Die verliegende Erfindung betrifft eine Strahlblende mit einer Blendenöffnung zum Durchlässen eines Laserstrahls und einer Senscreinheit, mit der eine Fehlausrichtung des Laserstrahls detektiert werden kann. Die Erfindung betrifft weiterhin eine EUV-Lichtquelle mit einer selchen Strahlblende und ein Verfahren zum Betreiben einer EUV-Lichtquelle.

Strahlblenden, die eine Öffnung zum Durchlässen eines Laserstrahls und eine Sensoreinheit aufweisen, sind bekannt. Solche Strahlblenden werden in EUV- Lichtquellen eingesetzt, um eine Fehlausrichtung des Laserstrahls zu detektieren.

Eine solche Einrichtung zur Überwachung der Ausrichtung eines Laserstrahls ist bspw. in der WO2015172816A der Anmelderin gezeigt. Diese umfasst einen Detektor mit einer Öffnung zum Durchlässen des Laserstrahls, mindestens zwei Temperatursensoren, die an dem Detektor angebracht sind, sowie eine Temperaturüberwachungseinrichtung, die mit den mindestens zwei Temperartursensoren verbunden ist, um die Ausrichtung des Laserstrahls relativ zu der Öffnung zu überwachen. Die mindestens zwei Temperatursensoren weisen entweder einen mit zunehmender Temperatur zunehmenden oder einen mit zunehmender Temperatur abnehmenden temperaturabhängigen Widerstand auf, und die mindestens zwei Temperatursensoren sind mit der Temperaturüberwachungseinrichtung in einer Reihenschaltung verbunden. Offenbart ist auch eine EUV-Strahlungserzeugungsvorrichtung, welche mindestens eine Einrichtung wie oben beschrieben aufweist, um die Ausrichtung eines Laserstrahls zu überwachen.

Es hat sich gezeigt, dass ein solcher Detektor bei der Verwendung hoher Laserleistungen und kurzer Pulsdauern unter Umständen zu träge reagiert, so dass es zu Beschädigungen an der Blende kommt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strahlblende, eine EUV-Lichtquelle mit einer solchen Strahlblende und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen EUV- Lichtquelle bereitzustellen, mit denen die genannten Nachteile reduziert, vorzugsweise vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche, sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten bevorzugten Ausführungsformen.

Die erfindungsgemäße Strahlblende weist eine Blendenöffnung zum Durchlässen eines Laserstrahls, eine Umlenkeinheit zum Ablenken von nicht durch die Blendenöffnung durchgeführten Anteilen des Laserstrahls, eine Reflexionseinheit zum Reflektieren der abgelenkten Anteile des Laserstrahls und eine Sensoreinheit zum Detektieren des Reflexes der abgelenkten Anteile des Laserstrahls auf.

Bei einer korrekten Ausrichtung des Laserstrahls, d.h. in der Sollstrahllage, wird dieser vollständig durch die Blendenöffnung der Strahlblende durchgelassen. Ist der Laserstrahl fehlausgerichtet, treffen die Anteile des Laserstrahls, die nicht durch die Blendenöffnung durchgelassen werden, auf die Umlenkeinheit und werden von dieser auf die Reflexionseinheit abgelenkt. Die auf die Strahlblende auftreffenden Anteile des Laserstrahls werden also nicht absorbiert, sondern abgelenkt, so dass die Strahlblende im Fall einer Fehlausrichtung des Laserstrahls nicht erwärmt wird. An der Reflexionseinheit werden die abgelenkten Anteile des Laserstrahls dann als Reflex reflektiert, so dass sie auf die Sensoreinheit auftreffen. Diese detektiert den Reflex der abgelenkten Anteile des Laserstrahls. Die Ausrichtung des Laserstrahls wird somit unabhängig von der Temperatur der Strahlblende überwacht. Eine Fehlausrichtung des Laserstrahls wird umgehend detektiert und nicht erst, wenn die Strahlblende eine bestimmte Temperatur erreicht hat und somit eine Zeitverzögerung zwischen der Fehlausrichtung und der Detektion der Fehlausrichtung des Laserstrahls vermieden. Dadurch dass die Strahlblende im Fall einer Fehlausrichtung des Laserstrahls nicht erwärmt wird, können zudem Beschädigungen aufgrund einer zu hohen Oberflächentemperatur der Strahlblende, bspw. ein lokales Aufschmelzen des Materials der Strahlblende, vermieden werden. Bei einem solchen lokalen Aufschmelzen des Materials der Strahlblende entsteht häufig Rauch und Metalldampf, der im Strahlengang nachfolgende optische Elemente beschädigen kann. Wenn nicht rechtzeitig festgestellt wird, dass der Laserstrahl fehljustiert ist, können auch Personen, bspw. Bediener geschädigt werden, welche sich in der Nähe aufhalten.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Umlenkeinheit eine Ablenkfläche auf, die bezüglich einer Sollstrahllage des Laserstrahls quer ausgerichtet ist. Die Ablenkfläche ist dabei so ausgerichtet, dass diejenigen Anteile des fehlausgerichteten Laserstrahls, die nicht durch die Blendenöffnung durchgelassen werden, auf die Reflexionseinheit umgelenkt werden. Auf diese Weise werden die Anteile des Laserstrahls, die auf die Strahlblende auftreffen, auf vorteilhafte Weise von der Umlenkeinheit weggelenkt, so dass diese nicht erwärmt wird.

