WO2016116375A1 - Anordnung zur halterung eines bauteils in einer lithographieanlage sowie lithographieanlage - Google Patents

Anordnung zur halterung eines bauteils in einer lithographieanlage sowie lithographieanlage Download PDF

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Abstract

Es wird eine Anordnung (200) zur Halterung eines Bauteils (M6) in einer Lithographieanlage (100) offenbart, die eine Gewichtskraftkompensationseinrichtung (202) zur Ausübung einer Kompensationskraft auf das Bauteil (M6) und eine Justageeinrichtung (400) aufweist. Die Gewichtskraftkompensationseinrichtung (202) kompensiert eine auf das Bauteil (M6) wirkende Gewichtskraft zumindest teilweise. Die zumindest eine Justageeinrichtung (400) zur Justage der Kompensationskraft umfasst einen ersten Magneten (500) mit einer einstellbarer Dauermagnetisierung und eine Einrichtung (510) zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten (500).

Description

ANORDNUNG ZUR HALTERUNG EINES BAUTEILS IN EINER
LITHOGRAPHIEANLAGE SOWIE LITHOGRAPHIEANLAGE
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Halterung eines Bauteils in einer Lithographieanlage und eine Lithographieanlage mit einer solchen An¬ ordnung.
Der Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2015 201 096.1 wird durch Bezug¬ nahme vollumfänglich mit einbezogen.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise angewendet. Der Mikrolithogra- phieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche eine Be¬ leuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Pro¬ jektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) be¬ schichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat (z. B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfind¬ liche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstel¬ lung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV- Lithographieanlagen entwi¬ ckelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, ins¬ besondere 13,5 nm verwenden. Bei solchen EUV-Lithographieanlagen müssen wegen der hohen Absorption der meisten Materialien von Licht dieser Wellen¬ länge reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von— wie bisher— bre¬ chenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden.
Die Spiegel können z. B. an einem Tragrahmen (Engl.: force frame) befestigt und wenigstens teilweise manipulierbar ausgestaltet sein, um eine Bewegung eines jeweiligen Spiegels in bis zu sechs Freiheitsgraden und damit eine hochgenaue Positionierung der Spiegel zueinander, insbesondere im pm-Bereich, zu ermögli- chen. Somit können etwa im Betrieb der Lithographieanlage auftretende Ände¬ rungen der optischen Eigenschaften, z. B. infolge von thermischen Einflüssen, kompensiert werden. Zur Halterung der Spiegel an dem Tragrahmen werden üblicherweise Gewichts- kraftkompensationseinrichtungen auf Basis von Permanentmagneten (Engl.: magnetic gravity compensators) eingesetzt, wie beispielsweise in der DE 10 2011 088 735 AI beschrieben. Eine solche Gewichtskraftkompensationseinrichtung umfasst beispielsweise ein mit dem Tragrahmen gekoppeltes Gehäuse und ein gegenüber dem Gehäuse bewegliches, mit dem Spiegel gekoppeltes Halteelement. An dem Halteelement sind beispielsweise zwei Ringmagnete (Permanentmagne¬ te) befestigt, welche mit einem an dem Gehäuse angeordneten Ringmagnet (Permanentmagnet) zusammen eine Kompensationskraft in vertikaler Richtung erzeugen. Die Kompensationskraft wirkt der Gewichtskraft des Spiegels entge- gen, und entspricht dieser im Wesentlichen betragsmäßig.
Aktiv gesteuert wird die Bewegung eines jeweiligen Spiegels - insbesondere auch in vertikaler Richtung - dagegen über sog. Lorentz-Aktoren. Ein solcher Lorentz- Aktor umfasst jeweils eine bestrombare Spule sowie davon beabstandet einen Permanentmagneten. Gemeinsam erzeugen diese eine einstellbare magnetische Kraft zur Steuerung der Bewegung des jeweiligen Spiegels. Ein oder mehrere Lorentz-Aktoren können in die Gewichtskraftkompensationseinrichtung inte¬ griert sein, wie bspw. in der DE 10 2011 004 607 beschrieben. Dabei ist die Spule des Lorentz-Aktors in dem Gehäuse angeordnet und wirkt auf die zwei am Hai- teelement angeordneten Ringmagnete.
Problematisch ist nun, dass sich die von der Gewichtskraftkompensationseinrich- tung erzeugte Kompensationskraft über die Zeit ändern kann - beispielsweise aufgrund eines alterungsbedingten Nachlassen der Magnetkräfte der verwende- ten Ringmagnete oder aufgrund thermischer Effekte. Oder aber die benötigte Kompensationskraft kann sich je nach Standort der Lithographieanlage verän¬ dern. Die dann zu geringe (oder zu große) Gewichtskraftkompensation muss mit- tels der Lorentz-Aktoren ausgeglichen werden, was zu einem ständigen Strom- fluss in den Spulen führt. Der ständige Stromfluss schafft wiederum eine Wär¬ mequelle mit potentiell negativen Konsequenzen für die Positionierung des ent¬ sprechenden Spiegels.
Ein Ansatz zur Lösung dieses Problems ist in der DE 10 2011 088 735 AI be¬ schrieben. Diese sieht einen vertikal verschieblichen, um die Gewichtskraftkom- pensationseinrichtung herum angeordneten Ring aus weichmagnetischem Mate¬ rial vor. Je nach Position des Rings beeinflusst dieser das magnetische Feld der Gewichtskraftkompensationseinrichtung entsprechend, um dadurch die Kom¬ pensationskraft einzustellen.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Anordnung zur Halterung eines Bauteils in einer Lithographie- anläge sowie eine verbesserte Lithographieanlage bereitzustellen.
Demgemäß wird eine Anordnung zur Halterung eines Bauteils in einer Lithogra¬ phieanlage bereitgestellt. Die Anordnung weist eine Gewichtskraftkompensati- onseinrichtung zur Ausübung einer Kompensationskraft auf das Bauteil auf, welche eine auf das Bauteil wirkende Gewichtskraft zumindest teilweise kom¬ pensiert. Ferner umfasst die Anordnung zumindest eine Justageeinrichtung zur Justage der Kompensationskraft, wobei die zumindest eine Justageeinrichtung einen ersten Magneten mit einer einstellbaren Dauermagnetisierung und eine Einrichtung zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten um- fasst.
Vorteilhaft kann die Kompensationskraft mittels Einstellens der Dauermagneti¬ sierung des ersten Magneten einfach justiert, d.h. insbesondere an ein alterungs¬ bedingtes Nachlassen von Permanentmagneten der Gewichtskraftkompensati- onseinrichtung, an thermische Effekte oder an standortabhängige Änderungen des Gravitationsfeldes angepasst werden. Insbesondere kann die Einstellung der Dauermagnetisierung des ersten Magneten und damit die Justage der Kompen- sationskraft auch noch nach Montage der Lithographieanlage erfolgen, und ins¬ besondere jederzeit im Betrieb der Lithographieanlage verändert werden - dies im Unterschied zu dem aus der DE 10 2011 088 735 AI bekannten Ring, welcher lediglich bei der Montage der Lithographieanlage verschoben werden kann.
Die justierte Kompensationskraft entspricht somit zu jedem Zeitpunkt über die Lebensdauer der Lithographieanlage hinweg der benötigten Gewichtskraft. Sta¬ tische Haltekräfte müssen von den Lorentz-Aktoren praktisch nicht erzeugt wer¬ den, wodurch potentielle thermische Nachteile vermieden werden können.
Grundsätzlich umfasst die Gewichtskraftkompensationseinrichtung bevorzugt mehrere Permanentmagnete zur Erzeugung der Kompensationskraft. Gleichwohl kann in Ausführungsformen die Kompensationskraft mittels ein oder mehrerer Federn aus einem elastischen Material, bspw. Stahl, erzeugt werden.
Die Gewichtskraftkompensationseinrichtung kann eine grundsätzlich rotation¬ symmetrische Gestalt aufweisen, d.h. insbesondere Permanentmagnete, ein Rohr und/oder ein Gehäuse derselben weisen eine rotationssymmetrische Gestalt auf. Allgemein kann die erzeugte Kompensationskraft gleich, kleiner oder größer als die zu kompensierende Gewichtskraft sein. Die erzeugte Kompensationskraft weicht bevorzugt um nicht mehr als 10%, weiter bevorzugt um nicht mehr als 5% und noch weiter bevorzugt um nicht mehr als 1% von der zu kompensierenden Gewichtskraft des Bauteils ab.
