DE102007062564A1 - Device for illuminating surface, particularly for illuminating mask for lithographic application, comprises light source for production of light, which is applied for illumination - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausleuchtung einer Fläche gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The present invention relates to a device for illuminating a area according to the generic term of claim 1.
Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise bei lithografischen Anwendungen zur Ausleuchtung einer Maske genutzt. Das Licht einer in der Regel als Laser ausgebildeten Lichtquelle wird mit geeigneten Optikmitteln geformt, insbesondere homogenisiert und kollimiert und trifft gemäß dem Stand der Technik großflächig auf die Maske. Diese weist in der Regel eine Vielzahl kleiner Öffnungen oder transparenter Abschnitte auf, durch die ein häufig nur kleiner Teil des Lichts hindurch treten und für die lithografische Anwendung genutzt werden kann. Ein großer Teil des Lichts wird dabei von den opaken Bereichen zwischen den Öffnungen oder den transparenten Abschnitten der Maske absorbiert. Als nachteilig hierbei erweist es sich einerseits, dass Anwendungen wie die Laserablation mit derartigen Vorrichtungen wesentlich höhere Ausgangsleistungen der Lichtquelle erfordern als prinzipiell notwendig. Andererseits wird ein großer Teil der Lichtenergie von der Maske absorbiert, so dass diese unter Umständen aufwendig gekühlt werden muss.such Devices become, for example, in lithographic applications used to illuminate a mask. The light of a rule Laser formed as a light source is using appropriate optical means shaped, in particular homogenized and collimated and meets in accordance with the state of Technology on a large area the mask. This usually has a large number of small openings or transparent sections, through which a frequently only small part of the light pass through and for the lithographic application can be used. A large part of the light is thereby from the opaque areas between the openings or absorbed by the transparent portions of the mask. As a disadvantage On the one hand, it turns out that applications such as laser ablation with such devices significantly higher output powers of Require light source as basically necessary. On the other hand, a greater Part of the light energy absorbed by the mask, leaving this under circumstances consuming cooled must become.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die niedrigere Leistungen der Lichtquelle erfordert.The The problem underlying the present invention is the creation a device of the type mentioned, the lower powers the light source requires.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.This is inventively a device of the type mentioned above with the characterizing Characteristics of claim 1 achieved. The dependent claims relate preferred embodiments the invention.
Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass die Vorrichtung Separiermittel umfasst, die das für die Ausleuchtung zu verwendende Licht derart in mehrere von einander separierte Teilstrahlen aufteilen können, dass diese die auszuleuchtende Fläche beabstandet zueinander ausleuchten können. Dadurch können gezielt die Öffnungen oder transparenten Abschnitt der Maske beleuchtet werden, wohingegen die zwischen diesen angeordneten opaken Bereiche der Maske weitgehend unbeleuchtet bleiben. Dadurch wird weniger Licht von der Maske absorbiert, so dass diese nicht gekühlt werden muss und die Intensität der Lichtquelle reduziert werden kann.According to claim 1, it is provided that the device comprises separating means, which that for the illumination to be used light in several of each other separated sub-beams can divide that these to be illuminated area can illuminate each other spaced. This allows targeted the openings or transparent portion of the mask are illuminated, whereas the between these arranged opaque areas of the mask largely stay unlit. As a result, less light is absorbed by the mask, so that these are not cooled must be and the intensity the light source can be reduced.
Es kann vorgesehen sein, dass die Separiermittel mindestens ein erstes Array von ersten Linsen umfassen, das das Licht zumindest hinsichtlich einer ersten Richtung in separate Teilstrahlen aufteilen kann, wobei die ersten Linsen vorzugsweise sämtlich die gleiche Brennweite aufweisen.It can be provided that the separating means at least a first Comprise array of first lenses, which at least in terms of the light a first direction can split into separate sub-beams, wherein the first lenses preferably all the have the same focal length.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass zumindest eine der ersten Linsen eine von den Brennweiten der anderen ersten Linsen unterschiedliche Brennweite aufweist. Dadurch kann eine Abbildung in unterschiedliche Ebenen realisiert werden.alternative it is possible, at least one of the first lenses is one of the focal lengths of the other first lenses has different focal lengths. Thereby an image can be realized in different levels.