In der Sollstrahllage trifft der Laserstrahl auf optische Elemente, die entlang seines Strahlengangs angeordnet sind, in einem vorbestimmten Winkel und an einer vorbestimmten Position auf. Ist der Laserstrahl fehlausgerichtet, d.h. seine Strahllage weicht von der Sollstrahllage ab, so kann es sein, dass er - insbesondere bei langen Strahlwegen von mehreren Metern - die optischen Elemente in seinem Strahlengang nicht oder nicht an der vorbestimmten Position oder nicht in dem vorbestimmten Winkel trifft. Eine Strahlachse des fehlausgerichteten Laserstrahls verläuft also parallel oder verkippt zu einer Strahlachse des in der Sollstrahllage durch die Strahlblende durchgelassenen Laserstrahls. In der Sollstrahllage ist der Laserstrahl so ausgerichtet, dass keine Anteile des Laserstrahls auf die Strahlblende auftreffen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung schließt die Ablenkfläche mit der Sollstrahllage einen Winkel von 30° bis 60° ein. Verläuft die Strahlachse des fehlausgerichteten Laserstrahls parallel zur Strahlachse des Laserstrahls in der Sollstrahllage, werden die Anteile des Laserstrahls, die nicht durch die Blendenöffnung durchgelassen werden, dementsprechend um einen Winkel zwischen 120° und 60° abgelenkt. Verläuft die Strahlachse des fehlausgerichteten Laserstrahls verkippt zur Strahlachse des Laserstrahls in der Sollstrahllage, kann es sein, dass die Anteile des Laserstrahls, die nicht durch die Blendenöffnung durchgelassen werden, je nach Ausrichtung der Strahlachse des fehlausgerichteten Laserstrahls um einen noch größeren Winkel umgelenkt werden.

Als besonders vorteilhaft hat sich ein Winkel von 45° zwischen der Ablenkfläche und der Sollstrahllage erwiesen. Bei diesem Winkel werden - im Fall, dass die Strahlachse des Laserstrahls in der Sollstrahllage und die Strahlachse des fehlausgerichteten Laserstrahls parallel verlaufen - die Anteile des Laserstrahls, die nicht durch die Blendenöffnung durchgelassen werden, um einen Winkel von 90° abgelenkt. Da die Ablenkfläche in Bezug auf die Reflexionseinheit so angeordnet ist, dass die umgelenkten Anteile des Laserstrahls auf die Reflexionseinheit treffen, ermöglicht eine solche Anordnung, die Reflexionseinheit auf konstruktiv einfache Weise an der Strahlblende anzuordnen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung begrenzt die Umlenkeinheit die Blendenöffnung wenigstens abschnittsweise. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei eine Anordnung erwiesen, bei der die Umlenkeinheit die Blendenöffnung wenigstens abschnittsweise ringförmig begrenzt. Die von der Umlenkeinheit abgelenkten Anteile des Laserstrahls bilden dann - im Fall, dass die Umlenkeinheit die Blendenöffnung vollständig ringförmig umgibt - einen virtuellen Schnittpunkt im Mittelpunkt der Blendenöffnung. Begrenzt die Umlenkeinheit die Blendenöffnung nur abschnittsweise ringförmig, dann bilden die abgelenkten Anteile des Laserstrahls einen virtuellen Schnittpunkt im Mittelpunkt eines gedachten Kreises, wobei sich der Ringabschnitt entlang einer Umfangslinie dieses Kreises erstreckt. In diesem Fall bilden die die abgelenkten Anteile des Laserstrahls einen virtuellen Schnittpunkt in einem gedachten Mittelpunkt der Blendenöffnung.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Umlenkeinheit vorzugsweise als konischer Ringspiegel oder als intern reflektierendes Ringprisma oder als Ausschnitt aus einem konischen Ringspiegel oder einem intern reflektierenden Ringprisma ausgebildet. Der Ausschnitt aus dem konischen Ringprisma oder dem intern reflektierenden Ringprisma kann insbesondere als Ringabschnitt ausgestaltet sein, so dass der konische Ringspiegel oder das intern reflektierende Ringprisma die Blendenöffnung nicht vollständig begrenzt. Die Ausgestaltung der Umlenkeinheit als konisches Ringprisma oder reflektierendes Ringprisma ermöglicht eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung der Strahlblende.

