用于致動光學系統(tǒng)中的至少一個光學元件的裝置的制造方法
【專利說明】用于致動光學系統(tǒng)中的至少一個光學元件的裝置
[0001] 相干申請的交叉引用
[0002] 本申請要求均于2012年11月29日提交的德國專利申請DE 10 2012 221 831. 9 和US 61/731，260的優(yōu)先權(quán)。這些申請的內(nèi)容通過引用并入于此。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明涉及一種用于致動光學系統(tǒng)中至少一個光學元件的裝置。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的裝置可有利地尤其用于具有彼此獨立可調(diào)節(jié)的多個光學元件的光 學系統(tǒng)中，例如用于致動微光刻投射曝光設(shè)備中的分面反射鏡。然而，本發(fā)明不限于此，而 是通常還可用于其它光學系統(tǒng)（例如，用于材料處理的光學系統(tǒng)）中，尤其是其中多個光學 元件在各情況中均可調(diào)地安裝在有限結(jié)構(gòu)空間中的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0005] 微光刻技術(shù)用于制造微結(jié)構(gòu)部件，例如，集成電路或LCD。微光刻工藝在所謂的投 射曝光設(shè)備中進行，所述設(shè)備具有照明裝置和投射鏡頭。在該情況中，通過投射鏡頭將通過 照明裝置照明的掩模（=掩模母版）的像投射到涂覆有光敏層（光刻膠）且布置在投射鏡 頭的像平面中的基板（例如，硅晶片）上，以將掩模結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移至結(jié)構(gòu)的光敏涂層。
[0006] 在設(shè)計用于EUV(極紫外福射，即波長小于30nm，尤其小于15nm的電磁福射）的 投射曝光設(shè)備中，由于缺少可用的透光材料，反射鏡用作成像過程的光學部件。另外，尤其 在設(shè)計用于以EUV工作的微光刻投射曝光設(shè)備的照明裝置中，例如從DE 10 2008 009 600 A1已知使用場分面反射鏡和光瞳分面反射鏡形式的分面反射鏡作為束引導部件。這種分面 反射鏡由多個單獨反射鏡構(gòu)造，所述多個單獨反射鏡設(shè)計為通過彎曲部分而可傾斜，用于 調(diào)節(jié)或者用于實現(xiàn)特定照明角分布的目的。在該情況中，還需要實現(xiàn)關(guān)于兩個（尤其是相 互垂直的）傾斜軸線的傾斜。
[0007] 這里出現(xiàn)的一個問題是，關(guān)于例如致動分面反射鏡的單獨反射鏡（或關(guān)于致動其 中所述元件相對緊密包裝的布置中的其它光學元件），首先，僅狹窄定界的結(jié)構(gòu)空間可用， 其次，例如在投射曝光設(shè)備工作期間，通常必須將致動器的熱負載最小化，這導致需要挑戰(zhàn) 致動器設(shè)計。這格外適用，因為通常使用的彎曲部分具有不可避免的支承剛度，其在致動光 學元件的單獨反射鏡期間必須得到克服。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]
[0009] 本發(fā)明的目的在于提供致動光學系統(tǒng)中至少一個光學元件的裝置，其使得可在相 對小的所需結(jié)構(gòu)空間和減少產(chǎn)生的致動器熱負載的情況下能夠致動。
[0010] 該目的通過根據(jù)獨立權(quán)利要求1的特征的裝置來實現(xiàn)。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的致動光學系統(tǒng)中至少一個光學元件的裝置，其中光學元件可通過具 有接合件剛度的至少一個點關(guān)于至少一個傾斜軸線傾斜，所述裝置包含：
[0012] -將力施加在光學元件上的至少一個致動器；
[0013] _其中，致動器具有部分補償接合件剛度的致動器剛度。
