致動機構、光學裝置和光刻裝置的制造方法

致動機構、光學裝置和光刻裝置的制造方法
【專利摘要】一種用以對例如鏡進行位移的致動器通過改變兩個電磁體(370)中的電流來提供具有至少兩個自由度的移動。運動部件包括具有磁面的永磁體(362)，該磁面被約束為在基本上位于與磁體的磁化方向垂直的第一平面中的工作區域上運動。電磁體具有基本上位于接近平行于第一平面的第二平面中的極面，每個極面基本上填充運動磁體的面所經過的區域的四分之一。鐵磁屏蔽件(820)被提供在運動部件的周圍并且具有至少一個中斷(822)，以減少鄰近致動器或雜散場的影響，同時還最小化永磁體(362)與屏蔽件(820)之間的吸引。
【專利說明】致動機構、光學裝置和光刻裝置
[0001 ] 本申請與2014年I月13日提交的EP專利申請N0.14150933.1有關，該EP專利申請通過引用以其整體并入本文。
技術領域
[0002]本發明的實施例涉及可以被應用在一系列裝置和儀器中的制動機構。本發明的實施例涉及一種具有琢面場鏡(faceted field mirror)設備和/或琢面瞳鏡(faceted pupilmirror)設備的光學系統。
【背景技術】
[0003]光刻(lithography)廣泛地被認為是集成電路(IC)以及其他設備和/或結構的制造中的關鍵步驟之一。然而，隨著使用光刻制作的特征的尺寸變得更小，光刻正在成為用于使得微型IC或者其他設備和/或結構能夠被制造的更加關鍵的因素。
[0004]光刻裝置是一種將所需圖案應用到基片上(通常是應用到基片的目標部分上)的機器。光刻裝置能夠被使用在例如IC的制造中。在該實例中，圖案化設備(其替換地被稱為掩膜(mask)或掩模版(reticle))可以被用來生成將被形成在IC的個體層上的電路圖案。這個圖案能夠被傳送到基片(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括部分裸片、一個裸片或若干裸片)上。圖案的傳送通常是經由成像到基片上提供的輻射敏感材料(抗蝕劑(resist))的層上。一般而言，單個基片將包含接連地被圖案化的鄰近目標部分的網絡。
[0005]在光刻裝置中，許多運動部件通常被提供有各種自由度，并且運動和地點(包括直線位置和角度位置(取向)、速度和加速度)經由眾多致動機構(致動器)自動地被控制。致動器可以電磁地、氣動地、或者水力地被操作。致動器經常被約束為僅在一個自由度中(直線或旋轉)實現移動。在運動部件將在多個自由度中被控制的場合，更加復雜的機構可以被提供，或者多個單一度的機構可以被組合。
[0006]為了縮短曝光波長并且因此減少最小可印刷大小，已經提出了使用遠紫外(EUV)輻射源。EUV輻射源通常被配置為輸出5-20nm左右(例如，13.5nm或大約13nm或6.5-6.8nm)的輻射波長。對EUV輻射的使用可以構成朝向實現小特征印刷的重要步驟。這樣的輻射被稱為遠紫外或者軟X-射線，并且可能的源包括例如產生激光的等離子體源、放電等離子體源、或者來自電子存儲環的同步輻射。歸因于對于極端準確性的需求，并且另外地歸因于在真空環境中以高可靠性進行工作的需求，設計針對EUV光刻裝置的致動器是特別有挑戰性的。

【發明內容】

[0007]致動器被使用的一種示例是用于EUV光學裝置的照明系統的琢面鏡。眾多個體的鏡琢面(facet)可以被提供在陣列中，它們中的每個可能需要被取向在不同方向中以實現在目標地點處的不同照明輪廓。例如，在PCT專利申請公布號WO 2011/000671AI中描述了用于場琢面鏡的致動器。當尋求延伸能夠實現的照明輪廓的范圍時，需要具有多于兩個位置的致動器，這可能包括在兩個或更多自由度中的移動，并且可能需要不能由終點停止件(end stop)定義的中間位置。因此，需要這樣的致動器，其滿足嚴格的大小、成本和散熱、以及性能的要求。
[0008]其他問題出現在這樣的照明系統的設計中。運動鏡或其他元件的位置應當在兩個維度中被測量，而不是通過例如終點停止件在一個維度中被設置。當潛在存在數百個將被控制的個體琢面時，并且尤其是當它們處于真空環境中時，提供足夠準確且緊湊的位置測量和反饋控制變得有挑戰性。
[0009]根據本發明的一方面，提供了一種致動機構，該致動機構包括運動部件和靜止部件，運動部件包括磁體，磁體被靜止部件所生成的磁場驅動而跨工作范圍進行運動；以及屏蔽件，圍繞磁體的工作范圍以減少磁場的傳播，屏蔽件由鐵磁材料形成并且其中具有至少一個中斷。
[0010]根據本發明的一方面，提供了一種致動系統，該致動系統包括多個致動機構，每個致動機構是如上文所描述的。
[0011 ]根據本發明的一方面，提供了一種光學裝置，該光學裝置包括被布置為從輻射源接收輻射光束以處理該光束并將該光束遞送到目標地點的一系列的光學組件，其中這些光學組件包括一個或多個可運動光學組件，該一個或多個可運動光學組件被耦合到(安裝在)如本文所描述的致動器機構上，并且其中控制器和驅動電路被提供來激勵電磁體以實現每個可運動光學組件的所需定位。
[0012]可運動光學組件可以形成照明系統，該照明系統用以調節光束并且將經調節的光束遞送到圖案化設備上的目標地點，其中可運動組件是可運動的以改變經調節的光束在目標地點處的入射角。在一種實施例中，具有相關聯的致動機構的多個這樣的可運動組件被提供作為蠅眼照明器的一部分。
[0013]本發明的實施例在光學組件是反射性組件并且照明系統是利用具有在范圍5至20nm中的波長的輻射可操作的EUV照明系統的場合中，可以找到特別的應用。
[0014]根據本發明的一方面，提供了一種光刻裝置，該光刻裝置包括:照明系統，被配置為調節輻射光束;支撐件，被構造為支撐圖案化設備，該圖案化設備能夠向輻射光束在它的橫截面上賦予圖案以形成經圖案化的輻射光束;基片臺，被構造為持有基片；投射系統，被配置為將經圖案化的輻射光束投射到基片的目標部分上；以及如本文所描述的光學裝置，被配置為調節照明系統中的輻射光束和/或投射系統中的經圖案化的輻射光束。
[0015]根據本發明的一方面，提供了一種設備制造方法，該方法包括將經圖案化的輻射光束投射到基片上，其中經圖案化的光束從通過如本文所描述的光學裝置被調節的輻射光束而被形成。
[0016]下面參考附圖詳細地描述本發明的各種實施例的進一步方面、特征和潛在優點、以及結構和操作。注意，本發明不被限制于本文所描述的特定實施例。這樣的實施例在本文中被提出僅用于說明性目的。基于本文所包含的教導，另外的實施例對(多個)相關領域中的技術人員將是明顯的。
【附圖說明】
[0017]被并入本文并且形成說明書的一部分的附圖圖示了本發明，并且與本描述一起進一步用于解釋本發明的原理并使得(多個)相關領域中的技術人員能夠制作和使用本發明。參考附圖，通過僅為示例的方式描述了本發明的實施例，在附圖中:
[0018]圖1示意性地描繪了根據本發明的實施例的具有反射光學器件(optics)的光刻裝置；
[0019]圖2是圖1的裝置的更詳細的視圖；
[0020]圖3是用于圖1和2的裝置的源收集器模塊的實施例的更詳細的視圖；
[0021]圖4描繪了根據本發明的實施例的EUV光刻裝置；
[0022]圖5是根據本發明的實施例的致動機構可以被使用在其中的光刻裝置的照明系統的一部分的第一橫截面視圖；
[0023]圖6是圖5的裝置的第二橫截面視圖，示出為了對兩個相關聯的瞳琢面鏡進行選址而對場琢面鏡的調整；
[0024]圖7圖示了用于在根據本發明的實施例的致動機構中使用的新穎2-D平面電機的基本形式，并且示意性地指示了控制功能；
[0025]圖8圖示了可以被用來實施圖7的控制功能的光學位置傳感器的形式和操作；
[0026]圖9是光刻裝置中的場琢面鏡模塊的外部視圖和部分剖面視圖，該場琢面鏡模塊包括多個根據本發明的實施例的致動機構；
[0027]圖10是圖9的鏡模塊中的一個致動機構的橫截面視圖；
[0028]圖11是光刻裝置中的場琢面鏡模塊的外部視圖和部分剖面視圖，該場琢面鏡模塊包括多個根據本發明的實施例的致動機構；
[0029]圖12是圖11的鏡模塊中的一個致動機構的更詳細視圖，并且屏蔽部件部分地被切除；
[0030]圖13至17示出了圖12的致動器中所包括的電機的仿真性能特性；
[0031]圖18圖示了可以被使用來代替圖8中所示出的光學位置傳感器的形式的光學位置傳感器的一種形式的主要組件；
[0032]圖19(a)圖示了圖18的傳感器的檢測器部分的平面視圖，并且圖19(b)圖示了圖18的傳感器的檢測器部分的橫截面視圖；
[0033]圖20(a)示出了具有在居中位置的致動器的圖18的光學位置傳感器的視圖，并且圖20(b)示出了具有在傾斜位置的致動器的圖18的光學位置傳感器的視圖；
[0034]圖21(a)示出了在致動器處于圖20(a)中所示出的居中位置的情況下光學位置傳感器的檢測器上的環狀輻射圖案的位置，并且圖21(b)示出了在致動器處于圖20(b)中所示出的傾斜位置的情況下光學位置傳感器的檢測器上的環狀輻射圖案的位置；
[0035]圖22(a)和22(b)示出了不同位置中的參考示例的兩個鄰近致動器的運動件(mover)；
[0036]圖23(a)和23(b)示出了不同位置中的根據本發明的實施例的兩個鄰近致動器的運動件；
[0037]圖24(a)和24(b)示出了不同位置中的根據本發明的另一實施例的兩個致動器的運動件；
[0038]圖25針對鄰近致動器的運動件的兩個不同位置示出了在未屏蔽的運動件上所施加的力的位置依賴性；
[0039]圖26針對鄰近致動器的運動件的兩個不同位置示出了在圖22(a)和22(b)的參考示例的致動器的運動件上所施加的力的位置依賴性；
[0040]圖27針對鄰近致動器的運動件的兩個不同位置示出了在圖23(a)和23(b)的致動器的運動件上所施加的力的位置依賴性；
[0041]圖28針對鄰近致動器的運動件的兩個不同位置示出了圖24(a)和24(b)的致動器的運動件上的力的位置依賴性；
[0042]圖29描繪了根據本發明的另一實施例的屏蔽件。
【具體實施方式】
[0043]本發明的實施例關注于可以被部署在大范圍的應用中的致動機構。在示例應用中，致動機構可以被提供以在光刻裝置內移動各種組件。這些組件可以是光學組件，并且可以例如是EUV光學組件。在這樣的裝置內部署的致動器可能必須滿足嚴格的環境和性能標準。例如，可能合意的是避免部件之間的摩擦以避免對于潤滑劑的需求和/或避免生成磨損顆粒。EUV裝置通常包括接近真空的環境，從而出氣材料(諸如潤滑劑)可能不被容忍。低散熱可能是一種考慮。下文將描述一種新穎類型的致動機構，其能夠幫助滿足這些嚴格標準中的一個或多個標準。在描述致動器之前，將介紹EUV光刻裝置的一些示例。進一步在下文中，將描述致動器如何可以被部署的示例。然而，將理解，致動器的本發明的實施例是廣泛可應用的并且一般完全不限制于使用在光刻裝置中，或者特別地是在EUV光刻裝置中。
