CN111133385A - 重力补偿装置 - Google Patents

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Abstract

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(FM)，该补偿力抵消作用于平移器(2)上重力(FG)。

Description

重力补偿装置
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。
本发明涉及根据权利要求1的前序的重力补偿装置，其包括定子和平移器。
此外，本发明涉及根据权利要求19的前序的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。
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。
现有技术的重力补偿装置的其他缺点在于，在制造必要径向磁化的永磁性环中制造复杂度较大。通常，通常数量的环形磁体仅可以通过使用大量轴向磁化环区段制成，其随后通过彼此邻近地放置来组装且粘合地键合以形成圆周环。为了实现足够高质量的这样的“环形磁体”，对必要工艺容差的需求非常高；此外，环形区段应该尽可能小。
本发明基于以下目的，提供具有简单结构和尽可能小的杂散场的重力补偿装置。
本发明还基于以下目的，开发包括重力补偿装置的半导体光刻的投射曝光设备，该重力补偿装置的杂散场尽可能小。
对于重力补偿装置，该目的通过权利要求1所呈现的特征来实现。另外，对于投射曝光设备，该目的通过权利要求19所呈现的特征来实现。
下面所描述的从属权利要求以及特征关于本发明的有利实施例和变型。
根据本发明的重力补偿装置包括定子和平移器，其中该平移器沿着移动轴线相对于定子是可移动的。
平移器可以是线性马达的致动元件，例如柱塞线圈致动器形式的洛伦兹致动器。然而，可以配备的是，平移器仅用于部件的无重力安装且所述平移器为此在最佳情况中以实质自由悬浮方式保持在沿着移动轴线的中心位置或零位置中。原则上，平移器可以具有任何结构。典型地，平移器将具有直线部分或具有线性范围的部分。这样的配置特别适合于传输或受力。平移器可以具有中空或管状实施例，以便节约附加重力。优选地，平移器的纵轴可以与移动轴线共轴延伸。
重力补偿装置优选地实施为用于部件的无重力或基本上无重力安装。部件例如可以是光学元件，特别是投射曝光设备的透镜元件或反射镜。然而，本发明不限于此。使用根据本发明的解决方案可以安装任何期望的部件。
根据本发明，可以配备的是，平移器包括具有轴向磁化的第一永磁体布置，且定子包括径向围绕所述第一永磁体布置的第二永磁体布置。
轴向磁化旨在于意味着单独磁性部件部分的磁极的极化或对准、或者永磁体布置的永磁体的磁极的极化或对准关于移动轴线或平移器纵轴以轴向平行方式延伸。也就是说，永磁体布置的永磁体的第一磁极和第二磁极之间的相应连接线关于移动轴线以轴向平行方式延伸。
根据本发明，还配备的是，定子包括第三永磁体布置，其在第一永磁体布置下方共轴地布置，且其轴向磁化以关于第一永磁体布置的轴向磁化相反的方式对准。
在第一永磁体布置下方的位置意味着沿着移动轴线的轴向位置，该轴向位置沿着重力方向比第一永磁体布置更远地远离重力应补偿的部件。也就是说，第三永磁体布置位于第一永磁体布置远离重力应补偿的部件的一侧。因此，第三永磁体布置靠近地心引力源的中心，特别是地心来布置。
本发明所用的术语“上方”/“上”/“顶”等，和“下方”/“下”/“底”等应该根据上文限定来理解。
第三永磁体布置的轴向磁化以关于第一永磁体布置的轴向磁化相反方式对准意味着，轴向极化的单独磁性部件部分或相应永磁体布置的永磁体彼此相反对准。也就是说，第一永磁体布置和第三永磁体布置轴向磁化，使得两个永磁体布置彼此磁性相斥。
就第一永磁体布置和第三永磁体布置仅各由轴向磁化的永磁体构成而言，永磁体布置为使得它们彼此相斥，即两个永磁体布置的永磁体布置为使得相同的极彼此对准，例如第一永磁体布置的磁性北极与第三永磁体布置的磁北极相对。如果永磁体布置各由多个永磁体，例如由多个环形磁体构成，则两个永磁体布置优选地相互匹配使得朝向彼此对准的各具有相同极性的永磁体或环形磁体彼此相对且因此彼此相斥。然而，总体上如果永磁体或环形磁体组装为使得这在两个永磁体布置之间产生整体排斥力，则可以是足够的。自然优选的是，两个永磁体布置的所有单个磁性部件也彼此排斥并且对应地具有相反极化或磁化的对准。
根据本发明，还配备的是，定子包括在第一永磁体布置上方共轴布置的磁性体布置。
磁性体可以是永磁体、例如软铁的可磁化部分、或在磁体影响下起磁反应的磁性部分。磁性体布置还可以是一个或多个电磁体和/或电永磁体。
配备的是，磁性体布置与第一永磁体布置相互作用使得磁性吸引力通过磁场作用于两个部分上。
在第一永磁体布置上方的布置意味着沿着移动轴线的位置，该位置比第一永磁体布置更靠近重力应补偿的部件。也就是说，磁性体布置位于第一永磁体布置的面向重力应补偿的部件的一侧，或者磁性体布置因此沿着移动轴线布置在轴向位置，该轴向位置比第一永磁体布置更远离引力场的中心(特别是地心)。
因此，第一永磁体布置沿着移动轴线(在轴向方向上)位于第三永磁体布置与磁性体布置之间。
除了第一永磁体布置和平移器以外，第二永磁体布置还可以部分或全部地径向围绕第三永磁体布置和/或磁性体布置。
根据本发明，配备的是，第一永磁体布置、第二永磁体布置、第三永磁体布置和磁性体布置形成磁性单元，且通过彼此之间相互作用来形成补偿力，其抵消作用在平移器上的重力。
因此，重力补偿装置可以借助平移器用于通过补偿力承受或者部分承受部件的重力，并且适当的话，如果附加地提供致动器，则还用于对准部件。为此，平移器沿着移动轴线或在移动轴线的端部处机械地连接到部件。因此，部件的重力沿着移动轴线(即在朝第三永磁体布置的方向上)向下作用，而补偿力抵消重力，即沿着移动轴线向上作用。
除了部件的重力以外，重力补偿装置还可以补偿或承受连接到部件的部件部分的重力，例如致动器系统的部分或重力补偿装置本身的部分。
根据本发明的重力补偿装置适合于实质上任何应用的重力补偿。然而，重力补偿装置可以特别优选地用在半导体光刻的投射曝光设备内并且非常特别优选地用于EUV投射曝光设备。
