DE102022212377A1

DE102022212377A1 - Dichtungsvorrichtung, verfahren und verwendung

Info

Publication number: DE102022212377A1
Application number: DE102022212377.8A
Authority: DE
Inventors: Jasmin Biehler; Christoph Müller
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-11-21
Filing date: 2022-11-21
Publication date: 2023-10-12

Abstract

Eine Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1), aufweisend ein elastisch verformbares Kunststoffmaterial und eine vollständig in das Kunststoffmaterial eingebettete Verformungseinrichtung (214) zum Verformen der Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) von einem zusammengefalteten Zustand (Z1) in einen auseinandergefalteten Zustand (Z0), wobei die Verformungseinrichtung (214) eine Formgedächtnislegierung aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung für eine Projektionsbelichtungsanlage, ein Verfahren zum Montieren einer derartigen Dichtungsvorrichtung und eine Verwendung einer derartigen Dichtungsvorrichtung in einer Projektionsbelichtungsanlage.
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.
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.
Zum Temperieren von Komponenten derartiger Lithographieanlagen kann es erforderlich sein, eine Kühlflüssigkeit durch die zu kühlenden Komponenten hindurchzuleiten. Dabei werden Dichtelemente eingesetzt, um unterschiedliche Komponenten gegeneinander abzudichten. Dichtelemente aus Elastomermaterialien können sich dauerhaft verformen. Weiterhin weisen Elastomere ein Limit hinsichtlich ihrer Verformbarkeit in einem verpressten Zustand auf, bevor diese geschädigt werden. Dieses Verformungsmaximum liegt beispielsweise bei 30 %. Beispielsweise kann ein O-Ring nur bis zu 30 % seiner Form verpresst werden, wodurch eine endliche Dichtfläche an Anlageflächen des O-Rings entsteht. Eine weitere Verlängerung der Dichtstrecke bei Verwendung des O-Rings ist nicht möglich.
Elastomermaterialien können auch im System weiterhin verformt werden, beispielsweise durch Druckstöße oder durch aufwachsende Korrosionsprodukte, die das Dichtelement anheben und wegdrücken können, wodurch es zu Undichtigkeiten kommen kann. Undichtigkeiten haben ein hohes Risiko für einen Ausfall im Feld. Höhere Verpresskräfte könnten den Kräften, die zur Undichtigkeit führen, entsprechend entgegenwirken. Auch komplexe Formen einer Elastomerdichtung unterliegen gewissen Beschränkungen im Design durch Fertigbarkeit und im Bereich der Verpressung und der damit einhergehenden Verformung. So kann sich ein Elastomer auch in offene Richtungen ausbauchen.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Dichtungsvorrichtung bereitzustellen.
Demgemäß wird eine Dichtungsvorrichtung für eine Projektionsbelichtungsanlage vorgeschlagen. Die Dichtungsvorrichtung umfasst ein elastisch verformbares Kunststoffmaterial und eine vollständig in das Kunststoffmaterial eingebettete Verformungseinrichtung zum Verformen der Dichtungsvorrichtung von einem zusammengefalteten Zustand in einen auseinandergefalteten Zustand, wobei die Verformungseinrichtung eine Formgedächtnislegierung aufweist.
Dadurch, dass die Dichtungsvorrichtung mit Hilfe der Verformungseinrichtung von dem zusammengefalteten Zustand in den auseinandergefalteten Zustand verbracht werden kann, ist es möglich, die Dichtungsvorrichtung in dem zusammengefalteten Zustand in einen Hohlraum eines Bauteils einzubringen und die Dichtungsvorrichtung innerhalb des Hohlraums von dem zusammengefalteten Zustand in den auseinandergefalteten Zustand zu verbringen. Dies vereinfacht die Montage der Dichtungsvorrichtung und erhöht den Anpressdruck der Dichtungsvorrichtung gegen eine Wandung des Hohlraums.
Die Dichtungsvorrichtung ist vorzugsweise Teil eines wasserführenden Systems der Projektionsbelichtungsanlage. Das wasserführende System kann ein erstes Bauteil und ein von dem ersten Bauteil getrenntes zweites Bauteil aufweisen. Die Bauteile können beispielsweise Rohre oder Rohrleitungen sein. Die Dichtungsvorrichtung ist bevorzugt innerhalb eines in dem ersten Bauteil vorgesehenen Hohlraums und gleichzeitig innerhalb eines in dem zweiten Bauteil vorgesehenen Hohlraums aufgenommen. Mit Hilfe der Dichtungsvorrichtung sind die Bauteile somit gegeneinander abdichtbar. Die in den Bauteilen vorgesehenen Hohlräume sind Durchbrüche oder Bohrungen und können daher auch als solche bezeichnet werden.
Als geeignete Kunststoffmaterialien für die Dichtungsvorrichtung können verschiedene Elastomere eingesetzt werden. Beispiele für geeignete Elastomere sind Acrylnitril-Butadien-Kautschuke (AB), Fluorkautschuke (FKM), Perfluorkautschuke (FFKM), Tetrafluorethylen/Propylen-Kautschuke (FEPM), Fluorethylen/Propylen-Kautschuke (FEPM), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymere (FEP) oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuke (EPDM). Das Kunststoffmaterial kann ein Duroplast oder ein Thermoplast sein.
Dass die Verformungseinrichtung in das Kunststoffmaterial „vollständig eingebettet“ ist, bedeutet vorliegend insbesondere, dass die Verformungseinrichtung vollständig von dem Kunststoffmaterial umschlossen oder von diesem eingekapselt ist. Die Verformungseinrichtung ist somit insbesondere vollständig innerhalb des Kunststoffmaterials platziert. Ein Kontakt der Verformungseinrichtung mit Kühlflüssigkeit wird hierdurch zuverlässig vermieden. Dies ergibt einen guten Korrosionsschutz. Auch ein Kontakt zwischen der Verformungseinrichtung und dem jeweiligen Bauteil in Kontakt mit der Kühlflüssigkeit wird vermieden. Ein solcher Kontakt könnte zu galvanischer Korrosion führen.
Der zusammengefaltete Zustand und der auseinandergefaltete Zustand unterscheiden sich insbesondere dadurch, dass die Dichtungsvorrichtung in dem zusammengefalteten Zustand einen kleineren Bauraum einnimmt als in dem auseinandergefalteten Zustand. Der auseinandergefaltete Zustand kann auch als Initialzustand oder als Ausgangszustand bezeichnet werden. Der zusammengefaltete Zustand kann auch als Montagezustand bezeichnet werden.
