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Title:
DEVICE AND METHOD FOR MEASURING THE BEAM ANGLE OF A LIGHT BEAM GUIDED BY A BEAM GUIDING OPTICAL UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/069793
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device and to a method for measuring the beam angle of a light beam guided by a beam guiding optical unit. A device according to the invention comprises a light intensity sensor arrangement (20, 30, 40, 50, 60), a focusing unit (21, 31, 41) for focusing the light beam onto a predetermined location on the light intensity sensor arrangement, and a tracking unit (22, 32, 42), which, in the event of a change in the beam angle present upon entry into the device, tracks a relative position of the intensity center of gravity of the light beam with respect to a predetermined location on the light intensity sensor arrangement. The tracking unit (22, 32, 42) is configured to keep the relative position of the intensity center of gravity of the light beam constant with respect to the predetermined location on the light intensity sensor arrangement (20, 30, 40, 50, 60) to a predetermined maximum deviation, wherein said maximum deviation corresponds to half of the mean beam diameter when impinging on the light intensity sensor arrangement (20, 30, 40, 50, 60).

Inventors:
BAUMER FLORIAN (DE)
MANGER MATTHIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/071811
Publication Date:
April 09, 2020
Filing Date:
August 14, 2019
Export Citation:
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Assignee:
ZEISS CARL SMT GMBH (DE)
BAUMER FLORIAN (DE)
MANGER MATTHIAS (DE)
International Classes:
G02B27/64; H05G2/00
Foreign References:
DE102010050947A12012-05-10
DE102014203141A12015-08-27
DE102018124342A2018-10-02
DE102014203141A12015-08-27
DE102012212354A12014-01-16
Attorney, Agent or Firm:
FRANK, Hartmut (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Strahlwinkelmessung eines von einer Strahlführungsoptik geführten Lichtstrahls, mit

• einer Lichtintensitätssensor-Anordnung (20, 30, 40, 50, 60);

• einer Fokussiereinheit (21 , 31 , 41 ) zum Fokussieren des Licht- strahls auf einen vorgegebenen Ort auf der Lichtintensitätssensor- Anordnung (20, 30, 40, 50, 60); und

• einer Nachführeinheit (22, 32, 42), welche bei Änderung des bei Eintritt in die Vorrichtung vorliegenden Strahlwinkels eine Relativ- position des Intensitätsschwerpunkts des Lichtstrahls in Bezug auf einen vorgegebenen Ort auf der Lichtintensitätssensor-Anordnung (20, 30, 40, 50, 60) nachführt;

• wobei die Nachführeinheit (22, 32, 42) dazu konfiguriert ist, die Relativposition des Intensitätsschwerpunkts des Lichtstrahls in Bezug auf den vorgegebenen Ort auf der Lichtintensitätssensor- Anordnung (20, 30, 40, 50, 60) bis auf eine vorgegebene maximale Abweichung konstant zu halten; und

• wobei diese maximale Abweichung der Hälfte des mittleren Strahl- durchmessers beim Auftreffen auf der Lichtintensitätssensor- Anordnung (20, 30, 40, 50, 60) entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nach- führeinheit (22, 32, 42) wenigstens einen Manipulator zum Manipulieren der Position der Lichtintensitätssensor-Anordnung (20, 30, 40, 50, 60) und/oder der Fokussiereinheit (21 , 31 , 41 ) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens eine Umlenkoptik (43) zum Umlenken des Lichtstrahls vor Auf- treffen auf die Lichtintensitätssensor-Anordnung (40) aufweist, wobei die Nachführeinheit (42) wenigstens einen Manipulator zum Manipulieren des Kippwinkels und/oder der Position dieser Umlenkoptik (43) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtintensitätssensor-Anordnung (20, 30, 40, 50, 60) eine Mehr- zahl von Lichtintensitätssensoren aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorge- gebene Ort auf der Lichtintensitätssensor-Anordnung (20, 30, 40, 50, 60) jeweils an diese Lichtintensitätssensoren angrenzt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass Lichtintensitätssensor-Anordnung (20, 30, 40, 50, 60) ein Quadrantendetektor ist, wobei der vorgegebene Ort auf der Lichtinten- sitätssensor-Anordnung (20, 30, 40, 50, 60) dem Zentrum dieses Quadrantendetektors entspricht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtintensitätssensor-Anordnung (60) eine Strahlaufteilungs- einrichtung (61 ) zum Aufteilen des Lichtstrahls auf die Lichtintensitäts- sensoren aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahl- aufteilungseinrichtung (61 ) wenigstens ein Prisma aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Lichtstrahl ein Laserstrahl, insbesondere ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge im Infrarotbereich, ist.

10. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che zur Überwachung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV- Plasmaquelle.

11. Verfahren zur Strahlwinkelmessung eines von einer Strahlführungsoptik geführten Lichtstrahls, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

- wobei der Lichtstrahl auf einen vorgegebenen Ort einer Lichtintensi- tätssensor-Anordnung (20, 30, 40, 50, 60) fokussiert wird,

- wobei bei Änderung des bei Eintritt in die Vorrichtung vorliegenden

Strahlwinkels eine Relativposition des Intensitätsschwerpunkts des Lichtstrahls in Bezug auf einen vorgegebenen Ort auf der Licht- intensitätssensor-Anordnung (20, 30, 40, 50, 60) aktiv nachgeführt wird, und

- wobei als für die Strahlwinkelbestimmung relevantes Messsignal das zur Nachführung jeweils benötigte Steuersignal herangezogen wird.

Description:
Vorrichtung und Verfahren zur Strahlwinkelmessunq eines von einer

Strahlführunqsoptik geführten Lichtstrahls

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patent- anmeldung DE 10 2018 124 342.1 , angemeldet am 2. Oktober 2018. Der Inhalt dieser DE-Anmeldung wird durch Bezugnahme („incorporation by reference“) mit in den vorliegenden Anmeldungstext aufgenommen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Strahlwinkel- messung eines von einer Strahlführungsoptik geführten Lichtstrahls.

Die Erfindung ist insbesondere bei der Überwachung eines Anregungs- Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle vorteilhaft einsetzbar. Anwendungen der Erfindung sind jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern umfassen insbe- sondere sämtliche Anwendungen, bei denen eine möglichst schnelle Positi- onserfassung und -kontrolle eines Lichtstrahls bzw. Laserstrahls, beispielswei- se bei der Materialbearbeitung oder der Lagebestimmung von Objekten relativ zur Fokuslage einer Abbildungsoptik, gewünscht ist.

Stand der Technik

Bekannte Ansätze zur Strahlwinkelmessung bzw. Erfassung der Ausbreitungs- richtung eines Lichtstrahls umfassen neben kamerabasierten Ansätzen insbe- sondere den Einsatz von Lichtintensitätssensor-Anordnungen in Form kom- merziell erhältlicher Quadrantendetektoren. Fig. 7 zeigt in lediglich schematischer Darstellung einen prinzipiell möglichen Messaufbau. Dabei wird ein hinsichtlich seiner Ausbreitungsrichtung bzw. sei- nes Strahlwinkels zur optischen Systemachse zu vermessender Lichtstrahl über eine Fokussiereinheit 75 auf einen in der bildseitigen Brennebene dieser Fokussiereinheit 75 angeordneten Quadrantendetektor 70 fokussiert. Der Quadrantendetektor 70 ist aus vier Lichtintensitätssensoren 71 -74 zusammen- gesetzt, wobei der gesuchte Strahlwinkel bzw. die Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls aus Verrechnung der mit diesen Lichtintensitätssensoren 71 -74 gemessenen Lichtintensitäten bestimmt wird. Die Anordnung des Quadranten- detektors 70 im Brennweitenabstand der Fokussiereinheit 75 hat dabei den Vorteil, dass das Messsignal insensitiv auf eine Lateralverschiebung des zu messenden Laserstrahls ist und somit tatsächlich nur die Strahlausbreitungs- richtung gemessen wird. Grundsätzlich können mit halbleiterbasierten Detekto- ren, wie sie in Quadrantendetektoren zum Einsatz kommen, Messbandbreiten bis in den GHz-Bereich erreicht werden, wohingegen kamerabasierte Detekto- ren im Infrarotbereich lediglich Messbandbreiten von 1 kHz oder weniger errei- chen.

