光学素子操作装置
【課題】望ましくない変形の発生を可能な限り妨げることにより、６自由度までの光学素子またはアセンブリの正確な操作を可能とする、光学素子操作装置を提供する。
【解決手段】少なくとも３つのアクチュエータデバイスを介して、構造体について、光学素子を６自由度まで操作する装置であって、各アクチュエータデバイス９が、少なくとも２つの力制御アクチュエータを備え、各力制御アクチュエータが、１自由度の有効な力を生成すると共に、アクチュエータデバイス９の連結点１１が、光学素子７に直接作用する。
【解決手段】少なくとも３つのアクチュエータデバイスを介して、構造体について、光学素子を６自由度まで操作する装置であって、各アクチュエータデバイス９が、少なくとも２つの力制御アクチュエータを備え、各力制御アクチュエータが、１自由度の有効な力を生成すると共に、アクチュエータデバイス９の連結点１１が、光学素子７に直接作用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも３つのアクチュエータデバイスを介して、構造体について、光学素子を６自由度まで操作するための装置に関する。本発明は同様に、光学素子または光学アセンブリを直接連結するためのアクチュエータデバイスに関する。本発明はまた、少なくとも３つのアクチュエータデバイスを介して、構造体について、光学アセンブリを６自由度まで操作するための装置に関する。さらに、本発明は、力制御アクチュエータ及び力制御アクチュエータデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも３つのアクチュエータデバイスを介して、構造体について、光学素子を操作するための装置が、ヨーロッパ特許公報ＥＰ１３１２９６５Ａ１から知られている。
光学素子、特にミラーは、たいていの場合、３自由度で操作されており、例えばピエゾアクチュエータがこのために使用されている。
【０００３】
米国特許５，９８６，８２７は、光学素子を３自由度で操作するための装置を開示している。
【０００４】
しかしながら、投射照明システムにおける光学素子、光学アセンブリ、または、ウエハテーブルの正確な位置決め等、特にＥＵＶＬ分野での特別な応用には、６自由度までの操作または位置決め操作（ｘｙｚ置換及びｘｙｚ軸についての回転の両方）が必要であり、同時に高い精度が要求される。
【０００５】
光学素子を６自由度まで減衰するための減衰制御アクチュエータは、ハイブリッドアクチュエータという呼び名で知られている。このようなハイブリッドアクチュエータは、「第２世代ハイブリッドＤストラット」；ハニウェルマサチューセッツ工科大学；ＳＰＩＥスマート構造体及び素材会議、１９９５年２月、カリフォルニア州サンディエゴ、の記事において、ポーター・デイビス等により記載されている。その記事では、減衰システムを備えたロレンツアクチュエータが、ハイブリッドアクチュエータを形成している。これらのハイブリッドアクチュエータの６脚構成の配置もまた記載されている。この構成が、アクティブ減衰の問題に重点を置いている一方で、本発明は、アクチュエータまたはアクチュエータシステムによるサポートまたは調整により、寄生的な力がほとんど光学素子に伝達されないアクチュエータまたはアクチュエータシステムに関連している。
【０００６】
表示自由度は、機械的な意味で理解されるべきであるため、剛体の運動学的動作の可能性のそれぞれが、それぞれの自由度を表す独立した座標により記載されている。自由度の例は、すでに述べたように、転換と回転である。
【０００７】
１自由度の動きを生成するアクチュエータ、具体的にはピエゾアクチュエータは、操作のために、通常、光学素子または光学アセンブリに連結されている。この連結は、作用の方向において剛性が高くなければならず、残りの自由度においてはほとんど剛性があってはならない。なぜなら、ピエゾアクチュエータは、その連結部で変位力を生成するからである。高精度の応用においては、この連結は、通常、ソリッドボディ要素を使用して達成されるが、それにより望ましくない寄生的な力が発生することがある。したがって、変形が光学素子または光学アセンブリに及ぶのを防ぐために、補正目的で、ソケットが付加的に必要になる。ソケットのような中間要素は、正確な操作に必要とされる高レベルの軸受の剛性を大いに減少させるため、上記で必要とされる位置決め精度を達成できないという不都合な結果を生む。
【０００８】
一般的な従来技術に関しては、力制御アクチュエータ、具体的にはロレンツアクチュエータを開示するヨーロッパ特許公報ＥＰ１００１５１２Ａ２を参照されたい。そこで記述されているロレンツアクチュエータは、電流が流れる要素が配置された磁界を生成する永久磁石を備えている。結果として生じるロレンツ力は、ロレンツアクチュエータの可動部間の運動または力を生成するために使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１３１２９６５号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９８６，８２７号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第１００１５１２号明細書
【発明の概要】
【００１０】
本発明の目的は、望ましくない変形の発生を可能な限り妨げることにより、６自由度までの光学素子またはアセンブリの正確な操作を可能とする、冒頭に記載のタイプの装置を提供することである。
【００１１】
本発明によると、本目的は、各アクチュエータデバイスが、少なくとも２つの力制御アクチュエータを備え、各力制御アクチュエータが、１自由度の有効な力を生成すると共に、アクチュエータデバイスの連結点が、光学素子に直接作用することにより達成される。
【００１２】
アクチュエータデバイスのアクチュエータの有効な力が、光学素子の異なる自由度の方向に向けられるのが好ましい。アクチュエータの力から生じる、アクチュエータデバイスのこのような有効な力は、アクチュエータデバイスのアクチュエータの個々の力を調整することによって、アクチュエータの有効な力により規定される一平面内で調整されてもよい。
【００１３】
さらに、アクチュエータデバイスと光学素子との間の連結点におけるアクチュエータデバイスから光学素子への（アクチュエータデバイスのアクチュエータによりもたらされる）有効な力には、有効な力に垂直な力がほとんどない。これは、この自由度において、剛性がほとんどないためである。しかしながら、アクチュエータデバイスのアクチュエータによりもたらされる、有効な力の方向への剛性は最大である。上述したような剛性状態を達成するために、本発明に基づくアクチュエータは、１自由度の有効な力を生成する力制御アクチュエータである。このアクチュエータは、第１及び第２要素を備える。要素は、相互運動が可能であり、第１要素及び第２要素は、第１及び第２要素間にガスまたは真空のみが存在するように機械的に分断されている。
【００１４】
このような力制御アクチュエータ、望ましくはロレンツ型アクチュエータは、ほとんど剛性を生じず、またほとんど要素間に減衰を有しない。これは、例えば磁界の方向及び大きさと電流の方向及び大きさとにより規定されるロレンツ力のような、アクチュエータのそれぞれの自由度における制御力を除き、他の力が第１要素から第２要素へほとんど伝達されないという点で有利である。
【００１５】
本発明に基づくアクチュエータデバイスを形成するために、上述したような第１力制御アクチュエータの要素は、連結要素を介して、同じタイプの第２力制御アクチュエータの要素に連結される。連結要素は、光学素子またはその一部であってもよく、これは、アクチュエータデバイスの各アクチュエータが、少なくともその第１または第２要素の１つを使って光学素子に機械的に連結されることを意味する。代わりに、連結要素が、直接、光学素子に連結され、アクチュエータデバイスの各アクチュエータが、少なくともその第１または第２要素の１つを使って連結要素に機械的に接続されてもよい。
【００１６】
本発明に基づくアクチュエータデバイスにおいて、少なくとも一方の力制御アクチュエータが作動している場合、連結要素は、少なくとも１自由度の動きが可能である。アクチュエータデバイスの両方の力制御アクチュエータが作動し、所定の力を生成している場合、連結要素は、２自由度の動きが可能であるのが好ましい。
【００１７】
さらに、アクチュエータデバイスの連結点は、アクチュエータデバイスのアクチュエータの可動部が、光学素子に直接接触するようにできる。ここでは、すでに上述したように、連結要素は、光学素子である。接触が、大体において点接触であるのが好ましく、これは、アクチュエータデバイスのアクチュエータ全てが光学素子の同一点に作用することを意味する。しかしながら、アクチュエータデバイスのアクチュエータが、光学素子の異なる点に作用するような、その他の接触形態もまた可能である。アクチュエータデバイスに２つ以上のアクチュエータが備えられている場合、一部のアクチュエータが光学素子の同一点に作用し、その他のアクチュエータがその他の点で作用するといった組み合わせも可能である。上述したように、代わりにあるいは付加的に、アクチュエータデバイスの複数のアクチュエータまたは少なくとも１つのアクチュエータが、アクチュエータデバイスの一部であり、アクチュエータデバイスの光学素子への連結点を備えるまたは形成する、別個の連結要素を介して、光学素子に作用してもよい。連結要素は、光学素子の（アクチュエータによりもたらされる）動きが、アクチュエータデバイスの２つのアクチュエータの自由度により規定される空間（通常は、あらゆる自由度により規定される空間の副空間）内で行われるように、２つのアクチュエータと接続されるのが好ましい。別個の連結要素により、アクチュエータデバイスと光学素子との間に、より点に近い連結点が形成されるという利点がある。
