DE102023135411A1

DE102023135411A1 - Verfahren und lasersystem zum ausgleichen von dejustierungen

Info

Publication number: DE102023135411A1
Application number: DE102023135411.6A
Authority: DE
Inventors: Clemens Kieninger; Kai Carstens; Christian Weinzetl
Original assignee: Trumpf Lasersystems For Semiconductor Manufacturing Se; Trumpf Lasersystems For Semiconductor Mfg Se
Current assignee: Trumpf Lasersystems for Semiconductor Manufacturing GmbH
Priority date: 2023-12-15
Filing date: 2023-12-15
Publication date: 2025-06-18
Also published as: TW202529350A; WO2025124902A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (21) zum Betreiben eines Lasersystems (1) sowie ein entsprechend eingerichtetes Lasersystem (1). In dem Verfahren (21) wird im Normalbetrieb des Lasersystems (1) dieses automatisch fortlaufend auf Dejustierungen (13) hin überwacht. Bei einer erkannten Dejustierung (13) wird dann wenigstens ein Betriebsparameter (8) des Lasersystems (1) bestimmt, dessen Veränderung einen der jeweiligen Dejustierung (13 entgegengesetzten Effekt hat. Der wenigstens eine so bestimmte Betriebsparameter (8) wird dann automatisch angepasst, um die erkannte Dejustierung (13) auszugleichen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Lasersystems sowie ein entsprechend eingerichtetes Lasersystemen.
Lasersysteme werden heutzutage für vielerlei verschiedene Anwendungen eingesetzt. Dabei werden zunehmend höhere Anforderungen gestellt, beispielsweise hinsichtlich der Leistungsfähigkeit, der Präzision und der Zuverlässigkeit. Dabei können heutige Lasersysteme beispielsweise für industrielle Anwendungen jedoch eine erhebliche Komplexität aufweisen. Dies kann das Auftreten von Situationen begünstigen, in denen ein solches Lasersystem nicht präzise gemäß einer Zielvorgabe arbeitet, also beispielsweise verstellt oder dejustiert bzw. fehljustiert ist. Dazu kann es beispielsweise aufgrund von sich verändernden Umgebungsbedingungen, einer Degradation einzelner Komponenten oder einer mechanischen Verstellung von passiven optischen Elementen, beispielsweise aufgrund von Vibrationen kommen. Dies mit herkömmlichen Mitteln zu vermeiden, ist entweder nicht praktikabel möglich oder könnte einen unverhältnismäßig hohen Kostenaufwand verursachen, sodass stattdessen in entsprechenden Situationen regelmäßig manuelle Wartungsmaßnahmen erforderlich sind bzw. durchgeführt werden. Dazu muss das Lasersystem gegebenenfalls ganz oder teilweise stillgelegt oder in einen Wartungs- oder Justierungsbetrieb versetzt werden, was Aufwand und Kosten verursachen sowie zu einer reduzierten Gesamteffizienz bzw. Produktivität führen kann. Hier wären also Verbesserungen wünschenswert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen besonders robusten Betrieb und eine besonders hohe Genauigkeit eines Lasersystems auf besonders einfache und effiziente Weise zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche bzw. die Haupt- und Nebenansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung angegeben. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehr der Unteransprüche, anzusehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann angewendet werden zum oder beim Betreiben eines Lasersystems bzw. einer Laseranlage. Das Verfahren umfasst mehrere Verfahrensschritte, die im Normalbetrieb des jeweiligen Lasersystems automatisch ausgeführt werden können. Der Normalbetrieb meint hier einen Betrieb des Lasersystems im regulären, produktiven Einsatz, also beispielsweise keinen Wartungsbetrieb oder Testbetrieb oder Einstell- bzw. Justierungsbetrieb. Das Lasersystem kann im Normalbetrieb also bestimmungsgemäß und beispielsweise mit voller Leistung und ohne sonstige Einschränkungen betrieben werden.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Lasersystem fortlaufend auf Fehl- bzw. Dejustierungen überwacht. Dies können auftretende Abweichungen von einem vordefinierten Ziel- oder Sollverhalten des Lasersystems sein, wie beispielsweise eine Falschausrichtung eines erzeugten bzw. ausgesendeten Laserstrahls, sodass dieser beispielsweise nicht auf einen vorgegebenen Zielpunkt trifft. Dies kann beispielsweise mittels einer entsprechenden Überwachungskamera und/oder einer sonstigen Sensorik erkannt werden. Die Überwachung auf Dejustierungen kann hier beispielsweise mit einer vorgegebenen Frequenz regelmäßig wiederholt oder kontinuierlich durchgeführt werden und/oder beispielsweise jeweils durch ein oder mehr vordefinierte Triggerereignisse ausgelöst werden.
Weiter wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren bei einer erkannten Dejustierung wenigstens ein Betriebsparameter des Lasersystems bestimmt, dessen Veränderung einen der Dejustierung, also einer Richtung der entsprechenden Abweichung von dem Sollverhalten entgegengesetzten Effekt hat. Das Verändern des bzw. eines Betriebsparameters bedeutet vorliegend das Verändern des Istwertes und/oder des Sollwertes für diesen Betriebsparameter. Beispielsweise kann eine Liste oder eine Tabelle oder ein Kennfeld oder dergleichen vorgegeben sein, woraus die automatisch veränderbaren, also anpassbaren Betriebsparameter und korrespondierende Effekte oder Wirkungen ermittelt bzw. ausgelesen werden können.
In einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der wenigstens eine bestimmte Betriebsparameter dann automatisch angepasst, also verändert, um die erkannte Dejustierung ganz oder zumindest teilweise auszugleichen, also zu kompensieren.
Der wenigstens eine Betriebsparameter kann hier also als Stell- oder Steuergröße verwendet werden, um das vorgegebene Ziel- oder Sollverhalten des Lasersystems ganz oder teilweise zu erreichen bzw. wiederherzustellen. Dies kann dazu führen, dass dann letztlich der angepasste Wert des wenigstens einen Betriebsparameters von einem nominalen Sollwert dieses Betriebsparameter im insgesamt optimal justierten Zustand des Lasersystems abweichen kann, also abweichend dazu eingestellt sein bzw. eingestellt werden kann.
Das Anpassen des wenigstens einen Betriebsparameters kann eine einmalige bzw. individuelle Anpassung oder eine fortgesetzte Regelung bedeuten oder umfassen. In letzterem Fall kann das Lasersystem beispielsweise einen entsprechenden Regler, wie etwa einen PID- oder Fuzzy-Regler für den wenigstens einen Betriebsparameter oder je Betriebsparameter aufweisen.
