DE102024201139A1

DE102024201139A1 - STRUT AND OPTICAL SYSTEM

Info

Publication number: DE102024201139A1
Application number: DE102024201139.8A
Authority: DE
Inventors: Semih Oeztuerk
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2024-02-08
Filing date: 2024-02-08
Publication date: 2025-08-14
Also published as: WO2025168588A1

Abstract

Eine Strebe (134, 136, 200) für ein optisches System (100), aufweisend mehrere Festkörpergelenke (234), und eine Kompensationskrafterzeugungseinrichtung (300A, 300B, 300C), wobei die Strebe (134, 136, 200) mit Hilfe einer Verformung der mehreren Festkörpergelenke (234) von einem unausgelenkten Zustand (Z1) in einen ausgelenkten Zustand (Z2) verbringbar ist, und wobei die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung (300A, 300B, 300C) dazu eingerichtet ist, bei dem Verbringen der Strebe (134, 136, 200) von dem unausgelenkten Zustand (Z1) in den ausgelenkten Zustand (Z2) eine Kompensationskraft (F-) zu erzeugen, die eine aus der Verformung der mehreren Festkörpergelenke (234) resultierende parasitäre Kraft (F+) kompensiert.A strut (134, 136, 200) for an optical system (100), comprising a plurality of solid-state joints (234), and a compensation force generating device (300A, 300B, 300C), wherein the strut (134, 136, 200) can be brought from an undeflected state (Z1) into a deflected state (Z2) by means of a deformation of the plurality of solid-state joints (234), and wherein the compensation force generating device (300A, 300B, 300C) is designed to generate a compensation force (F-) when bringing the strut (134, 136, 200) from the undeflected state (Z1) into the deflected state (Z2), which compensation force results from the deformation of the plurality of solid-state joints (234). parasitic force (F+) compensated.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strebe für ein optisches System und ein optisches System mit einer derartigen Strebe.The present invention relates to a strut for an optical system and an optical system comprising such a strut.

Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.Microlithography is used to manufacture microstructured components, such as integrated circuits. The microlithography process is carried out using a lithography system equipped with an illumination system and a projection system. The image of a mask (reticle) illuminated by the illumination system is projected by the projection system onto a substrate coated with a light-sensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection system, for example, a silicon wafer, in order to transfer the mask structure to the light-sensitive coating of the substrate.

Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm, verwenden. Bei solchen EUV-Lithographieanlagen müssen wegen der hohen Absorption der meisten Materialien von Licht dieser Wellenlänge reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt, Linsen, eingesetzt werden.Driven by the pursuit of ever smaller structures in the production of integrated circuits, EUV lithography systems are currently being developed that use light with a wavelength in the range of 0.1 nm to 30 nm, particularly 13.5 nm. Due to the high absorption of light at this wavelength by most materials, such EUV lithography systems require the use of reflective optics, i.e., mirrors, instead of the previously used refractive optics, i.e., lenses.

Zur Vermessung eines derartigen Spiegels in einer Messmaschine können sogenannte Bipoden zum Abstützen oder Lagern des Spiegels eingesetzt werden. Ein derartiger Bipod weist zwei schräg zueinander angeordnete Streben auf. Eine derartige Strebe weist ein monolithisches Gelenk auf, das genau einen Freiheitsgrad sperrt und in den restlichen Freiheitsgraden eine hohe und definierte Nachgiebigkeit aufweist. Beispielsweise kann dies mit Hilfe von Elementen aus Draht, gefalteten Blattfedern oder einer Kombination von zwei Drehgelenkkombinationen mit zwei kardanischen Kreuzgelenken pro Strebe verwirklicht werden. Mit Hilfe von drei Bipoden oder sechs Streben kann eine Lage eines derartigen Spiegels, beispielsweise auf einem Messtisch der Messmaschine, definiert werden. Ein gesperrter Freiheitsgrad pro Strebe wird durch Freischnitte erreicht, die eine Kraftübertragung in einer anderen Richtung als einer Längsrichtung der jeweiligen Strebe nicht möglich machen. Eine derartige Strebe kann auch als, insbesondere monolithisches, Einfachfreiheitsgradgelenk bezeichnet werden.To measure such a mirror in a measuring machine, so-called bipods can be used to support or mount the mirror. Such a bipod has two struts arranged at an angle to each other. Such a strut has a monolithic joint that locks exactly one degree of freedom and exhibits a high and defined degree of compliance in the remaining degrees of freedom. For example, this can be achieved using elements made of wire, folded leaf springs, or a combination of two rotary joint combinations with two cardanic universal joints per strut. Using three bipods or six struts, the position of such a mirror can be defined, for example, on a measuring table of the measuring machine. A locked degree of freedom per strut is achieved by free cuts that prevent force transmission in any direction other than the longitudinal direction of the respective strut. Such a strut can also be referred to as a single degree of freedom joint, especially a monolithic one.

Wird dennoch eine Kraft schräg oder senkrecht zu der Längsrichtung aufgebracht, weicht die Strebe aus. Dieses Ausweichen der Strebe wird mit Hilfe von federelastisch verformbaren Festkörpergelenken ermöglicht. Da die Federsteifigkeit der Festkörpergelenke jedoch nicht beliebig klein gewählt werden kann, resultieren aus der Verformung der Festkörpergelenke parasitäre Kräfte und Momente, die in den Spiegel eingebracht werden können. Diese parasitären Kräfte und Momente können zu unerwünschten Verformungen (Engl.: Surface Figure Deformation, SFD) einer optisch wirksamen Fläche des Spiegels führen.However, if a force is applied at an angle or perpendicular to the longitudinal direction, the strut deflects. This deflection of the strut is made possible by elastically deformable flexure joints. However, since the spring stiffness of the flexure joints cannot be chosen arbitrarily small, the deformation of the flexure joints results in parasitic forces and moments that can be introduced into the mirror. These parasitic forces and moments can lead to undesirable deformations (surface figure deformation, SFD) of an optically effective surface of the mirror.

Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Strebe für ein optisches System bereitzustellen.Against this background, it is an object of the present invention to provide an improved strut for an optical system.

Demgemäß wird eine Strebe für ein optisches System vorgeschlagen. Die Strebe umfasst mehrere Festkörpergelenke und eine Kompensationskrafterzeugungseinrichtung, wobei die Strebe mit Hilfe einer Verformung der mehreren Festkörpergelenke von einem unausgelenkten Zustand in einen ausgelenkten Zustand verbringbar ist, und wobei die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung dazu eingerichtet ist, bei dem Verbringen der Strebe von dem unausgelenkten Zustand in den ausgelenkten Zustand eine Kompensationskraft zu erzeugen, die eine aus der Verformung der mehreren Festkörpergelenke resultierende parasitäre Kraft kompensiert. Accordingly, a strut for an optical system is proposed. The strut comprises a plurality of solid-state joints and a compensation force generating device. The strut can be moved from an undeflected state to a deflected state by deforming the plurality of solid-state joints. The compensation force generating device is configured to generate a compensation force upon moving the strut from the undeflected state to the deflected state, which compensates for a parasitic force resulting from the deformation of the plurality of solid-state joints.

Dadurch, dass die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung die parasitäre Kraft mit Hilfe der Kompensationskraft kompensiert, kann beispielsweise für den Fall, dass die Strebe zur Lagerung eines optischen Elements verwendet wird, verhindert werden, dass die parasitäre Kraft in das optische Element eingebracht wird. Hierdurch können unerwünschte Verformungen einer optisch wirksamen Fläche des optischen Elements verhindert werden. Hierdurch werden optische Eigenschaften der optisch wirksamen Fläche nicht nachteilig beeinflusst.Because the compensating force generating device compensates for the parasitic force with the aid of the compensating force, it is possible, for example, to prevent the parasitic force from being introduced into the optical element when the strut is used to support an optical element. This prevents unwanted deformation of an optically effective surface of the optical element. This prevents the optical properties of the optically effective surface from being adversely affected.

Unter einer „Strebe“ ist vorliegend ein Bauteil zu verstehen, welches in einer Raumrichtung, beispielsweise in einer Längsrichtung der Strebe, seine größte Ausdehnung aufweist. In zwei weiteren Raumrichtungen weist die Strebe deutlich kleinere geometrische Dimensionen auf als in der einleitend genannten Raumrichtung. Der Strebe kann ein Koordinatensystem mit einer ersten Raumrichtung oder x-Richtung, einer zweiten Raumrichtung oder y-Richtung und einer dritten Raumrichtung oder z-Richtung zugeordnet sein. Die Richtungen verlaufen senkrecht zueinander. Die Längsrichtung der Strebe ist bevorzugt entlang der z-Richtung orientiert. Der Strebe ist vorzugsweise eine Mittel- oder Symmetrieachse zugeordnet, zu welcher die Strebe rotationssymmetrisch aufgebaut ist. Die Längsrichtung verläuft entlang der Symmetrieachse. Die Längsrichtung kann auch als axiale Richtung oder als Axialrichtung bezeichnet werden. Die Strebe kann auch als, insbesondere monolithisches, Einfachfreiheitsgradgelenk oder 1DoF-Gelenk (Engl.: 1 Degree of Freedom) bezeichnet werden.A "strut" is understood here to be a component which has its greatest extent in one spatial direction, for example in a longitudinal direction of the strut. In two further spatial directions, the strut has significantly smaller geometric dimensions than in the spatial direction mentioned above. The strut can be assigned a coordinate system with a first spatial direction or x-direction, a second spatial direction or y-direction and a third spatial direction or z-direction. The directions are perpendicular to one another. The longitudinal direction of the strut is preferably oriented along the z-direction. The strut is preferably assigned a central or symmetry axis to which the strut is constructed rotationally symmetrically. The longitudinal direction runs along the symmetry axis. The longitudinal direction can also be referred to as an axial direction or referred to as the axial direction. The strut can also be referred to as a single degree of freedom joint, especially a monolithic one, or 1DoF joint (1 Degree of Freedom).

Die Strebe kann auch als Fassungsstrebe bezeichnet werden. Die Strebe kann Teil einer Fassung eines optischen Elements des optischen Systems sein. Beispielsweise können immer zwei Streben zu einem sogenannten Bipod zusammengefasst werden. Mit Hilfe mehrerer derartiger Bipoden kann das optische Element gelagert werden. Die Strebe kann insbesondere auch Teil eines Manipulators oder Aktuators zum Aktuieren des optischen Elements sein. Die Strebe kann jedoch auch Teil eines Schwerkraftkompensators sein. Ein derartiger Schwerkraftkompensator kann einer Gewichtskraft des optischen Elements entgegenwirken und diese so kompensieren. The strut can also be referred to as a mount strut. The strut can be part of a mount of an optical element of the optical system. For example, two struts can be combined to form a so-called bipod. Using several such bipods, the optical element can be mounted. The strut can also be part of a manipulator or actuator for actuating the optical element. However, the strut can also be part of a gravity compensator. Such a gravity compensator can counteract the weight of the optical element and thus compensate for it.

Die Strebe weist bevorzugt genau einen Freiheitsgrad auf. Das heißt insbesondere, dass die Strebe ausschließlich entlang ihrer Längsrichtung Kräfte übertragen kann. In von der Längsrichtung abweichenden Richtungen kann die Strebe keine Kräfte oder nur minimale Kräfte übertragen. Dies wird dadurch erreicht, dass eine entlang der Längsrichtung orientierte axiale Federsteifigkeit der Strebe signifikant größer ist als eine senkrecht zu der Längsrichtung der Strebe orientierte laterale Federsteifigkeit der Strebe.The strut preferably has exactly one degree of freedom. This means, in particular, that the strut can only transmit forces along its longitudinal direction. In directions deviating from the longitudinal direction, the strut can transmit no forces or only minimal forces. This is achieved by ensuring that the axial spring stiffness of the strut oriented along the longitudinal direction is significantly greater than the lateral spring stiffness of the strut oriented perpendicular to the longitudinal direction.

Ein beliebiges Bauteil, wie beispielsweise das zuvor genannte optische Element, weist sechs Freiheitsgrade, nämlich drei translatorische Freiheitsgrade jeweils entlang der x-Richtung, der y-Richtung und der z-Richtung sowie drei rotatorische Freiheitsgrade jeweils um die x-Richtung, die y-Richtung und die z-Richtung auf. Das heißt, eine Position und eine Orientierung des Bauteils können mit Hilfe der sechs Freiheitsgrade bestimmt oder beschrieben werden. Unter der „Position“ des Bauteils sind insbesondere dessen Koordinaten bezüglich der x-Richtung, der y-Richtung und der z-Richtung zu verstehen. Unter der „Orientierung“ des Bauteils ist insbesondere dessen Verkippung bezüglich der drei Raumrichtungen zu verstehen. Das heißt, das Bauteil kann um die x-Richtung, die y-Richtung und/oder die z-Richtung verkippt werden.Any component, such as the optical element mentioned above, has six degrees of freedom, namely three translational degrees of freedom along the x-direction, the y-direction, and the z-direction, as well as three rotational degrees of freedom about the x-direction, the y-direction, and the z-direction. This means that a position and an orientation of the component can be determined or described using the six degrees of freedom. The "position" of the component refers in particular to its coordinates with respect to the x-direction, the y-direction, and the z-direction. The "orientation" of the component refers in particular to its tilt with respect to the three spatial directions. This means that the component can be tilted about the x-direction, the y-direction, and/or the z-direction.

Hiermit ergeben sich die sechs Freiheitsgrade für die Position und/oder Orientierung des Bauteils. Eine „Lage“ des Bauteils umfasst sowohl dessen Position als auch dessen Orientierung. Der Begriff „Lage“ ist demgemäß durch die Formulierung „Position und Orientierung“ und umgekehrt ersetzbar. Demgemäß kann das Bauteil beispielsweise mit sechs derartigen Streben gelagert werden. Mit sechs Streben kann eine hexapodische Anordnung verwirklicht werden. Eine derartige hexapodische Anordnung führt durch die Gesamtheit ihrer Topologie zu einer Sperrung aller sechs Freiheitsgrade. Beispielsweise wird für die Sperrung eines Kippfreiheitsgrades ein Paar von Streben benötigt. Die Lage des Bauteils kann somit mit Hilfe der sechs Streben definiert werden.This results in six degrees of freedom for the position and/or orientation of the component. A "position" of the component encompasses both its position and its orientation. The term "position" can therefore be replaced by the phrase "position and orientation," and vice versa. Accordingly, the component can be supported, for example, with six such struts. A hexapodic arrangement can be realized with six struts. Such a hexapodic arrangement, due to its overall topology, blocks all six degrees of freedom. For example, a pair of struts is required to block one degree of freedom, tilting. The position of the component can thus be defined using the six struts.

Die Strebe kann beliebig viele Festkörpergelenke aufweisen. Vorzugsweise umfasst die Strebe ein Strebengehäuse, an welchem die Festkörpergelenke vorgesehen sind. Zumindest umfasst die Strebe zwei Festkörpergelenke. Das Strebengehäuse kann mehrere Abschnitte, beispielsweise einen ersten Anbindungsabschnitt, einen zweiten Anbindungsabschnitt und einen zwischen den beiden Anbindungsabschnitten angeordneten Mittelabschnitt, aufweisen, die mit Hilfe der Festkörpergelenke verschwenkbar oder verkippbar miteinander verbunden sind. Hierzu sind die Festkörpergelenke elastisch, insbesondere federelastisch, verformbar.The strut can have any number of flexural joints. The strut preferably comprises a strut housing on which the flexural joints are provided. At least two flexural joints are provided. The strut housing can have multiple sections, for example, a first connection section, a second connection section, and a central section arranged between the two connection sections, which are pivotably or tiltably connected to one another by means of the flexural joints. For this purpose, the flexural joints are elastically deformable, in particular spring-elastic.

Unter einem „Festkörpergelenk“ ist vorliegend allgemein ein Bereich, beispielsweise eine Querschnittseinengung oder Ausdünnung, eines Bauteils zu verstehen, welcher eine Relativbewegung zwischen zwei Starrkörperbereichen des Bauteils durch Biegung oder Torsion oder deren Kombination ermöglicht. Durch eine Anpassung der Federsteifigkeit des Festkörpergelenks kann dieses an beliebige Anwendungsfälle angepasst werden. Ein derartiges Festkörpergelenk kann beispielsweise stegförmig oder federförmig, insbesondere blattfederförmig, ausgebildet sein. Die Festkörpergelenke können durch in dem vorgenannten Strebengehäuse vorgesehene Freischnitte verwirklicht werden. Unter einem „Freischnitt“ ist vorliegend ein Durchbruch zu verstehen, der sich von einer Außenseite oder Außenfläche des Strebengehäuses bis hin zu einer Innenseite oder Innenfläche des Strebengehäuses erstreckt. Die Freischnitte können schlitzförmig sein.In this context, a "flexible joint" is generally understood to be an area, for example a cross-sectional constriction or thinning, of a component that enables relative movement between two rigid body regions of the component through bending or torsion, or a combination thereof. By adjusting the spring stiffness of the flexible joint, it can be adapted to any application. Such a flexible joint can, for example, be web-shaped or spring-shaped, in particular leaf spring-shaped. The flexible joints can be implemented by cutouts provided in the aforementioned strut housing. A "cutout" is understood to be an opening that extends from an outer side or outer surface of the strut housing to an inner side or inner surface of the strut housing. The cutouts can be slot-shaped.

Jedes Festkörpergelenk kann sich federelastisch von einem unverformten Zustand in einen verformten Zustand und zurück verformen. Hierzu wird auf das jeweilige Festkörpergelenk eine Kraft aufgebracht. Wird diese Kraft nicht mehr aufgebracht, so verformt sich das jeweilige Festkörpergelenk selbstständig oder selbsttätig von dem verformten Zustand zurück in den unverformten Zustand. Aus dieser vorgenannten Verformung der Festkörpergelenke von dem unverformten Zustand in den verformten Zustand resultiert die parasitäre Kraft oder resultieren parasitäre Kräfte, welche der Kraft oder den Kräften entgegenwirken, welche erforderlich sind, um die Festkörpergelenke zu verformen.Every flexural joint can deform elastically from an undeformed state to a deformed state and back again. To do this, a force is applied to the respective flexural joint. When this force is no longer applied, the respective flexural joint deforms independently or spontaneously from the deformed state back to the undeformed state. This aforementioned deformation of the flexural joints from the undeformed state to the deformed state results in the parasitic force or forces that counteract the force or forces required to deform the flexural joints.

Wird die Strebe von dem unausgelenkten Zustand in den ausgelenkten Zustand verbracht, so verformen sich die Festkörpergelenke. Die Strebe kann unter erneuter Verformung der Festkörpergelenke auch von dem ausgelenkten Zustand zurück in den unausgelenkten Zustand verbracht werden. Beispielsweise wird die Strebe durch das Aufbringen einer Kraft von dem unausgelenkten Zustand in den ausgelenkten Zustand verbracht. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn eine auf die Strebe wirkende Kraft nicht entlang der Längsrichtung der Strebe wirkt, sondern senkrecht oder schräg zu dieser. Dies hat zur Folge, dass sich die Strebe von dem unausgelenkten Zustand in den ausgelenkten Zustand verformt, wodurch die Strebe die schräg zu der Längsrichtung orientierte Kraft nicht übertragen kann.If the strut is moved from the undeflected state to the deflected state, the flexure joints deform. The strut can be bent again, causing the flexure joints to deform again. A strut can also be moved from the deflected state back to the undeflected state. For example, the strut is moved from the undeflected state to the deflected state by applying a force. This is the case, for example, if a force acting on the strut does not act along the longitudinal direction of the strut, but rather perpendicular or obliquely to it. This causes the strut to deform from the undeflected state to the deflected state, whereby the strut cannot transmit the force oriented obliquely to the longitudinal direction.

