2. Beschreibung des Standes der Technik Integrierte elektrische Schaltkreise und andere mikrostruk- turierte Bauelemente werden üblicherweise hergestellt, in- dem auf ein geeignetes Substrat, bei dem es sich beispiels- weise um einen Silizium-Wafer handeln kann, mehrere struk- turierte Schichten aufgebracht werden. Zur Strukturierung der Schichten werden diese zunächst mit einem Photolack be- deckt, der für Licht eines bestimmten Wellenlängenberei- ches, z. B. Licht im tiefen ultravioletten Spektralbereich (DUV, deep ultraviolet), empfindlich ist. Anschließend wird

der so beschichtete Wafer in einer Projektionsbelichtungs- anlage belichtet. Dabei wird ein Muster aus beugenden Strukturen, das auf einem Retikel angeordnet ist, auf den Photolack mit Hilfe eines Projektionsobjektivs abgebildet.

Da der Abbildungsmaßstab dabei im allgemeinen kleiner als eins ist, werden derartige Projektionsobjektive häufig auch als Reduktionsobjektive bezeichnet.

Nach dem Entwickeln des Photolacks wird der Wafer einem Ätzprozeß unterzogen, wodurch die Schicht entsprechend dem Muster auf dem Retikel strukturiert wird. Der noch verblie- bene Photolack wird dann von den verbleibenden Teilen der Schicht entfernt. Dieser Prozeß wird so oft wiederholt, bis alle Schichten auf dem Wafer aufgebracht sind.

Teil einer bei der Belichtung verwendeten Projektionsbe- lichtungsanlage ist eine Beleuchtungseinrichtung, die ein Projektionslichtbündel erzeugt, das auf das Retikel gerich- tet wird. Die Beleuchtungseinrichtung enthält als Licht- quelle im allgemeinen einen Laser, der linear polarisiertes Licht erzeugt. Insbesondere bei der Verwendung sehr kurz- welligen Projektionslichts (z. B. A = 157 nm) können jedoch bei bestimmten optischen Elementen unerwünschte polarisati- onsabhängige Effekte auftreten, die die Abbildungseigen- schaften des Projektionsobjektivs stören. Ein Beispiel hierfür ist die intrinsische Doppelbrechung von Kalzium- fluorid (CaF2), das bei diesen kurzen Wellenlängen eine deutlich höhere Transparenz als übliche Linsenmaterialien

wie etwa Quarzglas aufweist und deswegen diese Materialien teilweise oder sogar ganz ersetzt.

Um derartige Polarisationsabhängigkeiten zu verringern, sind bei einigen derartiger Projektionsbelichtungsanlagen zusätzliche Maßnahmen vorgesehen, um das vom Laser erzeugte linear polarisierte Projektionslicht in zirkular polari- siertes Licht oder sogar in unpolarisiertes Licht umzuwan- deln, wie dies etwa in der US 6 535 273 beschrieben ist.

Aus der US 6 191 880 AI ist eine Beleuchtungseinrichtung mit einem dort allgemein als Relais-und Feldoptik bezeich- neten Maskierungsobjektiv sowie mit einem Polarisator be- kannt, der die Polarisationsrichtung einfallenden linear und homogen polarisierten Lichts in radial polarisiertes Licht annähernd verlustfrei umwandelt. Der Polarisator weist zu diesem Zweck eine Vielzahl hexagonaler doppelbre- chender Elemente auf, die zu einer wabenartigen Anordnung zusammengesetzt sind und durch ortsabhängige Drehung der Polarisationsrichtung den radialen Polarisationszustand er- zeugen. Die radiale Polarisation hat den Vorteil, daß Stö- rungen aufgrund polarisationsabhängiger Reflexionen an der zu belichtenden lichtempfindlichen Schicht verringert wer- den.

Bei Projektionsbelichtungsanlagen, deren Projektionsobjek- tive einen Strahlteilerwürfel mit einer polarisationsselek- tiven Strahlteilerschicht enthalten, ist es allerdings vor- teilhaft, auf die Strahlteilerschicht linear und homogen

polarisiertes Projektionslicht auftreffen zu lassen, da auf diese Weise Lichtverluste an der Strahlteilerschicht gering gehalten werden können. Es hat sich außerdem herausge- stellt, daß in bestimmten Fällen, z. B. bei der Projektion besonders fein strukturierter Retikel, die Verwendung pola- risierten Lichts zu einem höheren Kontrast bei der Abbil- dung des Retikels führt. Deswegen werden bei einigen Pro- jektionsbelichtungsanlagen die Bemühungen gerade darauf ge- richtet, die von dem Laser vorgegebene lineare Polarisation möglichst gut in der Beleuchtungseinrichtung zu erhalten.

Störungen der Polarisationsverteilung, wie sie z. B. durch Doppelbrechung auftreten können, versucht man deswegen mög- lichst zu vermeiden. Der mit der Vermeidung dieser Störun- gen zusammenhängende Aufwand ist allerdings relativ groß.

Aus der US 5 815 247 A ist eine Beleuchtungseinrichtung für eine Projektionsbelichtungsanlage bekannt, die eine um die optische Achse rotierbar angeordnete Blendenscheibe umfaßt.

Die Blendenscheibe enthält zwei Paare von Blendenöffnungen, die mit Polarisationsfiltern in Form von polarisierenden Filmen gefüllt sind. Die beiden Paare unterscheiden sich dabei durch die Orientierung der Polarisationsfilter. Vor der Blendenscheibe ist ein weiteres großflächiges Polarisa- tionsfilter angeordnet, relativ zu dem die Polarisations- filter in den Blendenöffnungen ausgerichtet werden können.

Diese bekannte Anordnung dient dazu, bei aufeinanderfolgen- den Belichtungen unterschiedliche Paare von Blendenöffnun- gen zu nutzen.

Aus der US 5 748 369 A ist ein polarisationsselektiver Strahlteiler für den Einsatz in Flüssigkristallprojektoren bekannt. Der polarisationsselektive Strahlteiler besteht aus dünnen Glasplatten, die beidseitig mit polarisationsse- lektiven Strahlteilerschichten versehen sind. Die Glasplat- ten sind dabei in Ausbreitungsrichtung des Lichts hinter- einander gestaffelt angeordnet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Aufgabe der Erfindung ist es deswegen, eine Beleuchtungs- einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der sich auf einfache Weise auch bei Verwendung sehr kurzwelli- gen Projektionslichts, z. B. bei Wellenlängen von 193 nm oder 153 nm, linear polarisiertes Licht erzeugen läßt.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer solchen Beleuchtungs- einrichtung dadurch, daß der Polarisator in dem Maskie- rungsobjektiv, und zwar beispielsweise in einer Pupillen- ebene des Maskierungsobjektivs oder in der Nähe einer sol- chen, angeordnet ist und hindurchtretendes Projektionslicht in mindestens einer Richtung linear polarisiert.

Da der Polarisator in dem Maskierungsobjektiv angeordnet ist, durchtritt das von dem Polarisator linear polarisierte Projektionslicht nur noch sehr wenige optische Elemente, bevor es auf das Retikel trifft. Dadurch ist auf einfache Weise sichergestellt, daß das Projektionslicht trotz in der Regel auftretender vorausgegangener Störungen der Polarisa-

tionsverteilung nahezu vollständig linear polarisiert aus der Beleuchtungseinrichtung austritt.

Als Polarisatoren kommen hier im Prinzip alle optischen Bauelemente in Betracht, die der Erzeugung linear poari- sierten Lichts dienen. Viele der in der Optik üblicherweise verwendeten Polarisatoren, z. B. herkömmliche dichroitische Kristalle oder organisch eingefärbte Folien, sind aller- dings nicht für einen Einsatz in Beleuchtungseinrichtungen verwendbar, deren Lichtquellen sehr kurzwelliges Projekti- onslicht erzeugen.

Dieser Einschränkung sollten neuartige Drahtpolarisatoren, wie sie in einem Aufsatz von H. Tamada et al. mit dem Titel "Al wire-grid polarizer using the s-polarization resonance effect at the 0. 8-um wavelength band", Optics Letters, Vol.

22, No. 6,1997, Seiten 419-420, beschrieben sind, zumin- dest vom Grundsatz her nicht unterliegen. Der Inhalt dieses Aufsatzes wird hiermit vollständig zum Gegenstand der vor- liegenden Anmeldung gemacht.

Als Polarisatoren in Betracht kommen daneben auch formdop- pelbrechende Gitter, wie sie beispielsweise aus einem Auf- satz von M. Schmitz et al. mit dem Titel"Gratings in the resonance domain as polarizing beam splitters", Optics Let- ters, Vol. 20, No. 17,1995, beschrieben sind. Der Inhalt dieses Aufsatzes wird hiermit vollständig zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht. Bei derartigen Gittern liegt der Abstand der Gitterstrukturen in der Größenordnung

der Wellenlänge des verwendeten Lichts. Die von dem Gitter erzeugten Beugungsordnungen sind in unterschiedlichen Rich- tungen linear polarisiert. Legt man das Gitter so aus, daß die von null verschiedenen Beugungsordnungen unter so gro- ßen Winkeln von dem Gitter abgestrahlt werden, daß sie aus dem Strahlengang herausgelenkt werden, so verbleibt ledig- lich die nullte Beugungsordnung, die hochgradig linear po- larisiert ist. Der Vorteil derartiger formdoppelbrechender Gitter besteht u. a. darin, daß sie eine sehr flache Bauform ermöglichen. Sie sind daher besonders für Polarisatoren ge- eignet, die bei Bedarf durch Einschieben in einen Filter- einschub in den Strahlengang eingebracht werden sollen.

Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ent- hält ein solches formdoppelbrechendes Gitter Gitterstruktu- ren, die jeweils mehrere zu einer Gitterebene parallele und übereinander angeordnete dielektrische Schichten umfassen.

Derartige Gitter, bei denen zusätzlich zur Formdoppelbre- chung Resonanzeffekte in Mehrschichtsystemen auftreten, sind beispielsweise beschrieben in zwei Aufsätzen von R.-C.

Tyan et al. mit den Titeln"Polarizing beam splitters con- structed of form-birefringent multilayer gratings", SPIE Proceedings : Diffractive and Holographic Optics Technology III, Band 2689, Seiten 82 bis 89,1996 und"Design, fabri- cation, and characterization of form-birefringent multilay- er polarizing beam splitter", J. Opt. Soc. Am A, Vol. 14, No. 7,1997, Seiten 1627 bis 1636.

Der Vorteil dieser aus Mehrschichtsystemen aufgebauten formdoppelbrechenden Gitter liegt u. a. darin, daß der Pola- risationsgrad bei diesen Polarisatoren nur relativ gering- fügig vom Einfallswinkel abhängt. Diese Eigenschaft ist in Beleuchtungseinrichtungen von Projektionsbelichtungsanlagen deswegen bedeutsam, weil die Winkelverteilung des den Pola- risator durchtretenden Projektionslichts einen Bereich von typischerweise 0° bis 10° überdeckt. Andererseits soll der Polarisationsgrad des auf das Retikel auftreffenden Projek- tionslichts mit hoher Genauigkeit für jeden Punkt auf dem Retikel hinweg konstant sein, und zwar von der Richtung, unter der die Strahlen auf den betreffenden Punkt auftref- fen.

Für eine Anordnung in einem Maskierungsobjektiv einer Be- leuchtungseinrichtung geeignet sind ferner dichroitische Glaspolarisatoren, wie sie beispielsweise in der US 2003/0227669 A1 beschrieben sind. Auch diese dichroitischen Glaspolarisatoren haben den Vorteil, daß sie in Richtung der optischen Achse nur eine geringe Ausdehnung haben und deswegen gut geeignet sind, austauschbar in einer Filter- halterung aufgenommen zu werden.

Als Polarisatoren für kurzwelliges Projektionslicht eben- falls geeignet sind polarisationsselektive Strahlteiler- schichten, die in zahlreichen Ausführungen, z. B. als Dünn- schichtpolarisatoren, am Markt erhältlich sind. Bei diesen Strahlteilerschichten handelt es sich um Schichtstrukturen, welche die Eigenschaft haben, für auftreffendes Licht in

einem ersten Polarisationszustand durchlässig und für Licht in einem von dem ersten Polarisationszustand verschiedenen zweiten Polarisationszustand reflektierend zu sein. Die Differenz des Transmissionsvermögens für die unterschiedli- chen Polarisationszustände ist allerdings abhängig von dem Winkel, mit dem das Licht auf die Strahlteilerschicht auf- trifft. Die am Markt erhältlichen Strahlteilerschichten un- terscheiden sich deswegen nicht nur hinsichtlich der Wel- lenlänge, für welche die Schicht ausgelegt ist, sondern u. a. auch hinsichtlich des Winkels, bei dem die polarisie- rende Wirkung maximal ist. Da es bislang keine praktikabel herstellbaren Strahlteilerschichten gibt, die sowohl bei senkrechtem als auch bei schrägem Lichteinfall stark pola- risierend wirken, muß eine Strahlteilerschicht in einer Be- leuchtungseinrichtung in einem Winkel zu einer Ebene ange- ordnet sein, die senkrecht zu einer optischen Achse des Maskierungsobjektivs verläuft.

Die in katadioptrischen Projektionsobjektiven von Projekti- onsbelichtungsanlagen eingesetzten polarisationsselektiven Strahlteilerwürfel, bei denen eine polarisationsselektive Schicht zwischen den Prismen des Strahlteilerwürfels ange- ordnet ist, machen von diesem Prinzip Gebrauch. Für einen Einbau in ein Maskierungsobjektiv sind diese Strahlteiler- würfel jedoch vor allem auf Grund ihrer Größe nur bedingt geeignet.

Bei einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird deswegen ein Polarisator eingesetzt, der mehrere Polarisatorelemente

aufweist, die jeweils zwei in einem Winkel zueinander ange- ordnete polarisationsselektive Strahlteilerschichten umfas- sen.

