包括低温保持器和超导线圈层的组件以及设置有这种组件的电机系统技术方案

本发明专利技术提供了一种组件，包括低温保持器(6，7，8，9)和用于与光刻设备的磁悬浮和/或加速电机系统(1)一起使用的超导线圈(2)的扁平线圈层(3)。低温保持器包括两个绝热覆盖物(8，9)。线圈层布置在两个覆盖物之间。每个覆盖物包括被配置为被低温冷却的内板(10)和平行于内板的外板(11)、以及具有在内板与外板之间的真空层(13)的绝热系统。上述覆盖物的绝热系统包括圆形体(101)的层，这些圆形体的中心轴线垂直于内板和外板延伸，并且上述覆盖物的绝热系统被配置为在两层圆形体之间或在一层圆形体与内板和/或外板之间提供一层点接触。体与内板和/或外板之间提供一层点接触。体与内板和/或外板之间提供一层点接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括低温保持器和超导线圈层的组件以及设置有这种组件的电机系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2018年6月5日提交的欧洲专利申请18175898.8的优先权，其全部内容通过引用并入于此。


[0003]本专利技术涉及一种用于光刻设备的磁悬浮和/或加速电机系统中的组件。该组件包括低温保持器和超导线圈的层。

技术介绍

[0004]光刻设备是一种被构造为将期望图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如，掩模)的图案(通常也称为“设计布局”或“设计”)投影到设置在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
[0005]随着半导体制造工艺的不断发展，电路元件的尺寸不断减小，同时每个器件的功能元件(诸如晶体管)的数量在数十年间稳定地增长，这种增长所遵循的趋势通常被称为“摩尔定律”。为了赶上摩尔定律，半导体行业正在寻求能够产生越来越小特征的技术。为了将图案投影在衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。该辐射的波长决定了在衬底上图案化的特征的最小尺寸。当前使用的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。与使用例如波长为193nm的辐射的光刻设备相比，使用波长在4nm至20nm的范围内(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更小的特征。
[0006]在光刻设备中，图案形成装置受到辐射束的照射。在穿过图案形成装置的同时，图案被赋予该辐射束。随后，具有所赋予的图案的辐射束穿过投影系统，该投影系统将所赋予的图案投影到衬底上。为了给衬底提供期望图案，图案形成装置和衬底都相对于投影系统以及相对于彼此移动。为此，基于传导电流的线圈和由于线圈产生的热量而在室温或更高温度下的永磁体，使用线性和/或平面电机系统。线性和平面电机系统通常具有定子部分和动子部分，该动子部分可以通过操纵流过电流传导线圈的电流而相对于定子部分以受控方式运动。

