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Die
Erfindung betrifft einen Feldfacettenspiegel zum Einsatz in einer
Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage für
die EUV-Mikrolithographie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines
derartigen Feldfacettenspiegels, eine Beleuchtungsoptik mit einem
derartigen Feldfacettenspiegel, ein Beleuchtungssystem mit einer
derartigen Beleuchtungsoptik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit
einem derartigen Beleuchtungssystem, ein Verfahren zur Herstellung
eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils unter Einsatz einer
derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mikro- bzw. nanostrukturiertes
und nach einem derartigen Herstellungsverfahren hergestelltes Bauteil.
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Ein
derartiger Feldfacettenspiegel ist bekannt aus der
WO2007/128407A .
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Derartige
Feldfacettenspiegel sollen einerseits eine uniforme Beleuchtung
des Objektfeldes bereitstellen und andererseits einen möglichst
großen Anteil des von einer EUV-Lichtquelle bereitgestellten
Beleuchtungslichts hin zum Objektfeld führen. Dabei erhalten
die Facetten des Feldfacettenspiegels eine Form und ein Aspektverhältnis,
die an das auszuleuchtende Objektfeld angepasst sind. In Bezug auf
die gleichzeitige Gewährleistung einer uniformen Objektfeld-Ausleuchtung,
insbesondere auch dann, wenn das von der EUV-Lichtquelle bereitgestellte
Beleuchtungslicht keine uniforme Intensitätsverteilung über
das Beleuchtungsbündel aufweist, und eines hohen EUV-Durchsatzes
besteht bei den bekannten Feldfacettenspiegeln noch Verbesserungsbedarf.
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Es
ist daher eine Aufgabe der folgenden Erfindung, einen Feldfacettenspiegel
der eingangs genannten Art derart weiter zu bilden, dass eine Gewährleistung
einer uniformen Objektfeld-Ausleuchtung bei gleichzeitig hohem EUV-Durchsatz
hohen Anforderungen entspricht.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
einen Feldfacettenspiegel mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Der
Kern der Erfindung ist es, die bisher eingehaltene Randbedingung
aufzugeben, wonach die Projektion von Feldfacettenrändern
in Richtung auf eine Normale einer in der Regel vorhandenen Trägerplatte
der bekannten Feldfacettenspiegel identisch ist, und zwar identisch
sowohl in Bezug auf die Größe und auf die Form
als auch in Bezug auf die Orientierung. Durch den neuen Freiheitsgrad
der Zulassung nicht identisch ausgeformter Projektionsflächen
ist beispielsweise eine Vorkompensation einer aufgrund der Abbildungsverhältnisse
möglichen Verdrehung der Bilder einzelner Feldfacetten
relativ zueinander bei deren Überlagerung auf dem Objektfeld erreichbar.
Eine derartige Verdrehung der Facettenbilder resultiert, wie erfindungsgemäß erkannt
wurde, aufgrund verschiedener Wege des über die Feldfacetten
kanalweise geführten Beleuchtungslichts durch die Beleuchtungsoptik.
Hierbei kann es auch zu einer Variation des Abbildungsmaßstabes
der Feldfacetten auf das Objektfeld kommen. Durch das Aufgeben der
Bedingung identischer Projektionsflächen der Feldfacetten-Reflexionsflächen
auf die Basisebene kann auch diese Variation des Abbildungsmaßstabes
vorkompensiert werden. Bei der Abbildung auf das Objektfeld führt
die Verdrehung der Facettenbilder ohne Vorkompensation zum unerwünschten
Effekt der randseitigen Streuung der Objektfeldausleuchtung, da
die dem Objektfeld überlagerten Bilder der Feldfacetten
mit den unterschiedlichen realen Facettenflächen insbesondere
randseitig nicht mehr zusammenpassen.
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Die
Feldfacetten können nebeneinander auf einer Trägerplatte
angeordnet sein. Diese Trägerplatte verläuft dann
in der Regel parallel zur Basisebene des Feldfacettenspiegels.
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Mindestens
zwei der Feldfacetten können um eine Achse senkrecht zur
Basisebene des Feldfacettenspiegels um mehr als 1° zueinander
verkippt angeordnet sein. Eine derart verkippte Anordnung der Feldfacetten
stellt einen bisher wegen vermeintlicher sterischer Unterbringungsprobleme
der Feldfacetten verworfenen Freiheitsgrad darstellt, der insbesondere
eine bei den bisher bekannten Belegungs-Geometrien von Feldfacetten
auf dem Feldfacettenspiegel beobachtete randseitige Streuung der Objektfeldausleuchtung
vermindern oder sogar ganz vermeiden hilft. Der erfindungsgemäße
Freiheitsgrad der Verkippung der Feldfacetten um eine Achse senkrecht
zur Haupt-Reflexionsebene erleichtert eine Auslegung, bei der Kippwinkel
um Achsen, die in der Haupt-Reflexionsebene liegen und zu einem
zu großen Missverhältnis zwischen der Fläche
der Projektion der Reflexionsflächen verkippter Feldfacetten auf
der Haupt-Reflexionsebene einerseits und der realen Reflexionsfläche
andererseits führen, vermieden sind. Erfindungsgemäß können
Feldfacetten mit einem in Bezug auf ihre Fertigung günstigeren
Aspektverhältnis zu Belegung des Feldfacettenspiegels herangezogen
werden, ohne dass eine störende randseitige Streuung bei
der Objektfeldausleuchtung die Folge ist. Außerdem erhöht
sich damit effektiv der Füllgrad des Objektfeldes und damit
der transportierbare Lichtleitwert. Dies ist insbesondere für
Quellen mit großem Lichtleitwert oder für Beleuchtungssysteme,
welche unterschiedlich stark gefüllte Beleuchtungspupillen
ohne Lichtverlust anbieten, wichtig. Eine Zuordnung von um die Kippachse
senkrecht zur Haupt-Reflexionsebene verkippten Feldfacetten zu den über
eine Zuordnung zu Pupillenfacetten eines Pupillenfacettenspiegels
vorgegebenen Beleuchtungswinkeln führt zur Möglichkeit,
eine an den Rändern des Objektfeldes erfolgende Intensitätsüberwachung
des Beleuchtungslichts mit minimierten Verlusten zu gewährleisten.
