磁體106-108的 指定位置而可變）力分量的和。
[0038] 如圖3a、3b所示，如圖2a、2b所示的根據(jù)本發(fā)明的布置的力-距離特征原則上與 所謂的音圈發(fā)動機或混合發(fā)動機的不同。在該情況中，圖3a中的底部曲線圖顯示音圈發(fā)動 機的力-距離特征的示例性輪廓，其中，z坐標在此以及下文中指示在致動器驅(qū)動方向上的 距離坐標。圖3a中的中間曲線圖（與圖3b中的中間曲線圖一樣）在各情況中顯示針對包 含致動器和接合件的總系統(tǒng)所產(chǎn)生的力-距離特征，其中，圖3a和圖3b中的相應(yīng)頂部曲線 圖顯示接合件或彈簧元件102的力-距離特征和產(chǎn)生的正剛度。
[0039] 雖然根據(jù)圖3a(底部曲線圖）的音圈致動器的力-距離特征建立恒定輪廓，使得 致動器力僅依賴于電線圈電流，但是對于根據(jù)圖2a、2b的構(gòu)造，由于磁體106-108的布置， 即使在沒有電線圈電流的情況下，仍出現(xiàn)依賴于轉(zhuǎn)子103和磁體106-108的位置的力作用， 磁體106-108相對于由線圈112包圍的鐵芯111位于鐵芯上。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明，通過有目的地選擇尤其關(guān)于磁體106-108的布置的幾何形狀，現(xiàn)在 將該情形用于圖2a、2b的構(gòu)造，從而以有目的的方式設(shè)計致動器的力-距離特征或剛度。從 致動器104的觀點來說，如圖3b的頂部曲線圖所示，接合件102的力-距離特征所應(yīng)用的 力構(gòu)成反作用力，致動器104的部分必須用附加力抵抗該反作用力。如圖3b所示，現(xiàn)在根 據(jù)本發(fā)明，通過磁體106-108的合適布置以及通過致動器104的產(chǎn)生的負剛度（圖3b中的 底部曲線圖），正接合件剛度被部分或者甚至完全補償，使得致動器104相對于接合件102 精確呈現(xiàn)相對于力-距離特征以及用于整個系統(tǒng)的相反方向上的力增長，有效地，系統(tǒng)剛 度不再呈現(xiàn)（圖3b中的中間曲線圖）。
[0041] 換言之，致動器104理想上精確設(shè)計為使得在工作位置或在轉(zhuǎn)子103或接合件102 的全部運動范圍上，所述致動器精確施加與接合件剛度產(chǎn)生的（相反）力相反的致動器 力，使得一方面由接合件剛度導致的力，以及另一方面由致動器剛度導致的力彼此相互抵 消。因此，在一定程度上，在本發(fā)明的情況中，致動器104中，從一開始，可通過將電流應(yīng)用 于線圈112而產(chǎn)生的獨立于有源可控力的特定力分量被適當?shù)卦O(shè)計，使得最終仍要通過線 圈112 (通過其流過的電流相對較低）應(yīng)用的力分量，即，通過電流可有源可控的力分量，可 減小，并且致動器104上的負載可相應(yīng)減輕，因為致動器104最終僅必須施加致動力或相對 校正較小的錯誤定位，從而通過線圈112的相應(yīng)"能量化"在圖3b的中間曲線圖中豎直地 移動所述曲線圖中的水平力-距離特征（針對包含致動器104和接合件102的整個系統(tǒng)產(chǎn) 生）。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明，對于考慮接合件102或彈簧元件的正剛度（參考圖3b中頂部曲線 圖），選擇致動器104的負剛度（參考圖3b中的底部曲線圖），實際上理想地精確使得，根據(jù) 圖3b中的中間曲線圖，兩個剛度彼此相互補償，使得致動器104上的負載因此減輕，因為根 據(jù)線圈112上電流的應(yīng)用的最終可變的力分量的大小在尺寸上可顯著較小。線圈112中電 流的量級的減小進而導致較少的熱耗。如果，例如在簡單的數(shù)字示例中，圖3b中頂部曲線 圖中經(jīng)由接合件102要最大施加的致動器的（最初）力為6牛（N)，并且所述力的為5牛的 部分由致動器104的上述負剛度提供，全部保留下的是必需通過將電流施加至線圈112而 產(chǎn)生的1牛的部分。通過線圈112施加的力的這種節(jié)省具有更大并且因此更有利的效應(yīng)， 因為所需功率隨著所需力的平方升高。
[0043] 再次參考圖2a，因此，致動器104設(shè)計為使得在沒有電流施加在線圈112上的情況 下，以及因此僅基于定子109和轉(zhuǎn)子103之間的相對位置，力相反地作用于通過接合件剛度 102產(chǎn)生的反作用力。在該情況中，圖2a所示的位置對應(yīng)于不穩(wěn)定位置，圖2b所示的位置 對應(yīng)于定子109或與其關(guān)聯(lián)的軟鐵芯111的相對于轉(zhuǎn)子103或其上布置的磁體106-108的 穩(wěn)定位置。因而，圖2a中的（最初）位置實施為不穩(wěn)定位置，定子109在相對于所描繪的 坐標系統(tǒng)的正z方向朝著該不穩(wěn)定位置移動。
[0044] 在根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造中，由于根據(jù)本發(fā)明的致動器104的無源部分（形式為轉(zhuǎn)子 103上設(shè)置的磁體106-108)的設(shè)計，致動器104的通過施加電流值線圈112而有源可變的 部分優(yōu)選僅"看見"剛度補償系統(tǒng)（或僅具有非常低剛度的系統(tǒng)），使得要施加的可變致動 器力也僅僅非常低。因此，為了致動光學元件，致動器104僅必須驅(qū)動相應(yīng)慣性質(zhì)量，不再 看見剛度或看見至少僅相對低的剛度。結(jié)果，施加至線圈112所需的電流以及相應(yīng)的熱輸 出或與其關(guān)聯(lián)的廢熱因此減少。
[0045] 由于根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造，例如在力-距離特征上的相應(yīng)點周圍的力-距離特征 (例如，關(guān)于最大力F或最大距離z)的位于右手部分的圖3b中的頂部曲線圖中，例如，整個 (正和負）力范圍無需高達最大力（其關(guān)于非常有限的結(jié)構(gòu)空間以及關(guān)于非期望熱負載是 不利的），在力-距離特征周圍提供的相對小范圍的力值已足夠。
