(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのレーザ装置と共に用いられるチャンバ装置であって、
前記少なくとも１つのレーザ装置から出力される少なくとも１つのレーザ光を内部に導入するための少なくとも１つの入射口が設けられたチャンバと、
前記チャンバに設けられ、前記チャンバ内の所定のプラズマ生成領域にターゲット物質を供給するためのターゲット供給部と、
前記少なくとも１つのレーザ光を前記所定のプラズマ生成領域で集光させるためのレーザ集光光学系と、
前記少なくとも１つのレーザ光の前記所定のプラズマ生成領域におけるビーム断面の光強度分布が、前記ビーム断面の所定の領域において所定の均一性を有するように、前記光強度分布を補正するための光学素子と、
を備え、前記レーザ光の進行方向に垂直な方向における前記所定の領域の寸法の最小値は、前記チャンバ内の前記所定のプラズマ生成領域における前記ターゲット物質の、前記垂直な方向における寸法の最大値に、前記所定のプラズマ生成領域における前記ターゲット物質の位置のばらつきの範囲を加えた値以上の大きさである、チャンバ装置。
【請求項２】
前記所定の領域の面積は、前記チャンバ内の前記所定のプラズマ生成領域における前記ターゲット物質の、前記少なくとも１つのレーザ光の進行方向に垂直な断面における最大面積を超える大きさである、請求項１記載のチャンバ装置。
【請求項３】
前記所定の領域において、最も低い光強度と最も高い光強度との差が、前記最も低い光強度と前記最も高い光強度との和の２０％以下となる、請求項１記載のチャンバ装置。
【請求項４】
前記チャンバ内に供給されるターゲット物質はドロップレットである、請求項１記載のチャンバ装置。
【請求項５】
前記ターゲット物質は金属を含む、請求項１記載のチャンバ装置。
【請求項６】
少なくとも１つのレーザ装置と共に用いられるチャンバ装置であって、
前記少なくとも１つのレーザ装置から出力される少なくとも１つのレーザ光であって、前記チャンバ内に供給されるターゲット物質を照射するプリパルスレーザ光と、前記プリパルスレーザ光に照射されたターゲット物質を照射するメインパルスレーザ光と、を含む、前記少なくとも１つのレーザ光を内部に導入するための少なくとも１つの入射口が設けられたチャンバと、
前記チャンバに設けられ、前記チャンバ内の所定のプラズマ生成領域に前記ターゲット物質を供給するためのターゲット供給部と、
前記少なくとも１つのレーザ光を前記所定のプラズマ生成領域で集光させるためのレーザ集光光学系と、
前記プリパルスレーザ光の前記所定のプラズマ生成領域におけるビーム断面の光強度分布を補正するための光学素子と、
を備え、前記メインパルスレーザ光の前記所定のプラズマ生成領域におけるビーム断面の寸法の最小値は、前記プリパルスレーザ光に照射された前記ターゲット物質の、前記メインパルスレーザ光の進行方向に垂直な方向における寸法の最大値に、前記プリパルスレーザ光に照射された前記ターゲット物質の位置のばらつきの範囲を加えた値以上の大きさである、チャンバ装置。
【請求項７】
前記メインパルスレーザ光の前記所定のプラズマ生成領域におけるビーム断面の面積は、前記プリパルスレーザ光に照射された前記ターゲット物質の、前記メインパルスレーザ光の進行方向に垂直な断面における最大面積を超える大きさである、請求項６記載のチャンバ装置。
【請求項８】
前記プリパルスレーザ光と前記メインパルスレーザ光とは、略同一方向から前記チャンバ内に入射する、
請求項６記載のチャンバ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、極端紫外（ＥＵＶ）光を生成するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体プロセスの微細化に伴って光リソグラフィにおける微細化が急速に進展しており、次世代においては、６０ｎｍ〜４５ｎｍの微細加工、さらには３２ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。そのため、例えば、３２ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光を生成するための装置と縮小投影反射光学系とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。
【０００３】
