Aus der DE 197 51 750 AI ist ein gattungsgemäßer Bearbei- tungskopf bzw. ein Werkzeug sowie ein Verfahren und eine Vor- richtung zum Herstellen optischer Linsen bekannt. Die Vor- richtung ist dabei in der Lage, mehrere Spindeln, an denen die Bearbeitungsköpfe bzw. Werkzeuge angehängt sind, in x-, y-und z-Richtung zu verstellen bzw. zu bewegen.

Die DE 298 03 158 U1 beschreibt eine Mehrspindel- Poliermaschine mit verschiedenen Polierwerkzeugen. Hierbei wird das Polierwerkzeug jeweils auf einer vorbestimmten Bahn über die zu polierende Fläche geführt, wobei das Bearbei- tungswerkzeug bzw. die Polierauflage, also derjenige Teil des Bearbeitungskopfes, der für die eigentliche Bearbeitung verantwortlich ist, gegenüber dem gesamten Bearbeitungskopf starr ist.

Der Nachteil dieser Bearbeitungsköpfe bzw. des mit diesen Be- arbeitungsköpfen ausgeführten Verfahrens besteht darin, daß durch das zwangsläufig regelmäßige Abfahren der zu bearbei- tenden Fläche entlang bestimmter Bahnen entsprechend regelmä- ßige Strukturen auf der Oberfläche erzeugt werden, was jedoch insbesondere bei Spiegel-oder Linsenflächen, die in Litho- graphiesystemen eingesetzt werden sollen, äußerst problema- tisch ist, weil hierdurch beispielsweise Streulicht-Effekte erzeugt werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Werk- stückoberflächenbearbeitungskopf zu schaffen, mit dem es mög-

lich ist, bei der Bearbeitung unregelmäßige Strukturen auf der Oberfläche zu erzeugen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene, wenigstens eine An- triebseinrichtung, durch welche das Bearbeitungswerkzeug senkrecht zu seiner Längsachse verfahrbar ist, lässt sich das Bearbeitungswerkzeug unabhängig von einer Vorrichtung, an der der Werkstückoberflächenbearbeitungskopf angebracht ist, und damit sehr schnell beliebig variierend verfahren bzw. ver- stellen, wodurch die Erzeugung von regelmäßigen Strukturen verhindert wird. Eine Drehbewegung des Werkstückoberflächen- bearbeitungskopfes ist dabei nicht unbedingt vorgesehen.

Die sich durch den erfindungsgemäßen Werkstückoberflächenbe- arbeitungskopf ergebenden Strukturen auf der Oberfläche des Werkzeugs sind somit sehr unregelmäßig und rein statistisch, wodurch Einrasteffekte vermieden werden und sich besonders für hochgenaue Anwendungen in der Optik entsprechende Werkstücke herstellen lassen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt dar- in, dass sich über den gesamten Bearbeitungsbereich des Werk- stückoberflächenbearbeitungskopfes eine gleichmäßige Bearbei- tungsgeschwindigkeit ergibt, was zu einer weiteren Verbesse- rung der Oberflächenqualität führt.

Wenn in einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wenigstens eine zweite Antriebseinrichtung vorgesehen ist, durch welche das Bearbeitungswerkzeug zusammen mit der ersten Antriebseinrichtung in einer wenigstens annähernd senkrecht zu der Längsachse des Bearbeitungswerkzeugs verlaufenden Ebe- ne verfahrbar ist, so ist es möglich, das in unmittelbarem Kontakt mit der zu bearbeitenden Oberfläche stehende Bearbei-

tungswerkzeug in beliebige Richtungen und innerhalb kürzester Zeit zu verstellen bzw. verfahren, so daß völlig unregelmäßi- ge Strukturen auf der Oberfläche geschaffen werden können, was zu einer insgesamt stark verbesserten Oberflächenrauheit führt.

Wenn in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin- dung die wenigstens eine Antriebseinrichtung wenigstens zwei Linearmotoren aufweist, so ergibt sich eine Erhöhung der Ver- stellkraft für das Bearbeitungswerkzeug, wodurch dieses noch schneller verfahren werden kann. Die Vorteile derartiger Li- nearmotoren liegen neben ihren äußerst hohen Verfahrgeschwin- digkeiten vor allem in dem kleinen Bauraum, was für den vorliegenden Anwendungsfall von besonderer Bedeutung ist.

Eine Werkstückoberflächenbearbeitungsvorrichtung ist in An- spruch 8 angegeben.

Mit der dabei vorgesehenen Handhabungseinrichtung ist eine Ausrichtung des erfindungsgemäßen Bearbeitungskopfes in den verschiedensten Richtungen gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstück möglich, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, eine vielfältige Art von Werkstücken zu bearbeiten.

Ein Werkstückoberflächenbearbeitungsverfahren mit dem erfin- dungsgemäßen Werkstückoberflächenbearbeitungskopf ist in An- spruch 12 angegeben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen so- wie aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigt : Figur 1 eine erfindungsgemäße Oberflächenbearbeitungsvorrichtung mit einer

richtung mit einer Handhabungseinrichtung und einem daran angebrachten, erfindungsgemäßen Bearbeitungs- kopf in schematischer Darstellung ; Figur 2 eine Schnittdarstellung des Bearbeitungskopfes aus Figur li Figur 3 einen Schnitt nach der Linie III-III aus Figur 2.