【００１８】
さらに、本発明によると、本目的は、請求項２及び１８により達成される。アクチュエータデバイスについては、本目的は、請求項３３により達成される。
本発明に基づく手段は、６自由度までの光学素子または光学アセンブリの正確かつ迅速な操作性能を提供する。力制御アクチュエータの使用により、作用の方向と異なる残りの自由度をほとんど変える必要がなく、このことは、寄生的な力を補正するために中間弾性要素あるいはソケットの必要としないことを意味し、したがって、例えば作用力の方向における、配置の全体の剛性を増加し、位置決め精度を向上する。
【００１９】
本発明はまた、それぞれが１自由度の少なくとも２つの力制御アクチュエータを備える、３つのアクチュエータデバイスを備える。
異なるアクチュエータデバイスにより提供される少なくとも２自由度について、少なくとも２つのアクチュエータデバイスの自由度が、線形独立になるように、アクチュエータデバイスが、互いについて配置されていると好ましい。
【００２０】
これらの手段により、光学素子は、６自由度までの操作または位置決めを可能にする配置に、有利に取り付けられる。この場合、光学素子は、付加的なソケットなしで取り付けられる。すなわち、アクチュエータデバイスは、光学素子に直接作用する。
【００２１】
アクチュエータデバイスが、重力補正装置をそれぞれ備えると有利である。電流が流れていないとき、力制御アクチュエータの可動部には、何ら力が生成されない。これは、アクチュエータが、物体の重力を支えなくてはならない場合に特に問題である。なぜなら、この目的には永久電流が必要であり、したがって、継続的に熱も生成されるからである。これは、熱に敏感な装置において使用するには、非常に不都合である。重力補正により、いわば、光学素子の全重量を支える力制御アクチュエータに、電流を永久に流す必要がなくなる。これは、電力消費量を有利に減少させ、結果として生じる熱エネルギーを縮小する。
【００２２】
本発明の１展開において、アクチュエータデバイスの連結点によりカバーされる平面を、光学素子の少なくともほぼ中立面上に置くことも可能である。連結点が、中立面の近くの平面を規定するのが好ましい。平面は、光学素子内部における平面の最大距離が、光学素子の厚みの最大値の２０％未満になるように、配置されるのが好ましい。
【００２３】
例えば光学素子のような剛体の内部または外部の表面または面は、中立面と称され、中立面においては、例えばマニピュレータ等を使用した力及びモーメントの発生が、光学面にもたらす変形が最小である。同様に、例えば、ワークピースが曲げられたときに圧力がかからないワークピースのファイバは、中性ファイバと称される。対照的に、外部及び内部ファイバは、曲げ加工の間に引き伸ばされたり圧縮されたりする。アクチュエータデバイスの連結点は、中間ソケットなしで、光学素子に直接作用することで、軸受または発生する変形についての光学素子の操作をさらに改良し、アクチュエータデバイスは、光学素子の中立面に有利に作用する。
【００２４】
本発明の１設計改良において、製造段階及びその後の使用における重力方向及び作用点を一致させることにより、製造目的で、アクチュエータデバイスをパッシブ代替モジュールに置換することも可能である。
【００２５】
アクチュエータデバイスをパッシブ代替モジュールに置換できるため、光学素子は、具体的には重力により光学素子にもたらされる変形の補正に関し、その後の操作時と同じ力関係に基づいて、製造段階でも設計されることができる。これは、操作時の重力が、正確に決められた点に作用する力により補正されることを意味する。アクチュエータデバイスをパッシブ代替モジュールに置換する際、重力は、再び、同一点に作用しなければならない。
【００２６】
アクチュエータデバイスの２つの力制御アクチュエータの有効な力のそれぞれが、共有点を通り、重力補正装置の有効な力が、アクチュエータデバイスの２つの力制御アクチュエータの有効な力のそれぞれの共有点を通ると有利である。
【００２７】
具体的には、これらの手段は、発生するモーメントによりもたらされる光学素子の変形を縮小する。
請求項２，１８，３３に関する利点は、請求項１について、また明細書から、すでに記載されている利点と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】光源と、照射システムと、投影レンズとを備えたＥＵＶ投射照明システムの基本構成を示す。
【図２】光学素子の操作のための本発明に基づく装置の基本説明図を示す。
【図３】アクチュエータデバイスの基本説明図を示す。
【図４】投影レンズのハウジングにミラーを取り付けるための本発明に基づく装置の簡略平面図を示す。
【図５】ミラーを取り付けるための本発明に基づく装置の斜視図を示す。
【図６】アクチュエータデバイスの斜視図を示す。
【図７】力制御アクチュエータを概略的に示す。
【図８】図３及び図６に示したものと類似のアクチュエータデバイスを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の有利な改良と展開は、その他の従属請求項に示されている。実施例は、原則として、以下に図面に基づいて記載されている。
図１からわかるように、ＥＵＶ投射照明システム１は、光源２と、構造化マスクが配置されている平面４のフィールドを照明するためのＥＵＶ照射システム３と、平面４の構造化マスクを感光基板上に結像するための投影レンズ５とを備える。このようなＥＵＶ投射照明システムは、ヨーロッパ特許公報ＥＰ１２７８０８９Ａ２により知られている。
【００３０】
投影レンズ５のハウジング８に関連して、ミラー７あるいは光学アセンブリ（図示せず）等の、光学素子を操作するための投影レンズ５には、通常、ある程度の性能が必要とされる。この目的のために、投影レンズ５のハウジング８に対し、ミラー７とアクチュエータデバイス９とが適切に連結されている（これに関しては、具体的には、図４及び図５を参照）。別の実施例においては、光学素子は、センサフレームあるいは投影レンズ５の測定構造体について操作されることもできる。このような測定構造体は、ドイツ特許公報ＤＥ１０１３４３８７Ａ１により知られている。
【００３１】
図２は、簡略形式で、３つのアクチュエータデバイス９の使用による、６自由度のミラー７の操作を示している。アクチュエータデバイス９は、力制御ロレンツアクチュエータ１０、すなわち力制御ループを介して制御され、それぞれが１自由度のアクチュエータを備える。アクチュエータデバイス９は、構造体に接続されている（図２には表示せず）。図３、図４、図５に示すように、この構造体は、投射照明システム１の投影レンズ５のハウジング８であってもよい。
【００３２】
図３は、ミラー７への連結点１１を１つと、構造体、すなわち投影レンズ５のハウジング８への連結を２つ備えたアクチュエータデバイス９の基本説明図である。２つのロレンツアクチュエータ１０は、共に１自由度をサポートし、ミラー７の操作に使用される。ロレンツアクチュエータ１０のエネルギー消費を最小化するために、アクチュエータデバイス９は、ハウジング８に同様に連結された重力補正装置１２を付加的に備えている。本実施例においては、ばね要素１２がミラー７の重力を補正するための反力要素として使用されている。アクチュエータデバイス９において発生する力は、重力補正装置１２及び２つのロレンツアクチュエータ１０から、共有点を通って有利に伝達され、それにより、具体的にはモーメントが発生するときに、ミラー７の光学表面の変形を最小化する。ロレンツアクチュエータ１０は、１つの平面内に配置されていて、互いに９０°の角度にある。本実施例における重力補正装置１２の有効な力の方向は、重力に平行であり、ロレンツアクチュエータ１０は、重力補正装置１２の両側に対称的に位置している。他の実施例において、例えばミラー７が斜めに配置された場合、アクチュエータデバイス９は、必ずしも対称的である必要はない。
【００３３】
別の実施例における連結点１１は、（例えば磁力による連結力により）ミラー７から機械的に分断されてもよい。
図７は、本発明に基づく力制御アクチュエータを概略的に示している。アクチュエータ１０は、第１要素１０ａ及び第２要素１０ｂを備える。要素１０ａ及び１０ｂは、相互運動が可能である。要素１０ａ及び１０ｂの両方が、部品Ａ及びＢに接続されており、本発明の応用例においては、一方の部品が光学素子であり、他方の部品がハウジングのような構造体である。第１及び第２要素１０ａ、１０ｂは、両方の要素間の間隙１０ｃに、ガスまたは真空しか存在しないように、機械的に分断されている。要素１０ａ、１０ｂのうちの一方の要素が、ソレノイド１０ｄを備えるのが好ましい。ソレノイド１０ｄに電流が流されると、間隙１０ｃまたは間隙１０ｃの一部が変更され、要素１０ａ、１０ｂは、部品Ａ，Ｂと共に、相互運動する。間隙１０ｃが、ｘ及び／またはｚ方向に、＋／−３００マイクロメートルの動きが可能な大きさであると好ましい。