Das Bauteil kann grundsätzlich ein jedes Bauteil einer Lithographieanlage, ins¬ besondere ein optisches Element, bspw. ein Spiegel, eine Linse oder ein Filter, ein Tragrahmen oder ein Teil eines solchen, ein Sensorrahmen oder ein Teil eines solchen, ein Retikel, eine Lichtquelle usw. sein.
Die Justageeinrichtung erzeugt bevorzugt eine Justagekraft, welcher der Diffe¬ renz zwischen dem Gewicht des abzustützenden Bauteils und der erzeugten Kompensationskraft entspricht. In der Regel ist die Justagekraft um ein Vielfa¬ ches kleiner als die Kompensationskraft. Insbesondere beträgt die Justagekraft nicht mehr als 10%, weiter bevorzugt nicht mehr als 5% und noch weiter bevor¬ zugt nicht mehr als 1% der zu kompensierenden Gewichtskraft.
Als Material für den ersten Magneten kommt grundsätzlich jedes dauermagneti- sierbare Material, insbesondere ferromagnetisches oder ferrimagnetisches Mate¬ rial, in Betracht. Unter„Dauermagnetisierung" ist vorliegend zu verstehen, dass der erste Magnet seine Magnetisierung (beispielsweise ausgedrückt in A/m) nicht verliert bzw. pro Jahr nicht mehr als 5%, bevorzugt nicht mehr als 2% und noch weiter bevorzugt nicht mehr als 0,5% seiner Magnetisierung verliert, wenn die Einrichtung zum Einstellen der Dauermagnetisierung kein magnetisches Feld mehr erzeugt.
Die Dauermagnetisierung ist einstellbar. Das bedeutet in der einfachsten Aus¬ führungsform, dass die Einrichtung zur Dauermagnetisierung den ersten Magne¬ ten zwischen zwei Zuständen unterschiedlicher Magnetisierung umschalten kann. Diese beiden Zustände können beispielweise einen entmagnetisierten (Magnetisierung von Null) und einen magnetisierten oder einen magnetisierten und einen stärker/schwächer magnetisierten Zustand umfassen. In weiteren Ausführungsformen kann dies bedeuten, dass die Einrichtung zur Dauermagne¬ tisierung den ersten Magneten zwischen mehr als zwei, bevorzugt mehr als 10 oder auch beliebig vielen Zuständen unterschiedlicher Magnetisierung umschal- ten kann. Das Umschalten kann auch stufenlos erfolgen. Ist die Einrichtung zum Einstellen der Dauermagnetisierung beispielsweise als Spule ausgebildet, so kann durch Einstellen der Stromstärke das externe Feld zur Magnetisierung des ersten Magneten eingestellt werden. Gemäß einer Ausführungsform weist der zumindest eine erste Magnet ein Mate¬ rial mit mittlerer Koerzitivfeldstärke auf. Mit„Koerzitivfeldstärke" ist hier die¬ jenige Feldstärke gemeint, die erforderlich ist, um die Magnetisierung des Mate- rials (erster Magnet) auf Null zu bringen, nachdem das Material magnetisch ge¬ sättigt war. Materialien mit mittlerer Koerzitivfeldstärke (Engl.: medium coerci- vity material) - auch als magnetisch semiharte Materialien bezeichnet - sind dem Fachmann geläufig und können beispielsweise Eisen (Fe), Aluminium (AI), Co- balt (Co), Kupfer (Cu) und/oder Nickel (Ni) aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Material mittlerer Koerzitiv¬ feldstärke eine Koerzitivfeldstärke zwischen 10 und 300 kA/m, bevorzugt zwi¬ schen 40 und 200 kA/m, weiter bevorzugt zwischen 50 und 160 kA/m auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Material mittlerer Koerzitiv¬ feldstärke AINiCo auf. AINiCo bezeichnet Legierungen aus Eisen, Aluminium, Nickel, Kupfer und Cobalt. Aus ihnen werden Permanentmagnete insbesondere durch Gusstechniken oder Sintern hergestellt. Solche Magnete werden dann auch als Stahlmagnete bezeichnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die zumindest eine Justageein- richtung einen zweiten Magneten, welcher eine Dauermagnetisierung aufweist, die mittels der Einrichtung zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten nicht veränderbar ist. Die Nicht- Veränderbarkeit kann einfach dadurch erreicht werden, dass das Material des zweiten Magneten ein Material hoher Koerzitivfeldstärke ist. Der erste und zweite Magnet erzeugen bevorzugt gemeinsam die Justagekraft zur Justage der Kompensationskraft. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erzeugt der erste Magnet ein erstes
Magnetfeld und der zweite Magnet ein zweites Magnetfeld, wobei sich das erste und zweite Magnetfeld in Abhängigkeit von einer Einstellung der Einrichtung zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten zumindest teil¬ weise oder vollständig gegenseitig aufheben oder addieren. Damit ergibt sich ein sogenannter Elektropermanentmagnet. Dies ist ein spezieller Magnet bzw. eine Magnetanordnung, deren äußere Magnetwirkung insbesondere mit einem Stro¬ mimpuls unter Verwendung einer Spule ein- und ausgeschaltet werden kann. Sie umfasst einen Elektromagnet mit einem Kern aus magnetisch semihartem Mate¬ rial und einem Permanentmagnetkern aus magnetisch hartem Material. Ist der semiharte Kern gegenläufig zum harten Kern magnetisiert, so heben sich deren magnetische Wirkungen nach außen hin auf. Wird der semiharte Kern gleichläu- fig zum Permanentmagneten magnetisiert, so ist außen eine Magnetwirkung vorhanden. Es handelt sich damit um einen bistabilen Magneten. Elektrische Energie wird nur zur Umschaltung zwischen den beiden Zuständen benötigt. Je nach Ausgestaltung bzw. Bestromung der Spule kann ein Zustand zwischen die¬ sen beiden Zuständen erreicht werden, sodass sich die Justagekraft beliebig fein zwischen diesen Zuständen einstellen lässt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der zweite Magnet ein Material großer Koerzitivfeldstärke auf. Mit„Koerzitivfeldstärke" ist hier diejenige Feld¬ stärke gemeint, die erforderlich ist, um die Magnetisierung des Materials (zwei- ter Magnet) auf Null zu bringen, nachdem das Material magnetisch gesättigt war. Materialien mit großer Koerzitivfeldstärke (Engl.: high coercivity material) - auch als hartmagnetische Materialien bezeichnet - sind dem Fachmann geläufig und können beispielsweise Seltene- Erden aufweisen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Material großer Koerzitivfeld¬ stärke eine Koerzitivfeldstärke zwischen 600 und 3000 kA/m, bevorzugt zwischen 750 und 2500 kA/m, weiter bevorzugt zwischen 800 und 950 kA/m auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Material großer Koerzitivfeld- stärke SmCo und/oder NdFeB auf. NdFeB bezeichnet eine Legierung aus Neo¬ dym, Eisen und Bor. SmCo bezeichnet eine Samarium-Kobalt- Legierung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Einrichtung zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten eine Spule auf, und der erste und zweite Magnet sind innerhalb der Spule angeordnet. Dadurch können der erste und zweite Magnet einfach im Magnetfeld der Spule angeordnet werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Anordnung ferner mehrere Justageemrichtungen auf, welche jeweils einen ersten und einen zweiten Magne¬ ten sowie eine Einrichtung zum Einstellen einer Dauermagnetisierung des jewei¬ ligen ersten Magneten aufweisen, wobei der jeweilige erste Magnet ein erstes Magnetfeld und der jeweilige zweite Magnet ein zweites Magnetfeld erzeugt, wo¬ bei sich das erste und zweite Magnetfeld in Abhängigkeit von einer Einstellung der jeweiligen Einrichtung zum Einstellen der Dauermagnetisierung des jeweili¬ gen ersten Magneten zumindest teilweise oder vollständig gegenseitig aufheben oder addieren. Insbesondere kann so jeder erste Magnet bzw. jede Justageein- richtung individuell - insbesondere gleich oder unterschiedlich - magnetisiert werden. Aus der Summe der Kräfte, die von den ersten Magneten bzw. den Jus¬ tageemrichtungen erzeugt werden, ergibt sich dann die Justagekraft.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen die jeweiligen Einrichtungen zum Einstellen der Dauermagnetisierung der jeweiligen ersten Magneten jewei¬ lige Spulen, wobei die Spulen eine unterschiedliche Anzahl an Windungen auf¬ weisen und in Reihe geschaltet sind. Durch das In-Reihe- Schalten ergibt sich ei¬ ne einfache Verkabelung bzw. Verdrahtung. Ferner kann so schlicht durch Erhö¬ hen der Stromstärke die Anzahl der magnetisierten, ersten Magneten nach und nach erhöht werden. Dabei werden zuerst die ersten Magneten mit hohen Spu¬ lenwindungszahl magnetisiert und bei Erhöhung der Stromstärke diejenigen mit geringerer Spulenwindungszahl.