多插片保持裝置制造方法
【專利摘要】一種示例裝置包括：第一與第二部分，其通過在重疊區(qū)域彼此間隔交錯的第一與第二組多個插片而可移動地連接在一起。當(dāng)該重疊區(qū)域被壓縮時，避免該第一與第二部分相對彼此位移以在第一與第二正交方向（例如：z與y方向）提供相對高的硬度，以及在第三正交方向（例如：x方向）提供相對低的硬度。該裝置可與致動器協(xié)調(diào)使用，其中將該致動器的操作與該重疊區(qū)域的壓縮自動化。
【專利說明】多插片保持裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明特別有關(guān)于一種在三維空間中將對象保持及/或支撐于所想要位置的裝置。
[0002]本案對在2011年6月20日提出申請的美國專利臨時申請N0.61/498，935，以及在2012年6月19日提出申請的美國專利申請N0.13/527，206作優(yōu)先權(quán)主張，其內(nèi)容在此并入作為參考。
【背景技術(shù)】
[0003]在產(chǎn)業(yè)界普遍需要將一對象相對于另一對象保持。例如，如果無法剛性且準(zhǔn)確地保持工件，則通常非常困難或無法對工件或相對于工件實(shí)施準(zhǔn)確與精確的動作。機(jī)器人廣泛地依賴其能力以相對于工件保持工具或其他處理器具、相對于該器具保持工件，或以上兩者。在精密系統(tǒng)中，對于保持裝置的要求特別嚴(yán)苛。
[0004]此作為舉例的精密系統(tǒng)為微光刻(micro-lithography)系統(tǒng),其對于其所有構(gòu)成部件與組件要求非常高的性能。然而一直至最近為止，微光刻系統(tǒng)主要用于制造微電路與相關(guān)裝置，其亦為一種重要工具用于制造大面板顯示器，例如液晶顯示器。為了印有顯示元件(像素)的所想要圖案，基板面板是支撐于稱為板保持器(PH)的大壓板上。此板保持器(PH)是由板平臺(PT)所支撐。此PT作用為可移動臺，PT在圖案印在基板面板的表面上時可以位移至任何各種位置。PH作用為大卡盤以保持基板面板。此PT與PH是非常大且重。PH希望被支撐成，使得基板設(shè)置于其上的表面保持實(shí)質(zhì)上平坦，而不會由于未受支撐或非適當(dāng)支撐的對象，產(chǎn)生相當(dāng)大凹陷或其他表面變形。
[0005]目前，使用設(shè)置在PH與PT間預(yù)定位置的螺栓，在PT上支撐PH。為了 PH的平坦度的調(diào)整，通常將墊片插于PH與PT之間。在制造時、安裝時或其他時機(jī)實(shí)施調(diào)整。不幸的是，此種裝附方式須要實(shí)質(zhì)上人工操作、困難且其實(shí)施耗時。而且，由于在通常情況下PH與PT是由不同材料制成，其安裝與調(diào)整設(shè)計并不允許熱應(yīng)力的釋出，而此熱應(yīng)力會在PH中累積且造成翹曲或其他變形。而螺栓在垂直方向中典型地非常堅硬，由螺栓在接觸所產(chǎn)生的連接在兩個水平方向中亦非常堅硬，這在將螺栓緊固時特別如此。此非常高的硬度值并不允許例如當(dāng)PH受到熱膨脹時產(chǎn)生相當(dāng)?shù)乃沙?。最后，由于以此方式使用螺栓與墊片可以提供相對于PT的PH穩(wěn)定度至微米范圍，其非常難以調(diào)整。
[0006]因此，用于將第一對象(例如，PH或類似部件)相對于第二對象(例如，PT或類似部件)保持的傳統(tǒng)裝置與方法無法解決需求以提供在垂直方向與一個水平方向中硬度、在另一水平方向中的撓性、在負(fù)載下的強(qiáng)度與穩(wěn)定度、容易調(diào)整、所保持對象高度與角度的調(diào)整準(zhǔn)確度、以及與移動器或致動器一起使用以可操作改變在三維空間中所保持的對象位置的能力的組合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在此說明，由保持裝置所提供以上討論的需求，該裝置包括第一部分與第二部分，其通過在重疊區(qū)域中彼此間隔交錯的第一與第二組多個插片而可移動地連接在一起。當(dāng)此重疊區(qū)域被壓縮時，其禁止此第一與第二組插片相對于彼此移動，以提供此裝置在第一與第二正交方向中相對硬度、以及在第三正交方向中相對撓性。例如，可以設(shè)置此裝置，以相對于第二對象支撐第一對象，(當(dāng)此重疊區(qū)域被壓縮時)提供在垂直方向(Z方向)、以及在X或I方向中、或χ與y方向組合中支撐的相對硬度，以及在其余χ或y方向中、或χ與y方向組合中支撐的相對撓性。使用相對撓性以允許例如當(dāng)此裝置相對于第二對象支撐第一對象時第一對象相對于第二對象的熱膨脹。
[0008]此重疊區(qū)域的壓縮(例如使用夾)，通常會在此重疊區(qū)域產(chǎn)生大的摩擦力。當(dāng)未被壓縮或至多稍微壓縮時，此重疊區(qū)域允許此間隔交錯的插片組相對于彼此作位置及/或角度調(diào)整。壓縮此重疊區(qū)域會在此重疊區(qū)域中插片間造成大的摩擦力(此會增加此等部分相對于彼此位移的阻力)，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余方向中(例如在I方向中)提供相對低硬度。
[0009]可以協(xié)調(diào)在重疊區(qū)域的壓縮計時，與此致動器或移動器的操作。例如，可以將至少一個保持裝置與至少一個移動器設(shè)置在第一對象與第二對象之間。當(dāng)并未對重疊區(qū)域進(jìn)行壓縮時，此移動器使此第一對象相對于第二對象移動，以及當(dāng)此移動器未被致動時，對重疊區(qū)域進(jìn)行壓縮。因此，可以使用此保持裝置，以保持由此移動器所建立的第一對象的位置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]本發(fā)明的特性與優(yōu)點(diǎn)將由以下詳細(xì)說明并參考附圖而更為明顯。