Wenngleich das vorstehend beschriebene Messprinzip grundsätzlich eine rela- tiv schnelle Winkel- bzw. Positionserfassung des Lichtstrahls etwa im Vergleich zu kamerabasierten Ansätzen ermöglicht, resultiert in der Praxis ein Nachteil des beschriebenen Messprinzips aus dem vergleichsweise kleinen, durch die Spotgröße des Lichtstrahls auf dem Quadrantendetektor begrenzten Messbe- reich. Insbesondere hat die Fokussierung des Lichtstrahls vergleichsweise ge- ringe mittlere Strahldurchmesser bzw. Spotgrößen von größenordnungsmäßig weniger als 100pm auf dem Quadrantendetektor zur Folge, so dass bereits bei vergleichsweise geringen Strahlwinkeländerungen ein Herauswandern des Strahls aus dem Zentrum des Quadrantendetektors eintritt und schließlich kein zur Positionsbestimmung verwertbares Messsignal mehr vorliegt, sobald sich der Spot auf nur noch einem der Lichtintensitätssensoren 71 -74 befindet. Ansätze zur Überwindung des vorstehend beschriebenen Problems im Wege einer beugungsbasierten Aufweitung des Lichtstrahls durch Einsatz einer Aperturblende haben wiederum den Nachteil, dass nur ein vergleichsweise kleiner Anteil des Lichtstrahls (von z.B. 10% der Gesamtleistung) zum eigent- lichen Messsignal beiträgt mit der Folge, dass dieser Anteil gegebenenfalls nicht mehr hinreichend repräsentativ für den gesamten Lichtstrahl ist und das Messsignal stattdessen z.B. durch lokale Wellenfrontneigungen dominiert wird. Ein weiterer Nachteil des Einsatzes einer Aperturblende ist, dass die Anord- nung sensitiv auf eine Lateralverschiebung des Laserstrahls wird, mit anderen Worten also nicht mehr ohne Weiteres unterschieden werden kann, ob eine Spotbewegung auf dem Quadrantendetektor durch eine Änderung der Strahl- ausbreitungsrichtung oder durch eine Änderung der Lateralposition des Laser- strahls hervorgerufen wird.

Zum Stand der Technik wird beispielhaft auf DE 10 2014 203 141 A1 und DE 10 2012 212 354 A1 verwiesen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung sowie ein Verfah- ren zur Strahlwinkelmessung eines von einer Strahlführungsoptik geführten Lichtstrahls bereitzustellen, welche eine möglichst genaue Strahlwinkelmes- sung über einen möglichst großen Messbereich unter Vermeidung der vorste- hend beschriebenen Nachteile ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patent- ansprüche gelöst.

Eine Vorrichtung zur Strahlwinkelmessung weist auf:

- eine Lichtintensitätssensor-Anordnung; - eine Fokussiereinheit zum Fokussieren des Lichtstrahls auf einen vorge- gebenen Ort auf der Lichtintensitätssensor-Anordnung; und

- eine Nachführeinheit, welche bei Änderung des bei Eintritt in die Vorrich- tung vorliegenden Strahlwinkels eine Relativposition des Intensitäts- schwerpunkts des Lichtstrahls in Bezug auf einen vorgegebenen Ort auf der Lichtintensitätssensor-Anordnung nachführt;

- wobei die Nachführeinheit dazu konfiguriert ist, die Relativposition des Intensitätsschwerpunkts des Lichtstrahls in Bezug auf den vorgegebenen Ort auf der Lichtintensitätssensor-Anordnung bis auf eine vorgegebene maximale Abweichung konstant zu halten; und

- wobei diese maximale Abweichung der Hälfte des mittleren Strahldurch- messers beim Auftreffen auf der Lichtintensitätssensor-Anordnung ent- spricht.

Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, bei der Strahlwinkel- messung eines Lichtstrahls im Wege der aktiven Nachführung einer im opti- schen Strahlengang des Lichtstrahls befindlichen Komponente (bei welcher es sich um die Lichtintensitätssensor-Anordnung selbst, die Fokussiereinheit oder auch um eine im Strahlengang befindliche Umlenkoptik handeln kann) den an- zumessenden Lichtstrahl jederzeit im Wesentlichen auf einer vorgegebenen Position der Lichtintensitätssensor-Anordnung zu halten und so Messbereichs- beschränkungen, welche sich aus dem eingangs beschriebenen Problem eines „Herauswanderns“ des Lichtstrahls bzw. Laserspots etwa aus dem Zentrum eines Quadrantendetektors ergeben, zu vermeiden. Dabei kann als für die Strahlwinkelbestimmung letztlich relevantes Messsignal das zur besagten Nachführung bzw. für die „Zentrierung der Spotposition“ jeweils benötigte Steuersignal herangezogen werden.

