[发明专利]重力补偿装置

说明书

本发明涉及一种重力补偿装置(1)，其包括定子(3)和平移器(2)。平移器(2)可以沿着移动轴线(A)相对于定子(3)是可移动的。平移器(2)包括具有轴向磁化的第一永磁体布置(10)。定子(3)包括径向围绕第一永磁体布置(10)的第二永磁体布置(11)。定子(3)还包括第三永磁体布置(12)，该第三永磁体布置在第一永磁体布置(10)下方共轴布置且具有轴向磁化，该轴向磁化与第一永磁体布置(10)的轴向磁化相反地取向。此外，定子(3)包括磁性体布置(13)，其在所述第一永磁体布置(10)上方共轴布置。第一永磁体布置(10)、第二永磁体布置(11)、第三永磁体布置(12)和磁性体布置(13)形成磁性单元(14)且通过彼此相互作用产生补偿力(Fsubgt;M/subgt;)，该补偿力抵消作用于平移器(2)上重力(Fsubgt;G/subgt;)。

本申请要求德国专利申请DE 10 2017 212 773.2的优先权，其内容通过引用全部并入本文中。

技术领域

本发明涉及重力补偿装置，其包括定子和平移器。

此外，本发明涉及半导体光刻的投射曝光设备，其包括包含辐射源的照明系统和包含至少一个光学元件的光学单元。

背景技术

在半导体光刻的投射曝光设备中，通常使用大量致动器，例如柱塞线圈致动器，以便机械上影响、操纵和/或变形部件，特别是投射曝光设备的照明系统中的光学元件，以便例如控制辐射源的光束路径。

WO 2005/026801 A2公开了通过以多个自由度致动洛伦兹致动器的形式的设施，使用可驱动移动轴线，来调整EUV投射曝光设备的光学元件，诸如反射镜。可以出于该目的使用柱塞线圈致动器，其中可线性移动的致动元件(平移器)可以通过与围绕平移器的静态安装线圈电磁相互作用来移动。在这种情况下，平移器经由引导件连接到向其传输移动的光学元件。

如果用于调整光学元件的致动器和光学元件本身尽可能与重力解耦，则是有利的。优选地，致动器将光学元件调整到无重力或明显不受力的状态。为此，通常使用基于永磁体(“磁性地心引力补偿器”)的所谓的重力或地心引力补偿装置，其承受光学元件的重力(至少大部分重力)。结果，简化了所述光学元件由所述致动器的致动，并且需要输入到致动器中的较低能量。这继而对投射曝光设备的整体行为产生积极影响，因为例如没有将由致动器的高能量消耗而引起的附加热负载引入到装置中。

例如，DE 10 2011 088 735 A1描述这样的重力补偿装置，并且它包括耦接到支撑臂的外壳、和相对于外壳可移动和耦接到反射镜的保持元件。作为示例，两个环形磁体布置在可移动保持元件上；与在外壳上固定布置且径向围绕两个环形磁体的环形磁体一起，所述两个环形磁体生成抵消反射镜的重力的补偿力。外壳上布置的环形磁体具有径向磁化。因此，由组合的环形磁体生成的补偿力可以抵消光学部件(更特别地投射曝光设备的光学装置)的重力，或在大小方面实质上对应于重力。

由于先进的半导体电路的微型化，同样提高了对投射曝光设备的分辨率和准确度的需求。在照明系统中机械控制光学元件的致动器上、在所需传感器系统上和在控制电子件上提出对应的高需求。

当在这种情况下使用重力补偿装置时特别有问题的是，其磁路生成相对较大杂散场，导致与其他部件发生不利的电磁串扰。作为示例，在投射曝光设备中存在的软磁性部件(例如铁部件)可以修改重力补偿装置的行为。另外，采用的传感器可以复杂的方式受生成的杂散场影响。特别地，以寄生方式引起的效应或杂散场由于对重力补偿装置的功率甚至更高的需求而变得更加显著，其由诸如反射镜的较大且较重的光学元件引起。

从实际中已知由软磁性屏蔽件使杂散场最小化。然而，这在重力补偿装置、或重力补偿装置的响应行为中同时生成不利的迟滞效应，和/或损害与其组合的致动器。

另外，从实际中已知通过使用其他永磁体减少杂散场。然而，从制造的观点看，为此已知的解决方案是复杂的，且需要大量附加的永磁体以便实现足够良好的屏蔽。因此，例如已经增加三倍的多个永磁体变得必要，因此系统的复杂度显著增加。