Der ausgelenkte Zustand der Strebe unterscheidet sich somit von dem unausgelenkten Zustand der Strebe dadurch, dass sich die Festkörpergelenke in dem ausgelenkten Zustand in dem verformten Zustand befinden. Die Festkörpergelenke können die Strebe somit zurück von dem ausgelenkten Zustand in den unausgelenkten Zustand verbringen. Beispielsweise ist dem ausgelenkten Zustand einer der zuvor erwähnten Anbindungsabschnitte des Strebengehäuses relativ zu dem Mittelabschnitt verkippt, wohingegen der entsprechende Anbindungsabschnitt in dem unausgelenkten Zustand nicht relativ zu dem Mittelabschnitt verkippt ist.The deflected state of the strut differs from the undeflected state in that the flexure joints are in the deformed state in the deflected state. The flexure joints can thus return the strut from the deflected state to the undeflected state. For example, in the deflected state, one of the previously mentioned connection sections of the strut housing is tilted relative to the central section, whereas the corresponding connection section is not tilted relative to the central section in the undeflected state.

Die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung erzeugt die der parasitären Kraft entgegenwirkende Kompensationskraft oder die den parasitären Kräften entgegenwirkenden Kompensationskräfte dann, wenn die Strebe von dem unausgelenkten Zustand in den ausgelenkten Zustand verbracht wird. Hierdurch wird verhindert, dass in dem ausgelenkten Zustand die parasitäre Kraft oder die parasitären Kräfte auf ein Bauteil, beispielsweise auf ein wie zuvor erwähntes optisches Element, übertragen werden können, welches mit der Strebe wirkverbunden ist. Insbesondere weisen die mehreren Festkörpergelenke eine positive Federsteifigkeit auf. Die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung weist hingegen eine negative Federsteifigkeit auf. Die positive Federsteifigkeit und die negative Federsteifigkeit kompensieren einander. Infolgedessen können innerhalb eines Auslenkungswegs der Strebe die parasitären Kräfte kompensiert werden.The compensation force generating device generates the compensation force or the compensation forces that counteract the parasitic force when the strut is moved from the undeflected state to the deflected state. This prevents the parasitic force or the parasitic forces from being transmitted to a component, such as an optical element as mentioned above, that is operatively connected to the strut in the deflected state. In particular, the multiple flexure joints have a positive spring stiffness. The compensation force generating device, in contrast, has a negative spring stiffness. The positive spring stiffness and the negative spring stiffness compensate each other. As a result, the parasitic forces can be compensated within a deflection path of the strut.

Darunter, dass sich die Kompensationskraft und die parasitäre Kraft „kompensieren“ oder „aufheben“, ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass die Kompensationskraft und die parasitäre Kraft betragsgleich und entgegengesetzt orientiert sind. Unter „Kompensieren“ oder „Aufheben“ kann vorliegend auch zu verstehen sein, dass die parasitäre Kraft bevorzugt nur zu nur zu 80%, weiter bevorzugt nur zu 90%, weiter bevorzugt nur zu 95%, weiter bevorzugt nur zu 99 %, weiter bevorzugt genau zu 100%, kompensiert wird. Das heißt insbesondere, dass unter „Kompensieren“ auch verstanden werden kann, dass trotzdem noch geringe parasitäre Kräfte auftreten können. Mit anderen Worten muss die Kompensationskraft oder müssen die Kompensationskräfte die parasitäre Kraft oder die parasitären Kräfte nicht zwingend vollständig aufheben oder kompensieren. Das heißt insbesondere, dass die von der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung erzeugte Kompensationskraft die aus der Verformung der Festkörpergelenke resultierende parasitäre Kraft zumindest teilweise kompensiert oder aufhebt.In this case, the fact that the compensating force and the parasitic force "compensate" or "cancel each other out" means, in particular, that the compensating force and the parasitic force are equal in magnitude and oppositely oriented. "Compensating" or "cancelling" can also be understood to mean, in this case, that the parasitic force is compensated preferably only by 80%, more preferably only by 90%, more preferably only by 95%, more preferably only by 99%, more preferably exactly by 100%. This means, in particular, that "compensating" can also be understood to mean that small parasitic forces can still occur. In other words, the compensating force or the compensating forces do not necessarily have to completely cancel or compensate the parasitic force or the parasitic forces. This means in particular that the compensation force generated by the compensation force generating device at least partially compensates or cancels out the parasitic force resulting from the deformation of the flexure joints.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Strebe ein Strebengehäuse auf, wobei die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung innerhalb des Strebengehäuses angeordnet ist.According to one embodiment, the strut has a strut housing, wherein the compensation force generating device is arranged within the strut housing.

Das Strebengehäuse ist ebenfalls rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse aufgebaut. Das Strebengehäuse kann hohlzylinderförmig oder rohrförmig sein. Daher kann das Strebengehäuse auch als Strebenrohr bezeichnet werden. Das Strebengehäuse weist vorzugsweise eine wie zuvor erwähnte Außenfläche und eine der Außenfläche abgewandte wie zuvor erwähnte Innenfläche auf. Die Außenfläche und die Innenfläche können zylinderförmig sein. Das Strebengehäuse umschließt einen Innenraum, innerhalb dem die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung angeordnet ist. Mit anderen Worten umschließt oder umkapselt das Strebengehäuse die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung. Stirnseitig kann das Strebengehäuse offen sein. Dabei ist die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung bezüglich Stirnflächen des Strebengehäuses bevorzugt zurückgesetzt.The strut housing is also constructed rotationally symmetrically to the axis of symmetry. The strut housing can be hollow-cylindrical or tubular. Therefore, the strut housing can also be referred to as a strut tube. The strut housing preferably has an outer surface as mentioned above and an inner surface facing away from the outer surface as mentioned above. The outer surface and the inner surface can be cylindrical. The strut housing encloses an interior space within which the compensation force generating device is arranged. In other words, the strut housing encloses or encapsulates the compensation force generating device. The strut housing can be open at its end. The compensation force generating device is preferably recessed relative to the end surfaces of the strut housing.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Strebengehäuse einen ersten Anbindungsabschnitt, einen zweiten Anbindungsabschnitt und einen zwischen dem ersten Anbindungsabschnitt und dem zweiten Anbindungsabschnitt angeordneten Mittelabschnitt auf, wobei der erste Anbindungsabschnitt mit Hilfe mehrerer Festkörpergelenke an den Mittelabschnitt angebunden ist, und wobei der zweite Anbindungsabschnitt mit Hilfe mehrerer Festkörpergelenke an den Mittelabschnitt angebunden ist.According to a further embodiment, the strut housing has a first connection section, a second connection section and a middle section arranged between the first connection section and the second connection section, wherein the first connection section is connected to the middle section by means of a plurality of solid joints, and wherein the second connection section is connected to the middle section by means of a plurality of solid joints.

Vorzugsweise ist das Strebengehäuse ein einstückiges, insbesondere ein materialeinstückiges, Bauteil. „Einstückig“ oder „einteilig“ bedeutet vorliegend, dass das Strebengehäuse nicht aus unterschiedlichen Unterbauteilen aufgebaut ist, sondern dass der erste Anbindungsabschnitt, der zweite Anbindungsabschnitt und der Mittelabschnitt ein gemeinsames Bauteil, nämlich das Strebengehäuse, bilden. „Materialeinstückig“ bedeutet vorliegend, dass das Strebengehäuse durchgehend aus demselben Material gefertigt ist. Beispielsweise kann das Strebengehäuse aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sein. Als Werkstoff für das Strebengehäuse kommt beispielsweise rostfreier Stahl zur Anwendung. Vorzugsweise ist der erste Anbindungsabschnitt mit vier Festkörpergelenken an den Mittelabschnitt angebunden. Demgemäß ist auch der zweite Anbindungsabschnitt bevorzugt mit Hilfe von vier Festkörpergelenken an den Mittelabschnitt angebunden. Der Mittelabschnitt ist entlang der Längsrichtung der Strebe betrachtet zwischen dem ersten Anbindungsabschnitt und dem zweiten Anbindungsabschnitt angeordnet.Preferably, the strut housing is a one-piece component, in particular a one-piece component. "One-piece" or "one-piece" means in this case that the strut housing is not constructed from different sub-components, but rather that the first connection section, the second connection section, and the middle section form a common component, namely the strut housing. "One-piece" means in this case that the strut housing is made entirely of the same material. For example, the strut housing can be made from a metallic material. Stainless steel, for example, is used as a material for the strut housing. Preferably, the first connection section is connected to the central section with four flexural joints. Accordingly, the second connection section is also preferably connected to the central section with the aid of four flexural joints. The central section is arranged between the first connection section and the second connection section, viewed along the longitudinal direction of the strut.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der erste Anbindungsabschnitt bei dem Verbringen der Strebe von dem unausgelenkten in den ausgelenkten Zustand um zwei senkrecht zueinander angeordnete und einander schneidende Gelenkachsen des ersten Anbindungsabschnitts relativ zu dem Mittelabschnitt verschwenkbar, wobei der zweite Anbindungsabschnitt bei dem Verbringen der Strebe von dem unausgelenkten Zustand in den ausgelenkten Zustand um zwei senkrecht zueinander angeordnete und einander schneidende Gelenkachsen des zweiten Anbindungsabschnitts relativ zu dem Mittelabschnitt verschwenkbar ist.According to a further embodiment, when the strut is moved from the undeflected state to the deflected state, the first connecting section is pivotable relative to the central section about two mutually perpendicular and intersecting joint axes of the first connecting section, wherein the second connecting section is pivotable relative to the central section about two mutually perpendicular and intersecting joint axes of the second connecting section when the strut is moved from the undeflected state to the deflected state.

Die Gelenkachsen sind vorzugsweise senkrecht zu der Mittelachse orientiert. Jeder der beiden Gelenkachsen des ersten Anbindungsabschnitts sind vorzugsweise genau zwei Festkörpergelenke zugeordnet. Diese beiden Festkörpergelenke jeder Gelenkachse sind um 180° zueinander versetzt. Dem ersten Anbindungsabschnitt sind eine erste Gelenkachse und eine senkrecht zu der ersten Gelenkachse orientierte zweite Gelenkachse zugeordnet. Die beiden Gelenkachsen des ersten Anbindungsabschnitts bilden ein erstes Kardangelenk der Strebe oder des Strebengehäuses. Die beiden Festkörpergelenke der ersten Gelenkachse des ersten Anbindungsabschnitts und die beiden Festkörpergelenke der zweiten Gelenkachse des ersten Anbindungsabschnitts sind jeweils um 90° zueinander versetzt platziert. Die Gelenkachsen schneiden einander bevorzugt in der Symmetrieachse der Strebe. Den beiden Gelenkachsen des zweiten Anbindungsabschnitts sind ebenfalls jeweils zwei Festkörpergelenke zugeordnet. Dabei sind die Festkörpergelenke einer Gelenkachse um 180° zueinander versetzt angeordnet. Der erste Anbindungsabschnitt kann um beide Gelenkachsen gleichzeitig relativ zu dem Mittelabschnitt verkippt oder verschwenkt werden. Dem zweiten Anbindungsabschnitt sind ebenfalls eine erste Gelenkachse und eine senkrecht zu der ersten Gelenkachse orientierte zweite Gelenkachse zugeordnet. Die beiden Gelenkachsen des zweiten Anbindungsabschnitts bilden ein zweites Kardangelenk der Strebe oder des Strebengehäuses. Die beiden Festkörpergelenke der ersten Gelenkachse des zweiten Anbindungsabschnitts und die beiden Festkörpergelenke der zweiten Gelenkachse des zweiten Anbindungsabschnitts sind um 90° zueinander versetzt positioniert. Die Gelenkachsen des zweiten Anbindungsabschnitts schneiden einander insbesondere in der Symmetrieachse. Der zweite Anbindungsabschnitt kann um beide Gelenkachsen gleichzeitig relativ zu dem Mittelabschnitt verkippt oder verschwenkt werden. Die erste Gelenkachse des ersten Anbindungsabschnitts und die erste Gelenkachse des zweiten Anbindungsabschnitts verlaufen bevorzugt parallel zueinander und beabstandet voneinander. Demgemäß verlaufen auch die zweite Gelenkachse des ersten Anbindungsabschnitts und die zweite Gelenkachse des zweiten Anbindungsabschnitts bevorzugt parallel zueinander und beabstandet voneinander.The joint axes are preferably oriented perpendicular to the central axis. Each of the two joint axes of the first connection section is preferably assigned exactly two flexural joints. These two flexural joints of each joint axis are offset by 180° from each other. The first connection section is assigned a first joint axis and a second joint axis oriented perpendicular to the first joint axis. The two joint axes of the first connection section form a first universal joint of the strut or strut housing. The two flexural joints of the first joint axis of the first connection section and the two flexural joints of the second joint axis of the first connection section are each offset by 90° from each other. The joint axes preferably intersect in the strut's axis of symmetry. The two joint axes of the second connection section are also each assigned two flexural joints. The flexural joints of one joint axis are offset by 180° from each other. The first connection section can be tilted or pivoted about both joint axes simultaneously relative to the central section. The second connection section is also assigned a first joint axis and a second joint axis oriented perpendicular to the first joint axis. The two joint axes of the second connection section form a second universal joint of the strut or strut housing. The two solid joints of the first joint axis of the second connection section and the two solid joints of the second joint axis of the second connection section are positioned offset by 90° from one another. The joint axes of the second connection section intersect one another, in particular in the axis of symmetry. The second connection section can be tilted or pivoted about both joint axes simultaneously relative to the central section. The first joint axis of the first connection section and the first joint axis of the second connection section preferably run parallel to one another and spaced apart from one another. Accordingly, the second joint axis of the first connection section and the second joint axis of the second connection section preferably run parallel to each other and spaced apart from each other.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die mehreren Festkörpergelenke eine positive Federsteifigkeit auf, wobei die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung eine negative Federsteifigkeit aufweist, und wobei die positive Federsteifigkeit und die negative Federsteifigkeit einander kompensieren.According to a further embodiment, the plurality of solid-state joints have a positive spring stiffness, wherein the compensation force generating device has a negative spring stiffness, and wherein the positive spring stiffness and the negative spring stiffness compensate each other.

Darunter, dass die positive Federsteifigkeit und die negative Federsteifigkeit einander „kompensieren“ oder „aufheben“, ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass die Strebe in einer Richtung schräg oder senkrecht zu der Längsrichtung oder der Symmetrieachse eine Null-Federsteifigkeit aufweist. Das heißt insbesondere, dass die Strebe in einem wie zuvor erwähnten Auslenkungsbereich der Strebe kraftlos oder kraftfrei von dem unausgelenkten Zustand in den ausgelenkten Zustand verbracht werden kann. „Kraftlos“ oder „kraftfrei“ heißt dabei, dass aus dem Verbringen der Strebe von dem unausgelenkten Zustand in den ausgelenkten Zustand keine parasitäre Kraft oder keine parasitären Kräfte resultieren. Der Auslenkungsbereich, in welchem die Strebe die zuvor erwähnte Null-Federsteifigkeit aufweist, kann beispielsweise ± 100 µm bis ± 2 mm betragen. Die Größe dieses Auslenkungsbereichs kann durch die Auslegung der Festkörpergelenke und der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung je nach Anwendungsfall in einem weiten Bereich angepasst werden. Unter dem Begriff „positive Federsteifigkeit“ ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass eine Kraft zum Auslenken der Festkörpergelenke mit einem größer werdenden Auslenkungsweg immer größer wird. Im Gegensatz hierzu ist unter dem Begriff „negative Federsteifigkeit“ vorliegend zu verstehen, dass eine Kraft zum Auslenken der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung mit einem größer werdenden Auslenkungsweg immer kleiner wird. Mit anderen Worten wird bei der positiven Federsteifigkeit eine Reaktionskraft der Festkörpergelenke entgegen einer Bewegungsrichtung zum Auslenken der Festkörpergelenke wirken. Es wird mit der Bewegung somit gegen die Reaktionskraft gearbeitet. Bei der negativen Federsteifigkeit passiert das Gegenteil. Wird die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung ausgelenkt, entsteht eine Reaktionskraft in derselben Richtung wie eine Bewegungsrichtung zum Auslenken der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung.The fact that the positive spring stiffness and the negative spring stiffness "compensate" or "cancel" each other out is to be understood in this case in particular to mean that the strut has zero spring stiffness in a direction oblique or perpendicular to the longitudinal direction or the axis of symmetry. This means in particular that the strut can be moved from the undeflected state to the deflected state without force or force-free within a deflection range of the strut as mentioned above. "Without force" or "force-free" means that no parasitic force or forces result from moving the strut from the undeflected state to the deflected state. The deflection range in which the strut has the aforementioned zero spring stiffness can be, for example, ± 100 µm to ± 2 mm. The size of this deflection range can be adjusted over a wide range depending on the application by designing the flexure joints and the compensation force generating device. The term "positive spring stiffness" in this case particularly means that the force required to deflect the flexure joints increases with increasing deflection. In contrast, the term "negative spring stiffness" in this case means that the force required to deflect the compensation force generating device decreases with increasing deflection. In other words, with positive spring stiffness, a reaction force of the flexure joints acts against the direction of movement to deflect the flexure joints. The movement thus works against the reaction force. With negative spring stiffness, this happens Opposite. If the compensating force generating device is deflected, a reaction force is generated in the same direction as the direction of movement for deflecting the compensating force generating device.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform steht die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung entlang einer Längsrichtung der Strebe unter einer Federvorspannung.According to a further embodiment, the compensation force generating device is under spring preload along a longitudinal direction of the strut.

Die Federvorspannung wird vorzugsweise mit Hilfe auf die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung wirkenden Druckkräften erzeugt. Mit Hilfe der Federvorspannung ist es möglich, die zuvor erwähnte negative Federsteifigkeit der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung zu erzielen. Dies wird dadurch erreicht, dass bei einer Auslenkung der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung die Federvorspannung dazu führt, dass bei einem größer werdenden Auslenkungsweg die erforderliche Kraft zum Auslenken der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung immer kleiner wird, da die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung durch die Federvorspannung selbsttätig immer weiter ausgelenkt wird.The spring preload is preferably generated by compressive forces acting on the compensation force generating device. The spring preload makes it possible to achieve the aforementioned negative spring stiffness of the compensation force generating device. This is achieved by the fact that, as the compensation force generating device is deflected, the spring preload causes the force required to deflect the compensation force generating device to become increasingly smaller as the deflection path increases, since the compensation force generating device is automatically deflected further and further by the spring preload.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform verbringt sich die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung bei dem Verbringen der Strebe von dem unausgelenkten Zustand in den ausgelenkten Zustand mit Hilfe der Federvorspannung selbsttätig aus einem instabilen Ruhezustand in einen Kompensationskrafterzeugungszustand, um die Kompensationskraft zu erzeugen.According to a further embodiment, when the strut is moved from the undeflected state to the deflected state, the compensation force generating device automatically moves from an unstable rest state to a compensation force generating state with the aid of the spring preload in order to generate the compensation force.

Insbesondere sorgt die Federvorspannung dafür, dass die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung ausschließlich mit Hilfe der Federvorspannung und ohne das Aufbringen einer externen Kraft von dem instabilen Ruhezustand in den Kompensationskrafterzeugungszustand verbracht wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung mit Hilfe einer Gewichtskraft von dem instabilen Ruhezustand in den Kompensationskrafterzeugungszustand verbracht wird. Darunter, dass der Ruhezustand „instabil“ ist, ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass bei einer geringfügigen Auslenkung der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung aus dem instabilen Ruhezustand in Richtung des Kompensationskrafterzeugungszustands die Federvorspannung die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung aus dem instabilen Ruhezustand weiter in Richtung des Kompensationskrafterzeugungszustands verbringt oder bewegt. Eine externe Kraft ist nach der geringfügigen Auslenkung hierzu nicht mehr erforderlich.In particular, the spring preload ensures that the compensating force generating device is moved from the unstable rest state to the compensating force generating state exclusively with the aid of the spring preload and without the application of an external force. However, it is also possible for the compensating force generating device to be moved from the unstable rest state to the compensating force generating state with the aid of a weight force. In this case, the term "unstable" in the rest state is to be understood in particular to mean that, upon a slight deflection of the compensating force generating device from the unstable rest state toward the compensating force generating state, the spring preload moves or advances the compensating force generating device from the unstable rest state further toward the compensating force generating state. An external force is no longer required for this purpose after the slight deflection.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung zum Erzeugen der Federvorspannung ein erstes Federelement und ein zweites Federelement auf, wobei das erste Federelement eine erste Druckkraft auf die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung aufbringt, und wobei das zweite Federelement eine zweite Druckkraft auf die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung aufbringt.According to a further embodiment, the compensation force generating device for generating the spring preload has a first spring element and a second spring element, wherein the first spring element applies a first compressive force to the compensation force generating device, and wherein the second spring element applies a second compressive force to the compensation force generating device.