[0046] 如下文關(guān)于圖4、5所述，布置可具有導軌，尤其是平行導軌420,用于轉(zhuǎn)子103。所 述平行導軌420例如可通過兩個片彈簧421、422來實現(xiàn)。結(jié)果，原則上寄生的引（標準的） 力F attr作用在設(shè)置在轉(zhuǎn)子103上的磁體106-108與軟鐵芯111之間，由于所述引力F _通 過導軌轉(zhuǎn)化為在轉(zhuǎn)子103的移動方向或剪切方向（對應(yīng)于所描繪坐標系統(tǒng)中的z方向）上 的附加力，可以有目的的方式使用所述引力F att,。在該情況中，取決于致動器104的設(shè)計， (作用于所描繪坐標系統(tǒng)中的x方向的）引力Fattr通?？晒灿嬜饔糜趜方向上的剪切力的 幾倍（例如，十倍）。
[0047] 參考圖5,以下關(guān)系適用于此：
[0048]
【主權(quán)項】
1. 用于致動光學系統(tǒng)中的至少一個光學元件的裝置，其中，所述光學元件（101)通過 具有接合件剛度的至少一個接合件（102)能夠關(guān)于至少一個傾斜軸線傾斜，所述裝置包 含： ?至少一個致動器（104)，用于對所述光學元件（101)施加力； ?其中，所述致動器（104)具有至少部分地補償所述接合件剛度的致動器剛度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述致動器剛度和所述接合件剛度在所 述致動器（104)的預定工作范圍內(nèi)具有彼此相反符號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，在所述致動器（104)的預定工作范圍內(nèi)， 所述致動器剛度和所述接合件剛度在絕對值方面彼此偏離所述致動器剛度的相應(yīng)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%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于，所述致動器（104)具有轉(zhuǎn) 子（103,603)和定子（109,609)，所述轉(zhuǎn)子具有至少一個磁體（106-108)，所述定子包括可 施加有電流的線圈（112,612)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，用于真空密封的分離層設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子 (603)和所述定子（609)之間。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有用于所述光學 元件（101)的平行導軌（420)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述平行導軌（420)將作用在所述轉(zhuǎn)子 (103,603)和所述定子（109,609)之間的力轉(zhuǎn)化為平行于所述致動器（104)的驅(qū)動方向的 力分量，使得所述力分量至少部分地補償所述接合件剛度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述平行導軌（420)由兩個片彈簧元 件（421，422)構(gòu)造。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述光學元件（101)能夠關(guān) 于至少兩個傾斜軸線、尤其關(guān)于兩個相互垂直的傾斜軸線傾斜。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述光學系統(tǒng)具有多個光學 元件，其中，所述元件中的每一個分別分配至少一個這種致動器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述光學元件能夠彼此獨立地進行調(diào) T。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的裝置，其特征在于，分配給所述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。
13. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述光學元件是分面反射鏡 (6, 7)、尤其是場分面反射鏡（6)。
14. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述光學系統(tǒng)是微光刻投射 曝光設(shè)備的光學系統(tǒng)。
15. 包含根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的裝置的投射曝光設(shè)備。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的投射曝光設(shè)備，其特征在于，所述投射曝光設(shè)備設(shè)計用于 以小于30nm、尤其小于15nm的工作波長工作。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于致動光學系統(tǒng)、尤其是投射曝光設(shè)備的光學系統(tǒng)中的光學元件的裝置，其中，所述光學元件(101)通過具有接合件剛度的至少一個接合件(102)能夠關(guān)于至少一個傾斜軸線傾斜，所述裝置包含用于對所述光學元件(101)施加力的至少一個致動器(104)，其中，所述致動器(104)具有致動器剛度，其至少部分地補償所述接合件剛度。
【IPC分類】G02B7-18, G03F7-20, G02B7-182
【公開號】CN104781715
【申請?zhí)枴緾N201380058502
【發(fā)明人】M.豪夫, A.沃格勒
【申請人】卡爾蔡司Smt有限責任公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2013年11月7日
【公告號】DE102012221831A1, EP2926185A1, US20150198892, WO2014082830A1