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Einrichtung zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten eine Spule und eine Bestro- mungseinrichtung zum Bestromen der Spule mit einem Stromimpuls auf. Der Stromimpuls ist dabei derart gewählt, dass er zur Magnetisierung, Entmagneti- sierung oder Teilmagnetisierung des ersten Magneten geeignet ist. Dabei kann die Stromstärke und/oder die Dauer des Stromimpulses geändert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform bestromt die Bestromungseinrichtung die Spule in Abhängigkeit von einer zur Justage der Kompensationskraft erfor- derlichen Justagekraft. Die erforderliche Justagekraft kann beispielsweise unter Verwendung eines Sensors ermittelt werden. Der Sensor kann beispielsweise ei¬ ne Absenkung des Spiegels erfassen und dazu als Wegsensor ausgebildet sein. Alternativ kann der Sensor ein Kraftaufnehmer und dazu eingerichtet sein, eine Reduzierung der Kompensationskraft zu messen. Ferner besteht die Möglichkeit, zusätzlich oder alternativ die erforderliche Justagekraft unter Verwendung em¬ pirischer und/oder statistischer Methoden vorherzusagen und die entsprechen¬ den Daten bspw. in Form einer Tabelle oder Funktion der Bestromungseinrich- tung bereitzustellen. Beispielsweise können die Daten das Nachlassen der Mag- netkraft der Permanentmagnete der Gewichtskraftkompensationseinrichtung über die Zeit beschreiben. Alternativ oder zusätzlich kann die erforderliche Jus¬ tagekraft mittels des Stroms, der in der Spule eines Aktors fließt, bestimmt wer¬ den. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die erforderliche Justagekraft eine Differenz zwischen der von der Gewichtskraftkompensationseinrichtung erzeug¬ ten Kompensationskraft und der auf das Bauteil wirkenden Gewichtskraft. Die Differenz kann grundsätzlich größer, gleich oder kleiner Null sein. Entsprechend kann die Justagekraft (Vektor) vertikal nach oben oder nach unten weisen oder null betragen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Bestromungseinrichtung einen Speicher und ist dazu eingerichtet, die Spule in Abhängigkeit von einem auf dem Speicher hinterlegten Hystereseprofil anzusteuern. Der Speicher ist bei- spielsweise ein RAM oder ROM. Das Hystereseprofil kann in Form einer Tabelle oder Funktion auf dem Speicher abgelegt sein und den Zusammenhang zwischen dem externen Feld (insbesondere ausgedrückt als Spulenstrom) und der Magne¬ tisierung des ersten Magneten beschreiben. Ferner kann auf dem Speicher der Zusammenhang zwischen der Magnetisierung des ersten Magneten und der dadurch erzeugten Justagekraft gespeichert sein. Entsprechend kann die
Bestromungseinrichtung bei bereitgestellter, erforderlicher Justagekraft den er¬ forderlichen Stromimpuls ermitteln und die Spule entsprechend bestromen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Anordnung ferner einen Aktor zur Positionierung des Bauteils auf, wobei die Einrichtung zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten zumindest eine Spule des Aktors um- fasst. Dadurch wird auf effiziente Weise eine vorhandene Spule zur Dauermag¬ netisierung des ersten Magneten genutzt, der vorhandenen Spule mithin eine Doppelfunktion zugeordnet. Bevorzugt ist der erste Magnet unmittelbar benach¬ bart zu der Spule vorgesehen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Spule des Aktors dazu eingerich¬ tet, in einem ersten Betriebsmodus der Anordnung ein Magnetfeld zur Positio¬ nierung des Bauteils zu erzeugen und in einem zweiten Betriebsmodus der An¬ ordnung ein Magnetfeld zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten zu erzeugen. Der erste Betriebsmodus entspricht dabei einem Belich- tungsbetrieb der Lithographieanlage, währende der zweite Betriebsmodus einem Wartungsbetrieb der Lithographieanlage entspricht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Anordnung ferner eine
Bestromungseinrichtung zum Bestromen der Spule des Aktors auf, wobei die Bestromungseinrichtung dazu eingerichtet ist, bei einem Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus die Stromrichtung durch die Spule des Aktors umzukehren. Das Umschalten zwischen den Betriebsmodi und somit auch die Magnetisierung des ersten Magnets kann so einfach bewerkstelligt wer¬ den.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Gewichtskraftkompensations- einrichtung eine Anzahl N in Bezug auf eine Richtung der Kompensationskraft radial innere und eine Anzahl M in Bezug auf die Richtung der Kompensations¬ kraft radial äußere Permanentmagnete auf, wobei die Summe aus N und M eine ungerade Zahl größer gleich 3 ist. N und M sind ganze Zahlen größer gleich 1. Die Permanentmagnete können als Ringmagnete ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Gewichtskraftkompensations- einrichtung genau zwei radial innere und genau einen radial äußeren Perma¬ nentmagnet auf oder weist genau einen radial inneren und genau zwei radial äußere Permanentmagnete auf. Hier sind unterschiedliche Konfigurationen mög- lieh, wie beispielsweise in DE 10 2013 209 028 AI und DE 2011 004 607 AI be¬ schrieben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein radial innerer Perma¬ nentmagnet axial in Bezug auf die Richtung der Kompensationskraft und/oder zumindest ein radial äußerer Permanentmagnet radial in Bezug auf die Richtung der Kompensationskraft magnetisiert. D.h. Nord- und Südpol des radial inneren Permanentmagneten sind axial hintereinander und/oder Nord- und Südpol des radial äußeren Permanentmagneten sind radial hintereinander angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Anordnung ferner ein Gehäuse und ein demgegenüber in Richtung der Kompensationskraft beweglich gelagertes Halteelement zur Halterung des Bauteils auf. In einer Ausführungsform kann das Gehäuse identisch mit einem Abschnitt des Tragrahmens sein. Das Hal¬ teelement kann als Rohr ausgebildet sein. Das Halteelement kann gegenüber dem Gehäuse mittels Verbindungselementen wie etwa Lenkern oder Armen ge¬ halten sein, welche quer zur Richtung der Kompensationskraft weich und in Richtung der Kompensationskraft steif sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein radial innerer Perma- nentmagnet an dem Halteelement und zumindest eine radial äußerer Perma¬ nentmagnet an dem Gehäuse angebracht. Insbesondere ist der radial innere Permanentmagnet zumindest in der Richtung der Kompensationskraft oder in allen 6 Freiheitsgraden fest mit dem Halteelement und der radial äußere Per¬ manentmagnet zumindest in Richtung der Kompensationskraft oder in allen 6 Freiheitsgraden fest mit dem Gehäuse verbunden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Halteelement ein magnetisier- tes oder magnetisierbares Wirkelement auf, wobei die Justageeinrichtung dazu eingerichtet ist, eine anziehende oder abstoßende Justagekraft auf das Wirkele¬ ment auszuüben. Das Wirkelement kann beispielsweise ein ferromagnetisches oder ferrimagnetisches, insbesondere permanentmagnetisches Material sein. Das Wirkelement kann insbesondere Teil des als Halteelement ausgebildeten Rohrs oder als Platte oder sonstiges Anbauteil an dem Rohr ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Justageeinrichtung in Bezug auf die Richtung der Kompensationskraft oberhalb oder unterhalb des Halteelements angeordnet. Ist das Wirkelement aus einem Material mit geringer Koerzitivfeld- stärke (also aus weichmagnetischem Material) gefertigt, wird es durch das Feld der Justageeinrichtung magnetisiert und dann von diesem angezogen. Entspre¬ chend bietet sich in diesem Fall eine Anordnung der Justageeinrichtung vertikal über dem Wirkelement an. Ist das Wirkelement dagegen aus einem permanent¬ magnetischen Material (also ein Material mittlerer oder hoher Koerzitivfeldstär- ke bzw. semihartmagnetisch oder hartmagnetisch) gefertigt, kann die Justage¬ einrichtung auch vertikal unter dem Wirkelement angeordnet sein. Die Justage¬ einrichtung kann dann zwecks Aufbringens der Justagekraft das Wirkelement anziehen oder abstoßen. Bspw. kann ein Anziehen vorgesehen sein, wenn die von der Gewichtskraftkompensationseinrichtung erzeugte Kompensationskraft das