Die vorliegende Erfindung betrifft eine Treiberlaseranordnung für eine EUV- Strahlungserzeugungsvorrichtung, die eine Strahlguelle zur Erzeugung von gepulster

Laserstrahlung mit einer Laserfreguenz sowie eine Verstärkeranordnung mit mindestens einem optischen Verstärker zur Verstärkung der gepulsten

Laserstrahlung aufweist. Die Erfindung betrifft auch eine EUV-

Strahlungserzeugungsvorrichtung mit einer solchen Treiberlaseranordnung sowie ein Verfahren zum Verstärken von gepulster Laserstrahlung in einer

Treiberlaseranordnung für eine EUV-Strahlungserzeugungsvorrichtung. Eine Treiberlaseranordnung für eine EUV-Lichtquelle ist beispielsweise aus der US 2009/0095925 A1 bekannt geworden. Die dort beschriebene Treiberlaseranordnung weist eine Strahlquelle zur Erzeugung von gepulster Laserstrahlung und einen oder mehrere optische Verstärker zur Verstärkung der gepulsten Laserstrahlung auf. Die Strahlquelle der Treiberlaseranordnung dient zur Erzeugung von so genannten

Seed-Pulsen, die in dem bzw. in den optischen Verstärkern auf hohe Laserleistungen von mehreren kW, ggf. von 10 kW oder darüber verstärkt werden. Die von der Treiberlaseranordnung verstärkte Laserstrahlung wird über eine

Strahlführungseinrichtung einer Fokussiereinrichtung zugeführt, welche die

Laserstrahlung bzw. den Laserstrahl in einem Zielbereich fokussiert. In dem

Zielbereich wird ein Target-Material bereitgestellt, welches bei der Bestrahlung mit dem Laserstrahl in einen Plasma-Zustand übergeht und hierbei EUV-Strahlung emittiert. Bei der weiter oben beschriebenen Treiberlaseranordnung wird typischer Weise von der Strahlquelle ein Vor-Puls und zeitlich kurz aufeinander folgend ein Haupt-Puls erzeugt und auf den Zielbereich mit dem Target-Material fokussiert. Der Vor-Puls soll dazu dienen, das Target-Material zu beeinflussen, beispielsweise dieses

aufzuheizen, zu expandieren, zu vaporisieren, zu ionisieren und/oder um ein schwaches oder ggf. ein starkes Plasma zu erzeugen. Der Haupt-Puls soll dazu dienen, den Hauptteil des von dem Vor-Puls beeinflussten Materials in den

Plasmazustand überzuführen und hierbei EUV-Strahlung zu erzeugen. Der Vor-Puls weist typischer Weise eine deutlich geringere Laserleistung als der Haupt-Puls auf. Bei der Treiberlaseranordnung der US 2009/0095925 A1 wird für den Vor-Puls und den Haupt-Puls dieselbe Laserwellenlänge verwendet. Es ist aber auch möglich, für den Vor-Puls und den Haupt-Puls unterschiedliche Wellenlängen zu verwenden, wie dies in der WO 2011/162903 A1 beschrieben ist, in der ein Seed-Laser zur

Erzeugung des Vor-Pulses und ein weiterer Seed-Laser mit anderer Wellenlänge zur Erzeugung des Haupt-Pulses verwendet wird, die mittels eines Strahlkombinierers kombiniert werden, um entlang eines gemeinsamen Strahlwegs einen oder mehrere Verstärker sowie die auf die Treiberlaseranordnung folgende

Strahlführungseinrichtung zu durchlaufen. Bei der oben beschriebenen Treiberlaseranordnung kann eine Reflexion der verstärkten Laserstrahlung beispielsweise an dem Target-Material erfolgen, das z.B. in Form von Zinn-Tröpfchen vorliegen kann. Der an einem solchen Tröpfchen erzeugte Rückreflex läuft in den bzw. in die optischen Verstärker zurück und durchläuft das dort vorhandene Verstärkungsmedium, so dass auch der Rückreflex in dem bzw. in den optischen Verstärkern verstärkt wird. Auch ein schwacher

Rückreflex ist ggf. ausreichend, um nach der Verstärkung in dem

Verstärkungsmedium des optischen Verstärkers eine Leistung zu erzeugen, die optische oder ggf. mechanische Komponenten in dem optischen Verstärker oder im Strahlengang vor dem optischen Verstärker beschädigen kann.

Zur Unterdrückung von rückreflektierter Laserstrahlung ist es bekannt, so genannte optische Isolatoren einzusetzen, die nur in einer Richtung Laserstrahlung

durchlassen und die aufgrund dieser Eigenschaft auch als optische Dioden bezeichnet werden. Derartige optische Isolatoren können beispielsweise zwischen einer Strahlquelle und einem optischen Verstärker oder auch zwischen zwei optischen Verstärkern angeordnet werden. Beispielsweise ist es aus der DE 41 27 407 A1 bekannt, jeweils eine optische Diode zwischen einem Injection-Seeding- Laser und einem Resonator sowie zwischen einem Resonator und einem Verstärker anzubringen.

Bei der oben beschriebenen Treiberlaseranordnung können bei der Verstärkung hohe Laserleistungen von 500 W und darüber, von 1 kW und darüber und sogar von 10 kW und mehr erzeugt werden. Bei derart hohen Laserleistungen besteht das Problem, dass die bei herkömmlichen optischen Isolatoren verwendeten optischen Bauteile ggf. starke thermisch bedingte Aberrationen, insbesondere Astigmatismus, hervorrufen und zudem ggf. durch die Laserstrahlung beschädigt werden können. Zudem besteht das Problem, dass optische Isolatoren in der Regel Laserstrahlung, die in die unerwünschte Richtung propagiert, nicht zu 100% unterdrücken können, so dass bei hohen Laserleistungen trotz der Verwendung von optischen Isolatoren der nicht unterdrückte Leistungsanteil so groß ist, dass ggf. trotz der Verwendung eines optischen Isolators zurücklaufende Laserstrahlung erzeugt wird. Erschwerend kommt bei der vorliegenden Anwendung hinzu, dass optische Dioden, welche auf dem Prinzip des Polarisators bzw. Phasenschiebers basieren, bauartbedingt nur

