DE102021209734A1

DE102021209734A1 - Auskoppelvorrichtung, Verfahren zur Abzweigung einer äußeren Strahlung, Beleuchtungssysteme, Vorrichtung zur Bereitstellung und Weiterleitung einer Projektionsstrahlung für ein Beleuchtungssystem und Lithografiesystem

Info

Publication number: DE102021209734A1
Application number: DE102021209734.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Patra
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-09-03
Filing date: 2021-09-03
Publication date: 2022-09-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Auskoppelvorrichtung (1) zur Abzweigung einer äußeren Strahlung (2) von einer in die Auskoppelvorrichtung (1) eingeleiteten Startstrahlung (3), aufweisend wenigstens eine, eine in der Auskoppelvorrichtung (1) befindliche innere Strahlung (4) vollständig reflektierende, Spiegeleinrichtung (5), wobei die wenigstens eine Spiegeleinrichtung (5) eingerichtet ist, die innere Strahlung (4) abzubilden. Es ist vorgesehen, dass mehrere, die innere Strahlung (4) teilweise reflektierende und für die innere Strahlung (4) teilweise durchlässige Teildurchlasseinrichtungen (6) vorgesehen sind, aus welchen jeweils ein Teil (7) der äußeren Strahlung (2) austritt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Auskoppelvorrichtung zur Abzweigung einer äußeren Strahlung von einer in die Auskoppelvorrichtung eingeleiteten Startstrahlung, aufweisend wenigstens eine, eine in der Auskoppelvorrichtung befindliche innere Strahlung vollständig reflektierende, Spiegeleinrichtung, wobei die wenigstens eine Spiegeleinrichtung eingerichtet ist, die innere Strahlung abzubilden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Abzweigung einer äußeren Strahlung von einer in eine Auskoppelvorrichtung eingeleiteten Startstrahlung, wobei eine in der Auskoppelvorrichtung befindliche innere Strahlung mittels einer die innere Strahlung vollständig reflektierenden Spiegeleinrichtung abgebildet wird.
Die Erfindung betrifft auch Beleuchtungssysteme zur Beleuchtung eines Retikels mit einer Projektionsstrahlung.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Bereitstellung und Weiterleitung einer Projektionsstrahlung für ein Beleuchtungssystem, aufweisend eine Transportstrahlungsquelle zur Ausbildung einer Transportstrahlung und eine Strahlungstransporteinrichtung zum Transport der Transportstrahlung, wobei die Transportstrahlung einen Transporteingangsquerschnitt, eine Transporteingangsdivergenz und eine Transporteingangsrichtung an einem Eingang der Strahlungstransporteinrichtung sowie einen Transportausgangsquerschnitt und eine Transportausgangsdivergenz an einem Ausgang der Strahlungstransporteinrichtung aufweist, wobei die Strahlungstransporteinrichtung wenigstens zwei Umlenkspiegel zur Ausbildung einer Transportausgangsrichtung der Transportstrahlung aufweist, welche verglichen mit der Transporteingangsrichtung in einer zu der Transporteingangsrichtung parallelen und beabstandeten Transportebene angeordnet ist.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie, mit einer Strahlungsquelle, einem Beleuchtungssystem, einem Retikel und einer Projektionsoptik, wobei das Beleuchtungssystem und/oder die Projektionsoptik wenigstens ein optisches Element aufweist.
Einrichtungen zur Aufteilung von Strahlung sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Vorrichtungen können beispielsweise dazu dienen, sich in einem einzelnen Strahl ausbreitende Strahlung auf mehrere Strahlen aufzuteilen. Ferner können derartige Vorrichtungen dazu vorgesehen sein, eine Intensität der Strahlung zu verringern, indem von der Strahlung ein gewisser Anteil abgezweigt oder ausgekoppelt wird.
Hierzu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Einrichtungen zu verwenden, welche lediglich einen Teil der auf die Einrichtung eintreffenden Strahlung durch die Einrichtung hindurch transmittieren. Beispiele für derartige Einrichtungen sind Neutralfilter, welche eine Strahlung um einen spezifischen Faktor abzuschwächen vermögen, indem der nicht transmittierte Anteil der Strahlung absorbiert wird. Weitere derartige Einrichtungen sind Strahlteiler bzw. Strahlteilerschichten, bei dem der nicht transmittierte Anteil der Strahlung reflektiert wird.
Aus dem Stand der Technik sind ferner Vorrichtungen zur Pulsverbreiterung bzw. sogenannte Pulsstretcher bekannt.
Mittels Pulsstretchern können sehr kurze und damit hochintensive Strahlungspulse verbreitert bzw. zeitlich gestreckt werden. Derartige Kurzpulse können beispielsweise durch eine Kurzpulsstrahlungsquelle ausgebildet sein. Ein Excimer-Laser kann eine derartige Kurzpulsstrahlungsquelle bilden. Durch die Pulsverbreiterung wird die maximale Intensität des Strahlungspulses reduziert und gewissermaßen über einen längeren Zeitraum gestreckt. Die Halbwertsbreitendauer des Strahlungspulses wird hierdurch verbreitert.
Eine derartige Reduktion der maximalen Intensität des Strahlungspulses kann beispielsweise erwünscht sein, um mit dem Strahlungspuls interagierende optische Elemente vor einer Überbeanspruchung, verursacht durch die durch den Strahlungspuls in das optische Element eingebrachte Lichtleistung, zu verhindern.
Aus dem Stand der Technik bekannte Pulsstretcher basieren auf einem optischen Resonator, in welchen ein Strahlungspuls eingeleitet wird, wobei bei jedem Umlauf ein Teil des Strahlungspulses aus dem optischen Resonator ausgekoppelt wird.
Aus der US 2003/0227686 A1 sind ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbreiterung eines Pulses, Formung eines verbreiterten Pulses und Modellierung eines verbreiterten und/oder geformten Pulses bekannt. Ein Etalon umfasst hierbei einen Eingang, eine teilweise reflektive Oberfläche und eine vollständig reflektive Oberfläche. Ein Basispuls wird in das Etalon eingeführt und eine Vielzahl von Anteilen des Basispulses, welche von dem Etalon ausgehen, werden gesammelt.
Aus dem Stand der Technik sind Beleuchtungssysteme, insbesondere zur Verwendung in Lithografiesystemen, bekannt, welche einem Retikel eine Projektionsstrahlung zuführen. Die Projektionsstrahlung weist am Eingang des Beleuchtungssystems ein Eingangsstrahlungsfeld auf. Aus dem Stand der Technik bekannte Beleuchtungssysteme sind zur Aufnahme eines quadratischen Eingangsstrahlungsfelds eingerichtet.
Nachteilig im Stand der Technik ist daher, dass lediglich quadratische Eingangsstrahlungsfelder aufgenommen werden können.
Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Pulsstretchern ist, dass bei einem mehrfachen Umlauf des Strahlungspulses in dem optischen Resonator der Strahlungspuls durch das Abzweigen oder Auskoppeln eines gewissen Anteils, beispielsweise 50 %, mit jedem Umlauf abgeschwächt wird. Da bei jedem Umlauf der gleiche Anteil, beispielsweise 50 %, ausgekoppelt wird, werden auch die ausgekoppelten Pulse im Zeitverlauf zunehmend schwächer. Insbesondere ergibt sich ein exponentielles Abklingen der Pulsintensität im Zeitverlauf. Damit erzeugen die aus dem Stand der Technik bekannten Pulsstretcher keine symmetrisch verbreiterten Pulse, sondern im zeitlichen Verlauf rechtsschief verbreiterte Pulse.
Ferner nachteilig am Stand der Technik ist, dass bei jedem Umlauf im Pulsstretcher ein bestimmter Anteil der Strahlung verloren geht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auskoppelvorrichtung zur Abzweigung einer äußeren Strahlung von einer Startstrahlung zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere die Abzweigung variabler Anteile von der Startstrahlung ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Auskoppelvorrichtung mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Abzweigung einer äußeren Strahlung von einer Startstrahlung zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere die Abzweigung variabler Anteile von der Startstrahlung ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den in Anspruch 14 genannten Merkmalen gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines Retikels mit einer Projektionsstrahlung zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine Verwendung eines stark elongierten Eingangsstrahlungsfeldes ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Beleuchtungssystem mit den in Anspruch 18 enthaltenen Merkmalen gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bereitstellung und Weiterleitung einer Projektionsstrahlung zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine Bereitstellung und Weiterleitung eines elongierten Eingangsstrahlungsfelds für ein Beleuchtungssystem ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 50 enthaltenen Merkmalen gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Lithografiesystem zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine Verwendung zeitlich verbreiteter Strahlungspulse ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Lithografiesystem mit den in Anspruch 52 genannten Merkmalen gelöst.
Die erfindungsgemäße Auskoppelvorrichtung zur Abzweigung einer äußeren Strahlung von einer in die Auskoppelvorrichtung eingeleiteten Startstrahlung weist wenigstens eine, eine in der Auskoppelvorrichtung befindliche innere Strahlung vollständig reflektierende Spiegeleinrichtung auf, wobei die wenigstens eine Spiegeleinrichtung eingerichtet ist, die innere Strahlung abzubilden. Erfindungsgemäß sind mehrere, die innere Strahlung teilweise reflektierende und für die innere Strahlung teilweise durchlässige Teildurchlasseinrichtungen vorgesehen, aus welchen jeweils ein Teil der äußeren Strahlung austritt.
Die erfindungsgemäße Auskoppelvorrichtung kann mit anderen Worten auch wie folgt charakterisiert werden: Auskoppelvorrichtung zur Auskoppelung eines, vorzugsweise vorgebbaren, Strahlungsanteils einer in die Auskoppelvorrichtung eingeleiteten Startstrahlung, wobei die in die Auskoppelvorrichtung eingeleitete Startstrahlung in der Auskoppelvorrichtung als innere Strahlung geführt ist, aufweisend wenigstens eine Spiegeleinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die innere Strahlung vollständig zu reflektieren, wobei die wenigstens eine Spiegeleinrichtung eingerichtet ist, die innere Strahlung abzubilden, gekennzeichnet durch mehrere, die innere Strahlung teilweise reflektierende und für die innere Strahlung teilweise durchlässige Teildurchlasseinrichtungen, aus welchen jeweils ein, vorzugsweise vorgebbarer, Strahlungsanteil der in die Auskoppelvorrichtung eingeleiteten Startstrahlung als äußere Strahlung austritt. Der vorzugsweise vorgebbare Strahlungsanteil kann insbesondere dem Teil der austretenden äußeren Strahlung entsprechen.
Im Rahmen der Erfindung kann unter dem Begriff der Abzweigung auch eine Auskopplung verstanden werden.
Die erfindungsgemäße Auskoppelvorrichtung koppelt an jeder Teildurchlasseinrichtung einen Teil der inneren Strahlung aus der Auskoppelvorrichtung aus. Hierdurch entsteht die äußere Strahlung, welche außerhalb der Auskoppelvorrichtung von jeder Teildurchlasseinrichtung ausgeht. Bei jeder Auskopplung eines Teils der inneren Strahlung verringert sich die Intensität der in der Auskoppelvorrichtung verbliebenen inneren Strahlung.
Als innere Strahlung kann im Rahmen der Erfindung diejenige Strahlung verstanden werden, welche in der Auskoppelvorrichtung befindlich ist und/oder sich in der Auskoppelvorrichtung ausbreitet. Als äußere Strahlung kann diejenige Strahlung verstanden werden, welche sich außerhalb der Auskoppelvorrichtung befindet und/oder sich außerhalb der Auskoppelvorrichtung, insbesondere von dieser fortweisend, ausbreitet.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Spiegeleinrichtung wenigstens einen Querschnitt oder einen Strahlquerschnitt der inneren Strahlung abbildet. Bei einer freien Propagation der inneren Strahlung entsteht bei Vorliegen einer Strahldivergenz der inneren Strahlung ein sich stetig verbreitender Strahlquerschnitt der inneren Strahlung. Verteilt sich jedoch die innere Strahlung auf einen größer werdenden Strahlquerschnitt, so sinkt die Intensität, in Dimensionen von Lichtleistung pro Fläche, der äußeren Strahlung. Ferner kann durch einen stark vergrößerten Strahlquerschnitt der inneren Strahlung auch eine Beleuchtung zweier nebeneinander gelegener Teildurchlasseinrichtungen durch ein und denselben Strahl erfolgen, was wiederum die Intensität der äußeren Strahlung unerwünscht verändern kann.
Es ist daher von besonderem Vorteil, wenn die Spiegeleinrichtung die innere Strahlung derart formt, dass ein Strahlquerschnitt der inneren Strahlung, welche auf die Teildurchlasseinrichtungen trifft, für jede Teildurchlasseinrichtung derselbe ist.
Weist die Startstrahlung eine häufig unvermeidbare Startstrahlungsdivergenz, beispielsweise eine Divergenz eines Lasers, auf, so kann diese zwar sehr gering, jedoch dennoch messbar ausgebildet sein. Aufgrund der Startstrahlungsdivergenz kann es zu einer unerwünschten Verbreiterung eines Strahlungsquerschnitts der inneren Strahlung bei einem Durchlaufen der Auskoppelvorrichtung kommen. Eine derartige Verbreiterung des Strahlquerschnitts der inneren Strahlung kann beispielsweise vermieden werden, indem eine optische Abbildung anstelle einer reinen Propagation bewirkt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass die Startstrahlung bei einem Eintritt zuerst mit einer Teildurchlasseinrichtung oder mit der Spiegeleinrichtung interagiert. Vorzugsweise ist die Startstrahlung zuerst auf eine Teildurchlasseinrichtung geleitet und der von der Teildurchlasseinrichtung reflektierte Teil bildet hiernach zunächst die innere Strahlung aus.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die jeweils in der Auskoppelvorrichtung verbleibende innere Strahlung mittels der wenigstens einen Spiegeleinrichtung entlang ihrer Ausbreitungsrichtung nacheinander auf die in Ausbreitungsrichtung benachbarten Teildurchlasseinrichtungen geleitet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die innere Strahlung von einer Teildurchlasseinrichtung zur nächsten Teildurchlasseinrichtung durch die Spiegeleinrichtung geleitet wird. Hierdurch können zum einen die Teildurchlasseinrichtungen in einer Ebene angeordnet werden, was eine gleichmäßige Ausrichtung der äußeren Strahlung ermöglicht, zum anderen kann durch optische Elemente der Spiegeleinrichtung die innere Strahlung nicht nur geführt, sondern auch geformt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Teildurchlasseinrichtungen für die innere Strahlung in unterschiedlichem Maße teilweise durchlässig sind und/oder die jeweils in der Auskoppelvorrichtung verbleibende innere Strahlung mittels der wenigstens einen Spiegeleinrichtung entlang ihrer Ausbreitungsrichtung nacheinander in der Reihenfolge ihrer aufsteigenden Durchlässigkeit auf die Teildurchlasseinrichtungen geleitet ist.
Um eine gleichmäßige Intensität der äußeren Strahlung hinter jeder Teildurchlasseinrichtung zu erzielen, können die Teildurchlasseinrichtungen derart gestaltet sein, dass in jeder Teildurchlasseinrichtung prozentual mehr Intensität der inneren Strahlung aus der Auskoppelvorrichtung entweichen kann. Liegt beispielsweise die Startstrahlung in einer willkürlichen Intensität von 100 vor und ist eine äußere Strahlung mit einer Intensität von 10 angestrebt, so lässt die erste Teildurchlasseinrichtung 10 % der inneren Strahlung aus der Auskoppelvorrichtung entweichen, die zweite Teildurchlasseinrichtung jedoch bereits mehr als 10 %, beispielsweise 11,1 %.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Teildurchlasseinrichtungen als Teil einer Gesamtteildurchlasseinrichtung ausgebildet sind, wobei die Gesamtteildurch-lasseinrichtung eine stetige und ortsabhängige Veränderung der Transmissivität aufweist. Die Teildurchlasseinrichtungen bilden hierdurch weniger diskrete Austrittsbereiche aus, sondern eher Austrittszonen, welche ihrerseits einen Gradienten in der Transmissivität aufweisen. Eine hierdurch verringerte Performanz der Auskoppelvorrichtung wird durch eine hierdurch bedingte kostengünstigere Herstellung der Gesamtteildurchlasseinrichtung überkom pensiert.
Ferner kann vorgesehen sein, dass eine letzte Teildurchlasseinrichtung, auf welche die innere Strahlung geleitet wird, für die innere Strahlung nahezu vollständig durchlässig ist. Ebenso kann vorgesehen sein, dass auf die letzte Teildurchlasseinrichtung vollständig verzichtet wird, bzw. diese aus einer Gasatmosphäre oder einem Vakuum ausgebildet wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Spiegeleinrichtung eingerichtet ist, die innere Strahlung telezentrisch und betragsmäßig identisch abzubilden.
Die auf die Spiegeleinrichtung treffende innere Strahlung geht innerhalb der Auskoppelvorrichtung von der entlang des Strahlpfads vor der Spiegeleinrichtung angeordneten Teildurchlasseinrichtung aus. Von dieser wird die innere Strahlung auf die Spiegeleinrichtung reflektiert. Am Ort der Reflexion, also der Teildurchlasseinrichtung, weist die innere Strahlung einen gewissen Strahldurchmesser und eine gewisse Strahldivergenz auf. Ziel der abbildenden Eigenschaft der Spiegeleinrichtung ist, dass die innere Strahlung am Ort der nachfolgenden Teildurchlasseinrichtung den gleichen Strahldurchmesser sowie die gleiche Strahldivergenz aufweist. Daher ist es von Vorteil, wenn die Spiegeleinrichtung eingerichtet ist, die innere Strahlung identisch abzubilden.
Hierdurch wird auf der nachfolgenden Teildurchlasseinrichtung eine identische Abbildung des Strahldurchmessers der vorhergehenden Teildurchlasseinrichtung erzeugt. Ferner ist es zur Ausbildung einer gleichen Strahldivergenz der inneren Strahlung an der vorhergehenden und der nachfolgenden Teildurchlasseinrichtung von Vorteil, wenn die Spiegeleinrichtung eine telezentrische Abbildung der von der vorhergehenden Teildurchlasseinrichtung ausgehenden inneren Strahlung bewirkt.
Bei einer telezentrischen Abbildung wird eine virtuelle Eintrittspupille der Spiegeleinrichtung im Unendlichen ausgebildet. In einem Fourier-transformierten Fernfeld ergibt sich jedoch in der Spiegeleinrichtung eine Begrenzung eines Akzeptanzwinkels der Spiegeleinrichtung gegenüber der inneren Strahlung. Hierdurch kann bewirkt werden, dass die innere Strahlung nach der nachfolgenden Teildurchlasseinrichtung nicht nur dieselbe Strahldivergenz aufweist wie bei einem Verlassen der vorhergehenden Teildurchlasseinrichtung, sondern auch dieselbe Strahlrichtung.
Unter Telezentrie wird hierbei verstanden, dass der Schwerstrahl der äußeren Strahlung, also der Mittelwert der Strahlrichtungen, an jedem Ort nach der jeweiligen Teildurchlasseinrichtung in dieselbe Richtung zeigt, die ortsabhängigen Schwerstrahlen also parallel zueinander verlaufen.
Die Spiegeleinrichtung ist dazu eingerichtet, auf der jeweiligen Teildurchlasseinrichtung eine reelle Abbildung der Intensitätsverteilung der inneren Strahlung auf der vorhergehenden Teildurchlasseinrichtung zu erzeugen. Die Erzeugung einer reellen Abbildung ist von Vorteil, da von einer reellen Abbildung tatsächlich Strahlen der inneren Strahlung ausgehen. Eine reelle Abbildung am Ort der Teildurchlasseinrichtung erzeugt demnach einen Teil der äußeren Strahlung, welcher in seiner Intensitätsverteilung der reellen Abbildung der inneren Strahlung multipliziert mit einer ortsabhängigen Transmissivität der Teildurchlasseinrichtung ausgebildet ist. Die von der Teildurchlasseinrichtung ausgehende reflektierte Strahlung entspricht bei einer reellen Abbildung wiederum der Intensitätsverteilung der inneren Strahlung am Ort der Teildurchlasseinrichtung multipliziert mit der ortsabhängigen Reflektivität der Teildurchlasseinrichtung am Ort, an welchem die innere Strahlung auf die Teildurchlasseinrichtung auftrifft.
Um eine reelle Abbildung mit einem positiven Abbildungsmaßstab von +1 zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn die Spiegeleinrichtung wenigstens zwei Einzelspiegel aufweist. Eine derartige reelle Abbildung mit positivem Abbildungsmaßstab von +1 kann vorteilhafterweise aus zwei Teilabbildungen mit negativem Abbildungsmaßstab zusammengesetzt sein. Zwischen diesen Teilabbildungen liegt ein Zwischenbild. Eine derartige Abbildung kann beispielsweise das vorbeschriebene Winkelproblem verringern, jedoch nicht beseitigen. Insbesondere kann mit genau zwei Einzelspiegeln und einem positiven Abbildungsmaßstab von +1 zwar die Strahldivergenz erhalten werden, jedoch nicht die Strahlrichtung.
Daher ist es von Vorteil, wenn das Bild, welches durch die Spiegeleinrichtung ausgebildet wird, nicht nur eine identische Kopie mit einem Abbildungsmaßstabe von +/- 1 einer Intensitätsverteilung der Startstrahlung ausbildet.
Von besonderem Vorteil ist es vielmehr, wenn auch die Winkelverteilung der einfallenden Startstrahlung durch die Spiegeleinrichtung erhalten wird. Dies kann insbesondere durch eine telezentrische Abbildung mit einem Abbildungsmaßstab von +/- 1 erreicht werden. Zur Erzielung einer derartigen Abbildung ist es jedoch von Vorteil, wenn die Spiegeleinrichtung wenigstens zwei optische Elemente, insbesondere Spiegel, aufweist, welche jeweils eine optische Brechkraft aufweisen. Vorteilhafterweise kann eine Mindestzahl von genau zwei optischen Elementen mit jeweiliger Brechkraft durch einen symmetrischen Aufbau erreicht werden.
Mittels eines einzelnen Spiegels könnte lediglich eine Abbildung mit einem negativen Abbildungsverhältnis erreicht werden. Ferner kann eine derartige Abbildung nicht telezentrisch sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung kann vorgesehen sein, dass eine optische Weglänge der inneren Strahlung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teildurchlasseinrichtungen derart ausgebildet ist, dass eine Laufdauer der inneren Strahlung eine doppelte Pulsdauer eines Strahlungspulses übertrifft und/oder größer als 5 ns, insbesondere größer als 10 ns ist.
Die Auskoppelvorrichtung kann sich in besonderem Maße zur Aufteilung der inneren Strahlung bzw. zur Verwendung als Pulsstretcher eignen, wenn die innere Strahlung die Auskoppelvorrichtung in Form eines Strahlungspulses durchläuft.
In diesem Fall wird der Strahlungspuls der inneren Strahlung in eine Mehrzahl von Strahlungspulsen der äußeren Strahlung zerlegt. Die Strahlungspulse der äußeren Strahlung weisen hierbei jeweils eine wenigstens annähernd gleiche integrierte Energie auf. Es ist von besonderem Vorteil, wenn die Strahlungspulse der äußeren Strahlung zeitlich derart separiert sind, dass der Strahlungspuls der inneren Strahlung durch die Auskoppelvorrichtung derart in mehrere schnell hintereinander folgende Strahlungspulse der Ausgangsstrahlung zerlegt wird, so dass im Ergebnis der Strahlungspuls der inneren Strahlung zu einem aus mehreren Einzelpulsen zusammengesetzten Strahlungspuls der äußeren Strahlung transformiert wird, wobei der Strahlungspuls der äußeren Strahlung im Vergleich zum Strahlungspuls der inneren Strahlung gestreckt ist. Die Auskoppelvorrichtung dient in einer derartigen Konstellation mithin als sogenannter Pulsstretcher.
Die zeitliche Separation der Einzelpulse der äußeren Strahlung ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung aus der optischen Weglänge zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teildurchlasseinrichtungen. Dementsprechend kann durch eine Variation der optischen Weglänge die Streckung des Strahlungspulses der inneren Strahlung eingestellt werden. Im Rahmen der Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn eine Laufdauer der inneren Strahlung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teildurchlasseinrichtungen einer halbe Pulsdauer eines Strahlungspulses entspricht oder diese übertrifft. Unter eine Pulsdauer kann insbesondere eine Halbwertsbreite des Strahlungspulses der inneren Strahlung verstanden werden.
Neben der Verwendung des Pulsstretchers, um eine Spitzenstrahlungsintensität auf optischen Flächen zu verringern und auf diese Weise Beschädigungen optischer Komponenten zu vermeiden, kann eine Verbreiterung des Pulses zur Verringerung eines Speckles von Vorteil sein, sofern lithografisch erzeugte Strukturen so fein sind, dass Speckles relevant sind.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Laufdauer der inneren Strahlung eine doppelte Pulsdauer eines Strahlungspulses vorgebbarer Pulsdauer übertrifft, wobei die Pulsdauer zumindest 10 ns, insbesondere zumindest 5 ns ist. Derartige Pulsdauern sind besonders vorteilhaft zur Verwendung in Lithografiesystemen.
Ferner hat die Auskoppelvorrichtung den Vorteil, dass für eine vorgegebene Verlängerung der Zeitdauer des Strahlungspulses die Anzahl an benötigten Umläufen in der als Pulsstretcher wirkenden Auskoppelvorrichtung minimiert ist.
Ein Pulsstretcher hat demnach die Aufgabe, die Länge des einfallenden Strahlungspulses zu verlängern. Die Länge des Strahlungspulses kann beispielsweise durch einen TIS-Wert (time-integrated-square-Wert) quantifiziert werden.
Formel (1) gibt einen Zusammenhang zwischen dem TIS-Wert und dem zeitlichen Verlauf einer Strahlungsintensität I(t) in Abhängigkeit von der Zeit t an. $T I S = \frac{{(\int I (t) d t)}^{2}}{\int I {(t)}^{2} d t}$
Der TIS-Wert bestimmt hierbei insbesondere ein Ausmaß eines Speckle, so wie es in der Publikation „Speckle in optical lithography and its influence on linewidth roughness“, Noordman, O., et al., Journal of Micro- and Nano-Lithography, MEMS MOEMS 8 (4 043002) beschrieben ist. Je größer der TIS-Wert ausgebildet ist, desto kleiner ist das Ausmaß des Speckle ausgebildet. Es kann daher wünschenswert sein, dass durch die Auskoppelvorrichtung ein möglichst großer TIS-Wert erzielt werden kann.
Pulsstretcher können beispielsweise derart arbeiten, dass zeitlich verschobene Kopien bzw. Tochterpulse eines eingehenden Strahlungspulses erzeugt werden. Die derart erzeugten Tochterpulse können durch den Pulsstretcher auf einen Ausgang gegeben werden. Die Tochterpulse können sich beispielsweise zeitlich überlappen und/oder zeitlich getrennt sein.
Überlappen sich die Tochterpulse nicht, so kann der TIS-Wert dadurch bestimmt werden, dass die in der Formel (1) gegebenen Integrale durch Summen beschrieben werden.
Formel (2) gibt den TIS-Wert für den Fall an, dass wohlseparierte Tochterpulse vorliegen. Der k-te Tochterpuls hat hierbei die Intensität I_k. Ferner beschreibt TIS₀ den TIS-Wert des Eingangssignals. Das zweite Gleichheitszeichen gilt, wenn der TIS-Wert derart normiert ist, dass 1 = I₀ = I₁ + I₂ + I₃ +…. $T I S = \frac{{(\sum_{k} I_{k})}^{2}}{\sum_{k} I_{k}^{2}} T I S_{0} = \frac{1}{\sum_{k} I_{k}^{2}} T I S_{0}$
Überlappen sich die Tochterpulse zeitlich, so ist der TIS-Wert kleiner ausgebildet als gemäß der Formel (2) angegeben. Mit anderen Worten, handelt es sich bei der Formel (2) um einen bestmöglichen Wert für den TIS-Wert.
Gibt es insgesamt n Tochterpulse mit jeweiliger Intensität I_k, so kann der TIS-Wert auch über die Varianz der Gesamtheit der Tochterpulse bzw. des Ensembles in der Tochterpulse var I_k ausgedrückt werde. Die Formel (3) drückt den TIS-Wert als Funktion der Gesamtzahl der Tochterpulse und der Varianz des Ensembles der Tochterpulse an. $T I S = \frac{N}{N^{2} v a r I_{k} + 1} T I S_{0}$
Weisen alle Tochterpulse eine identische Intensität auf, so ergibt sich eine Varianz der Intensitäten des Ensembles der Tochterpulse zu 0. Soll der TIS-Wert maximiert werden, so verhält sich der TIS-Wert bei verschwindender Varianz der Intensitäten der Tochterpulse var I_k proportional mit der Anzahl der Tochterpulse N. Es kann daher von Vorteil sein, möglichst viele Tochterpulse N mit möglichst identischer Intensität zu erzeugen. Wird hingegen die Anzahl N der Tochterpulse erhöht, wobei die Intensitäten variieren, wodurch die Varianz des Ensembles var I_k vergrößert wird, kann der TIS-Wert durch die Ausbildung einer großen Anzahl N an Tochterpulsen nicht erhöht werden.
Aus dem Stand der Technik bekannte Lithografiepulsstretcher sind derart ausgebildet, dass der Strahlungspuls in einer Kavität umläuft. Mittels eines teildurchlässigen Spiegels wird immer ein Teil der Strahlung ausgekoppelt. Der einzige Designparameter des Lithografiepulsstretchers im Stand der Technik ist eine Transmissivität t bzw. eine Reflektivität r des teildurchlässigen Spiegels. In einem Idealfall kann von r + t = 1 ausgegangen werden. Werden Verluste in der Kavität ignoriert, so ergeben sich die in Formel (4) angegebenen Intensitäten der Tochterpulse. Hierbei wird zur Normierung angenommen, dass I₀ = 1 ist. $I_{1} = t, I_{k} = r^{2} t^{k - 2}$
Die Werte I_k sind hierbei physikalisch als Energien und nicht als Intensitäten zu verstehen.
Aus den in Formel (4) genannten Werten für die Intensitäten der Tochterpulse I_k ergibt sich der in Formel (5) angegebene TIS-Wert. $T I S = \frac{1 + t}{1 + t (4 t - 3)} T I S_{0}$
Ein maximaler TIS-Wert ergibt sich aus Formel (5) für $t = \sqrt{2} - 1 \approx 0,41,$
wobei ein Verhältnis zwischen TIS und TIS₀ einem Verhältnis $(11 + 8 \sqrt{2}) / 7$
und damit ungefähr einem Wert von 3,19 entspricht.
Derartige aus dem Stand der Technik bekannte Pulsstretcher sind demnach bezüglich einer erreichbaren Maximierung des TIS-Werts stark beschränkt. Diese Einschränkungen liegen unter anderem darin begründet, dass es für die Intensitäten bzw. Energien der Tochterpulse I_k lediglich einen Designparameter gibt und daher nicht für einen jeden Tochterpuls getrennt eine optimale Auskoppelstärke gewählt werden kann. Die Auskoppelstärke ergibt sich hierbei aus der Transmissivität bzw. Reflektivität.
Vorteilhafterweise beträgt eine optische Weglänge, welche der Strahlungspuls zwischen zwei Auskopplungen von Tochterpulsen zurücklegen muss, wenigstens 300 mm. Bei einem derartigen Laufwegunterschied kann bei Verwendung von Strahlungsquellen mit typischen Laserbandbreiten erreicht werden, dass die Tochterpulse in einer Zeitdomäne nicht mehr in einem Bereich einer longitudinalen Kohärenz fallen, was insbesondere zur Verringerung eventuell auftretenden Speckles sinnvoll sein kann. Ein Laufwegunterschied von 300 mm kann bei einer reflexiven Geometrie beispielsweise durch einen Abstand von mehr als 150 mm zwischen der Spiegeleinrichtung und den Teildurchlasseinrichtungen erzielt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn der Laufwegunterschied wenigstens 400 mm, vorzugsweise wenigstens 500 mm, beträgt. Ein Abstand zwischen der Spiegeleinrichtung und den Teildurchlasseinrichtungen kann demnach vorteilhafterweise wenigstens 200 mm, vorzugsweise wenigstens 250 mm, betragen. Insbesondere kann ein Laufwegunterschied dadurch bestimmt werden, dass eine Dauer des einfallenden Strahlungspulses durch eine doppelte Lichtgeschwindigkeit des Strahlungspulses in dem Medium, in welchem sich der Strahlungspuls ausbreitet.
Ferner kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Laufwegunterschied weniger als 1200 mm, vorzugsweise weniger als 1000 mm beträgt. Hierdurch kann beispielsweise eine zu starke Streckung des Strahlungspulses vermieden werden.
Die Voraussetzung für die Gültigkeit der Formel (2), wonach die Tochterpulse nicht überlappen, kann beispielsweise durch einen derart gewählten Laufwegunterschied erreicht werden.
Vorteilhaft kann eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung sein, bei welcher insgesamt N Teildurchlasseinrichtungen vorgesehen sind, und die Teildurchlasseinrichtungen derart eingerichtet sind, dass durch jede Teildurchlasseinrichtung dieselbe Leistung an äußerer Strahlung austritt. Die austretende Leistung P_i an jeder Teildurchlasseinrichtung beträgt hierbei $P_{i} = \frac{P}{N},$
sofern P eine Gesamtleistung der in die Auskoppelvorrichtung eingeleiteten Startstrahlung bezeichnet.
Besonders vorteilhaft kann eine Ausführungsform der Auskoppelvorrichtung sein, bei welcher vorgesehen ist, dass die Transmissivität t_i einer i-ten von N Teildurchlasseinrichtungen durch die Formel (6) gegeben ist. $t_{i} = \frac{1}{N - i + 1}$
Die i-te Teildurchlasseinrichtung ist hierbei diejenige Teildurchlasseinrichtung, welche bei einer Anordnung der Teildurchlasseinrichtungen in der Reihenfolge ihrer aufsteigenden Durchlässigkeit an i-ter Stelle angeordnet ist.
Eine derartige Ausbildung der Teildurchlasseinrichtungen kann beispielsweise bewirken, dass durch eine erste Teildurchlasseinrichtung ein Anteil von T₁ = 1/N hindurchtritt, während durch einen N-ten, das heißt letzten Bereich alles einfallende Licht hindurchtreten soll, wobei T_N = 1 gilt.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Anzahl N der Teildurchlasseinrichtungen größer als (11 + 8 √2) / 7 ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass N größer als 10, vorzugsweise größer als 20 ist.
Eine derart ausgebildete Auskoppelvorrichtung weist eine im Vergleich zu den im Stand der Technik bekannten Auskoppelvorrichtungen bzw. Pulsstretchern einen größeren TIS-Wert auf.
Demnach ist eine Verwendung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung als Pulsstretcher von besonderem Vorteil.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Spiegeleinrichtung wenigstens zwei, vorzugsweise als Hohlspiegel ausgebildete, Einzelspiegel mit einer gleichen Brechkraft sowie einen Pupillenbereich, durch welchen die innere Strahlung hindurchtritt, aufweist.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn eine identische und telezentrische Abbildung der Spiegeleinrichtung dadurch bewirkt wird, dass die Spiegeleinrichtung aus wenigstens zwei, vorzugsweise als Hohlspiegel ausgebildete Einzelspiegel mit gleicher Brechkraft ausgebildet ist. Durch ein optisches System zweier optischer Elemente mit gleicher Brechkraft kann eine betragsmäßig identische Abbildung, d. h. eine Abbildung mit einem Abbildungsmaßstab von +/- 1 besonders einfach bewirkt werden.
Eine telezentrische Abbildung lässt sich in einem derartigen optischen System besonders einfach durch den Pupillenbereich realisieren, welcher vorzugsweise in einer gemeinsamen Brennebene der beiden Hohlspiegel angeordnet ist. Ist der Pupillenbereich in der gemeinsamen Brennebene der Hohlspiegel angeordnet, so wirkt der Pupillenbereich wie im Unendlichen platziert, da die Brennebene eine Fourier-Ebene darstellt und damit einer unendlich entfernten Ebene konjugiert ist. Eine räumliche Begrenzung des Strahlbündels in einer Fourier-Ebene bewirkt eine Begrenzung des Akzeptanzwinkels der Strahldivergenz der Spiegeleinrichtung und sorgt damit für eine telezentrische Abbildung.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Spiegeleinrichtung, die Teildurchlasseinrichtungen und der Pupillenbereich derart angeordnet sind, dass Strahlengänge der inneren Strahlung dreidimensional gefaltet sind und/oder ein dreidimensional aufgespanntes Zickzackmuster ausbilden.
Eine dreidimensionale Faltung des Strahlengangs der inneren Strahlung ermöglicht eine kompakte und bauraumsparende Ausbildung der Auskoppelvorrichtung. Insbesondere hat sich im Rahmen der Erfindung ein dreidimensional aufgespanntes Zickzackmuster als besonders vorteilhaft herausgestellt. Unter einem dreidimensional aufgespannten Zickzackmuster kann beispielsweise ein von einem Penrose-Dreieck bekannter dreidimensionaler Pfad verstanden werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Auskoppeleinheit vorgesehen ist, bei welcher vorgesehen ist, dass

- eine erste Teildurchlasseinrichtung in einer ersten Ebene liegend angeordnet ist und die Strahlengänge der inneren Strahlung durch die erste Teildurchlasseinrichtung auf einen ersten Einzelspiegel gerichtet sind; und/oder
- der erste Einzelspiegel an einer zu der ersten Ebene parallelen und beabstandeten zweiten Ebene derart angeordnet ist, dass die Strahlengänge der inneren Strahlung auf einen zweiten Einzelspiegel gerichtet sind; und/oder
- der zweite Einzelspiegel bezüglich einer gemeinsamen optischen Achse koaxial und konfokal gegenüberliegend zu dem ersten Einzelspiegel an der zweiten Ebene angeordnet ist; und/oder
- der Pupillenbereich auf der gemeinsamen optischen Achse in einer gemeinsamen Fokusebene des ersten Einzelspiegels und des zweiten Einzelspiegels zwischen dem ersten Einzelspiegel und dem zweiten Einzelspiegel derart angeordnet ist, dass die Strahlengänge der inneren Strahlung den Pupillenbereich passieren; und/oder
- der zweite Einzelspiegel an der zweiten Ebene derart angeordnet ist, dass die Strahlengänge der inneren Strahlung auf eine zweite Teildurchlasseinrichtung gerichtet sind; und/oder
- die zweite Teildurchlasseinrichtung in der ersten Ebene liegend angeordnet ist; und
- die erste Teildurchlasseinrichtung und die zweite Teildurchlasseinrichtung entlang einer zu der optischen Achse orthogonalen zweiten Achse in der ersten Ebene angeordnet sind.