在这种情形中，补偿力应该被理解为意味着这样的力，其实质上抵消部件的重力作用并且实质上优选地对应于重力的绝对值，使得补偿力尽可能完整地补偿重力，因此可以实质上无重力地沿着移动轴线安装部件且可以在必要时移动部件。
永磁体布置应该被理解为意味着由一个或多个永磁体构成的布置。
除了第一永磁体布置、第二永磁体布置和/或第三永磁体布置、和/或磁性体布置以外，还可以提供另外的永磁体布置和/或磁性体布置，它们一起生成补偿力。
另外，其他磁性单元包括前述永磁体布置，且可以提供磁性体布置，它们一起形成补偿力。
发明人已经认识到，由根据本发明实施的至少一个磁性单元构成的结构生成与使用已知的现有技术先前可实现的相比显著更小的杂散场。同时，因为仅需要若干永磁体，可以保持紧凑设计，即小安装体积。
减小的杂散场的其他优点在于提高重力补偿装置的性能，因为降低了磁路的损耗。
因为根据本发明的第一永磁体布置、第二永磁体布置和第三永磁体布置与磁性体布置的组合，所以可以通过重叠两个相对刚度来改进重力补偿装置的特性。
因为只有第一永磁体布置在平移器(即重力补偿装置的可移动单元)上布置，所以要移动的质量相对较低。这是特别有利的，如果致动器系统同时配备在重力补偿装置上，所述致动器系统旨在于使得特别是平移器沿着移动轴线移动。那么，平移器的惯性可以是特别有利的，即较低。
因为磁性屏蔽实质上通过使用永磁体来实现，因而重力补偿装置的实质无迟滞响应行为或具有根据本发明装备的重力补偿装置的致动器是预期的。
因为优选地所有永磁体布置(至少第一永磁体布置和第三永磁体布置)具有轴向磁化的永磁体或实施为轴向磁化的永磁体布置，所以用于制造永磁体布置和最终用于制造重力补偿装置的技术和经济费用相对较低。
作为原则问题，根据本发明的解决方案允许第一永磁体布置、第二永磁体布置和第三永磁体布置以及磁性体布置实施为轴向磁化的永磁体。与现有技术(其中位于围绕第一永磁体布置的定子上的至少第二永磁体布置由径向极化的环形磁体形成、即其内侧由第一磁极形成且其外侧由第二磁极形成)相比较，这相对更小。因此可以省略来自大量径向或“蛋糕形状的”单独区段的组装件，所述区段在各个情况下都必须在其轴向方向上被磁化。
优选地，旋转对称的磁路或旋转对称的磁性单元配备为补偿重力，其中旋转轴线对应于平移器的纵轴或移动轴线。
在本发明的发展例中，可以配备的是，磁性体布置实施为第四永磁体布置，它的轴向磁化根据第一永磁体布置的轴向磁化来对准。
与第一永磁体布置对应的轴向磁化意味着第四永磁体布置的轴向极化的单独部件部分或永磁体关于第一永磁体布置的对应的单独部件部分或永磁体以相反极性对准，使得其磁极磁性吸引。配备的是，第四永磁体布置和第一永磁体布置彼此磁性相吸。就第一永磁体布置和磁性体布置中的每一个而言，在它们作为由仅一个永磁体构成的第四永磁体布置的实施例中，它们的极关于彼此对准，使得第一永磁体布置与第四永磁体布置吸引。就由多个永磁体构成的永磁体布置而言，如果永磁体各布置为使得第一永磁体布置的单独永磁体与第四永磁体布置的永磁体各适当得吸引，则是有利的。然而，永磁体布置为和极化为使得第一永磁体布置与第四永磁体布置整体吸引也是足够的，然而这不适用于两个永磁体布置的所有永磁体。
根据本发明，磁性体布置还可以是例如软磁性材料，例如铁。在这种情况下，同样地，定子的磁性体布置和平移器的第一永磁体布置会磁性吸引。
发明人已经认识到，如果使用第四永磁体布置，则改进力-距离曲线，即具有较平坦的轮廓。因此，在平移器沿着移动轴线移动或偏转的情况下，补偿力可以是恒定的或至少基本上恒定的。因此，优选地，磁性体布置还形成为永磁体布置，即为在本情况中的第四永磁体布置。
此外，发明人已经认识到，如果使用第四永磁体布置则仍然可以进一步改进磁性屏蔽，同时重力补偿装置的响应行为或装备有致动器的重力补偿装置甚至更好。
可以想到的是，完整地省略磁性体布置或第四永磁体布置。然而，从这样布置产生的力-距离曲线不是特别有利适合于重力补偿。
优选地，重力补偿装置的力-距离曲线的刚度或导数可以小于20N/mm、特别是优选地更小于20N/mm、且非常特别优选地至少约0N/mm，理想上为0N/mm。
在本发明的一个发展例中，还可以配备的是，第一永磁体布置、第三永磁体布置和磁性体布置以关于移动轴线正交和对称的方式在相应的径向平面中延伸。
永磁体布置和磁性体布置因此可以以关于彼此平面平行的方式对准或以关于彼此平面平行的方式延伸。
在本发明的发展例中，还可以配备的是，第一永磁体布置、第三永磁体布置和/或第四永磁体布置各由至少一个轴向磁化的环形磁体形成。
至少一个轴向磁化的环形磁体的(多个)永磁体布置的实施例是特别适合的，因为这产生了均匀或旋转对称的磁场，并且此外环形磁体特别良好地适合于在平移器周围集中接收或接合。
尽管永磁体布置优选地实施为环形磁体，但是它们可以以不同方式来实施。作为示例，可以配备的是，轴向磁化的永磁体具有矩形横截面和中间钻孔或多边形切口，例如用于接收平移器。还可以配备的是，沿着移动轴线的轴向磁化的多个条状磁体以环形形状方式布置在移动轴线周围。还可以配备的是，永磁体布置具有不同实施例；然而，优选地使用相同类型的轴向磁化的永磁体。
在本发明的一个发展例中，还可以配备的是，第一永磁体布置、第三永磁体布置和/或磁性体布置(第四永磁体布置)各由多个嵌套的轴向磁化的环形磁体形成。
可以使用具有不同半径或直径的轴向磁化的环形磁体。作为示例，永磁体布置的嵌套的环形磁体可以以互锁、压入配合和/或粘合方式彼此固定。优选地，至少一个永磁体布置或磁性体布置的相邻的轴向磁化的环形磁体彼此粘合地接合。还可以配备的是，环形磁体的内表面或外表面不能直接相互抵靠而是由其他部件间隔开。然而，嵌套相邻的环形磁体优选地相互抵靠。
可以配备的是，至少一个永磁体布置或磁性体布置的嵌套轴向磁化的环形磁体具有相同横截面面积，并且在它们的几何体方面仅在它们的外径和内径方面有区别。优选地，第一永磁体布置、第三永磁体布置和磁性体布置的所有环形磁体具有相同的横截面面积。
在本发明的一个发展例中，还可以配备的是，至少一个永磁体布置或磁性体布置的相邻且嵌套的环形磁体在各个情况下极化为具有轴向相反的极性。
也就是说，相应永磁体布置的相邻轴向磁化的环形磁体的磁极的轴向对准可以优选地互换。优选地，第一永磁体布置、第三永磁体布置和磁性体布置的所有环形磁体分别对应极化为具有相对于它们的相邻环形磁体的轴向相反极性。
