DE102022204014B3

DE102022204014B3 - Temperaturinsensitiver Aktuator und Deformationsspiegel

Info

Publication number: DE102022204014B3
Application number: DE102022204014.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Raba; Markus Hauf
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-04-26
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2022-12-08
Anticipated expiration: 2042-04-27
Also published as: WO2023208565A1; TW202405577A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktuator (100) für die Halbleiterlithographie,mit einem Aktuatorelement (102), welches einen ersten Wärmedehnungskoeffizienten und eine Verbindungsstelle (103) an seinem ersten Ende zur aktiven Verstellung eines optischen Elements (300) entlang mindestens einer Verstellachse (101) aufweist,gekennzeichnetdurch ein Kompensationselement (104),welches einen zweiten Wärmedehnungskoeffizienten besitzt, dessen Vorzeichen demjenigen des ersten Wärmedehnungskoeffizienten entspricht,welches koaxial bezüglich der Verstellachse (101) orientiert ist,und welches eine Kopplungsstelle (110) besitzt, die ortsfest im Raum oder ortsfest bezüglich des optischen Elements gehalten ist, unddurch ein Verbindungselement (111), durch welches das Aktuatorelement (102) unddas Kompensationselement (104) an von der Verbindungsstelle (103) und von der Kopplungsstelle (110) entfernt gelegenen Positionen verbunden sind.Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Deformationsspiegel.

Description

Die Erfindung betrifft einen Aktuator, insbesondere einen Festkörperaktuator, für die Halbleiterlithographie, mit einem Aktuatorelement, welcher einen ersten Wärmedehnungskoeffizienten und eine Verbindungsstelle an seinem ersten Ende zur aktiven Verstellung eines optischen Elements entlang und/oder parallel zu mindestens einer Verstellachse aufweist.
Projektionsbelichtungsanlagen werden zur Erzeugung feinster Strukturen, insbesondere auf Halbleiterbauelementen oder anderen mikrostrukturierten Bauteilen verwendet. Das Funktionsprinzip der genannten Anlagen beruht dabei darauf, mittels einer in der Regel verkleinernden Abbildung von Strukturen auf einer Maske, einem sogenannten Retikel, auf einem mit fotosensitiven Material versehenen zu strukturierenden Element, einem sogenannten Wafer, feinste Strukturen bis in den Nanometerbereich zu erzeugen. Die minimalen Abmessungen der erzeugten Strukturen hängen dabei direkt von der Wellenlänge des verwendeten Lichts ab. Dieses wird zur optimalen Ausleuchtung des Retikels in einer Beleuchtungsoptik geformt. In jüngerer Zeit werden vermehrt Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich weniger Nanometer, beispielsweise zwischen 1 nm und 120 nm, insbesondere im Bereich von 13,5 nm verwendet. Der beschriebene Wellenlängenbereich wird auch als EUV-Bereich bezeichnet.
Die mikrostrukturierten Bauteile werden außer mit im EUV-Bereich arbeitenden Systemen auch mit den im Markt etablierten DUV-Systemen mit einer Wellenlänge zwischen 100 nm und 300 nm, insbesondere von 193 nm hergestellt. Mit der Anforderung immer kleinere Strukturen herstellen zu können, sind auf die Anforderungen an die optische Korrektur in den Systemen weiter gestiegen. Mit jeder neuen Generation von Projektionsbelichtungsanlagen im EUV-Bereich oder DUV-Bereich wird zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Durchsatz erhöht, was typischerweise zu einer stärkeren thermischen Belastung und damit zu steigenden thermalverursachten Abbildungsfehlern führt.
Zur Korrektur der Abbildungsfehler können den einzelnen oder allen optischen Baugruppen der Projektionsoptik unter anderem sogenannte Manipulatoren verwendet werden, die die Position und Ausrichtung der optischen Elemente verändern oder aber die Abbildungseigenschaften der optischen Elemente, insbesondere von Spiegeln, durch Deformation der optischen Wirkfläche beeinflussen. Unter einer optischen Wirkfläche wird dabei diejenige Fläche eines optischen Elementes verstanden, die während des Betriebes der zugeordneten Anlage mit Nutzlicht beaufschlagt wird. Unter Nutzlicht ist dabei elektromagnetische Strahlung zu verstehen, die zur Abbildung der Strukturen verwendet wird.
Um ein optisches Element verstellen also manipulieren zu können, werden üblicherweise Aktuatoren, insbesondere Festkörperaktuatoren verwendet. Eine durch die zunehmende thermische Belastung auftretende Wärmedehnung führt dabei zu einer Störung der Positionierung. In Verbindung mit deformierbaren Optiken sind Abbildungsfehler die Folge.
Die DE 10 2020 201 774 A1 beschäftigt sich mit der Wärmedehnung von Festkörperaktautoren, die mittels CTE-Angleichen (CTE: englisch für coefficient of thermal expansion), also dem Ausgleich der Wärmedehnungskoeffizienten, ausgeglichen wird. Dabei weist der Aktuator verschiedene Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, sodass der so gebildete Verbund zu einem gewünschten Ausdehnungsverhalten führt. Viele Werkstoffe, die ein elektro-, piezo-, magneto- oder photostriktives Verhalten zeigen und deswegen für die Nutzung als Festkörperaktuator besonders geeignet sind, weisen einen positiven Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, das heißt, dass sich der Körper mit steigender Temperatur ausdehnt. Um das thermische Ausdehnungsverhalten ausgleichen zu können, ist somit eine Kombination mit einem Werkstoff notwendig, der einen negativen CTE aufweist. Werkstoffe mit negativen CTE sind für den Einsatz bei Projektionsbelichtungsanlagen nur bedingt geeignet, da sie bei den vorherrschenden Umgebungsbedingungen zu Degradation neigen. Andere Werkstoffe wie Zirconiumwolframat eröffnen andere design- und prozesstechnische Schwierigkeiten.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik athermale Linsenfassungen bekannt, bei denen ein erstes Fassungselement einenends mit der Linse und anderenends mit einem zum ersten Fassungselement parallel angeordnetem Kompensationselement verbunden ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Aktuator und einen Deformationsspiegel bereitzustellen, welche die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik beseitigt oder zumindest reduziert.
