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Gegenstand
der Erfindung ist ein Beleuchtungssystem mit einem von einer Lichtquelle
und weiteren optischen Elementen erzeugten Projektionslicht, insbesondere
für eine Projektionsbelichtungsanlage in der Mikrolithographie,
mit einem Stabintegrator zur Erzeugung einer homogenen Intensitätsverteilung
des Projektionslichtes an der Austrittsfläche des Stabintegrators
und einem optischen Element (OE) im Lichtweg vor dem Stabintegrator
zur Erzeugung einer Lichtverteilung auf der Eintrittsfläche
des Stabintegrators, wobei der Stabintegrator einen rechteckigen
Querschnitt aufweist.
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Derartige
Beleuchtungssysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei
ist das optische Element (OE) in der Regel ein refraktives optisches
Element (ROE), und zwar meist ein Mikrolinsenarray. Es sind jedoch
auch andere Elemente, etwa diffraktive optische Elemente, denkbar,
die hier verwendet werden können.
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Die
Leistungsfähigkeit der verwendeten Projektionsbelichtungsanlagen
wird nicht nur durch die Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs, sondern
auch durch ein Beleuchtungssystem bestimmt, das die Maske beleuchtet.
Das Beleuchtungssystem enthält zu diesem Zweck eine Lichtquelle,
z. B. einen gepulst betriebenen Laser, sowie mehrere optische Elemente,
die aus dem von der Lichtquelle erzeugten Licht Lichtbündel
erzeugen, welche auf der Maske in Feldpunkten konvergieren. Die
einzelnen Lichtbündel müssen dabei bestimmte Eigenschaften
haben, die im Allgemeinen auf das Projektionsobjektiv abgestimmt
sind.
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Zu
diesen Eigenschaften zählt u. a. die Beleuchtungswinkelverteilung
der Lichtbündel, die jeweils auf einen Punkt in der Maskenebene
konvergieren. Mit dem Begriff Beleuchtungswinkelverteilung beschreibt
man, wie sich die gesamte Intensität eines Lichtbündels
auf die unterschiedlichen Richtungen verteilt, unter denen die einzelnen
Strahlen des Lichtbündels auf den betreffenden Punkt in
der Maskenebene fallen. Wird die Beleuchtungswinkelverteilung speziell
an das in der Maske enthaltene Muster angepasst, so lässt
sich dieses mit höherer Abbildungsqualität auf
den mit Photolack bedeckten Wafer abbilden.
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Häufig
beschreibt man die Beleuchtungswinkelverteilung nicht unmittelbar
in der Maskenebene, in welche die zu projizierende Maske eingebracht wird,
sondern als Intensitätsverteilung in einer Pupillenebene,
die zu der Maskenebene in einer Fourier-Beziehung steht. Dabei wird
die Tatsache ausgenutzt, dass sich jedem Winkel zur optischen Achse, unter
dem ein Lichtstrahl eine Feldebene durchtritt, in einer Fourier-transformierten
Pupillenebene ein von der optischen Achse aus gemessener Radialabstand zuordnen
lässt. Bei einem sog. konventionellen Beleuchtungssetting
ist beispielsweise der in einer solchen Pupillenebene ausgeleuchtete
Bereich eine zur optischen Achse konzentrische Kreisscheibe. Auf
jeden Punkt in der Maskenebene fallen somit Lichtstrahlen unter
Einfallswinkeln zwischen 0° und einem durch den Radius
der Kreisscheibe gegebenen Maximalwinkel. Bei sogenannten nichtkonventionellen Beleuchtungssettings,
z. B. annularer (ringförmiger), Dipol- oder Quadrupolbeleuchtung,
hat der in der Pupillenebene ausgeleuchtete Bereich die Form eines zur
optischen Achse konzentrischen Rings bzw. mehrerer einzelner Bereiche
(Pole), die beabstandet von der optischen Achse angeordnet sind.
Die zu projizierende Maske wird bei diesen nichtkonventionellen
Beleuchtungssettings somit ausschließlich schief beleuchtet.
