DE102023205836A1

DE102023205836A1 - Spannsystem mit Luftlagerung

Info

Publication number: DE102023205836A1
Application number: DE102023205836.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Woerle; Dominik Gollmer; Bjoern Pietzak; Andreas Lieb
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2023-06-21
Filing date: 2023-06-21
Publication date: 2024-06-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spannsystem (1) mit einem Träger (2), an welchem zumindest ein Spannmodul (3) angeordnet ist, wobei das Spannmodul (3) eine Spanneinrichtung (7) mit einem Spannmittel (21) aufweist, wobei die Spanneinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, ein in einer Zuführrichtung (29) dem Spannmittel (21) zugeführtes Gegenspannmittel (22) einer Spannpalette (31) zu arretieren, und wobei das Spannmodul (3) an dem Träger (2) durch ein ansteuerbares Luftlager (28) quer zur Zuführrichtung (29) verschiebbar lagerbar oder gelagert ist. Es ist vorgesehen, dass dem Luftlager (28) eine Klemmeinrichtung (24) zugeordnet ist, die in Zuführrichtung (29) dem Luftlager (28) entgegenwirkt, um das Spannmodul (3) gegen den Träger (2) zu verspannen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannsystem mit einem Träger, an welchem zumindest ein Spannmodul angeordnet ist, wobei das Spannmodul eine Spanneinrichtung mit einem Spannmittel aufweist, wobei die Spanneinrichtung dazu ausgebildet ist, ein in einer Zuführrichtung dem Spannmittel zugeführtes Gegenspannmittel einer Spannpalette zu arretieren, und wobei das Spannmodul an dem Träger durch ein ansteuerbares Luftlager quer zur Einführrichtung verschiebbar lagerbar oder gelagert ist.
Spannsysteme der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift DE 10 2021 200 112 A1 ein gattungsgemäßes Spannsystem. Das Spannsystem weist eine Spannpalette mit einem Spannzapfen auf, der in eine Spannaufnahme des Spannmoduls einführbar ist, um dort arretiert zu werden. Das Spannmodul selbst ist durch ein Luftlager quer zur Einführrichtung verschiebbar gelagert. Dies führt dazu, dass bei dem Zusammenführen der Spannpalette mit dem Spannmodul eine Ausgleichsbewegung quer zur Zustellrichtung durch das Spannmodul erfolgen kann, wenn Spannzapfen und Spannaufnahme nicht exakt fluchtend zueinander ausgerichtet sind. Durch das Luftlager ist ein seitliches Verschieben des Spannmoduls beim Einführen des Spannzapfens gewährleistet, wodurch ungewollte Spannungen in der Spannpalette und auch in dem Spannsystem selbst vermieden werden. Dabei wirkt das Luftlager der Schwerkraft entgegen. Insbesondere bei schweren Spannpaletten von einem Gewicht von über 200 Kilogramm, die beispielsweise zum Tragen optischer Module für die Mikrolithographie eingesetzt werden, welche selbst wiederum ein Gewicht von 200 bis 1000 Kilogramm aufweisen können, ist eine exakte Positionierung der Spannpalette von hoher Bedeutung. Aufgrund der großen Massenträgheit kann es beim Einführen des Spannzapfens in die Spannaufnahme zu Verschleiß durch Reibung kommen, wobei Metallpartikel gelöst werden und zu einer Verschmutzung oder gar Beschädigung der zu vermessenden optischen Elemente führen können. Auch ein Verklemmen oder Festfressen des Spannsystems kann dadurch auftreten. Durch das Luftlager und das quer zur Zuführrichtung verschiebbare Spannmodul lässt sich dieser Verschleiß minimieren oder vollständig verhindern.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Spannsystem zu schaffen, das nach der Zusammenführung von Spannpalette und Spannmodul ein weiteres Verlagern oder Verschieben sicher verhindert, um eine starre Fixierung der Spannpalette mit dem gegebenenfalls daran befindlichen Messobjekt an dem Träger dauerhaft zu gewährleisten.