技术实现思路

[0007]分析关系表明，通过在4K温度条件下使用的超导电磁体，线性或平面电机系统的动子的线圈中的磁场密度可以提高4-5倍。实际上，在70K至150K范围内的较高低温温度下超导的超导体是可使用的。为了将这种超导电磁体付诸实践，需要从所需要的低温到室温的热隔离，该热隔离必须适合于小的堆叠高度。否则，由于绝热，动子的线圈与超导磁体之间的距离增加到使得线圈中的磁场密度的增加被失去的程度。因此，需要高度小的热隔离层。
[0008]在光刻设备中使用的线性和平面电机系统通常基于电流传导线圈和磁体被使用。在光刻设备中使用的线性和平面电机系统通常还具有定子部分和动子部分，该动子部分通过操纵流过电流传导线圈的电流而相对于定子部分以受控方式运动。认识到，一方面，a)磁体可以设置在定子部分中，而电流传导线圈设置在动子部分中，或者相反，磁体可以设置在动子部分中，而电流传导线圈设置在动子部分中，并且b)，另一方面，不仅磁体可以是具有超导线圈的超导磁体，而且另外地或替代地，电流传导线圈可以是超导线圈。
[0009]考虑到所有这些，本专利技术的目的是提供一种包括低温保持器和超导线圈的线圈层的组件，该线圈层是平坦的并且被配置用于在光刻设备的磁悬浮和/或加速电机系统中使用或与之一起使用。
[0010]根据本专利技术的第一方面，提供了一种包括低温保持器和超导线圈的线圈层的组件，其中线圈层被配置用于在光刻设备的磁悬浮和/或加速电机系统中使用或与之一起使用，线圈层是平坦的，并且限定两个相对层表面。
[0011]线圈层可以被配置为磁悬浮和/或加速电机系统的定子部分和/或被配置为磁悬浮和/或加速电机系统的动子部分。此外，线圈层可以被布线用于交流操作和/或可以是被布线用于直流操作的电磁体的阵列。
[0012]磁悬浮和/或加速电机系统可以是线性电机系统或平面电机系统。
[0013]低温保持器包括两个绝热覆盖物。线圈层和两个绝热覆盖物以夹心方式布置，其中线圈层布置在两个绝热覆盖物之间，并且线圈层的两个相对的层表面中的每个被绝热覆盖物之一覆盖，以便能够将线圈层保持在线圈的超导性所需要的低温条件下。
[0014]每个绝热覆盖物包括：内板和平行于内板的外板，内板布置在外板与线圈层之间；以及布置在内板与外板之间的绝热系统。内板和/或外板可以由不锈钢合金制成。
[0015]绝热系统被配置为具有真空层。绝热系统中的真空层降低了内板与外板之间的热导率。该真空可以是10-3
Pa或更低的真空。当推动器处于正常气压的环境中时，这导致绝热覆盖物必须能够承受1bar的压差。考虑到在用于在光刻设备中移动衬底的平面电机系统中，定子通常具有大约1米乘以2米或更大的表面，这表示热隔离必须能够承受较大的力。
[0016]内板被配置用于被低温冷却，以使线圈层保持在低温条件下。
[0017]一个或两个上述绝热覆盖物的绝热系统：
[0018]-包括：在真空层中的一层或多层至少部分圆形体的层，每个所述至少部分圆形体限定至少部分圆形轮廓；和中心轴线，穿过圆形轮廓的中心并且垂直于圆形轮廓延伸的，每层圆形体的圆形体的中心轴线垂直于内板和外板延伸，以及
[0019]-被配置为在两层上述圆形体的层之间或在一层上述圆形体的层与内板和/或外板之间提供至少一层点接触，使得内板与外板之间的每个可能的导热路径必须在某个地方穿过至少一个点接触。
[0020]各层圆形体布置在内板与外板之间，并且当内板位于外板上方时，将内板支撑在外板上，或者当外板位于内板上方时，将外板支撑在内板上。圆形体一方面具有高的承载能力，另一方面提供点接触。由于点接触具有非常小的接触表面，所以通过点接触的热导率非常低。使用心轴线垂直于内板和外板并且被配置为提供至少一层点接触的一层或多层圆形体，确保了内板与外板之间的每个可能的导热路径必须在某个地方穿过至少一个点接触。这导致绝热覆盖物一方面具有最小导热性，另一方面具有高的承载能力。
[0021]圆形体可以是完全圆形的或部分圆形的，其具有部分圆形轮廓，延伸180
°
或更小的角度，例如60-120
°
。圆形体可以是球形体，例如球体和/或半球体，和/或可以是直圆柱形体，例如圆柱体和/或半圆柱体。例如，在半球体或半圆柱体的情况下，可以将半球体或半圆柱体分别胶合到内板面对外板的表面上和/或胶合到外板面对内板的表面上并且堆叠到彼此上，从而在半球体之间、在半圆柱体之间、或者在半球体与半圆柱体之间形成上述一层点接触。