Derartige Feldfacetten können in einer Projektionsbelichtungsanlage
zum Einsatz kommen, innerhalb der während einer Projektionsbelichtung
ein Objekt in einer Objektverlagerungsrichtung kontinuierlich oder
schrittweise verlagert wird.
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Eine
Teilring- bzw. Bogenform der Feldfacetten nach Anspruch 4 ermöglicht
eine gut angepasste Ausleuchtung eines entsprechend teilring- bzw.
bogenförmigen Objektfeldes. Eine derartige Objektfeldform
lässt sich mit einer als Spiegeloptik ausgeführten,
nachgeschalteten Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage
gut abbilden.
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Eine
Anordnung der Kippachse nach Anspruch 5 gewährleistet,
dass eine Verkippung der jeweiligen Feldfacette den Belegungsbedarf
dieser Feldfacette in der Haupt-Reflexionsebene nur gering ändert,
da eine Verkippung allenfalls zu einer geringen Abweichung der Lage
der bogen- bzw. teilringförmigen Seitenkanten der Facetten-Reflexionsfläche führt.
Bei einer Verkippung um diese Kippachse verschieben sich praktisch
ausschließlich die in Umfangsrichtung um die Teilkreis-
bzw. Bogenform führenden bzw. nachfolgenden Stirnseiten
der Facetten-Reflexionsflächen.
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Feldfacetten
nach Anspruch 6 lassen sich im Vergleich zu Feldfacetten mit geringerer
Teilringstärke mit geringerem Herstellungsaufwand fertigen.
Mit dieser minimalen Teilringstärke einher geht eine entsprechend
für die Herstellung der Feldfacetten besser handhabbare
Stärke des jeweiligen Feldfacetten-Grundkörpers.
Zudem kann die relative gegenseitige Abschattung der Feldfacetten
mit zunehmender Breite geringer sein.
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Um
einen weiteren Kipp-Freiheitsgrad nach Anspruch 7 verkippte Feldfacetten
gewährleisten eine erwünschte Variabilität
bei der Zuordnung der Feldfacetten zu Pupillenfacetten eines Pupillenfacettenspiegels
einer Beleuchtungsoptik der EUV-Projektionsbelichtungsanlage. Eine
vorgegebene und gut durchmischte Zuordnung von den Feldfacetten
zugeordneten Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels ist möglich.
Als Kippachse für dem weiteren Kipp-Freiheitsgrad ist eine
Achse gewählt, deren Verkippung zu einer möglichst
geringen Abweichung einer Fläche einer auf die Haupt-Reflexionsebene
projizierten Feldfacette zur realen Reflexionsfläche der Feldfacette
führt.
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Von
gegenüberliegenden sphärischen Seitenwänden
nach Anspruch 8 begrenzte Facetten-Grundkörper können
exakt gefertigt werden. Es ist möglich, derartige Feldfacetten
mit geringen Abständen nebeneinander anzuordnen, was zu
einer hohen Belegungsdichte der Feldfacetten innerhalb der Haupt-Reflexionsebene
führt.
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Eine
Facettenform nach Anspruch 9 ist gut an eine Bogen- bzw. Teilringform
eines auszuleuchtenden Objektfeldes angepasst.
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Facetten
mit Seitenwänden des Facetten-Grundkörpers nach
Anspruch 10 lassen sich einerseits sehr dicht packen und ermöglichen
andererseits eine Verschiebung der beiden benachbarten Facetten-Grundkörper
relativ zueinander entlang der sphärischen Fläche
der beiden einander zugewandten Seitenwände. Dies ermöglicht
neue Freiheitsgrade bei der relativen Positionierung der Feldfacetten des
Feldfacettenspiegels zueinander.
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Feldfacetten
nach Anspruch 11 lassen sich mit ein und demselben Bearbeitungswerkzeug
zur Herstellung der sphärischen Seitenwände herstellen.
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Facettenspiegel
nach Anspruch 12 lassen sich einerseits dicht packen und können
andererseits zwischen anderen Feldfacetten dicht gepackt angeordnet
und trotzdem um das Zentrum herum kippjustiert werden.
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Feldfacetten
nach Anspruch 13 können auch an exotischere Objektfeldformen
oder auch an andere Anforderungen beispielsweise zur Intensitätskontrolle
des Beleuchtungslichts angepasst werden.
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Ein
Feldfacettenspiegel nach Anspruch 14 ermöglicht die Ausleuchtung
von im Bereich von Rändern des Objektfeldes angeordneten
Sensoren, sodass eine effektive Überwachung der Energie
bzw. Intensität einer Lichtquelle, mit der der Facettenspiegel
beaufschlagt ist, möglich ist.
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Ein
Feldfacettenspiegel nach Anspruch 15, für den erfindungsgemäß verschiedene
Ausführungen angegeben sind, erhöht den EUV-Lichtdurchsatz innerhalb
einer mit einem derartigen Feldfacettenspiegel ausgerüsteten
Projektionsbelichtungsanlage.
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Ein
Fertigungsverfahren nach Anspruch 16 erlaubt eine effiziente Herstellung
von Feldfacettengruppen mit Seitenwänden benachbarter Facetten-Grundkörper,
die den gleichen Krümmungsradius haben.