[0011]圖1A為根據(jù)實(shí)施例的保持裝置的正視圖；
[0012]圖1B為圖1A的保持裝置的等距圖；
[0013]圖2為與移動器配對的保持裝置的概要圖，其中此保持裝置與移動器可以被控制地操作，以致于此保持裝置可以保持由此移動器而位移了的此對象的位置；
[0014]圖3為保持裝置的第二實(shí)施例的正視圖；
[0015]圖4A為保持裝置的實(shí)施例的概要圖，其包括用于壓縮重疊區(qū)域的C型夾；
[0016]圖4B為保持裝置的實(shí)施例的概要圖，其包括具有固定座的夾與相對的致動器；
[0017]圖4C為保持裝置的實(shí)施例的概要圖，其包括壓電式或類似的夾；
[0018]圖4D為保持裝置的實(shí)施例的概要圖，其包括浮動式夾；
[0019]圖5為圖3中所顯示的保持裝置的斜視圖；
[0020]圖6為包括移動器(反重力裝置)與保持裝置的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的概要圖，其中移動器與保持裝置連接以配合地操作；
[0021]圖7為包括例如四個保持裝置的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的概要圖，其被配置以在相對于固定、剛性的中央支撐的徑向中減少限制；
[0022]圖8為位于上對象中凹處中的保持裝置的概要圖，其保持相對于下對象的上對象；
[0023]圖9A與圖9B為具有相當(dāng)長但寬的插片的保持裝置的實(shí)施例的正交視圖；
[0024]圖10為具有薄且撓性的插片的保持裝置的實(shí)施例的正視圖；
[0025]圖11為保持裝置的概要圖，其處于拉伸而非壓縮的狀態(tài)；
[0026]圖12為可以與保持裝置協(xié)調(diào)使用的堆棧環(huán)氣動式致動器的實(shí)施例的正視圖；[0027]圖13為圖12的致動器的透視圖；
[0028]圖14為圖12的致動器的透視剖視圖，以顯示內(nèi)環(huán)與外環(huán)的細(xì)節(jié)；
[0029]圖15為包括堆棧環(huán)致動器與保持裝置的組件的正視圖；
[0030]圖16為微光刻系統(tǒng)的概要圖，其作為示例的精密系統(tǒng)，包括在此揭示的平臺組件，其包含至少一個保持裝置；
[0031]圖17為用于制造半導(dǎo)體裝置的示例過程的流程圖，其包括曝光步驟；以及
[0032]圖18為圖17中的步驟904的流程圖，其可應(yīng)用于制造半導(dǎo)體裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0033]本發(fā)明以下列多個示例實(shí)施例說明，其用意并非以任何方式限制本發(fā)明。
[0034]附圖的用意在于說明此結(jié)構(gòu)的一般形式，且無須依比例繪制。在此詳細(xì)說明與附圖中，顯示特定說明例且在此處詳細(xì)說明。然而，應(yīng)了解附圖與詳細(xì)說明的用意，并非將本發(fā)明限制于所揭示的特定形式，其僅為說明，且其用意為教示本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員如何制造及/或使用在此所主張的發(fā)明。
[0035]如同在說明書與權(quán)利要求書中所使用的那樣，此單一形式“一”、以及“該”，除非在其上下文中另外地明確表示，其包括復(fù)數(shù)形式。此外，術(shù)語“包含”意味“包括”。另外，術(shù)語“耦接”包括機(jī)械與其他實(shí)際方式，將對象耦接或連接在一起，且并不排除在所耦接對象之間存在中間元件。
[0036]在此所說明的對象與方法不應(yīng)被認(rèn)為是任何方式的限制。反而是，此所揭示內(nèi)容是針對所揭示各種實(shí)施例的所有新穎且非顯而易見的特征與觀點(diǎn)，其為單獨(dú)地且在彼此各種組合與次組合中。此所揭示的對象與方法并非受限于任何特定觀點(diǎn)或特征或其組合，且此所揭示對象與方法亦無須存在任一或更多特定優(yōu)點(diǎn)、或解決問題。
[0037]雖然為了方便呈現(xiàn)，在此以特定序列的順序說明所揭示的一些方法的操作。但應(yīng)了解，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，此等依序說明的操作可以重新配置或同時實(shí)施。此外，為了簡單目的，附圖可能并未顯示所揭示的對象和方法與其他對象和方法一起使用的各種方式。此外，此說明經(jīng)常使用術(shù)語例如“產(chǎn)生”與“提供”，以說明所揭示的方法。此等術(shù)語為所實(shí)施的實(shí)際操作的高階抽象表示方式。對應(yīng)于此術(shù)語的實(shí)際操作可以取決于特定實(shí)施方式而改變，且可以由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易地分辨。
[0038]在以下說明中，可能使用某些術(shù)語，例如“向上”、“向下”、“上”、“下”、“水平”、“垂
直”、“左”、“右”等。當(dāng)處理相對關(guān)系時，使用此等可應(yīng)用的術(shù)語來提供明確說明。但，此等術(shù)語的用意并非暗示絕對關(guān)系、位置及/或方向。例如，相對于一對象，可以僅通過將對象反轉(zhuǎn)，將“上表面”變成為“下表面”。然而，其仍然為相同對象。
