(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系の少なくとも１つの光学素子を作動させる機構であって、前記光学素子は、継手剛性を有する少なくとも１つの継手により少なくとも１つの傾斜軸を中心に傾斜可能である機構において、
前記光学系は複数の光学素子（８０１、８０２、８０３）を備え、それぞれの前記素子は、いずれも前記光学素子（８０１、８０２、８０３）に力を及ぼす少なくとも１つのアクチュエータが割り当てられ、
前記光学素子（８０１、８０２、８０３）に割り当てられた前記アクチュエータは、少なくとも２つの異なる平面（８１０、８２０、８３０）内に配置され、
隣接した前記光学素子（８０１、８０２、８０３）に割り当てられたアクチュエータは、互いに関して部分的に重なって配置される機構。
【請求項２】
請求項１に記載の機構において、前記光学素子（８０１、８０２、８０３）に割り当てられたアクチュエータは、少なくとも３つの異なる平面（８１０、８２０、８３０）内に配置されることを特徴とする機構。
【請求項３】
請求項１または２に記載の機構において、前記光学素子（８０１、８０２、８０３）に割り当てられたアクチュエータは、少なくとも４つの異なる平面（８１０、８２０、８３０）内に配置されることを特徴とする機構。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の機構において、前記光学素子（８０１、８０２、８０３）は、共通の平面内に互いに隣接して配置されることを特徴とする機構。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の機構において、それぞれの前記光学素子（８０１、８０２、８０３）は、それぞれの前記光学素子（８０１、８０２、８０３）に割り当てられたアクチュエータよりも、小さい領域をカバーすることを特徴とする機構。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の機構において、前記光学素子（８０１、８０２、８０３）は、互いに独立して調節可能であることを特徴とする機構。
【請求項７】
請求項１から６の何れか一項に記載の機構において、前記光学素子（８０１、８０２、８０３）は、少なくとも２つの傾斜軸の回りに傾斜可能であることを特徴とする機構。
【請求項８】
請求項１から７の何れか一項に記載の機構において、前記機構は傾動レバー（８２１−８２３）を備え、それぞれの異なる平面（８１０、８２０、８３０）に割り当てられた前記傾動レバー（８２１−８２３）は、異なる長さを有することを特徴とする機構。
【請求項９】
請求項１から８の何れか一項に記載の機構において、それぞれの前記アクチュエータは、少なくとも一つの磁石を有する回転子と、電流を印加可能なコイルを含む固定子とを有することを特徴とする機構。
【請求項１０】
請求項９に記載の機構において、関連する前記アクチュエータの前記回転子上にそれぞれ設けられた磁石と、関連の前記固定子の各軟鉄芯との重なり度が、単一の共通平面内に全てのアクチュエータを配置した類似の機構と比較して増加することを特徴とする機構。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか一項に記載の機構において、それぞれの光学素子（８０１、８０２、８０３）上に個々のアクチュエータにより及ぼされる力は、単一の共通平面内に全アクチュエータを配置した類似の機構と比較して増加することを特徴とする機構。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか一項に記載の機構において、それぞれのアクチュエータは、前記継手剛性を少なくとも部分的に補償するアクチュエータ剛性を有することを特徴とする機構。
【請求項１３】
請求項１から１２の何れか一項に記載の機構において、前記光学系はファセットミラー（６、７）、特に視野ファセットミラー（６）であることを特徴とする機構。
【請求項１４】
請求項１から１３の何れか一項に記載の機構において、前記光学系は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系であることを特徴とする機構。
【請求項１５】