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Bei
konventionellen Beleuchtungssettings und der annularen Beleuchtung
ist die Beleuchtungswinkelverteilung im Idealfall rotationssymmetrisch. Bei
der Quadrupolbeleuchtung ist die Beleuchtungswinkelverteilung zwar
idealerweise nicht rotationssymmetrisch, jedoch werden die Pole
in der Pupillenebene im Idealfall so ausgeleuchtet, dass die Beleuchtungswinkelverteilung
eine vierzählige Symmetrie hat. Somit trifft, vereinfacht
gesagt, auf einen Feldpunkt in der Maskenebene aus allen vier Richtungen
gleich viel Licht auf.
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Diese
Symmetrieeigenschaften der jeweiligen Beleuchtungswinkelverteilung
sind für eine maßhaltige Abbildung der auf der
Maske enthaltenen Strukturen von großer Bedeutung. Bei
Abweichungen von diesen Symmetrieeigenschaften kann es beispielsweise
dazu kommen, dass gleich breite, aber unterschiedlich (z. B. vertikal
oder horizontal) auf der Maske orientierte Strukturen mit unterschiedlicher
Breite auf den Photolack abgebildet werden. Dies kann die einwandfreie
Funktion der mikrolithographisch hergestellten Bauelemente beeinträchtigen.
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Um
Abweichungen von den oben erwähnten idealen Symmetrieeigenschaften
der Beleuchtungswinkelverteilungen quantitativ besser erfassen zu können,
wird häufig der Begriff der Pupillenelliptizität verwendet.
Die Pupillenelliptizität entspricht, vereinfacht gesprochen,
dem Verhältnis der Lichtmengen, die aus orthogonalen Richtungen
während einer Belichtung auf einen Feldpunkt auf der Maske
fallen. Je stärker die Pupillenelliptizität von
1 abweicht, desto unsymmetrischer ist die Beleuchtungswinkelverteilung.
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Gerade
bei kleinen Aperturen bzw. Settings kommt es zu einer feldabhängigen
Pupillenelliptizität, die beispielsweise durch das optische
Element (OE) verursacht werden können.
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Zur
Korrektur der Pupillenelliptizität wird in der
DE 101 38 847 ein Filter
vorgeschlagen, mit dem die Intensität in einer Pupillenebene
vor dem Stabeintritt verändert wird. Dadurch wird aber
die Intensität des Projektionslichts abgeschwächt.
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In
der
DE 10 2008
041 288 A1 wird ein Graufilter vor dem Stabeintritt eingesetzt,
um unter Anderem eine Pupillenelliptizität zu korrigieren.
Auch hier wird die Intensität des Projektionslichts verringert.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Gleichmäßigkeit
der Beleuchtungswinkelverteilung auf der Maske bei einem Stabbelichtungssystem
durch den Einsatz kostengünstiger Elemente weiter zu verbessern,
ohne gleichzeitig die anderen optischen Eigenschaften des Beleuchtungssystems negativ
zu beeinflussen.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch ein Beleuchtungssystem der eingangs genannten
Art gelöst, bei dem in der Ebene unmittelbar der vor der Lichtquelle
optisch zugewandten Eintrittsfläche des Stabintegrators
ein optisches Element angeordnet ist das eine Brechkraft aufweist.
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Dieser
Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde,
dass eine Pupillenelliptizität durch einen Telezentriefehler
am Stabeingang verursacht wird, der mit dem optischen Element ganz
oder teilweise korrigiert werden kann.
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Es
ist daher ein besonderer Vorteil der Erfindung, dass mit einem vergleichsweise
einfachen und damit kostengünstigen optischen Element die
Pupillenelliptizität bei einem Stabbelichtungssystem zu korrigieren. Überaschenderweise
hat sich auch gezeigt, dass auch Abweichungen der Beleuchtungsintensität
von der Gleichverteilung in der Maskenebene dadurch verringert werden.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist das optische Element so geformt,
dass eine Abweichung von der Telezentrie der Lichtbündel
am Stabeintritt einfallenden Lichtbündel teilweise oder
ganz korrigiert wird.
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Vorteilhaft
ist es, das optische Element so zu formen, dass eine lokale Abweichung
von der Telezentrie der am Stabeintritt einfallenden Lichtbündel teilweise
oder ganz korrigiert wird. Damit lassen sich lokale Störungen
in einfacher Weise ausgleichen.