[0039]如同以上說明，用于將第一對象(例如，PH或類似部件)相對于第二對象(例如，PT或類似部件)保持或支撐的傳統(tǒng)裝置與方法，并無法提供以下事項以解決問題:(a)在第一正交方向(例如:垂直或z方向)中的高硬度，(b)在垂直于第一方向的第二正交方向(例如:χ方向)中的高硬度，(c)在垂直于第一與第二方向的第三正交方向(例如:y方向)中的撓性，(d)在至少第一方向中的調(diào)整度，以及(e)在至少第一方向中保持嚴(yán)格位置公差(例如，微米范圍)的能力。如下所述，此等特征由本發(fā)明的保持裝置提供，其中此第一方向為此標(biāo)的裝置保持或支撐相對于第二對象的第一對象的方向。特別是當(dāng)使用此裝置用于支撐與保持時，此第一方向為平行于重力方向的Z方向?？梢詫⒋搜b置使用于拉伸與壓縮。
[0040]圖1A與圖1B說明此多插片保持裝置100的一般結(jié)構(gòu)。此裝置100包括:第一部分101與第二部分103。此第一部分101包括各組多個插片106,以及此第二部分103包括各組多個插片108。此等插片106、108的終端彼此間隔交錯(交叉)，以形成插片重疊區(qū)域120。因此，此第一與第二部分經(jīng)由此間隔交錯的插片連接在一起。此第一部分101的插片106彼此充分地分開，以允許第二部分的插片108與其交叉。當(dāng)此裝置100用于在三維空間中所想要位置保持一對象(或一對象的相應(yīng)部分)時，通常在區(qū)域122中對插片重疊區(qū)域120施加壓縮(夾)力126，此區(qū)域122由圖1B中陰影部分顯示。當(dāng)此夾力126不存在或?qū)嵸|(zhì)上減少時，此第一部分101及/或第二部分103可以相對于另一部分位移(例如，樞轉(zhuǎn)124及/或在z方向移動)。在插片重疊區(qū)域120施加足夠夾力126可以避免此種位移。
[0041]插片106、108允許第一部分101相對于第二部分103的位置、及/或第二部分103相對于第一部分101的位置改變。在許多實(shí)施例(例如，圖1A與圖1B)，插片106、108彼此平行，其長度大于寬度，且其厚度相對而言薄(圖1B中的χ方向)。(對于一些應(yīng)用，其長度與寬度可以實(shí)質(zhì)上相等)。第一部分101中的插片無須與第二部分103中的插片具有相同形狀及/或厚度。插片106、108實(shí)質(zhì)上彼此平行，且對于大部分的應(yīng)用而言為實(shí)質(zhì)上平坦。但，插片平坦并非絕對要求。
[0042]注意，重疊區(qū)域120的壓縮可以防止裝置100的第一部分101及/或第二部分103的相對移動，因此防止由此裝置所保持或支撐對象的相對應(yīng)移動。未壓縮的重疊區(qū)域120允許第一部分101與第二部分103的相對移動，以允許此裝置所保持的對象位置的改變。重疊區(qū)域120的隨后壓縮將第一部分101與第二部分103 (進(jìn)而對象)保持在新的位置。壓縮典型地施加在重疊區(qū)域122中垂直于插片平面的方向。
[0043]各部分101、103中的插片通過相應(yīng)間隙130、132彼此分開。間隙的寬度優(yōu)選等于相應(yīng)的間隔交錯的插片的厚度，或可以制得較間隔交錯的插片厚度稍薄或稍厚。因此，當(dāng)重疊區(qū)域120未被壓縮時，此間隙方便插片106、108的間隔交錯、以及裝置部分101、103相對于彼此位移。此裝置100在至少第一方向中的“調(diào)整”，包括例如當(dāng)移除或至少減少在重疊區(qū)域120的壓縮時將第一部分101設(shè)置于選定的第一位置；然后，將重疊區(qū)域120壓縮以“保持”此第一位置；隨后，去除或至少減少在重疊區(qū)域的壓縮，同時將第一部分101定位于相對于第二部分103選定的第二位置；然后，將重疊區(qū)域120壓縮以保持此第二位置。如同以下稍后討論，此裝置100特別適合與移動器或致動器一起使用，當(dāng)重疊區(qū)域120未被壓縮時，其可被操作以改變此對象位置(進(jìn)而改變此支撐對象的裝置的第一部分101與第二部分103的相對位置)。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，以保持此對象。
[0044]圖2中顯示示例配置，以說明第一對象Ml與在第一對象之下的第二對象M2。在第一對象與第二對象間為多插片保持裝置150與致動器152。此保持裝置150包括重疊區(qū)域154，可以使用壓縮裝置156使其選擇性地被壓縮與未被壓縮。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。為了將第一對象Ml從所說明的第一位置Pl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(qū)域154的壓縮，以允許致動器152 (由控制器158命令)使第一對象Ml移動至新位置P2。當(dāng)?shù)谝粚ο驧l抵達(dá)新位置P2時，控制器158命令壓縮裝置156對此保持裝置的重疊區(qū)域154重新壓縮，同時亦命令致動器152保持位置或關(guān)閉。然后，保持裝置150可以將第一對象Ml保持在位置P2。為了使第一對象Ml返回至位置P1，控制器158命令壓縮裝置156減少對重疊區(qū)域154的壓縮，且命令致動器152將第一對象Ml下降至位置Pl，然后命令壓縮裝置156對重疊區(qū)域154重新壓縮。然后，致動器152可以被關(guān)閉，或被命令將第一對象Ml保持在位置P1。請注意，此致動器152并不受限于將對象Ml、M2移動分開的致動器。此致動器152可以為例如雙向或多向致動器。