Der konische Ringspiegel bzw. das reflektierende Ringprisma oder deren Ausschnitte weisen dabei insbesondere eine Kante auf, die möglichst scharf ausgebildet ist. Damit wird erreicht, dass der auf die Kante des konischen Ringspiegels oder des reflektierenden Ringprismas auftreffende Laserstrahl nicht oder so gut wie nicht in Richtungen abgelenkt wird, die nicht auf die Reflexionseinheit zeigen.

Um zu vermeiden, dass der Laserstrahl von einer Innenfläche des konischen Ringspiegels oder des reflektierenden Ringprismas in Richtungen abgelenkt wird, die nicht auf die Reflexionseinheit zeigen, kann diese Innenfläche auch mit einem Hinterschnitt versehen sein. Ein Hinterschnitt von bis zu 5° zwischen der Innenfläche des konischen Ringspiegels oder des reflektierenden Ringprismas und der Sollstrahllage hat sich dabei als besonders effektiv erwiesen.

Die Umlenkeinheit kann aus optischen Gläsern, bspw. Quarzglas, N-BK7, Zerodur, oder Kristallen (ZnSe, Saphir) ausgebildet sein.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Reflexionseinheit eine Reflexionsfläche auf, an der die abgelenkten Anteile des Laserstrahls reflektiert werden. Die Reflexionsfläche ist so angeordnet, dass der Reflex der abgelenkten Anteile des Laserstrahls in einem Sensorpunkt konzentriert wird, der vorzugsweise zwischen der Umlenkeinheit und der Reflexionsfläche angeordnet ist. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Sensorpunkt ein Sensor zur Erfassung der in dem Sensorpunkt konzentrierten Strahlung angeordnet. Durch die Konzentrierung der abgelenkten Anteile des Laserstrahls auf die Sensoreinheit wird im Vergleich zu Strahlblenden, die auftreffende Laserstrahlung absorbieren, nur eine geringe Masse erwärmt. Die Strahlblende reagiert dadurch deutlich schneller und sensitiver auf eine Fehlausrichtung des Laserstrahls als eine absorbierende Strahlblende. Dadurch können Schaltzeiten minimiert und die Sicherheit der Gesamtanlage erhöht werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Reflexionsfläche zumindest abschnittsweise elliptisch geformt. Der zumindest abschnittsweise elliptisch geformten Reflexionsfläche ist dabei ein erster Brennpunkt und ein zweiter Brennpunkt zugeordnet, wobei der erste Brennpunkt auf dem Sensorpunkt liegt. Der zweite Brennpunkt liegt auf einer Strahlachse des in der Sollstrahllage durch die Blendenöffnung durchgelassenen Laserstrahls. Bei einer ringförmig oder abschnittsweise ringförmig ausgestalteten Umlenkeinheit liegt der zweite Brennpunkt auch im Mittelpunkt oder gedachten Mittelpunkt der Blendenöffnung. Die zumindest abschnittsweise elliptisch geformten Reflexionsflächen reflektieren und fokussieren den Reflex der abgelenkten Anteile des Laserstrahls auf den Sensorpunkt. Dabei wird eine grundlegende Eigenschaft eines elliptisch geformten Spiegels ausgenutzt, nach der alle Strahlen, die ihren Ursprung in dem ersten Brennpunkt der Ellipse haben oder zu haben scheinen, in den zweiten Brennpunkt abgebildet werden. Die der Reflexionsfläche zugrunde liegende Ellipse ist so gestaltet, dass der erste Brennpunkt in dem virtuellen Schnittpunkt der umgelenkten Anteile des Laserstrahls im Mittelpunkt oder gedachten Mittelpunkt der Blendenöffnung liegt. Der zweite Brennpunkt liegt auf dem Sensorpunkt, so dass alle umgelenkten Anteile des Laserstrahls auf den Sensorpunkt fokussiert werden. Vorteilhaft an einer solchen Ausgestaltung der Strahlblende ist demnach, dass alle umgelenkten Anteile des Laserstrahls detektiert werden können.

Die Reflexionsfläche kann aus Kupfer insbesondere durch Fräsen hergestellt sein.

An einer Kupferfläche wird ein Laserstrahl von einer Wellenlänge von bspw. 10,6 pm reflektiert, so dass eine Strahlblende mit einer Reflexionsfläche aus Kupfer insbesondere als Strahlblende zum Durchlässen eines CO2-Laserstrahl vorteilhaft ist. Aufgrund der zumindest abschnittsweisen elliptischen Form der Reflexionsfläche spielen - solange die konzentrierende Funktionalität gewährleistet bleibt - optische Abbildungseigenschaften eine untergeordnete Rolle. Zur Herstellung der Reflexionsfläche können daher Verfahren genutzt werden, durch die Oberflächen mit typischerweise nur geringer Oberflächenrauheit hergestellt werden, wie bspw. Schlichtfräsen, Polieren, Laserschneiden oder Drahterodieren.

