部分的詳細視圖； - 圖3示意性地描繪位置控制系統； - 圖4示意性地描繪具有根據本發明之總成之實施例的平面馬達系統的橫截面； - 圖5示意性地描繪平面馬達系統的俯視圖； - 圖6示意性地描繪根據本發明之總成之絕緣覆蓋物的第二實施例； - 圖7示意性地描繪根據本發明之總成之絕緣覆蓋物的第三實施例；及 - 圖8示意性地描繪根據本發明之總成之絕緣覆蓋物的第四實施例。
1:加速馬達系統
2:磁體
3:線圈層
4:層面
5:層面
6:低溫恆溫器
7:低溫恆溫器
8:總成
9:總成
10:內板
11:外板
12:絕緣系統
13:真空(層)
15:框架
21:線圈
22:線圈
101:圓形主體
102:圓形輪廓
103:中心
104:層
105:層
106:點接觸件
107:間隔板
109:熱連接
D:雙箭頭
PW:第二定位器
W:基板
WT:基板支撐件

Claims (15)

  1. 一種總成，其包含一低溫恆溫器及超導線圈之一線圈層， 其中該線圈層經組態用於一微影裝置之一磁力磁浮及/或加速馬達系統中或搭配其使用，該線圈層為平坦的且界定兩個相對層面； 其中該低溫恆溫器包含兩個絕緣覆蓋物； 其中該線圈層配置於該兩個絕緣覆蓋物之間且該兩個相對層面中之每一者被該等絕緣覆蓋物中之一者覆蓋； 其中各該絕緣覆蓋物包含： 一內板及平行於該內板之一外板，該內板配置於該外板與該線圈層之間，及 一絕緣系統，其配置於該內板與該外板之間； 其中該絕緣系統經組態以具有一真空層； 其中該等內板經組態以經低溫冷卻；且 其中一者或兩者該等絕緣覆蓋物之該絕緣系統： 在該真空層中包含一或多個至少部分圓形主體層，各主體界定一至少部分圓形輪廓及延伸穿過該圓形輪廓之一中心且垂直於該圓形輪廓的一中心軸，各圓形主體層中之該主體的該中心軸垂直於該內板及該外板延伸，且 經組態以在兩個該等圓形主體層之間或在一該圓形主體層與該內板及/或該外板之間提供至少一個點接觸件層。
  2. 如請求項1之總成， 其中至少一個該圓形主體層為一球形主體層，該等球形主體諸如球體或半球體。
  3. 一種總成，其包含一低溫恆溫器及超導線圈之一線圈層， 其中該線圈層經組態用於一微影裝置之一磁力磁浮及/或加速馬達系統中或搭配其使用，該線圈層為平坦的且界定兩個相對層面； 其中該低溫恆溫器包含兩個絕緣覆蓋物； 其中該線圈層配置於該兩個絕緣覆蓋物之間且該兩個相對層面中之每一者被該等絕緣覆蓋物中之一者覆蓋； 其中各該絕緣覆蓋物包含： 一內板及平行於該內板之一外板，該內板配置於該外板與該線圈層之間，及 一絕緣系統，其配置於該內板與該外板之間； 其中該絕緣系統經組態以具有一真空層； 其中該等內板經組態以經低溫冷卻；且 其中一者或兩者該等絕緣覆蓋物之該絕緣系統在該真空層中包含一或多層球形主體，該等球形主體諸如球體或半球體，至少一個該等球形主體層在該球體層與該內板及/或該外板之間提供一點接觸件層。
  4. 如請求項2或3之總成， 其中至少一個該等球形主體層包含球體及一間隔板，該間隔板具有用於容納該球體之一圓形通孔圖案，各通孔具有經組態以接觸一該球體的一直徑，使得該間隔板藉由該球體支撐，其中該間隔板平行於該內板及該外板配置。
  5. 如請求項2至4之總成，其包含多個該等球形主體層， 其中在該等球形主體層中之相鄰者之間配置一分離板，該分離板在各側上提供該分離板與球形主體之間的一額外點接觸件層。
  6. 如請求項5之總成， 其中該分離板經組態以在該內板之一溫度與該外板之一溫度之間的一溫度下經冷卻。
  7. 一種總成，其包含一低溫恆溫器及超導線圈之一線圈層， 其中該線圈層經組態用於一微影裝置之一磁力磁浮及/或加速馬達系統中或搭配其使用，該線圈層為平坦的且界定兩個相對層面， 其中該低溫恆溫器包含兩個絕緣覆蓋物； 其中該線圈層配置於該兩個絕緣覆蓋物之間且該兩個相對層面中之每一者被該等絕緣覆蓋物中之一者覆蓋； 其中各該絕緣覆蓋物包含： 一內板及平行於該內板之一外板，該內板配置於該外板與該線圈層之間，及 一絕緣系統，其配置於該內板與該外板之間； 其中該絕緣系統經組態以具有一真空層； 其中該等內板經組態以經低溫冷卻；且 其中一者或兩者該等絕緣覆蓋物之該絕緣系統在該真空層中包含至少一組兩個直圓柱形主體層，該等直圓柱形主體諸如圓柱體及/或半圓柱體； 其中該兩個層中之一第一層中之該等圓柱形主體搭配相鄰圓柱形主體之間的一間隔彼此平行配置，且該兩個層中之一第二層中之該等圓柱形主體搭配相鄰圓柱形主體之間的一間隔彼此平行配置；且 其中該第一層與該第二層直接堆疊至彼此上，其中該第一層中之該等圓柱形主體相對於該第二層中之該等圓柱形主體交叉，以在該第一層中之該等圓柱形主體與該第二層中之該等圓柱形主體之間提供一點接觸件層。
  8. 如請求項6至7中任一項之總成， 其中該等圓柱形主體為線。
  9. 如前述請求項中任一項之總成， 其中該等絕緣覆蓋物中之一者具有至多10 mm，諸如至多7至8 mm之一厚度，該厚度在垂直於該內板及該外板之一方向界定。
  10. 如前述請求項中任一項之總成， 其中該等圓形主體可由選自以下之族群中之一或多者的一材料製成：氧化鋯、克維拉(Kevlar)、克維拉複合物、克維拉纖維複合物、玻璃、玻璃複合物、玻璃纖維複合物及鈦合金。
  11. 如前述請求項中任一項之總成，其中該等圓形主體由一材料製成，該材料具有楊氏模數相對於4K至80K溫度範圍內之熱導率係數之積分的一比率，該比率為至少1 N/Wm，諸如至少1.5 N/Wm。
  12. 如前述請求項中任一項之總成， 其中該內板及/或該外板由不鏽鋼合金製成。
  13. 如前述請求項中任一項之總成， 其中該線圈層經組態為該磁力磁浮及/或加速馬達系統之一定子部分。
  14. 如前述請求項中任一項之總成， 其中該線圈層經組態為該磁力磁浮及/或加速馬達系統之一動子部分。
  15. 一種微影裝置，其包含： 一光罩支撐件，其經建構以支撐一圖案化器件， 一第一定位器，其經組態以相對於該第一定位器定位該光罩支撐件， 一基板支撐件，其經建構以固持一基板， 一第二定位器，其經組態以相對於該第二定位器定位該基板支撐件，及 一投影系統，其經組態以將藉由該圖案化器件賦予給一輻射光束之一圖案投影至該基板上之一目標位置上； 其中以下項目中之一或多者： 該光罩支撐件， 該第一定位器， 該基板支撐件，及 該第二定位器， 具有如請求項1至14中之一項之總成。
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