Das erste Federelement und das zweite Federelement sind vorzugsweise Zugfedern. Das erste Federelement und das zweite Federelement können als Zylinderfedern ausgebildet sein. Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz von Spiralfedern. Das erste Federelement und das zweite Federelement erzeugen die Federvorspannung, so dass die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung mit Hilfe des ersten Federelements und mit Hilfe des zweiten Federelements aus dem instabilen Ruhezustand in den Kompensationskrafterzeugungszustand verbracht werden kann. Somit wird die Kompensationskraft oder es werden die Kompensationskräfte mit Hilfe des ersten Federelements und/oder des zweiten Federelements erzeugt. Die Kompensationskraft ist oder die Kompensationskräfte sind dabei vorzugsweise eine senkrecht zu der Längsrichtung orientierte Kraft oder senkrecht zu der Längsrichtung orientierte Kräfte, welche aus den aufgebrachten Druckkräften resultiert oder resultieren.The first spring element and the second spring element are preferably tension springs. The first spring element and the second spring element can be designed as cylindrical springs. Another possibility is the use of spiral springs. The first spring element and the second spring element generate the spring preload, so that the compensation force generating device can be brought from the unstable rest state into the compensation force generating state with the aid of the first spring element and with the aid of the second spring element. Thus, the compensation force or the compensation forces are generated with the aid of the first spring element and/or the second spring element. The compensation force is or the compensation forces are preferably a force oriented perpendicular to the longitudinal direction or forces oriented perpendicular to the longitudinal direction, which result or result from the applied compressive forces.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform verbringen das erste Federelement und das zweite Federelement die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung bei dem Verbringen der Strebe von dem unausgelenkten Zustand in den ausgelenkten Zustand von dem instabilen Ruhezustand in den Kompensationskrafterzeugungszustand.According to a further embodiment, the first spring element and the second spring element move the compensation force generating device from the unstable rest state to the compensation force generating state when the strut is moved from the undeflected state to the deflected state.

Mit anderen Worten ziehen oder bewegen das erste Federelement und das zweite Federelement die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung bei einer geringfügigen Auslenkung aus dem instabilen Ruhezustand selbsttätig oder selbständig in den Kompensationskrafterzeugungszustand. Der Kompensationskrafterzeugungszustand unterscheidet sich dadurch von dem instabilen Ruhezustand, dass die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung in dem instabilen Ruhezustand keine Kompensationskraft erzeugt.In other words, the first spring element and the second spring element automatically pull or move the compensating force generating device into the compensating force generating state upon a slight deflection from the unstable rest state. The compensating force generating state differs from the unstable rest state in that the compensating force generating device does not generate a compensating force in the unstable rest state.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung einen Basisabschnitt, einen verschwenkbar mit dem Basisabschnitt verbundenen ersten Stababschnitt, den das erste Federelement mit der ersten Druckkraft beaufschlagt, und einen verschwenkbar mit dem Basisabschnitt verbundenen zweiten Stababschnitt, den das zweite Federelement mit der zweiten Druckkraft beaufschlagt, auf, wobei der Basisabschnitt zwischen dem ersten Stababschnitt und dem zweiten Stababschnitt angeordnet ist.According to a further embodiment, the compensation force generating device comprises a base section, a first rod section pivotably connected to the base section, to which the first spring element applies the first compressive force, and a second rod section pivotably connected to the base section, to which the second spring element applies the second compressive force, wherein the base section is arranged between the first rod section and the second rod section.

Insbesondere ist der Basisabschnitt scheibenförmig. Der Basisabschnitt ist fest mit dem Strebengehäuse verbunden. Insbesondere kann der Basisabschnitt mit dem Strebengehäuse verklebt, verlötet und/oder verschweißt sein. Bezüglich der Längsrichtung betrachtet ist der Basisabschnitt bevorzugt mittig in dem Strebengehäuse platziert. Der erste Stababschnitt ist vorzugsweise mit Hilfe eines proximalen Gelenkabschnitts an den Basisabschnitt angebunden. Dementsprechend ist auch der zweite Stababschnitt mit Hilfe eines proximalen Gelenkabschnitts an den Basisabschnitt angebunden. „Proximal“ heißt dabei dem Basisabschnitt zugewandt. Im Gegensatz hierzu heißt „distal“ dem Basisabschnitt abgewandt. Die zuvor erwähnten Gelenkabschnitte können drahtförmig sein. Die Gelenkabschnitte sind federelastisch verformbar und vermöglichen ein Verschwenken der Stababschnitte relativ zu dem Basisabschnitt. Die Gelenkabschnitte fungieren als Festkörpergelenke. Jedem Gelenkabschnitt ist bevorzugt ein Drehpunkt zugeordnet, um den der jeweilige Stababschnitt relativ zu dem Basisabschnitt verschwenkt oder verkippt werden kann.In particular, the base section is disc-shaped. The base section is firmly connected to the strut housing. In particular, the base section can be glued, soldered, and/or welded to the strut housing. Viewed in the longitudinal direction, the base section is preferably positioned centrally in the strut housing. The first rod section is preferably connected to the base section by means of a proximal joint section. Accordingly, the second rod section is also connected to the base section by means of a proximal joint section. "Proximal" here means facing the base section. In contrast, "distal" means facing away from the base section. The aforementioned joint sections can be wire-shaped. The joint sections are resiliently deformable and enable the rod sections to pivot relative to the base section. The joint sections function as flexural joints. Each joint section is preferably assigned a pivot point about which the respective rod section can be pivoted or tilted relative to the base section.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der erste Stababschnitt verschwenkbar mit einem ersten Befestigungsabschnitt der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung verbunden, wobei der zweite Stababschnitt verschwenkbar mit einem zweiten Befestigungsabschnitt der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung verbunden ist.According to a further embodiment, the first rod section is pivotably connected to a first fastening section of the compensation force generating device, wherein the second rod section is pivotably connected to a second fastening section of the compensation force generating device.

Insbesondere ist der erste Stababschnitt mit Hilfe eines distalen Gelenkabschnitts verschwenkbar mit dem ersten Befestigungsabschnitt verbunden. Demgemäß ist der zweite Stababschnitt ebenfalls mit Hilfe eines distalen Gelenkabschnitts mit dem Befestigungsabschnitt verbunden. Die Gelenkabschnitte sind insbesondere drahtförmig. Die Gelenkabschnitte sind als Festkörpergelenke ausgebildet. Jedem Gelenkabschnitt ist bevorzugt ein Drehpunkt zugeordnet, um den der jeweilige Stababschnitt relativ zu dem jeweiligen Befestigungsabschnitt verschwenkt oder verkippt werden kann. Der erste Befestigungsabschnitt ist mit Hilfe eines ersten Befestigungselements mit dem Strebengehäuse verbunden. Demgemäß ist der zweite Befestigungsabschnitt mit Hilfe eines zweiten Befestigungselements mit dem Strebengehäuse verbunden. Die Befestigungselemente können federförmig, insbesondere blattfederförmig, sein. Jedes Befestigungselement kann zwei senkrecht zueinander angeordnete Strebenabschnitte aufweisen. Ein erster Strebenabschnitt kann parallel zu den ersten Gelenkachsen der Anbindungsabschnitte des Strebengehäuses verlaufen, und ein zweiter Strebenabschnitt kann parallel zu den zweiten Gelenkachsen des Strebengehäuses verlaufen. Alternativ können die Befestigungselemente auch als federelastisch verformbare Membranen ausgebildet sein.In particular, the first rod section is pivotably connected to the first fastening section by means of a distal joint section. Accordingly, the second rod section is also connected to the fastening section by means of a distal joint section. The joint sections are, in particular, wire-shaped. The joint sections are designed as solid-state joints. Each joint section is preferably assigned a pivot point about which the respective rod section can be pivoted or tilted relative to the respective fastening section. The first fastening section is connected to the strut housing by means of a first fastening element. Accordingly, the second fastening section is connected to the strut housing by means of a second fastening element. The fastening elements can be spring-shaped, in particular leaf spring-shaped. Each fastening element can have two strut sections arranged perpendicular to one another. A first strut section can run parallel to the first joint axes of the connecting sections of the strut housing, and a second strut section can run parallel to the second joint axes of the strut housing. Alternatively, the fastening elements can also be designed as resiliently deformable membranes.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der erste Stababschnitt einen dem Basisabschnitt zugewandten proximalen Unterabschnitt und einen dem Basisabschnitt abgewandten distalen Unterabschnitt, der verschwenkbar mit dem proximalen Unterabschnitt des ersten Stababschnitts verbunden ist, auf, wobei der zweite Stababschnitt einen dem Basisabschnitt zugewandten proximalen Unterabschnitt und einen dem Basisabschnitt abgewandten distalen Unterabschnitt, der verschwenkbar mit dem proximalen Unterabschnitt des zweiten Stababschnitts verbunden ist, aufweist.According to a further embodiment, the first rod section has a proximal subsection facing the base section and a distal subsection facing away from the base section, which is pivotally connected to the proximal subsection of the first rod section, wherein the second rod section has a proximal subsection facing the base section and a distal subsection facing away from the base section, which is pivotally connected to the proximal subsection of the second rod section.

Demgemäß ist der Basisabschnitt zwischen den beiden proximalen Unterabschnitten angeordnet. Die proximalen Unterabschnitte sind fest mit dem Basisabschnitt verbunden, so dass diese nicht gegenüber dem Basisabschnitt verschwenken können. Die Unterabschnitte des ersten Stababschnitts und die Unterabschnitte des zweiten Stababschnitts sind jeweils mit Hilfe von drahtförmigen Gelenkabschnitten miteinander verbunden. Die Gelenkabschnitte sind Festkörpergelenke. Ein von dem Gelenkabschnitt des ersten Stababschnitts gebildeter Drehpunkt liegt bevorzugt auf den Gelenkachsen des ersten Anbindungsabschnitts des Strebengehäuses. Demgemäß liegt ein von dem Gelenkabschnitt des zweiten Stababschnitts gebildeter Drehpunkt bevorzugt auf den Gelenkachsen des zweiten Anbindungsabschnitts des Strebengehäuses. Die distalen Unterabschnitte der beiden Stababschnitte sind bevorzugt mit den zuvor erwähnten Befestigungsabschnitten verbunden, die mit dem Strebengehäuse gekoppelt sind.Accordingly, the base section is arranged between the two proximal subsections. The proximal subsections are fixedly connected to the base section, so that they cannot pivot relative to the base section. The subsections of the first rod section and the subsections of the second rod section are each connected to one another by means of wire-shaped joint sections. The joint sections are solid-state joints. A pivot point formed by the joint section of the first rod section preferably lies on the joint axes of the first connection section of the strut housing. Accordingly, a pivot point formed by the joint section of the second rod section preferably lies on the joint axes of the second connection section of the strut housing. The distal subsections of the two rod sections are preferably connected to the aforementioned fastening sections, which are coupled to the strut housing.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung ein erstes Aufnahmerohr, innerhalb dem das erste Federelement angeordnet ist, und ein zweites Aufnahmerohr, innerhalb dem das zweite Federelement angeordnet ist, auf, wobei das erste Federelement das erste Aufnahmerohr mit der ersten Druckkraft beaufschlagt, und wobei das zweite Federelement das zweite Aufnahmerohr mit der zweiten Druckkraft beaufschlagt.According to a further embodiment, the compensation force generating device comprises a first receiving tube, within which the first spring element is arranged, and a second receiving tube, within which the second spring element is arranged, wherein the first spring element applies the first compressive force to the first receiving tube, and wherein the second spring element applies the second compressive force to the second receiving tube.

Vorzugsweise sind das erste Aufnahmerohr und das zweite Aufnahmerohr baugleich wie das Strebengehäuse. Dabei sind das erste Aufnahmerohr und das zweite Aufnahmerohr jedoch kleiner dimensioniert als das Strebengehäuse, so dass das erste Aufnahmerohr und das zweite Aufnahmerohr innerhalb des Strebengehäuses platziert werden können. Die beiden Aufnahmerohre sind mit einem wie zuvor erwähnten Basisabschnitt der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung gekoppelt. Der Basisabschnitt ist mit dem Strebengehäuse verbunden. Der Basisabschnitt ist zwischen dem ersten Aufnahmerohr und dem zweiten Aufnahmerohr angeordnet. Das erste Federelement ist insbesondere mit dem Basisabschnitt und mit dem ersten Aufnahmerohr verbunden. Demgemäß ist das zweite Federelement mit dem Basisabschnitt und mit dem zweiten Aufnahmerohr verbunden.Preferably, the first receiving tube and the second receiving tube are structurally identical to the strut housing. However, the first receiving tube and the second receiving tube are smaller than the strut housing, so that the first receiving tube and the second receiving tube can be placed within the strut housing. The two receiving tubes are coupled to a base section of the compensation force generating device, as mentioned above. The base section is connected to the strut housing. The base section is arranged between the first receiving tube and the second receiving tube. The first spring element is connected in particular to the base section and to the first receiving tube. Accordingly, the second spring element is connected to the base section and to the second receiving tube.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das erste Aufnahmerohr einen proximalen Anbindungsabschnitt, einen distalen Anbindungsabschnitt und einen zwischen dem proximalen Anbindungsabschnitt und dem distalen Anbindungsabschnitt angeordneten Mittelabschnitt auf, wobei der proximale Anbindungsabschnitt um zwei senkrecht zueinander angeordnete und einander schneidende Gelenkachsen relativ zu dem Mittelabschnitt verschwenkbar ist, wobei der distale Anbindungsabschnitt um zwei senkrecht zueinander angeordnete und einander schneidende Gelenkachsen relativ zu dem Mittelabschnitt verschwenkbar ist, wobei das zweite Aufnahmerohr einen proximalen Anbindungsabschnitt, einen distalen Anbindungsabschnitt und einen zwischen dem proximalen Anbindungsabschnitt und dem distalen Anbindungsabschnitt angeordneten Mittelabschnitt aufweist, wobei der proximale Anbindungsabschnitt um zwei senkrecht zueinander angeordnete und einander schneidende Gelenkachsen relativ zu dem Mittelabschnitt verschwenkbar ist, und wobei der distale Anbindungsabschnitt um zwei senkrecht zueinander angeordnete und einander schneidende Gelenkachsen relativ zu dem Mittelabschnitt verschwenkbar ist.According to a further embodiment, the first receiving tube has a proximal connection section, a distal connection section, and a central section arranged between the proximal connection section and the distal connection section, wherein the proximal connection section is pivotable relative to the central section about two mutually perpendicular and intersecting joint axes, wherein the distal connection section is pivotable relative to the central section about two mutually perpendicular and intersecting joint axes, wherein the second receiving tube has a proximal connection section, a distal connection section, and a central section arranged between the proximal connection section and the distal connection section, wherein the proximal connection section is pivotable relative to the central section about two mutually perpendicular and intersecting joint axes, and wherein the distal connection section is pivotable relative to the central section about two mutually perpendicular and intersecting joint axes.

Der proximale Anbindungsabschnitt, der distale Anbindungsabschnitt und der Mittelabschnitt des ersten Aufnahmerohrs sind mit Hilfe von wie zuvor erwähnten Festkörpergelenken miteinander verbunden. Dementsprechend sind auch der proximale Anbindungsabschnitt, der distale Anbindungsabschnitt und der Mittelabschnitt des zweiten Aufnahmerohrs mit Hilfe von Festkörpergelenken miteinander verbunden. Das erste Aufnahmerohr und das zweite Aufnahmerohr sind bevorzugt baugleich. Jede der zuvor erwähnte Gelenkachsen der Aufnahmerohre wird vorzugsweise von zwei um 180° zueinander versetzten Festkörpergelenken gebildet. Die proximalen Anbindungsabschnitte der Aufnahmerohre sind bevorzugt fest mit dem Basisabschnitt der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung verbunden. Die distalen Anbindungsabschnitte der Aufnahmerohre sind mit Hilfe wie zuvor erwähnter Befestigungselemente mit dem Strebengehäuse verbunden. An den distalen Anbindungsabschnitten sind die Federelemente angebracht.The proximal connection section, the distal connection section, and the middle section of the first receiving tube are connected to one another by means of the previously mentioned solid-state joints. Accordingly, the proximal connection section, the distal connection section, and the middle section of the second receiving tube are also connected to one another by means of solid-state joints. The first receiving tube and the second receiving tube are preferably structurally identical. Each of the previously mentioned joint axes of the receiving tubes is preferably formed by two solid-state joints offset by 180° from one another. The proximal connection sections of the receiving tubes are preferably firmly connected to the base section of the compensation force generating device. The distal connection sections of the receiving tubes are connected to the strut housing by means of fastening elements as previously mentioned. The spring elements are attached to the distal connection sections.

Ferner wird ein optisches System, insbesondere eine Messmaschine oder eine Projektionsoptik, vorgeschlagen. Das optische System umfasst ein optisches Element und zumindest eine derartige Strebe, wobei die Strebe mit dem optischen Element verbunden ist.Furthermore, an optical system, in particular a measuring machine or projection optics, is proposed. The optical system comprises an optical element and at least one such strut, wherein the strut is connected to the optical element.

Das optische System kann beliebig viele Streben aufweisen. Das optische System kann auch beliebig viele optische Elemente aufweisen. Das optische System ist bevorzugt eine Projektionsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage. Das optische System kann jedoch auch ein Beleuchtungssystem sein. Ferner kann das optische System auch eine Messmaschine, insbesondere eine Messmaschine zur interferometrischen Vermessung des optischen Elements, sein. Die Projektionsbelichtungsanlage kann eine EUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für „Extreme Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Die Projektionsbelichtungsanlage kann auch eine DUV-Lithographieanlage sein. DUV steht für „Deep Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.The optical system can have any number of struts. The optical system can also have any number of optical elements. The optical system is preferably a projection optics system of a projection exposure system. However, the optical system can also be an illumination system. Furthermore, the optical system can also be a measuring machine, in particular a measuring machine for interferometric measurement of the optical element. The projection exposure system can be an EUV lithography system. EUV stands for "Extreme Ultraviolet" and refers to a wavelength of the working light between 0.1 nm and 30 nm. The projection exposure system can also be a DUV lithography system. DUV stands for "Deep Ultraviolet" and refers to a wavelength of the working light between 30 nm and 250 nm.

„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist."One" in this case is not necessarily limited to a single element. Rather, multiple elements, such as two, three, or more, may also be included. Any other counting term used here should not be understood as implying a limitation to the exact number of elements stated. Rather, numerical deviations upwards and downwards are possible, unless otherwise stated.

Die für die Strebe beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene optische System entsprechend und umgekehrt.The embodiments and features described for the strut apply accordingly to the proposed optical system and vice versa.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with respect to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. In this case, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie;
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines optischen Systems für die Projektionsbelichtungsanlage gemäß 1;
3 zeigt eine schematische Aufsicht des optischen Systems gemäß 2;
4 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Strebe für das optische System gemäß 2;
5 zeigt die Detailansicht V gemäß 4;
6 zeigt erneut die Detailansicht V gemäß 4;
7 zeigt eine schematische Aufsicht der Strebe gemäß 4;
8 zeigt eine schematische Schnittansicht der Strebe gemäß der Schnittlinie VIII-VIII der 6;
9 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Kompensationskrafterzeugungseinrichtung für die Strebe gemäß 4;
10 zeigt eine weitere schematische Ansicht der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung gemäß 9;
11 zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm der Strebe gemäß 4;
12 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Kompensationskrafterzeugungseinrichtung für die Strebe gemäß 4; und
13 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Kompensationskrafterzeugungseinrichtung für die Strebe gemäß 4.