[0045]由以上說明可以了解，保持裝置150可以與用于保持裝置150的至少一個致動器152以及至少一個壓縮裝置156合并和協(xié)調(diào)使用。此種組合可以為了在空間上與控制方式上的效率而構(gòu)造。空間效率可以通過例如將保持裝置150設(shè)置于致動器152中達(dá)成(在以下稍后說明此種結(jié)構(gòu)的實(shí)施例)?？刂菩士梢酝ㄟ^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(dá)成，以選擇性地提供命令至致動器152與壓縮裝置156而對保持裝置150的重疊區(qū)域154產(chǎn)生所想要的壓縮力。
[0046]可以使用多個保持裝置150，以支撐相對于第二對象(例如，在其上)的第一對象的所有或一部分。為此目的，可以將一組保持裝置設(shè)置于第一對象與第二對象之間且與一個或多個致動器一起使用，以改變(例如，提高或降低)相對于第二對象的第一對象各部分的位置。當(dāng)此致動器改變相對于第二對象的第一對象各部分的位置時，此保持裝置的重疊區(qū)域未被壓縮或被最小地壓縮。(重疊區(qū)域被壓縮的保持裝置在此稱為“被夾持”的裝置)。在將第一對象移動之后且在將此致動器關(guān)閉之前，此保持裝置被夾持，以整體地將此第一對象保持在相對于第二對象的新位置。在此配置中，各裝置可以與其相關(guān)地具有相應(yīng)的致動器，其類似于圖2中所顯示者。
[0047]此等保持裝置無須在第一對象與第二對象間具有均相同的方向。作為非排除的例子，此裝置可以配置成使得其壓縮軸徑向排列，以適應(yīng)第一對象相對于第二對象在徑向的熱膨脹與收縮。可替代地，此等裝置可以配置成使得其相應(yīng)“撓性”軸沿著徑向線定向。(此撓性軸為如下的軸(χ或y)，此保持裝置沿此軸相對可撓而不是硬)。
[0048]插片重疊區(qū)域的壓縮可以通過任何各種手動裝置例如螺栓或絲杠而達(dá)成，其中通過對重疊區(qū)域擰緊螺栓或絲杠上的螺帽來增加重疊區(qū)域的壓縮。優(yōu)選地，保持裝置可以與壓縮裝置一起使用，以受控方式(例如，按來自電子控制器的命令)對重疊區(qū)域施加壓縮或去除壓縮。如同以上討論，此壓縮裝置的受控操作可以與至少一個致動器的控制操作協(xié)調(diào)實(shí)施。
[0049]在重疊區(qū)域中，此夾持的插片會受到插片間大的摩擦，以導(dǎo)致:由于插片的軸向(在長方向)硬度，而使得裝置在第一正交方向(例如z方向中)相對硬；以及由于插片在其寬度方向中的橫向硬度，而使得裝置在第二正交方向(例如χ或y方向中)相對硬；但由于插片在其厚度方向中的撓性，而使得裝置在第三正交方向(例如所剩余χ或y方向)相對可撓。因此，此被夾持的保持裝置可以保持大的對象。
[0050]在至少一范圍上，對重疊區(qū)域的壓縮強(qiáng)度越大，則在重疊區(qū)域中插片間的摩擦越大，且第一部分相對于第二部分及/或第二部分相對于第一部分的位移的相對應(yīng)阻力越大。
[0051]重疊區(qū)域的壓縮可以為手操作式或自動式。手操作式壓縮可以使用例如手工致動夾(例如，C夾)而達(dá)成。自動式壓縮裝置的一范例為一種電性致動夾或其他壓縮誘導(dǎo)部件(例如螺線管)?？梢允褂美珉娦赃B接至部件的電子控制器，以使自動式壓縮裝置“受控”，通過此電子控制器，可以根據(jù)軟件程序、計時開關(guān)或其他合適裝置而致動此部件。此受控致動包括自動計時與壓縮強(qiáng)度，此在將多個裝置的自動壓縮與用于移動由此等裝置所保持的對象的一個或多個致動器的自動操作相協(xié)調(diào)時，會有相當(dāng)大功效。
[0052]在使用多個裝置以相對于第二對象支撐第一對象的情形中，可以將此等裝置對齊，以使得即使此等裝置設(shè)置于此等對象之間的不同位置，其相應(yīng)第一方向?qū)嵸|(zhì)上彼此平行。例如，多個裝置位于第一對象與第二對象之間，而將其所有x、y、以及z方向共同對齊。但是，對于一些應(yīng)用而言，并無須此種共同對齊。根據(jù)一非排除例子，此等裝置設(shè)置于第一對象與第二對象之間，以使得此等裝置的相應(yīng)第三方向定向為徑向。通過以此方式將此等裝置的撓性第三方向定向，此等裝置整體地允許第一對象相對于第二對象的熱膨脹與收縮。
[0053]此等裝置在支撐方向中的“調(diào)整度”包括裝置采用所選定的第一支撐位置、從所選定的第一支撐位置釋放、以及采用所選定的第二支撐位置等的能力。
[0054]圖3中說明此夾持裝置10的第二代表實(shí)施例。此裝置10包括:第一部分11與第二部分13。此第一部分11裝附至第一安裝構(gòu)件12，且此第二部分13裝附至第二安裝構(gòu)件
14。此第一部分包括各組多個平行插片16，且此第二部分包括各組多個平行插片18。此在第一安裝構(gòu)件12與第二安裝構(gòu)件14間的位置，在插片重疊區(qū)域20，此等插片16、18彼此間隔交錯(交叉)。在此實(shí)施例中，第一部分11的相應(yīng)插片16通過相應(yīng)墊片22而彼此分開。以類似方式，第二部分13的相應(yīng)插片18通過相應(yīng)墊片24而彼此分開。可以將壓縮(夾)力施加至插片重疊區(qū)域20。當(dāng)此夾力充分減少時，此第一部分11及/或第二部分13可以相對于彼此移動(例如:樞轉(zhuǎn))。壓縮此插片重疊區(qū)域20可以避免此種移動。只要在此重疊區(qū)域20中的插片保持足夠的重疊用于適當(dāng)壓縮，則此移動可以在任何范圍中的多個方向中。
[0055]在此實(shí)施例中，安裝構(gòu)件12、14提供分別用于部分11、13的插片的安裝。安裝構(gòu)件12、14亦方便將裝置10安裝至對象。