Bei der hier beschriebenen vorteilhaften Weiterbildung der Auskoppelvorrichtung können jeweils eines, mehrere oder alle der genannten Merkmale realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
Das Merkmal, wonach der erste und der zweite Einzelspiegel sind an der zweiten Ebene angeordnet sind, ist derart zu verstehen, dass der erste und der zweite Einzelspiegel auf Höhe der zweiten Ebene angeordnet sind und dabei gekrümmt ausgebildet und/oder verkippt sein können. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Einzelspiegel nicht streng in der Ebene liegend angeordnet sind.
Besonders vorteilhaft ist ein modularer Aufbau der Auskoppelvorrichtung aus einer oder mehreren Auskoppeleinheiten. Besonders vorteilhaft einfach können die vorgenannten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung dadurch erreicht werden, dass die wenigstens eine Auskoppeleinheit die dreidimensionale Faltung des Strahlengangs der inneren Strahlung durch die vorgenannt beschriebene Anordnung der Teildurchlasseinrichtungen sowie der Einzelspiegel und des Pupillenbereichs erreicht werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung kann vorgesehen sein, dass zwischen der ersten Teildurchlasseinrichtung und dem ersten Einzelspiegel ein erster Faltspiegel derart angeordnet ist und die innere Strahlung derart reflektiert, dass die Strahlengänge der inneren Strahlung zwischen dem ersten Faltspiegel und dem ersten Einzelspiegel parallel zu der ersten Ebene verlaufen und/oder zwischen dem zweiten Einzelspiegel und der zweiten Teildurchlasseinrichtung ein zweiter Faltspiegel derart angeordnet ist und die innere Strahlung derart reflektiert, dass die Strahlengänge der inneren Strahlung zwischen dem zweiten Einzelspiegel und dem zweiten Faltspiegel parallel zu der ersten Ebene verlaufen.
Die vorbeschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung, welche auf die Verwendung eines Faltspiegels verzichten, können eine gewisse Bildfeldverdrehung zeigen, da eine Wirkung der Brechkräfte der Spiegeleinrichtung nicht in einer Ebene liegt. Hierbei wird bereits in einer paraxialen Situation nahezu jeder Lichtstrahl der inneren Strahlung an jedem der beiden Einzelspiegel in allen drei Raumrichtungen abgelenkt. Mit anderen Worten: Der Pupillenbereich steht senkrecht auf einer Objektebene bzw. senkrecht auf einer Bildebene, was zu einer Bildfeldverdrehung führen kann.
Zu einer Bildfeldverdrehung kann es insbesondere dann kommen, wenn die Einzelspiegel gegen diese ganzen Ebenen verkippt sind, wenn also alles schief ist.
Zur Vermeidung der beschriebenen Bildfeldverdrehung kann beispielsweise durch ein Hinzufügen des ersten und des zweiten Feldspiegels dafür gesorgt werden, dass die Brechkräfte der Einzelspiegel in einer Ebene wirken.
Durch die Einführung eines oder mehrerer Faltspiegel können die Strahlengänge der inneren Strahlung weiter optimiert werden. Beispielsweise kann ohne eine Position der Einzelspiegel zu verändern, die optische Weglänge der inneren Strahlung zwischen den Teildurchlasseinrichtungen verändert werden. Hierdurch kann beispielsweise eine genaue Einstellung der Pulsstreckungseigenschaft der Auskoppelvorrichtung beeinflusst werden. Ferner ermöglichen Faltspiegel eine präzise Anpassung der Strahlengänge der inneren Strahlung an einen zur Verfügung stehenden Bauraum für die Auskoppelvorrichtung. Beispielsweise können durch Faltspiegel die Strahlengänge der inneren Strahlung um unter Umständen in einem Bereich der Auskoppelvorrichtung vorhandene Bauteile beispielsweise einer Projektionsbelichtungsanlage herumgeführt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung kann vorgesehen sein, dass der erste Faltspiegel und der zweite Faltspiegel derart angeordnet sind, dass eine Bildfeldverdrehung verringert ist.
Eine Auskoppelvorrichtung mit den vorbeschriebenen Eigenschaften ermöglicht im Prinzip die genannten Funktionalitäten, allerdings kann es zu einer gewissen Bildfeldverdrehung kommen, weil eine Wirkung der Brechkräfte der Einzelspiegel nicht in einer Ebene liegt. Dies kann darin begründet liegen, dass bereits in einem paraxialen Regime fast jeder Lichtstrahl der inneren Strahlung an jeden der beiden Einzelspiegel in allen drei Dimensionen abgelenkt wird.
Dadurch, dass eine Ebene des Pupillenbereichs und/oder eine Pupillenebene, in welcher der Pupillenbereich liegt, senkrecht auf einer Objektebene und/oder einer Bildebene steht, wird eine Bildfeldverdrehung bewirkt. Zur Vermeidung dieses Effekts kann durch ein Hinzufügen zweier Faltspiegel dafür gesorgt werden, dass die Brechkräfte der Einzelspiegel in einer Ebene wirken. Hierdurch kann die Bildfeldverdrehung minimiert werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung kann vorgesehen sein, dass mehrere Auskoppeleinheiten derart nebeneinander angeordnet sind, dass die zweiten Achsen der Teildurchlasseinrichtungen koaxial nebeneinander angeordnet sind.
Besonders vorteilhaft lässt sich eine Auskoppelvorrichtung dadurch realisieren, dass mehrere der vorbeschriebenen Auskoppeleinheiten linear hintereinandergeschaltet sind. Hierdurch können die Teildurchlasseinrichtungen nebeneinander in einer Ebene liegend entlang einer Achse angeordnet werden, wodurch sich für die äußere Strahlung ein elongierter Austrittsbereich, beispielsweise in Form eines Rechtecks, ergeben kann.
Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Teildurchlasseinrichtungen derart angeordnet sind, dass die zweiten Achsen der Teildurchlasseinrichtungen auf einer gemeinsamen dritten Achse liegen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung kann vorgesehen sein, dass 5 bis 40, vorzugsweise 10 bis 20 Teildurchlasseinrichtungen nebeneinander angeordnet sind.
Im Rahmen der Erfindung hat sich eine Anzahl von fünf bis vierzig, vorzugsweise zehn bis zwanzig Teildurchlasseinrichtungen als vorteilhaft herausgestellt, da eine derartige Anzahl eine hinreichend gute Pulsverbreiterung ermöglicht und gleichzeitig Kosteneinsparungen zulässt.
Von Vorteil kann es sein, wenn eine Umkehreinrichtung vorgesehen ist, welche die innere Strahlung nach einem Durchlaufen der Auskoppelvorrichtung erneut in diese einkoppelt. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Umkehrvorrichtung die ausgetretene innere Strahlung als Startstrahlung erneut einkoppelt oder aber auf dem umgekehrten Strahlpfad rückwärts in die Auskoppelvorrichtung einkoppelt. Hierdurch kann die Auskoppelvorrichtung in einem doppelten Strahlungsdurchlauf verwendet werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Transmissivitäten der Teildurchlasseinrichtungen von einem Winkel der auf die Teildurchlasseinrichtung einfallenden inneren Strahlung abhängig ausgebildet sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Spiegeleinrichtung sowie die Teildurchlasseinrichtungen dazu eingerichtet sind, einen Auftreffwinkel der inneren Strahlung auf die Teildurchlasseinrichtung derart einzustellen, dass sich eine gewünschte Transmissivität bzw. Reflektivität ergibt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Teildurchlasseinrichtungen an eine Polarisation der inneren Strahlung abhängige Transmissivität aufweisen. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Spiegeleinrichtung sowie die Teildurchlasseinrichtungen dazu eingerichtet sind, die Polarisation der inneren Strahlung derart zu beeinflussen, dass die Transmissivität der Teildurchlasseinrichtungen eingestellt werden kann.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Umkehreinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Polarisation der inneren Strahlung vor einer Rückeinkopplung der inneren Strahlung in die Auskoppelvorrichtung derart zu beeinflussen, dass die Transmissivität der Teildurchlasseinrichtungen für die rückeingekoppelte innere Strahlung eine andere ist als für die Startstrahlung. Eine derartige Ausführungsform der Auskoppelvorrichtung kann insbesondere dazu dienen, die Anzahl der Teildurchlasseinrichtungen, welche benötigt wird, um einen Strahlungspuls in möglichst viele möglichst gleichartige Tochterpulse zu zerlegen, minimiert ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Teildurchlasseinrichtungen von einem Querschnitt der auftreffenden inneren Strahlung wenigstens annähernd vollständig ausgefüllt sind und/oder die Teildurchlasseinrichtungen entlang ihrer zweiten Achsen wenigstens annähernd direkt aneinander anschließen.
Eine möglichst dichte bzw. platzsparende Ausführung der Auskoppelvorrichtung hat den Vorteil, dass ein gesamter Austrittsbereich der äußeren Strahlung einen geringstmöglichen Querschnitt, insbesondere eine geringstmögliche Elongation bzw. Seitenlänge einer langen Seite aufweist.
Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass zum einen die Teildurchlasseinrichtungen von der inneren Strahlung wenigstens annähernd vollständig ausgefüllt werden, das heißt, der Querschnitt der inneren Strahlung, welcher auf die Teildurchlasseinrichtung trifft, weist vorteilhafterweise wenigstens annähernd die gleiche Geometrie und die gleichen Abmessungen wie die Teildurchlasseinrichtung auf.
Hierdurch kann vorteilhafterweise zum einen eine für die Realisierung der Teildurchlasseinrichtung benötigte Fläche und damit beispielsweise beschichtete Oberfläche minimiert und dadurch Kosten reduziert werden. Zum anderen wird hierdurch eine von den Flächen der Teildurchlasseinrichtung ausgebildete Gesamtfläche, aus welcher die äußere Strahlung austritt, minimiert. Dies kann beispielsweise bei der Auslegung nachfolgender optischer Einrichtungen von Vorteil sein, welche die aus der Gesamtfläche austretende äußere Strahlung aufnehmen. Eine minimierte Gesamtfläche, das heißt eine minimierte Ausdehnung der Gesamtfläche, insbesondere entlang einer langen Seite bzw. der dritten Achse hat hierbei den Vorteil, dass die nachfolgenden optischen Einrichtungen im Vergleich zu einem quadratischen Querschnitt der äußeren Strahlung nur geringfügig angepasst werden müssen. Insbesondere das Vermeiden von Leerstellen zwischen den einzelnen Teildurchlasseinrichtungen kann bewirken, dass die Gesamtfläche, aus welcher die äußere Strahlung austritt, zusammenhängend ist. Dies ist ganz besonders dann von Vorteil, wenn verdunkelte Bereiche innerhalb des Strahlungsquerschnitts der äußeren Strahlung vermieden werden sollen.
Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die einzelnen Teildurchlasseinrichtungen entlang ihrer zweiten Achsen wenigstens annähernd direkt aneinander anschließen, wobei sie in Austrittsrichtung der äußeren Strahlung zueinander versetzt sind. Ein derartiger Versatz in Austrittsrichtung der äußeren Strahlung verhindert nicht die Vermeidung verdunkelter Bereiche in einem Querschnitt der äußeren Strahlung.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Spiegeleinrichtung eingerichtet ist, eine Teildurchlasseinrichtung auf eine andere Teildurchlasseinrichtung, insbesondere auf eine benachbarte Teildurchlasseinrichtung, abzubilden.
Hierdurch kann der Querschnitt der inneren Strahlung beispielsweise am Ort der benachbarten Teildurchlasseinrichtung reproduziert werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, eine Intensitätsverteilung der inneren Strahlung am Ort der Teildurchlasseinrichtung am Ort der benachbarten Teildurchlasseinrichtung zu reproduzieren.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung kann vorgesehen sein, dass eine Transmissivität der Teildurchlasseinrichtungen derart gewählt ist, dass die durch jede der Teildurchlasseinrichtungen austretenden Teile der äußeren Strahlung annähernd gleich groß sind.
Hierdurch kann eine besonders homogene äußere Strahlung erzielt werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Abzweigung einer äußeren Strahlung von einer in eine Auskoppelvorrichtung eingeleiteten Startstrahlung gemäß Anspruch 16.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Abzweigung einer äußeren Strahlung von einer in eine Auskoppelvorrichtung eingeleiteten Startstrahlung ist vorgesehen, dass eine in der Auskoppelvorrichtung befindliche innere Strahlung mittels einer die innere Strahlung vollständig reflektierenden Spiegeleinrichtung abgebildet wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass jeweils ein Teil der äußeren Strahlung aus mehreren, die innere Strahlung teilweise reflektierende und für die innere Strahlung teilweise durchlässige Durchlasseinrichtungen austritt.
Das erfindungsgemäßem Verfahren kann mit anderen Worten auch wie folgt charakterisiert werden: Verfahren zur Auskoppelung eines, vorzugsweise vorgebbaren, Strahlungsanteils_einer in die Auskoppelvorrichtung eingeleiteten Startstrahlung, wobei die in die Auskoppelvorrichtung eingeleitete Startstrahlung in der Auskoppelvorrichtung als innere Strahlung geführt wird, wonach die innere Strahlung von wenigstens einer Spiegeleinrichtung vollständig reflektiert wird, wobei die innere Strahlung durch die wenigstens eine Spiegeleinrichtung abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein, vorzugsweise vorgebbarer, Strahlungsanteil der in die Auskoppelvorrichtung eingeleiteten Startstrahlung durch mehrere, die innere Strahlung teilweise reflektierende und für die innere Strahlung teilweise durchlässige Teildurchlasseinrichtungen, jeweils als äußere Strahlung austritt. Der vorzugsweise vorgebbare Strahlungsanteil kann insbesondere dem Teil der austretenden äußeren Strahlung entsprechen.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass zum einen die äußere Strahlung aus verschiedenen Teildurchlasseinrichtungen austreten kann und zum anderen die Teildurchlasseinrichtungen individuell auf eine am Orte der jeweiligen Teildurchlasseinrichtung gewünschten Intensität der äußeren Strahlung eingestellt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht demnach eine schrittweise Aufteilung der Startstrahlung in eine innere Strahlung und in eine äußere Strahlung, wobei die äußere Strahlung aus mehreren Teildurchlasseinrichtungen aus der Auskoppelvorrichtung austritt und von dort einer weiteren Verwendung zugeführt werden kann. Insbesondere kann typischerweise vorgesehen sein, dass die Startstrahlung durch das Verfahren schrittweise annähernd vollständig zu der äußeren Strahlung umgewandelt wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die jeweils in der Auskoppelvorrichtung verbleibende innere Strahlung mittels der wenigstens einen Spiegeleinrichtung entlang ihrer Ausbreitungsrichtung nacheinander auf die in Ausbreitungsrichtung benachbarten Teildurchlasseinrichtungen geleitet wird.
Hierdurch können zum einen die Teildurchlasseinrichtungen in einer Ebene angeordnet werden, was eine gleichmäßige Ausrichtung der äußeren Strahlung ermöglicht, zum anderen kann durch optische Elemente der Spiegeleinrichtung die innere Strahlung nicht nur geführt, sondern auch geformt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die innere Strahlung durch die Teildurchlasseinrichtungen in jeweils unterschiedlichem Maße transmittiert wird und/oder die jeweils in der Auskoppelvorrichtung verbleibende innere Strahlung mittels der wenigstens einen Spiegeleinrichtung entlang ihrer Ausbreitungsrichtung nacheinander in der Reihenfolge ihrer aufsteigenden Durchlässigkeit auf die Teildurchlasseinrichtungen geleitet ist.
Hierdurch kann beispielsweise bewirkt werden, dass die Teile der äußeren Strahlung, welche aus den verschiedenen Teildurchlasseinrichtungen austreten, eine wenigstens annähernd gleiche Intensität aufweisen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die innere Strahlung durch die wenigstens eine Spiegeleinrichtung telezentrisch und betragsmäßig identisch abgebildet wird.
Hierdurch bildet die innere Strahlung an jeder Teildurchlasseinrichtung bis auf einen konstanten Vorfaktor wenigstens annähernd dieselbe Intensitätsverteilung aus und weist ferner nach einer Reflexion an der Teildurchlasseinrichtung wenigstens annähern dieselbe Winkelverteilung aus, wie nach der Reflexion an der vorhergehenden Teildurchlasseinrichtung.
Dadurch, dass die wenigstens eine Spiegeleinrichtung die innere Strahlung telezentrisch und betragsmäßig identisch abbildet, weist die aus den einzelnen Teildurchlasseinrichtungen austretende äußere Strahlung jeweils dieselben optischen Eigenschaften auf. Ferner kann das Verfahren beliebig häufig sequenziell wiederholt werden, da durch die telezentrische und betragsmäßig identische Abbildung die Strahleigenschaften der inneren Strahlung in einen neuen Auskopplungszyklus jeweils im Vergleich zu dem vorhergehenden Auskopplungszyklus unverändert eingehen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines Retikels gemäß Anspruch 18.
Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines Retikels mit einer Projektionsstrahlung weist eine optische Mischeinrichtung sowie entlang eines Strahlpfads der Projektionsstrahlung nacheinander angeordnet ein Pupillendefinitionselement, eine, vorzugsweise zoombare, erste Fourieroptikeinrichtung, ein Felddefinitionselement und eine zweite Fourieroptikeinrichtung. Ferner weist das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem eine Kreuzrasterrichtung sowie eine, vorzugsweise zu der Kreuzrasterrichtung orthogonale, Rasterrichtung auf. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein elongiertes Eingangsstrahlungsfeld der Projektionsstrahlung durch das Beleuchtungssystem zu einem elongierten Ausgangsstrahlungsfeld der Projektionsstrahlung transformiert ist, wobei das Seitenverhältnis des elongierten Eingangsstrahlungsfeldes vorzugsweise größer als 2:1 ist.
Es kann vorgesehen sein, dass das Seitenverhältnis des elongierten Eingangsstrahlungsfeldes größer als 1,3:1, vorzugsweise größer als 1,5:1, besonders bevorzugt größer als 2:1 ist.
Ziel ist es, ein Beleuchtungssystem zu entwerfen, welches eine langgezogene, rechteckige Form einer, beispielsweise aus der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung ausgekoppelten Strahlung aufnehmen und gemäß den Anforderungen transformieren kann. Normalerweise wird in das Beleuchtungssystem eine Strahlung eingekoppelt, welche einen quadratischen Querschnitt aufweist. Die erfindungsgemäß Auskoppelvorrichtung gibt aber eine äußere Strahlung in Form eines in die Länge gezogenen Rechtecks aus. Der Erfinder hat eine Reihe von Anpassungen an dem Beleuchtungssystem vorgeschlagen, um dieses, insbesondere ohne vollumfängliches Neudesign, für eine rechteckige eingekoppelte Strahlung nutzbar zu machen. Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem hat unter anderem den Vorteil, dass es im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen eine Verwendung eines elongierten Eingangsstrahlungsfeldes ermöglicht. Insbesondere wird durch das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem die Verwendung eines elongierten Eingangsstrahlungsfeldes dadurch ermöglicht, dass dieses zu einem elongierten Ausgangsstrahlungsfeld der Projektionsstrahlung transformiert wird. Ein elongiertes Ausgangsstrahlungsfeld weist besondere Vorteile bei der Beleuchtung eines Retikels, insbesondere in einer Projektionsbelichtungsanlage, auf. Ein elongierter Beleuchtungsfleck auf einem Retikel in einer Projektionsbelichtungsanlage ermöglicht eine vorteilhaft schnelle und effiziente Abrasterung des Retikels. Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem, dass das Ausgangsstrahlungsfeld in anderem Ausmaß und in anderer Richtung elongiert ist als das Eingangsstrahlungsfeld. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass Beleuchtungssysteme Mischeinrichtungen aufweisen, um eine möglichst homogene Ausleuchtung eines Beleuchtungsflecks auf dem Retikel zu ermöglichen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Eingangsfeld in Richtung der Kreuzrasterrichtung elongiert ist und das Ausgangsstrahlungsfeld ebenfalls in Richtung der Kreuzrasterrichtung elongiert ist.
Im Rahmen der Erfindung kann davon ausgegangen werden, dass eine Intensitätsverteilung des Eingangsstrahlungsfelds räumlich derart asymmetrisch ausgebildet ist, dass sich eine elongierte Querschnittsfläche ergibt. Unter Symmetrie sei hierbei verstanden, dass die Eigenschaften entlang zweier orthogonaler Richtungen identisch sind, während keine Aussage darüber getroffen werden soll, ob die Eigenschaften entlang einer Richtung irgendwelche Symmetrie, z.B. eine Spiegelsymmetrie besitzen. Unter einer elongierten Querschnittsfläche kann insbesondere eine rechteckige Querschnittsfläche bzw. ein rechteckiges Eingangsstrahlungsfeld verstanden werden. Ferner kann im Rahmen der Erfindung davon ausgegangen werden, dass die Divergenzwinkel des Eingangsstrahlungsfelds in Rasterrichtung sowie in Kreuzrasterrichtung wenigstens annähernd gleich ausgebildet sind. Eine Asymmetrie des Eingangsstrahlungsfelds beschränkt sich nach dieser Annahme auf eine räumliche Intensitätsverteilung, während die Divergenzwinkel wenigstens nahezu symmetrisch ausgebildet sind. Mittels optischer Einrichtungen, wie beispielsweise Linsen, kann dieses Verhältnis jedoch umgedreht werden, so dass das Eingangsstrahlungsfeld eine symmetrische, insbesondere quadratische, räumliche Intensitätsverteilung bzw. Querschnittsfläche aufweist, während die Divergenzwinkel des Eingangsstrahlungsfelds in Rasterrichtung und Kreuzrasterrichtung unterschiedlich ausgeprägt sind. Ein Beleuchtungssystem, welches ein Eingangsstrahlungsfeld transformiert, dessen Winkelverteilung (anstatt der Intensitätsverteilung) elongiert ist, wird an späterer Stelle erläutert.
Es kann vorgesehen sein, dass das Pupillendefinitionselement als refraktives optisches Element oder als diffraktives optisches Element ausgebildet ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Felddefinitionselement als refraktives optisches Element ausgebildet ist. Das Pupillendefinitionselement kann in dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem die Aufgabe erfüllen, eine gewünschte Beleuchtungspupillenfüllung einzustellen. Die Beleuchtungspupillenfüllung des Ausgangsstrahlungsfeldes wird häufig auch als „Setting“ bezeichnet. Eine durch das Pupillendefinitionselement erzeugte Winkelverteilung der Projektionsstrahlung kann daher als Pupillendefinitionselement-Setting bezeichnet werden. Das Felddefinitionselement kann bei dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem eine Winkelverteilung der Projektionsstrahlung erzeugen, welche die optische Mischeinrichtung und/oder das Retikel füllen soll. Im Rahmen der Erfindung kann daher eine Winkelverteilungsgröße des Felddefinitionselements als Felddefinitionselement-Feldgröße bezeichnet werden.
Wenn das Eingangsstrahlungsfeld durch eine äußere Strahlung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung ausgebildet ist, wobei die Startstrahlung durch einen Strahlungspuls ausgebildet ist, ist die optische Mischeinrichtung von besonderem Vorteil. Da Tochterpulse der Startstrahlung mehrere Teildurchlasseinrichtungen zeitlich und räumlich getrennt voneinander verlassen ermöglicht die optische Mischeinrichtung eine besonders vorteilhafte Homogenisierung des zeitlich und räumlich variablen Eingangsstrahlungsfeldes.
Es können ferner eine oder mehrere optische Mischeinrichtungen vorgesehen sein, welche an einer oder mehreren Stellen des Beleuchtungssystems angeordnet sind.
Das Eingangsstrahlungsfeld kann beispielsweise von einem Laser ausgebildet sein, an dessen Strahlausgang eine Optik dergestalt verbaut ist, dass sich ein quadratisches Strahlungsprofil bei asymmetrischen Divergenzen ergibt. Aus dem Stand der Technik bekannte Laser weisen in einer Ursprungskonfiguration häufig ein rechteckiges Intensitätsprofil mit symmetrischen Divergenzwinkeln in zwei Raumrichtungen auf. Eine derartige Situation wird häufig mittels einer mit dem Laser verbauten Optik dahingehend modifiziert, dass der Laser ein rechteckiges Intensitätsprofil und asymmetrische Divergenzen aufweist. Daher kann insbesondere das Eingangsstrahlungsfeld sowohl in seiner Intensitätsverteilung elongiert sein als auch in seiner Winkelverteilung asymmetrisch sein.
Bei dem Beleuchtungssystem und insbesondere in den nachfolgend beschriebenen Weiterbildungen des Beleuchtungssystems als „elongiert“ beschriebene Ausführungsformen von Bauteilen und Größen können insbesondere rechteckig ausgebildet sein.
Die erste Fourieroptikeinrichtung kann dadurch zoombar ausgebildet sein, dass sie eine variable Brennweite, vorzugsweise bei gleichzeitig konstanter Bildweite, aufweist. Insbesondere kann die erste Fourieroptikeinrichtung hierzu verschiebbare optische Elemente, insbesondere Linsen, aufweisen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass die optische Mischeinrichtung als Mischstab ausgebildet ist oder die optische Mischeinrichtung einen Mischstab aufweist, und ein Querschnitt der Projektionsstrahlung wenigstens annähernd kleiner ist als ein Querschnitt des Mischstabs und/oder eine Winkelverteilung an einem Stabeintritt des Mischstabs in Verbindung mit einer Beleuchtungspupillenfüllung einem an dem Retikel gewünschten Beleuchtungsquerschnitt der Projektionsstrahlung entspricht.
Ein Mischstab wandelt eine Lichtverteilung am Eingang des Beleuchtungssystems in eine Lichtverteilung am Ausgang um. Hierbei ist das Intensitätsprofil der Lichtverteilung an dem Ausgang des Mischstabs durch eine homogene Ausfüllung einer gesamten Stabaustrittsfläche gegeben. Dies stellt zugleich auch eine Hauptfunktion des Mischstabs dar. Eine Winkelverteilung der Lichtverteilung am Ausgang besteht hierbei aus Kopien des Intensitätsprofils der Lichtverteilung am Ausgang, wobei diese Kopien gemäß der Größe des Querschnitts des Mischstabs zueinander verschoben sind.
Eine Winkelverteilung der Projektionsstrahlung am Ausgang des Mischstabs ist gemäß der Winkelverteilung am Eingang des Mischstabs beschnitten.
Die Verwendung von Mischstäben als optische Mischeinrichtungen ist aus dem Stand der Technik bekannt und ermöglicht eine zuverlässige und effiziente Mischung und Homogenisierung der Projektionsstrahlung in dem Beleuchtungssystem und hierdurch eine Entkopplung der Intensitätsverteilung an dem Retikel von gegebenenfalls auftretenden räumlichen Fluktuationen der Intensitätsverteilung vor dem Mischstab. Ein Grad der durch den Mischstab bedingten Homogenisierung der Projektionsstrahlung ist umso größer, je größer ein Verhältnis der Länge zu dem Querschnitt des Mischstabs ist. Es kann daher vorgesehen sein, dass das Verhältnis an eine zu erzielende Homogenisierung angepasst ist.
Zu einer verlustfreien Einkopplung der Projektionsstrahlung in den Mischstab ist es von Vorteil, wenn der Querschnitt der Projektionsstrahlung, insbesondere in alle Raumrichtungen, kleiner als der Querschnitt des Mischstabs ist. Ferner ist es von Vorteil, wenn eine durch das Pupillendefinitionselement bedingte Winkelverteilung der Projektionsstrahlung in Verbindung mit einer bereits vor dem Eintritt in das Beleuchtungssystem vorliegende Strahldivergenz der Projektionsstrahlung derart ausgebildet ist, dass der Querschnitt der Projektionsstrahlung in dem Mischstab wenigstens annähernd verlustfrei eingekoppelt werden kann.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das aus dem Stab austretende Strahlungsfeld der Projektionsstrahlung mittels einer Endvergrößerungseinrichtung vergrößert auf das Retikel abgebildet wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass das elongierte Eingangsstrahlungsfeld mit einer langen Achse entlang der Kreuzrasterrichtung angeordnet ist.
Das elongierte Eingangsstrahlungsfeld ist hierbei so ausgerichtet, dass eine lange Achse der Lichtverteilung entlang der Kreuzrasterrichtung liegt.
Eine derartige Konfiguration hat den Vorteil, dass durch das Beleuchtungssystem das Eingangsfeld nicht gedreht werden muss, sondern das Eingangsstrahlungsfeld und das Ausgangsstrahlungsfeld entlang der gleichen Achse elongiert sind.
Ist das elongierte Eingangsstrahlungsfeld mit der langen Achse entlang der Kreuzrasterrichtung angeordnet, so lässt sich ferner eine Abrasterung bzw. ein Abscannen bzw. eine Bewegung eines mit abzubildenden Strukturen belegten Retikels relativ zum Ausgangsstrahlungsfeld des Beleuchtungssystems des Retikels besonders einfach realisieren.
Wir das Eingangsstrahlungsfeld beispielsweise durch die erfindungsgemäße Auskoppelvorrichtung realisiert, so ist es von besonderem Vorteil, wenn ein Strahlungsfeld der äußeren Strahlung derart orientiert ist, dass es mit seiner langen Achse entlang der Kreuzrasterrichtung in das Beleuchtungssystem eintritt
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass ein Verhältnis einer Feldgröße des Felddefinitionselements in Kreuzrasterrichtung zu einer Feldgröße des Felddefinitionselements in Rasterrichtung kleiner ist als ein Verhältnis der Ausdehnung des Mischstabs in Kreuzrasterrichtung zu der Ausdehnung des Mischstabs in Rasterrichtung.
Das Felddefinitionselement erzeugt eine Winkelverteilung, die den Mischstab bzw. das Retikel füllen soll, weswegen die Winkelverteilungsgröße des Felddefinitionselements als Feldgröße bezeichnet werden kann. Vorteilhaft effizient kann die Projektionsstrahlung in den Mischstab eingekoppelt werden, wenn das Licht vor dem Mischstab den Mischstab möglichst vollständig füllt, ohne ihn zu überstrahlen. Es kann vorgesehen sein, dass die Ausleuchtung vor dem Mischstab geringfügig kleiner als der Mischstab ausgebildet ist. Hierzu können beispielsweise die Seitenverhältnisse des Mischstabs und des Felddefinitionselements fast identisch sein. Dies kann sich beispielsweise daraus ergeben, dass die Feldgröße des Felddefinitionselements in Kreuzrasterrichtung einer Ausdehnung des Mischstabs in Kreuzrasterrichtung entspricht oder wenigstens annähernd entspricht. Eine Faltung der Feldgröße des Felddefinitionselements mit einer die Feldgröße übertreffenden Ausdehnung der Projektionsstrahlung in Kreuzrasterrichtung führt dann dazu, dass ein Eintritt in den Mischstab weiterhin ausreichend gefüllt ist.
Das Felddefinitionselement wird demnach so ausgelegt, dass das Seitenverhältnis der Felddefinitionselement-Feldgröße in Kreuzrasterrichtung zu der Felddefinitionselement-Feldgröße in Rasterrichtung kleiner als das Seitenverhältnis der Ausdehnung des Mischstabs in Kreuzrasterrichtung zu der Ausdehnung des Mischstabs in Rasterrichtung ist. Für aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungssysteme beträgt das Verhältnis der Felddefinitionselement-Feldgröße in Kreuzrasterrichtung zu der Felddefinitionselement-Feldgröße in Rasterrichtung ungefähr dem Verhältnis der Ausdehnung des Mischstabs in Kreuzrasterrichtung zu der Ausdehnung des Mischstabs in Rasterrichtung und dabei ungefähr der Zahl 3. Hierbei erscheint die Felddefinitionselement-Feldgröße in Kreuzrasterrichtung als die Ausdehnung des Mischstabs in Kreuzrasterrichtung. Eine Faltung mit der Ausdehnung des Eingangsstrahlungsfelds in Kreuzrasterrichtung kann hierbei dazu führen, dass ein Eintrittsbereich des Mischstabs durch die Projektionsstrahlung ausreichend gefüllt ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass die Feldgröße des Felddefinitionselements in Kreuzrasterrichtung höchstens geringfügig größer als die Feldgröße des Felddefinitionselements in Rasterrichtung ist.
Vorteilhaft an einer derartigen Weiterbildung kann sein, dass nur das Felddefinitionselement, nicht aber das Pupillendefinitionselement angepasst werden muss. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, da es in aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungssystemen genau ein festes Felddefinitionselement vorgesehen ist, während üblicherweise mehrere, insbesondere tauschbare Pupillendefinitionselemente mit jeweilig unterschiedlichen Pupillendefinitionselement-Settings vorgesehen sind.
Eine Auslegung des Felddefinitionselements derart, dass die Feldgröße in Kreuzrasterrichtung ungefähr der Feldgröße in Rasterrichtung entspricht oder diese sogar übertrifft, hat den Vorteil, dass nur das Felddefinitionselement, nicht aber das Pupillendefinitionselement an das elongierte Eingangsstrahlungsfeld angepasst werden muss.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem kann vorgesehen sein, dass die zweite Fourieroptikeinrichtung und/oder die erste Fourieroptikeinrichtung jeweils in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung unterschiedlich ausgebildete Brennweiten aufweisen.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass lediglich die zweite Fourieroptikeinrichtung jeweils in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung unterschiedlich ausgebildete Brennweiten aufweist. Der Vorteil einer derartigen Ausführungsform ergibt sich daraus, dass in aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungssystemen die zweite Fourieroptikeinrichtung fest, das heißt insbesondere nicht zoombar, ausgebildet sein kann, während die erste Fourieroptikeinrichtung vorzugsweise zoombar ausgebildet ist. Daher kann es im Hinblick auf ein Optikdesign von Vorteil sein, eine feste und nicht zoombare Optik, namentlich die zweite Fourieroptikeinrichtung, mit in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung unterschiedlichen Brennweiten auszuführen.
Eine Anpassung der Projektionsstrahlung derart, dass dem elongierten Eingangsstrahlungsfeld Rechnung getragen wird, kann auch dadurch erreicht werden, dass eine der beiden Fourieroptikeinrichtungen, vorzugsweise jedoch die zweite Fourieroptikeinrichtung, jeweils in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung unterschiedlich ausgeprägte Brennweiten aufweisen. Hierdurch kann beispielsweise das elongierte Eingangsstrahlungsfeld derart transformiert werden, dass der Querschnitt der Projektionsstrahlung nach der betreffenden Fourieroptikeinrichtung einem Querschnitt der Projektionsstrahlung entspricht, welcher bei aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungssystemen üblicherweise zur Anwendung kommt. Eine Ausführungsform der zweiten Fourieroptikeinrichtung mit in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung unterschiedlichen Brennweiten hat den Vorteil, dass die zweite Fourieroptikeinrichtung häufig fest ausgebildet ist, während die erste Fourieroptikeinrichtung häufig zoombar ausgebildet ist. Aus diesem Grund ist es vom Optikdesign her anspruchsvoller, die erste Fourieroptikeinrichtung mit in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung unterschiedlicher Brennweite auszuführen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass ein Produkt aus der Brennweite in Kreuzrasterrichtung und einer Winkelverteilung der Projektionsstrahlung in Kreuzrasterrichtung an dem Stabeintritt des Mischstabes der Ausdehnung des Mischstabes in Kreuzrasterrichtung wenigstens annähernd entspricht; und ein Produkt aus der Brennweite in Rasterrichtung und einer Winkelverteilung der Projektionsstrahlung in Rasterrichtung an dem Stabeintritt des Mischstabes der Ausdehnung des Mischstabes in Rasterrichtung wenigstens annähernd entspricht.
Eine derartige Konfiguration des Beleuchtungssystems und insbesondere der ersten oder zweiten Fourieroptikeinrichtung mit in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung unterschiedlicher Brennweite kann dazu führen, dass eine Faltung aus einer Divergenz des Eingangsstrahlungsfelds mit einem Pupillendefinitionselement-Setting an dem Eingang des Mischstabs invers skaliert wird. Es ist dabei von Vorteil, wenn die in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung unterschiedlich ausgebildete Brennweite der ersten oder der zweiten Fourieroptikeinrichtung im Pupillendefinitionselement-Setting und daher in einer Auslegung des Pupillendefinitionselements vorgehalten wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass das Pupillendefinitionselement eingerichtet ist, die Ausdehnung des Querschnitts der Projektionsstrahlung an dem Stabeintritt des Mischstabes an den Querschnitt des Mischstabes anzupassen.
Durch eine Anpassung des Querschnitts der Projektionsstrahlung auf den Querschnitt des Mischstabs kann erreicht werden, dass zum einen der Mischstab wenigstens annähernd vollständig ausgefüllt wird, wodurch eine Homogenisierung der Projektionsstrahlung vorteilhaft maximiert wird. Andererseits wird eine Überfüllung des Stabeintritts des Mischstabs vermieden. Eine derartige Überfüllung wäre nachteilig, da ein Teil der Projektionsstrahlung nicht in den Mischstab eintreten würde und somit verloren ginge. Wird die Überfüllung vermieden, so wird gleichzeitig ein Verlust nutzbarer Projektionsstrahlung minimiert.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass eine Anpassungseinrichtung vor dem Pupillendefinitionselement angeordnet und eingerichtet ist, um das Eingangsstrahlungsfeld anamorphotisch zu vergrößern.
Ein Ansatz, welcher unterschiedliche Brennweiten in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung beispielsweise bei der zweiten Fourieroptikeinrichtung vorsieht, kann sinngemäß auch dadurch erreicht werden, dass das Eingangsstrahlungsfeld asymmetrisch bzw. anamorphotisch vergrößert wird. Hierbei ist ein Vergrößerungsfaktor in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung unterschiedlich ausgebildet. Die hierzu notwendige Anpassungseinrichtung wird an späterer Stelle beschrieben. Die Verwendung einer derartigen Anpassungseinrichtung kann unter Umständen eine zusätzliche optische Einrichtung erfordern.
Eine Verwendung einer derartigen dezidierten Anpassungseinrichtung sieht die Verwendung einer zusätzlichen Optik, namentlich der Anpassungseinrichtung, als Ergänzung zu dem in dem Beleuchtungssystem ohnehin vorgesehenen ersten und zweiten Fourieroptikeinrichtungen vor. Vorteilhaft an der Verwendung einer dezidierten Anpassungseinrichtung ist, dass im Vergleich zu einem aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungssystem die erste und die zweite Fourieroptikeinrichtungen unverändert bleiben können. Dies ermöglicht die Verwendung von Gleichteilen, wodurch Produktionskosten gesenkt werden können.
Ferner kann vorgesehen sein, dass lediglich das Pupillendefinitionselement an die elongierte Form des Eingangsstrahlungsfelds angepasst wird. Pupillendefinitionselemente können typischerweise als Tauschteile und insbesondere kundenspezifisch ausgebildet sein. Da eine spezifische Anpassung des Pupillendefinitionselements ohnehin vorgesehen ist, ist ein Gleichteilverlust, das heißt die Notwendigkeit einer spezifischen individuellen Fertigung, bei einem Pupillendefinitionselement nur mit geringen zusätzlichen Kosten verbunden.
Durch eine der vorgenannten Ausführungsformen des Beleuchtungssystems oder eine Kombination der vorgenannten Ausführungsformen, beispielsweise durch die anamorphotisch wirkende Anpassungseinrichtung und/oder ungleiche Brennweiten der zweiten Fourieroptikeinrichtung in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung kann erreicht werden, dass eine Ortsausleuchtung vor dem Mischstab einem Stabquerschnitt entspricht oder geringfügig kleiner als der Stabquerschnitt, das heißt der Querschnitt des Mischstabs, ausgebildet ist. Ferner kann erreicht werden, dass die Winkelverteilung der Projektionsstrahlung an einem Eintrittsbereich des Mischstabs einer an dem Retikel gewünschten Beleuchtungspupillenfüllung entspricht.
Insbesondere kann eine Kombination der vorgenannten Weiterbildungen des Beleuchtungssystems von Vorteil sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass die optische Mischeinrichtung als Wabenkondensor als Teil des Felddefinitionselements ausgebildet ist oder die optische Mischeinrichtung einen Wabenkondensor als Teil des Felddefinitionselements aufweist.
Es kann vorgesehen sein, dass die optische Mischeinrichtung sowohl wenigstens einen Mischstab also auch wenigstens einen Wabenkondensor, vorzugsweise als Teil des Felddefinitionselements, aufweist. Hierzu kann auch vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Wabenkondensor und der wenigstens eine Mischstab an beabstandeten Stellen des Beleuchtungssystems angeordnet sind.
Aus dem Stand der Technik bekannte Pupillendefinitionselemente sind häufig als diffraktive optische Elemente realisiert. Im Gegensatz zu einer optischen Mischeinrichtung, welche als Mischstab realisiert ist, ist in der vorliegenden Weiterbildung des Beleuchtungssystem das Felddefinitionselement zweistufig ausgelegt. Eine Verwendung eines zweistufigen Felddefinitionselements kann beispielsweise bewirken, dass ein Querschnitt der Projektionsstrahlung an dem Retikel unabhängig von der Größe des Eingangsstrahlungsfelds ist, sondern vielmehr lediglich vom Felddefinitionselement bestimmt wird.
Die beschriebene Unabhängigkeit des Strahlungsquerschnitts an dem Retikel von dem Eingangsstrahlungsfeld gilt jedoch nur eingeschränkt. Liegt beispielsweise die Ausdehnung des Eingangsstrahlungsfelds unterhalb eines kritischen Werts, so ist eine Ausleuchtung des Retikels tatsächlich unabhängig von der Ausdehnung des Eingangsstrahlungsfelds. Liegt die Ausdehnung des Eingangsstrahlungsfelds jedoch oberhalb des kritischen Werts, so kann es beispielsweise zu einem Kanalübersprechen in dem Felddefinitionselement kommen, welches beispielsweise in einen Lichtverlust und/oder in Geisterbilden an dem Retikel resultiert. Vorteilhafterweise kann daher vorgesehen sein, ein Kanalübersprechen in dem Felddefinitionselement zu vermeiden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass das Felddefinitionselement eine erste Wabenplatte aufweist, welche vor einer zweiten Wabenplatte in einer oder mehreren vorderen Fokusebenen der zweiten Wabenplatte angeordnet ist.
Hierbei können die Brennweiten der zweiten Wabenplatte dadurch eindeutig bestimmt werden, dass die erste Wabenplatte in einer vorderen Brennebene der zweiten Wabenplatte angeordnet ist. Brennweiten der ersten Wabenplatte können unabhängig hiervon gewählt werden. Mittels der Brennweiten der ersten Wabenplatte kann beispielsweise bestimmt werden, welche Divergenz der Projektionsstrahlung maximal von dem Felddefinitionselement aufgenommen werden kann, bevor es zu einem Kanalübersprechen kommen kann.
Ein Grad der durch die Wabenplatten bedingten Homogenisierung der Projektionsstrahlung ist umso besser, je größer ein Verhältnis zwischen der Ausdehnung der gesamten Wabenplatte und der jeweiligen Ausdehnung der Waben ausgebildet ist. Es kann daher vorgesehen sein, dass das Verhältnis an eine zu erzielende Homogenisierung angepasst ist.
Im Rahmen der Erfindung ist unter einer Kanalübersprechdivergenz diejenige Divergenz der Projektionsstrahlung zu verstehen, welche von einem Bauteil des Beleuchtungssystems maximal aufgenommen werden kann, ohne dass es zu einem Übersprechen zwischen verschiedenen Kanälen des Bauteils bzw. des Beleuchtungssystems kommt. Ein Kanalübersprechen kann sich beispielsweise in Lichtverlust oder in Geisterbildern an dem Retikel äußern.
Es kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, eine maximal aufnehmbare Divergenz der Projektionsstrahlung mittels einer geeigneten Wahl der Brennweiten der ersten Wabenplatte zu verringern, um beispielsweise eine Strahlungsbelastung auf der zweiten Wabenplatte zu verringern.
Die Winkelverteilung der auf dem Felddefinitionselement auftreffenden Projektionsstrahlung kann beispielsweise von der Größe des Pupillendefinitionselements und einer Brennweite der ersten Fourieroptikeinrichtung abhängen.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Winkelverteilung der auf dem Felddefinitionselement auftreffenden Strahlung deutlich kleiner ausgebildet ist als Akzeptanzwinkel des Felddefinitionselements. Ferner können zusätzliche Streuscheiben als Teil des Beleuchtungssystem vorgesehen sein, um eine Vergrößerung der Winkelverteilung zu erzeugen. Dies kann insbesondere für einen Anteil der Projektionsstrahlung in Rasterrichtung relevant sein.
Häufig ist die optische Mischeinrichtung dadurch realisiert, dass das Felddefinitionselement zweistufig ausgelegt ist. Die Verwendung eines zweistufigen Felddefinitionselements sorgt dafür, dass die Feldgröße des Felddefinitionselements an dem Retikel unabhängig von einer räumlichen Ausdehnung des Eingangsstrahlungsfelds wird und vielmehr nur von dem Felddefinitionselement bestimmt wird. Insbesondere ermöglicht die Ausführung der optischen Mischeinrichtung als Teil des Felddefinitionselements und in Form eines Wabenkondensors eine besonders bauraumsparende und verlustarme Homogenisierung der Projektionsstrahlung
Zur Realisierung des Wabenkondensors ist es von Vorteil, wenn das Felddefinitionselement eine erste Wabenplatte und eine zweite Wabenplatte aufweist, wobei die erste Wabenplatte entlang des Strahlpfads vor der zweiten Wabenplatte in einer vorderen Fokusebene der zweiten Wabenplatte angeordnet ist. Eine derartige Konfiguration ist aus dem Stand der Technik bekannt.
Häufig handelt es sich bei den Waben der Wabenplatte um Linsen, welche beidseitig zylindrisch geschliffen sind, wobei die Zylinderachsen der vorderen und der hinteren Ebene senkrecht zueinander sind. Dies führt dazu, dass eine vordere Oberfläche und/oder äußere bzw. nach außen gerichtete Oberflächen der Wabenplatten beispielsweise für eine Brechung der Projektionsstrahlung in Rasterrichtung zuständig sind, während die einander zugewandten Innenseiten der Wabenplatten für eine Brechung der Projektionsstrahlung in Kreuzrasterrichtung zuständig sind. Dies ermöglicht prinzipiell eine Veränderung der Brechkraft der Wabenplatten in Kreuzrasterrichtung und/oder Rasterrichtung dadurch, dass jeweils nur eine Seite der Wabenplatten verändert ausgeführt wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass eine Ausdehnung des Eingangsstrahlungsfelds der Projektionsstrahlung in Kreuzrasterrichtung nach der ersten Fourieroptikeinrichtung einer Stahldivergenz der Projektionsstrahlung entspricht, welche kleiner oder vorzugsweise wenigstens annähernd gleich einem Akzeptanzwinkel der ersten Wabenplatte in Kreuzrasterrichtung ist.
Bedingt durch die Fouriertransformation, welche die Projektionsstrahlung durch die erste Fourieroptikeinrichtung erfährt, ist es von Vorteil, wenn der Akzeptanzwinkel der ersten Wabenplatte in Kreuzrasterrichtung derart mit der Ausdehnung des Eingangsstrahlungsfelds der Projektionsstrahlung in Kreuzrasterrichtung abgestimmt ist, dass die Projektionsstrahlung wenigstens annähernd vollständig von der Wabenplatte aufgenommen werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass eine Brennweite der ersten Wabenplatte in Kreuzrasterrichtung wenigstens annähernd gleich der Brennweite der zweiten Wabenplatte in Kreuzrasterrichtung ist.
Beispielsweise zur Aufnahme eines stark elongierten Eingangsstrahlungsfelds in das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem kann es von Vorteil sein, dass das Felddefinitionselement symmetrisch ausgelegt ist, das heißt eine Brechkraft der ersten Wabenplatte in Kreuzrasterrichtung identisch zu der Brechkraft der zweiten Wabenplatte in Kreuzrasterrichtung ausgebildet ist. Beispielsweise kann durch eine symmetrische Auslegung des Felddefinitionselements erreicht werden, dass im Vergleich zu einem asymmetrisch ausgelegten Felddefinitionselement bis zu vierfach stärker elongierte Eingangsstrahlungsfelder in das Beleuchtungssystem aufgenommen werden können.
Die Akzeptanzwinkel des Wabenkondensors können dadurch vergrößert werden, dass die Brennweiten in Kreuzrasterrichtung der beiden Wabenplatten annähernd gleich sind. Dadurch wird zwar Freiheit bei der Ausgestaltung der Wabenplatten und deren Positionierung im Bauraum verloren, es wird jedoch dadurch ermöglicht, dass das in Kreuzrasterrichtung elongierte Eingangsstrahlungsfeld zu einem größeren Anteil von der Wabenplatte aufgenommen werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- an einem Eingang des Beleuchtungssystems eine zweite optische Mischeinrichtung, vorzugsweise ausgebildet durch eine erste Eingangswabenplatte und eine zweite Eingangswabenplatte, angeordnet ist, und/oder
- nach der zweiten optischen Mischeinrichtung eine dritte Fourieroptikeinrichtung angeordnet ist, und/oder
- das Pupillendefinitionselement als Mikrospiegelarray, ausgebildet ist, und/oder
- die erste Fourieroptikeinrichtung eine definierte Brennweite aufweist.