請求項１から１４の何れか一項に記載の機構を備えた投影露光装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の投影露光装置であって、該投影露光装置を、動作波長３０ｎｍ未満の動作波長で動作するように設計したことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１７】
光学系の少なくとも１つの光学素子を作動させる機構であって、前記光学素子は、継手剛性を有する少なくとも１つの継手により少なくとも１つの傾斜軸を中心に傾斜可能である機構において、
前記光学系は複数の光学素子（８０１、８０２、８０３）を備え、それぞれの前記素子は、いずれも前記光学素子（８０１、８０２、８０３）に力を及ぼす少なくとも１つのアクチュエータが割り当てられ、
前記光学素子（８０１、８０２、８０３）に割り当てられた前記アクチュエータは、少なくとも２つの異なる平面（８１０、８２０、８３０）内に配置され、
前記機構は傾動レバー（８２１−８２３）を備え、それぞれの異なる平面（８１０、８２０、８３０）に割り当てられた前記傾動レバー（８２１−８２３）は、異なる長さを有することを特徴とする機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、いずれも２０１２年１１月２９日付けで出願された独国特許出願第１０  ２０
１２  ２２１８３１．９号及び米国特許第６１／７３１，２６０号の優先権を主張する。
上記出願の内容を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、光学系の少なくとも１つの光学素子を作動させる機構に関する。
【０００３】
本発明による機構は、特に、例えばマイクロリソグラフィ投影露光装置のファセットミ
ラーを作動させるために相互に独立して調整可能な複数の光学素子を有する光学系で有利
に用いることができる。しかしながら、本発明はそれに限定されず、概して他の光学系（
例えば、材料加工用の光学系）で、特に複数の光学素子が限られた構造空間にそれぞれ調
整可能に取り付けられるような系でも用いることができる。
【背景技術】
【０００４】
マイクロリソグラフィは、例えば集積回路又はＬＣＤ等の微細構造コンポーネントの製
造に用いられる。マイクロリソグラフィプロセスは、照明デバイス及び投影レンズを有す
るいわゆる投影露光装置で実行される。この場合、照明デバイスにより照明されたマスク
（レチクル）の像を、投影レンズにより、感光層（フォトレジスト）で被覆されて投影レ
ンズの像平面に配置された基板（例えばシリコンウェーハ）に投影することで、マスク構
造を基板の感光コーティングに転写するようにする。
【０００５】
ＥＵＶ（極紫外線、すなわち、３０ｎｍ未満、特に１５ｎｍ未満の波長を有する電磁放
射線）用に設計した投影露光装置では、利用可能な光透過性材料がないことにより、ミラ
ーを結像プロセス用の光学コンポーネントとして用いる。さらに、特にＥＵＶで動作する
よう設計したマイクロリソグラフィ投影露光装置の照明デバイスでは、ビーム誘導コンポ
ーネントとしての視野ファセットミラー及び瞳ファセットミラーの形態のファセットミラ
ーの使用が、特許文献１から既知である。こうしたファセットミラーは、調整目的又は特
定の照明角分布を実現する目的でそれぞれフレクシャにより傾斜可能であるよう設計した
複数の個別ミラーから構成される。この場合、２つの（特に相互に垂直な）傾斜軸を中心
とした傾斜を実現する必要もある。
【０００６】
ここで実際に生じる１つの問題は、例えばファセットミラーの個別ミラーを作動させる
ために（又は他の光学素子が比較的密集している機構でこれらの光学素子を作動させるた
めに）、第１に、狭く区切られた構造空間しか利用可能でなく、第２に、多くの場合、例
えば投影露光装置の動作中に、アクチュエータの熱負荷も最小化しなければならず、これ
がアクチュエータ設計に関する厳しい課題をもたらすことである。用いられるフレクシャ
は、個々のミラー又は光学素子の作動中に克服しなければならない不可避の軸受剛性を概
して有するので、この問題はなおさら当てはまる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許第１０  ２００８  ００９  ６００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、比較的小さな所要構造空間で且つアクチュエータの熱負荷の発生が少