在本发明的一个发展例中，还可以配备的是，相应永磁体布置的和/或磁性体布置的嵌套的环形磁体分别地以关于移动轴线正交和对称的方式布置在相同径向平面中。
优选地，相应永磁体布置的或磁性体布置的环形磁体各具有相同轴向高度。永磁体布置的或磁性体布置的嵌套的环形磁体因此可以形成两个公共共面的端侧表面。
在本发明的一个优选地发展例中，可以配备的是，第一永磁体布置、第三永磁体布置和/或磁性体布置包括环形磁体的相同集合，其中第一永磁体布置的环形磁体、磁性体布置和第三永磁体布置的环形磁体，或磁性体布置的环形磁体在各个情况下相同地布置，并且其中轴线在各个情况下关于移动方向或平移器的纵轴共轴地延伸。
作为示例，如果三个环形磁体配备在第一永磁体布置中，则三个环形磁体同样可优选地配备在第三永磁体布置中并且适当地在磁性体布置。特别优选地，永磁体布置的或磁性体布置的环形磁体的尺寸和/或结构和/或数量是相同的，这特别是可以改进制造成本和磁性响应行为。
优选地，永磁体布置的或磁性体布置的环形磁体的集合还在各个情况下具有相同布置，优选地具有绕平移器对称的布置，使得相应的环形磁体的中轴线关于平移器的轴线或移动轴线共轴延伸。在此，如果磁性体布置和由环形磁体的集合形成的永磁体布置具有相同结构且布置在平移器周围，则是有利的。在此，永磁体布置的或磁性体布置的环形磁体可以以镜像的方式布置，使得相应相同的环形磁体在轴向方向上彼此上下布置，所述环形磁体可能在不同轴向极化的方面有区别。在此，关于永磁体布置或磁性体布置，以上下文都描述为有益的方式选择轴向极化。另外，在轴向方向上彼此上下布置的永磁体布置的或磁性体布置的环形磁体各具有相同实施例和定位。
在一个发展例中，可以配备的是，在各个情况下，两个至十个环形磁体，优选地三个至五个环形磁体，特别优选地三个环形磁体配备为形成第一永磁体布置，第三永磁体布置和/或磁性体布置。
作为示例，如果使用用于形成第一永磁体布置的三个环形磁体，则可以配备的是，径向最里面的环形磁体具有轴向磁化，使得第一磁极沿着移动轴线形成在环形磁体的底部且第二磁极沿着移动轴线形成在环形磁体的顶部。为了简化，下面第一磁极被称为北极且第二磁极被称为南极。然而，标记还可以互换，据此，第一磁极实施为南极且第二磁极实施为北极。
最终，可以配备的是，第一永磁体布置的中间环形磁体具有关于最里面的环形磁体相反的极化，据此，南极在移动方向上布置在底部且北极在移动方向上布置在顶部。第一永磁体布置的径向最外面的环形磁体继而可以具有与第一永磁体布置相反的极化。因此，三个嵌套的环形磁体整体上通过它们的相应磁性极化来形成第一永磁体布置的轴向磁化。为此，第三永磁体布置具有根据本发明的反向磁化。因此，第三永磁体布置的径向最里面的环形磁体具有南极和北极，该南极在移动方向上向下布置，且该北极沿着移动轴线向上布置。第三永磁体布置的中间环形磁体继而可以具有与其相反的对准。最终，第三永磁体布置的径向最外面的环形磁体可以再次与第三永磁性布置的中间环形磁体相反地对准，或者以与第三永磁性布置的径向最里面的中间环形磁体对应的方式来对准。
在第一永磁体布置、第三永磁体布置中和可选地磁性体布置中使用三个环形磁体被发现是特别适合于生成非常小的杂散场，与此相比较，制造费用以及附接到平移器且因此不得不要移动的质量相对较小。当在各个情况下使用三个环形磁体时，成本收益率特别好。
在本发明的一个发展例中，可以配备的是，第二永磁体布置具有轴向磁化。
尽管在适当调整磁性单元的布置、几何体和磁化的情况下还可以提供第二永磁布置的径向磁化，但是轴向磁化被发现为有利的，因为轴向磁化的环形磁体的制造成本和制造费用比径向磁化的环形磁体更低。
此外，在本发明的一个发展例中，可以配备的是，第二永磁体布置包括多个环形磁体，优选地两个环形磁体，它们轴向叠置布置。
轴向叠置布置的环形磁体可以以互锁、压入配合和/或粘合方式彼此连接。然而，第二永磁体布置的环形磁体优选地以彼此间隔开的方式叠置地布置。
在一个发展例中，可以配备的是，第二永磁体布置包括两个轴向磁化的环形磁体，它们用相同极性关于彼此对准且因此彼此磁性排斥。
模拟已经示出：第二永磁体布置的这样的配置和对准特别有利于减少磁性杂散场。
在一个发展例中，还可以配备的是，第一永磁体布置的径向最外面的环形磁体具有轴向极化，轴向极化的对准对应于第二永磁体布置的与第三永磁体布置相邻的环形磁体的极化。
也就是说，沿着第二永磁体布置的移动方向，最下面的环形磁体的磁极的轴向极化或轴向对准和布置可以优选地对应于第一永磁体布置的最外面环形磁体的磁性极化。
因此，例如，如果第一永磁体布置的径向最外面的环形磁体对准为使得它的第一磁极(例如北极)布置为沿着移动方向比它的第二磁极(例如南极)进一步向下，则沿着第二永磁体布置的移动方向的最下面的环形磁体可以具有磁极的相同对准。
在本发明的一个发展例中，可以配备的是，第二永磁体布置的轴向范围大于或等于第三永磁体布置与磁性体布置之间的轴向间隔。
然而，第二永磁体布置的轴向范围还可以小于第三永磁体布置与磁性体布置之间的轴向间隔。发明人已经认识到，当第二永磁体布置的轴向范围实质上对应于第三永磁体布置与磁性体布置之间的轴向间隔时，磁性屏蔽最大或由重力补偿装置生成的杂散场最小。另外，这还允许对要生成的补偿力进行优化。
最终，在本发明的一个发展例中，可以配备的是，第二永磁体布置的环形磁体之间的轴向间隔，第三永磁体布置与磁性体布置之间的间隔，和/或第一永磁体布置、第二永磁体布置、第三永磁体布置和/或磁性体布置的沿着移动轴线的轴向位置是可调整的，以便设置补偿力。
典型地，在投射曝光设备的光学模块内需要具有不同几何体的许多不同光学部件，通常是反射镜，所述部件提出对重力补偿装置的不同需求。作为示例，EUV投射曝光设备的反射镜部分地具有非对称的实施例，这导致不同补偿需求。因此，需要多个重力补偿装置，其中所有重力补偿装置通常不得不补偿(稍微)偏离的重力。另外，由重力补偿装置生成的补偿力可以随时间发生变化，这例如由于老化使磁力降低或由于热效应引起。此外，所需的补偿力可以根据投射曝光设备的位置发生变化。
因此，由于改变的需求且由于标准化的重力补偿装置而无法理想地补偿的重力必须通过(柱塞线圈)致动器来补偿，这导致在一个或多个致动器线圈中生成连续的附加电流。因此增加的电流导致热的不利发展，对对应部件或反射镜的定位有潜在负面影响。