Da in dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Betriebsparameter bestimmt und zum Ausgleichen der Dejustierung verwendet werden kann, der im laufenden Normalbetrieb des Lasersystems automatisch angepasst werden kann, kann das Ausgleichen bzw. Beheben der Dejustierung nicht-invasiv erfolgen. Damit muss das Lasersystem also nicht abgeschaltet werden und es ist auch keine manuelle Wartung oder Nachjustierung notwendig. Damit kann letztlich ein besonders robuster bzw. zuverlässiger fortgesetzter, also dauerhafter Betrieb des Lasersystems mit einer besonders hohen Effizienz, also einem besonders hohen Produktiv- bzw. Nutzzeitanteil erreicht werden. Dies wiederum kann mit dem Lasersystem verknüpfte Betriebs- oder Fertigungskosten im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen reduzieren.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass heutige Lasersysteme mit ihrer erheblichen Komplexität oftmals eine Vielzahl von unterschiedlichen einstellbaren Betriebsparametern aufweisen, die eine direkte oder indirekte Einflussnahme auf verschiedene Eigenschaften bzw. einen Betriebszustand des Lasersystems haben können und damit eine entsprechende zumindest indirekte Steuerung möglich ist. Die erkannte Dejustierung kann damit beispielsweise auch dann effektiv behoben werden, wenn deren eigentliche Ursache nicht in dem letztlich angepassten Betriebsparameter liegt. Mittels der vorliegenden Erfindung kann daher ein effektiver, insbesondere unterbrechungsfreier Betrieb bzw. Weiterbetrieb bei oder nach einer Dejustierung des Lasersystems beispielsweise auch dann ermöglicht werden, wenn die Behebung der eigentlichen Ursache der Dejustierung nicht ohne Weiteres oder zum Beispiel nicht ohne Unterbrechung des Betriebs des Lasersystems, sondern beispielsweise nur im Rahmen eines Wartungs- oder Reparatureingriffs möglich ist. Dies kann dabei zudem besonders einfach, aufwandsarm und kosteneffizient ermöglicht bzw. erreicht werden, da entsprechende Betriebsparameter, die Einfluss auf das Verhalten des Lasersystems haben, oftmals bereits bei herkömmlichen Lasersystemen prinzipiell automatisch einstellbar sein können oder eine solche automatische Einstellbarkeit mit vergleichsweise geringem Aufwand realisiert werden kann. Dies kann beispielsweise rein softwarebasiert, also mittels eines entsprechenden Steuerungs- oder Regelungsprogramms möglich sein. Ebenso kann aber beispielsweise zusätzlich notwendige Hardware, wie ein zusätzlicher elektronischer Regler oder ein Ventil oder eine Heiz- oder Kühleinrichtung, oftmals vergleichsweise einfach und kostengünstig in dem Lasersystem verbaut oder in einem bestehenden Lasersystem nachgerüstet werden, beispielsweise im Vergleich zu einer nicht für Dejustierungen anfälligen Auslegung einschließlich entsprechender Kontrolle und Steuerung der Umgebungsbedingungen oder einer Verwendung präziserer und robusterer Stellmotoren für optische Elemente oder dergleichen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Lasersystem bzw. eine Laseranlage mit wenigstens einer Laserquelle, also wenigstens einer Licht- oder Strahlquelle für Laserlicht, einer Konditionierungs- bzw. Beeinflussungseinrichtung zum Konditionieren bzw. Beeinflussen eines von der Laserquelle erzeugten Laserstrahls und einer Optik. Dabei sind die Beeinflussungseinrichtung und die Optik in einer bestimmungsgemäßen Strahlausbreitungsrichtung des Laserstrahls innerhalb des Lasersystems der Laserquelle nachgeschaltet. Ein Konditionieren bzw. Beeinflussen des Laserstrahls kann im vorliegenden Sinne beispielsweise dessen Verstärken oder Modulieren oder eine Wellenlängenkonversion oder ein Zerhacken in einzelne Laserpulse und/oder dergleichen mehr bedeuten oder umfassen. Die Konditionierungs- bzw. Beeinflussungseinrichtung kann also beispielsweise ein Verstärker und/oder ein Modulator und/oder ein Wellenlängenkonverter und/oder ein Zerhackter sein oder einen solchen umfassen. Weiter weist das erfindungsgemäße Lasersystem eine Überwachungseinrichtung zum automatischen Erkennen von Dejustierungen des Lasersystems, insbesondere hinsichtlich der Ausrichtung und/oder vorgegebener Eigenschaften des Laserstrahls, und eine Steuereinrichtung zum Steuern und/oder Regeln wenigstens eines Betriebsparameters des Lasersystems auf. Das erfindungsgemäße Lasersystem ist dabei zum, insbesondere automatischen oder teilautomatischen, Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Das erfindungsgemäße Lasersystemen kann also das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannte Lasersystem sein oder diesem entsprechen. Ebenso kann das erfindungsgemäße Lasersystem weitere hier nicht explizit genannte Komponenten oder Funktionen aufweisen, wie etwa eine elektrische Leistungsversorgung, eine RF-Leistungsquelle bzw. eine RF-Leistungsversorgung (RF: Radiofrequenz), ein Kühlsystem, ein Gassystem und/oder dergleichen mehr. Diese Komponenten können zusätzliche eigene Einrichtungen des Lasersystems bilden oder beispielsweise zumindest zum Teil Bestandteil der Beeinflussungseinrichtung sein.
