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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Entkopplungsgelenk zur mechanischen Lagerung eines optischen Elements. Bei dem optischen Element kann es sich insbesondere um einen Spiegel oder ein Spiegelarray einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage handeln.
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Stand der Technik
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Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
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In einer für EUV (z.B. für Wellenlängen von z.B. etwa 13.5 nm oder niedriger) ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage werden mangels Vorhandenseins lichtdurchlässiger Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet. In der Beleuchtungseinrichtung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage ist insbesondere der Einsatz von Facettenspiegeln in Form von Feldfacettenspiegeln und Pupillenfacettenspiegeln als bündelführende Komponenten z.B. aus
DE 10 2008 009 600 A1 bekannt. Derartige Facettenspiegel sind aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln oder Spiegelfacetten aufgebaut, welche jeweils zum Zwecke der Justage oder auch zur Realisierung bestimmter Beleuchtungswinkelverteilungen über Festkörpergelenke und Aktoren kippbar ausgelegt sein können.
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Ein in der Praxis auftretendes Problem ist, dass die EUV-Spiegel u.a. infolge Absorption der von der EUV-Lichtquelle emittierten Strahlung eine Erwärmung und eine damit einhergehende thermische Ausdehnung bzw. Deformation erfahren, welche wiederum eine Beeinträchtigung der Abbildungseigenschaften des optischen Systems zur Folge haben kann.
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Zur Vermeidung von durch Wärmeeinträge in einen EUV-Spiegel verursachten Oberflächendeformationen und damit einhergehenden optischen Aberrationen sind diverse Ansätze bekannt. Hierzu gehören insbesondere ein aktives direktes Kühlen oder auch ein unmittelbares elektrisches Heizen.
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Ein hierbei in der Praxis auftretendes weiteres Problem besteht darin, dass die direkte Kühlung eines Spiegels oder Spiegelarrays im konkreten Anwendungsfall gegebenenfalls nicht möglich oder nicht erwünscht ist. Die mit der strahlungsbedingten Erwärmung einhergehende thermische Ausdehnung des Spiegels bzw. Spiegelarrays hat dann Zwangskräfte bzw. mechanische Verspannungen zur Folge, welche z.B. aus unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen des Spiegels bzw. Spiegelarrays einerseits und der - typischerweise gekühlten - mechanischen Einfassung andererseits resultieren können.
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Zur Vermeidung spannungsbedingter Deformationen ist der Einsatz von Entkopplungsgelenken bekannt, welche bei der mechanischen Anbindung des jeweiligen Spiegels bzw. Spiegelarrays thermisch induzierte Ausdehnungen des jeweiligen optischen Elements „aufnehmen“ und auf diese Weise mechanische Verspannungen vermeiden sollen. Hierbei kommen z.B. stegbasierte Entkopplungsgelenke zum Einsatz, wozu 13 eine lediglich schematische Darstellung zeigt. Das aus parallelen Stegen 82 aufgebaute Entkopplungsgelenk 80 gemäß 13 bewirkt eine Entkopplung in einem translatorischen Freiheitsgrad (Verschiebung entlang der y-Achse im eingezeichneten Koordinatensystem, kurz „dy“) sowie einem rotatorischen Freiheitsgrad (Drehung um die z-Achse, kurz „Rz“). Hinsichtlich der hier und im Folgenden verwendeten Terminologie für die Benennung der einzelnen Freiheitsgrade wird auf das Diagramm in 9 verwiesen.