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In
einer weiteren Ausführung wird das optische Element so
geformt, dass ein Fehler der feldabhängigen Pupillenelliptizität
teilweise oder ganz korrigiert wird.
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Besonders
vorteilhaft bei Stabsystemen mit hohem Aspektverhältnis
ist es, das optische Element als eine Zylinderlinse auszuformen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das optische Element
eine sphärische oder asphärische gekrümmte
Oberfläche. Damit lassen sich lineare bzw. nichtlineare
Abweichungen von der Telezentrie der Strahlenbündel am
Stabeingang in einfacher Weise korrigieren.
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Vorteilhafterweise
wird das optische Element in eine, die gesamte Stabeintrittsfläche überdeckende,
Streuscheibe integriert. Damit lässt sich in einfacher
Weise eine meist im Beleuchtungssystem vorhandene Streuscheibe nutzen.
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Weist
das optische Element in einer weiteren Ausführungsform
eine kontinuierlich veränderbare der Brechkraft auf, kann
ohne Austausch des Elements eine einfache Anpassung an Veränderungen der
Telezentrieabweichung erreicht werden.
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Vorteilhafterweise
ist das optische Element als Zoom-System zur Veränderung
der Brechkraft ausgestaltet.
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In
weiteren Ausführungsformen ist das optische Element drehbar
um die optische Achse gelagert oder ist auswechselbar gestaltet.
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Außerdem
kann das optische Element drehbar um eine Achse senkrecht zur optischen
Achse oder verschiebbar entlang einer Achse senkrecht zur optischen
Achse ausgestaltet sein.
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Mit
diesen Ausgestaltungen ist eine noch größere Flexibilität
in der Korrektur des Telezentriefehlers möglich.
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Offenbart
ist darüber hinaus eine Mikrolithografische Projektionsanlage
mit einem oben beschriebenen Beleuchtungssystem.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren beschrieben
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Darin
zeigen:
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1 eine
vereinfachte Darstellung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
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2 eine
schematische Darstellung von auf die Stabeintrittsfläche
auftreffenden Lichtbündeln
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3 in
perspektivischer Ansicht ein Beispiel eines erfindungsgemäßen
optischen Elements vor dem Stabeintritt
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4a–4d verschiedene
Ausführungen erfindungsgemäßer optischer
Elemente vor dem Stabeintritt mit plankonkaven und plankonvexen
Linsen
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5 eine
weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
optischen Elements
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1 zeigt
eine Projektionsbelichtungsanlage entlang einer gestrichelt gezeigten
optischen Achse OA. Als Lichtquelle dient im Beispiel ein Laser 1.
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Der
Laser
1 ist ein in der Mikrolithographie im tiefen Ultraviolett
(DUV) gebräuchlicher KrF-Excimer-Laser mit 248 nm Wellenlänge,
wie z. B. in
EP 0 312 341 angegeben.
Es kennen auch Laser mit anderen Wellenlängen, etwa mit
193 nm oder 157 nm verwendet werden.
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Ein
Strahlaufweiter
14, z. B. eine Spiegelanordnung nach
DE-A 41 24 311 ,
dient zur Kohärenzreduktion und Vergrößerung
des Strahlquerschnitts.
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Ein
erstes optisches Rasterelement 9 ist vorgesehen und bildet
die Objektebene eines Zoom-Objektivs 2, in dessen Austrittspupille
das zweite optische Rasterelement 8, beispielsweise ein
refraktives optisches Element (ROE), ein Mikrolinsenarray, vorgesehen
ist.
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Eine
Einkoppeloptik 4 überträgt das Licht
auf die Eintrittsfläche 5e eines Glasstabs 5,
der durch mehrfache innere Reflexion das Licht mischt und homogenisiert.
Unmittelbar an der Austrittsfläche 5a ist eine
Zwischenfeldebene, in der ein Retikel-Masking-System (REMA) 55,
eine verstellbare Feldblende, angeordnet ist. Das nachfolgende Objektiv 6,
mit Linsengruppen 61, 63, 65, Umlenkspiegel 64 und
Pupillenebene 62 bildet diese Zwischenfeldebene auf die
Maske 7 ab.
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Dieses
Beleuchtungssystem bildet zusammen mit einem Projektionsobjektiv
und einem verstellbaren Wafer-Halter eine Projektionsbelichtungsanlage
für die Mikrolithographie von elektronischen Bauteilen,
aber auch von optischen diffraktiven Elementen und anderen mikrostrukturierten
Teilen.