In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Lasersystem dazu eingerichtet, als Dejustierungen eine unbeabsichtigte Veränderung der Ausrichtung des Laserstrahls und/oder der Ausgangskaustik des Lasersystems und/oder einer Laserleistung zu erkennen. Eine veränderte Ausrichtung des Laserstrahls, also ein fehlerhaftes Alignment kann beispielsweise eine Verschiebung oder Verkippung einer entsprechenden optischen Achse des Lasersystems bedeuten. Eine solche veränderte Ausrichtung kann insbesondere an oder nach einem Ausgang eines Drive- bzw. Anregungslasers oder eines Verstärkers oder Vorverstärkers des Lasersystems ermittelt werden. Ebenso kann die Ausgangskaustik insbesondere in Strahlausbreitungsrichtung nach einem Vorverstärker oder Hauptverstärker, insbesondere nach dem im Strahlausbreitungsrichtung zuletzt von dem Laserstrahl durchlaufenen Verstärker des Lasersystems ermittelt werden. Die Laserleistung kann ebenso nach einem bzw. dem letzten Verstärker des Lasersystems ermittelt werden. Ebenso kann die Laserleistung beispielsweise an mehreren Stellen, insbesondere nach und/oder vor mehreren oder allen Verstärkern des Lasersystems ermittelt werden. Letzteres kann eine genauere Lokalisierung der Dejustierung und gegebenenfalls eine besser darauf abgestimmte Reaktion oder Maßnahme, also eine entsprechend angepasste Auswahl und/oder Anpassung des wenigstens einen Betriebsparameters ermöglichen. Damit kann gegebenenfalls ein Ausgleichen der Dejustierung mittels einer minimalen Anpassung ermöglicht bzw. erreicht werden. Die hier beschriebenen Dejustierungen können gemäß einer der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis typischerweise effektiv durch einen oder mehr passend ausgewählte Betriebsparameter beeinflusst werden und eignen sich damit besonders gut für die Anwendung der vorliegenden Erfindung.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Beeinflussungseinrichtung wenigstens einen Verstärker zum Verstärken des Laserstrahls, also etwa von dessen Intensität oder Leistung. Das Lasersystem ist dann dazu eingerichtet, als den wenigstens einen Betriebsparameter wenigstens einen Betriebsparameter des Verstärkers zu bestimmen und anzupassen. Insbesondere können zum Ausgleichen der jeweiligen Dejustierung ausschließlich ein oder mehr Betriebsparameter des Verstärkers oder diesen fütternder bzw. versorgender Einrichtungen verwendet werden. Es hat sich gezeigt, dass der bzw. ein Verstärker vielfältige Möglichkeiten zum effektiven Beeinflussen des Laserstrahls und damit zum Ausgleichen von Dejustierungen bieten kann. Gleichzeitig kann dadurch, dass ein oder mehr Betriebsparameter des Verstärkers verwendet werden, das Ausgleichen der Dejustierung ermöglicht werden, ohne die Optik zu verstellen oder die Laserquelle, also die eigentliche Erzeugung des Laserlichts zu stören. Dies kann besonders günstig sein, da die Optik oftmals nur weniger präzise verstellt werden kann oder eine präzise Verstellmöglichkeit für die Optik zu sehr hohen Kosten führen kann und eine Veränderung von Betriebsparametern der Laserquelle oftmals nicht praktikabel möglich ist.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Beeinflussungseinrichtung mehrere Verstärker auf, also beispielsweise mehrere in Reihe geschaltete Verstärker oder Verstärkerstufen zum Verstärken des von der Laserquelle erzeugten Laserstrahls. Das Lasersystem ist dann dazu eingerichtet, die Anpassung des wenigstens einen Betriebsparameters automatisch auf die mehreren Verstärker aufzuteilen. Dabei kann beispielsweise ein Gesamtumfang der Anpassung eines bestimmten Betriebsparameters auf mehrere Verstärker aufgeteilt werden und/oder für verschiedene Verstärker unterschiedliche Betriebsparameter angepasst werden. Die Aufteilung kann gleichmäßig oder ungleichmäßig erfolgen. Soll bei einer gleichmäßigen Aufteilung beispielsweise ein bestimmter Betriebsparameter um insgesamt 10 % verändert werden, so kann derselbe Betriebsparameter in einem ersten Verstärker um 5 % und in einem zweiten Verstärker ebenfalls um 5 % verändert werden. Sollen zwei unterschiedliche Betriebsparameter angepasst werden, so kann beispielsweise der erste Betriebsparameter in oder an einem ersten Verstärker und der zweite Betriebsparameter in oder an einem zweiten Verstärker verändert, also angepasst werden. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann zum einen verhindert werden, dass sich das Verhalten eines individuellen Verstärkers zu stark bzw. unnötig stark verändert. Dadurch kann eine robuste Funktion der Verstärker besonders zuverlässig aufrechterhalten werden und ein Auftreten von unerwarteten Nebeneffekten einer größeren Veränderung der Betriebsparameter eines einzelnen Verstärkers vermieden werden. Zum anderen können so insgesamt besonders umfangreiche Anpassungen vorgenommen bzw. besonders große Dejustierungen ausgeglichen werden. So kann beispielsweise der maximale Anpassungs- oder Verstellumfang für einen bestimmten Betriebsparameter in einem individuellen Verstärker begrenzt sein. Durch die Ausnutzung der möglichen Anpassungs- bzw. Verstellumfänge mehrerer Verstärker für denselben und/oder mehrere unterschiedliche Betriebsparameter können dann entsprechend stärkere Effekte erzielt werden.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist oder steuert der wenigstens eine Betriebsparameter eine Eigenschaft des Lasersystems, die von einer mechanischen Stellung bzw. Winkelstellung, also der Ausrichtung eines von dem Laserstrahl beaufschlagten, also angestrahlten oder durchstrahlten, Optikelements des Lasersystems verschieden ist. Ein Optikelement kann im vorliegenden Sinne eine, insbesondere passive, Komponente der Optik, also etwa ein Spiegel oder eine Linse oder ein Prisma sein. Mit anderen Worten wird hier also durch das Anpassen bzw. Verändern des wenigstens einen Betriebsparameters nicht eine Stellung oder Ausrichtung eines Optikelements verändert. Vielmehr kann der wenigstens eine Betriebsparameter beispielsweise ein elektrischer Betriebsparameter und/oder ein thermischer Betriebsparameter und/oder ein Materialparameter sein. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung muss das Lasersystem keine typischerweise sehr aufwändige oder kostenintensive automatische präzise Einstellmöglichkeit für die Optikelemente aufweisen und kann dennoch ein automatisches Ausgleichen von Dejustierungen ermöglichen. Damit kann ein robuster und zuverlässiger Betrieb des Lasersystems besonders einfach und kostengünstig ermöglicht werden. Zudem kann dadurch gegebenenfalls ein besonders einfacher und kompakter Aufbau des Lasersystems ermöglicht oder unterstützt werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Lasersystem dazu eingerichtet, den wenigstens einen Betriebsparameter aus einer vorgegebenen Liste von Betriebsparametern zu bestimmen, also auszuwählen. Diese vorgegebene Liste umfasst zumindest eine Gaszusammensetzung, eine Gaswechselwartezeit, einen Gasdruck, einen Gasvolumenstrom, eine Gastemperatur, eine Kühlmitteltemperatur, einen Kühlmittelvolumenstrom, eine RF-Leistung, eine Verstärkerausschaltzeit und eine Vorpulslaserleistung. Die Gaszusammensetzung, die Gaswechselwartezeit, der Gasvolumenstrom, die Gastemperatur und der Gasdruck können für von dem Laserstrahl bzw. Laserlicht durchstrahlte Volumina innerhalb des Lasersystems gelten. Dort kann durch diese Betriebsparameter beispielsweise ein Brechungsindex oder ein Verstärkungsfaktor oder eine Kontamination oder dergleichen beeinflusst werden, um Einfluss auf den Laserstrahl zu nehmen. Ob und gegebenenfalls welcher oder welche dieser Betriebsparameter in einem bestimmten Lasersystem anpassbar sind, kann von dessen konkretem Aufbau abhängen. So kann der Gasdruck beispielsweise bei einem Lasersystemen mit kontinuierlichem Gasfluss entsprechend kontinuierlich angepasst werden. In anderen Lasersystemen kann der Gasdruck gegebenenfalls nur oder bevorzugt bei einem Gaswechsel, beispielsweise in Kombination mit einer Gasanalyse, angepasst werden.