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Je nach dem konkreten Anwendungsszenario erweisen sich die durch ein solches Entkopplungsgelenk „entkoppelten“ Freiheitsgrade als unzureichend, um eine freie thermische Ausdehnung ohne Einleitung von Zwangskräften bzw. mechanischen Verspannungen zu gewährleisten. Darüber hinaus kann sich auch die geometrische Anordnung der Entkopplungsgelenke relativ zum Spiegel bzw. Spiegelarray als anspruchsvolle Herausforderung erweisen, da beispielsweise die Entkopplung nur lokal realisiert wird und somit auch Zwangskräfte nur lokal aufgenommen werden können. Des Weiteren kann eine asymmetrische Entkopplung daraus resultieren, dass die einzelnen Lager unterschiedliche Wirkrichtungen haben. Im Ergebnis können dann aufgrund der Zwangskräfte Deformationen und/oder Verlagerungen der optischen Wirkfläche auftreten, welche wiederum zu einer Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften bzw. der Leistungsfähigkeit des das Spiegelarray aufweisenden optischen Systems wie z.B. der Projektionsbelichtungsanlage führen können.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Entkopplungsgelenk zur mechanischen Lagerung eines optischen Elements bereitzustellen, welches eine Reduzierung ungewünschter spannungsbedingter Deformationen unter Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche gelöst.
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Gemäß einem Aspekt weist ein erfindungsgemäßes Entkopplungsgelenk zur mechanischen Lagerung eines optischen Elements eine Anordnung aus einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Gelenkabschnitten auf, wobei sich in dieser Anordnung jeweils zwischen zwei Gelenkabschnitten ein Drehlager befindet, und wobei sich in einer vorgegebenen Stellung dieser Anordnung jeweils zwei zueinander parallel verlaufende Gelenkabschnitte über einen senkrecht hierzu verlaufenden Gelenkabschnitt mechanisch gekoppelt sind.
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Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, ein zur mechanischen Lagerung eines optischen Elements bestimmtes Entkopplungsgelenk mit einer Anordnung aus aufeinanderfolgenden Gelenkabschnitten derart auszugestalten, dass im Ergebnis eine Entkopplung des (typischerweise an eine Einfassung bzw. Halterung mechanisch angebundenen) optischen Elements in einer erhöhten Anzahl von Freiheitsgraden erzielt wird. Dabei kann insbesondere - wie im Weiteren anhand unterschiedlicher Ausführungsformen detaillierter beschrieben - durch das erfindungsgemäße Entkopplungsgelenk auch eine thermische Ausdehnung des optischen Elements „aufgefangen“ werden, welche zu Verschiebungen bzw. Verkippungen des optischen Elements in solchen Freiheitsgraden führt, die mit herkömmlicherweise ausgestalteten Entkopplungsgelenken (d.h. ohne die erfindungsgemäße Hintereinanderschaltung von Gelenkabschnitten) nicht entkoppelt werden.
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Dabei wird erfindungsgemäß u.a. dem Umstand Rechnung getragen, dass die thermische Ausdehnung eines Spiegels oder Spiegelarrays in einem optischen System wie einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage infolge elektromagnetischer (insbesondere EUV-) Strahlung typischerweise nicht nur mit einer Positions- bzw. Lageänderung des betreffenden optischen Elements in Richtung der Lichtausbreitung bzw. der optischen Systemachse sowie einer Verdrehung um diese Achse (d.h. in den Freiheitsgraden dz und Rz, vgl. 9) einhergeht, sondern infolge thermisch induzierter „Aufwölbung“ auch zu einer effektiven Verkippung (d.h. einer Verlagerung in den Freiheitsgraden Rx und/oder Ry) führt. Aufgrund der nun erfindungsgemäß erzielten Entkopplung auch in diesen Freiheitsgraden kann somit im Ergebnis auch bei Halterung des optischen Elements innerhalb einer (z.B. gekühlten) Einfassung bzw. Halterung eine freie (d.h. durch die Halterung nicht behinderte) thermische Ausdehnung des optischen Elements gewährleistet und die Entstehung unerwünschter Zwangskräfte bzw. mechanischer Spannungen wirksam vermieden werden.
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Gemäß einer Ausführungsform liegt die vorgegebene Stellung im entspannten Zustand des Entkopplungsgelenks vor.
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Gemäß einer Ausführungsform besitzt das Entkopplungsgelenk in der vorgegebenen Stellung der Anordnung eine wenigstens bereichsweise S-förmige oder Z-förmige Geometrie.
