CN103547967B - 用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置。按照本发明的一方面，一种用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置具有：至少两个致动器（620，630，720，730，820，830），其经由机械耦合（621，631，721，731，821，831）分别耦合至所述元件（610，710，810）并且在至少一个自由度上分别在所述元件上施加能够被调节的力；其中，对于这些致动器中的每一个致动器，属于相应致动器的致动器质量与所述致动器关联的所述机械耦合形成用作低通滤波器的质量‑弹簧系统；以及其中，这些质量‑弹簧系统的固有频率彼此具有等于这些固有频率中的最大固有频率的10％的最大偏差。

Description

用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置
相关申请的交叉引用
此申请要求均于2011年4月21日提交的德国专利申请DE102011007917.3和US61/477740的优先权益。于此通过引用并入了这些申请的内容。
技术领域
本申请涉及用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置。
背景技术
微光刻法用于产生诸如例如集成电路或LCD的微结构部件。以所谓的投影曝光设备执行微光刻过程，该投影曝光设备具有照明器件和投影透镜。在此情况下借助于投影透镜将借助于照明器件照明的掩膜（＝分划板）的图像投影到涂覆有光敏层（光刻胶）并布置在投影透镜的像平面中的基底（例如，硅晶片）上，以将掩膜结构转移至基底的光敏涂层上。
在设计为用于EUV（即用于波长小于15nm的电磁辐射）的投影曝光设备中，归因于不存在透光材料，镜子用作用于成像过程的光学部件。能够将所述镜子固定在承载框架上并且配置为使得它们是至少部分能够操纵的，以使得能够以例如六个自由度（即关于三个空间方向x、y和z上的移位，以及关于Rx、Ry和Rz绕对应轴的旋转）移动各个镜子，作为其结果，补偿例如在投影曝光设备的操作期间发生的光学性质的改变是可能的，该改变例如是由于热影响造成的。
在EUV系统的操作期间，例如在抑制各个元件上的寄生力时或在考虑并抑制系统激发的振动时，动态方面变得日益重要。为此目的，除其它因素外，起作用的因素是，对于增加的镜子尺度和支撑及测量结构的尺度，机械结构的固有频谱总是进一步向较低频率移动，该尺度随数值孔径增大。结果，就系统性能以及就不再能够以稳定方式或仅能够以低控制质量操作活动位置调节的事实来说，发生的振动导致增加的问题。
现有技术已经公开了用于抑制或抑止（damp）不想要的振动的各种途径。为此目的，以范例方式参照WO2006/084657A1、WO2007/006577A1、DE102008041310A1、DE102009005954A1以及US4123675。
发明内容
本发明的目的是使得用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置可用，其容许以较高控制质量调节元件的位置。
此目的按照独立专利权利要求的特征实现。
根据一方面，本发明涉及一种微光刻投影曝光设备中的控制环，包括：
-至少一个位置传感器，用于生成特征是所述投影曝光设备中的元件的位置的传感器信号；
-至少一个致动器；以及
-闭环控制器，其基于来自所述位置传感器的所述传感器信号来调节由所述致动器施加于所述元件上的力；
-其中，为了稳定所述控制响应，在所述控制环中存在至少一个低通滤波器。
本发明首先基于在包含用于对元件进行致动的装置的控制环中布置低通滤波器的概念，该元件更特别地是镜子，并且在这样做时，在通过合适地调整在系统中发生的共振和滤波频率来调节元件的位置或镜子位置时确保充分的稳定性。
虽然下文假定镜子作为该元件并且也假定投影曝光设备设计为用于EUV，但是本发明不限于此。从而，也能够结合其它（更特别地光学）元件（诸如例如透镜）和/或在设计为用于DUV（即，小于200nm，更特别地小于160nm的波长）的投影曝光设备中实施本发明。
控制环中低通滤波器的根据本发明的使用在该低通滤波器伴随有相位分布的改变，更特别地控制环的相位容限的减小的程度上不是易于明显的；这能够从图5a-b最好地识别。图5a-b中的示例示出了作用力抑制的范例传递函数（图5a）和对应的相位响应（图5b），在用于两个不同Q因子的曲线的基础上例示该滤波器的阻尼的效果。
原理上，二阶滤波器中的致动器力的抑制取决于激发频率与滤波频率之间的相对间隔；能够在图5a中识别这个。滤波频率以下的频率范围中的激发未受到抑制。在滤波频率以上，致动器力总是更受抑制，具有-40dB/十年的增大。随着阻尼增大，在滤波频率附近发生的共振锐度减小到刚度或质量（mass）线以下。Q因子描述共振峰的大小，图5a示例相对弱的阻尼（大的共振峰，Q＝250）和相对强的阻尼（小的共振峰Q＝0.7）的分布。如果通过机械构件来实施滤波器，则滤波频率fF在此情况下由下式给出，