【００３４】
図８は、本発明に基づくアクチュエータデバイス９を形成する、同様のタイプの力制御アクチュエータを概略的に示している。アクチュエータ１０は、共に、図７に関連して記載されたタイプであるが、連結要素１５と機械的に連結されている。記載の実施例において、各アクチュエータ１０の一方の要素１０ａは、基本構造体Ａに接続され、両方のアクチュエータの他方の要素１０ｂは、連結要素１５に接続されている。両方のアクチュエータ１０の間隙１０ｃは、例えば連結要素が、ｘｚ平面内の任意の方向に、約＋／−３００マイクロメートル動くことができるように設けられるため、各アクチュエータ１０の第１及び第２要素１０ａ及び１０ｂは、直接接触することがない。
【００３５】
図７に基づくアクチュエータが、ロレンツアクチュエータである場合、図７のアクチュエータの力は、ｚの方向に作用する。可動要素、つまり要素１０ｂを、運動の方向に垂直な平面であるｙｚ平面内に固定するには、通常、軸受が必要である。本発明による軸受は、機械的ではない。なぜなら、力制御アクチュエータ１０の第１及び第２要素１０ａ、１０ｂが、機械的に分断されているからである。軸受は、電磁気または磁気的であるのが好ましい。
【００３６】
図８のアクチュエータデバイス９において、例えば図７に関連して記載されているように、両方のアクチュエータがロレンツタイプである場合、ｘｚ平面（アクチュエータデバイスを形成する２つの力制御アクチュエータの力により規定される平面）の連結要素１５（それ自身が光学素子であってよい）の軸受に、磁気軸受を使用してもよい。しかしながら、軸受磁石もまたこの方向のために使用されている場合を除き、ｙｚ平面（アクチュエータデバイスを形成する２つの力制御アクチュエータの力により規定される平面に垂直な平面）には軸受はない。このため、力制御アクチュエータ１０の第１及び第２要素１０ａ、１０ｂは、機械的に分断されている。ｙｚ平面の磁気軸受の代わりにあるいはそれに付加して、第３の力制御アクチュエータが、連結要素１５に接続されてもよい。この第３のアクチュエータは、ｘｚ平面（アクチュエータデバイスを形成する２つの力制御アクチュエータの力により規定される平面）以外の平面に配置される。このような配置により、連結要素（光学素子であってもよい）は、機械軸受なしで保持され、５自由度の動きが可能になる。
【００３７】
図４は、投影レンズ５のハウジング８におけるミラー７のための本発明に基づく軸受の簡略図を示している。ミラー７は、それぞれがハウジング８について２自由度の３つのアクチュエータデバイス９により操作される。図５からわかるように、アクチュエータデバイス９は、ミラー７の下に配置されているため、点線により示されている。アクチュエータデバイス９は、ミラー７の周囲に１２０°の均等間隔で配置されている。アクチュエータデバイス９のうちの１つの各力制御アクチュエータ１０によりカバーされる３つの平面は、重力に平行であるのが好ましいが必ずしもそうである必要はなく、平面図で見ると、３角形を形成している（図４にアクチュエータデバイス９について拡張された点線により示されている）。アクチュエータデバイスは、図８に関連して記載されたように形成されるのが好ましい。
【００３８】
図５は、図４に示した装置の斜視図である。アクチュエータデバイス９の連結点１１によりカバーされる平面は、ミラー７の中立面上に有利に存在し、それにより、ミラー表面の変形が縮小されている。本実施例においては、光学素子７の軸受として３つのアクチュエータデバイスを使用することにより、力制御アクチュエータの固定要素と可動要素との間には機械的連結または接続が存在せず有利である。さらに重要なのは、図４の実施例においては、３つのアクチュエータデバイス９を使用することにより、ほとんど剛性及び減衰がないにも関わらず、力制御アクチュエータデバイス９の力の方向には剛性があることである。
【００３９】
図６は、ロレンツアクチュエータ１０及び重力補正スプリング１２を備えたアクチュエータデバイス９の斜視図である。アクチュエータデバイス９は、連結点１１でミラー７に接続されている（図４参照）。連結点１１は、図８に関連して記載されているように、連結要素１５上に形成されてもよい。
【００４０】
さらに、ミラー７の位置は、センサ（図示せず）により決定されている。
パッシブ代替モジュールは、その後の操作時の関係と同じ力関係に基づいたミラー７の設計を可能にし、重力（図示せず）から生じるミラー変形を補正するために、製造段階で使用されることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも３つのアクチュエータデバイスを介して、構造体について、光学素子を６自由度まで操作するための装置に関する。本発明は同様に、光学素子または光学アセンブリを直接連結するためのアクチュエータデバイスに関する。本発明はまた、少なくとも３つのアクチュエータデバイスを介して、構造体について、光学アセンブリを６自由度まで操作するための装置に関する。さらに、本発明は、力制御アクチュエータ及び力制御アクチュエータデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも３つのアクチュエータデバイスを介して、構造体について、光学素子を操作するための装置が、ヨーロッパ特許公報ＥＰ１３１２９６５Ａ１から知られている。
光学素子、特にミラーは、たいていの場合、３自由度で操作されており、例えばピエゾアクチュエータがこのために使用されている。
【０００３】
米国特許５，９８６，８２７は、光学素子を３自由度で操作するための装置を開示している。
【０００４】
しかしながら、投射照明システムにおける光学素子、光学アセンブリ、または、ウエハテーブルの正確な位置決め等、特にＥＵＶＬ分野での特別な応用には、６自由度までの操作または位置決め操作（ｘｙｚ置換及びｘｙｚ軸についての回転の両方）が必要であり、同時に高い精度が要求される。
【０００５】
光学素子を６自由度まで減衰するための減衰制御アクチュエータは、ハイブリッドアクチュエータという呼び名で知られている。このようなハイブリッドアクチュエータは、「第２世代ハイブリッドＤストラット」；ハニウェルマサチューセッツ工科大学；ＳＰＩＥスマート構造体及び素材会議、１９９５年２月、カリフォルニア州サンディエゴ、の記事において、ポーター・デイビス等により記載されている。その記事では、減衰システムを備えたロレンツアクチュエータが、ハイブリッドアクチュエータを形成している。これらのハイブリッドアクチュエータの６脚構成の配置もまた記載されている。この構成が、アクティブ減衰の問題に重点を置いている一方で、本発明は、アクチュエータまたはアクチュエータシステムによるサポートまたは調整により、寄生的な力がほとんど光学素子に伝達されないアクチュエータまたはアクチュエータシステムに関連している。
【０００６】
表示自由度は、機械的な意味で理解されるべきであるため、剛体の運動学的動作の可能性のそれぞれが、それぞれの自由度を表す独立した座標により記載されている。自由度の例は、すでに述べたように、転換と回転である。
【０００７】
１自由度の動きを生成するアクチュエータ、具体的にはピエゾアクチュエータは、操作のために、通常、光学素子または光学アセンブリに連結されている。この連結は、作用の方向において剛性が高くなければならず、残りの自由度においてはほとんど剛性があってはならない。なぜなら、ピエゾアクチュエータは、その連結部で変位力を生成するからである。高精度の応用においては、この連結は、通常、ソリッドボディ要素を使用して達成されるが、それにより望ましくない寄生的な力が発生することがある。したがって、変形が光学素子または光学アセンブリに及ぶのを防ぐために、補正目的で、ソケットが付加的に必要になる。ソケットのような中間要素は、正確な操作に必要とされる高レベルの軸受の剛性を大いに減少させるため、上記で必要とされる位置決め精度を達成できないという不都合な結果を生む。
【０００８】
一般的な従来技術に関しては、力制御アクチュエータ、具体的にはロレンツアクチュエータを開示するヨーロッパ特許公報ＥＰ１００１５１２Ａ２を参照されたい。そこで記述されているロレンツアクチュエータは、電流が流れる要素が配置された磁界を生成する永久磁石を備えている。結果として生じるロレンツ力は、ロレンツアクチュエータの可動部間の運動または力を生成するために使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１３１２９６５号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９８６，８２７号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第１００１５１２号明細書
【発明の概要】
【００１０】
