Proiektionsbelichtunosanlaoe

Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2019 202 868.3 in Anspruch, deren Inhalt durch Verweis hierin vollständig mit aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft eine Aktuatoreinrichtung zur Ausrichtung eines optischen Elements einer Projekti onsbelichtungsanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 .

Die Erfindung betrifft auch eine optische Baugruppe einer Projektionsbelichtungsanlage sowie eine Pro jektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie mit einem Beleuchtungssystem mit einer Strah lungsquelle und einer Optik.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Ausrichtung eines optischen Elements einer Projektionsbe lichtungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.

Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung von Halbleiterschaltungen erhöhen sich die Anforderun gen an Auflösung und Genauigkeit von Projektionsbelichtungsanlagen gleichermaßen. Entsprechend ho he Anforderungen werden auch an die dort verwendeten optischen Elemente, die unter anderem den Strahlengang innerhalb der Projektionsbelichtungsanlagen beeinflussen, gestellt.

In Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithografie werden üblicherweise eine Vielzahl von Ak tuatoren, beispielsweise Tauchspulenaktuatoren ("Voice Coil Motoren"), eingesetzt, um die optischen Elemente im Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage mechanisch zu verstellen bzw. aus zurichten.

Aus der gattungsgemäßen WO 2005/026801 A2 ist es bekannt, optische Elemente für EUV ("Extreme Ultraviolet") - Projektionsbelichtungsanlagen, wie Spiegel, unter Einsatz von ansteuerbaren Bewegungs achsen durch Betätigungseinheiten in Form von Lorentz-Aktuatoren in mehreren Freiheitsgraden zu ver stellen bzw. auszurichten. Hierzu können Tauchspulenaktuatoren verwendet werden, wobei eine linear bewegliche Betätigungseinheit, ein Translator, in Form eines Magneten durch elektromagnetische Wech selwirkung mit einer an einem Stator statisch montierten und den Translator umgebenden Spule bewegt werden kann. Der Translator ist dabei mit dem optischen Element verbunden, auf das sich eine ausge führte Bewegung überträgt.

In der Praxis ist ein Tauchspulenaktuator üblicherweise als Gleichstrom-Linearmotor ausgebildet. Der grundsätzliche Aufbau sieht dabei einen Translator (das Betätigungselement des Linearmotors) vor, der im Wesentlichen aus einem Permanentmagneten besteht oder an dem wenigstens ein Permanentmagnet befestigt ist, und der von einer als Stator ausgebildeten Spule zumindest teilweise umschlossen ist. Dem zufolge ist die Spule nicht beweglich gelagert, was von Vorteil ist, da eine bewegliche Spule bedingt durch die notwendigen Mittel zur Bestromung der Spule einen verkomplizierten Aufbau erfordern würde. Weiterhin ist es oft notwendig, entstehende Verlustwärme an der Spule an umgebende Baugruppen ab zuleiten.

Dabei ist es insbesondere ein Problem, dass die maximal von den Tauchspulenaktuatoren auf die opti schen Elemente aufbringbare Auslenkkraft aufgrund von Bauraumbegrenzungen und der zumeist durch aus problematischen thermischen Wärmeabführung begrenzt ist. Ferner ist der maximale Hub eines Tauchspulenaktuators in der Regel aus dynamischen Gründen begrenzt, da zumeist eine schnelle Rege lung der Ausrichtung erforderlich ist, beispielsweise zum Ausgleich von Vibrationen.

Ein weiteres Problem der bekannten Aktuatoreinrichtungen ergibt sich, wenn zur Auslenkung der opti schen Elemente Gelenke mit einer gewissen Steifigkeit eingesetzt werden, die von den Aktuatoren zu nächst überwunden werden muss. Zusätzlich kann sich bei einer hängenden Anordnung des optischen Elements eine gravitationsbedingte Rückstellung der Auslenkung in eine neutrale Mittelstellung ergeben. Die Aktuatoren müssen somit in der Regel zum einen gegen Gelenksteifigkeiten und zum anderen gegen die gravitationsbedingte Rückstellkraft arbeiten, was einen ständigen Energiefluss in die Aktuatoren und somit eine ungewünschte Wärmeentwicklung durch die Aktuatoren zur Folge hat, selbst wenn eine Aus richtung des optischen Elements lediglich statisch beibehalten werden soll. Ferner müssen die von den Aktuatoren aufbringbaren Auslenkkräfte ausreichend groß ausgelegt sein, was die Dynamik der Aktua toren verschlechtern kann, wie vorstehend bereits erwähnt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aktuatoreinrichtung zur Ausrichtung eines optischen Elements einer Projektionsbelichtungsanlage zu schaffen, die insbesondere eine hohe Effizi enz aufweist und deren Dynamik verbessert ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine optische Baugruppe einer Projektions belichtungsanlage und eine Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, deren optische Elemente effi zient und mit verbesserter Dynamik ausrichtbar bzw. verstellbar sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ausrichtung eines opti schen Elements einer Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, das eine hohe Effizienz und eine verbesserte Dynamik bei der Ausrichtung der optischen Elemente gewährleistet.

Die Aufgabe wird für die Aktuatoreinrichtung durch die in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Für die optische Baugruppe wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 13 und für die Projektions belichtungsanlage durch die Merkmale des Anspruchs 14 gelöst. Ferner wird die Aufgabe im Rahmen des Verfahrens zur Ausrichtung des optischen Elements durch die Merkmale des Anspruchs 15 gelöst.

Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung. Die erfindungsgemäße Aktuatoreinrichtung zur Ausrichtung eines optischen Elements einer Projektions belichtungsanlage weist einen Schaft auf, dessen erster Endabschnitt über ein Gelenk auslenkbar an ei nem Fußpunkt einer Tragstruktur aufgehängt ist und dessen zweiter Endabschnitt an dem optischen Element festgelegt ist.

Bei dem optischen Element kann es sich insbesondere um eine Linse oder um einen Spiegel einer Pro jektionsbelichtungsanlage handeln. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Mit der erfindungs gemäßen Lösung kann grundsätzlich ein beliebiges optisches Element einer Projektionsbelichtungsanla ge ausgerichtet werden.

Mit dem Begriff "aufgehängt" ist gemeint, dass sich der zweite Endabschnitt und somit das optische Ele ment näher an einem Mittelpunkt der Gravitationsquelle, insbesondere dem Erdmittelpunkt, befindet, als der erste Endabschnitt des Schafts. Somit wirkt eine Gewichtskraft des optischen Elements im Wesentli chen in Richtung von dem ersten Endabschnitt des Schafts zu dem zweiten Endabschnitt des Schafts.