为了避免该问题，重力补偿装置的或磁性单元的调整可以是有利的。作为示例，可以通过螺纹和/或间隔环设置永磁体的、永磁体布置的和/或磁性体布置的位置。
在本发明的一个发展例中，还可以配备的是，Halbach布置(还被称为Halbach阵列)配备在第一永磁体布置、第三永磁体布置和/或磁性体布置中。可选地，Halbach布置还可以是配备在第二永磁体布置中。
Halbach布置可以增加重力补偿装置的性能。为此，可以配备的是，例如径向磁化的环形磁体在第一永磁体布置、第二永磁体布置、第三永磁体布置和/或磁性体布置的轴向磁化的环形磁体之间。特别地，具有两个径向磁化的环形磁体的Halbach布置可以配备为用于各由三个轴向磁化的环形磁体构成的永磁体布置，该Halbach布置的径向磁化的环形磁体优选地用关于彼此相反的极性来对准。两个径向磁化的环形磁体优选地各布置在两个轴向磁化的环形磁体之间，相应的一个轴向磁化的环形磁体布置在径向磁化的环形磁体之间。优选地，出于在第一永磁体布置、第三永磁体布置和/或磁性体布置中形成Halbach布置的目的，径向磁化的环形磁体的磁化和径向磁化的环形磁体的布置是相同的。优选地，提供总共两个Halbach布置，其中相应一个Halbach布置可以布置在第一永磁体布置中和在第三永磁体布置中，或相应一个Halbach布置可以布置在第一永磁体布置中和在第四永磁体布置中。原则上，可有利的是，彼此邻接的两个永磁体布置总是装备有Halbach布置。
可以通过使用Halbach布置来提高磁路的复杂度和效率。可能需要考虑在使用Halbach布置时第二永磁体布置的影响，并且将单独环形磁体的对准和/或极性与其匹配。
在本发明的一个发展例中，至少一个致动器线圈可以布置在定子处，所述致动器线圈通过与第一永磁体布置结合形成用于偏转平移器的致动器。
本发明的其他优点在于，所描述的重力补偿装置可易于与致动器(更特别是柱塞线圈致动器)组合。优选地，在这种情况下，一个或多个环形线圈可以布置在定子上，即在重力补偿装置的固定外壳部分上。因此，磁性相互作用不仅发生在永磁体布置与磁性体布置之间，而且发生在至少一个线圈与平移器的第一永磁体布置之间。因此，至少一个线圈与第一永磁体布置之间的相互作用可以用于平移器的有目标的偏转。
在本发明的特定实施例中，可以配备的是，多个磁性单元(其一起形成补偿力)沿着移动轴线形成在定子处且在平移器处。
因此，多个第一永磁体布置、第二永磁体布置、第三永磁体布置和/或磁性体布置可以在各个情况下(优选地在各个情况下在布置或对准或分组中)配备为单独磁性单元，如上文所述。
发明人已经认识到，如果使用多个小的磁性单元因此形成多个闭合的磁路，则可以进一步改进杂散场。
作为示例，可以配备根据本发明的两个、优选地三个等(例如四个、五个、六个或更多个)磁性单元。
多个磁性单元(特别是代替较大或较强的磁性单元的多个小的磁性单元)的形成还可以有利于在如现有技术已知的重力补偿装置的情况下使用。特别地，这适合于根据现有技术的重力补偿装置，其出现在本发明的说明书的引言部分和图4中，图4还在下文被描述。所述杂散场由于多个磁性单元的布置或沿着移动轴线轴向分布的单独小的磁路得以改进或减小因此通常可以是有利的。原则上，多个布置可以在类似的力-距离曲线和类似的刚度的情况下生成较小的杂散场。因此，重力补偿装置可以包括例如永磁体布置，该永磁体布置虽然是从现有技术已知的但是沿着移动轴线配备多次，例如两次、三次、四次、五次、六次或更多次。
可以配备的是，三个重力补偿装置布置在投射曝光设备的光学元件处，更特别是反射镜处。因此，光学元件可以实质上不受力，其中光学元件的操纵可以通过多达六个致动器来实现——优选地对于每个自由度一个致动器。因此，致动器不需要承受重力，但是可以有利地且由重力补偿装置在没有电流的情况下补偿该重力。
可以配备的是，至少一个永磁体布置的永磁体由钐钴合金或钕合金形成。钐钴合金因为温度性能更好和长期行为而是特别优选的。
本发明还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，其中配备用于补偿至少一个光学元件的重力的重力补偿装置。在此，根据本发明，至少一个重力补偿装置根据上文的解释来实施。
结合上述的根据本发明的方法和根据本发明的重力补偿装置已经描述的特征和优点还可以用任何期望的组合用于投射曝光设备的情况中。
作为参考，诸如“包括”、“具有”或“含有”的术语不排除其他特征。另外，诸如“一个”或“该”表明单一特征但不排除多个特征。
在下文参考附图更详细地描述本发明的示例性实施例。
附图各示出了优选的示例性实施例，其中本发明的各个特征彼此组合进行说明。示例性实施例的特征还能够独立于相同示例性实施例的其他特征来实现，并且因此可以由本领域技术人员而易于与其他示例性实施例的特征组合以形成其他有利组合和子组合。
附图中，功能相同的元件设置有相同的附图标记。
示意性地，附图中：
图1示出了EUV投射曝光设备；
图2示出了其他投射曝光设备；
图3示出了具有三个重力补偿装置的光学元件的等距示意图；
图4示出了根据现有技术的布置，用于在非偏转的位置中使用重力补偿装置保持光学元件；
图5a示出了在偏转的位置中根据本发明的重力补偿装置的第一实施例；
图5b示出了具有径向磁化的第二永磁体布置的图5a的第一实施例的变型；
图6示出了在非偏转的位置中根据本发明的重力补偿装置的第二实施例；
图7示出了在非偏转的位置中根据本发明的具有Halbach布置的重力补偿装置的第三实施例；
图8示出了根据本发明具有三个磁性单元的重力补偿装置，该三个磁性单元布置为沿移动轴线轴向偏移；以及
图9示出了示例性的力-距离的曲线。
图1举例示出了本发明能够应用的半导体光刻的EUV投射曝光设备400的基本结构。投射曝光设备400的照明系统401除了辐射源402以外，还包括用于照明在物平面405中的物场404的的光学单元403。在物平面404中布置的掩模母版406被照明，所述掩模母版7由示意性示出的掩模母版保持件407保持。仅示意性示出的投射光学单元408用于将物场404成像到像平面410中的像场409。将掩模母版406上的结构成像在像平面410中的像场409的区域中布置的晶片411的感光层上，所述晶片由同样部分地图示的晶片保持件412来保持。辐射源402可以发射EUV辐射413，该辐射的范围特别是在5纳米和30纳米之间。光学上不同设计的和机械上可调整的光学元件415、416、418、419、420用于控制EUV辐射413的辐射路径。在图1所图示的EUV投射曝光设备400的情况下，光学元件设计为在适当的实施例中可调整的反射镜，这在下文仅作为示例被提及。