ない作動を可能にする、光学系の少なくとも１つの光学素子を作動させる機構を提供する
ことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、独立請求項１の特徴に従った機構により達成される。
【００１０】
光学系の少なくとも１つの光学素子を作動させる本発明による機構であって、光学素子
は、継手剛性を有する少なくとも１つの継手により少なくとも１つの傾斜軸を中心に傾斜
可能である機構において、
光学素子に力を及ぼす少なくとも１つのアクチュエータ
を備え、アクチュエータは、継手剛性を少なくとも部分的に補償するアクチュエータ剛性
を有する機構。
【００１１】
本発明は、特に、光学素子に及ぼすアクチュエータ力の発生について、任意の動作位置
にあるアクチュエータが継手剛性をすでに考慮に入れて適切なアクチュエータ力を正確に
提供するように、傾斜に必要な継手の剛性が最初からアクチュエータの設計に含まれるよ
うアクチュエータを構成するという概念に基づく。
【００１２】
特に、本発明は、少なくとも部分的な（場合によっては完全でさえある）補償効果が結
果として得られることで、「負剛性」に対応するアクチュエータの適切な力−距離特性に
よって「正の」継手剛性を考慮に入れるという概念を含む。この場合、以下では「負剛性
」を有するシステムは、所定の中心開始位置から撓むと撓みの増加に伴い増加してその（
開始）位置から離れる方向へ向かう力を有するシステムを意味すると理解される。それに
対応して、「正剛性」を有するシステムは、所定の中心開始位置からの撓みの増加に伴い
増加する力が上記中心位置の方向に作用するシステムを意味すると理解される。
【００１３】
本発明は、例えばローレンツモータ等のアクチュエータの設計において、通常は剛性無
しの（アクチュエータ力が例えば電気コイル電流のみに応じた）力−距離特性を求めると
共に、可能な限りアクチュエータ設計における剛性を回避する従来の手法から意図的に離
れるものである。具体的には、本発明は、アクチュエータ設計において、不安定性の回避
に関して従来は望ましくない負剛性を有する力−距離特性をむしろ意図的に選択する。こ
の場合、アクチュエータの設計は、上述の補償効果を得る目的で動作中に関係する力−距
離特性の領域に負剛性が存在するよう正確に決定され、上記負剛性は、電流依存性の可変
の力成分を逃がすのに用いられる。
【００１４】
本発明は、特に、調整可能な光学素子（例えば、ファセットミラーのミラー素子等）を
有する構成において、アクチュエータが慣性質量又は一定の重錘力のみに逆らって働くの
ではなく、アクチュエータが克服すべき同様の大きな、又は主要な負荷さえも軸受剛性が
構成する状況を考慮に入れたものである。最初に述べた、例えばアクチュエータが一定の
重錘力を克服する場合、全運動範囲にわたって実質的に最大の所要アクチュエータ力を提
供する必要があるのに対し、本発明による用途でアクチュエータにより提供される力は、
目標通りに考慮に入れた継手剛性により、アクチュエータ又は継手の現在の動作位置それ
ぞれに目標通りにすでに適合されている。
【００１５】
一実施態様によれば、アクチュエータ剛性及び継手剛性は、アクチュエータの所定の動
作範囲にわたって相互に反対の符号を有する。
【００１６】
一実施態様によれば、アクチュエータ剛性及び継手剛性は、アクチュエータの所定の動
作範囲にわたってアクチュエータ剛性の各値の最大５０パーセント、特に最大３０パーセ
ント、より詳細には最大１０パーセント、より詳細には最大５パーセント、より詳細には
最大１パーセント絶対値に関して相互にずれている。
【００１７】
一実施形態によれば、アクチュエータは、少なくとも１つの磁石を有する回転子と、電
流を印加することができるコイルを含む固定子とを有する。この場合、特に、真空シール
用の分離層を回転子と固定子との間に設けることができる。
【００１８】
一実施形態によれば、本機構は、光学素子用の平行ガイドを有し、平行ガイドは、例え
ば２つの板ばね要素から構成され得る。好適には、上記平行ガイドは、回転子と固定子と
の間に働く力をアクチュエータの駆動方向と平行な力成分に変換して、当該力成分が継手