Anstelle eines ersten Arrays mit ersten Linsen können mehrere in Ausbreitungsrichtung des Lichts hintereinander angeordnete erste Arrays mit jeweils ersten Linsen vorgesehen sein. Beispielsweise können durch die Hintereinander-Anordnung zweier oder mehrerer erster Linsen zweier oder mehrerer erster Arrays Abbildungsfehler korrigiert werden.Instead of of a first array with first lenses may be several in the propagation direction of the light arranged one behind the other first arrays, each with first Lenses be provided. For example, by the sequential arrangement of two or more first lenses of two or more first arrays of aberrations Getting corrected.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Separiermittel mindestens ein zweites Array von zweiten Linsen umfassen, das in Ausbreitungsrichtung des Lichtes zwischen dem mindestens einen ersten Array und der auszuleuchtenden Fläche angeordnet ist, wobei die zweiten Linsen vorzugsweise sämtlich die gleiche Brennweite aufweisen.Farther can be provided that the separating means at least a second Array of second lenses, in the propagation direction of the Light between the at least one first array and the one to be illuminated area is arranged, wherein the second lenses preferably all the have the same focal length.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass zumindest eine der zweiten Linsen eine von den Brennweiten der anderen zweiten Linsen unterschiedliche Brennweite aufweist. Dadurch kann eine Abbildung in unterschiedliche Ebenen realisiert werden.alternative it is possible, that at least one of the second lenses is one of the focal lengths the other second lenses have different focal lengths. As a result, an image can be realized in different levels become.
Anstelle eines zweiten Arrays mit zweiten Linsen können mehrere in Ausbreitungsrichtung des Lichts hintereinander angeordnete zweite Arrays mit jeweils zweiten Linsen vorgesehen sein.Instead of of a second array with second lenses may be more in the propagation direction of the light arranged one behind the other second arrays, respectively be provided second lenses.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen dem mindestens einen ersten Array und dem mindestens einen zweiten Array in Ausbreitungsrichtung des Lichtes der Summe der Brennweite der ersten Linsen und der Brennweite der zweiten Linsen entspricht. Dadurch ergibt sich eine Teleskopanordnung, wobei über das Verhältnis der Brennweiten der ersten und der zweiten Linsen die Größe der Teilstrahlen zumindest hinsichtlich der ersten Richtung beeinflusst werden kann. Es besteht die Möglichkeit, dass einerseits die ersten Linsen und die zweiten Linsen eine positive Brechkraft beziehungsweise Brennweite aufweisen, so dass sich ein Keplersches Teleskop ergibt. Es besteht aber durchaus auch die Möglichkeit, dass die Brechkraft beziehungsweise Brennweite der ersten oder der zweiten Linsen negativ ist, so dass sich ein Galilei-Teleskop ergibt, bei dem der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Array entsprechend kürzer ist.Especially can be provided that the distance between the at least a first array and the at least one second array in the propagation direction the light of the sum of the focal length of the first lenses and the focal length of the second lenses corresponds. This results in a telescopic arrangement, being over the ratio of Focal lengths of the first and second lenses the size of the partial beams at least with regard to the first direction can be influenced. There is a possibility on the one hand the first lenses and the second lenses a positive Have refractive power or focal length, so that a Keplersches Telescope results. But there is also the possibility that the refractive power or focal length of the first or the second lens is negative, resulting in a Galilean telescope, wherein the distance between the first and the second array is corresponding shorter is.
Es besteht die Möglichkeit, dass sämtliche Aperturen der ersten Linsen gleich sind.It it is possible, that all apertures the first lenses are the same.
Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, dass zumindest eine der Aperturen der ersten Linsen verschieden von den anderen Aperturen der ersten Linsen ist.Alternatively, there is the possibility that at least one of the apertures of the first lenses is different from the other apertures of the first line is sen.
Es besteht die Möglichkeit, dass sämtliche Aperturen der zweiten Linsen gleich sind.It it is possible, that all apertures the second lenses are the same.
Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, dass zumindest eine der Aperturen der zweiten Linsen verschieden von den anderen Aperturen der zweiten Linsen ist.alternative there is the possibility that at least one of the apertures of the second lens is different from the other apertures of the second lens.
Durch unterschiedlich große Aperturen kann erreicht werden, dass einzelne der Teilstrahlen zumindest in der ersten Richtung größer sind als andere Teilstrahlen. Dadurch kann beispielsweise eine Maske mit unterschiedlich großen Öffnungen oder transparenten Abschnitten effektiv ausgeleuchtet werden.By different sizes Apertures can be achieved that individual of the partial beams at least are larger in the first direction as other partial beams. As a result, for example, a mask with different sized openings or transparent sections are effectively illuminated.
Es kann vorgesehen sein, dass die Separiermittel mindestens ein drittes Array von dritten Linsen umfassen, das das Licht zumindest hinsichtlich einer zweiten Richtung, die zu der ersten Richtung senkrecht ist, in separate Teilstrahlen aufteilen kann, wobei die dritten Linsen vorzugsweise sämtlich die gleiche Brennweite aufweisen.It can be provided that the separating means at least a third Comprise array of third lenses, the light at least in terms a second direction perpendicular to the first direction, can divide into separate sub-beams, the third lenses preferably all have the same focal length.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass zumindest eine der dritten Linsen eine von den Brennweiten der anderen dritten Linsen unterschiedliche Brennweite aufweist. Dadurch kann eine Abbildung in unterschiedliche Ebenen realisiert werden.alternative it is possible, that at least one of the third lenses one of the focal lengths the other third lenses have different focal lengths. As a result, an image can be realized in different levels become.
Anstelle eines dritten Arrays mit dritten Linsen können mehrere in Ausbreitungsrichtung des Lichts hintereinander angeordnete dritte Arrays mit jeweils dritten Linsen vorgesehen sein.Instead of of a third array with third lenses may be several in the propagation direction of the light arranged one behind the other third arrays, respectively be provided third lenses.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das dritte Array zwischen dem ersten Array und dem zweiten Array angeordnet ist.there can be provided that the third array between the first Array and the second array is arranged.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Separiermittel mindestens ein viertes Array von vierten Linsen umfassen, das in Ausbreitungsrichtung des Lichtes zwischen dem mindestens einen dritten Array oder dem mindestens einen zweiten Array und der auszuleuchtenden Fläche angeordnet ist, wobei die vierten Linsen vorzugsweise sämtlich die gleiche Brennweite aufweisen.Farther can be provided that the separating means at least a fourth Array of fourth lenses, which in the propagation direction of the Light between the at least one third array or at least a second array and the surface to be illuminated is arranged, wherein the Fourth lenses preferably all have the same focal length.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass zumindest eine der vierten Linsen eine von den Brennweiten der anderen vierten Linsen unterschiedliche Brennweite aufweist. Dadurch kann eine Abbildung in unterschiedliche Ebenen realisiert werden.alternative it is possible, that at least one of the fourth lenses one of the focal lengths the other fourth lenses has different focal lengths. As a result, an image can be realized in different levels become.