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Spannsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dieses hat den Vorteil, dass nach dem Toleranzausgleich durch das seitliche Verschieben des Spannmoduls beziehungsweise durch das Verschieben quer zur Zuführrichtung mithilfe des Luftlagers das Luftlager aktiv geschlossen oder überwunden wird, um das Spannmodul an dem Träger dauerhaft oder zumindest für die Dauer des Messvorgangs zu arretieren. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass dem Luftlager eine Klemmeinrichtung zugeordnet ist, die in Einführrichtung dem Luftlager entgegenwirkt. Wird das Luftlager aktiviert, so arbeitet es also entgegen der Wirkungskraft der Klemmeinrichtung, insbesondere derart, dass das Spannmodul in Einführrichtung von dem Träger gelöst wird. Durch das Lösen wird der direkte Kontakt von Spannmodul und Träger aufgehoben und dadurch ein freies Verschieben quer zur Zuführrichtung mittels des Luftlagers ermöglicht. Wird das Luftlager deaktiviert, so bewirkt die Klemmeinrichtung, dass das Spannmodul gegen den Träger verspannt und dadurch ein Reibschluss erzeugt wird, der insbesondere derart hoch ist, dass ein Verschieben des Spannmoduls zu dem Träger quer zur Zuführrichtung sicher verhindert ist. Das Spannmodul und die Klemmeinrichtung bilden zusammen mit dem Luftlager vorzugsweise eine Spanneinheit aus. Vorzugsweise weist das Spannsystem mehrere derartige Spanneinheiten auf.
Besonders bevorzugt ist das Spannmodul an dem Träger durch die Klemmeinrichtung hängend gehalten. Die Klemmeinrichtung trägt somit nicht nur das Spannmodul selbst, sondern im montierten Zustand auch die Spannpalette, zumindest teilweise. Weist das Spannsystem eine Vielzahl von Spannmodulen oder Spanneinheiten auf, so wird die Tragkraft vorteilhaft verteilt, sodass die Wirkkraft der jeweiligen Klemmeinrichtung nicht das gesamte Gewicht der Spannpalette und des daran befindlichen Messobjekts tragen können muss. Insbesondere dann, wenn das Spannsystem zusätzlich eine Nullspanneinrichtung aufweist, welche bevorzugt die Hauptlast der Spannpalette aufnimmt, dient die jeweilige Spanneinheit insbesondere dazu, Verformungen der Spannpalette, die sich durch das daran befindliche Gewicht ergeben könnten, zu vermeiden. Insoweit ist das Spannmodul mit Klemmeinrichtung eine Zusatzeinrichtung für eine bevorzugt vorhandene Nullspanneinrichtung des Spannsystems, die dazu dient, die Spannpalette in einer vorgebenen Nullposition gegenüber dem Träger festzulegen.
Bevorzugt weist die Klemmeinrichtung eine Magneteinrichtung auf, durch welche das Spannmodul magnetisch gegen den Träger gezogen wird. Durch die Magneteinrichtung ist eine unkomplizierte Lösung zur Erzeugung einer Haltekraft geboten. Dabei ist die Magneteinrichtung bauraumsparend in das Spannsystem integrierbar.
Besonders bevorzugt weist die Magneteinrichtung zumindest einen an dem Träger oder an dem Spannmodul angeordneten Permanentmagneten auf. Der Permanentmagnet ist dazu ausgebildet, mit dem jeweils gegenüberliegenden Teil, also Spannmodul oder Träger, magnetisch zusammenzuwirken, um das Spannmodul gegen den Träger zu ziehen. Durch den Einsatz eines oder mehrerer Permanentmagneten wird eine dauerhafte Magnetkraft erzielt, die das Spannmodul gegen den Träger zieht. In dem Fall des oder der Permanentmagnete muss dann das Luftlager derart dimensioniert sein, dass das aktivierte Luftlager die Magnetkraft überwinden kann, um das Spannmodul von dem Träger zu lösen. Wird dann das Luftlager deaktiviert, wird das Spannmodul durch die Magnetkraft automatisch wieder zurück an den Träger gezogen und der Reibschluss zwischen Träger und Spannmodul quer zur Zuführ- oder Zustellrichtung hergestellt.