[0044]圖1示意性地描繪了根據本發明的實施例的包括源收集器模塊SO的光刻裝置100。該裝置包括:照明系統(照明器)IL，被配置為調節輻射光束B(例如，EUV輻射)；支撐結構(例如，掩膜臺)MT，被構造為支撐圖案化設備(例如，掩膜或掩模版)MA并且連接到被配置為準確地定位圖案化設備的第一定位器PM;基片臺(例如，晶片臺)WT，被構造為持有基片(例如，包覆抗蝕劑的晶片)W并且連接到被配置為準確地定位基片的第二定位器PW;以及投射系統(例如，反射投射系統)PS，被配置為把由圖案化設備MA賦予輻射光束B的圖案投射到基片W的目標部分C(例如，包括一個或多個裸片)上。
[0045]照明系統可以包括用于定向、整形或控制輻射的各種類型的光學組件，諸如折射的、反射的、磁性的、電磁的、靜電的或者其他類型的光學組件。
[0046]支撐結構MT以一種方式而持有圖案化設備MA，該方式取決于圖案化設備的取向、光刻裝置的設計、以及其他條件，諸如例如圖案化設備是否在真空環境中被持有。支撐結構能夠使用機械的、真空的、靜電的或者其他的夾持技術來持有圖案化設備。支撐結構可以是例如構架(frame)或臺子，其按照要求可以是固定的或者可移動的。支撐結構可以確保圖案化設備例如關于投射系統而位于所需位置處。
[0047]術語“圖案化設備”應當寬泛地被解釋為指代能夠被用來向輻射光束在它的橫截面中賦予圖案諸如以在基片的目標部分中創建圖案的任何設備。向輻射光束賦予的圖案可以對應于正在目標部分中被創建的設備(諸如集成電路)中的特定功能層。
[0048]圖案化設備可以是透射的或者反射的。圖案化設備的示例包括掩膜、可編程鏡陣列、以及可編程LCD面板。掩膜在光刻中是公知的，并且包括諸如二元(binary)、交替相移和衰減相移之類的掩膜類型、以及各種混合掩膜類型。可編程鏡陣列的示例采用小鏡的矩陣布置，這些小鏡中的每個小鏡能夠個體地被傾斜以便反射不同方向上的傳入輻射光束。傾斜的鏡在被鏡矩陣反射的輻射光束中賦予圖案。
[0049]投射系統(如照明系統)可以包括各種類型的光學組件，諸如折射的、反射的、磁性的、電磁的、靜電的、或者其他類型的光學組件，或者它們的任何組合，適合于正被使用的曝光輻射，或者適合于其他因素，諸如真空的使用。使用真空用于EUV輻射可能是合意的，因為其他氣體可能吸收過多的輻射。真空環境因此可以在真空壁和真空栗的幫助下被提供到整個光束路徑。
[0050]如此處所描繪的，該裝置具有反射類型(例如，采用反射掩膜)。
[0051]光刻裝置可以具有擁有兩個(雙級)或更多基片臺(和/或兩個或更多掩膜臺)的類型。在這樣的“多級”機器中，另外的臺子可以并行地被使用，或者準備性的步驟可以在一個或多個臺子上被執行，同時一個或多個其他臺子正被使用用于曝光。
[0052]參考圖1，照明器IL從源收集器模塊SO接收遠紫外輻射光束。產生EUV輻射的方法包括但不必然限制于將擁有具有在EUV范圍中的一個或多個發射線的至少一個元素(例如，氙、鋰或錫)的材料轉換到等離子體狀態。在一種這樣的方法中，經常被稱為激光產生等離子體(“LPP”)的所需等離子體能夠通過利用激光光束來照射燃料(諸如，具有所要求的線發射元素的材料的小滴、流或簇)而產生。源收集器模塊SO可以是包括用于提供激發燃料的激光光束的激光器(圖1中未示出)的EUV輻射系統的一部分。作為結果的等離子體發射輸出輻射，例如EUV輻射，其使用設置在源收集器模塊中的輻射收集器而被收集。例如，當CO2激光器被用來提供用于燃料激發的激光光束時，激光器和源收集器模塊可以是分離的實體。
[0053]在這樣的情況中，激光器沒有被考慮為形成光刻裝置的一部分，并且福射光束在波束遞送系統的幫助下從激光器被傳遞到源收集器模塊，光束遞送系統包括例如適合的定向鏡和/或波束擴展器。在其他情況中，例如當源是放電產生等離子體EUV生成器(經常被稱為DPP源)時，源可以是源收集器模塊的整體部分。
[0054]照明器IL可以包括用于調整輻射光束的角強度分布的調整器。一般而言，照明器的瞳平面中的強度分布的至少外部和/或內部徑向廣度(radial extent)(分別通常被稱為σ_外部和σ-內部)能夠被調節。另外，照明器IL可以包括各種其他組件，諸如琢面場鏡和瞳鏡設備。照明器可以被用來調節輻射光束，以在它的橫截面中具有所需均勻性和強度分布。
[0055]輻射光束B入射在支撐結構(例如，掩膜臺)ΜΤ上所持有的圖案化設備(例如，掩膜)MA上，并且被圖案化設備圖案化。在從圖案化設備(例如，掩膜)ΜΑ被反射之后，輻射光束B經過投射系統PS，投射系統PS將光束聚焦到基片W的目標部分C上。在第二定位器PW和位置傳感器PS2(例如，干涉設備、線性編碼器或電容性傳感器)的幫助下，基片臺WT能夠準確地被移動，例如以便將不同的目標部分C定位在輻射光束B的路徑中。類似地，第一定位器PM和另一位置傳感器PSl能夠被用來準確地將圖案化設備(例如，掩膜)MA關于輻射光束B的路徑進行定位。圖案化設備(例如，掩膜)MA和基片W可以使用掩膜對齊標記Ml、M2和基片對齊標記P1、P2而被對齊。
[0056]所描繪的裝置可以被使用在以下模式中的至少一個模式中:
[0057]1.在步驟模式中，支撐結構(例如，掩膜臺)MT和基片臺WT被保持為基本上靜止，同時向輻射光束賦予的整個圖案一次性地(即，單個靜態曝光)被投射到目標部分C上。基片臺WT然后在X和/或Y方向上被移位以使得不同的目標部分C能夠被曝光。
[0058]2.在掃描模式中，支撐結構(例如，掩膜臺)MT和基片臺WT同步地被掃描，同時向輻射光束賦予的圖案被投射到目標部分C上(S卩，單個動態曝光)。基片臺WT相對于支撐結構(例如，掩膜臺)MT的速度和方向可以由投射系統PS的(縮小)放大和成像反轉特性來確定。
[0059]3.在另一模式中，支撐結構(例如，掩膜臺)MT被保持基本靜止而持有可編程圖案化設備，并且基片臺WT在向輻射光束賦予的圖案被投射到目標部分C上時被移動或掃描。在這個模式中，一般而言，脈沖輻射源被采用并且可編程圖案化設備在基片臺WT的每次移動之后或者在掃描期間的接連的輻射脈沖之間按要求地被更新。這個操作模式能夠容易地被應用到利用可編程圖案化設備的無掩膜光刻，諸如上文所提及的可編程鏡陣列的類型。
[0060]對上文所描述的使用模式的組合和/或變化、或者完全不同的使用模式也可以被米用。
[0061]圖2更詳細地示出了裝置100，包括源收集器模塊S0、照明系統IL、以及投射系統PS。源收集器模塊SO被構造和布置以使得真空環境能夠被維持在源收集器模塊SO的封閉結構220中。EUV輻射發射等離子體210可以由放電產生等離子體源形成。EUV輻射可以通過氣體或蒸汽(例如，Xe氣體、Li蒸汽或Sn蒸汽)來產生，其中非常熱的等離子體210被創建以在電磁頻譜的EUV范圍中發射輻射。非常熱的等離子體210通過例如引起至少部分離子化的等離子體的放電而被創建。為了福射的高效生成，可能需要Xe、L1、Sn蒸汽或任何其他適合的氣體或蒸汽的例如1Pa的分壓。在一種實施例中，受激發的錫(Sn)的等離子體被提供以產生EUV輻射。
[0062]由熱等離子體210發射的福射從源室211經由可選的氣體屏障(gasbarrier)或污染物講(contaminant trap)230(在一些情況中也被稱為污染物屏障或翼片講(foi Itrap))傳遞到收集器室212中，可選的氣體屏障或污染物阱230被定位在源室211中的開口中或者后面。污染物阱230可以包括通道結構。污染物阱230還可以包括氣體屏障或者氣體屏障與通道結構的組合。如本領域中已知的，本文進一步指示的污染物阱或污染物屏障230可以至少包括通道結構。
[0063]收集器室212可以包括輻射收集器CO，輻射收集器CO可以是所謂的掠入射收集器。輻射收集器CO具有上游輻射收集器側251和下游輻射收集器側252。經過收集器CO的輻射能夠被反射離開光柵譜純度濾波器240以被聚焦在虛擬源點IF。虛擬源點IF通常被稱為中間焦點，并且源收集器模塊被布置以使得中間焦點IF被定位在或者接近于封閉結構220中的開口 221。虛擬源點IF是輻射發射等離子體210的成像。
[0064]隨后輻射經過照明系統IL，照明系統IL可以包括琢面場鏡設備22和琢面瞳鏡設備24，它們被布置為在圖案化設備MA處提供輻射光束21的所需角分布、以及在圖案化設備MA處的輻射強度的所需均勻性。一經輻射的光束21在由支撐結構MT所持有的圖案化設備MA處的反射，經圖案化的光束26被形成并且經圖案化的光束26由投射系統PS經由反射性元件28、30成像到由晶片級或基片臺WT所持有的基片W上。
[0065]比所示出的更多的元件一般可以存在于照明光學器件單元IL和投射系統PS中。光柵頻譜濾波器240可選地可以存在，這取決于光刻裝置的類型。進一步地，可以有比附圖中所示出的那些鏡更多的鏡存在，例如，除了圖2中所示出的，可以有1-6個另外的反射性元件存在于投射系統PS中。
[0066]如圖2中所圖示的收集器光學器件CO被描繪為具有掠入射反射器253、254和255的嵌套收集器，這只是作為收集器(或收集器鏡)的一種示例。掠入射反射器253、254和255圍繞光軸O軸對稱地被設置，并且這種類型的收集器光學器件CO合意地與放電產生等離子體源(經常被稱為DPP源)組合地被使用。
[0067]在一種實施例中，源收集器模塊SO可以是如圖3中所不出的LPP福射系統的一部分。激光器LA被布置為將激光能量放到(deposit)燃料中，諸如氙(Xe)、錫(Sn)或鋰(Li)，以創建具有幾十eV的電子溫度的高度離子化的等離子體210。在這些離子的去激發和重組期間生成的帶能輻射從等離子體被發射，由附近的正入射收集器光學器件CO所收集并且被聚焦到封閉結構220中的開口 221上。
[0068]圖4示出了用于EUV光刻裝置的替換布置，其中頻譜純度濾波器240具有透射類型，而不是反射光柵。來自源收集器模塊SO的輻射在這種情況中遵循從收集器光學器件到中間焦點IF(虛擬源點)的直線路徑。注意，將濾波器定位接近于或者位于IF將導致非常高的吸收功率密度。作為結果的高溫可能使濾波器退化。另一方面，濾波器面積能夠為小，這是一種優點。在未示出的替換實施例中，頻譜純度濾波器240可以被定位在虛擬源點IF處或者位于收集器光學器件CO與虛擬源點IF之間的任何點處。濾波器能夠被放置在輻射路徑中的其他地點，例如虛擬源點IF的下游。多個濾波器能夠被部署。如在先前的示例中那樣，收集器光學器件CO可以具有掠入射類型(圖2)或者具有直接反射器類型(圖3)。頻譜純度濾波器可以被設計為抑制紅外波段中的不想要的輻射，而留下將通過其他手段來抑制的DUV輻射。