f F = 1 2 π k m - - - ( 1 )
其中，k标记形成机械滤波器的弹簧-质量系统的弹簧常数，且m标记机械滤波器的滤波质量。
按照图5b，在无抑止或弱抑止共振的情况下，在滤波频率附近从输出至输入信号存在180°的相位移动（对应于符号的改变）。在较强阻尼的情况下（依次对应于图5b中的Q＝0.7的虚曲线），存在从0°的相位（即“相位输入和输出信号”）至180°的相位的基本上较平和的过渡，并且从而对于共振频率以下的频率已经存在显著的相位移动，其结果是控制环的所需的反应不再充分地足够迅速。其上冲是，就上述相位分布来说，控制环中的具有相对强的阻尼的低通滤波器本身是不期望的。
从这些想法继续，本发明现在基于低通滤波器能够用于包含用于对元件或镜子进行致动的装置的控制环中的进一步的发现，该低通滤波器具有相对弱的阻尼（即，与常规电子滤波器相比，常规电子滤波器能够例如具有0.7的Q因子），对应于5或更大的相对大的Q因子。如以下仍然将参照图更详细地解释的，作为使用具有相对弱的阻尼的该低通滤波器的结果，在滤波频率附近故意接受将通过使用具有基本上较低的Q因子或较强的阻尼的低通滤波器来抑制的显著共振。
然而，本发明已经发现滤波频率附近的此附加共振能够构造为使得控制环仍然是稳定的并且呈现想要的控制质量。换句话说，在其以目标方式合适地构造的程度上，滤波频率附近的附加共振不引起性能的退化，并且所以共振不引起控制环中的不稳定。结果，低通滤波器从而能够继续抑制该元件或镜子的共振频率，同时避免上述不想要的相位损失的效果—与使用具有强阻尼或低Q因子的低通滤波器的情况不同。
该元件或镜子的共振频率，即元件体或镜子体的柔性本征模式在镜子控制环的传递函数中作为弱抑止的共振尖峰是总体可见的。它们限制了闭环控制的可实现的带宽，即控制质量（仍然将在以下对于没有滤波器的情况的图2中看到的）。
低通滤波器的滤波频率优选地小于镜子的最小固有频率的值的95％，特别地小于80％，更特别地小于60％。
此实施例是有利的，因为如已经在图5a的基础上解释的，借助于滤波器抑制镜子的具体共振频率的效率增高，则滤波器的滤波频率（即，在机械滤波器的情况下质量-弹簧系统的固有频率）越低。同时，根据本发明，滤波频率未设定为任意地低，使得保持控制环的稳定性。因此，滤波频率应当优选地在带宽以上至少4-5的因子。在端效应中，此情况中的带宽确定定位该元件或镜子时的控制质量和抑制外部干扰（例如，作为晶片台等的移动的结果）的能力。
低通滤波器能够具体化为电子滤波器，并且能够更特别地具有所述闭环控制器、所述位置传感器或所述致动器中的至少一个电或电子电路。
在另外的实施例中低通滤波器具体化为机械滤波器。
首先，由质量-弹簧系统形成的机械滤波器固有地具有相对弱的阻尼或高的Q因子，如在本发明的范围内所寻求的。
此外，实施作为质量-弹簧系统的形式的机械滤波器的低通滤波器现在具有附加的优点，即机械滤波器能够实施为使得其包括属于致动器的致动器质量，例如，如果致动器具体化为音圈马达或洛伦兹致动器，则此致动器的磁体的质量于是与致动器质量至镜子的机械耦合一起已经形成了质量-弹簧系统并且因此相关的机械滤波器。在该实施例中，相关致动器部件的质量不再通过伴随有变形的粘结技术等联接至镜子，或借助于用于解耦该变形的弹性连接联接至所述镜子，而是其通过形成低通滤波器的质量-弹簧系统的弹簧以目标方式从该镜子解耦。
通过将致动器质量经由弹簧耦合至镜子引起的此致动器质量与镜子的此解耦现在导致镜子的共振频率的增大，如以下将参照图更详细地解释的，这能够追溯到磁体质量的忽略和伴随这个的有效振动质量的减小，与例如实施为电子滤波器的具有相同阻尼的低通滤波器相比，滤波器的滤波频率保持不变。
总的来说，这再次增大了低通滤波器的效率，因为（如已经在图5a的基础上解释的），低通滤波器的抑制随待抑制的频率的值的增大或待抑制的频率与滤波频率的间隔的增大而增大。
在本发明的实施例中，机械滤波器能够包括位置传感器、属于致动器的致动器质量、或致动器质量至镜子的机械耦合。此外，致动器质量至该元件或镜子的机械耦合能够具有别针。此外，在本发明的实施例中，相对于致动器的驱动轴在轴向方向上的机械耦合的刚度与横向方向上的刚度的比率至少为100。为此目的，别针能够更特别地设置有两个弯曲（flexure）方位（bearing）。
在实施例中，通过闭环控制控制的每一个致动器具有其自己的至该元件或镜子的机械耦合，没有另外的致动器耦合到所述机械耦合上。此实施例的优点是，能够对与相应的致动器关联的（并且例如结合别针具体化的）质量-弹簧系统的固有频率独立地确定大小，并且所以更特别地，能够将所有固有频率调整至相同值。