Ein solcher Polarisator erlaubt es, durch die Aneinander- reihung mehrerer Polarisatorelemente eine annähernd lücken- lose Eintrittsfläche zu realisieren, die praktisch vollkom- men mit polarisationsselektiven Strahlteilerschichten be- deckt sein kann. Dadurch läßt sich das gesamte auf die Ein- trittsfläche auftreffende Licht nutzen, und zwar selbst dann, wenn es nicht senkrecht auf den Polarisator auf- trifft. Vor allem jedoch ist ein solcher Polarisator so flach, daß er problemlos innerhalb des Maskierungsobjektivs und damit nahe des austrittsseitigen Endes der Beleuch- tungseinrichtung positioniert werden kann. Ein Polarisator mit einer solchen dünnen Bauweise läßt sich außerdem ohne weiteres gegen eine transparente Platte austauschen, falls wegen der Strukturierung des Retikels eine lineare Polari- sierung des Projektionslichts nicht zweckmäßig ist.

Ein solcher Polarisator ist im übrigen nicht nur im Zusam- menhang mit der Anordnung innerhalb des Maskierungsobjek- tivs, sondern ganz allgemein vorteilhaft in Beleuchtungs- einrichtungen mikrolithographischer Projektionsbelichtungs- anlage einsetzbar.

Ein ähnlich aufgebauter Polarisator, der allerdings nicht für eine Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographi- schen Projektionsbelichtungsanlage, sondern zum Einbau in

eine UV-Lichtquelle zum Trocknen von Flüssigkristallen vor- gesehen ist, ist aus der veröffentlichten Patentanmeldung US 2002/0080485 A1 bekannt.

Da die polarisationsselektive Wirkung der Strahlteiler- schichten vom Einfallswinkel abhängt, sollten die Strahl- teilerschichten bei symmetrischer Anordnung zur Ebene zwi- schen sich einen Winkel zwischen 80° und 160° aufspannen.

Bei senkrecht zur Polarisatorebene einfallendem Licht ent- spricht dies Einfallswinkeln auf die Strahlteilerschichten von 40° bis 80°. Diese Auswahl trägt der Tatsache Rechnung, daß bei den meisten polarisationsselektiven Strahlteiler- schichten der Winkel mit maximaler Polarisationsselektivi- tät zwischen etwa 55° und 70° liegt. Bei Abweichungen der Einfallswinkel von diesem Winkel um 15'bis 20'wird noch eine relativ hohe Polarisationseffizienz erzielt.

Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn der Winkel zwischen den Strahlteilerschichten 90° bis 120° beträgt. Bei dieser Wahl des Winkels ist die Polarisationseffizienz der polari- sationsselektiven Strahlteilerschichten besonders hoch.

Konzeptionell ist es besonders einfach, wenn der Winkel zwischen den Strahlteilerschichten exakt 90° beträgt. Die reflektierte Polarisationskomponente wird dann genau entge- gen der Einfallsrichtung zurückreflektiert. Bei den Be- leuchtungseinrichtungen mikrolithographischer Projektions- belichtungsanlagen ist es im allgemeinen jedoch nachteilig, wenn die reflektierte Polarisationskomponente zurück in den

Laser gerichtet wird. Bevorzugt ist es deswegen insbesonde- re im Falle von unter 90° zueinander angeordneter Strahl- teilerschichten, wenn zwischen den beiden Strahlteiler- schichten wenigstens eine Streueinrichtung so angeordnet wird, daß von einer Strahlteilerschicht reflektiertes Licht die Streueinrichtung durchtritt und darin gestreut wird, bevor es auf die andere Strahlteilerschicht trifft.

Bei der Streueinrichtung kann es sich beispielsweise um ei- ne mattierte Fläche handeln, die bewirkt, daß das erneut reflektierte Licht diffus entgegen der Einfallsrichtung zu- rückgeworfen wird. Außerhalb des Strahlengangs liegende Komponenten wie Linsenfassungen o. ä. werden dann nur mit Licht relativ geringer Intensität belastet.

Mit einer Gitterstruktur als Streueinrichtung hingegen läßt sich die Streuung sehr genau beeinflussen, wodurch es mög- lich wird, das reflektierte Licht gezielt auf bestimmte Be- reiche außerhalb des Strahlengangs zu richten.

Realisiert werden können die erfindungsgemäßen Polarisati- onselemente beispielsweise als langgezogene Quarzquader, die eine keilprismenförmige Ausnehmung und ein darin paßge- nau eingesetztes Keilprisma aufweisen. Die Strahlteiler- schicht ist dann an der Grenzfläche zwischen den beiden ge- nannten Komponenten anzuordnen.

Insbesondere aus herstellungstechnischen Gründen ist es je- doch bevorzugt, wenn die Polarisationselemente jeweils zwei

Teilelemente umfassen, wobei jedes Teilelement eine Strahl- teilerschicht trägt. Auf diese Weise können die Strahltei- lerschichten jeweils auf vollkommen ebene Oberfläche aufge- bracht werden, wobei der Winkel zwischen den Strahlteiler- schichten durch Zusammenfügen zweier einzelner Teilelemente entsteht.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausgestaltung umfaßt jedes Teilelement mindestens zwei aufeinander lie- gende (Keil-) Prismen, zwischen denen eine Strahlteiler- schicht angeordnet ist. Dadurch läßt sich besonders einfach ein großflächiger Polarisator mit gleichmäßiger Dicke und darin angeordneten, einen Winkel zueinander bildenden Strahlteilerschichten realisieren.

Die Prismen können beispielsweise unmittelbar aneinander angesprengt werden. Gerade bei relativ kleinen Prismen ist das Ansprengen allerdings häufig schwierig, so daß die Aus- beute gering sein kann. Bei einem vorteilhaften Ausfüh- rungsbeispiel sind deswegen die Prismen voneinander beab- standet angeordnet, so daß zwischen den Prismen ein schma- ler Spalt verbleibt. Dieser Spalt ist mit einer Flüssig- keit, z. B. Wasser, gefüllt, wodurch der Brechzahlquotient an den Grenzflächen verringert ist.

Falls es sich bei den Prismen um Keilprismen handelt, so können diese beispielsweise so zueinander angeordnet sein, daß jedes Teilelement im Querschnitt im wesentlichen die

Form eines Parallelogramms, eines Rechtecks oder insbeson- dere auch die Form eines Quadrats hat.

Um die Stabilität und die Handhabbarkeit der einzelnen Prismen zu verbessern, kann jeweils eines der Prismen eines Teilelements von einer-vorzugsweise einstückig damit aus- gebildeten-Trägerplatte getragen sein, die für das hin- durchtretende Licht transparent ist.

Falls diese Trägerplatte beispielsweise in einer Querrich- tung wenigstens zu einer Seite des davon getragenen Prismas einen Überstand hat, so können die Trägerplatten mehrerer Teilelemente so in dem Polarisator angeordnet werden, daß diese entlang ihrer Längskanten bündig aneinander anstoßen.

Zwischen den Prismen benachbarter Teilelemente verbleibt dann ein Spalt. Ein solcher Spalt hat den Vorteil, daß auf diese Weise an den empfindlichen und für die optischen Ei- genschaften maßgebenden Prismen selbst keine Kräfte beim Zusammenbau wirken, die etwa zu einem Abscheren einzelner Prismen führen könnten.

Eine andere Möglichkeit zur Schaffung eines solchen Spalts zwischen den Prismen benachbarter Teilelemente besteht dar- in, innerhalb eines Teilelements Prismen vorzusehen, deren schräg geneigte Grenzflächen, zwischen denen die Strahltei- lerschicht des betreffenden Teilelements angeordnet ist, in Querrichtung unterschiedliche Abmessungen haben. Dies er- möglicht es, das Prisma mit der kleineren Grenzfläche auf der Grenzfläche des anderen Prismas derart zu verschieben,

daß sich beim Zusammenfügen mehrerer Teilelemente nur die Prismen mit den größeren Grenzflächen oder daran befestigte Trägerplatten berühren, während zwischen den Prismen mit den kleineren Grenzflächen jeweils ein Spalt verbleibt. Der Spalt sollte allerdings möglichst schmal sein, um Lichtver- luste an den Spalten gering zu halten.

Aufgrund der schmalen Spalte zwischen den Teilelementen er- fährt ein vorher vollkommen homogenes Lichtbündel nach Durchtritt durch den Polarisator eine feine Rasterung. Wenn jedoch, wie dies häufig der Fall ist, die Beleuchtungsein- richtung ohnehin ein Lichtmischelement wie z. B. einen Wa- benkondensor oder einen Stabhomogenisator aufweist, das ei- ne periodische Intensitätsverteilung in einer Pupillenebene erzeugt, in der der Polarisator vorzugsweise angeordnet ist, dann wird der Einfluß der schmalen Spalte zwischen den Teilelementen vernachlässigbar, wenn die Breite der Träger- platten in Querrichtung gleich einem ganzzahligen Bruchteil oder einem ganzzahligen Vielfachen der Periode der Intensi- tätsverteilung ist.

Falls die Trägerplatte in einer Längsrichtung wenigstens zu einer Seite des davon getragenen Prismas einen Überstand hat, so kann dieser dazu verwendet werden, die einzelnen Polarisatorelemente auf einer Montagescheibe zu befestigen.

Hat die Montagescheibe beispielsweise einen vorzugsweise rechteckigen Ausschnitt, über dem die Polarisatorelemente nebeneinander angeordnet sind, und sind an zwei einander gegenüberliegenden Begrenzungen des Ausschnitts zwei Lei-

sten angeordnet, so können die Überstände der Trägerplatten in Längsrichtung unter diese Leisten eingeführt werden.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung enthält der Polarisator zwar ebenfalls eine polarisationsselektive Strahlteilerschicht, jedoch ist diese nicht auf oder zwi- schen prismenförmigen Teilelementen angeordnet. Als Träger für die polarisationsselektive Strahlteilerschicht werden statt dessen mehrere planparallele Trägerelemente verwen- det, die jeweils eine Strahlteilerschicht tragen und ge- neigt zu einer Einfallsrichtung angeordnet sind, die das auf die Strahlteilerschicht auftreffende Projektionslicht im Mittel hat.

Solche plattenartige Trägerelemente lassen sich auf beson- ders einfache Weise zu einem flächenhaften Polarisator zu- sammensetzen, der in einer Ebene oder auch einer gekrümmten Fläche eine praktisch beliebige Ausdehnung bei sehr gerin- ger Bauhöhe haben kann. Je größer dabei die Anzahl der Trä- gerelemente ist, desto niedriger ist die Bauhöhe. Deswegen ist auch ein derart aufgebauter Polarisator besonders ge- eignet, in einer Pupillenebene eines Maskierungsobjektivs angeordnet zu werden.

Im allgemeinen wird es sich bei den Trägerelementen um Platten in der Form länglicher Rechtecke handeln. Solche Platten können mit ihren kurzen Querseiten z. B. in entspre- chende Nuten eingesetzt werden, die in außerhalb des Licht- wegs angeordneten Haltestrukturen eingearbeitet sind. Die

Trägerelemente können jedoch auch auf jede andere Weise mit der erforderlichen Neigung zur Einfallsrichtung an derarti- gen Haltestrukturen befestigt werden. Gerade bei sehr dün- nen und ausgedehnten Trägerelementen kommt beispielsweise in Betracht, diese auf einer durchgehenden, im Lichtweg liegenden Fläche, bei der es sich z. B. um eine planparalle- le Platte oder eine Linsenoberfläche handeln kann, abzu- stützen.

Die günstigsten Eigenschaften ergeben sich dann, wenn die planparallelen Trägerelemente mit wechselseitigen Neigungen angeordnet werden, so daß der Polarisator einen sägezahnar- tigen Querschnitt erhält.

Unabhängig von der Art der gewählten Anordnung sollten die Trägerelemente möglichst dünn sein, damit deren brechende Wirkung möglichst gering ist. Bevorzugt ist es deswegen, wenn die Dicke der Trägerelemente kleiner als 5 mm, vor- zugsweise kleiner als 1,5 mm und weiter vorzugsweise klei- ner als 0,75 mm ist.

Der Winkel, der zwischen dem Lot auf den Trägerelementen und der jeweiligen Einfallsrichtung zur Erzielung einer möglichst hohen und winkelunabhängigen Polarisation einzu- stellen ist, hängt maßgeblich von der verwendeten Strahl- teilerschicht ab. Besonders hoch polarisierend sind häufig Strahlteilerschichten, bei denen dieser Winkel relativ groß ist, so daß das Licht steil auf die Strahlteilerschichten

auftreffen muß. Der Winkel kann beispielsweise zwischen 60° und 75° und vorzugsweise zwischen 65° und 70° betragen.

Im Prinzip ist es zwar nicht zwingend, daß alle Trägerele- mente unter dem gleichen Winkel zur Einfallsrichtung ange- ordnet sind, zum Zwecke einer möglichst gleichmäßigen pola- risierenden Wirkung ist es aber bevorzugt, wenn die Träger- elemente derart angeordnet sind, daß ihr Lot zu der jewei- ligen Einfallsrichtung zumindest annähernd den gleichen Winkel einschließt. In bestimmten Fällen, etwa bei gekrümm- ten Pupillenschalen, kann die Einfallsrichtung vom Abstand des Auftreffpunkts von der optischen Achse abhängen. Die Forderung nach gleichen Winkeln zwischen den Lote auf den Trägerelementen zu den jeweiligen Einfallsrichtungen führt dann zu einer Anordnung, bei der die Trägerelemente zur op- tischen Achse zusätzlich verkippt werden, je weiter die be- treffende Strahlteilerschicht von der optischen Achse ent- fernt ist. Da die Abweichungen der Einfallsrichtung von der optischen Achse durchaus im Bereich von mehreren Grad, z. B. zwischen 1° und 4° liegen können, liegen die Trägerelemente folglich nicht mehr in einer Ebene, sondern in einer ge- krümmten Fläche.