ＥＵＶ光生成装置としては、ターゲット物質にレーザ光を照射することによって生成されるプラズマが用いられるＬＰＰ（Laser Produced Plasma）方式装置、放電によって生成されるプラズマが用いられるＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）方式装置、及び軌道放射光が用いられるＳＲ（Synchrotron Radiation）方式装置の３種類が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７２３９６８６号明細書
【概要】
【０００５】
本開示の１つの観点に係るチャンバ装置は、少なくとも１つのレーザ装置と共に用いられるチャンバ装置であって、前記少なくとも１つのレーザ装置から出力される少なくとも１つのレーザ光を内部に導入するための少なくとも１つの入射口が設けられたチャンバと、前記チャンバに設けられ、前記チャンバ内の所定のプラズマ生成領域にターゲット物質を供給するためのターゲット供給部と、前記少なくとも１つのレーザ光を前記所定のプラズマ生成領域で集光させるためのレーザ集光光学系と、前記少なくとも１つのレーザ光の前記所定のプラズマ生成領域におけるビーム断面の光強度分布が、前記ビーム断面の所定の領域において所定の均一性を有するように、前記光強度分布を補正するための光学素子と、を備え、前記レーザ光の進行方向に垂直な方向における前記所定の領域の寸法の最小値は、前記チャンバ内の前記所定のプラズマ生成領域における前記ターゲット物質の、前記垂直な方向における寸法の最大値に、前記所定のプラズマ生成領域における前記ターゲット物質の位置のばらつきの範囲を加えた値以上の大きさであってもよい。
本開示の別の観点に係るチャンバ装置は、少なくとも１つのレーザ装置と共に用いられるチャンバ装置であって、前記少なくとも１つのレーザ装置から出力される少なくとも１つのレーザ光であって、前記チャンバ内に供給される前記ターゲット物質を照射するプリパルスレーザ光と、前記プリパルスレーザ光に照射されたターゲット物質を照射するメインパルスレーザ光と、を含む、前記少なくとも１つのレーザ光を内部に導入するための少なくとも１つの入射口が設けられたチャンバと、前記チャンバに設けられ、前記チャンバ内の所定のプラズマ生成領域にターゲット物質を供給するためのターゲット供給部と、前記少なくとも１つのレーザ光を前記所定のプラズマ生成領域で集光させるためのレーザ集光光学系と、前記プリパルスレーザ光の前記所定のプラズマ生成領域におけるビーム断面の光強度分布を補正するための光学素子と、を備え、前記メインパルスレーザ光の前記所定のプラズマ生成領域におけるビーム断面の寸法の最小値は、前記プリパルスレーザ光に照射された前記ターゲット物質の、前記メインパルスレーザ光の進行方向に垂直な方向における寸法の最大値に、前記プリパルスレーザ光に照射された前記ターゲット物質の位置のばらつきの範囲を加えた値以上の大きさであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａ〜図１Ｃは、本開示における技術課題例を説明するための図である。
【図２】図２Ａ〜図２Ｃは、本開示において、プリパルスレーザ光をドロップレットに照射したときのターゲット物質の挙動についての例を示す図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは、本開示において、プリパルスレーザ光をドロップレットに照射したときのターゲット物質の挙動についての他の例を示す図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、本開示におけるドロップレット径とビーム径との関係をビームの軸方向に見た図である。
【図５】図５は、本開示におけるドロップレットのばらつきに関するΔＸの値の設定例を示す表である。
【図６】図６は、本開示におけるドロップレットの位置のばらつき方向とビーム径との関係をビームの軸方向に見た図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｃは、本開示におけるプリパルスレーザ光の光強度分布の例を説明するための図である。
【図８】図８は、ターゲット物質に照射されるレーザ光の光強度分布について説明するための図である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す図である。
【図１０】図１０は、補正光学素子に関する１つの例を示す概念図である。
【図１１】図１１は、補正光学素子に関する別の例を示す概念図である。