Der Schaft kann beispielsweise in der Art eines Pendels mit seinem oberen Ende an der Tragstruktur aufgehängt sein, wobei das optischen Element an dem unteren Ende des Schafts festgelegt ist.

Bei dem Schaft handelt es sich um ein im Wesentlichen längliches Bauteil.

Die erfindungsgemäße Aktuatoreinrichtung weist ferner wenigstens eine Aktuatoreinheit auf, mit einem am Schaft festgelegten Translator und einem mechanisch mit der Tragstruktur verbundenen Stator. Die Aktuatoreinrichtung ist ausgebildet, um eine Auslenkkraft auf den Schaft aufzubringen, um den Schaft aus einer Mittelstellung radial auszulenken.

Vorzugsweise verläuft die Längsachse des Schafts entlang dem Vektor der Gewichtskraft des optischen Elements, wenn sich der Schaft in der Mittelstellung befindet.

Erfindungsgemäß weist die Aktuatoreinrichtung eine Kompensationseinrichtung auf, welche eingerichtet ist, um unabhängig von der Auslenkkraft eine in Abhängigkeit von der Auslenkung des Schafts aus der Mittelstellung ansteigende Kompensationskraft auf den Schaft aufzubringen, welche einer auf den Schaft in Richtung auf die Mittelstellung wirkenden, durch die Gewichtskraft des optischen Elements verursach ten Rückstellkraft entgegenwirkt.

Es kann erfindungsgemäß eine negative Steifigkeit in das System eingeführt werden. Mit einer negativen Steifigkeit ist eine variable Kompensationskraftrichtung gemeint, die sich mit der Auslenkung des Schafts aus der Mittelstellung erhöht.

Erfindungsgemäß kann die aufzubringende Gesamtkraft bzw. Auslenkkraft der wenigstens einen Aktua toreinheit zur Ausrichtung des optischen Elements bzw. zum Auslenken des Schafts verkleinert sein, wodurch weniger elektrische Energie benötigt wird. Hierdurch ist auch die Wärmeabgabe durch die we nigstens eine Aktuatoreinheit reduziert.

Ferner kann die wenigstens eine Aktuatoreinheit kompakter ausgebildet sein, wenn die benötigte maxi male Auslenkkraft reduziert ist.

Schließlich kann erfindungsgemäß auch die Dynamik der Aktuatoreinrichtung insgesamt verbessert sein, bei gleichzeitig großem maximalen Auslenkbereich.

Vorzugsweise ist die Kompensationseinrichtung eingerichtet, um bei Auslenkung des Schafts mittels der wenigstens einen Aktuatoreinheit eine zumindest annähernd lineare Auslenkkraft-Weg-Kennlinie zu er wirken.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Aktuatoreinrichtung eine Gewichts kompensationseinrichtung aufweist, wobei der Schaft als Translator der Gewichtskompensationseinrich tung ausgebildet oder mit dem Translator der Gewichtskompensationseinrichtung verbunden ist, und wo bei die Gewichtskompensationseinrichtung eingerichtet ist, um die Gewichtskraft des optischen Elements zumindest teilweise zu kompensieren.

Die Gewichtskompensationseinrichtung ist vorzugsweise zur gewichtsfreien bzw. im Wesentlichen ge wichtsfreien Lagerung des optischen Elements ausgebildet. Während die Gewichtskraft des optischen Elements entlang dem Schaft bzw. dem Translator der Gewichtskompensationseinrichtung nach unten, d. h. auf den Mittelpunkt der Gravitationsquelle, insbesondere den Erdmittelpunkt, gerichtet ist, ist die Ge wichtskompensationskraft der Gewichtskraft entgegengerichtet.

In der Regel weist eine Gewichtskompensationseinrichtung eine Magneteinrichtung, umfassend wenigs tens einen Permanentmagneten auf. Insbesondere magnetische Gewichtskompensationseinrichtungen sind im Stand der Technik ausreichend bekannt, weshalb auf die Einzelheiten vorliegend nicht eingegan gen wird.

Durch Verwendung der Gewichtskompensationseinrichtung kann die auf den Schaft wirkende Rückstell kraft ggf. weiter reduziert sein, da die Gewichtskraft des optischen Elements zumindest teilweise kom pensiert wird. Die Dynamik und Effizienz der Aktuatoreinrichtung kann somit durch Verwendung der Ge wichtskompensationseinrichtung weiter verbessert sein.

Da die Gewichtskraft des optischen Elements vornehmlich durch die Gewichtskompensationseinrichtung aufgenommen wird, kann die wenigstens eine Aktuatoreinheit klein und kompakt ausgebildet sein. In einer Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass das Gelenk, über das der erste Endabschnitt auslenkbar an dem Fußpunkt der Tragstruktur aufgehängt ist, als Festkörpergelenk ausge bildet.

Es kann insbesondere ein Gelenk vorgesehen sein, das eine Drehbewegung des Schafts entlang einer ersten Achse ermöglicht, insbesondere in der Art eines Pendels. Die Verwendung eines Festkörperge lenks kann sich erfindungsgemäß hierfür besonders gut eignen. Ein Festkörpergelenk ermöglicht eine Relativbewegung durch Biegung des entsprechenden Gelenkbauteils. Die Gelenksteifigkeit entspricht somit der Biegesteifigkeit des verwendeten Materials.

Grundsätzlich kann allerdings ein beliebiges Gelenk, d. h. auch ein Gelenk im Sinne eines kinematischen Paares vorgesehen sein, vorzugsweise ein Doppelgelenk.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Aktuatoreinrichtung zwei Aktua toreinheiten aufweist, die an sich gegenüberliegenden Seiten des Schafts mit ihrem jeweiligen Translator festgelegt sind. Die "wenigstens eine Aktuatoreinheit" entspricht gemäß dieser Weiterbildung somit den zwei Aktuatoreinheiten.

Zwei Aktuatoreinheiten können insbesondere derart mittels ihrer jeweiligen Translatoren an dem Schaft festgelegt sein, dass eine Auslenkung des Schafts dadurch hervorgerufen werden kann, dass eine der Aktuatoreinheiten mittels ihres Translators eine schiebende Linearbewegung auf dem Schaft ausübt, wo hingegen die andere Aktuatoreinheit eine ziehende Bewegung mittels ihres Translators auf den Schaft ausübt. Die erforderliche Auslenkkraft kann somit zwischen den Aktuatoreinheiten aufgeteilt werden, was hinsichtlich der Dynamik und der Wärmeverteilung in der Aktuatoreinrichtung von Vorteil sein kann.

