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Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit einer Buchse und ein Verfahren zur Entklebung der Buchse.
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Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithographie umfassen eine Lichtquelle, ein Beleuchtungssystem zur Formung der Strahlung der Lichtquelle, eine abzubildende Struktur, eine Projektionsoptik und ein Objekt. Die Lichtquelle, das Beleuchtungssystem und die Projektionsoptik umfassen dabei als Komponenten optische Elemente, wie beispielsweise Linsen und Spiegel sowie Strukturelemente. Linsen werden üblicherweise in Halterungen am Umfang gefasst, wobei die Halterungen zur Bildung eines Beleuchtungssystems beziehungsweise zu einer Projektionsoptik miteinander verbunden werden. Die Spiegel werden überwiegend unter Verwendung sogenannter Bipoden mit einer Basisstruktur verbunden, die wiederum mit anderen Basisstrukturen oder Halterungen zu einem Beleuchtungssystem oder einer Projektionsoptik zusammengefügt werden. Die Verbindung der überwiegend aus Metall bestehenden Bipoden mit den bevorzugt Glas, Keramik oder Glaskeramiken umfassenden Spiegeln wird häufig durch eine in den Spiegel und/oder in ein Strukturelement eingeklebte Buchse realisiert. Eine andere Anwendung von Buchsen sind beispielsweise Endstopps und Transportsicherungen, die eine Beschädigung der Spiegel durch Vibrationen und Kollisionen verhindern sollen.
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Die Buchsen müssen hochgenau in die Komponenten eingeklebt werden, wobei die Buchsen nach einer Ausrichtung zur der Komponente, beispielsweise einem Spiegel axial und/oder radial mit der Komponente verklebt werden. In dem Fall, dass ein Austausch der Buchse, beispielweise wegen einer Beschädigung, notwendig wird, muss diese wieder entklebt werden, damit die Komponenten, insbesondere die in der Herstellung komplexen und damit teuren Spiegel, wiederverwendet werden können. Die Buchse und mit ihr der Klebstoff werden dabei erhitzt und sobald die Festigkeit des Klebstoffs bei der sogenannten Glasübergangstemperatur TG ausreichend gering ist, wird die Buchse aus der Aussparung in der Komponente gezogen. Die bisher verwendeten radial und tangential steifen Buchsen können insbesondere bei einer radialen Klebung mit einer großen Klebefläche jedoch nur sehr schwer entklebt werden, ohne die Komponente dabei zu beschädigen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, welche die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik löst. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Entklebung von Buchsen anzugeben.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.
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Eine erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie, umfasst eine Komponente mit einer entklebbaren Buchse. Die Buchse umfasst einen Schlitz, wobei die Buchse zumindest temporär ein Füllsegment umfasst. Die Komponente ist beispielsweise ein Spiegel oder eine Struktur, die Glas, Keramik, Glaskeramik oder Verbundwerkstoffe umfassen kann. Die beispielsweise rohrförmige Buchse kann zur Aufnahme einer Anbindung, eines Aktuators oder eines Bolzen ausgebildet sein und kann dabei in einer Aussparung eines Spiegels oder einer Struktur radial, also mit ihrer äußeren Mantelfläche, eingeklebt sein. Der Schlitz trennt die rohrförmige Geometrie der Buchse zumindest teilweise auf, wodurch die Buchse in tangentialer Richtung leichter deformiert werden kann. Der Schlitz wird nach dem Einkleben der Buchse in die Aussparung der Komponente durch ein Füllsegment geschlossen, so dass sich am Innendurchmesser der Buchse eine nahezu durchgehende Fläche ausbildet. Je nach Anwendung der Buchse kann jeder Übergang schon zu eine Funktionseinschränkung führen, weshalb das Füllsegment zweckmäßigerweise passgenau eingesetzt wird. Dadurch kann ein Hängenbleiben oder Anschlagen eines in der Buchse geführten Bolzens vorteilhaft vermieden werden.
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Insbesondere kann die Buchse einen durchgehenden Schlitz umfassen, was die Steifigkeit der Buchse in tangentialer Richtung weiter reduziert, wodurch in der Folge den Entklebungsprozess vorteilhaft vereinfacht wird.