Besonders bevorzugt weist die Magneteinrichtung zumindest einen an dem Träger oder an dem Spannmodul angeordneten und ansteuerbaren Elektromagneten auf. Durch den Elektromagneten ist die wirkende Magnetkraft und damit die wirkende Haltekraft oder Klemmkraft, die dem Luftlager entgegenwirkt, einstellbar. Dadurch kann das Luftlager selbst kleiner dimensioniert werden. So ist das Spannsystem insbesondere dazu ausgebildet, dass der Elektromagnet deaktiviert wird, wenn das Luftlager aktiviert wird, um ein energieeffizientes Erzeugen des Luftlagers zu ermöglichen. Wird das Luftlager deaktiviert, so wird insbesondere der Elektromagnet aktiviert, um den Reibschluss wiederherzustellen.
Besonders bevorzugt weist die Magneteinrichtung mehrere an dem Träger und/oder an dem Spannmodul angeordnete Permanentmagnete und/oder Elektromagnete auf, sodass auch hohe Haltekräfte beziehungsweise Reibkräfte zwischen Träger und Spannmodul erzielbar sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dem Luftlager ein ansteuerbarer Aktuator zugeordnet, wobei der Aktuator und die Klemmeinrichtung derart ausgebildet sind, dass das Luftlager eine Klemmkraft der Klemmeinrichtung überwinden kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Klemmkraft der Klemmeinrichtung allein durch Permanentmagnete oder einen Permanentmagneten erzeugt wird. In diesem Fall lässt sich das Luftlager dann durch das Ansteuern des Aktuators einstellen und ein Verschieben des Spannmoduls quer zur Zuführrichtung gewährleisten.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Spannsystem zumindest eine Spannpalette aufweist, an welcher das Spannelement angeordnet ist. Die Spannpalette bildet somit einen Teil des Spannsystems. Die Spannpalette ist insbesondere dazu ausgebildet, ein oder mehrere Objekte aufzunehmen und zu tragen, wie beispiellose Messobjekte, optische Elemente für Mikrolithographie-Anwendungen oder dergleichen.
Vorzugsweise sind an dem Träger mehrere Spannmodule mit jeweils einer Klemmeinrichtung, also mehrere Spanneinheiten, wie sie obenstehend beschrieben wurden, und an einer Spannpalette mehrere Gegenspannmittel angeordnet. Dadurch ist die Spannpalette nicht nur durch ein einziges Spannmodul, sondern durch mehrere Spannmodule an dem Träger arretierbar. Durch die mehreren Spannmodule, die jeweils einen vorteilhaften Toleranzausgleich mittels des jeweiligen Luftlagers ermöglichen, ist eine sichere und verschleißarme Befestigung der Spannpalette an dem Träger gewährleistet.
Besonders bevorzugt weist der Träger zumindest eine Nullspanneinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, ein Nullspannelement der Spannpalette zumindest im Wesentlichen spielfrei an dem Träger zu lagern. Durch die Nullspanneinrichtung und durch das Nullspannelement wird ein sogenanntes Nullspannsystem realisiert, das eine Arretierung der Spannpalette an dem Träger an einem vorgegebenen Nullpunkt, wie oben bereits erwähnt, und vorzugsweise zumindest im Wesentlichen spielfrei gewährleistet. Durch das oder die zusätzlich vorhandenen Spanneinheiten wird die Spannpalette zusätzlich gehalten, wobei die zusätzlichen Spannmodule den oben beschriebenen Toleranzausgleich ermöglichen, sodass keine Verspannungen in der Spannpalette oder in dem Träger beim Zusammenführen entstehen, sodass eine Verschleißreduzierung und ein Verklemmungsschutz, wie sie obenstehend bereits beschrieben wurden, für das gesamte Spannsystem gewährleistet sind. Optional weist das Spannsystem mehrere derartige Nullspannsysteme zusätzlich zu einem oder mehreren der vorteilhaften Spannmodule mit Klemmeinrichtung auf.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Spannmittel ein in seinem Außenumfang veränderbaren Innenspanndorn und das Gegenspannmittel eine Vertiefung in der Spannpalette zur Aufnahme des Innenspanndorns auf. Das Spannmittel wird somit als Innenspanndorn in die Aufnahme der Spannpalette eingeschoben und dann zur Arretierung der Spannpalette in seinem Außenumfang aufgeweitet.