Zum Anpassen der Gaszusammensetzung, also einer Gasmischung kann beispielsweise zusätzliches Helium in das entsprechende Volumen eingebracht werden oder dergleichen. Ein Anpassen der Gaswechselwartezeit kann beispielsweise das Ausnutzen von Kontaminations- und/oder Diffusionseffekten ermöglichen. Zum Anpassen beispielsweise der Gaszusammensetzung und/oder des Gasdrucks und/oder der Gastemperatur kann beispielsweise ein in oder an dem jeweiligen Gasvolumen angeordnetes Molekularersieb, etwa aus einem Zeolithmaterial verwendet werden. Dies kann insbesondere mittels einer steuerbaren Heiz- und/oder Kühleinrichtung ausgestattet sein. Dadurch kann beispielsweise eine Adsorptionsrate oder ein Abgeben von zuvor adsorbierten Molekülen automatisch gesteuert werden. Die RF-Leistung kann beispielsweise eine RF-Eingangsleistung oder RF-Versorgungsleistung des an anderer Stelle genannten Verstärkers und/oder eine reflektierte Leistung sein. Dies kann beispielsweise durch Steuerung eines Anpassungsnetzwerks zwischen einer RF-Leistungsquelle und der mit der RF-Leistung versorgten Einrichtung, insbesondere dem Verstärker, angepasst werden. Ebenso kann eine Anpassung hier beispielsweise durch entsprechende Steuerung eines Tastgrades der RF-Leistungsquelle, insbesondere bei einem nicht kontinuierlich gepumpten Verstärker, erfolgen bzw. realisiert werden.
Insgesamt bieten die hier genannten Betriebsparameter verschiedene vergleichsweise einfach zu realisierende bzw. auszunutzende und effektive Beeinflussungsmöglichkeiten zum Ausgleichen von Dejustierungen. Das Anpassen zumindest einiger der genannten Betriebsparameter kann rein softwarebasiert möglich sein und somit auch bei bestehenden Lasersystemen ohne weiteres nachgerüstet werden. Eventuell zum Anpassen einiger der genannten Betriebsparameter im Vergleich zu herkömmlichen Lasersystemen benötigte Hardware bzw. Komponenten können vergleichsweise kostengünstig und einfach in bestehende Lasersystemdesigns integrierbar sein.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Lasersystem dazu eingerichtet, die Anpassung des wenigstens einen Betriebsparameters automatisch zu begrenzen, sodass durch die Anpassung ein vorgegebener unterer Schwellenwert für eine Laserausgangsleistung des Lasersystems nicht unterschritten wird. Mit anderen Worten kann das Lasersystem also dazu eingerichtet sein, den wenigstens einen Betriebsparameter in Abhängigkeit von oder unter Berücksichtigung einer Leistung des von dem Lasersystem ausgegebenen Laserstrahls oder Laserlichts festzulegen bzw. durchzuführen. Die hier betrachtete Laserausgangsleistung kann beispielsweise die Leistung des Laserstrahls an oder unmittelbar nach dem genannten, insbesondere dem letzten, Verstärker des Lasersystems oder in einer Zielzone, in welche der von dem Lasersysteme erzeugte Laserstrahl bestimmungsgemäß gelenkt wird, sein. Das Lasersystem kann hier ebenso dazu eingerichtet sein, die Anpassung des wenigstens einen Betriebsparameters so zu steuern bzw. zu begrenzen, dass die Laserleistung innerhalb einer vorgegebenen Spanne gehalten wird. Mit anderen Worten kann das Lasersystem dann also nicht nur eine vorgegebene einzuhaltende Mindestleistung, sondern auch eine vorgegebene einzuhaltende maximale Leistung des Laserstrahls berücksichtigen. Da die Anpassung verschiedener Betriebsparameter Einfluss auf die Laserausgangsleistung haben kann, muss also gegebenenfalls die Anpassung bzw. der Verstellumfang eines Betriebsparameters entsprechend limitiert werden.
Sollte zum Ausgleichen einer bestimmten Dejustierung nominell eine größere Anpassung bzw. ein größerer Verstellumfang dieses Betriebsparameters notwendig sein, so kann das Lasersystem dazu eingerichtet sein, zusätzlich oder alternativ wenigstens einen anderen Betriebsparameter zu bestimmen und anzupassen, der einen kleineren oder keinen oder einen entgegengesetzten Einfluss auf die Laserausgangsleistung hat. Es kann hier also der maximale Umfang der Anpassung und/oder die Auswahl des oder der anzupassenden Betriebsparameter durch eine vorgegebene einzuhaltende Mindestverstärkung eines bzw. des an anderer Stelle genannten Verstärkers des Lasersystems begrenzt sein. Der vorgegebene Schwellenwert kann dann also beispielsweise effektiv für die Mindestverstärkung des Verstärkers vorgegeben oder von dieser abhängig sein, beispielsweise auch unter Berücksichtigung bzw. Einbeziehung von nach dem Verstärker auftretenden Verlusten. Durch die in der hier beschriebenen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Berücksichtigung der Laserausgangsleistung beim Ausgleichen einer Dejustierung kann sichergestellt werden, dass das Lasersystem seine bestimmungsgemäße Aufgabe stets ausführen kann. Dazu kann beispielsweise das Erreichen wenigstens der vorgegebenen minimalen Laserausgangsleistung bzw. der entsprechenden Mindestverstärkung priorisiert werden über das vollständige Ausgleichen einer erkannten Dejustierung. Insgesamt kann die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ebenfalls einem besonders robusten und zuverlässigen Betrieb des Lasersystems zugutekommen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Lasersystem dazu eingerichtet, mehrere Betriebsparameter des Lasersystems in Kombination miteinander anzupassen, um die jeweilige Dejustierung auszugleichen. Das Lasersystem kann dabei insbesondere dazu eingerichtet sein, dies abhängig von der Größe bzw. Stärke der jeweiligen erkannten Dejustierung durchzuführen. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass erst oder nur dann, wenn die Dejustierung eine vorgegebene Größe oder Stärke übersteigt oder wenn ein einzelner Betriebsparameter um mehr als einen vorgegebenen absoluten oder relativen Wert oder Betrag verändert werden müsste, um die Dejustierung vollständig auszugleichen, mehrere Betriebsparameter zum Ausgleichen dieser Dejustierung bestimmt und angepasst werden. Dadurch können kleinere Dejustierung gegebenenfalls einfacher ausgeglichen werden, während größere Dejustierungen ausgeglichen werden können, ohne einen einzelnen Betriebsparameter übermäßig stark zu verändern, wodurch gegebenenfalls unerwünschte Nebeneffekte vermieden oder reduziert werden können. Zudem kann die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung auch ein automatisches Ausgleichen von Dejustierungen ermöglichen, die durch Anpassen nur eines einzelnen Betriebsparameters nicht vollständig ausgleichbar wären. Damit kann also letztlich ein besonders robuster, zuverlässiger und präziser Betrieb des Lasersystems gegebenenfalls auch besonders langfristig erreicht bzw. sichergestellt werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Lasersystem dazu eingerichtet, den wenigstens einen Betriebsparameter mittels einer auf einem vorgegebenen Modell basierenden, insbesondere prädiktiven, Regelung anzupassen. Mit anderen Worten kann hier beispielsweise ein Modell verwendet werden, welches das Lasersystem oder dessen Verhalten, also insbesondere die Auswirkungen einer Anpassung bzw. Veränderung eines oder mehrerer Betriebsparameter des Lasersystems, modellieren oder simulieren kann. Damit kann dann also - gegebenenfalls in mehreren unterschiedlich parametrierten Simulationen bzw. Modelldurchläufen - der wenigstens eine anzupassende Betriebsparameter und/oder ein zum Ausgleichen der erkannten Dejustierung notwendiger Umfang oder Grad der Anpassung des wenigstens einen Betriebsparameters bestimmt werden, bevor tatsächlich ein Betriebsparameter des Lasersystems angepasst wird. Dabei kann das Modell gegebenenfalls auch einen jeweils aktuellen Betriebszustand des Lasersystems als Input oder Randbedingung verwenden bzw. berücksichtigen. Die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann eine besonders genaue und sichere Anpassung des wenigstens einen Betriebsparameters ermöglichen und somit also einen besonders robusten, bestimmungsgemäßen und unterbrechungsarmen Betrieb des Lasersystems ermöglichen oder unterstützen.