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Bei
einem Wafer-Stepper wird auf der Maske 7 die gesamte einem
Chip entsprechende strukturierte Fläche, im Allgemeinen
ein Rechteck mit einem beliebigen Aspektverhältnis von
z. B. 1:1 bis 1:2, insbesondere 1:1,3, so gleichmäßig
wie möglich und so randscharf wie möglich beleuchtet.
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Bei
einem Wafer-Scanner wird auf der Maske 7 ein schmaler Streifen,
ein Rechteck mit einem Aspektverhältnis von 1:2 bis 1:8,
beleuchtet und durch Scannen das gesamte strukturierte Feld eines Chips
seriell beleuchtet. Auch hier ist die Beleuchtung extrem gleichmäßig
und randscharf (nur in Richtung senkrecht zur Scanrichtung) zu gestalten.
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In
Ausnahmefällen sind auch andere Formen der beleuchteten
Fläche auf der Maske 7 möglich. Die Öffnung
des Reticle-Masking-Systems 55 und der Querschnitt des
Glasstabs 5 sind der benötigten Form genau angepasst.
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Die
Ausführung der dem Glasstab 5 vorgelagerten Teile
insbesondere der optischen Rasterelemente 8 und 9,
ist so gewählt, dass die Eintrittsöffnung 5e möglichst
optimiert ausgeleuchtet wird.
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Dazu
dienen folgende Maßnahmen: Der vom Strahlaufweiter 14 kommende
parallele Lichtstrahl mit rechteckigem Querschnitt und einer Divergenz von
beispielsweise 1 mrad wird durch das erste diffraktive Rasterelement 9 soweit
in der Divergenz, und seiner Form verändert, dass sich
eine beliebige vorbestimmte Lichtverteilung ergibt, so dass auf
diese Weise die gewünschte Pupillenlichtverteilung am Ort des
zweiten Rasterelements 8 erzeugt wird. Dieses Rasterelement 8 erzeugt
mit Hilfe der nachfolgenden Einkoppeloptik 4 eine vorgebbare
Beleuchtung einer Fläche am Stabeintritt, wobei die beleuchtete
Fläche vorzugsweise kleiner als die Stabeintrittsfläche 5e ist.
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Da
derartige Projektionsbelichtungssysteme mit Stabintegratoren aus
dem eingangs genannten Stand der Technik grundsätzlich
bekannt sind, wird für weitere Einzelheiten auf diese Schriften
verwiesen, deren Inhalt hiermit zum Gegenstand dieser Anmeldung
gemacht wird.
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Bei
dem hier beschriebenen System bezeichnen die drei zueinander senkrecht
stehenden Achsen x, y und z die Koordinaten des optischen Systems,
wobei die z-Achse in Richtung der optischen Achse OA gerichtet ist,
während x die Breite und y die Höhe bezeichnen,
so dass bei einem Scan-Belichtungsverfahren die y-Achse der Scan-Richtung
entspricht, während die x-Achse die hierzu senkrechte Achse
bildet.
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Die
Elliptizität einer Pupillenausleuchtung ist eine skalare
Größe und wird bestimmt, indem man das Verhältnis
der Gesamtintensitäten der um die x-Achse angeordneten
Quadranten und der Gesamtintensität der um die y-Achse
angeordneten Quadranten bildet. Die Quadranten werden dabei von zwei
Geraden begrenzt, welche sich in der Mitte der Pupillenausleuchtung
schneiden, senkrecht zueinander stehen und zur horizontalen Richtung
jeweils einen Winkel von 45° einschließen.
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Damit
beschreibt die Pupillenelliptizität das Verhältnis
der Lichtmengen, die aus orthogonalen Richtungen während
einer Belichtung auf einen Feldpunkt auf der Maske fallen. Je stärker
die Pupillenelliptizität von dem Wert 1 abweicht, desto
unsymmetrischer ist die Beleuchtungswinkelverteilung.
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Ein
weiteres Maß für die Qualität der Beleuchtung
der Maske ist die Abweichung der Beleuchtungsintensität
von der Gleichverteilung in der Maskenebene, auch Uniformity genannt.