[0069]以下的描述提出了能夠對被定向在對象上的目標地點處的輻射光束進行調節的光學裝置和方法。該對象能夠是例如用于生成將被形成在集成電路中的個體層、或者光刻裝置的基片臺WT上的基片W上的電路圖案的光刻圖案化設備MA。目標地點可以是由照明系統IL照明的圖案化設備MA的區域。示例圖案化設備包括掩膜、掩模版、或動態圖案化設備。掩模版還能夠用于使用在任何光刻過程內，而本申請中的重點將在EUV光刻上。在照明系統內，致動器被用來移動反射性元件以便選擇不同的照明模式。
[0070]圖5示意性地示出了示例性光學裝置20的橫截面視圖，示例性光學裝置20用以調節圖1至4中所示出的類型的光刻裝置的照明系統IL中的輻射光束。裝置20包括以琢面場鏡設備22為形式的第一反射組件22和以琢面瞳鏡設備24為形式的第二反射組件24。琢面場鏡設備22包括多個主反射性元件，一些特定的主反射元件示意性地在圖5中被指示并且被稱為場琢面鏡22a、22b、22c和22d。第二反射組件24包括多個次反射性元件，包括例如被稱為瞳琢面鏡24a、24b、24c、24d和24a’、24b’、24c’、24d’的特定的次反射性元件。
[0071 ] 一般而言，場琢面鏡228-(1朝向瞳琢面鏡243-(1、243’-(1’來定向傳入的福射光束13的相應部分。盡管僅四個場琢面鏡22a-d被示出，但是任何數目的場琢面鏡可以被提供。場琢面鏡可以被布置在一般是二維的陣列中，這并不意味著它們應當嚴格地位于平坦平面中。盡管僅八個瞳琢面鏡24a-d、24a’_d’被示出，但是任何數目的瞳琢面鏡可以被提供，該數目通常是場琢面鏡的數目的倍數。瞳琢面鏡可以被布置在二維陣列中。場琢面鏡和瞳琢面鏡的形狀和配置根據設計可以是方形的、矩形的、圓形的、或者在形狀上更加復雜。
[0072]每個場琢面鏡22a_d以朝向瞳鏡設備24中的不同瞳琢面鏡24a_d的輻射的子光束的形式反射第一反射組件(22)所接收的輻射光束B的一部分。例如，第一子光束Ba由第一場琢面鏡22a定向到第一瞳琢面鏡24a。第二、第三和第四子光束Bb、Bc和Bd分別由第二、第三和第四場琢面鏡22b、22c和22d定向到第二、第三和第四瞳琢面鏡24b、24c和24d。在瞳鏡設備24處的輻射光束B的空間強度分布能夠定義光刻裝置的照明模式。在一個實施例中，場琢面鏡228-(1具有可調整的取向并且可以與瞳琢面鏡243-(1、243’-(1’中的不同瞳琢面鏡一起使用，以在瞳平面P處形成不同的空間強度分布，由此提供不同的照明模式。這一布置稍后將參考圖6被描述。瞳琢面鏡24a-d在取向上可以是可調整的。
[0073]場琢面鏡22a_d中的每個場琢面鏡被整形以便在瞳鏡設備24中的不同瞳琢面鏡24a-d處形成中間焦點IF的成像。在實踐中，中間焦點IF將是等離子體源的虛像，該成像具有有限的直徑(例如，4-6mm)。因此，每個場琢面鏡22a-d將形成虛擬源點IF的成像，其在瞳琢面鏡24a-d處具有有限的直徑(例如，3-5mm)。瞳琢面鏡24a-d每個都可以具有比前述成像直徑更大的直徑(以避免輻射落在瞳琢面鏡之間并且由此丟失)。僅是為了圖示的簡單，中間焦點IF和中間焦點IF的成像在附圖中被示出為點。
[0074]琢面鏡設備22和24—起形成所謂的“蠅眼”照明器，存在于輻射源中的非均勻性通過它而被消除，而以更均等的分布并且以更多的控制來照明區域E。瞳琢面鏡24a-d中的每個瞳琢面鏡可以在圖案化設備MA在基片的曝光期間被定位在其中的場平面處或附近形成其相關聯的場琢面鏡22a-d的成像。這些成像基本上是交疊的并且一起形成照明區域為結果，從源SO放射并且由光學裝置20接收的輻射B的橫截面中的空間非均勻強度分布被調節為在照明區域E中具有基本上空間均勻的強度分布。照明區域E的形狀由場琢面鏡22a-d的形狀確定。在掃描光刻裝置中，照明區域E當在兩個維度中觀看時可以例如是矩形或彎曲的帶(band)，其在掃描方向上具有比與掃描方向垂直的方向上的寬度窄的寬度。
[0075]輻射的所需部分的波長可以是范圍5-20nm中(例如13.5nm)的EUV波長。光束B還可以包括大量的不想要的輻射，例如位于DUV波長。其他專利公布公開了用于減少不想要的輻射通過照明器傳輸的技術。
[0076]如已經提到的，場鏡設備22中的每個場琢面鏡22a_d可以具有瞳鏡設備24中的多于一個相關聯的瞳琢面鏡。場鏡設備22的場琢面鏡能夠被控制為與它在不同時間的相關聯的瞳琢面鏡中的不同瞳琢面鏡進行協作。例如，如圖6中所示出的，場琢面鏡22a具有兩個相關聯的瞳琢面鏡24a和24a’。它們被使用在照明器20(照明器是光學裝置20的示例)的不同照明模式中。場琢面鏡22a因此可以在第二模式中被控制為朝向瞳琢面鏡24a’而不是24a定向EUV輻射，而具有不期望的波長的輻射(諸如DUV輻射)可以被散射而落到相鄰的瞳琢面鏡(如 24c、24d、24b’或 24c’)上。
[0077]根據本發明的實施例的用于致動器的新穎2-D電機部件將在后文被描述。這種電機能夠被應用在致動器中來驅動例如EUV系統中的場琢面鏡或其他可移動元件。電機和致動器的相同原理能夠被應用在其他光學應用中并且一般性地被應用在其他應用中。例如，為了實現圖6中所圖示的兩個照明模式，提供兩個操作位置一般已經足夠。為了提供更大數目的照明模式，而不過分地犧牲可用輻射，需要具有多于兩個位置的致動器。通過提供具有兩個旋轉自由度的致動器，大得多的數目的位置能夠被選址，由此導致更加有用的照明設置。
[0078]在PCT專利申請公布號WO 2011/000671A1中，例如，雙金屬條(bimetallic strip)被用來直接向致動器桿應用致動力。另一示例可以是壓電電機。這些類型的電機機構可能具有一些有問題的實施特性。例如，雙金屬電機可能是緩慢的(或者可能生成太多的熱量)，壓電電機可能是復雜的并且可能需要復雜的驅動功率放大器。磁性致動的原理是有吸引力的，因為磁耦合能夠從與EUV系統相關聯的真空環境之外被應用。磁耦合能夠提供熱隔離。使用磁耦合的致動器的示例將在下文更詳細地被描述。
[0079]圖7示出了用以提供可控制的力和在至少二維中的位移的電機300的主要元件。主運動部件包括永磁體362 ο該磁體被附接到懸掛(suspens1n)(圖7中未示出)的運動部件。包括磁體362的運動部件被耦合到懸掛布置的固定部件以使得磁體如所指示的在X方向和y方向兩者上自由地運動。當電機沒有被激勵時，懸掛布置可以使得將運動部件朝向所指示的中心位置進行偏置。同時，磁體被約束為在z方向上運動。在致動器要傾斜光學裝置中的鏡的示例中，z約束以樞軸(pivot)或虛擬樞軸的形式被提供。這種懸掛的示例將進一步在下文被說明。對于目前的描述，注意到磁體362的位移dx變換為致動器的運動部件的所需傾斜運動dRy就足夠了。類似地，到頁面中的位移dy足以實現關于相同樞軸點關于X軸的傾斜dRx。這些樞軸點不需要是一致的，盡管它們在這一示例中是一致的。假設到樞軸點的距離遠大于磁體的運動范圍，則磁體能夠被考慮為基本上在平面內的區域上進行運動。
[0080]為了以可控制的方式來實現運動部件的移動，2-D電機300的靜止部分包括至少兩個雙極電磁體。第一雙極電磁體由鐵磁芯372(線圈內部，以虛線示出)上的線圈370所形成。芯372的近端經由鐵磁芯基座374連接到彼此。第二雙極電磁體由鐵磁芯378上的與線圈370正交布置的第二對線圈376所形成。線圈376中的僅一個線圈在圖7中是可見的，并且另一個在后面。芯378的近端經由相同的鐵磁芯基座374連接到彼此。在一種實施例中，每個電磁體的芯可以連接在一起，但是不連接到另一電磁體的芯。
[0081]芯372的遠端被定位接近于運動磁體362，在中心Z軸的任一側在X方向上隔開。在這一示例中，芯372在它們的遠端處被提供有鐵磁極靴380。類似地，芯378在它們的遠端處被提供有極靴382。每個極靴提供極面，極面一般是平坦的并且基本上填充圍繞該軸的例如圓形中的扇形;這些極靴可以形成與圓形不同的形狀。在這一示例中，由極面填充的圓形延伸到等于或大于運動磁體362的最大所需游程(excurs1n)的半徑。間隙384等被使用在鄰近的極靴之間以使得這些極靴并不是已連接的鐵磁材料片。這些間隙可以用非磁性間隔物材料來填充以幫助防止極靴相接觸。設計的目標是盡可能完全地填充該圓形，并且每個間隙可以小于圓形直徑的10%，可選地是5%。因為存在四個具有極靴的芯端部，所以這些扇形在這一示例中是四分之一圓(quadrant)。原則上，可以提供不同數目的電磁體和極靴，但是如將在下文進一步詳細解釋的，四個足以提供二維致動。
[0082]由極面定義的圓形可以進一步在它的中心處被提供有開口，以使得每個面是環面中的扇形，而不是完整的圓形中的扇形。該開口將提供針對光學位置傳感器的訪問，并且應當僅與為了這一目的所需要的一樣大，以避免減少電機的力。在所圖示的示例中，中心開口的半徑小于該圓形的半徑的25%，可選地小于20%或15%。
[0083]為了改進的電機效率，使得在磁體362與極靴380、382之間在縱向(z)方向上的間隙386相對于磁體的面向極靴的側部的寬度(例如，直徑)為小。這一側部(其可以被稱為磁體362的磁面)可以例如在寬度上是在5mm或7mm與1mm之間，而該間隙是在0.5與I.5mm之間。該間隙因此可以小于磁面的20 %、小于15%、或者甚至小于10 %。然而，實際的考慮可能限制能夠使該間隙如何小。例如，這種類型的電機的優點可以是，電磁體和運動磁體能夠位于通過屏障與彼此分離的不同的常壓隔間(atmospheric compartment)中。這將在隨后的示例中被說明。該間隙在這樣的情況中應當留出屏障的厚度。
[0084]在電磁體的極面位于平面中的情況下，關于它的樞軸點遠離中心位置進行擺動的磁體362將略微遠離極面地運動，而增加間隙386。換句話說，磁體通過彎曲表面而不是嚴格的平坦平面進行擺動。假設磁體的運動dx、dy的范圍以許多倍小于到它的樞軸點的距離，則間隙上的這一增加可能是無關緊要的。對于實踐的目的，彎曲表面能夠被視為平面。間隙386因此被定義在磁體的下方的面(1werface)在其中運動的第一平面與極面(被定義為極靴380、382的面向運動磁體的表面)位于其中的第二平面之間。
[0085]然而，在傾斜角是大幅的和/或中心位置處的間隙386特別小的情況下，隨著磁體朝向它的極端位置運動，該間隙可能更加顯著地增加。為了抵消這一效果，極靴的面能夠被整形或者成角度以便定義出并不完全平坦的表面，而是成碟形(dished)。在該情況中，磁體與極面之間的間隙、并且因此磁耦合的強度即使具有大的傾斜角也能夠被使得相當恒定，并且電機力能夠跨電機的操作范圍被維持。