Laserstrahlung mit einem bestimmten Phasensprung bzw. mit einer bestimmten Phasenverschiebung (bspw. 180°) unterdrücken können. Der Wert für diesen

Phasensprung bzw. für diese Phasenverschiebung wird ggf. bei der Reflexion an einem Tröpfchen nicht eingehalten, so dass die an dem Tröpfchen reflektierte Laserstrahlung auch aus diesem Grund von der optischen Diode nicht vollständig unterdrückt werden kann. Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Treiberlaseranordnung für eine EUV- Strahlungserzeugungsvorrichtung, eine EUV-Strahlungserzeugungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Verstärken von Laserstrahlung bereitzustellen, bei denen zurücklaufende Laserstrahlung wirksam unterdrückt wird.

Gegenstand der Erfindung

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Treiberlaseranordnung der eingangs genannten Art, welche mindestens eine Frequenzverschiebungseinrichtung zur

Erzeugung einer Frequenzverschiebung der Laserfrequenz der Laserstrahlung relativ zu einer Maximums-Frequenz einer frequenzabhängigen Verstärkung des

mindestens einen optischen Verstärkers sowie eine Steuereinrichtung aufweist, die ausgebildet bzw. programmiert ist, die Frequenzverschiebung derart einzustellen, dass die frequenzabhängige Verstärkung des optischen Verstärkers für die

Laserstrahlung, genauer gesagt für die Leistung der Laserstrahlung, auf weniger als 90 %, bevorzugt auf weniger als 70 %, besonders bevorzugt auf weniger als 50 % einer maximalen Verstärkung des optischen Verstärkers reduziert ist. Sind in der Treiberlaseranordnung mehrere optische Verstärker in Reihe geschaltet, wird die Verstärkung an mindestens einem der optischen Verstärker auf weniger als 90 %, weniger als 70 % oder weniger als 50 % der maximalen Verstärkung des optischen Verstärkers reduziert. Unter dem Begriff„Verstärkung" eines optischen Verstärkers wird im Sinne dieser Anmeldung die so genannte Kleinsignalverstärkung, genauer gesagt der

Verstärkungskoeffizient der Kleinsignalverstärkung, verstanden. Bei der

Kleinsignalverstärkung werden keine Sättigungseffekte berücksichtigt. Optische Verstärker weisen eine frequenzabhängige Kleinsignalverstärkung bzw. ein frequenzabhängiges Verstärkungsprofil auf, das beispielsweise bei einem CO ₂ - Gaslaser bzw. Verstärker im Wesentlichen einem Lorentz-Profil entsprechen kann. Das Verstärkungsprofil weist bei einer Maximums-Frequenz fM ein Maximum V AX der (Kleinsignal-)Verstärkung auf. Für die (nicht normierte) maximale Verstärkung VMAX, d.h. für den Verstärkungskoeffizienten der Kleinsignalverstärkung, gilt gemäß der Lasertheorie folgendes:

VMAX = c ² / (8 π f _M ² ΔΒ) (N ₂ - N1) 1/τ _8ρ , wobei ΔΒ die Halbwertsbreite bzw. die Verstärkerbandbreite des

frequenzabhängigen Verstärkerprofils, N ₂ bzw. N ₁ die Besetzungsdichte des oberen bzw. unteren Energieniveaus und T _sp die mittlere Lebensdauer im oberen

Energieniveau bezeichnen. Die (Kleinsignal-)Verstärkung VMAX hat die Einheit 1/Länge, z.B. cm ^"1 . Die Intensität l(x) der in den Verstärker mit der Frequenz f und der Intensität lo eintretenden Laserstrahlung entlang der Verstärkerstrecke x ergibt sich gemäß der Formel l(x) = lo exp(V _MA x x), wenn die Sättigung nicht berücksichtigt wird.

Optische Verstärker sollen grundsätzlich die eintretende Laserstrahlung mit der maximal möglichen Verstärkung verstärken. Daher stimmt die Laserfrequenz der in den optischen Verstärker eingestrahlten Laserstrahlung in der Regel mit der

Maximums-Frequenz f _M des optischen Verstärkers überein. Bei der hier

beschriebenen Verwendung eines oder mehrerer optischer Verstärker in einer Treiberlaseranordnung hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Verstärkung für die Laserstrahlung gegenüber der maximal möglichen Verstärkung zumindest für einen ersten Puls, den so genannten Vor-Puls, reduziert ist. Der Vor-Puls und der auf diesen folgende Haupt-Puls werden in kurzer zeitlicher Abfolge nacheinander auf das Target-Material eingestrahlt. Die beiden Pulse durchlaufen mindestens einen optischen Verstärker kollinear, aber leicht zeitversetzt. Der Vor-Puls soll gegenüber dem Haupt-Puls eine geringere Leistung aufweisen. Um die Laserleistung des ersten Pulses zu drosseln, wird bei bekannten Lösungen bei der Erzeugung des Vor-Pulses die Laserleistung der Strahlquelle reduziert.

An Stelle der Drosselung der Laserleistung des ersten Pulses vor dem Erreichen des mindestens einen optischen Verstärkers wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Drosselung der Leistung des ersten Pulses in dem bzw. in den optischen Verstärkern zu erzeugen. Dies ist günstig, da wie weiter oben dargestellt wurde, ein Teil der Laserstrahlung des ersten Pulses an dem Target-Material in den Strahlengang zurück reflektiert wird, der den oder die optische(n) Verstärker durchläuft, ggf. auf eine zerstörerische Leistung verstärkt wird und in die Strahlquelle rückgekoppelt wird. Der Rückreflex bzw. der rückreflektierte Anteil der Laserstrahlung des ersten Pulses wird in den optischen Verstärkern mit der momentan verfügbaren Verstärkung verstärkt. Die Verstärkung der zurück laufenden Laserstrahlung ist insbesondere beim Vor-Puls problematisch, sofern die in den optischen Verstärker eingekoppelte Laserleistung der Strahlquelle reduziert wird, wie dies bei den bekannten Lösungen der Fall ist. Aufgrund der geringen Leistung der eingekoppelten Laserstrahlung ist in diesem Fall in dem Verstärkermedium noch sehr viel„Leistung" bzw. eine hohe Besetzungsinversion vorhanden, die der Rückreflex des Vor-Pulses beim

Zurücklaufen durch die optischen Verstärker nutzt und eine deutliche Verstärkung erfährt.