[0056]此等插片16的厚度并無須等于插片18的厚度。墊片22的厚度在通常情況下與插片18的厚度相關(guān)，以及墊片24的厚度在通常情況下與插片16的厚度相關(guān)。此等厚度的匹配確保插片16、18可以間隔交錯而不會翹曲，以及避免插片重疊區(qū)域20所不想要的扭曲。在此實(shí)施例中，通過包括于此插片重疊區(qū)域20中的插片16、18的平行，在圖3中顯示并無扭曲。個別插片16的厚度并無須等于個別插片18的厚度。例如，如果一組插片16薄于另一組插片18，則墊片24通常將會薄于墊片22，反之亦然。可替代地，可以將墊片24的厚度制得較插片16、18的厚度稍厚，以使得當(dāng)插片未被夾住時在插片18與插片16間產(chǎn)生間隙，因此減少當(dāng)插片未被夾住時在間隔交錯的插片間的摩擦。
[0057]在插片重疊區(qū)域20中，此等插片16、18彼此間隔交錯(交叉)。插片重疊區(qū)域20的垂直尺寸為區(qū)域20中插片16、18重疊程度的函數(shù)。插片重疊區(qū)域20垂直尺寸的增加，可以通過將第一部分11相對于第二部分13向下位移、或?qū)⒌诙糠?3相對于第一部分11向上位移而實(shí)施。以類似方式，插片重疊區(qū)域20垂直尺寸的減少，可以藉由將第一部分11相對于第二部分13向上位移、或?qū)⒌诙糠?3相對于第一部分11向下位移而實(shí)施。
[0058]由于各插片相對薄，此插片厚度對插片長度的比可以為小。因此，當(dāng)使用此裝置以夾持一對象時，可以減少在各插片上的應(yīng)力至低于其屈服應(yīng)力。而且由于各插片相對薄，相較于其Z方向與切線硬度，其具有相對小的徑向硬度。通過使用多個插片，其在Z方向中的硬度累加而產(chǎn)生整體高的Z硬度。
[0059]插片重疊區(qū)域20的夾持可以使用任何各種夾持裝置實(shí)施，例如但并不受限于:氣壓式夾、液壓式夾、機(jī)械式夾、機(jī)電式夾、以及壓電式夾?？梢詫⒋说葕A持裝置連接，以自動方式或通過命令、或以手工方式操作。參考圖4A來顯示設(shè)備10，其中使用在重疊區(qū)域20夾持插片的C夾30。此C夾30包括:第一座32，其位于重疊區(qū)域20的一側(cè)上；以及第二座34，其位于重疊區(qū)域的另一側(cè)上。將第二座34安裝至致動器桿36的終端，使用致動器38驅(qū)動此桿。第一座32安裝至C形構(gòu)件42的一個臂40，且致動器38的近端44安裝至C形構(gòu)件42的另一臂46。致動器38可以為例如氣壓式、液壓式、機(jī)械式(例如:螺桿驅(qū)動)、機(jī)電式、以及壓電式致動器。致動器可以構(gòu)成為當(dāng)此致動器被賦能時關(guān)閉夾持裝置；或構(gòu)成有彈簧負(fù)載，以使得當(dāng)此致動器被賦能時此致動器38打開夾持裝置，以及當(dāng)此致動器未被賦能時此夾持裝置保持關(guān)閉。在如果非故意電力供應(yīng)故障或壓力供應(yīng)故障發(fā)生時夾持裝置保持關(guān)閉的某些情形中，此后者構(gòu)造為優(yōu)選的。
[0060]在圖4B所顯示的替代構(gòu)造中，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。在另一替代構(gòu)造中，如同于圖4C中所示，使用壓電式致動器50，其與第一座32與第二座36配合。在還有另一替代構(gòu)造中，如同于圖4D中所示，插片重疊區(qū)域20的側(cè)面為第一致動器60與第二致動器62。將致動器60、62通過各順應(yīng)構(gòu)件66與68安裝至基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)64，其在相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)64的浮動的情況中，有效地設(shè)置致動器。浮動式致動器可以協(xié)助確保施加至重疊區(qū)域20的各夾力實(shí)質(zhì)上平衡。
[0061]此第一安裝構(gòu)件12與第二安裝構(gòu)件14各可以裝附至各對象?，F(xiàn)在參考圖5，可以將第一安裝構(gòu)件12與第二安裝構(gòu)件14通過螺栓12b、14b安裝至各對象(未圖標(biāo))，此等螺栓12b與14b經(jīng)由“用于安裝的孔”而垂直延伸通過安裝構(gòu)件。然而，應(yīng)了解，使用螺栓用于此目的僅為示范而已，且可以使用任何各種其他裝附設(shè)計將安裝構(gòu)件定位于其相對應(yīng)的對象中。
[0062]如果想要或需要的話，可以將安裝構(gòu)件12的上表面13及/或安裝構(gòu)件14的下表面15機(jī)械加工，以建立例如所想要的平坦度或其他表面輪廓。
[0063]在一些應(yīng)用中，此裝置10無須實(shí)際上支撐對其安裝的對象。圖6例如說明一種構(gòu)造，其中裝置10設(shè)置介于兩對象Ml與M2之間。安裝構(gòu)件12固定至第一對象Ml，以及安裝構(gòu)件14固定至第二對象M2。在此構(gòu)造中，通過設(shè)置在安裝構(gòu)件12、14間的致動器或移動器70、72，相對于重力g，至少部分地支撐至少第一對象Ml與第一安裝構(gòu)件12。當(dāng)將夾持裝置74停用而使得重疊區(qū)域20未被夾持時，致動器70、72避免裝置10垂直向下垮下。特別是，如果安裝構(gòu)件12、14各固定于第一對象Ml與第二對象M2，應(yīng)了解致動器70、72可以被設(shè)置成，在第一對象Ml與第二對象M2間延伸，而非在安裝構(gòu)件12、14間延伸。