Als Basis oder Input für das Modell können beispielsweise eine oder mehr Sensitivitätskurven für das Lasersystem verwendet werden, die Auswirkungen einer Veränderung eines oder mehrerer Betriebsparameter, insbesondere in Abhängigkeit von der Größe der jeweiligen Veränderung, angeben können. Derartige Sensitivitätskurven können beispielsweise vorgegeben sein, im Betrieb bestimmt werden oder basierend auf im Betrieb aufgenommenen Daten angepasst bzw. aktualisiert werden. Entsprechende Daten, also beispielsweise im Betrieb aufgenommene Mess- oder Sensordaten, aus welchen die Sensitivitätskurven generiert werden können, können beispielsweise im Betrieb mehrerer Lasersysteme gewonnen werden. Damit können entsprechende Daten besonders schnell und ohne weiteres für eine Vielzahl unterschiedlicher Situationen oder Bedingungen gewonnen werden, sodass die entsprechenden Sensitivitätskurven entsprechend robust sein und einen besonders großen Zustands- bzw. Parameterraum abdecken können. Entsprechende Daten können gegebenenfalls ohne speziellen Mess- oder Testbetrieb des Lasersystems oder der Lasersysteme gewonnen werden, da es im praktischen Einsatz nahezu unvermeidlich ohnehin zu Variationen oder Schwankungen verschiedener Betriebsparameter, des Betriebszustandes und der Bedingungen, unter denen das Lasersystem oder die Lasersysteme betrieben werden, kommt. Mit anderen Worten können die entsprechenden Daten also anhand natürlicher bzw. unvermeidbarer Variationen im Feldeinsatz bzw. produktiven Betrieb des Lasersystems oder der Lasersysteme gewonnenen werden.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung basiert das Modell auf im vorausgehenden Betrieb aufgenommenen Betriebsdaten, also beispielsweise Mess- oder Sensordaten, nur genau des jeweiligen Lasersystems selbst. Mit anderen Worten können für das Modell, also zum Modellieren oder Simulieren der Anpassungen eines oder mehrerer Betriebsparameter, nur Daten bzw. Sensitivitätskurven genau desjenigen Lasersystems verwendet werden, in dem eine erkannte Dejustierung ausgeglichen werden soll. Es kann also jeweils ein anlagen- bzw. systemspezifisches oder systemindividuelles Modell für das jeweilige Lasersystem verwendet werden. Damit können automatisch individuelle Eigenschaften oder Besonderheiten des jeweiligen Lasersystems, die nicht notwendigerweise im Detail bekannt sind, aber das Verhalten des jeweiligen Lasersystems bestimmen oder beeinflussen können, berücksichtigt werden. Dies wiederum ermöglicht eine besonders hohe Genauigkeit des Modells und damit eine besonders präzise Bestimmung einer zum Ausgleichen der jeweiligen Dejustierung notwendigen Anpassung eines oder mehrerer Betriebsparameter. Das Lasersystem kann dazu mit entsprechenden Sensoren bzw. Datenerfassungseinrichtungen ausgestattet sein, um aktuelle Werte bzw. einen zeitlichen Verlauf eines oder mehrerer Betriebsparameter des jeweiligen Lasersystems sowie dazu korrespondierende Eigenschaften oder Verhaltensweisen oder Betriebszustände des Lasersystems als Basis bzw. Parameter des Modells und/oder diesem zugrundeliegender Sensitivitätskurven zu erfassen. Dies können beispielsweise Sensoren bzw. Datenerfassungseinrichtungen für die an anderer Stelle genannten Dejustierungen und Betriebsparameter sein.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Lasersystem zusätzlich eine Verstelleinrichtung zum Verstellen der Ausrichtung wenigstens eines, insbesondere passiven, Elements der Optik auf. Mittels der oder einer jeweiligen Verstelleinrichtung können also automatisch eines oder mehrerer der an anderer Stelle genannten Optikelemente, also beispielsweise Spiegel, Linsen, Prismen oder dergleichen, bewegt werden. Dies kann beispielsweise eine Translation, eine Rotation, ein Verkippen und/oder dergleichen mehr bedeuten oder umfassen. Die Verstelleinrichtung kann beispielsweise einen, insbesondere elektrischen, Stellmotor, eine Spule bzw. einen Elektromagneten für eine elektromagnetische Verstellung, einen Linearantrieb und/oder dergleichen mehr umfassen. In der hier vorgeschlagenen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Lasersystem dazu eingerichtet, erst und nur dann, wenn eine erkannte Dejustierung durch maximales Anpassen, also durch vollständiges Ausnutzen des maximalen Veränderungs- oder Verstellumfangs des wenigstens einen Betriebsparameters nicht vollständig ausgeglichen werden kann, die Dejustierung - zumindest so weit wie möglich - zusätzlich oder alternativ mittels der Verstelleinrichtung auszugleichen. Die Verstelleinrichtung bzw. die Möglichkeit zum Ausgleichen der Dejustierung durch Verstellen bzw. Verändern der Ausrichtung wenigstens eines Elements der Optik kann hier also als Rückfalllösung dienen bzw. implementiert sein. Diese kann beispielsweise genutzt werden, wenn ein Ausgleichen der Dejustierung mittels entsprechender Einstellungen oder Anpassungen eines oder mehrerer Betriebsparameter des an anderer Stelle genannten wenigstens einen Verstärkers dazu führen würde, dass beispielsweise eine vorgegebene Mindestverstärkung damit dann nicht mehr erreicht würde. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann einerseits für entsprechend kleinere Dejustierungen ein besonders genaues und flexibles Ausgleichen ermöglicht werden. Andererseits können letztlich aber auch besonders große Dejustierungen ausgeglichen werden, zumindest sofern diese sich in einer fehlerhaften Ausrichtung bzw. Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls zeigen.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung sowie anhand der Zeichnung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine schematische Darstellung eines Lasersystems mit automatischem Dejustierungsausgleich;
2 eine schematische Diagrammdarstellung zur Veranschaulichung der Einflüsse verschiedener Betriebsparameter des Lasersystems auf ein Laserstrahlalignment;
3 eine schematische Diagrammdarstellung zur Veranschaulichung eines Bereichs, in dem ein fehlerhaftes Laserstrahlalignment ausgeglichen werden kann; und
4 einen beispielhaften schematischen Ablaufplan für ein Verfahren zum Betreiben eines entsprechenden Lasersystems.