Besonders bevorzugt ist der Innenspanndorn pneumatisch betätigbar, sodass eine vorteilhafte Vorspannung des Innenspanndorns in der Aufnahme beziehungsweise an der Spannpalette kostengünstig und robust gewährleistet ist.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Spannmittel alternativ eine Spannaufnahme aufweist und das Gegenspannmittel einen in die Spannaufnahme einführbaren Spannzapfen. In diesem Fall steht dann der Spannzapfen von der Spannpalette vor und wird beim Zuführen in die Spannaufnahme der Spanneinrichtung des Spannmoduls eingeführt, wobei das Spannmodul bei aktiviertem Luftlager den beschriebenen Toleranzausgleich quer zur Zuführrichtung vornehmen kann.
Insbesondere ist vorgesehen, dass an dem Träger eine Nullspanneinrichtung zentral angeordnet und über den Umfang des Trägers insbesondere gleichmäßig verteilt und optional in gleichem Abstand zu der Nullspanneinrichtung mehrere Spannmodule mit jeweils einer Klemmeinrichtung und einem Luftlager angeordnet sind.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Spannsystem mehrere Nullspanneinrichtungen aufweist, sowie mehrere der Spanneinheiten, die vorzugsweise jeweils symmetrisch über den Träger verteilt angeordnet sind.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen

1 ein vorteilhaftes Spannsystem in einer vergrößerten Schnittdarstellung,
2 das Spannsystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
3A bis F unterschiedliche weitere Ausführungsbeispiele des Spannsystems, und
4 eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage für Mikrolithographie.

1 zeigt in einer vereinfachten Schnittdarstellung ein vorteilhaftes Spannsystem 1, das zur lösbaren Fixierung einer Spannpalette 31 ausgebildet ist. Die Spannpalette 31 ist insoweit dazu ausgebildet, ein Messobjekt oder Werkstück zu tragen, das ein Gewicht von beispielsweise 200 bis 1000 Kilogramm aufweisen kann. An der Spannpalette 31 ist das Messobjekt fest angeordnet, wie beispielhaft in 2 gezeigt, und kann somit zusammen mit der Spannpalette 31 gehandhabt werden, um beispielsweise in einen Prüfstand oder eine Messvorrichtung verbracht und dort präzise positioniert zu werden.
Das Spannsystem 1 weist einen Träger 2 auf, an welchem die Spannpalette 31 gehalten werden soll. An den Träger 2 ist ein Spannmodul 3 angeordnet, durch welches die Spannpalette 31 lösbar befestigbar ist. Das Spannmodul 3 weist dazu eine Grundplatte 4 auf, die in einer Vertiefung 5 des Trägers 2 mit Spiel gehalten ist. Ein Boden der Vertiefung 5 ist dabei korrespondierend zu der dem Boden zugewandten Seite der Grundplatte 4 ausgebildet und insbesondere eben, sodass die Grundplatte 4 auf dem Boden 5 flächig aufliegen kann. Die Vertiefung 5 ist weiterhin derart breit ausgebildet, dass die Grundplatte 4 parallel zur Ebene des Bodens der Vertiefung 5 in der Vertiefung 5 verschiebbar ist, wie durch einen Doppelpfeil 6 in 1 gezeigt.
An der Grundplatte 4 ist eine Spanneinrichtung 7 befestigt, insbesondere verschraubt. Die Spanneinrichtung 7 weist ein an der Grundplatte 4 befestigtes Gehäuse 8 auf, in welchem ein Kolbenelement 9 senkrecht zur seitlichen Bewegungsrichtung der Grundplatte 6 verlagerbar angeordnet ist, wie durch einen Doppelpfeil 10 angezeigt. Der Kolben 9 bildet zusammen mit dem Bodenelement 11 der Spanneinrichtung 7 eine Druckluftkammer 12 aus. Durch zwei Federelemente 13, insbesondere in Form von Schraubenfedern, wird der Kolben 9 in Richtung des Bodenelements 11 gedrängt, um die Druckluftkammer 12 zu verkleinern. An dem Kolben 9 ist weiterhin ein stabförmiges Betätigungselement 14 befestigt, das sich in Bewegungsrichtung gemäß Pfeil 10 von dem Kolben 9 durch einen Gehäusedeckel 15 des Gehäuses 8 hindurcherstreckt und sich an seinem freien, außerhalb des Gehäuses frei liegenden Ende 16 keilförmig aufweitet.