Die Reflexionsflächen können mit einer reflektierenden Beschichtung, bspw. einer Gold- oder Aluminiumschicht versehen sein.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Abdeckeinheit an der Strahlblende so angeordnet, dass die Sensoreinheit vor direkten Anteilen des Laserstrahls abgeschirmt ist. Die Abdeckeinheit ist dabei in Strahlpropagationsrichtung des Laserstrahls gesehen vor der Sensoreinheit angeordnet. Nur diejenigen Anteile des Laserstrahls, die auf die Umlenkeinheit treffen und von dieser auf die Reflexionsflächen umgelenkt werden, treffen auf die Sensoreinheit.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Abdeckeinheit eine insbesondere kreisförmige Aussparung zum Durchlässen des Laserstrahls durch die Blendenöffnung auf. Die Umlenkeinheit und die Abdeckeinheit sind konzentrisch zueinander angeordnet, so dass die Umlenkeinheit in Strahlpropagationsrichtung des Laserstrahls gesehen nicht von der Abdeckeinheit bedeckt ist. Die Abdeckeinheit weist insbesondere an einer der Aussparung zugewandten Innenfläche eine Fase auf, um zu verhindern, dass der Laserstrahl in Richtungen abgelenkt wird, die nicht auf die Reflexionseinheit zeigen. Das Vorsehen einer kreisförmigen Aussparung in der Abdeckeinheit und einer konzentrischen Anordnung von Umlenkeinheit und Abdeckeinheit ermöglicht eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung der Strahlblende.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Sensoreinheit als Temperatursensor, insbesondere als Pyrometer oder Widerstandstemperatursensor ausgebildet. Die Sensoreinheit kann dabei insbesondere in absorbierend beschichtete Kupferhülsen eingeklebt oder eingeschraubt sein. Die Sensoreinheit kann auch als optischer Sensor, insbesondere als Photodiode, photovoltaische Diode oder Kamera, ausgebildet sein. Das Vorsehen handelsüblicher Sensoren als Sensoreinheiten ermöglicht eine besonders kostengünstige und einfache Ausgestaltung der Strahlblende.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Strahlblende mindestens zwei, vorzugsweise sechs, Reflexionseinheiten auf, die jeweils denselben ersten Brennpunkt aufweisen, der auf der Strahlachse des in der Sollstrahllage durch die Blendenöffnung durchgelassenen Laserstrahls liegt. Die Reflexionseinheiten sind dabei um die Blendenöffnung herum angeordnet. Durch das Vorsehen von mehreren, um die Blendenöffnung herum angeordneten Reflexionseinheiten kann nicht nur festgestellt werden, dass der Laserstrahl fehlausgerichtet ist, es können auch die Lage des fehlausgerichteten Laserstrahls in Bezug auf die Sollstrahllage, sowie die Form und/oder Größe des durch die Blendenöffnung durchgelassenen Laserstrahls erfasst werden.

Begrenzt die Umlenkeinheit die Blendenöffnung vollständig ringförmig bspw. in Form eines reflektierenden Ringprismas oder eines konischen Ringspiegels, werden die Anteile des Laserstrahls, die nicht durch die Blendenöffnung durchgelassen werden, unabhängig von ihrer Lage in Bezug auf die Blendenöffnung von der Umlenkeinheit auf eine der Reflexionseinheiten umgelenkt. Es können somit Abweichungen der Strahllage des Laserstrahls von der Sollstrahllage unabhängig von der Lage des fehlausgerichteten Laserstrahls detektiert werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jeder Reflexionseinheit eine Sensoreinheit zugeordnet. Die Sensoreinheit ist dabei mit mindestens einer Ausleseeinheit verbunden. Die individuelle Auswertung der jeweiligen Sensoreinheiten ermöglicht dabei zusätzlich zu einer reinen Sicherheitsfunktionalität eine Analyse der Strahllage, Strahlgröße und/oder Strahlform bspw. der Elliptizität des durch die Blendenöffnung durchgelassenen Laserstrahls. Die Sensoreinheiten können auch integral ausgewertet werden. Beispielweise können die Sensoreinheiten als Temperatursensoren ausgebildet sein, die an einen gemeinsamen Wasserkreislauf angeschlossen sind. Es wird dann eine Veränderung der Wassertemperatur im Wasserkreislauf detektiert, die auf eine Fehlausrichtung des Laserstrahls hinweist.