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine schematische und vereinfachte Darstellung eines Lasersystems 1. Das Lasersystem 1 umfasst hier eine Laserquelle 2, die einen oder mehrere Laserstrahlen 3 erzeugen kann. Die Laserquelle 2 kann hier eine einzelne Strahl- bzw. Lichtquelle sein oder mehrere Strahl- bzw. Lichtquellen umfassen. Ebenso kann die Laserquelle 2 einen oder mehr Vorverstärker umfassen.
Der erzeugte Laserstrahl 3 kann innerhalb des Lasersystems 1 verstärkt werden. Dazu weist das Lasersystem 1 wenigstens einen Verstärker 4b auf. Der Verstärker 4b kann ein einzelner Verstärker sein oder hier schematisch mehrere, beispielsweise in Reihe geschaltete Verstärker oder Verstärkerstufen repräsentieren.
Weiter weist das Lasersystem 1 eine Optik auf, die hier beispielhaft durch ein dem Verstärker 4b nachgestelltes passives Optikelement 5 angedeutet ist. Die Optik kann ebenso weitere Optikelemente 5 aufweisen, die ebenso beispielsweise zwischen der Laserquelle 2 und dem Verstärker 4b angeordnet sein können. Die Optik kann als Optikelemente 5 beispielsweise eine oder mehr Linsen und/oder einen oder mehr Spiegel oder dergleichen umfassen. Es können auch weitere aktive optische Elemente enthalten sein, wie beispielsweise ein akusto-optischer und/oder elekro-optischer Modulator.
Das Lasersysteme 1 kann beispielsweise für die EUV-Lichterzeugung vorgesehen sein. Dabei kann Laserlicht auf ein entsprechendes Ziel- bzw. Reaktionsmaterial, wie etwa einen Zinntropfen, gelenkt werden, welches in der Folge EUV-Strahlung freisetzen kann. Für ein effizientes und reibungsloses Funktionieren dieses Prozesses ist eine zielgenaue Bestrahlung des Reaktionsmaterials mit dem Laserlicht erforderlich. Daher wird das Lasersystem 1 typischerweise an seinem bestimmungsgemäß Einsatzort entsprechend justiert. Bei korrekter Justierung kann der mittels des Verstärkers 4b verstärkte Laserstrahl 3 als entsprechend justierter Laserstrahl 6 von dem Lasersystem 1 ausgegeben werden und dann auf ein vorgegebenes Sollziel 7, also beispielsweise das genannte Reaktionsmaterial oder einen entsprechenden Raumbereich treffen.
Eine Verstärkung des Laserstrahls 3 mit möglichst hoher Effizienz und Verstärkungsleistung in einem praktikablen Wellenlängenbereich kann eine komplexe Aufgabe darstellen. Daher kann das Lasersystem 1 entsprechend viele verschiedene hier schematisch angedeutete Betriebsparameter 8 aufweisen bzw. nutzen. Beispielhaft sind hier mehrere Betriebsparameter, die insbesondere den Verstärker 4b betreffen, angedeutet. Dabei kann es sich beispielsweise um einstellbare Eigenschaften einer Gaszufuhr, einer RF- bzw. Hochfrequenzleistungsversorgung, einer Kühleinrichtung, eines beheizbaren und/oder kühlbaren Molekularsiebs und/oder dergleichen mehr handeln. Zum Überwachen und Steuern bzw. Regeln dieser Betriebsparameter 8 bzw. von Ist- und Sollwerten der Betriebsparameter 8 weist das Lasersystem 1 hier auch eine entsprechende Steuereinrichtung 9 auf. Die Steuereinrichtung 9 kann beispielsweise über entsprechende Schnittstellen 10 mit den Betriebsparametern 8 zugeordneten Einrichtungen und/oder Sensoren gekoppelt sein. Zum Ausführen der vorliegend beschriebenen Maßnahmen bzw. Steuerungsabläufe kann die Steuereinrichtung 9 eine entsprechende Elektronik und/oder Schaltungslogik aufweisen, was hier schematisch angedeutet ist durch einen Prozessor 11 einen damit gekoppelten computerlesbaren Datenspeicher 12. Der Prozessor 11 kann beispielsweise ein Mikroprozessor oder Mikrochip oder Mikrocontroller oder dergleichen sein. In dem Datenspeicher 12 können beispielsweise ein entsprechendes Betriebs- oder Computerprogramm sowie gegebenenfalls ein vorgegebenes Modell für das Lasersystem 1 und/oder sonstige Daten gespeichert sein, das bzw. die dann mittels des Prozessors 11 ausgeführt bzw. verarbeitet werden können.
In der Praxis können im Betrieb von komplexen Systemen wie dem Lasersystem 1 immer wieder letztlich ungewollte Situationen auftreten, in denen es zu Abweichungen von der optimalen Justierung des jeweiligen Systems kommt. Dies kann unterschiedliche Ursachen haben, wie beispielsweise eine Änderung der Umgebungsbedingungen, thermische Effekte, die beispielsweise zu einer veränderten Wärmeausdehnung von Komponenten des Lasersystems 1 führen können, eine Degradation oder einen Defekt einzelner Komponenten, eine mechanische Verstellung beispielsweise des wenigstens einen passiven Optikelements 5, eine unbeabsichtigte Veränderung oder Fehleinstellung eines der Betriebsparameter 8 und/oder dergleichen mehr. Damit kann es dann also zu einer hier schematisch angedeuteten Dejustierung 13 kommen. Eine solche Dejustierung 13 kann dann beispielsweise dazu führen, dass sich statt des justierten Laserstrahls 6 ein entsprechend dejustierter Laserstrahl 14 ergibt, der nicht auf das Sollziel 7, sondern auf ein dann davon verschiedenes fehlerhaftes bzw. unerwünschtes Fehlziel 15 gerichtet ist bzw. trifft.
Derartige Dejustierungen 13, können prinzipiell behoben bzw. korrigiert werden, indem das Lasersystem 1 abgeschaltet oder in einen speziellen Justierungsbetriebsmodus versetzt wird und dann eine manuelle Justierung durchgeführt wird. Da dies jedoch aufwendig ist und eine unerwünschte Unterbrechung des Produktivbetriebs des Lasersystems 1 erfordern kann, ist das Lasersystem 1 hier zum automatischen Ausgleichen von entsprechenden Dejustierungen 13 eingerichtet. Dies erfolgt hier durch automatische Anpassung von Einstellungen oder Betriebsbedingungen des Lasersystems 1, also insbesondere der einstellbaren Betriebsparameter 8 des optischen Verstärkers 4b, gegebenenfalls unter Berücksichtigung vorgegebener Anforderungen oder Randbedingungen.