[0014] 本發(fā)明尤其基于以下構(gòu)思：構(gòu)造致動器，使得關(guān)于產(chǎn)生要施加在光學元件上的致 動器力，從一開始，傾斜所需的接合件剛度包含在致動器的設(shè)計中，使得任意位置的致動器 以考慮了接合件剛度的方式精確地提供適合的致動器力。
[0015] 尤其是，本發(fā)明包括以下構(gòu)思，由于至少部分（甚至可能全部）補償效應因此實 現(xiàn)，考慮通過致動器的適合力-距離特征導致的"正"接合件剛度（其對應于"負剛度"）。 在該情況中，在此以及在下文中，具有"負剛度"的系統(tǒng)被理解為表示這樣的系統(tǒng)：在從預定 中心開始位置偏轉(zhuǎn)時，系統(tǒng)具有隨增大的偏轉(zhuǎn)增大的力，并且被引導遠離（開始）位置。因 而，具有"負剛度"的系統(tǒng)被理解為表示這樣的系統(tǒng)：隨著從預定中心開始位置偏轉(zhuǎn)增大，增 大的力作用于所述中心位置的方向上。
[0016] 本發(fā)明有意背離常規(guī)方法，其在設(shè)計例如洛倫茲發(fā)動機的致動器時，通常尋求沒 有剛度情況下的力-距離特征（致動器力例如僅依賴于線圈電流）以及盡可能在致動器設(shè) 計中避免剛度。確切地說，本發(fā)明有意在致動器設(shè)計中選擇具有負剛度（通常在避免不穩(wěn) 定性方面是不期望的）的力-距離特征。在該情況中，精確確定致動器的設(shè)計，使得負剛度 呈現(xiàn)在在為實現(xiàn)上述補償效應的目的而操作期間相關(guān)的力-距離特征的區(qū)域中，所述負剛 度用于解除依賴于電流可變的力分量。
[0017] 本發(fā)明尤其考慮以下情形：在具有可調(diào)光學元件（例如，分面反射鏡的反射鏡元 件）的構(gòu)造中，致動器不再僅抵抗慣性質(zhì)量或恒定重力，相反，結(jié)合剛度構(gòu)成要由致動器克 服的同樣重要或甚至占支配地位的負載。鑒于在第一提及情況中，例如通過致動器克服恒 定重力，必須基本上提供在整個移動范圍上最大所需致動器力，由于以有目的的方式考慮 的接合件剛度，要由根據(jù)本發(fā)明的本申請中的致動器提供的力以有目的的方式適配于致動 器或接合處的相應電流工作位置。
[0018] 根據(jù)一個實施例，致動器剛度和接合件剛度在致動器的預定工作范圍具有相反符 號。
[0019] 根據(jù)一個實施例，致動器剛度和接合件剛度在致動器的預定工作范圍在絕對值方 面彼此偏離致動器剛度的相應值的最大50%、尤其最大30%、更尤其最大10%、更尤其最 大5%、更尤其最大1%。
[0020] 根據(jù)一個實施例，致動器具有轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子具有至少一個磁體，所述定子 包括可施加有電流的線圈。特別地，在該情況中，用于真空密封的分離層可設(shè)置在轉(zhuǎn)子和定 子之間。
[0021] 根據(jù)一個實施例，所述裝置具有用于光學元件的平行導軌，所述平行導軌可例如 由兩個片彈簧元件構(gòu)造。優(yōu)選地，所述平行導軌設(shè)計為使得其將作用于轉(zhuǎn)子和定子之間的 力轉(zhuǎn)化為平行于致動器驅(qū)動方向的力分量，使得所述力分量至少部分補償接合件剛度。因 此，在該構(gòu)造中，作用在轉(zhuǎn)子（或提供在轉(zhuǎn)子上的磁體）與定子（或與其關(guān)聯(lián)的軟鐵芯）的 原則上寄生的引力作用可以有目的的方式被使用，并且可轉(zhuǎn)化為剪切方向或定子移動方向 上的附加力，從而附加促成致動器的負剛度，以及因此克服接合件剛度。
[0022] 根據(jù)一個實施例，光學元件關(guān)于兩個傾斜軸線傾斜，尤其關(guān)于兩個相互垂直的傾 斜軸線傾斜。在該情況中，通過本發(fā)明實現(xiàn)的效應尤其有利地顯現(xiàn)，例如關(guān)于有效使用在有 限程度上可用的結(jié)構(gòu)空間和避免干擾能耗。然而，本發(fā)明不限于兩個或更多自由度上的驅(qū) 動，而是還包含用于在僅一個自由度上驅(qū)動的布置。