Besonders von Vorteil kann dabei eine gegenüberliegende oder zumindest im Wesentlichen gegenüber liegende Anordnung der Aktuatoreinheiten sein.

Obwohl die Verwendung von zwei Aktuatoreinheiten bevorzugt ist, kann grundsätzlich auch nur eine Ak tuatoreinheit zur Auslenkung des Schafts vorgesehen sein. Es können außerdem auch mehr als zwei Ak tuatoreinheiten zur Auslenkung des Schafts vorgesehen sein, beispielsweise drei Aktuatoreinheiten, vier Aktuatoreinheiten oder noch mehr Aktuatoreinheiten.

Die wenigstens eine Aktuatoreinheit kann mit ihrem Translator grundsätzlich entlang eines beliebigen Winkels an dem Schaft festgelegt sein. Beispielsweise kann die wenigstens eine Aktuatoreinheit ausge richtet sein, dass der Translator orthogonal zu der Längsachse des Schafts ausgerichtet ist, wenn sich der Schaft in der Mittelstellung befindet. Vorzugsweise ist allerdings eine winklige Ausrichtung des Trans lators zu der Längsachse des Schafts vorgesehen sein, wenn sich der Schaft in der Mittelstellung befin det. Beispielsweise kann der Translator der wenigstens einen Aktuatoreinheit unter einem Winkel zwi schen 10 ^s und 80 ^s , vorzugsweise zwischen 20° und 70 ^s , besonders bevorzugt zwischen 30° und 60 ^s und ganz besonders bevorzugt gemäß einem Winkel von im Wesentlichen 45 ^s zu der Längsachse des Schaft ausgerichtet sein, wenn sich der Schaft in seiner Mittelstellung befindet.

Der Translator der wenigstens einen Aktuatoreinheit kann über eine Gelenkverbindung, beispielsweise über einer Festkörpergelenkverbindung, an dem Schaft festgelegt sein.

Die wenigstens eine Aktuatoreinheit kann mittels eines an dem Schaft angebrachten Befestigungsele ments an dem Schaft festgelegt sein. Bei Verwendung von mehreren Aktuatoreinheiten können diese an einem gemeinsamen Befestigungselement festgelegt sein.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Aktuatoreinheit mit ihrem Translator im Bereich des zweiten Endabschnitts des Schafts festgelegt ist.

Grundsätzlich kann es von Vorteil sein, wenn die wenigstens eine Aktuatoreinheit zur Ausnutzung eines möglichst großen Hebelarms möglichst nah am Befestigungspunkt des optischen Elements an dem zwei ten Endabschnitt des Schafts festgelegt ist. Bauraumbedingt kann aber vorgesehen sein, den Translator der wenigstens einen Aktuatoreinheit nicht unmittelbar am Befestigungspunkt des optischen Elements, sondern entlang der Längsachse des Schafts etwas weiter in Richtung auf den ersten Endabschnitt wei send festzulegen. Vorzugsweise ist der Translator der wenigstens einen Aktuatoreinheit im unteren Drittel des Schafts angeordnet (die Richtungsangabe "unten" bezieht sich hinsichtlich der hängenden Anord nung des Schafts auf die dem Erdmittelpunkt zugewandte Seite des Schafts, an der das optische Ele ment festgelegt ist).

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Aktuatoreinheit als Lorentz-Aktuator, vorzugsweise als Tauchspulenaktuator ausgebildet ist.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kompensationseinrichtung eine Magnetanordnung aufweist, um die Kompensationskraft zu erzeugen.

Mittels einer Magnetanordnung ist ein besonders einfacher Aufbau der Kompensationseinrichtung mög lich.

Vorzugsweise ist die Magnetanordnung achsensymmetrisch zu der Aktuatoreinrichtung bzw. zumindest zu dem Schaft angeordnet, wenn sich der Schaft in seiner Mittelstellung befindet.

Die Magnetanordnung kann wenigstens einen Permanentmagneten aufweisen, der mit wenigstens einem Magnetkörper derart wechselwirkt, dass die Kompensationskraft in Abhängigkeit von der Auslenkung des Schafts aus der Mittelstellung auf den Schaft aufgebracht wird. Beispielsweise können mehrere Perma nentmagnete radial um den Schaft herum angeordnet sein, die mit wenigstens einem Magnetkörper des Schafts entsprechend wechselwirken - oder umgekehrt. Bei dem Magnetkörper kann es sich ebenfalls um einen Permanentmagneten, aber auch um ein beliebiges ferromagnetisches Material, insbesondere ein weichmagnetisches Material handeln, auf das ein Permanentmagnet eine magnetische anziehende Wirkung hat.

In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Magnetanordnung wenigstens einen um den Schaft verlaufenden Ringmagnet aufweist. Vorzugsweise ist wenigstens ein radial magnetisierter Ring magnet vorgesehen.

Es können auch mehrere Ringmagnete vorgesehen sein, die beispielsweise entlang der Längsachse des Schafts untereinander verteilt angeordnet sind.

Vorzugsweise ist der Schaft aus einem ferromagnetischen Material, insbesondere einem weichmagneti schen Material ausgebildet, auf das der wenigstens eine Ringmagnet eine magnetisch anziehende Wir kung zu entfalten vermag. Beispielsweise kann der Schaft aus Eisen ausgebildet sein.

Der wenigstens eine Ringmagnet, der um den Schaft verläuft, kann auch mit wenigstens einem Perma nentmagnet, insbesondere wenigstens einem inneren Ringmagnet, der an dem Schaft festgelegt ist, wechselwirken, um die magnetische Kompensationskraft zu erzeugen.

Vorzugsweise ist genau ein Ringmagnet vorgesehen, der mit einem weichmagnetisch ausgebildeten Schaft magnetisch wechselwirkt.

Bei einer Auslenkung des Schafts in eine beliebige Richtung kann mittels der Magnetanordnung, insbe sondere mittels dem wenigstens einen Ringmagnet, eine Kompensationskraft auf den Schaft erzeugt werden, die sich in Auslenkrichtung verstärkt und gleichzeitig in der entgegengesetzten Richtung ab schwächt, wodurch die Kompensationskraft erhöht wird, je weiter sich der Schaft von seiner neutralen Mittelstellung herausbewegt.