Geeignete Formgedächtnislegierungen sind beispielsweise Nickel-Titan-Legierungen (NiTi-Legierungen) oder Eisen-Mangan-Silizium-Legierungen (FeMnSi-Legierungen). Formgedächtnislegierungen weisen, abhängig von der Temperatur, zwei unterschiedliche Kristallstrukturen oder Phasen auf. Die Formwandlung der Formgedächtnislegierungen basiert auf einer temperaturabhängigen Gitterumwandlung zu einer dieser beiden Kristallstrukturen. Es gibt in der Regel eine Austenit genannte Hochtemperaturphase und eine Martensit genannte Niedertemperaturphase. Beide können durch eine Temperaturänderung ineinander übergehen. Ferner kann auch durch das Einbringen von Spannungen, beispielsweise durch ein Aufbringen einer externen Kraft, in die Formgedächtnislegierung ein Phasenübergang stattfinden.
Die Verformungseinrichtung ist insbesondere ein aus der Formgedächtnislegierung gefertigter Draht, ein Drahtgeflecht, ein Band, eine Spirale, ein Gitter oder dergleichen. Die Verformungseinrichtung kann grundsätzlich jede beliebige Geometrie aufweisen. Insbesondere ist die Verformungseinrichtung zylinderförmig oder rohrförmig. Beispielsweise kann die Verformungseinrichtung eine zylinderförmig aufgebaute Spirale oder dergleichen sein.
Beispielsweise kann die Dichtungsvorrichtung und damit auch die Verformungseinrichtung durch ein Aufbringen von externen Kräften auf die Dichtungsvorrichtung von dem auseinandergefalteten Zustand in den zusammengefalteten Zustand verbracht werden. Umgekehrt kann die Dichtungsvorrichtung und damit auch die Verformungseinrichtung beispielsweise mit Hilfe von Wärme wieder von dem zusammengefalteten Zustand in den auseinandergefalteten Zustand verbracht werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Dichtungsvorrichtung ferner einen sich durch die Dichtungsvorrichtung hindurcherstreckenden Durchbruch auf, wobei sich ein Durchmesser des Durchbruchs in dem zusammengefalteten Zustand von einem Durchmesser des Durchbruchs in dem auseinandergefalteten Zustand unterscheidet.
Insbesondere ist der Durchmesser des Durchbruchs in dem zusammengefalteten Zustand kleiner als in dem auseinandergefalteten Zustand. Im Betrieb der Dichtungsvorrichtung wird durch den Durchbruch vorzugsweise Kühlflüssigkeit, insbesondere vollentsalztes Wasser, hindurchgeführt. Der Dichtungsvorrichtung ist eine Mittel- oder Symmetrieachse zugeordnet. Der Durchbruch erstreckt sich entlang der Symmetrieachse durch die Dichtungsvorrichtung vollständig hindurch. Insbesondere weist die Dichtungsvorrichtung einen rohrförmigen Basisabschnitt auf, der rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse aufgebaut ist. Der Basisabschnitt weist einen Durchmesser, insbesondere einen Außendurchmesser, auf, welcher in dem zusammengefalteten Zustand kleiner als in dem auseinandergefalteten Zustand ist. Dadurch, dass der jeweilige Durchmesser in dem zusammengefalteten Zustand kleiner als in dem auseinandergefalteten Zustand ist, ist es einfach möglich, die Dichtungsvorrichtung in einen Hohlraum einzuschieben und dort in den auseinandergefalteten Zustand zu verbringen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Dichtungsvorrichtung ferner einen rohrförmigen Basisabschnitt und zumindest einen sich entlang einer Radialrichtung der Dichtungsvorrichtung aus dem Basisabschnitt heraus erstreckenden Rippenabschnitt auf.
Die Radialrichtung ist senkrecht zu der Mittelachse orientiert und weist von dieser weg. Der Basisabschnitt und der Rippenabschnitt sind vorzugsweise einstückig, insbesondere materialeinstückig, ausgebildet. „Einstückig“ oder „einteilig“ bedeutet vorliegend, dass der Basisabschnitt und der Rippenabschnitt ein gemeinsames Bauteil, nämlich die Dichtungsvorrichtung, bilden und nicht aus unterschiedlichen Unterbauteilen zusammengesetzt sind. Die Verformungseinrichtung ist vorzugsweise zumindest innerhalb des Basisabschnitts angeordnet. Die Verformungseinrichtung kann sich jedoch auch bis in den Rippenabschnitt hineinerstrecken.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Dichtungsvorrichtung ferner einen ersten Rippenabschnitt und einen zweiten Rippenabschnitt auf, wobei sich einer der beiden Rippenabschnitte entlang der Radialrichtung weiter aus dem Basisabschnitt heraus erstreckt als der andere der beiden Rippenabschnitte.
Das heißt insbesondere, dass der eine Rippenabschnitt einen größeren Außendurchmesser als der andere der beiden Rippenabschnitte aufweist. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Die beiden Rippenabschnitte können sich auch gleich weit aus dem Basisabschnitt herauserstrecken. Die Anzahl der Rippenabschnitte ist grundsätzlich beliebig. Besonders bevorzugt sind genau zwei Rippenabschnitte, nämlich der erste Rippenabschnitt und der zweite Rippenabschnitt, vorgesehen. Die Rippenabschnitte sind entlang der Symmetrieachse betrachtet nebeneinander und beabstandet voneinander angeordnet. Die Rippenabschnitte können jeweils eine verrundete Geometrie aufweisen. Es ist jedoch auch eine eckige oder jede beliebige andere Geometrie möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verformungseinrichtung innerhalb des Basisabschnitts und/oder innerhalb des zumindest einen Rippenabschnitts angeordnet.
Beispielsweise ist die Verformungseinrichtung mit dem Kunststoffmaterial, aus dem die Dichtungsvorrichtung gefertigt ist, umgossen oder umschlossen. Beispielsweise kann die Verformungseinrichtung als Einlegeteil in eine Kunststoffspritzgussform eingelegt werden, wobei dann das Kunststoffmaterial zum Fertigen der Dichtungsvorrichtung in das Spritzgusswerkzeug eingespritzt wird, um die Dichtungsvorrichtung zu bilden. Die Verformungseinrichtung kann ausschließlich innerhalb des Basisabschnitts angeordnet sein. In diesem Fall erstreckt sich die Verformungseinrichtung nicht in den Rippenabschnitt hinein. Zusätzlich kann die Verformungseinrichtung auch innerhalb des Rippenabschnitts platziert sein. Ferner ist es auch möglich, die Verformungseinrichtung ausschließlich in dem Rippenabschnitt vorzusehen. In diesem Fall ist nur der Rippenabschnitt mit Hilfe der Verformungseinrichtung verformbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform läuft die Verformungseinrichtung vollständig um eine Symmetrieachse der Dichtungsvorrichtung herum.