Um eine solche automatische Anpassung umzusetzen, weist das Lasersysteme 1 hier auch eine Überwachungseinrichtung 16 zum automatischen Erkennen von Dejustierungen 13 auf. Zudem ist die Steuereinrichtung 9 dazu eingerichtet, einen oder mehr der Betriebsparameter 8 zu bestimmen, die zum Ausgleichen der jeweils erkannten Dejustierung 13 angepasst, also in ihrem Wert verändert werden können, und den entsprechenden wenigstens einen Betriebsparameter 8 dann automatisch entsprechend anzupassen. Zusätzlich weist das Lasersystem 1 hier auch eine automatisch steuerbare Verstelleinrichtung 17 zum, insbesondere mechanischen bzw. geometrischen, Verstellen des wenigstens einen Optikelements 5 auf. Diese Verstelleinrichtung 17 kann hier ebenfalls mit automatisch von der Steuereinrichtung 9 steuerbar sein.
Da es nicht notwendigerweise ohne weiteres offensichtlich ist, in welchen Bereichen die Betriebsparameter 8 jeweils verstellbar sind, ohne die Funktionalität oder Aufgabe des Lasersystems 1 zu behindern bzw. zu stark zu behindern, und welche konkreten Auswirkungen Veränderungen eines oder mehrerer der Betriebsparameter 8 auf die Eigenschaften oder den Betrieb des Lasersystems 1, also beispielsweise auf die Laserstrahlausrichtung haben, kann zunächst eine entsprechende Sensitivitätsanalyse durchgeführt werden. Dies kann in einem entsprechenden Mess- oder Testbetrieb oder anhand im laufenden produktiven Betrieb des Lasersystems 1 auftretender Schwankungen oder Variationen der Betriebsparameter 8 erfolgen. Zur Veranschaulichung zeigt 2 eine schematische Diagrammdarstellung. Hier ist eine durch räumliche x- und y-Richtungen aufgespannte Ebene dargestellt, die beispielsweise im Bereich des Sollziels 7 senkrecht zu dem justierten Laserstrahl 6 stehen kann. Dementsprechend befindet sich das Sollziel 7 hier in der Mitte der dargestellten Ebene. Es sind hier beispielhaft verschiedene Sensitivitätskurven 18 dargestellt, die jeweils für einen der einstellbaren Betriebsparameter 8 angeben, wie sich dessen Veränderung auf die Laserstrahlausrichtung, also das Laserstrahlalignment auswirkt. Es ist erkennbar, dass Anpassungen verschiedener Betriebsparameter 8 zu unterschiedlichen Verschiebungen in x-Richtung und/oder in y-Richtung führen können.
In der Praxis können mehrere der Betriebsparameter 8 gleichzeitig bzw. in Kombination miteinander angepasst, also verstellt werden. Wie schematisch in 3 dargestellt, ergibt sich damit ein entsprechender möglicher Verstell- bzw. Ausgleichsbereich 19. Dieser Ausgleichsbereich 19 gibt diejenige Fläche bzw. denjenigen räumlichen Bereich an, in dem sich in einem Misalignment zeigende Dejustierungen 13 durch automatisches Anpassen eines oder mehrerer der Betriebsparameter 8 ausgeglichen werden können. Zur weiteren Veranschaulichung ist hier eine mit der Dejustierung 13 einhergehende Verschiebung 20 dargestellt, die dazu führt, dass der entsprechende dejustierte Laserstrahl 14 dann nicht mehr auf das Sollziel 7, sondern auf das entsprechende Fehlziel 15 trifft. Das Fehlziel 15 liegt hier innerhalb des Ausgleichsbereich 19. Dies bedeutet, dass die korrespondierende Dejustierung 13 durch geeignetes Anpassen eines oder mehrerer der Betriebsparameter 8 gemäß der entsprechenden Sensitivitätskurven 18 ausgeglichen werden kann, sodass dann wieder das Sollziel 7 getroffen wird.
Würde bei einer größeren Dejustierung 13 das Fehlziel 15 außerhalb des Ausgleichsbereich 19 liegen, so könnte das Fehlziel 15 durch entsprechende Anpassung eines oder mehrerer der Betriebsparameter 8 gegebenenfalls näher an das Sollziel 7 verschoben werden, ohne dieses letztlich vollständig zu erreichen.
Zur weiteren Veranschaulichung zeigt 4 einen beispielhaften schematischen Ablaufplan 21 für ein Verfahren zum Betreiben des Lasersystems 1. Darin können in einem Verfahrensschritt S1 zunächst Daten aufgezeichnet bzw. gesammelt werden, die Verhaltensweisen und Betriebszustände des Lasersystems 1 bei verschiedenen Werten der Betriebsparameter 8 angeben. Dabei können beispielsweise auch die jeweils aktuellen Umgebungsbedingungen und/oder weitere Größen erfasst werden. Je nach Anforderungen können die entsprechenden Daten nur anhand des Lasersystems 1 selbst oder anhand eines oder mehrerer verschiedener solcher Lasersysteme 1 erfasst werden. Wie hier durch einen schleifenförmigen Pfad angedeutet, kann dieser Verfahrensschritt S1 wiederholt oder fortlaufend durchgeführt werden.
Basierend auf den im Verfahrensschritt S1 gesammelten Daten können in einem Verfahrensschritt S2 die Sensitivitätskurven 18 bzw. das entsprechende Modell des Lasersystems 1 generiert werden.
In einem Verfahrensschritt S3 kann dann der mögliche Ausgleichsbereich 19 bestimmt werden.
Im laufenden Normal- bzw. Produktivbetrieb des Lasersystems 1 kann in einem Verfahrensschritt S4 dann fortlaufend oder regelmäßig wiederholt eine Überwachung auf Dejustierungen 13 hin durchgeführt werden. Dazu kann beispielsweise das Sollziel 7 sowie ein umgebender, beispielsweise zumindest dem Ausgleichsbereich 19 entsprechender Bereich mittels der Überwachungseinrichtung 16 beobachtet werden. Dazu kann die Überwachungseinrichtung 16 beispielsweise eine Kamera sein oder umfassen. Ebenso kann dazu beispielsweise ein Teil des Laserlichts nach Verlassen des Verstärkers, insbesondere nach Durchtreten der Optik bzw. des wenigstens einen Optikelements 5, zu der Überwachungseinrichtung 16 bzw. zu der entsprechenden Kamera gelenkt werden, um Dejustierungen 13 zu erkennen. Mittels der Überwachungseinrichtung 16 kann ebenso eine Überwachung auf weitere Arten von Dejustierungen 13 hin durchgeführt werden. Dazu kann die Überwachungseinrichtung 16 beispielsweise eine Leistung des Laserlichts am oder nach dem Ausgang des Verstärkers 4b mittels eines entsprechenden Sensors überwachen.