[0064]圖6中所顯示實(shí)施例亦為實(shí)質(zhì)上自動化系統(tǒng)的例子，其中，通過隨著將致動器70、72啟動而將夾持裝置74停用，使得裝置10未被夾持；以及通過隨著將致動器70、72停用而將夾持裝置74啟動，使得裝置10被夾持。此等動作是由處理器76協(xié)調(diào)與控制，其由距離測量裝置(例如:干涉儀)78接收距離數(shù)據(jù)。因此，例如可以自動地監(jiān)視與維持對象Ml上表面的平坦參數(shù)。例如，可以周期地測量與修正距離d。[0065]進(jìn)一步參考圖6，此致動器70、72至安裝構(gòu)件12、14、或?qū)ο驧l、M2的連接可以包括撓曲件71等，以避免致動器70、72過度限制相對于對象M2的對象Ml的位移。
[0066]裝置10的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)包括，其在z方向與垂直方向中的高硬度，以及在其他正交方向中的順應(yīng)度。例如，參考圖5，此裝置10在z方向與χ方向中顯示高硬度，以及在I方向中顯示相對低硬度(即，相對撓性)。因此，可以將此等裝置10組合使用，以提供第一對象Ml相對于第二對象M2的動態(tài)安裝。在圖7A中顯示一例，其中第一對象Ml與第二對象M2彼此垂直分開。將四個裝置10A-10D安裝至第二對象M2的上表面90，且此剛性支撐件15位于中央。將各裝置10A-10D安裝至表面90的各角落。在表面90上繪制對角線92、94 (虛線)，其通過此剛性支撐件15的安裝位置，且通過各角落裝置10AU0C與裝置10BU0D的安裝位置。安裝此等角落裝置10A-10D，以使得其各撓性方向與各對角線92與94對齊。如果在替代實(shí)施例中想要的話，可以根據(jù)在此所揭示的任何實(shí)施例，以保持裝置取代此剛性支撐件15，其具有相對于撓性方向的任何各種定向。在圖7中所顯示構(gòu)造，除了將第一對象Ml保持之外，其特別有利于適應(yīng)第一對象Ml相對于第二對象M2、從第二對象M2中心在徑向的熱膨脹。即，裝置10A-10D的各撓性可以適應(yīng)相對于中央支撐件15位置的對象Ml的相對應(yīng)徑向膨脹或收縮。裝置10A-10D的各撓性亦可以去除第一與第二對象間缺乏平行的結(jié)果，要不然的話，如果此兩對象剛性地耦接在一起，則會造成例如第一對象Ml相對于第二對象M2的翹曲。
[0067]在此并無意以任何方式限制，此圖7中任何裝置10A-10D的代表長度約為100mm。為了避免必須對象Ml與M2間的距離與此等裝置的長度相同，可以將此等裝置安裝于第二對象M2的上表面90的各凹處中，如同于圖8中所顯示。
[0068]另一個關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)為，此裝置10可以在由周圍結(jié)構(gòu)所設(shè)定的位置被容易地夾持與去除夾持。當(dāng)被去除夾持時，此裝置10可以容易地適應(yīng)對象Ml、M2相對于彼此的位置改變。當(dāng)被夾持時，即使在延長使用后，此裝置10可以維持其位置與定向。
[0069]在裝置10中，插片的數(shù)目并未受到限制?？梢陨僦寥齻€插片提供插片交叉，因此較佳數(shù)目為至少三個插片?？梢跃哂猩僦羶蓚€插片，但本發(fā)明并不建議此種構(gòu)造。在此并未設(shè)定插片的最大數(shù)目。
[0070]插片可以由任何合適剛性材料制成，其包括任何各種金屬，但亦包括任何各種其他剛性材料，例如:聚合物、陶瓷、玻璃纖維等。隨著情況要求，插片可以被涂敷或不被涂敷。例如，在插片重疊區(qū)域中的插片的部分可以涂敷有減少摩擦物質(zhì)，以使其較容易調(diào)整此未經(jīng)夾持裝置。如同以上提及，在重疊區(qū)域中摩擦的總強(qiáng)度可以非常大，以及可能有想要減少摩擦卻不會減少插片的數(shù)目或幾何形狀的情形。
[0071]在此所揭示的裝置10的另一個重要優(yōu)點(diǎn)為，當(dāng)此等插片未被夾持時，其可以相對于彼此滑動，以適應(yīng)兩個安裝構(gòu)件間的任何傾倒及/或偏斜角度，此于圖9A與9B中顯示。參考圖10，可以看出平行、薄的、撓性插片可以在一個水平方向中提供低硬度。此允許在此方向中對象間的相對移動。此可以被使用以例如適應(yīng)在一個對象中相對于另一對象所產(chǎn)生的熱膨脹差異。
[0072]在裝置10中，裝附于第一安裝構(gòu)件12的插片16的長度并無須與裝附于第二安裝構(gòu)件14的插片18的長度相同。而且，裝附于第一安裝構(gòu)件12的插片16的厚度并無須與裝附于第二安裝構(gòu)件14的插片18的厚度相同。然而，插片的厚度會影響墊片22、24的厚度。
[0073]墊片22、24的厚度并無須與相對應(yīng)的插片的厚度完全相同。例如，對于墊片來說，使得此墊片的厚度稍大于相對應(yīng)插片的厚度以避免在重疊區(qū)域20中過度摩擦可能是有利的。
[0074]由以上討論而為明顯，可以將裝置10使用于其承載負(fù)載的至少一部分的情況?？商娲兀说妊b置可以使用于拉伸的情況下。在圖11中顯示一例，其中，第一對象Ml為靜止，第二對象M2可以相對于第一對象位移。即，重力在拉第二對象，但并未拉第一物件。
[0075]對于此裝置的尺寸并無限制，其可以大或小。此尺寸可以放大或縮小，以適應(yīng)實(shí)質(zhì)上任何情況。
[0076]茲將在此所揭示裝置的優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下:
[0077](a)當(dāng)去除夾持時，可以將此裝置容易地向上調(diào)整至四個自由度(D0F)，且可于額外兩個DOF中移動；
[0078](b)當(dāng)以相對低夾持力夾持時，此裝置顯示高的滑動摩擦；
[0079](c)在夾持期間，此裝置顯示很少至沒有位置或角度移動；
[0080](d)多個平行撓曲插片在垂直與一個正交(水平)方向中提供高硬度，用于連接對象間的良好限制；以及