Der Haupt-Puls durchläuft den bzw. die optischen Verstärker erst nach dem

Rückreflex des Vor-Pulses. Bei der Verstärkung des Haupt-Pulses wird ein Großteil der in dem bzw. in den optischen Verstärker(n) verfügbaren Leistung genutzt, so dass der Rückreflex des Haupt-Pulses in den optischen Verstärkern nur eine vergleichsweise geringe Verstärkung erfährt. Durch die Reduzierung der Verstärkung des ersten Pulses in dem bzw. in den optische(n) Verstärker(n) wird auch die Verstärkung des am Target-Material zurück reflektierten Teils des ersten Pulses in entsprechendem Maße reduziert, so dass die Leistung des zurück reflektierten Teils des ersten Pulses beim Zurücklaufen durch die Verstärkeranordnung geringer ist. Aufgrund der reduzierten Laserleistung des Rückreflexes können ggf. im Strahlengang zwischen den optischen Verstärkern oder im Strahlengang vor dem (ersten) optischen Verstärker eine oder mehrere optische Dioden angeordnet werden, um den zurück reflektierten Anteil der Laserstrahlung zu unterdrücken. Die Verwendung optischer Dioden zur Unterdrückung der von dem Target-Material zurück reflektierten Laserstrahlung ist ansonsten ggf. problematisch, da optische Dioden zerstörungsanfällig sind und nur für geringe Laserleistungen zur Verfügung stehen. Bei einer Ausführungsform ist die Strahlquelle zur Erzeugung eines ersten Pulses und eines zweiten, zeitlich auf den ersten folgenden Pulses der gepulsten

Laserstrahlung ausgebildet und die Steuereinrichtung ist ausgebildet, die

Verstärkung des optischen Verstärkers für den ersten Puls auf weniger als 90 %, bevorzugt auf weniger als 70 %, besonders bevorzugt auf weniger als 50 % der maximalen (Kleinsignal-)Verstärkung des optischen Verstärkers für den ersten Puls zu reduzieren. Wie weiter oben beschrieben wurde, sollte am Ende der Verstärkung der erste Puls eine geringere Energie aufweisen als der zweite Puls. Aufgrund der Problematik des Rückreflexes ist es günstig, wenn die geringere Leistung bzw.

Energie des ersten Pulses durch die Reduzierung der Verstärkung des ersten Pulses in dem mindestens einen optischen Verstärker vorgenommen wird. Die Reduzierung der Verstärkung kann in einem einzigen optischen Verstärker der

Verstärkeranordnung vorgenommen werden, es ist aber ggf. günstiger, wenn eine Reduzierung der Verstärkung in zwei oder mehr optischen Verstärkern der

Verstärkeranordnung vorgenommen wird. Aufgrund der verminderten Verstärkung des Rückreflexes hat es sich als günstig erwiesen, die Reduzierung der

Laserleistung des verstärkten ersten Pulses gegenüber der Laserleistung des verstärkten zweiten Pulses durch die Reduzierung der optischen Verstärkung der Verstärkeranordnung für den ersten Puls vorzunehmen. Die Steuereinrichtung bzw. die Treiberlaseranordnung kann ausgebildet sein, den zweiten Puls mit der maximalen Verstärkung zu verstärken, d.h. die Laserfrequenz des zweiten Pulses stimmt typischer Weise mit der Maximums-Frequenz des optischen Verstärkers bzw. der optischen Verstärker überein. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Frequenzverschiebungseinrichtung mindestens einen akustooptischen Modulator auf. Ein akustooptischer Modulator, auch Bragg-Zelle genannt, ermöglicht es auf einfache Weise, die Frequenz eines Laserstrahls zu verschieben. Zu diesem Zweck wird in einem transparenten

Festkörper typischer Weise mit Hilfe von Schallwellen ein Gitter erzeugt, an dem der Lichtstrahl gebeugt und aufgrund der Bewegung der das Gitter bildenden

Schallwellen in seiner Frequenz verändert wird. Die Frequenzverschiebung der Laserstrahlung entspricht typischer Weise der Modulationsfrequenz bzw. der Anregungsfrequenz der Schallwellen bzw. ist zu dieser proportional.

Bei einer Weiterbildung ist der akustooptische Modulator zum Betrieb mit einer Modulationsfrequenz von mindestens 40 MHz, bevorzugt von mindestens 80 MHz, ausgebildet. Wie weiter oben beschrieben wurde, entspricht die Modulationsfrequenz typischer Weise der Frequenzverschiebung der Laserstrahlung (bei einer Beugung in die +/-1. Beugungsordnung). Aufgrund des vergleichsweise breiten Spektrums der Verstärkung des optischen Verstärkers ist es günstig, wenn die

Frequenzverschiebung und damit die Modulationsfrequenz des akustooptischen Modulators möglichst groß sind. Sind in der Verstärkeranordnung mehrere optische Verstärker vorhanden, kann in den zwei oder mehr optischen Verstärkern jeweils ein akustooptischer Modulator vorhanden sein, welcher eine Frequenzverschiebung erzeugt. Die akustooptischen Modulatoren können in diesem Fall so ausgebildet bzw. angeordnet sein, dass diese eine Frequenzverschiebung in die gleiche