【図１２】図１２は、補正光学素子に関するさらなる別の例を示す概念図である。
【図１３】図１３は、補正光学素子に関するさらなる別の例を示す概念図である。
【図１４】図１４は、補正光学素子に関するさらなる別の例を示す概念図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す図である。
【図１６】図１６Ａは、第３の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す図であり、図１６Ｂは、図１６Ａに示すＥＵＶ光生成装置のＸＶＩＢ−ＸＶＩＢ面における断面図である。
【図１７】図１７は、第４の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す図である。
【図１８】図１８Ａは、第５の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す図であり、図１８Ｂは、図１８Ａに示すＥＵＶ光生成装置のＸＶIIIＢ−ＸＶIIIＢ面における断面図である。
【図１９】図１９は、第６の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す図である。
【図２０】図２０Ａは、ドロップレットにプリパルスレーザ光を照射した様子を示す概念図であり、図２０Ｂ及び図２０Ｃは、ドロップレットにプリパルスレーザ光を照射したことによって形成されたトーラス型の拡散ターゲットにトップハット型の光強度分布を有するメインパルスレーザ光を照射する様子を示す概念図である。
【図２１】図２１は、第７の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置においてプリパルスレーザ光を出力するチタンサファイヤレーザの構成例を示す概念図である。
【図２２】図２２は、第８の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置においてプリパルスレーザ光を出力するファイバレーザの構成例を示す概念図である。
【図２３】図２３は、本開示におけるプリパルスレーザ光の照射条件の例を示す表である。
【図２４】図２４は、第９の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す図である。
【図２５】図２５は、第１０の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す図である。
【図２６】図２６は、第１１の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置において用いられるレーザ装置の構成例を示す概念図である。
【図２７】図２７は、上述の実施形態において、プリパルスレーザ光のフルーエンスに応じたＣＥの測定値をプロットしたグラフである。
【図２８】図２８は、上述の実施形態において、プリパルスレーザ光照射後からメインパルスレーザ光が照射されるまでの遅延時間に応じたＣＥの測定値をターゲット物質のドロップレット径ごとにプロットしたグラフである。
【実施形態】
【０００９】
＜内容＞
＜１．実施形態の背景＞
＜２．実施形態の概要＞
＜３．所定の均一性を有する領域の径＞
＜４．光強度分布の例＞
＜５．第１の実施形態＞
＜６．補正光学素子の例＞
＜７．第２の実施形態＞
＜８．第３の実施形態＞
＜９．第４の実施形態＞
＜１０．第５の実施形態＞
＜１１．第６の実施形態＞
＜１２．第７の実施形態＞
＜１３．第８の実施形態＞
＜１４．プリパルスレーザ光の照射条件＞
＜１５．第９の実施形態＞
＜１６．第１０の実施形態＞
＜１７．第１１の実施形態＞
＜１７−１．構成＞
＜１７−２．動作＞
＜１８．フルーエンスの制御＞
＜１９．遅延時間の制御＞
【００１０】
以下、幾つかの実施形態について、単なる例として、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明する実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の範囲を限定するものではない。また、以下の実施形態で説明される構成の全てが本開示の構成として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１１】
＜１．実施形態の背景＞