Die den Aktuator betreffende Aufgabe wird durch einen Aktuator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die den Deformationsspiegel betreffende Aufgabe wird durch einen Deformationsspiegel mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Aktuator zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Kompensationselement vorhanden ist, welches einen zweiten Wärmedehnungskoeffizienten besitzt, dessen Vorzeichen desjenigen des ersten Wärmedehnungskoeffizienten entspricht und dass das Kompensationselement koaxial, insbesondere parallel, bezüglich der Verstellachse orientiert ist und eine Kopplungsstelle besitzt, die ortsfest im Raum oder ortsfest gegenüber dem optischen Element gehalten ist. Das optische Element kann beispielsweise ein Spiegel oder eine Linse sein, wobei der Spiegel oder die Linse auch einen Rahmen - insbesondere ein Force Frame - umfassen kann. Vorliegend wird unter dem Begriff ortsfest zum optischen Element folglich verstanden, dass die Kopplungsstelle entweder ortsfest zum Spiegelkörper und/oder der Spiegelrückseite oder ortsfest zum Linsenkörper und/oder Linsenrand oder ortsfest gegenüber dem Rahmen oder ortsfest gegenüber einer Anbindestelle des optischen Elements, an dem die Kopplungsstelle mit dem optischen Element verbunden ist oder auch jeglichem anderen dem optischen Element zugeordneten Referenzelement gehalten ist. Darüber hinaus ist ein Verbindungselement vorhanden, durch welches das Aktuatorelement und das Kompensationselement an einer von der Verbindungsstelle und von der Kopplungsstelle entfernt gelegenen Position verbunden sind.
Das Kompensationselement, welches einen zweiten Wärmedehnungskoeffizienten besitzt, dessen Vorzeichen desjenigen des ersten Wärmedehnungskoeffizienten entspricht, ermöglicht eine durch Temperaturänderung hervorgerufene Ausdehnung des Aktuatorelements durch eine dazu gleichgerichtete Ausdehnung des Kompensationselements auszugleichen. In diesem Zusammenhang ist unter einer Wärmeausdehnung zu verstehen, dass sich die Geometrie eines Elementes im Ganzen bei einer Temperaturänderung verändert, sich also beispielsweise die Länge des Elementes vergrößert oder verringert. Die Wärmeausdehnung eines Elementes ist also analog zu dem Wärmeausdehnungskoeffizienten eines Materials zu verstehen.
Aufgrund der Kopplungsstelle, die entweder ortsfest im Raum oder ortsfest gegenüber dem optischen Element oder einem ihm zugeordneten Referenzelement, wie einem Rahmen, gehalten ist, das heißt mit dem optischen Element fest verbunden ist, ist die Verbindungsstelle des Aktuatorelements relativ zur Kopplungsstelle verstellbar. Die Lage des Verbindungselements im Raum wird dabei durch das Kompensationselement festgelegt. Dehnt sich das Kompensationselement stärker aus als das Aktuatorelement, so wird sich die Verbindungsstelle des Aktuatorelements in eine erste (negative) Richtung entlang oder parallel zu der Verstellachse relativ zur Kopplungsstelle verschieben. Umgekehrt, wenn die Wärmedehnung des Kompensationselements kleiner ist als die des Aktuatorelements, so wird sich die Verbindungsstelle in eine zweite gegenüber der ersten Richtung entgegengesetzte (positive) Richtung entlang oder parallel zu der Verstellachse relativ zur Kopplungsstelle verschieben. Durch die Wahl der Geometrie und/oder des Materials und/oder des Wärmedehnungskoeffizientens und/oder der Ausgestaltung der Anbindung zwischen dem Aktuatorelement und dem optischen Element, kann die temperaturabhängige Verstellung der Verbindungsstelle beeinflusst werden, derart, dass die Verstellung der Verbindungsstelle temperaturunabhängig erfolgt. Der Begriff „Verstellen“ des optischen Elementes umfasst dabei sowohl eine durch den Aktuator bewirkte translatorische und/oder rotatorischen Bewegung oder auch Verschiebung des (gesamten) optischen Elementes, als auch eine durch den Aktuator hervorgerufene zumindest bereichsweise Deformation des optischen Elements.
Das Aktuatorelement kann dabei ein elektro-, piezo-, magneto- oder photostriktives Verhalten aufweisen. Es sind prinzipiell auch andere Arten von Aktuatoren denkbar, die sich für eine Anwendung in der Halbleitertechnik, insbesondere in Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleitertechnik eignen. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn das Aktuatorelement als eine Piezoaktuatorelement gebildet ist. Dabei kann der Aktuator schichtweise aufgebaut sein. Analog kann auch das Kompensationselement mehrschichtig gebildet sein. Dies ermöglicht unterschiedliche Materialien in einem Kompensationselement zu kombinieren. Der Aktuator kann dabei eine beliebige Form haben. Er kann bevorzugt quaderförmig, zylindrisch oder prismatisch insbesondere mit einer mehreckigen, besonders bevorzugt sechseckigen oder achteckigen Grundfläche ausgestaltet sein. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Aktuatorelement derart ausgebildet und ansteuerbar ist, dass es monodirektional oder bidirektional bezüglich der Verstellachse verstellbar ist.
Im Rahmen der Erfindung ist es bevorzugt, wenn das Aktuatorelement und das Kompensationselement endständig, insbesondere an den Stirnflächen, mittels des Verbindungselements miteinander verbunden sind, allerdings ist es alternativ auch möglich, dass das Aktuatorelement und das Kompensationselement an einer beliebigen Stelle miteinander verbunden sind, folglich eine oder mehrere lokale Verbindungen bestehen. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das Aktuatorelement und das Kompensationselement stoffschlüssig oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Diese Verbindung kann durch ein direktes Fügen, stoffschlüssiges Fügen, sprich Kleben, Schweißen, Löten oder auch durch Verpressen erfolgen.