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Ein
Fertigungsverfahren nach Anspruch 17 ist angepasst an Facettenblock-Anordnungen
von Feldfacettenspiegeln.
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Ein
Fertigungsverfahren nach Anspruch 18 ermöglicht eine exakte
Ausrichtung der innerhalb eines Facettenblocks zusammengefassten
Feldfacetten.
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Die
Vorteile einer Beleuchtungsoptik nach Anspruch 19, eines Beleuchtungssystems
nach Anspruch 20, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch
21, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 22 sowie eines mikrostrukturierten
Bauteils nach Anspruch 23 entsprechen denjenigen, die vorstehend
unter Bezugnahme auf den erfindungsgemäßen Feldfacettenspiegel
bereits diskutiert wurden.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
der Zeichnung näher erläutert. In dieser Zeichnung
zeigen:
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1 schematisch
eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie,
wobei eine Beleuchtungsoptik im Meridionalschnitt gezeigt ist;
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2 eine
Aufsicht auf einen Feldfacettenspiegel der Beleuchtungsoptik nach 1;
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3 schematisch
eine Ausschnittsvergrößerung gemäß Ausschnitt
III in 2;
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4 vergrößert,
perspektivisch und gebrochen eine einzelne der Feldfacetten des
Feldfacettenspiegels nach 2;
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5 bis 8 jeweils
in Aufsicht verschiedene Ausführungen von gruppenweise
angeordneten Feldfacetten zum Einsatz im Feldfacettenspiegel nach 2 sowie
Beispiele für deren benachbarte Anordnung;
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9 in
einem zu 1 vergleichbaren, um 180° um
eine x-Achse und um 90° um eine z-Achse gedrehten Meridionalschnitt
Beleuchtungsverhältnisse am Rand eines von der Beleuchtungsoptik
ausgeleuchteten Objektfeldes am Ort eines Intensitäts-Überwachungssensors;
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10 eine
Aufsicht auf das Objektfeld, wobei die Randausleuchtung von diesem
für verschiedene Beleuchtungsrichtungen hervorgehoben ist;
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11 in
einer zur 10 ähnlichen Darstellung
eine Überlagerung der Ausleuchtung des Objektfeldes ausgehend
von einem vorgegebenen Testpunkt-Muster auf den Feldfacetten bei
einer Anordnung nach 2;
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12 schematisch
eine Darstellung zweier benachbarter und zueinander verkippt angeordneter Feldfacetten
zur Darstellung möglicher Kippwinkel;
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13 schematisch
einen Ablauf bei der Herstellung eines Feldfacettenspiegels mit
Feldfacetten, wobei einander zugewandte Sei tenwände benachbarter
Facetten-Grundkörper den gleichen Krümmungsradius
haben.
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1 zeigt
schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für
die EUV-Mikrolithographie. Als Lichtquelle 2 dient eine
EUV-Strahlungsquelle. Hierbei kann es sich um eine LPP-(Laser Produced
Plasma, lasererzeugtes Plasma)Strahlungsquelle oder um eine DPP-(Discharged
Produced Plasma, gasendladungserzeugtes Plasma)Strahlungsquelle handeln.
Die Lichtquelle 2 emittiert EUV-Nutzstrahlung 3 mit
einer Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Die
Nutzstrahlung 3 wird nachfolgend auch als Beleuchtungs-
oder Abbildungslicht bezeichnet.
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Das
von der Lichtquelle emittierte Beleuchtungslicht 3 wird
zunächst von einem Kollektor 4 gesammelt. Hierbei
kann es sich, abhängig vom Typ der Lichtquelle 2,
um einen Ellipsoid-Spiegel oder um einen genesteten Kollektor handeln.
Nach dem Kollektor 4 durchtritt das Beleuchtungslicht 3 eine
Zwischenfokusebene 5 und trifft anschließend auf
einen Feldfacettenspiegel 6, der nachfolgend noch im Detail
erläutert wird. Vom Feldfacettenspiegel 6 wird
das Beleuchtungslicht 3 hin zu einem Pupillenfacettenspiegel 7 reflektiert. Über
die Facetten des Feldfacettenspiegels 6 einerseits und
des Pupillenfacettenspiegels 7 andererseits wird das Beleuchtungslichtbündel
in eine Mehrzahl von Ausleuchtungskanälen aufgeteilt, wobei
jedem Ausleuchtungskanal genau ein Facettenpaar mit einer Feldfacette
oder einer Pupillenfacette zugeordnet ist.
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Eine
dem Pupillenfacettenspiegel 7 nachgeordnete Folgeoptik 8 führt
das Beleuchtungslicht 3, also das Licht aller Ausleuchtungskanäle,
hin zu einem Objektfeld 9. Der Feldfacettenspiegel 6,
der Pupillenfacettenspiegel 7 sowie die Folgeoptik 8 sind Bestandteile
einer Beleuchtungsoptik 10 zur Ausleuchtung des Objektfeldes 9.
Das Objektfeld 9 ist bogen- bzw. teilkreisförmig,
wie nachfolgend noch erläutert wird. Das Objektfeld 9 liegt
in einer Objektebene 11 einer der Beleuchtungsoptik 10 nachgeordneten
Projektionsoptik 12 der Projektionsbelichtungsanlage 1.
Eine im Objektfeld 9 angeordnete Struktur auf einem in
der Zeichnung nicht dargestellten Retikel, also auf einer zu projizierenden
Maske, wird mit der Projektionsoptik 12 auf ein Bildfeld 13 in
einer Bildebene 14 abgebildet. Am Ort des Bildfeldes 13 ist ein
in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellter Wafer angeordnet,
auf den die Struktur des Retikels zur Herstellung eines mikro- bzw.
nanostrukturierten Bauteils, beispielsweise eines Halbleiterchips, übertragen
wird.
