AT518846A2 - Lichtquellenanordnung für ein Fotolithografie-Belichtungssystem sowie Fotolithografie-Belichtungssystem - Google Patents

Lichtquellenanordnung für ein Fotolithografie-Belichtungssystem sowie Fotolithografie-Belichtungssystem Download PDF

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Abstract

Eine Lichtquellenanordnung (12) für ein Fotolithografie-Belichtungssystem (10) hat wenigstens drei Lichtquellen (18, 20, 22) verschiedener Wellenlängen und eine Strahlteilungseinheit (16), die wenigstens drei Eingänge, einen Ausgang und wenigstens zwei reflektierende Flächen aufweist. Jeder Lichtquelle (18, 20, 22) und jeder reflektierenden Fläche ist ein Eingang zugeordnet. Die reflektierende Fläche reflektiert das Licht, das von der ihrem zugeordneten Eingang zugeordneten Lichtquelle (20, 22) emittiert wird, in den Ausgang. Die drei Lichtquellen (18, 20, 22) sind an drei verschiedenen Seiten um die Strahlteilungseinheit (16) herum angeordnet. Ferner ist ein Fotolithografie-Belichtungssystem (10) gezeigt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtquellenanordnung für ein Fotolithografie-Belichtungssystem, sowie ein Fotolithografie-Belichtungssystem.
Fotolithografie-Belichtungssysteme, mit deren Hilfe ein auf einem Wafer aufgetragener Fotolack in einem Fotolithografieverfahren belichtet wird, weisen üblicherweise eine Lichtquelle und eine Optik auf, die das von der Lichtquelle erzeugte Licht mit möglichst homogener Intensität auf eine Fotomaske und den zu belichtenden Wafer wirft.
Auch bei Fotolithografie-Belichtungssystemen geht der Trend zu kompakteren Bauweisen, sodass LEDs als Lichtquelle zum Einsatz kommen, die die bisher verwendeten, vergleichsweise großen Gasentladungslampen ersetzen. Jedoch sind die Lichtströme von lichtemittierenden Dioden (LEDs) wesentlich geringer als die von Gasentladungslampen, sodass eine Vielzahl von LEDs benötigt wird, um vergleichbare Beleuchtungsstärken zu erreichen. Dies wiederum führt zu größeren LED-Anordnungen, sodass die Platzersparnis durch LEDs verringert wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lichtquellenanordnung sowie ein Fotolithografie-Belichtungssystem bereitzustellen, die sowohl einen geringen Bauraum benötigen als auch große Beleuchtungsstärken aufweisen.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Lichtquellenanordnung für ein Fotolithografie-Belichtungssystem, mit wenigstens drei Lichtquellen verschiedener Wellenlängen und einer Strahlteilungseinheit, die wenigstens drei Eingänge, einen Ausgang und wenigstens zwei reflektierende Flächen aufweist, wobei jeder Lichtquelle und jeder reflektierenden Fläche ein Eingang zugeordnet ist, wobei die reflektierende Fläche das Licht, das von der ihrem zugeordneten Eingang zugeordneten Lichtquelle emittiert wird, in den Ausgang reflektiert und wobei die drei Lichtquellen an drei verschiedenen Seiten um die Strahlteilungseinheit herum angeordnet sind. Dabei können denjenigen Eingängen eine reflektierende Fläche zugewiesen sein, deren optische Achsen von der optischen Achse des Ausgangs unterschiedlich sind. Unter „verschiedenen Wellenlängen“ wird hier verstanden, dass der Unterschied zwischen den Wellenlängen wenigstens 20 nm beträgt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass nicht das gesamte Emissionsspektrum einer Gasentladungslampe durch die LEDs erzeugt werden muss, sondern es vollkommen ausreichend ist, wenn die LEDs Licht mit den Wellenlängen emittieren, auf die der verwendete Fotolack ausgelegt ist, d.h. die den Fotolack belichten. Selbstverständlich emittieren LEDs nicht monochromatisches Licht einer Wellenlänge, sondern Licht mit einer gaußähnlichen Verteilung mit einer Breite von ein paar Nanometern um eine Zentralwellenlänge herum. Zur
Vereinfachung wird jedoch im Folgenden der Begriff „Wellenlänge“ für die Zentralwellenlänge mit dem zugehörigen Spektrum verwendet. Die Intensitäten der drei unterschiedlichen LED Spektren können anschließend mittels der Strahlteilereinheit addiert werden. Damit lassen sich Beleuchtungsstärken wie bei Gasentladungslampen im relevanten Wellenlängenbereich erzielen.