Aufgrund der vorstehend beschriebenen Nachführung werden bei dem erfin- dungsgemäßen Konzept grundsätzlich mechanisch bedingte Beschränkungen hinsichtlich der Regelbandbreite der Nachführung in Kauf genommen (wobei insoweit eine obere Grenze für die mechanische Nachführung im Bereich von 100Hz bis 1 kHz liegt).

Hierbei macht sich jedoch die Erfindung in vorteilhafter Weise den Umstand zunutze, dass die erfindungsgemäß letztlich zu messenden bzw. in einer Strahlführungseinheit„herauszuregelnden“ Störungen in Position bzw. Strahl- richtung des Lichtstrahls typischerweise einem„l//“-Verhalten“ (a > 1 ) folgen, so dass vergleichsweise kleine Störungen bzw. Amplituden bei relativ hohen Frequenzen auftreten und umgekehrt. Dieser Umstand hat zur Folge, dass zum einen Störeinflüsse großer Amplitude aufgrund der insoweit vergleichs- weise niedrigen Frequenzen über die erfindungsgemäße Nachführmechanik erfasst werden können, und zum anderen für Störeinflüsse hoher Frequenz aufgrund der dann vergleichsweise kleinen Amplituden der (wie eingangs be- schrieben relativ kleine) Messbereich einer Lichtintensitätssensor-Anordnung z.B. in Form eines Quadrantendetektors selbst genutzt werden kann, so dass im Ergebnis der gesamte erforderliche Messbereich über eine hohe Bandbreite (die nur durch die Messbandbreite der eingesetzten Quadrantendetektoren limitiert wird, die z.B. im GHz-Bereich liegen kann) abgedeckt werden kann.

Bei der vorstehend beschriebenen zusätzlichen Nutzung des Messbereichs der Lichtintensitätssensor-Anordnung bzw. des Quadrantendetektors ergibt sich dann das für die Strahlwinkelmessung letztlich relevante Messsignal aus dem zur Nachführung bzw. zur„Zentrierung der Spotposition“ auf der Lichtintensi- tätssensor-Anordnung erforderlichen Steuersignal unter zusätzlicher Berück- sichtigung der (Rest-) Abweichung des Spots auf besagter Lichtintensitäts- sensor-Anordnung bzw. dem Quadrantendetektor vom jeweiligen Zentrum.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Lichtintensitätssensor-Anordnung eine Strahlaufteilungseinrichtung zum Aufteilen des Lichtstrahls auf die Lichtintensitätssensoren auf. Die Strahlaufteilungseinrichtung kann insbeson- dere ein Prisma aufweisen und z.B. in Verbindung mit einem Quadranten- detektor als pyramidenförmiges Prisma ausgestaltet sein. Durch diese Ausgestaltung kann wie im Weiteren noch näher beschrieben dem Umstand Rechnung getragen werden, dass in einer aus einer Mehrzahl von Lichtintensitätssensoren zusammengesetzten Lichtintensitätssensor- Anordnung wie z.B. einem Quadrantendetektor fertigungsbedingt Spalte zwischen den benachbarten Lichtintensitätssensoren verbleiben, wobei die Abmessungen dieser Spalte typischerweise im Bereich von größenordnungs- mäßig (50-100)pm liegen können mit der Folge, dass ohne weitere Maßnah- men ein signifikanter Lichtanteil in besagte Spalte fällt und somit nicht zur Messung beiträgt.

Durch den erfindungsgemäßen Einsatz der o.g. Strahlaufteilungseinrichtung bzw. des Prismas, welches selbst randscharf bearbeitet bzw. poliert werden kann, kann dann erreicht werden, dass die betreffenden Lichtanteile von vor- neherein auf die einzelnen Lichtintensitätssensoren der Lichtintensitätssensor- Anordnung verteilt werden und gar nicht erst auf die Spalte fallen, wobei wie- derum eine laterale Änderung des Auftrefforts des Lichtstrahls auf der Strahl- aufteilungseinrichtung zu einer Änderung der mit den jeweiligen Licht- intensitätssensoren gemessenen Intensitätswerte führt. Bei der vorstehend be- schriebenen Ausgestaltung wird dann als vorgegebener Ort auf der Licht- intensitätssensor-Anordnung, hinsichtlich dessen der Intensitätsschwerpunkt des Lichtstrahls eine im Wesentlichen konstante Relativposition beibehalten soll, z.B. die Pyramidenspitze des pyramidenförmigen Prismas gewählt.