本発明の目的は、望ましくない変形の発生を可能な限り妨げることにより、６自由度までの光学素子またはアセンブリの正確な操作を可能とする、冒頭に記載のタイプの装置を提供することである。
【００１１】
本発明によると、本目的は、各アクチュエータデバイスが、少なくとも２つの力制御アクチュエータを備え、各力制御アクチュエータが、１自由度の有効な力を生成すると共に、アクチュエータデバイスの連結点が、光学素子に直接作用することにより達成される。
【００１２】
アクチュエータデバイスのアクチュエータの有効な力が、光学素子の異なる自由度の方向に向けられるのが好ましい。アクチュエータの力から生じる、アクチュエータデバイスのこのような有効な力は、アクチュエータデバイスのアクチュエータの個々の力を調整することによって、アクチュエータの有効な力により規定される一平面内で調整されてもよい。
【００１３】
さらに、アクチュエータデバイスと光学素子との間の連結点におけるアクチュエータデバイスから光学素子への（アクチュエータデバイスのアクチュエータによりもたらされる）有効な力には、有効な力に垂直な力がほとんどない。これは、この自由度において、剛性がほとんどないためである。しかしながら、アクチュエータデバイスのアクチュエータによりもたらされる、有効な力の方向への剛性は最大である。上述したような剛性状態を達成するために、本発明に基づくアクチュエータは、１自由度の有効な力を生成する力制御アクチュエータである。このアクチュエータは、第１及び第２要素を備える。要素は、相互運動が可能であり、第１要素及び第２要素は、第１及び第２要素間にガスまたは真空のみが存在するように機械的に分断されている。
【００１４】
このような力制御アクチュエータ、望ましくはロレンツ型アクチュエータは、ほとんど剛性を生じず、またほとんど要素間に減衰を有しない。これは、例えば磁界の方向及び大きさと電流の方向及び大きさとにより規定されるロレンツ力のような、アクチュエータのそれぞれの自由度における制御力を除き、他の力が第１要素から第２要素へほとんど伝達されないという点で有利である。
【００１５】
本発明に基づくアクチュエータデバイスを形成するために、上述したような第１力制御アクチュエータの要素は、連結要素を介して、同じタイプの第２力制御アクチュエータの要素に連結される。連結要素は、光学素子またはその一部であってもよく、これは、アクチュエータデバイスの各アクチュエータが、少なくともその第１または第２要素の１つを使って光学素子に機械的に連結されることを意味する。代わりに、連結要素が、直接、光学素子に連結され、アクチュエータデバイスの各アクチュエータが、少なくともその第１または第２要素の１つを使って連結要素に機械的に接続されてもよい。
【００１６】
本発明に基づくアクチュエータデバイスにおいて、少なくとも一方の力制御アクチュエータが作動している場合、連結要素は、少なくとも１自由度の動きが可能である。アクチュエータデバイスの両方の力制御アクチュエータが作動し、所定の力を生成している場合、連結要素は、２自由度の動きが可能であるのが好ましい。
【００１７】
さらに、アクチュエータデバイスの連結点は、アクチュエータデバイスのアクチュエータの可動部が、光学素子に直接接触するようにできる。ここでは、すでに上述したように、連結要素は、光学素子である。接触が、大体において点接触であるのが好ましく、これは、アクチュエータデバイスのアクチュエータ全てが光学素子の同一点に作用することを意味する。しかしながら、アクチュエータデバイスのアクチュエータが、光学素子の異なる点に作用するような、その他の接触形態もまた可能である。アクチュエータデバイスに２つ以上のアクチュエータが備えられている場合、一部のアクチュエータが光学素子の同一点に作用し、その他のアクチュエータがその他の点で作用するといった組み合わせも可能である。上述したように、代わりにあるいは付加的に、アクチュエータデバイスの複数のアクチュエータまたは少なくとも１つのアクチュエータが、アクチュエータデバイスの一部であり、アクチュエータデバイスの光学素子への連結点を備えるまたは形成する、別個の連結要素を介して、光学素子に作用してもよい。連結要素は、光学素子の（アクチュエータによりもたらされる）動きが、アクチュエータデバイスの２つのアクチュエータの自由度により規定される空間（通常は、あらゆる自由度により規定される空間の副空間）内で行われるように、２つのアクチュエータと接続されるのが好ましい。別個の連結要素により、アクチュエータデバイスと光学素子との間に、より点に近い連結点が形成されるという利点がある。
【００１８】
さらに、本発明によると、本目的は、請求項２及び１８により達成される。アクチュエータデバイスについては、本目的は、請求項３３により達成される。
本発明に基づく手段は、６自由度までの光学素子または光学アセンブリの正確かつ迅速な操作性能を提供する。力制御アクチュエータの使用により、作用の方向と異なる残りの自由度をほとんど変える必要がなく、このことは、寄生的な力を補正するために中間弾性要素あるいはソケットの必要としないことを意味し、したがって、例えば作用力の方向における、配置の全体の剛性を増加し、位置決め精度を向上する。
【００１９】
本発明はまた、それぞれが１自由度の少なくとも２つの力制御アクチュエータを備える、３つのアクチュエータデバイスを備える。
異なるアクチュエータデバイスにより提供される少なくとも２自由度について、少なくとも２つのアクチュエータデバイスの自由度が、線形独立になるように、アクチュエータデバイスが、互いについて配置されていると好ましい。
【００２０】
これらの手段により、光学素子は、６自由度までの操作または位置決めを可能にする配置に、有利に取り付けられる。この場合、光学素子は、付加的なソケットなしで取り付けられる。すなわち、アクチュエータデバイスは、光学素子に直接作用する。
【００２１】
アクチュエータデバイスが、重力補正装置をそれぞれ備えると有利である。電流が流れていないとき、力制御アクチュエータの可動部には、何ら力が生成されない。これは、アクチュエータが、物体の重力を支えなくてはならない場合に特に問題である。なぜなら、この目的には永久電流が必要であり、したがって、継続的に熱も生成されるからである。これは、熱に敏感な装置において使用するには、非常に不都合である。重力補正により、いわば、光学素子の全重量を支える力制御アクチュエータに、電流を永久に流す必要がなくなる。これは、電力消費量を有利に減少させ、結果として生じる熱エネルギーを縮小する。
【００２２】
本発明の１展開において、アクチュエータデバイスの連結点によりカバーされる平面を、光学素子の少なくともほぼ中立面上に置くことも可能である。連結点が、中立面の近くの平面を規定するのが好ましい。平面は、光学素子内部における平面の最大距離が、光学素子の厚みの最大値の２０％未満になるように、配置されるのが好ましい。
【００２３】
例えば光学素子のような剛体の内部または外部の表面または面は、中立面と称され、中立面においては、例えばマニピュレータ等を使用した力及びモーメントの発生が、光学面にもたらす変形が最小である。同様に、例えば、ワークピースが曲げられたときに圧力がかからないワークピースのファイバは、中性ファイバと称される。対照的に、外部及び内部ファイバは、曲げ加工の間に引き伸ばされたり圧縮されたりする。アクチュエータデバイスの連結点は、中間ソケットなしで、光学素子に直接作用することで、軸受または発生する変形についての光学素子の操作をさらに改良し、アクチュエータデバイスは、光学素子の中立面に有利に作用する。
【００２４】
本発明の１設計改良において、製造段階及びその後の使用における重力方向及び作用点を一致させることにより、製造目的で、アクチュエータデバイスをパッシブ代替モジュールに置換することも可能である。
【００２５】
アクチュエータデバイスをパッシブ代替モジュールに置換できるため、光学素子は、具体的には重力により光学素子にもたらされる変形の補正に関し、その後の操作時と同じ力関係に基づいて、製造段階でも設計されることができる。これは、操作時の重力が、正確に決められた点に作用する力により補正されることを意味する。アクチュエータデバイスをパッシブ代替モジュールに置換する際、重力は、再び、同一点に作用しなければならない。
【００２６】
アクチュエータデバイスの２つの力制御アクチュエータの有効な力のそれぞれが、共有点を通り、重力補正装置の有効な力が、アクチュエータデバイスの２つの力制御アクチュエータの有効な力のそれぞれの共有点を通ると有利である。
【００２７】
具体的には、これらの手段は、発生するモーメントによりもたらされる光学素子の変形を縮小する。
請求項２，１８，３３に関する利点は、請求項１について、また明細書から、すでに記載されている利点と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】光源と、照射システムと、投影レンズとを備えたＥＵＶ投射照明システムの基本構成を示す。
【図２】光学素子の操作のための本発明に基づく装置の基本説明図を示す。
【図３】アクチュエータデバイスの基本説明図を示す。
【図４】投影レンズのハウジングにミラーを取り付けるための本発明に基づく装置の簡略平面図を示す。
【図５】ミラーを取り付けるための本発明に基づく装置の斜視図を示す。