Dem Ende 16 sind außerdem mehrere über den Umfang des Betätigungselements 14 verteilt angeordnete Klemmbacken 17 zugeordnet, die eine dem Ende 16 zugewandte schräg verlaufende Anlagefläche 18 aufweisen, die bewirken, dass ein Verlagern des Betätigungselements 14 mittels des Kolbens 9 die Spannbacken 17 radial nach außen oder innen verschiebt und dadurch den Außenumfang am Ende 16 erweitert oder reduziert. Die Spanneinrichtung 7 bildet somit insbesondere mit den Spannbacken 17 und dem Betätigungselement 14 einen Innenspanndorn 19 aus, der in eine Aufnahme 20 der Spannpalette 31 einführbar und durch Verlagern des Betätigungselements 14 zur Aufweitung des Außenumfangs in der Aufnahme 20 verspannbar ist, um die Spannpalette 31 an dem Träger 2 kraftschlüssig zu befestigen.
Der Innenspanndorn 19 bildet somit ein Spannmittel 21 aus und die Aufnahme 20 ein Gegenspannmittel 22, das mit dem Spannmittel lösbar zusammenwirkt. Um das Betätigungselement 14 zu verlagern, ist der Druckluftkammer 12 ein pneumatischer Aktuator zugeordnet, der der Druckluftkammer 12 entgegen der Kraft der Federelemente 13 mit einer Druckluft beaufschlagen und dadurch die Federelemente 13 komprimieren und Betätigungselement 14 nach außen schieben kann, wodurch die auf die Spannbacken 17 wirkende Kraft reduziert wird und die Spannbacken 17 radial nach innen verlagerbar sind.
Optional ist auch auf der der Druckluftkammer 12 gegenüberliegenden Seite des Kolbens 9 eine Druckluftkammer 23 ausgebildet, die durch den oder einen weiteren pneumatischen Aktuator mit Druckluft beaufschlagbar ist, um den Kolben 9 in die entgegengesetzte Richtung zu verlagern, wodurch die Spannbacken 17 nach außen gedrängt und gegen die Innenseite der Aufnahme 20 der Spannpalette 31 gepresst werden, um die Spannpalette 31 an dem Träger 2 zu arretieren.
Dem Spannmodul 3 ist weiterhin eine Klemmeinrichtung 24 zugeordnet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Klemmeinrichtung 24 als Magneteinrichtung 25 ausgebildet. Die Klemmeinrichtung 24 ist dabei der Grundplatte 4 und dem Träger 2 zugeordnet. Die Grundplatte 4 ist nicht nur quer verlagerbar, wie durch den Doppelpfeil 6 gezeigt, sondern auch in der Höhe gemäß Pfeil 9 in der Aufnahme 5 gehalten. Vorzugsweise ist das Spiel in der Höhe durch einen Formschluss begrenzt, um ein vollständiges Lösen der Grundplatte 4 von dem Träger 2 sicher zu vermeiden. Wird die Grundplatte 4 nach unten bewegt, beispielsweise durch das Gewicht der daran hängenden Spannpalette 31, so entsteht ein Abstand zwischen der Grundplatte 4 und dem Boden der Vertiefung 5 des Trägers 2. In die Vertiefung 5 führt durch den Träger 2 ein Druckluftkanal 26, der mit einem ansteuerbaren Aktuator pneumatisch gekoppelt ist, um durch ein Ansteuern des Aktuators Druckluft in den Spalt zwischen Grundplatte 4 und Träger 2 in der Vertiefung 5 zu pressen. Die Druckluft wirkt dabei der Klemmeinrichtung 24 beziehungsweise der durch die Klemmeinrichtung 24 bereitgestellten Klemmkraft entgegen und bildet ein Luftlager 28 aus.