Weiterhin ist es bevorzugt, insbesondere bei der Nutzung eines Aktuators in einer Projektionsbelichtungsanlage unter den dort herrschenden Umgebungsbedingungen, wenn der erste der Wärmedehnungskoeffizient und der zweite Wärmedehnungskoeffizient beide positiv sind, wobei es auch möglich ist, dass der erste Wärmedehnungskoeffizient und der zweite Wärmedehnungskoeffizient beide negativ sind.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Wärmedehnungskoeffizienten des Aktuatorelements und des Kompensationselements miteinander übereinstimmen. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn das Aktuatorelement und das Kompensationselement aus demselben Werkstoff also demselben Material, besonders bevorzugt aus dem gleichen Halbzeug gefertigt sind. In diesem Zusammenhang ist es auch von Vorteil, wenn die Erstreckung des Aktuatorelements und des Kompensationselements entlang oder parallel zu der Verstellachse übereinstimmen. Bei übereinstimmenden Wärmedehnungskoeffizienten und einer übereinstimmenden Erstreckung entlang oder parallel zu der Verstellachse von Aktuatorelement und Kompensationselement ist - unter Annahme einer zumindest annähernden homogenen Temperaturverteilung innerhalb der Aktuators - ein vollständiger Ausgleich der durch Temperaturänderung hervorgerufenen Komprimierung oder Ausdehnung des Aktuators möglich, so dass der Aktuator temperatur-insensitiv oder auch athermal ist.
Allerdings können je nach Ausgestaltung des Aktuators und seiner Anbindung an das optische Element die Erstreckung entlang der Verstellachse und/oder die Wärmedehnungskoeffizienten von Aktuatorelement und Kompensationselement auch verschieden sein, sich insbesondere um einen Faktor voneinander unterscheiden. Herrscht im Aktuator einen Temperaturgradient zwischen der Kopplungsstelle und der Verbindungsstelle vor, ist es von Vorteil, wenn sich die Wärmedehnungskoeffizienten und/oder die Erstreckung des Aktuatorelements und des Kompensationselements entlang oder parallel zu der Verstellachse voneinander unterscheiden. Dabei kann bei einer bekannten Temperatur innerhalb eines Wärmeleitpfades innerhalb des Aktuators und bei Kenntnis der thermischen Widerstände im Kompensationselement und im Aktuatorelement, die Erstreckung entlang oder parallel zu der Verstellachse und der Wärmedehnungskoeffizient derart angepasst werden, dass eine wärmestrominduzierte Verschiebung kompensiert werden kann. In anderen Worten kann ein Paar aus Wärmedehnungskoeffizient und Erstreckung für das Kompensationselement und das Aktuatorelement gefunden werden, so dass eine wärmestrominduzierte Verschiebung reduziert oder kompensiert wird. Als zusätzlicher Parameter kann die Wärmeleitfähigkeit des Aktuatorelements und/oder des Kompensationselements angepasst werden
Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn das Kompensationselement als ein weiteres Aktuatorelement gebildet ist. Dabei können das Aktuatorelement und das weitere Aktuatorelement bidirektional oder monodirektional entlang oder parallel zu der Verstellachse verstellbar sein. Des Weiteren kann es auch von Vorteil sein, dass Einer aus Aktuatorelement und weiterem Aktuatorelement ausschließlich einer Verstellung des optischen Elements in eine erste Richtung entlang oder parallel zu der Verstellachse dient, während der andere aus Aktuatorelement und weiterem Aktuatorelement ausschließlich einer Verstellung des optischen Elements in einer gegenüber der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung entlang oder parallel zu der Verstellachse dient. Besonders vorteilhaft ist dies zur Minimierung der Hysterese bei Piezoaktuatoren, besonders bei keramischen Piezoaktuatoren, aber auch bei kristallinen Piezoaktuatoren. Zudem ist es von Vorteil, wenn Einer aus Aktuatorelement und weiterem Aktuatorelement, insbesondere mittels der Ansteuerung der jeweiligen Aktuatorelemente, eingerichtet ist (ausschließlich) zu komprimieren und der andere aus Aktuatorelement und weiterem Aktuatorelement eingerichtet ist (ausschließlich) zu expandieren. Durch die so erreichte Überlagerung der Einzelstellwege wird eine Verdoppelung des Gesamtstellwegs des Aktuators ermöglicht. Selbstverständlich können auch beide also das weitere Aktuatorelement und das Aktuatorelement eingerichtet sein (ausschließlich) zu komprimieren oder (ausschließlich) zu expandieren.
Um die Temperaturdifferenzen von Aktuatorelement und Kompensationselement zu minimieren ist es bevorzugt, wenn beide in einem guten thermischen Kontakt zueinander stehen. Daher ist es von Vorteil, wenn das Aktuatorelement und das Kompensationselement in einem zwischen ihnen gebildeten Spalt zumindest abschnittsweise miteinander verbunden sind. In anderen Worten weist der Aktuator eine zusätzliche (zweite) Verbindung auf. Die Verbindung kann dabei mittels eines Festkörpergelenks oder eines Wärmeleitelements oder auch mittels eines duktilen Feststoffs gebildet sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Spalt zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt, die eine gegenüber der Wärmeleitfähigkeit von Luft höhere Wärmeleitfähigkeit besitzt. Hierzu eignen sich Wärmeleitpasten, Öle, insbesondere Transformatoröle.
Um eine bessere Anbindung an das zu verstellende optische Element zu gewährleisten, ist es bevorzugt, wenn das Aktuatorelement zweiteilig gebildet ist, wovon nur ein Teil aus einem aktiv (an-)steuerbaren, also piezoelektrischen, elektrostriktiven, piezoelektrischen oder magnetostriktiven, Material gebildet ist. Um den thermischen Widerstand zwischen dem optischen Element und dem Aktuator zu erhöhen, ist es bevorzugt, wenn an dem anderen Teil eine Engstelle ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, dass der andere Teil, also der aktiv ansteuerbare Teil des Aktuatorelements, einen im Vergleich zum einen Teil erhöhten Wärmedurchgangswiderstand aufweist. Analog dazu kann auch das Kompensationselement zweiteilig ausgebildet sein, aus einem kompensierenden Element und einem zweiten Teil/Adapter zur Verbindung mit dem optischen Element oder dem Rahmen des optischen Elements. Die Anbindung an das optische Element kann beispielsweise stoffschlüssig durch Kleben/Fügen erfolgen. Alternativ kann der andere Teil auch Bestandteil des optischen Elements sein. Besonders bevorzugt ist das andere Teil aus demselben Werkstoff wie das optische Element gebildet. Das andere Teil kann aber besonders bevorzugt monolithisch mit dem optischen Element verbunden bzw. aus einem Glasblock herausgeschliffen sein.