Unter einer Strahlteilungseinheit mit drei Eingängen und einem Ausgang sind solche optischen Baugruppen anzusehen, mit denen Licht aus drei Quellen miteinander kombiniert und in dieselbe Richtung ausgegeben werden kann. Beispielsweise hat eine spektral nicht selektive Strahlteilerplatte zwei Eingänge und zwei Ausgänge.
Vorzugsweise emittieren die Lichtquellen Licht mit einer Wellenlänge kleiner als 500 nm, insbesondere kleiner als 450 nm, wodurch sich die Lichtquellenanordnung für die Verwendung mit üblichen Fotolacken eignet.
Beispielsweise entspricht die Wellenlänge des Lichtes wenigstens einer der Lichtquellen der i-Linie, der h-Linie oder der g-Linie des Emissionsspektrums einer Quecksilberdampflampe, sodass das effektive Spektrum einer Quecksilberdampflampe nachgebildet wird. Die i-Linie entspricht einer Wellenlänge von etwa 365 nm, die h-Linie einer Wellenlänge von etwa 405 nm und die g-Linie einer Wellenlänge von etwa 436 nm.
Selbstverständlich können auch LEDs mit anderen Wellenlängen, insbesondere im UV-Bereich, verwendet werden. Allerdings müssen die Wellenlängen der LEDs genügend weit auseinander liegen, damit die reflektierenden Flächen jeweils nur das Licht der entsprechenden LEDs reflektieren bzw. passieren lassen. Die Auswahl der Wellenlängen der LEDs und der reflektierenden Fläche hängt unter anderem von dem zu belichtenden Fotolack ab.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Lichtquellen eine oder mehrere LEDs und/oder ein LED-Array auf. Auf diese Weise wird eine platzsparende und effiziente Lichtquelle bereitgestellt. Dabei kann jeder LED ein eigener Kollimator zugeordnet sein, oder es ist eine vollständige Kollimationsoptik für sämtliche LEDs einer Lichtquelle vorgesehen.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung umfasst die Strahlteilungseinheit zwei Strahlteilerplatten, die senkrecht zueinander angeordnet sind und einen Winkel, insbesondere von etwa 45°, mit den optischen Achsen der Lichtquellen bilden, wodurch auf einfache Weise eine Strahlteilungseinheit mit drei Eingängen und einem Ausgang realisiert werden kann.
Vorzugsweise bildet wenigstens eine Oberfläche jeder Strahlteilerplatte eine reflektierende Fläche der Strahlteilungseinheit, wobei die Oberfläche sowohl dem zugeordneten Eingang als auch dem Ausgang zugewandt oder abgewandt ist, sodass den Eingängen, deren optische Achse mit der des Ausgangs unterschiedlich ist, eine reflektierende Fläche zugeordnet wird.
Beispielsweise ist die Oberfläche mit einer wellenlängenselektiven, reflektierenden Beschichtung versehen, die das Licht der ihr zugeordneten Lichtquelle zu wenigstens 50 %, vorzugsweise zu wenigstens 75 %, besonders bevorzugt zu wenigstens 90 % reflektiert und die für das von den übrigen Lichtquellen emittierte Licht im Wesentlichen transparent ist. Durch die wellenlängenselektive, reflektive Beschichtung ist es möglich, das Licht jeder Lichtquelle in den Ausgang zu reflektieren, ohne dass dabei die durch die Strahlteilungseinheit transmittierte Intensität der übrigen Lichtquellen wesentlich beeinträchtigt wird. Die Größe des Verlustes an Intensität des Lichtes der übrigen Lichtquellen hängt dabei vom Transmissionsgrad der Strahlteilerplatte bei den entsprechenden Wellenlängen des Lichtes der übrigen Lichtquellen ab.
In einer Ausführungsvariante wird die Strahlteilungseinheit aus einem X-Cube gebildet, sodass eine Abbildung mit hoher Qualität erreicht werden kann.
Beispielsweise wird die Strahlteilungseinheit aus einer Anordnung von vier Prismen gebildet, wodurch Absorptionsverluste verringert werden.
Vorzugsweise weist die gesamte Anordnung einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Anordnung ist dadurch einfacher zu handhaben.
Die Oberflächen der Prismen können mit einer wellenlängenselektiven, reflektiven Beschichtung versehen sein, wodurch die Belichtungsqualität weiter verbessert wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind die optischen Achsen gegenüberliegender Eingänge koaxial und/oder die optischen Achsen des Ausgangs und des ihm gegenüberliegenden Eingangs sind koaxial, wodurch eine besonders kompakte Bauweise der Strahlteilungseinheit gewährleistet ist.