Das heißt insbesondere, dass sich die Verformungseinrichtung entlang der Symmetrieachse durch die gesamte Dichtungsvorrichtung hindurcherstreckt. Dabei kann die Verformungseinrichtung spiralförmig oder schraubenförmig um die Symmetrieachse herumlaufen. Die Verformungseinrichtung ist vorzugsweise umfänglich geschlossen. Dies kann beispielsweise durch eine zylinderförmige Geometrie der Verformungseinrichtung erzielt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verformungseinrichtung schraubenförmig oder gitterförmig.
Dabei bildet die Verformungseinrichtung jedoch vorzugsweise eine zylinderförmige oder rohrförmige Geometrie, die innerhalb der Dichtungsvorrichtung, insbesondere innerhalb des Kunststoffmaterials der Dichtungsvorrichtung, platziert ist. Der Begriff „schraubenförmig“ kann durch die Begriffe „spiralförmig“ oder „helixförmig“ ersetzt werden.
Ferner wird ein Verfahren zum Montieren einer derartigen Dichtungsvorrichtung vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte: a) Verformen der Dichtungsvorrichtung von einem auseinandergefalteten Zustand in einen zusammengefalteten Zustand, b) Einbringen der sich in dem zusammengefalteten Zustand befindenden Dichtungsvorrichtung in einen Hohlraum eines Bauteils eines wasserführenden Systems, und c) Verformen der sich in dem Hohlraum befindenden Dichtungsvorrichtung von dem zusammengefalteten Zustand in den auseinandergefalteten Zustand, so dass die Dichtungsvorrichtung gegen eine Wandung des Hohlraums gepresst wird.
Der Schritt a) wird vorzugsweise nach einem Herstellen der Dichtungsvorrichtung durchgeführt. Das heißt, dass sich die Dichtungsvorrichtung zunächst nach dem Herstellen in dem Initialzustand oder auseinandergefalteten Zustand befindet. Von diesem auseinandergefalteten Zustand wird die Dichtungsvorrichtung in dem Schritt a) in den zusammengefalteten Zustand verbracht. Hierzu können beispielsweise externe Kräfte auf die Dichtungsvorrichtung aufgebracht werden. Während des Schritts b) wird die sich in dem zusammengefalteten Zustand befindende Dichtungsvorrichtung in den Hohlraum des Bauteils eingeschoben. Der Hohlraum kann beispielsweise eine in dem Bauteil vorgesehene Bohrung oder ein Durchbruch sein. Der Hohlraum kann Ringnuten aufweisen, in die der Rippenabschnitt der Dichtungsvorrichtung eingeschnappt oder eingerastet wird. Nach dem Einbringen der Dichtungsvorrichtung in den Hohlraum wird die Dichtungsvorrichtung innerhalb des Hohlraums von dem zusammengefalteten Zustand in den auseinandergefalteten Zustand verbracht. Mit Hilfe der Verformungseinrichtung wird der Schritt c) durchgeführt. Beispielsweise wird zum Durchführen des Schritts c) Wärme in die Verformungseinrichtung eingebracht, was zu einer Phasenumwandlung der Formgedächtnislegierung der Verformungseinrichtung führt.
Gemäß einer Ausführungsform wird in dem Schritt a) die Dichtungsvorrichtung mit Hilfe eines Aufbringens einer Kraft von dem auseinandergefalteten Zustand in den zusammengefalteten Zustand verformt.
Für den Schritt a) kann ein geeignetes Werkzeug vorgesehen sein, welches radiale Kräfte auf die Dichtungsvorrichtung aufbringt, um diese von dem auseinandergefalteten Zustand in den zusammengefalteten Zustand zu verbringen. Danach bleibt die Verformungseinrichtung selbstständig in dem zusammengefalteten Zustand.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in dem Schritt c) die Dichtungsvorrichtung mit Hilfe eines Einbringens von Wärme von dem zusammengefalteten Zustand in den auseinandergefalteten Zustand verformt.
Die Wärme muss nicht direkt in die Dichtungsvorrichtung eingebracht werden. Beispielsweise kann die Wärme auch in eines der Bauteile oder in beide Bauteile eingebracht werden, in denen die Dichtungsvorrichtung aufgenommen ist. Dabei werden die Bauteile erwärmt, und Wärme wird über Wärmeleitung an die Dichtungsvorrichtung weitergeleitet, was dazu führt, dass die Verformungseinrichtung die Dichtungsvorrichtung in den auseinandergefalteten Zustand verbringt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zum Einbringen der Wärme eine Erwärmungsvorrichtung eingesetzt.
Die Erwärmungsvorrichtung kann beispielsweise ein Wärmestrahler sein, der Wärme in das erste Bauteil und/oder in das zweite Bauteil einbringt. Durch Wärmeleitung wird die Wärme dann von dem ersten Bauteil und/oder dem zweiten Bauteil an die Dichtungsvorrichtung übertragen. Alternativ kann die Erwärmungsvorrichtung auch geeignet sein, die Bauteile und/oder die Verformungseinrichtung induktiv zu erwärmen. Ferner kann die Erwärmungsvorrichtung auch geeignet sein, die Verformungseinrichtung zu bestromen, so dass die Wärme direkt in der Verformungseinrichtung selbst erzeugt wird. Beispielsweise wird die Verformungseinrichtung dabei auf eine Temperatur von 40 bis 60 °C erwärmt. Vorzugsweise ist die Erwärmungsvorrichtung kontaktfrei oder kontaktlos.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in dem Schritt b) die Dichtungsvorrichtung in einen Hohlraum eines ersten Bauteils derart eingebracht, dass die Dichtungsvorrichtung formschlüssig in eine an dem ersten Bauteil vorgesehene Ringnut eingreift.
Insbesondere greift einer der Rippenabschnitte der Dichtungsvorrichtung in die an dem ersten Bauteile vorgesehene Ringnut ein. Die Dichtungsvorrichtung, die sich in dem zusammengefalteten Zustand befindet, wird in den Hohlraum eingeschoben, wobei der Rippenabschnitt elastisch verformt wird. Sobald der Rippenabschnitt in die Ringnut einrastet oder einschnappt, ist die Dichtungsvorrichtung formschlüssig an dem ersten Bauteil festgelegt. Eine formschlüssige Verbindung entsteht durch das Ineinander- oder Hintergreifen von zwei Verbindungspartnern, vorliegend der Ringnut und dem Rippenabschnitt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in dem Schritt b) die Dichtungsvorrichtung in einen Hohlraum eines zweiten Bauteils derart eingebracht, dass die Dichtungsvorrichtung formschlüssig in eine in einem zweiten Bauteil vorgesehene Ringnut eingreift.