Da die Pupillenebene häufig aber nicht vollständig ausge- leuchtet wird, sondern lediglich in einzelnen voneinander getrennten Bereichen von Projektionslicht durchtreten wird, besteht die Möglichkeit, die Trägerelemente oder Gruppen von gleich geneigten Trägerelementen durch Haltestrukturen in dieser gekrümmten Anordnung zu halten, die sich in den

nicht ausgeleuchteten Bereichen der Pupille befinden. Wer- den die Trägerelemente, wie oben bereits erwähnt, auf einer Trägerplatte befestigt, so besteht ferner die Möglichkeit, die gesamte Trägerplatte in der gewünschten Weise so zu verbiegen, daß sich eine Anpassung an eine gewölbte Pupil- lenschale ergibt.

Für die Funktion der Strahlteilerschichten spielt es keine Rolle, auf welcher Seite der Trägerelemente sie aufgebracht sind. Die Verwendung dünner planparalleler Trägerelemente hat allerdings den Vorteil, daß man auf beiden Seiten der Trägerelemente Strahlteilerschichten aufbringen kann, die auf Grund der planparallelen Anordnung automatisch die op- timale Orientierung bezüglich der Einfallsrichtung des Pro- jektionslichts haben. Die polarisierende Wirkung, die von beidseitig mit Strahlteilerschichten belegten Trägerelemen- ten ausgeht, ist selbstverständlich höher als bei nur ein- seitig belegten Trägerelementen.

Unter Umständen kann es jedoch auch günstig sein, die Trä- gerelemente nur auf einer Seite mit einer Strahlteiler- schicht zu versehen und auf der anderen Seite eine Antire- flexschicht aufzutragen. Eine solche Antireflexschicht kann verhindern, daß ein Lichtstrahl, der beim erstmaligen Auf- treffen auf eine Strahlteilerschicht reflektiert und auf Grund des dadurch veränderten Einfallswinkels von der be- nachbarten Strahlteilerschicht transmittiert wird, durch Reflexion an der übernächsten Strahlteilerschicht wieder in den Strahlengang zurückgelenkt wird. Die Antireflexschicht

ist deswegen so auszulegen, daß für die dort auftretenden Winkel ein möglichst geringes Reflexionsvermögen erzielt wird.

Falls man die polarisierende Wirkung erhöhen möchte, was insbesondere bei der vorstehend erwähnten Ausgestaltung in Betracht kommt, bei der die Trägerelemente nur eine einzige polarisationsselektive Strahlteilerschicht tragen, so be- steht natürlich auch die Möglichkeit, mindestens zwei Trä- gerplatten derart entlang der Einfallsrichtung hintereinan- der anzuordnen, daß jeder Lichtstrahl die mindestens zwei Trägerplatten durchtritt. Durch eine solche gestaffelte An- ordnung von zwei oder mehreren Trägerplatten hintereinander kann ein praktisch beliebig hoher Polarisationsgrad erzielt werden.

Eine alternative Lösung des vorstehend angesprochenen Pro- blems von unerwünschten in den Strahlengang zurückreflek- tierten Strahlen besteht darin, von dem Retikel abliegende Endbereiche der Trägerelemente absorbierend auszuführen.

Bei der hier im Vordergrund stehenden Anordnung der Träger- elemente mit wechselnden Neigungswinkeln bedeutet dies bei- spielsweise, daß die vom Retikel abliegenden Längskanten, an denen die Längsseiten benachbarter Trägerelemente unter einem Winkel aneinander angrenzen, für Projektionslicht ab- sorbierend sind. Die Größe dieser Endbereiche ist so zu bestimmen, daß dadurch gerade diejenigen Lichtstrahlen an einer weiteren Ausbreitung gehindert werden, die ansonsten die benachbarte Strahlteilerschicht durchtreten und dann an

der übernächsten Strahlteilerschicht wieder zur optischen Achse hin reflektiert werden.

Die einfachste Möglichkeit, an diesen Endbereichen eine Ab- sorption zu erzielen, besteht darin, die Endbereiche mit einer absorbierenden Schicht zu bedecken. Diese Schicht kann auch auf einer darunter liegenden Strahlteilerschicht aufgebracht sein. Die damit einhergehenden Lichtverluste sind relativ gering, da die hier angesprochenen Endbereiche flächenmäßig vergleichsweise klein sind.

Gemäß einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist der Polarisator eine erste einstückig ausgebildete Platte mit einer ersten und einer zweiten sich im wesentlichen parallel zu der Ebene, d. h. senkrecht zur optischen Achse, erstreckenden Fläche auf. Von diesen Flächen ist mindestens die erste Fläche in mehrere Teilflächen unterteilt, die ge- neigt zu der Ebene angeordnet sind und die Strahlteiler- schicht tragen. Zu dem Polarisator gehört außerdem eine zweite einstückig ausgebildete Platte mit einer sich im we- sentlichen parallel zu der Ebene erstreckenden weiteren Fläche. Diese hat die gleiche Form wie die erste Fläche der ersten Platte und ist dieser zugewandt. Die zweite Platte, deren weitere Fläche ebenfalls eine Strahlteilerschicht tragen kann, hat vor allem die Funktion, die Brechung an der ersten Fläche durch eine erneute gegenläufige Brechung zu kompensieren. Auf diese Weise wird erreicht, daß ein einfallender Lichtstrahl allenfalls parallel versetzt wird,

seine Richtung beim Durchtritt durch den Polarisator anson- sten aber nicht verändert.

Die einstückige Ausbildung der Platten hat den Vorteil, daß der Polarisator nicht aus einer großen Zahl von einzelnen Prismenelementen zusammengesetzt werden muß. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die beiden Platten in der Richtung senk- recht zur optischen Achse so ausgedehnt sind, daß das ge- samte auftreffende Projektionslichtbündel durch die beiden hintereinander angeordneten Platten hindurchtreten kann.

Eine unerwünschte Lichtstreuung an Grenzflächen, die zwi- schen benachbarten Elementen ansonsten entstehen kann, wird auf diese Weise zuverlässig vermieden.

Die beiden Platten können durch Ansprengen miteinander ver- bunden sein, so daß die beiden Platten unmittelbar aufein- ander aufliegen. Das Ansprengen von strukturierten großflä- chigen Platten erfordert allerdings eine sehr hohe Ferti- gungsgenauigkeit, da sich selbst kleinste Luftspalte ungün- stig auf die optischen Eigenschaften auswirken. Eine weite- re Möglichkeit besteht darin, die beiden Platten derart voneinander beabstandet zu befestigen, daß die erste Fläche und die weitere Fläche voneinander durch einen gasgefüllten Spalt beabstandet sind, dessen Dicke vorzugsweise konstant ist.

Um die Brechung an der ersten Fläche der ersten Platte zu verringern oder ganz zu vermeiden, kann der Spalt mit einer Flüssigkeit gefüllt sein. Je geringer dabei die Differenz

zwischen der Brechzahl der Flüssigkeit und der Brechzahl der umgebenden Medien ist, desto geringer ist die Brechung.

Bei ausreichend geringer Brechung muß dann der mit der Flüssigkeit gefüllte Spalt nicht mehr unbedingt eine zumin- dest annähernd gleichmäßige Dicke haben. Dies erlaubt es beispielsweise, eine zweite Platte zu verwenden, bei der die der ersten Platte zugewandte Fläche nicht kongruent zu der ersten Fläche der ersten Platte, sondern planparallel ausgebildet ist. Der Zwischenraum zwischen der ersten Plat- te und der zweiten Platte hat dadurch eine ungleichmäßige Dicke.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel unterscheidet sich deswegen für das verwendete Projektionslicht die Brechzahl der Flüssigkeit von der Brechzahl der ersten und der zweiten Platte um nicht mehr als 0,1 und vorzugsweise um nicht mehr als 0,01. Der gesamte Polarisator verhält sich dann in Bezug auf die Lichtbrechung wie ein einziges homogenes optisches Medium, das beispielsweise die Form ei- ner planparallelen Platte haben kann.

Bei einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel werden die beiden Platten nicht durch eine entsprechende Befesti- gungsvorrichtung auf Abstand gehalten, sondern über einen dünnen Flüssigkeitsfilm miteinander verbunden. Dieser Film, der eine Dicke von weniger als 0,1 mm und vorzugsweise von weniger als 0, 01 mm hat, wird aufgrund von Adhäsionskräften an einem Abfließen gehindert, so daß u. U. auf eine externe Flüssigkeitszufuhr und auf aufwendige Dichtungsmaßnahmen

verzichtet werden kann. Damit der Flüssigkeitsfilm den ge- samten Spalt zwischen den beiden Platten ausfüllt, können die beiden Platten mit Hilfe einer Andrückeinrichtung leicht zu einander verspannt werden.

Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung eines Polarisa- tors mit Strahlteilerschicht ist es bevorzugt, wenn das Lot auf allen Strahlteilerschichten in einer Ebene liegt, die durch die optische Achse und einer Richtung aufgespannt wird, entlang der das Projektionslicht in der Pupillenebene die kleinste Winkelverteilung hat. Dadurch wird bei asymme- trischen Winkelverteilungen eine symmetrischere Abhängig- keit des Polarisationsgrades von dem Einfallswinkel er- reicht.

Die vorstehend beschriebene Ausrichtung der Strahlteiler- schicht ist natürlich nicht immer mit der gewünschten Pola- risationsrichtung vereinbar. Diese läßt sich aber auf ein- fache Weise erhalten, wenn der Strahlteilerschicht ein po- larisationsdrehendes Element zugeordnet ist, welches den von der Strahlteilerschicht erzeugten Polarisationszustand in den gewünschten Polarisationszustand überführt. Ein sol- ches polarisationsdrehendes Element kann beabstandet von den Trägerelementen angeordnet sein. Es ist dann lediglich sicherzustellen, daß für Fälle, in denen unterschiedliche Polarisationen in der Pupillenebene erzeugt werden sollen, das im Polarisationszustand nicht mehr zu verändernde Pro- jektionslicht durch das nachfolgende polarisationsdrehende Element nicht gestört wird.

Wenn mehrere Polarisatoren mit unterschiedlichen Polarisa- tionsrichtungen in einer Pupillenebene angeordnet sind, wo- bei jeweils zwei punktsymmetrisch zur optischen Achse ange- ordnete Polarisatoren die gleiche Polarisationsrichtung ha- ben, so läßt sich auf diese Weise der Kontrast der abgebil- deten Strukturen weiter erhöhen, wenn die Beleuchtungsein- richtung auch an sich bekannte Mittel zur Erzeugung einer Multipolbeleuchtung umfaßt. Bei einer Multipolbeleuchtung beschränkt sich die Ausleuchtung einer Pupillenebene auf mehrere, z. B. 2 oder 4, voneinander getrennte, als Pole be- zeichnete Bereiche. Eine solche Kombination aus mehreren Polarisatoren und einer Multipolbeleuchtung erlaubt es, sehr feine Strukturen mit hohem Kontrast abzubilden, deren Strukturrichtung entlang einer Polarisationsrichtung der Polarisatoren verläuft.

Um bei Bedarf auch unpolarisiertes Projektionslicht erzeu- gen zu können, ist der Polarisator vorzugsweise austausch- bar in einem Filtereinschub angeordnet, so daß er sich ohne größeren Aufwand wie ein Filterelement gegen eine transpa- rente Platte ausgetauscht werden kann.

Die vorstehend erläuterten Polarisatoren können jedoch auch unabhängig von einer Beleuchtungseinrichtung vorteilhaft eingesetzt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGEN Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Darin zeigen : Figur 1 eine schematische perspektivische Darstellung ei- ner mikrolithographischen Projektionsbelichtungs- anlage ; Figur 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsge- mäßen Beleuchtungseinrichtung für die in der Fi- gur 1 gezeigte Projektionsbelichtungsanlage mit einem Polarisator, der in einem Maskierungsobjek- tiv angeordnet ist ; Figur 3 eine perspektivische Ansicht für einen Polarisa- tor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, der für die in der Figur 2 gezeigte Beleuchtungseinrichtung geeignet ist ; Figur 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung des in der Figur 3 gezeigten Polarisators entlang der Linie IV-IV ; Figur 5 eine vergrößerte Schnittdarstellung des in der Figur 3 gezeigten Polarisators entlang der Linie V-V ;

Figur 6 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Schnittdar- stellung der Figur 4 ; Figur 7 eine der Figur 6 entsprechende vereinfachte Schnittdarstellung eines Polarisators gemäß einer Variante des ersten Ausführungsbeispiels ; Figur 8 eine perspektivische Ansicht für einen Polarisa- tor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, der ebenfalls für die in der Figur 2 gezeigte Beleuchtungseinrichtung geeignet ist ; Figur 9 eine vergrößerte Schnittdarstellung des in der Figur 8 gezeigten Polarisators entlang der Linie IX-IX ; Figur 10 einen Graphen, in dem die Winkelabhängigkeit des linearen Polarisationsgrades der verwendeten po- larisationsselektiven Strahlteilerschicht darge- stellt ist ; Figur 11 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Schnittdar- stellung der Figur 9 ; Figur 12 eine der Figur 11 entsprechende Darstellung einer vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Ausfüh- rungsbeispiels, bei der Bereich an Längskanten der Trägerelemente mit einer absorbierenden Schicht bedeckt sind ;