Richtung bewirken, d.h. dass sich die Frequenzverschiebungen der einzelnen akustooptischen Modulatoren addieren. Allerdings ist eine solche Anordnung ggf. aufgrund der hohen Laserleistungen am Ausgang der Verstärkeranordnung problematisch. Es ist auch möglich, einen, zwei oder mehr optische Modulatoren im Strahlweg vor dem ersten optischen Verstärker anzuordnen. Sofern die Strahlquelle eine erste Laserquelle zur Erzeugung des Vor-Pulses und eine zweite Laserquelle zur Erzeugung des Haupt-Pulses aufweist, deren Strahlwege von dem bzw. den optischen Verstärker(n) zusammengeführt werden, kann der mindestens eine akustooptische Modulator insbesondere im Strahlweg der ersten Laserquelle angeordnet sein. Bei einer weiteren Weiterbildung ist der akustooptische Modulator zur Beugung der Laserstrahlung in mindestens die zweite Beugungsordnung ausgebildet, d.h. die einfallende Laserstrahlung wird in die (+2. oder -2.) zweite Beugungsordnung gebeugt. Auf diese Weise kann bei gegebener Modulationsfrequenz die

Frequenzverschiebung erhöht werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Strahlquelle eine

Frequenzverschiebungseinrichtung auf. In diesem Fall handelt es um eine

Strahlquelle, deren Laserwellenlänge bzw. Laserfrequenz durchstimmbar oder umschaltbar ist. Die Steuereinrichtung steuert die Frequenzverschiebungseinrichtung an, um eine Frequenzverschiebung zwischen der Laserfrequenz und der Maximums- Frequenz des ersten Pulses zu bewirken, um auf diese Weise die Leistung des ersten Pulses zu reduzieren. Nach dem Erzeugen des ersten Pulses verändert die Steuereinrichtung mit Hilfe der Frequenzverschiebungseinrichtung die

Laserfrequenz, so dass die Strahlquelle einen zweiten Puls mit einer Laserfrequenz erzeugt, die typischer Weise mit der Maximums-Frequenz des optischen Verstärkers übereinstimmt.

Als Frequenzverschiebungseinrichtung zur Durchstimmung der Laserwellenlänge der Strahlquelle kann beispielsweise ein optisch parametrischer Oszillator dienen, in dem eine Frequenzkonversion von Laserstrahlung erfolgt, die beispielsweise von einem Festkörperlaser erzeugt wird. Alternativ ist es auch möglich, in der Strahlquelle die Laserstrahlung mit zwei unterschiedlichen Laserfrequenzen bzw. Laserwellenlängen zu erzeugen. Beispielsweise kann eine CO ₂ -Laserquelle zur Erzeugung des Haupt- Pulses bei einer Laserwellenlänge von 10,6 μιτι dienen und ggf. kann zur Erzeugung des Vor-Pulses eine anderen Linie im Absorptionsspektrum des CO ₂ -Lasergases verwendet werden, beispielsweise eine Linie, die eine Wellenlänge im Bereich zwischen 10,1 pm und 10,35 m liegt. Auch können ggf. in der Strahlquelle zwei Laserquellen vorgesehen sein, die Laserstrahlung bei unterschiedlichen

Laserwellenlängen erzeugen, beispielsweise eine erste CO2-Laserquelle mit einer Wellenlänge von 10,6 pm und eine zweite CO2-Laserquelle mit einer Wellenlänge im angegebenen Bereich zwischen 10,1 pm und 10,35 pm. In diesem Fall kann die Frequenzverschiebungseinrichtung eine Umschalteinrichtung sein, welche zur Erzeugung des Vor-Pulses oder des Haupt-Pulses die Anregung von

unterschiedlichen Laserlinien im Absorptionsspektrum bewirkt bzw. zur Erzeugung des Vor-Pulses und des Haupt-Pulses zwischen zwei unterschiedlichen Laserquellen (mit fester Laserfrequenz) umschaltet, von denen eine, deren Laserfrequenz nicht mit der Maximums-Frequenz übereinstimmt, als Frequenzverschiebungseinrichtung dient. Insbesondere können bei der Verwendung von zwei Laserquellen die

Frequenzverschiebungseinrichtungen beispielsweise in Form der akustooptischen Modulatoren im Strahlengang derjenigen Laserquelle angeordnet sein, welche den Vor-Puls erzeugt, so dass die Laserfrequenz der Laserstrahlung, welche von der den Haupt-Puls erzeugenden Laserquelle emittiert wird, keine Frequenzverschiebung erfährt.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist der optische Verstärker eine (Kleinsignal- Verstärkung mit einer Verstärkerbandbreite von 400 MHz oder darüber für die

Laserstrahlung auf. Unter der Kleinsignalverstärkerbandbreite wird diejenige

Bandbreite verstanden, in der die maximale (Leistungs-)Verstärkung des optischen Verstärkers auf 50 % abgefallen ist („füll width half maximum"). Dient der optische Verstärker zur Verstärkung von Laserstrahlung einer Laserquelle, die als C0 ₂ -Laser ausgebildet ist, kann dieser beispielsweise CO ₂ als Lasergas umfassen. Die

Verstärkerbandbreite des optischen Verstärkers ist abhängig von der Temperatur, vom Druck und von der Zusammensetzung des Lasergases. Für die vorliegende Anwendung kann davon ausgegangen werden, dass diese Parameter bekannt sind. Die Bandbreite der Laserstrahlung, die von einer Strahlquelle wie beispielsweise einem C0 ₂ -Laser emittiert wird, weist eine deutlich kleinere Band- bzw. Linienbreite auf, die durch den Laserresonator vorgegeben ist, so dass durch eine

Frequenzverschiebung einer Reduzierung der Verstärkung erzeugt werden kann.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine EUV-

Strahlungserzeugungsvorrichtung, umfassend: eine Treiberlaseranordnung wie oben beschrieben, eine Vakuum-Kammer, in der ein Target-Material an einer Zielposition anordenbar ist, sowie eine Strahlführungseinrichtung zur Führung der gepulsten Laserstrahlung von der Treiberlasereinrichtung in Richtung auf die Zielposition. Wie weiter oben beschrieben wurde, wird typischer Weise ein Vor-Puls mit geringerer Laserleistung und zeitlich kurz danach ein Haupt-Puls mit größerer Laserleistung zum Target-Material beispielsweise in Form von Zinn-Tröpfchen geführt, um dieses in einen Plasma-Zustand überzuführen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Verstärken von gepulster