根据本发明的另外的方面，一种用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置，具有
-至少两个致动器，其经由机械耦合分别耦合至所述元件，并且分别在至少一个自由度上在所述元件上施加能够被调节的力；
-其中，对于这些致动器中的每一个致动器，属于相应致动器的致动器质量与所述致动器关联的所述机械耦合形成用作低通滤波器的质量-弹簧系统；以及
-其中，这些质量-弹簧系统的固有频率彼此具有等于这些固有频率中的
最大固有频率的10％的最大偏差。
此途径处理如果不是仅一个，而是若干不同滤波频率（对于致动器的不同驱动轴）存在于装置中的环境，在需要的时候，可能必需在具体轴上执行带宽的调整或减小，使得不再实现期望的控制质量。在滤波器效果与控制质量之间的最佳可能的折衷的意义内，如果滤波频率尽可能地位于一起，则其因此是有利的。通过将滤波频率调谐到基本上相同的值，结果使得致动器中的元件或镜子位置的更稳定的闭环控制成为可能，同时考虑系统中发生的频率。
两个致动器优选地具有相互垂直的驱动轴。该装置是有利的，因为能够排除致动器相对于彼此的淬灭效应和伴随有该淬灭效应的闭环控制器的不稳定性。
两个致动器能够更特别地形成双脚架。
根据一个实施例，形成低通滤波器的质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件或镜子的最小固有频率的值的95％，特别地小于80％，更特别地小于60％。
这依次基于借助于滤波器来抑制具体共振频率的效率增大，则滤波器的滤波频率（即机械滤波器的情况下质量-弹簧系统的固有频率）越低的想法。
此实施例是有利的，如果存在若干低通滤波器，则独立于以上描述的滤波频率的最佳可能的对应。
根据另外的方面，本发明因此涉及一种用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置，具有：
-至少一个致动器，其经由机械耦合耦合至所述元件，并且在至少一个自由度上在所述元件上施加能够被调节的力；
-其中，属于所述致动器的致动器质量与所述致动器关联的所述机械耦合形成用作低通滤波器的质量-弹簧系统；以及
-其中，所述质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件的最小固有频率的值的95％。
在此情况下，低通滤波器的质量-弹簧系统的固有频率优选地也小于所述元件或镜子的最小固有频率的值的80％，特别地小于70％，更特别地小于60％并且更特别地小于50％。
根据本发明使用的低通滤波器能够替代地或附加地也由存在于控制环中的传感器系统来形成（或也与其一起形成），此传感器系统包括弹性弹簧元件。
按照另外的方面，本发明因此涉及一种用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置，具有：
-用于在至少两个自由度上确定所述元件的位置和/或方位的至少一个传感器元件，所述传感器元件经由机械耦合耦合至所述元件或参考结构；
-其中，对于所述至少两个自由度，所述传感器元件分别与所述机械耦合形成用作低通滤波器的质量-弹簧系统，并且
-其中，这些质量-弹簧系统的固有频率彼此具有等于这些固有频率中的最大固有频率的10％的最大偏差。
根据此方面，本发明自根据本发明的低通滤波器原理上能够安装在控制环中的任何地方（如以下将参照图更详细地解释的），即也在包含于控制环中的位置传感器的部位处，的想法继续。通过范例，该位置传感器能够具有应用于该元件或镜子的标尺或目标，该标尺或目标能够由传感头读出并且能够组装于合适的弹簧系统上，并且能够以弹簧频率振动，其结果是能够类似地实施机械滤波器。作为较小传感器选通质量m的结果，传感器连接的刚度k也能够较小，这对于实施相应的自由度所需的滤波频率是所需的。
根据另外的方面，本发明涉及一种用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置，具有：
-用于在至少一个自由度上确定所述元件的位置和/或方位的至少一个传感器元件，所述传感器元件经由机械耦合耦合至所述元件或参考结构；
-其中，对于所述至少一个自由度，所述传感器元件与所述机械耦合形成用作低通滤波器的质量-弹簧系统；以及
-其中，此质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件的最小固有频率的值的95％。
根据一个实施例，相应低通滤波器具有至少5，特别地至少20，更特别地至少50并且更特别地至少80的Q因子。此途径依次自以上已经描述的以下发现继续：在低频范围中的相位在低通滤波器中的太强阻尼的情况下“损失”，并且所以该元件或镜子仅以时间延迟跟随控制器输出，这最终导致控制质量的退化。
根据一个实施例，该装置具有用于分别在一个自由度上致动所述元件或镜子的六个致动器。
本发明还涉及具有上述特征的装置或控制环的微光刻投影曝光设备。