Figur 13 eine der Figur 11 entsprechende Darstellung einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Ausführungsbeispiels, bei der auf die Trägerele- mente eine Antireflexschicht aufgebracht ist ; Figur 14 eine der Figur 13 entsprechende Darstellung, wo- bei jeweils zwei Trägerelemente entlang der opti- schen Achse hintereinander angeordnet sind ; Figur 15 zwei Trägerelemente in einer schematischen per- spektivischen Darstellung, auf die ein Projekti- onslichtbündel mit asymmetrischer Winkelvertei- lung auftrifft ; Figur 16 eine perspektivische Ansicht für einen Polarisa- tor gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, der ebenfalls für die in der Figur 2 gezeigte Beleuchtungseinrichtung geeignet ist ; Figur 17 eine vergrößerte Schnittdarstellung des in der Figur 16 gezeigten Polarisators entlang der Linie XVII-XVII ; Figur 18 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Schnittdar- stellung der Figur 17 ; Figur 19 einen der Figur 18 entsprechenden Ausschnitt für eine Variante mit schmalerem Spalt zwischen den Platten ;

Figur 20 eine der Figur 17 entsprechende Schnittdarstel- lung gemäß einer weiteren Variante mit insgesamt drei Platten ; Figur 21 eine der Figur 17 entsprechende Schnittdarstel- lung gemäß noch einer weiteren Variante, bei der eine Platte planparallel ist ; Figur 22 eine perspektivische Ansicht für einen Polarisa- tor gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, der ebenfalls für die in der Figur 2 gezeigte Beleuchtungseinrichtung geeignet ist ; Figur 23 eine stark vereinfachte Schnittdarstellung durch eine Polarisatoranordnung mit mehreren Polarisa- toren, die entlang einer gekrümmten Pupillenscha- le angeordnet sind ; Figur 24 eine Polarisatoranordnung mit insgesamt vier Po- larisatoren für eine Quadrupolbeleuchtung ; Figur 25 eine Polarisatoranordnung mit insgesamt zwei Po- larisatoren für eine Dipolbeleuchtung ; Figur 26 eine Polarisatoranordnung für eine sogenannte C-Quad-Beleuchtung ; Figur 27 einen Schnitt durch die in der Figur 26 gezeigte Anordnung entlang der Linie XXVII-XXVII.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE Die Figur 1 zeigt eine Projektionsbelichtungsanlage PEA in einer stark schematisierten und nicht maßstäblichen Dar- stellung, die für die Herstellung mikrostrukturierter Bau- teile geeignet ist. Die Projektionsbelichtungsanlage PEA umfaßt eine Beleuchtungseinrichtung IS zur Erzeugung eines Projektionslichtbündels, mit dem auf einem Retikel R, das zu projizierende Strukturen enthält, ein schmales, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel rechteckförmiges Licht- feld LF ausgeleuchtet wird. Die innerhalb des Lichtfeldes LF liegenden Strukturen des Retikels R werden mit Hilfe ei- nes Projektionsobjektivs PL auf eine lichtempfindliche Schicht abgebildet, die auf einem Wafer W aufgebracht ist und sich in der Bildebene des Projektionsobjektivs PL be- findet. Da das Projektionsobjektiv PL einen Abbildungsmaß- stab hat, der kleiner ist als 1, wird der Bereich LF auf dem Retikel R verkleinert als Bereich LF'auf dem Wafer W abgebildet.

Während der Projektion werden das Retikel R und der Wafer W entlang einer Y-Richtung verfahren. Das Verhältnis der Ver- fahrgeschwindigkeiten ist dabei gleich dem Abbildungsmaß- stab des Projektionsobjektivs PL. Falls das Projektionsob- jektiv PL eine Invertierung des Bildes erzeugt, verlaufen die Verfahrbewegungen des Retikels R und des Wafers W ge- geläufig, wie dies in der Figur 1 durch Pfeile A1 und A2 angedeutet ist. Auf diese Weise wird das Lichtfeld LF in einer Scanbewegung über das Retikel R geführt, so daß auch

größere strukturierte Bereicht zusammenhängend auf den Wa- fer W projiziert werden können. Die Y-Richtung wird deswe- gen im folgenden auch als Scanrichtung bezeichnet.

In der Figur 2 ist in einem vereinfachten und nicht maß- stäblichen Meridionalschnitt die in der Figur 1 angedeutete Beleuchtungseinrichtung IS gezeigt. Eine beispielsweise als Excimer-Laser ausgeführte Lichtquelle 1 erzeugt monochroma- tisches und stark kollimiertes Licht mit einer Wellenlänge im tiefen ultravioletten Spektralbereich, z. B. 193 nm oder 157 nm.

In einem Strahlaufweiter 2, bei dem es sich z. B. um eine verstellbare Spiegelanordnung handeln kann, wird das von der Lichtquelle 1 erzeugte Licht zu einem rechteckigen und weitgehend parallelen Strahlenbüschel aufgeweitet. Das auf- geweitete Strahlenbüschel durchtritt anschließend ein er- stes optisches Rasterelement RE1, bei dem es sich z. B. um ein diffraktives optisches Element handeln kann. Weitere Beispiele für geeignete Rasterelemente sind der US 6 285 443 der Anmelderin entnehmbar, deren Offenbarung hiermit vollumfänglich aufgenommen wird. Das erste optische Raster- element RE1 hat die Aufgabe, die Beleuchtungswinkelvertei- lung des Projektionslichts zu verändern und den Lichtleit- wert, der häufig auch als geometrischer optischer Fluß be- zeichnet wird, zu erhöhen.

Das erste optische Rasterelement RE1 ist in einer Objekt- ebene OP eines Strahlumformobjektivs 3 angeordnet, mit dem

sich die Beleuchtungswinkelverteilung weiter modifizieren und kontinuierlich verändern läßt. Das Strahlumformobjektiv 3 enthält zu diesem Zweck eine Zoom-Gruppe 3a mit minde- stens einer verstellbaren Linse 3L und eine Axicon-Gruppe 3b. Die Axicon-Gruppe 3b umfaßt zwei Axicon-Elemente mit konischen Flächen, deren Abstand veränderbar ist.

In einer Pupillenebene PP, bei der es sich um die Aus- trittspupille des Strahlumformobjektivs 3 handelt, ist ein zweites optisches Rasterelement RE2 angeordnet. Das zweite optische Rasterelement RE2 hat die Aufgabe, die Intensi- tätsverteilung in einer nachfolgenden konjugierten Feldebe- ne festlegen.

In Lichtausbreitungsrichtung hinter dem zweiten optischen Rasterelement RE2 ist ein zweites Objektiv 4 angeordnet, in dessen Bildebene IP eine an sich bekannte Maskierungsein- richtung 5 (sog. REMA-Blende) ist. Die Maskierungseinrich- tung 5 kann verstellbaren Schneiden umfassen und legt die Formen des Bereichs fest, der auf dem Retikel R von Projek- tionslicht durchsetzt werden. Um eine scharfe Umrandung dieses Bereichs zu erzielen, ist ein hier als Maskierungs- objektiv bezeichnetes drittes Objektiv 6 vorgesehen, in dessen Objektebene die Schneiden der Maskeneinrichtung 5 angeordnet sind und in dessen Bildebene das Retikel R mit Hilfe einer Verfahreinrichtung eingeführt werden kann.

Bei Bedarf kann zwischen dem zweiten Objektiv 4 und der Maskierungseinrichtung 5 noch ein Glasstab zur Strahlhomo-

genisierung eingefügt sein, wie dies in der bereits erwähn- ten US 6 285 443 beschrieben ist.

In einer mit 8 angedeuteten Pupillenebene des Maskierungs- objektivs 6 ist ein Polarisator 10 zur Erzeugung linear po- larisierten Lichts in einen Filterhalter 11 eingeschoben.

Verschiedene Ausführungsbeispiele für den Polarisator 10 werden im folgenden mit Bezug auf übrigen Figuren erläu- tert.

ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL In der Figur 3 ist der Polarisator 10 in einer perspektivi- schen Darstellung gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung des Polarisators 10 bezieht sich auch auf die Schnitte ent- lang der Linien IV-IV und V-V, die in den Figuren 4 bzw. 5 gezeigt sind. Der Polarisator 10 weist eine kreisrunde Mon- tagescheibe 12 auf, die mit einem zentralen rechteckförmi- gen Ausschnitt 14 versehen ist und z. B. durch Einschieben in den Filterhalter 11 (siehe Figur 2) in den optischen Strahlengang eingeführt werden kann. Über diesen Ausschnitt 14 hinweg erstrecken sich eine Vielzahl von Polarisatorele- menten 16, die jeweils aus einem Paar von Teilelementen 18 und 20 bestehen. Die Teilelemente 18,20, deren Aufbau wei- ter unten näher mit Bezug auf die Figur 6 erläutert wird, haben die Form langgestreckter Quader und umfassen jeweils eine Trägerplatte 22, die in Längsrichtung Y einen Über- stand 26 haben.

In X-Richtung seitlich begrenzt ist die Anordnung der Pola- risatorelemente 16 von zwei Anschlägen 28 und 30, an denen Trägerplatten 22 angrenzender Teilelemente anliegen. Der Anschlag 30 ist dabei mit Hilfe zweier Befestigungselemente 42,44 lösbar auf der Montagescheibe 12 befestigt.

In Y-und Z-Richtung sind die Polarisatorelemente 16 durch zwei Leisten 32 und 34 fixiert, die jeweils zu dem Aus- schnitt 14 hin eine Ausnehmung 36 bzw. 38 haben. Diese Aus- nehmungen 36,38 nehmen die Überstände 26 der Trägerplatten 22 auf, wie dies besonders gut in der Figur 5 und auch in der mit 40 bezeichneten Stelle in der Figur 3 erkennbar ist, an der ein Teil der Leiste 32 der Übersicht halber entfernt ist.

Bei der Montage des Polarisators 10 werden bei entferntem Anschlag 30 die einzelnen Teilelemente 18,20 der Polarisa- torelemente 16 nacheinander mit ihren Überständen 26 unter die Leisten 32,34 geschoben, wobei die zuerst eingeschobe- ne Leiste in X-Richtung durch den der Einschubstelle gege- nüberliegenden Anschlag 28 ausgerichtet wird. Wenn alle Teilelemente 18,20 eingeschoben sind, wird der andere An- schlag 30 mit Hilfe der Befestigungselemente 42,44 auf der Montagescheibe 12 befestigt.

Im folgenden wird der Aufbau der Polarisatorelemente 16 und die Funktion des Polarisators 10 anhand der Figur 6 näher erläutert, die in einem vergrößerten Ausschnitt aus der Fi- gur 4 eines der Polarisatorelemente 16 zeigt.

Die beiden Teilelemente 18,20 weisen jeweils zwei recht- winklige Keilprismen 46,48 bzw. 50,52 auf, die entlang ihrer Hypotenusenflächen aufeinanderliegen. Bei dem darge- stellten Ausführungsbeispiel sind die Trägerplatten 22 an den in Figur 5 nach unten weisenden Schenkelflächen der Keilprismen 46 und 50 einstückig ausgebildet, so daß diese Elemente strenggenommen nicht mehr exakt keilförmig sind.

Es versteht sich jedoch, daß die Trägerplatten 22 auch se- parate Teile sein können, auf denen die Keilprismen 46,50 zu befestigen sind ; die Keilprismen 46,50 sind dann im Querschnitt keilförmig.

Zwischen den beiden aufeinanderliegenden Hypotenusenflächen der Keilprismen 46,48 und 50,52 ist jeweils eine polari- sationsselektive Strahlteilerschicht 54 bzw. 56 angeordnet, die vor dem Zusammenfügen der beiden Keilprismen 46,48 bzw. 50,52 auf eine der beiden Hypotenusenflächen in an sich bekannter Weise aufgebracht wird.

Die beiden in der Figur 6 nach oben weisenden Teilprismen 48 und 52 sind geringfügig kleiner als die beiden nach un- ten weisenden Teilprismen 50 und 54. Auf diese Weise ent- steht zwischen benachbarten Keilprismen 48,52 eines Pola- risatorelements 16 ein Spalt 58 der Breite d, der in der Zeichnung aus Gründen der besseren Erkennbarkeit übertrie- ben breit dargestellt ist. Das Teilprisma 48 des Teilele- ments 18 weist an der dem Spalt 58 zugewandten Fläche eine Gitterstruktur 60 auf, die beispielsweise durch Diamantfrä- sen hergestellt sein kann.

Fällt Licht in der mit Pfeilen 64 in der Figur 3 angedeute- ten Richtung senkrecht auf den Polarisator 10, so wird Licht eines Polarisationszustandes von dem Polarisator 10 überwiegend transmittiert, während Licht in dem dazu senk- rechten Polarisationszustand überwiegend entgegen der Ein- fallsrichtung 64 zurückreflektiert wird. Zur Veranschauli- chung ist in der Figur 6 ein einzelner Lichtstrahl 66 ein- gezeichnet, der in der Einfallsrichtung 64 des Polarisators 10 auf das Teilelement 18 auftrifft. Der Lichtstrahl 66 ist unpolarisiert und enthält somit zum einen eine mit Pfeilen 68 angedeutete und als p-Komponente bezeichnete Polarisati- onskomponente, bei der die Schwingungsrichtung des elektri- schen Feldes parallel zur Einfallsebene liegt. Darunter versteht man die Ebene, in der sowohl die Einfallsrichtung des Lichtstrahls 66 als auch die mit 72 bezeichnete Flä- chennormale der Strahlteilerschicht 54 liegt ; in der Dar- stellung der Figur 6 entspricht die Einfallsebene also der Papierebene. Neben der p-Komponente enthält der einfallende unpolarisierte Strahl außerdem eine mit Punkten 70 angedeu- tete und als s-Komponente bezeichnete Polarisationskompo- nente, bei der die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldes senkrecht zur Einfallsebene verläuft.