Anstelle eines vierten Arrays mit vierten Linsen können mehrere in Ausbreitungsrichtung des Lichts hintereinander angeordnete vierte Arrays mit jeweils vierten Linsen vorgesehen sein.Instead of of a fourth array with fourth lenses may be more in the propagation direction of the light arranged in succession fourth arrays, respectively fourth lenses may be provided.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen dem mindestens einen dritten Array und dem mindestens einen vierten Array in Ausbreitungsrichtung des Lichtes der Summe der Brennweite der dritten Linsen und der Brennweite der vierten Linsen entspricht. Auch dadurch ergibt sich eine Teleskopanordnung, wobei über das Verhältnis der Brennweiten der ersten und der zweiten Linsen die Größe der Teilstrahlen zumindest hinsichtlich der zweiten Richtung beeinflusst werden kann. Es besteht die Möglichkeit, dass einerseits die ersten Linsen und die zweiten Linsen eine positive Brechkraft beziehungsweise Brennweite aufweisen, so dass sich ein Keplersches Teleskop ergibt. Es besteht aber durchaus auch die Möglichkeit, dass die Brechkraft beziehungsweise Brennweite der ersten oder der zweiten Linsen negativ ist, so dass sich ein Galilei- Teleskop ergibt, bei dem der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Array entsprechend kürzer ist.Especially can be provided that the distance between the at least a third array and the at least one fourth array in the propagation direction the light of the sum of the focal length of the third lens and the Focal length of the fourth lens corresponds. This also results in a Telescope arrangement, with over the ratio of Focal lengths of the first and second lenses the size of the partial beams can be influenced at least in the second direction. There is a possibility on the one hand the first lenses and the second lenses a positive Have refractive power or focal length, so that a Kepler's telescope yields. But there is also the possibility that the refractive power or focal length of the first or the second Lens is negative, so that there is a Galilei telescope, in which the distance between the first and the second array is correspondingly shorter.
Es besteht die Möglichkeit, dass sämtliche Aperturen der dritten Linsen gleich sind.It it is possible, that all apertures the third lenses are the same.
Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, dass zumindest eine der Aperturen der dritten Linsen verschieden von den anderen Aperturen der dritten Linsen ist.alternative there is the possibility that at least one of the apertures of the third lens is different from the other apertures of the third lens.
Es besteht die Möglichkeit, dass sämtliche Aperturen der vierten Linsen gleich sind.It it is possible, that all apertures the fourth lenses are the same.
Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, dass zumindest eine der Aperturen der vierten Linsen verschieden von den anderen Aperturen der vierten Linsen ist.alternative there is the possibility that at least one of the apertures of the fourth lens is different from the other apertures of the fourth lens.
Auch bei den dritten und vierten Linsen kann durch unterschiedlich große Aperturen erreicht werden, dass einzelne der Teilstrahlen zumindest in der zweiten Richtung größer sind als andere Teilstrahlen. Dadurch kann beispielsweise eine Maske mit unterschiedlich großen Öffnungen oder transparenten Abschnitten effektiv ausgeleuchtet werden.Also in the third and fourth lenses can by different sized apertures be achieved that individual of the partial beams at least in the second Direction are bigger as other partial beams. As a result, for example, a mask with different sized openings or transparent sections are effectively illuminated.
Es besteht die Möglichkeit, dass die ersten Linsen und/oder die zweiten Linsen und/oder die dritten Linsen und/oder die vierten Linsen als Zylinderlinsen ausgebildet sind. Derartige Zylinderlinsen können eine sphärische oder eine asphärische Gestaltung aufweisen.It it is possible, that the first lenses and / or the second lenses and / or the third lenses and / or the fourth lenses are formed as cylindrical lenses are. Such cylindrical lenses can a spherical one or an aspherical one Have design.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die Linsen eine im wesentlichen sphärische oder eine asphärische zirkularsymmetrische Gestalt aufweisen. Derartige Linsen können beispielsweise eine kreisförmige oder hexagonale Apertur abdecken.alternative it is possible, that the lenses have a substantially spherical or aspherical circular-symmetric Have shape. Such lenses may, for example, a circular or cover hexagonal aperture.