図１Ａ〜図１Ｃは、本開示における技術課題例を説明するための図である。この技術課題例は、１次ターゲット（primary target）である金属ドロップレットにプリパルスレーザ光を照射して２次ターゲット（secondary target）を生成し、この２次ターゲットにメインパルスレーザ光を照射する方式において、新たに生じたものである。
【００１２】
図１Ａ〜図１Ｃは、ターゲット物質のドロップレットＤＬにプリパルスレーザ光Ｐを照射したときのターゲット物質の挙動の例を示している。プリパルスレーザ光Ｐは、図１Ｂに示すように、ドロップレットＤＬが図中の一点鎖線との交点に到来するタイミングで、当該交点に向けて照射されるのが好ましい。
【００１３】
ドロップレットＤＬの径やプリパルスレーザ光Ｐの光強度などの条件にもよるが、ドロップレットＤＬにプリパルスレーザ光Ｐが照射されると、プリパルスレーザ光Ｐが照射されたドロップレットＤＬの表面から、プリプラズマが生成され得る。図１Ｂに示すように、プリプラズマは、プリパルスレーザ光Ｐの進行方向に対してほぼ逆方向に噴出し得る。プリプラズマとは、ドロップレットＤＬの内、プリパルスレーザ光Ｐの照射表面付近の部分がイオン又は中性粒子を含む蒸気になったものをいう。このプリプラズマが生成される現象をレーザアブレーションともいう。
【００１４】
また、ドロップレットＤＬにプリパルスレーザ光Ｐが照射されると、ドロップレットＤＬが破壊され得る。図１Ｂに示すように、破壊されたドロップレットは、プリプラズマの噴出による反力などによって、プリパルスレーザ光Ｐの進行方向に対してほぼ同方向に拡散し得る。
【００１５】
このように、ドロップレットに対するプリパルスレーザ光の照射により生成されたプリプラズマ及び破壊されたドロップレットの少なくともいずれか一方を含むターゲットを、以下では拡散ターゲットと称する。
【００１６】
プリパルスレーザ光Ｐの照射時におけるドロップレットＤＬの位置は不安定であり、図１Ａに示すように一点鎖線との交点より紙面上側にずれている場合や、図１Ｃに示すように一点鎖線との交点より紙面下側にずれている場合等があり得る。１つの方法においては、プリパルスレーザ光のビーム径を大きくすることにより、プリパルスレーザ光がドロップレットに照射されるようにしてもよい。
【００１７】
しかしながら、レーザ装置から出力されるレーザ光の光強度分布は、通常は、ビーム軸に直交する断面における中央部で光強度が高く、周辺部に向かって光強度が低くなるガウス分布となっている。そのような通常のレーザ光をプリパルスレーザ光ＰとしてドロップレットＤＬに照射した場合に、上記の方法においては、図１Ａ及び図１Ｃに示すように、ガウス分布の中心以外の部分にドロップレットＤＬの中心が位置するようにドロップレットＤＬにプリパルスレーザ光Ｐが照射されてしまう可能性がある。
【００１８】
プリパルスレーザ光Ｐの内で、ガウス分布の中心以外の部分にドロップレットＤＬの中心が位置するようにプリパルスレーザ光Ｐが照射された場合には、ドロップレットＤＬの照射表面の内で、プリパルスレーザ光Ｐにおけるガウス分布の中心に近い部分に、照射エネルギーが偏って与えられ得る。その結果、プリプラズマは、プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸方向とは異なる方向に噴出し得る。また、上述の破壊されたドロップレットも、プリプラズマの噴出による反力などによって、プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸とは異なる方向に拡散し得る。
【００１９】
このように、ドロップレットへのプリパルスレーザ光の照射により生成される拡散ターゲットは、プリパルスレーザ光照射時のプリパルスレーザ光のビーム軸に対するドロップレットの位置によって異なる方向に拡散してしまう。このため、メインパルスレーザ光Ｍを安定して拡散ターゲットに照射することが困難となる場合がある。
【００２０】
＜２．実施形態の概要＞
図２Ａ〜図２Ｃは、本開示において、プリパルスレーザ光をドロップレットに照射したときのターゲット物質の挙動についての１つの例を示している。図２Ａ〜図２Ｃに示す場合においては、図１Ａ〜図１Ｃに示す場合と同様に、プリパルスレーザ光Ｐの照射時におけるドロップレットＤＬの位置が不安定である（例えば、図２Ａ、図２Ｃ）。しかし、図２Ａ〜図２Ｃに示す場合においては、プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸に直交する断面において光強度分布が所定の均一性を有する領域（径Ｄｔ）が存在する。
【００２１】