Gewicht des Bauteils übersteigt. Die Anziehungskraft der Justageeinrichtung kann dann in gleichem Maße nachlassen, wie die Permanentmagnete der Ge- wichtskraftkompensationseinrichtung alterungsbedingt an Kraft verlieren. Fer- ner kann bspw. ein Abstoßen vorgesehen sein, wenn die von der Gewichtskraft- kompensationseinrichtung erzeugte Kompensationskraft das Gewicht des Bau¬ teils unterschreitet. Die Justageeinrichtung kann dann das Wirkelement zuneh¬ mend abstoßen und damit nach oben drücken, wenn die Permanentmagnete der Gewichtskraftkompensationseinrichtung alterungsbedingt an Kraft verlieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Anordnung ferner einen Aktor zur Positionierung des Bauteils auf, welcher zumindest eine Spule umfasst, die mit zumindest einem radial inneren Permanentmagneten zur Erzeugung einer Aktuierungskraft für die Positionierung des Bauteils wechselwirkt. Ein solcher Aktor wird vorliegend auch als Lorentz-Aktor bezeichnet und dient der aktiven Positionierung des Bauteils - dies im Gegensatz zu der passiven Positionierung durch die Gewichtskraftkompensationseinrichtung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die zumindest eine Spule umfangs- mäßig in Bezug auf die Richtung der Kompensationskraft angeordnet und/oder fest in dem Gehäuse angeordnet. Mit anderen Worten ist die Spule um die Mit- telachse herum angeordnet, entlang derer die Kompensationskraft wirkt. Ferner kann die Spule eine Ringform aufweisen. Die Spule ist insbesondere in der Rich¬ tung der Kompensationskraft oder in allen sechs Freiheitsgraden fest mit dem Gehäuse verbunden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Anordnung ferner zwei Akto¬ ren zur Positionierung des Bauteils auf, welche in Bezug auf die Richtung der Kompensationskraft ober- und unterhalb zumindest eines radial äußeren Per¬ manentmagneten angeordnet sind. Es können insbesondere zwei Lorentz- Aktoren vorgesehen sein, um das Bauteil in der Richtung der Kompensations- kraft aktiv zu positionieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Bauteil ein optisches Element auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das optische Element ein Spiegel o- der eine Linse.
Ferner wird eine Lithographieanlage, insbesondere EUV- oder DUV- Lithographieanlage, mit einer Anordnung, wie vorstehend beschrieben, bereitge- stellt. EUV steht für„extreme ultraviolet" und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 und 30 nm. DUV steht für„deep ultraviolet" und be¬ zeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 und 250 nm. Die für die vorgeschlagene Anordnung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die vorgeschlagene Lithographieanlage entsprechend. Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht expli¬ zit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausfüh¬ rungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegen¬ stand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungs¬ beispiele der Erfindung. Im weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzug¬ ten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
Fig. 1A zeigt eine schematische Ansicht einer EUV- Lithographieanlage; Fig. 1B zeigt eine schematische Ansicht einer DUV- Lithographieanlage;
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des letzten Spiegels aus Fig. l;
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Gewichtskraftkompensations- einrichtung!
Fig. 4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Halterung eines Spiegels!
Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Halterung ei- nes Spiegels!
Fig. 6 zeigt eine Vergrößerung von Ansicht I aus Fig. 5; Fig. 7 zeigt eine Vergrößerung von Ansicht II aus Fig. 5;
Fig. 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Halterung eines Spiegels!
Fig. 9 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Halterung ei¬ nes Spiegels! Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung des Magnetfelds, wie es sich zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten in Fig. 9 einstellt;
Fig. 11 zeigt das Hystereseprofil des in Fig. 9 dargestellten ersten Magneten! Fig. 12 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Halterung eines Spiegels! und
Fig. 13 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Halterung eines Spiegels.
Falls nichts anderes angegeben ist, bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den Fi¬ guren gleiche oder funktionsgleiche Elemente. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
Fig. 1A zeigt eine schematische Ansicht einer EUV- Lithographieanlage 100A, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektions¬ system 104 umfasst. Dabei steht EUV für„extremes Ultraviolett" (Engl.: extreme ultra violet, EUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 und 30 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projekti¬ onssystem 104 sind jeweils in einem Vakuum- Gehäuse vorgesehen, wobei jedes Vakuum- Gehäuse mit Hilfe einer nicht näher dargestellten Evakuierungsvor- richtung evakuiert wird. Die Vakuum- Gehäuse sind von einem nicht näher dar¬ gestellten Maschinenraum umgeben, in welchem die Antriebsvorrichtungen zum mechanischen Verfahren bzw. Einstellen der optischen Elemente vorgesehen sind. Ferner können auch elektrische Steuerungen und dergleichen in diesem Maschinenraum vorgesehen sein.
Die EUV- Lithographieanlage 100A weist eine EUV- Lichtquelle 106A auf. Als EUV- Lichtquelle 106A kann beispielsweise eine Plasmaquelle oder ein Synchrot¬ ron vorgesehen sein, welche Strahlung 108A im EUV- Bereich (extrem ultravio- letten Bereich), also z.B. im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm aussenden. Im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A gebündelt und die gewünschte Betriebswellenlänge aus der EUV-Strahlung 108A herausgefiltert. Die von der EUV- Lichtquelle 106A erzeugte EUV-Strahlung 108A weist eine relativ niedrige Transmissivität durch Luft auf, weshalb die Strahlführungsräume im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und im Projektionssystem 104 evakuiert sind.
Das in Fig. 1A dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 weist fünf Spiegel 110, 112, 114, 116, 118 auf. Nach dem Durchgang durch das Strahl- formungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A auf die Photomaske (Engl.: reticle) 120 geleitet. Die Photomaske 120 ist ebenfalls als re- flektives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Weiter kann die EUV-Strahlung 108A mittels eines Spie¬ gels 136 auf die Photomaske gelenkt werden. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 122 oder dergleichen abgebildet wird.
Das Projektions System 104 weist sechs Spiegel Ml - M6 zur Abbildung der Pho¬ tomaske 120 auf den Wafer 122 auf. Dabei können einzelne Spiegel Ml - M6 des Projektionssystems 104 symmetrisch zur optischen Achse 124 des Projektions¬ systems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Spiegel der EUV- Lithographieanlage 100A nicht auf die dargestellte Anzahl be- schränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Spiegel vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel i.d.R. an ihrer Vorderseite zur Strahlformung ge¬ krümmt. Fig. 1B zeigt eine schematische Ansicht einer DUV- Lithographieanlage 100B, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektions¬ system 104 umfasst. Dabei steht DUV für„tiefes Ultraviolett" (Engl.: deep ultra- violet, DUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 und 250 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektions- System 104 sind von einem nicht näher dargestellten Maschinenraum umgeben, in welchem die Antriebsvorrichtungen zum mechanischen Verfahren bzw. Ein¬ stellen der optischen Elemente vorgesehen sind. Die DUV- Lithographieanlage 100B weist ferner eine Steuereinrichtung 126 zum Steuern verschiedener Kom¬ ponenten der DUV- Lithographieanlage 100B auf. Dabei ist die Steuereinrichtung 126 mit dem Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102, einer DUV-
Lichtquelle 106B, einer Halterung 128 der Photomaske 120 (Engl.: reticle stage) und einer Halterung 130 des Wafers 122 (Engl.: wafer stage) verbunden.