[0023] 根據(jù)一個實施例，光學系統(tǒng)具有多個光學元件，其中所述元件的每一個在各情況 中分配至少一個這種致動器。尤其是，每個光學元件可分配兩個致動器，以設(shè)置彼此獨立的 兩個自由度。在該情況中，所述光學元件可是尤其彼此獨立地可調(diào)節(jié)。在這種具有可致動 的（尤其是彼此獨立的）多個光學元件的相對密集布置的應用中，關(guān)于有效使用在有限程 度上可用的結(jié)構(gòu)空間和避免干擾能耗，可尤其有利地使用本發(fā)明。
[0024] 根據(jù)一個實施例，分配給光學元件的致動器布置在至少兩個、尤其至少三個不同 平面中。
[0025] 根據(jù)一個實施例，光學系統(tǒng)是分面反射鏡，尤其是場分面反射鏡。
[0026] 在另一實施例中，根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)生負剛度的構(gòu)思還可用于無源裝置（其本身不 將有源可調(diào)整力施加在光學元件上），而是僅無源地用于例如支撐另一裝置（例如，音圈電 動機），從而能夠關(guān)于要產(chǎn)生的有源可調(diào)整力將后者設(shè)計地更弱。因此，本申請應被認為還 包含其中一方面用于補償接合件剛度的負剛度的產(chǎn)生，以及另一方面有源可調(diào)整力至光學 元件上的施加功能上彼此分離或以分離裝置實現(xiàn)的布置。
[0027] 本發(fā)明還涉及包含根據(jù)本發(fā)明的投射曝光設(shè)備。投射曝光設(shè)備可尤其設(shè)計為用于 以EUV操作。
[0028] 可從說明書和從屬權(quán)利要求獲知本發(fā)明的另外的構(gòu)造。
[0029] 下面基于附圖所示示例實施例更詳細說明本發(fā)明。
【附圖說明】
[0030] 附圖中：
[0031] 圖1至3顯示用于闡明根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思的示意圖；
[0032] 圖4-5顯示用于闡明可用于根據(jù)本發(fā)明的布置的平行導軌的構(gòu)造和功能的示意 圖；
[0033] 圖6-11顯示用于闡明本發(fā)明的其它實施例的示意圖；
[0034] 圖12顯示設(shè)計用于以EUV操作的微光刻投射曝光設(shè)備的示意圖；
【具體實施方式】
[0035] 圖1首先顯示用于闡明構(gòu)成本發(fā)明的基礎(chǔ)的構(gòu)思的基本示意圖。
[0036] 根據(jù)圖1，通過致動器，可將可控力施加至分面反射鏡的反射鏡分面101形式的光 學元件。反射鏡分面101經(jīng)由接合件102連接至框架或支撐框100,其中，接合件102基于 (局部）傳感器105的位置確定通過轉(zhuǎn)子103驅(qū)動，并將轉(zhuǎn)子103的線性移動轉(zhuǎn)變?yōu)榉瓷溏R 分面101的旋轉(zhuǎn)運動。"110"指示用于測量反射鏡分面101的位置的全局位置傳感器。F t 指示接合件102作用在轉(zhuǎn)子103上的力。Fjg示通過致動器104經(jīng)由轉(zhuǎn)子103施加在反射 鏡分面101上的力。
[0037] 圖2a、2b示意性地顯示根據(jù)本發(fā)明的異極發(fā)動機形式的致動器104的實施例。在 該情況中，執(zhí)行線性運動且設(shè)置有在其外部區(qū)域以限定幾何形狀安裝的磁體106、107、108 的轉(zhuǎn)子103示為在軟鐵芯111旁邊，在軟鐵芯111周圍纏繞線圈112,其上可施加有電流。 線圈112和軟鐵芯111形成與轉(zhuǎn)子103形成在一起的發(fā)動機的定子109。在該情況中，靜 態(tài)磁場（示于圖2b中）通過將電流應用于線圈112 (在圖2中省略）而以有目的的方式受 影響，其中產(chǎn)生的力依賴于電線圈電流的二次方。由致動器104全部產(chǎn)生的最初力產(chǎn)生作 為通過電線圈電流而可變地可調(diào)的力分量與由磁體106-108關(guān)于線圈112的相對位置導致 (即，由發(fā)動機103和定子109的相對位置導致）的"無源"（即，不再針對