Um die Konstruktion des Aktuators zu vereinfachen, ist es von Vorteil, wenn das eine aus Aktuatorelement und Kompensationselement als ein Hohlkörper gebildet ist, und wenn das andere aus Aktuatorelement und Kompensationselement in den Hohlkörper aufgenommen ist. Entweder das Aktuatorelement oder das Kompensationselement sind bevorzugt als ein Hohlköper gebildet, in den das andere Element aufgenommen ist. Der Hohlkörper kann dabei bevorzugt als ein Hohlzylinder, oder auch ein Hohlquader oder ein Hohlprisma gebildet sein. Das als Hohlkörper gebildete Element hat dann bevorzugt zwei oder mehr Verbindungsstellen an das optische Element, respektive Kopplungsstellen.
Weiterhin kann auch eine Mehrzahl von Kompensationselementen vorhanden sein, die mit dem Aktuatorelement verbunden sind. Diese können beabstandet zueinander, insbesondere in regelmäßigem Abstand zueinander, außenumfangsseitig um das Aktuatorelement angeordnet sein. Sind die Kompensationselemente als weitere Aktuatorelemente gebildet, so kann ein Ausfall, beispielsweise ein elektrischer Ausfall, eines der Kompensationselemente durch eines der anderen ausgeglichen werden.
Der erfindungsgemäße Deformationsspiegel für die Halbleiterlithographie mit einem Spiegelsubstrat, welches eine reflektierende Oberfläche und eine der reflektierenden Oberfläche gegenüberliegende Spielrückseite aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens ein zuvor beschriebener Aktuator vorhanden ist, dessen Aktuatorelement mit der Spiegelrückseite verbunden ist. Durch Auslenken des Aktuators wird die Spiegelrückseite und das Spiegelsubstrat zumindest abschnittsweise deformiert, wodurch durch die Steifigkeit des Spiegels, auch die optisch aktive Fläche, also die reflektierende Oberfläche, des Spiegels zumindest abschnittsweise deformiert wird. Durch die Deformation der optisch aktiven Spiegeloberfläche werden die Abbildungseigenschaften des Spiegels verändert, wodurch Abbildungsfehler der Projektionsoptik kompensiert werden können. Unter einer optisch aktiven Fläche wird vorliegend eine Fläche verstanden, die während des üblichen Betriebes der zugehörigen Anlage mit Nutzstrahlung, also zur Abbildung und Belichtung verwendeter Strahlung, beaufschlagt wird. Durch die spezielle Ausgestaltung des Aktuators kann eine Verstellung des Aktuators temperaturunabhängiger und damit genauer erfolgen, da eine durch eine Temperaturänderung ausgelöste Verstellung/Längenänderung des Aktuatorelements entlang oder parallel zu der Verstellachse durch eine gleichgerichtete Bewegung des Kompensationselements ausgeglichen wird.
Die im Zusammenhang mit dem Aktuator genannten Ausführungen und Vorteile sind dabei auch für den mindestens ein Aktuator aufweisenden Deformationsspiegel anwendbar.
In einer Ausführungsform kann der Deformationsspiegel ein Force Frame aufweisen, d. h. zwischen dem Aktuator und der Spiegelrückseite ist ein Rahmen angeordnet. Das Kompensationselement ist an der Kopplungsstelle mit einer der Spiegelrückseite abgewandten Rahmenrückseite mittelbar oder unmittelbar verbunden. Der Rahmen weist zudem mindestens einen Durchtritt auf, in den das Aktuatorelement und/oder der Adapter angeordnet ist. Der Rahmen weist insbesondere eine Mehrzahl von Durchtritten auf, besonders bevorzugt eine an die Anzahl der Aktuatorelemente angepasste Anzahl von Durchtritten.
Alternativ ist auch das mindestens eine Kompensationselement an der Kopplungsstelle unmittelbar oder mittelbar (mittels eines Adapters) mit der Spiegelrückseite verbunden. Dies ermöglicht eine sogenannte Force Frame-freie also rahmenfreie Ausführungsform. Diese Ausführungsform zeichnet sich im Besonderen dadurch aus, dass das Kompensationselement und das Aktuatorelement an dieselbe Wärmequelle, nämlich die Spiegelrückseite angebunden sind. Erhöht sich aufgrund der Lichteinstrahlung die Spiegeltemperatur, so kann mit dem gleichen Wärmeeintrag auf den Aktuator und das Kompensationselement gerechnet werden. Zudem wird die Fertigung des Deformationsspiegels vereinfacht.
Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsvarianten unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. Alle bisher und im Folgenden beschriebenen Merkmale sind dabei sowohl einzeln als auch in einer beliebigen Kombination miteinander vorteilhaft. Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsvarianten stellen lediglich Beispiele dar, welche den Gegenstand der Erfindung jedoch nicht beschränken. Dabei zeigen:

1a eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage,
1 b eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im DUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage,
2 eine schematische Schnitt-Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Aktuators,
3 eine schematische Schnitt-Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Aktuators,
4 eine schematische Schnitt-Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des Aktuators, bei dem das Kompensationselement als weiteres Aktuatorelement ausgebildet ist,
5 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels mit drei Kompensationselementen,
6 eine schematische Schnitt-Darstellung des Aktuators nach 4 in Verbindung mit einem optischen Element,
7 eine schematische Schnitt-Darstellung des Aktuatorelements,
8 eine schematische Darstellung eines Deformationsspiegels mit einer Mehrzahl an Aktuatoren mit einem Force-Frame, und
9 eine schematische Darstellung eines Deformationsspiegels mit einer Mehrzahl von Aktuatoren ohne Force-Frame.

1a zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 600, in welcher die vorliegende Erfindung realisierbar ist, das heißt bei der der erfindungsgemäße Aktuator 100 eingesetzt werden kann. Die Erfindung kann aber auch in anderen Nanopositioniersystemen eingesetzt werden.