Auf eine erkannte Dejustierung 13 hin kann dann in einem Verfahrensschritt S5 mittels der Steuereinrichtung 9 ermittelt werden, welcher oder welche der Betriebsparameter 8 in welcher Weise bzw. in welchem Umfang anzupassen sind, um die erkannte Dejustierung 13 auszugleichen, und die entsprechende Anpassung gegebenenfalls automatisch durchgeführt werden. Wird hier erkannt, dass ein vollständiges Ausgleichen der Dejustierung 13 durch Anpassen eines oder mehrerer der Betriebsparameter 8 nicht möglich ist, so kann zusätzlich oder alternativ die Verstelleinrichtung 17 zum Ausgleichen der Dejustierung 13 automatisch angesteuert werden. Bei einer Kombination der Anpassung wenigstens eines der Betriebsparameter 8 und des Verstellens des wenigstens einen Optikelements 5 mittels der Verstelleinrichtung 17 kann letzteres gegebenenfalls minimiert werden. Dadurch kann beispielsweise bei einer Verwendung eines anisotropen bzw. abhängig von einer Lichteinfallsrichtung wirkenden Optikelements 5 eine entsprechende unerwünschte Beeinflussung des Laserlichts vermieden oder minimiert werden.
Das automatische Anpassen der Betriebsparameter 8 und/oder der Verstelleinrichtung 17 kann beispielsweise kontinuierlich bzw. als fortlaufende Regelung im laufenden Betrieb des Lasersystems 1 durchgeführt werden. Dazu kann die Steuereinrichtung 9 also einen entsprechenden Regler bilden oder implementieren bzw. das Lasersystem 1 wenigstens einen entsprechenden Regler aufweisen.
Gemäß dem hier vorgeschlagenen Verfahren können eine oder mehrere Stell- oder Steuergrößen des Lasersystems 1, insbesondere an dem Verstärker 4b, automatisch angepasst werden, um Dejustierungen 13 an oder nach dem Ausgang des Verstärkers 4b auszugleichen, also zu korrigieren, ohne dabei andere wichtige Ausgangsgrößen signifikant zu beeinflussen. Letzteres kann erreicht werden, indem in Abhängigkeit entsprechender vorgegebener Anforderungen oder Randbedingungen beispielsweise der Ausgleichsbereich 19 entsprechend begrenzt wird. Bei dem hier vorgeschlagenen automatischen Ausgleichen der Dejustierungen 13 kann deren jeweilige Ursache behoben werden oder nicht, was von der jeweiligen Ursache und den Steuerungs- bzw. Einstellmöglichkeiten des jeweiligen Lasersystems 1 abhängen kann.
Insgesamt zeigen die beschriebenen Beispiele wie an einer Laseranlage eine Laserstrahlalignmentsteuerung beispielsweise über Verstärkereinstellungen realisiert und angewendet werden kann.
BEZUGSZEICHENLISTE

1: Lasersystem
2: Laserquelle
3: Laserstrahl
4: Beeinflussungseinrichtung
4b: Verstärker
5: Optikelement
6: justierter Laserstrahl
7: Sollziel
8: Betriebsparameter
9: Steuereinrichtung
10: Schnittstelle
11: Prozessor
12: Datenspeicher
13: Dejustierung
14: dejustierter Laserstrahl
15: Fehlziel
16: Überwachungseinrichtung
17: Verstelleinrichtung
18: Sensitivitätskurven
19: Ausgleichsbereich
20: Verschiebung
21: Ablaufplan
S1 - S5: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren (21) zum Betreiben eines Lasersystems (1), wobei im Normalbetrieb des Lasersystems (1) automatisch - das Lasersystem (1) fortlaufend auf Dejustierungen (13) überwacht wird, - bei einer erkannten Dejustierung (13) ein Betriebsparameter (8) des Lasersystems (1) bestimmt wird, dessen Veränderung einen der Dejustierung (13) entgegengesetzten Effekt hat, und - der bestimmte Betriebsparameter (8) angepasst wird, um die erkannte Dejustierung (13) auszugleichen.
Lasersystem (1), insbesondere für die EUV-Lichterzeugung, aufweisend wenigstens eine Laserquelle (2), eine Beeinflussungseinrichtung (4) zum Beeinflussen eines von der Laserquelle (2) erzeugten Laserstahls (3) und eine Optik (5), die der Laserquelle (2) nachgeschaltet sind, eine Überwachungseinrichtung (16) zum Erkennen von Dejustierungen (13) des Lasersystems (1) und eine Steuereinrichtung (9), wobei das Lasersystem (1) zum Ausführen des Verfahrens (21) nach Anspruch 1 eingerichtet ist.
Lasersystem (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasersystem (1) dazu eingerichtet ist, als Dejustierungen (13) eine Veränderung der Ausrichtung des Laserstrahls (6, 14) und/oder der Ausgangskaustik und/oder eine Laserleistung zu erkennen.
Lasersystem (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussungseinrichtung (4) einen Verstärker (4b) zum Verstärken des Laserstrahls (3) aufweist und das Lasersystem (1) dazu eingerichtet ist, als den einen Betriebsparameter (8) einen Betriebsparameter (8) des Verstärkers (4b) zu bestimmen und anzupassen.
Lasersystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussungseinrichtung (4) mehrere Verstärker (4b) aufweist und das Lasersystem (1) dazu eingerichtet ist, die Anpassung auf die mehreren Verstärker (4b) aufzuteilen.
Lasersystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter (8) eine Eigenschaft des Lasersystems (1) ist oder steuert, die von einer mechanischen Stellung eines von dem Laserstrahl (6, 14) beaufschlagten Optikelements (5) verschieden ist.
Lasersystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasersystem (1) dazu eingerichtet ist, den Betriebsparameter (8) aus der folgenden Liste zu bestimmen: Gaszusammensetzung, Gastemperatur, Gasdruck, Gasvolumenstrom, Gaswechselwartezeit, Kühlmitteltemperatur, Kühlmittelvolumenstrom, RF-Leistung, Verstärkerausschaltzeit, Vorpulslaserleistung.
Lasersystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasersystem (1) dazu eingerichtet ist, die Anpassung des einen Betriebsparameters (8) zu begrenzen, sodass dadurch ein vorgegebener Schwellenwert für eine Laserausgangsleistung nicht unterschritten wird.
Lasersystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasersystem (1) dazu eingerichtet ist, insbesondere abhängig von der Größe der erkannten Dejustierung (13), mehrere Betriebsparameter (8) in Kombination miteinander anzupassen, um die Dejustierung (13) auszugleichen.
Lasersystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasersystem (1) dazu eingerichtet ist, den Betriebsparameter (8) mittels einer auf einem vorgegebenen Modell basierenden, insbesondere prädiktiven, Regelung anzupassen.
Lasersystem (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell auf im vorausgehenden Betrieb aufgenommenen Betriebsdaten nur genau des jeweiligen Lasersystems (1) selbst basiert.
Lasersystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasersystem (1) zusätzlich eine Verstelleinrichtung (17) zum Verstellen der Ausrichtung wenigstens eines Elements (5) der Optik (5) aufweist und dazu eingerichtet ist, erst und nur dann, wenn eine erkannte Dejustierung (13) durch maximales Anpassen des Betriebsparameters (8) nicht vollständig ausgeglichen werden kann, die Dejustierung (13) zusätzlich oder alternativ mittels der Verstelleinrichtung (17) auszugleichen.