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Die
Folgeoptik 8 zwischen dem Pupillenfacettenspiegel 7 und
dem Objektfeld 9 hat drei weitere EUV-Spiegel 15, 16, 17.
Der letzte EUV-Spiegel 17 vor dem Objektfeld 9 ist
als Spiegel für streifenden Einfall (grazing incidence-Spiegel)
ausgeführt. Bei alternativen Ausführungen der
Beleuchtungsoptik 10 kann die Folgeoptik 8 auch
mehr oder weniger Spiegel aufweisen oder sogar ganz entfallen. Im
letzteren Fall wird das Beleuchtungslicht 3 vom Pupillenfacettenspiegel 7 direkt
zum Objektfeld 9 geführt.
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Zur
Erleichterung der Darstellung von Lagebeziehungen wird nachfolgend
ein xyz-Koordinatensystem verwendet. In der 1 verläuft
die x-Richtung senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein. Die y-Richtung
verläuft in der 1 nach rechts und die z-Richtung
verläuft in der 1 nach unten. Soweit in den 2 ff.
ebenfalls ein kartesisches Koordinatensystem verwendet wird, spannt
dieses jeweils die Reflexionsfläche der dargestellten Komponente
auf. Die x-Richtung ist dann jeweils parallel zur x-Richtung in
der 1. Eine Winkelbeziehung der y-Richtung der individuellen
Reflexionsfläche zur y-Richtung in der 1 hängt
von der Orientierung der jeweiligen Reflexionsfläche ab.
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2 zeigt
den Feldfacettenspiegel 6 stärker im Detail. Dieser
hat insgesamt vier in Spalten S1, S2, S3, S4, die in der 2 von
links nach rechts durchnummeriert sind, angeordnete einzelne Feldfacetten 18.
Die beiden mittleren Spalten S2, S3, sind durch einen Bauraum 19 voneinander
getrennt, der in y-Richtung verläuft und eine konstante
x-Ersteckung hat. Der Bauraum 19 entspricht einer Fernfeld-Abschattung
des Beleuchtungslichtbündels, die konstruktiv durch den
Aufbau der Lichtquelle 2 und des Kollektors 4 bedingt
ist. Die vier Facettenspalten S1 bis S4 haben jeweils eine y-Ersteckung,
die gewährleistet, dass alle vier Facettenspalten S1 bis
S4 innerhalb eines kreisförmig begrenzten Fernfeldes 20 des Beleuchtungslichts 3 liegen.
Mit der Berandung des Fernfeldes 20 fällt der
Rand einer Trägerplatte 21 für die Feldfacetten 18 zusammen.
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Die
Feldfacetten 18 haben eine in Bezug auf eine Projektion
auf die xy-Ebene, also in Bezug auf eine Haupt-Reflexionsebene des
Feldfacettenspiegels 6, eine zueinander kongruente Bogen-
bzw. Teilringform, die zur Form des Objektfeldes 9 ähnlich
ist.
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Das
Objektfeld 9 hat ein x/y-Aspektverhältnis von
13/1. Das x/y-Aspektverhältnis der Feldfacetten 18 ist
größer als 13/1. Je nach Ausführung beträgt das
x/y-Aspektverhältnis der Feldfacetten 18 beispielsweise
26/1 und ist in der Regel größer als 20/1.
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Insgesamt
hat der Feldfacettenspiegel 6 416 Feldfacetten 18.
Alternative Ausführungen derartiger Feldfacettenspiegel 6 können
Anzahlen der Feld facetten 18 im Bereich zwischen einigen
zehn bis beispielsweise tausend haben.
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Die
Feldfacetten 18 haben eine Ersteckung in y-Richtung von
etwa 3,4 mm. Die Ausdehnung der Feldfacetten 18 in y-Richtung
ist insbesondere größer als 2 mm.
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Die
Gesamtheit aller 416 Feldfacetten 18 hat eine Packungsdichte
von 73%. Die Packungsdichte ist definiert als die Summe der Fläche
aller Feldfacetten 18 im Verhältnis zur auf der
Trägerplatte 21 insgesamt ausgeleuchteten Fläche.
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3 zeigt
eine Ausschnittsvergrößerung des Feldfacettenspiegels 6 in
einem Endbereich der Facettenspalte S1. Benachbarte der Feldfacetten 18 sind
um eine Achse, die senkrecht zur Haupt-Reflexionsebene des Feldfacettenspiegels 6,
also parallel zur z-Achse in der 2, verläuft,
um mehr als 1° zueinander verkippt angeordnet.
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Dies
ist in der 2 am Beispiel der in der Facettenspalte
S4 zweiten Feldfacette 182 von
unten im Vergleich zur in der Spalte S4 dritten Feldfacette 183 von unten dargestellt. Diese beiden
Feldfacetten 182 , 183 sind um eine Achse 23, die
senkrecht auf der Zeichenebene der 2 steht,
also senkrecht auf der Haupt-Reflexionsebene des Feldfacettenspiegels 6,
zueinander um einen Kippwinkel Kz von etwa 2° zueinander
verkippt. Auch ein größerer Kippwinkel Kz ist
möglich. Dies bewirkt, dass die Feldfacette 182 gegenüber der Feldfacette 183 am linken Rand, also in negativer
x-Richtung übersteht, während die Feldfacette 183 gegenüber der Feldfacette 182 um den gleichen Betrag am rechten
Rand, also in positiver x-Richtung übersteht. Entsprechende Überstände zwischen
benachbarten der Feldfacet ten 18 sind der Ausschnittsvergrößerung
der 3 zu entnehmen. Die Kippwinkel Kz zwischen benachbarten
der Feldfacetten 18 variieren im Bereich zwischen ±2,5°.
