承载装置、磁性重力补偿器、振动隔离系统、光刻设备、控制具有负刚度的重力补偿器的方法、以及弹簧制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种承载装置，被布置成相对于设备的第二部分在竖直方向上支撑设备的第一部分，承载装置包括磁性重力补偿器。磁性重力补偿器包括：第一永磁体组件，被安装到第一部分和第二部分中的一个部分并且包括永磁体的至少第一列，第一列在竖直方向上延伸，其中永磁体具有在第一水平方向上或在与第一水平方向相反的第二水平方向上的极化方向，其中竖直相邻的永磁体具有相反的极化方向；第二永磁体组件，安装到第一部分和第二部分中的另一个部分，并且包括永磁体的至少另一列，至少另一列在竖直方向上延伸，其中至少另一列的竖直相邻的永磁体在第一水平方向或第二水平方向上具有相反的极化方向，其中第一永磁体组件至少部分地包围第二永磁体组件。

Bearing device, magnetic gravity compensator, vibration isolation system, photolithography equipment, method of controlling gravity compensator with negative stiffness, and spring

The invention relates to a bearing device arranged to support the first part of the device vertically relative to the second part of the device, and the bearing device includes a magnetic gravity compensator. The magnetic gravity compensator includes: a first permanent magnet assembly, which is installed in one part of the first part and the second part and includes at least a first column of permanent magnets, the first column extending in the vertical direction, wherein the permanent magnet has a polarization direction in the first horizontal direction or in the second horizontal direction opposite to the first horizontal direction, wherein the vertical adjacent permanent magnet has a phase The second permanent magnet assembly, which is installed in another part of the first part and the second part, and includes at least another column of permanent magnets, at least another column extending in the vertical direction, wherein at least another column of vertically adjacent permanent magnets has opposite polarization direction in the first water square direction or the second horizontal direction, wherein the first permanent magnet assembly at least has The second permanent magnet assembly is circumscribed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】承载装置、磁性重力补偿器、振动隔离系统、光刻设备、控制具有负刚度的重力补偿器的方法、以及弹簧相关申请的交叉引用本申请要求于2017年3月16日提交的欧洲专利申请17161329.2和2017年5月23日提交的欧洲专利申请17172365.3以及2017年9月11日提交的欧洲专利申请17200742.9的优先权，这些申请通过整体引用并入本文。