Ferner wird die Aufgabe durch ein Fotolithografie-Belichtungssystem mit einer Lichtquellenanordnung wie beschrieben gelöst.
Vorzugsweise weist das Fotolithografie-Belichtungssystem eine Integratoroptik auf, die ausgangsseitig der Strahlteilungseinheit angeordnet ist, wodurch eine platzsparende und kostengünstige Herstellung des Fotolithografie-Belichtungssystems ermöglicht wird, da nur eine Integratoroptik notwendig ist.
Beispielsweise kann das Fotolithografie-Belichtungssystem wenigstens drei
Integratoroptiken aufweisen, die zwischen der Strahlteilungseinheit und jeweils einer der Lichtquellen angeordnet sind, wodurch eine noch größere Effizienz beziehungsweise Beleuchtungsstärke des Fotolithografie-Belichtungssystems erzielt werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine schematische Teilansicht eines erfindungsgemäßen Fotolithografie-Belichtungssystems, - Figur 2 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Lichtquellenanordnung, - Figuren 3a bis 3c die Strahlengänge der verschiedenen Lichtquellen der
Lichtquellenanordnung nach Figur 2, und
Figur 4 eine schematische Teilansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fotolithografie-Belichtungssystems.
In Figur 1 ist ein Belichtungssystem 10 mit einer Lichtquellenanordnung 12 und einer Optik 14, hier durch die erste Komponente der Optik 14 symbolisiert, teilweise schematisch dargestellt. Das Belichtungssystem 10 ist ein Fotolithografie-Belichtungssystem.
In Figur 2 sind die Lichtquellenanordnung 12 und das Eingangselement der Optik 14 vergrößert dargestellt.
Die Lichtquellenanordnung 12 weist eine Strahlteilungseinheit 16 auf sowie eine Integratoroptik 17, die zwischen der Strahlteilungseinheit und der Optik 14 angeordnet ist, sich also ausgangsseitig der Strahlteilungseinheit 16 befindet.
Zudem umfasst die Lichtquellenanordnung 12 drei Lichtquellen 18, 20 und 22, die an drei verschiedenen Seiten um die Strahlteilungseinheit 16 herum angeordnet sind.
Die Lichtquellen 18, 20, 22 weisen im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere LEDs 24 auf, die zu einem LED-Array angeordnet sind. Jede LED 24 kann dabei ein eigener Kollimator, hier beispielsweise eine Asphäre 26, zugeordnet sein, die das von der LED 24 emittierte Licht in ein nahezu paralleles Strahlenbündel kollimiert.
Denkbar ist selbstverständlich auch eine Kollimationsoptik, die für jeweils eine Lichtquelle 18, 20, 22 das gesamte Licht kollimiert.
Die kollimierten Lichtstrahlen der einzelnen LEDs 24 bilden den Strahl der jeweiligen Lichtquelle 18, 20, 22, wobei die Mittelachse dieses Strahlenbündels als optische Achse der Lichtquelle 18, 20, 22 angesehen wird.
Die Lichtquellen 20 und 22 liegen auf gegenüberliegenden Seiten der Strahlteilungseinheit 16 und sind jeweils zur Strahlteilungseinheit 16 hin ausgerichtet, das heißt, dass das von ihnen emittierte Licht zur Strahlteilungseinheit 16 hin propagiert. Die optischen Achsen der Lichtquellen 20 und 22 sind in der gezeigten Ausführungsform koaxial.
Beispielsweise emittieren die LEDs der Lichtquelle 18 Licht mit einer Wellenlänge von etwa 405 nm, welches der h-Linie des Emissionsspektrums einer Quecksilberdampflampe entspricht, die LEDs 24 der Lichtquelle 20 Licht mit einer Wellenlänge von etwa 365 nm, welches der i-Linie entspricht, und die LEDs 24 der Lichtquelle 22 Licht mit einer Wellenlänge von etwa 436 nm, welches der g-Linie entspricht.
Die Strahlteilungseinheit 16 weist zwei Strahlteilerplatten 28 und 30 auf, die senkrecht zueinander angeordnet sind und jeweils einen Winkel mit den optischen Achsen der Lichtquellen 18, 20 und 22 bilden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist dies ein Winkel von 45°.