能够从说明书和从属权利要求收集本发明的另外的实施例。以下将在附图中示例的范例实施例的基础上更详细地解释本发明。
附图说明
图1示出了控制环的示意性示例，其中，能够实施本发明；
图2a-c示出了用于无低通滤波器的控制环和用于具有强阻尼的低通滤波器的开放式（open）控制环的波特图（图2a-b）与关联的尼奎斯特图（图2c）；
图3a-c示出了用于无低通滤波器的控制环和用于具有弱阻尼的低通滤波器的开放式控制环的波特图（图3a-b）与关联的尼奎斯特图（图3c）；
图4a-c示出了用于无低通滤波器的控制环和用于机械地实施的具有弱阻尼的低通滤波器的开放式控制环的波特图（图4a-b）与关联的尼奎斯特图（图4c）；
图5a-b示出了用于解释滤波器的取决于待抑止的频率相对于不同阻尼水平的滤波频率的位置的滤波效应的图示；以及
图6-9示出了用于解释本发明的各种实施例的示意性示例。
具体实施方式
图1示出了控制环，其具有EUV镜子1、用于测量镜子位置的位置传感器2以及用于设定至少一个自由度上的镜子坐标的致动器3。此外，示意性地示例了闭环控制器4，闭环控制器4的输入端供应有来自位置传感器2的信号（由Ua标记）。在闭环控制器4的输出侧上，输出用于控致动器3的信号，此控制器输出由Ue标记。
现在，理论上能够将低通滤波器安装到此控制环中的任何位置处，例如，在由按照图1的“6”标记的位置处。以下参照图2-4对低通滤波器的不同实施方式解释该低通滤波器的效果。
分别从图1开始，图2-4初始对于分别沿一个轴的闭环控制（即，镜子、位置传感器、闭环控制器以及致动器串联联接）在波特和尼奎斯特图的基础上描述开放式控制环。在按照图2a-b、3a-b和4a-b的波特图中，关于带宽对绘制于水平轴上的频率分别进行了标准化，带宽对应于开放式控制环的增益为一（对应于0dB）处的频率，即闭环控制器能够抑制噪声。在带宽以上，增益减小至小于1的值，并且所以闭环控制器不再有效。
波特图分别示例按照图1的开放式控制系统的频率响应，即输入与输出变量之间的作为频率的函数的时间移动。为了示例控制系统的稳定性，此外利用例如图2c中所示的尼奎斯特图，其中，示例了虚部lm（Ua/Ue）和实部Re（Ua/Ue）。
具体地，图2a示例了控制环的以对数刻度绘制的作为频率的函数的增益（对应于闭环控制器的输出变量Ua与输入变量Ue之间的比率），其被关于带宽标准化并且类似地以对数刻度绘制，Ua标记由位置传感器2确立的镜子的位置，并且Ue为致动器3的控制器输出。控制环的相位示例于图2b的波特图中。波特和尼奎斯特图现在能够用于确立必需如何配置开放式控制环，使得在控制环闭合时闭环控制是稳定的。
参照图2a-c，首先解释安装电子地实施的具有相对强的阻尼的低通滤波器的效果，分别通过实线示例对该低通滤波器获得的曲线。这里，图2-4中的虚线分别示例在没有低通滤波器安装在控制环中时出现并且从而用作下文中的参考曲线的波特或尼奎斯特图中的那些曲线。
图2a-b中的实线对应于图1的控制环中的具有相对低的Q因子，即具有强的阻尼，的低通滤波器的安装（例如，在闭环控制器4与致动器3之间）。这里，按照图2a-c，已经选择了具有0.7的Q因子的典型的电工技术滤波器（二阶巴特沃斯（Butterworth）滤波器）。
根据图2a，在正好带宽的10倍以上的频率处在没有低通滤波器的参考曲线中存在显著共振，在该频率处，增益上升到1（即0dB之上）以上的值。镜子通常设计为使得其最低固有频率大于1kHz。通过将致动器耦合至镜子，这些固有频率减小，这能够对控制响应具有干扰效果。
作为使用低通滤波器的结果，共振频率附近的增益减小至小于一的增益因子（对应于小于0dB的值）；能够于图2a的放大部分中识别这个。结果，避免了控制环的源自此共振的不稳定性，而与其相位不相关。
在尼奎斯特图中，图2c示出了在幅度的复平面中绘制的对应频率分布。
在图2c中，镜子的共振对应于曲线的圆部分，其中，这再一次增大，直至达到零增益。如果此曲线现在围绕尼奎斯特图中的所谓的临界点（-1，0），则预测系统呈现不稳定行为是可能的。从图2c能够看出，对于选择的低通滤波器，曲线不围绕尼奎斯特图中的点（-1，0），并且所以系统仍然呈现稳定行为。然而，能够在图2b中识别出，对应于具有强阻尼和180°值的低通滤波器的安装的曲线之间的间隔以对应于带宽的频率处减小。此间隔也称为“相位容限”。相位容限的减小对应于图2c的尼奎斯特图中距点（-1，0）的较小距离。为了恢复寻求的相位容限，现在必需降低带宽并且因此控制环的控制质量。
这里，根据以上在图5b的基础上解释的效果，按照图2a-c使用的低通滤波器的强阻尼已经不期望地引起共振频率以下的频率的显著相位移动，导致控制环中所需的反应不再充分地足够迅速的事实，这是因为在远低于带宽的频率处已经存在连续增大的相位损失。