Further advantageous embodiments and aspects of the invention are the subject of the dependent claims and the exemplary embodiments of the invention described below. The invention will be explained in more detail below using preferred embodiments with reference to the accompanying figures.

1 shows a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography;
2 shows a schematic view of an embodiment of an optical system for the projection exposure apparatus according to 1 ;
3 shows a schematic plan view of the optical system according to 2 ;
4 shows a schematic side view of an embodiment of a strut for the optical system according to 2 ;
5 shows the detailed view V according to 4 ;
6 shows again the detailed view V according to 4 ;
7 shows a schematic plan view of the strut according to 4 ;
8 shows a schematic sectional view of the strut according to the section line VIII-VIII of the 6 ;
9 shows a schematic view of an embodiment of a compensation force generating device for the strut according to 4 ;
10 shows a further schematic view of the compensation force generating device according to 9 ;
11 shows a force-displacement diagram of the strut according to 4 ;
12 shows a schematic view of another embodiment of a compensation force generating device for the strut according to 4 ; and
13 shows a schematic view of another embodiment of a compensation force generating device for the strut according to 4 .

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.In the figures, identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference numerals unless otherwise indicated. Furthermore, it should be noted that the representations in the figures are not necessarily to scale.

1 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 1 (Lithographieanlage), insbesondere einer EUV-Lithographieanlage. Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Lichtbeziehungsweise Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem 2 separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem 2 die Lichtquelle 3 nicht. 1 shows an embodiment of a projection exposure system 1 (lithography system), in particular an EUV lithography system. One embodiment of an illumination system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a light or radiation source 3, an illumination optics 4 for illuminating an object field 5 in an object plane 6. In an alternative embodiment, the light source 3 can also be provided as a separate module from the remaining illumination system 2. In this case, the illumination system 2 does not include the light source 3.

Belichtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9, insbesondere in einer Scanrichtung, verlagerbar.A reticle 7 arranged in the object field 5 is exposed. The reticle 7 is held by a reticle holder 8. The reticle holder 8 can be displaced via a reticle displacement drive 9, in particular in a scanning direction.

In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches Koordinatensystem mit einer x-Richtung x, einer y-Richtung y und einer z-Richtung z eingezeichnet. Die x-Richtung x verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung y verläuft horizontal und die z-Richtung z verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung y. Die z-Richtung z verläuft senkrecht zur Objektebene 6.In the 1 For explanation, a Cartesian coordinate system with an x-direction x, a y-direction y and a z-direction z is shown. The x-direction x runs perpendicular to the drawing plane. The y-direction y runs horizontally and the z-direction z runs vertically. The scanning direction runs in the 1 along the y-direction y. The z-direction z runs perpendicular to the object plane 6.

Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.The projection exposure system 1 comprises a projection optics 10. The projection optics 10 serves to image the object field 5 into an image field 11 in an image plane 12. The image plane 12 runs parallel to the object plane 6. Alternatively, an angle other than 0° between the object plane 6 and the image plane 12 is also possible.

Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung y verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.A structure on the reticle 7 is imaged onto a light-sensitive layer of a wafer 13 arranged in the image plane 12 in the region of the image field 11. The wafer 13 is held by a wafer holder 14. The wafer holder 14 can be displaced, in particular along the y-direction y, via a wafer displacement drive 15. The displacement of the reticle 7, on the one hand, via the reticle displacement drive 9, and the displacement of the wafer 13, on the other hand, via the wafer displacement drive 15, can be synchronized with each other.

Bei der Lichtquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Lichtquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 16 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Engl.: Laser Produced Plasma, mit Hilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Engl.: Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Engl.: Free-Electron-Laser, FEL) handeln.The light source 3 is an EUV radiation source. The light source 3 emits, in particular, EUV radiation 16, which is also referred to below as useful radiation, illumination radiation, or illumination light. The useful radiation 16 has, in particular, a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm. The light source 3 can be a plasma source, for example, an LPP source (Laser Produced Plasma) or a DPP source (Gas Discharged Produced Plasma). It can also be a synchrotron-based radiation source. The light source 3 can be a free-electron laser (FEL).

Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Lichtquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Engl.: Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Engl.: Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The illumination radiation 16 emanating from the light source 3 is focused by a collector 17. The collector 17 may be a collector with one or more ellipsoidal and/or hyperboloidal reflection surfaces. The at least one reflection surface of the The collector 17 can be exposed to the illumination radiation 16 at grazing incidence (GI), i.e., angles of incidence greater than 45°, or at normal incidence (NI), i.e., angles of incidence less than 45°. The collector 17 can be structured and/or coated, on the one hand, to optimize its reflectivity for the useful radiation and, on the other hand, to suppress stray light.

Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Lichtquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.After the collector 17, the illumination radiation 16 propagates through an intermediate focus in an intermediate focal plane 18. The intermediate focal plane 18 can represent a separation between a radiation source module, comprising the light source 3 and the collector 17, and the illumination optics 4.

Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche auch als Feldfacetten bezeichnet werden können. Von diesen ersten Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.The illumination optics 4 comprises a deflecting mirror 19 and, downstream of this in the beam path, a first facet mirror 20. The deflecting mirror 19 can be a flat deflecting mirror or, alternatively, a mirror with a beam-influencing effect beyond the pure deflection effect. Alternatively or additionally, the deflecting mirror 19 can be designed as a spectral filter that separates a useful light wavelength of the illumination radiation 16 from stray light of a different wavelength. If the first facet mirror 20 is arranged in a plane of the illumination optics 4 that is optically conjugated to the object plane 6 as the field plane, it is also referred to as a field facet mirror. The first facet mirror 20 comprises a plurality of individual first facets 21, which can also be referred to as field facets. Of these first facets 21, 1 only a few examples are shown.

Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.The first facets 21 can be designed as macroscopic facets, in particular as rectangular facets or as facets with an arcuate or partially circular edge contour. The first facets 21 can be designed as flat facets or, alternatively, as convexly or concavely curved facets.

Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.As for example from the DE 10 2008 009 600 A1 As is known, the first facets 21 themselves can also be composed of a plurality of individual mirrors, in particular a plurality of micromirrors. The first facet mirror 20 can in particular be designed as a microelectromechanical system (MEMS system). For details, please refer to DE 10 2008 009 600 A1 referred to.

Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung y.Between the collector 17 and the deflecting mirror 19, the illumination radiation 16 runs horizontally, i.e. along the y-direction y.

Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 .In the beam path of the illumination optics 4, a second facet mirror 22 is arranged downstream of the first facet mirror 20. If the second facet mirror 22 is arranged in a pupil plane of the illumination optics 4, it is also referred to as a pupil facet mirror. The second facet mirror 22 can also be arranged at a distance from a pupil plane of the illumination optics 4. In this case, the combination of the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22 is also referred to as a specular reflector. Specular reflectors are known from US 2006/0132747 A1 , the EP 1 614 008 B1 and the US$6,573,978 .

Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The second facet mirror 22 comprises a plurality of second facets 23. In the case of a pupil facet mirror, the second facets 23 are also referred to as pupil facets.

Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.The second facets 23 can also be macroscopic facets, which can be round, rectangular or hexagonal, or alternatively facets composed of micromirrors. In this regard, reference is also made to the DE 10 2008 009 600 A1 referred to.

Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The second facets 23 can have planar or alternatively convex or concave curved reflection surfaces.

Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly's Eye Integrator) bezeichnet.The illumination optics 4 thus form a double-faceted system. This basic principle is also known as a fly's-eye integrator.

Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der zweite Facettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.It may be advantageous not to arrange the second facet mirror 22 exactly in a plane that is optically conjugate to a pupil plane of the projection optics 10. In particular, the second facet mirror 22 may be arranged tilted relative to a pupil plane of the projection optics 10, as is shown, for example, in the DE 10 2017 220 586 A1 described.

Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.With the help of the second facet mirror 22, the individual first facets 21 are imaged into the object field 5. The second facet mirror 22 is the last beam-forming mirror or actually the last mirror for the illumination radiation 16 in the beam path before the object field 5.

Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Grazing Incidence Spiegel) umfassen.In a further embodiment of the illumination optics 4 (not shown), a transmission optics can be arranged in the beam path between the second facet mirror 22 and the object field 5, which transmission optics contributes in particular to the imaging of the first facets 21 in the object field 5. The transmission optics can be exactly one mirror, alter natively, but also two or more mirrors arranged one behind the other in the beam path of the illumination optics 4. The transmission optics can in particular comprise one or two mirrors for normal incidence (NI mirrors, normal incidence mirrors) and/or one or two mirrors for grazing incidence (GI mirrors, grazing incidence mirrors).

Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.The illumination optics 4 has in the version shown in the 1 As shown, after the collector 17 there are exactly three mirrors, namely the deflection mirror 19, the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22.

Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.In a further embodiment of the illumination optics 4, the deflection mirror 19 can also be omitted, so that the illumination optics 4 can then have exactly two mirrors after the collector 17, namely the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22.

Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.The imaging of the first facets 21 by means of the second facets 23 or with the second facets 23 and a transmission optics into the object plane 6 is usually only an approximate imaging.

Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.The projection optics 10 comprises a plurality of mirrors Mi, which are numbered according to their arrangement in the beam path of the projection exposure system 1.

Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.In the 1 In the example shown, the projection optics 10 comprises six mirrors M1 to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve, or a different number of mirrors M1 are also possible. The projection optics 10 is a doubly obscured optics. The penultimate mirror M5 and the last mirror M6 each have a passage opening for the illumination radiation 16. The projection optics 10 has an image-side numerical aperture that is greater than 0.5 and can also be greater than 0.6, for example, 0.7 or 0.75.

Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hochreflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as freeform surfaces without a rotational symmetry axis. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one rotational symmetry axis of the reflection surface shape. The mirrors Mi, like the mirrors of the illumination optics 4, can have highly reflective coatings for the illumination radiation 16. These coatings can be designed as multilayer coatings, in particular with alternating layers of molybdenum and silicon.

Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung y zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung y kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.The projection optics 10 has a large object-image offset in the y-direction y between a y-coordinate of a center of the object field 5 and a y-coordinate of the center of the image field 11. This object-image offset in the y-direction y can be approximately as large as a z-distance between the object plane 6 and the image plane 12.

Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung x, y auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.The projection optics 10 can, in particular, be anamorphic. It has, in particular, different magnifications βx, βy in the x and y directions x, y. The two magnifications βx, βy of the projection optics 10 are preferably (βx, βy) = (+/- 0.25, +/- 0.125). A positive magnification β means imaging without image inversion. A negative sign for the magnification β means imaging with image inversion.

Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung x, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The projection optics 10 thus leads to a reduction in the ratio 4:1 in the x-direction x, i.e. in the direction perpendicular to the scanning direction.

Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The projection optics 10 leads to a reduction of 8:1 in the y-direction y, i.e. in the scanning direction.

Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung x, y, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.Other magnifications are also possible. Magnifications with the same sign and absolutely identical in the x and y directions (x, y), for example, with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.

Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung x, y im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung x, y sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .The number of intermediate image planes in the x- and y-directions x, y in the beam path between the object field 5 and the image field 11 can be the same or can be different, depending on the design of the projection optics 10. Examples of projection optics with different numbers of such intermediate images in the x- and y-directions x, y are known from US 2018/0074303 A1 .

Jeweils eine der zweiten Facetten 23 ist genau einer der ersten Facetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der ersten Facetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die ersten Facetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten zweiten Facetten 23.Each of the second facets 23 is assigned to exactly one of the first facets 21 to form a respective illumination channel for illuminating the object field 5. This can, in particular, result in illumination according to the Köhler principle. The far field is divided into a plurality of object fields 5 using the first facets 21. The first facets 21 generate a plurality of images of the intermediate focus on the second facets 23 assigned to them.

Die ersten Facetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten zweiten Facette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.The first facets 21 are each imaged onto the reticle 7 by an associated second facet 23, superimposed on one another, to illuminate the object field 5. The illumination of the object field 5 is, in particular, as homogeneous as possible. It preferably has a uniformity error of less than 2%. Field uniformity can be achieved by superimposing different illumination channels.

Durch eine Anordnung der zweiten Facetten 23 kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der zweiten Facetten 23, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting oder Beleuchtungspupillenfüllung bezeichnet.By arranging the second facets 23, the illumination of the entrance pupil of the projection optics 10 can be geometrically defined. By selecting the illumination channels, in particular the subset of the second facets 23 that guide light, the intensity distribution in the entrance pupil of the projection optics 10 can be adjusted. This intensity distribution is also referred to as the illumination setting or illumination pupil fill.

Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics 4 can be achieved by redistributing the illumination channels.

Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.Further aspects and details of the illumination of the object field 5 and in particular of the entrance pupil of the projection optics 10 are described below.

Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The projection optics 10 can, in particular, have a homocentric entrance pupil. This can be accessible. It can also be inaccessible.

Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des zweiten Facettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.The entrance pupil of the projection optics 10 cannot usually be precisely illuminated with the second facet mirror 22. When imaging the projection optics 10, which images the center of the second facet mirror 22 telecentrically onto the wafer 13, the aperture rays often do not intersect at a single point. However, a surface can be found in which the pairwise determined distance of the aperture rays is minimized. This surface represents the entrance pupil or a surface conjugate to it in spatial space. In particular, this surface exhibits a finite curvature.

Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.It is possible that the projection optics 10 have different entrance pupil positions for the tangential and sagittal beam paths. In this case, an imaging element, in particular an optical component of the transmission optics, should be provided between the second facet mirror 22 and the reticle 7. With the help of this optical element, the different positions of the tangential entrance pupil and the sagittal entrance pupil can be taken into account.

Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der zweite Facettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.In the 1 In the illustrated arrangement of the components of the illumination optics 4, the second facet mirror 22 is arranged in a surface conjugate to the entrance pupil of the projection optics 10. The first facet mirror 20 is arranged tilted relative to the object plane 6. The first facet mirror 20 is arranged tilted relative to an arrangement plane defined by the deflection mirror 19. The first facet mirror 20 is arranged tilted relative to an arrangement plane defined by the second facet mirror 22.

2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines optisches Systems 100. 3 zeigt eine schematische Aufsicht des optischen Systems 100. Nachfolgend wird auf die 2 und 3 gleichzeitig Bezug genommen. 2 shows a schematic view of an embodiment of an optical system 100. 3 shows a schematic plan view of the optical system 100. The following refers to the 2 and 3 referred to at the same time.

Das optische System 100 kann eine Messmaschine zum interferometrischen Vermessen eines optischen Elements 102 sein. Das optische Element 102 kann beispielsweise einer der Spiegel M1 bis M6 sein. Das optische Element 102 umfasst ein Substrat 104 und eine optisch wirksame Fläche 106, beispielsweise eine Spiegelfläche. Das Substrat 104 kann auch als Spiegelsubstrat bezeichnet werden. Das Substrat 104 kann Glas, Keramik, Glaskeramik oder andere geeignete Werkstoffe umfassen.The optical system 100 can be a measuring machine for interferometrically measuring an optical element 102. The optical element 102 can, for example, be one of the mirrors M1 to M6. The optical element 102 comprises a substrate 104 and an optically effective surface 106, for example, a mirror surface. The substrate 104 can also be referred to as a mirror substrate. The substrate 104 can comprise glass, ceramic, glass-ceramic, or other suitable materials.

Die optisch wirksame Fläche 106 ist an einer Vorderseite 108 des Substrats 104 vorgesehen. Die optisch wirksame Fläche 106 kann mit Hilfe einer auf die Vorderseite 108 aufgebrachten Beschichtung verwirklicht sein. Die optisch wirksame Fläche 106 ist eine Spiegelfläche. Die optisch wirksame Fläche 106 ist geeignet, im Betrieb des optischen Systems 100 Beleuchtungsstrahlung 16, insbesondere EUV-Strahlung, zu reflektieren. Die optisch wirksame Fläche 106 kann in der Aufsicht gemäß 3 eine ovale oder elliptische Geometrie aufweisen. Das optische Element 102 oder das Substrat 104 kann eine dreieckförmige Geometrie aufweisen. Grundsätzlich ist die Geometrie jedoch beliebig.The optically effective surface 106 is provided on a front side 108 of the substrate 104. The optically effective surface 106 can be realized by means of a coating applied to the front side 108. The optically effective surface 106 is a mirror surface. The optically effective surface 106 is suitable for reflecting illumination radiation 16, in particular EUV radiation, during operation of the optical system 100. The optically effective surface 106 can be shown in plan view according to 3 have an oval or elliptical geometry. The optical element 102 or the substrate 104 can have a triangular geometry. In principle, however, the geometry is arbitrary.

Der optisch wirksamen Fläche 106 oder der Vorderseite 108 abgewandt weist das optische Element 102 eine Rückseite 110 auf. Die Rückseite 110 weist keine definierten optischen Eigenschaften auf. Das heißt insbesondere, dass die Rückseite 110 keine Spiegelfläche ist und somit auch keine reflektierenden Eigenschaften aufweist.Facing away from the optically effective surface 106 or the front side 108, the optical element 102 has a rear side 110. The rear side 110 has no defined optical properties. This means, in particular, that the rear side 110 is not a mirror surface and therefore does not have any reflective properties.

An der Rückseite 110 sind mehrere Spiegelbuchsen 112, 114, 116 vorgesehen. Es sind eine erste Spiegelbuchse 112, eine zweite Spiegelbuchse 114 und eine dritte Spiegelbuchse 116 vorgesehen. Mit anderen Worten umfasst das optische Element 102 genau drei Spiegelbuchsen 112, 114, 116. Die Spiegelbuchsen 112, 114, 116 können geometrisch identisch aufgebaut sein. Die Spiegelbuchsen 112, 114, 116 sind zylinderförmig und erstrecken sich in der Orientierung der 2 unterseitig aus der Rückseite 110 heraus. Die Spiegelbuchsen 112, 114, 116 bilden Ecken eines gedachten Dreiecks.On the rear side 110, a plurality of mirror bushings 112, 114, 116 are provided. A first mirror bushing 112, a second mirror bushing 114, and a third mirror bushing 116 are provided. In other words, the optical element 102 comprises exactly three mirror bushings 112, 114, 116. The mirror bushings 112, 114, 116 can be geometrically identical. The mirror bushings 112, 114, 116 are cylindrical and extend in the orientation of the 2 from the underside of the rear side 110. The mirror sockets 112, 114, 116 form corners of an imaginary triangle.

Das optische Element 102 oder die optisch wirksame Fläche 106 weist sechs Freiheitsgrade, nämlich drei translatorische Freiheitsgrade jeweils entlang der ersten Raumrichtung oder x-Richtung x, der zweiten Raumrichtung oder y-Richtung y und der dritten Raumrichtung oder z-Richtung z sowie drei rotatorische Freiheitsgrade jeweils um die x-Richtung x, die y-Richtung y und die z-Richtung z auf. Das heißt, eine Position und eine Orientierung des optischen Elements 102 oder der optisch wirksamen Fläche 106 können mit Hilfe der sechs Freiheitsgrade bestimmt oder beschrieben werden.The optical element 102 or the optically effective surface 106 has six degrees of freedom, namely three translational degrees of freedom along the first spatial direction or x-direction x, the second spatial direction or y-direction y, and the third spatial direction or z-direction z, as well as three rotational degrees of freedom about the x-direction x, the y-direction y, and the z-direction z. This means that a position and an orientation of the optical element 102 or the optically effective surface 106 can be determined or described using the six degrees of freedom.

Unter der „Position“ des optischen Elements 102 oder der optisch wirksamen Fläche 106 sind insbesondere dessen oder deren Koordinaten oder die Koordinaten eines an dem optischen Element 102 vorgesehenen Messpunkts bezüglich der x-Richtung x, der y-Richtung y und der z-Richtung z zu verstehen. Unter der „Orientierung“ des optischen Elements 102 oder der optisch wirksamen Fläche 106 ist insbesondere dessen oder deren Verkippung bezüglich der drei Raumrichtungen x, y, z zu verstehen. Das heißt, das optische Element 102 oder die optisch wirksame Fläche 106 kann um die x-Richtung x, die y-Richtung y und/oder die z-Richtung z verkippt werden.The "position" of the optical element 102 or the optically effective surface 106 is to be understood in particular as its coordinates or the coordinates of a measuring point provided on the optical element 102 with respect to the x-direction x, the y-direction y, and the z-direction z. The "orientation" of the optical element 102 or the optically effective surface 106 is to be understood in particular as its tilt with respect to the three spatial directions x, y, z. This means that the optical element 102 or the optically effective surface 106 can be tilted about the x-direction x, the y-direction y, and/or the z-direction z.