剛性を少なくとも部分的に補償するようにするよう設計される。したがって、この構成で
は、アクチュエータの負剛性にさらに寄与し、ひいては継手剛性を克服するために、回転
子（又は回転子に設けた磁石）と固定子（又はそれに関連する軟鉄芯）との間に働く原理
上寄生的な引力を目標通りに用いて回転子の剪断方向又は運動方向の付加的な力に変換す
ることができる。
【００１９】
一実施形態によれば、光学素子は、少なくとも２つの傾斜軸を中心に、特に２つの相互
に垂直な傾斜軸を中心に傾斜可能である。この場合、例えば限られた範囲でしか利用可能
でない構造空間の効果的使用及びエネルギー散逸の妨害の回避に関して本発明により得ら
れる効果が、特に有利に認められる。しかしながら、本発明は、２つ以上の自由度での駆
動に制限されるのではなく、１自由度のみで駆動する機構も包含する。
【００２０】
一実施形態によれば、光学系は複数の光学素子を有し、当該素子のそれぞれに少なくと
も１つのこうしたアクチュエータがそれぞれ割り当てられる。特に、相互に独立して２自
由度を設定するために、各光学素子に２つのアクチュエータが割り当てられ得る。この場
合、上記光学素子は、特に相互に独立して調整可能であり得る。（特に相互に独立して）
作動可能な複数の光学素子が比較的密に配置されたこのような用途では、限られた範囲で
しか利用可能でない構造空間の効果的使用及びエネルギー散逸の妨害の回避に関して、本
発明を特に有利に用いることができる。
【００２１】
一実施形態によれば、光学素子に割り当てられたアクチュエータは、少なくとも２つ、
特に少なくとも３つの異なる平面に配置される。
【００２２】
一実施形態によれば、光学系は、ファセットミラー、特に視野ファセットミラーである
。
【００２３】
さらに他の実施形態では、負剛性を生み出すという本発明による概念を、能動的に調節
可能な力を光学素子にそれ自体が及ぼすのではなく、例えばさらに別の組立体の（例えば
、ボイスコイルモータの）支持のために受動的にしか用いられない受動的組立体でも用い
ることができることで、発生させる能動的に調節可能な力に関してこうしたさらに別の組
立体をより脆弱に設計することができるようにする。結果として、本願は、一方では継手
剛性を補償するための負剛性の発生と、他方では光学素子への能動的に調節可能な力の作
用とが、相互に機能的に分離されるか又は別個の組立体で実現される機構を包含するとも
見なすべきである。
【００２４】
本発明はさらに、本発明による機構を備えた投影露光装置に関する。投影露光装置は、
特にＥＵＶで動作するよう設計され得る。
【００２５】
本発明のさらに他の構成は、説明及び従属請求項から得ることができる。
【００２６】
添付図面に示す例示的な実施形態に基づき、本発明を以下でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による概念を説明するための概略図を示す。
【図２】図２ａ及び２ｂは、本発明による概念を説明するための概略図を示す。
【図３ａ】本発明による概念を説明するための概略図を示す。
【図３ｂ】本発明による概念を説明するための概略図を示す。
【図４】本発明による機構で用いることができる平行ガイドの構成及び機能を説明するための概略図を示す。
【図５】本発明による機構で用いることができる平行ガイドの構成及び機能を説明するための概略図を示す。
【図６】本発明のさらに別の実施形態を説明するための概略図を示す。
【図７】本発明のさらに別の実施形態を説明するための概略図を示す。
【図８】本発明のさらに別の実施形態を説明するための概略図を示す。
【図９ａ】本発明のさらに別の実施形態を説明するための概略図を示す。
【図９ｂ】本発明のさらに別の実施形態を説明するための概略図を示す。
【図１０】図１０ａ〜１０ｃは、本発明のさらに別の実施形態を説明するための概略図を示す。
【図１１】図１１ａ〜１１ｅは、本発明のさらに別の実施形態を説明するための概略図を示す。
【図１２】ＥＵＶで動作するよう設計したマイクロリソグラフィ投影露光装置の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、最初に本発明の基礎となる概念を説明するための基本概略図を示す。
【００２９】
図１によれば、制御可能な力を、アクチュエータによりファセットミラーのミラーファ