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Gemäß einer Ausführungsform besitzt das Entkopplungsgelenk in der vorgegebenen Stellung der Anordnung eine wenigstens bereichsweise U-förmige Geometrie.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Entkopplungsgelenk zur mechanischen Lagerung eines optischen Elements, mit einer Anordnung aus einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Gelenkabschnitten, wobei sich in dieser Anordnung jeweils zwischen zwei Gelenkabschnitten ein Drehlager befindet, wobei das Entkopplungsgelenk in einer vorgegebenen Stellung der Anordnung eine wenigstens bereichsweise S-förmige, Z-förmige oder U-förmige Geometrie besitzt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Gesamtzahl von Gelenkabschnitten in der Anordnung ungerade. Diese Gesamtzahl von Gelenkabschnitten in der Anordnung kann insbesondere wenigstens fünf, weiter insbesondere wenigstens sieben, betragen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Gesamtzahl von Drehlagern in der Anordnung gerade. Diese Gesamtzahl von Drehlagern in der Anordnung kann insbesondere wenigstens sechs, weiter insbesondere wenigstens acht betragen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Entkopplungsgelenk zusätzlich zu der Anordnung aus einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Gelenkabschnitten einen weiteren stegartigen Gelenkabschnitt auf.
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Gemäß einer Ausführungsform bewirkt dieser weitere stegartige Gelenkabschnitt eine mechanische Entkopplung in einem rotatorischen und einem translatorischen Freiheitsgrad.
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Gemäß einer Ausführungsform bewirkt das Entkopplungsgelenk eine mechanische Entkopplung in wenigstens vier, insbesondere in sechs Freiheitsgraden.
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Die Erfindung betrifft weiter eine Gelenkanordnung zur mechanischen Lagerung des optischen Elements mit einer Mehrzahl von Entkopplungsgelenken mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen.
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Die Erfindung betrifft weiter auch eine Baugruppe, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit einem optischen Element und einer Gelenkanordnung mit einer Mehrzahl von Entkopplungsgelenken zur mechanischen Lagerung des optischen Elements, wobei die Entkopplungsgelenke mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen ausgebildet sind.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Entkopplungsgelenke entlang des Umfangs des optischen Elements verteilt angeordnet.
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Gemäß einer Ausführungsform sind entlang des Umfangs des optischen Elements einander benachbarte Entkopplungsgelenke durch einen Freischnittbereich voneinander entkoppelt.
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Gemäß dieser Ausgestaltung kann dem weiteren Umstand Rechnung getragen werden, dass bei Einfassung eines optischen Elements wie z.B. eines Spiegels eine kontinuierlich und gleichmäßig umlaufende Entkopplung entlang des gesamten Umfangs des optischen Elements je nach den konkreten Gegebenheiten ebenfalls unerwünschte Zwangskräfte und damit einhergehende mechanische Verspannungen im optischen Element zur Folge haben kann. Dieser unerwünschte Effekt kann beispielsweise dann auftreten, wenn die strahlungsbedingte Erwärmung des optischen Elements bzw. Spiegels nicht gleichmäßig über die optische Wirkfläche des Spiegels hinweg stattfindet, was wiederum durch die (z.B. elliptische) Geometrie der optischen Wirkfläche und/oder durch eine ungleichmäßige Bestrahlung derselben bedingt sein kann. In einem solchen Szenario würde etwa eine lediglich in radialer Richtung erfolgende Entkopplung die thermische induzierte Ausdehnung des optischen Elements nicht vollständig auffangen können, so dass nicht exakt in radialer Richtung erfolgende Verlagerungen des optischen Elements zu mechanischen Verspannungen führen.