Hiermit ergeben sich die sechs Freiheitsgrade für die Position und/oder Orientierung des optischen Elements 102 oder der optisch wirksamen Fläche 106. Eine „Lage“ des optischen Elements 102 oder der optisch wirksamen Fläche 106 umfasst sowohl dessen oder deren Position als auch dessen oder deren Orientierung. Der Begriff „Lage“ ist demgemäß durch die Formulierung „Position und Orientierung“ und umgekehrt ersetzbar.This results in six degrees of freedom for the position and/or orientation of the optical element 102 or the optically effective surface 106. A "position" of the optical element 102 or the optically effective surface 106 encompasses both its position and its orientation. The term "position" can therefore be replaced by the phrase "position and orientation," and vice versa.

Das optische Element 102 ist mit Hilfe dreier Bipoden 118, 120, 122, die in der 2 nur sehr stark schematisiert gezeigt sind, gelagert. Jeder Spiegelbuchse 112, 114, 116 ist ein Bipod 118, 120, 122 zugeordnet. Das heißt insbesondere, dass genau drei Bipoden 118, 120, 122 vorgesehen sind. Mit den drei Bipoden 118, 120, 122 lassen sich alle der vorgenannten Freiheitsgrade sperren. Mit den drei Bipoden 118, 120, 122 ist somit die Lage des optischen Elements 102 bezüglich aller sechs Freiheitsgrade definiert.The optical element 102 is mounted on a support frame 104 by means of three bipods 118, 120, 122, which are 2 are shown only very schematically. Each mirror socket 112, 114, 116 is assigned a bipod 118, 120, 122. This means, in particular, that exactly three bipods 118, 120, 122 are provided. With the three bipods 118, 120, 122, all of the aforementioned degrees of freedom can be locked. Thus, with the three bipods 118, 120, 122, the position of the optical element 102 is defined with respect to all six degrees of freedom.

Der ersten Spiegelbuchse 112 ist ein erster Bipod 118 zugeordnet. Der zweiten Spiegelbuchse 114 ist ein zweiter Bipod 120 zugeordnet. Der dritten Spiegelbuchse 116 ist ein dritter Bipod 122 zugeordnet. Die Bipoden 118, 120, 122 sind identisch aufgebaut. Nachfolgend wird daher nur auf den ersten Bipod 118 und auf die erste Spiegelbuchse 112 eingegangen, die im Folgenden einfach als Bipod 118 und als Spiegelbuchse 112 bezeichnet werden. Alle nachfolgenden Ausführungen betreffend den Bipod 118 sind auf die Bipoden 120, 122 und umgekehrt anwendbar.A first bipod 118 is assigned to the first mirror socket 112. A second bipod 120 is assigned to the second mirror socket 114. A third bipod 122 is assigned to the third mirror socket 116. The bipods 118, 120, and 122 are identical in design. Therefore, only the first bipod 118 and the first mirror socket 112 will be discussed below, which will be referred to simply as bipod 118 and mirror socket 112. All subsequent statements regarding the bipod 118 apply to the bipods 120, 122, and vice versa.

Der Bipod 118 ist über einen Anbindungspunkt 124 mit der Spiegelbuchse 112 gekoppelt. Ferner ist der Bipod 118 über zwei weitere Anbindungspunkte 126, 128 mit einer festen Welt 130 gekoppelt. Die feste Welt 130 kann ein Messtisch des optischen Systems 100 oder eine sonstige unbewegliche Struktur sein. Neben der festen Welt 130 weist das optische System 100 einen Messkopf 132 zum interferometrischen Vermessen des optischen Elements 102, insbesondere der optisch wirksamen Fläche 106, auf.The bipod 118 is coupled to the mirror socket 112 via a connection point 124. Furthermore, the bipod 118 is coupled to a fixed world 130 via two additional connection points 126, 128. The fixed world 130 can be a measuring stage of the optical system 100 or another immovable structure. In addition to the fixed world 130, the optical system 100 has a measuring head 132 for interferometrically measuring the optical element 102, in particular the optically effective surface 106.

Der Bipod 118 weist zwei Streben 134, 136 auf. Mit Hilfe aller Streben 134, 136 aller Bipoden 118, 120, 122 sind die sechs Freiheitsgrade des optischen Elements 102 definiert. Die Streben 134, 136 können insbesondere als Spiegelstreben oder als Stützstreben bezeichnet werden. Beide Streben 134, 136 können an dem gemeinsamen Anbindungspunkt 124 an die Spiegelbuchse 112 angebunden sein. Ferner sind die Streben 134, 136, über die Anbindungspunkte 126, 128 an die feste Welt 130 angebunden.The bipod 118 has two struts 134, 136. The six degrees of freedom of the optical element 102 are defined by means of all struts 134, 136 of all bipods 118, 120, 122. The struts 134, 136 can be referred to in particular as mirror struts or support struts. Both struts 134, 136 can be connected to the mirror socket 112 at the common connection point 124. Furthermore, the struts 134, 136 are connected to the fixed world 130 via the connection points 126, 128.

Das optische System 100 kann jedoch nicht nur eine Messmaschine, sondern auch eine wie zuvor erläuterte Projektionsoptik 10 oder Teil einer derartigen Projektionsoptik 10 sein. Daher kann das optische System 100 auch als Projektionsoptik bezeichnet werden. Das optische System 100 kann jedoch auch ein wie zuvor erläutertes Beleuchtungssystem 2 oder Teil eines derartigen Beleuchtungssystems 2 sein. Daher kann das optische System 100 alternativ auch als Beleuchtungssystem bezeichnet werden. Das optische System 100 ist für die EUV-Lithographie geeignet. Das optische System 100 kann jedoch auch für die DUV-Lithographie geeignet sein.However, the optical system 100 can be not only a measuring machine, but also a projection optics system 10 as previously explained or part of such a projection optics system 10. Therefore, the optical system 100 can also be referred to as a projection optics system. However, the optical system 100 can also be an illumination system 2 as previously explained or part of such an illumination system 2. Therefore, the optical system 100 can alternatively also be referred to as an illumination system. The optical system 100 is suitable for EUV lithography. However, the optical system 100 can also be suitable for DUV lithography.

Für den Fall, dass das optische System 100 eine wie zuvor erwähnte Projektionsoptik 10 ist, kann die feste Welt 130 ein Tragrahmen (Engl. Force Frame) sein. Ferner kann die feste Welt 130 auch ein Manipulatorrahmen sein, der zum Justieren des optischen Elements 102 ausgelenkt werden kann. Wie zuvor erwähnte Streben 134, 136 können genutzt werden, um das optische Element 102 beispielsweise an dem Manipulatorrahmen zu lagern.In the case where the optical system 100 is a projection optics 10 as mentioned above, the fixed world 130 can be a support frame (force frame). Furthermore, the fixed world 130 can also be a manipulator frame that can be deflected to adjust the optical element 102. Struts 134, 136 as mentioned above can be used to mount the optical element 102, for example, on the manipulator frame.

Ferner können dem optischen Element 102 auch Schwerkraftkompensatoren zum Kompensieren einer Gewichtskraft des optischen Elements 102 zugeordnet sein. In diesem Fall kann jeweils eine wie zuvor erwähnte Strebe 134, 136 Teil eines derartigen Schwerkraftkompensators sein. Ferner können die Streben 134, 136 auch Teile von Aktuatoren oder Manipulatoren zum Justieren des optischen Elements 102 sein. Die Streben 134, 136 können für alle Anwendungsfälle eingesetzt werden, bei denen genau ein Freiheitsgrad definiert werden soll oder bei denen Kräfte in genau einer Richtung übertragen werden sollen.Furthermore, the optical element 102 can also be assigned gravity compensators for compensating for the weight of the optical element 102. In this case, a strut 134, 136 as mentioned above can be part of such a gravity compensator. Furthermore, the struts 134, 136 can also be parts of actuators or manipulators for adjusting the optical Element 102. The struts 134, 136 can be used for all applications in which exactly one degree of freedom is to be defined or in which forces are to be transmitted in exactly one direction.

Die 4 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Strebe 200. Die 5 und die 6 zeigen jeweils die Detailansicht V gemäß der 4. Die 7 zeigt eine schematische Aufsicht der Strebe 200. Die 8 zeigt eine schematische Schnittansicht der Strebe gemäß der Schnittlinie VIII-VIII der 7. Im Folgenden wird auf die 4 bis 8 gleichzeitig Bezug genommen.The 4 shows a schematic side view of an embodiment of a strut 200. The 5 and the 6 show the detailed view V according to the 4 . The 7 shows a schematic plan view of the strut 200. The 8 shows a schematic sectional view of the strut according to the section line VIII-VIII of the 7 . The following refers to the 4 to 8 referred to at the same time.

Die Strebe 200 kann auch als, insbesondere monolithisches, Einfachfreiheitsgradgelenk oder 1DoF-Gelenk (Engl.: 1 Degree of Freedom) bezeichnet werden. Die Strebe 200 kann Teil eines wie zuvor erläuterten Bipods 118, 120, 122 sein. Dabei können zwei Streben 200 jeweils einen Bipod 118, 120, 122 bilden. Insbesondere kann die Strebe 200 eine der zuvor erläuterten Streben 134, 136 sein. Die Strebe 200 ist Teil des optischen Systems 100. Insbesondere kann die Strebe 200 Teil eines Aktuators oder Manipulators zum Aktuieren des optischen Elements 102 sein. Die Strebe 200 kann auch Teil eines Schwerkraftkompensators sein.The strut 200 can also be referred to as a single degree of freedom joint, particularly a monolithic one-degree-of-freedom joint, or 1DoF joint (English: 1 Degree of Freedom). The strut 200 can be part of a bipod 118, 120, 122 as previously explained. Two struts 200 can each form a bipod 118, 120, 122. In particular, the strut 200 can be one of the previously explained struts 134, 136. The strut 200 is part of the optical system 100. In particular, the strut 200 can be part of an actuator or manipulator for actuating the optical element 102. The strut 200 can also be part of a gravity compensator.

Die Strebe 200 weist eine Mittel- oder Symmetrieachse 202 auf, zu der die Strebe 200 rotationssymmetrisch aufgebaut ist. Der Strebe 200 ist ein wie zuvor erwähntes Koordinatensystem mit einer x-Richtung x, einer y-Richtung y und einer z-Richtung z zugeordnet. Die Richtungen x, y, z sind senkrecht zueinander orientiert. Die Symmetrieachse 202 verläuft entlang der z-Richtung z oder ist parallel zu der z-Richtung z orientiert. Der Strebe 200 ist eine Längsrichtung L zugeordnet, die entlang der Symmetrieachse 202 oder entlang der z-Richtung z verläuft.The strut 200 has a central or symmetry axis 202, to which the strut 200 is rotationally symmetrical. As previously mentioned, the strut 200 is assigned a coordinate system with an x-direction x, a y-direction y, and a z-direction z. The x, y, and z directions are oriented perpendicular to each other. The symmetry axis 202 runs along the z-direction z or is oriented parallel to the z-direction z. The strut 200 is assigned a longitudinal direction L, which runs along the symmetry axis 202 or along the z-direction z.

Die Strebe 200 umfasst ein Strebengehäuse 204, das rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse 202 aufgebaut ist. Das Strebengehäuse 204 ist hohlzylinderförmig oder rohrförmig und kann daher auch als Strebenrohr bezeichnet werden. Das Strebengehäuse 204 weist eine Außenseite oder Außenfläche 206 und eine der Außenfläche 206 abgewandte Innenseite oder Innenfläche 208 auf. Das Strebengehäuse 204 umschließt einen Innenraum 210. Das Strebengehäuse 204 weist weiterhin zwei ringförmige Stirnflächen 212, 214 auf. Das Strebengehäuse 204 ist in einen Mittelabschnitt 216 und zwei Anbindungsabschnitte 218, 220 unterteilt. Der Mittelabschnitt 216 ist entlang der Längsrichtung L betrachtet zwischen einem ersten Anbindungsabschnitt 218 und einem zweiten Anbindungsabschnitt 220 platziert. Der erste Anbindungsabschnitt 218 kann mit Hilfe des Anbindungspunkts 124 (nicht gezeigt) mit dem optischen Element 102 gekoppelt sein. Der zweite Anbindungsabschnitt 220 kann mit Hilfe des Anbindungspunkts 126 (nicht gezeigt) mit der festen Welt 130 gekoppelt sein.The strut 200 comprises a strut housing 204, which is rotationally symmetrical to the axis of symmetry 202. The strut housing 204 is hollow-cylindrical or tubular and can therefore also be referred to as a strut tube. The strut housing 204 has an outer side or outer surface 206 and an inner side or inner surface 208 facing away from the outer surface 206. The strut housing 204 encloses an interior space 210. The strut housing 204 further has two annular end surfaces 212, 214. The strut housing 204 is divided into a central section 216 and two connecting sections 218, 220. The central section 216 is positioned between a first connecting section 218 and a second connecting section 220, viewed along the longitudinal direction L. The first connection section 218 can be coupled to the optical element 102 using the connection point 124 (not shown). The second connection section 220 can be coupled to the fixed world 130 using the connection point 126 (not shown).

Der erste Anbindungsabschnitt 218 kann um eine erste Gelenkachse 222 relativ zu dem Mittelabschnitt 216 verschwenkt werden. Die erste Gelenkachse 222 stimmt mit der x-Richtung x überein oder ist parallel zu dieser angeordnet. Zusätzlich kann der erste Anbindungsabschnitt 218 um eine zweite Gelenkachse 224 relativ zu dem Mittelabschnitt 216 verschwenkt werden. Die zweite Gelenkachse 224 stimmt mit der y-Richtung y überein oder ist parallel zu dieser angeordnet. Die beiden Gelenkachsen 222, 224 sind somit senkrecht zueinander orientiert.The first connection section 218 can be pivoted about a first joint axis 222 relative to the central section 216. The first joint axis 222 coincides with the x-direction or is arranged parallel to it. In addition, the first connection section 218 can be pivoted about a second joint axis 224 relative to the central section 216. The second joint axis 224 coincides with the y-direction or is arranged parallel to it. The two joint axes 222, 224 are thus oriented perpendicular to each other.

Die beiden Gelenkachsen 222, 224 ermöglichen somit eine Bewegung des ersten Anbindungsabschnitts 218 relativ zu dem Mittelabschnitt 216 in zwei Freiheitsgraden, nämlich sowohl eine Verkippung um die erste Gelenkachse 222 als auch eine Verkippung um die zweite Gelenkachse 224. Die Gelenkachsen 222, 224 schneiden einander bevorzugt in der Symmetrieachse 202. Das heißt insbesondere, dass die Gelenkachsen 222, 224 auch die Symmetrieachse 202 schneiden. Die beiden Gelenkachsen 222, 224 bilden ein erstes Kardangelenk 226 des Strebengehäuses 204 oder der Strebe 200.The two joint axes 222, 224 thus enable movement of the first connection section 218 relative to the central section 216 in two degrees of freedom, namely both tilting about the first joint axis 222 and tilting about the second joint axis 224. The joint axes 222, 224 preferably intersect each other at the axis of symmetry 202. This means, in particular, that the joint axes 222, 224 also intersect the axis of symmetry 202. The two joint axes 222, 224 form a first universal joint 226 of the strut housing 204 or the strut 200.

Der zweite Anbindungsabschnitt 220 kann ebenfalls um eine erste Gelenkachse 228 relativ zu dem Mittelabschnitt 216 verschwenkt werden. Die erste Gelenkachse 228 stimmt mit der x-Richtung x überein oder ist parallel zu dieser angeordnet. Somit sind die ersten Gelenkachsen 222, 228 parallel zueinander orientiert. Zusätzlich kann der erste Anbindungsabschnitt 218 um eine zweite Gelenkachse 230 relativ zu dem Mittelabschnitt 216 verschwenkt werden. Die zweite Gelenkachse 230 stimmt mit der y-Richtung y überein oder ist parallel zu dieser angeordnet. Somit sind auch die zweiten Gelenkachsen 224, 230 parallel zueinander orientiert. Die beiden Gelenkachsen 228, 230 sind senkrecht zueinander orientiert.The second connection section 220 can also be pivoted about a first joint axis 228 relative to the central section 216. The first joint axis 228 coincides with the x-direction x or is arranged parallel to it. Thus, the first joint axes 222, 228 are oriented parallel to one another. In addition, the first connection section 218 can be pivoted about a second joint axis 230 relative to the central section 216. The second joint axis 230 coincides with the y-direction y or is arranged parallel to it. Thus, the second joint axes 224, 230 are also oriented parallel to one another. The two joint axes 228, 230 are oriented perpendicular to one another.

Die beiden Gelenkachsen 228, 230 ermöglichen somit eine Bewegung des zweiten Anbindungsabschnitts 220 relativ zu dem Mittelabschnitt 216 in zwei Freiheitsgraden, nämlich sowohl eine Verkippung um die erste Gelenkachse 228 als auch eine Verkippung um die zweite Gelenkachse 230. Die Gelenkachsen 228, 230 schneiden einander bevorzugt in der Symmetrieachse 202. Das heißt insbesondere, dass die Gelenkachsen 228, 230 auch die Symmetrieachse 202 schneiden. Die beiden Gelenkachsen 228, 230 bilden ein zweites Kardangelenk 232 des Strebengehäuses 204.The two joint axes 228, 230 thus enable movement of the second connection section 220 relative to the central section 216 in two degrees of freedom, namely both tilting about the first joint axis 228 and tilting about the second joint axis 230. The joint axes 228, 230 preferably intersect each other at the axis of symmetry 202. This means, in particular, that the joint axes 228, 230 also intersect the axis of symmetry 202. The two joint axes 228, 230 form a second universal joint 232 of the strut housing 204.

Die Gelenkachsen 222, 224, 228, 230 werden - wie in der 5 und der 6 anhand der ersten Gelenkachse 222 des ersten Anbindungsabschnitts 218 gezeigt - mit Hilfe von Festkörpergelenken 234 verwirklicht. Unter einem „Festkörpergelenk“ ist vorliegend allgemein ein Bereich, beispielsweise eine Querschnittseinengung oder Ausdünnung, eines Bauteils, vorliegend des Strebengehäuses 204, zu verstehen, welcher eine Relativbewegung zwischen zwei Starrkörperbereichen des Bauteils durch Biegung oder Torsion ermöglicht. Durch eine Anpassung der Federsteifigkeit des Festkörpergelenks 234 kann das Strebengehäuse 204 an beliebige Anwendungsfälle angepasst werden. Unter der „Steifigkeit“ ist vorliegend ganz allgemein der Widerstand eines Körpers, vorliegend des Festkörpergelenks 234, gegen eine durch eine äußere Belastung aufgeprägte elastische Verformung zu verstehen und vermittelt den Zusammenhang zwischen der Belastung des Körpers und dessen Verformung. Die Steifigkeit wird bestimmt durch den Werkstoff des Körpers und dessen Geometrie.The joint axes 222, 224, 228, 230 are - as in the 5 and the 6 shown using the first joint axis 222 of the first connection section 218 - realized with the help of flexural joints 234. A "flexural joint" is generally understood here to be an area, for example a cross-sectional constriction or thinning, of a component, in this case the strut housing 204, which enables relative movement between two rigid body regions of the component through bending or torsion. By adjusting the spring stiffness of the flexural joint 234, the strut housing 204 can be adapted to any application. "Stiffness" is generally understood here to mean the resistance of a body, in this case the flexural joint 234, to elastic deformation imposed by an external load and conveys the relationship between the load on the body and its deformation. The stiffness is determined by the material of the body and its geometry.