因此，虽然在就发生镜子共振频率的有效抑制来说，寻求滤波频率的最低可能值和，为了避免太强的共振锐度，低的Q因子，但是在本发明的范围内必需考虑伴随这些需求的相位损耗，并且必需找出用于控制环的合适的折衷。
下文中，在图3a-c的基础上解释选择用于低通滤波器的较弱阻尼（即，较高Q因子）的效果。
首先，图3a-c示例用于相同参考（无滤波器）的类似于图2a-c的图，但是现在与具有显著较弱的阻尼的低通滤波器相比。在图3a-c中，此Q因子现在选择为（优选地基本上）大于5，典型地例如100的量级。虽然与图2a相比，镜子的共振频率的抑制实际上未改变，但是现在在滤波频率附近，即在镜子的共振频率以下，存在显著的共振（类似地对应于以上在图5b的基础上解释的效果）。作为该情况下显著较低的Q因子的结果，此共振受到抑制，或于图2a中将识别不出。
然而，滤波频率附近的此附加共振现在能够被配置为使得控制环仍然呈现稳定性和想要的性能。这是因为，如能够在根据图3c的尼奎斯特图中识别的，属于具有低通滤波器的控制环的曲线（由实线示例）现在，没有显著的相位损失发生，初始地沿用于没有低通滤波器的控制环的（虚）曲线延伸，大的圆（其离开图或仅能够以初步方式被识别）于是对应于滤波频率附近的共振；这未围住尼奎斯特图中的点（-1，0），并且因此系统呈现稳定性。换句话说，滤波频率附近的附加共振频率不引起问题，因为作为控制环的相位的结果，其在不引起不稳定性的频率处。
结果，继续获得镜子的共振频率的抑制，然而避免了相位损失的不想要的效果，与图2a-c的具有强阻尼或低Q因子的低通滤波器的情况不同。在端效应中，通过安装的低通滤波器，类似于图5a（作为增大的Q因子的结果），在滤波频率附近具有强共振锐度的事实，实现了避免此相位损失。相位损失的减小，或其避免，依次导致装备有低通滤波器的控制环具有减小的朝向不稳定的趋势。从而，根据本发明，实现了镜子的共振频率的抑制，而这不会损害相位容限。
能够更特别地将以上参照图2和3描述的滤波器作为电子滤波器安装到图1的控制环中，例如，在由虚线指示和由参考符号“6”标记的位置处。
然而，通过经由质量-弹簧（mass-spring）系统施加于镜子上的致动器3的力，根据本发明的滤波器也能够机械地实施为精确的。这里，属于致动器的质量（例如，音圈马达中的磁体的质量）能够用作质量并且所需的一切是致动器3与镜子之间的附加弹簧。固有地，通过该质量-弹簧系统形成的机械滤波器具有弱的阻尼或高的Q因子。
将滤波器实施为质量-弹簧系统形式的机械滤波器现在具有如下附加优点：相关致动器部件的（例如在致动器实施为音圈马达时，磁体的）质量不再借助于伴随有变形的粘结技术等联接至镜子，或通过弹性连接联接至镜子用于解耦该变形，而是通过质量-弹簧系统的弹簧以目标方式与镜子解耦。
下文中，在图4a-c的基础上解释实施作为具有弱的阻尼的机械滤波器的低通滤波器的效果。
类似于图2和3，图4a-c以图4a、b中的波特图和图4c中的尼奎斯特图形式示出了用于该机械滤波器的范例实施例的图。
通过借助于弹簧将致动器质量耦合至镜子而实现的此致动器质量与镜子的解耦，如从图4a能够看到的，导致镜子的较高共振频率（与参考曲线相比，仍然由虚线示例，类似于图2和3），这能够追溯到磁体的质量的忽略和伴随这个的有效地振动的质量的减小。按照图4a，镜子的所述共振频率在此情况下增大至对应于带宽的频率的15-20倍的量级的值。这里，与以上解释的图3的范例实施例相比，滤波器的滤波频率保持未改变。现在能够进一步提高控制环的带宽，并且因此控制质量。
对图4的范例实施例获得的尼奎斯特图，按照图4c，与图3c的尼奎斯特图的不同仅在于，由实线示例的曲线的对应于镜子的共振（对应于机械滤波器的安装）的圆部分具有显著较小的半径。因此，与图3的范例实施例相比，图4的范例实施例中的滤波器的效率再次增大了，因为（如从图5a能够看到的）滤波器的抑制随待抑制的频率的值的增大或随距滤波频率的其距离的增大而增大了。
虽然以上每一情况中描述的实施例考虑仅一个自由度上或沿一个轴的致动，但是镜子实际具有六个自由度，其中其也能够更特别地借助于六个致动器来致动，或通过能够被调节的力来加载。这里，这些致动器中的每一个致动器优选地以相同频率解耦。这现在能够通过给全部六个致动器中的每一个致动器提供独立的弹簧来实施，相应的致动器经由该弹簧联接至镜子，使得于是能够对每一个致动器独立地选择滤波频率，并且更特别地，所有滤波频率能够选择为彼此对应。
图6示意性地示出了用于具体化为音圈马达的两个致动器的该实施方式，其中，第一致动器620的驱动方向沿水平方向延伸且第二致动器630的驱动方向沿竖直方向延伸。致动器620、630与镜子之间利用的弹簧由“621”和“631”标记并且具体化为别针（pin）。这些别针中的每一个别针具有两个接头，它们由“625”和“635”标记并且确保将不沿别针的驱动轴的所有力和扭矩解耦。接头625、635能够具体化为简单的柔性别针、万向接头或另外具体化为具有附加倾斜接头的平行弹簧接头。此外，接头625、635能够分别以单片方式形成于别针上或单独制造和组装于别针上。在另外的实施例中，接头625、635也能够整个或部分地移位到相应相邻的组件中。