[0081](e)在其他水平方向中的硬度低，以允許例如在此等對象間的熱膨脹差異，而不會過度限制。
`[0082]例子
[0083]此例是有關(guān)于具有以下構(gòu)造參數(shù)的裝置:
[0084]# 插片 20
[0085]插片厚度:0.25mm
[0086]插片長度:15_
[0087]插片寬度:60mm
[0088]所獲得數(shù)據(jù):kz=l.9 X 109N/m
[0089]kradial=5.3 X 105N/m
[0090]ktangent=6.7X108N/m
[0091]σ max=31.6MPa
[0092]其中
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，其包括: 第一部分與第二部分，其通過在重疊區(qū)域彼此間隔交錯的第一組與第二組多個插片而能移動地連接在一起，當(dāng)被壓縮時，禁止該第一組與第二組插片相對彼此位移以在第一與第二正交方向提供第一硬度以及在第三正交方向提供第二硬度，其中該第一硬度大于該第二硬度。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中至少在該重疊區(qū)域中，插片彼此平行。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，更包括: 壓縮力部件，其相對于該重疊區(qū)域設(shè)置，且可選擇地操作以增加施加至該重疊區(qū)域的壓縮力以及減少施加至該重疊區(qū)域的壓縮力。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，更包括: 致動器，其被構(gòu)造成與該壓縮力部件的操作協(xié)調(diào)地對對象產(chǎn)生位移力。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，更包括: 致動器，其對由該裝置所保持的對象產(chǎn)生位移力。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中由該位移致動器所施加的該位移力是與該重疊區(qū)域減少的壓縮相協(xié)調(diào)。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中該位移致動器相對該裝置對稱地設(shè)置。
8.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中該致動器被構(gòu)造成，當(dāng)該重疊區(qū)域未被壓縮時，該致動器促使該對象移動，以及當(dāng)該重疊區(qū)域被壓縮時，該致動器并不促使該對象移動。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該第一組插片與該第二組插片中的各插片具有長度、厚度以及寬度，該寬度大于該厚度以在實(shí)質(zhì)上平行于該長度的第一方向和在垂直于該第一方向的第二方向提供硬度，以及在正交于該第一與第二方向的第三方向提供撓性。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中: 該第一組插片利用各墊片彼此分開，以及 該第二組插片利用各墊片彼此分開。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，更包括: 施加壓縮致動器，其響應(yīng)于夾持命令壓縮該重疊區(qū)域，且其響應(yīng)于去除夾持命令減少或去除對該重疊區(qū)域的壓縮。
12.一種裝置，其包括: 保持裝置，設(shè)置于第一對象與第二對象之間，該保持裝置包括第一部分與第二部分，其通過在重疊區(qū)域彼此間隔交錯的第一組與第二組多個插片而能移動地連接在一起，當(dāng)被壓縮時，禁止該第一組與第二組插片相對彼此位移； 壓縮裝置，其能操作對該重疊區(qū)域施加壓縮力；以及 致動器，其連接至該第一對象與第二對象之一，能操作該致動器以施加位移力，以促使該第一對象與第二對象至少之一相對于另一對象移動。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中: 該具有壓縮重疊區(qū)域的保持裝置在第一與第二正交方向顯示第一硬度以及在第三正交方向顯示第二硬度；以及 該第一硬度大于該第二硬度。
14.如權(quán)利要求12所述的裝置，更包括:控制器，其連接至該保持裝置、該壓縮裝置以及該致動器，該控制器被構(gòu)造成，當(dāng)該壓縮裝置對該重疊區(qū)域施加減少壓縮力時，命令該致動器以促使至少一個對象移動，以及當(dāng)該壓縮裝置對該重疊區(qū)域施加增加壓縮力時，命令該致動器不促使至少一個對象移動。
15.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中該致動器包括堆棧環(huán)氣動式致動器。
16.—種組件,包括: 第一對象，其能相對第二對象移動；以及 至少一個稱接件，其在該第一對象與該第二對象之間延伸； 各耦接件包括各保持裝置，該保持裝置包含耦接至該第一與第二對象的第一部分與第二部分，該第一與第二部分通過在重疊區(qū)域中彼此間隔交錯的第一組與第二組多個插片而能移動地連接在一起，當(dāng)被壓縮時，禁止該第一組與第二組插片相對于彼此位移以提供該第一對象各部分的支撐，具有在第一與第二正交方向的第一硬度以及在第三正交方向的第二硬度，其中，該第一硬度大于該第二硬度。
17.如權(quán)利要求16所述的組件，其中該耦接件更包括壓縮裝置，其被構(gòu)造成對該重疊區(qū)域施加選定次數(shù)的力以壓縮該重疊區(qū)域。