通过辐射源402生成的EUV辐射413通过集成在光源402中的集光器来对准，使得EUV辐射413通行穿过中间焦平面414的区域中的中间焦点，然后EUV辐射413照射在场分面反射镜415上。在场分面反射镜415的下游，EUV辐射413由光瞳分面反射镜416反射。借助于光瞳分面反射镜416和具有反射镜418、419和420的光学组装件417，将场分面反射镜415的场分面成像到物场404中。
图2示出了其他投射曝光设备100，例如DUV(“深紫外”)投射曝光设备。投射曝光设备100包括照明系统103，已知为用于接收和恰好定位掩模母版105(由其确定晶片102上的随后的结构)的掩模母版台104的装置，用于保持、移动和恰好定位晶片102的设施106，以及具体地具有多个光学元件108的投射镜头107的成像设施，该光学元件108在投射镜头107的镜头外壳140中通过安装件109来保持。
光学元件108可以设计为单独的折射式、衍射式和/或反射式光学元件108，诸如透镜元件、反射镜、棱镜、终止板等。
投射曝光设备100的基本功能原理设置为将引入到掩模母版105中的结构成像到晶片102上。
照明系统103以电磁辐射的形式提供投射光束111，这是将掩模母版105成像在晶片102上所需要的。激光器、等离子体源等可以用作该辐射的源。照明系统103中的光学元件用于使辐射成形，使得当将辐射入射到掩模母版105上时，投射光束111在直径、偏振、波前的形状等方面具有期望性质。
掩模母版105的像通过投射光束111来生成，并且从投射镜头107以适当的缩小形式转印到晶片102上。在这种情况下，掩模母版105和晶片102可以同步移动，使得在所谓的扫描操作期间实际上连续地将掩模母版105的区域成像到晶片102的对应区域上。
图2示出了掩模母版台104与投射镜头107的第一光学元件108之间的区域中的操纵器200的布置。操纵器200用于校正图像像差，其中所包含的光学元件由致动器系统进行机械变形。
各种设计的致动器的用途已知为用于调整和/或操纵图1和图2所图示的投射曝光设备400、100的光学元件415、416、418、419、420、108，以及调整和/或操纵晶片411、102。
根据本发明的设备特别适合于补偿以下的重力：单独光学元件108、418、419、420的重力，这些光学元件108、418、419、420的部分的重力，或投射曝光设备400、100的任何其他光学元件的重力。
本发明的用途不限于用在投射曝光设备100、400中，特别是还不限于所描述的结构。
本发明和以下的示例性实施例还应该被认为不限于指定的设计。
图3示出了投射曝光设备400的光学元件(例如反射镜418)的非常示意性等距视图。然而，布置可以用于任何投射曝光设备的所有光学元件。布置在反射镜418的背面上包括三个重力补偿装置1。相应重力补偿装置1包括平移器2。平移器2是实施为定子3内布置的管状元件的示例性实施例。平移器2将补偿力FM转移到反射镜418。定子3可以固定在投射曝光设备400的支撑框(未示出)上。
另外，可以提供反射镜418受致动器(更特别是柱塞线圈致动器)的偏转。在该情况下，柱塞线圈致动器(未详细表示)可以与重力补偿装置1一起组合来实现。
图4示出了根据现有技术的图3的重力补偿装置1的示意性截面图。重力补偿装置1构造为关于移动轴线A旋转对称。重力补偿装置1的平移器2沿着移动轴线A延伸。在此，将平移器2经由连接元件4连接到周围定子3，使得沿着移动轴线A正向引导平移器2。移动轴线A的方向同样是这样的方向，其中重力补偿装置1在移动方向z上将补偿力FM施加在反射镜418上，以便保持所述反射镜418。
根据现有技术的重力补偿装置1包括径向磁化的环形磁体5和两个轴向磁化的环形磁体6。在此，附图中，磁化方向或磁极的极化或对准各用箭头指示，该箭头从第一磁极中的一个出发指向第二磁极。根据场线的通常示意图，第一磁极特别可以是磁北极，且第二磁极可以是磁南极。然而，这些关系还可以互换。
固定到定子3的环形磁体5围绕平移器2的环形磁体6。在示例性实施例中，平移器2实施为管状件。两个轴向磁化的环形磁体2以轴向上(即，沿着移动轴线A)与另一个隔开的方式布置在平移器2周围。在此，环形磁体布置为且磁化为，使得磁相互作用确保两个轴向磁化的环形磁体6被按压以沿着移动轴线A(图中朝上)离开径向磁化的环形磁体5。
平移器2连接到反射镜418，以便在反射镜418上施加补偿力FM。该连接通过向重力补偿装置1分配的耦接装置7(图4中仅示意性表示)来建立。耦接装置7将反射镜418以自由移动的方式安装在垂直于移动轴线A的平面中。在重力FG的方向上，即沿着移动轴线A，在另一方面，由重力补偿装置1保持反射镜418。
另外，图4示出了重力补偿装置1与实施为柱塞线圈致动器的致动器的组合。
为此，两个致动器线圈8(仅示意性且以虚线方式图示为块)配备在定子3上，所述致动器线圈导致在适当电流馈送的情况下与平移器2的轴向磁化的环形磁体6磁性相互作用，因此可以以有目标方式使平移器2偏转。由于所描述的反射镜418的重力FG已经得到补偿，因而致动器不需要通过对致动器线圈8的附加电流馈送来补偿重力FG。因此，该布置具有高效率且特别是具有低热排放。
然而，本发明还可以用于不包括附加的致动器和致动器线圈8的重力补偿装置1。
上文描述的现有技术的布置的缺点是杂散场9相对较大，其可能不利地影响相邻部件部分，例如投射曝光设备100、400的相邻部件部分。作为示例，传感器和致动器和邻接电子件可能受从重力补偿装置1发出的一个或多个杂散场9不利地影响。为了阐明该问题，图4示出了在像场IV中的这样的布置的磁场线分布的示意图。在此，所有出于简化目的所示的是旋转对称的布置的右手部分的杂散场9。
图5a示出了根据本发明的重力补偿装置1的第一实施例，图5b示出了其变型。在此，这是本发明的最简实施例。为了简洁和完善说明，所有示出的是表示沿着定子3和平移器2的布置的截面。基本结构(即平移器2与要安装的部件418的连接件，等)在原则上可以对应于已知的现有技术并且不再详细赘述。