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In einer vorteilhaften Variante der Erfindung kann das Füllsegment eine der Geometrie des Schlitzes entsprechende Form aufweisen. Umfasst der Schlitz einen trapezförmigen oder rechteckigen Querschnitt, kann das Füllsegment entsprechend an diese Geometrie angepasst werden, wodurch wiederum eine nahezu durchgängige innere Fläche der Buchse ausgebildet werden kann.
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Weiterhin kann die Buchse ein Verbindungselement zur Verriegelung des Füllsegmentes umfassen. Abhängig von der Anwendung und dem Klebeprozess kann das Füllsegment vor oder nach dem Verkleben der Buchse in der Komponente eingesetzt werden. In jedem Fall muss sichergestellt sein, dass sich das Füllsegment nicht aus dem Schlitz lösen kann. Das Verbindungselement kann beispielsweise den Schlitz überspannen und jeweils auf jeder Seite des Schlitzes mit der Buchse verbunden sein. Bei eingeklebter Buchse mit durchgehendem Schlitz kann zunächst ein Verriegelungselement an einer ersten Stirnseite der Buchse montiert werden. Darauf folgend kann das Füllsegment in den Schlitz eingesetzt werden und abschließend ein zweites Verriegelungselement an der zweiten Stirnseite der Buchse montiert werden. Ist der Schlitz und damit das Füllsegment trapezförmig ausgebildet, kann das Füllsegment in keine Richtung aus der Buchse herausfallen. Der Abstand zwischen Füllsegment und Aussparung der Komponente, der durch die Dicke der Klebeschicht der Buchse vorgegeben ist, kann beispielsweise mit einer Feder oder einem leicht zu entfernenden Klebstoff gefüllt werden, um eine nahezu durchgängige, glatte Oberfläche zwischen Füllsegment und Buchse an deren Innenseite sicherzustellen.
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Daneben kann das Füllsegment mit der Buchse über das Verbindungselement verbunden sein, was im Fall einer rechteckigen Geometrie des Füllsegmentes von Vorteil ist. Die Verbindung kann insbesondere im Falle eines durchgehenden Schlitzes nur an einer Seite des Schlitzes oder an beiden Seiten des Schlitzes angeordnet sein. Die Verbindung des Füllsegmentes mit der Buchse hat den Vorteil, dass nur eine Seite der Komponente zur Montage der Buchse und des Füllsegmentes zugänglich sein muss, was auf Grund der in Projektionsbelichtungsanlagen häufig gegebenen Bauraumrestriktionen ein Vorteil sein kann.
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In einer weiteren Variante der Erfindung kann die Buchse eine Schnittstelle für ein Spannwerkzeug umfassen. Zur Lösung der Buchse von der Innenfläche der Aussparung ist eine Zugspannung auf den Klebstoff zweckmäßig. Dies kann beispielsweise durch das Zusammendrücken der beiden Enden der Buchse bewirkt werden.
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Insbesondere kann die Schnittstelle mindestens ein Loch oder mindestens einen Schlitz in der Buchse umfassen. Das Spannwerkzeug umfasst eine der Schnittstelle korrespondierende Geometrie und kann so leicht und sicher mit der Schnittstelle zusammenwirken, beispielsweise in diese eingreifen.
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Daneben kann die Buchse mindestens ein Gelenk umfassen, welches insbesondere als monolithisches Element ausgebildet sein kann. Das Gelenk kann durch eine starke Verjüngung der Wandstärke der Buchse an einer Stelle ausgebildet sein.
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Insbesondere kann das Gelenk auf der dem Schlitz gegenüberliegenden Seite der Buchse angeordnet sein, wodurch die Zugkräfte symmetrisch auf die Außenwandung der Buchse wirken, wenn die beiden Enden der Buchse durch das Spannwerkzeug zusammengedrückt werden. Es können auch mehrere Gelenke über den Umfang der Buchse angeordnet sein, was eine weitere Reduzierung der tangentialen Steifigkeit zur Folge hat. Die Buchse kann dann von Gelenk zu Gelenk von der Innenseite der Aussparung abgeschält werden.