[0086]不需要說，具有位于平面中的極面的實施例可能更加易于制造。如在下面說明的示例中那樣，當大數目的致動器將被排列在一起時，這特別是一種考慮。
[0087]電流能夠被傳遞通過線圈370以激勵第一電磁體，并且吸引運動磁體在沿著X軸的正方向或負方向上遠離于所圖示的它的中心位置。例如，如果磁體362以它的北極面向極面而取向，則它將被吸引而在作為所應用的電流的結果變為南極的無論哪個極面上運動。通過控制該電流的極性(方向)，能夠控制向運動磁體應用的力的方向。通過控制該電流的量值，能夠控制該力的量值。因此，有可能使用線圈370來實現位移dx，并且因此實現磁體362所附接到的致動器運動部件的旋轉(傾斜)dRy。以類似的方式，線圈376能夠被用來向磁體362賦予位移dy，并且因此實現致動器運動部件關于X軸的傾斜dRx。線圈370能夠通過將它們串聯地電連接而一致地被激勵。線圈的獨立驅動、以及線圈的不同布置當然是可能的。驅動電路MDRV被提供以響應于從控制器(未示出)接收的命令信號CMD而生成用于線圈370的驅動信號(電流)MRY以及用于線圈376的MRX。
[0088]因為驅動信號MRY和MRX能夠同時地被應用以激勵線圈370和376，并且因為每個信號的強度能夠被控制，所以原則上有可能在圍繞該軸的任何方向上應用所需強度的力。此夕卜，通過極面和磁體362的恰當設計和放置，該位置可以相當獨立地在X方向和Y方向上是可控制的。盡管已知的致動器可以利用終點停止件非常精確地定義兩個或三個操作位置，但是當需要大數目的操作位置時這是不切實際的。原則上，該力和作為結果的位移與線圈的驅動電流相關。然而，這一相關性沒有足夠良好地被定義并且不足夠恒定以在所有操作條件之下被依靠。例如，溫度波動可能影響磁體362的強度并且由此影響傾斜。因此，使用在圖7中通過點狀輸入所圖示的位置信號P0S，可以實施反饋控制環路。這一位置信號可以例如通過光學傳感器來獲得，該光學傳感器反射來自致動器內的運動部件上的某處的反射表面的輻射的一個或多個光束。在所圖示的實施例中，光學位置傳感器390能夠被安裝在極基座374的后側。極基座374和極靴380、382提供圍繞電機的軸的孔隙，通過這些孔隙，傳感器390能夠“看到”運動磁體362的基座。各種光學技術能夠被用來獲得用于磁體的位置的二維值。
[0089]圖8圖示了基于自準直儀設計的光學位置傳感器390的一種可能的實施例。運動磁體362被圖示在該圖的頂部，并且在它的面向傳感器的側部上具有反射表面392(鏡)。線圈和芯為了清楚而被省略。傳感器390包括點輻射出口 393(連接到或者可連接到或者包括輻射源，諸如激光器或LED)、光束拆分器394、聚焦光學器件395、多元素光檢測器396、以及處理單元397。
[0090]在操作中，聚焦光學器件395使用從運動磁體362上的鏡表面392反射的輻射的光束398，而在光檢測器396的表面上形成輻射輸出393的成像399。光檢測器396能夠檢測成像的位置。光檢測器可以是具有適合于分辨率位置信息的分辨率的2-D像素陣列。此外，PSD(位置敏感設備)能夠被使用，其提供落在PSD上的輻射斑點的重心的位置。傳感器390的元件被對齊，以使得當磁體362位于它的中心位置時，成像399至少大約中心地被定位在光檢測器396上。當位移dx被應用以將磁體移動到位置362 ’(點狀地示出)時，如已經描述過的，磁體362也通過角dRy而傾斜。光束398因此具有角偏移地被反射而遵循路徑398’。光束的該偏移促使經位移的成像399’被形成在離開檢測器中心的某處。如果磁體在兩個維度中傾斜，則成像399 ’將在兩個維度中被位移。
[0091]處理單元397從檢測器396接收信號并且計算成像位置的坐標，例如以X坐標和y坐標。它們能夠被使用作為運動磁體362的角位移dRy和dRx的指示，并且因此作為致動器的當前角位置的指示。如此，使得位置信號P0S(X，Y)可用于允許電機驅動單元來實施電機的伺服控制，以實現并維持由信號CMD所命令的任何位置。此外，到電機設計通過相應的驅動信號MRY、MRX來實現X方向和y方向上的獨立致動的程度，用于X和Y的控制環路能夠以簡單的方式獨立地被實施。如果需要，處理單元397的功能能夠與包括伺服控制的其他處理功能一起被實施在共用的處理硬件中。
[0092]在鏡表面392為平坦的情況中，光束398的角偏移將是磁體362的角位移的兩倍。例如，針對鏡位移角Ry，偏移2dRy被標記在該圖上。然而，鏡表面不需要是平坦的，并且可能故意地被彎曲以實現位置傳感器中的敏感度和緊湊度(compactness)的所需組合。特別地，能夠使得鏡表面為球面的并且凸面的以使得反射角減小到小于2dRy的值。凸面鏡的曲率半徑事實上確定了運動磁體的dRx，y與檢測器396上的輻射斑點的位移dx，y之間的比例常數。因此，更加凸面的形狀導致斑點的更小游程并且使得四個線圈之間的更小開口成為可能，并且尤其是極基座374中的更小孔隙。對于這一點的懲罰潛在地是位置測量中的較低分辨率，但是這一較低分辨率可能是可接受的。
[0093]注意，光學傳感器僅作為一種選擇而被提到，并且各種類型的光學傳感器、編碼器等可以被設想到，以及例如基于磁性的傳感器。
[0094]圖9和10圖示了實踐的實施例，其中包括圖7中所示出的一般類型的電機的若干致動器被應用以實現反射元件的移動，這些反射元件用作EUV裝置(諸如上文所描述的EUV裝置)的照明系統中的場琢面鏡22a至22d等。圖9圖示了琢面場鏡裝配的透視圖，琢面場鏡裝配具有十個可運動的元件22a等，每個都被安裝在個體的致動器500a_d等上。連接到元件22b的致動器500b切開地被示出，并且個體部件被標注。圖10圖示了致動器500x的頭部上安裝的通用元件22x。相同的參考符號被使用用于圖9和10兩者中的致動器和反射性元件的部件，并且在閱讀以下描述時這兩個圖都可能被參考。為了解釋的簡單，反射表面在該圖中被示出為面向上方。如在圖1至6中所看到的，琢面場鏡22和它的反射性元件事實上可以一般面向下方朝向地面。在用于光刻或其他目的的其他裝置中，情況不需要是這樣。對上方向和下方向的參考、以及圖9和10的描述中的諸如“上方”和“下方”的術語，是指在這些圖中所看到的取向，并且不暗示當裝置被安裝在它的操作環境中時的任何特定取向。
[0095]在圖9中的左手側，子裝配的部分寬泛地被標識為對應于電機M、機架C、懸掛R、以及被致動的對象它自身O’。盡管這些元件的特定形式被圖示在這一示例中，但是它們中的每個都可以被替代為不同的形式。一些示例變化將在下文被描述，而可用變化的數目實際上是無限的。
[0096]在所圖示的示例中，將被移動的對象包括主體520，反射性元件22x被形成在主體520上。如能夠看到的，每個反射性元件包括細長的、彎曲的、接近平面的表面。致動器500x具有頭部522，主體520被安裝在頭部522上。在這一示例中，主體和致動器提供以虛擬樞軸點524為中心的兩個旋轉自由度。第一自由度是關于圖10中的指向頁面中的Y軸的旋轉。這一自由度中的位移由傾斜角dRy所指示。將理解，該傾斜角在此處高度夸大地被示出。第二自由度是關于X軸的旋轉，也通過虛擬樞軸點524，X軸在圖10中跨頁面而延伸。
[0097]致動器500x在外形上可以一般是細長的(例如，圓柱形的)，以允許它與類似的致動器并排地聚集以用于子裝配中的其他反射元件。在圖中垂直的軸526在Z方向上延伸。致動器的機架部件由形成在上方段和下方段528和530中的圓柱殼體(casing)所形成。致動器頭部522被固定到致動桿，此處被示出具有上方部分532，上方部分532在向下方向上逐漸變細至中間部分534和下方部分536。在該示例中，部分532和534從單片金屬用機器被加工，而部分536通過螺紋被附接到部分534。這樣的細節可以是設計選擇上的問題。致動器頭部和桿通過波紋管段(bellows sect 1n )540和全部標注為542的三個鋼腱(tendon)的組合而被支撐在上殼體528上。每個鋼腱542在第一端部544處被固定到殼體段528的壁部中并且在第二端部處被固定到正好在頭部522下方的致動器桿532中，并且沿著相應的軸552延伸。如所示出的，鋼腱542還經過在那些部件中所形成的孔隙546和550。為了與EUV光刻裝置內的真空環境的兼容性，波紋管段540可以例如由波紋金屬制成。
[0098]將意識到，波紋管段的壁厚度和波紋足夠薄，以準許為了調整鏡22x的角度所需要的二維傾斜運動dRx和dRy。關于其他的自由度，鋼腱542有效地形成了三腳架，該三腳架針對所需虛擬樞軸點524在X方向、Y方向和Z方向上的平移來約束頭部，而波紋管540約束旋轉Rz。“約束”在這一上下文中意指針對有關的自由度提供非常高度的剛度，足以有效地充當剛性安裝。當致動器桿被原動力移動以實現致動器500x的所需操作時，從完全剛性安裝的偏移變換為某種寄生移動。
[0099]在上方殼體段528內并且圍繞致動器桿，柔性鏈接560提供致動器桿部件532(并且經由它，鏡主體520)到殼體之間的熱連接。殼體段528可以被安裝在液體(例如，水)冷卻基板中，圖中未示出。熱鏈接可以是例如所謂的Litz線，包括一束純銅線。替代Litz線，替換的柔性熱鏈接可以被使用，如柔性熱導管。熱鏈接引入了進一步的寄生剛度，盡管相比于該安裝的剛度它可能為小。Litz線還可能引入某種滯后(hysteresis)，伺服控制應當應對該滯后。
[0100]在致動器桿的下方端部處，桿部分536承載永磁體562，永磁體562形成電機功能的運動部件。殼體的底部段530提供室564，在室564中，磁體562在X方向和y方向兩者上自由地運動。歸因于定義虛擬樞軸點524的約束，磁體562的位移dx變換為所需傾斜運動dRy。類似地，向頁面(圖10)中的位移dy足以實現關于相同樞軸點524關于X軸的傾斜dRx。為了以可控制的方式實現這個移動，并且具體地是針對由波紋管段540和三腳架鋼腱542所賦予的向中心的力來提供致動力，致動器的靜止部分包括由鐵磁芯572上的線圈570所形成的雙極電磁體。線圈570和芯572以U形狀被形成，并且能夠被激勵以提供沿著X軸的正方向和負方向兩者上的致動力，而實現位移dx并且因此實現旋轉(傾斜)dRy。線圈盡管被示出為一對，但是能夠通過將它們串聯連接而一致地被激勵。線圈的獨立驅動、以及線圈的不同布置當然是可能的。