根据本发明，平移器2配置为沿着移动轴线A相对于定子3可移动，如从现有技术已知的。出于说明的目的，附图在平移器2与定子3上布置的周围固定部件之间图示了清晰可见的游隙。平移器2包括具有轴向磁化的第一永磁体布置10。此外，定子3包括第二永磁体布置11，其径向围绕第一永磁体布置10。
根据本发明，还提供第三永磁体布置12，其在第一永磁体布置10下方共轴地布置，并且其轴向磁化以关于第一永磁体布置10的轴向磁化的相反方式对准。最终，定子3包括磁性体布置13，其在第一永磁体布置10上方共轴地布置。
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，且通过彼此之间相互作用来生成补偿力FM，其抵消作用在平移器2上的重力FG。
图5至图7各表明不受力的中心位置z0或零位置，其中第一永磁体布置10在第三永磁体布置12与磁性体布置13之间以居中的方式对准。在图5a、5b中，出于说明目的(出于说明目的以放大方式图示)，平移器2从其中心位置z0偏转。
在根据图5的示例性实施例中，第一永磁体布置10和第三永磁体布置12各由轴向磁化的环形磁体10.1、12.1形成。在此，第一永磁体布置10和第三永磁体布置12的环形磁体10.1、12.1磁化为具有相对于彼此相反的极性，即环形磁体10.1、12.1磁性上相互排斥。
在图5的实施例中，磁性体布置13是软磁性环状体13，其特别地由铁构成。
由于该布置，在磁性单元14内出现相互作用，使得第一永磁体布置10——其被固定到平移器2——被第三永磁体布置12磁性排斥，该第三永磁体布置在下方且同时被磁性体布置13磁性吸引。
在根据图5a的示例性实施例中，第二永磁体布置11同样地具有轴向磁化。为此，第二永磁体布置11包括轴向叠置布置的两个轴向极化的环形磁体11.1、11.2。第二永磁体布置11的两个环形磁体11.1、11.2在该情况下关于彼此对准，具有相同极化，即他们的磁南极(或，替代地它们的磁北极)关于彼此对准。
类似于上文，图5a、图5b中以及随后附图中的磁极的对准还由相应单独磁性部件部分中的箭头表示。
因此，图5a的示例性实施例中第二永磁体布置11的环形磁体11.1、11.2相互施加磁性排斥力。
原则上，第二永磁体布置11的轴向磁化(图5a)可以是所期望的；然而，发明人已经认识到，有利结果(特别是还有杂散场优化的结果)特别地从两个轴向磁化的环形磁体11.1、11.2获得，这两个环形磁体用相反极性关于彼此极化对准。特别地，这适用于第一永磁体布置10的径向最外面的环形磁体10.1具有轴向极化，轴向极化的对准对应于第二永磁体布置11的与第三永磁体布置12相邻的最下面的环形磁体11.2的极化。
然而，第二永磁体布置11还可以替代地配置为径向磁化，如图5b中所示。图5b中，第二永磁体布置11由单个、径向磁化的环形磁体11.1构成。在此，环形磁体11.1的尺寸可以由模拟和/或计算来确定且在图5b中仅以示例性方式图示。另外，环形磁体11.1的径向磁化还可以设置为具有与图5b图示的磁化相反的极性。还可以配置多个径向磁化的环形磁体，或径向和轴向磁化环形磁体的组合。在随后的附图中，第二永磁体布置11总是具有与图5a的示例性实施例相同的实施例，然而，这不应该成为限制。原理上，所有随后示例性实施例的第二永磁体布置11还可以是径向磁化的，如图5b图示的。
小的闭合的磁路由图5a、图5b所图示的磁性单元14形成。出于该原因，只发射小的杂散场9，其中可以同时提供适合重力补偿的力-距离曲线。
图6图示了力-距离曲线及重力补偿装置1，该重力补偿装置在磁性屏蔽方面得到进一步改进。
在此，磁性体布置13实施为第四永磁体布置13，它的轴向磁化根据第一永磁体布置10的轴向磁化来形成。因此，第一永磁体布置10的磁化和第四永磁体布置13的磁化选择为，使得第一永磁体布置10和第四永磁体布置13磁性相吸。
下面，总是将磁性体布置13说明为第四永磁体布置13，其中，在本发明的范围内，还可以进一步配置的不仅是要(排他地)提供的永磁体而且是要在第四永磁体布置13中提供的磁性体，例如由软铁构成。
在本实施例中，第一永磁体布置11由三个嵌套的轴向磁化的环形磁体10.1、10.2、10.3形成。以与其类似的方式，第三永磁体布置12由三个环形磁体12.1、12.2、12.3形成，并且第四永磁体布置13由三个环形磁体13.1、13.2、13.3形成。
原则上，可以配置的是任意数量的环形磁体，更特别地是嵌套的环形磁体，例如两个至十个环形磁体、优选地三个至五个环形磁体，并且非常特别优选地是示例性实施例中所示的相应三个环形磁体10.1、10.2、10.3、12.1、12.2、12.3、13.1、13.2、13.3。
发明人已经认识到，与使用软磁性材料相比，通过使用第四永磁体布置13可以提供甚至更平坦的力-距离曲线或甚至更低的刚度。
第一永磁体布置10的相互邻近的环形磁体10.1和10.2，与10.2和10.3各自用轴向相反极性进行极化或对准。在此，第一永磁体布置10具有轴向磁化，其中最里面的环形磁体10.3在补偿力FM的方向上被极化，中间的环形磁体10.2在与补偿力FM相反的方向上被极化，并且外面的环形磁体10.3再次在补偿力FM的方向上被极化。位于下方的第三永磁体布置12的环形磁体12.1、12.2、12.3以与上述磁化方式反向的方式被磁化，并且在第一永磁体布置10上方布置的第四永磁体布置13以与上述磁化方式对应或类似的方式被磁化。
第一永磁体布置10、第三永磁体布置12和第四永磁体布置13在径向平面中延伸，该径向平面在各个情况下关于移动轴线A正交和对称，并且相应地关于彼此以平面平行方式延伸。此外，对应的永磁体布置10、12、13的嵌套的环形磁体各自布置在沿着移动轴线A的相同轴向位置处。最终，第一永磁体布置10、第三永磁体布置12和第四永磁体布置13的环形磁体10.1、10.2、10.3、12.1、12.2、12.3、13.1、13.2、13.3的个数、尺寸(除径向尺寸以外)、即更特别地横截面面积、和结构是相同。从制造观点来看这可以是有利的，因为可以因此提供环形磁体的模块化套件。