Bei der hier beschriebenen vorteilhaften Weiterbildung des Beleuchtungssystems können jeweils eines, mehrere oder alle der genannten Merkmale realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
Eine weitere Bauform von aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungssystemen kann eine zweite Mischeinrichtung vorsehen, welche wiederum durch zwei Wabenplatten, namentlich eine erste Eingangswabenplatte und eine zweite Eingangswabenplatte, ausgebildet ist. Diese zweite optische Mischeinrichtung kann an dem Eingang des Beleuchtungssystems positioniert werden. Hierdurch wird die Projektionsstrahlung vorteilhafterweise weiter homogenisiert, was zu einer noch homogeneren Ausleuchtung des Beleuchtungsflecks am Retikel führt.
Ferner kann bei einem derartigen aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungssystem eine dritte Fourieroptikeinrichtung vorgesehen sein, welche nach der zweiten optischen Mischeinrichtung angeordnet ist, insbesondere kann das Pupillendefinitionselement als Mikrospiegelarray, beispielswiese zur dynamischen Ausleuchtung verschiedener Bereiche des Retikels, ausgebildet sein.
Im Rahmen der Erfindung kann sich der Begriff Mikrospiegelarray auf jegliches dynamisches Beleuchtungselement beziehen, welches eingerichtet und geeignet ist, das Retikel dynamisch und ortsveränderlich auszuleuchten.
Hierbei entspricht das Mikrospiegelarray dem Pupillendefinitionselement der vorbeschriebenen Ausführungsformen des Beleuchtungssystems.
Von Vorteil kann es sein, wenn vorgesehen ist, dass eine Brennweite der dritten Fourieroptikeinrichtung fest ausgebildet ist, und insbesondere nicht variabel ausgebildet ist.
Eine derartige Ausführungsform des Beleuchtungssystems kann beispielsweise dazu führen, dass eine Ausdehnung des Eingangsstrahlungsfelds eine Winkelausdehnung einer Ausleuchtung auf dem Mikrospiegelarray bestimmt.
Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Abstand der ersten Eingangswabenplatte von der zweiten Eingangswabenplatte derart lang ausgebildet ist, dass eine Dicke der beiden Eingangswabenplatten vernachlässigbar ist.
Eine derartige Konfiguration und Fortentwicklung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems ermöglicht eine Transformation des elongierten Eingangsstrahlungsfelds derart, dass die resultierende Projektionsstrahlung besonders vorteilhaft homogenisiert ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- die erste Fourieroptikeinrichtung als ein freier Propagationsraum ausgebildet ist und/oder eine Pupillenlinse zu einem telezentrischen Biegen der Propagationsstrahlung vorgesehen ist, und/oder
- die erste Eingangswabenplatte und die zweite Eingangswabenplatte in Rasterrichtung und in Kreuzrasterrichtung jeweils dieselben Brennweiten aufweisen, und
- die zweite optische Mischeinrichtung sowie die dritte Fourieroptikeinrichtung eingerichtet sind, um einen Beleuchtungstrahlquerschnit der Projektionsstrahlung zu erzeugen, welcher das Mikrospiegelarray wenigstens annähernd vollständig ausleuchtet, und/oder
- eine Winkelverteilung bzw. Wabenkondensordivergenz der Projektionsstrahlung an einem Ausgang der zweiten optischen Mischeinrichtung wenigstens annähernd kleiner als eine Kanalübersprechdivergenz ausgebildet ist, und/oder
- der Beleuchtungsstrahlquerschnitt derart groß ausgebildet ist, dass er einer Divergenz der Projektionsstrahlung entspricht, welche kleiner ist als die Kanalübersprechdivergenz.

Bei der hier beschriebenen vorteilhaften Weiterbildung des Beleuchtungssystems können jeweils eines, mehrere oder alle der genannten Merkmale realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
Dadurch, dass die Brennweiten der zweiten Eingangswabenplatte in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung identisch sind, kann beispielsweise eine Brennweitenfreiheit aus dem Felddefinitionselement verringert sein.
Es kann hierbei vorgesehen sein, dass die zwischen dem Mikrospiegelarray und dem Felddefinitionselement angeordnete erste Fourieroptikeinrichtung nicht als physikalische Komponente existiert. Das vollständige Weglassen der ersten Fourieroptikeinrichtung bzw. deren Ersatz durch beispielsweise Pupillenlinsen kurz vor einer Zielebene zum Zwecke eines telezentrischen Biegens der Strahlen, um beispielsweise deren annähend senkrechtes Auftreffen auf der Zielebene zu erreichen, kann beispielsweise immer dann von Vorteil sein, wenn die Brennweite der ersten Fourieroptikeinrichtung gleich einem zur Verfügung stehenden Bauraum in dem Beleuchtungssystem ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- das Mikrospiegelarray in Kreuzrasterrichtung elongiert ausgebildet ist, und/oder
- Waben der ersten Eingangswabenplatte und der zweiten Eingangswabenplatte rechteckig ausgebildet sind, wobei ein einheitliches Seitenverhältnis der Waben einem Seitenverhältnis des Mikrospiegelarrays entspricht, und/oder
- vor der zweiten Mischeinrichtung eine Verkleinerungseinrichtung angeordnet ist, welche einen Strahldurchmesser der Projektionsstrahlung, insbesondere das Eingangsstrahlungsfeld, in Kreuzrasterrichtung verkleinert.

Bei der hier beschriebenen vorteilhaften Weiterbildung des Beleuchtungssystems können jeweils eines, mehrere oder alle der genannten Merkmale realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
Um dem elongierten Eingangsstrahlungsfeld Rechnung zu tragen, kann der Akzeptanzwinkel des Felddefinitionselements in die Kreuzrasterrichtung vergrößert werden. Hierzu kann die Ausdehnung des Mikrospiegelarrays in Kreuzrasterrichtung vergrößert werden, so dass das Mikrospiegelarray stark rechteckig ausgebildet ist. Um eine möglichst vollständige Ausleuchtung des Mikrospiegelarrays durch die Projektionsstrahlung zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn die zweite optische Mischeinrichtung eine entsprechende Winkelverteilung erzeugt. Hierfür ist es von Vorteil, wenn die einzelnen Waben der zweiten optischen Mischeinrichtung rechteckig ausgeführt sind. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Waben der zweiten optischen Mischeinrichtung dasselbe Seitenverhältnis aufweisen wie das Mikrospiegelarray. Die Berandung bzw. räumliche Ausdehnung der zweiten optischen Mischeinrichtung ist hierbei quadratisch. Um eine möglichst vollständige Ausleuchtung der quadratischen zweiten Mischeinrichtung zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn das Eingangsstrahlungsfeld der Projektionsstrahlung in Kreuzrasterrichtung mittels der Verkleinerungseinrichtung verkleinert wird. Durch eine derartige Verkleinerung erhöht sich eine Divergenz der Projektionsstrahlung in Kreuzrasterrichtung vor der zweiten optischen Mischeinrichtung. Durch die rechteckige Ausführung der Waben der zweiten optischen Mischeinrichtung erhöht sich jedoch ein Akzeptanzwinkel in Kreuzrasterrichtung der zweiten optischen Mischeinrichtung, welcher ohne eine Kanalübersprechen transportiert werden kann.
Vorteilhafterweise kann eine Asymmetrie zwischen Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung der zweiten optischen Mischeinrichtung dadurch erreicht werden, dass die einzelnen Waben bzw. Facetten der ersten und der zweiten Eingangswabenplatte nicht quadratisch, sondern rechteckig ausgeführt sind. Hierbei ist bei einer gegebenen dritten Fourieroptikeinrichtung ein Querschnitt des auf dem Mikrospiegelarray auftreffenden Strahls der Projektionsstrahlung durch eine Auslegung der zweiten Mischeinrichtung bestimmt.
Ferner ist es von Vorteil, wenn eine Divergenz der auf die zweite optische Mischeinrichtung auftreffenden Projektionsstrahlung derart klein ausgebildet ist, dass ein Kanalübersprechen vermieden werden kann.
In vorteilhafter Weise können zur Aufnahme des elongierten Eingangsstrahlungsfeldes die Akzeptanzwinkel an einem Eingang des Felddefinitionselement als diejenige Dimension genutzt werden, in der in einem Phasenraum Veränderungen durchgeführt werden können, ohne ein elementares Design des Beleuchtungssystems zu beeinträchtigen. Hierbei wird eine Ausdehnung des Mikrospiegelarrays in Kreuzrasterrichtung derart vergrößert, dass das Mikrospiegelarray elongiert, beispielsweise stark rechteckig, wird. Um das Mikrospiegelarray wenigstens annähernd vollständig auszuleuchten kann vorgesehen sein, dass die zweite optische Mischeinrichtung eine entsprechende Winkelverteilung der Projektionsstrahlung erzeugt. Hierfür kann insbesondere eine Gesamtheit der einzelnen Waben bzw. Facetten des durch die erste und die zweite Eingangswabenplatte ausgebildeten zweiten Mischeinrichtung rechteckig ausgeführt sein. Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn die Waben dasselbe Seitenverhältnis aufweisen wie das Mikrospiegelarray. Die Berandung der zweiten optischen Mischeinrichtung bzw. des Wabenkondensators, welcher durch die Eingangswabenplatten ausgebildet wird, kann hierbei quadratisch bleiben. Um eine gewünschte quadratische Ausleuchtung der zweiten optischen Mischeinrichtung bzw. des Farbenkondensators zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass das Eingangsstrahlungsfeld in Kreuzrasterrichtung mittels einer abbildenden Optik verkleinert wird.
Durch eine derartige Verkleinerung mittels der Verkleinerungseinrichtung erhöht sich eine Divergenz der Projektionsstrahlung vor der zweiten Mischeinrichtung in Kreuzrasterrichtung. Durch die beschriebene rechteckige Ausführungsform der Waben bzw. Facetten der zweiten optischen Mischeinrichtung bzw. des Wabenkondensators erhöht sich zugleich ein Akzeptanzwinkelbereich in Kreuzrasterrichtung der zweiten optischen Mischeinrichtung, welcher ohne ein Kanalübersprechen transportiert werden kann. Die mit dem Kanalübersprechen verbundenen Probleme können hierdurch vorteilhafterweise vermieden werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Form der Mikrospiegelarrays durch die Form der Waben der Eingangswabenplatten bestimmt wird, indem das Mikrospiegelarray den Waben in geometrischem Sinne ähnlich ist. Weisen die Eingangswabenplatten beispielsweise Waben mit hexagonaler Form auf, so ist es von Vorteil, wenn auch das Mikrospiegelarray eine hexagonale Form aufweist. Eine hexagonale Form der Einzelspiegelchen des Mikrospiegelarrays kann ferner Vorteil haben, dass drei Aktuatoren, welche für eine Verkippung eines einzelnen Einzelspiegelchens bzw. Mikrospiegels vorgesehen sind, symmetrisch, beispielsweise auf Diagonalen um einen Mittelpunkt des Hexagons, angeordnet sein können
Hierbei ist es ferner von Vorteil, wenn die Waben der Eingangswabenplatten auf diesen dicht gepackt sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass das Mikrospiegelarray aus einer Mehrzahl an aneinandergereihten quadratischen Modulen ausgebildet ist und dadurch in Kreuzrasterrichtung elongiert ist.
Eine wie in der vorbeschriebenen Weiterbildung angestrebten Vergrößerung des Mikrospiegelarrays kann unter Umständen Kosten des Beleuchtungssystems erhöhen. Aus dem Stand der Technik bekannte Mikrospiegelarrays sind aus mehreren gleichartigen Modulen ausgebildet, so dass durch eine Aneinanderreihung derartiger gleichartiger Module technologische Änderungen minimiert sind und somit Kosten reduziert sind.
Durch die vorbeschriebene Vergrößerung des Mikrospiegelarrays wird auch eine Anzahl von Einzelspiegeln auf dem gesamten Mikrospiegelarray erhöht. Hierdurch wird eine Verbesserung von Freiheitsgraden bei einer Einstellung einer gewünschten Beleuchtungspupillenfüllung ermöglicht.
Durch die Verwendung einer Mehrzahl aneinander gereihter quadratischer Module zur Ausbildung des Mikrospiegelarrays kann auf aus dem Stand der Technik bekannte und verfügbare quadratische Module zurückgegriffen werden, was zu einer Kosteneinsparung bei einer Herstellung des elongierten bzw. rechteckigen Mikrospiegelarrays führen kann. Ferner hat eine Vergrößerung des Mikrospiegelarrays den Vorteil, dass damit eine Vergrößerung einer Anzahl von Einzelspiegelchen des gesamten Mikrospiegelarrays einhergeht. Die führt zu einer vorteilhaften Verbesserung von Freiheitsgraden bei einer Einstellung einer gewünschten Beleuchtungspupillenfüllung mittels des Mikrospiegelarrays.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- die erste Fourieroptikeinrichtung in Kreuzrasterrichtung eine kleinere Brennweite aufweist als in Rasterrichtung, und/oder
- die Waben der ersten Eingangswabenplatte und der zweiten Eingangswabenplatte quadratisch ausgebildet sind, und/oder
- die erste Eingangswabenplatte und die zweite Eingangswabenplatte in Kreuzrasterrichtung elongiert sind.

Bei der hier beschriebenen vorteilhaften Weiterbildung des Beleuchtungssystems können jeweils eines, mehrere oder alle der genannten Merkmale realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
Durch eine Asymmetrie der Brennweiten der ersten Fourieroptikeinrichtung bei gleichzeitiger Elongierung der zweiten optischen Mischeinrichtung in Kreuzrasterrichtung, wobei die Waben der zweiten Mischeinrichtung quadratisch ausgebildet sind, kann ebenfalls ein elongiertes Eingangsstrahlungsfeld transformiert werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass ein Verkippungswinkelbereich von Mikrospiegeln des Mikrospiegelarrays derart ausgebildet ist, dass das Felddefinitionselement wenigstens annähernd vollständig bestrichen werden kann und/oder der Verkippungswinkelbereich größer als die Winkelverteilung bzw. die Divergenz der Projektionsstrahlung vor dem Mikrospiegelarray ausgebildet ist.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass der Verkippungswinkelbereich der Mikrospiegel des Mikrospiegelarrays in Kreuzrasterrichtung vergrößert ist. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass aufgrund der kleineren Brennweite der ersten Fourieroptikeinrichtung in Kreuzrasterrichtung mittels eines Verkippens der Mikrospiegel des Mikrospiegelarrays das gesamte Felddefinitionselement überstrichen werden kann. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Verkippungswinkelbereich deutlich größer als eine Strahldivergenz der Projektionsstrahlung unmittelbar vor dem Mikrospiegelarray ausgebildet ist. Die Beleuchtungspupillenfüllung an dem Retikel ist schließlich durch eine Faltung aus dem Verkippungswinkelbereich und der Strahldivergenz der Projektionsstrahlung zu bestimmen. Ist der Beitrag des Verkippungswinkelbereiches der Mikrospiegel deutlich größer als die Strahldivergenz der Projektionsstrahlung unmittelbar vor dem Mikrospiegelarray, können vorteilhafterweise beliebige Beleuchtungspupillenfüllungen eingestellt werden.
Die vorbeschriebene Ausführungsform des Beleuchtungssystems ermöglicht in anderen Worten zum einen, dass bei einer kleineren Brennweite der ersten Fourieroptikeinrichtung mittels eines Verkippens der Einzelspiegelchen des Mikrospiegelarrays weiterhin das gesamte Felddefinitionselement überstrichen werden kann. Zum anderen ermöglicht eine Erweiterung des Kippwinkelbereichs auch eine Kompensation einer Strahldivergenz der Projektionsstrahlung direkt vor dem Mikrospiegelarray. Da die Beleuchtungspupillenfüllung durch eine Faltung des Kippwinkelbereichs und der Strahldivergenz der Projektionsstrahlung bestimmt wird und da ein Betrag der Verkippung der Einzelspiegelchen des Mikrospiegelarrays größer als die Strahldivergenz der Projektionsstrahlung unmittelbar vor dem Mikrospiegel ausgebildet ist, wird es ermöglicht, eine beliebige Beleuchtungspupillenfüllung einzustellen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- die dritte Fourieroptikeinrichtung in Kreuzrasterrichtung eine kleinere Brennweite aufweist als in Rasterrichtung, und/oder
- die Waben der ersten Eingangswabenplatte und der zweiten Eingangswabenplatte quadratisch ausgebildet sind, und/oder
- die erste Eingangswabenplatte und die zweite Eingangswabenplatte in Kreuzrasterrichtung elongiert sind, und/oder
- das Mikrospiegelarray in Kreuzrasterrichtung elongiert ausgebildet ist.

Bei der hier beschriebenen vorteilhaften Weiterbildung des Beleuchtungssystems können jeweils eines, mehrere oder alle der genannten Merkmale realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
Hierbei weist die dritte Fourieroptikeinrichtung, welche zwischen der zweiten Mischeinrichtung bzw. dem Wabenkondensor und dem Mikrospiegelarray angeordnet ist, in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung unterschiedliche Brennweiten auf. Die erste und die zweite Eingangswabenplatte sind hierbei rechteckig, insbesondere entsprechend dem Strahlungsprofil des Eingangsstrahlungsfeldes ausgebildet, während die einzelnen Waben der zweiten optischen Mischeinrichtung bzw. Wabenkondensors quadratisch ausgebildet sind.
Diese Ausführungsform des Beleuchtungssystem stellt eine weitere Möglichkeit dar, dem elongierten Eingangsstrahlungsfeld Rechnung zu tragen, indem sowohl die zweite Mischeinrichtung als auch das Mikrospiegelarray elongiert ausgeführt sind und die dritte Fourieroptikeinrichtung asymmetrische Brennweiten aufweist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- das Pupillendefinitionselement als Mikrospiegelarray, ausgebildet ist, und/oder
- in Ausbreitungsrichtung des Projektionsstrahlung vor dem Mikrospiegelarray eine optische Abbildungseinrichtung angeordnet ist.

Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
Eine derartige Ausbildungsform des Beleuchtungssystems erlaubt es, für das Beleuchtungssystem mit einem Mikrospiegelarray dieselbe Systemgeometrie wie für ein Zoom-Axicon-basiertes Beleuchtungssystem zu verwenden.
Ferner ermöglicht eine derartige Weiterbildung des Beleuchtungssystems eine wenigstens annähernd lineare Bauform des Beleuchtungssystems.
Ein Beleuchtungssystem mit einer optischen Abbildungseinrichtung für die sich die Erfindung in besonderer Weise eignet ist aus der US 9,678,332 B2 bekannt, wobei ein doppelt durchlaufenes Umlenkprisma die Projektionsstrahlung über ein Mikrospiegelarray führt. In dieser Hinsicht wird Bezug genommen auf die US 9,678,332 B2 , insbesondere die 1, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird.
Ein Beleuchtungssystem mit einer optischen Abbildungseinrichtung für die sich die Erfindung in besonderer Weise eignet ist aus der US 9,116,346 B2 bekannt. In dieser Hinsicht wird Bezug genommen auf die US 9,116,346 B2 , deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird.
Ein Beleuchtungssystem mit einer optischen Abbildungseinrichtung für die sich die Erfindung in besonderer Weise eignet ist aus der US 8,520,291 B2 bekannt. In dieser Hinsicht wird Bezug genommen auf die US 8,520,291 B2 , insbesondere die 1, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Eingangsstrahlungsfeld auf die Größe des Mikrospiegelarrays vergrößert wird. Dies ist insbesondere von Vorteil, da das Mikrospiegelarray typischerweise größer als das Eingangsstrahlungsfeld ausgebildet ist.
Von besonderem Vorteil ist die Verwendung der Abbildungseinrichtung, wenn auf eine zweite optische Mischeinrichtung verzichtet wird.
Analog zu den vorbeschriebenen Ausführungsformen des Beleuchtungssystems ist es von besonderem Vorteil, wenn ein zusätzlicher Lichtleitwert an dem Eingang des Beleuchtungssystems derart umgeformt wird, dass eine Vergrößerung der Winkel der Projektionsstrahlung in Kreuzrasterrichtung bei einem Auftreffen auf das Felddefinitionselement ermöglicht wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- das Mikrospiegelarray in Kreuzrasterrichtung elongiert ausgebildet ist, wobei ein Seitenverhältnis des Mikrospiegelarrays einem Seitenverhältnis des Eingangsstrahlungsfelds entspricht, und/oder
- die Abbildungseinrichtung, die erste Fourieroptikeinrichtung und die zweite Fourieroptikeinrichtung in Rasterrichtung und Kreuzrasterrichtung jeweils wenigstens annähernd gleiche Brennweiten aufweisen

Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
In einer derartigen Ausführungsform kann das Mikrospiegelarray rechteckig mit einem großen Seitenverhältnis, beispielsweise größer als 10, ausgeführt sein, so dass das Mikrospiegelarray dasselbe Seitenverhältnis wie das Eingangsstrahlungsfeld aufweist. Alle Optiken sind hierbei symmetrisch ausgebildet. Abbildungsmaßstäbe und/oder Brennweiten sind hierbei in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung wenigstens annähernd identisch. Der Verkippungswinkelbereich der Mikrospiegel des Mikrospiegelarrays ist in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung wenigstens annähernd identisch. Der Verkippungswinkelbereich der Mikrospiegel des Mikrospiegelarrays ist in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung wenigstens annähernd identisch ausgebildet.
Sind die Abbildungseinrichtung, die erste Fourieroptikeinrichtung und die zweite Fourieroptikeinrichtung in Rasterrichtung und Kreuzrasterrichtung bezüglich ihrer Brennweiten symmetrisch, so kann dem elongierten Eingangsstrahlungsfeld dadurch Rechnung getragen werden, dass das Mikrospiegelarray in Kreuzrasterrichtung gestreckt ist. Insbesondere kann das elongierte Eingangsstrahlungsfeld besonders gut von einem Mikrospiegelarray aufgenommen werden, welches dasselbe Seitenverhältnis aufweist wie das Eingangsstrahlungsfeld.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- das Mikrospiegelarray quadratisch ausgebildet ist, und/oder
- die Abbildungseinrichtung ein Verhältnis eines Abbildungsmaßstabes in Kreuzrasterrichtung zu einem Abbildungsmaßstab in Rasterrichtung aufweist, welches einem Seitenverhältnis des Eingangsstrahlungsfelds entspricht.

Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
In der beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems ist das Mikrospiegelarray quadratisch ausgebildet. Der Abbildungsmaßstab der Abbildungseinrichtung ist hierbei in Kreuzrasterrichtung kleiner als in Rasterrichtung und zwar entsprechend des Seitenverhältnisses des Eingangsstrahlungsfeldes.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Brennweite der zweiten Fourieroptikeinrichtung in Kreuzrasterrichtung kleiner ausgebildet ist als in Rasterrichtung, wobei das Verhältnis der Brennweiten in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung demselben Verhältnis des Eingangsstrahlungsfeldes entspricht.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass zwischen den beiden vorgenannten vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems gewisserma-ßen linear interpoliert wird. Hierbei können Ausbildungsformen, welche Zwischensituation zwischen den beiden vorgenannten vorteilhaften Weiterbildungen darstellen, jeweils dieselbe Systemperformance aufweisen.
Ist hingegen das Mikrospiegelarray bezüglich seiner Seitenlängen symmetrisch, d. h. quadratisch, ausgebildet, so kann der elongierten Form des Eingangsstrahlungsfelds dadurch Rechnung getragen werden, dass der Abbildungsmaßstab der Abbildungseinrichtung asymmetrisch ist. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang von Vorteil, wenn der Unterschied im Abbildungsmaßstab der Abbildungseinrichtung zwischen der Kreuzrasterrichtung und der Rasterrichtung der Unterschied der Ausdehnung das Eingangsstrahlungsfeld in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung entspricht. Hierdurch wird das Eingangsstrahlungsfeld durch die Abbildungseinrichtung zu einem symmetrischen Strahlungsfeld der Projektionsstrahlung transformiert. Die weitere Führung und Formung der Projektionsstrahlung in dem Beleuchtungssystem entspricht dann dem aus dem Stand der Technik Bekannten.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass ein Verkippungswinkelbereich von Mikrospiegeln des Mikrospiegelarrays in Kreuzrasterrichtung größer als in Rasterrichtung ausgebildet ist.
Für die vorgenannten Ausbildungsformen des Beleuchtungssystems sowie für unter Umständen ausgebildete Interpolationen zwischen den vorbeschriebenen Ausbildungsformen des Beleuchtungssystems ist die Verwendung einer Abbildungseinrichtung bzw. einer abbildenden Optik mit in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung unterschiedlichem Abbildungsmaßstab von Vorteil. Nachfolgend wird erläutert, wie eine Abbildung durch die Abbildungseinrichtung im Gegensatz zu einer Fourieroptik realisiert werden kann.
Wird das asymmetrische Eingangsstrahlungsfeld durch asymmetrische Abbildungsmaßstäbe der Abbildungseinrichtung zu einem symmetrischen Strahlungsfeld der Projektionsstrahlung transformiert, so weisen die Einfallswinkel der Projektionsstrahlung in Rasterrichtung und in Kreuzrasterrichtung auf das Mikrospiegelarray verschiedene Maximalwerte auf. Um dieser geänderten Geometrie der Einfallswinkel Rechnung zu tragen, ist es von Vorteil, wenn die Mikrospiegel des Mikrospiegelarrays in Kreuzrasterrichtung, d. h. in jene Richtung, in der mit einem größeren bzw. flacheren Einfallswinkel zu rechnen ist, einen größeren Verkippungswinkelbereich als in Rasterrichtung aufweisen. Hierdurch können die asymmetrisch ausgeprägten Winkelbereiche durch die Verkippung der Mikrospiegel kompensiert werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- das Mikrospiegelarray quadratisch ausgebildet ist und eine Ausdehnung aufweist, welche größer ist als der Querschnitt der auf das Mikrospiegelarray treffenden Projektionsstrahlung, und/oder
- die Abbildungseinrichtung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung unterschiedlich große Vergrößerungen bewirkt und eine sphärische Linse und zwei Zylinderlinsen aufweist, oder zwei torische Linsen aufweist.

Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
In einer derartigen Ausführungsform ist das Mikrospiegelarray quadratisch ausgebildet und es ist in Kreuzrasterrichtung sowie in Rasterrichtung größer als das Eingangsstrahlungsfeld. In einem derartigen Fall ist es von Vorteil, wenn das Eingangsstrahlungsfeld bzw. die Projektionsstrahlung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung unterschiedlich stark vergrößert wird. Dies kann beispielsweise mittels einer sphärischen Linse und zweier Zylinderlinsen realisiert werden. Zylinderlinsen sind hierbei Linsen, welche nur entlang einer Richtung Brechkraft aufweisen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine unterschiedlich starke Vergrößerung mittels zweier torischer Linsen realisiert wird. Torische Linsen sind hierbei Linsen, welche entlang zweier zueinander orthogonaler Richtungen unterschiedliche Brechkraft aufweisen.
Von Vorteil kann es sein, zu vermeiden, eine Toruslinse und eine sphärische Linse zu verwenden, da aus der für Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung gemeinsamen Brechkraft der sphärischen Linse bei ungleicher Vergrößerung in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung ein für Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung unterschiedlicher Abstand der beiden Linsen erforderlich wäre.
Eine Toruslinse weist üblicherweise eine torische Brechkraft auf, was bedeuten kann, dass die Toruslinse in ihrer Wirkung torisch ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine oder zwei Grenzflächen der Toruslinse torisch geformt sind. Alternativ können aber auch gekreuzte Zylinderlinsen zur Ausbildung einer Toruslinse verwendet werden. Hierbei weist jede der beiden Grenzflächen der hierdurch gebildeten Toruslinse lediglich eine Brechkraft entlang einer Richtung auf. Eine derartige Ausbildung einer Toruslinse kann beispielsweise auch für Sattelflächen zur Anwendung kommen.
Bewirkt die Abbildungseinrichtung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung jeweils unterschiedliche Vergrößerungen, so ist es von Vorteil, wenn das Mikrospiegelarray quadratisch ausgebildet ist und derartig groß ausgeführt ist, dass es die auf das Mikrospiegelarray treffende Strahlung vollständig aufnehmen kann. Eine unterschiedlich starke Vergrößerung kann beispielsweise durch eine Kombination einer sphärischen Linse mit zwei Zylinderlinsen oder durch zwei torische Linsen erreicht werden.
Von Vorteil kann es sein, eine Anordnung mit einem Zwischenbild zu vermeiden, da ein Zwischenbild beispielsweise stärkere Brechkraft bedingt und damit stärkere Aberrationen, weswegen Zwischenbilder typischerweise nur dann verwendet werden, wenn sie auch tatsächlich notwendig sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- das Mikrospiegelarray quadratisch ausgebildet ist und eine Ausdehnung aufweist, welche in Kreuzrasterrichtung größer und in Rasterrichtung kleiner ist als das elongierte Eingangsstrahlungsfeld oder umgekehrt, und/oder
- die Abbildungseinrichtung in Kreuzrasterrichtung eine Verkleinerung und in Rasterrichtung eine Vergrößerung bewirkt oder umgekehrt, und eine sphärische Linse und zwei Zylinderlinsen, aufweist, wobei in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung ein Zwischenbild vorliegt, oder zwei torische Linsen, derer eine in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung entgegengesetzte Brechkräfte bewirkt, aufweist.

Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
In einer derartigen Ausführungsform des Beleuchtungssystems ist das Mikrospiegelarray quadratisch ausgebildet, wobei es entlang einer Richtung, insbesondere der Rasterrichtung, größer als das Eingangsstrahlungsfeld ausgebildet ist, während es entlang der anderen Richtung, insbesondere der Kreuzrasterrichtung kleiner als das Eingangsstrahlungsfeld ausgebildet ist. Daher ist es von Vorteil, das Eingangsstrahlungsfeld in eine Richtung, insbesondere in Rasterrichtung zu vergrößern und in eine andere Richtung, insbesondere der Kreuzrasterrichtung zu verkleinern.
Dies kann beispielsweise mittels einer sphärischen Linse und zweier Zylinderlinsen realisiert werden. Hierbei liegt in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung jeweils ein Zwischenbild vor. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Vergrößerung und die Verkleinerung beispielsweise mittels zweier torischer Linsen realisiert ist. Hierbei kann eine erste torische Linse als Sonderform einer torischen Form einer Sattelfläche ausgebildet sein. Vorzeichen der Brechkräfte in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung können hierbei entgegengesetzt ausgebildet sein.
Wirkt die Abbildungseinrichtung insofern asymmetrisch, dass sie in Kreuzrasterrichtung eine Verkleinerung und in Rasterrichtung eine Vergrößerung bewirkt, so ist es von Vorteil, wenn das Mikrospiegelarray quadratisch ausgebildet ist, um beispielsweise das quadratisch ausgebildete Strahlungsfeld der Projektionsstrahlung aufzunehmen, und dabei eine Ausdehnung aufweist, welche in Kreuzrasterrichtung größer und in Rasterrichtung kleiner als das elongierte Eingangsstrahlungsfeld ist oder umgekehrt. Insbesondere wird durch die verkleinernde Wirkung der Abbildungseinrichtung das elongierte Eingangsstrahlungsfeld auf die Abmessungen des quadratischen Mikrospiegelarrays „geschrumpft“, während die kurze Seite des elongierten Eingangsstrahlungsfelds auf die Abmessungen des Mikrospiegelarrays vergrößert wird. Dies kann je nach Ausrichtung der langen Seite des Eingangsstrahlungsfelds in Kreuzrasterrichtung oder Rasterrichtung erfolgen. Zur Umsetzung einer derartigen Verkleinerung bzw. Vergrößerung ist es von Vorteil, wenn die Abbildungseinrichtung eine sphärische Linse und zwei Zylinderlinsen oder zwei torische Linsen mit den entsprechenden Eigenschaften aufweist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- das Felddefinitionselement verglichen mit einer quadratischen Ausführung in Kreuzrasterrichtung um einen Kreuzrasterfaktor skaliert ist und in Rasterrichtung um einen Rasterfaktor skaliert ist, und/oder
- die Brennweiten der ersten Fourieroptikeinrichtung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung mit dem Kreuzrasterfaktor und dem Rasterfaktor skaliert sind, und/oder
- die Brennweiten der zweiten Fourieroptikeinrichtung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung mit dem Kreuzrasterfaktor und dem Rasterfaktor skaliert sind, und/oder
- eine Divergenz der auf das Felddefinitionselement treffenden Projektionsstrahlung und eine durch das Felddefinitionselement erzeugte Divergenz der Projektionsstrahlung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung mit den Kehrwerten des Kreuzrasterfaktors und des Rasterfaktors skaliert sind, und/oder
- die durch das Felddefinitionselement erzeugte Divergenz der Projektionsstrahlung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung einem Verhältnis einer jeweiligen Ausdehnung der Waben und der jeweiligen doppelten Brennweite des Felddefinitionselements in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung entspricht.

Bei der hier beschriebenen vorteilhaften Weiterbildung des Beleuchtungssystems können jeweils eines, mehrere oder alle der genannten Merkmale realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
Bei den vorbeschriebenen Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems ist in einigen Fällen ein zweistufiges Felddefinitionselement vorgesehen, nach welchem die zweite Fourieroptikeinrichtung, welche auch als Feldlinsengruppe bezeichnet wird, angeordnet ist. Das zweistufige Felddefinitionselement weist die beiden Wabenplatte auf, wodurch einzelne Waben des Felddefinitionselements definiert werden. Somit weist das Felddefinitionselement eine Gesamtausdehnung im Raum sowie Einzelausdehnungen der Waben sowie deren Brennweiten auf. Bei dem beschriebenen Beleuchtungssystem kann vorgesehen sein, dass Waben des Felddefinitionselements bzw. Felddefinitionselement-Facetten quadratisch ausgebildet sind und/oder Brennweiten auf der zweiten Wabenplatte sich gemäß des Seitenverhältnis eines an dem Retikel ausgeleuchteten Scanschlitzes unterscheiden und/oder ein genutzter Bereich auf dem Felddefinitionselement kreisförmig, insbesondere nicht elliptisch, ist und/oder die Feldlinsengruppe bzw. die zweite Fourieroptikeinrichtung identische Brennweiten in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung aufweist.
Aus beliebigen dreien der obigen Aussagen kann jeweils die vierte hergeleitet werden. Demnach sind die vier vorgenannten Aussagen nicht unabhängig voneinander.
Eine beliebige der vorbeschriebenen Weiterbildungen kann beispielsweise erweitert werden, um eine Freiheit bei einer Auslegung des Felddefinitionselements und/oder der zweiten Fourieroptikeinrichtung bzw. Feldlinsengruppe nutzbar zu machen.
Das auf das Felddefinitionselement einfallende Strahlungsfeld wird wiederum definiert durch die erste Fourieroptikeinrichtung. Es ist von Vorteil, wenn bei einer Größenskalierung eines der vorgenannten Bauteile bzw. eine der vorgenannten Eigenschaften die verbleibenden Eigenschaften in Abhängigkeit der Skalierung der einen skalierten Eigenschaft mitskaliert werden. Der Skalierungsfaktor wiederum wird durch die Gesetze der geometrischen Optik für jede einzelne der Eigenschaften aus der einen skalierten Eigenschaft heraus bestimmt. Es ist demnach von Vorteil, wenn die Skalierungen in einem besonderen numerischen und funktionalen Abhängigkeitsverhältnis voneinander vorgenommen werden. Dieses Abhängigkeitsverhältnis ist Gegenstand der vorgestellten vorteilhaften Weiterbildung des Beleuchtungssystems.
In einem Referenzsystem kann die erste Fourieroptikeinrichtung, welche vor dem Felddefinitionselement angeordnet ist, in Kreuzrasterrichtung die Brennweite F_x und in Rasterrichtung die Brennweite F_y haben. Hierbei können F_x und F_y gleich oder ungleich sein. Ferner kann die zweite Fourieroptikeinrichtung bzw. die Feldlinsengruppe die Brennweite FLG_x in Kreuzrasterrichtung sowie die Brennweite FLG_y in Rasterrichtung haben. Hierbei ist vorgesehen, dass FLG_x = FLG_y.
Eine von dem Felddefinitionselement erzeugte Divergenz der Projektionsstrahlung kann d_x in Kreuzrasterrichtung und d_y in Rasterrichtung betragen. Eine Divergenz der Projektionsstrahlung, welche auf das Felddefinitionselement trifft, kann gegeben sein durch D_x in Kreuzrasterrichtung und D_Y in Rasterrichtung. Beispielsweise um ein Kanalübersprechen zu vermeiden kann vorgesehen sein, dass D_x ≥ d_x und D_y ≥ d_y gilt.
Als Designfreiheitsgrad für das Felddefinitionselement kann vorgesehen sein, dass eine Ausdehnung des Felddefinitionselements in Kreuzrasterrichtung mit einem Kreuzrasterfaktor a_x und eine Ausdehnung des Felddefinitionselements in Rasterrichtung mit einem Rasterfaktor a_y skaliert wird.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein auch die Brennweiten der Feldlinsengruppe zu skalieren. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Brennweiten der Feldlinsengruppe gemäß der Formel (7) in Kreuzrasterrichtung und gemäß der Formel (8) in Rasterrichtung skaliert sind. In den Formeln (7) bis (26) geben die eingestrichenen Größen die betreffenden Größen nach einer Skalierung an. $F L G'_{x} = a_{x} F L G_{x}$
$F L G'_{y} = a_{y} F L G_{y}$
Bei der Ausführung der Transformationen gemäß den Formeln (7) und (8) ist es von Vorteil, wenn gilt FLG'_x = FLG'_y'.
Ferner ist es von Vorteil, wenn das Felddefinitionselement auch mit einem vorgesehenen Durchmesser der Projektionsstrahlung ausgeleuchtet werden kann. Hierzu kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Brennweiten f_x und f_y der ersten Fourieroptikeinrichtung gemäß den Formeln (9) und (10) skaliert werden. $f'_{x} = a_{x} f_{x}$
$f'_{y} = a_{y} f_{y}$
Ferner können sich die Divergenzen der Projektionsstrahlung vor und nach dem Felddefinitionselement, beispielsweise aus Lichtwerterhaltungsgründen invers zu der Größe des Felddefinitionselements skalieren lassen. Hieraus folgende Skalierungsvorschriften ergeben sich gemäß den Formeln (11), (12), (13) und (14). $d'_{x} = \frac{1}{a_{x}} d_{x}$
$d'_{y} = \frac{1}{a_{y}} d_{y}$
$D'_{x} = \frac{1}{a_{x}} D_{x}$
$D'_{y} = \frac{1}{a_{y}} D_{y}$
Die von dem Felddefinitionselement erzeugten Divergenzen d_x und d_y können sich beispielsweise aus Ausdehnungen der einzelnen Waben bzw. Facetten des Felddefinitionselements ergeben. Die Ausdehnungen bzw. Periodenlängen bzw. Durchmesser der einzelnen Wabenlängen seien gegeben durch den Wert p_x in Kreuzrasterrichtung und den Wert p_y in Rasterrichtung. Die Waben bzw. die Facetten des Felddefinitionselements können im Rahmen der Erfindung auch als Kanäle bezeichnet werden. Ferner kann FDE_x die Brennweite des Felddefinitionselements in Kreuzrasterrichtung und der Wert FDE_y die Brennweite des Felddefinitionselements in Rasterrichtung bezeichnen. Die Werte der vom Felddefinitionselement erzeugten Divergenzen d_x und d_y sind, insbesondere unter Kleinwinkelnäherung, durch die Formeln (15) und (16) mit den Periodenlängen und den Brennweiten verknüpft. $d_{x} = \frac{p_{x}}{2 F D E_{x}}$
$d_{y} = \frac{p_{y}}{2 F D E_{y}}$
Zur Ermittlung vorteilhafter Werte für die Brennweiten des Felddefinitionselements nach der Skalierung, FDE'_x,y und die Größe der Waben nach der Skalierung p'_x,y können Bestimmungsgleichungen (16a) und (16b) durch Einsetzen der Formeln (11) und (12) in die Formel (15) und (16) aufgestellt werden. $\frac{p'_{x}}{F D E'_{x}} = \frac{1}{a_{x}} \frac{p_{x}}{F D E_{x}}$
$\frac{p'_{y}}{F D E'_{y}} = \frac{1}{a_{y}} \frac{p_{y}}{F D E_{y}}$
Aus den Formeln (16a) und (16b) wird ersichtlich, dass ein Verhältnis der Wabengrößen zu den Brennweiten mit den Kehrwerten der Skalierungsfaktoren skalierbar ist. Damit kann jede Zusatzskalierung mit den Zusatzskalierungsfaktoren b_x und b_y vorgenommen werden, welche die Zähler und die Nenner der Gleichungen (16a) und (16b) gleichermaßen betrifft. Das heißt im Rahmen der Zusatzskalierung ist es von Vorteil, wenn die Periodenlängen und die Brennweiten des Felddefinitionselements in Kreuzrasterrichtung bzw. in Rasterrichtung jeweils synchron und in gleichem Maße gemäß Gleichung (16c) verändert werden. $\frac{p'_{y}}{F D E'_{y}} = \frac{1}{a_{y}} \frac{p_{y} * b_{x}}{F D E_{y} * b_{x}}$
$\frac{p'_{y}}{F D E'_{y}} = \frac{1}{a_{y}} \frac{p_{y} * b_{y}}{F D E_{y} * b_{y}}$
Wird eine Zusatzskalierung mit b_x = b_y = 1 gewählt, so ist es von Vorteil, dass die Periodenlängen der Waben des Felddefinitionselements gemäß den Formeln (17) und (18) skaliert werden, wobei die Brennweiten des Felddefinitionselements unverändert bleiben. $p'_{x} = \frac{1}{a_{x}} p_{x}$
$p'_{y} = \frac{1}{a_{y}} p_{y}$
Wird eine Zusatzskalierung mit b_x = a_x und b_y = a_y gewählt, so ist es von Vorteil, wenn die Brennweiten des Felddefinitionselements gemäß den Formeln (19) und (20) skaliert werden, während die Periodenlängen der Waben unverändert bleiben. Ferner kann eine Skalierung der Periodenlängen der Waben des Felddefinitionselements und der Brennweiten des Felddefinitionselements gemäß den Formeln (17) bis (20) in Kombination vorgenommen werden. $F D E'_{x} = a_{x} F D E_{x}$
$F D E'_{y} = a_{y} F D E_{y}$
Wird eine Zusatzskalierung mit b_x = a_x ^-2 und b_y = a_y ^-2 gewählt, so ist es von Vorteil, wenn die Periodenlängen der Waben des Felddefinitionselements und die Brennweiten des Felddefinitionselements gemäß den Formeln (21) bis (24) skaliert werden. Hierbei können die Skalierungen gemäß den Formeln (21) und (24) insbesondere gleichzeitig ausgeführt werden. $p'_{x} = \frac{1}{a_{x}^{3}} p_{x}$
$F D E'_{x} = \frac{1}{a_{x}^{2}} F D E_{x}$
$p'_{y} = \frac{1}{a_{y}^{3}} p_{y}$
$F D E'_{y} = \frac{1}{a_{y}^{2}} F D E_{y}$
Sinnvolle Kombination aus der Skalierung der Waben des Felddefinitionselements und der Brennweiten des Felddefinitionselements können beispielsweise in Abhängigkeit von Fertigungsrandbedingungen bestimmt werden. Dies ist insbesondere von Vorteil, da wie bereits weiter oben beschrieben, die Brennweiten FDE_x und FDE_y nicht vollkommen frei unabhängig voneinander gewählt werden können.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- die jeweilige Ausdehnung der Waben in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung mit den Kehrwerten des Kreuzrasterfaktors und des Rasterfaktors skaliert, und/oder
- die jeweilige Brennweite des Felddefinitionselements in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung unverändert ist.

Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
Die vorbeschriebene Weiterbildung kann dem Fall einer Zusatzskalierung gemäß den Formeln (17) und (18) entsprechen. Um eine gleichbleibende Ausleuchtung an dem Retikel zu gewährleisten, ist es von Vorteil, wenn die Werte, an denen die Skalierung auszurichten ist, der Kreuzrasterfaktor zur Skalierung der Brennweite der Feldlinsengruppe in Kreuzrasterrichtung sowie der Rasterfaktor zur Skalierung der Brennweite der Feldlinsengruppe in Rasterrichtung sind. Unter dieser Voraussetzung ist es von Vorteil, wenn die jeweilige Ausdehnung der Waben des Felddefinitionselements in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung mit den Kehrwerten des Kreuzrasterfaktors und des Rasterfaktors skaliert. Die beschriebene inverse Skalierung kann sich hierbei daraus ergeben, dass bei einer Vergrößerung der Brennweite eine Verkleinerung des Objekts, in vorliegendem Fall also der Wabe, von Vorteil ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- die jeweilige Ausdehnung der Waben in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung mit dem Kreuzrasterfaktors und dem Rasterfaktors skaliert, und/oder
- die jeweilige Brennweite des Felddefinitionselements in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung mit den quadrierten Werten des Kreuzrasterfaktors und des Rasterfaktors skaliert.

Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
Die vorbeschriebene Weiterbildung kann dem Fall einer Zusatzskalierung mit b_x = a_x ² und b_y = a_y ² entsprechen. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass in der Beleuchtungspupillenfüllung keine Asymmetrie zwischen Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung vorliegt. Hierzu kann es von Vorteil sein, dass in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung dieselbe Anzahl von Waben bzw. Kanälen des Felddefinitionselements genutzt wird. Damit ergeben sich die Formeln (25) und (26) als Skalierungsvorschriften für die Größen der Waben des Felddefinitionselements in Kreuzrasterrichtung, siehe Formel (25), und in Rasterrichtung, siehe Formel (26). $p'_{x} = a_{x} p_{x}$
$p'_{y} = a_{y} p_{y}$
Um der geänderten Geometrie der Waben des Felddefinitionselements Rechnung zu tragen ist es von Vorteil, wenn die Brennweiten des Felddefinitionselements gemäß den Formeln (27) und (28) skaliert werden. $F D E'_{x} = a_{x}^{2} F D E_{x}$
$F D E'_{y} = a_{y}^{2} F D E_{y}$
Wie bereits vorausgehend beschrieben, kann es von Vorteil sein, die Werte FDE_x und FDE_y nicht vollkommen frei unabhängig voneinander zu wählen. Als besonders vorteilhafte Option kann vorgesehen sein, dass die Werte FDE_x und FDE_y in einem Neuzustand des Felddefinitionselements wenigstens annähernd identisch sind. In einem Referenzzustand ist das Verhältnis FDE_y zu FDE_x gleich dem Seitenverhältnis eines an dem Retikel ausgeleuchteten Bereichs. Insbesondere kann dieses Seitenverhältnis ungefähr gleich 9 betragen. Hierdurch kann sich beispielsweise ein Verhältnis zwischen Kreuzrasterfaktor und Rasterfaktor a_x:a_y = 3 ergeben. In anderen Worten kann demnach vorgesehen sein, dass das Felddefinitionselement in Kreuzrasterrichtung und dreimal so breit ausgebildet ist wie in Rasterrichtung.
Weist das Eingangsstrahlungsfeld ein Seitenverhältnis auf, welches deutlich weiter als die oben angegebenen Verhältnisse 3:1 ist, kann es von Vorteil sein, neben den beschriebenen Veränderungen an dem Felddefinitionselement die weiter vorne beschriebenen Weiterbildungen zusätzlich in Ergänzung oder anstatt der Veränderung des Felddefinitionselements anzuwenden. Die beschriebenen Veränderungen, um bei unverändertem Felddefinitionselement und unveränderter Feldlinsengruppe, d. h. unverändertem zweiten Fourieroptikeinrichtung mit dem elongierten Eingangsfeld umgehen zu können, können damit weiterhin vorgesehen sein. Mit anderen Worten: Zusätzlich zu einer Veränderung von Felddefinitionselement und zweiter Fourieroptikeinrichtung können weitere Maßnahmen bzw. Weiterbildungen notwendig sein um mit einem stark elongierten, beispielsweise mit einem Seitenverhältnis größer als 10, Eingangsstrahlungsfeld umgehen zu können.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- die Winkelverteilung bzw. die Eingangsdivergenz der Projektionsstrahlung an dem Eingang des Beleuchtungssystems in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung jeweils unterschiedlich ausgebildet ist, und/oder
- die Brennweite der dritten Fourieroptikeinrichtung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung jeweils wenigstens annähernd gleich ausgebildet ist und die Brennweite der ersten Fourieroptikeinrichtung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung jeweils unterschiedlich ausgebildet ist, derart, dass
- die Winkelverteilung bzw. Divergenz der auf das Felddefinitionselement treffenden Projektionsstrahlung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung jeweils wenigstens annähernd gleich ausgebildet ist.

Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
Weist das Eingangsstrahlungsfeld neben einer elongierten Form auch in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung unterschiedlich ausgebildete Divergenzen auf, so ist es von Vorteil, wenn auch diesen unterschiedlichen Eingangsdivergenzen Rechnung getragen wird. In der hier genannten Weiterbildung wird der Asymmetrie der Eingangsdivergenz Rechnung getragen, indem die Brennweiten der dritten Fourieroptikeinrichtung symmetrisch und der ersten Fourieroptikeinrichtung asymmetrisch ausgebildet sind. Insbesondere insofern, dass die Divergenzen in Kreuzrasterrichtung und Rasterrichtung beim Erreichen des Felddefinitionselements wenigstens annähernd gleich sind.
Eine derartige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann beispielsweise von Vorteil sein, wenn das Eingangsstrahlungsfeld von einem Laser ausgebildet wird an dessen Strahlausgang keine Optik dergestalt verbaut ist, dass sich ein quadratisches Strahlungsprofil bei asymmetrischen Divergenzen ergibt. Aus dem Stand der Technik bekannte Laser weisen in einer Ursprungskonfiguration häufig ein rechteckiges Intensitätsprofil mit symmetrischen Divergenzwinkeln in zwei Raumrichtungen auf. Eine derartige Situation wird häufig mittels einer mit dem Laser verbauten Optik dahingehend modifiziert, dass der Laser ein rechteckiges Intensitätsprofil und asymmetrische Divergenzen aufweist. Daher kann insbesondere das Eingangsstrahlungsfeld sowohl in seiner Intensitätsverteilung elongiert sein als auch in seiner Winkelverteilung asymmetrisch sein.
Es kann von Vorteil sein, dass das Beleuchtungssystem eingerichtet ist, ein elongiertes Eingangsstrahlungsfeld, welches asymmetrische Divergenzwinkel aufweist, zu einem elongierten Ausgangsfeld zu transformieren.
Teilweise trifft bei den vorbeschriebenen Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems das Eingangsstrahlungsfeld direkt auf das Pupillendefinitionselement, welches beispielsweise als diffraktives optisches Element realisiert sein kann. Die Beleuchtungspupillenfüllung ergibt sich hierbei aus einer Faltung einer Abstrahlcharakteristik des Pupillendefinitionselements bzw. des Pupillendefinitionselement-Settings mit einer Divergenz des Eingangsstrahlungsfeldes.
Es kann von Vorteil sein, einer Asymmetrie der Divergenzen des Eingangsstrahlungsfeldes durch eine Anpassung der Pupillendefinitionselement-Abstrahlcharakteristik bzw. des Pupillendefinitionselement-Settings Rechnung zu tragen.
Eine derartige Ausführungsform kann unter Umständen kostengünstig sein, gegebenenfalls jedoch dazu führen, dass ein potentiell aufnehmbarer Lichtleitwert verschwendet wird.
Zur Aufnahme eines größtmöglichen Lichtleitwerts kann vorgesehen sein, dass das Eingangsstrahlungsfeld asymmetrisch vergrößert wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die erste Fourieroptikeinrichtung mit verschiedenen Brennweiten in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung ausgestaltet ist. Dies kann beispielsweise implizieren, dass auch die Abstrahlcharakteristik des Pupillendefinitionselements in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung unterschiedlich ausgebildet ist.
Eine unterschiedliche Ausbildung der Abstrahlcharakteristik des Pupillendefinitionselements in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung kann von Vorteil sein, da aufgrund einer Herstellung ein diffraktives optisches Element gegebenenfalls lediglich bestimmte maximale Winkel erzeugen kann und somit lediglich eine bestimmte Winkelauflösung zur Verfügung stellt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- die Winkelverteilung bzw. die Eingangsdivergenz der Projektionsstrahlung an dem Eingang des Beleuchtungssystems in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung jeweils unterschiedlich ausgebildet ist, und/oder
- die Brennweite der dritten Fourieroptikeinrichtung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung jeweils unterschiedlich ausgebildet ist und die Brennweite der ersten Fourieroptikeinrichtung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung jeweils annähernd gleich ausgebildet ist, derart, dass
- die Winkelverteilung bzw. Divergenz der auf das Felddefinitionselement treffenden Projektionsstrahlung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung jeweils wenigstens annähernd gleich ausgebildet ist.

Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
In der genannten Weiterbildung sind die Brennweiten der dritten Fourieroptikeinrichtung unterschiedlich ausgebildet, während die Brennweiten der ersten Fourieroptikeinrichtung gleich sind. Wiederum sind die Brennweiten derartig abzustimmen, dass die Divergenzen der Projektionsstrahlung beim Erreichen des Felddefinitionselements wenigstens annähernd gleich sind.
Bei der Verwendung des Mikrospiegelarrays in Kombination mit der zweiten optischen Mischeinrichtung kann vorgesehen sein, die Waben bzw. Facetten der zweiten optischen Mischeinrichtung an dem Eingang des Beleuchtungssystems rechteckig, insbesondere jedoch nicht quadratisch auszuführen, wobei ein Seitenverhältnis der Waben bzw. Facetten der zweiten optischen Mischeinrichtung einem Verhältnis der Divergenzen des Eingangsstrahlungsfeldes entspricht.
Eine von der zweiten optischen Mischeinrichtung erzeugte Divergenz der Projektionsstrahlung, welche in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung unterschiedlich ist, kann beispielsweise dadurch korrigiert werden, dass die erste Fourieroptikeinrichtung und/oder die zweite Fourieroptikeinrichtung Brennweiten aufweisen, welche jeweils in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung asymmetrisch bzw. ungleich ausgebildet sind. Um eine Realisierung eines quadratischen Mikrospiegelarrays zu ermöglichen kann vorgesehen sein, dass für die erste und die zweite Fourieroptikeinrichtung die Brennweite in Kreuzrasterrichtung ungleich der Brennweite der Rasterrichtung ausgebildet ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann vorgesehen sein, dass

- die Winkelverteilung bzw. die Eingangsdivergenz der Projektionsstrahlung an dem Eingang des Beleuchtungssystems in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung jeweils unterschiedlich ausgebildet ist, und/oder
- die Brennweite der dritten Fourieroptikeinrichtung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung jeweils unterschiedlich ausgebildet ist und die Brennweite der ersten Fourieroptikeinrichtung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung jeweils unterschiedlich ausgebildet ist, derart, dass
- die Divergenz der auf das Felddefinitionselement treffenden Projektionsstrahlung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung jeweils wenigstens annähernd gleich ausgebildet ist.

Besonders vorteilhaft ist eine kumulative Realisierung der mit und/oder verknüpften Merkmale, bei der die Merkmale lediglich mit der UND-Verknüpfung verbunden sind.
Ebenso können die Brennweiten der dritten und der ersten Fourieroptikeinrichtung jeweils unterschiedlich ausgebildet sein, sofern sichergestellt ist, dass die Divergenzen der Projektionsstrahlung bei Erreichen des Felddefinitionselements wenigstens annähernd gleich sind.
Ist bei einer Ausführungsform des Beleuchtungssystems ein Mikrospiegelarray vorgesehen, ohne dass jedoch eine zweite optische Mischeinrichtung vorgesehen ist, so kann insbesondere als ein erstes Element des Beleuchtungssystems eine abbildende Optik vorgesehen sein. In diesem Fall ist es von Vorteil, diese abbildende Optik entsprechend der Divergenz des Eingangsstrahlungsfeldes und entsprechend einer gewünschten Form des Mikrospiegelarrays auszulegen.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beleuchtung eines Retikels mit einer Projektionsstrahlung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Beleuchtung eines Retikels mit einer Projektionsstrahlung ist vorgesehen, dass die Projektionsstrahlung entlang eines Strahlpfades der Projektionsstrahlung nacheinander ein Pupillendefinitionselement eine, vorzugsweise zoombare, erste Fourieroptikeinrichtung, ein Felddefinitionselement, eine zweite Fourieroptikeinrichtung sowie eine optische Mischeinrichtung passiert bzw. durch diese weitergeleitet wird. Ferner weist eine zum Strahlpfad orthogonale Ebene eine Kreuzrasterrichtung auf, welche orthogonal zu einer Rasterrichtung ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein elongiertes Eingangsstrahlungsfeld der Projektionsstrahlung zu einem elongierten Ausgangsstrahlungsfeld der Projektionsstrahlung transformiert wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beleuchtung eines Retikels ergeben sich aus den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines Retikels mit den in Anspruch 50 genannten Merkmalen.
Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines Retikels mit einer Projektionsstrahlung weist ein elongiertes Ausgangsstrahlungsfeld auf, das entlang einer Kreuzrasterrichtung mindestens viermal so ausgedehnt wie entlang einer dazu orthogonalen Rasterrichtung ist, ein Eingangsstrahlungsfeld mit einer Breite einer Ortsverteilung und einer Breite einer Winkelverteilung, wobei das Produkt aus der Breite der Ortsverteilung entlang der Kreuzrasterrichtung mal der Breite der Winkelverteilung entlang der Kreuzrasterrichtung mindestens dreimal das Produkt aus der Breite der Ortsverteilung entlang der Rasterrichtung mal der Breite der Winkelverteilung entlang der Rasterrichtung beträgt.
Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem kann beispielsweise besonders vorteilhaft mit einer Projektionsstrahlung aus einer erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung eingesetzt werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Bereitstellung und Weiterleitung einer Projektionsstrahlung gemäß Anspruch 51.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bereitstellung und Weiterleitung einer Projektionsstrahlung für ein Beleuchtungssystem weist eine Transportstrahlungsquelle zur Ausbildung einer Transportstrahlung und eine Strahlungstransporteinrichtung zum Transport der Transportstrahlung auf. Hierbei weist die Transportstrahlung einen Transporteingangsquerschnitt, eine Transporteingangsdivergenz und eine Transporteingangsrichtung an einem Eingang der Strahlungstransporteinrichtung auf. Ferner weist die Transportstrahlung einen Transportausgangsquerschnitt und eine Transportausgangsdivergenz an einem Ausgang der Transporteinrichtung auf. Ferner weist die Strahlungstransporteinrichtung wenigstens zwei Umlenkspiegel zur Ausbildung einer Transportausgangsrichtung der Transportausgangsstrahlung auf, welche verglichen mit der Transporteingangsrichtung in einer zu der Transporteingangsrichtung parallelen und beabstandeten Transportebene angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Transporteingangsquerschnitt elongiert ist und eine lange Seite des Transporteingangsquerschnitts orthogonal zu einer langen Seite des Transportausgangsquerschnitts angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Strahlungstransporteinrichtung ermöglicht eine vorausschauende Ausrichtung einer Eingangsstrahlung mit elongiertem Eingangsstrahlungsfeld derart, dass das Ausgangsstrahlungsfeld in eine erwünschte Richtung ausgerichtet ist. Bei der eingehenden Transportstrahlung, welche einen elongierten Transporteingangsquerschnitt aufweist, kann es sich insbesondere um die äußere Strahlung einer erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung handeln, wobei die Teildurchlasseinrichtungen der Auskoppelvorrichtung zu einem elongierten Teildurchlassbereich zusammengefügt sind.
Aus der Publikation Yzzer Roman, et al., „Advances in DUV light source sustainability,“ Proc. SPIE 10147, Optical Microlithography XXX, 101471Y (20 June 2017) ist die Verwendung von Master-Oscillator Parametric Amplifier (MOPA)-Lasern als Strahlungsquellen für Lithografieanwendungen bekannt.
Eine Form eines Laserprofils eines derartigen MOPA-Lasers ist durch ein Querschnittsprofil von Kavitäten des Lasers bestimmt. Aus dem Stand der Technik sind Querschnittsprofile bekannt, welche nicht quadratisch, sondern rechteckig ausgebildet sind. Beispielsweise können die Querschnittsprofile der Kavitäten ein Seitenverhältnis von 1:2 aufweisen. Eine erzeugte Laserstrahlung wird bei aus dem Stand der Technik bekannten MOPA-Lasern häufig mittels Zylinderlinsen derart vergrößert, dass ihr Querschnitt, d. h. ihre Intensitätsverteilung quadratisch ausgebildet ist. Dies kann jedoch dazu führen, dass eine ursprünglich in beide Richtungen identische Divergenz der Laserstrahlung in beide Richtungen unterschiedlich groß ausgebildet wird. Insbesondere kann die Divergenz der Laserstrahlung invers zu einem Vergrößerungsmaßstabverhältnis der Ortsausdehnung der Intensitätsverteilung ausgebildet sein.
Von Vorteil kann eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sein, bei der vorgesehen ist, dass die Transportstrahlungsquelle durch die erfindungsgemäße Auskoppelvorrichtung ausgebildet ist.
Eine Startstrahlung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung bzw. Pulsstretchers weist ein Startstrahlungsfeld auf. Das Startstrahlungsfeld weist hierbei die Ortsausdehnungen s_u und s_v sowie die Winkelausdehnungen w_u und w_v auf. Die Indizes u und v beziehen sich hierbei auf zwei zur Ausbreitungsrichtung der Startstrahlung und zueinander orthogonale Raumrichtungen u und v. Die erfindungsgemäße Auskoppelvorrichtung erzeugt eine äußere Strahlung mit einem Strahlungsfeld der äußeren Strahlung. Das Strahlungsfeld der äußeren Strahlung weist hierbei wenigstens annähernd unter Vernachlässigung von Lücken zwischen den Teildurchlasseinrichtungen eine Ortsausdehnung von S_u= N·s_u und S_v = N·s_v auf. N bezeichnet hierbei die Anzahl von Teildurchlasseinrichtungen der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung. Ferner weist das Ausgangsstrahlungsfeld die Winkelausdehnungen W_u = w_u und W_v = w_v auf.
Sofern das Startstrahlungsfeld unterschiedliche Ortsausdehnungen s_u und s_v und/oder unterschiedliche Winkelausdehnungen w_u und w_v aufweist, ist es von Vorteil, wenn ein Koordinatensystem der Startstrahlung bzw. des Startstrahlungsfeldes derart gewählt wird, dass in u-Richtung ein kleinerer Lichtleitwert und in v-Richtung ein größerer Lichtleitwert der Vorrichtung orientiert ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Transportebene parallel zu einer Fußbodenebene eines das Beleuchtungssystem aufnehmenden Raumes und/oder parallel zu einer Deckenebene eines die Transportstrahlungsquelle aufnehmenden Raumes angeordnet ist.
Es kann von Vorteil sein, wenn die Transportstrahlungsquelle, welche zur Nutzlichtgenerierung dienen kann, von einem Ort der Anwendung der Transportausgangsstrahlung, beispielsweise einem Scanner, getrennt angeordnet ist. Die Transportstrahlung wird hierbei über die Strahlungstransporteinrichtung von der Transportstrahlungsquelle zu einem Verbrauchsort beispielsweise einem Scanner geführt. Hierbei ist es von Vorteil, wenn innerhalb der Strahlungstransporteinrichtung die Transportstrahlung umgelenkt wird. Es kann vorgesehen sein, dass der Verbrauchsort der Transportstrahlung, beispielsweise der Scanner, in einem Reinraum angeordnet ist. Zur Senkung von Kosten kann es von Vorteil sein, wenn die Strahlungsquelle, beispielsweise ein Laser, außerhalb des Reinraums angeordnet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Transportstrahlungsquelle unterhalb einer Fußbodenebene angeordnet ist, wobei der Verbrauchsort oberhalb der Fußbodenebene, insbesondere eines Reinraums angeordnet ist. Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Strahlungstransporteinrichtung genau zwei Umlenkspiegel aufweist. Innerhalb der Strahlungstransporteinrichtung kommt es demnach zu einer Vertauschung zwischen horizontaler und vertikaler Ausrichtung des Strahlungsfeldes.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat beispielsweise die Aufgabe, ein Transporteingangsstrahlungsfeld spezifizierter Größe in ein Transportausgangsstrahlungsfeld spezifizierter Größe umzuwandeln. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die beschriebene Aufgabe, innerhalb gewisser Grenzen, unabhängig von einem Abstand zwischen einem Eingang, beispielsweise einer Position der Transportstrahlungsquelle und einem Ausgang, beispielsweise der Position eines Scanners, der Strahlungstransporteinrichtung erfüllt wird.
Hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, dass an einem Ausgang der Strahlungstransporteinrichtung eine feste Linse mit einer Brechkraft in zwei orthogonale Raumrichtungen sowie zwei verschiebbare Toruslinsen angeordnet sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Toruslinsen jeweils nur Brechkraft in eine der beiden orthogonalen Raumrichtungen aufweisen.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die beiden Toruslinsen relativ zueinander und relativ zu der festen Linse verschiebbar ausgebildet sind. Durch eine Verschiebung der Toruslinsen kann beispielsweise je nach einem gewünschten Abstand bzw. einer Transportstrecke eine vorgegebene Größe des Transportausgangsstrahlungsfeldes erzielt werden.
Insbesondere wird hierdurch keine Abbildung des Eingangs der Strahlungstransporteinrichtung auf den Ausgang der Strahlungstransporteinrichtung bewirkt. Vielmehr handelt es sich bei einem Ortsprofil des Transportausgangsstrahlungsfeldes um eine Faltung eines Ortsprofils des Transporteingangsstrahlungsfeldes an dem Eingang der Strahlungstransporteinrichtung mit einer Divergenz des Transporteingangsstrahlungsfeldes an dem Eingang der Strahlungstransporteinrichtung.
Eine lokale Divergenz, d. h. eine maximale Richtungsdifferenz der Strahlen an einem Ort, ist an dem Ausgang der Strahlungstransporteinrichtung gleich derjenigen am Eingang der Strahlungstransporteinrichtung. Es kann hierbei zu einem ortsabhängigen Schwerstrahlkipp kommen. Ein derartiger Schwerstrahlkipp kann prinzipbedingt sein, da ein Optikaufbau, bei welchem alle Brechkräfte an einem Rand des Optikaufbaus liegen, unter Umständen nicht telezentrisch ausgebildet sein kann.
Ist ein Ortsprofil des Transportausgangsstrahlungsfeldes eine Faltung, so kann eine Form des Transportausgangsstrahlungsfeldes von der Divergenz des Transporteingangsstrahlungsfeldes abhängen. Je größer die Divergenz ist, desto weniger steil kann beispielsweise ein Randbereich des Intensitätsprofils des Transportausgangsstrahlungsfeldes ausgebildet sein. Durch eine Einstellung der vorgenannten Linsen kann hierbei dafür gesorgt werden, dass Fußpunkte des Ortsausgangsprofils, d. h. des Intensitätsprofils des Transportausgangsstrahlungsfeldes, die gewünschte Größe aufweisen. Eine Vergrößerung der Divergenz führt demnach nicht dazu, dass eine Gesamtgröße des Ortsausgangsprofils größer würde, sondern dazu, dass eine Größe eines Platons im Zentrum des Ortsausgangsprofiles kleiner wird. Insbesondere kann eine asymmetrische Winkelverteilung an dem Eingang der Strahlungstransporteinrichtung zu einem asymmetrischen Ortsausgangsprofil führen.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bereitstellung und Weiterleitung einer Projektionsstrahlung für ein Beleuchtungssystem.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bereitstellung und Weiterleitung einer Projektionsstrahlung für ein Beleuchtungssystem ist vorgesehen, dass eine Transportstrahlung von einer Transportstrahlungsquelle ausgebildet wird und von einer Strahlungstransporteinrichtung transportiert wird. Ferner wird durch die Transportstrahlung in einem Eingang der Strahlungstransporteinrichtung ein Transporteingangsquerschnitt, eine Transporteingangsdivergenz und eine Transporteingangsrichtung ausgebildet. In einem Ausgang der Strahlungstransporteinrichtung wird durch die Transportstrahlung eine Transportausgangsdivergenz sowie ein Transportausgangsquerschnitt ausgebildet. Ferner wird die Transportstrahlung in der Strahlungstransporteinrichtung mittels wenigstens zweier Umlenkspiegel derart geführt, dass die Transportstrahlung am Ausgang der Strahlungstransporteinrichtung eine Transportausgangsrichtung aufweist, welche verglichen mit der Transporteingangsrichtung in einer zu der Transporteingangsrichtung parallel und beabstandeten Transportebene verläuft. Erfindungsgemäß ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass der Transporteingangsquerschnitt elongiert ausgebildet wird und eine lange Seite des Transporteingangsquerschnitts orthogonal zu einer langen Seite des Transportausgangsquerschnitts angeordnet wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bereitstellung und Weiterleitung einer Projektionsstrahlung ergeben sich aus den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bereitstellung und Weiterleitung einer Projektionsstrahlung.
Die Erfindung betrifft ferner ein Lithografiesystem mit den in Anspruch 52 genannten Merkmalen.
Das erfindungsgemäße Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie, weist wenigstens eine Strahlungsquelle, ein Beleuchtungssystem sowie ein Retikel und eine Projektionsoptik auf. Ferner weisen das Beleuchtungssystem und/oder die Projektionsoptik wenigstens ein optisches Element auf. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwischen der Strahlungsquelle und dem Beleuchtungssystem eine erfindungsgemäße Auskoppelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 angeordnet ist. Hierbei wird eine von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung als Startstrahlung in die Auskoppelvorrichtung eingeführt. Eine Projektionsstrahlung ist durch die äußere Strahlung der Auskoppelvorrichtung ausgebildet. Ferner kann vorgesehen sein, dass zwischen der Strahlungsquelle, der Auskoppelvorrichtung und dem Beleuchtungssystem eine Strahlungstransporteinrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach einem der Ansprüche 50 bis 51 angeordnet ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Beleuchtungssystem des Lithografiesystems gemäß einem der Ansprüche 18 bis 49 ausgebildet ist.
Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch die erfindungsgemäße Auskoppelvorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren zur Abzweigung einer äußeren Strahlung, die erfindungsgemäßen Beleuchtungssysteme, das erfindungsgemäße Verfahren zur Beleuchtung eines Retikels, die erfindungsgemäße Vorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren zur Bereitstellung und Weiterleitung einer Projektionsstrahlung und das erfindungsgemäße Lithografiesystem beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie „ein“ oder „das“, die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie „erstes“ oder „zweites“ etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:

1 eine DUV-Projektionsbelichtungsanlage;
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung;
3 eine schematische Darstellung eines nicht gestreckten Strahlungspulses;
4 eine schematische Darstellung eines Pulsstretchers gemäß dem Stand der Technik;
5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Pulsstretchers gemäß dem Stand der Technik;
6 eine schematische Darstellung eines nach dem Stand der Technik gestreckten Strahlungspulses;
7 eine schematische Darstellung eines mittels der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung gestreckten Strahlungspulses;
8 eine schematische Darstellung einer nicht-abbildenden Vorstufe der Auskoppelvorrichtung;
9 eine schematische Darstellung einer nicht telezentrisch wirkenden Auskoppelvorrichtung;
10 eine schematische Draufsicht auf die nicht telezentrisch wirkenden Auskoppelvorrichtung;
11 eine weitere schematische Draufsicht auf die nicht telezentrisch wirkenden Auskoppelvorrichtung;
12 eine weitere schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung;
13 eine prinzipmäßige Darstellung eines Strahlengangs der inneren Strahlung in der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung;
14 eine weitere prinzipmäßige Darstellung eines möglichen Strahlengangs in der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung;
15 eine weitere prinzipmäßige Darstellung eines Strahlengangs in der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung;
16 eine weitere prinzipmäßige Darstellung eines Strahlengangs in der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung;
17 eine weitere prinzipmäßige Darstellung eines Strahlengangs in der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung;
18 eine prinzipmäßige Darstellung eines gefalteten Strahlengangs in der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung;
19 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausbildungsform der Spiegeleinrichtung in der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung;
20 eine schematische Darstellung eines Strahlenganges der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung in einer Frontansicht;
21 eine schematische Darstellung eines weiteren Strahlenganges in der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung in einer Frontansicht;
22 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung mit zugehörigen Strahlengängen in einer Draufsicht;
23 eine weitere schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung mit zugehörigen Strahlengängen in einer Draufsicht;
24 eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung mit zugehörigen Strahlengängen in einer Draufsicht;
25 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung mit zugehörigen Strahlengängen, einer Pupilleneinrichtung und beschnittenen Spiegeleinrichtungen in einer Draufsicht;
26 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung mit zugehörigen Strahlengängen in einer Frontansicht;
27 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung mit zugehörigen Strahlengängen in einer Seitenansicht;
28 eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung mit zugehörigen Strahlengängen in einer Draufsicht;
29 eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung mit zugehörigen Strahlengängen in einer Draufsicht;
30 eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung mit zugehörigen Strahlengängen in einer Frontansicht;
31 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung mit zugehörigen Strahlengängen und zwei Faltspiegel in einer Draufsicht;
32 eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung mit zugehörigen Strahlengängen und zwei Faltspiegel in einer Seitenansicht;
33 eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung mit zugehörigen Strahlengängen und zwei Faltspiegel in einer weiteren Seitenansicht;
34 eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung mit zugehörigen Strahlengängen in einer Draufsicht;
35 eine schematische Darstellung der Eigenschaften eines Strahlungsfelds der äußeren Strahlung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung;
36 eine weitere schematische Darstellung des Strahlungsfeldes der äußeren Strahlung der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung;
37 eine schematische Darstellung eines möglichen Eingangsstrahlungsfeldes;
38 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems
39 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems
40 eine schematische Darstellung einer Transformation einer Divergenz und einer Ortsausdehnung eines Eingangsstrahlungsfeldes in einem Mischstab;
41 eine weitere schematische Darstellung einer Transformation einer Divergenz und einer Ortsausdehnung eines Eingangsstrahlungsfeldes in einem Mischstab;
42 eine schematische Darstellung eines Beleuchtungssystems mit einem zweistufigen Wabenkondensor als Mischeinrichtung;
43 eine schematische Darstellung der optischen Eigenschaften des zweistufigen Wabenkondensors in einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem;
44 eine weitere schematische Darstellung der optischen Eigenschaften eines zweiten Wabenkondensors der ersten Mischeinrichtung in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems;
45 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems mit einer zweiten optischen Mischeinrichtung;
46 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems;
47 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform eines Mikrospiegelarrays in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems;
48 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems;
49 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems;
50 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems;
51 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems;
52 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems;
53 eine schematische Darstellung einer Abbildungseinrichtung, aufweisend eine sphärische Linse und zwei Zylinderlinsen;
54 eine Ausführungsform der Abbildungseinrichtung aufweisend zwei Toruslinsen;
55 eine Ausführungsform der Abbildungseinrichtung aufweisend eine sphärische Linse sowie zwei Zylinderlinsen;
56 eine Ausführungsform der Abbildungseinrichtung aufweisend zwei Toruslinsen;
57 eine schematische Darstellung einer Sattelfläche;
58 eine schematische Darstellung der optischen Eigenschaften der zweiten optischen Mischeinrichtung;
59 eine weitere schematische Darstellung der optischen Eigenschaften der zweiten optischen Mischeinrichtung;
60 eine weitere schematische Darstellung der optischen Eigenschaften der zweiten optischen Mischeinrichtung;
61 eine schematische Darstellung der optischen Eigenschaften der ersten optischen Mischeinrichtung, in Form eines zweistufigen Wabenkondensors;
62 eine prinzipmäßige schematische Darstellung eines Teils einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems;
63 eine schematische Darstellung eines Teils einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems;
64 eine schematische Darstellung eines Teils einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems;
65 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems;
66 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems;
67 eine schematische prinzipmäßige Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bereitstellung und Weiterleitung einer Projektionsstrahlung mit zugehörigem Strahlengang;
68 eine schematische Darstellung einer Transformation eines Transporteingangsquerschnitts in einen Transportausgangsquerschnitt in der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
69 eine weitere schematische Darstellung einer Transformation des Transporteingangsquerschnitts in den Transportausgangsquerschnitt in der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
70 eine weitere schematische Darstellung einer Transformation des Transporteingangsquerschnitts in den Transportausgangsquerschnitt in der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In 1 ist eine beispielhafte DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 dargestellt. Die DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 weist ein Beleuchtungssystem 201, eine Retikelstage 202 genannten Einrichtung zur Aufnahme und exakten Positionierung eines Retikels 203, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 204 bestimmt werden, einen Waferhalter 205 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung des Wafers 204 und eine Abbildungseinrichtung, nämlich eine Projektionsoptik 206, mit mehreren optischen Elementen, insbesondere Linsen 207, die über Fassungen 208 in einem Objektivgehäuse 209 der Projektionsoptik 206 gehalten sind, auf.
Alternativ oder ergänzend zu den dargestellten Linsen 207 können diverse refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elemente, unter anderem auch Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen, vorgesehen sein.
Das grundsätzliche Funktionsprinzip der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 sieht vor, dass die in das Retikel 203 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 204 abgebildet werden.
Das Beleuchtungssystem 201 stellt einen für die Abbildung des Retikels 203 auf den Wafer 204 benötigten Projektionsstrahl 210 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in dem Beleuchtungssystem 201 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 210 beim Auftreffen auf das Retikel 203 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Richtungsverteilung (auch als Beleuchtungspupillenfüllung bezeichnet) und dergleichen aufweist.
Mittels des Projektionsstrahls 210 wird ein Bild des Retikels 203 von der Projektionsoptik 206 entsprechend verkleinert auf den Wafer 204 übertragen. Dabei können das Retikel 203 und der Wafer 204 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 203 auf entsprechende Bereiche des Wafers 204 abgebildet werden.
Optional kann ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 207 und dem Wafer 204 durch ein flüssiges Medium ersetzt sein, welches einen Brechungsindex größer 1,0 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithografie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf.
Die Verwendung der Erfindung ist nicht auf den Einsatz in Projektionsbelichtungsanlagen 200, insbesondere auch nicht mit dem beschriebenen Aufbau, beschränkt. Die Erfindung eignet sich für beliebige Lithografiesysteme, insbesondere jedoch für Projektionsbelichtungsanlagen, mit dem beschriebenen Aufbau. Die Erfindung sowie die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind ferner nicht auf eine spezifische Bauform beschränkt zu verstehen. Die nachfolgenden Figuren stellen die Erfindung lediglich beispielhaft und stark schematisiert dar und dienen zur Offenbarung einer erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung, eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abzweigung einer äußeren Strahlung, eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems, eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beleuchtung eines Retikels, einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bereitstellung und Weiterleitung einer Projektionsstrahlung und eines erfindungsgemäßen Lithografiesystems.
2 zeigt eine stark schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung 1.
Die Auskoppelvorrichtung 1 zur Abzweigung einer äußeren Strahlung 2 von einer in die Auskoppelvorrichtung 1 eingeleiteten Startstrahlung 3 weist wenigstens eine, eine in der Auskoppelvorrichtung 1 befindliche innere Strahlung 4 vollständig reflektierende, Spiegeleinrichtung 5 auf. Hierbei ist die wenigstens eine Spiegeleinrichtung 5 eingerichtet, die innere Strahlung 4 abzubilden. Die für eine Abbildung notwendige Ausgestaltung der Oberflächenform der Spiegeleinrichtung 5 ist in der 2 nicht angedeutet, so dass 2 als Prinzipskizze zu verstehen ist. Bei der Auskoppelvorrichtung 1 sind mehrere, die innere Strahlung 4 teilweise reflektierende und für die innere Strahlung 4 teilweise durchlässig Teildurchlasseinrichtungen 6 vorgesehen, aus welchen jeweils ein Teil 7 der äußeren Strahlung 2 austritt.
In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die jeweils in der Auskoppelvorrichtung 1 verbleibende innere Strahlung 4 mittels der wenigstens einen Spiegeleinrichtung 5 entlang ihrer Ausbreitungsrichtung 8 nacheinander auf die in Ausbreitungsrichtung 8 benachbarten Teildurchlasseinrichtungen 6 geleitet. Ferner sind in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Auskoppelvorrichtung 1 die Teildurchlasseinrichtungen 6 für die innere Strahlung 4 in unterschiedlichem Maße teilweise durchlässig. Ferner ist die jeweils in der Auskoppelvorrichtung 1 verbleibende innere Strahlung 4 mittels der wenigstens einen Spiegeleinrichtung 5 entlang ihrer Ausbreitungsrichtung 8 nacheinander in der Reihenfolge ihrer aufsteigenden Durchlässigkeit auf die Teildurchlasseinrichtungen 6 geleitet.
Die Durchlässigkeit der Teildurchlasseinrichtungen 6 für die innere Strahlung 4 bzw. für die Startstrahlung 3 ist durch eine Schraffur angedeutet, wobei eine dichtere Schraffur auf eine geringere Durchlässigkeit und dementsprechend eine höhere Reflektivität schließen lässt.
Weiterhin ist bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Auskoppelvorrichtung 1 die Spiegeleinrichtung 5 eingerichtet, die innere Strahlung 4 telezentrisch und betragsmäßig identisch, also mit einem Abbildungsmaßstab von +1 oder -1, abzubilden. Wie später noch erläutert werden wird, bedingt die Telezentrie der Abbildung, dass die innere Strahlung 4 zwischen zwei benachbarten Teildurchlasseinrichtungen 6 mindestens zweimal von der Spiegeleinrichtung 5 reflektiert werden muss. In dieser Hinsicht ist 2 also nur als Prinzipskizze zu verstehen.
Ferner ist bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel die wenigstens eine Spiegeleinrichtung 5 eingerichtet, eine Teildurchlasseinrichtung 6 auf eine andere Teildurchlasseinrichtung 6, insbesondere auf eine benachbarte Teildurchlasseinrichtung 6, abzubilden.
Ferner ist bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Transmissivität der Teildurchlasseinrichtungen 6 derart gewählt ist, dass die durch jede der Teildurchlasseinrichtungen 6 austretenden Teile 7 der äußeren Strahlung 2 annähernd gleich groß sind.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Strahlungspulses 9, welcher nicht gestreckt ist.
Auf einer horizontalen Zeitachse 10 ist eine Zeit abgetragen. Auf einer vertikalen Intensitätsachse 11 ist eine Intensität des Strahlungspulses 9 abgetragen. Ein zeitlicher Verlauf der Intensität des Strahlungspulses 9 lässt erkennen, dass es sich um einen einzelnen, nicht gestreckten Strahlungspuls 9 handelt.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Pulsstretchers 12 gemäß dem Stand der Technik. Mittels des Pulsstretchers 12 wird die äußere Strahlung 2 von der in den Pulsstretcher 12 eingeleiteten Startstrahlung 3 abgezweigt. Der Pulsstretcher 12 weist hierbei eine die in dem Pulsstretcher 12 befindliche innere Strahlung 4 vollständig reflektierende Spiegeleinrichtung 5 auf. Ferner ist die Spiegeleinrichtung 5 dazu eingerichtet, die innere Strahlung abzubilden. Die innere Strahlung 4 läuft in dem Pulsstretcher 12 zyklisch um. In dem Pulsstretcher 12 ist eine einzelne, die innere Strahlung 4 teilweise reflektierende und für die innere Strahlung 4 teilweise durchlässige Teildurchlasseinrichtung 6 vorgesehen. Von der Teildurchlasseinrichtung 6 reflektierte Strahlung wird aus dem Pulsstretcher 12 ausgekoppelt, während innere Strahlung 4, welche durch die Teildurchlasseinrichtung 6 hindurchtritt, als innere Strahlung 4 in dem Pulsstretcher 12 verbleibt. Ein von der Teildurchlasseinrichtung 6 reflektierter Teil der Startstrahlung 3 verbleibt ferner als innere Strahlung 4 in dem Pulsstretcher 12.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Pulsstretchers 12 gemäß dem Stand der Technik. Die Startstrahlung 3 trifft auf die Teildurchlasseinrichtung 6, wobei ein Teil der Startstrahlung 3 durch die Teildurchlasseinrichtung 6 transportiert wird. Der reflektierte Teil der Startstrahlung 3 verbleibt zunächst in dem Pulsstretcher 12 und wird wieder auf die Teildurchlasseinrichtung 6 abgebildet. Durch den gekreuzten Strahlengang der inneren Strahlung 4 wird erreicht, dass alle von der inneren Strahlung 4 zwischen zwei Spiegeln der Spiegelvorrichtung 5 durchlaufenen Abstände im Wesentlichen gleich groß sind, was die Abbildung erleichtert.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines nach dem Stand der Technik gestreckten Strahlungspulses 9. Hierbei ist wiederum die Zeit auf der Zeitachse 10 sowie die Intensität auf der Intensitätsachse 11 abgetragen. Der Strahlungspuls 9 weist in dem in 6 dargestellten Beispiel drei Tochterpulse 13 auf. Die Gesamtdosis des Strahlungspulses 9 ergibt sich aus der zeitlichen Integration des Intensitätsverlaufes des gesamten Strahlungspulses 9. Die Energien der Tochterpulse 13, welche sich ebenfalls durch zeitliche Integration ergeben, summieren sich zu der Gesamtenergie des Strahlungspulses 9 auf. Die Einzelenergie der jeweiligen Tochterpulse 13 wird in einem Zeitverlauf verringert. Hierdurch ergibt sich ein abklingender Zeitverlauf der Intensität des gesamten Strahlungspulses 9.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines mittels der Auskoppelvorrichtung 1 gestreckten Strahlungspulses 8. Der mittels der Auskoppelvorrichtung 1 gestreckte Strahlungspuls 9 zeigt beispielhaft drei der vier Tochterpulse 13, welche sich aus der 2 ergeben würden und welche jeweils wenigstens annähernd dieselben Einzelenergien aufweisen. Hierdurch ergibt sich ein konstanter Intensitätsverlauf des gesamten gestreckten Strahlungspulses 9.
Die in 2 dargestellte Ausführungsform der Auskoppelvorrichtung 1 weist zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teildurchlasseinrichtungen 6 eine optische Weglänge der inneren Strahlung 4 auf, welche derart ausgebildet ist, dass eine Laufdauer der inneren Strahlung 4 derart lang ist, dass die Tochterpulse 13 des Strahlungspulses 9 wohl separiert sind, vorzugsweise dass eine Laufdauer der inneren Strahlung 4 zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Teildurchlasseinrichtungen 6 eine doppelte Pulsdauer eines Strahlungspulses 9 übertrifft und/oder größer als 5 ns, insbesondere größer als 10 ns ist.
8 zeigt eine schematische Darstellung einer nicht-abbildenden Vorstufe der Auskoppelvorrichtung 1, um die Vorteile einer abbildenden Ausgestaltung zu erläutern. Die Startstrahlung 3, beispielsweise eine Laserstrahlung, weist eine kleine, aber endliche Divergenz auf. Daher kann es zu einer unerwünschten Verbreiterung eines Querschnitts der inneren Strahlung bei einem Durchlaufen der Auskoppelvorrichtung kommen. In dem in 8 dargestellten Beispiel weist die Startstrahlung eine Divergenz von 1 Millirad auf, wobei der weitere Strahlungsverlauf der inneren Strahlung 4 einen ungefähren Eindruck der aus der Divergenz der Startstrahlung 3 resultierenden Verbreiterung der inneren Strahlung 4 ermöglicht. Hierbei wird ein Durchmesser 14 eines Querschnitts der Startstrahlung 3 von 12 mm angenommen. Ferner wird ein Abstand 15 zwischen der Spiegeleinrichtung 5 und den Teildurchlasseinrichtungen 6 von 1000 mm angenommen. Hieraus ergibt sich mit den angenommenen Werten bei der vierten Teildurchlasseinrichtung ein Durchmesser 16 der inneren Strahlung 4 von 24 mm.
9 zeigt eine schematische Darstellung einer nicht telezentrisch wirkenden Auskoppelvorrichtung 1, um die Vorteile einer telezentrisch abbildenden Spiegeleinrichtung 5 zu erläutern. Die Startstrahlung 3 wird von der Spiegeleinrichtung 5 auf die zweite Teildurchlasseinrichtung 6 derart abgebildet, dass die innere Strahlung 4 bei einem Auftreffen auf die zweite Teildurchlasseinrichtung 6 einen Durchmesser 16 aufweist, welcher dem Durchmesser 14 bzw. dem Querschnitt bzw. der Intensitätsverteilung der Startstrahlung 3 bei einem Auftreffen auf die erste Teildurchlasseinrichtung 6 entspricht. Allerdings wurden durch die Spiegeleinrichtung 5 hierzu die Winkelverteilungen der inneren Strahlung 4 derart verändert, dass eine erneute Abbildung der inneren Strahlung 4 durch die Spiegeleinrichtung 5 auf die dritte Teildurchlasseinrichtung 6 erschwert ist. Weiterhin verlaufen die austretenden Teile 7 der äußeren Strahlung 2 in unterschiedlichen Richtungen, wodurch sie nur schwer von einer folgenden optischen Vorrichtung genutzt werden können.
Bei einem Auftreffen auf die erste Teildurchlasseinrichtung 6 ist der mit einer dicht punktierten Linie dargestellte Strahl links und der mit einer weit punktierten Linie dargestellten Strahl rechts der Strahlmitte angeordnet. Bei dem Auftreffen auf die zweite Teildurchlasseinrichtung 6 ist der mit einer eng punktierten Linie dargestellte Strahl rechts, der mit einer weit punktierten Linie dargestellte Strahl links der Strahlmitte angeordnet. Dies folgt aus dem negativen Abbildungsmaßstab der Spiegeleinrichtung 5. Zusammen mit der nicht telezentrischen Abbildung haben sich die Strahlrichtungen stark verändert. Deswegen wird die dritte Teildurchlasseinrichtung 6 nicht mehr erreicht, was durch gestrichelte Linien der Strahlen angedeutet ist.
Die 10 und 11 zeigen schematische Draufsichten auf nicht telezentrisch abbildende Ausführungsformen der Auskoppelvorrichtung 1.
12 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung 1.
In dem in 12 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Auskoppelvorrichtung 1 in einer Ebene mittels Einzelspiegeln 18 realisiert. Die Teildurchlasseinrichtungen 6 sind hierbei nicht mehr benachbart, vielmehr ergibt sich ein großer Abstand zwischen den Teildurchlasseinrichtungen 6. Zum Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage 200 kann es von Vorteil sein, wenn die Teildurchlasseinrichtungen 6 einen geringeren Abstand aufweisen.
In dem in 12 abgebildeten Ausführungsbeispiel der Auskoppelvorrichtung 1 sind zwei Spiegeleinrichtungen 5 vorhanden, welche jeweils zwei als Hohlspiegel ausgebildete Einzelspiegel 18 mit einer jeweils gleichen Brechkraft aufweisen. Ferner weisen die Spiegeleinrichtungen 5 jeweils einen Pupillenbereich 19 auf, durch welches die innere Strahlung 4 hindurchtritt. Der Pupillenbereich 19 ist im Regelfall keine physikalisch vorhandene Komponente, sondern beschreibt den von der inneren Strahlung 4 durchtretenen Pupillenbereich19. Der Pupillenbereich 19 kann beispielsweise durch eine Blende definiert sein, um eine numerische Apertur (NA) der Abbildung zu definieren.
13 zeigt eine prinzipmäßige Darstellung eines Strahlengangs der inneren Strahlung 4 in der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung 1.
Entlang der Ausbreitungsrichtung 8 der inneren Strahlung 4 sind zwei optische Elemente 20 angeordnet, welche jeweils eine Brechkraft aufweisen. Insbesondere weisen die optischen Elemente 20 in dem Ausführungsbeispiel jeweils dieselbe Brennweite 21 auf. Die von einer ersten Teildurchlasseinrichtung 22, welche nicht die erste Teildurchlasseinrichtung 6 der Auskoppelvorrichtung 1 zu sein braucht, ausgehende innere Strahlung 4 interagiert mit dem ersten optischen Element 20, passiert anschließend den Pupillenbereich 19, interagiert anschließend mit dem zweiten optischen Element 26 und wird anschließend auf die zweite Teildurchlasseinrichtung 23 abgebildet. Die erste Teildurchlasseinrichtung 22 und die zweite Teildurchlasseinrichtung 23 sind hierbei symmetrisch zu einer optischen Achse 24 angeordnet. Die erste Teildurchlasseinrichtung 22 und die zweite Teildurchlasseinrichtung 23 sind jeweils um eine Brennweite 21 von dem jeweils benachbarten optischen Element 20 entfernt angeordnet.
Die notwendigen paraxialen Brechkräfte der optischen Elemente 20 ergeben sich aus der in 13 gezeigten Darstellung einer eingangsseitig und ausgangsseitig telezentrischen Optik. Die in 13 gezeigten beiden optischen Elemente 20, 26 bilden die Mindestanzahl von optischen Elementen, die für eine eingangsseitig und ausgangsseitig telezentrische abbildende Optik notwendig ist. Die Verwendung nur der Mindestanzahl an optischen Elementen für eine eingangsseitig und ausgangsseitig telezentrische Optik bedingt zwingend einen negativen Abbildungsmaßstab.
Der prinzipielle Strahlengang gemäß 13 kann direkt in einen konkreten Aufbau mit Brechkräfte aufweisenden optischen Elementen 20,26 in Form von Linsen, nicht jedoch in einen mit Brechkräfte aufweisenden optischen Elementen 20,26 in Form von Spiegeln übertragen werden. Der Übergang zu einem Strahlengang, der auch mit Spiegeln realisierbar ist, soll an Hand der 14, 15, 16 und 17 erläutert werden. Die 14, 15, 16 und 17 zeigen schematische Darstellungen von Strahlengängen in der Auskoppelvorrichtung 1, wobei die lichtimitierenden Bereiche der Teildurchlasseinrichtungen 6 jeweils nicht mehr symmetrisch zu der optischen Achse 24, aber weiterhin annähernd punktsymmetrisch zu dem Pupillenbereich 19 angeordnet sind. Eine derartige Situation kann auch als eine off-axis-Verwendung des in 13 dargestellten Strahlengangs verstanden werden. Hieraus wird ersichtlich, dass im Vergleich zur symmetrischen Situation lediglich begrenzte Teile der optischen Elemente 20 mit der inneren Strahlung 4 interagieren. Insbesondere sind mit der inneren Strahlung 4 beleuchtete Bereiche der Teildurchlasseinrichtungen 22 und 23 bei den in den 14, 15, 16 und 17 dargestellten Ausführungsbeispielen zunehmend weiter von der optischen Achse 24 entfernt angeordnet.
18 zeigt eine prinzipmäßige Darstellung eines gefalteten Strahlengangs in der erfindungsgemäßen Auskoppelvorrichtung 1.
Die optischen Elemente 20 sind bei der Auskoppelvorrichtung 1 als Spiegeleinrichtung 5, insbesondere als Einzelspiegel 18 ausgebildet. 18 zeigt eine Darstellung des Strahlengangs in der Auskoppelvorrichtung 1, wobei die Ausbreitungsrichtung 8 in sich selbst gefaltet dargestellt ist. Die 18 gibt somit lediglich eine andere Visualisierung der in 17 dargestellten Situation wieder. Der physikalisch-technische Sachverhalt bleibt hierbei unverändert. Die in 18 dargestellte Situation kann demnach als analog zu der in 17 dargestellten Anordnung der Brechkräfte verstanden werden, wobei die Brechkräfte als Einzelspiegel 18 ausgebildet sind.
19 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausbildungsform der Spiegeleinrichtung 5 in der Auskoppelvorrichtung 1. Die Spiegeleinrichtung 5 weist hierbei zwei Einzelspiegel 18 auf, welche derart angeordnet sind, dass die innere Strahlung 4 von einer Teildurchlasseinrichtung 6 zu der nächsten Teildurchlasseinrichtung 6 geleitet ist. Im Gegensatz zu 12 liegt kein oder nur ein geringer Abstand zwischen benachbarten Teildurchlasseinrichtungen 6 vor.
Die Spiegeleinrichtung 5, die Teildurchlasseinrichtungen 6 und der Pupillenbereich19 (nicht dargestellt) sind hierbei derart angeordnet, dass Strahlengänge der inneren Strahlung 4 dreidimensional gefaltet sind und dabei ein dreidimensional aufgespanntes Zickzackmuster 25 ausbilden. Die in 19 dargestellte Darstellung ist eine Ansicht in einer L,M-Ebene eines N,M,L-Koordinatensystems.
20 zeigt die in 19 dargestellte Auskoppelvorrichtung 1 in einer Ansicht auf eine L,N-Ebene des N,M,L-Koordinatensystems. Hieraus wird die dreidimensionale Natur des dreidimensionalen Zickzackmusters 25 ersichtlich.
21 zeigt einen Strahlengang der inneren Strahlung aus Sicht auf die L,N-Ebene des N,M,L-Koordinatensystems, wobei die innere Strahlung hierbei von einem Randbereich der Teildurchlasseinrichtung 6 ausgeht und jeweils auf Randbereiche der Einzelspiegel 18 auftrifft.
22 zeigt eine schematische Darstellung der Auskoppelvorrichtung 1, wobei die innere Strahlung ein dreidimensionales Zickzackmuster 25 ausbildet. 22 zeigt dabei eine Ansicht der Auskoppelvorrichtung auf eine M,N-Ebene des N,M,L-Koordinatensystems.
Die in den 19 bis 22 dargestellte Ausführungsform der Auskoppelvorrichtung 1 weist wenigstens eine Auskoppeleinheit 26 auf. Bei der Auskoppeleinheit 26 ist vorgesehen, dass die erste Teildurchlasseinrichtung 22 und die zweite Teildurchlasseinrichtung 23 in einer gemeinsamen ersten Ebene 27 (siehe 19 und 26) liegend angeordnet ist.
Der Strahlengang der inneren Strahlung 4 verläuft von der ersten Teildurchlasseinrichtung 22 zuerst zu einem ersten Einzelspiegel 28, dann durch den Pupillenbereich 19 zum zweiten Einzelspiegel 30 zur zweiten Teildurchlasseinrichtung 23. 20 zeigt den Strahlengang eines inneren Strahls, der in der Mitte der Teildurchlasseinrichtung 6 auftrifft. Der Auftreffpunkt dieses Strahls auf den Einzelspiegeln 28, 30 sowie der Durchstoßpunkt durch den Pupillenbereich 19 liegen in einer gemeinsamen zweiten Ebene 29, die parallel zur ersten Ebene 27 verläuft.
Die Teildurchlasseinrichtungen 6 sind entlang einer Symmetrieebene 24a angeordnet welche entlang der L-M-Achsen ausgedehnt ist. Die Symmetrieebene 24a bildet mit der zweiten Ebene 29 eine Schnittlinie, in welcher sich der Pupillenbereich 19 befindet. Die Anordnung der beiden Einzelspiegel 28 und 30 einer jeweiligen Auskoppeleinheit 26 ist punktsymmetrisch zum Pupillenbereich 19.
Bei der Auskoppeleinheit 26 ist in anderen Worten vorgesehen, dass die erste Teildurchlasseinrichtung 22 in der ersten Ebene 27 (siehe 19 und 26) liegend angeordnet ist und die Strahlengänge der inneren Strahlung 4 durch die erste Teildurchlasseinrichtung 22 auf den ersten Einzelspiegel 28 gerichtet sind. Hierbei ist der erste Einzelspiegel 28 an der zu der ersten Ebene 27 parallelen und beabstandeten zweiten Ebene 29 derart angeordnet, dass die Strahlengänge der inneren Strahlung 4 auf den zweiten Einzelspiegel 30 gerichtet sind. Weiterhin ist der zweite Einzelspiegel 30 bezüglich einer gemeinsamen optischen Achse 24 koaxial und konfokal gegenüber zu dem ersten Einzelspiegel 28 an der zweiten Ebene 29 angeordnet.
Der Pupillenbereich 19 ist hierbei in der gemeinsamen Symmetrieebene 24a in einer gemeinsamen Fokusebene 31 des ersten Einzelspiegels 28 und des zweiten Einzelspiegels 30 derart angeordnet, dass die Strahlengänge der inneren Strahlung 4 den Pupillenbereich 19 passieren. Ferner ist der zweite Einzelspiegel 28 in der zweiten Ebene 29 derart angeordnet, dass die Strahlengänge der inneren Strahlung 4 auf die zweite Teildurchlasseinrichtung 23 gerichtet sind. Außerdem ist die zweite Teildurchlasseinrichtung 23 in der ersten Ebene 27 liegend angeordnet. Hierbei sind die erste Teildurchlasseinrichtung 2 und die zweite Teildurchlasseinrichtung 23 entlang einer zu der optischen Achse 24 orthogonalen zweiten Achse 32 in der ersten Ebene 27 angeordnet.
Auf Grund der endlichen Divergenz der Startstrahlung 3 und damit auch der inneren Strahlung 4 kommt es zu einer Verbreiterung der Strahlung zwischen einer Teildurchlasseinrichtung 6 und dem folgenden Einzelspiegel 18, 28. Dementsprechend ist es von Vorteil, wenn die Einzelspiegel 18, 28 größer als die Teildurchlasseinrichtungen 6 sind. Eine dichte Packung der Teildurchlasseinrichtungen 6, so wie sie in 10 dargestellt ist, kann daher aus prinzipiellen Gründen nicht erreicht werden. Vielmehr ist es von Vorteil, wenn die Teildurchlasseinrichtungen 6 zueinander einen kleinen Abstand besitzen, wie es auch in 11 angedeutet ist.
23 zeigt eine weitere Draufsicht auf eine Auskoppelvorrichtung 1 mit einer Auskoppeleinheit 26, umfassend mehrere Teildurchlasseinrichtungen 6.
24 zeigt eine weitere schematische Draufsicht auf eine Auskoppeleinheit 26 in der N,M-Ebene einen Ausschnitt aus 23, der nur genau zwei Teildurchlasseinrichtungen 6 umfasst. Eingezeichnet ist die optische Achse 24 dieses Teilsystems. Hieraus ergibt sich, dass sphärische Einzelspiegel 18,28,30 zumindest näherungsweise ausreichend sind, um den gewünschten Strahlengang zu erreichen. Weiterhin ergeben sich hieraus unmittelbar die notwendigen Brennweiten und damit auch die Krümmungsradien der Einzelspiegel 18,28,30.
25 zeigt eine weitere Draufsicht auf eine Auskoppeleinheit 26 in der N,M-Ebene, wobei gegenüber 24 der erste Einzelspiegel 28 und der zweite Einzelspiegel 30 jeweils derart beschnitten sind, dass lediglich der mit der inneren Strahlung 4 interagierende Teil der Einzelspiegel 28,30 verbleibt. Die Form der Oberfläche der verbliebenen Teile der Einzelspiegel 28,30 ist davon unbeeinflusst. Insbesondere wird ersichtlich, dass die Situation immer noch eine Symmetrie gegenüber der optischen Achse 24 aufweist. Ferner ist der Pupillenbereich 19 dargestellt.
26 zeigt eine Frontansicht einer Auskoppeleinheit 26 in der L,M-Ebene.
27 zeigt eine Seitenansicht der Auskoppeleinheit 26 in der L, N-Ebene.
28 zeigt eine weitere schematische Draufsicht auf die Auskoppeleinheit 26.
In dem in 28 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Pupillenbereich 19 durch ein reales Element, insbesondere eine Blende definiert. Die Blende ist ohne Bezugszeichen in 28 durch verdickte Bereiche, die den Pupillenbereich 19 einschließen, entlang der Symmetrieebne 24a verdeutlicht.
29 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Auskoppelvorrichtung 1.
30 zeigt die in 29 dargestellte Ausführungsform der Auskoppelvorrichtung 1 in einer Frontansicht.
31 zeigt eine schematische Ausführungsform einer Auskoppeleinheit 26 der Auskoppelvorrichtung 1. Hierbei ist zwischen der ersten Teildurchlasseinrichtung 22 und dem ersten Einzelspiegel 28 ein erster Faltspiegel 34 derart angeordnet und reflektiert die innere Strahlung 4 derart, dass die Strahlengänge der inneren Strahlung 4 zwischen dem ersten Faltspiegel 34 und dem ersten Einzelspiegel 28 parallel zu der ersten Ebene 27 verlaufen. Ferner ist zwischen dem zweiten Einzelspiegel 30 und der zweiten Teildurchlasseinrichtung 23 ein zweiter Faltspiegel 35 derart angeordnet und reflektiert die innere Strahlung 4 derart, dass die Strahlengänge der inneren Strahlung zwischen dem zweiten Einzelspiegel 30 und dem zweiten Faltspiegel 35 parallel zu der ersten Ebene 27 verlaufen. Die Verwendung zusätzlicher Faltspiegel 34, 35 ermöglicht es, dass die innere Strahlung 4 unter einem geringeren Winkel auf die Einzelspiegel 28, 30 und die Teildurchlasseinrichtungen 22, 23 auftritt, wodurch Abbildungsfehler verringert werden.
Ferner sind in dem in 31 dargestellten Ausführungsbeispiel der Auskoppelvorrichtung 1 der erste Faltspiegel 34 und der zweite Faltspiegel 35 derartig angeordnet, dass eine Bildfeldverdrehung verringert ist.
Die 32 und 33 zeigen weitere Ansichten der in 31 dargestellten Ausführungsform der Auskoppeleinheit 26.
Die in den 32, 32 und 33 dargestellten Ausführungsformen zeigen demnach eine Auskoppeleinheit 26 in verschiedenen Ansichten. Hierbei sind die Abstände um ca. eine Größenordnung kürzer als in der Realität abgebildet. Die Divergenz der inneren Strahlung 4 ist um ca. eine Größenordnung größer als in der Realität dargestellt. Dementsprechend ist auch ein seitlicher Abstand zwischen den Teildurchlasseinrichtungen 22,23 größer ausgebildet als in der Realität.
34 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Auskoppelvorrichtung 1, wobei mehrere Auskoppeleinheiten 26 derartig nebeneinander angeordnet sind, dass die zweiten Achsen 28 der Teildurchlasseinrichtungen 6 koaxial nebeneinander angeordnet sind. Hierbei bildet die zweite Teildurchlasseinrichtung 23 der ersten Auskoppeleinheit zugleich die erste Teildurchlasseinrichtung 22 der zweiten Auskoppeleinheit.
Nicht dargestellt ist eine Ausführungsform der Auskoppelvorrichtung 1, bei der 5 bis 40, vorzugsweise 10 bis 20 Teildurchlasseinrichtungen 6 nebeneinander angeordnet sind. Die Anzahl der Tochterpulse, so wie sie in 7 dargestellt war, entspricht der Anzahl der Teildurchlasseinrichtungen 6, so dass eine erfinderungsgemäße Verlängerung eines Laserpulses umso stärker ausgeprägt ist, je größer die Anzahl der Teildurchlasseinrichtungen 6 ist.
Bei dem in 34 dargestellten Ausführungsbeispiel der Auskoppelvorrichtung 1 sind die Teildurchlasseinrichtungen 6 von einem Querschnitt der auftreffenden inneren Strahlung 4 wenigstens annähernd vollständig ausgefüllt. Ferner sind die Teildurchlasseinrichtungen 6 entlang ihrer zweiten Achsen 28 wenigstens annähernd direkt aneinander anschließend angeordnet.
Die Ausführungsbeispiele der Auskoppelvorrichtung 1 in den 2 bis 34 eignen sich im besonderen Maße zur Durchführung eines Verfahrens zur Abzweigung der äußeren Strahlung 2 von der in die Auskoppelvorrichtung 1 eingeleiteten Startstrahlung 3, wobei die in der Auskoppelvorrichtung 1 befindliche innere Strahlung 4 mittels der die innere Strahlung 4 vollständig reflektierenden Spiegeleinrichtung 5 abgebildet wird. Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass jeweils ein Teil der äußeren Strahlung 2 aus mehreren, die innere Strahlung 4 teilweise reflektierende und für die innere Strahlung 4 teilweise durchlässige Teildurchlasseinrichtungen 6 austritt.
Bei dem Verfahren ist ferner vorgesehen, dass die jeweils in der Auskoppelvorrichtung 1 verbleibende innere Strahlung 4 mittels der wenigstens einen Spiegeleinrichtung 5 entlang ihrer Ausbreitungsrichtung 8 nacheinander auf in Ausbreitungsrichtung 8 benachbarten die Teildurchlasseinrichtungen 6 geleitet wird.
Zusätzlich ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass die innere Strahlung 4 durch die Teildurchlasseinrichtungen 6 in jeweils unterschiedlichem Maße transmittiert wird und die jeweils in der Auskoppelvorrichtung 1 verbleibende innere Strahlung 4 mittels der Spiegeleinrichtung 5 entlang ihrer Ausbreitungsrichtung 8 nacheinander in der Reihenfolge ihrer aufsteigenden Durchlässigkeit auf die Teildurchlasseinrichtungen 6 geleitet wird.
Ferner wird bei dem Verfahren die innere Strahlung 4 durch die wenigstens eine Spiegeleinrichtung 5 telezentrisch und betragsmäßig identisch abgebildet.
Die Auskoppelvorrichtung 1 kann so ausgeführt sein, dass durch jede Teildurchlasseinrichtung 6 zumindest näherungsweise dieselbe Leistung an innerer Strahlung 4 austritt. Unter Vernachlässigung von Absorption kann dies erreicht werden, wenn die i-te Teildurchlasseinrichtung 6 von insgesamt N Teildurchlasseinrichtungen einen Anteil 1/(N+1-i) der auf sie einfallenden inneren Strahlung 4 durchtreten lässt.
35 zeigt eine schematische Darstellung der Eigenschaften eines Strahlungsfelds 36 der äußeren Strahlung 2 der Auskoppelvorrichtung 1. Aufgrund der Eigenschaften der Startstrahlung 3, welche beispielsweise durch einen Laser bedingt sein können, kann es zu einer Asymmetrie kommen, d.h, die Eigenschaften entlang zweier orthogonaler Richtungen unterscheiden sich. Die Asymmetrie kann direkt nach dem Laser entweder in einer Asymmetrie des Querschnitts 37 der Startstrahlung 3 oder in einer Asymmetrie der Winkelverteilung 38 der Startstrahlung 3 verwirklicht sein. 35 zeigt auf der linken Seite eine mögliche Ausprägung des Querschnitts 37 und der Winkelverteilung 38 der Startstrahlung 3. Hierbei ist der Querschnitt 37 der Startstrahlung als symmetrisches Quadrat ausgebildet, während die Winkelverteilung 38 eine Asymmetrie aufweist. Auf der rechten Seite ist das Strahlungsfeld 36 der äußeren Strahlung 2 als Aneinanderreihung der Querschnitte 37 der Startstrahlung 3 dargestellt. Das Strahlungsfeld 36 der äußeren Strahlung 2 weist in seiner Gesamtheit die asymmetrisch ausgebildete Winkelverteilung 38 der Startstrahlung 3 auf. Ein derartiges Bild kann sich typischerweise aus der Verwendung der Auskoppelvorrichtung 1 zusammen mit aus dem Stand der Technik bekannten Lasern ergeben.
36 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren möglichen Strahlungsfelds 36 der äußeren Strahlung 2 der Auskoppelvorrichtung 1.
Der Querschnitt 37 der Startstrahlung 3 ist hierbei asymmetrisch, während die Winkelverteilung 38 der Startstrahlung 3 symmetrisch ausgebildet ist. Auf der rechten Seite ist das Strahlungsfeld 2a der äußeren Strahlung 2 dargestellt, welche sich aus einer Aneinanderreihung der Querschnitte 37 der Startstrahlung 3 ergibt. Das gesamte Strahlungsfeld 36 weist hierbei eine Winkelverteilung 38 auf, welche der Winkelverteilung 38 der Startstrahlung entspricht und damit symmetrisch ist. Eine derartige Ausbildung der Startstrahlung 3 bzw. der äußeren Strahlung 2 ist von Vorteil und kann beispielsweise durch ein Weglassen einer torischen Optik in dem Laser leicht zu erreichen sein. Insbesondere ist die in 36 dargestellte Situation verglichen mit der in 35 dargestellten Situation vorteilhaft, da ein Seitenverhältnis des Strahlungsfeldes 36 der äußeren Strahlung 2 weniger extrem ausgeprägt ist.
37 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren möglichen Strahlungsfeldes 36 der äußeren Strahlung 2 der Auskoppelvorrichtung 1.
Auf der linken Seite ist dargestellt, dass die Startstrahlung 3 sowohl einen symmetrischen und quadratischen Querschnitt 37 sowie eine symmetrische Winkelverteilung 38 aufweist. Die Winkelverteilung 38 der Startstrahlung 3 ist auch die Winkelverteilung des gesamten Strahlungsfeldes 36 der äußeren Strahlung 2. Die in den 36 und 37 dargestellten Situationen können durch eine Reduktion der Teildurchlasseinrichtungen in 37 aneinander angenähert werden. Hierdurch wird jedoch gegebenenfalls eine Verwendung als Pulsstretcher beeinträchtigt.
38 zeigt eine schematische Darstellung eines Beleuchtungssystems 40 zur Beleuchtung eines Retikels 41 mit einer Projektionsstrahlung 42. Das Beleuchtungssystem 40 weist entlang eines Strahlpfades der Projektionsstrahlung 42 nacheinander angeordnet ein Pupillendefinitionselement 43, eine, vorzugsweise zoombare, erste Fourieroptikeinrichtung 44, ein Felddefinitionselement 45 und eine zweite Fourieroptikeinrichtung 46 auf. Ferner weist das Beleuchtungssystem 40 eine optische Mischeinrichtung 47 auf. Ferner werden dem Beleuchtungssystem 40 durch nachfolgend angeordnete Einrichtungen als Koordinatensystem orthogonal zum Strahlpfad der Projektionsstrahlung 42 eine Kreuzrasterrichtung 48 sowie eine, zu der Kreuzrasterrichtung 48 orthogonale, Rasterrichtung 49 vorgegeben. Die Kreuzrasterrichtung 48 wird in einer Projektionsbelichtungsanlage 200 typischerweise als Crossscanrichtung bezeichnet, die Rasterrichtung 49 wird in einer Projektionsbelichtungsanlage 200 typischerweise als Scanrichtung bezeichnet. Hierbei sind die Kreuzrasterrichtung 48 und die Rasterrichtung 49 orthogonal zueinander ausgerichtet. Bei dem Beleuchtungssystem 40 ist ein elongiertes Eingangsstrahlungsfeld 50 der Projektionsstrahlung 42 durch das Beleuchtungssystem 40 zu einem elongiertem Ausgangsstrahlungsfeld 51 der Projektionsstrahlung 42 transformiert, wobei das Seitenverhältnis des elongierten Eingangsstrahlungsfeldes vorzugsweise größer als 2:1 ist.
Weiterhin ist bei dem in 38 dargestellten Ausführungsbeispiel das elongierte Eingangsstrahlungsfeld 50 mit einer langen Achse entlang der Kreuzrasterrichtung 48 angeordnet bzw. ausgerichtet. Das elongierte Eingangsstrahlungsfeld 50 kann ein Seitenverhältnis von mindestens 5:1, insbesondere mindestens 10:1 besitzen.
39 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Beleuchtungssystems 40, bei dem die optische Mischeinrichtung 47 als Mischstab 52 ausgebildet ist.
Eine Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 ist in 39 durch gestrichelte Linien dargestellt. Eine Ortsverteilung 54 der Projektionsstrahlung 42 ist in 39 durch eng punktierte Linien dargestellt. An Hand der folgenden Figuren wird erläutert werden, wie Winkelverteilung 53 und/oder Ortsverteilung 54 der Projektionsstrahlung 42 an verschiedenen Orten im Beleuchtungssystem 40 von den Eigenschaften der in das Beleuchtungssystem eintretenden Projektionsstrahlung 42 abhängt. Bei der in das Beleuchtungssystem 40 eintretenden Projektionsstrahlung 40 kann es sich direkt um von einem Laser abgegebene Strahlung handeln, so wie es in den 35 bis 37 jeweils links dargestellt ist. Daher wird die Ausdehnung der Winkelverteilung 53 der eintretenden Projektionsstrahlung 40 im Folgenden als Laserdivergenz und die Ausdehnung der Ortsverteilung 54 als Laserausdehnung bezeichnet. Bei der in das Beleuchtungssystem 40 eintretenden Projektionsstrahlung 40 kann es sich um die aus einer Auskoppelvorrichtung 1 austretende Strahlung handeln, so wie es in den 35 bis 37 jeweils rechts dargestellt ist. Auch in diesem Fall werden im Folgenden die Begriffe Laserdivergenz und Laserausdehnung verwendet werden.
An durch Pfeile markierten Stellen im Beleuchtungssystem 40 werden die Abhängigkeiten der Winkelverteilung 53 und/oder der Ortsverteilung 54 beeinflusst. Beispielsweise führt eine Fourieroptik dazu, dass sich die Abhängigkeiten von Winkelverteilung 53 und Ortsverteilung 54 vertauschen: Ist vorher beispielweise die Ortsverteilung 54 durch die Laserausdehnung und die Winkelverteilung 53 durch die Laserdivergenz bestimmt, so ist hinterher die Ortsverteilung 54 durch die Laserdivergenz und die Winkelverteilung 53 durch die Laserausdehnung bestimmt. Die absoluten Werte von Winkelverteilung 53 und Ortsverteilung 54 hängen selbstverständlich von der Brennweite der Fourieroptik ab, aber diese Abhängigkeit ist hier nicht relevant und wird daher nicht explizit dargestellt. Analog verändert eine abbildende Optik die absoluten Werte der Winkelverteilung 53 und/oder der Ortsverteilung 54 gemäß des Abbildungsmaßstabs dieser Optik, aber auch diese Abhängigkeit ist hier nicht relevant und wird daher nicht explizit dargestellt.
In einem Beleuchtungssystem, wie beispielsweise in 39 dargestellt ist, können noch eine Reihe von nicht dargestellten Streuscheiben vorgesehen sein. Derartige Streuscheiben bewirken primär eine Ausschmierung von Feinstrukturen. Als Nebenwirkung der Streuscheiben wird auch ein Rand der Lichtverteilung der Projektionsstrahlung 42 etwas verbreitert. Diese Verbreiterung ist jedoch von untergeordneter Wichtigkeit, die Streuscheiben sind daher nicht eingezeichnet.