図２Ａ〜図２Ｃに示す何れの場合においても、プリパルスレーザ光Ｐの光強度分布において所定の均一性を有する領域（径Ｄｔ）の中にドロップレットＤＬが位置している。このため、プリパルスレーザ光ＰがドロップレットＤＬの全体に略均一な光強度で照射され得る。従って、プリパルスレーザ光ＰがドロップレットＤＬに照射される時において、ドロップレットＤＬの位置がばらついても、プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸に沿う方向にターゲットを拡散させることができる。その結果、メインパルスレーザ光Ｍを拡散ターゲットの全体に照射することができると推測される。
【００２２】
図３Ａ〜図３Ｃは、本開示において、プリパルスレーザ光をドロップレットに照射したときのターゲット物質の挙動についての他の例を示している。図３Ａ〜図３Ｃに示す場合においても、図２Ａ〜図２Ｃに示す場合と同様に、プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸に直交する断面において光強度分布が所定の均一性を有する領域（径Ｄｔ）が存在する。
【００２３】
図３Ａ〜図３Ｃに示す場合においては、図２Ａ〜図２Ｃに示す場合と異なり、ドロップレットＤＬが粉々に破壊されて、円盤状に拡散することにより拡散ターゲットとなり得る。ターゲット物質のこのような挙動は、例えば、ドロップレットＤＬの径を略マスリミテッド（約１０μｍ）とし、プリパルスレーザ光Ｐの光強度が所定の強度に調節される場合に得られる。
【００２４】
図３Ａ〜図３Ｃに示す場合において、プリパルスレーザ光Ｐに対するドロップレットＤＬの位置が不安定である場合（例えば、図３Ａ、図３Ｃ）でも、プリパルスレーザ光Ｐの光強度分布において所定の均一性を有する領域（径Ｄｔ）の中にドロップレットＤＬが位置している。このため、プリパルスレーザ光ＰがドロップレットＤＬの全体に略均一な光強度で照射され得る。従って、プリパルスレーザ光Ｐは、ドロップレットＤＬの位置がばらついても、プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸に沿う方向にターゲット物質を拡散させることができる。その結果、メインパルスレーザ光Ｍを拡散ターゲットの全体に照射することができると推測される。
【００２５】
＜３．所定の均一性を有する領域の径＞
次に、図２Ａ〜図２Ｃ及び図３Ａ〜図３Ｃを参照しながら、レーザ光の光強度分布において所定の均一性を有する領域の径Ｄｔについて説明する。
【００２６】
ドロップレットＤＬにプリパルスレーザ光Ｐを照射するときに、プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸方向にターゲットを拡散させるには、ビーム断面において光強度が所定の均一性を有する部分がドロップレットＤＬの半球面全体に照射されることが好ましい。従って、ドロップレットＤＬの径をＤｄとしたとき、プリパルスレーザ光Ｐのビーム断面において光強度分布が所定の均一性を有する領域の径Ｄｔは、ドロップレットＤＬの径Ｄｄを超える大きさであることが好ましい。
【００２７】
また、プリパルスレーザ光Ｐを照射する時のドロップレットＤＬの位置のばらつきが想定される場合には、想定されるばらつきΔＸを考慮することが好ましい。例えば、プリパルスレーザ光Ｐのビーム断面において光強度分布が所定の均一性を有する領域の径Ｄｔは、以下の条件を満足することが好ましい。
Ｄｔ≧Ｄｄ＋２ΔＸ
すなわち、プリパルスレーザ光Ｐのビーム断面において光強度分布が所定の均一性を有する領域の径Ｄｔは、ドロップレットＤＬの径Ｄｄに、ドロップレットＤＬの位置のばらつきΔＸを加えた大きさ以上であることが好ましい。ここでは、ビーム軸方向に見て上下及び左右両方向のばらつきが想定されるものとして、ドロップレットＤＬの径ＤｄにΔＸの２倍を加えている。
【００２８】
図４Ａ及び図４Ｂは、本開示におけるドロップレット径とビーム径との関係をビーム軸方向から見た図である。図４Ａに示すように、プリパルスレーザ光Ｐのビーム断面において光強度分布が所定の均一性を有する領域の径Ｄｔは、ドロップレットＤＬの径ＤｄにΔＸの２倍を加えた大きさ以上であることが好ましい。
【００２９】
次に、図４Ｂに示すように、メインパルスレーザ光Ｍを拡散ターゲットの全体に照射できるように、メインパルスレーザ光Ｍのビーム径Ｄｍは、拡散ターゲットの径Ｄｅ以上の大きさであることが好ましい。
【００３０】