本专利技术涉及承载装置、磁性重力补偿器、振动隔离系统、包含这种承载装置的光刻设备以及控制具有负刚度的重力补偿器的方法。本专利技术进一步涉及相对于支撑件支撑质量块的弹簧。
技术介绍
光刻设备是将所需图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。例如，光刻设备可用于集成电路(IC)的制造中。在那种情况下，可以使用图案形成装置(备选地称为掩模或掩模版)来生成要在IC的单独层上形成的电路图案。这个图案可以转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括部分、一个或几个裸片)上。图案的转印通常经由成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上。通常，单个衬底将包含相继地被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；以及所谓的扫描器，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案同时平行或反平行于该方向同步地扫描衬底来照射每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案形成装置转印到衬底。在光刻设备中，振动隔离系统用于相对于第二部分支撑光刻设备的第一部分，同时将防止或至少最小化从光刻设备的第二部分到光刻设备的第一部分的振动的传递，反之亦然。例如，振动隔离系统的示例是空气弹簧。可以使用振动隔离系统的结构的示例是用于光刻设备的投影系统(例如，投影光学盒)的反射镜元件的支撑结构和/或用于被配置为确定这样的反射镜元件的位置的一个或多个传感器的支撑结构。重要的是，例如源自工厂的地板表面的振动不会传递到投影系统的反射镜元件或其相关的传感器，因为这会对光刻工艺产生负面影响，例如套刻或聚焦。支撑结构的动态架构可以如下设计。底架布置在地板表面上并且支撑力架，力架支撑反射镜装置。包含空气弹簧的一个或多个振动隔离系统被布置在底架与力架之间，以至少部分地将力架与底架的振动隔离。进一步，底架支撑中间框架，中间框架又支撑传感器框架。同样在底架与中间框架之间，可以提供包含空气弹簧的一个或多个振动隔离系统。为了优化安装在传感器框架上的传感器的传感器性能，有利的是在中间框架与传感器框架之间提供一个或多个振动隔离系统。在用于反射镜元件的支撑结构的一些实施例中，传感器框架与中间框架之间的振动隔离可能需要2Hz的机械截止频率。由于由相对轻质的中间框架引起的低模态质量块，可能需要例如le4至le3N/m的振动隔离系统的相对低的刚度。进一步，传感器框架可以具有相对高的质量块(例如至少2000kg，例如2800kg)，其由一个或多个振动隔离系统支撑。在实施例中，提供了四个振动隔离系统，每个振动隔离系统布置在传感器框架的拐角处或附近。传感器框架的部分的低刚度和高质量块的组合由单个振动隔离系统(例如至少500kg，例如700kg)承载，需要具有挑战性的振动隔离系统设计。在光刻设备的一些实施例中，这种振动隔离应该设置在真空环境中。在这种真空环境中，不能使用空气弹簧。可以在真空环境中使用的现有技术的振动隔离系统不能提供所需的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供承载装置，其能够支撑相对大的质量块，但同时具有低刚度。本专利技术的另一个目的是提供磁性重力补偿器和包括这种承载装置的振动隔离系统。根据本专利技术的一个方面，提供了一种承载装置，承载装置布置成相对于设备的第二部分在竖直方向上支撑设备的第一部分，其包括磁性重力补偿器，其中磁性重力补偿器包括：第一永磁体组件，被安装到第一部分和第二部分中的一个部分并且包括永磁体的至少第一列，第一列在竖直方向上延伸，其中永磁体具有在第一水平方向上或在与第一水平方向相反的第二水平方向上的极化方向，其中竖直相邻的永磁体具有相反的极化方向，第二永磁体组件，其安装到第一部分和第二部分中的另一个部分并且包括永磁体的至少另一列，至少另一列在竖直方向上延伸，其中至少另一列的竖直相邻的永磁体在第一水平方向或第二水平方向上具有相反的极化方向，其中第一永磁体组件至少部分地包围第二永磁体组件。