Der wenigstens eine Ringmagnet kann grundsätzlich an einer beliebigen Stelle entlang der Längsachse des Schafts in der Aktuatoreinrichtung positioniert sein. Durch die Wahl der Position kann die in Abhän gigkeit von der Auslenkung des Schafts entstehende Kompensationskraft auf den Schaft im Vorfeld ein stellbar sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Magnetring entlang der Längs achse des Schafts verstellbar angeordnet ist, beispielsweise um die Aktuatoreinrichtung bzw. die Kom pensationseinrichtung nachträglich zu kalibrieren. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Ringmagnet im mittleren Drittel des Schafts angeordnet.

In einer Weiterbildung kann auch vorgesehen sein, dass die Magnetanordnung ausgebildet und/oder po sitioniert ist, dass der Schaft die Magnetanordnung in seiner maximal von der Mittelstellung ausgelenkten Stellung nicht berührt. Eine Berührung des beispielsweise weichmagnetischen Schafts mit einem Permanentmagneten der Magnetanordnung kann eine starke Haltekraft des Schafts an der Magnetanordnung zur Folge haben. Diese Situation ist gegebenenfalls zu vermeiden, damit sich der Schaft bei deaktivierten Aktuatoreinhei ten bzw. bei Nichtvorhandensein einer Auslenkkraft wieder selbständig in die Mittelstellung zurückbe wegt. Beispielsweise kann ein Ringmagnet einen ausreichend großen Innendurchmesser aufweisen, um dem Schaft ausreichend Spielraum für dessen Auslenkung zu geben.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Kompensationseinrichtung ei ne Federanordnung aufweist, um die Kompensationskraft zu erzeugen.

Auch eine Federanordnung kann eine technisch vorteilhafte Möglichkeit sein, die Kompensationseinrich tung auszubilden. Mittels einer Federanordnung kann die Kompensationseinrichtung insbesondere vor teilhaft rein mechanisch ausgebildet werden. Auf diese Weise werden keinerlei magnetische oder elekt romagnetische Felder erzeugt, die gegebenenfalls zu einem unvorteilhaften Übersprechen mit anderen Aktuatoreinrichtungen oder sonstigen Einrichtungen der Projektionsbelichtungsanlage führen können.

Das Funktionsprinzip der Federanordnung kann grundsätzlich dem Funktionsprinzip einer Federanord nung eines Fahrradständers entsprechen.

Vorzugsweise ist die Federanordnung radial um den Schaft angeordnet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Federanordnung innerhalb des Schafts angeordnet ist.

Es kann auch vorgesehen sein, eine Magnetanordnung und eine Federanordnung innerhalb einer ge meinsamen Kompensationseinrichtung zu kombinieren, um gemeinsam die Kompensationskraft zu er zeugen.

In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Federanordnung wenigstens eine Zugfeder auf weist, wobei die Zugfeder mit einem ersten Ende an der Tragstruktur und mit einem zweiten Ende an dem Schaft festgelegt ist, und wobei die Zugfeder über ihre entspannte Länge hinaus gedehnt ist, wenn sich der Schaft in der Mittelstellung befindet.

Vorzugsweise ist die Zugfeder also vorgespannt.

Die Zugfeder verläuft vorzugsweise über das Gelenk bzw. den Drehpunkt des Schafts zwischen dem ers ten Endabschnitt des Schafts und dem Fußpunkt.

Der Festlegungspunkt des zweiten Endes der Zugfeder kann entlang der Längsachse des Schafts zur Kalibrierung bzw. Einstellung der Kompensationskraft festgelegt werden. Vorzugsweise befindet sich der Festlegungspunkt des zweiten Endes der Zugfeder im mittleren Drittel entlang der Längsachse des Schafts. Bei einer Auslenkung des Schafts aus seiner Mittelstellung vermag sich aufgrund des Festlegungspunkts des ersten Endes der Zugfeder außerhalb von dem Drehpunkt des Schafts die Länge der Zugfeder mit größer werdender Auslenkung des Schafts aus der Mittelstellung zu verringern. Da die unter Spannung stehende Zugfeder einer Verkürzung deren Länge und somit dem entspannten Zustand entgegenstrebt, bewirkt die Federkraft schließlich eine erfindungsgemäße Kompensationskraft, sobald der Schaft durch die wenigstens eine Aktuatoreinheit aus seiner Mittelstellung ausgelenkt wird.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Federanordnung wenigstens eine Druckfeder, vorzugsweise zwei Druckfedern aufweist, wobei die wenigstens eine Druckfeder mit ei nem ersten Ende an der Tragstruktur und mit einem zweiten Ende an dem Schaft festgelegt ist, wobei die Druckfeder bezüglich ihrer entspannten Länge komprimiert ist, wenn sich der Schaft in der Mittelstellung befindet.

Eine Auslenkung des Schafts aus seiner Mittelstellung kann somit durch eine Ausdehnung und somit durch die Federkraft der Druckfeder unterstützt werden, sobald der Schaft aus seiner Mittelstellung aus gelenkt wird.

Beispielsweise können zwei, drei, vier oder mehr Druckfedern gleichmäßig um den Schaft herum ange ordnet und mit ihren ersten Enden an dem Schaft festgelegt und mit ihren zweiten Enden an der Trags truktur festgelegt sein.

Es kann also eine Zug- und/oder Druckspannung vorgesehen sein, um die Kompensationskraft zu erzeu gen, insbesondere in Richtung der Auslenkkraft des Schafts aus seiner Mittelstellung, die in Abhängigkeit von der Auslenkung erhöht wird.

Die Federanordnung kann einen progressiven, linearen oder degressiven Kraft-Weg-Verlauf aufweisen.

Eine Federanordnung, die einen progressiven oder degressiven Kraft-Weg-Verlauf aufweist, kann ver wendet werden, um einen nichtlinearen Kraft-Weg-Verlauf bei der Auslenkung des Schafts auszugleichen und den Kraft-Weg-Verlauf vorzugsweise zu linearisieren.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kompensationseinrichtung einge richtet ist, um die auf den Schaft wirkende Rückstellkraft durch die Kompensationskraft teilweise oder vollständig auszugleichen oder überzukompensieren.