セット１０１の形態の光学素子に加えることができる。ミラーファセット１０１は、継手
１０２を介してフレーム又は担持フレーム１００に接続され、継手１０２は、（ローカル
）センサ１０５の位置決定に基づき回転子１０３により駆動され、回転子１０３の直線運
動をミラーファセット１０１の回転運動に変換する。「１１０」は、ミラーファセット１
０１の位置を測定するためのグローバルポジションセンサを指す。Ｆｔは、回転子１０３
に対する継手１０２の力を指す。Ｆａは、回転子１０３を介してアクチュエータ１０４が
ミラーファセット１０１に及ぼす力を指す。
【００３０】
図２ａ及び図２ｂは、多極回転子の形態の本発明によるアクチュエータ１０４の一実施
形態を概略的に示す。この場合、直線運動を行い、その外側領域に規定の幾何学的形状で
取り付けた磁石１０６、１０７、１０８を設けた回転子１０３が、軟鉄芯１１１と並んで
図示されており、軟鉄芯１１１の周りには電流が印加され得るコイル１１２が巻き付いて
いる。コイル１１２及び軟鉄芯１１１は、回転子１０３と共に形成されるモータの固定子
１０９を形成する。この場合、静磁場（図２ｂに示す）は、コイル１１２（図２ｂでは省
略）への電流の印加によって目標通りに影響を受け、発生した力は、電気コイル電流に二
次的に（quadratically）依存する。アクチュエータ１０４が全体的に発生させる初期の
力は、電気コイル電流により可変に調整可能な力成分とコイル１１２に関する磁石１０６
〜１０８の相対位置から（すなわち、回転子１０３及び固定子１０９の相対位置から）得
られる「受動的な」（すなわち、磁石１０６〜１０８所与の位置に関して可変でない）力
成分との和として得られる。
【００３１】
図３ａ及び図３ｂに示すように、図２ａ及び図２ｂに示す本発明による機構の力−距離
特性は、いわゆるボイスコイルアクチュエータ又はハイブリッドモータのそれとは原理上
異なる。この場合、図３ａの下図は、ボイスコイルアクチュエータの力−距離特性の例示
的なプロファイルを示し、以下ではｚ座標はアクチュエータの駆動方向の距離座標を指す
。図３ａの中央図は、（図３ｂの中央図と同様に）アクチュエータ及び継手を備えたシス
テム全体で得られる力−距離特性をそれぞれ示し、図３ａ及び図３ｂの各上図は、継手又
はばね要素１０２の力−距離特性及び得られる正剛性を示す。
【００３２】
図３ａに示すボイスコイルアクチュエータの力−距離特性（下図）は、一定のプロファ
イルを示し、アクチュエータ力が電気コイル電流にのみ依存するようになっているが、図
２ａ及び図２ｂからの本発明による構成では、磁石１０６〜１０８の配置により、電気コ
イル電流がなくても、コイル１１２に囲まれた鉄芯１１１に対する回転子１０３又はその
上に位置する磁石１０６〜１０８の位置に応じて変わる力作用がすでに生じている。
【００３３】
ここで本発明によれば、この状況は、アクチュエータの力−距離特性又は剛性を目標通
りに設計するために、特に磁石１０６〜１０８に関する機構の幾何学的形状の目標を定め
た選択により図２ａ及び図２ｂからの構成で用いられる。アクチュエータ１０４の観点か
らすれば、図３ｂの上図に示す継手１０２の力−距離特性で加わる力は、アクチュエータ
１０４としては付加的な力で対抗しなければならない反力を構成する。図３ｂに示すよう
に、ここで本発明によれば、磁石１０６〜１０８の適切な配置により、またアクチュエー
タ１０４で得られる負剛性（図３ｂの下図）により、正の継手剛性が部分的に又は完全に
補償され、アクチュエータ１０４は、力−距離特性に関してまさに逆方向の力増加を継手
１０２に対して示し、システム全体では、システム剛性が事実上存在しなくなる（図３ｂ
の中央図）。
【００３４】
換言すれば、アクチュエータ１０４は、回転子１０３又は継手１０２の任意の動作位置
で又は動作範囲全体にわたって上記アクチュエータが継手剛性から得られる（反）力とは
逆のアクチュエータ力をまさに加えて、一方では継手剛性により、他方ではアクチュエー
タ剛性により、力同士が相殺するようにまさに設計されることが理想的である。したがっ
てある意味では、本発明の場合、アクチュエータ１０４において最初から、コイル１１２
への電流の印加により発生させることができる能動的に制御可能な力から独立した一定の
力成分（すなわち、一方では回転子１０３に設けた磁石１０６〜１０８と他方では固定子
１０９に関連する軟鉄芯１１１との間の相互作用から得られる「受動的」力成分）が、電
流が流れるコイル１１２により最終的にまだ加えられていない力成分が対応して小さいよ
うに、すなわち、電流により能動的に制御可能な力成分を減らすことができるとともにア
クチュエータ１０４に対する負荷を対応して軽減できるように、適切に設計されるが、そ
の理由は、アクチュエータ１０４が、図３ｂの中央図におけるアクチュエータ１０４及び
継手１０２を備えたシステム全体で得られる水平の力−距離特性をコイル１１２の対応の
「通電」により図中の垂直方向に変えるために、最終的に作動力を加えるか又は比較的小
さな誤った位置決めを修正するだけでよいからである。
【００３５】
本発明によれば、継手１０２又はばね要素の正剛性（図３ｂの上図を参照）を考慮に入
れるために、アクチュエータ１０４の負剛性（図３ｂの下図を参照）が、理想的にはまさ
に図３ｂの中央図に従って両方の剛性が相互に補償し合うように実際には選択され、それ
により、コイル１１２への電流の印加に従った最終的に可変の力成分を大幅に小さな寸法
にできるので、アクチュエータ１０４に対する負荷が結果として大幅に軽減される。コイ
ル１１２の電流の大きさを減らすと、放熱も少なくなる。例えば単純な数値例で、図３ｂ
の上図で継手１０２を介して最大限に加わるアクチュエータの（初期の）力が６ニュート
ン（Ｎ）であり、その一部の５ニュートンがアクチュエータ１０４の上記負剛性により提
供される場合、残りはコイル１１２への電流の印加により発生させなければならない一部
の１ニュートンである。必要な電力が必要な力の２乗として上昇するので、コイル１１２
が加えるべき力のこの節約にはますます大きな、したがってより有利な効果がある。
【００３６】
したがって、図２ａを再度参照すると、アクチュエータ１０４は、コイル１１２に電流
を印加せずに、したがって固定子１０９と回転子１０３との間の相対位置にのみ基づいて
、継手１０２の剛性（joint stiffness 102）により生じる反力に対して逆方向に力が作
用するように設計される。この場合、図２ａに示す位置は不安定位置に相当し、図２ｂに
示す位置は、回転子１０３又はその上に配置した磁石１０６〜１０８に対する固定子１０
９又はそれに関連する軟鉄芯１１１の安定位置に相当する。結果として、図２ａにおける
（初期）位置は不安定位置として実施され、この位置に向かって固定子１０９が図示の座
標系に関して正のｚ方向に動く。
【００３７】
本発明による構成では、アクチュエータ１０４のうちコイル１１２への電流の印加によ
り能動的に可変である部分は、（回転子１０３に設けた磁石１０６〜１０８の形態の）ア
クチュエータ１０４の受動部分の本発明に従った設計により、加えるべき可変アクチュエ
ータ力も非常に小さいものにすぎないように、剛性が補償されたシステムのみ（又は非常
に低い剛性を有するシステムのみ）に「会う」（see）ことが好ましい。その結果、光学
素子を作動させるために、アクチュエータ１０４は対応の慣性質量を駆動するだけでよく
、剛性に会わない又は少なくとも比較的低い剛性にしか会わない。したがって、結果とし
て、コイル１１２に印加する必要のある電流、したがってそれに関連する熱出力又は廃熱
が低減する。
【００３８】
本発明による構成により、例えば図３ｂの上図で力−距離特性の右側部分において（す
なわち、最大力Ｆ又は最大距離ｚに関して）力−距離特性上の対応点付近では、力範囲全
体（正及び負）が最大の力にまで至る必要がなく（非常に限られた構造空間及び望ましく
ない熱負荷の両方に関して不利となる）、比較的小さな範囲の力値を力−距離特性付近で
提供すれば十分である。
【００３９】
図４及び図５を参照して以下で説明するように、本機構は、回転子１０３用のガイド、
特に平行ガイド４２０を有し得る。当該平行ガイド４２０は、例えば２つの板ばね４２１
、４２２により実現することができる。結果として、回転子１０３に設けた磁石１０６〜
１０８と軟鉄芯１１１との間に作用する原理上寄生的な引力（法線力）Ｆａｔｔｒがガイ
ドにより回転子１０３の剪断方向又は運動方向（図示の座標系でｚ方向に対応する）の付
加的な力に変換されることにより、上記引力Ｆａｔｔｒを目標通りに用いることができる
。この場合、引力Ｆａｔｔｒ（図示の座標系でｘ方向に作用する）は、アクチュエータ１
０４の設計に応じて、通常はｚ方向に作用する剪断力の倍数（例えば１０倍）になり得る
。
【００４０】
図５を参照すると、ここで以下の関係が当てはまる。
【数１】
0006389860.tif 000002
及び
【数２】
0006389860.tif 000003
【００４１】
この場合、ｌｇｕｉｄは、アクチュエータの駆動方向に対して垂直方向の（すなわち図
５に示すｘ方向の）板ばね４２１、４２２の長さを指す。式（２）に従って生じるｚ方向
の付加的な力の寄与Ｆｍｏｖ＋は、特に本発明の通常の用途（例えば、ファセットミラー
の作動等）でのミリメートル範囲の比較的小さな撓みの場合、アクチュエータ１０４の負
剛性の発生、ひいては継手剛性の克服に同様に役立つ。
【００４２】
図６は、さらに別の実施形態を説明する役割を果たし、図１と比べて類似しているか又
は実質的に機能的に同一のコンポーネントを「５００」を足した参照符号で示す。図６に
よれば、２つの駆動軸又は２自由度で光学素子（この場合もミラーファセット６０１の形
態）を作動させるために、１つのアクチュエータだけでなく２つのアクチュエータ６０４
、６１４が設けられる。この場合、個々のミラーファセットそれぞれに対して２つのアク
チュエータの実現が、ファセットミラーの光学素子の密集配置のせいでなおさら困難なの
で、本発明により達成される構造空間の効果的使用、さらにエネルギー散逸の妨害又は熱
負荷を最小化することにはより一層の効果がある。
【００４３】
図７は、上述のように具現した平行ガイド、軟鉄芯６１１上にそれぞれ位置するコイル
６１２、軟鉄芯６１１と磁石６０６〜６０８との間の（すなわち、固定子６０９と回転子
６０３との間の）シール（図示せず）、及び例えば水等の冷却液が流れる冷却水路６４１
を設けたヒートシンク６４０を有する、例示的な全体的構成の概略図を示す。シールは、
特に真空雰囲気中の汚染物を回避する役割を果たす。
【００４４】
図８を参照して、作動させるべき光学コンポーネント又はミラー素子間の距離、例えば
ファセットミラー等の複数の相互に独立して調整可能な光学素子を有する光学系では通常
は小さな距離と、その結果生じるアクチュエータの構造空間制限とをさらに考慮に入れた
本発明の一実施形態を以下で説明する。
【００４５】
この場合、本機構のアクチュエータは、上下に重なった異なる平面に配置され、すなわ
ち換言すれば、アクチュエータの積層配置が選択される。この構成は、光学素子の各アク
チュエータ（図８に「８０１」、「８０２」、及び「８０３」で示す）が及ぼす力が、該
当のアクチュエータにおける回転子にそれぞれ設けた磁石と関連の固定子の各軟鉄芯との
間の重なり度に線形従属するという考えに基づく。上述のアクチュエータの積層配置によ
り、図８から直接見ることができるように、駆動方向に対して垂直方向に（すなわち、図
８のｘ−ｙ平面に）より大きな幅が個々のアクチュエータそれぞれで利用可能となってお
り、上述の重なり度、したがってアクチュエータ力が、単一の共通平面内に全アクチュエ
ータを配置するのと比べて増加する。この場合、図８に示すように、個々の平面８１０〜
８３０でそれぞれ得られる傾動レバー８２１〜８２３は異なる長さを有する。図８は、３
つの異なる平面８１０〜８３０でのアクチュエータの配置を例として示すに過ぎず、２つ
だけの平面、又は４つ以上の平面内の配置をさらに他の実施形態で選択することもできる
。
【００４６】
図９〜図１１は、回転子及び固定子の可能な幾何学的形状に関する本発明の種々の実施
形態を単なる例として示す。
【００４７】
この点で、最初に図９ａ及び図９ｂによれば、固定子の軟鉄芯９１１及び９２１それぞ
れ（その上に位置するコイルの図は省いてある）は、２つの磁極脚（pole limbs）９１１
ａ、９１１ｂを有するＵ字形の幾何学的形状（「Ｕ字芯」、図９ａ）及び３つの磁極脚９
２１ａ、９２１ｂ、９２１ｃを有するＥ字形の幾何学的形状（「Ｅ字芯」、図９ｂ）を有
することができる。回転子は、ここでは言及するのみとし、それぞれ「９０３」及び「９
１３」で示す。
【００４８】
図１０ａ〜図１０ｃは、各アクチュエータに設けた１つ又は複数の磁石の配置又は幾何
学的形状に関する種々の構成を示す。この場合、図２以下を参照して上述した例示的な実