Gemäß 1a weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 600 einen Feldfacettenspiegel 603 und einen Pupillenfacettenspiegel 604 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 603 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 601 und einen Kollektorspiegel 602 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 604 sind ein erster Teleskopspiegel 605 und ein zweiter Teleskopspiegel 606 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 607 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 651-656 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 621 auf einem Maskentisch 620 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 661 auf einem Wafertisch 660 befindet.
Die Erfindung kann ebenso in einer DUV-Anlage verwendet werden, wie in 1b dargestellt. Eine DUV-Anlage ist prinzipiell wie die oben beschriebene EUV-Anlage aus der 1a aufgebaut, wobei in einer DUV-Anlage Spiegel und Linsen als optische Elemente verwendet werden können und die Lichtquelle einer DUV-Anlage eine Nutzstrahlung in einem Wellenlängenbereich von 100 nm bis 300 nm emittiert.
Die in 1b dargestellte DUV-Lithographieanlage 700 weist eine DUV-Lichtquelle 701 auf. Als DUV-Lichtquelle 701 kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, welcher Strahlung 702 im DUV-Bereich bei beispielsweise 193 nm emittiert. Ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 703 leitet die DUV-Strahlung 702 auf eine Photomaske 704. Die Photomaske 704 ist als transmissives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 703, angeordnet sein. Die Photomaske 704 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 705 verkleinert auf einen Wafer 706 oder dergleichen abgebildet wird. Das Projektionssystem 705 weist mehrere Linsen 707 und/oder Spiegel 708 zur Abbildung der Photomaske 704 auf den Wafer 706 auf. Dabei können einzelne Linsen 707 und/oder Spiegel 708 des Projektionssystems 705 symmetrisch zur optischen Achse 709 des Projektionssystems 705 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Linsen 707 und Spiegel 708 der DUV-Lithographieanlage 700 nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen 707 und/oder Spiegel 708 vorgesehen sein. Insbesondere weist das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 703 der DUV-Lithographieanlage 700 mehrere Linsen 707 und/oder Spiegel 708 auf. Des Weiteren sind die Spiegel i.d.R. an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt. Ein Luftspalt 710 zwischen der letzten Linse 707 und dem Wafer 706 kann durch ein flüssiges Medium ersetzt sein, welches einen Brechungsindex > 1 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf. Die erfindungsgemäßen Aktuatoren können zur Verstellung der Linsen 707 und/oder Spiegel 708 und/oder zu deren Deformation in der DUV-Lithographieanlage 700 insbesondere in ihrem Projektionssystem 705 eingesetzt werden.
2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für den erfindungsgemäßen Aktuator 100 für die Halbleiterlithographie. Dieser weist ein Aktuatorelement 102 auf, welches einen ersten Wärmedehnungskoeffizienten und eine Verbindungsstelle 103 an seinem ersten Ende zur aktiven Verstellung eines nicht näher dargestellten optischen Elements 300 - beispielsweise einer Linse oder eines Spiegels - entlang oder parallel zu mindestens einer Verstellachse 101 (vorliegend die z-Achse) aufweist. Zudem ist ein Kompensationselement 104 vorhanden, welches einen zweiten Wärmedehnungskoeffizienten besitzt, dessen Vorzeichen demjenigen des ersten Wärmedehnungskoeffizienten entspricht. Das Kompensationselement 104 und das Aktuatorelement 102 können also beide einen positiven Wärmedehnungskoeffizienten oder einen negativen Wärmedehnungskoeffizienten aufweisen. Das Kompensationselement 104 ist koaxial, insbesondere parallel, bezüglich der Verstellachse 101 orientiert. Zudem besitzt das Kompensationselement 104 mindestens eine Kopplungsstelle 110, die ortsfest im Raum oder ortsfest gegenüber dem optischen Element 300, oder einem dem optischen Element 300 zugeordnetem Referenzelement, wie beispielsweise einem Rahmen 200 gehalten ist. Das heißt die Verbindungsstelle 103 ist relativ zur Kopplungsstelle 110 bewegbar. Das Aktuatorelement 102 und das Kompensationselement 104 sind an einer von der Verbindungsstelle 103 und von der Kopplungsstelle 110 entfernt gelegenen Position durch ein Verbindungselement 111 verbunden. Das Aktuatorelement 102 kann dabei aus einem Werkstoff gebildet sein, dass ein aktiv steuerbares, insbesondere ein elektrostriktives, piezostriktives, magnetostriktives oder fotostriktives Verhalten aufzeigt. Besonders bevorzugt ist das Aktuatorelement 102 als ein Piezoaktuatorelement gebildet. Das Piezoaktuatorelement weist dabei bevorzugt eine Mehrzahl von piezostriktiven Schichten auf, die übereinander gestapelt sind. Ebenso stellt die Nutzung von Relaxor-Ferroelektrika wie Blei-Magnesium-Niobat (PMN) eine besonders bevorzugte Ausführungsform dar. Sind die Aktuatoren 100 als piezoelektrische Aktuatoren 100 gebildet, so sind diese bevorzugt als kristalline Piezoaktuatoren, beispielsweise auf Basis von Niobaten, wie Lithiumniobat gebildet.
Der in der 2 gezeigte Aktuator 100 weist dabei vorliegend eine Verstellachse 101 in z-Richtung auf, sodass ein nicht näher dargestelltes optisches Element 300, wie ein Spiegel oder eine Linse entlang oder parallel zu der z-Achse verstellt werden kann. Der Aktuator 100 zeichnet sich dabei dadurch aus, dass der Abstand der Verbindungsstelle 103 und der Kopplungsstelle 110 entlang oder parallel zu der Verstellachse 101 unabhängig von der Temperatur ist. Ist die Wärmedehnung des Kompensationselements 104 größer als die Wärmedehnung des Aktuatorelements 102, so wird sich die Verbindungsstelle 103 in negative z-Richtung relativ zur Kopplungsstelle 110 verschieben. Ist die Wärmedehnung des Kompensationselements 104 dagegen kleiner als die des Aktuatorelements 102, so wird sich die Verbindungsstelle 103 in 2 in positive z-Richtung relativ zur Kopplungsstelle 110 verschieben. Durch die geeignete Wahl der Geometrie, insbesondere der Länge, und der Wärmedehnungskoeffizienten, des Werkstoffs sowie der Verbindung zwischen dem optischen Element 300 und dem Aktuator 100 kann ein athermales Design des Aktuators 100, sprich eine temperaturunabhängige Verstellung entlang, insbesondere parallel zu der Verstellachse 101 realisiert werden.