作为另一运动学实施方式，图7示意性地示出了其中通过使用合适的导向装置，省却了致动器720和/或730上的接头的实施例。这里，导向装置具体化为使得绕垂直于驱动方向的轴的倾斜不被阻碍或阻挡。
能够通过预张力（纵向方向上的压应力）来实现接头的倾斜或柔性刚度的减小。
在图8中示意性地示例的另外的实施例中，将重量补偿器件集成到一个致动器中也是可能的，其结果是能够将致动器的所需的驱动功率保持相对低。为此目的，将重量补偿器件集成到图8中的致动器830中。
在另外的实施例中，按照本发明利用的低通滤波器也能够（替代或附加地）由存在于控制环中的传感器系统形成（或能够与其一起形成），此传感器系统包括弹性弹簧元件。
该装置示意性地示例于图9a中。在范例实施例中，传感器目标或标尺（scale）920经由合适的弹簧系统组装于镜子910上，并且其能够由传感头930读出，传感头输出特征为镜子位置的适当的传感器信号931。作为镜子910上的传感器目标或传感器标尺920的弹性连接的结果，类似地实现机械滤波器。就此机械滤波器的优选实施例来说，参照以上结合特别是图4和5的解释。
图9b在示意性示例中示出了机械滤波器的对应可能的实施方式，传感器标尺920联接至若干横向易变形（yielding）元件（此范例中为四个），例如以柔性臂922的形式，之上的镜子910，使得传感器标尺920能够相对于镜子910振动。易变形元件或柔性臂922现在就它们的位置和刚度来说设计为使得在绘制的坐标系中的x和y方向上发生的振动的共振频率相对应。另外，对于自由度Rz，即绕z轴的旋转，的共振频率也能够构造为与前述共振频率对应，使得结果柔性臂922在它们的三个横向自由度（x，y，Rz）上，即位于测量方向的平面中的自由度上，以几乎相同的固有频率解耦。结果，确保在镜子910的所有偏转位置对信号进行滤波是可能的。
虽然也已经在特殊实施例的基础上描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说，各种变形和替代实施例也是可得到的，例如通过组合和/或替换独立实施例的特征。相应地，本领域技术人员理解，该变形和替代实施例也包括在本发明中，并且本发明的范围仅限制于所附专利权利要求及其等同物的意义内。

Claims (52)

1.一种用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置，具有：
●至少两个致动器(620，630，720，730，820，830)，其经由机械耦合(621，631，721，731，821，831)分别耦合至所述元件(610，710，810)，并且在至少一个自由度上分别在所述元件(610，710，810)上施加能够被调节的力；
●其中，对于这些致动器(620，630，720，730，820，830)中的每一个致动器，属于相应致动器的致动器质量与所述致动器关联的所述机械耦合形成用作低通滤波器的质量-弹簧系统；以及
●其中，这些质量-弹簧系统的固有频率彼此具有等于这些固有频率中的最大固有频率的10％的最大偏差。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，这两个致动器(620，630，720，730，820，830)具有相互垂直的驱动轴。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，这两个致动器(620，630，720，730，820，830)形成双脚架。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，这些质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件(610，710，810)的最小固有频率的值的95％。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，这些质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件(610，710，810)的最小固有频率的值的80％。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，这些质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件(610，710，810)的最小固有频率的值的60％。
7.一种用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置，具有：