さらに、プリパルスレーザ光Ｐのビーム断面において光強度分布が所定の均一性を有する領域が存在する場合には、拡散ターゲットの位置のばらつきについて、以下のことが言える。拡散ターゲットは、プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸方向に拡散し得る。従って、拡散ターゲットの位置のばらつきは、拡散ターゲットの拡散方向に起因しているのではなく、主として、プリパルスレーザ光Ｐを照射したときに生じていたドロップレットＤＬの位置のばらつきΔＸに起因していると推定される。従って、メインパルスレーザ光Ｍのビーム径Ｄｍは、例えば以下の条件を満足することが好ましい。
Ｄｍ≧Ｄｅ＋２ΔＸ
すなわち、メインパルスレーザ光Ｍのビーム径Ｄｍは、拡散ターゲットの径Ｄｅに、ドロップレットＤＬの位置のばらつきΔＸを加えた大きさ以上であることが好ましい。ここでは、ビーム軸方向に見て上下及び左右両方向のばらつきが想定されるものとして、拡散ターゲットの径ＤｅにΔＸの２倍を加えている。
【００３１】
図５は、本開示におけるドロップレットＤＬの位置のばらつきに関するΔＸの値の設定例を示す表である。プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸とドロップレットＤＬの中心との間の距離の標準偏差をσとしたとき、ΔＸとしては、例えばσ、２σ、３σ、・・・に設定することが考えられる。
【００３２】
ここで、プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸とドロップレットＤＬの中心との間の距離が正規分布に従うと仮定すると、上述のＤｔ≧Ｄｄ＋２ΔＸの条件下で、プリパルスレーザ光Ｐのビーム断面において光強度分布が所定の均一性を有する領域がドロップレットＤＬに照射される確率（又は照射されない確率）を算出できる。
【００３３】
図５の右欄は、プリパルスレーザ光Ｐのビーム断面において光強度分布が所定の均一性を有する領域がドロップレットＤＬに照射されない確率を示したものである。図示するように、所定の均一性を有する領域がドロップレットＤＬに照射されない確率は、ΔＸ＝σの場合は１５．９％、ΔＸ＝２σの場合は２．２８％、ΔＸ＝３σの場合は０．１３５％である。ＥＵＶ光の強度を安定化させるには、ΔＸを２σ以上の値に設定することが好ましい。
【００３４】
なお、プリパルスレーザ光Ｐ及びメインパルスレーザ光Ｍのビーム断面が円形であり、ドロップレットＤＬ及び拡散ターゲットの断面（レーザ光のビーム軸に直交する断面）が円形である場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、プリパルスレーザ光の所定の均一性を有する領域の面積が、ドロップレットＤＬの断面における最大面積を超える大きさであってもよい。また、プリパルスレーザ光Ｐの所定の均一性を有する領域の寸法の最小値が、ドロップレットＤＬの断面における寸法の最大値にドロップレットＤＬの位置のばらつきの範囲を加えた値以上の大きさであってもよい。また、メインパルスレーザ光Ｍのビーム断面の面積が、拡散ターゲットの断面における最大面積を超える大きさであってもよい。また、メインパルスレーザ光Ｍのビーム断面の寸法の最小値が、拡散ターゲットの断面における寸法の最大値に拡散ターゲットの位置のばらつきの範囲を加えた値以上の大きさであってもよい。
【００３５】
図６は、本開示におけるドロップレットＤＬの位置のばらつき方向とビーム径との関係をビーム軸方向に見た図である。図６に示すように、プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸に直交する方向へのドロップレットＤＬの位置のばらつきは、複数の方向において評価されてもよい。図６においては、プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸を含む面からのドロップレットＤＬの中心位置のＸ方向（紙面の横方向）のばらつきの最大値とドロップレットＤＬの半径との和をＸdmaxとし、プリパルスレーザ光のビーム軸を含む面からのドロップレットＤＬの中心位置のＹ方向（紙面の縦方向）のばらつきの最大値とドロップレットＤＬの半径との和をＹdmaxとしている。そして、例えばＸ方向のばらつきの最大値がＹ方向のばらつきの最大値より大きい場合を示している（Ｘdmax＞Ｙdmax）。
【００３６】