Die Strahlteilerschicht 54 ist so ausgelegt, daß die p- Komponente des einfallenden Strahls 66 durch die Strahltei- lerschicht 54 hindurchtreten kann, während die s-Komponente zu annähernd 100% reflektiert wird. Da die beiden Strahl- teilerschichten 54 und 56 symmetrisch zur der durch die An- ordnung der Polarisatorelemente 16 festgelegten X-Y-Ebene

und in einem Winkel von etwa 90° zueinander angeordnet sind, fällt der Strahl 66 in einem Winkel von 45° auf die Strahlteilerschicht 54, so daß die s-Komponente 70 um 90° reflektiert und auf das andere Teilelement 20 gerichtet wird. Auf seinem Weg dorthin durchtritt die s-Komponente 70 zunächst das Gitter 60, an dem es unter einem Winkel von einigen Grad, z. B. 5° oder 10°, gestreut wird. Der nunmehr aufgeweitete Strahl der s-Komponente tritt in das Keilpris- ma 52 des benachbarten Teilelements 20 ein, wird zu annä- hernd 100% an der zweiten Strahlteilerschicht 56 des Teil- elements 20 reflektiert, im wesentlichen entgegen der Ein- fallsrichtung 64 zurückgeworfen und aus dem Strahlengang herausgelenkt.

Durch den Spalt 58 zwischen den beiden Teilelementen 18 und 20 entsteht zwar ein geringer Lichtverlust, jedoch wird auf diese Weise das Auftreten von Scherkräften zwischen den je- weils oberen Keilprismen 48 und 52 der beiden Teilelemente 18 bzw. 20 verhindert. Solche Scherkräfte können insbeson- dere bei der Montage des Polarisators 10 die Teilelemente 18,20 und insbesondere die zwischen den Keilprismen 46,48 bzw. 50,52 liegenden polarisationsselektiven Strahlteiler- schichten 54 bzw. 56 beschädigen.

Die Lichtverluste aufgrund der zwischen den Teilelementen 18,20 verbleibenden Spalte 58 fallen dann nicht wesentlich ins Gewicht, wenn die Breite der Trägerplatten 22 in X- Richtung so ausgelegt wird, daß diese entweder einen ganz- zahligen Bruchteil oder ein ganzzahliges Vielfaches einer

ohnehin vorhandenen Pupillenrasterstruktur darstellt. Eine derartige Pupillenrasterstruktur kann beispielsweise durch die Verwendung einer Fliegenaugenlinse 9 (siehe Figur 2) im vorausgehenden Strahlengang entstehen.

Dies gilt im übrigen auch, wenn die einzelnen Polarisati- onselemente 16 spaltfrei aneinander angrenzen, da selbst dann kleine Lichtlücken an den Grenzflächen zwischen be- nachbarten Polarisatorelementen unvermeidlich sind. Durch die Anpassung der Geometrie der Polarisationselemente an eine vorhandene Pupillenrasterstruktur können die negativen Auswirkungen solcher unvermeidlichen Lichtlücken auf die Ausleuchtungshomogenität und die Telezentrie minimiert wer- den.

Die Figur 7 zeigt in einem seitlichen Schnitt eine andere Ausgestaltung für Polarisatorelemente 116, die an Stelle der Polarisatorelemente 16 in dem Polarisator 10 verwendet werden können.

Das in der Figur 7 gezeigte Polarisatorelement 116 unter- scheidet sich von dem in der Figur 6 gezeigten insbesondere dadurch, daß es nicht in zwei einzelne Teilelemente unter- teilt ist. Vielmehr besteht das Polarisatorelement 116 aus einem in Y-Richtung langgezogenen Quader 118, der an seiner Oberseite eine keilförmige Ausnehmung aufweist. In diese ist paßgenau ein Keilprisma 120 eingesetzt, wobei an den Grenzflächen zwischen dem Quader 118 und dem Keilprisma 120 polarisationsselektive Strahlteilerschichten 154 und 156

aufgebracht sind. Da das Keilprisma 120 einstückig ausge- bildet ist, besteht bei diesem Ausführungsbeispiel keine Möglichkeit, eine Mattscheibe oder eine andere Streuein- richtung zwischen den beiden Strahlteilerschichten 154 und 156 anzuordnen.

Eine Rückreflexion des einfallenden Lichts 166 abweichend von der Einfallsrichtung wird bei diesem Ausführungsbei- spiel dadurch erzielt, daß die beiden Strahlteilerschichten 154 und 156 zwischen sich einen Winkel von mehr als 90° aufspannen. Auf diese Weise wird in der Einfallsrichtung 64 einfallender und senkrecht auf den Polarisator auftreffen- der Strahl 166 wie in der Figur 7 dargestellt seitlich aus dem Strahlenbündel herausgelenkt.

ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL Im folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Polarisator erläutert, der ebenfalls dazu geeignet ist, in die Pupillenebene 8 des Maskierungsobjektivs 6 eingeführt zu werden, wie es beispielhaft in der Figur 2 gezeigt ist.

Teile, die identisch oder entsprechend auch bei dem Polari- sator 10 vorhanden sind, werden mit um 200 erhöhten Bezugs- ziffern bezeichnet.

Die Figuren 8 und 9 zeigen einen Polarisator 210 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Dar- stellung bzw. einem horizontalen Schnitt entlang der Linie IX-IX. Der Polarisator 210 weist ebenfalls eine kreisrunde

Montagescheibe 212 auf, die mit einem zentralen rechteck- förmigen Ausschnitt 214 versehen ist und z. B. durch Ein- schieben in einen Filterhalter 11, wie er in der Figur 2 gezeigt ist, in den optischen Strahlengang eingeführt wer- den kann. Der Filterhalter 11 kann so ausgeführt sein, daß der Polarisator 210 in verschiedenen Winkelpositionen ein- gesetzt oder um beliebige Winkel um die optische Achse ge- dreht werden kann. Auf diese Weise lassen sich unterschied- liche Polarisationsrichtungen einstellen.

Über den Ausschnitt 214 hinweg erstrecken sich eine Viel- zahl von Trägerelementen 290, die aus dünnen planparallelen Quarzglas-Platten bestehen und die Form von in Y-Richtung langgestreckter Rechtecke haben. Jedes Trägerelement 290 trägt auf seiner Oberseite und Unterseite jeweils eine po- larisationsselektive Strahlteilerschicht 292 bzw. 294, wie dies weiter unten mit Bezug auf die Figur 11 näher erläu- tert wird.

In der X-Richtung ist die Anordnung der Trägerelemente 290 durch zwei Anschläge 228 und 230 begrenzt. Der Anschlag 230 ist dabei lösbar mit Hilfe zweier Befestigungselemente 242, 244 auf der Montagescheibe 12 befestigt.

In der Y-und Z-Richtung sind die Trägerelemente 290 durch zwei Leisten 232 und 234 fixiert, in die zu den Trägerele- menten 290 hin zickzackförmig angeordnete Nuten eingearbei- tet sind. In diese Nuten werden die kurzen Querseiten der Trägerelemente 290 eingesetzt und verklebt oder auf sonsti-

ge Weise befestigt. Auf diese Weise sind die Trägerelemente 290 in der in den Figuren 8 und 9 gezeigten Anordnung mit wechselseitiger Schrägstellung gehalten. Diese Anordnung zeichnet sich, wie besonders gut der Figur 9 entnehmbar sind, dadurch aus, daß die Trägerelemente 290 alle im glei- chen Winkel zu einer optischen Achse OA angeordnet sind.

Die Orientierung der Winkel alterniert jedoch, so daß der in der Figur 9 erkennbare zickzackförmige Verlauf entsteht.

Jedes Trägerelement 290 ist somit parallel zu seinem über- nächsten Nachbarn ausgerichtet ; mit dem unmittelbaren Nach- barn wird ein spitzer Winkel gebildet, der etwa 40° be- trägt.

Die Figur 10 zeigt einen Graphen, in dem der lineare Pola- risationsgrad Pi in Abhängigkeit vom Einfallswinkel a für die beiden Strahlteilerschichten 292,294 innerhalb eines Winkelbereichs zwischen etwa 60° und 78° aufgetragen ist.

Der lineare Polarisationsgrad Pl ist definiert als Pl= (Tt-Ts)/(Tt + Ts), wobei mit Tt und Ts die Transmissionsgrade für p-polari- siertes bzw. s-polarisiertes Licht bezeichnet sind.

Wie in dem Graphen der Figur 10 erkennbar ist, ist der li- neare Polarisationsgrad Pi mit Werten in der Größenordnung von etwa 90% sehr hoch, wenn das Licht 64 unter einem Ein- fallswinkel a auf die Strahlteilerschichten 292,294 trifft, der in der Größenordnung von ungefähr 68° liegt.

Die Schwankungen AP, des linearen Polarisationsgrades Pl innerhalb eines Winkelbereiches Aa von etwa 6° um diesen Mittelwert von 68° herum sind mit etwa 0,75 % relativ ge- ring.

Dies ist insofern bedeutsam, als der Polarisator 210 si- cherstellen soll, daß auch solche Lichtstrahlen hochgradig polarisiert werden, die nicht achsparallel auf den Polari- sator 210 auftreffen. Da sich nämlich eine Winkelverteilung in der Pupillenebene 8 des Maskierungsobjektivs 6 in eine Ortsverteilung auf dem Retikel R umsetzt, führen Schwankun- gen des linearen Polarisationsgrades P, dazu, daß unter- schiedliche Bereiche des Retikels R mit unterschiedlich stark polarisiertem Licht beleuchtet werden.

Im allgemeinen haben Strahlteilerschichten die Eigenschaft, daß ein möglichst hoher durchschnittlicher linearer Polari- sationsgrad P, nur auf Kosten der Winkelabhängigkeit zu er- zielen ist. Daher ist bei der Auslegung der Strahlteiler- schichten 292,294 im allgemeinen ein Kompromiß zwischen einem hohen durchschnittlichen linearen Polarisationsgrad Pl einerseits und dessen Winkelabhängigkeit andererseits zu finden. Bei der Auswahl der Strahlteilerschichten 292,294 ist ferner zu berücksichtigen, welche Winkelverteilung in der Pupillenebene 8 im Einzelfall vorliegt.

Wird beispielsweise mit Hilfe der Maskierungseinrichtung 5 das auf dem Retikel R ausgeleuchtete Lichtfeld LF in X-und Y-Richtung verkleinert, so führt dies zu einer entsprechen-

den Verkleinerung des Winkelbereichs, mit dem Lichtstrahlen auf die Strahlteilerschichten 292,294 auftreffen können.

In einem solchen Fall kann es sinnvoll sein, den Polarisa- tor 210 gegen einen ähnlichen Polarisator auszutauschen, bei dem die Strahlteilerschichten einen höheren mittleren Polarisationsgrad Pi haben. Die damit im allgemeinen ein- hergehende verstärkte Winkelabhängigkeit macht sich dann nicht nachteilig bemerkbar, da auch der Winkelbereich Au kleiner geworden ist.

Die Figur 11 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Querschnitt durch die Trägerelemente 290, wie er in der Fi- gur 9 gezeigt ist. Die Trägerelemente 290 sind jeweils so zu der optischen Achse OA geneigt angeordnet, daß der Win- kel zwischen der optischen Achse OA und dem Lot auf den Trägerelementen 290 dem in der Figur 10 gezeigten Mitten- wert a0 = 68° entspricht. Lichtbündel mit zur optischen Achse OA symmetrischen Winkelverteilungen werden dann mit ähnlich hohen Polarisationsgraden Pl von den Strahlteiler- schichten 292,294 polarisiert.

In der Figur 11 ist ein Lichtstrahl LR1 eingezeichnet, der unter einem kleinen Winkel zur optischen Achse OA auf die nach außen weisende polarisationsselektive Strahlteiler- schicht 292 des Trägerelements 290b fällt. Zum Lot auf der Strahlteilerschicht 292 bildet dieser Lichtstrahl LR1 einen Winkel von 68°. Der Lichtstrahl LR1 enthält sowohl senk- recht als auch parallel zur Einfallsebene (Papierebene) po- larisierte Komponenten. Diese Komponenten werden auch hier

wieder als s-bzw. p-polarisierte Komponenten bezeichnet und sind in der Figur 6 durch schwarze Kreise bzw. senk- recht zum Strahl LR1 verlaufende Doppelpfeile angedeutet.

Da der hier beispielhaft angenommene Einfallswinkel a = 66° innerhalb des in der Figur 9 gezeigten Winkelbereichs Au liegt, wird die s-polarisierte Komponente von der Strahl- teilerschicht 292 reflektiert und trifft, jetzt als Strahl ZR1S bezeichnet, auf die nach außen weisende Strahlteiler- schicht 292 des benachbarten Trägerelements 290c.

Die beiden polarisationsselektiven Strahlteilerschichten 292,294 auf dem Trägerelement 290c kann der s-polarisierte Strahl LR1, jedoch durchdringen, da der Einfallswinkel a' jetzt so klein ist, daß die Strahlteilerschichten 292,294 auch für s-polarisiertes Licht fast vollständig transmittiv sind. Da der einmal reflektierte Lichtstrahl LR jedoch unter einem großen Winkel zur optischen Achse OA aus dem Polarisator 210 austritt, wird er von umgebenden Gehäuse- teilen absorbiert und trägt somit nicht zur Beleuchtung des Retikels R bei.

Die p-polarisierte Komponente des Lichtstrahls LR1 hingegen wird von den beiden Strahlteilerschichten 292,294 des Trä- gerelements 290b fast vollständig transmittiert, so daß auf der Rückseite des Polarisators 210 fast vollständig p- polarisiertes Licht austritt. In der Figur 11 ist der aus- tretende Lichtstrahl mit LRlpbezeichnet. Aufgrund der ge- ringen Dicke der Trägerelemente 290, die beispielsweise 0, 5

mm betragen kann, ist der brechungsbedingte Versatz des durchgehenden Lichtstrahls LRlpsehr gering und in der Fi- gur 11 deswegen nicht dargestellt.