Die Erfindung betrifft auch eine optische Baugruppe einer Projektionsbelichtungsanlage, umfassend drei Aktuatoreinrichtungen gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen, die ausgebildet und zueinander ausgerichtet sind, um ein gemeinsames optisches Element, vorzugsweise einen Spiegel, zu verkippen. Bei der Aktuierung optischer Elemente (insbesondere von Spiegeln) in optischen Baugruppen von Projek tionsbelichtungsanlagen, beispielsweise in EUV-Lithographieoptiken, müssen immer größere optische Elemente bei gleichzeitig hoher Positionierungsgenauigkeit bewegt werden. Die dabei benötigten Kräfte sind von den eingesetzten Aktuatoreinheiten, insbesondere Tauchspulenaktuatoren, oft nur schwer auf zubringen. Aufgrund der von der Kompensationseinrichtung erzeugten Kompensationskraft kann dieses Problem für die erfindungsgemäße optische Baugruppe vermieden werden.

Erfindungsgemäß kann eine negative Steifigkeit eingeführt werden, um die aufzubringende Gesamtkraft zur Auslenkung des optischen Elements zu reduzieren.

Besonders vorteilhaft lässt sich die Erfindung mit einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage bzw. einer EUV-Projektionsoptik zur Ausrichtung eines Spiegels verwenden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit einem Be leuchtungssystem mit einer Strahlungsquelle sowie einer Optik, welche wenigstens ein auszurichtendes optisches Element aufweist, wobei das auszurichtende optische Element mit wenigstens einer Aktua toreinrichtung gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen ausrichtbar, lagerbar, verstell bar, manipulierbar und/oder deformierbar ist.

Die Erfindung eignet sich grundsätzlich für eine Vielzahl von Anwendungen, beispielsweise um Abbil dungsfehler einer Projektionsbelichtungsanlage zu korrigieren.

Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Verwendung mit mikrolithografischen DUV - ("Deep Ultravio- let") Projektionsbelichtungsanlagen und ganz besonders zur Verwendung mit mikrolithografischen EUV- Projektionsbelichtungsanlagen.

Eine mögliche Verwendung der Erfindung betrifft auch die Immersionslithographie.

Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Ausrichtung eines optischen Elements einer Pro jektionsbelichtungsanlage, wonach wenigstens eine Aktuatoreinheit mittels einem Translator eine Aus lenkkraft auf einen Schaft aufbringt, der mit einem ersten Endabschnitt über ein Gelenk auslenkbar an ei nem Fußpunkt einer Tragstruktur aufgehängt ist und dessen zweiter Endabschnitt an dem optischen Element festgelegt ist, um den Schaft aus einer Mittelstellung radial auszulenken. Dabei ist vorgesehen, dass eine Kompensationseinrichtung verwendet wird, die unabhängig von der Auslenkkraft eine Kom pensationskraft auf den Schaft aufbringt, die einer in Richtung auf die Mittelstellung wirkenden, durch die Gewichtskraft des optischen Elements verursachten Rückstellkraft entgegenwirkt und die in Abhängigkeit von der Auslenkung des Schafts aus der Mittelstellung ansteigt. Es kann eine Aktuatoreinrichtung zum Lagern und/oder Positionieren eines optischen Elements, insbe sondere eines Spiegels, in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage verwendet werden, wobei bedingt durch eine oder mehrere negative Steifigkeiten die Auslenkung durch passive Kräfte be günstigt wird, so dass insgesamt zum seitlichen Auslenken des Schafts aus der Mittelstellung ein gerin gerer Kraftaufwand anfällt.

Die Erfindung eignet sich ferner besonders vorteilhaft zur Verwendung mit Festkörpergelenken, da insbe sondere derartige Gelenke grundsätzlich in ihre Neutralstellung zurückstreben und somit die Rückstell kraft weiter erhöht sein kann, zusätzlich zu der durch die Gewichtskraft des optische Elements verursach ten Rückstellkraft.

Merkmale, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Aktuatoreinrichtung beschrieben wurden, sind selbstverständlich auch für die erfindungsgemäße optische Baugruppe, die erfindungsge mäße Projektionsbelichtungsanlage und das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft umsetzbar - und umgekehrt. Ferner können Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Aktua toreinrichtung genannt wurden, auch auf die erfindungsgemäße optische Baugruppe, die erfindungsge mäße Projektionsbelichtungsanlage und das erfindungsgemäße Verfahren bezogen verstanden werden - und umgekehrt.

Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder "mit" keine ande ren Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegen den Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Un terkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.

Es zeigen schematisch:

Figur 1 eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage;

Figur 2 eine DUV-Projektionsbelichtungsanlage;

Figur 3 eine immersionslithographische Projektionsbelichtungsanlage; Figur 4 eine optische Baugruppe einer Projektionsbelichtungsanlage, umfassend drei Aktua toreinrichtungen und ein auszurichtendes optisches Element in einer perspektivischen Darstellung;

Figur 5 eine Aktuatoreinrichtung zur Ausrichtung eines optischen Elements einer Projektionsbe lichtungsanlage mit zwei Aktuatoreinheiten in einer perspektivischen Darstellung;

Figur 6 eine prinzipmäßige Darstellung der Aktuatoreinrichtung der Figur 5 mit einer als Mag netanordnung ausgebildeten Kompensationseinrichtung und einem sich in Mittelstellung befindlichen Schaft;

Figur 7 die Aktuatoreinrichtung der Figur 6 mit beispielhaft ausgelenktem Schaft;

Figur 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Aktuatoreinrichtung, mit einer als Federanord nung ausgebildeten Kompensationseinrichtung, wobei eine Zugfeder vorgesehen ist, um die Kompensationskraft zu erzeugen; und

Figur 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Aktuatoreinrichtung, mit einer als Federanord nung ausgebildeten Kompensationseinrichtung, wobei zwei Druckfedern vorgesehen sind, um die Kompensationskraft zu erzeugen.