Insbesondere wird das zweite Bauteil auf die sich in dem ersten Bauteil befindende Dichtungsvorrichtung aufgesteckt. Dabei verformt sich der Rippenabschnitt der Dichtungsvorrichtung federelastisch, bis der Rippenabschnitt formschlüssig in die an dem zweiten Bauteile vorgesehene Ringnut einschnappt oder einrastet. Die Dichtungsvorrichtung verbindet somit das erste Bauteil formschlüssig mit dem zweiten Bauteil.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in dem Schritt c) die Dichtungsvorrichtung derart verformt, dass die Dichtungsvorrichtung gegen eine Wandung des ersten Hohlraums und gleichzeitig gegen eine Wandung des zweiten Hohlraums gepresst wird.
Hierdurch wird die Abdichtung der Dichtungsvorrichtung gleichzeitig gegenüber dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil erzielt. Eine Anpresskraft der Dichtungsvorrichtung gegen die Wandung kann durch ein geeignetes Design der Verformungseinrichtung beeinflusst werden.
Ferner wird eine Verwendung einer derartigen Dichtungsvorrichtung in einer Projektionsbelichtungsanlage vorgeschlagen.
Die Dichtungsvorrichtung kann dabei Teil eines wie zuvor erwähnten wasserführenden Systems 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.
„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.
Die für die Dichtungsvorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren und/oder die vorgeschlagene Verwendung entsprechend und umgekehrt.
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.
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 Schnittansicht einer Ausführungsform eines wasserführenden Systems für die Projektionsbelichtungsanlage gemäß 1;
3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung für das wasserführende System gemäß 2;
4 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht der Dichtungsvorrichtung gemäß 3;
5 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht des wasserführenden Systems gemäß 2;
6 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht des wasserführenden Systems gemäß 2;
7 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht des wasserführenden Systems gemäß 2;
8 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung für das wasserführende System gemäß 2;
9 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung für das wasserführende System gemäß 2;
10 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung für das wasserführende System gemäß 2; und
11 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Montieren der Dichtungsvorrichtung gemäß 3, 8, 9 oder 10.

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.
1 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 1 (Lithographieanlage), insbesondere einer EUV-Lithographieanlage. Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- beziehungsweise 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung 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 .
Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
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.
Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly's Eye Integrator) bezeichnet.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.
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.
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.
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.
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.
Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung x, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
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.
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 .
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.
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.
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.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
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.
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.
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.
2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines wasserführenden Systems 100 für die Projektionsbelichtungsanlage 1. Das wasserführende System 100 kann ein Kühlsystem sein, welches geeignet ist, beliebige Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1 zu temperieren beziehungsweise zu kühlen.
Dem wasserführenden System 100 ist eine Mittel- oder Symmetrieachse 102 zugeordnet, zu der das wasserführende System 100 rotationssymmetrisch aufgebaut sein kann. Das wasserführende System 100 umfasst ein erstes Bauteil 104 und ein mit dem ersten Bauteil 104 verbundenes zweites Bauteil 106. Die Bauteile 104, 106 können Rohre, Rohrstücke oder Rohrleitungen sein. Die Bauteile 104, 106 können jedoch auch beliebige andere Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1 sein. Beispielsweise kann zumindest eines der Bauteile 104, 106 ein Kühler oder dergleichen sein. Nachfolgend wird jedoch davon ausgegangen, dass die Bauteile 104, 106 Rohre sind.
Das erste Bauteil 104 ist rotationsymmetrisch zu der Symmetrieachse 102 aufgebaut und umfasst eine mittige Bohrung oder einen mittigen Durchbruch oder Hohlraum 108, der sich entlang der Symmetrieachse 102 betrachtet vollständig durch das erste Bauteil 104 hindurcherstreckt. Der Hohlraum 108 weist einen Durchmesser d108 auf. Der Hohlraum 108 ist durch eine um die Symmetrieachse 102 umlaufende Wandung 110 begrenzt. Ferner weist das erste Bauteil 104 eine zylinderförmige Außenfläche 112 und eine dem zweiten Bauteil 106 zugewandte Stirnfläche 114 auf. Die Stirnfläche 114 ist ringförmig und läuft vollständig um die Symmetrieachse 102 um.
An dem Hohlraum 108 ist eine vollständig um die Symmetrieachse 102 umlaufende Ringnut 116 vorgesehen. Die Ringnut 116 weist einen Durchmesser d116 auf, der größer als der Durchmesser d108 ist. Somit erstreckt sich die Ringnut 116 aus dem Hohlraum 108 radial in das erste Bauteil 104 hinein. Das erste Bauteil 104 kann aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise Edelstahl oder Kupfer, gefertigt sein.
Das zweite Bauteil 106 ist ebenfalls rotationsymmetrisch zu der Symmetrieachse 102 aufgebaut und umfasst eine mittige Bohrung oder einen mittigen Durchbruch oder Hohlraum 118, der sich entlang der Symmetrieachse 102 betrachtet vollständig durch das zweite Bauteil 106 hindurcherstreckt. Der Hohlraum 118 weist einen Durchmesser d118 auf. Vorzugsweise sind die Durchmesser d108, d118 gleich groß. Der Hohlraum 118 ist durch eine um die Symmetrieachse 102 umlaufende Wandung 120 begrenzt.
Ferner weist das zweite Bauteil 106 eine zylinderförmige Außenfläche 122 und eine dem ersten Bauteil 104 zugewandte Stirnfläche 124 auf. Die Stirnfläche 124 ist ringförmig und läuft vollständig um die Symmetrieachse 102 um. An den Stirnflächen 114, 124 liegen die Bauteile 104, 106 aneinander an.
An dem Hohlraum 118 ist eine vollständig um die Symmetrieachse 102 umlaufende Ringnut 126 vorgesehen. Die Ringnut 126 weist einen Durchmesser d126 auf, der größer als der Durchmesser d118 ist. Somit erstreckt sich die Ringnut 126 aus dem Hohlraum 118 radial in das zweite Bauteil 106 hinein. Der Durchmesser d126 kann kleiner als der Durchmesser d116 sein. Die Durchmesser d116, d126 können aber auch gleich groß sein. Wahlweise kann der Durchmesser d126 auch größer als der Durchmesser d116 sein. In diesem Fall wird die Montage dann besser von der andere Seite vorgenommen, da ein gespiegelter Aufbau vorliegt. Das zweite Bauteil 106 kann aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise Edelstahl oder Kupfer, gefertigt sein.
Im Betrieb des wasserführenden Systems 100 strömt eine Kühlflüssigkeit 128, insbesondere vollentsalztes Wasser, durch die Hohlräume 108, 118. Um das erste Bauteil 104 gegenüber dem zweiten Bauteil 106 abzudichten, ist eine Dichtungsvorrichtung 200A vorgesehen, die in den Hohlräumen 108, 118 aufgenommen ist. In der Orientierung der 2 ist eine Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit 128 von links nach rechts orientiert. Die Strömungsrichtung kann jedoch auch umgekehrt sein.