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Eine
weitere Eigenschaft der auf ein optisches Element auftreffenden
Lichtbündel ist die Telezentrie. Von einer telezentrischen
Beleuchtung spricht man, wenn die energiemäßigen
Mittelstrahlen der Lichtbündel, die in der Regel als Schwerstrahlen bezeichnet
werden, parallel zur optischen Achse auf das optische Element treffen.
Bei nicht-telezentrischer Beleuchtung treffen die gesamten Lichtbündel gewissermaßen
schief auf. Die Telezentrie der Lichtbündel kann dabei über
die Eintrittsfläche des optischen Elements variieren. Mit
anderen Worten bedeutet das, dass an jedem Auftreffpunkt des optischen
Elements die Schwerstrahlen Lichtbündel einen anderen Winkel
bezüglich der optischen Achse haben können.
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Sofern
die Belichtung der Maske im Scan-Verfahren stattfindet, also sich
der Lichtstreifen nach dem Stabintegrator in y-Richtung über
das zu belichtende Objekt bewegt, findet in eben dieser y-Richtung
durch den Scan-Vorgang selbst eine weitere Integration statt, die
entsprechende Fehler, hervorgerufen durch eine möglicherweise
ebenfalls inhomogene Intensitätsverteilung in y-Richtung,
zumindest teilweise ausgleicht.
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Eine
solche Integrationswirkung tritt jedoch bei Intensitätsschwankungen
an den Rändern in x-Richtung, also senkrecht zur Scan-Richtung,
gerade nicht auf.
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Bei
den beschriebenen Systemen zeigt sich gerade bei kleinen Aperturen
bzw. Settings eine feldabhängige Pupillenelliptizität.
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Die
Erfinder haben überraschenderweise festgestellt, dass diese
feldabhängige Pupillenelliptizität durch einen
Telezentriefehler am Stabeintritt 5e verursacht wird. Liegt
am Stabeintritt ein nicht telezentrischer Eingang vor, so kommt
es zu einem Symmetriebruch und insbesondere bei kleinen Aperturen bzw.
Settings zu einer feldabhängigen Pupillenelliptizität.
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Ein
einfaches Bild erhält man, wenn man die lokale Verkippung
der Lichtbündel am Stabeintritt 5e betrachtet.
Diese Verkippung beeinflusst die zum einem Feldpunkt am Stabaustritt 5a gehörenden
Strahlen, welche unter einer maximalen Apertur am Stabeintritt 5e eingekoppelt
werden.
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In 2 ist
dies beispielhaft dargestellt. Verschiedene Lichtbündel 15a–15e treffen
auf die Stabeintrittsfläche 5e.
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Die
Lichtbündel weisen eine lokale Verkippung β(x)
bezüglich der optischen Achse auf. Das heißt,
die Einfallswinkel der Lichtbündel entlang der x-Achse
sind nicht Null, was einem ideal telezentrischen Lichteinfall entsprechen
würde, sondern weisen einen Verlauf ungleich Null entlang
der x-Achse auf. Im gezeigten Fall ist dieser Verlauf linear, die Winkel β(x) ändern
sich linear von negativen zu positiven Werten. Der Nullpunkt der
x-Achse liegt in der Stabmitte, der Stabrand ist dann bei hmax. Der maximale Kippwinkel bei hmax ist βmax.
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Wegen
der lokalen Verkippung der Lichtbündel gibt es Punkte am
Stabeintritt 5e, an denen Lichtstrahlen verschieden eingekoppelt
werden. Das führt zu lokalen Lichtverlusten bzw. -gewinnen
in der Pupille am Stabaustritt 5a. Im realen 2D-Raum der
Pupillenkoordinaten führt dies dann eine feldabhängige Elliptizität
ein. Die Änderung der Apertur ist sehr viel größer
als Verkippung der Lichtbündel, weshalb die betroffenen
Bereiche in der Pupille eher klein sind. Aus diesem Grund dominiert
dieser Effekt nur bei kleinen Settings, bei größeren
Settings hingegen kann dieser Anteil vernachlässigt werden.