Figur 1 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 400 für die Halbleiterlithographie, für die die Erfindung Anwendung finden kann. Ein Beleuchtungssystem 401 der Projektionsbelichtungsanlage 400 weist neben einer Strahlungsquelle 402 eine Optik 403 zur Beleuch tung eines Objektfeldes 404 in einer Objektebene 405 auf. Beleuchtet wird ein im Objektfeld 404 ange ordnetes Retikel 406, das von einem schematisch dargestellten Retikelhalter 407 gehalten ist. Eine ledig lich schematisch dargestellte Projektionsoptik 408 dient zur Abbildung des Objektfeldes 404 in ein Bild feld 409 in einer Bildebene 410. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 406 auf eine lichtempfindli che Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 409 in der Bildebene 410 angeordneten Wafers 41 1 , der von einem ebenfalls ausschnittsweise dargestellten Waferhalter 412 gehalten ist. Die Strahlungsquelle 402 kann EUV-Strahlung 413, insbesondere im Bereich zwischen 5 Nanometer und 30 Nanometer, emittie ren. Zur Steuerung des Strahlungswegs der EUV-Strahlung 413 werden optisch verschieden ausgebilde te und mechanisch verstellbare optische Elemente 415, 416, 418, 419, 420 eingesetzt. Die optischen Elemente sind bei der in Figur 1 dargestellten EUV-Projektionsbelichtungsanlage 400 als verstellbare Spiegel in geeigneten und nachfolgend nur beispielhaft erwähnten Ausführungsformen ausgebildet.

Die mit der Strahlungsquelle 402 erzeugte EUV-Strahlung 413 wird mittels eines in der Strahlungsquelle 402 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass die EUV-Strahlung 413 im Bereich einer Zwischenfo kusebene 414 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor die EUV-Strahlung 413 auf einen Feldfacettenspie gel 415 trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel 415 wird die EUV-Strahlung 413 von einem Pupillenfacetten spiegel 416 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupillenfacettenspiegels 416 und einer optischen Bau gruppe 417 mit Spiegeln 418, 419, 420 werden Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 415 in das Objekt feld 404 abgebildet. In Figur 2 ist eine beispielhafte DUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 dargestellt. Die Projektionsbelich tungsanlage 100 weist ein Beleuchtungssystem 103, eine Retikelstage 104 genannten Einrichtung zur Aufnahme und exakten Positionierung eines Retikels 105, durch welches die späteren Strukturen auf ei nem Wafer 102 bestimmt werden, einen Waferhalter 106 zur Halterung, Bewegung und exakten Positio nierung des Wafers 102 und eine Abbildungseinrichtung, nämlich ein Projektionsobjektiv 107, mit mehre ren optischen Elementen 108, die über Fassungen 109 in einem Objektivgehäuse 140 des Projektionsob jektivs 107 gehalten sind, auf.

Die optischen Elemente 108 können als einzelne refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Ele mente 108, wie z. B. Linsen, Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen ausgebildet sein.

Das grundsätzliche Funktionsprinzip der Projektionsbelichtungsanlage 100 sieht vor, dass die in das Re- tikel 105 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 102 abgebildet werden.

Das Beleuchtungssystem 103 stellt einen für die Abbildung des Retikels 105 auf den Wafer 102 benötig ten Projektionsstrahl 1 1 1 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in dem Be leuchtungssystem 103 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 1 1 1 beim Auftref fen auf das Retikel 105 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.

Mittels des Projektionsstrahls 1 1 1 wird ein Bild des Retikels 105 erzeugt und von dem Projektionsobjektiv 107 entsprechend verkleinert auf den Wafer 102 übertragen. Dabei können das Retikel 105 und der Wafer 102 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 105 auf entsprechende Bereiche des Wafers 102 abgebildet wer den.

In Figur 3 ist eine dritte Projektionsbelichtungsanlage 200 in Ausbildung als immersionslithographische DUV-Projektionsbelichtungsanlage beispielhaft dargestellt. Zum weiteren Hintergrund einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage 200 wird beispielsweise auf die WO 2005/069055 A2 verwiesen, deren In halt durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung integriert sei; auf die genaue Funktionsweise wird an dieser Stelle deshalb nicht im Detail eingegangen.

Erkennbar ist, vergleichbar mit der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 gemäß Figur 2, eine Retikels tage 104, durch welche die späteren Strukturen auf dem Wafer 102, der auf dem Waferhalter 106 bzw. Wafertisch angeordnet ist, bestimmt werden. Die Projektionsbelichtungsanlage 200 der Figur 3 weist hierzu ebenfalls mehrere optische Elemente, insbesondere Linsen 108 und Spiegel 201 , auf. Die Verwendung der Erfindung ist nicht auf den Einsatz in Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200, 400 mit dem beschriebenen Aufbau beschränkt und kann grundsätzlich für beliebige Projektionsbelichtungs anlagen verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Aktuatoreinrichtung 3, die optische Baugruppe 1 und das erfindungsgemäße Ver fahren eignen sich grundsätzlich zur Ausrichtung beliebiger optischer Elemente einer beliebigen Projekti onsbelichtungsanlage, insbesondere für Anwendungen, bei denen die optischen Elemente mit einem vergleichsweise großen Einstellungsbereich und einer vergleichsweise hohen Positionierungsgenauigkeit und gegebenenfalls hoher Dynamik ausgerichtet bzw. eingestellt werden sollen.

Die Erfindung sowie das nachfolgende Ausführungsbeispiel sind ferner nicht auf eine spezifische Bau form beschränkt zu verstehen. Die nachfolgenden Figuren stellen die Erfindung lediglich beispielhaft und stark schematisiert dar.

Figur 4 zeigt eine optische Baugruppe 1 einer Projektionsbelichtungsanlage 100, 200, 400 zur Ausrich tung eines optischen Elements 2. Der in Figur 4 dargestellte Aufbau eignet sich in besonderer Weise, um eine erfindungsgemäße Aktuatoreinrichtung 3 bzw. eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Aktuatorein richtungen 3, vorliegend drei Aktuatoreinrichtungen 3, zur Ausrichtung eines gemeinsamen optischen Elements 2 einzusetzen. Es hat sich als besonders geeignet herausgestellt, ein optisches Element 2 mit Hilfe von drei Aktuatoreinrichtungen 3 zu lagern und auszurichten. Die Erfindung ist allerdings nicht auf eine konkrete Anzahl von Aktuatoreinrichtungen 3 beschränkt.

In dem Aufbau gemäß Figur 4 ist vorgesehen, das optische Element 2 mittels der drei Aktuatoreinrichtun gen 3 zur Beeinflussung des Strahlengangs einer Projektionsbelichtungsanlage 100, 200, 400 zu verkip pen.

Zur weiteren Ausgestaltung eines prinzipmäßigen Aufbaus zur Ausrichtung eines optischen Elements 2, die auch im Rahmen der Erfindung realisiert werden kann, wird auf die WO 2005/026801 A2 verwiesen.