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Die
Kippachsen 23, mittels der der Kippwinkel Kz jeweils benachbarter
der Feldfacetten 18 zueinander definiert ist, liegen mittig
zwischen den Ringzentren, die diesen beiden teilringförmigen
Feldfacetten 18 zugeordnet sind. Die benachbarten Feldfacetten 18 sind
also zueinander um die Achse 23 verkippt, die in guter
Näherung mit dem Ringzentren zusammenfällt. Der
Kipp benachbarter Feldfacetten 18 zueinander um die über
die Lage der jeweiligen Ringzentren dieser Feldfacetten 18 definierte
Achse 23 wird nachfolgend auch als Kipp Z bezeichnet. Diesem
Kipp Z ist jeweils ein Kippwinkel Kz zugeordnet.
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4 zeigt
Details des Aufbaus einer der Feldfacetten 18. In x-Richtung
hat die Reflexionsfläche 22 eine Erstreckung von
etwa 60 mm. Der Facetten-Grundkörper 24 setzt
sich abgewandt von der Reflexionsfläche 22 in
in der 4 nicht näher dargestellter Weise fort.
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Die
Reflexionsfläche 22 trägt eine die Reflektivität
steigernde Multilager(Mehrlagen)-Beschichtung mit alternierenden
Molybdän- und Silizium-Schichten.
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Der
Facetten-Grundkörper 24 ist von zwei im Wesentlichen
senkrecht zur y-Achse angeordneten, gegenüberliegenden
sphärischen Seitenwänden 27, 28 konvex/konkav
begrenzt. Die dem Betrachter der 4 zugewandte
Seitenwand 27 ist konvex ausgeführt und die vom
Betrachter der 4 abgewandte Seitenwand 28 ist
konkav ausgeführt.
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Beschränkt
man sich auf eine derartige Gestaltung eines Facetten-Grundkörpers 24,
bei dem die Seitenwände 27, 28 parallel
verschobene Zylinderflächen sind, so sind Projektionen
der Reflexionsflächen 22 derartiger Facetten-Grundkörper 24 auf eine
Basisebene xy, die durch die Anordnung der Feldfacetten 18 nebeneinander
aufgespannt ist, begrenzt durch parallel verschobene Teilkreise.
Die Richtung der radial verlaufenden Parallelverschiebung des durch
die konkav ausgeführte Seitenwand 28 definierten
inneren Teilkreises zum durch die konvexe Seitenwand 27 definierten äußeren
Teilkreis ist für jede der Feldfacetten 18 individuell.
Ein Winkel zwischen diesen Parallelverschiebungs-Richtungen und
der y-Achse entspricht dem jeweiligen Kippwinkel Kz.
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Die
Reflexionsfläche 22 ist als eine von insgesamt
vier Stirnwänden des Facetten-Grundkörpers 24 ausgeführt.
Die Reflexionsfläche 22 kann plan oder auch, entsprechend
vorgegebener Abbildungsvorgaben, gekrümmt, z. B. sphärisch,
asphärisch oder als Freiformfläche, ausgeführt
sein.
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4 zeigt
eine weitere Kippmöglichkeit benachbarter Feldfacetten 18 zueinander,
nämlich eine Verkippung um eine zur y-Achse parallele,
weitere Kippachse 25, was nachfolgend auch als Kipp Y bezeichnet
wird. Die Kippachse 25 verläuft parallel zu einem
Radius, der durch die Teilringform der Reflexionsfläche 22 der
Feldfacette 18 vorgegeben ist. Aufgrund des Kipp Y ergibt
sich eine Winkelabweichung einer normalen N auf die verkippte Reflexionsfläche (vgl. 22')
in der 4. Diese Kipp Y-Abweichung um ein einen Kippwinkel
Ky ist in der 4 stark übertrieben
dargestellt. Ein derartiger Kipp Y kann zur korrekten Ausrichtung
der Reflexionsfläche 22 der jeweiligen Feldfacette 18 oder
auch im Zusammenhang mit der Fertigung des Feldfacettenspiegels 6 genutzt
werden.
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Prinzipiell
ist es möglich, über den Kipp Y eine Zuordnung
der jeweiligen Feldfacette 18 zur zugeordneten Pupillenfacette
des Pupillenfacettenspiegels 7 herbeizuführen.
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Alternativ
zu einer Verkippung um einen Kippwinkel Kz, wie im Zusammenhang
mit der 2 beschrieben, ist es auch möglich,
die Feldfacetten 18 um eine ebenfalls zur z-Achse parallele
Kippachse 26 (vgl. 4) zu verkippen,
die durch einen Schwerpunkt 27a der Reflexionsfläche 22 verläuft.
Auch eine solche Verkippung um die Kippachse 26 führt
zu einem Kipp Z der Feldfacette 18.
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5 zeigt
die Verkippung benachbarter Feldfacetten 18 um die jeweils
zu diesen definierten Kippachsen 23 nochmals schematisch.
In der 5 sind Ausschnitte zweier benachbarter Spalten
Sx und Sy dargestellt. Insgesamt vier Feldfacetten 181 bis 184 der
Spalte Sx, deren Index von oben nach unten durchnummeriert ist,
und insgesamt drei Feldfacetten 185 bis 187 der Spalte Sy, deren Index ebenfalls
von oben nach unten durchnummeriert ist, sind in der 5 dargestellt.
Die Feldfacetten 181 bis 187 haben jeweils wiederum eine Bogen-
bzw. Teilringform.