Laserstrahlung in einer Treiberlaseranordnung für eine EUV- Strahlungserzeugungsvorrichtung, umfassend: Verstärken der gepulsten

Laserstrahlung in mindestens einem optischen Verstärker, wobei beim Verstärken der Laserstrahlung eine Frequenzverschiebung einer Laserfrequenz der

Laserstrahlung gegenüber einer Maximums-Frequenz einer frequenzabhängigen Verstärkung des optischen Verstärkers erzeugt wird, so dass die Kleinsignal- Verstärkung des optischen Verstärkers für die Laserstrahlung auf weniger als 90 %, bevorzugt auf weniger als 70 %, besonders bevorzugt auf weniger als 50 % einer maximalen Verstärkung des optischen Verstärkers reduziert wird. Bei dem Verfahren wird die Laserfrequenz gegenüber der Maximums-Frequenz des optischen

Verstärkers so weit verschoben, dass die der verschobenen Frequenz zugeordnete Verstärkung des optischen Verstärkers auf weniger als 90% bzw. auf weniger als 70 % oder ggf. auf weniger als 50 % der maximalen Verstärkung des optischen

Verstärkers abfällt.

Bei einer Variante des Verfahrens umfasst die gepulste Laserstrahlung einen ersten Puls und einen zweiten, zeitlich auf den ersten folgenden Puls, wobei die

Verstärkung des ersten Pulses durch den optischen Verstärker bei weniger als 90 %, bevorzugt bei weniger als 70 %, besonders bevorzugt bei weniger als 50 % der maximalen Verstärkung des optischen Verstärkers liegt. Wie weiter oben dargestellt wurde, ist es aufgrund des Rückreflexes günstig, die reduzierte Leistung des VorPulses durch eine Reduzierung der Verstärkung des Vor-Pulses in der

Verstärkeranordnung zu erzeugen. Der zweite Puls kann hingegen mit der maximalen Verstärkung des bzw. der optischen Verstärker verstärkt werden, d.h. die Laserfrequenz des zweiten Pulses stimmt typischer Weise mit der Maximums- Frequenz des bzw. der optischen Verstärker überein.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, welches Codemittel aufweist, die zur Durchführung aller Schritte des oben beschriebenen Verfahrens angepasst sind, wenn das Computerprogramm auf einer Datenverarbeitungsanlage abläuft. Bei der Datenverarbeitungsanlage kann es sich beispielsweise um die weiter oben beschriebene Steuereinrichtung handeln, welche in geeigneter Weise auf die Frequenzverschiebungseinrichtung einwirkt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der

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

Es zeigen:

Fig. 1 a-c schematische Darstellungen von drei Ausführungsbeispielen einer EUV-

Strahlungserzeugungsvorrichtung mit einer Treiberlaseranordnung, welche eine Verstärkeranordnung mit drei optischen Verstärkern sowie eine Frequenzverschiebungseinrichtung umfasst,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines akustooptischen Modulators, der in die Treiberlaseranordnung von Fig. 1 a integriert ist, um die Frequenz der gepulsten Laserstrahlung zu verändern, und

Fig. 3 eine Darstellung der frequenzabhängigen Kleinsignal-Verstärkung

der optischen Verstärker von Fig. 1 a-c.

In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw.

funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.

Fig. 1a zeigt stark schematisch eine EUV-Strahlungserzeugungsvorrichtung 1 , welche eine Strahlqueile 2, eine Verstärkeranordnung 3 mit drei optischen

Verstärkern 4a, 4b, 4c bzw. Verstärkerstufen, eine nicht näher dargestellte Strahlführungseinrichtung 5 sowie eine Fokussierlinse 6 aufweist. Die Fokussierlinse

6 dient dazu, von der Strahlquelle 2 erzeugte und von der Verstärkeranordnung 3 verstärkte Laserstrahlung 7 (in Form eines gepulsten Laserstrahls) an einem

Zielbereich bzw. einer Zielposition T zu fokussieren, an dem ein Target-Material 8 eingebracht ist. Das Target-Material 8 geht bei der Bestrahlung mit dem Laserstrahl

7 in einen Plasma-Zustand über und emittiert hierbei EUV-Strahlung, die mittels eines Kollektorspiegels 9 fokussiert wird.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel weist der Kollektorspiegel 9 eine Öffnung zum Durchtritt des Laserstrahls 7 auf und die Fokussierlinse 6 trennt eine Vakuum- Kammer 10, in welcher das Target-Material 8 angeordnet ist, von der

Strahlführungseinrichtung 5. Die Strahlquelle 2 weist im gezeigten Beispiel einen C0 ₂ -Laser auf, um in kurzer zeitlicher Folge einen ersten Puls a (Vor-Puls) und einen zweiten Puls 11b (Haupt-Puls) zu erzeugen, die gemeinsam in der

Verstärkeranordnung 3 verstärkt und auf das Target-Material 8 bzw. in den Bereich der Zielposition T fokussiert werden. Die Strahlquelle 2 bildet gemeinsam mit der Verstärkeranordnung 3 eine Treiberlaseranordnung 12 der EUV- Strahlungserzeugungsvorrichtung 1. Die Wellenlänge A _L der Laserstrahlung 7, die von der Strahlquelle 2 erzeugt wird, ist konstant und liegt im gezeigten Beispiel einer Strahlquelle 2 in Form eines C0 ₂ - Lasers bei ca. 10,6 pm. Zwischen der Wellenlänge λι_ der Laserstrahlung 7 und der Frequenz _. der Laserstrahlung 7 gilt die bekannte Beziehung: f = c / λ, wobei f die Frequenz, λ die Wellenlänge und c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum bezeichnet. Die Laserwellenlänge A _L von 10,6 pm entspricht einer Laserfrequenz f _L von ca. 21 THz. Wie in Fig. 1a anhand der Pulshöhen zu erkennen ist, werden die beiden Pulse 11a, 11 b von der Strahlquelle 2 mit gleicher Leistung erzeugt und in den drei optischen Verstärkern 4a-c der Verstärkeranordnung 3 unterschiedlich stark verstärkt, so dass der verstärkte erste Puls 11a am Ausgang der