根据本专利技术的一个方面，提供了一种磁性重力补偿器，包括：第一永磁体组件，被安装到第一部分和第二部分中的一个部分并且包括永磁体的至少第一列，第一列在竖直方向上延伸，其中永磁体具有在第一水平方向上或在与第一水平方向相反的第二水平方向上的极化方向，其中竖直相邻的永磁体具有相反的极化方向，第二永磁体组件，其安装到第一部分和第二部分中的另一个部分并且包括永磁体的至少另一列，至少另一列在竖直方向上延伸，其中至少另一列的竖直相邻的永磁体在第一水平方向或第二水平方向上具有相反的极化方向，其中第一永磁体组件至少部分地包围第二永磁体组件。根据本专利技术的一个方面，提供了一种包括承载装置的振动隔离系统，承载装置被布置为相对于设备的第二部分在竖直方向上支撑设备的第一部分，其包括磁性重力补偿器，其中磁性重力补偿器包括：第一永磁体组件，被安装到第一部分和第二部分中的一个部分并且包括永磁体的至少第一列，第一列在竖直方向上延伸，其中永磁体具有在第一水平方向上或在与第一水平方向相反的第二水平方向上的极化方向，其中竖直相邻的永磁体具有相反的极化方向，第二永磁体组件，其安装到第一部分和第二部分中的另一个部分并且包括永磁体的至少另一列，至少另一列在竖直方向上延伸，其中至少另一列的竖直相邻的永磁体在第一水平方向或第二水平方向上具有相反的极化方向，其中第一永磁体组件至少部分地包围第二永磁体组件。根据本专利技术的一个方面，提供了一种光刻设备，包括：支撑件，其被构造成支撑图案形成装置，图案形成装置能够在辐射束的截面中向辐射束赋予图案以形成经图案化的辐射束；被狗造成保持衬底的衬底台；投影系统，被配置为将经图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；其中光刻设备包括承载装置，承载装置被布置成相对于光刻设备的第二部分在竖直方向上支撑光刻设备的第一部分，其中承载装置包括磁性重力补偿器，其中磁性重力补偿器包括：第一永磁体组件，被安装到第一部分和第二部分中的一个部分并且包括永磁体的至少第一列，第一列在竖直方向上延伸，其中永磁体具有在第一水平方向上或在与第一水平方向相反的第二水平方向上的极化方向，其中竖直相邻的永磁体具有相反的极化方向，第二永磁体组件，其安装到第一部分和第二部分中的另一个部分并且包括永磁体的至少另一列，至少另一列在竖直方向上延伸，其中至少另一列的竖直相邻的永磁体在第一水平方向或第二水平方向上具有相反的极化方向，其中第一永磁体组件至少部分地包围第二永磁体组件。根据本专利技术的一个方面，提供了一种使用控制系统控制重力补偿器的方法，重力补偿器具有负刚度并且布置在设备的第一部分与设备的第二部分之间，控制系统包括：第一传感器，用于提供表示设备的第一部分与设备的第二部分之间的相对距离的第一测量信号，第二传感器，用于提供表示设备的第一部分的加速度的第二测量信号，以及控制器，包括第一子控制器和第二子控制器，第一子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种承载装置，被布置成相对于设备的第二部分在竖直方向上支撑所述设备的第一部分，所述承载装置包括磁性重力补偿器，其中所述磁性重力补偿器包括：第一永磁体组件，安装到所述第一部分和所述第二部分中的一个部分并且包括永磁体的至少第一列，所述第一列在所述竖直方向上延伸，其中所述永磁体具有在第一水平方向上或在与所述第一水平方向相反的第二水平方向上的极化方向，其中竖直相邻的永磁体具有相反的极化方向，第二永磁体组件，安装到所述第一部分和所述第二部分中的另一部分并且包括永磁体的至少另一列，所述至少另一列在所述竖直方向上延伸，其中所述至少另一列的竖直相邻的永磁体在所述第一水平方向或所述第二水平方向上具有相反的极化方向，其中所述第一永磁体组件至少部分地包围所述第二永磁体组件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.16 EP 17161329.2;2017.05.23 EP 17172365.3;1.