Die Dichtungsvorrichtung 200A greift formschlüssig in die beiden Ringnuten 116, 126 ein, um die Dichtungsvorrichtung 200A mit dem ersten Bauteil 104 und dem zweiten Bauteil 106 zu verbinden. Eine formschlüssige Verbindung entsteht durch ein Ineinander- oder Hintergreifen von zwei Komponenten, vorliegend der Dichtungsvorrichtung 200A und dem ersten Bauteil 104 beziehungsweise der Dichtungsvorrichtung und dem zweiten Bauteil 106. Die beiden Bauteile 104, 106 können von außen stabilisiert werden. Hierzu kann ein Bauelement, beispielsweise im Form einer breiten Schelle, vorgesehen werden, das die Bauteile 104, 106 von außen umgreift.
3 zeigt eine schematische Schnittansicht der Dichtungsvorrichtung 200A. 4 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht der Dichtungsvorrichtung 200A. Nachfolgend wird auf die 3 und 4 gleichzeitig Bezug genommen.
Die Dichtungsvorrichtung 200A ist elastisch verformbar. Als geeignete Materialien für die Dichtungsvorrichtung 200A können verschiedene Kunststoffe oder Elastomere eingesetzt werden. Beispiele für geeignete Elastomere sind Acrylnitril-Butadien-Kautschuke (AB), Fluorkautschuke (FKM), Perfluorkautschuke (FFKM), Tetrafluorethylen/Propylen-Kautschuke (FEPM), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymere (FEP) oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuke (EPDM).
Die Dichtungsvorrichtung 200A weist eine Mittel- oder Symmetrieachse 202 auf. Die Symmetrieachsen 102, 202 können koaxial angeordnet sein. Das heißt insbesondere, dass die Symmetrieachse 102 mit der Symmetrieachse 202 übereinstimmen kann. Die Dichtungsvorrichtung 200A umfasst einen rohrförmigen Basisabschnitt 204, der rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse 202 aufgebaut ist. Der Basisabschnitt 204 weist einen mittigen Durchbruch 206 auf, der sich entlang der Symmetrieachse 202 vollständig durch die Dichtungsvorrichtung 200A hindurcherstreckt.
Im Betrieb des wasserführenden Systems 100 wird der Durchbruch 206 mit der Kühlflüssigkeit 128 durchströmt. Der Durchbruch 206 weist einen Durchmesser D0 auf. Der Durchmesser D0 kann auch als Ausgangsdurchmesser bezeichnet werden. Der Basisabschnitt 204 umfasst ferner eine zylinderförmige Außenfläche 208, die innenseitig an den Hohlräumen 108, 118, insbesondere an den Wandungen 110, 120, der Bauteile 104, 106 dichtend anliegt.
An dem Basisabschnitt 204 ist ein erster Rippenabschnitt 210 vorgesehen, der sich entlang einer Radialrichtung R aus dem Basisabschnitt 204 herauserstreckt. Die Radialrichtung R ist senkrecht zu der Symmetrieachse 202 und von dieser weg orientiert. Der erste Rippenabschnitt 210 ist in einem montierten Zustand (2) der Dichtungsvorrichtung 200A in der Ringnut 116 des ersten Bauteils 104 aufgenommen. Der erste Rippenabschnitt 210 ist verrundet. Der erste Rippenabschnitt 210 kann jedoch auch eckig sein.
Neben dem ersten Rippenabschnitt 210 ist ein zweiter Rippenabschnitt 212 vorgesehen, der sich ebenfalls entlang der Radialrichtung R aus dem Basisabschnitt 204 herauserstreckt. Auch der zweite Rippenabschnitt 212 ist verrundet. Auch der zweite Rippenabschnitt 212 kann eckig sein. Der zweite Rippenabschnitt 212 ist in dem montierten Zustand der Dichtungsvorrichtung 200A in der Ringnut 126 des zweiten Bauteils 106 aufgenommen. Der Basisabschnitt 204 und die Rippenabschnitte 210, 212 sind einteilig ausgebildet. „Einteilig“ oder „einstückig“ bedeutet vorliegend insbesondere, dass der Basisabschnitt 204 und die Rippenabschnitte 210, 212 ein einziges Bauteil bilden und nicht aus unterschiedlichen Unterbauteilen zusammengesetzt sind.
Die Dichtungsvorrichtung 200A weist ferner eine in den Basisabschnitt 204 integrierte Verformungseinrichtung 214 auf. Die Verformungseinrichtung 214 kann ein schraubenförmig oder spiralförmig gewundener Draht sein, der sich um die Symmetrieachse 202 herumwindet und der aus einer Formgedächtnislegierung gefertigt ist. Geeignete Formgedächtnislegierungen sind beispielsweise Nickel-Titan-Legierungen (NiTi-Legierungen) oder Eisen-Mangan-Silizium-Legierungen (FeMnSi-Legierungen).
Formgedächtnislegierungen weisen, abhängig von der Temperatur, zwei unterschiedliche Strukturen oder Phasen auf. Die Formwandlung basiert auf einer temperaturabhängigen Gitterumwandlung zu einer dieser beiden Kristallstrukturen. Es gibt in der Regel eine Austenit genannte Hochtemperaturphase und eine Martensit genannte Niedertemperaturphase. Beide können durch eine Temperaturänderung ineinander übergehen.
Die Verformungseinrichtung 214 ist innerhalb des Basisabschnitts 204 angeordnet. Die Verformungseinrichtung 214 kann sich jedoch auch bis in die Rippenabschnitte 210, 212 hineinerstrecken. Beispielsweise ist die Verformungseinrichtung 214 mit einem Material, aus dem der Basisabschnitt 204 und die Rippenabschnitte 210, 212 gefertigt sind, umspritzt oder umgossen. Beispielsweise kann die Verformungseinrichtung 214 in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und mit dem Material umspritzt werden.
Nach dem Herstellen der Dichtungsvorrichtung 200A, beispielsweise in einem Spritzgussverfahren, befindet sich die Dichtungsvorrichtung 200A zunächst in einem in der 3 gezeigten ausgefalteten oder auseinandergefaltetem Zustand Z0. Der auseinandergefaltete Zustand Z0 kann auch als Ausgangszustand oder Initialzustand bezeichnet werden. In dem auseinandergefalteten Zustand Z0 weist der Durchbruch 206 den Durchmesser D0 und der Basisabschnitt 204 einen Durchmesser d0 auf.
Um die Dichtungsvorrichtung 200A von dem auseinandergefalteten Zustand Z0 in einen in der 4 gezeigten zusammengefalteten Zustand Z1 zu verbringen, wird die Dichtungsvorrichtung 200A entgegen der Radialrichtung R verpresst. Hierzu kann ein geeignetes Werkzeug verwendet werden, das radiale Kräfte F auf die Dichtungsvorrichtung 200A aufbringt. Bei dem Verbringen der Dichtungsvorrichtung 200A von dem auseinandergefalteten Zustand Z0 in den zusammengefalteten Zustand Z1 erfolgt eine durch mechanische Spannungen herbeigeführte Phasenumwandlung der Formgedächtnislegierung der Verformungseinrichtung 214. Diese Phasenumwandlung ist reversibel.