Verstärkeranordnung 3 eine geringere Laserleistung aufweist als der verstärkte zweite Puls 11 b. Die Verstärkung der Verstärkeranordnung 3 für den ersten Puls 11a kann beispielsweise bei weniger als 90 %, bevorzugt bei weniger als 70 % der Verstärkung der Verstärkeranordnung 3 für den zweiten Puls 11 b liegen. Dies ist vorteilhaft, da der erste Puls 1 a mit einer geringeren Leistung auf das Target- Material 8 treffen soll als der zweite Puls 1 1 b.

Die unterschiedliche Verstärkung der beiden Pulse 1 1 a, 1 1 b in der

Verstärkeranordnung 3 wird dadurch erreicht, dass die Verstärkung des ersten Pulses 1 a eines jeweiligen optischen Verstärkers 4a-c gegenüber der Verstärkung des zweiten Pulses 1 1 b eines jeweiligen optischen Verstärkers 4a-c reduziert wird. Um dies zu erreichen, ist bei dem gezeigten Beispiel in jedem der drei optischen Verstärker 4a-c eine Frequenzverschiebungseinrichtung in Form eines

akustooptischen Modulators 13a-c angeordnet, dessen Funktionsweise nachfolgend anhand von Fig. 2 und von Fig. 3 beschrieben wird.

Fig. 2 zeigt einen akustooptischen Modulator 13, der einen Ultraschallsender 5, einen Ultraschall-Absorber 16 und einen zwischen den beiden angeordneten für die Laserwellenlänge K _L transparenten Festkörperkristall 18 beispielsweise aus Ge aufweist. Der Ultraschallsender 15 erzeugt eine Schallwelle, die in dem

Festkörperkristall 18 eine periodische Änderung der Dichte und damit eine periodische Modulation des Brechungsindex bewirkt, d.h. die Schallwelle wirkt wie ein Gitter 17. Konstruktive Interferenz tritt an dem Gitter 17 unter den Bragg-Winkeln 9 _m auf, für die gilt: sin (9 _m ) = m λι_ / 2 Λ; wobei Λ die Gitterperiode des durch die Ultraschallwelle gebildeten Gitters 17 bzw. die Wellenlänge der Ultraschallwelle und m = 2, -1 , 0, +1 , + 2, ... die

Beugungsordnung bezeichnet, wobei in Fig. 3 beispielhaft die m = +1 . und die m = +2. Beugungsordnung gezeigt sind. Die Modulationsfrequenz f _M oD der

Ultraschallwelle steht mit der Gitterperiode Λ über die Formel Λ = c _F / fMOD in

Beziehung, wobei c _F die Schallgeschwindigkeit in dem Festkörperkristall 18 bezeichnet. Der Laserstrahl 7 erfährt bei der Beugung in die 1. Beugungsordnung eine Doppler-Frequenzverschiebung Δί, welche der Anregungsfrequenz fMOD des akustooptischen Modulators 13 entspricht. Der akustooptische Modulator 13 ist in dem gezeigten Beispiel ausgelegt, mit einer Modulationsfrequenz f _M0 D von mindestens 40 MHz, bevorzugt von mindestens 80 MHz betrieben zu werden.

Die Frequenzverschiebung Af der Laserstrahlung 7 in dem akustooptischen

Modulator 13 kann genutzt werden, um die Verstärkung des ersten Pulses 11a der Laserstrahlung 7 in einem jeweiligen optischen Verstärker 4a-c zu reduzieren. Fig. 3 zeigt die frequenzabhängige Kleinsignal-Verstärkung 19 bzw. das Verstärkungsprofil eines jeweiligen optischen Verstärkers 4a-c, weiches auf Eins normiert ist, d.h. die maximale Verstärkung V _MA x des optischen Verstärkers 4a-c beträgt V _M AX = ,0. Bei der frequenzabhängigen Verstärkung 19 des optischen Verstärkers 4a-c, der beispielsweise ein Lasergas (C0 ₂ ) als Verstärkermedium aufweisen kann, handelt es sich um ein Lorentz-Profil, welches die maximale Verstärkung VMAX bei einer

Maximums-Frequenz fM annimmt, die auf die Laserfrequenz der zu verstärkenden Laserstrahlung 7 abgestimmt ist, d.h. es gilt†M = _. Die Maximums-Frequenz†M ist in Fig. 3 auf Null normiert, stimmt aber mit der Laserfrequenz _ der von der Strahlquelle 2 erzeugten Laserstrahlung 7 überein, d.h. es gilt fi = 21 THz.

Durch den akustooptischen Modulator 13 bzw. 13a-c wird eine

Frequenzverschiebung Af von ca. 130 MHz der Laserfrequenz f _L erzeugt, so dass die Laserstrahlung 7 in den optischen Verstärker 4a-c mit einer verschobenen

Laserfrequenz _' eintritt und die Kleinsignal-Verstärkung in dem optischen Verstärker 4a-c für Laserstrahlung 7 mit der verschobenen Laserfrequenz ή,' erfolgt. Die

Laserstrahlung 7 mit der verschobenen Laserfrequenz ,' wird von dem optischen Verstärker 4a-c mit einer geringeren Verstärkung V _RE D verstärkt, die im gezeigten Beispiel bei ca. 75 % der maximalen Verstärkung VMAX des optischen Verstärkers 4a- c liegt. Es versteht sich, dass die Verstärkung V _M AX auch auf weniger als ca. 70 % oder ggf. auf weniger als ca. 50 % reduziert werden kann, wenn die