Die Lage des Verbindungselements 111 ist dabei durch die Erstreckung des Kompensationselements 104 entlang oder parallel zu der Verstellachse 101 festgelegt. Im einfachen Fall, bei einer homogenen Temperaturverteilung innerhalb des Aktuators 100, und wenn der Wärmedehnungskoeffizient des Kompensationselements 104 und des Aktuatorelements 102 miteinander übereinstimmen, sowie die Erstreckung/Länge entlang oder parallel zu der Verstellachse 101 miteinander übereinstimmen, führt eine temperaturinduzierte Wärmeausdehnung des Kompensationselements 104 somit zu einer Verschiebung des Verbindungselements 111 entlang der negativen z-Achse. Der Betrag der Wärmeausdehnung des Aktuatorelements 102 stimmt unter den obenstehend getroffenen Annahmen mit dem des Kompensationselements 104 überein, das heißt eine temperaturinduzierte Verschiebung der Verbindungsstelle 103 des Aktuatorelements 102 in positive z-Richtung, würde folglich durch eine durch das Kompensationselement 104 induzierte Verschiebung des Verbindungselements 111 um denselben Betrag in negative z-Richtung ausgeglichen.
2 zeigt zudem, dass das Kompensationselement 104 vorliegend endständig mittels des Verbindungselements 111 mit dem Aktuatorelement 102 verbunden ist. Diese Verbindung kann durch ein direktes Fügen, stoffschlüssiges Fügen, wie Kleben, Schweißen, Löten oder durch Kraftschluss wie Verpressen erfolgen.
Die Erstreckung des Aktuatorelement 102 und des Kompensationselements 104 entlang oder parallel zu der Verstellachse 101 stimmen zudem vorliegend überein. Zudem ist das Kompensationselement 104 als ein Hohlzylinder gebildet, in dem das Aktuatorelement 102 aufgenommen ist.
Die Wärmedehnungskoeffizienten und die Erstreckung entlang oder parallel zu der Verstellachse 101 von Kompensationselement 104 und Aktuatorelement 102 können sich aber auch, insbesondere um einen Faktor voneinander unterscheiden.
In einem alternativen, nicht näher dargestellten Ausführungsform, beispielsweise, wenn im Aktuator 100 ein Temperaturgradient zwischen der Kopplungsstelle 110 und der Verbindungsstelle 103 vorherrscht, ist es von Vorteil, wenn sich die Wärmedehnungskoeffizienten und/oder die Erstreckung des Aktuatorelements 102 und des Kompensationselements 104 entlang oder parallel zu der Verstellachse 101 voneinander unterscheiden. Dabei kann bei einer bekannten Temperatur innerhalb eines Wärmeleitpfades innerhalb des Aktuators 100, und bei Kenntnis der thermischen Widerstände im Kompensationselement 104 und im Aktuatorelement 102 die Erstreckung entlang oder parallel zu der Verstellachse 101 und der Wärmedehnungskoeffizient derart angepasst werden, dass eine wärmestrominduzierte Verschiebung/Längenänderung reduziert oder kompensiert werden kann. In anderen Worten kann ein Paar aus Wärmedehnungskoeffizient und Erstreckung für das Kompensationselement 104 und das Aktuatorelement 102 gefunden werden, so dass eine wärmestrominduzierte Verschiebung/Längenänderung reduziert oder kompensiert wird. Als weiterer Parameter kann die Wärmeleitfähigkeit des Aktuatorelements 102 und/oder des Kompensationselements 104 und/oder des Verbindungselements 111 angepasst werden.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aktuators 100, bei dem ein zwischen dem Aktuatorelement 102 und dem Kompensationselement 104 ausgebildeter Spalt 106 zumindest abschnittsweise miteinander thermisch verbunden sind, die also im thermischen Kontakt zu einander stehen. Dies verbessert die Wärmeleitfähigkeit und ermöglicht Temperaturdifferenzen zwischen den Elementen 102,104 zu minimieren. Die abschnittsweise Verbindung kann durch das Einbauen von Wärmebrücken, insbesondere von (flexiblen) Festkörpergelenken, Wärmeleitelementen oder durch Auffüllen des Spalts 106 mittels einer Flüssigkeit, die eine gegenüber der Wärmeleitfähigkeit von Luft höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist, erfolgen. Beispielweise kommen hier auch Wärmeleitpaste und Öle, insbesondere Transformatoröle in Frage. Ebenso kann der Spalt 106 ganz oder teilweise mit einem elastischen Material wie, Metall, Lot, oder Kunststoff gefüllt sein. Der Kunststoff kann als elastische Masse ausgeführt sein und zur Steigerung der Wärmeleitfähigkeit mit metallischen und/oder keramischen Elementen wie Partikeln und/oder Fasern versetzt sein.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aktuators 100, wobei das Kompensationselement 104 als ein weiteres Aktuatorelement 105 gebildet ist. Das weitere Aktuatorelement 105 ist dabei bevorzugt gleich zu dem Aktuatorelement 102 ausgebildet, das heißt ist das Aktuatorelement 102 als ein Piezoaktuatorelement gebildet, so ist auch das weitere Aktuatorelement 105 als ein Piezoaktuatorelement gebildet. Die Pfeile 112, 113 in der 4 zeigen dabei jeweils die Aufprägung des elektrischen Feldes. Wenn das weitere Aktuatorelement 105, insbesondere durch dessen Ansteuerung, eingerichtet ist zu komprimieren, während das Aktuatorelement eingerichtet ist zu expandieren, wie in der 6 durch die Pfeile schematisch dargestellt, kann der Gesamtstellweg des Aktuators 100 vergrößert werden.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aktuators 100 mit einer Mehrzahl von Kompensationselementen 104, die außenumfangsseitig um das Aktuatorelement 102 angeordnet sind, wobei die Kompensationselemente 104 vorliegend als weitere Aktuatorelemente 105 gebildet sind. Sollte eines der Kompensationselemente 104 funktionell ausfallen, so können die übrigen Kompensationselemente 104/weiteren Aktuatorelemente 105 eine temperaturinduzierte Längenänderung des Aktuatorelements 102 ausgleichen.