●至少一个致动器(620，630，720，730，820，830)，其经由机械耦合(621，631，721，731，821，831)耦合至所述元件，并且在至少一个自由度上在所述元件(610，710，810)上施加能够被调节的力；
●其中，属于所述致动器(620，630，720，730，820，830)的致动器质量与所述机械耦合(621，631，721，731，821，831)形成用作低通滤波器的质量-弹簧系统；以及
●其中，所述质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件(610，710，810)的最小固有频率的值的95％。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件(610，710，810)的最小固有频率的值的80％。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件(610，710，810)的最小固有频率的值的60％。
10.根据权利要求7、8或9所述的装置，其特征在于，所述装置还具有用于在至少一个自由度上确定所述元件的位置和/或方位的至少一个传感器元件，所述传感器元件经由机械耦合耦合至所述元件或参考结构，并且所述传感器元件与此机械耦合形成用作低通滤波器的质量-弹簧系统。
11.一种用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置，具有：
●用于在至少两个自由度上确定所述元件的位置和/或方位的至少一个传感器元件，所述传感器元件经由机械耦合耦合至所述元件或参考结构；
●其中，对于所述至少两个自由度，所述传感器元件分别与所述机械耦合形成用作低通滤波器的质量-弹簧系统，并且其中，这些质量-弹簧系统的固有频率彼此具有等于这些固有频率中的最大固有频率的10％的最大偏差。
12.一种用于致动微光刻投影曝光设备中的元件的装置，具有：
●用于在至少一个自由度上确定所述元件的位置和/或方位的至少一个传感器元件，所述传感器元件经由机械耦合耦合至所述元件或参考结构；
●其中，所述传感器元件与此机械耦合形成用作低通滤波器的质量-弹簧系统；以及
●其中，此质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件的最小固有频率的值的95％。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件的最小固有频率的值的80％。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述质量-弹簧系统的固有频率小于所述元件的最小固有频率的值的60％。
15.根据权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于，相应低通滤波器具有至少5的Q因子。
16.根据权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于，相应低通滤波器具有至少20的Q因子。
17.根据权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于，相应低通滤波器具有至少50的Q因子。
18.根据权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于，相应低通滤波器具有至少80的Q因子。
19.根据权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于，所述装置具有控制带宽小于1kHz的闭环控制器，其基于指示所述元件的位置的传感器信号来调节由至少一个致动器施加于所述元件上的力。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述低通滤波器具有在所述闭环控制器的所述控制带宽的2倍至15倍的范围中的滤波频率。
21.根据权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于，所述低通滤波器具有在100Hz至5kHz的范围中的滤波频率。
22.根据权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于，所述元件(610，710，810)具有在500g至50kg的范围中的质量。
23.根据权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于，所述元件(610，710，810)具有在5kg至50kg的范围中的质量。
24.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述至少一个致动器(620，630，720，730，820，830)具有在20g至500g的范围中的质量。