一种承载装置，被布置成相对于设备的第二部分在竖直方向上支撑所述设备的第一部分，所述承载装置包括磁性重力补偿器，其中所述磁性重力补偿器包括：第一永磁体组件，安装到所述第一部分和所述第二部分中的一个部分并且包括永磁体的至少第一列，所述第一列在所述竖直方向上延伸，其中所述永磁体具有在第一水平方向上或在与所述第一水平方向相反的第二水平方向上的极化方向，其中竖直相邻的永磁体具有相反的极化方向，第二永磁体组件，安装到所述第一部分和所述第二部分中的另一部分并且包括永磁体的至少另一列，所述至少另一列在所述竖直方向上延伸，其中所述至少另一列的竖直相邻的永磁体在所述第一水平方向或所述第二水平方向上具有相反的极化方向，其中所述第一永磁体组件至少部分地包围所述第二永磁体组件。2.根据权利要求1所述的承载装置，其中所述第一永磁体组件包括永磁体的所述第一列和永磁体的第二列，所述第二列在所述竖直方向上平行于永磁体的所述第一列延伸，其中所述第二列的所述永磁体具有在所述第一水平方向上或在所述第二水平方向上的极化方向，其中所述第二列的竖直相邻的永磁体具有相反的极化方向，并且其中布置在相同高度处的所述第一列和所述第二列的所述永磁体具有相同的极化方向，其中永磁体的所述至少另一列包括永磁体的第三列，所述第三列在所述竖直方向上延伸，其中所述第三列至少部分地被布置在所述第一列与所述第二列之间，其中所述第三列的竖直相邻的永磁体具有在所述第一水平方向或所述第二水平方向上的相反的极化方向。3.根据权利要求2所述的承载装置，其中所述第一列、所述第二列和所述第三列的所述永磁体是永磁体条，所述永磁体条在竖直于所述第一水平方向和所述第二水平方向的第三水平方向上延伸。4.根据权利要求1所述的承载装置，其中所述至少第一列和所述至少另一列的竖直相邻的永磁体之间的节距对于每一列是相同的，并且其中所述至少另一列相对于所述第一列和所述第二列被布置在竖直位置处，所述竖直位置在与所述节距的一半对应或接近的距离之上被移位。5.根据权利要求1所述的承载装置，其中，如果所述第一永磁体组件被安装到所述第一部分并且所述第二永磁体组件被安装到所述第二部分，则具有与所述第一永磁体组件的所述永磁体相同的极化方向的所述第二永磁体组件的所述永磁体在竖直向上的方向上处于大约一半节距的偏移位置，或者，如果所述第一永磁体组件被安装到所述第二部分并且所述第二永磁体组件被安装到所述第一部分，则具有与所述第一永磁体组件的所述永磁体相同的极化方向的所述第二永磁体组件的所述永磁体在竖直向下的方向上处于大约一半节距的偏移位置。6.根据权利要求1所述的承载装置，其中所述承载装置进一步包括致动器装置，以在所述设备的所述第一部分与所述第二部分之间提供额外的竖直力。7.根据权利要求6所述的承载装置，其中所述致动器装置包括DC致动器，所述DC致动器包括一个或多个线圈，所述一个或多个线圈被布置成与所述第一列和/或所述第二列的永磁体配合。8.根据权利要求6所述的承载装置，其中所述致动器装置是被布置在所述设备的所述第一部分与所述第二部分之间的洛伦兹致动器。9.根据权利要求6所述的承载装置，其中所述致动器装置是布置在所述设备的所述第一部分与所述第二部分之间的磁阻致动器。10.根据权利要求6所述的承载装置，其中所述致动器被配置为阻尼所述第一部分和/或所述第二部分的运动，和/或稳定所述承载装置，特别是当具有负刚度时，和/或调节由所述承载装置支撑的所述第一部分和所述第二部分中的所述一个部分的位置。11.根据权利要求6所述的承载装置，其中所述承载装置包括：第一传感器，用于提供表示所述设备的所述第一部分与所述设备的所述第二部分之间的相对距离的第一测量信号，第二传感器，用于提供表示所述设备的所述第一部分的加速度的第二测量信号，以及控制器，用于根据所述第一测量信号和所述第二测量信号提供致动器信号以驱动所述致动器装置。12.根据权利要求11所述的承载装置，其中所述控制器包括被布置为接收所述第一测量信号的第一子控制器和被布置为接收所述第二测量信号的第二子控制器，其中所述第一子控制器主要被布置为向所述承载装置添加刚度，从而允许共振，并且其中所述第二子控制器被布置为阻尼所述共振。13.根据权利要求1所述的承载装置，其中所述承载装置包括在所述设备的所述第一部分与所述第二部分之间的机械弹簧。14.根据权利要求1所述的承载装置，其中所述承载装置被构造为在所述设备的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·H·基曼，H·巴特勒，O·M·J·费希尔，C·A·霍根达姆，T·M·J·M·休伊辛加，J·M·M·罗弗斯，E·PY·文纳特，M·W·J·E·维杰克曼斯，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL