[发明专利]柱塞线圈致动器

说明书

本发明涉及一种柱塞线圈致动器(1)，其至少包括一个第一线圈(15)和一个第二线圈(16)及磁体布置(10)，其中线圈(15、16)与磁体布置(10)相互作用使得磁体布置(10)能够在移动区域(17)内偏转。如果磁体布置(10)位于不由线圈(15、16)偏转的静止位置中，磁体布置(10)的中心轴线(M₃)穿过移动区域(17)的极坐标系的极点(X)延伸。第一线圈(15)布置和配置为使得极坐标系的极点(X)位于在第一线圈(15)的圆周(18)内部，并且第一线圈(15)将向外指向的径向力施加于磁体布置(10)，其中第二线圈(16)布置和配置为将切向力施加于磁体布置(10)。

本申请要求德国专利申请DE 10 2016 225 900.8的优先权，其内容通过引用全部并入本文中。

技术领域

本发明涉及柱塞线圈致动器，其至少包括第一线圈和第二线圈和磁体布置。

本发明还涉及半导体光刻的投射曝光设备，其具有带辐射源和光学单元的照明系统，该光学单元具有至少一个光学元件。

背景技术

柱塞线圈致动器，也称为音圈致动器和音圈电动器，是基于洛伦兹力的已知的物理现象并且用于现有技术中大量基于致动器的任务。如已知的，在永磁场的影响下电流流动穿过其的导体感受对应的力，这取决于导电体中的电流方向和电流强度，这可能导致导体或磁体的偏转。根据该原理，可以进行旋转移动或线性(平移)移动。

柱塞线圈致动器尤其用于半导体光刻的投射曝光设备中，目的为在机械上影响或操作或变形在其照明系统中的光学元件，例如为了控制辐射源的光束路径。

DE 10 2012 223 034 A1公开了微光刻EUV(“极紫外”)投射曝光设备的照明系统。在此特别描述了包含在照明系统中的分面反射镜的反射镜分面的挠曲件以及其驱动。反射镜分面的每一个可以在这种情况下能够通过致动器绕两个正交轴线倾斜。为此，能够以磁体的形式在两个维度上线性移动的致动元件(转换器)可以通过与影响转换器的静态安装线圈的电磁相互作用来机械地控制。在这种情况下转换器经由挠曲件连接到例如反射镜分面的光学元件，因此进行的移动能够被传输并且反射镜能够被倾斜。

实践中，柱塞线圈致动器通常设计为DC电流线性电动机。为此，已知的是，布置两个或更多个环状线圈在共同高度水平处彼此偏移，环状线圈能够使线圈上或下布置的永磁体在笛卡尔坐标系的x方向和y方向上偏转。在这种情况下，在两个线圈中需要恒定电流，以便接近xy位置并且还以便维持该位置。

在已知的解决方案中，因此不利的是，在转换器或转子从其未偏转的静止位置偏转的情况下，电流时常必须流入柱塞线圈致动器的一个或多个线圈，以便转换器不会移动回到静止位置。

最终，必须通过良好热连接件或旁路将废热从(多个)线圈耗散到围绕的组装件，并且将所述废热保持在供安全使用的可接受极限。特别是在投射曝光设备的内部，部件的加热可能对光刻工艺的准确度具有严重的不利影响，例如如果光学部件通过热的输入而不均匀地形变。

特别是因为大量的光学元件(诸如例如反射镜分面)常常必须在投射曝光设备中来操纵，在密闭的安装空间中需要大量致动器——投射曝光设备的封装密度是非常高的，如所已知的。因此可期望的是，缩小已知的致动器的尺寸或简化它们的结构。

发明内容

本发明基于提供具有紧凑结构的柱塞线圈致动器的目的，其仅展示低的电流消耗并且能够被精确地控制。

本发明还基于提供半导体光刻的投射曝光设备的目的，其包含具有紧凑结构和低电流消耗的柱塞线圈致动器，以调整或操作或使光学元件变形。

对于柱塞线圈致动器，该目的通过下文所呈现的特征来实现。对于投射曝光设备，该目的通过下文所呈现的特征来实现。下面所描述的实施方式以及特征关于本发明的有利实施例和变型。