このような場合、例えば、ばらつきの大きいＸ方向を基準としてプリパルスレーザ光Ｐのビーム断面の寸法を決めてもよい。例えば、プリパルスレーザ光Ｐのビーム断面において光強度が所定の均一性を有する領域は、半径ＦＲがＸdmax以上である円形であるようにしてもよい。あるいは、プリパルスレーザ光Ｐのビーム断面において光強度が所定の均一性を有する領域は、Ｘ方向の寸法（ビーム軸の中心から所定の均一性を有する領域の縁までの長さ）がＸdmax以上である楕円形又はその他の形状を有するようにしてもよい。また、プリパルスレーザ光Ｐのビーム断面において光強度が所定の均一性を有する領域の寸法にもばらつきＴＲがあり得ることを考慮し、所定の均一性を有する領域は、Ｘ方向の寸法が（Ｘdmax＋ＴＲ）以上である形状を有するようにしてもよい。
【００３７】
また、ドロップレットＤＬの位置のばらつきに応じて、プリパルスレーザ光Ｐのビーム径を変更できるようにしてもよい。プリパルスレーザ光Ｐの光エネルギーを一定にしたままビーム径を変更すると、プリパルスレーザ光Ｐの照射面における光強度（単位面積あたりの光エネルギー）がビーム径の二乗に反比例して変化する。従って、光強度を一定にするために、光エネルギーを調整してもよい。また、例えば、プリパルスレーザ光Ｐのビーム断面において光強度が所定の均一性を有する領域の形状（ビームの断面形状）を、Ｘ方向の寸法が（Ｘdmax＋ＴＲ）であり、Ｙ方向の寸法が（Ｙdmax＋ＴＲ）である楕円形状となるように調整してもよい。メインパルスレーザ光Ｍについても、例えば拡散ターゲットのＸ方向のばらつきとＹ方向のばらつきとに応じて、ビーム断面の寸法や形状を調整してもよい。
【００３８】
＜４．光強度分布の例＞
図７Ａ〜図７Ｃは、本開示におけるプリパルスレーザ光の光強度分布の例を説明するための図である。図７Ａに示すように、プリパルスレーザ光Ｐが、ビーム断面の全範囲において略均一な光強度を有する場合には、当該プリパルスレーザ光Ｐの光強度分布は、略均一なトップハット（top hat）型であり、均一性を有すると言える。
【００３９】
また、図７Ｂに示すように、プリパルスレーザ光Ｐが、ビーム径方向の端部付近において光強度が漸減する領域を有している場合でも、当該端部に囲まれた中央部付近において略均一な光強度を有する場合には、均一性を有する領域を含むと言える。
【００４０】
また、図７Ｃに示すように、プリパルスレーザ光Ｐが、ビーム径方向の端部付近において光強度が高い領域を有している場合でも、当該端部に囲まれた中央部付近において略均一な光強度を有する場合には、均一性を有する領域を含むと言える。
【００４１】
ドロップレットＤＬにプリパルスレーザ光Ｐを照射したときに、プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸方向にターゲットを拡散させるには、図７Ａ〜図７Ｃに示すように、プリパルスレーザ光Ｐが略均一な光強度を有する領域を含むことが好ましい。しかし、以下に説明するように、レーザ光の光強度分布は、完全に均一ではなくても、ビーム軸に直交する断面の内の一定の領域において所定の均一性を有していればよい。
【００４２】
図８は、ターゲット物質に照射されるレーザ光の光強度分布について説明するための図である。図８に示すように、レーザ光のビーム軸に直交する断面の内の一定の領域（径Ｄｔ）において最も高い光強度の値Imaxと、当該領域において最も低い光強度の値Iminとの差が大きすぎる場合には、所定の均一性を有するとは言えない。所定の均一性を有すると言えるためには、例えば、以下に示すばらつきＣの値が２０（％）以下であることが好ましい。
Ｃ＝｛（Imax−Imin）／（Imax＋Imin）｝×１００（％）
より好ましくは、上記のばらつきＣの値は１０（％）以下である。
【００４３】
また、レーザ光のビーム断面における光強度分布が、上記所定の均一性を有する領域内において複数のピークＰ１〜Ｐ６を有する場合には、ピーク間の間隔ΔＰがドロップレットＤＬの径Ｄｄの半分以下であることが好ましい。
【００４４】
＜５．第１の実施形態＞
図９は、第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す。第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置では、レーザ光をターゲット物質に照射してターゲット物質を励起することによりＥＵＶ光が生成されるＬＰＰ方式が採用されている。図９に示すように、ＥＵＶ光生成装置２０は、チャンバ１と、ターゲット供給部２と、プリパルスレーザ装置３と、メインパルスレーザ装置４と、ＥＵＶ集光ミラー５とを備えてもよい。ここで、プリパルスレーザ装置３及びメインパルスレーザ装置４は、レーザ光生成機構を構成している。