Figur 4 eine zweite Ausführungsform eines Bearbeitungskop- fes ; und Figur 5 eine dritte Ausführungsform eines Bearbeitungskop- fes.

Eine Vorrichtung 1 zur Bearbeitung einer Oberfläche 2 eines Werkstücks 3 weist eine äußerst schematisch dargestellte Handhabungseinrichtung 4 auf, an der ein Werkstückoberflä- chenbearbeitungskopf bzw. Bearbeitungskopf 5 angebracht ist.

Die Handhabungseinrichtung 4 kann beispielsweise ein an sich bekannter Sechs-Achsen-Roboter sein, der den Bearbeitungskopf 5 in x-, y-und z-Richtung orientieren und zusätzlich in drei Achsrichtungen verdrehen kann. Bei dem Werkstück 3 handelt es sich vorzugsweise um eine aus Glas bestehende Linse oder ei- nen Spiegel für ein nicht dargestelltes Lithographiesystem für die Halbleiter-Lithographie. Das Werkstück 3 kann auch aus einem Kristall-Material bestehen, insbesondere wenn es sich bei dem Werkstück 3 um eine Linse handelt. Prinzipiell kommt als Material für das Werkstück 3 jedes polierbare Mate- rial in Frage, also beispielsweise auch Kalziumfluorid. Die Oberfläche 2 des Werkstücks 3 ist insbesondere asphärisch ausgeführt und besitzt eine erforderliche Maßgenauigkeit von weniger als 1 pm. Die bis zu dem Zeitpunkt des'Einsatzes des Bearbeitungskopfes 5 durchgeführten Bearbeitungsschritte an dem Werkstück 3 sind an sich bekannt und werden daher im fol-

genden ni-cht näher erläutert. Die Aufgabe des Bearbeitungs- kopfes 5 ist das Feinpolieren der Oberfläche 2 des Werkstücks 3, was die abschließende Bearbeitung des Werkstücks 3 dar- stellt und für eine sehr geringe Mikrorauheit der Oberfläche 2 sorgen soll.

Der in Figur 2 im Schnitt dargestellte Bearbeitungskopf 5 weist eine Polierauflage bzw. allgemein ein Bearbeitungswerk- zeug 6 mit einer Längsachse 7 auf, die im wesentlichen senk- recht zu der Oberfläche 2 des Werkstücks 3 verläuft. Die ent- sprechende Ausrichtung des Werkzeuges 5 gegenüber dem Werk- stück 3 wird durch die Handhabungseinrichtung 4 übernommen.

Das Bearbeitungswerkzeug 6 selbst kann von an sich bekannter Bauart sein und bei entsprechender Änderung des zu bearbei- tenden Werkstückes 3 auch ausgewechselt werden.

In einem auch als Halter zu bezeichnenden Gehäuse 8 des Bear- beitungskopfes 5 ist eine in Richtung des Pfeiles X, also in x-Richtung, wirkende Antriebseinrichtung 9 angeordnet, die im vorliegenden Fall zwei in gleicher Richtung wirkende, elekt- ronisch gekoppelte Linearmotoren 10 und 11 aufweist. Die An- triebseinrichtung 9 ist in der Lage, das Bearbeitungswerkzeug 6 senkrecht zu seiner Längsachse 7 zu verstellen bzw. zu ver- fahren, was durch an das Bearbeitungswerkzeug 6 gekoppelte Sekundärteile 12 und 13 der Linearmotoren 10 und 11 bewerkstelligt wird. In an sich bekannter Weise verschieben sich die Sekundärteile 12 und 13 bei entsprechender Ansteuerung bzw. Bestromung gegenüber ihren Primärteilen 14 und 15 und sind zusätzlich innerhalb des Gehäuses 8 in im vorliegenden Fall als Kugellager ausgebildeten Lagereinrichtungen 16 und 17 gelagert.

Durch die hohe Verfahrgeschwindigkeit der Linearmotoren 10 und 11 ist es möglich, das Bearbeitungswerkzeug 6 innerhalb kürzester Zeit in x-Richtung zu verfahren und auf diese Weise eine sehr hohe Verfahrgeschwindigkeit, die ja die Schnittge-

schwindigkeit für die Bearbeitung der Oberfläche 2 des Werk- stücks 3 darstellt, zu erreichen. Dadurch wird insbesondere beim Polieren von Glasflächen erreicht, dass sich durch eine Veränderung der Ansteuerung der Antriebseinrichtung 9 eine mehr oder weniger zufällige Bearbeitung der Oberfläche 2 er- gibt. Eine derartige Ansteuerung wird durch eine Weggeberein- richtung 18 erzielt, die entsprechende Signale an die An- triebseinrichtung 9 weitergibt.