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Verschieden
Ursachen kommen dafür in Frage. Beispielsweise führt
die Auslegung der Kanäle des zweiten optischen Rasterelements 8 (ROE)
eine Verkippung der Schwerstrahlen und damit einen Telezentriefehler
in der Stabeintrittsebene ein. Ein übliches ROE enthält
sphärische bzw. elliptische Zylinderlinsen. Die Seite mit
der stärkeren Brechkraft der Zylinderlinsen ist dabei dem
Zoom-Objektiv 2 zugewandt. Die Lage der bildseitigen Brennlinien
der Zylinderlinsen ist nun allerdings nicht exakt in der vorderen
Brennebene der Einkoppelgruppe 4. Dies hat einen kleinen
Defokus zur Folge, der sich als zusätzlicher Beitrag zum
einem Telezentriefehler am Stabeintritt 5e zeigt.
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Um
einen derartigen gleichmäßige Telezentriefehler
auszugleichen, kann zum einen das ROE entsprechend angepasst werden.
Dies ist jedoch optisch aufwändig und wenig flexibel beim
Einsatz in verschiedenen Projektionsbelichtungsanlagen.
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Eine
wesentlich kostengünstigere Lösung bietet das
erfindungsgemäße optische Element 50 im hier
beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Unmittelbar vor
der Stabeintrittsfläche 5e ist das erfindungsgemäße
optische Element 50 angeordnet.
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Damit
ist es auch möglich, bereits installierte ältere
Beleuchtungseinrichtungen für Projektionsbelichtungsanlagen
mit einem derartigen optischen Element 50 nachträglich
auszurüsten und so mit geringem Kostenaufwand die Abbildungsqualität
zu verbessern.
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Das
optische Element 50 dient dazu, den Telezentriefehler an
der Stabeintrittsfläche 5e zu korrigieren. Dazu
wird ausgenutzt, dass eine Brechkraft vor der Stabeintrittsfläche 5e den
Eintrittswinkel der Lichtbündel in Richtung der optischen
Achse verändern können. Dadurch wird der oben
beschriebene Telezentriefehler teilweise oder vollständig
korrigiert.
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Das
optische Element 50 kann sowohl als konkave als auch konvexe
Linse oder Zylinderlinse ausgeformt sein, die wiederum plankonvex,
plankonkav, bikonvex oder bikonkav ausgestaltet sein können.
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Die
Form der Oberfläche kann beispielsweise eine sphärische,
asphärische, parabolische oder hyperbolische Fläche
sein. Die Form der Fläche richtet sich nach dem zu korrigierenden
Telezentriefehler an der Stabeintrittsfläche 5e.
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Ist
beispielsweise der Eintrittswinkel der Lichtbündel an der
Stabeintrittsfläche 5e nur lokal gestört,
kann dieser mit einer an diese Störung angepasste asphärische
Linse korrigiert werden.
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Die
Brechkraft kann sowohl zur Stabeintrittsfläche 5e gerichtet
als auch davon abgewandt sein im Falle plankonkaver bzw. -konvexer
Linsen. Vorzugsweise ist die Brechkraft der Stabeintrittsfläche 5e zugewandt,
da so die größte Wirkung erzielt wird.
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Das
optische Element 50 kann dazu beispielsweise als plankonvexe
Zylinderlinse ausgebildet sein mit einer planen und einer konvex
gekrümmten Oberfläche. Dabei ist die konvexe Oberfläche
beispielsweise der Stabeintrittsfläche 5e zugewandt. Die
Krümmung der Oberfläche läuft dabei entlang
der langen Achse (x-Achse) des Stabes 5. In 3 ist dies,
wie weiter Unten erläutert, dargestellt.
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Im
Falle eines linearen Telezentriefehlers mit zum Stabeintritt
5e konvergierenden
Schwerstrahlen wie Oben anhand
2 beschrieben
kann eine konkave sphärische Oberfläche zur Korrektur
eingesetzt werden. Der Radius R der sphärischen Oberfläche berechnet
sich dabei wie folgt:
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Dabei
ist n der Brechungsindex der Zylinderlinse, hmax die
halbe Stabhöhe, und βmax der
maximale Winkel, um den der Schwerstrahl von der optischen Achse
abweicht.
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Da
das Aspektverhältnis des Stabquerschnitts relativ groß ist,
beispielsweise im Bereich von X/Y von 6, ist es auch alternativ
möglich, eine Linse mit sphärischer Oberfläche
als optisches Element 50 einzusetzen.