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Weiterhin kann die Buchse mindestens eine Aufnahme für ein Heizelement umfassen. Das Heizelement kann eine Erwärmung der Buchse und in Folge dessen eine Erwärmung des Klebstoffs bewirken, so dass der Klebstoff bis auf seine Glasübergangstemperatur TG erwärmt werden kann. Bei dieser erreicht die Festigkeit des Klebstoffs einen Wert, der es erlaubt, durch Aufbringen der Zugspannung über das Spannwerkzeug die Buchse aus der Aussparung zu lösen.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Entklebung einer radialen Verklebung einer Buchse umfasst die folgenden Schritte:
- a) Öffnen der Buchse, so dass ein (durchgehender) Schlitz entsteht,
- b) Aufbringen einer Kraft senkrecht zum Schlitz, so dass an der äußeren Mantelfläche der Buchse eine Zugspannung entsteht,
- c) Erhitzen des Klebstoffs,
- d) Entfernen der Buchse aus der Aussparung
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Weiterhin kann die Buchse durch das Entnehmen eines Füllsegmentes geöffnet werden.
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Daneben kann die Kraft zur Erzeugung einer Zugspannung durch eine Spannzange erzeugt werden, die durch eine Schnittstelle in der Buchse mit dieser verbunden wird.
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Die Erwärmung des Klebstoffs kann durch in Aufnahmen in der Buchse angeordnete Heizpatronen realisiert werden. Die Aufnahmen können im einfachsten Fall als Löcher in der Buchse ausgebildet sein, wobei zweckmäßigerweise eine gute Wärmeleitung zwischen Heizpatrone und Buchse gewährleistet sein sollte.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
- 1 den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die Erfindung verwirklicht sein kann,
- 2 eine schematische Darstellung der Erfindung,
- 3 eine schematische Detaildarstellung einer Ausführungsform der Erfindung,
- 4 eine schematische Detaildarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
- 5 eine schematische Darstellung eines Details einer Ausführungsform der Erfindung,
- 6 eine schematische Darstellung eines Details eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, und
- 7 ein Flussdiagramm zu einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren.
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1 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie, in welcher die Erfindung Anwendung finden kann. Ein Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage 1 weist neben einer Lichtquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6 auf. Eine durch die Lichtquelle 3 erzeugte EUV-Strahlung 14 als optische Nutzstrahlung wird mittels eines in der Lichtquelle 3 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass sie im Bereich einer Zwischenfokusebene 15 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 2 trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel 2 wird die EUV-Strahlung 14 von einem Pupillenfacettenspiegel 16 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupillenfacettenspiegels 16 und einer optischen Baugruppe 17 mit Spiegeln 18, 19 und 20 werden Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 2 in das Objektfeld 5 abgebildet.
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Beleuchtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7, das von einem schematisch dargestellten Retikelhalter 8 gehalten wird. Eine lediglich schematisch dargestellte Projektionsoptik 9 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 10 in eine Bildebene 11. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 10 in der Bildebene 11 angeordneten Wafers 12, der von einem ebenfalls ausschnittsweise dargestellten Waferhalter 13 gehalten wird. Die Lichtquelle 3 kann Nutzstrahlung insbesondere in einem Wellenlängenbereich zwischen 5 nm und 120 nm emittieren.
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Die Erfindung kann ebenso in einer DUV-Anlage verwendet werden, die nicht dargestellt ist. Eine DUV-Anlage ist prinzipiell wie die oben beschriebene EUV-Anlage 1 aufgebaut, wobei in einer DUV-Anlage Spiegel und Linsen als optische Elemente verwendet werden können und die Lichtquelle einer DUV-Anlage eine Nutzstrahlung in einem Wellenlängenbereich von 100 nm bis 300 nm emittiert.
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2 zeigt eine schematische Darstellung der Erfindung mit einer Komponente 30, die eine Buchse 31 mit einem Schlitz 32 umfasst. Die Buchse 31 ist in die Komponente 30 radial eingeklebt, so dass der Zwischenraum zwischen der Komponente 30 und der Buchse 31 mit Klebstoff 34 ausgefüllt ist. Der Schlitz 32 kann über die gesamte Länge oder auch nur über einen Teil der Länge der Buchse 31 verlaufen. In dem Schlitz 32 ist ein Füllsegment 33 angeordnet, welches eine der Geometrie des Schlitzes 32 entsprechende Geometrie aufweist. Das Füllsegment 33 und die Buchse 31 schließen sowohl auf der Innenseite der Buchse 31 als auch an der Außenseite der Buchse 31 eben ab, wodurch insbesondere an der Innenseite der Buchse 31 eine nahezu durchgängige Fläche entsteht. In der Buchse 31 wird ein Bolzen 50 geführt, der beispielsweise Teil eines Endanschlages sein kann, der die Komponente 50, die beispielsweise als Spiegel einer Projektionsbelichtungsanlage 1 (nicht dargestellt) ausgebildet ist, vor Schäden beim Transport oder bei einem Erdbeben schützen soll.