Die DUV- Lithographieanlage 100B weist eine DUV- Lichtquelle 106B auf. Als DUV- Lichtquelle 106B kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, welcher Strahlung 108B im DUV- Bereich bei 193 nm emittiert.
Das in Fig. 1B dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 leitet die DUV-Strahlung 108B auf eine Photomaske 120. Die Photomaske 120 ist als transmittives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 122 oder derglei¬ chen abgebildet wird. Das Projektionssystem 104 weist mehrere Linsen 132 und/oder Spiegel 134 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 122 auf. Dabei können einzelne Linsen 132 und/oder Spiegel 134 des Projektionssystems 104 symmetrisch zur optischen Achse 124 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte be¬ achtet werden, dass die Anzahl der Linsen und Spiegel der DUV- Lithographieanlage 100B nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen und/oder Spiegel vorgesehen sein. Insbe- sondere weist das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 der DUV- Lithographieanlage 100B mehrere Linsen und/oder Spiegel auf. Des Weiteren sind die Spiegel i.d.R. an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
Eine Anordnung 200 zur Halterung eines Spiegels wird nachfolgend beispielhaft für den Spiegel M6 der EUV- Lithographieanlage 100A beschrieben. Die Anord¬ nung 200 kann jedoch bei allen optischen Elementen der EUV- Lithographieanlage 100A oder der DUV- Lithographieanlage 100B eingesetzt werden. Die Anordnung 200 kann also auch für andere Bauteile einer Lithogra¬ phieanlage 100 als Spiegel vorgesehen werden. Dies betrifft insbesondere Linsen 132, die Halterung der Photomaske 120 oder die Halterung des Wafers 122.
Fig. 2 zeigt eine stark schematisierte, perspektivische Ansicht des Spiegels M6 aus Fig. 1A sowie eine Anordnung 200 zur Halterung des Spiegels M6. Die An¬ ordnung 200 weist drei Gewichtskraftkompensationseinrichtungen 202 an der Rückseite 204 des Spiegels M6 auf. Eine jeweilige Gewichtskraftkompensations- einrichtung 202 umfasst ein Rohr 206, welches innerhalb eines Gehäuses 208 angeordnet ist. Das Rohr 206 überträgt die Kompensationskraft auf den Spiegel M6. Das Gehäuse 208 ist an einem nicht gezeigten Tragrahmen der Lithogra¬ phieanlage 100 befestigt.
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Gewichtskraftkompensations- einrichtung 202 aus Fig. 2. Die Gewichtskraftkompensationseinrichtung 202 ist rotationssymmetrisch bezüglich der Achse 302 aufgebaut. Das Rohr 206 der Ge- wichtskraftkompensationseinrichtung 202 erstreckt sich entlang der Achse 302. Dabei ist das Rohr 206 über Verbindungselemente 312 mit dem Gehäuse 208 verbunden, so dass es entlang der Achse 302 zwangsgeführt ist. Die Richtung der Achse 302 ist ebenfalls die Richtung in der die Gewichtskraftkompensationsein- richtung 202 die Kompensationskraft auf den Spiegel M6 ausübt, um ihn zu hal¬ ten. Die gezeigte Gewichtskraftkompensationseinrichtung 202 umfasst drei Per¬ manentmagnetringe 304, 306, 308. Ein äußerer Permanentmagnetring 304 ist mit dem Gehäuse 208 verbunden. Ein erster innerer Permanentmagnetring 306 und ein zweiter innerer Permanentmagnetring 308 sind mit dem Rohr 206 ver¬ bunden. Der erste innere Permanentmagnetring 306 und der zweite innere Per¬ manentmagnetring sind in Richtung der Achse 302 magnetisiert. Im Gegensatz dazu ist der äußere Permanentmagnetring 304 radial in Bezug auf die Achse 302 magnetisiert.
Das Rohr 206 ist mit dem Spiegel M6 verbunden, um die Kompensationskraft auf den Spiegel M6 auszuüben. Diese Verbindung über eine der Gewichtskraftkom- pensationseinrichtung 202 zugeordnete Kopplungseinrichtung 314 ist in Fig. 3 lediglich schematisch angedeutet. Die Kopplungseinrichtung 314 lagert den Spiegel M6 in einer Ebene senkrecht zur Achse 302 frei bewegbar. In Richtung der Gewichtskraft, d.h. in Richtung der Achse 302, wird der Spiegel dagegen durch die Gewichtskraftkompensationseinrichtung 202 gehalten.
Ferner zeigt Fig. 3 einen ersten Aktor 320 und einen zweiten Aktor 322. Die Ak- toren 320, 322 - sog. Lorentz-Aktoren - dienen zur Positionierung des Spiegels M6 über das Rohr 206.
Der erste Aktor 320 wird durch eine Spule 316 und den ersten inneren Perma¬ nentmagnetring 306 gebildet. Die Spule 316 des ersten Aktors 320 ist umfangs- mäßig in Bezug auf die Achse 302. Das Magnetfeld der Spule 316 des ersten Ak¬ tors 320 übt eine Kraft auf den ersten inneren Permanentmagnetring 306 aus, der mit dem Rohr 206 verbunden ist. Dadurch wird die Kraft auf das Rohr 206 übertragen. Die Spule 316 des ersten Aktors 320 ist mit dem Gehäuse 208 ver¬ bunden.
Der zweite Aktor 322 wird durch eine Spule 318 und den zweiten inneren Per¬ manentmagnetring 308 gebildet. Die Spule 318 des zweiten Aktors 322 ist eben- falls umfangsmäßig in Bezug auf die Achse 302 angeordnet. Das Magnetfeld der Spule 318 des zweiten Aktors 322 übt eine Kraft auf den zweiten inneren Per¬ manentmagnetring 308 aus, der mit dem Rohr 206 verbunden ist. Dadurch wird die Kraft auf das Rohr 206 übertragen. Die Spule 318 des zweiten Aktors 322 ist mit dem Gehäuse 208 verbunden. Die Spule 316 des ersten Aktors 320 ist ober¬ halb des äußeren Permanentmagnetrings 304 angeordnet. Dagegen ist die Spule 318 des zweiten Aktors 322 unterhalb des äußeren Permanentmagnetrings 304 angeordnet. In den Figuren ist bei den Spulen 316, 318 die elektrische Stromrichtung darge¬ stellt. Es werden die Symbole Θ (aus der Ebene heraus zum Betrachter) und (g) (vom Betrachter in die Ebene hinein) verwendet.
Fig. 4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anordnung 200 zur Halterung eines Spiegels M6. Die Anordnung 200 ist bevorzugt allgemein rotationssymmet¬ risch bezüglich der Achse 302. In der schematischen Schnittansicht der Fig. 4 ist jedoch nur die rechte Seite der Anordnung 200 gezeigt. Die Anordnung 200 der Fig. 4 weist eine Gewichtskraftkompensationseinrichtung 202, einen ersten Ak¬ tor 320, einen zweiten Aktor 322 und zumindest eine Justageemrichtung 400 auf. Die Gewichtskraftkompensationseinrichtung 202 entspricht der in Fig. 3 gezeig¬ ten Gewichtskraftkompensationseinrichtung 202. Weiter entsprechen die Akto¬ ren 320, 322 den in Fig. 3 gezeigten Aktoren 320, 322.
In Fig. 4 sind genau zwei radial innere Permanentmagnetringe 306, 308 und ge- nau ein radial äußerer Permanentmagnetring 304 zu sehen. Alternativ können auch genau ein radial innerer Permanentmagnetring und genau zwei radial äu¬ ßere Permanentmagnetringe vorgesehen sein. Prinzipiell kann die Gewichts- kraftkompensationseinrichtung 202 eine Anzahl N in Bezug auf eine Richtung der Kompensationskraft radial innere Permanentmagnetringe 306, 308 und eine Anzahl M in Bezug auf die Richtung der Kompensationskraft radial äußere Per- manentmagnetringe 304 aufweisen, wobei die Summe aus N und M eine ungera¬ de Zahl größer gleich 3 ist.