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Vorteilhaft
ist es zudem, das optische Element 50 so zu lagern, dass
es um die beiden Achsen X und Y senkrecht zur optischen Achse verkippbar ist.
Damit hat man eine zusätzlich Möglichkeit, die Feldverläufe
in der Pupillenebene bzw. in der Maskenebene zu beeinflussen.
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Ebenso
kann man das optische Element 50 drehbar um die optische
Achse OA lagern, um so noch bessere Korrekturmöglichkeiten
zu erhalten.
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Eine
weitere Korrekturmöglichkeit erhält man, wenn
das optische Element 50 entlang der x- und/oder der y-Achse
verschiebbar ist. Damit kann beispielsweise bei Lichtbündeln,
die eine gemeinsame zusätzliche Grundverkippung, ein zusätzlicher Winkel-Offset,
zusammen mit der Möglichkeit der Verkippung des optischen
Elements 50, auch hier noch eine Korrektur eines Telezentriefehlers
erreicht werden.
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Da
vor der Eintrittsfläche des Stabintegrators regelmäßig
eine Streuscheibe 51 angebracht wird, bietet es sich zudem
an, das optische Element 50 in die Streuscheibe 51 zu
integrieren und auf einem einzigen Glasträger anzubringen.
Auch hier ist die Brechkraft vorteilhafterweise nahe der Stabeintrittsfläche 5e angeordnet.
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In 3 in
perspektivischer Ansicht ein Beispiel einer Zylinderlinse 50 die
mit einer Streuscheibe 51 integriert ist dargestellt. Man
sieht hier, dass die Krümmung der Zylinderlinse 50 entlang
der x-Achse des Systems, also entlang der langen Stabseite, verläuft.
Hier ist die Brechkraft zur Stabeintrittsfläche 5e hin
gewandt.
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Verschiedene
Beispiele für Ausführungsformen mit konvex und
konkav geformten Linsenoberflächen in Kombination mit der
Streuscheibe 51 und den möglichen Anordnungen
der Brechkraft bezüglich der Stabeintrittsfläche 51 in
den 4a bis 4c exemplarisch
in der Draufsicht dargestellt. Selbstverständlich sind
alle anderen Kombinationen mit sphärischen und asphärischen
konkav oder konvex gekrümmten Oberflächen denkbar,
um damit eine optimale Anpassung an den zu korrigierenden Telezentriefehler
zu erreichen.
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In 5 ist
eine weitere Ausführungsform dargestellt mit einem Zoom-System
als optisches Element 50. Dies hat den besonderen Vorteil,
dass die Brechkraft des optischen Elements 50 variiert werden
kann ohne das optisches Element 50 austauschen zu müssen.
Das Zoom-System ist hier exemplarisch als Kombination einer plan-konkaven
Linse 51b mit einer plankonvexen Linse 51a gezeigt.
Die plan-konvexen Linse 51a ist mit einer Streuscheibe 51 integriert.
Jede andere Kombination, auch mit mehr als zwei Linsen und Formen,
ist möglich, die zu einer variablen Einstellung der Brechkraft
führt.
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Um
das Beleuchtungssystem an verschiedene Settings anpassen zu können
ist es von Vorteil, das optische Element 50 auswechselbar
zu gestalten.
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Dies
kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das optische Element 50 in
einem Wechselhalter zur Einzelaufnahme oder in einer Wechselhalterung
zur Aufnahme mehrerer verschiedener optischer Elemente 50 angeordnet
ist.
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Ebenso
ist es auch möglich, ein derartiges Element gezielt dazu
einzusetzen, einen beliebigen vorgebbaren Telezentrieverlauf am
Stabeintritt 5e einzustellen, um somit beispielsweise feldabhängige Pupillenelliptizitäten
auf Grund anderer Ursachen gegen zu kompensieren.
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Dabei
können die verschiedenen oben beschriebenen Varianten und
Ausführungsformen des optischen Elements 50 auch
kombiniert werden, um so eine noch flexiblere Korrekturmöglichkeit
zu erhalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10138847 [0010]
- - DE 102008041288 A1 [0011]
- - EP 0312341 [0036]
- - DE 4124311 A [0037]