【図６】アクチュエータデバイスの斜視図を示す。
【図７】力制御アクチュエータを概略的に示す。
【図８】図３及び図６に示したものと類似のアクチュエータデバイスを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の有利な改良と展開は、その他の従属請求項に示されている。実施例は、原則として、以下に図面に基づいて記載されている。
図１からわかるように、ＥＵＶ投射照明システム１は、光源２と、構造化マスクが配置されている平面４のフィールドを照明するためのＥＵＶ照射システム３と、平面４の構造化マスクを感光基板上に結像するための投影レンズ５とを備える。このようなＥＵＶ投射照明システムは、ヨーロッパ特許公報ＥＰ１２７８０８９Ａ２により知られている。
【００３０】
投影レンズ５のハウジング８に関連して、ミラー７あるいは光学アセンブリ（図示せず）等の、光学素子を操作するための投影レンズ５には、通常、ある程度の性能が必要とされる。この目的のために、投影レンズ５のハウジング８に対し、ミラー７とアクチュエータデバイス９とが適切に連結されている（これに関しては、具体的には、図４及び図５を参照）。別の実施例においては、光学素子は、センサフレームあるいは投影レンズ５の測定構造体について操作されることもできる。このような測定構造体は、ドイツ特許公報ＤＥ１０１３４３８７Ａ１により知られている。
【００３１】
図２は、簡略形式で、３つのアクチュエータデバイス９の使用による、６自由度のミラー７の操作を示している。アクチュエータデバイス９は、力制御ロレンツアクチュエータ１０、すなわち力制御ループを介して制御され、それぞれが１自由度のアクチュエータを備える。アクチュエータデバイス９は、構造体に接続されている（図２には表示せず）。図３、図４、図５に示すように、この構造体は、投射照明システム１の投影レンズ５のハウジング８であってもよい。
【００３２】
図３は、ミラー７への連結点１１を１つと、構造体、すなわち投影レンズ５のハウジング８への連結を２つ備えたアクチュエータデバイス９の基本説明図である。２つのロレンツアクチュエータ１０は、共に１自由度をサポートし、ミラー７の操作に使用される。ロレンツアクチュエータ１０のエネルギー消費を最小化するために、アクチュエータデバイス９は、ハウジング８に同様に連結された重力補正装置１２を付加的に備えている。本実施例においては、ばね要素１２がミラー７の重力を補正するための反力要素として使用されている。アクチュエータデバイス９において発生する力は、重力補正装置１２及び２つのロレンツアクチュエータ１０から、共有点を通って有利に伝達され、それにより、具体的にはモーメントが発生するときに、ミラー７の光学表面の変形を最小化する。ロレンツアクチュエータ１０は、１つの平面内に配置されていて、互いに９０°の角度にある。本実施例における重力補正装置１２の有効な力の方向は、重力に平行であり、ロレンツアクチュエータ１０は、重力補正装置１２の両側に対称的に位置している。他の実施例において、例えばミラー７が斜めに配置された場合、アクチュエータデバイス９は、必ずしも対称的である必要はない。
【００３３】
別の実施例における連結点１１は、（例えば磁力による連結力により）ミラー７から機械的に分断されてもよい。
図７は、本発明に基づく力制御アクチュエータを概略的に示している。アクチュエータ１０は、第１要素１０ａ及び第２要素１０ｂを備える。要素１０ａ及び１０ｂは、相互運動が可能である。要素１０ａ及び１０ｂの両方が、部品Ａ及びＢに接続されており、本発明の応用例においては、一方の部品が光学素子であり、他方の部品がハウジングのような構造体である。第１及び第２要素１０ａ、１０ｂは、両方の要素間の間隙１０ｃに、ガスまたは真空しか存在しないように、機械的に分断されている。要素１０ａ、１０ｂのうちの一方の要素が、ソレノイド１０ｄを備えるのが好ましい。ソレノイド１０ｄに電流が流されると、間隙１０ｃまたは間隙１０ｃの一部が変更され、要素１０ａ、１０ｂは、部品Ａ，Ｂと共に、相互運動する。間隙１０ｃが、ｘ及び／またはｚ方向に、＋／−３００マイクロメートルの動きが可能な大きさであると好ましい。
【００３４】
図８は、本発明に基づくアクチュエータデバイス９を形成する、同様のタイプの力制御アクチュエータを概略的に示している。アクチュエータ１０は、共に、図７に関連して記載されたタイプであるが、連結要素１５と機械的に連結されている。記載の実施例において、各アクチュエータ１０の一方の要素１０ａは、基本構造体Ａに接続され、両方のアクチュエータの他方の要素１０ｂは、連結要素１５に接続されている。両方のアクチュエータ１０の間隙１０ｃは、例えば連結要素が、ｘｚ平面内の任意の方向に、約＋／−３００マイクロメートル動くことができるように設けられるため、各アクチュエータ１０の第１及び第２要素１０ａ及び１０ｂは、直接接触することがない。
【００３５】
図７に基づくアクチュエータが、ロレンツアクチュエータである場合、図７のアクチュエータの力は、ｚの方向に作用する。可動要素、つまり要素１０ｂを、運動の方向に垂直な平面であるｙｚ平面内に固定するには、通常、軸受が必要である。本発明による軸受は、機械的ではない。なぜなら、力制御アクチュエータ１０の第１及び第２要素１０ａ、１０ｂが、機械的に分断されているからである。軸受は、電磁気または磁気的であるのが好ましい。
【００３６】
図８のアクチュエータデバイス９において、例えば図７に関連して記載されているように、両方のアクチュエータがロレンツタイプである場合、ｘｚ平面（アクチュエータデバイスを形成する２つの力制御アクチュエータの力により規定される平面）の連結要素１５（それ自身が光学素子であってよい）の軸受に、磁気軸受を使用してもよい。しかしながら、軸受磁石もまたこの方向のために使用されている場合を除き、ｙｚ平面（アクチュエータデバイスを形成する２つの力制御アクチュエータの力により規定される平面に垂直な平面）には軸受はない。このため、力制御アクチュエータ１０の第１及び第２要素１０ａ、１０ｂは、機械的に分断されている。ｙｚ平面の磁気軸受の代わりにあるいはそれに付加して、第３の力制御アクチュエータが、連結要素１５に接続されてもよい。この第３のアクチュエータは、ｘｚ平面（アクチュエータデバイスを形成する２つの力制御アクチュエータの力により規定される平面）以外の平面に配置される。このような配置により、連結要素（光学素子であってもよい）は、機械軸受なしで保持され、５自由度の動きが可能になる。
【００３７】
図４は、投影レンズ５のハウジング８におけるミラー７のための本発明に基づく軸受の簡略図を示している。ミラー７は、それぞれがハウジング８について２自由度の３つのアクチュエータデバイス９により操作される。図５からわかるように、アクチュエータデバイス９は、ミラー７の下に配置されているため、点線により示されている。アクチュエータデバイス９は、ミラー７の周囲に１２０°の均等間隔で配置されている。アクチュエータデバイス９のうちの１つの各力制御アクチュエータ１０によりカバーされる３つの平面は、重力に平行であるのが好ましいが必ずしもそうである必要はなく、平面図で見ると、３角形を形成している（図４にアクチュエータデバイス９について拡張された点線により示されている）。アクチュエータデバイスは、図８に関連して記載されたように形成されるのが好ましい。
【００３８】
図５は、図４に示した装置の斜視図である。アクチュエータデバイス９の連結点１１によりカバーされる平面は、ミラー７の中立面上に有利に存在し、それにより、ミラー表面の変形が縮小されている。本実施例においては、光学素子７の軸受として３つのアクチュエータデバイスを使用することにより、力制御アクチュエータの固定要素と可動要素との間には機械的連結または接続が存在せず有利である。さらに重要なのは、図４の実施例においては、３つのアクチュエータデバイス９を使用することにより、ほとんど剛性及び減衰がないにも関わらず、力制御アクチュエータデバイス９の力の方向には剛性があることである。
【００３９】
図６は、ロレンツアクチュエータ１０及び重力補正スプリング１２を備えたアクチュエータデバイス９の斜視図である。アクチュエータデバイス９は、連結点１１でミラー７に接続されている（図４参照）。連結点１１は、図８に関連して記載されているように、連結要素１５上に形成されてもよい。
【００４０】
さらに、ミラー７の位置は、センサ（図示せず）により決定されている。
パッシブ代替モジュールは、その後の操作時の関係と同じ力関係に基づいたミラー７の設計を可能にし、重力（図示せず）から生じるミラー変形を補正するために、製造段階で使用されることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３つのアクチュエータデバイスを介して、構造体について、光学素子を６自由度まで操作する装置であって、各アクチュエータデバイス（９）が、少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）を備え、各力制御アクチュエータ（１０）が、１自由度の有効な力を生成すると共に、アクチュエータデバイス（９）の連結点（１１）が、光学素子（７）に直接作用することを特徴とする装置。