Frequenzverschiebung Af groß genug gewählt wird. Die Frequenzverschiebung Af, die notwendig ist, um die gewünschte Reduzierung der Verstärkung 19 zu erreichen, hängt von der Verstärkerbandbreite AB des optischen Verstärkers 4a-c ab, die im gezeigten Beispiel bei ca. AB = 400 MHz liegt. Bei einer geringeren

Verstärkerbandbreite AB ist eine kleinere Frequenzverschiebung Af erforderlich, um die gewünschte reduzierte Verstärkung VRED ZU erzeugen. Bei dem in Fig. 1 a gezeigten Beispiel sind die akustooptischen Modulatoren 13a-c in die optischen Verstärker 4a-c integriert dargestellt. Es versteht sich aber, dass die akustooptischen Modulatoren 13a-c auch vor einem jeweiligen optischen Verstärker 4a-c angeordnet sein können. Um die Verstärkung des ersten Pulses 11a in der Verstärkeranordnung 3 in den drei optischen Verstärkern 4a-c zu reduzieren, weist die Treiberlaseranordnung 12 von Fig. 1 a eine Steuereinrichtung 14 auf, welche die drei (baugleichen) akustooptischen Modulatoren 13a-c von Fig. 1 a mit der gleichen Modulationsfrequenz von 120 MHz ansteuert, wenn die Strahlquelle 2 den ersten Puls 1 1 a erzeugt. Die Frequenzverschiebung Af der drei akustooptischen

Modulatoren 13a-c weist dasselbe Vorzeichen auf, d.h. die verschobene

Laserfrequenz f der Laserstrahlung 7, die in dem dritten akustooptischen Modulator 13c verstärkt wird, liegt bei f L + 3 x Af, d.h. bei ca. fi_ + 360 MHz. Entsprechend weist der dritte optische Verstärker 4c eine reduzierte Verstärkung VRED für die

Laserstrahlung 7 auf, die bei weniger als ca. 35 % der maximalen Verstärkung V _MA x der Laserstrahlung 7 liegt.

Erzeugt die Strahlquelle 2 den zweiten Puls 11 b, steuert die Steuereinrichtung 14 die akustooptischen Modulatoren 13a-c derart an, dass diese keine Schallwelle erzeugen, so dass die Gitterwirkung entfällt und die Laserstrahlung 7 die

akustooptischen Modulatoren 3a-c ohne eine Frequenzverschiebung durchläuft. Auf diese Weise wird der zweite Puls 1 1 b in jedem der drei optischen Verstärker 4a-c mit der maximal möglichen Verstärkung V _M AX verstärkt. Da die Propagation der

Laserstrahlung 7 des zweiten Pulses 1 1 b entlang der 0. Beugungsordnung erfolgt, die von der Propagationsrichtung der Laserstrahlung 7 mit der 1. Beugungsordnung abweicht, ist es typischer Weise erforderlich, die beiden Strahlwege der 0.

Beugungsordnung und der 1. Beugungsordnung zusammenzuführen, bevor diese in einem jeweiligen optischen Verstärker 4a-c verstärkt werden.

Es versteht sich, dass anders als in Fig. 1 a gezeigt ist, zwei, drei oder mehr akustooptische Modulatoren im Strahlweg vor dem ersten optischen Verstärker 4a angeordnet sein können, um bereits vor dem ersten optischen Verstärker 4a eine Frequenzverschiebung von k x Af zu erzeugen (k = 2, 3, ...). Auch kann alternativ ein einziger akustooptischer Modulator 13 verwendet werden, um die erforderliche Frequenzverschiebung Af zu erzeugen, sofern dieser mit einer genügend großen Modulationsfrequenz f OD betrieben werden kann. Die Modulationsfrequenz f _M 0D eines akustooptischen Modulators 13 kann jedoch nicht beliebig gesteigert werden, so dass es ggf. günstiger ist, mehrere akustooptische Modulatoren 4a-c in Reihe zu schalten, um die gewünschte Frequenzverschiebung Af zu erzeugen.

Eine Möglichkeit zur Erhöhung, beispielsweise zur Verdopplung der

Frequenzverschiebung Af eines akustooptischen Modulators 13a-c bei vorgegebener Modulationsfrequenz fMOD besteht darin, dem bzw. den optische(n) Verstärker(n) 4a- c nicht die erste sondern die zweite oder eine höhere Beugungsordnung des akustooptischen Modulators 13 zur Verstärkung zuzuführen, da bei höheren

Beugungsordnungen bei gegebener Modulationsfrequenz f MOD der Betrag der Frequenzverschiebung Af zunimmt. Im gezeigten Beispiel liegt die Laserleistung des zweiten Pulses 1 b der

Laserstrahlung 7 am Ausgang der Verstärkeranordnung 3, d.h. nach der dritten Verstärkerstufe 4c, bei einem Faktor Fünf und die Verstärkung der

Verstärkeranordnung 3 liegt für den zweiten Puls 1 b bei mehr als einem Faktor Fünfzig. Die Verstärkung des ersten Pulses 1 1 a beträgt daher ca. 10 % der

Verstärkung des zweiten Pulses 11 b durch die Verstärkeranordnung 3. Die Leistung des zweiten Pulses 1 1 b am Ausgang der Verstärkeranordnung 3 beträgt typischer Weise mehr als ca. 10 Kilowatt.

Fig. 1 b zeigt ein Ausführungsbeispiel der Treiberlaseranordnung 12, bei welcher die Strahlquelle 2 eine erste Laserquelle 2a und eine zweite Laserquelle 2b aufweist. Die beiden Laserquellen 2a, 2b können zur Erzeugung von Laserstrahlung 7 bei ein- und derselben oder ggf. bei geringfügig unterschiedlichen Wellenlängen bzw.