施形態の基礎となる幾何学的形状は、図１０ｃに示すいわゆる多極アクチュエータに相当
し、磁石１０７、１０８が回転子１０３の外側に配置され、「負剛性」の本発明による概
念が、必要に応じて場合によっては図４及び図５を参照して説明したように構成したガイ
ド（図１０ｃでは図示せず）によりさらに支持された、固定子の軟鉄芯１１１に関する上
記磁石１０７、１０８の相対配置により主に実現される。
【００４９】
これに対して、軟鉄芯９３１に加えて磁石を省いた図１０ａに示すいわゆる磁気抵抗ア
クチュエータ（reluctance actuator）としての構成、又は磁石９４７を軟鉄芯９４１に
組み込んだ図１０ｂに示すいわゆるハイブリッドアクチュエータとしての構成の場合、本
発明による「負剛性」は、図４及び図５を参照して説明したように構成したガイドによっ
てのみ可能である。
【００５０】
図１１ａ〜図１１ｅは、本発明によるアクチュエータの固定子及び回転子上のコイル及
び磁石の数及び／又は配置に関して相互に異なる種々の構成を示し、本発明による所望の
負剛性それぞれを設定又は達成するための種々の力−距離特性を、この変形形態を用いて
実現することができる。コイル及び／又は磁石の数及び配置を適宜選択することにより、
例えば、力−距離特性の所望の（例えば、正弦波）プロファイル又は駆動方向の力成分と
それに対して垂直な方向の力成分（法線力）との間の所望の比を目標通りに設定すること
が可能である。
【００５１】
特に、図１１ａは、１つのコイル５１及び２つの磁石５５、５６を備えた実施形態を示
し、図１１ｂは、２つのコイル６１、６２及び２つの磁石６５、６６を備えた実施形態を
示し、図１１ｃは、３つのコイル７１、７２、７３及び２つの磁石７５、７６を備えた実
施形態を示し、図１１ｄは、１つのコイル８１及び多数の磁石８５を備えた実施形態を示
し、図１１ｅは、１つのコイル９１及びいわゆるハルバッハ配列の形態の磁石機構９５（
すなわち、配列の縦軸の方向にそれぞれ９０°相互に対して傾斜している磁化方向を有す
る永久磁石からなる構成）を備えた実施形態を示す。
【００５２】
図１２は、ＥＵＶで動作するよう設計し、本発明を実現できるマイクロリソグラフィ投
影露光装置の構成を単に概略的に示す。
【００５３】
図１２に示すマイクロリソグラフィ投影露光装置１は、照明デバイス２及び投影レンズ
３を備え、照明デバイスは、投影レンズ３の物体平面ＯＰを照明する。プラズマ放射線源
４が発生させるＥＵＶ照明光が、コレクタミラー５を介して中間焦点面ＩＭＩへ進み、そ
こから上述の実施形態による作動用の機構を用いて構成され得る視野ファセットミラー６
を介して瞳ファセットミラー７へ至る。瞳ファセットミラー７から、照明光は、ミラー８
〜１０を備えた転写光学ユニットを介して、結像対象の構造を有するマスク（レチクル）
を配置した物体平面ＯＰへ進む。マスク構造は、投影レンズ３により、投影レンズ３の像
平面ＩＰに位置する基板（ウェーハ）の感光コーティングに転写される。
【００５４】
本発明を特定の実施形態に基づき説明してきたが、例えば個々の実施形態の特徴の組み
合わせ及び／又は交換により、多くの変形形態及び代替的な実施形態が当業者には明らか
である。したがって、当業者には言うまでもなく、こうした変形形態及び代替的な実施形
態は、付随的に本発明により包含され、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその
等価物の意味の範囲内にのみ制限される。
【図１】
0006389860.tif 000004
【図２】
0006389860.tif 000005
【図３ａ】
0006389860.tif 000006
【図３ｂ】
0006389860.tif 000007
【図４】
0006389860.tif 000008
【図５】
0006389860.tif 000009
【図６】
0006389860.tif 000010
【図７】
0006389860.tif 000011
【図８】
0006389860.tif 000012
【図９ａ】
0006389860.tif 000013
【図９ｂ】
0006389860.tif 000014
【図１０】
0006389860.tif 000015
【図１１】
0006389860.tif 000016
【図１２】
0006389860.tif 000017