Der ersten Gelenkachse 222 sind zwei derartige Festkörpergelenke 234 zugeordnet, die entlang der x-Richtung x beabstandet voneinander angeordnet sind. Dementsprechend sind der zweiten Gelenkachse 224 ebenfalls zwei derartige Festkörpergelenke 234 (nicht gezeigt) zugeordnet, die entlang der y-Richtung y voneinander beabstandet angeordnet sind. Die Festkörpergelenke 234 der Gelenkachsen 222, 224 sind jeweils paarweise angeordnet und um 180° zueinander versetzt platziert.The first joint axis 222 is assigned two such flexure joints 234, which are spaced apart from one another along the x-direction. Accordingly, the second joint axis 224 is also assigned two such flexure joints 234 (not shown), which are spaced apart from one another along the y-direction. The flexure joints 234 of the joint axes 222, 224 are arranged in pairs and offset by 180° from one another.

Im Folgenden wird jedoch auf nur ein Festkörpergelenk 234 Bezug genommen. Das Festkörpergelenk 234 ist stegförmig und verbindet den ersten Anbindungsabschnitt 218 einstückig, insbesondere materialeinstückig, mit dem Mittelabschnitt 216. „Einstückig“ oder „einteilig“ heißt dabei vorliegend, dass der erste Anbindungsabschnitt 218, der Mittelabschnitt 216 und das Festkörpergelenk 234 ein gemeinsames Bauteil, nämlich das Strebengehäuse 204, bilden und nicht aus unterschiedlichen Unterbauteilen zusammengesetzt sind. „Materialeinstückig“ heißt vorliegend, dass das Strebengehäuse 204 durchgehend aus demselben Material, beispielsweise aus einer Edelstahllegierung, gefertigt ist.In the following, however, reference is made to only one flexure joint 234. The flexure joint 234 is web-shaped and connects the first connection section 218 to the central section 216 in one piece, in particular in a single piece of material. "Single piece" or "one-piece" here means that the first connection section 218, the central section 216, and the flexure joint 234 form a common component, namely the strut housing 204, and are not composed of different subcomponents. "Single piece" here means that the strut housing 204 is made entirely of the same material, for example, a stainless steel alloy.

Wie zuvor erwähnt, ist das Festkörpergelenk 234 stegförmig. Das Festkörpergelenk 234 wird durch in dem Strebengehäuse 204 vorgesehene Freischnitte 236, 238 verwirklicht. Unter einem „Freischnitt“ ist vorliegend ein Durchbruch zu verstehen, der sich von der Außenfläche 206 bis hin zu der Innenfläche 208 erstreckt. Die Freischnitte 236, 238 sind schlitzförmig. Die Freischnitte 236, 238 können beispielsweise mit Hilfe eines Erodierverfahrens in das Strebengehäuse 204 eingebracht werden. Mit Hilfe der Freischnitte 236, 238 wird der erste Anbindungsabschnitt 218 so von dem Mittelabschnitt 216 getrennt, dass der erste Anbindungsabschnitt 218 nur mit Hilfe des Festkörpergelenks 234 mit dem Mittelabschnitt 216 verbunden ist.As previously mentioned, the flexure joint 234 is web-shaped. The flexure joint 234 is implemented by cutouts 236, 238 provided in the strut housing 204. A "cutout" is understood here as an opening extending from the outer surface 206 to the inner surface 208. The cutouts 236, 238 are slot-shaped. The cutouts 236, 238 can be introduced into the strut housing 204, for example, using an erosion process. With the help of the cutouts 236, 238, the first connection section 218 is separated from the central section 216 such that the first connection section 218 is connected to the central section 216 only by means of the flexure joint 234.

In der 5 und in der 6 sind die Freischnitte 236, 238 jeweils sehr stark schematisiert als entlang der y-Richtung y verlaufend dargestellt. Tatsächlich weisen die Freischnitte 236, 238 eine geschwungene Geometrie auf, die es ermöglicht, die vier Festkörpergelenke 234 der beiden Gelenkachsen 222, 224 des ersten Anbindungsabschnitts 218 derart anzuordnen, dass die beiden Gelenkachsen 222, 224 sowohl einander als auch die Symmetrieachse 202 schneiden.In the 5 and in the 6 The cutouts 236, 238 are each shown very schematically as running along the y-direction y. In fact, the cutouts 236, 238 have a curved geometry that allows the four flexure joints 234 of the two joint axes 222, 224 of the first connection section 218 to be arranged such that the two joint axes 222, 224 intersect both each other and the axis of symmetry 202.

Die Strebe 200 kann von einem in der 5 gezeigten Ausgangszustand oder unausgelenkten Zustand Z1, in dem die Anbindungsabschnitte 218, 220 nicht um die Gelenkachsen 222, 224, 228, 230 relativ zu dem Mittelabschnitt 216 verschwenkt oder verkippt sind, in einen in der 6 gezeigten ausgelenkten Zustand Z2, in dem der erste Anbindungsabschnitt 218 und/oder der zweite Anbindungsabschnitt 220 um zumindest eine der Gelenkachsen 222, 224, 228, 230 relativ zu dem Mittelabschnitt 216 verschwenkt oder verkippt sind, und umgekehrt verbracht werden. In dem verkippten Zustand Z2 kann eine Verkippung des ersten Anbindungsabschnitts 218 und/oder des zweiten Anbindungsabschnitts 220 um beliebig viele oder um alle der Gelenkachsen 222, 224, 228, 230 vorliegen. Die beiden Zustände Z1, Z2 werden nachfolgend jedoch nur mit Bezug auf die erste Gelenkachse 222 des ersten Anbindungsabschnitts 218 erläutert. Die folgenden Ausführungen betreffend den ersten Anbindungsabschnitt 218 und die erste Gelenkachse 222 sind entsprechend auf den zweiten Anbindungsabschnitt 220 und/oder die anderen Gelenkachsen 224, 228, 230 anwendbar.The strut 200 can be used by a 5 shown initial state or undeflected state Z1, in which the connecting sections 218, 220 are not pivoted or tilted about the joint axes 222, 224, 228, 230 relative to the central section 216, into a 6 shown deflected state Z2, in which the first connection section 218 and/or the second connection section 220 are pivoted or tilted about at least one of the joint axes 222, 224, 228, 230 relative to the central section 216, and vice versa. In the tilted state Z2, a tilt of the first connection section 218 and/or the second connection section 220 can be present about any number or all of the joint axes 222, 224, 228, 230. However, the two states Z1, Z2 are explained below only with reference to the first joint axis 222 of the first connection section 218. The following statements concerning the first connection section 218 and the first joint axis 222 are correspondingly applicable to the second connection section 220 and/or the other joint axes 224, 228, 230.

Wird der erste Anbindungsabschnitt 218 nun beispielsweise um die erste Gelenkachse 222 relativ zu dem Mittelabschnitt 216 verkippt, so verformt sich das Festkörpergelenk 234 federelastisch von einem in der 5 gezeigten unverformten Zustand Z10 in einen in der 6 gezeigten verformten Zustand Z20. Hierzu wird auf den ersten Anbindungsabschnitt 218 eine Kraft aufgebracht. Wird diese Kraft nicht mehr aufgebracht, so verformt sich das Festkörpergelenk 234 selbstständig oder selbsttätig von dem verformten Zustand Z20 zurück in den unverformten Zustand Z10. Entsprechendes gilt für die zweite Gelenkachse 224.If the first connection section 218 is now tilted, for example, about the first joint axis 222 relative to the middle section 216, the solid-body joint 234 deforms elastically from a 5 shown undeformed state Z10 into a state shown in the 6 shown deformed state Z20. For this purpose, a force is applied to the first connection section 218. If this force is no longer applied, the flexure joint 234 deforms independently or automatically from the deformed state Z20 back to the undeformed state Z10. The same applies to the second joint axis 224.

Die vorherigen Ausführungen betreffend den ersten Anbindungsabschnitt 218 sind entsprechend auf den zweiten Anbindungsabschnitt 220 anwendbar. Das heißt insbesondere, dass auch der zweite Anbindungsabschnitt 220 mit Hilfe wie zuvor erwähnter Festkörpergelenke 234 gelenkig an den Mittelabschnitt 216 angebunden ist. Dabei sind sowohl der ersten Gelenkachse 228 als auch der zweiten Gelenkachse 230 des zweiten Anbindungsabschnitts 220 jeweils zwei derartige Festkörpergelenke 234 zugeordnet.The previous statements concerning the first connection section 218 are applicable accordingly to the second connection section 220. This means in particular that the second The connecting section 220 is connected to the central section 216 in an articulated manner by means of the previously mentioned flexural joints 234. Two such flexural joints 234 are assigned to both the first joint axis 228 and the second joint axis 230 of the second connecting section 220.

Wie die 8 zeigt, weist die Strebe 200 eine Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A auf. Die 9 und die 10 zeigen jeweils eine schematische Ansicht der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A. Im Folgenden wird auf die 8 bis 10 gleichzeitig Bezug genommen.As the 8 shows, the strut 200 has a compensation force generating device 300A. The 9 and the 10 each show a schematic view of the compensation force generating device 300A. In the following, reference is made to the 8 to 10 referred to at the same time.

Die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A ist innerhalb des Strebengehäuses 204, insbesondere in dem Innenraum 210, angeordnet. Dabei ist die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A bezüglich der Stirnflächen 212, 214 etwas zurückgesetzt. Die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse 202 aufgebaut. „Im Wesentlichen“ heißt dabei, dass einige Teile der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse 202 aufgebaut sein können, wobei andere Teile nicht rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse 202 aufgebaut sind.The compensation force generating device 300A is arranged within the strut housing 204, in particular in the interior space 210. The compensation force generating device 300A is slightly recessed relative to the end faces 212, 214. The compensation force generating device 300A is essentially rotationally symmetrical to the axis of symmetry 202. "Essentially" means that some parts of the compensation force generating device 300A can be rotationally symmetrical to the axis of symmetry 202, while other parts are not rotationally symmetrical to the axis of symmetry 202.

Die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A umfasst einen scheibenförmigen Basisabschnitt 302, der fest mit dem Strebengehäuse 204 verbunden ist. Beispielsweise ist der Basisabschnitt 302 in das Strebengehäuse 204 eingeklebt. Der Basisabschnitt 302 ist mittig zwischen den Stirnflächen 212, 214 platziert. Der Basisabschnitt 302 ist aus einem metallischen Werkstoff gefertigt.The compensation force generating device 300A comprises a disc-shaped base section 302 that is firmly connected to the strut housing 204. For example, the base section 302 is glued into the strut housing 204. The base section 302 is positioned centrally between the end faces 212, 214. The base section 302 is made of a metallic material.

Der Basisabschnitt 302 ist zwischen einem ersten Stababschnitt 304 und einem zweiten Stababschnitt 306 platziert. Die Stababschnitte 304, 306 können jeweils einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Die Stababschnitte 304, 306 erstrecken sich entlang der Längsrichtung L oder entlang der Symmetrieachse 202. Die Stababschnitte 304, 306 sind vorzugsweise identisch aufgebaut.The base section 302 is positioned between a first rod section 304 and a second rod section 306. The rod sections 304, 306 can each have a circular cross-section. The rod sections 304, 306 extend along the longitudinal direction L or along the axis of symmetry 202. The rod sections 304, 306 are preferably constructed identically.

Der erste Stababschnitt 304 ist mit Hilfe eines proximalen Gelenkabschnitts 308 an den Basisabschnitt 302 und mit Hilfe eines distalen Gelenkabschnitts 310 an einen ersten Befestigungsabschnitt 312 angebunden. „Proximal“ heißt dabei dem Basisabschnitt 302 zugewandt. „Distal“ heißt dabei dem Basisabschnitt 302 abgewandt. Die Gelenkabschnitte 308, 310 sind federelastisch verformbar und ermöglichen ein Verschwenken des ersten Stababschnitts 304 relativ zu dem Basisabschnitt 302 und relativ zu dem ersten Befestigungsabschnitt 312. Die Gelenkabschnitte 308, 310 sind drahtförmig und weisen eine geringere Querschnittsfläche als der erste Stababschnitt 304 auf. Die Gelenkabschnitte 308, 310 fungieren somit als Festkörpergelenke.The first rod section 304 is connected to the base section 302 by means of a proximal joint section 308 and to a first fastening section 312 by means of a distal joint section 310. "Proximal" means facing the base section 302. "Distal" means facing away from the base section 302. The joint sections 308, 310 are resiliently deformable and enable pivoting of the first rod section 304 relative to the base section 302 and relative to the first fastening section 312. The joint sections 308, 310 are wire-shaped and have a smaller cross-sectional area than the first rod section 304. The joint sections 308, 310 thus function as solid-state joints.

Der zweite Stababschnitt 306 ist mit Hilfe eines proximalen Gelenkabschnitts 314 an den Basisabschnitt 302 und mit Hilfe eines distalen Gelenkabschnitts 316 an einen zweiten Befestigungsabschnitt 318 angebunden. Die Gelenkabschnitte 314, 316 sind federelastisch verformbar und ermöglichen ein Verschwenken des zweiten Stababschnitts 306 relativ zu dem Basisabschnitt 302 und relativ zu dem zweiten Befestigungsabschnitt 318. Die Gelenkabschnitte 314, 316 sind drahtförmig und weisen eine geringere Querschnittsfläche als der zweite Stababschnitt 306 auf. Die Gelenkabschnitte 314, 316 fungieren somit als Festkörpergelenke.The second rod section 306 is connected to the base section 302 by means of a proximal joint section 314 and to a second fastening section 318 by means of a distal joint section 316. The joint sections 314, 316 are resiliently deformable and enable pivoting of the second rod section 306 relative to the base section 302 and relative to the second fastening section 318. The joint sections 314, 316 are wire-shaped and have a smaller cross-sectional area than the second rod section 306. The joint sections 314, 316 thus function as solid-state joints.

Dem ersten Stababschnitt 304 ist ein erstes Federelement 320 zugeordnet. Das erste Federelement 320 ist eine Zugfeder. Der erste Stababschnitt 304 ist durch das erste Federelement 320 hindurchgeführt. Das erste Federelement 320 ist an einem proximalen Anbindungspunkt 322 an den Basisabschnitt 302 und an einem distalen Anbindungspunkt 324 an den ersten Befestigungsabschnitt 312 angebunden. Das erste Federelement 320 beaufschlagt den ersten Stababschnitt 304 und die Gelenkabschnitte 308, 310 mit einer ersten Druckkraft F1.A first spring element 320 is assigned to the first rod section 304. The first spring element 320 is a tension spring. The first rod section 304 is guided through the first spring element 320. The first spring element 320 is connected to the base section 302 at a proximal connection point 322 and to the first fastening section 312 at a distal connection point 324. The first spring element 320 applies a first compressive force F1 to the first rod section 304 and the joint sections 308, 310.

Dem zweiten Stababschnitt 306 ist ein zweites Federelement 326 zugeordnet. Das zweite Federelement 326 ist eine Zugfeder. Der zweite Stababschnitt 306 ist durch das zweite Federelement 326 hindurchgeführt. Das zweite Federelement 326 ist an einem proximalen Anbindungspunkt 328 an den Basisabschnitt 302 und an einem distalen Anbindungspunkt 330 an den zweiten Befestigungsabschnitt 318 angebunden. Das zweite Federelement 326 beaufschlagt den zweiten Stababschnitt 306 und die Gelenkabschnitte 314, 316 mit einer zweiten Druckkraft F2. Die Druckkräfte F1, F2 sind gleich groß.A second spring element 326 is assigned to the second rod section 306. The second spring element 326 is a tension spring. The second rod section 306 is guided through the second spring element 326. The second spring element 326 is connected to the base section 302 at a proximal connection point 328 and to the second fastening section 318 at a distal connection point 330. The second spring element 326 applies a second compressive force F2 to the second rod section 306 and the joint sections 314, 316. The compressive forces F1, F2 are equal.

Die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A ist an den Befestigungsabschnitten 312, 318 mit Hilfe eines ersten Befestigungselements 332 an eine erste Stirnfläche 212 des Strebengehäuses 204 und mit Hilfe eines zweiten Befestigungselements 334 an eine zweite Stirnfläche 214 des Strebengehäuses 204 angebunden. Die Befestigungselemente 332, 334 weisen eine S-förmig geschwungene Kontur auf. Wie die 6 anhand des ersten Befestigungselements 332 zeigt, weist dieses zwei senkrecht zueinander angeordnete Strebenabschnitte 336, 338 auf. Die Strebenabschnitte 336, 338 verbinden den ersten Befestigungsabschnitt 312 mit der ersten Stirnfläche 212. Dabei verläuft ein erster Strebenabschnitt 336 parallel zu den ersten Gelenkachsen 222, 228 und ein zweiter Strebenabschnitt 338 parallel zu den zweiten Gelenkachsen 224, 230. Alternativ können die Befestigungselemente 332, 334 auch als Membranen ausgebildet sein.The compensation force generating device 300A is connected to the fastening sections 312, 318 by means of a first fastening element 332 to a first end face 212 of the strut housing 204 and by means of a second fastening element 334 to a second end face 214 of the strut housing 204. The fastening elements 332, 334 have an S-shaped curved contour. 6 As shown with reference to the first fastening element 332, this has two strut sections 336, 338 arranged perpendicular to each other. The strut sections 336, 338 connect the first fastening section 312 to the first end face 212. A first strut section 336 runs parallel to the first joint axes 222, 228 and a second strut section 338 runs parallel to the second joint axes 224, 230. Alternatively, the fastening elements 332, 334 can also be designed as membranes.

Die Funktionalität der Strebe 200 und der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A wird nachfolgend erläutert. Bei einer mit Bezug auf die 2 und die 3 erläuterten Lagerung des optischen Elements 102 mit Bipoden 118, 120, 122 können parasitäre Kräfte und Momente, die zu unerwünschten Verformungen der optisch wirksamen Fläche 106 führen können, in das optische Element 102 eingeleitet werden. Dies ist unerwünscht.The functionality of the strut 200 and the compensation force generating device 300A is explained below. 2 and the 3 Due to the mounting of the optical element 102 with bipods 118, 120, 122 as explained above, parasitic forces and moments that can lead to undesirable deformations of the optically effective surface 106 can be introduced into the optical element 102. This is undesirable.

Um die vorgenannten parasitären Kräfte zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren, ist es erforderlich, die laterale Federsteifigkeit c_lateral der Strebe 200 oder der Festkörpergelenke 234 so klein wie möglich zu halten, wobei gleichzeitig die axiale Federsteifigkeit c_axial der Strebe 200 oder der Festkörpergelenke 234 deutlich größer als die laterale Federsteifigkeit c_lateral sein soll. Unter der „lateralen Federsteifigkeit“ ist vorliegend die Federsteifigkeit der Strebe 200 oder der Festkörpergelenke 234 senkrecht zu der Symmetrieachse 202 oder senkrecht zu der Längsrichtung L zu verstehen, wohingegen unter der „axialen Federsteifigkeit“ die Federsteifigkeit der Strebe 200 oder der Festkörpergelenke 234 entlang der Symmetrieachse 202 oder entlang der Längsrichtung L zu verstehen ist.In order to avoid or at least reduce the aforementioned parasitic forces, it is necessary to keep the lateral spring stiffness c _lateral of the strut 200 or the flexural joints 234 as small as possible, while at the same time the axial spring stiffness c _axial of the strut 200 or the flexural joints 234 should be significantly greater than the lateral spring stiffness c _lateral . In this case, the "lateral spring stiffness" is understood to mean the spring stiffness of the strut 200 or the flexural joints 234 perpendicular to the axis of symmetry 202 or perpendicular to the longitudinal direction L, whereas the "axial spring stiffness" is understood to mean the spring stiffness of the strut 200 or the flexural joints 234 along the axis of symmetry 202 or along the longitudinal direction L.