Der zusammengefaltete Zustand Z1 unterscheidet sich von dem auseinandergefalteten Zustand Z0 dadurch, dass der mittige Durchbruch 206 in dem zusammengefalteten Zustand Z1 einen Durchmesser D1 und nicht mehr den Durchmesser D0 aufweist. Dabei ist der Durchmesser D1 kleiner als der Durchmesser D0. Dementsprechend weist der Basisabschnitt 204 in dem zusammengefalteten Zustand Z1 einen Durchmesser d1 auf, der kleiner ist als der Durchmesser d0 des Basisabschnitts 204 in dem auseinandergefalteten Zustand Z0.
5 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht des wasserführenden Systems 100. 6 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht des wasserführenden Systems 100. 7 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht des wasserführenden Systems 100. Nachfolgend wird auf die 5 bis 7 gleichzeitig Bezug genommen.
Um das wasserführende System 100 zu montieren, wird die Dichtungsvorrichtung 200A, die sich in dem zusammengefalteten Zustand Z1 befindet, zunächst in den Hohlraum 108 des ersten Bauteil 104 eingeschoben, wie in der 5 mit Hilfe eines Pfeils 130 angedeutet ist. Dabei verformt sich der erste Rippenabschnitt 210 elastisch. Die Dichtungsvorrichtung 200A wird soweit in den Hohlraum 108 eingeschoben, bis der erste Rippenabschnitt 210 in die Ringnut 116 des ersten Bauteils 104 eingreift oder einrastet. Die Dichtungsvorrichtung 200A ist nun formschlüssig mit dem ersten Bauteil 104 verbunden.
Anschließend wird, wie in der 6 mit Hilfe eines Pfeils 132 angedeutet, das zweite Bauteil 106 auf die Dichtungsvorrichtung 200A aufgeschoben, so dass die Dichtungsvorrichtung 200A abschnittsweise in dem Hohlraum 118 des zweiten Bauteils 106 aufgenommen wird. Der zweite Rippenabschnitt 212 wird dabei elastisch verformt, so dass dieser in die Ringnut 126 des zweiten Bauteils 106 eingreift oder einrastet. Die Dichtungsvorrichtung 200A ist nun auch formschlüssig mit dem zweiten Bauteil 106 verbunden. Die Dichtungsvorrichtung 200A verbindet somit die beiden Bauteile 104, 106 miteinander.
Da der Durchmesser d1 kleiner als die Durchmesser d108, d118 ist, liegt der Basisabschnitt 204 der Dichtungsvorrichtung 200A noch nicht dichtend radial an den Hohlräumen 108, 118 der Bauteile 104, 106. Um ein radiales Anlegen der Dichtungsvorrichtung 200A an den Hohlräumen 108, 118 zu erreichen, wird die Dichtungsvorrichtung 200A, wie die 7 zeigt, von dem zusammengefalteten Zustand Z1 in den auseinandergefalteten Zustand Z0 (2) verbracht.
Hierzu wird mit Hilfe einer Erwärmungsvorrichtung 134 Wärme Q in die Dichtungsvorrichtung 200A eingebracht. Dies führt zu einer erneuten Phasenumwandlung des Formgedächtnislegierung der Verformungseinrichtung 214, so dass durch das Einbringen der Wärme Q ein Verbringen der Dichtungsvorrichtung 200A von dem zusammengefalteten Zustand Z1 in den auseinandergefalteten Zustand Z0 durchgeführt wird. Das Verbringen der Dichtungsvorrichtung 200A von dem zusammengefalteten Zustand Z1 in den auseinandergefalteten Zustand Z0 erfolgt somit wärmebedingt oder wärmeinduziert.
Durch die Erwärmung wird die Formänderung der Verformungseinrichtung 214 rückgängig gemacht. Die Dichtungsvorrichtung 200A liegt nun radial dichtend an den Hohlräumen 108, 118 der Bauteile 104, 106, insbesondere an den Wandungen 110, 120, an.
Die Erwärmungsvorrichtung 134 kann beispielsweise ein Wärmestrahler sein, der Wärme Q in das erste Bauteil 104 und/oder in das zweite Bauteil 106 einbringt. Durch Wärmeleitung wird die Wärme Q dann von dem ersten Bauteil 104 und/oder dem zweiten Bauteil 106 an die Dichtungsvorrichtung 200A übertragen.
Alternativ kann die Erwärmungsvorrichtung 134 auch geeignet sein, die Bauteile 104, 106 und/oder die Verformungseinrichtung 214 induktiv zu erwärmen. Ferner kann die Erwärmungsvorrichtung 134 auch geeignet sein, die Verformungseinrichtung 214 zu bestromen, so dass die Wärme Q direkt in der Verformungseinrichtung 214 erzeugt wird. Beispielsweise wird die Verformungseinrichtung 214 dabei auf eine Temperatur von 40 bis 60 °C erwärmt.
8 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung 200B.
Alle vorigen Ausführungen betreffend die Dichtungsvorrichtung 200A sind auf die Dichtungsvorrichtung 200B und umgekehrt anwendbar. Die Dichtungsvorrichtung 200B ist ebenfalls für das wasserführende System 100 einsetzbar. Die Dichtungsvorrichtung 200B umfasst einen wie zuvor erwähnten Basisabschnitt 204, der rohrförmig ist. An dem Basisabschnitt 204 können wie zuvor erwähnte Rippenabschnitte 210, 212 (nicht gezeigt) angeformt sein.
Innerhalb des Basisabschnitts 204 ist eine wie zuvor erläuterte Verformungseinrichtung 214 aufgenommen, die aus einer Formgedächtnislegierung gefertigt ist.
Die Verformungseinrichtung 214 ist schrauben-, spiral- oder federförmig und windet sich entlang der Symmetrieachse 202 um die Symmetrieachse 202 herum. Die Verformungseinrichtung 214 ist somit zylinderförmig.
9 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung 200C.
Alle vorigen Ausführungen betreffend die Dichtungsvorrichtungen 200A, 200B sind auf die Dichtungsvorrichtung 200C und umgekehrt anwendbar. Die Dichtungsvorrichtung 200C ist ebenfalls für das wasserführende System 100 einsetzbar. Die Dichtungsvorrichtung 200C unterscheidet sich von der Dichtungsvorrichtung 200B nur dadurch, dass die Verformungseinrichtung 214 nicht schraubenförmig, sondern gitterförmig ist. Dabei ist die Verformungseinrichtung 214 ebenfalls zylinderförmig.