另外，图6图示了一些几何规范，其优选地可用于调谐磁性单元14。在此，可以识别的是，第二永磁体布置11的，即关于彼此轴向布置的两个环形磁体11.1、11.2的轴向范围d2b略微大于第三永磁体布置12与第四永磁体布置13之间的轴向间隔d34。然而，还可以是这样的结构，其中第二永磁体布置11的轴向范围d2b等于或小于第三永磁体布置12与第四永磁体布置13之间的轴向间隔d34。
出于促进重力补偿装置1的调整的目的，可以配置的是，第二永磁体布置11的环形磁体11.1、11.2之间的轴向间隔d2a，第三永磁体布置12与永磁体布置13之间的间隔d34，和/或第一永磁体布置10、第二永磁体布置11、第三永磁体布置12和/或第四永磁体布置13的沿着移动轴线A的轴向位置是可调整的，因此可以调整补偿力FM。
为了阐明关于减小的杂散场9的改进的性质，图6图示了像场VI中的特征性轮廓的其他示意图。在此，以与图4的示意图类似的方式，仅成像旋转对称布置的右侧部分。可以识别的是，磁性单元14形成比现有技术的磁性布置更小的封闭的磁路。因此，磁场线或杂散场9是(至少实质上)受限于磁性单元14本身。
可选地，还可以借助于使用Halbach布置15进一步改进或聚焦磁性单元14的磁场或磁路。这以图7的示例性方式进行描绘。在此，原则上，图7示出了重力补偿装置1，其在轴向磁化的环形磁体10.1、10.2、10.3、11.1、11.2、12.1、12.2、12.3、13.1、13.2、13.3方面类似于图6所示的实施例来构造。然而，出于聚焦磁场的目的，在第一永磁体布置10和第三永磁体布置12中的相应三个轴向磁化的环形磁体10.1、10.2、10.3、12.1、12.2、12.3之间提供相应的两个径向磁化的环形磁体15.1、15.2，原理上已知用于实施Halbach布置。
替代地(未示出)，还可以配置的是，在第一永磁体布置10的环形磁体10.1、10.2、10.3和第四永磁体布置13的环形磁体13.1、13.2、13.3之间的相应一个Halbach布置。
因为Halbach布置优选地不会同时配备在所有内部的永磁体布置10、12、13中，但总是配备在两个相邻的永磁体布置中或一对永磁体布置中，因此可以适配不装备有Halbach布置的永磁体布置的环形磁体的位置或对准和/或尺寸。为此，在图7的示例性实施例中放大第四永磁体布置13的环形磁体13.1、13.2、13.3，其中已经在环形磁体13.1、13.2、13.3之间避免了间隙。作为放大例的替代和/或补充，可以配备的是，虚设元件在环形磁体13.1、13.2、13.3之间，其中虚设元件优选地可以由例如塑料的非磁性物质构成。然而，虚设元件还可以由例如铁的磁性物质构成。作为示例，虚设元件可以实施和/或定位为，使得内部永磁体布置10、12、13的环形磁体可以在它们的尺寸方面保持不变。模拟和计算可以用于优化磁路，并且用于选择虚设元件或确定不装备有Halbach布置的永磁体布置的环形磁体的位置和/或尺寸。可选地，还可以省略虚设元件，即空气或气体、液体或真空还可以位于环形磁体中的可能的间隙之间。
还可以借助于提供多个磁性单元14的重力补偿装置1，实现杂散场9的进一步改进。这以图8的示例性方式进行描绘。在此，图8图示了包括三个磁性单元14的重力补偿装置1，该三个磁性单元14实质上在它们的结构的方面对应于图5a的实施例，然而，其中图5a的磁性体布置13实施为具有环形磁体13.1的第四永磁体布置13。
单独的较小磁性单元14整体上形成补偿力FM，其抵消作用于平移器2上的重力FG。因为当补偿力FM目前分布在多个磁性单元14之间时，磁性单元14的单独部件部分的每一个可以具有较小的实施例，所以可以获得进一步改进的杂散场特性，因为磁场线可以更直接的彼此变短或者较不密集地散布。原则上，在重力补偿装置1中可以提供任意数量的磁性单元14。
还可以配备的是，在根据现有技术的重力补偿装置1中多次提供根据现有技术的磁性单元，以便改进杂散场的特性。
原则上，如关于现有技术所描述的，至少一个致动器线圈8可以布置在根据本发明的重力补偿装置1中的定子3处，所述致动器线圈与第一永磁体布置10结合以形成用于偏转平移器2的致动器。
最终，图9图示了示例性力-距离曲线。原则上，磁性生成的补偿力FM取决于平移器2从零位置z0的偏转z。为了能够理想上尽可能在大范围或在期望的偏转范围Δzmax内补偿重力FG，力-距离曲线应该在该最大偏转范围Δzmax内尽可能平坦且线性地延伸。应该可以最大程度地忽略力FM在最大偏转范围Δzmax上的变化。图9中，该关系出于说明目的以很大程度夸大的方式(并且因此实际上以不利的方式)来图示。
发明人已经认识到，特别平坦或线性的力-距离曲线是由根据本发明的磁性单元14可实现的，特别是当使用第四永磁体布置13时。这种重力补偿装置1的刚度可以相较于已知的现有技术得到显著地改进。同时，根据本发明的重力补偿装置1具有小的杂散场9和简单结构。

Claims (19)

1.一种重力补偿装置(1)，包括定子(3)和平移器(2)，其中所述平移器(2)沿着移动轴线(A)相对于所述定子(3)是可移动的，并且其中所述平移器(2)包括具有轴向磁化的第一永磁体布置(10)且所述定子(3)包括径向围绕所述第一永磁体布置(10)的第二永磁体布置(11)，其特征在于，所述定子(3)包括第三永磁体布置(12)，所述第三永磁体布置在所述第一永磁体布置(10)下方共轴布置且具有以与所述第一永磁体布置(10)的轴向磁化相反的方式对准的轴向磁化，其中所述定子(3)包括在所述第一永磁体布置(10)上方共轴布置的磁性体布置(13)，其中所述第一永磁体布置(10)、所述第二永磁体布置(11)、所述第三永磁体布置(12)和所述磁性体布置(13)形成磁性单元(14)且通过彼此相互作用形成补偿力(FM)，所述补偿力抵消作用于所述平移器(2)上的重力(FG)。
2.根据权利要求1所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，所述磁性体布置(13)实施为第四永磁体布置，它的轴向磁化与所述第一永磁体布置(10)的轴向磁化对准。