Um die laterale Federsteifigkeit c_lateral zu verringern, kann eine jeweilige Querschnittsfläche der Festkörpergelenke 234 reduziert werden, um deren Federsteifigkeit zu verkleinern. Hierdurch sind die Festkörpergelenke 234 mit einem geringeren Kraftaufwand verformbar. Diese Reduktion der Querschnittsfläche kann jedoch dazu führen, dass die Festkörpergelenke 234 immer aufwändiger herzustellen sind. Zusätzlich zu der erschwerten Herstellbarkeit kann es bei einer weiteren Reduktion der Querschnittsfläche der Festkörpergelenke 234 auch zu einem unerwünschten Knicken derselben kommen.To reduce the lateral spring stiffness c _lateral , the respective cross-sectional area of the flexural joints 234 can be reduced to reduce their spring stiffness. This allows the flexural joints 234 to be deformed with less force. However, this reduction in the cross-sectional area can result in the flexural joints 234 becoming increasingly complex to manufacture. In addition to making them more difficult to manufacture, a further reduction in the cross-sectional area of the flexural joints 234 can also lead to undesirable buckling.

Darüber hinaus ist es, beispielsweise für den Fall, dass das optische System 100 eine Messmaschine ist, erstrebenswert, die axiale Federsteifigkeit c_axial der Strebe 200 zu erhöhen, da hierdurch die Messgenauigkeit erhöht werden kann. Dies kann durch eine Erhöhung der Federsteifigkeit der Festkörpergelenke 234 und damit durch eine Vergrößerung der Querschnittsflächen der Festkörpergelenke 234 erzielt werden. Zusammenfassend ist es also nicht möglich, die Festkörpergelenke 234 unendlich weich zu machen, um hierdurch die laterale Federsteifigkeit c_lateral signifikant zu verkleinern. Wünschenswert ist ein Verhältnis der axialen Federsteifigkeit c_axial zu der lateralen Federsteifigkeit c_lateral von größer als 10.000.Furthermore, for example, if the optical system 100 is a measuring machine, it is desirable to increase the axial spring stiffness c _axial of the strut 200, as this can increase the measurement accuracy. This can be achieved by increasing the spring stiffness of the flexural joints 234 and thus by enlarging the cross-sectional areas of the flexural joints 234. In summary, it is not possible to make the flexural joints 234 infinitely soft in order to thereby significantly reduce the lateral spring stiffness c _lateral . A ratio of the axial spring stiffness c _axial to the lateral spring stiffness c _lateral of greater than 10,000 is desirable.

Wird die Strebe 200 nun von dem unausgelenkten Zustand Z1 in den ausgelenkten Zustand Z2 verformt, beispielsweise, indem der erste Anbindungsabschnitt 218 um die erste Gelenkachse 222 relativ zu dem Mittelabschnitt 216 verschwenkt wird, resultiert aus der lateralen Federsteifigkeit c_lateral der Festkörpergelenke 234, die der ersten Gelenkachse 222 zugeordnet sind, eine in der 8 mit F+ bezeichnete parasitäre Kraft, die nicht in das optische Element 102 eingeleitet werden soll.If the strut 200 is now deformed from the undeflected state Z1 into the deflected state Z2, for example by pivoting the first connection section 218 about the first joint axis 222 relative to the central section 216, the lateral spring stiffness c _lateral of the solid body joints 234, which are assigned to the first joint axis 222, results in a 8 parasitic force denoted by F+, which should not be introduced into the optical element 102.

Um zu verhindern, dass die parasitäre Kraft F+ in das optische Element 102 eingebracht wird, erzeugt die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A eine entgegen der parasitären Kraft F+ orientierte Kompensationskraft F-, wie nachfolgend noch erläutert wird. Die parasitäre Kraft F+ und die Kompensationskraft F- sind einander entgegengesetzt orientiert und betragsgleich oder zumindest nahezu betragsgleich. Somit heben die parasitäre Kraft F+ und die Kompensationskraft F-einander auf und die parasitäre Kraft F+ wird nicht in das optische Element 102 eingeleitet.To prevent the parasitic force F+ from being introduced into the optical element 102, the compensation force generating device 300A generates a compensation force F- oriented opposite to the parasitic force F+, as will be explained below. The parasitic force F+ and the compensation force F- are oriented opposite to each other and have the same magnitude or at least almost the same magnitude. Thus, the parasitic force F+ and the compensation force F- cancel each other out, and the parasitic force F+ is not introduced into the optical element 102.

Die Erzeugung der Kompensationskraft F- mit Hilfe der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A wird nachfolgend erläutert. Die 9 zeigt die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A in einem Neutralzustand oder Ruhezustand Z100. Die 10 zeigt die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A in einem Kompensationskrafterzeugungszustand Z200. Der Ruhezustand Z100 ist instabil. Darunter, dass der Ruhezustand Z100 „instabil“ ist, ist vorliegend zu verstehen, dass sich die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A selbstständig oder selbsttätig aus dem Ruhezustand Z100 in den Kompensationskrafterzeugungszustand Z200 verbringt, sobald die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A geringfügig aus dem Ruhezustand Z100 in Richtung des Kompensationskrafterzeugungszustands Z200 ausgelenkt wird.The generation of the compensation force F- using the compensation force generating device 300A is explained below. 9 shows the compensation force generating device 300A in a neutral state or rest state Z100. The 10 shows the compensating force generating device 300A in a compensating force generating state Z200. The resting state Z100 is unstable. The term "unstable" in the resting state Z100 is understood here to mean that the compensating force generating device 300A moves independently or automatically from the resting state Z100 to the compensating force generating state Z200 as soon as the compensating force generating device 300A is slightly deflected from the resting state Z100 toward the compensating force generating state Z200.

Wie in den 9 und 10 gezeigt ist, führt ein Verbringen der Strebe 200 von dem unausgelenkten Zustand Z1 in den ausgelenkten Zustand Z2 beispielsweise dazu, dass der erste Stababschnitt 304 um einen von dem proximalen Gelenkabschnitt 308 gebildeten proximalen Drehpunkt 340 gegenüber dem Basisabschnitt 302 verschwenkt wird. Die Auslenkung des ersten Stababschnitts 304 beträgt nur wenige µrad. In der 10 ist die Auslenkung des ersten Stababschnitts 304 stark überhöht dargestellt. Der erste Stababschnitt 304 kann ferner um einen von dem distalen Gelenkabschnitt 310 gebildeten distalen Drehpunkt 342 gegenüber dem ersten Befestigungsabschnitt 312 verschwenkt werden. Die Gelenkachsen 222, 224 des ersten Anbindungsabschnitts 218 sind entlang der Längsrichtung L betrachtet zwischen den beiden Drehpunkten 340, 342 angeordnet.As in the 9 and 10 As shown, moving the strut 200 from the undeflected state Z1 to the deflected state Z2, for example, results in the first rod section 304 being pivoted relative to the base section 302 about a proximal pivot point 340 formed by the proximal joint section 308. The deflection of the first rod section 304 is only a few µrad. 10 The deflection of the first rod section 304 is shown greatly exaggerated. The first rod section 304 can also be pivoted about a distal pivot point 342 formed by the distal joint section 310. pivoted relative to the first fastening section 312. The joint axes 222, 224 of the first connection section 218 are arranged between the two pivot points 340, 342, viewed along the longitudinal direction L.

Entsprechendes gilt für den zweiten Stababschnitt 306 dem ebenfalls ein proximaler Drehpunkt 344 und ein distaler Drehpunkt 346 zugeordnet sind. Die Drehpunkte 344, 346 werden mit Hilfe der Gelenkabschnitte 314, 316 des zweiten Stababschnitts 306 verwirklicht. Die Gelenkachsen 228, 230 des zweiten Anbindungsabschnitts 220 sind entlang der Längsrichtung L betrachtet zwischen den beiden Drehpunkten 344, 346 angeordnet.The same applies to the second rod section 306, which is also assigned a proximal pivot point 344 and a distal pivot point 346. The pivot points 344, 346 are realized with the help of the joint sections 314, 316 of the second rod section 306. The joint axes 228, 230 of the second connection section 220 are arranged between the two pivot points 344, 346, viewed along the longitudinal direction L.

Da auf den Stababschnitten 304, 306 die von den Federelementen 320, 326 erzeugten Druckkräfte F1, F2 lasten, führt dies dazu, dass der erste Stababschnitt 304 immer weiter ausgelenkt wird, so dass die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A von dem Ruhezustand Z100 in den Kompensationskrafterzeugungszustand Z200 verbracht wird. Mit anderen Worten zieht das erste Federelement 320 die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A von dem Ruhezustand Z100 in den Kompensationskrafterzeugungszustand Z200. Je weiter der erste Stababschnitt 304 ausgelenkt wird, desto kleiner wird eine zum Auslenken erforderliche Kraft. Die Kompensationskraft F- ist dabei eine entgegen der y-Richtung y orientierte Teilkraft der ersten Druckkraft F1. Die Kompensationskraft F- wird mit zunehmender Auslenkung des ersten Stababschnitts 304 immer größer. Die Kompensationskraft F- ist entgegen der aus der Verformung der Festkörpergelenke 234 resultierenden parasitären Kraft F+ orientiert.Since the compressive forces F1, F2 generated by the spring elements 320, 326 act on the rod sections 304, 306, this results in the first rod section 304 being deflected further and further, so that the compensation force generating device 300A is moved from the rest state Z100 to the compensation force generating state Z200. In other words, the first spring element 320 pulls the compensation force generating device 300A from the rest state Z100 to the compensation force generating state Z200. The further the first rod section 304 is deflected, the smaller the force required for deflection becomes. The compensation force F- is a partial force of the first compressive force F1 oriented opposite to the y-direction y. The compensation force F- becomes increasingly larger with increasing deflection of the first rod section 304. The compensation force F- is oriented opposite to the parasitic force F+ resulting from the deformation of the flexure joints 234.

Die 11 zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm der Festkörpergelenke 234 der ersten Gelenkachse 222.The 11 shows a force-displacement diagram of the flexure joints 234 of the first joint axis 222.

Die nachfolgenden Ausführungen sind jedoch auf alle anderen Gelenkachsen 224, 228, 230 anwendbar. In der 11 ist auf der Abszissenachse oder Rechtsachse ein Auslenkungsweg w der Strebe 200 oder der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A und auf der Ordinatenachse oder Hochachse eine Kraft F zum Verformen der der beiden Festkörpergelenke 234 der ersten Gelenkachse 222 oder zum Verformen der der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A, insbesondere des ersten Stababschnitt 304, aufgetragen.However, the following explanations are applicable to all other joint axes 224, 228, 230. In the 11 a deflection path w of the strut 200 or the compensation force generating device 300A is plotted on the abscissa axis or right axis, and a force F for deforming the two solid-body joints 234 of the first joint axis 222 or for deforming the compensation force generating device 300A, in particular the first rod section 304, is plotted on the ordinate axis or vertical axis.

Die Auslenkung der beiden Festkörpergelenke 234 der ersten Gelenkachse 222 ist in der 11 mit einer gestrichelten Linie 348 dargestellt. Mit anderen Worten stellt die Linie 348 die Federsteifigkeit der beiden Festkörpergelenke 234 der ersten Gelenkachse 222 dar. Die Auslenkung der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A ist in der 11 mit einer gepunkteten Linie 350 dargestellt. Mit anderen Worten stellt die Linie 350 die Federsteifigkeit der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A dar. Die Überlagerung der Federsteifigkeiten ist mit einer strichpunktierten Linie 352 dargestellt. Mit anderen Worten stellt die Linie 352 die Federsteifigkeit der Strebe 200 umfassend das Strebengehäuse 204 und die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A dar.The deflection of the two solid joints 234 of the first joint axis 222 is in the 11 represented by a dashed line 348. In other words, the line 348 represents the spring stiffness of the two solid joints 234 of the first joint axis 222. The deflection of the compensation force generating device 300A is in the 11 represented by a dotted line 350. In other words, line 350 represents the spring stiffness of the compensation force generating device 300A. The superposition of the spring stiffnesses is represented by a dash-dotted line 352. In other words, line 352 represents the spring stiffness of the strut 200 comprising the strut housing 204 and the compensation force generating device 300A.

Die beiden Festkörpergelenke 234 der ersten Gelenkachse 222 weisen eine positive Federsteifigkeit auf. Unter dem Begriff „positive Federsteifigkeit“ ist mit Bezug auf die 11 vorliegend zu verstehen, dass die Kraft F zum Auslenken der beiden Festkörpergelenke 234 der ersten Gelenkachse 222 mit einem größer werdenden Auslenkungsweg w immer größer wird.The two flexure joints 234 of the first joint axis 222 have a positive spring stiffness. The term “positive spring stiffness” refers to the 11 In this case, it is to be understood that the force F for deflecting the two solid joints 234 of the first joint axis 222 becomes increasingly larger with an increasing deflection path w.

Im Gegensatz hierzu weist die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A eine negative Federsteifigkeit auf. Unter dem Begriff „negative Federsteifigkeit“ ist mit Bezug auf die 11 vorliegend zu verstehen, dass die Kraft F zum Auslenken der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A mit einem größer werdenden Auslenkungsweg w immer kleiner wird. Dies ergibt sich aus dem zuvor erwähnten Verbringen der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A aus dem Ruhezustand Z100 in den Kompensationskrafterzeugungszustand Z200 mit Hilfe der Federelemente 320, 326.In contrast, the compensation force generating device 300A has a negative spring stiffness. The term “negative spring stiffness” with reference to the 11 In the present case, it should be understood that the force F for deflecting the compensation force generating device 300A becomes smaller and smaller with an increasing deflection path w. This results from the previously mentioned movement of the compensation force generating device 300A from the rest state Z100 to the compensation force generating state Z200 with the aid of the spring elements 320, 326.

Wie zuvor schon erläutert, kompensieren die parasitäre Kraft F+ und die Kompensationskraft F- einander. Auch die positive Federsteifigkeit der beiden Festkörpergelenke 234 der ersten Gelenkachse 222 und die negative Federsteifigkeit der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A kompensieren einander, wie in der 11 mit Hilfe der Linie 352 dargestellt ist. Die Strebe 200 weist somit zumindest in einem Auslenkungsbereich Δw der Strebe 200 eine Null-Federsteifigkeit auf. Das heißt insbesondere, dass die Strebe 200 in dem Auslenkungsbereich Δw kraftlos oder kraftfrei von dem unausgelenkten Zustand Z1 in den ausgelenkten Zustand Z2 verbracht werden kann. „Kraftlos“ oder „kraftfrei“ heißt dabei, dass aus dem Verbringen der Strebe 200 von dem unausgelenkten Zustand Z1 in den ausgelenkten Zustand Z2 keine parasitäre Kraft F+ resultiert.As previously explained, the parasitic force F+ and the compensation force F- compensate each other. The positive spring stiffness of the two flexure joints 234 of the first joint axis 222 and the negative spring stiffness of the compensation force generating device 300A also compensate each other, as shown in the 11 is shown by line 352. The strut 200 thus has zero spring stiffness at least in a deflection range Δw of the strut 200. This means, in particular, that the strut 200 can be moved from the undeflected state Z1 to the deflected state Z2 in the deflection range Δw without force or force-free. "Without force" or "force-free" means that no parasitic force F+ results from moving the strut 200 from the undeflected state Z1 to the deflected state Z2.

Der Auslenkungsbereich Δw, in welchem die Strebe 200 die zuvor erwähnte Null-Federsteifigkeit aufweist, kann beispielsweise ± 100 µm bis ± 1 mm betragen. Die Größe des Auslenkungsbereichs Δw kann durch die Auslegung der Festkörpergelenke 234 und der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A je nach Anwendungsfall in einem weiten Bereich angepasst werden. Die Null-Federsteifigkeit wird insbesondere in lateraler Richtung, also senkrecht zu der Symmetrieachse 202 erreicht. Die laterale Federsteifigkeit c_lateral geht somit gegen Null. Es kann somit ein Verhältnis der axialen Federsteifigkeit c_axial zu der lateralen Federsteifigkeit c_lateral von deutlich größer als 10.000 erzielt werden.The deflection range Δw, in which the strut 200 exhibits the aforementioned zero spring stiffness, can be, for example, ± 100 µm to ± 1 mm. The size of the deflection range Δw can be adjusted within a wide range depending on the application by designing the flexure joints 234 and the compensation force generating device 300A. The zero spring stiffness is achieved particularly in the lateral direction, i.e., perpendicular to the axis of symmetry 202. The lateral spring stiffness c _lateral thus approaches zero. Thus, a ratio of the axial spring stiffness c _axial to the lateral spring stiffness c _lateral of significantly greater than 10,000 can be achieved.

Die 12 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300B für die Strebe 200.The 12 shows a schematic view of another embodiment of a compensation force generating device 300B for the strut 200.

Die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300B entspricht von ihrem Aufbau und ihrer Funktionalität im Wesentlichen der der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A. Daher wird im Folgenden nur auf Unterschiede der beiden Ausführungsformen der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A, 300B eingegangen.The compensation force generating device 300B essentially corresponds in its structure and functionality to that of the compensation force generating device 300A. Therefore, only differences between the two embodiments of the compensation force generating device 300A, 300B will be discussed below.

Die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300B unterscheidet sich von der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A dadurch, dass die beiden Stababschnitte 304, 306 mehrteilig sind. Der erste Stababschnitt 304 weist einen proximalen Unterabschnitt 354 auf, der fest mit dem Basisabschnitt 302 verbunden ist. Neben dem proximalen Unterabschnitt 354 weist der erste Stababschnitt 304 einen distalen Unterabschnitt 356 auf, der mit Hilfe eines wie zuvor erwähnten distalen Gelenkabschnitts 310 mit dem ersten Befestigungsabschnitt 312 verbunden ist. Die beiden Unterabschnitte 354, 356 sind mit Hilfe eines Gelenkabschnitts 358 verbunden, der einen Drehpunkt 360 bildet. Der Drehpunkt 360 liegt auf den Gelenkachsen 222, 224 des ersten Anbindungsabschnitts 218.The compensation force generating device 300B differs from the compensation force generating device 300A in that the two rod sections 304, 306 are multi-part. The first rod section 304 has a proximal subsection 354, which is fixedly connected to the base section 302. In addition to the proximal subsection 354, the first rod section 304 has a distal subsection 356, which is connected to the first attachment section 312 by means of a distal joint section 310, as mentioned above. The two subsections 354, 356 are connected by means of a joint section 358, which forms a pivot point 360. The pivot point 360 lies on the joint axes 222, 224 of the first connection section 218.

Entsprechendes gilt für den zweiten Stababschnitt 306. Das heißt insbesondere, dass der zweite Stababschnitt 306 einen proximalen Unterabschnitt 362 aufweist, der fest mit dem Basisabschnitt 302 verbunden ist. Neben dem proximalen Unterabschnitt 362 weist der zweite Stababschnitt 306 einen distalen Unterabschnitt 364 auf, der mit Hilfe eines wie zuvor erwähnten distalen Gelenkabschnitts 316 mit dem zweiten Befestigungsabschnitt 318 verbunden ist. Die beiden Unterabschnitte 362, 364 sind mit Hilfe eines Gelenkabschnitts 366 verbunden, der einen Drehpunkt 368 bildet. Der Drehpunkt 368 liegt auf den Gelenkachsen 228, 230 des zweiten Anbindungsabschnitts 220.The same applies to the second rod section 306. This means, in particular, that the second rod section 306 has a proximal subsection 362 that is firmly connected to the base section 302. In addition to the proximal subsection 362, the second rod section 306 has a distal subsection 364 that is connected to the second attachment section 318 by means of a distal joint section 316, as mentioned above. The two subsections 362, 364 are connected by means of a joint section 366, which forms a pivot point 368. The pivot point 368 lies on the joint axes 228, 230 of the second connection section 220.

Die 13 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300C für die Strebe 200.The 13 shows a schematic view of another embodiment of a compensation force generating device 300C for the strut 200.

Die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300C entspricht von ihrem Aufbau und ihrer Funktionalität im Wesentlichen der der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A. Daher wird im Folgenden nur auf Unterschiede der beiden Ausführungsformen der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A, 300C eingegangen.The compensation force generating device 300C essentially corresponds in its structure and functionality to that of the compensation force generating device 300A. Therefore, only differences between the two embodiments of the compensation force generating device 300A, 300C will be discussed below.