Alternativ können anstelle der einzelnen Sensoreinheiten auch wassergekühlte Stege vorgesehen sein, die hydraulisch in Reihe geschaltet sind. Eine Temperaturerhöhung des Wassers, das die wassergekühlten Stege durchläuft, ist bei einer gegebenen Durchflussrate proportional zu einer an den wassergekühlten Stegen absorbierten Laserleistung.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weisen die zumindest abschnittsweise elliptisch geformten Reflexionsflächen jeweils einen Scheitelpunkt auf. Die Scheitelpunkte sind dabei jeweils auf einer gedachten Kreislinie, insbesondere rotationssymmetrisch, um die Strahlachse des in der Sollstrahllage durch die Blendenöffnung durchgelassenen Laserstrahls herum angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht einen einfachen, kompakten und kostengünstigen mechanischen Aufbau der Strahlblende bei gleichzeitiger Ausgestaltung mit - bis auf den Sensor - nur reflektierenden optischen Elementen.

Weist die Strahlblende mehrere Reflexionseinheiten auf, so können die den Reflexionseinheiten jeweils zugeordnete Reflexionsflächen aus einem einzigen Bauteil bspw. aus Kupfer hergestellt, insbesondere ausgefräst, sein. Ein so hergestellter Konzentrator, der mehrere zumindest abschnittsweise elliptisch geformte Reflexionsflächen aufweist, kann einstückig ausgebildet sein.

Der Konzentrator kann auch aus mehreren Reflexionseinheiten zusammengesetzt sein. Ist die Umlenkeinheit als intern reflektierendes Ringprisma ausgebildet und der Konzentrator aus mehreren Reflexionseinheiten zusammengesetzt, so hat das den Vorteil, dass die jeweiligen Sensoreinheiten und die Blendenöffnung mechanisch voneinander getrennt werden können, so dass der Strahlengang des Lasers von der Sensoreinheit abgedichtet werden kann. Wird die Sensoreinheit durch eine Fehlausrichtung des Laserstrahls zerstört, wird so eine Kontamination des Strahlengangs verhindert.

Die Erfindung betrifft auch eine EUV-Lichtquelle mit einer Strahlblende wie oben beschrieben, einem Seedlaser zur Erzeugung eines Laserstrahls, einer Treiberlaservorrichtung zur Verstärkung des Laserstrahls, einer Vakuum-Kammer, in die ein Target-Material in einen Fokussierbereich eingebracht werden kann, einer Fokussiereinheit zur Fokussierung des Laserstrahls in den Fokussierbereich zur Erzeugung von EUV-Strahlung und einer Strahlführungsvorrichtung zur Führung des Laserstrahls zu der Fokussiereinheit. In einer solchen EUV-Lichtquelle kann die Strahlblende verwendet werden, um die Ausrichtung des Laserstrahls zu überwachen. Es können somit Beschädigungen an der Strahlblende und/oder an weiteren im Strahlengang des Laserstrahls angeordneten Bauteilen verhindert werden.

Es versteht sich, dass die oben beschriebene Strahlblende nicht nur in einer EUV- Lichtquelle vorteilhaft eingesetzt werden kann, sondern auch in einer Laserbearbeitungsmaschine oder dergleichen, insbesondere wenn ein gepulster Laserstrahl hoher Leistung verwendet wird.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer solchen EUV- Lichtquelle mit folgenden Schritten:

• Erzeugen eines Laserstrahls in dem Seedlaser,

• Verstärken des Laserstrahls in der Treiberlaservorrichtung,

• Durchlässen des Laserstrahls durch die Strahlblende,

• im Fall, dass die Sensoreinheit Strahlung mit einer Intensität, Leistung oder Energie, die oberhalb eines Schwellwertes liegt, detektiert:

Abschalten des Seedlasers und/oder der Treiberlaservorrichtung und/oder Unterbrechung des Laserstrahls durch eine Strahlunterbrechungseinheit,

• im Fall, dass die Sensoreinheit Strahlung mit einer Intensität, Leistung oder Energie, die unterhalb des Schwellwertes liegt, oder keine Strahlung detektiert:

Fokussieren des Laserstrahls in der Fokussiereinheit auf den Fokussierbereich zur Erzeugung von EUV-Strahlung. Um Beschädigungen an der Strahlblende und/oder einem weiteren im Strahlengang des Laserstrahls angeordneten Bauteil zu vermeiden, ist es vorteilhaft, den Laserstrahl abzuschalten, wenn die Sensoreinheit Strahlung mit einer Intensität, Leistung oder Energie oberhalb des Schwellwertes detektiert. Dabei kann der Laserstrahl durch eine Strahlunterbrechungseinheit, bspw. einen Shutter, unterbrochen werden, so dass Bauteile, die im Strahlengang auf die Strahlblende folgen, im Falle einer Fehlausrichtung des Laserstrahls nicht beschädigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Seedlaser oder die Treiberlaservorrichtung abgeschaltet werden, wenn die Sensoreinheit Strahlung mit einer Intensität, Leistung oder Energie oberhalb des Schwellwertes detektiert, um Beschädigungen im weiteren Strahlengang des Laserstrahls zu verhindern. Detektiert die Sensoreinheit Strahlung mit einer Intensität, Leistung oder Energie unterhalb des Schwellwertes oder keine Strahlung, dann wird der Laserstrahl in der Fokussiereinheit auf den Fokussierbereich fokussiert. Im Fokussierbereich wird der Laserstrahl auf ein Targetmaterial, bspw. ein Zinntröpfchen, fokussiert. Das Targetmaterial emittiert dann in Folge der Bestrahlung mit dem Laserstrahls EUV- Strahlung.