Die Figur 12 zeigt eine Anordnung ähnlich wie in der Figur 11, jedoch mit insgesamt sechs Trägerelementen 290a bis 290f. Angenommen ist hier, daß ein mit durchgezogener Linie angedeuteter Strahl LR2 ähnlich wie in der Figur 11 auf das Trägerelement 290b auftrifft. Im Gegensatz zu dem in der Figur 11 gezeigten Strahl LR1 liegt der Auftreffpunkt je- doch näher an der Lichtquelle 1, nämlich in der Nähe der spitzen Kante, die durch die benachbarten Trägerelemente 290a und 290b gebildet wird. Wie in der Figur 12 erkennbar ist, wird auch hier der s-polarisierte Strahl LR2sso von der Strahlteilerschicht 292 auf dem Trägerelement 290b re- flektiert, daß er das benachbarte Trägerelement 290c durch- tritt und unter einem großen Winkel zur optischen Achse OA aus dem Strahlengang herausgelenkt wird.

Etwas anders sehen die Verhältnisse für einen Lichtstrahl LR3 aus, der unter einem größeren Winkel zur optischen Ach- se OA und damit mit kleinerem Einfallswinkel auf die pola- risationsselektive Strahlteilerschicht 292 auf der Obersei- te des Trägerelements 290b auftrifft. Der s-polarisierte reflektierte Strahl LR3s durchtritt ebenfalls das Träger- element 290c, jedoch trifft dieser Strahl LR2s zusätzlich noch auf die nach innen weisende Strahlteilerschicht 294 des Trägerelements 290d. Diese Schicht ist für s-polari- siertes Licht reflektierend, so daß der Strahl LR2s

schließlich aufgrund dieser Reflexion zurück in den Strah- lengang gelenkt wird.

Diese zweimal reflektierten Lichtstrahlen führen zu einer Verringerung des linearen Polarisationsgrades Pi, sofern keine geeigneten Gegenmaßnahmen ergriffen werden.

Bei der in der Figur 12 gezeigten Variante besteht diese Gegenmaßnahme darin, daß auf die eingangsseitigen, d. h. vom Retikel R abliegenden, Endbereiche des Polarisators 210 ei- ne absorbierende Schicht 296 aufgebracht wird. Bei der in der Figur 12 gezeigten Anordnung der Trägerelemente 290 werden diese Endbereiche im wesentlichen durch die Längs- kanten gebildet, entlang derer die Trägerelemente 290 an- einander anstoßen. Wie weit die Endbereiche sich zum Reti- kel R hin erstrecken, hängt von der Geometrie der Anordnung sowie den möglichen Einfallswinkeln ab, unter denen Licht auf die Strahlteilerschichten 292,294 fallen kann.

Die absorbierende Schicht 296 bewirkt, daß Strahlen wie der Lichtstrahl LR3 beim Auftreffen auf den Polarisator 210 überhaupt nicht erst reflektiert werden, so daß diese Strahlen nicht in unerwünschter Weise zurück in den Strah- lengang gelenkt werden können. In der Figur 12 ist für den Strahl LR3 diese Art der Blockierung durch eine absorbie- rende Schicht mit einem punktierten Bereich 298 angedeutet.

In der Figur 12 ist außerdem ein weiterer Lichtstrahl LR4 durch eine gestrichelte Linie angedeutet, der unter dem

gleichen Winkel zur optischen Achse OA wie der Lichtstrahl LR3, jedoch knapp unterhalb der absorbierenden Schicht 296 auf das Trägerelement 290d auftrifft. Die s-polarisierte Komponente dieses Lichtstrahls LR4 wird gerade so an der Strahlteilerschicht 292 reflektiert, daß der reflektierte s-polarisierte Strahl LR4snicht ein zweites Mal und mit größerem Einfallswinkel auf eine Strahlteilerschicht auf- treffen und auf diese Weise wieder in den Strahlengang zu- rück reflektiert werden kann.

Die Figur 13 zeigt eine andere Lösungsmöglichkeit, um zu verhindern, daß bereits einmal reflektierte s-polarisierte Strahlen durch erneute Reflexion zurück in den Strahlengang gelangen können. Zu diesem Zweck sind die Trägerelemente 290a bis 290d jeweils nur an einer Seite, z. B. der dem Re- tikel R zugewandten Unterseite, mit polarisationsselektiven Strahlteilerschichten 294 versehen. Auf der gegenüber- liegenden Oberseite ist hingegen eine Antireflexschicht 300 auf die Trägerelemente 290a bis 290d aufgebracht. Diese An- tireflexschicht 300 ist in an sich bekannter Weise so aus- gelegt, daß sie polarisationsunabhängig nur für kleine Ein- fallswinkel a reflektierend ist. Aus diesem Grunde wird der erstmalig auf die Antireflexschicht 300 des Trägerelements 290b einfallende Strahl LR3 nicht reflektiert, da der Ein- fallswinkel a zu groß ist. Der Strahl LR3 wird deswegen ge- nauso wie bei dem in der Figur 12 gezeigten Fall durch die auf die Unterseite aufgebrachte Strahlteilerschicht 294 in eine s-polarisierte Komponente und eine p-polarisierte Komponente aufgespalten, die als Strahlen LR3s bzw. LR3s von

der Strahlteilerschicht 294 reflektiert werden bzw. diese durchtreten.

Die reflektierte s-polarisierte Komponente trifft als Strahl LR35 auf die Antireflexschicht 300 auf, die auf dem benachbarten Trägerelement 290c aufgebracht ist. Der Ein- fallswinkel a'ist in diesem Fall nun jedoch so klein, daß die Antireflexschicht 300 den Strahl LR3s vollständig re- flektiert und zurück auf die auf das Trägerelement 290b aufgebrachte Antireflexschicht 300 wirft. Dort ist der Ein- fallswinkel zwar wieder so groß, daß die Antireflexschicht 300 nicht reflektierend wirkt. Das s-polarisierte Licht des Strahls LR3s wird jedoch von der darunter liegenden Strahl- teilerschicht 294 reflektiert und aus dem Strahlengang her- ausgelenkt.

Die in der Figur 13 dargestellte Lösung hat gegenüber der in der Figur 12 gezeigten Lösung den Vorteil, daß keine ab- sorbierenden Flächen die Lichtausbeute des Polarisators 210 beschränken. Da allerdings nur eine der Oberflächen der Trägerelemente 290 mit einer polarisationsselektiven Strahlteilerschicht versehen ist, kann der lineare Polari- sationsgrad Pi in diesem Fall geringer sein als bei Träger- elementen, die beidseitig mit Strahlteilerschichten bedeckt sind.

Um auch hiergegen Abhilfe zu schaffen, kann eine zweite An- ordnung von Trägerelementen 290a'bis 290d'vor oder hinter den Trägerelementen 290a bis 290d angeordnet sein, wie dies

in der Figur 14 gezeigt ist. Die Trägerelemente 290a'bis 290d'tragen beidseitig eine Strahlteilerschicht, so daß insgesamt drei Strahlteilerschichten zur Polarisation bei- tragen. Falls ein noch höherer Polarisationsgrad erwünscht ist, so können auch mehr als zwei derartige Anordnungen ge- staffelt in Richtung der optischen Achse OA hintereinander angeordnet sein.

In der Figur 15 sind in einer perspektivischen Darstellung zwei Trägerelemente 290a und 290b dargestellt, wobei auf das Trägerelement 290a ein Lichtstrahlen mit unterschiedli- chen Winkeln zur optischen Achse OA der Beleuchtungsein- richtung IS einfallen. Dargestellt sind jeweils Strahlen, die in der X-und Y-Richtung die größtmöglichen Winkel zur optischen Achse OA bilden. Wie in der Figur 16 erkennbar ist, sind diese Winkel für Strahlen, die in der XZ-Ebene auf die Strahlteilerschicht 292 auftreffen, am größten. Die zu der XZ-Ebene parallelen Strahlen bestimmen die Abmessun- gen des Lichtfeldes LF in der X-Richtung.

Die Abmessungen des Lichtfeldes LF in der dazu senkrechten Y-Richtung wird durch die Strahlen festgelegt, die in der YZ-Ebene verlaufen. Diese Strahlen bilden zur optischen Achse OA kleinere Winkel, wie dies in der Figur 15 durch die gepunktet dargestellte Ellipse 306 angedeutet ist.

Befindet sich nun das Lot L auf der Strahlteilerschicht 292 des Trägers 290a innerhalb der YZ-Ebene, so hat dies den Vorteil, daß der Winkelbereich Aa der möglichen Einfalls-

winkel relativ klein ist. Dies ist insofern von Bedeutung, als die beiden in der YZ-Ebene einfallenden Strahlen LRYa und LRYb nicht unter dem gleichen Einfallswinkel auf die Strahlteilerschicht 292 fallen. Für die in der XZ-Ebene einfallenden Strahlen LRXaund LRXb gilt dies nicht, d. h. beide Strahlen treffen unter dem gleichen Einfallswinkel auf die Strahlteilerschicht 292 auf.

Da der lineare Polarisationsgrad Pi vom Einfallswinkel a abhängt, führt dies dazu, daß das Lichtfeld IL in einer Weise beleuchtet wird, bei der entlang der Y-Richtung der Polarisationsgrad-wenn auch geringfügig-räumlich vari- iert. Diese Variationen sind jedoch bei der in der Figur 15 gezeigten Anordnung gering, da die in der YZ-Ebene einfal- lenden Strahlen einen kleineren Winkelbereich überdecken als die in der XZ-Ebene einfallenden Strahlen. Bei einer bezüglich der optischen Achse OA um 90° verdrehten Anord- nung der beiden Trägerelemente 290a, 290b wären hingegen die räumlichen Inhomogenitäten entlang der X-Richtung, d. h. entlang der langen Seite des ausgeleuchteten Feldes IL auf dem Retikel R, erheblich größer.

Aus diesem Grunde sollten die Strahlteilerschichten 290 nach Möglichkeit so orientiert sein, daß das Lot L in der Ebene liegt, die durch die optische Achse und die Richtung aufgespannt wird, in der die auftretenden Winkel der Strah- len bezüglich der optischen Achse OA am kleinsten sind. Bei für einen Scan-Betrieb ausgelegten Projektionsbelichtungs- anlagen ist diese Richtung die Scan-Richtung. Die vorste-

henden Überlegungen gelten selbstverständlich ganz allge- mein für polaristionsselektive Strahlteilerschichten und sind deswegen nicht auf das in den Figuren 8 bis 15 gezeig- te zweite Ausführungsbeispiel beschränkt.

DRITTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL Im folgenden wird ein drittes Ausführungsbeispiel für einen Polarisator erläutert, der ebenfalls dazu geeignet ist, in der Pupillenebene 8 des Maskierungsobjektivs 6 eingeführt zu werden, wie dies beispielhaft in der Figur 2 gezeigt ist. Teile, die identisch oder entsprechend auch bei dem Polarisator 10 vorhanden sind, werden mit um 400 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet.

Die Figuren 16 und 17 zeigen einen Polarisator 410 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung bzw. einem horizontalen Schnitt entlang der Li- nie XVII-XVII. Der Polarisator 410 weist ebenfalls eine kreisrunde Montagescheibe 412 auf, die mit einem zentralen rechteckförmigen Ausschnitt 414 versehen ist und z. B. durch Einschieben in einen Filterhalter 11, wie er in der Figur 2 gezeigt ist, in den Strahlengang der Beleuchtungseinrich- tung IS eingeführt werden kann. Über den Ausschnitt 414 hinweg erstrecken sich eine erste Platte 416 und eine zwei- te Platte 418, die entlang der optischen Achse OA hinter- einander angeordnet sind.

In der X-Richtung ist die Anordnung der beiden Platten 416, 418 durch zwei Anschläge 428,430 begrenzt. Der Anschlag 430 ist dabei mit Hilfe zweier Befestigungselemente 442, 444 lösbar auf der Montagescheibe 412 befestigt. In der Y- und Z-Richtung sind die beiden Platten 416,418 durch zwei Leisten 432 und 434 fixiert.

Im folgenden wird der Aufbau der Platten 416,418 mit Bezug auf die in der Figur 18 gezeigte Detaildarstellung erläu- tert.

Die Figur 18 zeigt einen Ausschnitt der Schnittdarstellung der Figur 17, in dem der Randbereich der Platten 416,418 in der Nähe des Anschlags 428 mit weiteren Einzelheiten er- kennbar ist. Die Oberseite der Platte 416 wird durch eine erste Fläche 452 gebildet, die in mehrere, bei dem darge- stellten Ausführungsbeispiel rechteckige, Teilflächen 4541, 4542,..., 454n unterteilt ist. Die Teilflächen 4541,4542, ..., 454n sind jeweils im betragsmäßig gleichen Winkel zur optischen Achse OA geneigt angeordnet und tragen eine pola- risationsselektive Strahlteilerschicht, die insgesamt mit 456 bezeichnet ist. Durch die abwechselnde Neigung der Teilflächen 4541, 4542,..., 454n erhält die erste Fläche 452 eine im Querschnitt zickzackförmige Gestalt. Für die Festlegung des Neigungswinkels der Teilflächen können dabei ähnliche Grundsätze gelten, wie sie weiter oben mit Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel erläutert wurden, das in den Figuren 8 bis 15 beschrieben ist.

Die erste Platte 416 hat außerdem eine plane zweite Fläche 455, die im Einbauzustand senkrecht zur optischen Achse OA verläuft und die Unterseite der ersten Platte 416 bildet.

Die zweite Platte 418 ist im wesentlichen genauso wie die erste Platte 416 ausgebildet. Unmittelbar gegenüber der er- sten Fläche 452 der ersten Platte 416 befindet sich eine erste Fläche 460, die ebenfalls in nicht näher bezeichnete Teilflächen unterteilt ist. Die Teilflächen sind im glei- chen Winkel zur optischen Achse OA angeordnet wie die Teil- flächen 4541, 4542,..., 454n der ersten Platte 416. Auf diese Weise sind die einander zugewandten Flächen 452,460 der ersten Platte 416 bzw. der zweiten Platte 418 kongru- ent, so daß durch Aneinanderfügen der beiden Platten 416, 418 ein hohlraumfreier Körper entstehen würde.