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Zur Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Problematik beinhaltet die Erfindung nun das weitere Konzept, eine in bestimmten Freiheitsgraden entkoppelnde mechanische Einfassung eines optischen Elements bzw. Spiegels oder Spiegelarrays nicht als gleichmäßig und durchgängig umlaufende Einfassung zu realisieren, sondern zwar eine Mehrzahl von Entkopplungsgelenken entlang des Umfangs des optischen Elements verteilt anzuordnen, jedoch hierbei einander benachbarte Entkopplungsgelenke jeweils über einen Freischnittbereich voneinander zu entkoppeln. Hierdurch wird im Ergebnis die Entkopplungswirkung der einzelnen Entkopplungsgelenke insofern lokal begrenzt, als in besagten Freischnittbereichen eine ungehinderte thermische Ausdehnung des eingefassten optischen Elements ermöglicht und somit eine Übertragung mechanischer Zwangskräfte entlang der Umfangsrichtung verhindert wird. Durch die Freischnittbereiche werden mechanische Zwangskräfte zwar nicht vollständig ausgeräumt, aber stark vermindert, da die einzelnen Lager anders als bei einer durchgängig umlaufenden Einfassung hinsichtlich der entsprechend zu entkoppelnden Freiheitsgrade ausgerichtet werden können. Dabei kann sich die Erfindung auch den Umstand zunutze machen, dass die strahlungsbedingte Erwärmung des optischen Elements bzw. Spiegels typischerweise (je nach Beleuchtungssetting) punktsymmetrisch um das geometrische Zentrum der optischen Wirkfläche des optischen Elements verläuft.
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Die vorstehend beschriebene Ausgestaltung ist auch unabhängig von der konkreten Auslegung der Entkopplungsgelenke vorteilhaft. Die Erfindung betrifft daher weiter auch eine Baugruppe, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit
- - einem optischen Element; und
- - einer Gelenkanordnung mit einer Mehrzahl von Entkopplungsgelenken zur mechanischen Lagerung des optischen Elements;
- - wobei die Entkopplungsgelenke entlang des Umfangs des optischen Elements verteilt angeordnet sind; und
- - wobei entlang des Umfangs des optischen Elements einander benachbarte Entkopplungsgelenke durch einen Freischnittbereich voneinander entkoppelt sind.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Anzahl dieser Freischnittbereiche gerade.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element ein Spiegelarray. Insbesondere kann dieses Spiegelarray auch als Facettenspiegel mit einer Mehrzahl von Spiegelfacetten ausgestaltet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30 nm, insbesondere von weniger als 15 nm, ausgelegt.
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Die Erfindung betrifft weiter auch ein optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, welches wenigstens eine Baugruppe mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen aufweist.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1-3 schematische Darstellungen zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Entkopplungsgelenks in einer ersten Ausführungsform;
- 4-6 schematische Darstellungen zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Entkopplungsgelenks in einer zweiten Ausführungsform;
- 7-8 schematische Darstellungen zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Entkopplungsgelenks in einer dritten Ausführungsform;
- 9 eine Skizze zur Erläuterung einer im Rahmen der vorliegenden Anmeldung verwendeten Terminologie;
- 10 eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung zur mechanischen Lagerung eines optischen Elements mit einer Mehrzahl von Entkopplungsgelenken;
- 11 eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung in einer weiteren Ausführungsform;
- 12 eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Gelenkanordnung in einer weiteren Ausführungsform;
- 13 eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise eines herkömmlichen Entkopplungsgelenks; und
- 14 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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14 zeigt einen lediglich beispielhaften möglichen Aufbau einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage 100.
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Gemäß 14 weist eine Beleuchtungseinrichtung der Projektionsbelichtungsanlage 100 einen Feldfacettenspiegel 103 und einen Pupillenfacettenspiegel 104 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 103 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche im Beispiel eine EUV-Lichtquelle (Plasmalichtquelle) 101 und einen Kollektorspiegel 102 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 104 sind ein erster Teleskopspiegel 105 und ein zweiter Teleskopspiegel 106 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 107 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 121-126 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 131 auf einem Maskentisch 130 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 141 auf einem Wafertisch 140 befindet.
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Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung in einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage beschränkt. Insbesondere kann die Erfindung auch in einer für den Betrieb im DUV (d.h. bei Wellenlängen kleiner als 250nm, insbesondere kleiner als 200nm) ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage oder auch in einem anderen optischen System vorteilhaft angewendet werden.
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Im Betrieb des optischen Systems bzw. der mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage wird die auf die optische Wirkfläche der Spiegel auftreffende elektromagnetische Strahlung zum Teil absorbiert und führt wie eingangs erläutert zu einer Erwärmung und einer damit einhergehenden thermischen Deformation, welche wiederum eine Beeinträchtigung der Abbildungseigenschaften des optischen Systems zur Folge haben kann.