【請求項２】
少なくとも３つのアクチュエータデバイスを介して、構造体について、光学素子を６自由度まで操作する装置であって、アクチュエータデバイス（９）の連結点（１１）が、光学素子（７）に直接作用すると共に、光学素子（７）上の、アクチュエータデバイス（９）の連結点（１１）によりカバーされる平面が、少なくともほぼ光学素子（７）の中立面上にあることを特徴とする装置。
【請求項３】
３つのアクチュエータデバイス（９）が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
各アクチュエータデバイス（９）が、少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）を備え、各力制御アクチュエータ（１０）が、１自由度の有効な力を生成することを特徴とする、請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
アクチュエータデバイス（９）の少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）のそれぞれが、１つの平面内に配置されていて、互いについて、およそ６０°から１２０°、好ましくは９０°の角度にあることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
各アクチュエータデバイス（９）が、光学素子（７）の重力を補正するための反力要素として重力補正装置を備えることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
アクチュエータデバイス（９）の各力制御アクチュエータ１０によりカバーされる３つの平面は、重力に平行であり、重力に平行な投影において、３角形を形成することを特徴とする、請求項１、３ないし６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
アクチュエータデバイス（９）は、光学素子（７）の周囲にほぼ均等の間隔、好ましくは１２０°の３つの間隔で、配置されていることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
光学素子（７）上の、アクチュエータデバイス（９）の連結点（１１）によりカバーされる平面が、少なくともほぼ光学素子（７）の中立面上にあることを特徴とする、請求項１、３ないし８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
アクチュエータデバイス（９）の少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力のそれぞれが、好ましくは光学素子（７）上の共有点を通ることを特徴とする、請求項１、３ないし９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
重力補正装置（１２）の有効な力が、重力にほぼ平行であり、好ましくはアクチュエータデバイス（９）の２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力のそれぞれの共有点を通ることを特徴とする、請求項６ないし１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
アクチュエータデバイス（９）の少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力のそれぞれ、及び／または、重力補正装置（１２）が、好ましくは磁力により、光学素子（７）から機械的に分断されていることを特徴とする、請求項６ないし１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
光学素子（７）の位置決めのために、センサが設けられていることを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
製造段階及びその後の使用における力方向及び作用点を一致させることにより、アクチュエータデバイス（９）を、製造目的で、パッシブ代替モジュールに置換することができることを特徴とする、請求項１ないし１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
力制御アクチュエータが、電磁気または静磁気的な形態、具体的にはロレンツアクチュエータ（１０）であることを特徴とする、請求項１，３ないし１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
光学素子が、ミラー（７）の形態であることを特徴とする、請求項２ないし１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
構造体が、投影レンズ（５）、具体的にはＥＵＶ範囲において半導体部品を製造するためのマイクロリソグラフィのための投射照明システム（１）のハウジング（８）またはセンサフレームであることを特徴とする、請求項１ないし１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも３つのアクチュエータデバイスを介して、構造体について、光学素子を６自由度まで操作する装置であって、各アクチュエータデバイス（９）が、少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）を備え、各力制御アクチュエータ（１０）が、１自由度の有効な力を生成することを特徴とする装置。
【請求項１９】
３つのアクチュエータデバイス（９）が設けられていることを特徴とする、請求項１８に装置。
【請求項２０】
アクチュエータデバイス（９）の少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）のそれぞれが、１つの平面内に配置されていて、互いについて、およそ６０°から１２０°、好ましくは９０°の角度にあることを特徴とする、請求項１８または１９に記載の装置。
【請求項２１】
各アクチュエータデバイス（９）が、光学素子（７）の重力を補正するための反力要素として重力補正装置を備えることを特徴とする、請求項１８または１９または２０に記載の装置。
【請求項２２】
アクチュエータデバイス（９）の各力制御アクチュエータ１０によりカバーされる３つの平面は、重力に平行であり、重力に平行な投影において、３角形を形成することを特徴とする、請求項１８ないし２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
アクチュエータデバイス（９）は、光学素子（７）の周囲にほぼ均等の間隔、好ましくは１２０°の３つの間隔で、配置されていることを特徴とする、請求項１８ないし２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
アクチュエータデバイス（９）の少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力のそれぞれが、好ましくは光学アセンブリ上の共有点を通ることを特徴とする、請求項１８ないし２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
重力補正装置（１２）の有効な力が、重力にほぼ平行であり、好ましくはアクチュエータデバイス（９）の２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力のそれぞれの共有点を通ることを特徴とする、請求項１８ないし２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
アクチュエータデバイス（９）の少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力のそれぞれ、及び／または、重力補正装置（１２）が、好ましくは磁力により、光学アセンブリから機械的に分断されていることを特徴とする、請求項１８ないし２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
光学アセンブリの位置決めのために、センサが設けられていることを特徴とする、請求項１８ないし２６のいずれかに記載の装置。
【請求項２８】
製造段階及びその後の使用における重力方向及び作用点を一致させることにより、アクチュエータデバイス（９）を、製造目的で、パッシブ代替モジュールに置換することができることを特徴とする、請求項１８ないし２７のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
力制御アクチュエータが、電磁気または静磁気的な形態、具体的にはロレンツアクチュエータ（１０）であることを特徴とする、請求項１８ないし２８に記載の装置。
【請求項３０】
構造体が、投影レンズ（５）、具体的にはＥＵＶ範囲において半導体部品を製造するためのマイクロリソグラフィのための投射照明システム（１）のハウジング（８）またはセンサフレームであることを特徴とする、請求項１８ないし２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３１】