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3 zeigt in einer schematischen Detaildarstellung die Buchse 31, die in der Komponente 30 eingeklebt ist. Der Klebstoff 34 füllt den Zwischenraum zwischen Komponente 30 und Buchse 31 bis auf den Abschnitt, an dem das Füllsegment 33 angeordnet ist, vollständig aus. Alternativ kann die Klebung auch in Form von Streifen entlang der Längsachse der Buchse 31 ausgeführt werden. Daneben kann die Klebung auch über an der Außenfläche der Buchse 31 angeordnete Klebetaschen ausgeführt werden. Das Füllsegment 33 wird nach dem Einkleben der Buchse 31 eingesetzt und mit einem Verbindungselement 36 fixiert. Weiterhin sind drei Aufnahmen 39 für eine nicht dargestellte Heizpatrone mit einem Versatz von 120° an der Stirnseite der Buchse verteilt angeordnet, wobei eine Aufnahme 39 gegenüber dem Schlitz 32 angeordnet ist. Diese bildet zusammen mit einem Entkopplungsschnitt 41 ein monolithisches Gelenk 40. Dieses erstreckt sich zweckmäßigerweise über die gesamte Länge der Buchse 31, mindestens aber über die Länge des Schlitzes 32. Dem Füllsegment 33 benachbart sind zwei als Löcher ausgeführte Schnittstellen 38 für ein nicht dargestelltes Spannwerkzeug ausgebildet. Das Spannwerkzeug kann nach Entfernen des Füllsegmentes 33 eine Zugspannung auf den Klebstoff 34 aufbringen.
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4 zeigt in einer Variante der Erfindung eine weitere schematische Detaildarstellung der Buchse 31, die in die Komponente 30 eingeklebt ist. Die Buchse 31 umfasst zusätzlich zu den bei 3 beschriebenen Merkmalen eine Vielzahl von Gelenken 40'. Diese sind wie das in 3 beschriebene Gelenk 40 ebenfalls monolithisch ausgebildet, wobei das Loch 42 zur Definition des Gelenks 40' kleiner ausgebildet ist als die Aufnahme 39 für die nicht dargestellte Heizpatrone. Die Vielzahl an Gelenken 40' führt zu einer weiteren Reduzierung der tangentialen Steifigkeit der Buchse 31 und ermöglicht ein vorteilhaftes Abschälen der Buchse 31 von der Innenseite der Aussparung der Komponente 30.
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5 zeigt in einer schematischen Detaildarstellung den Ausschnitt der Buchse 31 mit dem Schlitz 32 und dem Füllsegment 33. Zur Vermeidung eines Herausfallens des Füllsegmentes 33 wird dieses durch ein Verbindungselement 36 in dem Schlitz 32 gesichert. Das Verbindungselement 36 ist jeweils auf einer Seite des Füllsegmentes 33 mit der Buchse 31 verbunden und überdeckt das Füllsegment 33. Im Fall eines durchgehenden Schlitzes 32 ist jeweils ein Verbindungselement 36 auf beiden Stirnseiten der Buchse 31 angeordnet. Erstreckt sich der Schlitz 32 nur über einen Teil der Länge der Buchse 31, so ist ein Verbindungselement 36 auf der offenen Seite des Schlitzes 32 ausreichend. Weiterhin sind unmittelbar neben dem Schlitz 32 in der äußeren Fläche der Buchse 31 Klebstoffreservoirs 35 angeordnet, die über die Länge des Schlitzes 32 ausgebildet sind. Die Klebstoffreservoirs 35 nehmen beim Verkleben der Buchse 31 Klebstoff 34 auf und verhindern so, dass Klebstoff 34 auf die Seitenflächen des Schlitzes 32 gelangt. Dadurch wird die Passform des Füllsegmentes 33 nicht durch Klebstoff 34 auf den Seitenflächen des Schlitzes 32 beeinträchtigt. Der Klebstoff 34 reicht im Bereich des Füllsegmentes 33 nicht bis an die äußere Fläche des Füllsegmentes 33 heran, da dieses erst nach dem Verkleben der Buchse 31 in der Komponente 30 eingesetzt wird. Durch den in den Klebstoffreservoirs 35 zur Verfügung stehenden Raum bildet der Klebstoff 34 in dem dem Füllsegment benachbarten Bereich auf Grund seiner Oberflächenspannung eine dünnere Schicht als im Klebstoffspalt aus.