6 zeigt die Anbindung des Aktuators 100 an ein optisches Element 300, beispielsweise an einen Spiegel oder an eine Linse. Das Kompensationselement 104 ist dabei als weiteres Aktuatorelement 105 gebildet. Die Pfeile in der 6 deuten dabei an, dass das Aktuatorelement 102 eingerichtet ist zu expandieren, während das weitere Aktuatorelement 105 eingerichtet ist entlang oder parallel zu der Verstellachse 101 zu komprimieren. Dies führt zu einer Verdopplung des Gesamtstellwegs. Durch die Verstellung des Aktuators 100 wird in dem Spiegel ein Biegemoment eingeführt, was zu einer zumindest abschnittsweisen Deformation des Spiegelsubstrats 301 und damit der optischen Fläche, sprich der reflektierenden Fläche 302 führt. Das Referenzzeichen 304 stellt dabei die reflektierende Fläche in einem nicht deformierten Zustand dar, während das Referenzzeichen 305 ein Deformationsprofil nach Verstellung des Aktuators 100 andeutet.
7 zeigt das Aktuatorelement 102 in einer vergrößerten Darstellung, in Bezug auf die Anbindung an das optische Element 300. Das Aktuatorelement 102 ist dabei bevorzugt zweiteilig gebildet, wovon nur ein Teil 109 aus einem aktiv gesteuerten, insbesondere aus einem elektrostriktiven, piezostriktiven, magnetostriktiven oder fotostriktiven Material gebildet ist. Der andere Teil 108, der Adapter, weist zudem bevorzugt eine Engstelle 107 auf, sodass der thermische Widerstand zwischen dem optischen Element 300 und dem Aktuatorelement 102 erhöht wird. Zusätzlich dient die Engstelle 107 auch der mechanischen Entkopplung von etwaig ungewünschten Momenten. Das Kompensationselement 104 kann analog zum Aktuatorelement 102 zweiteilig gebildet sein.
8 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Deformationsspiegels 300 mit einem Spiegelsubstrat 301, welches eine reflektierende Oberfläche 302 und eine der reflektierenden Oberfläche gegenüberliegende Spiegelrückseite 303 aufweist. Vorliegend sind eine Mehrzahl von Aktuatoren 100 mittels der Verbindungsstellen 103 mit der Spiegelrückseite 303 verbunden. Ist das Aktuatorelement 102 zweiteilig, wie vorliegend, gebildet, so ist das Aktuatorelement 102 mittels des anderen Teils 108, also mittels des Adapters 108 mit der Spiegelrückseite 303 verbunden. Alternativ kann der andere Teil 108 auch Bestandteil des Deformationsspiegels 300 sein. Besonders bevorzugt ist das andere Teil 108 aus demselben Werkstoff wie der Spiegel 300 gebildet. Das andere Teil 108 kann an die Spiegelsubstrat 301 bzw. die Spiegelrückseite 303 gefügt sein, ist aber besonders bevorzugt monolithisch mit dem Spiegelsubstrat 301 verbunden bzw. aus einem Glasblock herausgeschliffen. Durch Verstellung des Aktuatorelements 102 relativ zum Kompensationselement 104 entlang oder parallel zu der Verstellachse 101 wird in das Spiegelsubstrat 301 ein Biegemoment eingeleitet, wodurch sich der Spiegel 300 zumindest abschnittsweise verformt, wie schematisch durch das Deformationsprofil 305 dargestellt.
Der Deformationsspiegel 300 nach 8 weist ein Force Frame auf, d. h. zwischen den Aktuatoren 100 und der Spiegelrückseite 303 ist ein Rahmen 200 angeordnet. Das Kompensationselement 104 ist an den Kopplungsstellen 110 mit einer der Spiegelrückseite 303 abgewandten Rahmenrückseite 202 verbunden, so dass die Kopplungsstelle 110 ortsfest zu dem Rahmen 200 gehalten ist. Der Rahmen 200 oder der Spiegelkörper 301 weisen nicht näher gezeigte Lagerstellen zum Lagern des Deformationsspiegels 300 auf. Das Kompensationselement 104 kann allerdings auch zweiteilig analog zu dem Aktuatorelement 102 gebildet sein, so dass der andere Teil/Adapter 108 mit der Rahmenrückseite 202 verbunden ist. Der Rahmen 200 weist zudem eine an die Anzahl an Aktuatorelementen 102 angepasste Anzahl an Durchtritten 201 auf, in dem das Aktuatorelement 102, vorliegend der andere Teil 108 /Adapter, des Aktuatorelements 102 bewegbar angeordnet ist. 8 verdeutlicht zudem, dass die Erstreckung des Aktuatorelements 102, also des einen Teils 109 des Aktuatorelements verschieden von der Erstreckung des Kompensationselements 104 entlang oder parallel zu der Verstellachse 101 ist.
Der Deformationsspiegel 300 nach 9 ist dagegen Force-Frame-frei ausgeführt, d. h., dass auch die Kompensationselemente 104 an den Kopplungsstellen 110 mit der Spiegelrückseite 303 verbunden sind, so dass die Kopplungsstelle 110 ortsfest gegenüber dem Spiegel gehalten ist, insbesondere ortsfest gegenüber der Spiegelrückseite 303 oder ortsfest gegenüber einer an der Spiegelrückseite 303 ausgebildeten Anbindestelle, an der die Kopplungsstelle 110 mit der Spiegelrückseite 303 verbunden ist. Der Spiegelkörper 301 weist nicht näher dargestellte Lagerstellen zur Lagerung des Deformationsspiegels 300 auf. Aktuatorelement 102 und Kompensationselement 104 sind vorliegend beide zweiteilig gebildet, so dass der andere Teil/Adapter 108 mit der Spiegelrückseite 303 verbunden ist. Dies vereinfacht die Fertigung des Deformationsspiegels 300 und ermöglicht zudem, dass Aktuatorelement 102 und Kompensationselement 104 an dieselbe Wärmequelle, nämlich die Spiegelrückseite 303 angebunden sind, so dass eine Erhöhung der Spiegeltemperatur sich gleich auf das Kompensationselement 104 und das Aktuatorelement 102 auswirkt.