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Nicht
alle der Feldfacetten 181 bis 187 haben in Bezug auf ihre Projektion
auf die Haupt-Reflexionsebene xy des Feldfacettenspiegels 6 eine
zueinander kongruente Teilringform. So überstreicht die Feldfacette 182 einen größeren Umfangswinkel
als die darüber angeordnete Feldfacette 181 und
hat in x-Richtung eine größere Erstreckung als
die Feldfacette 181 .
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Einander
zugewandte Seitenwände 27, 28 der Feldfacetten 181 bis 184 einerseits
und der Feldfacetten 185 bis 187 andererseits haben jeweils den gleichen
Krümmungsradius.
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Effektive
Kippwinkel Kz der Feldfacetten 185 bis 187 zueinander sind in der 5 durch
Pfeile 29 angedeutet. Drei der dargestellten Pfeile 29 stellen Verlängerungen
von Mittel-Symmetrie-Radien der jeweiligen Feldfacetten 185 bis 187 dar.
Beim jeweiligen Mittel-Symmetrie-Radius handelt es sich um den zusammenfallenden
Radius der beiden konkaven bzw. konvexen Seitenwände 28, 27 einer
der Feldfacetten 18. Diese Symmetrie-Radien werden in der
Zeichnung ebenfalls mit der Bezugsziffer 29 gekennzeichnet.
Dargestellt ist zudem eine repräsentative Kippachse 23.
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Die
Krümmungsradien einiger der Seitenwände 27, 28 von
den Feldfacetten 18 sind in der 5 durch
gestrichelte Kreise angedeutet.
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6 zeigt
eine weitere Anordnung benachbarter Feldfacettenspiegel 181 bis 188 innerhalb
einer Facettenspalte Sx. Die sphärisch konkave Seitenwand 288 der in der 6 zuunterst
dargestellten Feldfacette 188 hat
einen Krümmungsradius mit dem Betrag R1,
ausgehend von einem Zentrum 308 .
Die sphärisch konvexe Seitenwand 278 der
Feldfacette 188 hat einen Krümmungsradius,
ebenfalls mit dem Betrag R1, ausgehend von
einem Zentrum 307 , das um eine
Mittenstärke Mz des Facetten-Grundkörpers 248 der
Feldfacette 188 in positiver y-Richtung
versetzt zum Zentrum 308 angeordnet
ist. Das Zentrum 307 ist gleichzeitig
das Zentrum für die Krümmung der konkav sphärischen
Seitenwand 287 der Feldfacette 187 , die der Feldfacette 188 benachbart ist. Entsprechend sind
auch die anderen Seitenwände 271 bis 277 und 281 bis 286 der sonstigen in der 6 dargestellten
Feldfacetten 181 bis 188 durch Zentren 301 bis 307 , die voneinander jeweils wiederum
um den Abstand Mz voneinander positiver y-Richtung beabstandet sind,
definiert.
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In
der Ausführung nach 6 haben
also alle Seitenwände 271 bis 278 , 281 bis 288 vom Betrag her den gleichen Krümmungsradius
R1. Die Seitenwände 27x , 28x eines
der Facettenspiegel 18, verlaufen bei der Ausführung
nach 6 nicht konzentrisch, sondern die Krümmungs-Mittelpunkte 30x der beiden Seitenwände 27x , 28x des
jeweiligen Feldfacettenspiegels 18x sind
um die Stärke der Reflexionsfläche in y-Richtung
zueinander versetzt.
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7 zeigt
eine alternative Ausführung von innerhalb einer Spalte
S, benachbart angeordneter Feldfacetten 18. In der 7 sind
vier Feldfacetten 181 bis 184 übereinander dargestellt.
Zwei der vier in der 7 dargestellten Feldfacetten 18,
nämlich die Feldfacetten 182 und 184 haben gegenüberliegende Seitenwände 272 , 282 bzw. 274 , 284 ,
die unterschiedliche Krümmungsradien R2,
R1 aufweisen und konzentrisch ausgeführt
sind. Dies ist in der 7 anhand der Krümmung
der Seitenwände 272 , 282 der Feldfacette 182 näher
veranschaulicht. Die sphärisch konkav ausgeführte
Seitenwand 282 hat einen Krümmungsradius
mit dem Betrag R1, ausgehend von einem Zentrum 302 . Ausgehend vom gleichen Zentrum 302 hat die sphärisch konvex
ausgeführte Seitenwand 272 der
Feldfacette 182 einen Krümmungsradius
mit Betrag R2, wobei R2 größer
ist als R1.
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Die
beiden weiteren in der 7 dargestellten Feldfacetten 181 , 183 haben
konvex/konkave Seitenwände 271 , 281 bzw. 273 , 283 , die verschiedene Krümmungsradien
haben und zudem nicht konzentrisch ausgeführt sind. Die
Anordnung der Facetten 18x in der
Spalte Sx nach 7 ist so, dass sich jeweils
eine Feldfacette 18 mit konzentrisch ausgeführten
Seitenwänden 27, 28 mit einer Feldfacette 18 mit nicht
konzentrisch ausgeführten Seitenwänden 27, 28 die
zudem unterschiedliche Krümmungsradien haben, abwechselt.
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8 zeigt
eine Facettenspalte Sx mit Feldfacetten 181 bis 184 , deren gegenüberliegende
Seitenwände 27, 28 nicht konzentrisch
ausgeführt sind. Zudem sind Zentren, über die
die sphärischen Seitenwände 27, 28 der
Feldfacetten 181 bis 184 nach 8 definiert
sind, fallweise auch in x-Richtung gegeneinander versetzt. Die Reflexionsflächen
der Feldfacetten 181 bis 184 nach 8 bilden
jeweils Teilringe mit in Umfangsrichtung variierender y-Stärke.