[0101]芯572和線圈570的頂視圖被提供在圖10中的插圖細節中。如能夠看到的，由第二對線圈576形成的第二雙極電磁體與線圈570正交地被布置在U形狀的芯578上。每個電磁體被提供有極靴580、582，它們的極面每個都填充磁體562可以在其上運動的圓形中的四分之一圓。激勵這些線圈能夠被用來向磁體562賦予位移dy，并且因此實現鏡22x關于X軸的傾斜dRx。驅動電路MDRVx被提供以響應于從控制器CTL接收的命令信號CMDx而生成用于線圈的驅動信號MRX、MRY，以實現磁體562的所需定位。
[0102]從上文將看到，每個致動器500x包括圖7中被示出為300的一般類型的電機。電機部件562等一致性地利用電機300的部件362等來標注。這個示例中的一個差異是圖9和10中的電機具有用于第一和第二電磁體的分離的U形狀芯572、578。圖7中的示例具有用于這兩個電磁體的共用的鐵磁基座374。此外，圖7中的示例被圖示具有在極面中心處的比在實踐中可以被提供的更大的孔隙(相比于圖10中的中心孔隙588)。
[0103]控制器CTL例如可以生成用于琢面場鏡或子裝配的所有致動器中的所有類似驅動電路的命令信號。控制器CTL能夠被編程為例如接收較高層級命令CMD，其可以指示特定的所需照明模式，并且推斷出針對每個場琢面鏡所需要的個體位置。在所圖示的示例中，磁耦合被使用在致動器桿磁體562與線圈570、576所形成的電機的激勵部件之間，以允許該機構的不同部件之間的環境隔離。以非鐵磁隔膜(membrane)600為形式的屏障在所圖示的實施例中提供這一隔離。隔膜600被示出在圖10中，但是為了清楚在圖9中被省略。隔膜600能夠跨若干相鄰致動器而連續地延伸，而簡化圖9中所示出的類型的多致動器陣列的構造。例如，該隔膜可以具有薄的不銹鋼。當圖8中所示出的類型的光學位置傳感器被使用時，玻璃可以被使用。驅動電路和電磁體因此能夠被放置在真空環境外部，或者與裝置(諸如EUV裝置)的照明系統內的敏感環境不同的子環境中。這一環境隔離可以放松對電機組件的設計約束和材料選擇。它可以改進對于維護的訪問。
[0104]線圈570在被激勵時構成熱源，并且磁耦合到致動器桿的選擇也提供了有用的熱隔離度。整個致動器裝配應當是緊湊的，以允許足夠的個體致動器被安裝在可用空間中。殼體內部寬度(例如，直徑)可以是例如16mm并且磁體562的外部寬度(例如，直徑)可以是例如10mm，以允許一個范圍的移動dx，dy = +/-3mm。
[0105]如上文所解釋的，此處說明的類型的致動器的詳細實施可能涉及到在波紋管段540和三腳架(鋼腱542)的剛度中所反映出的安裝的堅固性與通過電機(此處是線圈和磁體542)可用的致動力之間的折中。在PCT專利申請公布號WO 2011/000671 Al中，兩位置致動器具有在移動方向上的相對低的剛度、以及在正交方向上高得多的剛度。這令人滿意地解決了該折中。然而，在目前的兩軸多位置致動器的情況下，彈性安裝應當在這兩個方向上具有或多或少相等的剛度。因此，支撐的堅固性與位移的容易度之間的折中變得遠為更加難以實現，特別是在受限的空間和散熱要求的情況下。
[0106]為了減少所需要的原動力，并且因此避免電磁體或其他電機功能中的大小增加和散熱的問題，如現在將被解釋的，剛度補償技術可以被應用在目前的示例中。如在通過引用以它的整體并入本文的美國臨時專利申請編號61/713，930中更完全地解釋的，磁耦合被建立在磁體602與固定元件604a和604b之間，而磁體602被安裝在致動器桿段532與536之間的界面處。元件604a、604b被定位高于和低于腔體606，在腔體606中，磁體602能夠隨著桿一起運動。這些部件和它們形成的腔體關于軸526是(圓形)對稱的，從而磁體602是環形的形式，例如北極在最上方并且南極在最下方。元件604a和604b形成上方環形和下方環形，而定義環狀腔體606。
[0107]隨著逐步的位移如和/或(17，磁體602的更大部分將進入環形604a與604b之間的空間。它的磁場線將經由殼體段530漸增地耦合到環形604a和604b的材料中。這提供了吸引力而使磁體562徑向地遠離軸526偏置，并且因此使桿部和鏡22x優先地偏置到傾斜的取向中。這一磁性相反偏置(counter-bias)部分地抵消了波紋管段540所提供的向中心的力。通過選擇適合的磁體602并且通過適當地確定環形部分和腔體606的尺寸，能夠實現磁耦合所提供的去中心偏置與波紋管段540和三腳架(鋼腱542)所引起的向中心偏置之間的關系、位移dx、dy與電磁體線圈570的激勵強度之間所需關系。無需折中彈性安裝的堅固性，為實現琢面鏡22x的所需位置所需要的致動力能夠被減少。在所圖示的實施例中，下方磁耦合環形604b能夠借助于螺紋608在殼體段530內部上和下(z方向)地被調整。這允許了磁偏置特性的精細調整。
[0108]不偏離本發明的精神和范圍，眾多的變化和修改是可能的。它們中的一些已經在上文被提到。其他的將在此處被提到，而不意圖為提供詳盡無遺的列表。盡管所圖示的示例中的磁耦合是去中心偏置，但是為了抗衡將被致動的對象的彈性安裝中固有的向中心偏置，其他應用和其他實施例可以涉及僅在一個方向上偏置的彈性安裝，以及在相反方向上的磁性相反偏置。
[0109]對于致動器500x中的自由度與約束度的特定組合的需求是它被應用在其中的特定光學系統的功能。這樣的光學系統的其他實施例可以建議不同的自由和約束，且不說用于完全不同應用的致動器和安裝。即使是在所需自由度和約束度與此處說明的相同的場合，具有技術的讀者也能夠設想到用于提供具有所需自由和約束的彈性安裝的眾多替換性機構。例如，PCT專利申請公布號WO 2011/000671中所公開的替換性致動器設計依賴于通過從致動器的殼體切除材料所形成的葉片彈簧(Ieaf spring)。這樣的構造、以及本申請中說明的波紋管構造具有在運動部件之間基本沒有摩擦接觸的優點，而減少了污染物顆粒進入操作環境的風險。
[0110]原則上，電機磁體562和相反偏置磁體602的功能可以被組合在單個磁體或磁體系統中。將意識到，下方殼體段530可以充當屏蔽件以防止相鄰致動器和/或其他組件之間的干擾。屏蔽可以另外地或替換地由致動器之間所編織的板布置(像蛋盒)來提供。然而，相鄰致動器之間的串擾可以通過向每個致動器提供所示出類型的個體屏蔽件而極大地被減少。因此，在任何一對致動器之間有效地存在兩個屏蔽件。此外，屏蔽件它自身對運動磁體562具有磁影響，從而對稱(圓柱)的形狀可以幫助實現跨2-D移動范圍的均勻性能。在這個方面，殼體段530充當上文所討論的磁性相反偏置布置的一部分。屏蔽件的優選形式在下文進一步被描述。
[0111]類似地，屏蔽件(未示出)能夠被提供而圍繞線圈和芯570-578所形成的電磁體，或者至少圍繞極靴。進一步地，熱管理測量能夠被部署以移除來自電磁體的過多熱量。
[0112]圖11和12圖示了本發明的一種實施例，其中包括圖7中所示出的一般類型的電機的若干致動器被應用以實現反射元件的移動，這些反射元件用作EUV光刻裝置(諸如上文所描述的EUV光刻裝置)的照明系統中的琢面鏡22a至22d等。這一實施例的許多特征從它們與圖9和10中所圖示的實施例的相似性來看將是可辨識的。具有‘7’開頭的參考標號的特征一般對應于圖9和1中的具有‘ 5 ’開頭的參考標號的特征，而具有‘ 8 ’開頭的標號的特征對應于圖9和10中的‘6’開頭的那些特征。示例之間的差異特別涉及致動器的懸掛部件中的差異、以及電機M中的一些差異。控制器CTL和驅動電路MDRVx能夠與之前的示例中是相同的。
[0113]關于懸掛，將會看到封閉圖9和10中的機構的上方部件的單個波紋管540被在致動器頭部722與機架部件528的兩個相對側之間延伸的兩個較窄的波紋管740a和740b所代替。四個鋼腱742(其中的兩個處于波紋管740a和740b的中心)從機架部件528上的錨點延伸到頭部722。如在之前的實施例的三個鋼腱542的情況中那樣，鋼腱742指向虛擬樞軸點724，并且定義這一點的X，y，z位置。波紋管740a和740b約束Rz自由度。為了空間的原因，鏡主體22x被省略。將理解，不僅是鏡，任何組件都可以附接到頭部522或722以由這一類型的致動器來移動。
[0114]因此，在圖9和10的實施例具有包括鋼腱的三腳架和受壓的單個波紋管的懸掛布置的場合，這一實施例中的懸掛布置包括受拉的鋼腱的三腳架、以及幫助防止圍繞Z軸旋轉的V形狀的兩個波紋管。鋼腱圍繞致動器的中心(Z)軸726均勻地間隔開。懸掛布置再次提供兩個自由度以用于在方向Rx和Ry上傾斜主體7222方向上的移動以及X和Y上的平移基本上或完全地被防止。這一實施例中的波紋管740a和740b能夠用Litz線來填充，或者填充以流體以便對之前的實施例中所示出的Litz線560替代地或另外地用作熱導體。它們還可以為了更大的熱傳導而被構造為熱導管。
[0115]進一步的磁體(802，未示出)可以被提供在機架部件528中的腔體內，以提供上文關于磁體602所描述的磁體相反偏置。
[0116]關于致動器的電機部件，其再次具有圖7中所示出的形式和功能。運動磁體762附接到致動器700x的運動軸部(shaft)732，并且它的移動由包括用于X方向上的位移(旋轉Ry)的線圈770的第一電磁體以及包括用于Y方向上的位移(旋轉Rx)的線圈776的第二電磁體來控制。這一實施例與圖9和10的實施例之間的第一差異是電機具有單個芯基座774，類似于圖7中所示出的芯基座374，而不是圖9和10中所示出的分離的芯572和578。這一芯基座774被提供有孔隙以允許光學傳感器在至少兩個維度上測量致動器的傾斜。傳感器(其為了清楚從圖11和12中被省略)能夠具有圖7和8中所示出的形式，或者任何其他形式。如果空間準許，位置傳感器能夠被提供在該機構中的另一地方。
[0117]來自圖9和10的實施例的另一差異能夠從圖12上的插圖細節向下看到極靴780、782的面上而被看出。如上文所提到的，每個極面基本上填充環面中的四分之一圓，并且該環面進而涵蓋運動磁體762在室764內的全部所需位置。極靴沒有彼此接觸，以幫助確保它們能夠獨立地被磁化，但是它們之間的間隙被限制以最大化環狀區域的覆蓋。類似地，中心開口被最小化，而只是準許足夠的空間用于光學位置傳感器“看到”運動磁體762。能夠看出，中心開口 788在圖12中被繪制為小于圖10中的中心開口 588。再次地，隔膜800可以具有玻璃或者對位置傳感器所使用的輻射為透明的其他材料。鎖定單元804可以被用來將V形狀的懸掛裝配固定到冷卻板(例如，在圖12中通過螺旋向上)。在所圖示的示例中，中心開口788的半徑小于該圓形的半徑的25 %，可選地小于20 %或15 %。間隙784被使用在鄰近的極靴之間以使得極靴不是已連接的鐵磁材料片。該設計的目的是盡可能完全地填充該圓形，并且每個間隙可以小于圓形直徑的10%，可選地小于5 % ο間隙可以利用非鐵磁材料的間隔物來填充，以幫助保持極靴分開。