Weiter Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale je für sich oder in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

Es zeigen:

Fig.l eine Ausführungsform der Strahlblende,

Fig.2 eine Veranschaulichung der geometrischen Verhältnisse der Strahlblende,

Fig. 3a, b, c und d die Strahlblende bei verschiedenen Strahllagen, Strahlgrößen und Strahlformen des Laserstrahls, Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Strahlblende,

Fig. 5 eine EUV-Lichtquelle mit der Strahlblende.

Figur 1 zeigt eine Strahlblende 10 mit einer Blendenöffnung 12, einer Umlenkeinheit 16, sechs Reflexionseinheiten 18, sechs Sensoreinheiten 20 und einer Abdeckeinheit 32, die eine kreisförmige Aussparung 34 aufweist. Die Strahlblende 10 kann eine beliebige Anzahl an Reflexionseinheiten 18 aufweisen, die um die Blendenöffnung 12 herum gruppiert sind. Die Umlenkeinheit 16 ist in Fig.l als konischer Ringspiegel ausgebildet. Die Umlenkeinheit 16 kann auch durch ein anderes reflektierendes optisches Element ausgeführt sein bspw. als intern reflektierendes Ringprisma. Der konische Ringspiegel weist eine Ablenkfläche 22 auf. Er kann an seiner Innenseite 17 mit einem Hinterschnitt von bis zu 5° versehen sein, was in Fig.l nicht gezeigt ist. Die Reflexionseinheiten 18 umfassen jeweils eine abschnittsweise elliptisch geformte Reflexionsfläche 28, wobei jeder der Reflexionsflächen 28 eine Sensoreinheit 20 zugeordnet ist.

Die Umlenkeinheit 16 ist auf einer Abdeckplatte 33 befestigt, auf der die Sensoreinheiten 20 und Reflexionseinheiten 18 befestigt sind. Die kreisförmige Aussparung 34 der Abdeckeinheit 32 ist konzentrisch zu der Blendenöffnung 12 angeordnet, so dass die Sensoreinheiten 20 und die Reflexionsflächen 28 durch die Abdeckeinheit 32 bedeckt sind. Für einen Laserstrahl 14, der wie in Fig.l dargestellt, von einer der Abdeckeinheit 32 zugewandten Seite durch die Strahlblende 10 durchgelassen wird, ist nur die Umlenkeinheit 16 sichtbar. Die Sensoreinheiten 20 sind jeweils in einem Sensorpunkt 30 angeordnet, der zwischen der jeweiligen Reflexionsfläche 28 und der Umlenkeinheit 16 liegt.

Die Sensoreinheiten 20 sind bspw. als Thermoelemente, bspw. absorbierend beschichtete Kupferhülsen ausgebildet, die auf der Abdeckplatte 33 eingeklebt oder eingeschraubt sind.

Die Sensoreinheiten 20 sind jeweils mit einer Ausleseeinheit 36 signaltechnisch verbunden. Die Ausleseeinheit 36 ist ausgebildet, ein von den jeweiligen Sensoreinheiten 20 übermitteltes Signal auszuwerten, so dass festgestellt werden kann, an welcher der Sensoreinheiten 20 Strahlung detektiert wurde.

Es können auch mehrere Ausleseeinheiten 36 vorgesehen sein. Jede Sensoreinheit 20 ist dann mit jeweils einer Ausleseeinheit 36 verbunden. Diese geben die empfangenen Signale dann an eine zentrale Steuerungseinheit weiter.

In einer alternativen Ausführungsform können die Sensoreinheiten 20 auch in Reihe miteinander verbunden sein. Eine der in Reihe miteinander verbundenen Sensoreinheiten 20 ist dann wiederum mit einer Ausleseeinheit 36 verbunden. Die Ausleseeinheit 36 oder eine mit der Ausleseeinheit 36 verbundene Steuereinheit wertet in diesem Fall das Signal der Sensoreinheiten 20 integral aus. Die Position der Strahllage des Laserstrahls 14 in Bezug auf die Sollstrahllage, die Strahlform sowie die Strahlgröße können in diesem Fall nicht bestimmt werden. Es kann jedoch festgestellt werden, ob die Strahllage des Laserstrahls 14 von der Sollstrahllage abweicht. Ist dies der Fall, so kann abhängig davon, ob die an den Sensoreinheiten 20 gemessene Energie, Intensität oder Leistung des Laserstrahls 14 über einem Schwellwert liegt, der Laserstrahl 14 abgeschaltet werden.