25.根据权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于，所述机械耦合具有别针。
26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，此别针具有至少一个弯曲方位。
27.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，此别针具有两个弯曲方位。
28.根据权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于，至少一个致动器(620，630，720，730，820，830)是洛伦兹致动器。
29.根据权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于，所述装置具有用于在六个自由度上致动所述元件(610，710，810)的六个致动器(620，630，720，730，820，830)，其中所述六个致动器中的每一个致动器在所述六个自由度中的一个自由度上致动所述元件。
30.根据权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于，所述元件(610，710，810)是镜子。
31.根据权利要求12、13或14所述的装置，其特征在于，所述元件(610，710，810)是设计为用于EUV的微光刻投影曝光设备中的元件。
32.一种微光刻投影曝光设备中的控制环，包括：
●至少一个位置传感器(2)，用于生成指示所述投影曝光设备中的元件的位置的传感器信号(Ua)；
●至少一个致动器(3)；以及
●闭环控制器(4)，其基于来自所述位置传感器(2)的所述传感器信号(Ua)来调节由所述致动器(3)施加于所述元件上的力；
●其中，为了稳定所述控制响应，在所述控制环中存在至少一个低通滤波器(6)，
●其中，所述低通滤波器(6)的滤波频率小于所述元件(1)的最小固有频率的值的95％。
33.根据权利要求32所述的控制环，其特征在于，所述低通滤波器(6)的所述滤波频率小于所述元件(1)的所述最小固有频率的值的80％。
34.根据权利要求32所述的控制环，其特征在于，所述低通滤波器(6)的所述滤波频率小于所述元件(1)的所述最小固有频率的值的60％。
35.根据权利要求32所述的控制环，其特征在于，所述低通滤波器(6)具有至少5的Q因子。
36.根据权利要求32所述的控制环，其特征在于，所述低通滤波器(6)具有至少20的Q因子。
37.根据权利要求32所述的控制环，其特征在于，所述低通滤波器(6)具有至少50的Q因子。
38.根据权利要求32所述的控制环，其特征在于，所述低通滤波器(6)具有至少80的Q因子。
39.根据权利要求32至38中的任一项所述的控制环，其特征在于，所述低通滤波器(6)具体化为电子滤波器。
40.根据权利要求32至38中的任一项所述的控制环，其特征在于，所述低通滤波器(6)具体化为模拟电子滤波器或数字电子滤波器。
41.根据权利要求39所述的控制环，其特征在于，所述低通滤波器(6)具有所述闭环控制器(4)、所述位置传感器(2)或所述致动器(3)中的至少一个电子电路。
42.根据权利要求32至38中的任一项所述的控制环，其特征在于，所述低通滤波器(6)具体化为由易变形机械元件和惯性机械元件制成的机械滤波器。
43.根据权利要求42所述的控制环，其特征在于，所述机械滤波器包括所述位置传感器(2)。
44.根据权利要求42所述的控制环，其特征在于，所述机械滤波器包括属于所述致动器(3)的致动器质量。
45.根据权利要求44所述的控制环，其特征在于，所述机械滤波器包括所述致动器质量至所述元件(1)的机械耦合。
46.根据权利要求45所述的控制环，其特征在于，所述致动器质量至所述元件(1)的此机械耦合具有别针。
47.根据权利要求45所述的控制环，其特征在于，相对于所述致动器(3)的驱动轴在轴向方向上的所述机械耦合的刚度与横向方向上的刚度的比率至少为100。
48.根据权利要求46所述的控制环，其特征在于，所述别针设置有两个弯曲方位。
49.根据权利要求32至38中的任一项所述的控制环，其特征在于，由所述闭环控制部控制的每一个致动器(3)具有其自己的至所述元件(1)的机械耦合，没有另外的致动器耦合到所述机械耦合上。
50.根据权利要求32至38中的任一项所述的控制环，其特征在于，所述元件(1)是镜子。
51.根据权利要求32至38中的任一项所述的控制环，其特征在于，所述微光刻投影曝光设备设计为用于EUV中的操作。
52.具有根据权利要求1至31中的任一项所述的装置或根据权利要求32至51中的任一项所述的控制环的微光刻投影曝光设备。
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