Laserfrequenzen ausgebildet sein. Beispielsweise kann die erste Laserquelle 2a zur Erzeugung von C0 ₂ -Laserstrahlung 7 bei einer Wellenlänge von 10,6 pm dienen und die zweite Laserquelle 2b kann zur Erzeugung von C0 ₂ -Laserstrahlung 7 bei einer zweiten Wellenlänge, beispielsweise zwischen 10,1 μητι und 10,35 pm, dienen (oder umgekehrt). Die Strahlwege der beiden Laserquellen 2a, 2b werden vor der

Verstärkeranordnung 3 zusammengeführt bzw. überlagert. Zu diesem Zweck kann eine (passive) Überlagerungseinrichtung, z.B. ein teildurchlässiger Spiegel, verwendet werden, wie dies in Fig. 1 b dargestellt ist.

In dem gezeigten Beispiel dient die erste Laserquelle 2a zur Erzeugung des Vor- Pulses und die zweite Laserquelle 2b dient zur Erzeugung des Haupt-Pulses. Bei der in Fig. b gezeigten Treiberlaseranordnung 12 stimmt die Laserfrequenz _ der zweiten Laserquelle 2b mit der Maximums-Frequenz f _M der optischen Verstärker 4a-c überein und wird daher mit der maximalen Verstärkung V AX verstärkt. Die

Laserfrequenz der ersten Laserquelle 2a wird hingegen mit Hilfe der beiden im Strahlweg der ersten Laserquelle 2a angeordneten akustooptischen Modulatoren 13a, 13b in eine verschobene Laserfrequenz f[_' transformiert, indem die

Steuereinrichtung 14 die beiden akustooptischen Modulatoren 13a, 13b mit einer geeigneten vorgegebenen Modulationsfrequenz f _M 0D ansteuert. Bei dem in Fig. 1 b gezeigten Beispiel erzeugt bei gleicher Leistung/Energie des verstärkten Pulses 1 1 a die erste Laserquelle 2a den ersten Puls 1 1 a mit einer höheren Leistung, als dies ohne die Frequenzverschiebung Af durch die beiden akustooptischen Modulatoren 13a,b der Fall wäre. Die (geringere) Leistung, mit welcher der erste Puls 1 1 a der ersten Laserquelie 2a ohne die

Frequenzverschiebung Af erzeugt würde, ist in Fig. 1 b innerhalb des ersten Pulses 1 1a angedeutet.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Treiberlaseranordnung 12 bzw. einer EUV- Strahlungserzeugungsvorrichtung 1 ist in Fig. 1c dargestellt. Bei dem in Fig. 1 c gezeigten Beispiel ist die Strahlquelle 2 selbst durchstimmbar, d.h. diese weist eine Frequenzverschiebungseinrichtung 13' auf, welche mittels der Steuereinrichtung 14 angesteuert werden kann, um die Laserfrequenz f _L einzustellen und - wie weiter oben beschrieben wurde - gegenüber der Maximums-Frequenz der optischen

Verstärker 4a-c zu verschieben, um die Verstärkung des ersten Pulses 1 1a zu drosseln.

Als Frequenzverschiebungseinrichtung 13' zur Durchstimmung der Laserwellenlänge f _L der Strahlquelle 2 kann beispielsweise ein optisch parametrischer Oszillator dienen, in dem eine Frequenzkonversion der Laserstrahlung 7 erfolgt. Die

Laserstrahlung 7 selbst kann beispielsweise von einem Festkörperlaser erzeugt werden. Alternativ ist es auch möglich, in der Strahlquelle 2 die Laserstrahlung 7 mit zwei unterschiedlichen Laserfrequenzen bzw. Laserwellenlängen zu erzeugen.

Beispielsweise kann eine C0 ₂ -Laserquelle zur Erzeugung des Haupt-Pulses bei einer Laserwellenlänge von 10,6 pm dienen. Zur Erzeugung des Vor-Pulses kann die Anregung einer anderen Linie im Absorptionsspektrum des C0 ₂ -Lasergases erfolgen, beispielsweise eine Linie, die eine Wellenlänge im Bereich zwischen 10,1 pm und 10,35 pm aufweist. Auch können ggf. - wie weiter oben beschrieben - in der Strahlquelle 2 zwei Laserquellen vorgesehen sein, die Laserstrahlung 7 bei unterschiedlichen Laserwellenlängen erzeugen, beispielsweise eine erste C0 ₂ - Laserquelle, die Laserstrahlung 7 bei einer Wellenlänge von 10,6 pm erzeugt und eine zweite C0 ₂ -Laserquelle, die Laserstrahlung 7 mit einer Wellenlänge im oben angegebenen Bereich zwischen 10,1 pm und 10,35 pm erzeugt (oder umgekehrt). In diesem Fall kann die Frequenzverschiebungseinrichtung 13' eine

Umschalteinrichtung sein, welche zur Erzeugung des Vor-Pulses oder des Haupt- Pulses die Anregung von unterschiedlichen Laserlinien im Absorptionsspektrum bewirkt bzw. zur Erzeugung des Vor-Pulses und des Haupt-Pulses zwischen zwei unterschiedlichen Laserquellen umschaltet. Gegebenenfalls kann auch die

Laserstrahlung der beiden Laserquellen in der Strahlquelle 2 mitteis einer (passiven) Überlagerungseinrichtung überlagert werden. In diesem Fall kann die erste

Laserquelle, deren Laserfrequenz nicht mit der Maximums-Frequenz der optischen Verstärker 4a-c übereinstimmt, als Frequenzverschiebungseinrichtung dienen. Die Strahlquelle 2 wird von der Steuereinrichtung 14 lediglich zu dem Zweck

angesteuert, um die Pulse 11a, 11 b in der gewünschten zeitlichen Abfolge zu erzeugen.

Zusammenfassend kann auf die oben beschriebene Weise vorteilhaft eine

Reduzierung der Laserleistung des Vor-Pulses 11a gegenüber der Laserleistung des Haupt-Pulses 11 b vorgenommen werden. Hierbei kann insbesondere die

Verstärkung eines an dem Target-Material 8 reflektierten Anteils der Laserstrahlung 7 des Vor-Pulses 11a bei der Propagation zurück durch die Verstärkeranordnung 3 wirksam reduziert werden.