Die in Fig. 4 dargestellte Schnittansicht der rechten Seite der Anordnung 200 zeigt zwei Justageeinrichtungen 400. Beide Justageeinrichtungen 400 sind als Elektropermanentmagnet 402 ausgebildet. In den Figuren 6 und 7 wird die Funktionsweise eines Elektropermanentmagneten genauer beschrieben. Die Jus¬ tageeinrichtungen 400 üben eine magnetische Kraft auf einen Permanentmagne¬ ten 404 aus. Der Permanentmagnet 404 ist mit dem Rohr 206 verbunden, so dass eine auf den Permanentmagnet 404 übertragene Kraft auch auf das Rohr 206 übertragen wird. Damit können die Justageeinrichtungen zur Kompensation der Gewichtskraft des Spiegels M6 beitragen. Prinzipiell kann eine beliebige Anzahl an Justageeinrichtungen 400 verwendet werden. Insbesondere können ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Justageeinrichtungen 400 vorgesehen sein.
Die Permanentmagnetringe 304, 306, 308 können mit der Zeit an magnetischer Kraft verlieren. Der damit verbundene Verlust an Kompensationskraft kann über den ersten Aktor 320 und über den zweiten Aktor 322 ausgeglichen werden. Dieser Ausgleich führt allerdings zu einem ständigen Stromfluss durch die Spu¬ len 316, 318 der Aktoren 320, 322. Der Stromfluss führt schließlich zu einer un¬ erwünschten Wärmequelle in der Lithographieanlage 100. Vorteilhafterweise kann der Verlust an Kompensationskraft mittels der Justageeinrichtungen 400 kompensiert werden. Die Justageeinrichtungen 400 müssen nur justiert werden und benötigen keinen ständigen Stromfluss. Eine unnötige Wärmequelle wird somit vermieden.
Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anordnung 200 zur Halterung eines Spiegels M6. Eine Gewichtskraftkompensationseinrichtung 202 ist nicht gezeigt. Die Justageeinrichtungen 400 sind als Elektropermanentmagnete 402 ausgebildet. Die Elektropermanentmagnete 402 sind oberhalb des Spiegels M6 angeordnet und ziehen den Spiegel gegen die Schwerkraft an. Genauer gesagt ziehen die Elektropermanentmagnete 402 ein magnetisiertes oder magnetisier- bares Material, welches mit dem Spiegel M6 verbunden ist, an.
Eine jeweilige Justageeinrichtung 400, d.h. der Elektropermanentmagnet 402, weist einen ersten Magneten 500 aus einem Material mit mittlerer Koerzitivfeld- stärke und einen zweiten Magneten 502 aus einem Material mit großer Koerziti- vfeldstärke auf. Das Material mittlerer Koerzitivfeldstärke weist eine Koerzitiv feldstärke zwischen 10 und 300 kA/m, bevorzugt zwischen 40 und 200 kA/m und weiter bevorzugt zwischen 50 und 160 kA/m auf. Das Material großer Koerzitiv feldstärke weist eine Koerzitivfeldstärke zwischen 600 und 3000 kA/m, bevorzugt zwischen 750 und 2500 kA/m und weiter bevorzugt zwischen 800 und 950 kA/m auf. Insbesondere sind der erste Magnet 500 aus AINiCo und der zweite Magnet 502 aus SmCo und/oder NdFeB. Weiter umfasst der Elektropermanentmagnet 402 eine Spule 504, wobei die beiden Magnete 500, 502 innerhalb der Spule 504 angeordnet sind. Der erste Magnet 500 kann durch das Magnetfeld der Spule 504 magnetisiert werden. Der zweite Magnet 502 weist eine Dauermagnetisierung auf, die mittels der Spule 504 nicht veränderbar ist. Der erste und zweite Magnet 500, 502 können in ein in Fig. 6 gezeigtes Eisenelement 600 integriert sein. Kor¬ respondierende Magnetfelder des ersten und zweiten Magneten 500, 502 sind mit 602, 608 bezeichnet.
Wie in Fig. 6 zu sehen, zeigt die Dauermagnetisierung des ersten Magneten 500 in der gleichen Richtung wie die Dauermagnetisierung des zweiten Magneten 502. Dies wird durch die Pfeile 604, 606 innerhalb der Magneten 500, 502 symbo- lisiert, die in die gleiche Richtung weisen. Dabei zeigt die jeweilige Pfeilspitze in Richtung des magnetischen Nordpols. Das erste Magnetfeld 602 des ersten Mag¬ neten 500 und das zweite Magnetfeld 608 des zweiten Magneten 502 addieren sich. Fig. 7 zeigt eine Vergrößerung von Ansicht II aus Fig. 5. Wie in Fig. 7 zu sehen, ist die Dauermagnetisierung des ersten Magneten 500 in der entgegengesetzten Richtung wie die Dauermagnetisierung des zweiten Magneten 502 eingestellt. Die Pfeile innerhalb der Magneten 500, 502 zeigen in entgegengesetzte Richtun¬ gen. Das erste Magnetfeld 602 des ersten Magneten 500 und das zweite Magnet¬ feld 608 des zweiten Magneten 502 heben sich vollständig gegeneinander auf. Das Magnetfeld 602, 608 existiert nur innerhalb der Magneten 500, 502.
Alternativ kann die Magnetisierung des ersten Magneten 500 mittels der Spule 504 auch so eigestellt werden, dass sich das Magnetfeld 602 des ersten Magneten 500 und das Magnetfeld 608 des zweiten Magneten nur teilweise aufheben. Die in Fig. 5 dargestellten Elektropermanentmagnete 402 werden bevorzugt zu¬ sammen angesteuert. Dazu sind die Spulen 504 der Elektropermanentmagneten 402 in Reihe geschaltet und mit einer Bestromungseinrichtung 506 verbunden. Die Anzahl der Windungen der einzelnen Spulen 504 kann unterschiedlich sein. Die unterschiedliche Anzahl von Windungen der einzelnen Spulen hat den Vor- teil, dass die jeweiligen ersten Magnete 500 der jeweiligen Elektropermanent¬ magnete 402 bei einem Stromimpuls durch die Bestromungseinrichtung 506 un¬ terschiedlich stark magnetisiert werden können. Die Spulen 504 sowie die Bestromungseinrichtung 506 bilden vorliegend eine Einrichtung 510 zur Dauer¬ magnetisierung der ersten Magneten 500.
Die Bestromungseinrichtung 506 kann einen Speicher 508, beispielsweise einen RAM- oder ROM- Speicher, aufweisen. In dem Speicher 508 ist ein Hysteresepro¬ fil 1100 (siehe Fig. 11 und die dortigen Erläuterungen) der jeweiligen ersten Magneten 500 gespeichert. Die Bestromungseinrichtung 506 steuert die Spulen 504 in Abhängigkeit von dem Hystereseprofil 1100 und der erforderlichen Justa- gekraft an. Dabei ist die erforderliche Justagekraft die Differenz zwischen der von der Gewichtskraftkompensationseinrichtung 202 erzeugten Kompensations¬ kraft und der auf den Spiegel M6 wirkenden Gewichtskraft. Die erforderliche Justagekraft kann beispielweise unter Verwendung eines Sensors 509 ermittelt werden, welcher eine Position des Rohrs 206 überwacht. Ein jeweiliger erster Magnet 500 kann mit einem starken Stromimpuls durch eine Spule 504 magnetisiert werden, so dass zunächst alle Domänen ausgerichtet sind. Danach entmagnetisieren schwächere Stromimpulse mit umgekehrter Stromrichtung durch die Spule 504 die schwächer ausgerichteten Domänen, um die gewünschte Magnetstärke zu erreichen. Da die schwächer ausgerichteten Domänen dann bereits entmagnetisiert sind, ist der Magnet 500 zeitlich stabiler.
Fig. 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Anordnung 200 zur Halterung eines Spiegels M6. Im Gegensatz zu dem in Fig. 4 dargestellten ersten Ausfüh- rungsbeispiel sind die Justageeinrichtungen 400 oberhalb des Rohrs 206 ange¬ ordnet. Die in Fig. 8 dargestellte Anordnung 200 ist geeignet, die Gewichtskraft eines an der Anordnung 200 hängenden Spiegels M6 zu kompensieren. Die Jus¬ tageeinrichtungen 400 üben eine anziehende Kraft auf ein ferromagnetische Ma¬ terial 800 (bspw. eine Platte) aus, welches mit dem Rohr 206 verbunden ist. Über das Rohr 206 kann eine Kraft auf den Spiegel M6 ausgeübt werden.