Die Reflexionsflächen 28 sind an einem Konzentrator 29 ausgebildet, der als Frästeil, bspw. aus Kupfer gebildet ist. Die abschnittsweise elliptisch geformten Reflexionsflächen 28 sind so bearbeitet, dass sie eine hohe Reflektivität aufweisen. Eine ausreichende Oberflächenrauheit lässt sich durch Verfahren wie bspw. Schlichtfräsen, Polieren, Drahterodieren oder Laserschneiden erreichen, da diese Flächen aufgrund ihrer Elliptizität keine perfekten Spiegelflächen sein müssen.

Der Laserstrahl 14 ist idealerweise in einer Sollstrahllage ausgerichtet. In dieser Strahllage wird der Laserstrahl 14 durch die Blendenöffnung 12 der Strahlblende 10 durchgelassen, ohne dass Anteile des Laserstrahls 14 auf die Strahlblende 10 auftreffen. Die Strahlachse des Laserstrahls 14 in der Sollstrahllage verläuft in einem Winkel von 90° zu einer Ebene, in der die Abdeckeinheit 32 und/oder die Abdeckplatte 33 angeordnet ist. Ist der Laserstrahl 14 fehlausgerichtet, so ist seine Strahlachse zur Strahlachse in der Sollstrahllage versetzt und/oder verläuft in einem Winkel zur Strahlachse des Laserstrahls 14 in der Sollstrahllage. In diesem Fall kann es sein, dass Anteile des Laserstrahls 14 auf die Umlenkeinheit 16 auftreffen und von dieser auf eine oder mehrere der Reflexionseinheiten 18 abgelenkt werden.

Auch wenn der Durchmesser eines Querschnitts des Laserstrahls 14 größer ist als der Durchmesser der Blendenöffnung 12 oder der Laserstrahl 14 eine elliptische Form aufweist, kann es sein, dass Anteile des Laserstrahls 14 auf die Umlenkfläche 16 treffen und von dieser auf eine oder mehrere Reflexionseinheiten 18 abgelenkt werden. Die Reflexionsflächen 28 der Reflexionseinheiten 18 reflektieren den Reflex 21 der abgelenkten Anteile des Laserstrahls 14 auf die jeweiligen Sensoreinheiten 20. Die Sensoreinheiten 20 schließlich detektieren eine Energie, Leistung oder Intensität des Reflexes 21 und übermitteln die delektierten Messwerte an eine oder mehrere Ausleseeinheiten 36.

In Fig. 2 sind die geometrischen Verhältnisse der Strahlblende 10 veranschaulicht. Die Reflexionsflächen 28 erstrecken sich jeweils entlang eines Teilabschnittes einer Umfangslinie einer gedachten Ellipse 11. Ein erster Brennpunkt 31 der jeweiligen Ellipse 11 liegt zwischen der der Ellipse 11 zugeordneten Reflexionsfläche 28 und der Umlenkeinheit 16, ein zweiter Brennpunkt 37 liegt im Mittelpunkt der ringförmig ausgebildeten Blendenöffnung 12. Diejenigen Anteile des Laserstrahls 14, die nicht durch die Blendenöffnung 12 durchgelassen werden, treffen auf die Umlenkeinheit 16 und werden von dieser in einem Winkel von 90° als Reflex 21 auf die Reflexionsflächen 28 abgelenkt. Die Reflexionsflächen 28 konzentrieren den Reflex 21 auf den ersten Brennpunkt 31 der gedachten Ellipse, der mit einem Sensorpunkt 30, in dem die Sensoreinheit 20 angeordnet ist, zusammenfällt. Verlängert man die von der Umlenkeinheit 16 abgelenkten Anteile des Laserstrahls 14 entgegen ihrer Ausbreitungsrichtung, so bilden diese einen virtuellen Schnittpunkt, der mit dem zweiten Brennpunkt 37 der gedachten Ellipse 11 und dem Mittelpunkt der Blendenöffnung 12 zusammenfällt. Es wird also die grundlegende Eigenschaft eines elliptischen Spiegels ausgenutzt, nach der Strahlung, die aus einem der Brennpunkte kommt oder zu kommen scheint, immer auf den anderen Brennpunkt abgebildet wird. Die gedachte Ellipse 11, entlang derer sich die Reflexionsflächen 28 erstrecken, ist so gestaltet, dass die Anteile des Laserstrahls 14, die nicht durch die Blendenöffnung 12 durchgelassen werden und folglich auf die Umlenkeinheit 16 treffen, auf den Sensorpunkt 30 und damit die Sensoreinheit 20 konzentriert werden.