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Im Weiteren werden Aufbau und Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Entkopplungsgelenks anhand unterschiedlicher Ausführungsformen gemäß 1-3, 4-6 bzw. 7-8 beschrieben. Diesen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass in dem jeweiligen Entkopplungsgelenk eine Anordnung aus einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Gelenkabschnitten zum Einsatz kommt, wobei sich in dieser Anordnung jeweils zwischen zwei Gelenkabschnitten ein Drehlager befindet und wobei in einer vorgegebenen Stellung der Anordnung (z.B. im entspannten Zustand des Entkopplungsgelenks) zwei zueinander parallel verlaufende Gelenkabschnitte über einen senkrecht hierzu verlaufenden Gelenkabschnitt mechanisch gekoppelt sind.
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Wenngleich in den im Weiteren beschriebenen Ausführungsformen das jeweilige Entkopplungsgelenk bzw. dessen Gelenkabschnitte monolithisch durch Ausfräsungen bzw. Nuten aus einem Werkstück aus geeignetem Material gefertigt sind, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. So sollen grundsätzlich auch Ausgestaltungen als von der Erfindung umfasst gelten, in welchen die betreffenden Gelenkabschnitte bzw. Drehlager in anderer Weise (z.B. bei nicht bestehenden Vakuumanforderungen über Koppelstangen und Gleitlagerbuchsen) realisiert sind. Des Weiteren können die Drehlager auch als Festkörpergelenke realisiert sein.
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Ein erfindungsgemäßes Entkopplungsgelenk in einer ersten Ausführungsform ist in 1b im Schnitt und in 1c in perspektivischer Darstellung gezeigt, wobei aufeinanderfolgende Gelenkabschnitte mit „11“, „13“, „12“ und zwischen diesen jeweils befindliche Drehlager mit „14“, „15“ bezeichnet sind. Gemäß der schematischen Darstellung in 1a können zur umfangseitigen Einfassung eines optischen Elements mehrere solcher Entkopplungsgelenke in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnet sein (wobei 1b eine Schnittansicht entlang der Linie „A-A“ aus 1a zeigt). Die einzelnen Entkopplungsgelenke können über lokal begrenzte Freischnitte (welche in 1a durch Bohrungen angedeutet sind) zu Gelenkclustern bzw. Gelenkarrays gruppiert werden. Dadurch kann eine durch eine gekrümmte Geometrie des optischen Elements bzw. dessen optischer Wirkfläche bedingte Verformung vermieden oder reduziert werden.
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Zur Erläuterung des Funktionsprinzips des Entkopplungsgelenks 10 von 1b-1c dienen die schematischen Darstellungen von 3a-3d, wobei hier die aus 2a-2b ohne Weiteres ersichtliche schematische Darstellung des Entkopplungsgelenks gewählt wurde. Wie aus 3a-3d erkennbar wird im Ergebnis eine Entkopplung in den translatorischen Freiheitsgraden dx, dz sowie eine weitere Entkopplung in den rotatorischen Freiheitsgraden Ry und Rx erzielt. Dabei kann insofern von einer bedingten Entkopplung gesprochen werden, als die Entkopplungen in den vorstehend genannten Freiheitsgraden nicht voneinander unabhängig sind.
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Das erfindungsgemäße Entkopplungsgelenk 10 in der ersten Ausführungsform von 1b-1c weist eine bereichsweise im Wesentlichen S-förmige bzw. Z-förmige Geometrie auf. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Zur Erläuterung einer weiteren möglichen Ausführungsform zeigen 4-6 schematische Darstellungen in zu 1-3 analoger Weise für ein Entkopplungsgelenk 20 mit bereichsweise U-förmigem Querschnitt. Dabei sind aufeinanderfolgende Gelenkabschnitte im Entkopplungsgelenk 20 mit „24“, „21“, „23“, „22“ und „25“ bezeichnet, wohingegen zwischen aufeinanderfolgenden Gelenkabschnitten befindliche Drehlager mit „26“, „27“, „28“ und „29“ bezeichnet sind.