[0118]圖13至17呈現了用于在圖11和12的致動器中應用的在圖7中所示出的設計的示例電機的仿真性能的三維繪圖。包括屏蔽和殼體的電機的靜止部件具有16mm的直徑、以及大約30mm(從極面)的長度。
[0119]在圖13中，一個維度(例如，X)中的驅動力Fx被示出在垂直軸上，以牛頓(N)來測量。該力可以是負的或正的，這取決于它的方向。線圈電流的不同值(范圍從-250至+250安培-匝數)通過左側水平軸而被示出。這一線圈電流對應于圖7至12中的線圈驅動信號MRY。右側水平軸示出了驅動方向上的不同磁體位置。右側水平軸可以利用以毫米測量的磁體的直線位移來標記，但是針對這一示例已經被轉換為示出以弧度測量的傾斜角Ry ο位置Ry = O對應于在運動件精確地處于中心位置的場合的位置，并且Ry = 0.05弧度表示一個方向上的極限徑向位置。磁體362/762的等效位移X可以是例如2.5_，這取決于驅動器軸部732的長度。因為旋轉為小(加上和減去50毫弧度)，所以平移可以線性地被縮放以獲得旋轉。這一示例中的樞軸點近似位于從磁體762的輻射反射表面離開70_。
[0120]圖13中所示出的力包括屏蔽吸引磁體的影響，但是沒有來自任何特定懸掛或其他相反偏置布置的貢獻。能夠注意到，驅動力針對不同的電流水平如何變化。從該圖來看，能夠看出當從零(中心)位置運動離開時，徑向力(Fx)對于零線圈電流漸增地為負。因為該設計關于致動器軸是四路對稱的，所以將意識到，能夠在負Ry方向中、以及還有在正和負Rx方向中的游程上期待相同的性能。注意，力是正的還是負的取決于所使用的坐標約定:正的力和負的力只不過是在相反方向上的力。
[0121]圖14示出了純粹的電磁電機力，沒有屏蔽的效果。該圖形展示了致動器在整個工作區域內進行工作。然而，電機力常數(Fx/Ι)隨著增加的旋轉Ry而下降。這對于在控制器和/或驅動電路中能夠被校正。這一校正可以通過前饋校正來應用，或者控制器能夠通過基于來自位置傳感器的反饋來增加驅動電流以實現所需位置而處置它。伺服控制不需要非常快速地響應，因為完整機構的設置時間相對地高，例如在0.1至I秒的范圍中。
[0122]圖15示出了朝向極面拉動磁體362/762的法向力Fz。懸掛(例如，波紋管740a、740b)應當被設計為抵抗這一法向力，并且因此維持運動磁體與極面之間的所需間隙786。
[0123]為了允許X(Ry)方向和y(Rx)方向兩者上的位置的獨立控制，致動器的驅動力應當獨立于與驅動方向垂直的位移。在圖16中，右側水平軸是Rx，對應于方向Y上的磁體位移，垂直于驅動力Fx。能夠看出，當垂直于力方向運動時，驅動力幾乎根本不改變。圖17示出了作為電流和位置的函數的垂直于驅動方向的力。這個力基本上獨立于電流，而確認致動器正在純粹生成X方向上的力。還是從圖17我們能夠看到隨著y(Rx)方向上的運動件位置而變化的力。這是由鐵磁屏蔽件730的吸引所致的力。
[0124]與針對圖9和10的示例所討論的相同變化和修改能夠被應用在圖11和12的第二示例中。此外，不同示例的特征能夠被組合，例如將圖11和12的電機與圖9和10的懸掛布置附接。
[0125]圖18至21呈現了可以被使用以代替圖7和8中所示出的示例傳感器390的光學位置傳感器的實施例。參考圖18，與圖7和8中所示出的那些部件相對應的部件以前綴“13”代替“3”而被標注。因此，致動器電機的靜止部件被標注1300并且包括線圈1370和芯基座1374。電機的運動磁體被標注1362并且面向極靴1380。在這一圖示中所示出的是分離壁1800，其將運動部件周圍的真空環境與電機的靜止部件和光學位置傳感器被提供在其中的非真空環境進行分離。
[0126]如在圖7和8的示例中那樣，光學路徑被提供通過芯基座1374和極靴1380的中心的孔隙，通過該孔隙，光學位置傳感器1390能夠照明運動磁體1362上的反射性表面1392。光學位置傳感器1390的組件如下。輻射輸出1393包括例如具有出口透鏡(exit lens)1395a的垂直腔體表面發射激光器VCSEL。如將看到的，相比于圖8的布置，這一經修改的實施例中的輻射輸出1393被定位在傳感器的光軸上，并且不存在光束拆分器(394)。光檢測器1396被提供有中心孔隙，并且圍繞光軸。準直透鏡1395b被安裝在輸出與檢測器之間，以便從輸出接收略微發散的光束1398a并且將它準直到光束1398b中，光束1398b朝向位于運動磁體1362的面向極靴的面上的反射性表面1392而延伸。反射性表面1392在這一示例中是凸面。該反射性表面可以通過直接在運動磁體1362的磁材料上、或者被添加到磁體的某個層(例如，磁體的封裝)上覆蓋和/或拋光而被形成。
[0127]在壁部1800和極靴1380的平面中，可以提供透鏡1395c，光束1398b經過透鏡1395c而到達1398c處的反射性表面。透鏡1395c可以具有或者可以不具有光功率。它的主要功能是用作準許光光束在真空環境與非真空環境之間進行傳遞的窗口。在從表面1392的反射之后，輻射重新進入透鏡1395c并且形成光束1398d，光束1398d返回經過芯基座1374以形成1399處的環狀輻射圖案，在1399處它命中光檢測器1396。
[0128]圖19(a)在平面視圖中示出了光檢測器1396，而圖19(b)在平行于光軸的橫截面中示出了該檢測器。各種形式的構造能夠被設想到，并且以下僅為一個示例。透明基片1900被提供，例如玻璃的或塑料的。掩膜1902阻擋來自輻射輸出1393的輻射，但是除了圍繞傳感器的光軸O的環形孔隙1904以外。如圖19 (b)中所示出的，由輸出1393發射的光束1398a的圓形照明輪廓由此被變換為用于朝向反射性表面1392行進的光束1398b的環狀照明輪廓。替代被形成在分離的基片上，掩膜1902能夠被形成在光學組件的表面上，例如在透鏡1395b的后表面上。替代具有不透明部分和透明部分的簡單掩膜，替換地能夠使用衍射光學元件(DOE)作為掩膜1392來獲得環狀照明輪廓。DOE能夠提供所需輪廓同時使用更多的輸出輻射，而簡單掩膜阻擋了光束1398a的最強的中心部分。在基片1900上圍繞這一環狀孔隙的是檢測器模塊的光敏感部件，在這一情況中，是具有四個光檢測器元件1920至1926的“四單元(quadcell)”。光檢測器元件每個基本上占用圍繞孔隙的圓形中的四分之一圓。這些四分之一圓能夠被標注為例如Ql至Q4。包括元件1393、1395a、1395b、1395c和1392的系統的光學設計使得，在操作中，環形形狀的孔隙1904在表面1392的反射之后以某個放大率被成像，而向光檢測器元件1920-1926所形成的“四單元”上形成環形成像1399。
[0129]圖20(a)是圖18的副本，并且示出了當反射表面1392處于它的非傾斜位置而指示致動器的運動磁體1362居時環狀光束1398b的路徑。另一方面，圖20(b)不出了反射性表面1392被傾斜的情形，指示致動器已經以某個角度dRy或位移dx移動到偏離中心的位置。歸因于反射性表面的彎曲，光束的偏轉角小于角偏轉d R y的兩倍。作為該偏轉的結果，輻射的環形1399從它的居中位置移動到偏離中心的位置1399’ 一示出在圖20(b)中。將意識到，該示圖事實上示出了我們在兩個方向上具有旋轉的情形:dRx和dRy兩者都是非零的。
[0130]圖21(a)示意性地示出了光敏元件上的居中位置的環形成像1399的位置，并且圖21(b)示意性地示出了偏離中心位置的環形成像1399的位置。在一個示例中，致動器芯基座1374具有4mm直徑和30mm長度的中心孔隙。傾斜范圍是從_3到+3度，而環形成像的移動范圍通過向反射性表面1392應用半徑105mm左右的彎曲而被減小。這一 105mm的半徑仍然大于凸面鏡的樞軸點到這個鏡的鏡表面的距離(這一距離大約是70mm)，但是顯著地小于平坦鏡的無限半徑。注意，對于與距離“樞軸點一鏡表面”(在示例情況中是70mm)相等的鏡半徑，環形成像在鏡被旋轉時將根本不運動。因此，針對彎曲半徑的選擇確定了測量范圍與分辨率之間的權衡。位置測量的高分辨率(例如，2500中的I (I in 2500))在這一實踐示例中通過上面所提到的彎曲半徑的選擇并且使用光伏檢測器作為光敏元件1920-1926而被實現。每個元件然后產生與落在它的區域上的輻射能量線性相關的電流。這樣的四單元一般是已知的，但是不具有中心孔隙和環形形狀的照明。光敏元件的替換類型可以被使用，諸如被提到用于使用在圖8的示例中的位置敏感設備(PSD)或像素陣列傳感器。然而，光伏單元具有非常良好的噪聲特性和響應速度。
[0131]通過來自四個元件1920-1926的信號的簡單算術組合，位置X、Y信號能夠被計算。如果來自四個四分之一圓傳感器的光電流由信號Ql至Q4來表不，貝Ij表不X和Y位移的信號能夠簡單地被導出為比率:
[0132]X= ((Q1+Q4)-(Q2+Q3) )/(Ql+Q2+Q3+Q4)
[0133]Y= ((Q1+Q2)-(Q3+Q4) )/(Ql+Q2+Q3+Q4)
[0134]當環形成像1399如圖21(a)中所示出的居中時，所有的四分之一圓接收相等的輻射并且針對X和Y的值為零。當環形成像1399 ’如圖21 (b)中所示出的移動偏離中心時，X和/或Y值將根據位移的方向和量值以正的方式或負的方式而增加。注意，這種比率形式的計算自動地移除了照明源的總強度、檢測器敏感度等中的任何變化。將意識到，從四單元信號導出的原始X、Y信號可能不與角位移dRX、dRy線性相關。信號處理能夠被應用，并且校準關系能夠被存儲以將鏡的角位置轉換為通過上面的公式計算的原始X、Y值。替換地或另外地，針對鏡的每個所需位置的所需原始X、Y值能夠直接被記住，而使得線性化計算不是必要的。這些不同類型的校準能夠通過設計來實施，或者能夠在照明系統被裝配時的設置過程期間被獲得。信號處理能夠在模擬域、數字域或兩者的混合中被執行。
[0135]環形成像1399在檢測器處的大小能夠通過改變透鏡1395a、1395b和/或1395c的功率而被調整。設計的目標是使環形成像的行進范圍最大化，而不允許被反射的輻射撞擊(impinge)在電機的周圍組件上，或者重新進入檢測器1396的中心處的孔隙。允許甚至小部分的輻射被反射回到激光器類型的源1393可能妨礙它的操作。環狀照明輪廓的中心處的黑暗部分允許這一點被避免，同時準許源和檢測器的同軸布置。透鏡1395a可以是商用VCSEL模塊的一部分，而透鏡1395b、1395c能夠為傾斜感測應用的具體要求而被定制。然而，透鏡1395b能夠被集成到具有VCSEL的模塊中，而放松對于總系統的裝配的容差。圖21(b)因此示出了最大游程。通過使用凸面反射性表面1392，環形成像1399的游程范圍能夠通過改變彎曲的凸面半徑而被調整。