Die Strahlteilerplatten 28 und 30 können dabei so angeordnet sein, dass sie in Draufsicht auf die durch die optischen Achsen aufgespannte Ebene, wie sie in der Figur 2 und den Figuren 3a bis 3c dargestellt ist, ein X bilden.
Zwischen den Strahlteilerplatten 28 und 30 bilden sich somit vier V-förmige Bereiche, die zu jeweils einer der Lichtquellen 18, 20, 22 oder zur Optik 14 hin geöffnet sind.
Die zu den Lichtquellen 18, 20 bzw. 22 hin geöffneten Bereiche der Strahlteilungseinheit 16 bilden Eingänge Ei8, E20 bzw. E22, die je einer der Lichtquellen 18, 20 bzw. 22 zugeordnet sind. Der der Optik 14 zugewandte Bereich bildet den Ausgang A der Strahlteilungseinheit 16.
Die optischen Achsen der Eingänge E18, E20 bzw. E22 sind koaxial mit den optischen Achsen der ihnen zugeordneten Lichtquellen 18, 20 bzw. 22. Die optische Achse des Ausgangs A ist koaxial mit der optischen Achse der Optik 14.
Zudem sind die optischen Achsen der einander gegenüberliegenden Eingänge E20 und E22 in der gezeigten Ausführungsform koaxial. Ebenso sind die optischen Achsen des Ausganges A und des dem Ausgang gegenüberliegenden Eingangs Ei8 koaxial.
Die Strahlteilerplatten 28 und 30 weisen jeweils eine reflektierende Fläche R2o bzw. R22 auf. Dabei ist die reflektierende Fläche R20 dem Eingang E20 und somit der Lichtquelle 20 zugeordnet und die reflektierende Fläche R22 dem Eingang E22und der Lichtquelle 22.
Die reflektierenden Flächen R20, R22 werden beispielsweise dadurch gebildet, dass an einer Oberfläche der Strahlteilerplatten 28, 30 eine wellenlängenselektive, reflektive Beschichtung vorgesehen ist, die Licht mit einer bestimmten Wellenlänge zu wenigstens 50 %, vorzugsweise zu wenigstens 75 %, besonders bevorzugt zu wenigstens 90 % reflektiert. Die reflektierenden Flächen sind jedoch für Licht, das nicht dieser Wellenlänge entspricht, im Wesentlichen transparent.
Die wellenlängenselektive, reflektive Beschichtung ist an jeweils einer der Oberflächen jeder Strahlteilerplatte 28, 30 vorgesehen.
In der gezeigten Ausführungsform ist die wellenlängenselektive, reflektive Beschichtung auf der Oberfläche der Strahlteilerplatten 28 bzw. 30 vorgesehen, die sowohl dem zugeordneten Eingang E20 bzw. E22 - und damit den zugeordneten Lichtquellen 20 bzw. 22 - als auch dem Ausgang A zugewandt sind. Diese Oberflächen bilden dann die reflektierenden Flächen R20und R22.
Denkbar ist selbstverständlich auch, dass die wellenlängenselektive, reflektive Beschichtung an der Oberfläche aufgebracht ist, die sowohl dem zugeordneten Eingang - und damit der zugeordneten Lichtquelle - als auch dem Ausgang abgewandt ist, und dass diese Oberfläche dann die reflektierende Fläche bildet.
Um die gewünschten Reflektions- und Transmissiongrade der Strahlteilerplatten 28 und ihrer Beschichtungen aufeinander abzustimmen, ist in der gezeigten Ausführungsform die reflektierende Fläche R2o der Strahlteilerplatte 28 als Hochpassfilter und die reflektierende Fläche R22 der Strahlteilerplatte 30 als Tiefpassfilter ausgeführt, wobei beide reflektierenden Flächen R20, R22 das Licht der Lichtquelle 18 transmittieren.
Die reflektierende Fläche R20 reflektiert somit das Licht der Lichtquelle 20 und ist weitestgehend durchlässig für das Licht der Lichtquellen 18 und 22. Die reflektierende Fläche R22 dagegen reflektiert das Licht der Lichtquelle 22 und ist weitestgehend durchlässig für das Licht der Lichtquellen 18 und 20.
Wird nun die Lichtquellenanordnung betrieben, so wird das von den einzelnen LEDs 24 emittierte Licht mittels der Asphäre 26 kollimiert und propagiert durch einen der Eingänge Ei8, E20, E22 in die Strahlteilungseinheit 16.
Das von der Lichtquelle 18 durch den Eingang E18 einfallende Licht wird nahezu vollständig transmittiert und verläuft durch den Ausgang A (vgl. Fig. 3a).