3.根据权利要求1或2所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，所述第一永磁体布置(10)、所述第三永磁体布置(12)和所述磁性体布置(13)以关于所述移动轴线(A)正交和对称的方式在相应的径向平面中延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，所述第一永磁体布置(10)、所述第三永磁体布置(12)和/或所述磁性体布置(13)各由至少一个轴向磁化的环形磁体(10.1、10.2、10.3、11.1、11.2、12.1、12.2、12.3、13.1、13.2、13.3)形成。
5.根据权利要求4所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，所述第一永磁体布置(10)、所述第三永磁体布置(12)和/或所述磁性体布置(13)各由多个嵌套的轴向磁化的环形磁体(10.1、10.2、10.3、12.1、12.2、12.3、13.1、13.2、13.3)形成。
6.根据权利要求5所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，所述永磁体布置(10、12)中的至少一个或所述磁性体布置(13)的相邻的和嵌套的环形磁体(10.1、10.2、10.3、12.1、12.2、12.3、13.1、13.2、13.3)在各个情况下以轴向相反极性来极化。
7.根据权利要求5或6所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，相应永磁体布置(10、12)和/或所述磁性体布置(13)的嵌套的环形磁体(10.1、10.2、10.3、12.1、12.2、12.3、13.1、13.2、13.3)以关于所述移动轴线(A)正交和对称的方式相应地布置在同一径向平面中。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，所述第一永磁体布置(10)、所述第三永磁体布置(12)和/或所述磁性体布置(13)包括环形磁体(10.1、10.2、10.3、12.1、12.2、12.3、13.1、13.2、13.3)的相同集合，其中所述第一永磁体布置(10)的环形磁体(10.1、10.2、10.3)、所述第三永磁体布置(12)的环形磁体(12.1、12.2、12.3)、以及所述磁性体布置(13)或所述磁性体布置(13)的环形磁体(13.1、13.2、13.3)各相同地布置，并且它们的中轴线各关于所述移动轴线(A)共轴地延伸。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，在各个情况下，两个至十个环形磁体，优选地三个至五个环形磁体，特别优选地三个环形磁体(10.1、10.2、10.3、12.1、12.2、12.3、13.1、13.2、13.3)配备为形成所述第一永磁体布置(10)，所述第三永磁体布置(12)和/或所述磁性体布置(13)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，所述第二永磁体布置(11)具有轴向磁化。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，所述第二永磁体布置(11)包括多个环形磁体(11.1、11.2)，优选地两个环形磁体，所述环形磁体轴向叠置地布置。
12.根据权利要求11所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，所述第二永磁体布置(11)包括两个轴向磁化的环形磁体(11.1、11.2)，它们以相同极性关于彼此对准。
13.根据权利要求12所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，所述第一永磁体布置(10)的径向最外面的环形磁体(10.1)具有轴向极化，所述轴向极化的对准对应于所述第二永磁体布置(11)的与所述第三永磁体布置(12)相邻的环形磁体(11.2)的极化。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，所述第二永磁体布置(11)的轴向范围(d2b)大于或等于所述第三永磁体布置(12)与所述磁性体布置(13)之间的轴向间隔(d34)。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，所述第二永磁体布置(11)的环形磁体(11.1、11.2)之间的轴向间隔(d2a)，所述第三永磁体布置(12)与所述磁性体布置(13)之间的间隔(d34)，和/或所述第一永磁体布置(10)、所述第二永磁体布置(11)、所述第三永磁体布置(12)和/或所述磁性体布置(13)的沿着所述移动轴线(A)的轴向位置是可调整的，以便设置所述补偿力(FM)。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，Halbach布置(15)配备在所述第一永磁体布置(10)、所述第三永磁体布置(12)和/或所述磁性体布置(13)中。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，至少一个致动器线圈(8)布置在所述定子(3)处，所述致动器线圈通过与所述第一永磁体布置(10)结合形成用于偏转所述平移器(2)的致动器。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的重力补偿装置(1)，其特征在于，沿着所述移动轴线(A)在所述定子(3)处和所述平移器(2)处形成多个磁性单元(14)，所述多个磁性单元一起形成所述补偿力(FM)。
19.一种半导体光刻的投射曝光设备(400、100)，包括照明系统(401、103)，所述照明系统包括辐射源(402)和包括至少一个光学元件(415、416、418、419、420、108)的光学单元(403、107)，其中重力补偿装置(1)配备为补偿所述光学元件(415、416、418、419、420、108)中的至少一个的重力(FG)，其特征在于，所述重力补偿装置(1)中的至少一个实施为根据权利要求1至18中任一项所述的重力补偿装置。
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