Um ein Verfahren des Bearbeitungswerkzeuges 6 in einer Ebene senkrecht zu seiner Längsachse 7 zu erreichen, ist eine zwei- te Antriebseinrichtung 19 vorgesehen, die in Figur 3 darge- stellt ist. Die zweite Antriebseinrichtung 19 wirkt in Rich- tung des Pfeiles Y, also in y-Richtung, und somit sowohl senkrecht zu der Längsachse 7 des Bearbeitungswerkzeuges 6 als auch senkrecht zu der Bewegungsrichtung der ersten An- triebseinrichtung 9.

Auch die zweite Antriebseinrichtung 18 weist zwei Linearmoto- ren 20 und 21 auf, die im vorliegenden Fall identisch mit den beiden Linearmotoren 10 und 11 der ersten Antriebseinrichtung 9 ausgeführt sind und somit ebenfalls elektronisch miteinan- der gekoppelt sind. Außerdem weisen auch die Linearmotoren 20 und 21 entsprechende Sekundärteile, Primärteile und Lagerein- richtungen auf, die jedoch nicht näher dargestellt sind.

Durch die in y-Richtung wirkende Antriebseinrichtung 19 ist auf diese Weise, zusammen mit der in x-Richtung wirkenden ersten Antriebseinrichtung 9 eine Bewegung des Bearbeitungs- werkzeuges 6 innerhalb einer kompletten Ebene möglich.

Die Ansteuerung der Weggebereinrichtung 18 erfolgt über eine in Figur 1 angedeutete Steuerungseinrichtung 22 und eine Rechnereinrichtung 23, die auch die Handhabungseinrichtung 4 ansteuern. Dadurch ist es möglich, das Bearbeitungswerkzeug. 6 in beliebigen Geometrien zu verfahren, wobei sowohl überla- gerte Bewegungen des Bearbeitungswerkzeuges 6 mit der Handha-

bungseinrichtung 4 als auch Bewegungen lediglich des Bearbei- tungswerkzeuges 6 möglich sind.

Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Bearbeitungs- kopfes 5, bei welchem das Bearbeitungswerkzeug 6 in Form ei- ner Kugel ausgeführt ist. Das kugelförmige Bearbeitungswerk- zeug 6 ist in einer Kalotte 24 gelagert, welche ihrerseits mittels zweier Lagereinrichtungen 25 und 26 gegenüber dem Ge- häuse 8 gelagert ist, und kann, wie dies bei den unter Bezug- nahme auf Figur 2 und Figur 3 beschriebenen Bearbeitungskopf 5 der Fall ist, mittels Linearmotoren 10 und 11 in x-Richtung bewegt werden. Dabei erfolgt die Bewegung der Sekundärteile 12 und 13 gegenüber den Primärteilen 14 und 15 ebenfalls auf einer Kurvenbahn. Die Bewegung des Bearbeitungswerkzeuges 6 in y-Richtung übernehmen die in Figur 4 nicht dargestellten Linearmotoren 20 und 21. Somit wird auch bei der Ausführungs- form gemäß Figur 4 die Relativgeschwindigkeit zwischen der Oberfläche des Werkstücks 3 und dem Bearbeitungswerkzeug 6 durch die resultierenden x-und y-Geschwindigkeiten bestimmt.

Auf diese Weise wird über die gesamte Kontaktfläche eine gut definierte Werkzeugabtragsfunktion erreicht.

Da die wirksame Kontaktfläche zwischen dem Werkstück 3 und dem Bearbeitungswerkzeug 6 durch den Radius des kugelförmigen Bearbeitungswerkzeuges 6 bestimmt wird, der sehr klein sein kann, können mit dem Bearbeitungskopf 5 gemäß Figur 4 sehr kleine Kontaktflächen erreicht werden. Damit ist dieser, Bear- beitungskopf 5 insbesondere zur Feinkorrektur von hochpräzi- sen Spiegel-oder Objektivflächen im extremen Ultraviolettbe- reich möglich.

Als Material für das kugelförmige Bearbeitungswerkzeug 6 kommt insbesondere Polyurethan, jedoch auch jedes andere zum Polieren geeignete Material, wie z. B. Filz, in Frage. Der Be- arbeitungskopf 5 gemäß Figur 4 weist auch die Weggeberein- richtung 18 auf, die innerhalb des Gehäuses 8 angeordnet ist.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Bearbeitungs- kopfes 5, die ähnlich zu derjenigen der Figuren 2 und 3 aus- geführt ist. Auch hier wird für das im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Figur 4 im wesentlichen flach ausgebil- dete Bearbeitungswerkzeug 6 elastisches Material verwendet, das an die Krümmungsverhältnisse der zu bearbeitenden Ober- fläche des Werkstücks 3 angepasst sein kann. Auch der Bear- beitungskopf 5 gemäß Figur 5 weist die Antriebseinrichtung 9 mit den Linearmotoren 10,11, 20 und 21 auf, von denen in Figur 5 jedoch nur der Linearmotor 11 dargestellt ist. Auch die Weggebereinrichtung 18 ist hierbei vorgesehen.