Bei dem in den Figuren 16 bis 18 dargestellten Ausführungs- beispiel ist die erste Fläche 460 der zweiten Platte 418 nicht mit einer Strahlteilerschicht versehen. Eine solche kann aber bei Bedarf, etwa um den Polarisationsgrad zu er- höhen, auf die zweite Fläche 460 aufgebracht werden.

Eine der ersten Platte 416 abgewandte Fläche der zweiten Platte 418 ist plan und mit 461 bezeichnet.

Auf die erste Fläche 452 der ersten Platte 416 sind mehre- re, beispielsweise drei oder vier, Abstandhalter 462 aufge- setzt und beispielsweise durch Kleben mit der ersten Platte 416 verbunden. Die Abstandhalter 462 sind dabei außerhalb

des von Licht durchtretenen Bereichs des Polarisators 410 anzuordnen. Die Abstandhalter 462, bei denen es sich bei- spielsweise um kleine Quader aus Edelstahl oder Keramik handeln kann, gewährleisten, daß zwischen den einander ge- genüberliegenden Flächen 452,460 der beiden Platten 416 bzw. 418 ein Spalt 464 gleichmäßiger Dicke verbleibt.

Der Spalt 464 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Flüssigkeit 466 vollständig aufgefüllt. Die ein- gesetzte Flüssigkeit 466 sollte so ausgewählt werden, daß das Verhältnis zur Brechzahl der Materialien, aus denen die beiden Platten 416, 418 hergestellt sind, bei der verwende- ten Projektionslichtwellenlänge möglichst nah bei 1 liegt.

Je mehr die Brechzahlen übereinstimmen, desto geringer ist die Lichtbrechung an den geneigten Teilflächen, die den Spalt 464 begrenzen. Werden die beiden Platten 416,418 beispielsweise aus Quarzglas (Si02, n = 1,56), Magnesium- fluorid (MgF2, n = 1,43) oder Kalziumfluorid (CaF2, n = 1,50) gefertigt, so beträgt die Brechzahldifferenz bei der Verwendung von Wasser (H2O) als Flüssigkeit 466 An je nach Plattenmaterial zwischen 0,01 und 0,12. Dieser Wert ist so klein, daß Lichtstrahlen beim Durchtritt durch den Spalt 464 nur geringfügig seitlich versetzt werden, ohne daß es zu einer Richtungsänderung kommt.

Um zu gewährleisten, daß der Spalt 464 stets vollständig mit Flüssigkeit 466 aufgefüllt bleibt, ist in mindestens einem der Anschläge 428,430, 432,434 ein Reservoir 468 für Flüssigkeit 466 vorgesehen. Das Reservoir 468 kann

fluidisch mit dem Spalt 464 kommunizieren. Ein ausreichend hoher Flüssigkeitsstand in dem Reservoir 468, wie er in der Figur 18 gezeigt ist, stellt sicher, daß der Spalt 464 stets vollständig mit Flüssigkeit 466 aufgefüllt ist.

Fällt auf die erste Fläche 458 der zweiten Platte 418 pola- risiertes Licht in Richtung der Pfeile 64, wie dies in der Figur 16 gezeigt ist, so wirkt die Anordnung der beiden Platten 416,418 insgesamt wie eine planparallele Platte, wenn die Flüssigkeit 466 zumindest annähernd die gleiche Brechzahl wie die umgebenden optischen Medien hat. Nach dem Durchtritt durch die Flüssigkeit 466 trifft das Projekti- onslicht auf die geneigt zur optischen Achse OA angeordnete Strahlteilerschicht 456 und wird von dieser linear polari- siert. Die p-polarisierte Komponente des Projektionslichts durchtritt die Strahlteilerschicht 456, während die s- polarisierte Komponente reflektiert wird. Um eine uner- wünschte Rückstreuung des bereits einmal reflektierten s- polarisierten Lichts zu verhindern, kann auf Lösungsmög- lichkeiten zurückgegriffen werden, die weiter oben mit Be- zug auf das zweite Ausführungsbeispiel (vgl. insbesondere die Figuren 12 und 13) erläutert worden sind.

Die Figur 19 zeigt eine Variante des in den Figuren 17 bis 19 dargestellten dritten Ausführungsbeispiels in einer an die Figur 18 angelehnten Detaildarstellung. Der mit 464' bezeichnete Spalt zwischen den beiden Platten 416', 418' beträgt bei dieser Variante lediglich einen Bruchteil eines Millimeters, z. B. 10 pm. Die Flüssigkeit 466'in dem Spalt

464'bildet unter diesen Umständen einen dünnen Flüssig- keitsfilm, in dem Adhäsionskräfte zwischen der Flüssigkeit 466'und der den Spalt 464'begrenzenden Flächen 452', 460' deutlich hervortreten. Diese Adhäsionskräfte verhindern ein Abfließen der Flüssigkeit 466'aus dem Spalt 464'. Auf ein Reservoir 468, wie es in der Figur 18 erkennbar ist, kann auf diese Weise u. U. verzichtet werden.

Um den Flüssigkeitsfilm dünn genug zu halten und den ge- wünschten Abstand zwischen den Platten 416', 418'einzu- stellen, können die beiden Platten 416', 418'mit Hilfe ei- ner Andrückeinrichtung zueinander verspannt werden. Im ein- fachsten Falle handelt es sich bei einer solchen Andrück- einrichtung um eine Stellschraube 470', deren Bolzen auf die plane Oberfläche 461'der zweiten Platte 418'einwirkt.

Auch bei der in der Figur 19 gezeigten Variante ist sicher- gestellt, daß es zu keiner nennenswerten Brechung der den Polarisator durchtretenden Lichtstrahlen kommt. Darüber hinaus ist die Herstellung des Polarisators gemäß dieser Variante besonders einfach, falls kein Reservoir vorgesehen ist.

Die Figur 20 zeigt eine weitere Variante des dritten Aus- führungsbeispiels, bei der der Polarisator 410 insgesamt drei übereinander geordnete Platten 416'', 418''und 472'' umfaßt. Jede der drei Platten 416'', 418", 472''ist in mehrere einzelne Segmente unterteilt, wie dies in der Figur 21 durch Segmentgrenzen 474'', 476''angedeutet ist. Die

Unterteilung der Platten 416'', 418''und 472''in mehrere einzelne Segmente vereinfacht die Herstellung des Polarisa- tors. Die Zahl der Segmentgrenzen 474", 476"sollte dabei allerdings klein gehalten werden, um auf diese Weise mög- lichst wenige Streuzentren zu schaffen.

Bei der in der Figur 20 gezeigten Variante durchtritt das Projektionslicht insgesamt vier zur optischen Achse OA ge- neigte Teilflächen. Sind diese jeweils mit einer Strahltei- lerschicht versehen, so läßt sich auf diese Weise ein sehr hoher Polarisationsgrad nahe 100% erreichen. Die Platten 416'', 418''und 472''können dabei entweder wie bei den vorstehend beschriebenen Varianten über einen mit Wasser gefüllten Spalt voneinander getrennt oder auch unmittelbar durch Ansprengen miteinander verbunden sein.

Die Figur 21 zeigt noch eine weitere Variante für den Pola- risator 410. Diese Variante unterscheidet sich von der in den Figuren 16 bis 18 beschriebenen Variante lediglich da- durch, daß die zweite Platte 418 durch eine planparallele transparente Platte 478 ersetzt ist. Bei der in der Figur 21 gezeigten Variante ist es besonders wichtig, daß die Brechzahl der Flüssigkeit 466 sich möglichst wenig von der Brechzahl der optischen Medien unterscheidet, aus denen die erste Platte 416 und die planparallele Platte 474 besteht.

Nur dann ist gewährleistet, daß der Polarisator 410 gemäß dieser vierten Variante im Hinblick auf die Lichtbrechung wie eine planparallele Platte wirkt.

VIERTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL Die Figur 22 zeigt in einer stark vergrößerten perspektivi- schen Darstellung einen Ausschnitt aus einem Polarisator 510, der ebenfalls geeignet ist, in der Pupillenebene 8 des Maskierungsobjektivs 6 eingeführt zu werden, wie es bei- spielhaft in der Figur 2 gezeigt ist.

Der Polarisator 510 enthält eine Trägerplatte 512, die bei- spielsweise aus Quarzglas (Si02) bestehen kann. Auf die Trägerplatte 512 sind eine Vielzahl periodisch voneinander beabstandeter Gitterstrukturen aufgebracht, von denen in der Figur 23 lediglich fünf Strukturen 5141 bis 5145 aus- schnittsweise erkennbar sind. Die Gitterperiode P, mit der die einzelnen Gitterstrukturen 5141 bis 5145 voneinander beabstandet sind, liegt dabei in der Größenordnung der Wel- lenlänge des Projektionslichts.

Die einzelnen Gitterstrukturen 5141 bis 5145 haben jeweils einen Schichtaufbau. Bei dem in der Figur 23 gezeigten Aus- führungsbeispiel wechseln sich Schichten 516 aus Silizium und Quarzglas 518 ab.

Die Wirkungsweise des Polarisators 510 beruht auf der Form- doppelbrechung periodischer Gitterstrukturen. Durch Reso- nanzeffekte kann die Winkelabhängigkeit der Polarisations- selektivität verringert werden. Nähere Einzelheiten zu der- artigen Gittern sind dem eingangs bereits erwähnten Aufsatz von Tyan et al. mit dem Titel"Design, fabrication, and

characterization of form-birefringent multilayer polarizing beam splitter", J. Opt. Soc. Am A, Vol. 14, No. 7,1997, Seiten 1627 bis 1636. entnehmbar. Der Inhalt dieses Aufsat- zes wird hiermit vollständig zum Gegenstand der vorliegen- den Anmeldung gemacht.

Trifft unpolarisiertes oder zirkular polarisiertes Licht auf den Polarisator 510, wie dies in der Figur 23 durch ei- nen Pfeil 520 angedeutet ist, so wird diejenige Polarisati- onskomponente, die entlang der Längsausrichtung der Gitter- strukturen 5141 bis 5145 orientiert ist, weitgehend voll- ständig von dem Polarisator 510 reflektiert (Strahl 522).

Die dazu senkrechte Polarisationskomponente, bei der die Polarisationsrichtung in der Querrichtung der Gitterstruk- turen 5141 bis 5145 orientiert ist, wird hingegen weitge- hend vollständig transmittiert (Strahl 524). Der Polarisa- tor 510 hat insbesondere den Vorteil, daß er eine sehr ge- ringe Ausdehnung in der Richtung der optischen Achse OA hat und über einen größeren Winkelbereich hinweg hohe Polarisa- tionsgrade ermöglicht.

Die Gitterstrukturen 5141 bis 5145 können auch gekrümmt sein. Werden gekrümmte Gitterstrukturen 5141 bis 5145 par- allel zueinander angeordnet, so bleibt die Gitterperiode P konstant, so daß sich lediglich die Polarisationsrichtung, nicht aber der Polarisationsgrad ortsabhängig verändert.

Mit gekrümmten Gitterstrukturen 5141 bis 5145 lassen sich besonders einfache Weise linear polarisierende Polarisato- ren realisieren, bei denen die Polarisationsrichtung über

die Fläche des Polarisators variiert. Verlaufen die Gitter- strukturen beispielsweise tangential bezüglich der opti- schen Achse, so wird hindurchtretendes Licht radial polari- siert. Mit Hilfe eines Halbwellenlängenplättchens kann die Polarisationsrichtung um 90° gedreht werden, wodurch eine tangentiale Polarisationsverteilung entsteht. Alternativ hierzu kann durch eine andere Auslegung der Gitterparameter erreicht werden, daß die Polarisationskomponente, die ent- lang der Längsausrichtung der Gitterstrukturen 5141 bis 5145 orientiert ist, nicht reflektiert, sondern transmit- tiert wird. Umgekehrt wird dann die dazu senkrechte Polari- sationskomponente reflektiert. Tangential verlaufende Git- terstrukturen polarisieren hindurchtretendes Licht dann tangential, ohne daß ein Halbwellenlängenplättchen erfor- derlich ist.

POLARISATORANORDNUNGEN Im folgenden werden unterschiedliche Anordnungen von Pola- risatoren beschrieben. Bei den Polarisatoren handelt es sich jeweils entweder um Polarisatoren 10, wie sie in den Figuren 3 bis 8 gezeigt sind, um Polarisatoren 210, wie sie in den Figuren 9 bis 14 gezeigt sind, oder um eine der Va- rianten der Polarisatoren 410 und 510, wie sie in den Figu- ren 16 bis 22 gezeigt sind. Für die Anordnungen selbst ist es jedoch unerheblich, um welche Art von Polarisatoren es sich handelt. Der Einfachheit halber werden die nachfolgen- den Ausführungsbeispiele aber mit Bezug auf bestimmte der vorgenannten Polarisatoren erläutert, ohne daß dies ein-

schränkend zu verstehen ist. Neben den hier ausführlich be- schriebenen Polarisatoren können im übrigen auch bestimmte bekannte Polarisatoren verwendet werden.