光学アセンブリが、少なくとも１つの光学素子と、少なくとも１つのソケット要素とを備えることを特徴とする、請求項１８ないし３０のいずれかに記載の装置。
【請求項３２】
投影レンズ（５）、具体的にはＥＵＶ範囲において半導体部品を製造するためのマイクロリソグラフィのための投射照明システム（１）であって、ハウジング（８）に配置された２つ以上の光学素子（７）を備え、少なくとも１つの光学素子（７）が、請求項１ないし１７のいずれかに記載の装置により、ハウジング（８）について操作されることができるように取り付けられていることを特徴とする投影レンズ。
【請求項３３】
構造体（８）に光学素子（７）または光学アセンブリを直接連結するためのアクチュエータデバイスであって、それぞれ１自由度の有効な力を生成し、互いについて、およそ６０°ないし１２０°、好ましくは９０°の角度で１つの平面内に配置されている少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）を備えることを特徴とするアクチュエータデバイス。
【請求項３４】
少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力のそれぞれが、好ましくは光学素子（７）上または光学アセンブリ上の共有点を通ることを特徴とする、請求項３３に記載のアクチュエータデバイス。
【請求項３５】
光学素子（７）または光学アセンブリの重力を補正するための反力要素として重力補正装置により特徴付けられ、重力補正装置の有効な力が、重力にほぼ平行であり、好ましくは２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力の共通の交点を通ることを特徴とする請求項３３または３４に記載のアクチュエータデバイス。
【請求項３６】
光学素子（７）上の連結点（１１）が、少なくともほぼ光学素子（７）の中立面上にあることを特徴とする、請求項３３または３４または３５に記載のアクチュエータデバイス。
【請求項３７】
相互運動が可能な第１要素１０ａ及び第２要素１０ｂを備え、第１要素１０ａ及び第２要素１０ｂが、第１及び第２要素１０ａ、１０ｂ間にガスまたは真空のみが存在するように機械的に分断されていることを特徴とする、１自由度の有効な力を生成する力制御アクチュエータ１０。
【請求項３８】
一方の要素１０ｂが、同じタイプの第２力制御アクチュエータ１０の一方の要素１０ｂに、連結要素１５により機械的に連結されていることを特徴とする、請求項３７に記載の第１力制御アクチュエータ１０。
【請求項３９】
少なくとも１つのアクチュエータが作動している場合、連結要素１５が少なくとも１自由度の動きが可能であることを特徴とする、請求項３８に記載のアクチュエータデバイス。
【請求項４０】
２つの力制御アクチュエータが作動している場合、連結要素１５が２自由度の動きが可能であることを特徴とする、請求項３９に記載のアクチュエータデバイス。
【請求項４１】
請求項３７に記載の力制御アクチュエータを備えた請求項３３ないし３６のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項４２】
請求項３７に記載の力制御アクチュエータを備えた請求項１ないし３１のいずれかに記載の装置。
【請求項４３】
請求項３７に記載の力制御アクチュエータを備えた請求項３２に記載の投影レンズ。
【請求項４４】
請求項１ないし３１に記載の装置または請求項３２の投影レンズにおける請求項３７ないし４０のいずれかに記載の力制御アクチュエータの応用。
【請求項１】
少なくとも３つのアクチュエータデバイスを介して、構造体について、光学素子を６自由度まで操作する装置であって、各アクチュエータデバイス（９）が、少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）を備え、各力制御アクチュエータ（１０）が、１自由度の有効な力を生成すると共に、アクチュエータデバイス（９）の連結点（１１）が、光学素子（７）に直接作用することを特徴とする装置。
【請求項２】
少なくとも３つのアクチュエータデバイスを介して、構造体について、光学素子を６自由度まで操作する装置であって、アクチュエータデバイス（９）の連結点（１１）が、光学素子（７）に直接作用すると共に、光学素子（７）上の、アクチュエータデバイス（９）の連結点（１１）によりカバーされる平面が、少なくともほぼ光学素子（７）の中立面上にあることを特徴とする装置。
【請求項３】
３つのアクチュエータデバイス（９）が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
各アクチュエータデバイス（９）が、少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）を備え、各力制御アクチュエータ（１０）が、１自由度の有効な力を生成することを特徴とする、請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
アクチュエータデバイス（９）の少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）のそれぞれが、１つの平面内に配置されていて、互いについて、およそ６０°から１２０°、好ましくは９０°の角度にあることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
各アクチュエータデバイス（９）が、光学素子（７）の重力を補正するための反力要素として重力補正装置を備えることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
アクチュエータデバイス（９）の各力制御アクチュエータ１０によりカバーされる３つの平面は、重力に平行であり、重力に平行な投影において、３角形を形成することを特徴とする、請求項１、３ないし６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
アクチュエータデバイス（９）は、光学素子（７）の周囲にほぼ均等の間隔、好ましくは１２０°の３つの間隔で、配置されていることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
光学素子（７）上の、アクチュエータデバイス（９）の連結点（１１）によりカバーされる平面が、少なくともほぼ光学素子（７）の中立面上にあることを特徴とする、請求項１、３ないし８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
アクチュエータデバイス（９）の少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力のそれぞれが、好ましくは光学素子（７）上の共有点を通ることを特徴とする、請求項１、３ないし９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
重力補正装置（１２）の有効な力が、重力にほぼ平行であり、好ましくはアクチュエータデバイス（９）の２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力のそれぞれの共有点を通ることを特徴とする、請求項６ないし１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
アクチュエータデバイス（９）の少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力のそれぞれ、及び／または、重力補正装置（１２）が、好ましくは磁力により、光学素子（７）から機械的に分断されていることを特徴とする、請求項６ないし１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
光学素子（７）の位置決めのために、センサが設けられていることを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
製造段階及びその後の使用における力方向及び作用点を一致させることにより、アクチュエータデバイス（９）を、製造目的で、パッシブ代替モジュールに置換することができることを特徴とする、請求項１ないし１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
力制御アクチュエータが、電磁気または静磁気的な形態、具体的にはロレンツアクチュエータ（１０）であることを特徴とする、請求項１，３ないし１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
光学素子が、ミラー（７）の形態であることを特徴とする、請求項２ないし１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