Die Magneteinrichtung 25 weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere Permanentmagneten 27 auf. Es sind mehrere Permanentmagneten 27 in der Grundplatte 4 und weitere in dem Träger 2, der Grundplatte 4 gegenüberliegend, angeordnet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in der Grundplatte 4 mehr Permanentmagnete 27 angeordnet als in dem Träger 2. Die Permanentmagnete 27 wirken miteinander magnetisch zusammen, um die Grundplatte 4 und damit das gesamte Spannmodul 3 gegen den Träger 2 gemäß Pfeil 9 zu ziehen. Im Ausgangsfall reicht die Magnetkraft dazu aus, die Grundplatte 4 gegen den Träger 2 am Boden der Vertiefung 5 zu pressen, sodass aufgrund des dabei entstehenden Reibschlusses zwischen Träger 2 und Grundplatte 4 die Grundplatte 4 nicht mehr quer gemäß Pfeil 6 verschoben werden kann. Wird Druckluft durch den Druckluftkanal 26 in die Vertiefung 5 eingebracht, so wird die Grundplatte 4 und damit das Spannmodul 3 von dem Träger 2 zumindest bereichsweise gelöst, wodurch der Reibschluss aufgehoben und eine seitliche Verlagerung der Grundplatte 4 beziehungsweise des Spannmoduls 3 insgesamt gemäß Pfeil 6 ermöglicht wird.
Das Spannsystem 1 ermöglicht somit eine verspannungsfreie Anordnung und Arretierung der Spannpalette 31 und damit des Messobjekts an dem Träger 2. Wird die Spannpalette 31 dem Träger 2 beziehungsweise dem Spannmodul 3 zugeführt, so kann das Spannmodul 3 Positionsabweichungen der Aufnahme 20 zu dem Innenspanndorn 21 vorteilhaft durch das seitliche Verlagern gemäß Pfeil 6 quer zur Zuführrichtung ausgleichen, ohne dass Spannungen oder Verschleiß an Spannpalette 31 oder Spannmodul 3 entstehen. Dazu wird vor der Zuführung der Spannpalette 31 das durch die Druckluft in dem Spalt zwischen Grundplatte 4 und Träger 2 gebildete Luftlager 28 der Reibschluss zwischen Spannmodul 3 und Träger 2 gelöst, womit die Verlagerbarkeit quer zur Zuführrichtung gemäß Pfeil 29, die insbesondere parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens 9 ist, ermöglicht. Sobald das Luftlager 28 deaktiviert, die Druckluft also entfernt wird, sorgt die durch die Magneteinrichtung 27 bewirkte Klemmkraft dafür, dass die Grundplatte 4 gegen den Träger 2 gepresst und dadurch der Reibschluss wieder hergestellt wird.
2 zeigt das Spannsystem 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Gleiche Elemente sind hier und im Weiteren mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insoweit auf die obenstehende Beschreibung verwiesen wird. Im Folgenden soll im Wesentlichen nur auf die Unterschiede eingegangen werden.
Im Unterschied zu dem vorherigen Ausgangsbeispiel weist Spannsystem 1 zwei der Spannmodule 3 auf, die durch jeweils eine Klemmeinrichtung 24 und ein Luftlager 28 an dem Träger 2 gehalten beziehungsweise gelagert sind. Zusätzlich weist das Spannsystem 1 eine Nullspanneinrichtung 30 auf, die dazu ausgebildet ist, das wesentliche Gewicht der Spannpalette 31 sowie des daran angeordneten Messobjekts 32 zu tragen. Die Nullspanneinrichtung 30 weist im Unterschied zu den Spannmodulen 3 kein seitliches Spiel zum Toleranzausgleich auf und bestimmt daher die Positionierung der Spannpalette 31 an dem Träger 2 im sogenannten Nullpunkt. Durch die aus Spannmodul 3, Klemmeinrichtung 24 und Luftlager 28 jeweils gebildeten Spanneinheiten 33 wird die Spannpalette 31 zusätzlich an dem Träger 2 gehalten. Dadurch wird insbesondere erreicht, dass die Spannpalette 31 in ihrer gesamten Erstreckung eben beziehungsweise in Form bleibt. Gegebenenfalls vorhandene Toleranzen werden vorteilhaft durch das Luftlager 3 beim Zuführen der Spannpalette 31 an den Träger 2 verschleißfrei ausgeglichen, wie obenstehend bereits beschrieben.