Die y-Stärke der Reflexionsfläche 22 der
Feldfacette 184 in der 8 nimmt
von links nach rechts kontinuierlich zu. Die y-Stärke der
Reflexionsfläche 22 Feldfacette 182 in der 8 nimmt
von links nach rechts kontinuierlich ab. Stärken der Feldfacetten 181 bis 184 in
der y-Richtung sind in der 8 stark übertrieben
dargestellt. Gestrichelt sind in der 8 unter einem
spitzen Winkel zur x-Achse verlaufende Linien angedeutet, die Kippwinkel
Kz der Feldfacetten 181 , 182 und 183 repräsentieren.
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Nachfolgend
werden anhand der 9 bis 11 Beleuchtungsverhältnisse
im Bereich des Objektfeldes 9 und im Bereich der Objektebene 11 erläutert.
In einer Detektionsebene 31, die zur Objektebene 11 um
einen Abstand Δz beabstandet ist und in Strahlrichtung
des Beleuchtungslichts 3 vor der Objektebene 11 liegt,
ist eine Detektionseinrichtung 32 mit zwei EUV-Intensitätssensoren 33 angeordnet, von
denen in der 9 einer schematisch dargestellt ist.
Die 9 zeigt vergrößert den Rand
des Objektfeldes 9 bei positiven x-Werten.
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Zur
Beleuchtung des Objektfeldes 9 kann dieses unabhängig
von einem Beleuchtungswinkel innerhalb der numerischen Apertur NA
des Beleuchtungslichts 3 bis zu einem x-Wert xn zur
Projektionsbelichtung genutzt werden. Bei Einstrahlung aus Richtung –NA
schattet in der in der 9 dargestellte Sensor 33 das
Objektfeld 9 bei x-Werten, die größer sind
als xn ab. Damit aus der Strahlrichtung-NA
der Sensor 33 noch beaufschlagt wird, muss das Beleuchtungslichtbündel
in der Objektebene 11 in x-Richtung eine Erstreckung bis
x–NA haben, wobei gilt x–NA > xn. Damit Beleuchtungslicht 3,
das auf den in der 9 dargestellten Sensor 33 genau
in z-Richtung eintrifft (vx = 0), muss in
der Objektebene 11 eine Ausleuchtung bis zum Wert x0 erfolgen, wobei gilt: x0 > x–NA Damit
Beleuchtungslicht, das unter den Beleuchtungswinkel +NA einfällt,
den in der 9 dargestellten Sensor 33 erreicht,
muss in der Objektebene 11 eine Ausleuchtung bis zum x-Wert
x+NA erfolgen, wobei gilt: x+NA > x0.
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Dies
ist in der 10 schematisch dargestellt,
die die Ausleuchtung des Objektfeldes 9 über dessen
Rand bei den Werten ±xn hinaus
darstellt. Gezeigt sind mit unterschiedlichen Punkt-Darstellungen
die Ecken der in x-Richtung erforderlichen Objektfeldausleuchtung,
damit bei den Einstrahlungen aus den Beleuchtungsrichtungen –NA,
vx = 0 und +NA eine Ausleuchtung des Sensors 33 gewährleistet
ist. Die Ecken zur Beleuchtungsrichtung –NA, die bei positiven
x-Werten den geringsten x-Abstand zum nutzbaren Feldrand xN haben, haben bei negativen x-Werten den
größten x-Abstand zum nutzbaren Feldrand –xn. Bei den Ecken zu der Beleuchtungsrichtung
+NA ist dies genau umgekehrt. Die Eckpunkte zur Beleuchtungsrichtung
vx = 0 haben zu beiden Seiten des Objektfeldes 9 den
gleichen x-Abstand zu den nutzbaren Feldgrenzen ±xn.
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Entsprechend
müssen die Feldfacetten 18, deren Form auf dem
Objektfeld 9 abgebildet überlagert wird, beleuchtungswinkelabhängig,
also abhängig von ihrer Zuordnung zu den jeweiligen Pupillenfacetten
des Pupillenfacet tenspiegels 7, verschiedene Erstreckungen
in der x-Richtung haben, damit ohne Lichtverlust abhängig
vom Beleuchtungswinkel eine Ausleuchtung der Sensoren 33 jeweils
gerade noch erfüllt ist. Diese zur Ausleuchtung der Sensoren 33 notwendigen
verschiedenen Erstreckungen der Feldfacetten 18 in der
x-Richtung werden durch eine in der x-Richtung gezielte Asymmetrie
bestimmter der Feldfacetten 18 um den mittleren Symmetrie-Radius in
der x-Richtung erzielt.
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Die
Ausleuchtung der Sensoren 33 wird also unabhängig
vom Kippwinkel Kz erreicht durch ein Anpassen der azimutalen Erstreckung
der einzelnen Feldfacetten 18 zu beiden Seiten des Mittel-Symmetrieradius 29.
Gemessen vom Mittel-Symmetrieradius aus haben die Feldfacetten 18 zu
beiden Seiten hin eine ungleiche x-Erstreckung sowie eine ungleiche
Ausdehnung in azimutaler Richtung um die jeweilige Kippachse 23.
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10 verdeutlicht
in einem Insert die Form der Projektionsflächen derart
asymmetrisierter Feldfacetten 18a, 18b und 18c.
Alle drei Feldfacetten 18a bis 18c haben ein und
denselben Mittel-Symmetrieradius 29. Ausgehend von diesem überstreicht
die in der 10 zuoberst dargestellte Feldfacette 18a nach
rechts einen größeren Azimutwinkel als nach links.