構造体が、投影レンズ（５）、具体的にはＥＵＶ範囲において半導体部品を製造するためのマイクロリソグラフィのための投射照明システム（１）のハウジング（８）またはセンサフレームであることを特徴とする、請求項１ないし１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも３つのアクチュエータデバイスを介して、構造体について、光学素子を６自由度まで操作する装置であって、各アクチュエータデバイス（９）が、少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）を備え、各力制御アクチュエータ（１０）が、１自由度の有効な力を生成することを特徴とする装置。
【請求項１９】
３つのアクチュエータデバイス（９）が設けられていることを特徴とする、請求項１８に装置。
【請求項２０】
アクチュエータデバイス（９）の少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）のそれぞれが、１つの平面内に配置されていて、互いについて、およそ６０°から１２０°、好ましくは９０°の角度にあることを特徴とする、請求項１８または１９に記載の装置。
【請求項２１】
各アクチュエータデバイス（９）が、光学素子（７）の重力を補正するための反力要素として重力補正装置を備えることを特徴とする、請求項１８または１９または２０に記載の装置。
【請求項２２】
アクチュエータデバイス（９）の各力制御アクチュエータ１０によりカバーされる３つの平面は、重力に平行であり、重力に平行な投影において、３角形を形成することを特徴とする、請求項１８ないし２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
アクチュエータデバイス（９）は、光学素子（７）の周囲にほぼ均等の間隔、好ましくは１２０°の３つの間隔で、配置されていることを特徴とする、請求項１８ないし２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
アクチュエータデバイス（９）の少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力のそれぞれが、好ましくは光学アセンブリ上の共有点を通ることを特徴とする、請求項１８ないし２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
重力補正装置（１２）の有効な力が、重力にほぼ平行であり、好ましくはアクチュエータデバイス（９）の２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力のそれぞれの共有点を通ることを特徴とする、請求項１８ないし２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
アクチュエータデバイス（９）の少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力のそれぞれ、及び／または、重力補正装置（１２）が、好ましくは磁力により、光学アセンブリから機械的に分断されていることを特徴とする、請求項１８ないし２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
光学アセンブリの位置決めのために、センサが設けられていることを特徴とする、請求項１８ないし２６のいずれかに記載の装置。
【請求項２８】
製造段階及びその後の使用における重力方向及び作用点を一致させることにより、アクチュエータデバイス（９）を、製造目的で、パッシブ代替モジュールに置換することができることを特徴とする、請求項１８ないし２７のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
力制御アクチュエータが、電磁気または静磁気的な形態、具体的にはロレンツアクチュエータ（１０）であることを特徴とする、請求項１８ないし２８に記載の装置。
【請求項３０】
構造体が、投影レンズ（５）、具体的にはＥＵＶ範囲において半導体部品を製造するためのマイクロリソグラフィのための投射照明システム（１）のハウジング（８）またはセンサフレームであることを特徴とする、請求項１８ないし２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３１】
光学アセンブリが、少なくとも１つの光学素子と、少なくとも１つのソケット要素とを備えることを特徴とする、請求項１８ないし３０のいずれかに記載の装置。
【請求項３２】
投影レンズ（５）、具体的にはＥＵＶ範囲において半導体部品を製造するためのマイクロリソグラフィのための投射照明システム（１）であって、ハウジング（８）に配置された２つ以上の光学素子（７）を備え、少なくとも１つの光学素子（７）が、請求項１ないし１７のいずれかに記載の装置により、ハウジング（８）について操作されることができるように取り付けられていることを特徴とする投影レンズ。
【請求項３３】
構造体（８）に光学素子（７）または光学アセンブリを直接連結するためのアクチュエータデバイスであって、それぞれ１自由度の有効な力を生成し、互いについて、およそ６０°ないし１２０°、好ましくは９０°の角度で１つの平面内に配置されている少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）を備えることを特徴とするアクチュエータデバイス。
【請求項３４】
少なくとも２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力のそれぞれが、好ましくは光学素子（７）上または光学アセンブリ上の共有点を通ることを特徴とする、請求項３３に記載のアクチュエータデバイス。
【請求項３５】
光学素子（７）または光学アセンブリの重力を補正するための反力要素として重力補正装置により特徴付けられ、重力補正装置の有効な力が、重力にほぼ平行であり、好ましくは２つの力制御アクチュエータ（１０）の有効な力の共通の交点を通ることを特徴とする請求項３３または３４に記載のアクチュエータデバイス。
【請求項３６】
光学素子（７）上の連結点（１１）が、少なくともほぼ光学素子（７）の中立面上にあることを特徴とする、請求項３３または３４または３５に記載のアクチュエータデバイス。
【請求項３７】
相互運動が可能な第１要素１０ａ及び第２要素１０ｂを備え、第１要素１０ａ及び第２要素１０ｂが、第１及び第２要素１０ａ、１０ｂ間にガスまたは真空のみが存在するように機械的に分断されていることを特徴とする、１自由度の有効な力を生成する力制御アクチュエータ１０。
【請求項３８】
一方の要素１０ｂが、同じタイプの第２力制御アクチュエータ１０の一方の要素１０ｂに、連結要素１５により機械的に連結されていることを特徴とする、請求項３７に記載の第１力制御アクチュエータ１０。
【請求項３９】
少なくとも１つのアクチュエータが作動している場合、連結要素１５が少なくとも１自由度の動きが可能であることを特徴とする、請求項３８に記載のアクチュエータデバイス。
【請求項４０】
２つの力制御アクチュエータが作動している場合、連結要素１５が２自由度の動きが可能であることを特徴とする、請求項３９に記載のアクチュエータデバイス。
【請求項４１】
請求項３７に記載の力制御アクチュエータを備えた請求項３３ないし３６のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項４２】
請求項３７に記載の力制御アクチュエータを備えた請求項１ないし３１のいずれかに記載の装置。
【請求項４３】
請求項３７に記載の力制御アクチュエータを備えた請求項３２に記載の投影レンズ。
【請求項４４】
請求項１ないし３１に記載の装置または請求項３２の投影レンズにおける請求項３７ないし４０のいずれかに記載の力制御アクチュエータの応用。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１９００４１（Ｐ２０１２−１９００４１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１１３００６（Ｐ２０１２−１１３００６）
【出願日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【分割の表示】特願２００６−５２５７３４（Ｐ２００６−５２５７３４）の分割
【原出願日】平成１６年９月７日（２００４．９．７）
【出願人】（５０３２６３３５５）カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー (435)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１３００６（Ｐ２０１２−１１３００６）
【出願日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【分割の表示】特願２００６−５２５７３４（Ｐ２００６−５２５７３４）の分割
【原出願日】平成１６年９月７日（２００４．９．７）
【出願人】（５０３２６３３５５）カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー (435)
【Ｆターム（参考）】
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