Die Erfindung betrifft weiter die Verwendung einer Vorrichtung mit den vorste- hend beschriebenen Merkmalen zur Überwachung eines Anregungs- Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle.

Weiter betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Strahlwinkelmessung eines von einer Strahlführungsoptik geführten Lichtstrahls, insbesondere mit einer Vorrichtung mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen,

wobei der Lichtstrahl auf einen vorgegebenen Ort einer Lichtintensitäts- sensor-Anordnung fokussiert wird, wobei bei Änderung des bei Eintritt in die Vorrichtung vorliegenden Strahlwinkels eine Relativposition des Intensitätsschwerpunkts des Licht- strahls in Bezug auf einen vorgegebenen Ort auf der Lichtintensitäts- sensor-Anordnung aktiv nachgeführt wird; und

wobei als für die Strahlwinkelbestimmung relevantes Messsignal das zur Nachführung jeweils benötigte Steuersignal herangezogen wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher er- läutert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung des prinzipiellen möglichen

Aufbaus einer Steuerungseinrichtung für einen Lichtstrahl;

Figur 2a-2b schematische Darstellungen zur Erläuterung von Aufbau und

Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Strahlwinkelmessung in einer ersten Ausführungsform;

Figur 3-6 schematische Darstellungen zur Erläuterung weiterer Ausfüh- rungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Figur 7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer her- kömmlichen Vorrichtung zur Strahlwinkelmessung; und

Figur 8 eine schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus einer

EUV-Plasmaquelle. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER

AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt zunächst den prinzipiellen Aufbau einer Steuerungseinrichtung für einen Lichtstrahl, welche beispielsweise zur Überwachung und Steuerung eines Anregungs-Laserstrahls in einer unter Bezugnahme auf Fig. 8 noch be- schriebenen EUV-Plasmaquelle einsetzbar ist.

Gemäß Fig. 1 trifft der hinsichtlich seines Strahlwinkels zu charakterisierende und zu kontrollierende Lichtstrahl von einer Strahlführungseinrichtung 11 zu- nächst auf einen Strahlteiler 12, an welchem ein Messstrahl abgezweigt und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Strahlwinkelmessung zugeführt wird. Für diese Vorrichtung 10 werden im Folgenden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die schematischen Abbildungen von Fig. 2 bis Fig. 6 be- schrieben.

Das von der Vorrichtung 10 gelieferte, für den Strahlwinkel des Lichtstrahls charakteristische Messsignal wird als Regelsignal der Strahlführungsreinrich- tung 11 wieder zugeführt, um auf diese Weise vorhandene Störungen in der Position bzw. dem Strahlwinkel des Lichtstrahls herauszuregeln. Gemäß Fig. 1 trifft der nicht über den Strahlteiler 12 abgezweigte Anteil des Lichtstrahls als Arbeitsstrahl über eine Fokussieroptik 13 auf ein Target 14 (z.B. in Form eines Zinntröpfchens in der EUV-Plasmaquelle von Fig. 8).

Im Weiteren werden mögliche Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Strahlwinkelmessung entsprechend der Vorrichtung 10 von Fig. 1 anhand von Fig. 2 bis Fig. 6 beschrieben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist dabei jeweils analog zur herkömm- lichen Anordnung von Fig. 7 eine Lichtintensitätssensor-Anordnung mit einer Mehrzahl von Lichtintensitätssensoren auf, welche wiederum jeweils, ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre, als Quadrantendetektor (z.B. Vier- Quadranten-Diode) ausgestaltet ist.

Den erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist dabei jeweils gemeinsam, dass die„Spotposition“ bzw. der Intensitätsschwerpunkt des Lichtstrahls auf besagter Lichtintensitätssensor-Anordnung relativ zu einem vorgegebenen Ort auf der Lichtintensitätssensor-Anordnung (insbesondere relativ zum Zentrum des jeweiligen Quadrantendetektors) nachgeführt bzw. im Wesentlichen konstant gehalten wird.