3A bis E zeigen unterschiedliche Anordnungen der Einheiten 33 oder Spannmodule 3 an dem Träger 2. Gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen weist der Träger 2 eine kreisförmige Außenkontur auf, wobei in den Ausführungsbeispielen der 3A und B jeweils mittig eine Nullspanneinrichtung 30 angeordnet ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 3A sind drei Spannmodule 3 beabstandet zu der Nullspanneinrichtung 30 gleichmäßig über den Umfang des Trägers 2 verteilt angeordnet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 3B sind sechs Spannmodule 3 gleichmäßig beabstandet über den Umfang des Trägers 2 verteilt angeordnet. Die in 3 nicht dargestellte Spannpalette 31 weist j eweils eine korrespondierende Anordnung von Gegenspannmitteln zu der Nullspanneinrichtung 30 und den Spannmodulen 3 auf.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 3C und 3D weist der Träger 2 jeweils zwei Nullspanneinrichtungen 30 auf. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 3C sind dazu drei Spannmodule 3 und gemäß dem Ausführungsbeispiel von 3D vier Spannmodule 3 beispielhaft angeordnet.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3E und 3F sind an dem Träger 2 drei Nullspanneinrichtungen 30 gleichmäßig verteilt angeordnet, wobei gemäß 3E vier Spannmodule 3 und gemäß 3F sechs Spannmodule 3 vorhanden sind. Natürlich können noch weitere Nullspanneinrichtungen 30 oder noch weitere Spannmodule 3 an dem Träger 2 und dazu entsprechend korrespondierende Gegenspannmittel an einer Spannpalette 31 angeordnet oder ausgebildet sein. Je nach Anforderungen an Präzision und/oder Gewicht kann die Anzahl erhöht oder reduziert werden.
4 zeigt eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage 300 für die Mikrolithographie in einer schematischen Darstellung. Die EUV-Projektionsbelichtungsanlage 300 umfasst ein Beleuchtungssystem 302 und ein Projektionsobjektiv 304 zum Abbilden von Strukturen einer Maske bzw. eines Retikels 306 auf eine fotosensitive Beschichtung eines Wafers 308. Das Beleuchtungssystem 302 enthält eine Strahlenquelle 310 zum Bereitstellen von EUV-Strahlung (extrem ultraviolette Strahlung) mit einer Wellenlänge von kleiner als 100 nm, insbesondere einer Wellenlänge von ungefähr 13,5 nm oder ungefähr 6,8 nm. Weiterhin umfasst das Beleuchtungssystem 302 optische Elemente für eine zur Abbildung geeignete Beleuchtung der Maske 306. Von diesen optischen Elementen ist in 4 symbolisch ein Spiegel 312 dargestellt.
Die Strukturen der Maske 306 sind in einer Objektebene und die fotosensitive Beschichtung des Wafers 308 in einer Bildebene des Projektionsobjektivs 304 angeordnet. Das Beleuchtungssystem 302 und das Projektionsobjektiv 304 enthalten wegen der EUV-Strahlung weitestgehend in Reflexion betriebene optische Elemente. Auch die Maske 306 ist als Reflexionsmaske konfiguriert. In alternativen Ausführungen können, insbesondere bei einer Beleuchtungsstrahlung in einem längerwelligen Spektralbereich, auch in Transmission verwendete optische Elemente, wie Linsen oder Prismen, oder auch ein Transmissions-Retikel zum Einsatz kommen.
Das Projektionsobjektiv 304 umfasst sechs Spiegel E1, E2, E3, E4, E5 und E6, welche ausgehend von der Maske 306 nacheinander im Strahlengang 314 angeordnet sind. In 4 ist exemplarisch der Strahlengang 314 für einen Feldpunkt der Maske 306 dargestellt. Der Spiegel E1 weist eine konkave Spiegelfläche auf und ist zusammen mit dem planen Spiegel E2 in einem ersten Modul M1 angeordnet. Weiterhin ist der Spiegel E3 mit einer konvexen Spiegelfläche zusammen mit dem
konkaven Spiegel E4 in einem zweiten Modul M2 und der konvexe Spiegel E5 zusammen mit dem konkaven Spiegel E6 in einem dritten Modul M3 angeordnet. Die Module M1 M2 und M3 enthalten somit j eweils im Strahlengang 314 aufeinanderfolgende optische Elemente. Jedes Modul M1, M2, M3 lässt sich einzeln aus dem Projektionsobjektiv 304 entnehmen und wieder einsetzen.