An einer ersten Stelle 55, welche in Ausbreitungsrichtung der Projektionsstrahlung 42 hinter einem Eingang des Beleuchtungssystems 40 angeordnet ist, wird die Ortsverteilung 54 der Projektionsstrahlung 42 durch eine Lasergröße bestimmt und die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung wird durch eine Laserdivergenz bestimmt.
An einer zweiten Stelle 56, welche hinter dem Pupillendefinitionselement 43 angeordnet ist, wird die Ortsverteilung 54 wiederum durch die Lasergröße bestimmt und die Winkelverteilung 53 wird durch eine Faltung zwischen der Laserdivergenz und einem Pupillendefinitionselement-Setting bestimmt. Unter Pupillendefinitionselement-Setting wird eine Winkelverteilung 53, mit der eine an einem Ausgangsstrahlungsfeld 51 einzustellenden Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 bestimmt wird, bezeichnet. Die an einem Ausgangsstrahlungsfeld 51 einzustellenden Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 wird auch als Setting bezeichnet.
An einer dritten Stelle 57, welche vor einer Pupillenebene 58 des Beleuchtungssystems 40 angeordnet ist, wird die Ortsverteilung 54 der Projektionsstrahlung 42 aus einer Faltung der Laserdivergenz mit dem Pupillendefinitionselement-Setting bestimmt und die Winkelverteilung 53 wird durch die Lasergröße bestimmt.
An einer vierten Stelle 59, welche hinter dem Felddefinitionselement 45 angeordnet ist, wird die Ortsverteilung 54 aus der Faltung der Laserdivergenz mit dem Pupillendefinitionselement-Setting bestimmt und die Winkelverteilung 53 wird aus einer Faltung der Lasergröße mit der Winkelverteilungsgröße des Felddefinitionselements 45 bestimmt.
An einer fünften Stelle 60, welche vor einem Stabeintritt 61 des Mischstabs 52 angeordnet ist, wird die Ortsverteilung 54 durch eine Faltung der Lasergröße mit der Winkelverteilungsgröße des Felddefinitionselements 45 bestimmt und die Winkelverteilung 53 wird durch eine Faltung der Laserdivergenz mit dem Pupillendefinitionselement-Setting bestimmt.
An einer sechsten Stelle 62, welche vor einem Ausgang des Beleuchtungssystems 40 angeordnet ist, wird die Ortsverteilung 54 der Projektionsstrahlung 42 von einer Größe des Mischstabs 52 bestimmt und die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 wird durch eine Faltung der Laserdivergenz mit dem Pupillendefinitionselement-Setting bestimmt.
Ferner weist in dem in 39 dargestellten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungssystems 40 die zweite Fourieroptikeinrichtung 46 jeweils in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 eine jeweils unterschiedlich ausgebildete Brennweite 63 auf.
Bei dem in 39 dargestellten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungssystems 40 entspricht ein Produkt aus der Brennweite 63 in Kreuzrasterrichtung 48 und einer Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 in Kreuzrasterrichtung 48 an dem Stabeintritt 46 des Mischstabs 52 der Ausdehnung 51 des Mischstabs 52 in Kreuzrasterrichtung 48 wenigstens annähernd. Ferner entspricht ein Produkt aus der Brennweite 63 in Rasterrichtung 49 und einer Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 in Rasterrichtung 49 an dem Stabeinrichtung 46 des Mischstabs 52 der Ausdehnung 52 des Mischstabs 52 in Rasterrichtung 49.
Es kann demnach erreicht werden, dass an dem Stabeintritt 61 des Mischstabs 52 die Brennweite in Kreuzrasterrichtung multipliziert mit der Faltung aus Lasergröße und Winkelverteilungsgröße des Felddefinitionselements 45 in Kreuzrasterrichtung ungefähr einer Ausdehnung des Mischstabs 52 in Kreuzrasterrichtung entspricht. Die analoge Situation kann auch für die Rasterrichtung 49 erreicht werden.
Ferner ist in dem in 39 dargestellten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungssystems 40 das Pupillendefinitionselement 43 dazu eingerichtet eine Beleuchtungspupillenfüllung zu definieren. Die Ausdehnungen des Querschnitts der Projektionsstrahlung 42 an dem Stabeintritt 61 des Mischstabes 52 ist vorzugsweise an den Querschnitt des Mischstabes 52 anzupassen. Nicht dargestellt ist eine mögliche Weiterentwicklung des in 39 dargestellten Beleuchtungssystems 40, wobei eine Anpassungseinrichtung vor dem Pupillendefinitionselement 43 angeordnet ist und eingerichtet ist, um das Eingangsstrahlungsfeld 50 anamorphotisch zu vergrößern.
40 zeigt eine schematische Darstellung einer Transformation einer Winkelverteilung 53 sowie einer Ortsverteilung 54 des Eingangsstrahlungsfelds 50 durch den Mischstab 52 zu einer Winkelverteilung 53 und einer Ortsverteilung 54 des Ausgangsstrahlungsfeldes 51. 40 ist hierbei lediglich beispielhaft zur Illustration der Transformationseigenschaften des Mischstabs 52 zu verstehen und zeigt eine stark vereinfachte Lichtverteilung an dem Eingang 61 des Mischstabs 52. Hierdurch werden die Transformationseigenschaften des Mischstabs 52 verdeutlicht. Die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 besteht an einem Ausgang des Mischstabs 52 aus Kopien der Ortsverteilung 54 der Projektionsstrahlung 42 an einem Eingang des Mischstabs 52, wobei diese Kopien gemäß der Größe des Querschnitts des Mischstabs 52 zueinander verschoben sind.
Ferner ist bei dem in 40 dargestellten Ausführungsform des Beleuchtungssystems 40 ein Querschnitt der Projektionsstrahlung 42 wenigstens annähernd kleiner als ein Querschnitt des Mischstabs 52. Ferner entspricht die Winkelverteilung 53 an einem Stabeintritt 46 des Mischstabs 52 in Verbindung mit einer Beleuchtungspupillenfüllung einem an dem Retikel 41 gewünschten Beleuchtungsquerschnitt der Projektionsstrahlung 42.
In dem in 41 dargestellten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungssystems 40 ist vorgesehen, dass ein Verhältnis einer Feldgröße 64 des Felddefinitionselements 45 in Kreuzrasterrichtung 48 zu einer Feldgröße 65 des Felddefinitionselements 45 in Rasterrichtung 49 kleiner ist als ein Verhältnis der Ausdehnung 66 des Mischstabs 52 in Kreuzrasterrichtung 48 zu der Ausdehnung 67 des Mischstabs 52 in Rasterrichtung 49.
In 41 ist ferner ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in dem die Feldgröße 64 des Felddefinitionselements 45 in Kreuzrasterrichtung 48 kleiner als die Feldgröße 65 des Felddefinitionselements 45 in Rasterrichtung 49 ist.
In dem in 42 dargestellten Ausführungsbeispiel des Beleuchtungssystems 40 ist die optische Mischeinrichtung als Wabenkondensor 68 als Teil des Felddefinitionselements 45 ausgebildet.
Das Felddefinitionselement 45 weist hierbei eine erste Wabenplatte 69 auf, welche vor einer zweiten Wabenplatte 70 in einer oder mehreren vorderen Fokusebenen der zweiten Wabenplatte 70 angeordnet ist.
Ferner entspricht bei dem in 42 dargestellten Beleuchtungssystem 40 eine Ausdehnung des Eingangsstrahlungsfelds 50 der Projektionsstrahlung 42 in Kreuzrasterrichtung 48 nach einer Transformation durch die erste Fourieroptikeinrichtung 44 einer Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42, welche kleiner als ein von der ersten Wabenplatte 69 bestimmter Akzeptanzwinkel 71 in Kreuzrasterrichtung 48 ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Strahldivergenz 57 wenigstens annähernd gleich dem Akzeptanzwinkel 58 der ersten Wabenplatte 69 in Kreuzrasterrichtung 48 ist. In diesem Fall wird die Winkelverteilung 53 in Kreuzrasterrichtung 48 betrachtet.
An der ersten Stelle 55 ist die Ortsverteilung 54 der Projektionsstrahlung 42 durch die Lasergröße und die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 durch die Laserdivergenz bestimmt.
An der zweiten Stelle 56 ist die Ortsverteilung 54 der Projektionsstrahlung 42 durch die Lasergröße bestimmt und die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 ist durch die Faltung aus der Laserdivergenz und dem Pupillendefinitionselement-Setting bestimmt.
An der dritten Stelle 57 ist die Ortsverteilung 54 der Projektionsstrahlung 42 durch die Faltung zwischen Laserdivergenz und Pupillendefinitionselement-Setting bestimmt und die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 ist durch die Lasergröße bestimmt.
An der vierten Stelle 59 ist die Ortsverteilung 54 der Projektionsstrahlung 42 aus einer Faltung der Laserdivergenz mit dem Pupillendefinitionselement-Setting bestimmt und die Winkelverteilung 53 ist durch die Feldgröße des Felddefinitionselements 45 bestimmt.
An der fünften Stelle 60 ist die Ortsverteilung 54 durch die Feldgröße des Felddefinitionselements 45 bestimmt und die Winkelverteilung 53 ist durch eine Faltung der Laserdivergenz mit dem Pupillendefinitionselement-Setting bestimmt.
43 zeigt eine schematische Darstellung der optischen Eigenschaften der ersten Wabenplatte 69 und der zweiten Wabenplatte 70 gemäß dem Stand der Technik. Die erste Wabenplatte 69 weist hierbei einen Akzeptanzwinkel 71 in Kreuzrasterrichtung 48 auf, welcher unwesentlich größer als die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 in Kreuzrasterrichtung 48 an der dritten Stelle 57 ist.
Optische Eigenschaften, welche sich auf die Kreuzrasterrichtung 48 beziehen, sind in 43 dicht gestrichelt dargestellt. Eigenschaften, welche sich auf die Rasterrichtung 49 beziehen, sind lang gestrichelt dargestellt. Ein Kanal in Kreuzrasterrichtung 48 ist in dem Felddefinitionselement 45 an einer Innenseite angeordnet, ein Kanal in Rasterrichtung 49 auf einer Außenseite des Felddefinitionselements 45. Eine Oberfläche des Kanals in Kreuzrasterrichtung 49 auf der zweiten Wabenplatte 70 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel so stark gekrümmt, dass sie einer Halbkugel ähnelt bzw. wenigstens annähernd einer Halbkugel entspricht. Eine paraxiale Betrachtungsweise kann hierbei zu lediglich scheinbaren Inkonsistenzen in der in 43 dargestellten Skizze führen.
Die Brennweiten 73 und 74 sind so gewählt, dass die jeweilige Oberfläche der ersten Wabenplatte 69 in der Brennebene der jeweiligen Oberfläche der zweiten Wabenplatte 70 liegt. Der Akzeptanzwinkel 71 in Kreuzrasterrichtung 48 ist deutlich kleiner als die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 in Kreuzrasterrichtung 48 an der vierten Stelle 59. Die Brennweite 72 der ersten Wabenplatte 69 in Kreuzrasterrichtung 48 ist länger als die Brennweite 73 der zweiten Wabenplatte 70 in Kreuzrasterrichtung.
Die 44 zeigt eine prinzipmäßige Darstellung der optischen Eigenschaften der ersten Wabenplatte 69 und der zweiten Wabenplatte 70 in dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem 40. Der Akzeptanzwinkel 71 in Kreuzrasterrichtung der ersten Wabenplatte 69 übertrifft hierbei die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 in Kreuzrasterrichtung 48 an der dritten Stelle 57. Die Winkelverteilungen 53 der Projektionsstrahlung 42 an den Stellen 57 und 59 sind näherungsweise identisch, d.h., diese der vierten Stelle 59 ist nur geringfügig breiter als jene an der dritten Stelle 57. Die Brennweite 72 der ersten Wabenplatte 69 in Kreuzrasterrichtung 48 ist zumindest ungefähr gleich der Brennweite 73 der zweiten Wabenplatte 70 in Kreuzrasterrichtung 48.
Übertrifft der Akzeptanzwinkel 71 in Kreuzrasterrichtung 48 die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 in Kreuzrasterrichtung 48, wie in 44 dargestellt, so kann beispielsweise ein derartiges Beleuchtungssystem 40 direkt mit der weiter oben beschriebenen Auskoppelvorrichtung 1 betrieben werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass an dem Eingang des Beleuchtungssystems 40 hierzu bis zu zehn Teildurchlasseinrichtungen 6 der Auskoppelvorrichtung 1 in Kreuzrasterrichtung 48 nebeneinander angeordnet werden.
45 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform des Beleuchtungssystems 40. Hierbei ist an einem Eingang des Beleuchtungssystems 40 eine zweite optische Mischeinrichtung 75 angeordnet. Diese ist durch eine erste Eingangswabenplatte 76 und eine zweite Eingangswabenplatte 77 ausgebildet. Ferner ist nach der zweiten optischen Mischeinrichtung 75 eine dritte Fourieroptikeinrichtung 78 angeordnet. Ferner ist das Pupillendefinitionselement 43 als Mikrospiegelarray 79 ausgebildet. Die erste Fourieroptikeinrichtung 44 weist in dem in 45 dargestellten Ausführungsbeispiel eine definierte Brennweite auf.
Ferner zeigt die in der 45 dargestellten Ausführungsform des Beleuchtungssystems 40 Merkmale einer speziellen Weiterentwicklung. Hierbei ist die erste Fourieroptikeinrichtung 44 als freier Propagationsraum ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die erste Fourieroptikeinrichtung 44 wenigstens eine Pupillenlinse zu einem telezentrischen Biegen der Projektionsstrahlung 42 aufweist. Die erste Eingangswabenplatte 76 und die zweite Eingangswabenplatte 77 weisen in Rasterrichtung 49 und in Kreuzrasterrichtung 48 jeweils derselben Brennweiten auf. Die zweite optische Mischeinrichtung 75 sowie die dritte Fourieroptikeinrichtung 78 sind eingerichtet, um einen Querschnitt der Projektionsstrahlung 42 zu erzeugen, welcher das Mikrospiegelarray 79 wenigstens annähernd vollständig ausleuchtet. Die Ausdehnung der Winkelverteilung 53 (nicht dargestellt) der Projektionsstrahlung 42 ist an einem Ausgang der zweiten optischen Mischeinrichtung 75 wenigstens annähernd kleiner als eine Kanalübersprechdivergenz.
An der ersten Stelle 55 wird die Ortsverteilung 54 durch die Lasergröße bestimmt. Die Winkelverteilung 53 wird durch die Laserdivergenz bestimmt.
An der zweiten Stelle 56 wird die Ortsverteilung 54 durch die Lasergröße bestimmt, während die Winkelverteilung 53 durch ein Maximum aus der Laserdivergenz und einer Divergenz der ersten Eingangswabenplatte 76 bestimmt wird.
An der dritten Stelle 57 wird die Ortsverteilung 54 durch die Lasergröße bestimmt. Die Winkelverteilung 53 an der dritten Stelle 57 wird durch die von der zweiten optischen Mischeinrichtung 75 erzeugten Divergenz bestimmt, welche sich aus dem Abstand zwischen den beiden Eingangswabenplatten 76, 77 und den Eigenschaften der zweiten Eingangswabenplatte 77 ergibt. Eine bestimmungsgemäße Funktion der zweiten optischen Mischeinrichtung 75 kann nur gewährleistet werden, wenn die Winkelverteilung 53 an der ersten Stelle 55 kleiner als die an der dritten Stelle 57 ist.
An der vierten Stelle 59 wird die Ortsverteilung 54 durch die von der zweiten optischen Mischeinrichtung 75 erzeugte Divergenz bestimmt. Die Winkelverteilung 53 wird durch die Lasergröße bestimmt.
An der fünften Stelle 60 wird die Ortsverteilung 54 wiederum durch die von der zweiten optischen Mischeinrichtung 75 erzeugte Divergenz bestimmt. Die Winkelverteilung 53 wird durch die Faltung der Lasergröße mit einer Pupillenform des Mikrospiegelarrays 79 bestimmt.
An der sechsten Stelle 62 wir die Ortsverteilung 54 durch eine Faltung der Lasergröße mit einer Pupillenform des Mikrospiegelarrays 79 bestimmt. Die Winkelverteilung 53 wird durch die Divergenz der zweiten optischen Mischeinrichtung 75 bestimmt.
An einer siebten Stelle 80 wird die Ortsverteilung 54 durch eine Faltung der Lasergröße mit der Pupillenform des Mikrospiegelarrays 79 bestimmt. Die Winkelverteilung 53 wird durch die Faltgröße des Felddefinitionselements 45 bestimmt.
An einer achten Stelle 81 wird die Ortsverteilung 54 durch die Faltgröße des Felddefinitionselements 45 bestimmt. Die Winkelverteilung 53 wird durch eine Faltung der Lasergröße mit einer Pupillenform des Mikrospiegelarrays 79 bestimmt.
46 zeigt in einer schematischen Darstellung eine weitere mögliche Ausführungsform des Beleuchtungssystems 40. Hierbei ist das Mikrospiegelarray 79 in Kreuzrasterrichtung 48 elongiert ausgebildet und Waben 82 der ersten Eingangswabenplatte 76 und der zweiten Eingangswabenplatte 77 sind rechteckig ausgebildet, wobei ein einheitliches Seitenverhältnis der Waben 82 einem Seitenverhältnis des Mikrospiegelarrays 79 entspricht. Ferner ist vor der zweiten optischen Mischeinrichtung 75 eine, insbesondere asymmetrisch wirkende, Verkleinerungseinrichtung 83 angeordnet, welche einen Strahldurchmesser der Projektionsstrahlung 42 in Kreuzrasterrichtung 48 verkleinert.
Unterschiede zwischen der Kreuzrasterrichtung 48 und der Rasterrichtung 49 sind in den dicht punktierten und/oder gestrichelten Linien, welche die Ortsverteilung 54 bzw. die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 darstellen, der 46 nicht berücksichtigt.
Durch die Verkleinerung des Strahldurchmessers erhöht sich die Divergenz der Projektionsstrahlung 42 vor der ersten Eingangswabenplatte 76. Durch die rechteckige Ausführungsform der Waben 82 kann ein Winkelbereich in Kreuzrasterrichtung 48 erhöht werden, welcher ohne ein Kanalübersprechen transportiert werden kann.
47 zeigt eine schematische Darstellung eines Mikrospiegelarrays 79. Hierbei ist das Mikrospiegelarray 79 aus einer Mehrzahl an aneinandergereihten quadratischen Modulen 79a ausgebildet und dadurch in Kreuzrasterrichtung 48 elongiert.
48 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Beleuchtungssystems 40. Hierbei weist die erste Fourieroptikeinrichtung 44 in Kreuzrasterrichtung 48 eine kleinere Brennweite auf als in Rasterrichtung 49. Die Waben 68 der ersten Eingangswabenplatte 76 und der zweiten Eingangswabenplatte 77 sind quadratisch ausgebildet. Ferner sind die erste Eingangswabenplatte 76 und die zweite Eingangswabenplatte 77 in Kreuzrasterrichtung 48 elongiert ausgebildet. Ferner ist in dem in 48 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Verkippungswinkelbereich von Mikrospiegeln 84 des Mikrospiegelarray 79 derart ausgebildet, dass das Felddefinitionselement 45 wenigstens annähernd vollständig bestrichen werden kann. Hierbei ist der Verkippungswinkelbereich größer als eine Divergenz der Projektionsstrahlung 42 vor dem Mikrospiegelarray 79 ausgebildet.
Unterhalb der Darstellung des Beleuchtungssystems 40 sind in 48 die Formen der Ortsverteilung 54 bzw. Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 durch Rechtecke dargestellt. Das Ortsprofil bzw. die Ortsverteilung 54 ist hierbei durch dicht punktierte Linien dargestellt, während das Winkelprofil bzw. die Winkelverteilung 53 durch gestrichelte Linien dargestellt ist.
Die Formen für die Ortsverteilung 54 und die Winkelverteilung 53 sind an der ersten Stelle 55, vor der ersten Eingangswabenplatte 62, an der zweiten Stelle 56 hinter der zweiten Eingangswabenplatte 63, an der dritten Stelle 57 vor dem Mikrospiegelarray 79, an der vierten Stelle 59 nach dem Mikrospiegelarray 79 sowie an der fünften Stelle 60 vor dem Felddefinitionselement 45 dargestellt.
Locker gestrichelt ist an der fünften Stelle 60 dargestellt, was der Fall wäre, wenn die Brennweite der ersten Fourieroptikeinrichtung 44 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 identisch wäre. Hieraus ergibt sich, weswegen die Brennweite in Kreuzrasterrichtung 48 vorteilhafterweise verkleinert werden kann.
49 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform des Beleuchtungssystems 40. Hierbei weist die dritte Fourieroptikeinrichtung 78 in Kreuzrasterrichtung 48 eine kleinere Brennweite auf als in Rasterrichtung 49. Die Waben 82 der ersten Eingangswabenplatte 76 und der zweiten Eingangswabenplatte 77 sind quadratisch ausgebildet. Die erste Eingangswabenplatte 76 und die zweite Eingangswabenplatte 77 sind in Kreuzrasterrichtung elongiert ausgebildet. Ferner ist auch das Mikrospiegelarray 79 in Kreuzrasterrichtung 48 elongiert ausgebildet.
Unterhalb der in 49 dargestellten Skizze des Beleuchtungssystems 40 sind wiederum die Formen der Ortsverteilung 54 und der Winkelverteilung 53 in einer zu 48 analogen Weise angegeben.
Für eine Ebene an der dritten Stelle 57 unmittelbar vor dem Mikrospiegelarray 79 ist wieder locker gestrichelt diejenige Form der Ortsverteilung 54 bzw. Winkelverteilung 53 angegeben, welche sich für eine dritte Fourieroptikeinrichtung 78 mit in Kreuzrasterrichtung 48 und Rasterrichtung 49 identischen Brennweiten ergeben würde. Hieraus kann abgeleitet werden, dass es von Vorteil ist, die Brennweite der dritten Fourieroptikeinrichtung 64 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 zu verkleinern.
50 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform des Beleuchtungssystems 40. Hierbei ist das Pupillendefinitionselement 43 als Mikrospiegelarray 79 ausgebildet und vor dem Mikrospiegelarray 79 ist eine optische Abbildungseinrichtung 85 angeordnet.
An der ersten Stelle 55 hinter dem Eingang des Beleuchtungssystems 40 bestimmt die Lasergröße die Ortsverteilung 54 der Projektionsstrahlung 42 und die Laserdivergenz bestimmt die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42.
An der zweiten Stelle 56 direkt hinter der Abbildungseinrichtung 85 bestimmt die vergrößerte Lasergröße, die zumindest näherungsweise der Größe des Mikrospiegelarrays 79 entspricht, die Ortsverteilung 54 und die Winkelverteilung 53 wird durch eine verkleinerte Laserdivergenz bestimmt.
An der dritten Stelle 57 direkt nach dem Mikrospiegelarray 79 bestimmt die Größe des Mikrospiegelarrays 79 die Ortsverteilung 54 der Projektionsstrahlung 42, während die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 durch eine Faltung der Laserdivergenz mit einer Pupille des Mikrospiegelarrays 79 bestimmt wird.
An der vierten Stelle 59 wird die Ortsverteilung 54 durch eine Faltung der Laserdivergenz mit der Pupille des Mikrospiegelarrays 79 bestimmt, während die Winkelverteilung 53 durch die Größe des Mikrospiegelarrrays 79 bestimmt wird.
An der fünften Stelle 60 nach dem Felddefinitionselement 45 wird die Ortsverteilung 54 aus der Faltung der Laserdivergenz mit der Pupille des Mikrospiegelarrays 79 bestimmt. Die Winkelverteilung 53 wird durch die Feldgröße des Felddefinitionselements bestimmt.
An der sechsten Stelle 62, welche nach der zweiten Fourieroptikeinrichtung 46 angeordnet ist und die Ortsverteilung 54 durch die Größe des Felddefinitionselements 45 und die Winkelverteilung 53 durch die Faltung der Laserdivergenz mit der Pupille des Mikrospiegelarrays 79 bestimmt.
51 zeigt eine mögliche Weiterbildung, des in 50 dargestellten Beleuchtungssystems 40. Hierbei ist das Mikrospiegelarray 79 in Kreuzrasterrichtung 48 elongiert ausgebildet, wobei ein Seitenverhältnis des Mikrospiegelarray 79 einem Seitenverhältnis des Eingangsstrahlungsfelds 50 entspricht. Ferner weisen die optische Abbildungseinrichtung 85, die erste Fourieroptikeinrichtung 44 und die zweite Fourieroptikeinrichtung 46 in Rasterrichtung 49 und in Kreuzrasterrichtung 48 wenigstens annähernd gleiche Brennweiten auf. Es kann auch vorgesehen sein, dass die beiden Fourieroptikeinrichtungen 44, 46 unterschiedliche Brennweiten aufweisen.
52 zeigt schematisch eine alternative mögliche Ausführungsform des Beleuchtungssystems 40. Hierbei ist das Mikrospiegelarray 79 quadratisch ausgebildet. Ferner weist die Abbildungseinrichtung 85 ein Verhältnis eines Abbildungsmaßstabes in Kreuzrasterrichtung 48 zu einem Abbildungsmaßstab in Rasterrichtung 49, welches einem Seitenverhältnis des Eingangsstrahlungsfelds 50 entspricht. Hierbei ist der Verkippungswinkelbereich der Mikrospiegel 84 des Mikrospiegelarrays 79 in Kreuzrasterrichtung 48 wenigstens annähernd größer als in Rasterrichtung 49.
Die 50 bis 52 weisen jeweils die Abbildungseinrichtung 85 auf. Ferner ist unter der Darstellung des Beleuchtungssystems 40 jeweils die Form der Ortsverteilung 54 in dicht punktierten Linien und die Form der Winkelverteilung 53 in gestrichelten Linien dargestellt. In 52 sind locker gestrichelt an der zweiten Stelle 56 und an der vierten Stelle 59 ferner die Formen der Ortsverteilung 54 und der Winkelverteilung 53 dargestellt, welche sich ergeben würden, wenn die Abbildungseinrichtung 85 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 identische Brennweiten aufweisen würde.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Mikrospiegelarray 79 quadratisch ausgebildet ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Mikrospiegelarray 79 eine quadratische Ausdehnung aufweist, welche größer als der Querschnitt der auf das Mikrospiegelarray 79 treffenden Projektionsstrahlung 42 ist. Die Abbildungseinrichtung 85 bewirkt hierbei in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 unterschiedlich große Vergrößerungen. Ferner kann die Abbildungseinrichtung 85 entweder eine sphärische Linse 86 und zwei Zylinderlinsen 87 aufweist, oder aber es kann vorgesehen sein, dass die Abbildungseinrichtung 85 zwei torische Linsen 88 aufweist (siehe 53 bis 56).
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Mikrospiegelarray 79 quadratisch ausgebildet ist und eine Ausdehnung aufweist, welche in Kreuzrasterrichtung 48 größer und in Rasterrichtung 49 kleiner ist als das elongierte Eingangsstrahlungsfeld 50 oder umgekehrt. Zusätzlich bewirkt hierbei die Abbildungseinrichtung 85 in Kreuzrasterrichtung 48 eine Verkleinerung und in Rasterrichtung 49 eine Vergrößerung oder umgekehrt. Ferner weist die Abbildungseinrichtung 85 eine sphärische Linse 86 und zwei Zylinderlinsen 87 auf, wobei in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 ein Zwischenbild vorliegt. Alternativ ist vorgesehen, dass die Abbildungseinrichtung 85 zwei torische Linsen 88 aufweist, derer eine in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 entgegengesetzte Brechkräfte bewirkt.
Die 53 bis 57 zeigen mögliche Ausführungsformen der Abbildungseinrichtung 85.
53 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform der Abbildungseinrichtung 85. Die Abbildungseinrichtung 85 weist hierbei eine sphärische Linse 86 sowie zwei Zylinderlinsen 87 auf. Eine erste der Zylinderlinsen 87 weist hierbei eine Brechkraft in Kreuzrasterrichtung 48 auf, während eine zweite der Zylinderlinsen 87 eine Brechkraft in Rasterrichtung 49 aufweist. Die sphärische Linse 86 ist in dem in 53 dargestellten Ausführungsbeispiel als konkav-konkave Zerstreuungslinse ausgeführt. Die Projektionsstrahlung 42 geht hierbei von einer Lichtquelle 89 aus.
54 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der Abbildungseinrichtung 85. Die Abbildungseinrichtung 85 weist hierbei zwei torische Linsen 88 auf. Eine torische Linse 88 besitzt entlang zweier orthogonaler Richtungen unterschiedlich Brennweiten. Eine Zylinderlinse 87 ist ein Sonderfall einer torischen Linse 88, und zwar verschwindet entlang einer Orientierung die Brechkraft, die Brennweite wird also unendlich lang.
55 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Abbildungseinrichtung 85. Die Abbildungseinrichtung 85 weist hierbei eine sphärische Linse 86 und zwei Zylinderlinsen 87 auf. Eine der Zylinderlinsen 87 weist hierbei eine Brechkraft in Kreuzrasterrichtung 48 auf, während die andere der Zylinderlinsen 87 eine Brechkraft in Rasterrichtung 49 aufweist. Die sphärische Linse 86 ist als konvexkonvexe Sammellinse ausgebildet. Ferner liegt in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 ein Zwischenbild vor.
56 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Abbildungseinrichtung 85. Die Abbildungseinrichtung 85 weist hierbei zwei torische Linsen 88 auf. Eine der torischen Linsen 88 bewirkt in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 entgegengesetzte Brechkräfte. Eine der zwei torischen Linsen 88 kann in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch als Sattelfläche 90 ausgebildet sein.
57 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Sattelfläche 90. Die Sattelfläche 90 ist eine Sonderform einer torischen Linse 88. Hierbei sind die Vorzeichen der Brechkräfte in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 identisch.
58 zeigt eine schematische Darstellung der optischen Eigenschaften der zweiten optischen Mischeinrichtung.
Die Brennweiten der Wabenplatten 69 und 70 des Felddefinitionselements 45 sind nicht vollkommen unabhängig voneinander wählbar. In dem in 50 dargestellten Beispiel liegt der Kanal in Kreuzrasterrichtung 48 auf der Innenseite und der Kanal in Rasterrichtung 49 auf der Außenseite des Felddefinitionselements 45. Zusammen mit praktikablen Abständen und Materialdicken kann damit ein Brennweitenverhältnis in Kreuzrasterrichtung 48 und Rasterrichtung 49, welches einem Seitenverhältnis zur Ausleuchtung an dem Retikel 41 entspricht, erreicht werden. Das Brennweitenverhältnis zwischen Kreuzrasterrichtung 48 und Rasterrichtung 49 kann beispielsweise dadurch angeglichen werden, dass ein Abstand der Wabenplatten 69 und 70 vergrößert wird. Eine derartige Situation ist in der 59 dargestellt. In der in 59 dargestellten Situation vergrößern sich jedoch auch die Brennweiten 73 und 74 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49, wodurch sich bei ansonsten unveränderter Geometrie des Felddefinitionselements 45 auch der von dem Felddefinitionselement 45 akzeptierte Winkel 71 verringert.
60 zeigt zwei Wabenplatten 69, 70 mit identischen Brennweiten 73 und 74 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49, wobei die jeweiligen Richtungen nicht mehr der Innenseite bzw. der Außenseite des Felddefinitionselements 45 zugeordnet sind, sondern vielmehr eine Richtung den jeweils linken Seiten der Wabenplatten 69, 70 zugeordnet ist und die andere Richtung den jeweils rechten Seiten der Wabenplatten 69, 70 zugeordnet ist. Hierdurch kann zumindest in Kreuzrasterrichtung 48 eine verglichen mit der Situation in 58 vergrößerte Brennweite des Felddefinitionselements 45 erreicht werden.
61 zeigt eine prinzipmäßige schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform des Beleuchtungssystems 40, wobei insbesondere das Felddefinitionselement 45 definierte Eigenschaften aufweist.
In einer Ausführungsform des Beleuchtungssystems 40 ist vorgesehen, dass das Felddefinitionselement 45 verglichen zu einer quadratischen Ausführung in Kreuzrasterrichtung 48 um einen Kreuzrasterfaktor skaliert ist und in Rasterrichtung 49 um einen Rasterfaktor skaliert ist. Die Brennweiten der ersten Fourieroptikeinrichtung 44 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 sind mit dem Kreuzrasterfaktor bzw. dem Rasterfaktor skaliert. Die Brennweiten der zweiten Fourieroptikeinrichtung 46 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 sind mit dem Kreuzrasterfaktor bzw. dem Rasterfaktor skaliert. Eine Divergenz bzw. Winkelverteilung 53 der auf das Felddefinitionselement 45 treffenden Projektionsstrahlung 42 und eine durch das Felddefinitionselement 45 erzeugte Divergenz bzw. Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 sind in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 mit den Kehrwerten des Kreuzrasterfaktors und des Rasterfaktors skaliert. Ferner entspricht die durch das Felddefinitionselement 45 erzeugte Divergenz bzw. Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 einem Verhältnis der jeweiligen Ausdehnungen von Waben 82 der Wabenplatten 69, 70 und der jeweiligen doppelten Brennweite des Felddefinitionselements 45 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die jeweilige Ausdehnung der Waben 82 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 mit den Kehrwerten des Kreuzrasterfaktors und des Rasterfaktors skaliert. Ferner bleibt dabei die jeweilige Brennweite des Felddefinitionselements 45 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 unverändert.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die jeweilige Ausdehnung der Waben 82 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 mit dem Kreuzrasterfaktor und dem Rasterfaktor skaliert. Ferner ist vorgesehen, dass die jeweilige Brennweite des Felddefinitionselements 45 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 mit den quadrierten Werten des Kreuzrasterfaktors und des Rasterfaktors skaliert.
62 zeigt eine prinzipmäßige schematische Darstellung eines Teils einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems 40.
An der ersten Stelle 55 ist die Ortsverteilung 54 der Projektionsstrahlung 42 durch die Lasergröße bestimmt, während die Winkelverteilung 53 durch die Laserdivergenz bestimmt ist. An der zweiten Stelle 56, welche hinter dem Pupillendefinitionselement 43 angeordnet ist, ist die Ortsverteilung 54 durch die Lasergröße bestimmt, während die Winkelverteilung 53 durch die Faltung der Laserdivergenz mit dem Pupillendefinitionselement-Setting bestimmt ist. An der dritten Stelle 57 ist die Ortsverteilung 54 durch die Faltung der Laserdivergenz mit dem Pupillendefinitionselement-Setting bestimmt, während die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 durch die Lasergröße bestimmt ist.
63 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems 40, wobei eine asymmetrische Vergrößerungseinrichtung 83, wie in dem in 46 dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist.
64 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils einer weiteren Ausführungsform des Beleuchtungssystems 40, wobei die erste Fourieroptikeinrichtung 44 mit unterschiedlichen Brennweiten in Kreuzrasterrichtung 48 und Rasterrichtung 49 ausgebildet ist.
65 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems 40.
In der ersten Zeile 91 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher vorgesehen ist, dass die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 an dem Eingang des Beleuchtungssystems 40 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 jeweils gleich ausgebildet ist. Die Ortsverteilung 54 ist am Eingang des Beleuchtungssystems 40 elongiert ausgebildet.
In der zweiten Zeile 92 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der sowohl die Ortsverteilung 54 als auch die Winkelverteilung 53 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 symmetrisch ausgebildet sind.
Die Zeilen 91 und 92 beschreiben unterschiedliche Ausführungsbeispiele, können also getrennt betrachtet werden.
In beiden Ausführungsbeispielen betrachten wir die beiden Stellen 56 und 57, die zueinander Fourier-konjugiert sind.
Um, wie in der ersten Zeile 91 dargestellt, zwischen einem Quadrat und einem Rechteck Fourier-konjugiert sein zu können, müssen die Brennweiten der dritten Fourieroptikeinrichtung 78 in den Richtungen 48 und 49 unterschiedlich sein. Dann kann aber im anderen, in der Zeile 92 dargestellten, Paar nicht gleichzeitig ein Quadrat mit einem Quadrat Fourier-konjugiert sein
66 zeigt mögliche Ausführungsformen des Beleuchtungssystems 40.
Unter der Darstellung des Beleuchtungssystems 40 sind wieder die Formen der Winkelverteilung 53 bzw. der Ortsverteilung 54 dargestellt. Hierbei sind wieder die Formen der Ortsverteilung 54 dicht punktiert und die Formen der Winkelverteilung 47 gestrichelt dargestellt. Ferner sind die Formen an der ersten Stelle 55 nach dem Eingang des Beleuchtungssystems 40, an der zweiten Stelle 56 nach der zweiten Eingangswabenplatte 63, an der dritten Stelle 57 vor dem Mikrospiegelarray 79, an der vierten Stelle 59 nach dem Mikrospiegelarray 79 und an der fünften Stelle 60 vor dem Felddefinitionselement 45 dargestellt.
Bei einer ersten Ausführungsform, welche in einer ersten Zeile 91 dargestellt ist, ist vorgesehen, dass die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 an dem Eingang des Beleuchtungssystems 40 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 jeweils unterschiedlich ausgebildet ist. Die Brennweite der dritten Fourieroptikeinrichtung 78 ist in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 näherungsweise identisch ausgebildet und die Brennweite der ersten Fourieroptikeinrichtung 44 ist in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 jeweils annähernd gleich ausgebildet. Insbesondere sind die Merkmale derart ausgebildet, dass die Divergenz der auf das Felddefinitionselement 45 treffenden Projektionsstrahlung 42 in Kreuzrasterrichtung 48 in eine Rasterrichtung 49 jeweils annähernd gleich ausgebildet ist. Weiterhin ist das Ortsausdehnungsverhältnis des Mikrospiegelarrays 79 ungefähr gleich dem Winkelausdehnungsverhältnis 53 am Eingang.
In einer weiteren Ausführungsform, welche in einer zweiten Zeile 92 dargestellt ist, ist die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 an dem Eingang des Beleuchtungssystems 40 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 jeweils unterschiedlich ausgebildet. Ferner ist die Brennweite der dritten Fourieroptikeinrichtung 78 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 jeweils unterschiedlich ausgebildet und die Brennweite der ersten Fourieroptikeinrichtung 44 ist in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 jeweils unterschiedlich ausgebildet. Die Merkmale sind derart ausgebildet, dass die Divergenz der auf das Felddefinitionselement 45 treffenden Projektionsstrahlung in Kreuzrasterrichtung und in Rasterrichtung jeweils annähernd gleich ausgebildet ist. Weiterhin ist das Ortsausdehnungsverhältnis des Mikrospiegelarrays 79 ungefähr gleich dem Ortsausdehnungsverhältnis 54 am Eingang.
In einer weiteren Ausführungsform, welche in einer dritten Zeile 93 dargestellt ist, ist die Winkelverteilung 53 der Projektionsstrahlung 42 an dem Eingang des Beleuchtungssystems 40 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 jeweils unterschiedlich ausgebildet. Ferner ist die Brennweite der dritten Fourieroptikeinrichtung 78 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 jeweils unterschiedlich ausgebildet und die Brennweite der ersten Fourieroptikeinrichtung 44 ist in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 jeweils annähernd gleich ausgebildet. Die Merkmale sind derart beschaffen, dass die Winkelverteilung 53 der auf das Felddefinitionselement 45 treffenden Projektionsstrahlung 42 in Kreuzrasterrichtung 48 und in Rasterrichtung 49 jeweils wenigstens annähernd gleich ausgebildet ist. Weiterhin ist das Mikrospiegelarray 79 näherungsweise quadratisch ausgestaltet.
In Hinblick auf eine Lage der Stellen 55, 56, 57, 59, 60, 62, 80 und 81 in dem Beleuchtungssystem 40 wird auf die mit den jeweiligen Bezugszeichen versehenen Pfeile in den 39, 42, 45, 48, 49, 50, 51, 52, 62, 65 und 66 verwiesen.
67 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 zur Bereitstellung und Weiterleitung einer Projektionsstrahlung 42 für ein Beleuchtungssystem 40. Die Vorrichtung 100 weist eine Transportstrahlungsquelle 101 zur Ausbildung einer Transportstrahlung 102 und eine Strahlungstransporteinrichtung 103 zum Transport der Transportstrahlung 102 auf. Hierbei weist die Transportstrahlung 102 einen Transporteingangsquerschnitt 104, eine Transporteingangsdivergenz 105 und eine Transporteingangsrichtung 106 an einem Eingang 107 der Strahlungstransporteinrichtung 103 auf. Ferner weist die Transportstrahlung 102 einen Transportausgangsquerschnitt 108 und eine Transportsausgangsdivergenz 109 an einem Ausgang 110 auf. Ferner weist die Strahlungstransporteinrichtung 103 wenigstens zwei Umlenkspiegel 111 zur Ausbildung einer Transportausgangsrichtung 112 der Transportstrahlung 102 auf. Die Transportausgangsrichtung 112 ist verglichen mit der Transporteingangsrichtung 106 in einer zu der Transporteingangsrichtung 106 parallelen und beabstandeten Transportebene 113 angeordnet. Der Transporteingangsquerschnitt 104 ist hierbei elongiert und eine lange Seite des Transporteingangsquerschnitts 104 ist orthogonal zu einer langen Seite des Transportausgangsquerschnitts 108 angeordnet.
Ferner zeigt 67 eine Ausführungsform der Vorrichtung 100, wobei die Transportebene 113 parallel zu einer Fußbodenebene 114 eines das Beleuchtungssystem 40 aufnehmenden Raumes und dabei parallel zu einer Deckenebene 115 eines die Transportstrahlungsquelle 101 aufnehmenden Raumes angeordnet ist. In dem in 67 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Transportstrahlungsquelle 101 durch die Auskoppelvorrichtung 1 ausgebildet.
68 zeigt eine schematische Darstellung einer Transformation des Transporteingangsquerschnitts 104 in den Transportausgangsquerschnitt 108 durch die Vorrichtung 100 mittels Linsen 116. Bei den Linsen 116 kann es sich um eine Kombination aus einer statischen sphärischen Linse sowie zwei verfahrbaren Zylinderlinsen handeln.
69 zeigt eine prinzipmäßige Darstellung der Transformation des Transporteingangsquerschnitts 104 in den Transportausgangsquerschnitt 108. In der Vorrichtung 100 findet keine Abbildung des Eingangs 107 auf den Ausgang 110 statt. Ein Ortsprofil 117 an dem Ausgang 110 ist durch eine Faltung des Ortsprofils 117 an dem Eingang 107 mit der Transporteingangsdivergenz 105 gegeben, wodurch sich ein Plateau 118 ergibt. Außerhalb des Plateaus 118 fällt das Intensitätsprofil ab. Diese abfallenden Flanken sind umso breiter, je größer die Transporteingangsdivergenz 105 und je größer der Abstand zwischen den Querschnittsflächen 104 und 108 ist.
Eine lokale Divergenz, d. h. eine maximale Richtungsdifferenz der Strahlen der Transportstrahlung 102 an einem Ort, ist an dem Ausgang 110 gleich derjenigen an dem Eingang 107.
70 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Transformation des Transporteingangsquerschnitts 104 in den Transportausgangsquerschnitt 108. Da das Ortsprofil 117 an dem Ausgang 110 eine Faltung ist, hängt eine Form des Ortsprofils 117 an dem Ausgang 110 von der Transporteingangsdivergenz 105 an dem Eingang 107 ab. Je größer die Transporteingangsdivergenz 105 ausgebildet ist, desto weniger steil ist ein Randbereich des Ortsprofils 117 an dem Ausgang 110. Durch eine Einstellung der Linsen 116 der Vorrichtung 100 kann bewirkt werden, dass Fußpunkte des Ortsprofils 117 an dem Ausgang 110 eine gewünschte Größe aufweisen. Eine größere Transporteingangsdivergenz 105 muss demnach nicht zwingend dazu führen, dass eine Gesamtgröße des Ortsprofils 117 an dem Ausgang 110 größer wird. Vielmehr kann eine größere Transporteingangsdivergenz dazu führen, dass eine Größe des Plateaus 118 in einem Zentrum des Ortsprofils 117 an dem Ausgang 110 kleiner wird. Insbesondere kann eine asymmetrische Winkelverteilung 53 der Transporteingangsdivergenz 105 an dem Eingang 104 zu einem asymmetrischen Ortsprofil 117 an dem Ausgang 110 führen.
Zwischen der Strahlungsquelle 200a und dem Beleuchtungssystem 40,201 ist in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Auskoppelvorrichtung 1 angeordnet, wobei eine von der Strahlungsquelle 200a ausgehende Strahlung als Startstrahlung 3 in die Auskoppelvorrichtung 1 eingeführt ist und die Projektionsstrahlung 42, 210 durch die äußere Strahlung 2 der Auskoppelvorrichtung 1 ausgebildet ist. Ferner ist zwischen der Auskuppelvorrichtung 1 und dem Beleuchtungssystem 40,201 eine Strahlungstransporteinrichtung 103 einer Vorrichtung 100 angeordnet, und das Beleuchtungssystem 40,201 des Lithografiesystems insbesondere der Projektionsbelichtungsanlage 200 ist gemäß einer der 39 bis 66 ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Auskoppelvorrichtung
2: äußere Strahlung
3: Startstrahlung
4: innere Strahlung
5: Spiegeleinrichtung
6: Teildurchlasseinrichtung
7: Teil der äußeren Strahlung
8: Ausbreitungsrichtung der inneren Strahlung
9: Strahlungspuls
10: Zeitachse
11: Intensitätsachse
12: Pulsstretcher
13: Tochterpuls
14: Durchmesser der Startstrahlung
15: Abstand
16: Durchmesser der inneren Strahlung
18: Einzelspiegel
19: Pupillenbereich
20: optisches Element
21: Brennweite des optischen Elements
22: erste Teildurchlasseinrichtung
23: zweite Teildurchlasseinrichtung
24: optische Achse
24a: Symmetrieebene
25: dreidimensionales Zickzackmuster
26: Auskoppeleinheit
27: erste Ebene
28: erster Einzelspiegel
29: zweite Ebene
30: zweiter Einzelspiegel
31: gemeinsame Fokusebene
32: zweite Achse
34: erster Faltspiegel
35: zweiter Faltspiegel
36: Strahlungsfeld der äußeren Strahlung
37: Querschnitt der Startstrahlung
38: Winkelverteilung der Startstrahlung
40: Beleuchtungssystem
41: Retikel
42: Projektionsstrahlung
43: Pupillendefinitionselement
44: erste Fourieroptikeinrichtung
45: Felddefinitionselement
46: zweite Fourieroptikeinrichtung
47: optische Mischeinrichtung
48: Kreuzrasterrichtung
49: Rasterrichtung
50: Eingangsstrahlungsfeld
51: Ausgangsstrahlungsfeld
52: Mischstab
53: Winkelverteilung
54: Ortsverteilung
55: erste Stelle
56: zweite Stelle
57: dritte Stelle
58: Pupillenebene
59: vierte Stelle
60: fünfte Stelle
61: Stabeintritt des Mischstabs
62: sechste Stelle
63: Brennweite
64: Feldgröße in Kreuzrasterrichtung
65: Feldgröße in Rasterrichtung
66: Ausdehnung in Kreuzrasterrichtung
67: Ausdehnung in Rasterrichtung
68: Wabenkondensor
69: erste Wabenplatte
70: zweite Wabenplatte
71: Akzeptanzwinkel
72: Brennweite erste Wabenplatte in Kreuzrasterrichtung
73: Brennweite zweite Wabenplatte in Kreuzrasterrichtung
74: Brennweite erste Wabenplatte in Rasterrichtung
75: zweite optische Mischeinrichtung
76: erste Eingangswabenplatte
77: zweite Eingangswabenplatte
78: dritte Fourieroptikeinrichtung
79: Mikrospiegelarray
79a: quadratisches Modul
80: siebte Stelle
81: achte Stelle
82: Wabe
83: Verkleinerungseinrichtung
84: Mikrospiegel
85: optische Abbildungseinrichtung
86: Sphärische Linse
87: Zylinderlinse
88: Torische Linse
89: Lichtquelle
90: Sattelfläche
91: erste Zeile
92: zweite Zeile
93: dritte Zeile
100: Vorrichtung zur Bereitstellung und Weiterleitung
101: Transportstrahlungsquelle
102: Transportstrahlung
103: Strahlungstransporteinrichtung
104: Transporteingangsquerschnitt
105: Transporteingangsdivergenz
106: Transporteingangsrichtung
107: Eingang
108: Transportausgangsquerschnitt
109: Transportausgangsdivergenz
110: Ausgang
111: Umlenkspiegel
112: Transportausgangsrichtung
113: Transportebene
114: Fußbodenebene
115: Deckenebene
116: Linse
116: Ortsprofil
117: Plateau
200: DUV-Projektionsbelichtungsanlage
200a: Strahlungsquelle
201: Beleuchtungssystem
202: Retikelstage
203: Retikel
204: Wafer
205: Waferhalter
206: Projektionsoptik
207: Linse
208: Fassung
209: Objektivgehäuse
210: Projektionsstrahl
Mi: Spiegel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2003/0227686 A1 [0012]
US 9678332 B2 [0234]
US 9116346 B2 [0235]
US 8520291 B2 [0236]