Gemäß Fig. 2a-2b weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in zum herkömm- lichen Aufbau von Fig. 7 analoger Weise eine Lichtintensitätssensor- Anordnung 20 in Form eines Quadrantendetektors auf, welche im Abstand der Brennweite einer Fokussiereinheit 21 angeordnet ist. Mit„22“ ist eine Steuer- einheit bzw. Nachführeinheit bezeichnet, welche im Ausführungsbeispiel von Fig. 2a-2b in Reaktion auf eine Strahlwinkeländerung durch Manipulation der Position der Lichtintensitätssensor-Anordnung 20 (insbesondere deren Ver- schiebung in zur Lichtausbreitungsrichtung lateraler Richtung, d.h. innerhalb der x-y-Ebene im eingezeichneten Koordinatensystem) die Relativposition zwi- schen dem Spot bzw. Auftreffort des Lichtstrahls auf der Lichtintensitätssensor- Anordnung 20 einerseits und deren Zentrum (entsprechend dem„Treffpunkt“ der einzelnen Lichtintensitätssensoren des Quadrantendetektors) bis auf eine maximale Abweichung, welche vorzugsweise der Hälfte des mittleren Strahl- durchmessers beim Auftreffen auf der Lichtintensitätssensor-Anordnung ent- spricht, beibehält.

Auf diese Weise wird ein im herkömmlichen Aufbau von Fig. 7 bereits bei ge- ringen Strahlwinkeländerungen erfolgendes Herauswandern des Spots aus dem Messbereich des Quadrantendetektors vermieden. Des Weiteren kann das für besagte Nachführung nötige Steuersignal der Nachführeinheit 22 als das für die Strahlwinkeländerung charakteristische Messsignal verwendet wer- den. Zusätzlich kann bei der Ermittlung dieses Messsignals auch eine (Rest-) Abweichung des Spots auf der Lichtintensitätssensor-Anordnung 20 bzw. des Quadrantendetektors berücksichtigt werden, da wie bereits vorstehend be- schrieben entsprechende hochfrequente Störungen mit vergleichsweise gerin- ger Amplitude zwar nicht über die Nachführung, aber über den Messbereich des Quadrantendetektors selbst erfasst werden können.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen in schematischer Darstellung weitere mögliche Ausfüh- rungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei im Vergleich zu Fig. 2a-2b analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „10“ bzw.„20“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.

Dabei unterscheidet sich die Ausführungsform von Fig. 3 von der derjenigen aus Fig. 2a-2b dadurch, dass gemäß Fig. 3 über die Nachführeinheit 32 die Position der Fokussiereinheit 31 manipuliert wird, wodurch im Ergebnis eben- falls die Relativposition zwischen Intensitätsschwerpunkt bzw. Spot einerseits und Zentrum der Lichtintensitätssensor-Anordnung 30 bzw. des Quadranten- detektors andererseits im Wesentlichen konstant gehalten werden kann.

Gemäß Fig. 4 weist die Vorrichtung im optischen Strahlengang eine zusätzli- che Umlenkoptik 43 z.B. in Form eines Ablenkspiegels auf, wobei die Nach- führeinheit 42 hier zur Manipulation der Position dieser Umlenkoptik 43 ausge- legt ist.

Zur Realisierung der vorstehend beschriebenen Positionsmanipulationen über die jeweilige Nachführeinheit besonders geeignet sind piezoelektrische Ultra- schallantriebe aufgrund ihrer vergleichsweise geringen mechanischen Abmes- sungen, ihres geringen Gewichts und ihrer vorteilhaften dynamischen Eigen- schaften hinsichtlich erreichbarer Geschwindigkeiten und Beschleunigungen. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, so dass zur Positions- manipulation auch anderweitige Aktoren zur aktiven Nachführung des jeweili- gen Elements (d.h. der Lichtintensitätssensor-Anordnung, der Fokussiereinheit und/oder einer Umlenkeinrichtung) insbesondere in Form von Spindelantrieben oder elektromagnetischen Antrieben mit Linearmotoren, Lorenz-Aktoren etc. verwendet werden können. In weiteren Ausführungsformen der Erfindung wird durch geeignete Ausgestal- tung der Lichtintensitätssensor-Anordnung dem Vorhandensein fertigungsbe- dingter Spalte zwischen den einzelnen Lichtintensitätssensoren und dem Um stand Rechnung getragen, dass ohne weitere Maßnahmen ein signifikanter Anteil des hinsichtlich seines Strahlwinkels zu charakterisierenden Lichtstrahls auf diese Spalte trifft und nicht zum Messsignal beiträgt. Zur Veranschauli- chung dieser Situation dient die schematische Darstellung von Fig. 5, wobei der verbleibende Spaltbereich zwischen den Lichtintensitätssensoren 51 -54 einer Lichtintensitätssensor-Anordnung 50 in Form eines Quadrantendetektors mit„55“ bezeichnet ist. Die typischen Spaltdimensionen können größenord- nungsmäßig im Bereich von (50-100)pm liegen und wie in Fig. 5 angedeutet eine mit der Größe des Spots des Lichtstrahls 56 vergleichbare Größe aufwei- sen.