Bezugszeichenliste

100: Aktuator
101: Verstellachse
102: Aktuatorelement
103: Verbindungsstelle
104: Kompensationselement
105: weiteres Aktuatorelement
106: Spalt
107: Engstelle
108: Adapter/anderes Teil
109: erster Teil Aktuatorelement
110: Kopplungsstelle
111: Verbindungsmittel
112: Richtung elektrisches Feld weiteres Aktuatorelement
113: Richtung elektrisches Feld Aktuatorelement
200: Rahmen
201: Durchtritt
202: Rahmenrückseite
300: Spiegel
301: Spiegelsubstrat
302: reflektierende Oberfläche
303: Spiegelrückseite
304: Profil optische Fläche undeformiert
305: Deformationsprofil
600: Projektionsbelichtungsanlage
601: Plasmalichtquelle
602: Kollektorspiegel
603: Feldfacettenspiegel
604: Pupillenfacettenspiegel
605: erster Teleskopspiegel
606: zweiter Teleskopspiegel
607: Umlenkspiegel
620: Maskentisch
621: Maske
651: Spiegel (Projektionsobjektiv)
652: Spiegel (Projektionsobjektiv)
653: Spiegel (Projektionsobjektiv)
654: Spiegel (Projektionsobjektiv)
655: Spiegel (Projektionsobjektiv)
656: Spiegel (Projektionsobjektiv)
660: Wafertisch
661: beschichtetes Substrat
700: DUV-Lithographieanlage
701: DUV-Lichtquelle
702: DUV-Strahlung /Strahlengang
703: Strahlformungs- und Beleuchtungssystem (DUV)
704: Photomaske
705: Projektionssystem
706: Wafer
707: Linse
708: Spiegel
709: optische Achse

Claims

Aktuator (100) für die Halbleiterlithographie, mit einem Aktuatorelement (102), welches einen ersten Wärmedehnungskoeffizienten und eine Verbindungsstelle (103) an seinem ersten Ende zur aktiven Verstellung eines optischen Elements (300) entlang mindestens einer Verstellachse (101) aufweist, gekennzeichnet durch ein Kompensationselement (104), welches einen zweiten Wärmedehnungskoeffizienten besitzt, dessen Vorzeichen demjenigen des ersten Wärmedehnungskoeffizienten entspricht, welches koaxial bezüglich der Verstellachse (101) orientiert ist, und welches eine Kopplungsstelle (110) besitzt, die ortsfest im Raum oder ortsfest gegenüber dem optischen Element gehalten ist, und durch ein Verbindungselement (111), durch welches das Aktuatorelement (102) und das Kompensationselement (104) an von der Verbindungsstelle (103) und von der Kopplungsstelle (110) entfernt gelegenen Positionen verbunden sind.
Aktuator (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuatorelement (102) und das Kompensationselement (104) endständig mittels des Verbindungselements (111) miteinander verbunden sind.
Aktuator (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmedehnungskoeffizient und der zweite Wärmedehnungskoeffizient beide positiv sind.
Aktuator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedehnungskoeffizienten des Aktuatorelements (102) und des Kompensationselements (104) miteinander übereinstimmen.
Aktuator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung des Aktuatorelements (102) und des Kompensationselements (104) entlang der Verstellachse (101) übereinstimmen.
Aktuator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (104) als ein weiteres Aktuatorelement (105) gebildet ist.
Aktuator (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuatorelement (102) und das weitere Aktuatorelement (105) bidirektional oder monodirektional entlang der Verstellachse verstellbar sind.
Aktuator (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Eine aus Aktuatorelement (102) und weiterem Aktuatorelement eingerichtet ist entlang der Verstellachse (101) zu komprimieren und dass das Andere aus Aktuatorelement (102) und weiterem Aktuatorelement (105) eingerichtet ist entlang der Verstellachse (101) zu expandieren.
Aktuator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuatorelement (102) und das Kompensationselement (104), in einem zwischen ihnen gebildeten Spalt (106) zumindest abschnittsweise miteinander verbunden sind.
Aktuator (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (106) zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die eine gegenüber der Wärmeleitfähigkeit von Luft höhere Wärmeleitfähigkeit besitzt.
Aktuator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuatorelement (102) zweiteilig gebildet ist, wovon nur ein Teil (109) elektrostriktive und/oder piezoelektrische und/oder magnetostriktive Elemente umfasst.
Aktuator (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem anderen Teil (108) des Aktuatorelements (102) eine Engstelle (107) ausgebildet ist.
Aktuator (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Teil (108) des Aktuatorelements einen im Vergleich zum einen Teil (109) erhöhten Wärmedurchgangswiderstand aufweist.
Aktuator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Eine aus Aktuatorelement und Kompensationselement als ein Hohlkörper gebildet ist, und dass das Andere aus Aktuatorelement und Kompensationselement in dem Hohlkörper aufgenommen ist.
Aktuator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Kompensationselementen (104) vorhanden ist, die mit dem Aktuatorelement (102) verbindbar sind.
Deformationsspiegel (300) für eine Lithographieanordnung, mit einem Spiegelsubstrat (301), welches eine reflektierende Oberfläche (302) und eine der reflektierenden Oberfläche gegenüberliegende Spiegelrückseite (303) aufweist, und mit mindestens einem Aktuator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dessen Aktuatorelement (102) mit der Spiegelrückseite (303) verbunden ist.
Deformationsspiegel (300) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Aktuator (100) und der Spiegelrückseite (303) ein Rahmen (400) angeordnet ist, dass das Kompensationselement (104) an der Kopplungsstelle (110) mit einer der Spiegelrückseite (303) abgewandten Rahmenrückseite (202) verbunden ist, und dass der Rahmen (200) mindestens einen Durchtritt (201) aufweist, in dem das Aktuatorelement (102) bewegbar angeordnet ist.
Deformationsspiegel (300) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass auch das mindestens eine Kompensationselement (104) an der Kopplungsstelle (110) unmittelbar oder mittelbar mit der Spiegelrückseite (303) verbunden ist.