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Auch bei dem Entkopplungsgelenk 20 wird gemäß 6a-6b eine Entkopplung in den translatorischen Freiheitsgraden dx, dz sowie in den rotatorischen Freiheitsgraden Ry und Rx erzielt. Hier kann im Unterschied zum Entkopplungsgelenk 10 von 1b-1c insofern von einer unbedingten Entkopplung gesprochen werden, als die Entkopplungen in den vorstehend genannten Freiheitsgraden voneinander unabhängig sind.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die S-förmige bzw. Z-förmige Geometrie des Entkopplungsgelenks 10 von 1-3 bzw. die U-förmige Geometrie des Entkopplungsgelenks von 4-6 zwar in den konkreten Ausführungsbeispielen im jeweils entspannten Zustand des Entkopplungsgelenks vorhanden ist, die Erfindung jedoch hierauf nicht beschränkt ist. So kann in Abwandlung dieser Ausführungsformen auch bereits im entspannten Zustand die betreffende Geometrie von einer S-Form, Z-Form bzw. U-Form abweichen. Des Weiteren sollen auch Ausführungsformen (mit von der S-, Z- bzw. U-Form abweichender Geometrie) als von der Erfindung umfasst gelten, bei denen die zuvor beschriebene Anordnung von aufeinanderfolgenden Gelenkabschnitten zur Entkopplung in den besagten Freiheitsgraden erzielt wird.
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7a-7c und 8a-8b dienen zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise eines Entkopplungsgelenks 30 in einer weiteren Ausführungsform. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen aus 1-3 dadurch, dass zusätzlich aus der Anordnung von aufeinanderfolgenden (und in 7b-7c mit „31“, „33“ und „32“ bezeichneten) Gelenkabschnitten ein weiterer stegartiger Gelenkabschnitt 34 vorgesehen ist, welcher eine zusätzliche Entkopplung im translatorischen Freiheitsgrad dy sowie im rotatorischen Freiheitsgrad Rx bewirkt. Insgesamt wird somit mit dem Entkopplungsgelenk 30 von 7-8 eine Entkopplung in sämtlichen sechs Freiheitsgraden erzielt. Dabei kann insofern von einer bedingten Entkopplung gesprochen werden, als die Entkopplungen in diesen Freiheitsgraden nicht voneinander unabhängig sind.
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Wie bereits im Zusammenhang mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen von Entkopplungsgelenken erwähnt und in den schematischen Darstellungen von 1a, 4a und 7a angedeutet können zur umfangsseitig entkoppelnden Einfassung eines optischen Elements mehrere solcher Entkopplungsgelenke in Umfangsrichtung einander benachbart angeordnet sein. Dies wiederum erfolgt erfindungsgemäß bevorzugt in solcher Weise, dass einander benachbarte Entkopplungsgelenke durch einen Freischnittbereich voneinander entkoppelt sind mit der Folge, dass im besagten Freischnittbereichen eine ungehinderte thermische Ausdehnung des optischen Elements erfolgen kann. Im Unterschied zu 1a, 4a und 7a werden hier nicht nur lokale, sondern globale Freischnittbereiche (deren Abmessungen in Umfangsrichtung entweder den Abmessungen der Entkopplungsgelenke entsprechen oder diese - ggf. wesentlich - übersteigen) eingeführt.
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10-12 zeigen schematische Darstellungen zur Erläuterung dieses Aspekts. Unter Bezugnahme zunächst auf 10 ist schematisch in Draufsicht ein optisches Element 50 in Form eines Spiegels von einer äußeren Halterung 51 umgeben und über eine Mehrzahl von Entkopplungsgelenken 52 mechanisch gelagert. Diese Entkopplungsgelenke 52 können wiederum entsprechend den vorstehend anhand von 1-8 beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet sein. Die genannten Freischnittbereiche sind in 10 mit „53“ bezeichnet.
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11-12 zeigen analoge Realisierungen mit elliptischer bzw. rechteckiger Geometrie des optischen Elements, wobei im Vergleich zu 10 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „10“ bzw. „20“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.
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Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008009600 A1 [0003]