10 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung 200D.
Alle vorigen Ausführungen betreffend die Dichtungsvorrichtungen 200A, 200B, 200C sind auf die Dichtungsvorrichtung 200D und umgekehrt anwendbar. Die Dichtungsvorrichtung 200D ist ebenfalls für das wasserführende System 100 einsetzbar. Die Dichtungsvorrichtung 200D umfasst einen wie zuvor erwähnten rohrförmigen Basisabschnitt 204 aus dem sich radial ein Rippenabschnitt 210 herauserstreckt. In diesem Fall ist eine Verformungseinrichtung 214 vorgesehen, die sich beispielsweise schlaufen- oder schleifenartig bis in den Rippenabschnitt 210 hineinerstreckt. Die Verformungseinrichtung 214 kann jedoch jede beliebige andere Geometrie aufweisen.
11 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Montieren der Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D.
Bei dem Verfahren wird in einem Schritt S1 die jeweilige Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D von dem auseinandergefalteten Zustand Z0 in den zusammengefalteten Zustand Z1 verformt. Insbesondere wird die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D während des Schritts S1 mit Hilfe des Aufbringens von Kräften F von dem auseinandergefalteten Zustand Z0 in den zusammengefalteten Zustand Z1 verformt. Hierzu kann ein geeignetes Werkzeug vorhanden sein. Die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D wird dabei entgegen der Radialrichtung R komprimiert.
In einem Schritt S2 wird die sich in dem zusammengefalteten Zustand Z1 befindende Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D in den Hohlraum 108, 118 des jeweiligen Bauteils 104, 106 des wasserführenden Systems 100 eingebracht. Beispielsweise wird die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D in den Hohlraum 108, 118 eingesteckt. Dabei kann sich die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D zumindest abschnittsweise elastisch verformen.
In einem Schritt S3 wird die sich in dem Hohlraum 108, 118 befindende Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D von dem zusammengefalteten Zustand Z1 in den auseinandergefalteten Zustand Z0 verformt oder verbracht, so dass die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D gegen die jeweilige Wandung 110, 120 des Hohlraums 108, 118 gepresst wird. Dabei wird die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D mit Hilfe eines Einbringens von Wärme Q von dem zusammengefalteten Zustand Z1 in den auseinandergefalteten Zustand Z0 verformt. Hierzu ist die Erwärmungsvorrichtung 134 vorgesehen.
Bevorzugt wird während des Schritts S2 die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D zunächst in den Hohlraum 108 des ersten Bauteils 104 derart eingebracht, dass die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D formschlüssig in die an dem ersten Bauteil 104 vorgesehene Ringnut 116 eingreift. Dementsprechend wird die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D auch in den Hohlraum 118 des zweiten Bauteils 106 derart eingebracht, dass die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D formschlüssig in die an dem zweiten Bauteil 106 vorgesehene Ringnut 126 eingreift.
Während des Schritts S2 wird die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D insbesondere derart verformt, dass die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D gleichzeitig gegen die Wandung 110 des ersten Hohlraums 108 und gleichzeitig gegen die Wandung 120 des zweiten Hohlraums 118 gepresst wird.
Die Formgedächtnislegierung kann beispielsweise als Drahtgeflecht, in Netzform, als Spirale oder als Bandmaterial vorliegen. Die Verformungseinrichtung 214 kann auf nichtmetallischen Füßchen gelagert in ein geeignetes Kunststoffmaterial, aus dem die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D gefertigt ist, mit einem angepassten Design eingegossen werden. Oder die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D kann beispielsweise auch als eine Art Schlauch hergestellt werden, der oben und unten entsprechend verschlossen wird.
Es ist zu beachten, dass die Formgedächtnislegierung nicht in direkten Kontakt mit einem metallischen Material und einem korrosionsfördernden Medium, wie beispielsweise der Kühlflüssigkeit 128 kommt, da an dieser Stelle eine galvanisch-getriebene Korrosionserscheinung entstehen kann.
Die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D kann darauf ausgelegt werden, dass diese sowohl radiale als auch axiale Verpresskräfte erzeugt. Dadurch kann sich die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D besser an die Bauteile 104, 106 verpressen und für eine erhöhte Dichtigkeit sorgen. Die Dichtflächen sollten möglich lang ausgeführt sein. Zusätzlich kann verhindert werden, dass Korrosionsprodukte die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D unterwandern und wegdrücken. Damit soll das Risiko der Undichtigkeit im Feld minimiert werden. Die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D ist bei Raumtemperatur im Reinraum integrierbar. Das heißt insbesondere, dass die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D verformt und „kraftlos“ ist.
Die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D liegt zunächst in dem auseinandergefalteten Zustand Z0 vor und wird durch einen Monteur in den zusammengefalteten Zustand Z1 verformt. Die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D wird in dem zusammengefalteten Zustand Z1 montiert. Anschließend wird die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D mit einer erhöhten Wärmelast, beispielsweise im Bereich von 40 bis 60 °C, in den auseinandergefalteten Zustand Z0 verformt.
Beim Abkühlen verbleibt die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D in dem auseinandergefalteten Zustand Z0. Die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D sollte sich durch erneute Wärmeeinträge, beispielsweise bei Reinigungsschritten oder Lagerungen, insbesondere in der Sonne, nicht mehr verformen. Weitere Temperaturänderungen sollten im allgemeinen auf eine Einwege-Formgedächtnislegierung keinen weiteren Einfluss haben. Sollte jedoch eine erneute Abkühlung eintreten, so hat dies auf die Einwege-Formgedächtnislegierung keinen Einfluss und die Dichtwirkung nimmt nicht ab.
Eine Lagerung der Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D bei Raumtemperatur hat keinerlei Einfluss auf das Verformungs- beziehungsweise Dichtungsverhalten der Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D. Mögliche Formgedächtnislegierungen für diese Anforderung als Einwege-Formgedächtnislegierung mit einer Verformungshysterese bei etwa 40 bis 60 °C sind beispielsweise NiTi-Legierungen oder FeMnSi-Legierungen.
Als Vorteile gegenüber reinen Elastomerdichtungen können beispielsweise höhere Verpresskräfte erreicht werden. Elastomere zeigen oftmals einen Druckverformungsrest oder eine gewisse Relaxation, der durch eine innere Spannung mit Hilfe metallischer Legierung als Verstärkung entgegengewirkt werden kann. Bei komplexen Strukturen der Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D kann sich damit auch die Verpressung erhöhen, da durch eine andere Montageform vielfältigere Möglichkeiten entwickelt werden können. Dadurch könnten mit einem entsprechend ausgelegten Design der Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D auch Unebenheiten besser ausgeglichen werden.