[0136]在其他變體中，反射性表面可以由場琢面鏡它自身的背面、或者機械地固定到場琢面鏡的鏡所形成。除了琢面鏡之外，圖18-21的傾斜傳感器還能夠被應用在其他應用中。在所圖示的實施例中，致動器電機1300和傳感器1390在共享的外殼1802內一個被定位在另一個之上，以使得完整的控制環路(類似于圖7中所示出的位置計算模塊POS和電機驅動線路MDRV)能夠在本地被實施在相同外殼之內或者附接到相同外殼的自容式模塊1804之內。也就是說，僅有針對琢面X的位置命令CMDx需要被遞送給致動器模塊，致動器模塊然后在其內包括為實施位置計算、電機驅動電路和反饋控制是必要的所有組件。這極大地減少了通向照明器中的電連接的數目，特別是在考慮具有數十或數百個琢面鏡和致動器的實施例時。
[0137]經修改的傳感器1390可以具有多個有利的特征。為了高分辨率，它能夠被布置以使得從傾斜的反射表面1392反射的輻射不命中致動器壁并且不錯過檢測器。光學傾斜傳感器可以與致動器同軸地被安裝，以使得它能夠利用簡單的光學組件而被使得是緊湊且便宜的。此外，通過避免所反射的輻射可能重新進入輻射輸出，激光器(諸如，VCSEL)能夠被使用，而不是例如常規的LED源。其他類型的輻射源能夠被使用，但是VCSEL對于這一應用是有吸引力的，因為它們自然地提供了操作在非常低的功率并且非常持久的、準直的、徑向對稱的光束。透鏡例如能夠由PMMA制成。在一個具有上文所給出的尺寸的示例中，能夠使得位置檢測器1390的光學部件小于20mm長，這遠短于圖8中的實施例。這空出了空間例如以使得整個裝配更短，或者以包括信號處理和驅動電子器件。
[0138]傳感器能夠被應用來測量寬范圍的應用中的任何運動部件的傾斜。傳感器直接測量反射表面的傾斜，其可以關聯于運動部件的傾斜(角)運動，或者關聯于平移運動。具有彎曲的反射性表面的傳感器對承載該反射性表面的主體的傾斜和平移兩者都是敏感的。例如，在運動磁體1362的情況中，光束被反射的角度將通過凸面鏡1392的光軸的去中心化、以及通過意圖被測量的角位移而被影響。因為傳感器與彎曲的反射表面的組合不能在傾斜的效果與平移的效果之間進行區分，所以該傳感器的所意圖的使用是僅具有傾斜的應用、僅具有平移的應用、或者具有傾斜與平移之間的固定比例的應用。在上文所描述的實施例中，位移與傾斜嚴格地成比例(歸因于目標鏡1392圍繞其而被旋轉的樞軸點)，并且這兩個效果的組合導致了傾斜角的正確確定。歸因于該固定比例，替代鏡1392的傾斜，它的偏軸平移也可能已經被校準。恰好的是，在針對場琢面鏡22x的致動器的示例應用中，它是具有最大興趣的傾斜。
[0139]致動器的組件應當根據致動器將操作在其中的應用和環境而被指定。對于EUV裝置內部的環境，考慮包括真空兼容性(基本上不具有出氣)、以及低壓氣體(諸如，氫氣氛)的容差(例如2至20Pa的分壓)。這可能影響磁體材料的選擇。例如，SmCo可以被使用用于運動磁體材料。其他材料(諸如FeNdB)可能遭受出脆化，除非被封裝。封裝將不合意地增加間隙586、786，并且引入泄漏的風險。
[0140]根據本發明的實施例，新穎的電機能夠成功地被設計以在具有反饋的受控系統中生成平面的驅動力。本文所提出的概念可以允許系統設計者:提供兩個自由度中的可控驅動力;在若干致動器并排被安裝時，限制雜散場;作為磁體屏蔽的附加優點，減少驅動力;在非常被限制的體積內進行工作，例如被限制到10-20mm(例如，16mm)的寬度、以及20_40mm(例如，30mm)的高度；限制功率耗散，例如，限制到少于5W或少于3W每致動器;和/或限制功率消耗。
[0141]圖18至21中以及圖22和23中所描述的修改每個都能夠與圖7至17中所示出的任何致動器設計一起被使用在一個裝置中。圖18至21的光學傳感器能夠獨立于特定致動器而被使用在許多應用中。
[0142]如上文所提到的，屏蔽件530或屏蔽件730被提供以減少磁體362上以及來自磁體362的雜散場的效果。這樣的雜散場可能起因于許多不同的源。例如，附近的磁性材料或鐵磁材料的存在可能通過磁性材料或鐵磁材料的殘留磁化或者通過線圈370所生成的場失真而引起雜散場。如果磁性材料或鐵磁材料是復雜裝置(諸如，光刻裝置)的可運動組件的一部分，則雜散場可能隨著時間而改變并且可能不是容易地可預測的。在多個致動器被布置為接近地在一起的布置(諸如，上文所描述的布置)中，雜散場可能起因于鄰近的致動器并且可能隨著致動器的磁體進行運動以及隨著線圈370應用不同的致動場而變化。在這樣的情況中，雜散場能夠被視為一種形式的串擾(cross-talk)。到某種程度，雜散場的效果能夠通過適當的控制系統(例如，前饋控制)而被解決，其中雜散場的效果是已知的或可預測的，并且在其他情況中是反饋控制。然而，適合的前饋控制系統的構造是困難且復雜的。在反饋控制被使用的場合，致動器的響應性可能由于增加設置時間而被降低。
[0143]致動器之間的串擾的效果能夠通過考慮如下的簡化情況而被看到:上文所描述的類型的兩個鄰近致動器，但在運動件(磁體)周圍不具有任何磁性屏蔽。在圖25中，在第一致動器的磁體上在X方向中的力(Fx[N])作為磁體的位置的函數而被給出，磁體的位置由所附接的驅動構件的等效旋轉(Ry[rad])來表示。在圖25中，實線(A)指示在第二致動器的磁體處于中心位置的情況中的力，而點狀線(B)指示第二致動器的磁體朝向第一致動器被位移的情況中的力。這兩個曲線之間的大幅差異指示了大的串擾效果。在這兩種情況中，第一致動器的磁體上的力趨向于將磁體返回到它的中心位置。
[0144]將鐵磁材料(例如，鐵)的簡單圓柱屏蔽件添加到第一和第二致動器的效果被圖示在圖26中。這樣的布置被示出在圖22(a)和22(b)中。在圖22(a)中，第一和第二致動器的兩個磁體362a、362b處于中心位置，而在圖22(b)中，這兩個磁體鄰近于在鄰近致動器的方向上的屏蔽件。換句話說，這兩個磁體最接近于彼此。如圖26(其示出了與圖25相同的變量)中所示出的，在這兩種情況(A-磁體居中，B-磁體接近地在一起)中，第一致動器的磁體經受作為其位置的函數的相同的力。因此，屏蔽件對消除串擾效果是有效的。然而，磁體上的力現在是負的，指示了離開中心位置(即，朝向屏蔽件)的力。這個力可以被稱為去中心力。這樣的力創建了致動器的負面的有效剛度并且要求持續的向中心力被施加，而增加了致動器的功率消耗。還存在如下的風險:如果不足的向中心力被施加，則磁體可能突然吸附到(snapto)屏蔽件而可能引起對致動器和所附接構件的損壞。此外，吸附之后的吸引力可能太高而使得致動器或許不能再補償它。
[0145]本發明的實施例包括一種致動器，諸如具有針對雜散場和/或串擾的改進屏蔽件的上文所描述的那些致動器之一。除了關于屏蔽件之外，本發明的實施例能夠與上文所描述的致動器中的任何致動器相同。可使用在本發明的實施例中的改進屏蔽件的示例被描繪在圖23(a)和23(b)中。總的來說，屏蔽件800具有圖22(a)和22(b)的參考示例的屏蔽件的相同尺寸的圓柱的形式。屏蔽件800從通過中斷(interrupt1n) 802分離的多個環形801而被構造。在這一實施例中，存在四個環形801。環形801由鐵磁材料(例如，鐵)形成。中斷802能夠采取非磁性材料(諸如，銅、鋁或塑料)的環形的形式。中斷802能夠采取空間隙的形式，空間隙將利用致動器的環境氣氛或真空來填充。在一種實施例中，該屏蔽件具有由間隙形成的中斷以及由非磁性材料形成的中斷的混合。環形801具有軸方向(S卩，垂直于磁體362的移動的方向)上的寬度Dl。中斷802具有軸方向上的寬度D2。
[0146]圖27示出了與圖25和26相同的變量，也就是在具有Dl= 3mm并且D2 = Imm的屏蔽件800的第一致動器的磁體362a上作為其位置的函數的所施加的力Fx，其位置通過所附接的構件的旋轉Ry來表示。再次地，針對兩種情況的力被示出:A-第二致動器的磁體362b位于中心位置處(圖23(a))，以及B-第二致動器的磁體362(b)鄰近于最接近第一致動器的屏蔽件(圖23(b))。將會看到，磁體上的力仍然是負的，即離開中心，但是它在量值上顯著地被減少，例如大約最大為-1.1N，相比于對于連續屏蔽件示例大約最大為-1.5N。在第二致動器的磁體的位置的兩種不同情況中，磁體362a所經受的力上存在小差異，即現在經受小量的串擾。然而，串擾的量非常多地少于去中心力上的減小，所以總體而言，通過在屏蔽800中提供中斷802存在顯著的改進。
[0147]圖24(a)和24(b)示意性地圖示了根據本發明的另一實施例的具有中斷的屏蔽件810。屏蔽件810的配置類似于屏蔽件800的配置，除了存在更多的環形811，環形811每個都具有更小的軸向厚度D3，并且因此存在更多的間隙812，間隙812每個都具有軸向厚度D4。
[0148]圖28對于具有D3= Imm并且D4 = Imm的屏蔽件的致動器描繪了與圖25至27相同的變量。正如屏蔽件800的情況，由屏蔽件810圍繞的運動件經受負的(去中心)力，但是相比于使用屏蔽件800的致動器其進一步被減小。最大地，具有屏蔽件810的去中心力具有大約-0.85N的量值，相比于屏蔽件800的情況中的-1.1N以及在連續屏蔽件的情況中的-1.5。使用屏蔽件810的致動器確實展現了更大量的串擾，即在第二致動器鄰近于朝向第一致動器的方向上的屏蔽件的情況中經受不同的力，指示了一些場正在泄漏。但是，去中心力上的減小勝過串擾上的增加。
[0149]圖29描繪了圍繞磁體362并且被安裝在線圈370上方的根據本發明的進一步實施例的屏蔽件820。在屏蔽件820中，鐵磁材料的環形821通過小型橋接件(bridge)823相接，小型橋接件823歸因于中斷822沒有圍繞屏蔽件820的整個周長進行延伸的事實。環形821的軸向厚度D5和中斷822的軸向厚度D6能夠與上文所描述的相同。假如橋接件823是小型的，則它們的存在對屏蔽性能和磁體362所經受的力不具有值得注意的效果。在一種實施例中，橋接件823具有小于屏蔽件820的周長的大約5%的在屏蔽件的周向上的寬度，并且合意地是小于2%。在一種實施例中，橋接件圍繞屏蔽件的周長而被分布以使得不是所有的橋接件都被對齊。