Bei dem in Figur 4 dargestellten optischen Element 2 kann es sich insbesondere um eines der in den Fi guren 1 , 2 und 3 gezeigten optischen Elemente 415, 416, 418, 419, 420, 108, 201 bzw. einen Teil der op tischen Elemente 415, 416, 418, 419, 420, 108, 201 handeln. Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich insbesondere zur Ausrichtung eines optischen Elements 2, das als Spiegel ausgebildet ist.

Die Aktuatoreinrichtungen 3 sind über einen jeweiligen Befestigungspunkt 4 mit dem optischen Element 2 verbunden.

Über die Befestigungspunkte 4 lässt sich das optische Element 2 mittels der Aktuatoreinrichtung 3 in alle Achsrichtungen eines Koordinatensystems X, Y, Z, wie in Figur 4 prinzipmäßig dargestellt, ausrichten bzw. einstellen. In Figur 4 ist ferner eine Tragstruktur 5 dargestellt, welche mit einem nur prinzipmäßig dargestellten Ge häuseteil 6 verbunden ist.

In Figur 5 ist beispielhaft eine einzelne Aktuatoreinrichtung 3 dargestellt.

Die in Figur 5 dargestellte Aktuatoreinrichtung 3 zur Ausrichtung des optischen Elements 2 weist zwei Ak tuatoreinheiten 7 auf, die an dem auszurichtenden optischen Element 2 über den Befestigungspunkt 4 festgelegt sind.

In den Figuren 5 bis 9 ist das optische Element 2 aus Gründen einer einfachen Darstellung nicht gezeigt.

Grundsätzlich können die Aktuatoreinheiten 7 einen beliebigen Aufbau aufweisen. Insbesondere können Aktuatoreinheiten 7 verwendet werden, die durch Magnetkräfte gesteuert werden können. Insbesondere können Lorentz-Aktuatoren, und besonders bevorzugt Tauchspulenaktuatoren, vorgesehen sein.

Grundsätzlich kann die Aktuatoreinrichtung 3 eine beliebige Anzahl Aktuatoreinheiten 7 aufweisen, ins besondere auch nur eine Aktuatoreinheit 7, drei Aktuatoreinheiten 7 oder mehr Aktuatoreinheiten 7. Vor zugsweise sind zwei Aktuatoreinheiten 7 vorgesehen, gemäß einer in den Figuren 5 bis 9 dargestellten relativen Ausrichtung zueinander.

Wie sich der Figur 5 entnehmen lässt, sind die beiden Aktuatoreinheiten 7 derart ausgebildet und einge richtet, dass diese eine zweidimensionale Bewegung ermöglichen, die über den Bewegungspunkt 4 auf das optische Element 2 übertragbar ist. Hierzu kann eine entsprechend gelenkige Verbindung vorgese hen sein, die im Ausführungsbeispiel als Teil des Befestigungspunkts 4 ausgebildet und nicht näher dar gestellt ist. Die in Figur 5 dargestellte Aktuatoreinrichtung 3 weist optional eine Gewichtskompensations einrichtung 8 auf.

Die Figuren 6 und 7 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Aktuatoreinrichtung 3 zur Ausrichtung des optischen Elements 2 einer Projektionsbelichtungsanlage 100, 200, 400 in einer prin zipmäßigen, teilgeschnittenen Darstellung.

Die Aktuatoreinrichtung 3 weist einen Schaft 9 auf, dessen erster Endabschnitt 9.1 über ein Gelenk 10 auslenkbar an einem Fußpunkt 1 1 der Tragstruktur 5 aufgehängt ist. Der zweite Endabschnitt 9.2 des Schafts 9 ist an dem optischen Element 2 festgelegt. Rein beispielhaft ist der Befestigungspunkt 4 ange deutet, bei dem es sich insbesondere um den in Figur 5 dargestellten gelenkig ausgebildeten Befesti gungspunkt 4 handeln kann.

Das Gelenk 10, über das der erste Endabschnitt 9.1 des Schafts 9 auslenkbar an der Tragstruktur 5 auf gehängt ist, kann als Festkörpergelenk ausgebildet sein. Wie vorstehend bereits angedeutet, kann die Aktuatoreinrichtung 3 optional eine Gewichtskompensati onseinrichtung 8 aufweisen, die in den Figuren 6 bis 9 lediglich als Blackbox angedeutet ist. Der Schaft 9 kann dabei als Translator der Gewichtskompensationseinrichtung 8 ausgebildet oder mit dem Translator der Gewichtskompensationseinrichtung 8 verbunden sein, wobei die Gewichtskompensationseinrichtung

8 eingerichtet ist, um die Gewichtskraft F _G des optischen Elements 2 zumindest teilweise zu kompensie ren. Gewichtskompensationseinrichtungen 8 sind aus dem Stand der Technik, insbesondere zur Verwen dung mit Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200, 400 bekannt, weshalb diese vorliegend nicht näher beschrieben werden.

Die Aktuatoreinrichtung 3 weist wenigstens eine Aktuatoreinheit 7 auf, aufweisend einen am Schaft 9 festgelegten Translator 12 und einen mechanisch mit der Tragstruktur 5 verbundenen Stator 13, um eine Auslenkkraft F _Ä auf den Schaft 9 aufzubringen, um den Schaft 9 aus einer Mittelstellung M radial auszu lenken. In Figur 6 ist der Schaft 9 in der unausgelenkten Mittelstellung M dargestellt, wohingegen Figur 7 eine ausgelenkte Position des Schafts 9 zeigt.

Vorzugsweise sind, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, zwei Aktuatoreinheiten 7 vorgesehen. Be sonders bevorzugt befinden sich die zwei Aktuatoreinheiten 7 an gegenüberliegenden Seiten des Schafts

9 und sind entsprechend mit ihrem Translator 12 an diesem festgelegt.

Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Aktuatoreinheit 7 zu dem Schaft 9 winklig ausgerich tet ist, wie in den Ausführungsbeispielen dargestellt. Vorzugsweise ist eine Ausrichtung von etwa 45 ^s zu dem Schaft 9 vorgesehen.

Die beiden Aktuatoreinheiten 7 sind mit ihrem Translator 12 über jeweils eine Gelenkverbindung 14 an einem gemeinsamen Befestigungselement 15 des Schafts 9 festgelegt.