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6 zeigt eine weitere schematische Detaildarstellung der Buchse 31, die den Ausschnitt der Buchse 31 mit dem Schlitz 32 und dem Füllsegment 33 darstellt. Im Unterschied zu dem in 5 gezeigten Verbindungselement 36 umfasst die Buchse 31 in dem in 6 gezeigten Beispiel zwei Verbindungselemente 36', die jeweils mit einer ersten Seite mit der Buchse 31 und mit einer zweiten Seite mit dem Füllsegment 33 verbunden sind. Dies hat den Vorteil, dass das Füllsegment 33 nur an einer Seite der Buchse 31 befestigt werden muss, wodurch auch Buchsen 31 an Stellen, die nur von einer Seite zugänglich sind, verwendet werden können. Alle weiteren Merkmale entsprechen den in 5 beschriebenen.
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7 zeigt ein mögliches Verfahren zur Entklebung der Buchse 31 aus einer Aussparung der Komponente 30.
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In einem ersten Verfahrensschritt 60 wird die Buchse 31 geöffnet, so dass ein (durchgehender) Schlitz 32 entsteht.
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In einem zweiten Verfahrensschritt 61 wird eine Kraft senkrecht zum Schlitz 32 aufgebracht, so dass an der äußeren Mantelfläche der Buchse 31 eine Zugspannung entsteht.
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In einem dritten Verfahrensschritt 62 wird der Klebstoff 34 erhitzt.
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In einem vierten Verfahrensschritt 63 wird die Buchse 31 aus der Aussparung entfernt.
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Das Öffnen der Buchse kann beispielsweise durch die Entfernung des Füllsegmentes, aber auch ein mechanisch abrasives Verfahren umfassen.
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Die Zugkraft kann beispielsweise durch eine Spannzange, die an einer Schnittstelle 38 der Buchse 31 mit dieser verbunden wird, insbesondere eingreift, eingebracht werden.
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Die Erwärmung des Klebstoffs 34 kann durch in der Buchse 31 ausgebildete Aufnahmen 39 angeordnete Heizpatronen erfolgen. Alternativ kann auch die Komponente 30 mit der noch eingeklebten Buchse erwärmt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Projektionsbelichtungsanlage
- 2
- Facettenspiegel
- 3
- Lichtquelle
- 4
- Beleuchtungsoptik
- 5
- Objektfeld
- 6
- Objektebene
- 7
- Retikel
- 8
- Retikelhalter
- 9
- Projektionsoptik
- 10
- Bildfeld
- 11
- Bildebene
- 12
- Wafer
- 13
- Waferhalter
- 14
- EUV-Strahlung
- 15
- Zwischenfeldfokusebene
- 16
- Pupillenfacettenspiegel
- 17
- Baugruppe
- 18
- Spiegel
- 19
- Spiegel
- 20
- Spiegel
- 30
- Komponente
- 31
- Buchse
- 32
- Schlitz
- 33
- Füllsegment
- 34
- Klebstoff
- 35
- Klebstoffreservoir
- 36, 36'
- Verbindungselement
- 38
- Schnittstelle für Spannwerkzeug
- 39
- Aufnahme für Heizpatrone
- 40, 40'
- Gelenk
- 41
- Entkopplungsschnitt Gelenk
- 42
- Loch
- 50
- Bolzen
- 60
- Verfahrensschritt 1
- 61
- Verfahrensschritt 2
- 62
- Verfahrensschritt 3
- 63
- Verfahrensschritt 4