[0150]在本發明的一種實施例中，屏蔽件和它之中的中斷的尺寸能夠由技術人員確定，以實現使去中心力與對串擾和/或雜散場的不敏感性相平衡的所需性能。在一種實施例中，該屏蔽件還起作用而防止致動器它自身所生成的磁場延伸到致動器外部。本發明的致動器在它將被放置在其他場敏感組件或設備附近的應用中是有用的。在一種實施例中，鐵磁屏蔽部件的寬度與中斷的寬度的比率大約為0.5至5，合意地是大約I至3。鐵磁部件和中斷的帶寬在相同的方向上被測量。該方向是預期雜散場的方向或者垂直于致動器的運動件的運動范圍的方向。在一種實施例中，至少一些鐵磁屏蔽部件和/或一些中斷具有與其他鐵磁屏蔽部件和/或中斷不同的寬度。在一種實施例中，所有的鐵磁屏蔽部件具有相同的寬度。在一種實施例中，所有的中斷具有相同的寬度。
[0151]在本發明的一種實施例中，沿著與屏蔽件的軸平行的線存在2個與10個之間的中斷。然而，為了屏蔽所選取的中斷的數目可以取決于應用的類型和將被屏蔽的部件的長度。例如，沿著與屏蔽件的軸平行的線，可能存在多于10個中斷，或者甚至多于100個中斷。
[0152]在一種實施例中，中斷是伸長的(elongate)。在一種實施例中，中斷的長尺寸(long dimens1n)與預期雜散場(由致動器生成的場)的場方向或者屏蔽件的軸，成大于30度，合意地是大于45度，更合意地是大于60度，更合意地是大于75度的角度。在一種實施例中，中斷的長尺寸與運動件的移動平面成小于30度，合意地是小于15度的角度。
[0153]在一種實施例中，運動件包含永磁體或電磁體，諸如線圈。
[0154]在本發明的一種實施例中，屏蔽件的厚度處于從0.5mm到2.0mm的范圍中，合意地是處于從0.8mm到1.0mm的范圍中。該厚度在具體應用中能夠根據所預期的磁場和所選取的材料來確定。合意的是，屏蔽件材料在預期磁場中不飽和。在一種實施例中，兩個或更多屏蔽件圍繞運動件同心地被布置。
[0155]在本發明的一種實施例中，屏蔽件的垂直于它的軸線的橫截面是圓形的。合意地是，屏蔽件關于運動件的移動范圍的中心是旋轉對稱的。當致動器是旋轉對稱的時，圓形橫截面可以是有利的，然而在其他應用中，不同的橫截面形狀將會是適合的并且可能也是有益的。圓形橫截面此外是有利的，因為去中心力則基本上僅取決于運動件與中心的距離，即去中心力是獨立于方向的，并且因此致動器的用以抵消去中心力的控制系統能夠容易地被構造。在本發明的實施例中，屏蔽件的垂直于它的軸線的橫截面具有嵌合(tessellate)在平面中的形狀，例如三角形、方形或六邊形。嵌合的形狀在允許致動器接近地被定位在陣列中時是有利的。
[0156]在本發明的一種實施例中，屏蔽件的垂直于它的軸線的橫截面是恒定的，即屏蔽件是棱柱形的。具有恒定橫截面的屏蔽件能夠容易地被制造。在一種實施例中，屏蔽件是圓柱形的。圓柱形屏蔽件組合了容易制造和獨立于方向的去中心力的優點。具有復雜形狀的屏蔽件能夠從多個部件被裝配，或者使用添加性(additive)的制造技術被制造。
[0157]在一種實施例中，多個致動器接近地被放置在一起，例如，在規則的陣列中。在一種實施例中，陣列中的所有致動器被提供有根據本發明的屏蔽件。所有致動器都具有屏蔽件的優點是這簡化了控制系統的提供;針對每個致動器的控制系統能夠是類似的。在本發明的一種實施例中，被提供有根據本發明的屏蔽件的致動器被布置在具有不擁有屏蔽件的致動器的陣列中，以使得沒有兩個不具有屏蔽件的致動器是鄰近的。在這樣的布置中，不具有屏蔽件的致動器被具有屏蔽件的致動器包圍，從而在任何兩個致動器之間總是存在一個屏蔽層。減少所提供的屏蔽件的數目能夠減少成本并且使得致動器能夠更接近地被放置在一起。在具有陣列中的多個被屏蔽的致動器的實施例中，中斷能夠被布置以使它們不被對齊。在一種實施例中，陣列中的致動器之間的節距(Pi tch)處于從1mm到30mm的范圍中。在一種實施例中，陣列中的致動器之間的間隙處于從Imm到3_的范圍中。
[0158]在一種實施例中，鐵磁材料從Fe、FeCo、SiFe、鐵磁鋼、N1、以及它們的合金構成的組中被選擇。在一種實施例中，中斷由從Al、Cu、非磁性鋼、以及它們的合金、或者塑料構成的組中選擇的材料所形成。當沒有被應用在真空環境中時，塑料是優選的。具有由非磁性固體材料形成的中斷的屏蔽件能夠具有優秀的物理性質，諸如結構強度和熱傳導。非磁性材料能夠幫助維持鐵磁屏蔽部件之間的間隔。在一種實施例中，中斷是間隙。為了形成作為間隙的中斷，能夠使用常規的制造過程，諸如鉆孔、鋸切、以及銑削。
[0159]在一種實施例中，屏蔽件從其被構造的(多個)材料被選擇以最小化在真空中的出氣或者抵抗來自使用致動器時所預期的氣氛的腐蝕。在一種實施例中，屏蔽件被提供有表面處理或涂層，該表面處理或涂層被選擇以最小化在真空中的出氣或者抵抗來自使用致動器時所預期的氣氛的腐蝕。
[0160]盡管上文已經對本發明的實施例在EUV光學系統的情境中的使用進行了具體的參考，但是將意識到，本發明可以被使用在其他應用中，不論是在光學系統中，不論是在光刻還是完全不同的應用中，并且不論是在真空還是其他環境中。例如，根據本發明的一種實施例的致動器能夠被使用在如下的光學系統中，這些光學系統用于在要求特定準確度的場合中定位光學元件或者用于將部件定位在掩膜支撐或基片支撐附近，其中存在可能生成不可預測的雜散場的大的運動質量。
[0161]盡管可能在這一文本中對光刻裝置在IC制造中的使用進行了具體的參考，但是應當理解，本文所描述的光刻裝置可以具有其他應用，諸如集成光學系統、用于磁域存儲器的引導和檢測模式、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的制造。技術人員將意識到，在這樣的替換性應用的情境中，術語“晶片”或“裸片”在本文中的任何使用可以考慮為分別與更一般的術語“基片”或“目標部分”是同義的。本文所參考的基片可以在曝光之前或之后在例如導軌(通常將一層抗蝕劑應用到基片并且發展出經曝光的抗蝕劑的工具)、計量工具和/或檢查工具中被處理。在可應用的場合，本文的公開可以被應用到這樣的和其他的基片處理工具。進一步地，基片可以被處理處于一次，例如為了創建多層1C，從而本文所使用的術語“基片”還可以指代已經包含多個經處理的層的基片。
[0162]術語“透鏡”在情境允許的場合可以指代各種類型的光學組件中的任何一個或組合，包括折射的、反射的、磁性的、電磁的和靜電的光學組件。
[0163]盡管上文已經描述了本發明的具體實施例，但是將意識到，本發明可以與所描述的不同地被實行。上文的描述意圖是說明性的，不是限制性的。因此，對本領域的技術人員將明顯的是，不偏離下面闡述的權利要求的范圍，可以對所描述的本發明進行修改。
【主權項】
1.一種致動機構，包括運動部件和靜止部件，所述運動部件包括磁體，所述磁體被所述靜止部件所生成的磁場驅動而跨工作范圍進行運動；以及 屏蔽件，圍繞所述磁體的所述工作范圍以減少磁場的傳播，所述屏蔽件由鐵磁材料形成并且其中具有至少一個中斷。2.根據權利要求1所述的機構，其中所述中斷或者每個中斷是間隙。3.根據權利要求1所述的機構，其中所述中斷或者每個中斷是由非磁性材料形成的構件。4.根據權利要求1、2或3所述的機構，其中所述中斷或者每個中斷從所述屏蔽件的內部延伸到所述屏蔽件的外部。5.根據權利要求1、2、3或4所述的機構，其中所述中斷或者每個中斷在基本上與所述致動機構外部的磁場的場方向垂直的方向上伸長。6.根據權利要求1、2、3、4或5所述的機構，其中所述中斷或者每個中斷在基本上與所述磁體的移動方向共面的方向上伸長。7.根據權利要求5或6所述的機構，其中所述中斷或者每個中斷具有在從0.5mm到2mm的范圍中的寬度。8.根據權利要求1至7中任一項所述的機構，其中所述中斷將所述屏蔽件劃分為鐵磁材料的至少兩個不相接的主體。9.根據權利要求1至7中任一項所述的機構，其中所述中斷將所述屏蔽件劃分為通過一個或多個小型橋接件相接的鐵磁材料的至少兩個主體。10.根據前述權利要求中任一項所述的機構，其中所述屏蔽件包括由所述一個或多個中斷分離的鐵磁材料的多個帶狀件。11.根據權利要求10所述的機構，其中所述多個帶狀件基本上是環狀的。12.根據權利要求10或11所述的機構，其中所述帶狀件具有在從0.5mm到4mm的范圍中的寬度。13.根據前述權利要求中任一項所述的機構，其中所述磁體是永磁體。14.根據前述權利要求中任一項所述的機構，被布置為向移動提供至少兩個自由度，其中所述磁體具有磁面，所述磁面被約束為在基本上位于第一平面中的工作區域上進行運動，所述第一平面垂直于所述磁體的磁化方向，并且所述靜止部件包括具有極面的至少兩個電磁體，所述極面基本上位于接近平行于所述第一平面的第二平面中，所述極面對稱地分布在所述第二平面中的中心位置周圍并且基本上在運動磁體的所述面經過的整個區域上延伸。15.—種致動系統，包括多個致動機構，每個所述致動機構是根據前述權利要求中的任一項所述的。16.根據權利要求15所述的致動系統，其中所述多個致動機構被設置在緊密堆積的陣列中，并且鄰近致動器的所述屏蔽件相接觸或者接近地靠近。17.—種致動系統，包括多個第一致動機構和多個第二致動機構，所述第一致動機構中的每個第一致動機構是根據權利要求1至14中的任一項所述的，所述第二致動機構不具有鐵磁屏蔽件，其中所述第一致動機構和所述第二致動機構被布置以使得沒有兩個第二致動機構直接鄰近。18.—種光學裝置，包括被布置為從福射源接收福射光束以處理所述光束并將所述光束遞送到目標地點的一系列的光學組件，其中所述光學組件包括一個或多個可運動光學組件，所述一個或多個可運動光學組件被安裝在根據權利要求1至14中任一項所述的致動器機構上，并且所述光學裝置進一步包括控制器和驅動電路，所述控制器和驅動電路被配置為激勵電磁體以實現所述可運動光學組件或每個可運動光學組件的所需定位。19.根據權利要求18所述的光學裝置，其中所述一個或多個可運動光學組件形成照明系統的一部分，所述照明系統被配置為調節所述光束并且將它遞送到圖案化設備上的目標地點，并且所述可運動組件是可運動的以改變經調節的所述光束在所述目標地點處的入射角。20.一種光刻裝置，包括: 照明系統，被配置為調節輻射光束； 支撐件，被構造為支撐圖案化設備，所述圖案化設備能夠向所述輻射光束在它的橫截面上賦予圖案以形成經圖案化的輻射光束； 基片臺，被構造為持有基片； 投射系統，被配置為將經圖案化的所述輻射光束投射到所述基片的目標部分上；以及 根據權利要求15或16所述的光學裝置，被配置為調節所述照明系統中的所述輻射光束和/或所述投射系統中的經圖案化的所述輻射光束。
【文檔編號】G03F7/20GK105900017SQ201480073006
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月2日
【發明人】S·A·J·霍爾, A·L·曼庫索, H·J·M·梅杰, E·M·里克斯, M·J·M·范達姆
【申請人】Asml荷蘭有限公司