Die Aktuatoreinheiten 7 sind im unteren Drittel des Schafts 9 festgelegt. Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Aktuatoreinheit 7 mit ihrem Translator 12 im Bereich des zweiten Endab schnitts 9.2 des Schafts 9 festgelegt ist, d. h. möglichst nah an dem Befestigungspunkt 4 des optischen Elements 2, um sich einen möglichst großen Flebelarm zu Nutze zu machen.

Problematisch bei der Ausrichtung des optischen Elements 2 gemäß dem Stand der Technik ist es, dass die Gewichtskraft F _G des optischen Elements 2 bei einer Auslenkung des Schafts 9 aus dessen Mittelstel lung M eine Rückstellkraft F _R auf den Schaft 9 in Richtung auf die Mittelstellung M verursacht, was die wenigstens eine Aktuatoreinheit 7 zusätzlich belastet. Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieses Problems eine Kompensationseinrichtung 1 6 vorgesehen, die eingerichtet ist, um unabhängig von der Auslenkkraft F _A der wenigstens einen Aktuatoreinheit 7 eine in Abhängigkeit von der Auslenkung des Schafts 9 aus der Mittelstellung M ansteigende Kompensationskraft F _K auf den Schaft 9 aufzubringen, welche der Rückstellkraft F _R entgegenwirkt. Die Kompensationseinrichtung 16 kann beispielsweise eingerichtet sein, um die auf den Schaft 9 wirkende Rückstellkraft F _R durch die Kompensationskraft F _K teilweise oder voll ständig auszugleichen oder auch überzukompensieren.

In dem in den Figuren 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Kompensationseinrichtung 16 eine Magnetanordnung auf, um die Kompensationskraft F _K zu erzeugen.

Die Magnetanordnung kann wenigstens einen um den Schaft 9 verlaufenden Ringmagnet 17 oder auch sonstige Permanentmagnete und magnetisch beeinflussbare Teile aufweisen. Vorzugsweise ist, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, ein um den Schaft 9 verlaufender Ringmagnet 17 vorgesehen. Der Ringmagnet 17 weist vorzugsweise eine radiale Magnetisierung auf (in den Figuren 6 und 7 durch ent sprechende Pfeile dargestellt). Auf die Ausrichtung der Magnetisierung (N/S oder S/N) kommt es dabei in der Regel nicht an.

Vorzugsweise ist der Schaft 9 aus einem weichmagnetischen Material ausgebildet, auf das der Ringmag net 17 eine magnetisch anziehende Wirkung hat. Bei einer Auslenkung des Schafts 9 aus dessen Mittel stellung M erhöht sich somit zunehmend die magnetische Anziehungskraft des Ringmagneten 17 auf den Schaft 9, während sich der Schaft 9 der Innenwandung des Ringmagneten 17 nähert. Hierdurch kann die mit der Auslenkung aus der Mittelstellung M ansteigende Rückstellkraft F _R zumindest teilweise, vorzugs weise vollständig, ausgeglichen werden.

Es kann vorgesehen sein, dass die Magnetanordnung ausgebildet und/oder positioniert ist, dass der Schaft 9 die Magnetanordnung in seiner maximal aus der Mittelstellung M ausgelenkten Stellung nicht berührt. Dementsprechend kann der Ringmagnet 17 gemäß den Figuren 6 und 7 einen ausreichend gro ßen Innendurchmesser aufweisen und an einer geeigneten Höhenposition entlang der Längsachse des Schafts 9 angeordnet sein.

Vorzugsweise kann der Ringmagnet 17 im mittleren Drittel des Schafts 9 angeordnet sein. Der Ringmag net 17 kann auch höhenverstellbar ausgebildet sein, um die magnetisch erzeugte Kompensationskraft F _K entsprechend zu kalibrieren.

In den Figuren 8 und 9 sind weitere Ausführungsformen der Aktuatoreinrichtung 3 gezeigt, bei denen die Kompensationseinrichtung 16 eine Federanordnung aufweist, um die Kompensationskraft zu erzeugen. Die sonstigen Merkmale entsprechen dabei den bereits im Zusammenhang mit den Figuren 6 und 7 be schriebenen Merkmalen.

Die Federanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 8 weist eine Zugfeder 18 auf (grundsätz lich können auch mehrere Zugfedern vorgesehen sein), wobei die Zugfeder 18 mit einem ersten Ende an der Tragstruktur 5 und mit einem zweiten Ende an dem Schaft 9 festgelegt ist. Die Zugfeder 18 verläuft dabei über das Gelenk 10 und ist in der Mittelstellung M des Schafts 9 vorgespannt. Wird nun der Schaft 9 ausgehend von seiner Mittelstellung M ausgelenkt, kann die Zugfeder 18 ihre ge dehnte Länge verringern. Da sie diesen Zustand anstrebt, erzeugt sie bei einer Auslenkung des Schafts 9 aus der Mittelstellung M schließlich eine entsprechende Kompensationskraft F _K . Die Zugfeder 18 kann radial zu dem Schaft 9 ausgerichtet sein, insbesondere innerhalb des Schafts 9 verlaufen oder um den Schaft 9 herum angeordnet sein.

Die Federanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 9 weist zwei Druckfedern 19 auf, wobei die Druckfedern 19 mit einem jeweiligem ersten Ende an der Tragstruktur 5 und mit einem jeweiligen zweiten Ende an einem gemeinsamen Befestigungspunkt an dem Schaft 9 festgelegt sind. Die beiden Druckfedern 19 sind vorgespannt und bilden ein Dreieck zwischen den Befestigungspunkten der ersten Enden an der Tragstruktur 5 und dem gemeinsamen Befestigungspunkt der zweiten Enden an dem Schaft 9 aus. Figur 9 zeigt die Aktuatoreinrichtung 3 mit einem in Mittelstellung M befindlichen Schaft 9. Sobald der Schaft 9 aus seiner neutralen Mittelstellung M in eine beliebige Richtung ausgelenkt wird, wird diese Be wegung durch die Federkraft unterstützt, da die Druckfedern 19 eine gemeinschaftliche Federkraft in Axi alrichtung entlang der Mittelachse M nach oben und damit ein Drehmoment in den Schaft einleiten. Hier durch kann eine erfindungsgemäße Kompensationskraft F _K erzeugt werden.

Da die Kompensationskraft F _K bei den in den Figuren 8 und 9 gezeigten Ausführungsformen rein mecha nisch erzeugt wird, entstehen keine zusätzlichen magnetischen oder elektromagnetischen Störfelder.