Die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300C unterscheidet sich von der Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300A dadurch, dass die Kompensationskrafterzeugungseinrichtung 300C keine Stababschnitte 304, 306, sondern ein erstes Aufnahmerohr 370, in welchem das erste Federelement 320 aufgenommen ist, und ein zweites Aufnahmerohr 372, in welchem das zweite Federelement 326 aufgenommen ist, aufweist. Das erste Federelement 320 ist an dem proximalen Anbindungspunkt 322 mit dem Basisabschnitt 302 und an dem distalen Anbindungspunkt 324 mit dem ersten Aufnahmerohr 370 verbunden. Das zweite Federelement 326 ist an dem proximalen Anbindungspunkt 328 mit dem Basisabschnitt 302 und an dem distalen Anbindungspunkt 330 mit dem zweiten Aufnahmerohr 372 verbunden. Die Aufnahmerohre 370, 372 sind rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse 202 aufgebaut.The compensation force generating device 300C differs from the compensation force generating device 300A in that the compensation force generating device 300C does not have rod sections 304, 306, but rather a first receiving tube 370 in which the first spring element 320 is received, and a second receiving tube 372 in which the second spring element 326 is received. The first spring element 320 is connected to the base section 302 at the proximal connection point 322 and to the first receiving tube 370 at the distal connection point 324. The second spring element 326 is connected to the base section 302 at the proximal connection point 328 and to the second receiving tube 372 at the distal connection point 330. The receiving tubes 370, 372 are constructed rotationally symmetrically to the axis of symmetry 202.

Das erste Aufnahmerohr 370 umfasst einen proximalen Anbindungsabschnitt 374, der fest mit dem Basisabschnitt 302 verbunden ist, einen Mittelabschnitt 376, der mit Hilfe wie zuvor erwähnter Festkörpergelenke 234 (nicht gezeigt) mit dem proximalen Anbindungsabschnitt 374 verbunden ist, und einen distalen Anbindungsabschnitt 378, der mit Hilfe wie zuvor erwähnter Festkörpergelenke 234 (nicht gezeigt) mit dem Mittelabschnitt 376 verbunden ist. Der Mittelabschnitt 376 ist zwischen den beiden Anbindungsabschnitten 374, 378 platziert. Der distale Anbindungspunkt 324 ist an dem distalen Anbindungsabschnitt 378 vorgesehen.The first receiving tube 370 comprises a proximal connection section 374, which is fixedly connected to the base section 302, a middle section 376, which is connected to the proximal connection section 374 by means of the aforementioned solid joints 234 (not shown), and a distal connection section 378, which is connected to the middle section 376 by means of the aforementioned solid joints 234 (not shown). The middle section 376 is positioned between the two connection sections 374, 378. The distal connection point 324 is provided at the distal connection section 378.

Der proximale Anbindungsabschnitt 374 und der Mittelabschnitt 376 sind um eine entlang der x-Richtung x verlaufende erste Gelenkachse 380 zueinander verschwenkbar. Zusätzlich sind der proximale Anbindungsabschnitt 374 und der Mittelabschnitt 376 um eine entlang der y-Richtung y verlaufende zweite Gelenkachse 382 zueinander verschwenkbar. Die Gelenkachsen 380, 382 verlaufen senkrecht zueinander und schneiden einander in der Symmetrieachse 202. Die Gelenkachsen 380, 382 können mit den Gelenkachsen 222, 224 des ersten Anbindungsabschnitts 218 übereinstimmen.The proximal connection section 374 and the central section 376 are pivotable relative to one another about a first joint axis 380 running along the x-direction x. In addition, the proximal connection section 374 and the central section 376 are pivotable relative to one another about a second joint axis 382 running along the y-direction y. The joint axes 380, 382 run perpendicular to one another and intersect at the axis of symmetry 202. The joint axes 380, 382 can coincide with the joint axes 222, 224 of the first connection section 218.

Der distale Anbindungsabschnitt 378 und der Mittelabschnitt 376 sind um eine entlang der x-Richtung x verlaufende erste Gelenkachse 384 zueinander verschwenkbar. Zusätzlich sind der distale Anbindungsabschnitt 378 und der Mittelabschnitt 376 um eine entlang der y-Richtung y verlaufende zweite Gelenkachse 386 zueinander verschwenkbar. Die Gelenkachsen 384, 386 verlaufen senkrecht zueinander und schneiden einander in der Symmetrieachse 202. Die Gelenkachsen 380, 382, 384, 386 werden durch Festkörpergelenke 234 (nicht gezeigt) verwirklicht.The distal connection section 378 and the central section 376 are pivotable relative to one another about a first joint axis 384 running along the x-direction x. In addition, the distal connection section 378 and the central section 376 are pivotable relative to one another about a second joint axis 386 running along the y-direction y. The joint axes 384, 386 run perpendicularly. to each other and intersect each other in the symmetry axis 202. The joint axes 380, 382, 384, 386 are realized by flexure joints 234 (not shown).

Das zweite Aufnahmerohr 372 umfasst einen proximalen Anbindungsabschnitt 388, der fest mit dem Basisabschnitt 302 verbunden ist, einen Mittelabschnitt 390, der mit Hilfe wie zuvor erwähnter Festkörpergelenke 234 (nicht gezeigt) mit dem proximalen Anbindungsabschnitt 388 verbunden ist, und einen distalen Anbindungsabschnitt 392, der mit Hilfe wie zuvor erwähnter Festkörpergelenke 234 (nicht gezeigt) mit dem Mittelabschnitt 390 verbunden ist. Der Mittelabschnitt 390 ist zwischen den beiden Anbindungsabschnitten 388, 392 platziert. Der distale Anbindungspunkt 330 ist an dem distalen Anbindungsabschnitt 392 vorgesehen.The second receiving tube 372 comprises a proximal connection section 388, which is fixedly connected to the base section 302, a middle section 390, which is connected to the proximal connection section 388 by means of the aforementioned solid joints 234 (not shown), and a distal connection section 392, which is connected to the middle section 390 by means of the aforementioned solid joints 234 (not shown). The middle section 390 is positioned between the two connection sections 388, 392. The distal connection point 330 is provided at the distal connection section 392.

Der proximale Anbindungsabschnitt 388 und der Mittelabschnitt 390 sind um eine entlang der x-Richtung x verlaufende erste Gelenkachse 394 zueinander verschwenkbar. Zusätzlich sind der proximale Anbindungsabschnitt 388 und der Mittelabschnitt 390 um eine entlang der y-Richtung y verlaufende zweite Gelenkachse 396 zueinander verschwenkbar. Die Gelenkachsen 394, 396 verlaufen senkrecht zueinander und schneiden einander in der Symmetrieachse 202. Die Gelenkachsen 394, 396 können mit den Gelenkachsen 228, 230 des zweiten Anbindungsabschnitts 220 übereinstimmen.The proximal connection section 388 and the central section 390 are pivotable relative to one another about a first joint axis 394 running along the x-direction x. Additionally, the proximal connection section 388 and the central section 390 are pivotable relative to one another about a second joint axis 396 running along the y-direction y. The joint axes 394, 396 run perpendicular to one another and intersect at the axis of symmetry 202. The joint axes 394, 396 can coincide with the joint axes 228, 230 of the second connection section 220.

Der distale Anbindungsabschnitt 392 und der Mittelabschnitt 390 sind um eine entlang der x-Richtung x verlaufende erste Gelenkachse 398 zueinander verschwenkbar. Zusätzlich sind der distale Anbindungsabschnitt 392 und der Mittelabschnitt 390 um eine entlang der y-Richtung y verlaufende zweite Gelenkachse 400 zueinander verschwenkbar. Die Gelenkachsen 398, 400 verlaufen senkrecht zueinander und schneiden einander in der Symmetrieachse 202. Die Gelenkachsen 394, 396, 398, 400 werden durch Festkörpergelenke 234 (nicht gezeigt) verwirklicht.The distal connection section 392 and the central section 390 are pivotable relative to one another about a first joint axis 398 running along the x-direction x. Additionally, the distal connection section 392 and the central section 390 are pivotable relative to one another about a second joint axis 400 running along the y-direction y. The joint axes 398, 400 run perpendicular to one another and intersect at the axis of symmetry 202. The joint axes 394, 396, 398, 400 are implemented by flexure joints 234 (not shown).

Die Druckkräfte F1, F2 wirken auf einander abgewandte Stirnflächen 402, 404 der Aufnahmerohre 370, 372. Die Stirnflächen 402, 404 sind ringförmig. Die Stirnflächen 402, 404 der Aufnahmerohre 270, 272 sind bezüglich der Stirnflächen 212, 214 zurückgesetzt.The compressive forces F1, F2 act on opposite end faces 402, 404 of the receiving tubes 370, 372. The end faces 402, 404 are annular. The end faces 402, 404 of the receiving tubes 270, 272 are recessed relative to the end faces 212, 214.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.Although the present invention has been described using exemplary embodiments, it can be modified in many ways.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS

11: ProjektionsbelichtungsanlageProjection exposure system
22: Beleuchtungssystemlighting system
33: Lichtquellelight source
44: BeleuchtungsoptikLighting optics
55: ObjektfeldObject field
66: ObjektebeneObject level
77: RetikelReticle
88: RetikelhalterReticle holder
99: RetikelverlagerungsantriebReticle displacement drive
1010: ProjektionsoptikProjection optics
1111: BildfeldImage field
1212: BildebeneImage plane
1313: Waferwafers
1414: WaferhalterWafer holder
1515: WaferverlagerungsantriebWafer relocation drive
1616: BeleuchtungsstrahlungIllumination radiation
1717: Kollektorcollector
1818: ZwischenfokusebeneIntermediate focal plane
1919: UmlenkspiegelDeflecting mirror
2020: erster Facettenspiegelfirst faceted mirror
2121: erste Facettefirst facet
2222: zweiter Facettenspiegelsecond facet mirror
2323: zweite Facettesecond facet
100100: optisches Systemoptical system
102102: optisches Elementoptical element
104104: SubstratSubstrat
106106: optisch wirksame Flächeoptically effective surface
108108: Vorderseitefront
110110: Rückseiteback
112112: SpiegelbuchseMirror socket
114114: SpiegelbuchseMirror socket
116116: SpiegelbuchseMirror socket
118118: BipodBipod
120120: BipodBipod
122122: BipodBipod
124124: AnbindungspunktConnection point
126126: AnbindungspunktConnection point
128128: AnbindungspunktConnection point
130130: feste Weltsolid world
132132: Messkopfmeasuring head
134134: Strebestrut
136136: Strebestrut
200200: Strebestrut
202202: Symmetrieachseaxis of symmetry
204204: StrebengehäuseStrut housing
206206: Außenflächeexterior surface
208208: Innenflächeinner surface
210210: InnenraumInterior
212212: Stirnflächefrontal surface
214214: Stirnflächefrontal surface
216216: MittelabschnittMiddle section
218218: AnbindungsabschnittConnection section
220220: AnbindungsabschnittConnection section
222222: GelenkachseJoint axis
224224: GelenkachseJoint axis
226226: Kardangelenkuniversal joint
228228: GelenkachseJoint axis
230230: GelenkachseJoint axis
232232: Kardangelenkuniversal joint
234234: FestkörpergelenkSolid joint
236236: FreischnittFree cut
238238: FreischnittFree cut
300A300A: KompensationskrafterzeugungseinrichtungCompensation force generating device
300B300B: KompensationskrafterzeugungseinrichtungCompensation force generating device
300C300C: KompensationskrafterzeugungseinrichtungCompensation force generating device
302302: BasisabschnittBase section
304304: StababschnittBar section
306306: StababschnittBar section
308308: Gelenkabschnittjoint section
310310: Gelenkabschnittjoint section
312312: BefestigungsabschnittFastening section
314314: Gelenkabschnittjoint section
316316: Gelenkabschnittjoint section
318318: BefestigungsabschnittFastening section
320320: Federelementspring element
322322: AnbindungspunktConnection point
324324: AnbindungspunktConnection point
326326: Federelementspring element
328328: AnbindungspunktConnection point
330330: AnbindungspunktConnection point
332332: BefestigungselementFastening element
334334: BefestigungselementFastening element
336336: StrebenabschnittStrut section
338338: StrebenabschnittStrut section
340340: DrehpunktPivot point
342342: DrehpunktPivot point
344344: DrehpunktPivot point
346346: DrehpunktPivot point
348348: Linieline
350350: Linieline
352352: Linieline
354354: UnterabschnittSubsection
356356: UnterabschnittSubsection
358358: Gelenkabschnittjoint section
360360: DrehpunktPivot point
362362: UnterabschnittSubsection
364364: UnterabschnittSubsection
366366: Gelenkabschnittjoint section
368368: DrehpunktPivot point
370370: Aufnahmerohrreceiving tube
372372: Aufnahmerohrreceiving tube
374374: AnbindungsabschnittConnection section
376376: MittelabschnittMiddle section
378378: AnbindungsabschnittConnection section
380380: GelenkachseJoint axis
382382: GelenkachseJoint axis
384384: GelenkachseJoint axis
386386: GelenkachseJoint axis
388388: AnbindungsabschnittConnection section
390390: MittelabschnittMiddle section
392392: AnbindungsabschnittConnection section
394394: GelenkachseJoint axis
396396: GelenkachseJoint axis
398398: GelenkachseJoint axis
400400: GelenkachseJoint axis
402402: Stirnflächefrontal surface
404404: Stirnflächefrontal surface
FF: KraftPower
F1F1: DruckkraftCompressive force
F2F2: DruckkraftCompressive force
F+F+: parasitäre Kraftparasitic force
F-F-: KompensationskraftCompensatory force
LL: LängsrichtungLongitudinal direction
M1M1: SpiegelMirror
M2M2: SpiegelMirror
M3M3: SpiegelMirror
M4M4: SpiegelMirror
M5M5: SpiegelMirror
M6M6: SpiegelMirror
ww: Auslenkungswegdeflection path
xx: x-Richtungx-direction
yy: y-Richtungy-direction
zz: z-Richtungz-direction
Z1Z1: ZustandCondition
Z2Z2: ZustandCondition
Z10Z10: ZustandCondition
Z20Z20: ZustandCondition
Z100Z100: RuhezustandHibernation
Z200Z200: KompensationskrafterzeugungszustandCompensation force generation state
ΔwΔw: AuslenkungsbereichDeflection range

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10 2008 009 600 A1 [0064, 0068]
US 2006/0132747 A1 [0066]
EP 1 614 008 B1 [0066]
US 6,573,978 [0066]
DE 10 2017 220 586 A1 [0071]
US 2018/0074303 A1 [0085]

Claims

Strut (134, 136, 200) for an optical system (100), comprising a plurality of solid-state joints (234), and a compensation force generating device (300A, 300B, 300C), wherein the strut (134, 136, 200) can be moved from an undeflected state (Z1) to a deflected state (Z2) by means of a deformation of the plurality of solid-state joints (234), and wherein the compensation force generating device (300A, 300B, 300C) is configured to generate a compensation force (F-) when moving the strut (134, 136, 200) from the undeflected state (Z1) to the deflected state (Z2), said compensation force being a force resulting from the deformation of the plurality of solid-state joints (234) resulting parasitic force (F+) is compensated.

Strive for Claim 1 , comprising a strut housing (204), wherein the compensation force generating device (300A, 300B, 300C) is arranged within the strut housing (204).

Strive for Claim 2 , wherein the strut housing (204) has a first connection section (218), a second connection section (220) and a middle section (216) arranged between the first connection section (218) and the second connection section (220), wherein the first connection section (218) is connected to the middle section (216) by means of a plurality of solid joints (234), and wherein the second connection section (220) is connected to the middle section (216) by means of a plurality of solid joints (234).

Strive for Claim 3 , wherein the first connection section (218) is pivotable relative to the central section (216) about two mutually perpendicular and intersecting joint axes (222, 224) of the first connection section (218) when the strut (134, 136, 200) is moved from the undeflected state (Z1) to the deflected state (Z2), and wherein the second connection section (220) is pivotable relative to the central section (216) about two mutually perpendicular and intersecting joint axes (228, 230) of the second connection section (220) when the strut (134, 136, 200) is moved from the undeflected state (Z1) to the deflected state (Z2).

Strive for one of the Claims 1 - 4 , wherein the plurality of solid joints (234) have a positive spring stiffness, wherein the compensation force generating device (300A, 300B, 300C) has a negative spring stiffness, and wherein the positive spring stiffness and the negative spring stiffness compensate each other.

Strive for one of the Claims 1 - 5 , wherein the compensation force generating device (300A, 300B, 300C) is under a spring preload along a longitudinal direction (L) of the strut (134, 136, 200).

Strive for Claim 6 , wherein the compensation force generating device (300A, 300B, 300C) automatically moves from an unstable rest state (Z100) into a compensation force generating state (Z200) with the aid of the spring preload when the strut (134, 136, 200) is moved from the undeflected state (Z1) into the deflected state (Z2) in order to generate the compensation force (F-).

Strive for Claim 6 or 7 , wherein the compensation force generating device (300A, 300B, 300C) for generating the spring preload has a first spring element (320) and a second spring element (326), wherein the first spring element (320) applies a first compressive force (F1) to the compensation force generating device (300A, 300B, 300C), and wherein the second spring element (326) applies a second compressive force (F2) to the compensation force generating device (300A, 300B, 300C).

Strive for Claim 8 , wherein the first spring element (320) and the second spring element (326) move the compensation force generating device (300A, 300B, 300C) from the unstable rest state (Z100) to the compensation force generating state (Z200) when the strut (134, 136, 200) is moved from the undeflected state (Z1) to the deflected state (Z2).

Strive for Claim 8 or 9 , wherein the compensation force generating device (300A, 300B) has a base section (302), a first rod section (304) pivotably connected to the base section (302), which is subjected to the first compressive force (F1) by the first spring element (320), and a second rod section (306) pivotably connected to the base section (302), which is subjected to the second compressive force (F2) by the second spring element (326), and wherein the base section (302) is arranged between the first rod section (304) and the second rod section (306).

Strive for Claim 10 , wherein the first rod section (304) is pivotally connected to a first fastening section (312) of the compensation force generating device (300A, 300B), and wherein the second rod section (306) is pivotally connected to a second fastening section (318) of the compensation force generating device (300A, 300B).

Strive for Claim 10 or 11 , wherein the first rod section (304) has a proximal subsection (354) facing the base section (302) and a distal subsection (356) facing away from the base section (302) and pivotally connected to the proximal subsection (354) of the first rod section (304), and wherein the second rod section (306) has a proximal subsection (362) facing the base section (302) and a distal subsection (364) facing away from the base section (302) and pivotally connected to the proximal subsection (362) of the second rod section (306).

Strive for Claim 8 or 9 , wherein the compensation force generating device (300C) has a first receiving tube (370), within which the first spring element (320) is arranged, and a second receiving tube (372), within which the second spring element (326) is arranged, wherein the first spring element (320) applies the first compressive force (F1) to the first receiving tube (370), and wherein the second spring element (326) applies the second compressive force (F2) to the second receiving tube (372).

Strive for Claim 13 , wherein the first receiving tube (370) has a proximal connection section (374), a distal connection section (378) and a middle section (376) arranged between the proximal connection section (374) and the distal connection section (378), wherein the proximal connection section (374) is pivotable relative to the middle section (376) about two mutually perpendicular and intersecting joint axes (380, 382), wherein the distal connection section (378) is pivotable relative to the middle section (376) about two mutually perpendicular and intersecting joint axes (384, 386), wherein the second receiving tube (372) has a proximal connection section (388), a distal connection section (392) and a between the proximal connection section (388) and the distal connection section (392), wherein the proximal connection section (388) is pivotable relative to the central section (390) about two mutually perpendicular and intersecting joint axes (394, 396), and wherein the distal connection section (392) is pivotable relative to the central section (390) about two mutually perpendicular and intersecting joint axes (398, 400).

Optical system (100), in particular measuring machine or projection optics (10), comprising an optical element (102), and at least one strut (134, 136, 200) according to one of the Claims 1 - 14 , wherein the strut (134, 136, 200) is connected to the optical element (102).