Prinzipiell kann eine Justageeinrichtung 400 in Bezug auf die Richtung der Kompensationskraft oberhalb oder unterhalb des Rohrs 206 angeordnet werden. Je nachdem ob eine anziehende oder abstoßende Justagekraft von der Justage- einrichtung 400 ausgehen soll, ist dann auch das Wirkelement 404, 800 zu wäh¬ len. In Frage für das Wirkelement 404, 800 kommen ein magnetisiertes Material, z.B. ein Permanentmagnet 404, oder ein magnetisierbares Material.
Weiter ist in Fig. 8 eine Positioniereinrichtung 802 gezeigt, welche zur Positio- nierung bspw. von einem Gewinde und korrespondierenden Gegengewinde Ge¬ brauch macht. Mittels der Positioniereinrichtung 802 kann der Spalt zwischen den Justageeinrichtungen 400 und dem ferromagnetischen Material 800 einge¬ stellt werden. Über die Einstellung des Spalts kann die Justagekraft der Justa¬ geeinrichtungen 400 zusätzlich variiert werden.
Fig. 9 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer Anordnung 200 zur Halterung eines Spiegels M6. Die Gewichtskraftkompensationseinrichtung 202, die Spule 316 des ersten Aktors 320 und die Spule 318 des zweiten Aktors 322 sind analog zum ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 4 angeordnet. Allerdings stellt die Spule 318 des zweiten Aktors 322 eine Spule 504 der Einrichtung 510 zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten 500 dar. Weiter weist die Anord- nung 200 eine Bestromungseinrichtung 506 (in Fig. 9 nicht gezeigt) zum Bestro- men der Spule 318 des zweiten Aktors 322 auf. Zwischen einem ersten Betriebs¬ modus der Anordnung 200 und einem zweiten Betriebsmodus der Anordnung 200 wird die Stromrichtung der Spule 318 des zweiten Aktors 322 umgekehrt. Die Spule 318 des zweiten Aktors 322 erzeugt in dem ersten Betriebsmodus der An- Ordnung 200 ein Magnetfeld zur Wechselwirkung mit dem zweiten inneren Mag¬ netring 308 und damit zur Positionierung des Spiegels M6. In dem zweiten Be¬ triebsmodus der Anordnung 200 wird durch die Spule 318 des zweiten Aktors 322 ein Magnetfeld zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magne¬ ten 500 erzeugt. Das Symbol Θ in der Spule 318 des zweiten Aktors 322 verdeut- licht, dass sich die Stromrichtung zum Erzeugen des Magnetfelds zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten 500 umdreht.
Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung der Magnetfeldstärkeverteilung 1000, wie sie sich zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten 500 in Fig. 9 einstellt. Zu sehen ist der Ort 1002 der Spule 316 des ersten Aktors 320, der Ort 1004 der Spule 318 des zweiten Aktors 322, der Ort 1006 des äuße¬ ren Permanentmagnetrings 304, der Ort 1008 des ersten inneren Permanent¬ magnetrings 306 und der Ort 1010 des zweiten inneren Permanentmagnetrings 308. Weiter ist der Bereich 1012 großer Magnetfeldstärke gezeigt, in dem der Magnet 500 vorteilhafterweise angeordnet wird.
Fig. 11 zeigt das Hystereseprofil 1100 des in Fig. 9 dargestellten ersten Magne¬ ten 500. Dabei ist in Fig. 11 die magnetische Flussdichte Br gegen das äußere Magnetfeld H aufgetragen. Wie in der magnetischen Hysteresekurve zu sehen, kann die magnetische Flussdichte Br des ersten Magneten 500 durch das von der Spule 318 des zweiten Aktors 322 erzeugte äußere Magnetfeld H eingestellt wer- den. Wie in Fig. 11 dargestellt, ist die magnetische Flussdichte Br des ersten Magneten 500 zu einem ersten Zeitpunkt ti gleich Null. Nach dem Erhöhen des äußeren Magnetfelds H durch die Spule 318 (entspricht einem stärkeren Stro¬ mimpuls) des zweiten Aktors 322 ist auch die magnetische Flussdichte Br des ersten Magneten 500 zu einem zweiten Zeitpunkt t2 erhöht. Ein weiteres Erhö¬ hen des äußeren Magnetfelds H durch die Spule (entspricht einem noch stärke¬ ren Stromimpuls) 318 des zweiten Aktors 322 führt zu einem dritten Zeitpunkt t3 zu einer weiter erhöhten magnetischen Flussdichte Br des ersten Magneten 500. Auf diese Weise kann die gewünschte Dauermagnetisierung des ersten Magneten 500 eingestellt werden.
Fig. 12 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Anordnung 200 zur Halterung eines Spiegels M6. Analog zu dem in Fig. 9 dargestellten vierten Ausführungs¬ beispiel ist der erste Magnet 500 benachbart zur Spule 318 des zweiten Aktors 322 angeordnet. Allerdings weist die Justageeinrichtung 400 eine separate Ein¬ richtung 510 zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten 500 mit einer Spule 504 auf.
Alternativ kann zusätzlich die Spule 318 des ersten Aktors 322 zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten 500 beitragen.
Fig. 13 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Anordnung 200 zur Halte¬ rung eines Spiegels M6. Analog zu dem in Fig. 12 dargestellten fünften Ausfüh¬ rungsbeispiel weist die Justageeinrichtung 400 eine Spule 504 auf. Die Justage- einrichtung 400 wechselwirkt mit einem Permanentmagneten 404, der mit dem Rohr 206 verbunden ist, um eine Justagekraft auf den Spiegel M6 auszuüben.
Obwohl die Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf keineswegs beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar. BEZUGSZEICHENLISTE
100 Lithographieanlage
100A EUV-Lithographieanlage
100B DUV-Lithographieanlage
102 Strahlformungs- und Beleuchtungssystem
104 Projektions System
106A EUV-Lichtquelle
106B DUV-Lichtquelle
108A EUV-Strahlung
108B DUV-Strahlung
110 Spiegel
112 Spiegel
114 Spiegel
116 Spiegel
118 Spiegel
120 Photomaske
122 Wafer
124 optische Achse des Projektionssystems
126 Steuereinrichtung
128 Halterung der Photomaske
130 Halterung des Wafers
132 Linse
134 Spiegel
136 Spiegel
200 Anordnung zur Halterung eines Bauteils
202 Gewichtskraftkompensationseinrichtung
204 Rückseite des Spiegels
206 Rohr
208 Gehäuse
302 Achse
304 äußerer Permanentmagnetring 306 erster innerer Permanentmagnetring
308 zweiter innerer Permanentmagnetring
312 Verbindungselement
314 Kopplungseinrichtung
316 Spule des ersten Aktors
318 Spule des zweiten Aktors
320 erster Aktor
322 zweiter Aktor
400 Justageeinrichtung
402 Elektropermanentmagnet
404 Permanentmagnet
500 erster Magnet
502 zweiter Magnet
504 Spule
506 Bestromungseinrichtung
508 Speicher
509 Sensor
510 Einrichtung zum Einstellen der Dauermagnetisierun;
600 Eisenelement
602 erstes Magnetfeld
604 erster Pfeil
606 zweiter Pfeil
608 zweites Magnetfeld
800 ferromagnetisches Material
802 Positioniereinrichtung
1000 Magnetfeldstärkeverteilung
1002 Ort der Spule des ersten Aktors
1004 Ort der Spule des zweiten Aktors
1006 Ort des äußeren Permanentmagnetrings
1008 Ort des ersten inneren Permanentmagnetrings
1010 Ort des zweiten inneren Permanentmagnetrings
1012 Bereich großer Magnetfeldstärke 1100 Hystereseprofil
M1-M6 Spiegel
ti erster Zeitpunkt t2 zweiter Zeitpunkt t3 dritter Zeitpunkt

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Anordnung (200) zur Halterung eines Bauteils (M6) in einer Lithographiean¬ lage (100), aufweisend
eine Gewichtskraftkompensationseinrichtung (202) zur Ausübung einer Kompensationskraft auf das Bauteil (M6), welche eine auf das Bauteil (M6) wirkende Gewichtskraft zumindest teilweise kompensiert, und
zumindest eine Justageeinrichtung (400) zur Justage der Kompensations¬ kraft, wobei die zumindest eine Justageeinrichtung (400) einen ersten Mag¬ neten (500) mit einer einstellbarer Dauermagnetisierung und eine Einrich¬ tung (510) zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten (500) umfasst.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine erste Magnet (500) ein Material mit mittlerer Koerzitivfeldstärke aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Material mittlerer Koerzitiv¬ feldstärke eine Koerzitivfeldstärke zwischen 10 und 300 kA/m, bevorzugt zwischen 40 und 200 kA/m, weiter bevorzugt zwischen 50 und 160 kA/m auf¬ weist.
Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Material mittlerer Koerzitiv¬ feldstärke AINiCo aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zumindest eine Jus¬ tageeinrichtung (400) einen zweiten Magneten (502) umfasst, welcher eine Dauermagnetisierung aufweist, die mittels der Einrichtung (510) zum Ein¬ stellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten (500) nicht veränder¬ bar ist.
Anordnung nach Anspruch 5, wobei der erste Magnet (500) ein erstes Mag¬ netfeld (602) und der zweite Magnet (502) ein zweites Magnetfeld (608) er- zeugt, wobei sich das erste und zweite Magnetfeld (602, 608) in Abhängigkeit von einer Einstellung der Einrichtung (510) zum Einstellen der Dauermagne¬ tisierung des ersten Magneten (500) zumindest teilweise oder vollständig ge¬ genseitig aufheben oder addieren.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, wobei der zweite Magnet (502) ein Mate¬ rial großer Koerzitivfeldstärke aufweist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Material großer Ko¬ erzitivfeldstärke eine Koerzitivfeldstärke zwischen 600 und 3000 kA/m, be¬ vorzugt zwischen 750 und 2500 kA/m, weiter bevorzugt zwischen 800 und 950 kA/m aufweist.
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Material großer Koerzitivfeld¬ stärke SmCo und/oder NdFeB aufweist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Einrichtung (510) zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten (500) eine Spule (504) aufweist und wobei der erste und zweite Magnet (500, 502) in¬ nerhalb der Spule (504) angeordnet sind.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, ferner aufweisend mehrere Justageeinrichtungen (400), welche jeweils einen ersten und einen zweiten Magneten (500, 502) sowie eine Einrichtung (510) zum Einstellen einer Dau¬ ermagnetisierung des jeweiligen ersten Magneten (500) aufweisen, wobei der jeweilige erste Magnet (500) ein erstes Magnetfeld (602) und der jeweilige zweite Magnet (502) ein zweites Magnetfeld (608) erzeugt, wobei sich das ers¬ te und zweite Magnetfeld (602, 608) in Abhängigkeit von einer Einstellung der jeweiligen Einrichtung (510) zum Einstellen der Dauermagnetisierung des jeweiligen ersten Magneten (500) zumindest teilweise oder vollständig gegenseitig aufheben oder addieren.
12. Anordnung nach Anspruch 11, wobei die jeweiligen Einrichtungen (510) zum Einstellen der Dauermagnetisierung der jeweiligen ersten Magneten (500) jeweilige Spulen (504) umfassen, wobei die Spulen (504) eine unterschiedli¬ che Anzahl an Windungen aufweisen und in Reihe geschaltet sind.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Einrichtung (510) zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten (500) eine Spule (504) und eine Bestromungseinrichtung (506) zum Bestromen der Spu¬ le (504) mit einem Stromimpuls aufweist.
14. Anordnung nach Anspruch 13, wobei die Bestromungseinrichtung (506) die Spule (504) in Abhängigkeit von einer zur Justage der Kompensationskraft erforderlichen Justagekraft bestromt.
15. Anordnung nach Anspruch 14, wobei die erforderliche Justagekraft eine Dif¬ ferenz zwischen der von der Gewichtskraftkompensationseinrichtung (202) erzeugten Kompensationskraft und der auf das Bauteil (M6) wirkenden Ge¬ wichtskraft ist.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Bestromungsein¬ richtung (506) einen Speicher (508) umfasst und dazu eingerichtet ist, die Spule (504) in Abhängigkeit von einem auf dem Speicher (508) hinterlegten Hystereseprofil (1100) anzusteuern.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, ferner aufweisend einen Ak¬ tor (322) zur Positionierung des Bauteils (M6), wobei die Einrichtung (510) zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten (500) zumin¬ dest eine Spule (318) des Aktors (322) umfasst.
18. Anordnung nach Anspruch 17, wobei die Spule (318) des Aktors (322) in ei¬ nem ersten Betriebsmodus der Anordnung (200) dazu eingerichtet ist, ein Magnetfeld zur Positionierung des Bauteils (M6) zu erzeugen, und in einem zweiten Betriebsmodus der Anordnung (200) ein Magnetfeld zum Einstellen der Dauermagnetisierung des ersten Magneten (500) erzeugt.
19. Anordnung nach Anspruch 18, ferner aufweisend eine Bestromungseinrich- tung (506) zum Bestromen der Spule (318) des Aktors (322), wobei die
Bestromungseinrichtung (506) dazu eingerichtet ist, bei einem Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus die Stromrichtung durch die Spule (318) des Aktors (322) umzukehren.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Gewichtskraftkom- pensationseinrichtung (202) eine Anzahl N in Bezug auf eine Richtung der Kompensationskraft radial innere und eine Anzahl M in Bezug auf die Rich¬ tung der Kompensationskraft radial äußere Permanentmagnete (306, 308, 304) aufweist, wobei die Summe aus N und M eine ungerade Zahl größer gleich 3 ist.
21. Anordnung nach Anspruch 20, wobei die Gewichtskraftkompensationsein- richtung (202) genau zwei radial innere und genau einen radial äußeren Permanentmagnet (306, 308, 304) aufweist oder genau einen radial inneren und genau zwei radial äußere Permanentmagnete aufweist.
22. Anordnung nach Anspruch 20 oder 21, wobei zumindest ein radial innerer Permanentmagnet (306, 308) axial in Bezug auf die Richtung der Kompensa¬ tionskraft und/oder zumindest ein radial äußerer Permanentmagnet (304) radial in Bezug auf die Richtung der Kompensationskraft magnetisiert ist.
23. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, ferner aufweisend ein Ge¬ häuse (208) und ein demgegenüber in Richtung der Kompensationskraft be¬ weglich gelagertes Halteelement (206) zur Halterung des Bauteils (M6).
24. Anordnung nach Anspruch 23, wobei zumindest ein radial innerer Perma¬ nentmagnet (306, 308) an dem Halteelement (206) und zumindest eine radial äußerer Permanentmagnet (304) an dem Gehäuse (208) angebracht ist.
25. Anordnung nach Anspruch 23 oder 24, wobei das Halteelement (206) ein
magnetisiertes oder magnetisierbares Wirkelement (404, 800) aufweist, wo¬ bei die Justageeinrichtung (400) dazu eingerichtet ist, eine anziehende oder abstoßende Justagekraft auf das Wirkelement (404, 800) auszuüben.
26. Anordnung nach Anspruch 25, wobei die Justageeinrichtung (400) in Bezug auf die Richtung der Kompensationskraft oberhalb oder unterhalb des Hal¬ teelements (206) angeordnet ist.
27. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, ferner aufweisend einen Ak- tor (320, 322) zur Positionierung des Bauteils (M6), welcher zumindest eine
Spule (316, 318) umfasst, die mit zumindest einem radial inneren Perma¬ nentmagneten (306, 308) zur Erzeugung einer Aktuierungskraft für die Posi¬ tionierung des Bauteils (M6) wechselwirkt.
28. Anordnung nach Anspruch 27, wobei die zumindest eine Spule (316, 318) um- fangsmäßig in Bezug auf die Richtung der Kompensationskraft angeordnet ist und/oder fest in dem Gehäuse (208) angeordnet ist.
29. Anordnung nach Anspruch 27 oder 28, ferner aufweisend zwei Aktoren (320, 322) zur Positionierung des Bauteils (M6), welche in Bezug auf die Richtung der Kompensationskraft ober- und unterhalb zumindest eines radial äußeren Permanentmagneten (304) angeordnet sind.
30. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, wobei das Bauteil ein opti- sches Element (M6) aufweist.
31. Anordnung nach Anspruch 30, wobei das optische Element ein Spiegel (M6) oder eine Linse ist.
32. Lithographieanlage (100), insbesondere EUV- oder DUV-Lithographieanlage (100A, 100B), mit einer Anordnung (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 31.
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