Das durch die Eingänge E2o und E22 einfallende Licht wird durch die reflektierenden Flächen R20 bzw. R22 in Richtung des Ausgangs A reflektiert, wie durch die angedeuteten Strahlengänge in den Figuren 3b bzw. 3c verdeutlicht wird.
Im Ausgang A ist schließlich das Licht der drei Lichtquellen 18, 20, 22 überlagert, sodass aus der Strahlteilungseinheit 16 dreifarbiges Licht, das heißt Licht mit drei verschiedenen Wellenlängen, austritt.
Das Licht durchläuft anschließend die Integratoroptik 17, bevor es das erste Element der Optik 14 erreicht, und trifft schließlich auf den zu belichtenden Fotolack (nicht gezeigt).
Der Fotolack absorbiert nun das Licht der Wellenlängen, für die er ausgelegt ist, in diesem Ausführungsbeispiel also Licht mit den Wellenlängen 365 nm, 405 nm oder 436 nm.
In Figur 4 ist eine zweite Ausführungsform des Belichtungssystems 10 gezeigt. Sie entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform, wobei gleiche und funktionsgleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
Der Unterschied zum Belichtungssystem der Ausführungsform gemäß Figur 1 liegt lediglich darin, dass die Integratoroptik nicht zwischen der Strahlteilungseinheit 16 und der Optik 14 angeordnet ist, sondern drei verschiedene Integratoroptiken 17.1, 17.2 und 17.3 vorgesehen sind.
Diese Integratoroptiken 17.1, 17.2 und 17.3 sind zwischen jeweils einer der Lichtquellen 18, 20 und 22 und der Strahlteilungseinheit 16 angeordnet.
Denkbar ist in beiden Ausführungsformen, dass die Lichtquellenanordnung um eine oder zwei Lichtquellen erweitert wird. Diese Lichtquellen sind in Bezug zur Zeichenebene der Figuren dann unter bzw. über der Strahlteilungseinheit 16 außerhalb der Zeichenebene vorgesehen. In diesem Fall weist die Strahlteilungseinheit 16 noch weitere Strahlteilerplatten auf, die das Licht der zusätzlichen Lichtquellen ebenfalls in den Ausgang A reflektieren. Die Funktionsweise der Strahlteilungseinheit 16 ist analog zu der der ersten Ausführungsform, sie weist dann allerdings fünf Eingänge und einen Ausgang auf
Selbstverständlich ist es denkbar, dass die Strahlteilungseinheit 16 aus einem X-Cube gebildet wird. Ein X-Cube ist beispielsweise eine Anordnung von vier Prismen, die derart arrangiert sind, dass die gesamte Anordnung einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Selbstverständlich müssen die Oberflächen der Prismen entsprechend der Oberflächen der Strahlteilerplatten mit einer wellenlängenselektiven, reflektiven Beschichtung versehen sein.
Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass LEDs mit anderen Wellenlängen als den oben beschriebenen Wellenlängen verwendet werden. Allerdings müssen die Wellenlängen der LEDs weit genug auseinander liegen, sodass jede Strahlteilerplatte bzw. die Beschichtung der Strahlteilerplatte nur das Licht jeweils einer LED reflektiert.

Claims (15)

Patentansprüche
1. Lichtquellenanordnung für ein Fotolithografie-Belichtungssystem, mit wenigstens drei Lichtquellen (18, 20, 22) verschiedener Wellenlängen und einer Strahlteilungseinheit (16), die wenigstens drei Eingänge (E18, E2o, E22), einen Ausgang (A) und wenigstens zwei reflektierende Flächen (R2o, R22) aufweist, wobei jeder Lichtquelle (18, 20, 22) und jeder reflektierenden Fläche (R2o, R22) ein Eingang (E18, E2o, E22) zugeordnet ist,wobei die reflektierende Fläche (R2o, R22) das Licht, das von der ihrem zugeordneten Eingang (E2o, E22) zugeordneten Lichtquelle (20, 22) emittiert wird, in den Ausgang (A) reflektiert und wobei die drei Lichtquellen (18, 20, 22) an drei verschiedenen Seiten um die Strahlteilungseinheit (16) herum angeordnet sind.
2. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (18, 20, 22) Licht mit einer Wellenlänge kleiner als 500 nm, insbesondere kleiner als 450 nm emittieren.
3. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge wenigstens einer der Lichtquellen (18, 20, 22) der i-Linie, der h-Linie oder der g-Linie des Emissionsspektrums einer Quecksilberdampflampe entspricht.
4. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (18, 20, 22) eine oder mehrere LEDs aufweisen und/oder ein LED-Array umfassen.
5. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlteilungseinheit (16) zwei Strahlteilerplatten (28, 30) umfasst, die senkrecht zueinander angeordnet sind und einen Winkel, insbesondere von etwa 45°, mit den optischen Achsen der Lichtquellen (18, 20, 22) bilden.
6. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Oberfläche jeder Strahlteilerplatte (28, 30) eine reflektierende Fläche (R2o, R22) der Strahlteilungseinheit (16) bildet, wobei die Oberfläche sowohl dem zugeordneten Eingang (E2o, E22) als auch dem Ausgang (A) zugewandt oder abgewandt ist.
7. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche mit einer wellenlängenselektiven, reflektiven Beschichtung versehen ist, die das Licht der ihr zugeordneten Lichtquelle (20, 22) zu wenigstens 50 %, vorzugsweise zu wenigstens 75 %, besonders bevorzugt zu wenigstens 90 % reflektiert und die für das von den übrigen Lichtquellen (18, 22, 20) emittierte Licht im Wesentlichen transparent ist.
8. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strahlteilungseinheit (16) aus einem X-Cube gebildet wird.
9. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strahlteilungseinheit (16) aus einer Anordnung von vier Prismen gebildet wird.
10. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 9, wobei die Prismen derart arrangiert sind, dass die gesamte Anordnung einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
11. Lichtquellenanordnung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Oberflächen der Prismen mit einer wellenlängenselektiven, reflektiven Beschichtung versehen sind.
12. Lichtquellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Achsen gegenüberliegender Eingänge (E20, E22) koaxial sind und/oder die optischen Achsen des Ausgangs (A) und des ihm gegenüberliegenden Eingangs (E16) koaxial sind.
13. Fotolithografie-Belichtungssystem mit einer Lichtquellenanordnung (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
14. Fotolithografie-Belichtungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Fotolithografie-Belichtungssystem (10) eine Integratoroptik (17) aufweist, die ausgangsseitig der Strahlteilungseinheit (16) angeordnet ist.
15. Fotolithografie-Belichtungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Fotolithografie-Belichtungssystem (10) wenigstens drei Integratoroptiken (17.1, 17.2, 17.3) aufweist, die zwischen der Strahlteilungseinheit (16) und jeweils einer der Lichtquellen (18, 20, 22) angeordnet sind.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7060244B2 (ja) * 2018-12-12 2022-04-26 フェニックス電機株式会社 露光装置用光源、それを用いた露光装置、およびレジストの露光方法
WO2020179740A1 (ja) 2019-03-04 2020-09-10 株式会社ブイ・テクノロジー 露光用の光源装置、露光装置、及び露光方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3616960A1 (de) * 1986-05-20 1987-11-26 Suess Kg Karl Optische anordnung zum erzeugen von zueinander gekreuzten linearen bildelementen
JP2004335949A (ja) * 2002-11-29 2004-11-25 Nikon Corp 露光装置及び露光方法
KR100694068B1 (ko) * 2004-11-27 2007-03-12 삼성전자주식회사 조명유니트 및 이를 채용한 화상투사장치
JP2006184666A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Olympus Corp 光源装置及び画像表示装置
US7234820B2 (en) * 2005-04-11 2007-06-26 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Illuminators using reflective optics with recycling and color mixing
JP4826124B2 (ja) * 2005-04-15 2011-11-30 株式会社ニコン 位置測定装置
JPWO2007072639A1 (ja) * 2005-12-21 2009-05-28 株式会社ニコン オプティカルインテグレータ、照明光学装置、露光装置、およびデバイスの製造方法
JP4289431B2 (ja) * 2007-01-18 2009-07-01 セイコーエプソン株式会社 波長選択素子、光源装置、画像表示装置及びモニタ装置
CN100576089C (zh) * 2008-02-27 2009-12-30 芯硕半导体（中国）有限公司 具有超高强度led光源的无掩膜直写光刻机
CN101813290A (zh) * 2009-02-20 2010-08-25 红蝶科技(深圳)有限公司 三基色半导体照明装置及使用其的微型投影光学引擎
JP6199591B2 (ja) * 2013-04-12 2017-09-20 株式会社オーク製作所 光源装置および露光装置
JP6362095B2 (ja) * 2014-06-17 2018-07-25 キヤノン株式会社 照明装置、露光装置、調整方法、及び、物品の製造方法

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