Die Dichtungsvorrichtung 200A, 200B, 200C, 200D kann im Design mit mehr Möglichkeiten entwickelt werden, wodurch eine Optimierung hinsichtlich des Strömungsverhaltens der Kühlflüssigkeit 128, insbesondere hinsichtlich vibrationsinduzierter Schwingungen (Engl.: Flow Induced Vibrations, FIV), möglich wird.
Neben Einwege-Formgedächtnislegierungen sind auch Mehrwege-Formgedächtnislegierungen denkbar, wobei Mehrwege-Formgedächtnislegierungen andere Anforderungen an Temperatureinflüsse aufweisen. Mehrwege-Formgedächtnislegierungen verformen erneut bei jeder Temperaturänderung in den entsprechenden Temperaturbereich, indem die Mehrwege-Formgedächtnislegierungen sensitiv sind.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
BEZUGSZEICHENLISTE

1: Projektionsbelichtungsanlage
2: Beleuchtungssystem
3: Lichtquelle
4: Beleuchtungsoptik
5: Objektfeld
6: Objektebene
7: Retikel
8: Retikelhalter
9: Retikelverlagerungsantrieb
10: Projektionsoptik
11: Bildfeld
12: Bildebene
13: Wafer
14: Waferhalter
15: Waferverlagerungsantrieb
16: Beleuchtungsstrahlung
17: Kollektor
18: Zwischenfokusebene
19: Umlenkspiegel
20: erster Facettenspiegel
21: erste Facette
22: zweiter Facettenspiegel
23: zweite Facette
100: wasserführendes System
102: Symmetrieachse
104: Bauteil
106: Bauteil
108: Hohlraum
110: Wandung
112: Außenfläche
114: Stirnfläche
116: Ringnut
118: Hohlraum
120: Wandung
122: Außenfläche
124: Stirnfläche
126: Ringnut
128: Kühlflüssigkeit
130: Pfeil
132: Pfeil
134: Erwärmungsvorrichtung
200A: Dichtungsvorrichtung
200B: Dichtungsvorrichtung
200C: Dichtungsvorrichtung
200D: Dichtungsvorrichtung
202: Symmetrieachse
204: Basisabschnitt
206: Durchbruch
208: Außenfläche
210: Rippenabschnitt
212: Rippenabschnitt
214: Verformungseinrichtung
d0: Durchmesser
d1: Durchmesser
d108: Durchmesser
d116: Durchmesser
d118: Durchmesser
d126: Durchmesser
D0: Durchmesser
D1: Durchmesser
F: Kraft
M1: Spiegel
M2: Spiegel
M3: Spiegel
M4: Spiegel
M5: Spiegel
M6: Spiegel
R: Radialrichtung
S1: Schritt
S2: Schritt
S3: Schritt
Q: Wärme
x: x-Richtung
y: y-Richtung
z: z-Richtung
Z0: Zustand
Z1: Zustand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008009600 A1 [0059, 0063]
US 2006/0132747 A1 [0061]
EP 1614008 B1 [0061]
US 6573978 [0061]
DE 102017220586 A1 [0066]
US 2018/0074303 A1 [0080]

Claims

Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1), aufweisend ein elastisch verformbares Kunststoffmaterial, und eine vollständig in das Kunststoffmaterial eingebettete Verformungseinrichtung (214) zum Verformen der Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) von einem zusammengefalteten Zustand (Z1) in einen auseinandergefalteten Zustand (Z0), wobei die Verformungseinrichtung (214) eine Formgedächtnislegierung aufweist.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen sich durch die Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) hindurcherstreckenden Durchbruch (206), wobei sich ein Durchmesser (D1) des Durchbruchs (206) in dem zusammengefalteten Zustand (Z1) von einem Durchmesser (D0) des Durchbruchs (206) in dem auseinandergefalteten Zustand (Z0) unterscheidet.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend einen rohrförmigen Basisabschnitt (204) und zumindest einen sich entlang einer Radialrichtung (R) der Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) aus dem Basisabschnitt (204) herauserstreckenden Rippenabschnitt (210, 212).
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 3, ferner aufweisend einen ersten Rippenabschnitt (210) und einen zweiten Rippenabschnitt (212), wobei sich einer der beiden Rippenabschnitte (210, 212) entlang der Radialrichtung (R) weiter aus dem Basisabschnitt (204) herauserstreckt als der andere der beiden Rippenabschnitte (210, 212).
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Verformungseinrichtung (214) innerhalb des Basisabschnitts (204) und/oder innerhalb des zumindest einen Rippenabschnitts (210, 212) angeordnet ist.
Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die Verformungseinrichtung (214) vollständig um eine Symmetrieachse (202) der Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) herumläuft.
Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die Verformungseinrichtung (214) schraubenförmig oder gitterförmig ist.
Verfahren zum Montieren einer Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D), mit den Schritten: a) Verformen (S1) der Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) von einem auseinandergefalteten Zustand (Z0) in einen zusammengefalteten Zustand (Z1), b) Einbringen (S2) der sich in dem zusammengefalteten Zustand (Z1) befindenden Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) in einen Hohlraum (108, 118) eines Bauteils (104, 106) eines wasserführenden Systems (100), und c) Verformen (S3) der sich in dem Hohlraum (108, 118) befindenden Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) von dem zusammengefalteten Zustand (Z1) in den auseinandergefalteten Zustand (Z0), so dass die Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) gegen eine Wandung (110, 120) des Hohlraums (108, 118) gepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei in dem Schritt a) die Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) mit Hilfe eines Aufbringens einer Kraft (F) von dem auseinandergefalteten Zustand (Z0) in den zusammengefalteten Zustand (Z 1) verformt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei in dem Schritt c) die Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) mit Hilfe eines Einbringens von Wärme (Q) von dem zusammengefalteten Zustand (Z1) in den auseinandergefalteten Zustand (Z0) verformt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei zum Einbringen der Wärme (Q) eine Erwärmungsvorrichtung (134) eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8-11, wobei in dem Schritt b) die Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) in einen Hohlraum (108) eines ersten Bauteils (104) derart eingebracht wird, dass die Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) formschlüssig in eine an dem ersten Bauteil (104) vorgesehene Ringnut (116) eingreift.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei in dem Schritt b) die Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) in einen Hohlraum (118) eines zweiten Bauteils (106) derart eingebracht wird, dass die Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) formschlüssig in eine an dem zweiten Bauteil (106) vorgesehene Ringnut (126) eingreift.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei in dem Schritt c) die Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) derart verformt wird, dass die Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) gegen eine Wandung (110) des ersten Hohlraums (108) und gleichzeitig gegen eine Wandung (120) des zweiten Hohlraums (118) gepresst wird.
Verwendung einer Dichtungsvorrichtung (200A, 200B, 200C, 200D) nach einem der Ansprüche 1-7 in einer Projektionsbelichtungsanlage (1).