Claims

Auskoppelvorrichtung (1) zur Abzweigung einer äußeren Strahlung (2) von einer in die Auskoppelvorrichtung (1) eingeleiteten Startstrahlung (3), aufweisend wenigstens eine, eine in der Auskoppelvorrichtung (1) befindliche innere Strahlung (4) vollständig reflektierende, Spiegeleinrichtung (5), wobei die wenigstens eine Spiegeleinrichtung (5) eingerichtet ist, die innere Strahlung (4) abzubilden, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, die innere Strahlung (4) teilweise reflektierende und für die innere Strahlung (4) teilweise durchlässige Teildurchlasseinrichtungen (6) vorgesehen sind, aus welchen jeweils ein Teil (7) der äußeren Strahlung (2) austritt.
Auskoppelvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils in der Auskoppelvorrichtung (1) verbleibende innere Strahlung (4) mittels der wenigstens einen Spiegeleinrichtung (5) entlang ihrer Ausbreitungsrichtung (8) nacheinander auf die in Ausbreitungsrichtung (8) benachbarten Teildurchlasseinrichtungen (6) geleitet ist.
Auskoppelvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teildurchlasseinrichtungen (6) für die innere Strahlung (4) in unterschiedlichem Maße teilweise durchlässig sind und/oder die jeweils in der Auskoppelvorrichtung (1) verbleibende innere Strahlung (4) mittels der wenigstens einen Spiegeleinrichtung (5) entlang ihrer Ausbreitungsrichtung (8) nacheinander in der Reihenfolge ihrer aufsteigenden Durchlässigkeit auf die Teildurchlasseinrichtungen (6) geleitet ist.
Auskoppelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Spiegeleinrichtung (5) eingerichtet ist, die innere Strahlung (4) telezentrisch und betragsmäßig identisch abzubilden.
Auskoppelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Weglänge der inneren Strahlung (4) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teildurchlasseinrichtungen (6) derart ausgebildet ist, dass eine Laufdauer der inneren Strahlung (4) eine doppelte Pulsdauer eines Strahlungspulses (9) übertrifft und/oder größer als 5 ns, insbesondere größer als 10 ns ist.
Auskoppelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinrichtung (5) wenigstens zwei, vorzugsweise als Hohlspiegel ausgebildete, Einzelspiegel (18) mit einer gleichen Brechkraft sowie einen dazwischenliegenden Pupillenbereich (19), durch welchen die innere Strahlung (4) hindurchtritt, aufweist.
Auskoppelvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegeleinrichtung (5), die Teildurchlasseinrichtungen (6) und der Pupillenbereich (19) derart angeordnet sind, dass Strahlengänge der inneren Strahlung (4) dreidimensional gefaltet sind und/oder ein dreidimensional aufgespanntes Zickzackmuster (25) ausbilden.
Auskoppelvorrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Auskoppeleinheit (26) vorgesehen ist, bei welcher vorgesehen ist, dass - eine erste Teildurchlasseinrichtung (22) in einer ersten Ebene (27) liegend angeordnet ist und die Strahlengänge der inneren Strahlung (4) durch die erste Teildurchlasseinrichtung (22) auf einen ersten Einzelspiegel (28) gerichtet sind; und - der erste Einzelspiegel (28) an einer zu der ersten Ebene (27) parallelen und beabstandeten zweiten Ebene (29) derart angeordnet ist, dass die Strahlengänge der inneren Strahlung (4) auf einen zweiten Einzelspiegel (30) gerichtet sind; und - der zweite Einzelspiegel (30) bezüglich einer gemeinsamen optischen Achse (24) koaxial und konfokal gegenüberliegend zu dem ersten Einzelspiegel (28) an der zweiten Ebene (29) angeordnet ist; und - der Pupillenbereich (19) auf der gemeinsamen optischen Achse (24) in einer gemeinsamen Fokusebene (31) des ersten Einzelspiegels (28) und des zweiten Einzelspiegels (30) zwischen dem ersten Einzelspiegel (28) und dem zweiten Einzelspiegel (30) derart angeordnet ist, dass die Strahlengänge der inneren Strahlung (4) den Pupillenbereich (19) passieren; und - der zweite Einzelspiegel (30) an der zweiten Ebene (29) derart angeordnet ist, dass die Strahlengänge der inneren Strahlung (4) auf eine zweite Teildurchlasseinrichtung (23) gerichtet sind; und - die zweite Teildurchlasseinrichtung (23) in der ersten Ebene (27) liegend angeordnet ist; und - die erste Teildurchlasseinrichtung (22) und die zweite Teildurchlasseinrichtung (23) entlang einer zu der optischen Achse (24) orthogonalen zweiten Achse (32) in der ersten Ebene (27) angeordnet sind.
Auskoppelvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Teildurchlasseinrichtung (22) und dem ersten Einzelspiegel (28) ein erster Faltspiegel (34) derart angeordnet ist und die innere Strahlung (4) derart reflektiert, dass die Strahlengänge der inneren Strahlung (4) zwischen dem ersten Faltspiegel (34) und dem ersten Einzelspiegel (28) parallel zu der ersten Ebene (27) verlaufen und/oder zwischen dem zweiten Einzelspiegel (30) und der zweiten Teildurchlasseinrichtung (23) ein zweiter Faltspiegel (35) derart angeordnet ist und die innere Strahlung (4) derart reflektiert, dass die Strahlengänge der inneren Strahlung (4) zwischen dem zweiten Einzelspiegel (30) und dem zweiten Faltspiegel (35) parallel zu der ersten Ebene (27) verlaufen.
Auskoppelvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Faltspiegel (34) und der zweite Faltspiegel (35) derart angeordnet sind, dass eine Bildfeldverdrehung verringert ist.
Auskoppelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Auskoppeleinheiten (26) derart nebeneinander angeordnet sind, dass die zweiten Achsen (32) der Teildurchlasseinrichtungen (6) koaxial nebeneinander angeordnet sind.
Auskoppelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass 5 bis 40, vorzugsweise 10 bis 20 Teildurchlasseinrichtungen (6) nebeneinander angeordnet sind.
Auskoppelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Teildurchlasseinrichtungen (6) von einem Querschnitt der auftreffenden inneren Strahlung (4) wenigstens annähernd vollständig ausgefüllt sind und/oder die Teildurchlasseinrichtungen (6) entlang ihrer zweiten Achsen (32) wenigstens annähernd direkt aneinander anschließen.
Auskoppelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Spiegeleinrichtung (5) eingerichtet ist, eine Teildurchlasseinrichtung (6) auf eine andere Teildurchlasseinrichtung (6), insbesondere auf eine benachbarte Teildurchlasseinrichtung (6), abzubilden.
Auskoppelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Transmissivität der Teildurchlasseinrichtungen (6) derart gewählt ist, dass die durch jede der Teildurchlasseinrichtungen (6) austretenden Teile (7) der äußeren Strahlung (2) annähernd gleich groß sind.
Verfahren zur Abzweigung einer äußeren Strahlung (2) von einer in eine Auskoppelvorrichtung (1) eingeleiteten Startstrahlung (3), wobei eine in der Auskoppelvorrichtung (1) befindliche innere Strahlung (4) mittels einer die innere Strahlung (4) vollständig reflektierenden Spiegeleinrichtung (5) abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Teil (7) der äußeren Strahlung (2) aus mehreren, die innere Strahlung (4) teilweise reflektierende und für die innere Strahlung (4) teilweise durchlässige Teildurchlasseinrichtungen (6) austritt.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Strahlung (4) durch die wenigstens eine Spiegeleinrichtung (5) telezentrisch und betragsmäßig identisch abgebildet wird.
Beleuchtungssystem (40) zur Beleuchtung eines Retikels (41) mit einer Projektionsstrahlung (42), aufweisend eine optische Mischeinrichtung (47) sowie, entlang eines Strahlpfades der Projektionsstrahlung (42) nacheinander angeordnet, ein Pupillendefinitionselement (43), eine, vorzugsweise zoombare, erste Fourieroptikeinrichtung (44), ein Felddefinitionselement (45) und eine zweite Fourieroptikeinrichtung (46), ferner aufweisend eine Kreuzrasterrichtung (48) sowie eine, vorzugsweise zu der Kreuzrasterrichtung (48) orthogonale, Rasterrichtung (49), dadurch gekennzeichnet, dass ein elongiertes Eingangsstrahlungsfeld (50) der Projektionsstrahlung (42) durch das Beleuchtungssystem (40) zu einem elongierten Ausgangsstrahlungsfeld (51) der Projektionsstrahlung (42) transformiert ist, wobei das Seitenverhältnis des elongierten Eingangsstrahlungsfeldes vorzugsweise größer als 2:1 ist.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Mischeinrichtung (47) als Mischstab (52) ausgebildet ist oder die optische Mischeinrichtung (47) einen Mischstab (52) aufweist, und ein Querschnitt der Projektionsstrahlung (42) wenigstens annähernd kleiner ist als ein Querschnitt des Mischstabs (52) und/oder eine Winkelverteilung (53) an einem Stabeintritt (61) des Mischstabs (52) in Verbindung mit einer Beleuchtungspupillenfüllung einem an dem Retikel (41) gewünschten Beleuchtungsquerschnitt der Projektionsstrahlung (41) entspricht.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das elongierte Eingangsstrahlungsfeld (51) mit einer langen Achse entlang der Kreuzrasterrichtung (48) angeordnet ist.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis einer Feldgröße (64) des Felddefinitionselements (45) in Kreuzrasterrichtung (48) zu einer Feldgröße (65) des Felddefinitionselements (45) in Rasterrichtung (49) kleiner ist als ein Verhältnis einer Ausdehnung (66) des Mischstabs (52) in Kreuzrasterrichtung (48) zu einer Ausdehnung (67) des Mischstabs (52) in Rasterrichtung (49).
Beleuchtungssystem (40) nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldgröße (64) des Felddefinitionselements (45) in Kreuzrasterrichtung (48) höchstens geringfügig größer als die Feldgröße (65) des Felddefinitionselements (45) in Rasterrichtung (49) ist.
Beleuchtungssystem (40) nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fourieroptikeinrichtung (46) und/oder die erste Fourieroptikeinrichtung (44) jeweils in Kreuzrasterrichtung (48) und Rasterrichtung (49) unterschiedlich ausgebildete Brennweiten aufweisen.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein Produkt aus der Brennweite in Kreuzrasterrichtung (48) und der Winkelverteilung (53) der Projektionsstrahlung (42) in Kreuzrasterrichtung (49) an dem Stabeintritt (61) des Mischstabes (52) der Ausdehnung (66) des Mischstabes (52) in Kreuzrasterrichtung (49) wenigstens annähernd entspricht; und ein Produkt aus der Brennweite in Rasterrichtung (49) und der Winkelverteilung (53) der Projektionsstrahlung (42) in Rasterrichtung (48) an dem Stabeintritt (61) des Mischstabes (52) der Ausdehnung (67) des Mischstabes (52) in Rasterrichtung (61) wenigstens annähernd entspricht.
Beleuchtungssystem (40) nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Pupillendefinitionselement (43) eingerichtet ist, die Ausdehnung des Querschnitts der Projektionsstrahlung (42) an dem Stabeintritt (61) des Mischstabes (52) an den Querschnitt des Mischstabes (52) anzupassen.
Beleuchtungssystem (40) nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassungseinrichtung vor dem Pupillendefinitionselement (43) angeordnet und eingerichtet ist, um das Eingangsstrahlungsfeld (51) anamorphotisch zu vergrößern.
Beleuchtungssystem (40) nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Mischeinrichtung (47) als Wabenkondensor (68) als Teil des Felddefinitionselements (45) ausgebildet ist oder die optische Mischeinrichtung (47) einen Wabenkondensor (68) als Teil des Felddefinitionselements (45) aufweist.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Felddefinitionselement (45) eine erste Wabenplatte (69) aufweist, welche vor einer zweiten Wabenplatte (70) in einer oder mehreren vorderen Fokusebenen der zweiten Wabenplatte (70) angeordnet ist.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausdehnung des Eingangsstrahlungsfelds (51) der Projektionsstrahlung (42) in Kreuzrasterrichtung (49) nach der ersten Fourieroptikeinrichtung (44) einer Stahldivergenz der Projektionsstrahlung (42) entspricht, welche kleiner oder vorzugsweise wenigstens annähernd gleich einem Akzeptanzwinkel (71) der ersten Wabenplatte (69) in Kreuzrasterrichtung (48) ist.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennweite (72) der ersten Wabenplatte (69) in Kreuzrasterrichtung (48) wenigstens annähernd gleich der Brennweite (73) der zweiten Wabenplatte (70) in Kreuzrasterrichtung (48) ist.
Beleuchtungssystem (40) nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass - an einem Eingang des Beleuchtungssystems (40) eine zweite optische Mischeinrichtung (75), vorzugsweise ausgebildet durch eine erste Eingangswabenplatte (76) und eine zweite Eingangswabenplatte (77), angeordnet ist, und - nach der zweiten optischen Mischeinrichtung (75) eine dritte Fourieroptikeinrichtung (78) angeordnet ist, und - das Pupillendefinitionselement (43) als Mikrospiegelarray (79), ausgebildet ist, und - die erste Fourieroptikeinrichtung (44) eine definierte Brennweite aufweist.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass - die erste Fourieroptikeinrichtung (44) als ein freier Propagationsraum ausgebildet ist und/oder eine Pupillenlinse zu einem telezentrischen Biegen der Projektionsstrahlung (42) vorgesehen ist, und - die erste Eingangswabenplatte (76) und die zweite Eingangswabenplatte (77) in Rasterrichtung (49) und in Kreuzrasterrichtung (48) jeweils dieselben Brennweiten aufweisen, und - die zweite optische Mischeinrichtung (75) sowie die dritte Fourieroptikeinrichtung (78) eingerichtet sind, um einen Beleuchtungsstrahlquerschnitt der Projektionsstrahlung (42) zu erzeugen, welcher das Mikrospiegelarray (79) wenigstens annähernd vollständig ausleuchtet, und - eine Winkelverteilung (53) der Projektionsstrahlung (42) an einem Ausgang der zweiten optischen Mischeinrichtung (75) wenigstens annähernd kleiner als eine Kanalübersprechdivergenz ausgebildet ist, und - der Beleuchtungsstrahlquerschnitt derart groß ausgebildet ist, dass er einer Divergenz der Projektionsstrahlung (42) entspricht, welche kleiner ist als die Kanalübersprechdivergenz.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass - das Mikrospiegelarray (79) in Kreuzrasterrichtung (48) elongiert ausgebildet ist, und - Waben (82) der ersten Eingangswabenplatte (76) und der zweiten Eingangswabenplatte (77) rechteckig ausgebildet sind, wobei ein einheitliches Seitenverhältnis der Waben (82) einem Seitenverhältnis des Mikrospiegelarrays (79) entspricht, und - vor der zweiten Mischeinrichtung (75) eine Verkleinerungseinrichtung (83) angeordnet ist, welche einen Strahldurchmesser der Projektionsstrahlung (42) in Kreuzrasterrichtung (48) verkleinert.
Beleuchtungssystem (40) nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrospiegelarray (79) aus einer Mehrzahl an aneinandergereihten quadratischen Modulen (79a) ausgebildet ist und dadurch in Kreuzrasterrichtung (48) elongiert ist.
Beleuchtungssystem (40) nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass - die erste Fourieroptikeinrichtung (44) in Kreuzrasterrichtung (48) eine kleinere Brennweite aufweist als in Rasterrichtung (49), und - die Waben (82) der ersten Eingangswabenplatte (76) und der zweiten Eingangswabenplatte (77) quadratisch ausgebildet sind, und - die erste Eingangswabenplatte (76) und die zweite Eingangswabenplatte (77) in Kreuzrasterrichtung (48) elongiert sind.
Beleuchtungssystem (40) nach einem der Ansprüche 31 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verkippungswinkelbereich von Mikrospiegeln (84) des Mikrospiegelarrays (79) derart ausgebildet ist, dass das Felddefinitionselement (45) wenigstens annähernd vollständig bestrichen werden kann und/oder der Verkippungswinkelbereich größer als die Winkelverteilung (53) der Projektionsstrahlung (53) vor dem Mikrospiegelarray ausgebildet ist.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch einem der Ansprüche 31 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass - die dritte Fourieroptikeinrichtung (78) in Kreuzrasterrichtung (48) eine kleinere Brennweite aufweist als in Rasterrichtung (49), und - die Waben (82) der ersten Eingangswabenplatte (76) und der zweiten Eingangswabenplatte (77) quadratisch ausgebildet sind, und - die erste Eingangswabenplatte (76) und die zweite Eingangswabenplatte (77) in Kreuzrasterrichtung (48) elongiert sind, und - das Mikrospiegelarray (79) in Kreuzrasterrichtung (49) elongiert ausgebildet ist.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch einem der Ansprüche 27 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass - das Pupillendefinitionselement (43) als Mikrospiegelarray (79), ausgebildet ist, und - vor dem Mikrospiegelarray (79) eine optische Abbildungseinrichtung (85) angeordnet ist.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass - das Mikrospiegelarray (79) in Kreuzrasterrichtung (48) elongiert ausgebildet ist, wobei ein Seitenverhältnis des Mikrospiegelarrays (79) einem Seitenverhältnis des Eingangsstrahlungsfelds (51) entspricht, und - die Abbildungseinrichtung (85), die erste Fourieroptikeinrichtung (44) und die zweite Fourieroptikeinrichtung (46) in Rasterrichtung (49) und Kreuzrasterrichtung (48) jeweils wenigstens annähernd gleiche Brennweiten aufweisen.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, dass - das Mikrospiegelarray (79) quadratisch ausgebildet ist, und - die Abbildungseinrichtung (85) ein Verhältnis eines Abbildungsmaßstabes in Kreuzrasterrichtung (48) zu einem Abbildungsmaßstab in Rasterrichtung (49) aufweist, welches einem Seitenverhältnis des Eingangsstrahlungsfelds (51) entspricht.
Beleuchtungssystem (40) nach einem der Ansprüche 38 bis 40 dadurch gekennzeichnet, dass der Verkippungswinkelbereich der Mikrospiegel (84) des Mikrospiegelarrays (79) in Kreuzrasterrichtung (48) größer als in Rasterrichtung (49) ausgebildet ist.
Beleuchtungssystem (40) nach einem der Ansprüche 38 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass - das Mikrospiegelarray (79) quadratisch ausgebildet ist und eine Ausdehnung aufweist, welche größer ist als der Querschnitt der auf das Mikrospiegelarray treffenden Projektionsstrahlung (42) ist, und - die Abbildungseinrichtung (85) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) unterschiedlich große Vergrößerungen bewirkt und eine sphärische Linse (86) und zwei Zylinderlinsen (87) aufweist, oder zwei torische Linsen (88) aufweist.
Beleuchtungssystem (40) nach einem der Ansprüche 38 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass - das Mikrospiegelarray (79) quadratisch ausgebildet ist und eine Ausdehnung aufweist, welche in Kreuzrasterrichtung (48) größer und in Rasterrichtung (49) kleiner ist als das elongierte Eingangsstrahlungsfeld (51) oder umgekehrt, und - die Abbildungseinrichtung (85) in Kreuzrasterrichtung (48) eine Verkleinerung und in Rasterrichtung (49) eine Vergrößerung bewirkt oder umgekehrt, und eine sphärische Linse (86) und zwei Zylinderlinsen (87), aufweist, wobei in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) ein Zwischenbild vorliegt, oder zwei torische Linsen (88), derer eine in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) entgegengesetzte Brechkräfte bewirkt, aufweist.
Beleuchtungssystem (40) nach einem der Ansprüche 18 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass - das Felddefinitionselement (45) verglichen mit einer quadratischen Ausführung in Kreuzrasterrichtung (48) um einen Kreuzrasterfaktor skaliert ist und in Rasterrichtung (49) um einen Rasterfaktor skaliert ist, und - die Brennweiten der ersten Fourieroptikeinrichtung (44) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) mit dem Kreuzrasterfaktor und dem Rasterfaktor skaliert sind, und - die Brennweiten der zweiten Fourieroptikeinrichtung (46) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) mit dem Kreuzrasterfaktor und dem Rasterfaktor skaliert sind, und - eine Divergenz der auf das Felddefinitionselement (45) treffenden Projektionsstrahlung (42) und eine durch das Felddefinitionselement (45) erzeugte Divergenz der Projektionsstrahlung (42) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) mit den Kehrwerten des Kreuzrasterfaktors und des Rasterfaktors skaliert sind, und - die durch das Felddefinitionselement (45) erzeugte Divergenz der Projektionsstrahlung (45) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) einem Verhältnis einer jeweiligen Ausdehnung der Waben (83) und der jeweiligen doppelten Brennweite des Felddefinitionselements (45) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) entspricht.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch 44 dadurch gekennzeichnet, dass - die jeweilige Ausdehnung der Waben (82) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) mit den Kehrwerten des Kreuzrasterfaktors und des Rasterfaktors skaliert, und/oder - die jeweilige Brennweite des Felddefinitionselements (45) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) mit dem Kreuzrasterfaktor unverändert ist.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch 44 oder 45 dadurch gekennzeichnet, dass - die jeweilige Ausdehnung der Waben (82) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) mit dem Kreuzrasterfaktor und dem Rasterfaktor skaliert, und - die jeweilige Brennweite des Felddefinitionselements (45) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) mit den quadrierten Werten des Kreuzrasterfaktors und des Rasterfaktors skaliert.
Beleuchtungssystem (40) nach einem der Ansprüche 32 bis 46 dadurch gekennzeichnet, dass - die Winkelverteilung (53) der Projektionsstrahlung (42) an dem Eingang des Beleuchtungssystems (40) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) jeweils unterschiedlich ausgebildet ist, und - die Brennweite der dritten Fourieroptikeinrichtung (78) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) jeweils wenigstens annähernd gleich ausgebildet ist und die Brennweite der ersten Fourieroptikeinrichtung (44) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) jeweils unterschiedlich ausgebildet ist, derart, dass - die Winkelverteilung (53) der auf das Felddefinitionselement (45) treffenden Projektionsstrahlung (42) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) jeweils wenigstens annähernd gleich ausgebildet ist.
Beleuchtungssystem (40) nach Anspruch einem der Ansprüche 32 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass - die Winkelverteilung (53) der Projektionsstrahlung (42) an dem Eingang des Beleuchtungssystems (40) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) jeweils unterschiedlich ausgebildet ist, und - die Brennweite der dritten Fourieroptikeinrichtung (78) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) jeweils unterschiedlich ausgebildet ist und die Brennweite der ersten Fourieroptikeinrichtung (44) in Kreuzrasterrichtung (49) und in Rasterrichtung (49) jeweils annähernd gleich ausgebildet ist, derart, dass - die Winkelverteilung (53) der auf das Felddefinitionselement (45) treffenden Projektionsstrahlung (42) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) jeweils wenigstens annähernd gleich ausgebildet ist.
Beleuchtungssystem (40) nach einem der Ansprüche 32 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass - die Winkelverteilung (53) der Projektionsstrahlung (42) an dem Eingang des Beleuchtungssystems (40) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) jeweils unterschiedlich ausgebildet ist, und - die Brennweite der dritten Fourieroptikeinrichtung (78) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) jeweils unterschiedlich ausgebildet ist und die Brennweite der ersten Fourieroptikeinrichtung (44) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) jeweils unterschiedlich ausgebildet ist, derart, dass - die Winkelverteilung (53) der auf das Felddefinitionselement (45) treffenden Projektionsstrahlung (42) in Kreuzrasterrichtung (48) und in Rasterrichtung (49) jeweils wenigstens annähernd gleich ausgebildet ist.
Beleuchtungssystem (40) zur Beleuchtung eines Retikels (41) mit einer Projektionsstrahlung (42), aufweisend ein elongiertes Ausgangsstrahlungsfeld (51), das entlang einer Kreuzrasterrichtung (48) mindestens viermal so ausdehnt wie entlang einer dazu orthogonalen Rasterrichtung (49) ist, aufweisend ein Eingangsstrahlungsfeld (50) mit einer Breite einer Ortsverteilung (54) und einer Breite einer Winkelverteilung (53), wobei ein Produkt aus der Breite der Ortsverteilung (54) entlang der Kreuzrasterrichtung (48) mal der Breite der Winkelverteilung (53) entlang der Kreuzrasterrichtung (48) mindestens dreimal das Produkt aus der Breite der Ortsverteilung (54) entlang der Rasterrichtung (49) mal der Breite der Winkelverteilung (53) entlang der Rasterrichtung (49) beträgt.
Vorrichtung (100) zur Bereitstellung und Weiterleitung einer Projektionsstrahlung (42) für ein Beleuchtungssystem (40), aufweisend - eine Transportstrahlungsquelle (101) zur Ausbildung einer Transportstrahlung (102), und - eine Strahlungstransporteinrichtung (103) zum Transport der Transportstrahlung (102), wobei - die Transportstrahlung (102) a.) einen Transporteingangsquerschnitt (104), b.) eine Transporteingangsdivergenz (105) und c.) eine Transporteingangsrichtung (106) an einem Eingang (107) der Strahlungstransporteinrichtung (103) sowie d.) einen Transportausgangsquerschnitt (108) und e.) eine Transportausgangsdivergenz (109) an einem Ausgang (110) der Strahlungstransporteinrichtung (103) aufweist, - wobei die Strahlungstransporteinrichtung (103) ferner wenigstens zwei Umlenkspiegel (111) zur Ausbildung einer Transportausgangsrichtung (112) der Transportstrahlung (102) aufweist, welche verglichen mit der Transporteingangsrichtung (106) in einer zu der Transporteingangsrichtung (106) parallelen und beabstandeten Transportebene (113) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Transporteingangsquerschnitt (104) elongiert ist und eine lange Seite des Transporteingangsquerschnitt (104) orthogonal zu einer langen Seite des Transportausgangsquerschnitts (104) angeordnet ist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportebene (113) parallel zu einer Fußbodenebene (114) eines das Beleuchtungssystem (40) aufnehmenden Raumes und/oder parallel zu einer Deckenebene (115) eines die Transportstrahlungsquelle (101) aufnehmenden Raumes angeordnet ist.
Lithografiesystem, insbesondere Projektionsbelichtungsanlage (200) für die Mikrolithografie, mit einer Strahlungsquelle (200a), einem Beleuchtungssystem (40, 201), einem Retikel (203) und einer Projektionsoptik (206), wobei das Beleuchtungssystem (20,201) und/oder die Projektionsoptik (206) wenigstens ein optisches Element (Mi, 207) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - zwischen der Strahlungsquelle (200a) und dem Beleuchtungssystem (40,201) eine Auskoppelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 angeordnet ist, wobei eine von der Strahlungsquelle (200a) ausgehende Strahlung als Startstrahlung (3) in die Auskoppelvorrichtung (1) eingeführt ist und eine Projektionsstrahlung (42, 210) durch die äußere Strahlung (2) der Auskoppelvorrichtung (1) ausgebildet ist, und/oder - zwischen der Strahlungsquelle (1) und/oder der Auskoppelvorrichtung (1) und dem Beleuchtungssystem (40,201) eine Strahlungstransporteinrichtung (103) einer Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 51 oder 52 angeordnet ist, und/oder - das Beleuchtungssystem (40,201) des Lithografiesystems gemäß einem der Ansprüche 18 bis 49 oder 50 ausgebildet ist.