Die in der 10 mittig dargestellte Feldfacette 18b überstreicht
nach links einen größeren Azimutwinkel als nach
rechts. Die in der 10 zuunterst dargestellte Feldfacette 18c überstreicht
zu beiden Richtungen in etwa den gleichen Azimutwinkel. Es wird
darauf hingewiesen, dass alle drei Feldfacetten 18a bis 18c den
gleichen Kippwinkel KZ haben.
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11 zeigt
die Überlagerung von entsprechend der Anordnung nach 2 mit
Kipp Z gegeneinander verkippten Feldfacetten 18 im Objektfeld 9. Dargestellt
ist die Überlagerung ausgewählter Ausleuchtungspunkte AP
einerseits im Bereich der Mitte der jeweiligen Feldfacette 18 und
andererseits im Bereich der beiden Seiten der Feldfacetten 18.
Die 11 zeigt, dass gleiche Positionen auf den verschiedenen
Feldfacetten 18 bei der Anordnung nach 2 im
Objektfeld 9 auch im Bereich der Ränder des Objektfeldes 9 auf
den gleichen Positionen überlagert werden.
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Eine
unerwünschte Streuung, also eine Abweichung der Bilder
gleicher Facettenpunkt verschiedener Facetten in der Objektebene 11 findet
nicht statt.
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Diese
praktisch perfekte Überlagerung der Bilder der Feldfacetten 18 im
Objektfeld 9 ist eine direkte Folge der Tatsache, dass
sich die Projektionsflächen der Reflexionsflächen 22 der
verschiedenen Feldfacetten 18 auf die Basisebene xy in
mindestens einem der nachfolgenden Parameter unterscheiden: Größe
der Reflexionsflächen 22, Form der Reflexionsflächen 22,
Orientierung der Reflexionsflächen 22. Dieser
Unterschied führt zu einer Vorkompensation, sodass die
individuelle Abbildung der unterschiedlichen Reflexionsflächen 22 in
das Objektfeld 9 mit der hierbei erfolgenden Verkippung,
der hierbei erfolgenden Größenänderung
und der hierbei erfolgenden Formänderung genau zur in der 11 dargestellten,
perfekten Überlagerung der Feldfacetten 18 im
Objektfeld 9 führt.
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12 veranschaulicht
die Möglichkeiten einer Verkippung zweier Feldfacetten 181 , 182 ,
deren einander zugewandte Seitenwände 271 , 282 konzentrisch mit dem gleichen Krümmungsradius
angeordnet sind. Ein beliebiger Kipp auf der hierdurch definierten
Oberfläche um ein Zentrum O ist möglich. Die zugehörige
Kippachse kann in beliebiger Richtung verlaufen. Es ist lediglich
erforderlich, dass diese Kippachse durch das Zentrum O verläuft.
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13 zeigt
schematisch den Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung eines Facettenspiegels 6 nach
Art desjenigen der 2. Zunächst werden
einzelne Roh-Feldfacetten 34 mit sphärischen Seitenwänden 27, 28 hergestellt
(vgl. Verfahrensschritt 35, bei dem ein sphärischer
Schleifkörper 36 zur Herstellung der Seitenwände 28 angedeutet
ist). In einem Verfahrensschritt 37 werden dann die einzelnen Roh-Feldfacetten 34 zu
einem Feldfacetten-Stapel 38 zugeordnet, bei dem jeweils
aneinander zugeordnete Seitenwände 27, 28 benachbarter
Facetten-Grundkörper 24 den gleichen Krümmungsradius haben.
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Die
einzelnen Reflexionsflächen 22 der Roh-Feldfacetten 34 werden
individuell bearbeitet, also optisch poliert und mit dem Reflexions-Multilager
versehen.
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Nach
dem Zuordnen im Schritt 37 und vor dem individuellen Bearbeiten
(Schritt 39) wird in einem Verfahrensschritt 40 ein
Block aus den Roh-Feldfacetten 34 zusammengesetzt (Schritt 40a) und
dann eine Grundfläche 41 des Blocks aus den Roh-Feldfacetten 34 zu
einer planen Referenzfläche geschliffen. Nach dem individuellen
Bearbeiten 39 erfolgt dann ein Zusammensetzen jeweils einer
Gruppe der Feldfacetten 18 zu einem Facettenblock 42,
wobei die Referenzfläche 41 an einer planen Gegenfläche 43 einer
Spiegel-Haltestruktur 44 angelegt wird.
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Durch
die vorstehend beschriebenen Anordnungsvarianten der Feldfacetten 18 des
Feldfacettenspiegels 6 ist ein Transfer des Beleuchtungslichts 3,
das zur Beleuchtung des Objektfeldes 9 vom Feldfacettenspiegel 6 reflektiert
wurde, maximiert.
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Zur
Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils wird die
Projektionsbelichtungsanlage 1 folgendermaßen
eingesetzt: Zunächst werden das Retikel und der Wafer bereitgestellt.
Anschließend wird eine Struktur auf dem Retikel auf eine
lichtempfindliche Schicht des Wafers mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert.
Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikrostruktur
auf dem Wafer und somit das mikrostrukturierte Bauteil erzeugt.
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Die
Projektionsbelichtungsanlage 1 ist als Scanner ausgeführt.
Das Retikel wird dabei in der y-Richtung während der Projektionsbelichtung
kontinuierlich verlagert. Alternativ ist auch eine Ausgestaltung
als Stepper möglich, bei der das Retikel schrittweise in
der y-Richtung verlagert wird.
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Bei
der Anordnung nach 7 ist eine Kippjustage beispielsweise
der Feldfacette 182 um das Zentrum 302 möglich, ohne dass hierbei
die anderen Feldfacetten 181 , 183 , 184 ,
verlagert werden müssen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2007/128407
A [0002]