18.如權(quán)利要求16所述的組件，更包括: 至少一個致動器，其被構(gòu)造成使得該第一對象相對于該第二對象以選定次數(shù)移動。
19.如權(quán) 利 要求16所述的組件，更包括: 至少一個致動器，其被構(gòu)造成使得該第一對象相對于該第二對象以選定次數(shù)移動；以及 壓縮裝置，其被構(gòu)造成當(dāng)該致動器并未使該第一對象移動時，以選定次數(shù)對該重疊區(qū)域施力以壓縮該重疊區(qū)域。
20.如權(quán)利要求19所述的組件，更包括: 控制器，其被連接至該致動器與該壓縮裝置，以控制該第一對象移動以及對該重疊區(qū)域的施力，以使得當(dāng)該致動器造成移動時施加第一力，以及當(dāng)該致動器未造成移動時施加第二力，該第二力大于該第一力。
21.一種平臺組件，包括: 基底； 平臺，其可相對于該基底位移； 在該平臺與該基底間延伸的至少一個耦接件；以及 包括保持裝置的至少一個耦接件，該保持裝置包含耦接至該平臺與該基底的第一部分與第二部分，該第一部分與第二部分通過在重疊區(qū)域彼此間隔交錯的第一組與第二組多個插片而能移動地連接在一起，當(dāng)被壓縮時，禁止該第一組與第二組插片相對于彼此位移以提供該平臺的相應(yīng)部分的支撐，該支撐具有在第一與第二正交方向的第一硬度以及在第三正交方向的第二硬度，其中該第一硬度大于該第二硬度。
22.如權(quán)利要求21所述的平臺組件，其中每個耦接件更包括壓縮裝置，其被構(gòu)造成對該重疊區(qū)域施加選定次數(shù)的力以壓縮該重疊區(qū)域。
23.如權(quán)利要求21所述的平臺組件，更包括: 至少一個致動器，其被構(gòu)造成使得該平臺相對于該基底以選定次數(shù)移動。
24.如權(quán)利要求21所述的平臺組件，更包括:至少一個致動器，其被構(gòu)造成使得該平臺相對于該基底以選定次數(shù)移動；以及 壓縮裝置，其被構(gòu)造成在當(dāng)該致動器并未使該平臺移動時以選定次數(shù)對該重疊區(qū)域施力以壓縮該重疊區(qū)域。
25.如權(quán)利要求24所述的平臺組件，更包括: 控制器，其連接至該致動器與該壓縮裝置，以控制該平臺移動以及對該重疊區(qū)域的施力，以使得當(dāng)該致動器造成移動時，施加相對較少的力，以及當(dāng)該致動器未造成移動時，施加相對較大的力。
26.如權(quán)利要求21所述的平臺組件，更包括: 多個在平臺和基底之間延伸并相對于該基底保持該平臺的相應(yīng)部分的耦接件，每個耦接件包括相應(yīng)保持裝置，該保持裝置被定向成使得該保持裝置具有相應(yīng)定向，以此使得該保持裝置的第三垂直方向被設(shè)置成釋出該平臺相對于該基底的熱膨脹。
27.如權(quán)利要求26所述的平臺組件，其中該定向為徑向。
28.一種精密系統(tǒng)，其包括權(quán)利要求21所述的平臺組件。
29.一種微光刻系統(tǒng)，其包括權(quán)利要求21所述的平臺組件。
30.一種組件,包括: 第一對象； 第二對象；以及 至少一個保持裝置，其安裝至該第一對象與該第二對象，且在該第一對象與該第二對象之間延伸，該保持裝置包含: 第一組多個插片； 第二組多個平行插片，其在重疊區(qū)域中與該第一組多個插片間隔交錯；以及 壓縮裝置，其位于該重疊區(qū)域，且被構(gòu)造成以能選擇的方式將夾持力施加至該重疊區(qū)域， 該第一組插片安裝至該第一對象，以及該第二組插片安裝至該第二對象。
31.如權(quán)利要求30所述的組件，更包括: 致動器，其響應(yīng)于夾持命令將該夾持力施加至該重疊區(qū)域，以及響應(yīng)于去除夾持命令減少或去除對該重疊區(qū)域的該夾持力。
32.如權(quán)利要求31所述的組件，其中 該第一與第二組插片中的各插片具有長度、厚度以及寬度，該寬度大于該厚度以為保持裝置提供實(shí)質(zhì)上平行于該長度的第一方向，在垂直于該第一方向的第二方向，且在正交于該第一方向與該第二方向的第三方向提供撓性；以及 該致動器在實(shí)質(zhì)上平行于該第三方向的方向施加夾持力。
33.如權(quán)利要求31所述的組件，更包括: 多個支撐裝置，在該第一對象與該第二對象間延伸，各該支撐裝置相對于該第二對象支撐該第一對象的相應(yīng)部分。
34.如權(quán)利要求33所述的組件，其中: 該第一組與第二組插片中的各插片具有長度、厚度以及寬度，該寬度大于該厚度以在實(shí)質(zhì)上平行于該長度的該第一方向和在垂直于該第一方向的第二方向提供硬度，以及在正交于該第一方向與該第二方向的第三方向提供撓性；該第一對象具有相對于該第二對象的膨脹方向；以及 至少一個支撐裝置被配置成，其各第三方向平行于該膨脹方向。
35.如權(quán)利要求31所述的組件，其中: 該第一對象具有多個熱膨脹方向；以及 該支撐裝置安裝于該第一對象與該第二對象間，以使得沿著多個熱膨脹方向的每一個為至少一個保持裝置，所述保持裝置被配置成其各第三方向平行于各該熱膨脹方向。
36.如權(quán)利要求35所述的組件，其中該熱膨脹方向為徑向。
37.一種微光刻系統(tǒng),其包括權(quán)利要求30所述的組件。
38.一種包括微光刻處理的裝置制造方法，其包括以下步驟: 使用權(quán)利要求37所述的微光刻系統(tǒng)將基板曝光；以及 處理該經(jīng)曝光的基板，以形 成該裝置。
【文檔編號】F16F7/08GK103732941SQ201280040163
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月20日
【發(fā)明者】道格拉斯·C·華特森, 法德·海希密, 克里斯多夫·S·瑪格森 申請人:株式會社尼康