Die Figur 23 zeigt in einer schematischen Schnittdarstel- lung eine erste Polarisatoranordnung 73 mit mehreren klei- neren Polarisatoren 210a, 210b und 210c, die jeweils wie in den Figuren 8 bis 14 gezeigt ausgebildet sind. Bei der Po- larisatoranordnung 73 sind die Trägerelemente 290 der Pola- risatoren 210a, 210b, 210c nicht alle gemeinsam in einer zur optischen Achse OA senkrechten Ebene angeordnet. Statt dessen verlaufen die Ebenen, in denen die Trägerelemente 290 eines jeden Polarisators 210a, 210b, 210c angeordnet sind, tangential zu einer Pupillenschale 302, die zu ihren Rändern hin gekrümmt ist. Die Krümmung der Pupillenschale 302 ist in der Figur 23 stark übertrieben dargestellt ; tat- sächlich beträgt die Winkelabweichung zwischen den Ein- fallsrichtungen 304a und 304c bezüglich der optischen Achse lediglich einige wenige Grad, typischerweise etwa 1° bis 4°.

Durch die tangentiale Anordnung der Ebenen, innerhalb derer die Trägerelemente 290 der Polarisatoren 210a, 210b, 210c verlaufen, ist gewährleistet, daß die Trägerelemente zumin- dest näherungsweise im optimalen Winkel bezüglich der Ein- fallsrichtungen 304a, 304b und 304c angeordnet sind. Bei der in der Figur 23 gezeigten Ausgestaltung gilt dies na- türlich nur näherungsweise, da die Polarisatoren 210a, 210b, 210c nur tangential zu der gekrümmten Pupillenschale

302 verlaufen und nicht selbst gekrümmt sind. Je kleiner die Bereiche sind, die in der Pupillenschale tatsächlich von Licht durchtreten werden, desto besser ist im allgemei- nen die tangentiale Näherung.

Falls die Pupille vollständig von Licht durchtreten werden soll und die Krümmung der Pupillenschale 302 nicht vernach- lässigbar ist, so kann bei einer alternativen Ausgestaltung der in der Figur 8 gezeigte Polarisator 210 verbiegbar sein. Der Polarisator 210 wird dann so verbogen in die Be- leuchtungseinrichtung IS eingebaut, daß die Bezugsebene der Trägerelemente 290 an die Krümmung der Pupillenschale 302 angepaßt ist. Selbstverständlich kann der Polarisator 210 auch von vornherein mit geeigneter Krümmung gefertigt sein.

In beiden Fällen variieren die Winkel, unter denen die Trä- gerelemente 290 bei dieser Ausgestaltung bezüglich der op- tischen Achse OA angeordnet sind, quasi-kontinuiertlich über die Pupillenschale 203 hinweg.

Die Figur 24 zeigt in einer Draufsicht eine zweite Polari- satoranordnung 74 mit insgesamt vier Polarisatoren 10a, 10b, 10c und 10d, die gemeinsam in einem Träger 76 in nicht näher dargestellter Weise aufgenommen sind und jeweils z. B. wie in den Figuren 3 bis 7 dargestellt aufgebaut sein kön- nen. Die Polarisatoranordnung 74 ist zum Einschub in den Filterhalter 11 der Beleuchtungseinrichtung IF vorgesehen, und zwar für den Fall, daß die Beleuchtungseinrichtung IF eine sogenannte Quadrupolbeleuchtung erzeugt. Bei einer Quadrupolbeleuchtung beschränkt sich die Ausleuchtung einer

Pupillenebene auf vier voneinander getrennte Bereiche, die auch als Pole bezeichnet werden. Die Pole sind so am Rand der Pupille entlang verteilt, daß ihre Anordnung eine vier- zählige Symmetrie aufweist. In der Figur 24 sind die Pole durch gestrichelte Kreise Pa, Pb, Pc und Pd angedeutet.

Die einzelnen Polarisatoren 10a, 10b, 10c und 10d, deren Polarisationsrichtungen durch Pfeile 78a, 78b, 78c bzw. 78d angedeutet sind, kommen bei richtiger Winkelorientierung des Trägers 76 im Bereich der Pole zu liegen. Jeweils ein- ander gegenüberliegende Polarisatoren 10a, 10c bzw. 10b, 10d bilden dabei Paare mit gleicher Polarisationsrichtung ; die Polarisationsrichtungen der beiden Paare verlaufen senkrecht zueinander.

Mit einer derartigen quasi-tangentialen Polarisation läßt sich bei Quadrupolbeleuchtung eine Erhöhung des Kontrasts vor allen bei solchen Retikeln erzielen, bei denen die ab- zubildenden Strukturen sehr fein sind und orthogonal zuein- ander verlaufen. Der Träger 76 sowie die die Quadrupolbe- leuchtung erzeugenden Komponenten der Beleuchtungseinrich- tung sind dabei winkelmäßig so zu orientieren, daß die Po- larisationsrichtungen 78a bis 78d der Polarisatoren 10a bis 10d mit den orthogonalen Vorzugsrichtungen der abzubilden- den Strukturen übereinstimmen.

Die Figur 25 zeigt in einer Draufsicht eine dritte Polari- satoranordnung 80, die für eine Dipolbeleuchtung mit zwei Polen Pa, Pc vorgesehen ist. Im Gegensatz zu der in Figur 7

gezeigten Polarisatoranordnung 74 ist hier auf einem Träger 76'lediglich ein Paar von Polarisatoren 10a', 10c'glei- cher Polarisationsrichtung 78a', 78c'angeordnet. Die bei Dipolbeleuchtung einzusetzende Polarisatoranordnung 80 er- laubt es, noch kleinere Strukturen mit hohem Kontrast abzu- bilden, sofern diese entlang der Polarisationsrichtung 78a', 78c'der Polarisatoren 10a', 10c'verlaufen. Für or- thogonal dazu verlaufende Strukturen wird hingegen keine Kontrasterhöhung erzielt.

Die Figuren 26 und 27 zeigen in einer Draufsicht bzw. in einem Schnitt entlang der Linie XX-XX eine vierte Polarisa- toranordnung 82, die insgesamt fünf Polarisatoren 210a', 210b', 210c', 210d'und 210e'umfaßt. Jeder der Polarisato- ren 210a'bis 210e'enthält dünne plattenförmige Träger für Strahlteilerschichten, wie dies in den Figuren 11 bis 15 gezeigt ist. Die Polarisatoren 210a'bis 210e'überdecken jeweils einen Pol einer sog. C-Quad-Beleuchtung, die sich von der in der Figur 24 gezeigten Quadrupolbeleuchtung durch einen zusätzlichen Pol Pe in der Mitte der Pupille unterscheidet.

Das besondere bei der in den Figuren 26 und 27 gezeigten Polarisatoranordnung 82 ist, daß bei allen Polarisatoren 210a bis 210e die Trägerelemente 290 die in der Figur 15 gezeigte günstige Ausrichtung haben. Die Lote L auf den Trägerelementen 290 liegen daher alle in der YZ-Ebene, die senkrecht zur Papierebene verläuft. Die langgestreckten Trägerelemente 290 sind somit alle parallel zur X-Richtung

ausgerichtet. Als Folge davon ist das durch die Polarisato- ren 210a'bis 210e'hindurchtretende Licht sehr gleichmäßig und hochgradig linear polarisiert, wobei die Schwingungs- ebenen der elektrischen Feldvektoren alle in der XY-Ebene liegen.

Bei der C-Quad-Beleuchtung ist es allerdings erwünscht, daß die Polarisationsrichtungen an den einzelnen Polen Pa bis Pe die durch Pfeile 78a bis 78e angedeutete Richtung haben.

Das durch die Polarisatoren 210b und 210d hindurchtretende Licht ist somit nicht in der gewünschten Weise polarisiert.

Um auch für die Pole Pb und Pd die gewünschte Polarisati- onsrichtung zu erhalten, umfaßt die Polarisatoranordnung 82 einen weiteren Träger 84, der parallel zu dem Träger 76 an- geordnet ist und deswegen nur in der Schnittdarstellung der Figur 27 erkennbar ist. In dem weiteren Träger 84 sind un- terhalb der Pole Pb und Pd kreisförmige Halbwellenlängen- Plättchen 86b, 86d in entsprechende Aussparungen einge- setzt. Die Halbwellenlängen-Plättchen 86b, 86d verdrehen die Polarisationsrichtung hindurchtretenden linear polari- sierten Lichts um 90°, wodurch man die gewünschte, durch die Pfeile 78b bzw. 78d angedeutete Polarisationsrichtung erhält.

Die in den Figuren 26 und 27 dargestellte Polarisatoranord- nung 82 hat den Vorteil, daß die Winkelabhängigkeit des li- nearen Polarisationsgrades P1 für alle Pole Pa bis Pe gleich ist. Bei der in der Figur 24 gezeigten Polarisatora-

nordnung 74 hingegen ist diese Winkelabhängigkeit infolge des anhand der Figur 15 erläuterten Effekts bei den Polen Pa und Pc anders als bei den Polen Pb und Pd.

Die Figur 28 zeigt in einer Draufsicht eine fünfte Polari- satoranordnung 90, die insgesamt vier Polarisatoren 510a, 510b, 510c und 510d umfaßt. Jeder der Polarisatoren 510a bis 510d enthält auf einem gemeinsamen transparenten Träger 512 aufgebrachte Gitterstrukturen, wie dies oben mit Bezug auf die Figur 22 erläutert wurde. Die Gitterstrukturen der einzelnen Polarisatoren 510a bis 510d verlaufen dabei je- weils gekrümmt und parallel zueinander auf dem Träger 512.

Die Polarisatoren 510a bis 510d überdecken jeweils einen in der Figur 28 nicht dargestellten Pol einer sog. Quasar- Beleuchtung, die aus der in der Figur 24 gezeigten Quadru- polbeleuchtung durch eine Drehung um 45° um die optische Achse hervorgeht. Da die Gitterstrukturen tangential ver- laufen, wird das hindurchtretende Licht senkrecht dazu, d. h. radial, polarisiert. Dies ist in der Figur 28 durch Pfeile 92 angedeutet.

Die Figur 29 zeigt in einer Draufsicht eine sechste Polari- satoranordnung 94, die insgesamt zwei Polarisatoren 510a', 510b'umfaßt. Jeder der Polarisatoren 510a', 510b'enthält auf einem gemeinsamen Träger 512 aufgebrachte Gitter- strukturen, wie dies vorstehen mit Bezug auf die Figur 28 erläutert wurde. Die Polarisatoren 510a', 510b'überdecken jeweils einen in der Figur 29 nicht dargestellten Pol einer

horizontalen Dipolbeleuchtung. Die Gitterstrukturen verlau- fen auch hier tangential und parallel zueinander. Das Git- ter ist dabei jedoch so ausgelegt, daß nicht die senkrecht, sondern die parallel zur Längsrichtung der Gitterstrukturen verlaufende Polarisationskomponente transmittiert wird, wie dies oben mit Bezug auf die Figur 22 erläutert wurde. Auf diese Weise wird eine tangentiale Polarisation an den Polen erzielt. In der Figur 29 ist dies durch Pfeile 96 angedeu- tet.

Die Figur 30 zeigt in einer Draufsicht eine siebte Polari- satoranordnung 98, die einen ringförmigen Polarisator 510'' umfaßt, der alternativ auch aus mehreren aneinander angren- zenden Einzelsegmenten zusammengesetzt sein kann. Der Pola- risator 510''weist auf einem Träger 512 aufgebrachte ring- förmige Gitterstrukturen auf, die parallel zueinander ver- laufen. Die Gitterstrukturen überdecken dabei einen ring- förmigen Bereich, der bei einer Ringbeleuchtung in der Pu- pille ausgeleuchtet wird. Das Gitter ist hier wieder so ausgelegt, daß die senkrecht zur Längsrichtung der Gitter- strukturen verlaufende Polarisationskomponente transmit- tiert wird.

Um dennoch eine tangentiale Polarisation zu erhalten, ist der Polarisatoranordnung 98 ein Halbwellenlängenplättchen 100 zugeordnet, das die Polarisationsrichtung um 90° dreht.

Das Halbwellenlängenplättchen 100 ist dabei hinter der Po- larisatoranordnung 98 angeordnet und deswegen in der Figur 30 nur gestrichelt angedeutet. Die zunächst radiale Polari-

sationsverteilung wird durch das Halbwellenlängenplättchen 100 in eine tangentiale Polarisationsverteilung umgewan- delt. Anstelle des Halbwellenlängenplättchen 100 kann selbstverständlich auch jedes andere polarisationsdrehende Element verwendet werden.

Die Figur 31 zeigt in einer Draufsicht eine achte Polarisa- toranordnung 102, die vier Polarisatoren 510a''', 510b"', 510c'''und 510d'''umfaßt. Jeder der Polarisatoren 510a''' bis 510d"'enthält auf einem gemeinsamen Träger 512 aufge- brachte Gitterstrukturen, wie dies oben mit Bezug auf die Figur 22 erläutert wurde. Die Gitterstrukturen verlaufen dabei gekrümmt und parallel zueinander auf dem Träger 512.

Die Polarisatoren 510a"'bis 510d'''überdecken jeweils einen in der Figur 28 nicht dargestellten Pol einer neuar- tigen Beleuchtung, die für die Projektion bestimmter Reti- kel besonders geeignet ist. Die Pole verlaufen dabei spie- gelsymmetrisch zu einer Achse, die um 45° geneigt zur Hori- zontalen durch die Pupille verläuft. Um eine tangentiale Polarisation zu erzielen, befindet sich auch bei diesem Ausführungsbeispiel ein Halbwellenlängenplättchen 100 hin- ter der Polarisatoranordnung 102.

Aus den obigen Ausführungen wird deutlich, daß sich die Zahl, die Anordnung und die Polarisationsrichtung der Pola- risatoren praktisch beliebig an die bei der Projektion ei- nes gegebenen Retikels zu berücksichtigenden Umstände an- passen lassen. Im Falle von neuartigen Beleuchtungen, wie

sie z. B. in der Figur 31 gezeigt sind, genügt es, die Pola- risatoren entsprechend umzugruppieren und die Polarisati- onsrichtung durch Ausrichtung der polarisierenden Struktu- ren und ggf. durch die Hinzunahme von polarisationsdrehen- den Elementen geeignet festzulegen.