Fig. 3a, b, c und d zeigen die Strahlblende 10 in verschiedenen Einsatzsituationen.

In Fig. 3a und b ist der Laserstrahl jeweils dezentriert ausgerichtet, mit einer Strahlachse, die versetzt zur Sollstrahllage verläuft. In diesem Fall sprechen nur die Sensoreinheiten 20c, d in Fig. 3a bzw. 20a, b in Fig. 3b an, auf die die von der Umlenkeinheit 16 abgelenkten Anteile des Laserstrahls 14 reflektiert werden. Die jeweiligen Sensoreinheiten 20c, d bzw. 20a, b detektieren die Leistung, Energie oder Intensität der auftreffenden Strahlung und geben diese jeweils an die Ausleseeinheit 36 weiter. Es kann so festgestellt werden, welche der Sensoreinheiten 20 a bis f Strahlung detektiert haben. Daraus lässt sich auf die Position der Strahlachse des fehlausgerichteten Laserstrahls 14 in Bezug auf die Sollstrahllage schließen.

Fig. 3c zeigt einen Laserstrahl 14, dessen Querschnitt größer ist als ein Sollstrahlquerschnitt. Wird dieser Laserstrahl 14 durch die Blendenöffnung 12 durchgelassen, sprechen alle Sensoreinheiten 20 a bis f an.

Fig. 3d schließlich zeigt einen Laserstrahl 14, dessen Querschnitt elliptisch geformt ist. Wird dieser Laserstrahl 14 durch die Blendenöffnung 12 durchgelassen, sprechen gegenüberliegende Sensoreinheiten, in dem in Fig 3d gezeigten Fall die Sensoreinheiten 20a und d, an.

In den Fig. 3a bis d ist die Strahlblende 10 aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils ohne die Abdeckeinheit 32 dargestellt.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Strahlblende 10, bei der der Konzentrator 29 aus mehreren Segmenten zusammengesetzt ist. In Fig.4 ist die Umlenkeinheit 16 als intern reflektierendes Ringprisma ausgebildet. Die einzelnen Segmente des Konzentrators 29 sind gegenüber der Blendenöffnung 12 durch Stege 23 abgedichtet, so dass im Fall, dass die Sensoreinheiten 20 beschädigt oder zerstört werden, die im Strahlengang des Laserstrahls 14 angeordneten optischen Elemente nicht beschädigt werden.

Fig. 5 zeigt eine EUV-Lichtquelle 39 mit einem Seedlaser 38, einer Treiberlaservorrichtung 40, einer Vakuum-Kammer 42, einer Strahlführungsvorrichtung 52 und einer Fokussiereinheit 48. Der Laserstrahl 14 wird von dem Seedlaser 38 erzeugt und in der Treiberlaservorrichtung 40 verstärkt. Der verstärkte Laserstrahl 14 wird durch die Strahlführungsvorrichtung 52 zu der Fokussiereinheit 48 geführt, wo er auf den Fokussierbereich 46 fokussiert wird. In den Fokussierbereich 46 kann ein Targetmaterial 47 eingebracht werden, das aufgrund der Bestrahlung mit dem Laserstrahl 14 Strahlung, insbesondere EUV-Strahlung, abgibt. Die Strahlblende 10 ist in Fig. 5 in der Strahlführungsvorrichtung 52 angeordnet. Es versteht sich, dass die Strahlblende 10 ebenso in einem anderen Teil der EUV-Lichtquelle, bspw. zwischen zwei Verstärkern 41a, 41b der Treiberlaservorrichtung 40 oder zwischen dem Seedlaser 38 und Treiberlaservorrichtung 40 angeordnet sein kann.

Detektiert nun während des Betriebs der EUV-Lichtquelle 39 eine oder mehrere der Sensoreinheiten 20 einen Messwert, der oberhalb eines Schwellwertes liegt, so gibt die Ausleseeinheit 36 oder eine mit der Ausleseeinheit 36 verbundene Steuereinheit 44 dem Seedlaser 38, der Treiberlaserlaservorrichtung 40 und/oder der Strahlunterbrechungseinheit 54 das Signal, den Laserstrahl 14 abzuschalten. Die Ausleseeinheit 36 oder die Steuereinheit 44 ist hierzu mit dem Seedlaser 38, der Treiberlaserlaservorrichtung 40 und/oder einer Strahlunterbrechungseinheit 54 signaltechnisch verbunden. Auf diese Weise wird der Strahlengang des Laserstrahls vor den Folgen einer Fehlausrichtung des Laserstrahls 14 geschützt.