Für eine Vermessung mit einer der Messvorrichtungen können an den Modulen M1, M2, M3, dem Beleuchtungssystem 302, dem Projektionsobjektiv 304 oder einzelnen Spiegeln Spannmittel 21 oder Gegenspannmittel 22 des Spannsystems 1 nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele angeordnet sein. Alternativ können für eine Vermessung die Module M1, M2 und/oder M3, das Beleuchtungssystem 302, das Projektionsobjektiv 304 oder einzelne optische Elemente an der Spannpalette 31 befestigt werden. Mit dem Spannsystem 1 erfolgt dann eine schnelle Fixierung exakt in einer vorgegebenen Nullposition gegenüber der Messvorrichtung ohne eine Verunreinigung des Messobjekts durch Abrieb von Partikeln zu verursachen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102021200112 A1 [0002]

Claims

Spannsystem (1) mit einem Träger (2), an welchem zumindest ein Spannmodul (3) angeordnet ist, wobei das Spannmodul (3) eine Spanneinrichtung (7) mit einem Spannmittel (21) aufweist, wobei die Spanneinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, ein in einer Zuführrichtung (29) dem Spannmittel (21) zugeführtes Gegenspannmittel (22) einer Spannpalette (31) zu arretieren, und wobei das Spannmodul (3) an dem Träger (2) durch ein ansteuerbares Luftlager (28) quer zur Zuführrichtung (29) verschiebbar lagerbar oder gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Luftlager (28) eine Klemmeinrichtung (24) zugeordnet ist, die in Zuführrichtung (29) dem Luftlager (28) entgegenwirkt, um das Spannmodul (3) gegen den Träger (2) zu verspannen.
Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmodul (3) an dem Träger (2) durch die Klemmeinrichtung (24) hängend gehalten ist.
Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung (24) eine Magneteinrichtung (25) aufweist, durch welche das Spannmodul (3) magnetisch gegen den Träger (2) gezogen wird.
Spannsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinrichtung (25) zumindest einen an dem Träger (2) oder an dem Spannmodul (3) angeordneten Permanentmagneten (27) aufweist.
Spannsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinrichtung (25) zumindest einen an dem Träger (2) oder an dem Spannmodul (3) angeordneten und ansteuerbaren Elektromagneten aufweist.
Spannsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinrichtung (25) mehrere an dem Träger (2) und/oder an dem Spannmodul (3) angeordnete Permanentmagnete (27) und/oder Elektromagnete aufweist.
Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Luftlager (28) ein ansteuerbarer Aktuator zugeordnet ist, und dass der Aktuator und die Klemmeinrichtung (24) derart ausgebildet sind, dass das Luftlager (28) eine Klemmkraft der Klemmeinrichtung (24) überwinden kann.
Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannsystem (1) zumindest eine Spannpalette (31) aufweist, an welcher das Gegenspannmittel (22) angeordnet ist.
Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger mehrere Spanneinheiten (33) mit jeweils einem Spannmodul (3), jeweils einer Klemmeinrichtung (24) und jeweils einem Luftlager (28), und an der Spannpalette (31) mehrere Gegenspannmittel (22) angeordnet sind.
Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger (2) zumindest eine Nullspanneinrichtung (30) angeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, ein Nullspannelement (30') der Spannpalette (31) zumindest im Wesentlichen spielfrei an dem Träger (2) zu lagern.
Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (21) ein in seinem Außenumfang veränderbaren Innenspanndorn (19) und das Gegenspannmittel (22) eine Aufnahme (20) in der Spannpalette (31) zur Aufnahme des Innenspanndorns (19) ist.
Spannsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenspanndorn (19) pneumatisch betätigbar ist.
Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (21) eine Spannaufnahme aufweist und das Gegenspannmittel (22) einen in die Spannaufnahme einführbaren Spannzapfen.
Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger (2) eine Nullspanneinrichtung (30) zentral angeordnet und über den Umfang des Trägers (2) insbesondere gleichmäßig verteilt mehrere Spanneinheiten (33) angeordnet sind.
Spannsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannsystem (1) mehrere Nullspanneinrichtungen (30) sowie mehrere Spanneinheiten (33) aufweist.