[0022]将上述圆形体的直径限定为从圆形轮廓的中心到圆形轮廓的半径的两倍，根据另一实施例，至少部分圆形体的直径可以小于7mm，诸如小于5mm。直径可以在0.1mm至5mm的范围内，诸如在0.5mm至4mm的范围内。具有这样直径的圆形体是容易获取的，例如作为用于球轴承的球形或作为用于滚针轴承的圆柱体或作为导线。此外，这种直径的圆形体可以使绝热覆盖物的厚度(垂直于内板和外板)小于1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种组件，包括低温保持器和超导线圈的线圈层，其中所述线圈层被配置用于在光刻设备的磁悬浮和/或加速电机系统中使用或与光刻设备的磁悬浮和/或加速电机系统一起使用，所述线圈层是平坦的并且限定两个相对的层表面；其中所述低温保持器包括两个绝热覆盖物；其中所述线圈层被布置在所述两个绝热覆盖物之间并且所述两个相对的层表面中的每个层表面被所述绝热覆盖物之一覆盖；其中每个所述绝热覆盖物包括：-内板和平行于所述内板的外板，所述内板被布置在所述外板与所述线圈层之间，以及-绝热系统，被布置在所述内板与所述外板之间；其中所述绝热系统被配置为具有真空层；其中所述内板被配置为被低温冷却；以及其中一个或两个所述绝热覆盖物的所述绝热系统：-包括：在所述真空层中的一层或多层至少部分圆形体的层，每个至少部分圆形体限定至少部分圆形轮廓和穿过所述圆形轮廓的中心并且垂直于所述圆形轮廓延伸的中心轴线，每层圆形体中的所述圆形体的所述中心轴线垂直于所述内板和所述外板延伸，并且-被配置为在两层所述圆形体的层之间或在所述圆形体的层与所述内板和/或所述外板之间提供至少一层点接触的层。2.根据权利要求1所述的组件，其中至少一层所述圆形体的层是球形体的层，诸如球体或半球体。3.一种组件，包括低温保持器和超导线圈的线圈层，其中所述线圈层被配置用于在光刻设备的磁悬浮和/或加速电机系统中使用或与光刻设备的磁悬浮和/或加速电机系统一起使用，所述线圈层是平坦的并且限定两个相对的层表面；其中所述低温保持器包括两个绝热覆盖物；其中所述线圈层被布置在所述两个绝热覆盖物之间并且所述两个相对的层表面中的每个层表面被所述绝热覆盖物之一覆盖；其中每个所述绝热覆盖物包括：-内板和平行于所述内板的外板，所述内板被布置在所述外板与所述线圈层之间，以及-绝热系统，被布置在所述内板与所述外板之间；其中所述绝热系统被配置为具有真空层；其中所述内板被配置为被低温冷却；以及其中一个或两个所述绝热覆盖物的所述绝热系统包括：在所述真空层中的一层或多层球形体的层，诸如球体或半球体，至少一层所述球形体的层在所述球体的层与所述内板和/或所述外板之间提供点接触的层。4.根据权利要求2或3所述的组件，其中至少一层所述球形体的层包括球体和间隔板，所述间隔板设置有用于容纳所述球体的圆形通孔的图案，每个通孔的直径被配置为接触所述球体使得所述间隔板被所述球体支撑，其中所述间隔板平行于所述内板和所述外板布置。
5.根据权利要求4所述的组件，其中所述通孔的所述直径在所述球体的直径的70-100％、诸如90-100％的范围内。6.根据权利要求4至5中的一项所述的组件，其中所述间隔板被配置为以在所述内板的温度与所述外板的温度之间的温度被冷却。7.根据权利要求4至6中的一项所述的组件，其中所述间隔板的热膨胀系数大于所述球体的热膨胀系数，使得当所述间隔板和所述球体被冷却时，所述间隔板与所述球体之间的收缩连接在所述通孔中被获得。8.根据权利要求4至7中的一项所述的组件，其中所述间隔板包括铝或铝合金。9.根据权利要求2至8中的一项所述的组件，包括多层所述球形体的层，其中在所述球形体的层的相邻层之间布置分离板，所述分离板在每一侧上在所述分离板与所述球形体之间提供另一层点接触的层。10.根据权利要求9所述的组件，其中所述分离板被配置为以在所述内板的温度与所述外板的温度之间的温度被冷却。11.根据权利要求1至10中的一项所述的组件，其中所述一层或多层圆形体的层包括至少一组两层直圆柱形体，诸如圆柱体和/或半圆柱体；其中所述两层中的第一层的所述圆柱形体彼此平行地布置并且在相邻圆柱形体之间具有间隔，并且所述两层中的第二层的所述圆柱形体彼此平行地布置并且在相邻圆柱形体之间具有间隔；以及其中所述第一层和所述第二层直接堆叠到彼此上并且所述第一层的所述圆柱形体相对于所述第二层的所述圆柱形体交叉，以在所述第一层的所述圆柱形体与所述第二层的所述圆柱形体之间提供所述点接触的层。12.一种组件，包括低温保持器和超导线圈的线圈层，其中所述线圈层被配置用于在光刻设备的磁悬浮和/或加速电机系统中使用或与光刻设备的磁悬浮和/或加速电机系统一起使用，所述线圈层是平坦的并且限定两个相对的层表面，其中所述低温保持器包括两...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
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