Bei Ausgestaltung der Linsen als Zylinderlinsen können sich die Zylinderachsen der ersten und der zweiten Linsen in der zweiten Richtung und die Zylinderachsen der dritten und der vierten Linsen in der ersten Richtung erstrecken.When designing the lenses as cylindrical lenses, the cylinder axes of the first and of the second lenses in the second direction and the cylinder axes of the third and fourth lenses in the first direction.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die ersten Linsen und/oder die zweiten Linsen und/oder die dritten Linsen und/oder die vierten Linsen derart symmetrisch zur mittleren Ausbreitungsrichtung des für die Ausleuchtung zu verwendenden Lichts angeordnet sind, dass die ersten Linsen und/oder die zweiten Linsen und/oder die dritten Linsen und/oder die vierten Linsen die mittlere Ausbreitungsrichtung des Lichts nicht ändern.Farther it is possible, that the first lenses and / or the second lenses and / or the third lenses and / or the fourth lenses so symmetrical to mean propagation direction of the to be used for the illumination Light are arranged, that the first lenses and / or the second Lenses and / or the third lenses and / or the fourth lenses the Do not change the mean propagation direction of the light.
Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, dass die ersten Linsen und/oder die zweiten Linsen und/oder die dritten Linsen und/oder die vierten Linsen derart unsymmetrisch zur mittleren Ausbreitungsrichtung des für die Ausleuchtung zu verwendenden Lichts angeordnet sind, dass die ersten Linsen und/oder die zweiten Linsen und/oder die dritten Linsen und/oder die vierten Linsen die mittlere Ausbreitungsrichtung des Lichts ändern. Dadurch können alle oder einige der Teilstrahlen abgelenkt werden, so dass auch unregelmäßig verteilte Öffnungen oder transparente Abschnitte der Maske gezielt ausgeleuchtet werden können.alternative there is the possibility that the first lenses and / or the second lenses and / or the third lenses and / or the fourth lenses so asymmetrically to the mean propagation direction of the one to be used for the illumination Light are arranged, that the first lenses and / or the second Lenses and / or the third lenses and / or the fourth lenses the change the mean propagation direction of the light. This allows everyone or some of the partial beams are deflected, so that also irregularly distributed openings or transparent sections of the mask can be specifically illuminated.
Vorzugsweise umfassen die Optikmittel Homogenisatormittel, die eine gleichmäßige Verteilung des Lichts in der Ebene des ersten und/oder des dritten Arrays bewirken können, und Kollimiermittel, die das Licht vor dem Auftreffen auf das erste und/oder das dritte Array kollimieren können.Preferably For example, the optical means comprise homogenizer means which provide uniform distribution of the Light in the plane of the first and / or the third array effect can, and collimating the light before hitting the first and / or the third array can collimate.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigenFurther Features and advantages of the present invention will become apparent with reference to the following description of preferred embodiments with reference to the attached figures. Show in it
In den Figuren sind zur besseren Orientierung kartesische Koordinatensysteme eingezeichnet.In The figures are for better orientation Cartesian coordinate systems located.
In
Die
Vorrichtung umfasst weiterhin Separiermittel
Die
Separiermittel umfassen ein erstes Array
Die
Aperturen sämtlicher
erster Linsen
Sämtliche
erste Linsen
Die
Separiermittel umfassen weiterhin ein drittes Array
Die
Aperturen sämtlicher
dritter Linsen
Sämtliche
dritte Linsen
Weiterhin
kann vorgesehen sein, das die Brennweiten f7 der
ersten Linsen
Die
in
Die
aus den Separiermitteln
Bei
der in
Die
in
Allerdings
weisen die Linsen
Zusätzlich bestehen
einige oder alle Linsen
Durch
die unterschiedlichen Aperturen und die off-axis angeordneten Linsenausschnitte
lassen sich mit den Separiermitteln
Claims (23)
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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JP2008326603A JP2009151313A (en) | 2007-12-22 | 2008-12-22 | Surface lighting device and device for allowing light to act on work area |
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Legal Events
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20141223 |