Zur Überwindung dieses Problems weist eine erfindungsgemäße Lichtinten- sitätssensor-Anordnung 60 in der Ausführungsform von Fig. 6 eine im opti- schen Strahlengang vorgeschaltete Strahlaufteilungseinrichtung 61 auf, welche im konkreten Ausführungsbeispiel als pyramidenförmiges Prisma ausgestaltet ist und einen auftreffenden, als Strahlrohre 65 dargestellten Lichtstrahl auf die einzelnen Lichtintensitätssensoren 62 aufteilt. Da die Kanten des die Strahlauf- teilungseinrichtung 61 ausbildenden Prismas randscharf (typischerweise auf Randschärfen von weniger als 1 pm) poliert werden können, werden demzufol- ge die vorstehend beschriebenen Lichtverluste vermieden und die gesamte Intensität des Lichtstrahls wird bei der erfindungsgemäßen Messung genutzt.

Fig. 8 zeigt als mögliche Anwendung der Erfindung einen herkömmlichen Auf- bau einer Laserplasmaquelle z.B. zur Anwendung in der Lithographie zur Er- zeugung des benötigten EUV-Lichtes einer für den EUV-Bereich (z.B. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13nm oder etwa 7nm) ausgelegten Projektions- belichtungsanlage. Diese EUV-Lichtquelle weist einen (nicht gezeigten) Hochenergielaser z.B. zur Erzeugung von Infrarotstrahlung 81 (z.B. CO2-Laser mit einer Wellenlänge von l~ 10.6mGh) auf, welche über eine Fokussieroptik fokussiert wird, durch eine in einem als Ellipsoid ausgebildeten Kollektorspiegel 82 vorhandene Öffnung 83 hindurchtritt und als Anregungsstrahl auf ein mittels einer Targetquelle 84 er- zeugtes und einer Plasmazündungsposition 85 zugeführtes Targetmaterial 86 (z.B. Zinntröpfchen) gelenkt wird. Die Infrarotstrahlung 81 heizt das in der Plasmazündungsposition 85 befindliche Targetmaterial 86 derart auf, dass die- ses in einen Plasmazustand übergeht und EUV-Strahlung abgibt. Diese EUV- Strahlung wird über den Kollektorspiegel 82 auf einen Zwischenfokus IF (= “Intermediate Focus“) fokussiert und tritt durch diesen in eine nachfolgende Be- leuchtungseinrichtung, deren Umrandung 87 lediglich angedeutet ist und die für den Lichteintritt eine freie Öffnung 88 aufweist, ein.

Von wesentlicher Bedeutung für die in einer EUV-Lichtquelle bzw. Laserplas- maquelle erzielbare Dosisstabilität bzw. zeitliche Stabilität der EUV-Abstrahl- charakteristik und die realisierbare EUV-Lichtausbeute ist dabei, dass die mit zunehmendem Lichtbedarf sehr schnell (z.B. mit einer Injektionsrate im Bereich von 100kHz bzw. in einem zeitlichen Abstand von z.B. 10ps) in die Laserplas- maquelle„einfliegenden“ Zinntröpfchen individuell hochgenau (z.B. mit einer Genauigkeit unterhalb von 1 pm) und reproduzierbar von dem das Tröpfchen zerstäubenden Laserstrahl getroffen werden. Dies erfordert im o.g. Aufbau wiederum eine hochgenaue Einstellung der Tröpfchenposition sowie eine hochgenaue Nachführung der z.B. vom CO2-Laser erzeugten Infrarotstrahlung 83. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit zur Überwachung bzw. Strahlwinkelmessung des entsprechenden durch den CO2-Laser erzeugten An- regungsstrahls in dem bereits anhand von Fig. 1 beschriebenen Aufbau ge- nutzt werden.

Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alterna- tive Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsfor- men von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalen- te beschränkt ist.