【００４５】
チャンバ１は、ＥＵＶ光の生成が内部で行われる真空チャンバでよい。チャンバ１には、露光装置接続ポート１１と、窓１２とが設けられてもよい。露光装置接続ポート１１を介して、チャンバ１内で生成されるＥＵＶ光は外部の露光装置（縮小投影反射光学系）に出力されてもよい。窓１２を介して、プリパルスレーザ装置３及びメインパルスレーザ装置４から出力されたレーザ光がチャンバ１内に入射してもよい。
【００４６】
ターゲット供給部２は、ＥＵＶ光を生成するために用いられるスズ（Ｓｎ）やリチウム（Ｌｉ）等のターゲット物質をチャンバ１内に供給するための装置でよい。ターゲット物質は、ターゲットノズル１３を介して噴出されて、球状のドロップレットＤＬとなり得る。ドロップレットＤＬは、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下の径を有してもよい。チャンバ１内に供給された複数のドロップレットＤＬの内で、レーザ光が照射されなかったものは、ターゲット回収部１４に回収されてもよい。
【００４７】
プリパルスレーザ装置３及びメインパルスレーザ装置４は、ターゲット物質を励起するために用いられる駆動用のレーザ光を出力する発振増幅型レーザ装置でよい。プリパルスレーザ装置３及びメインパルスレーザ装置４から出力されるレーザ光は、高い繰返し周波数（例えば、パルス時間幅が数ｎｓ〜数十ｎｓ程度、繰返し周波数が１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度）を有するパルスレーザ光でよい。プリパルスレーザ装置３はプリパルスレーザ光Ｐを出力し、メインパルスレーザ装置４はメインパルスレーザ光Ｍを出力してもよい。プリパルスレーザ装置３としては、例えばＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザ装置が用いられ、メインパルスレーザ装置４としては、例えばＣＯ２レーザ装置が用いられてもよいが、これらに限定されず、他のレーザ装置が用いられてもよい。
【００４８】
プリパルスレーザ装置３から出力されたプリパルスレーザ光Ｐは、ビームコンバイナ１５ａ、軸外放物面ミラー１５ｂ等を含むレーザ集光光学系、窓１２、ＥＵＶ集光ミラー５の中央部に形成された貫通孔２１ａ等を介して、チャンバ１内に供給されるドロップレットＤＬ上に集光されてもよい。
【００４９】
一方、メインパルスレーザ装置４から出力されたメインパルスレーザ光Ｍは、ビームコンバイナ１５ａ、軸外放物面ミラー１５ｂ等を含むレーザ集光光学系、窓１２、貫通孔２１ａ等を介して、チャンバ１内で生成される拡散ターゲット上に集光されてもよい。
【００５０】
プリパルスレーザ光ＰがドロップレットＤＬに照射されると、ドロップレットＤＬが拡散して、拡散ターゲット（例えば、図２Ａ〜図２Ｃに示すようなプリプラズマ、又は、図２Ａ〜図２Ｃ及び図３Ａ〜図３Ｃに示すような破壊されたドロップレット）が生成され得る。
【００５１】
メインパルスレーザ光Ｍは、ドロップレットＤＬへのプリパルスレーザ光Ｐの照射によって形成された拡散ターゲットに照射されてもよい。メインパルスレーザ光Ｍのエネルギーによって、拡散ターゲットが励起されてプラズマ化されると、そこからＥＵＶ光を含む様々な波長の光が放射され得る。
【００５２】
ＥＵＶ集光ミラー５は、プラズマから放射される様々な波長の光の内から、所定の波長（例えば、１３．５ｎｍ付近の波長を有するＥＵＶ光）の光を集光反射する光学系である。ＥＵＶ集光ミラー５は、例えば、波長が１３．５ｎｍ付近のＥＵＶ光を選択的に反射するモリブデン（Ｍｏ）／シリコン（Ｓｉ）多層膜が形成された回転楕円面の凹面状反射面を有するミラーでよい。ＥＵＶ集光ミラー５は、回転楕円面の第１の焦点がプラズマ生成領域ＰＳに位置するように配置されてもよく、ＥＵＶ集光ミラー５で反射されたＥＵＶ光は、回転楕円面の第２の焦点、即ち、中間集光点（ＩＦ）に集光され、外部の露光装置に出力されてもよい。
【００５３】
第１の実施形態においては、プリパルスレーザ装置３から出力されるプリパルスレーザ光Ｐと、メインパルスレーザ装置４から出力されるメインパルスレーザ光Ｍとが、ビームコンバイナ１５ａによってそれらの進行方向を略一致させられてチャンバ１内に供給されてもよい。
【００５４】
プリパルスレーザ装置３は、第１の所定波長でプリパルスレーザ光Ｐを出力してもよい。プリパルスレーザ光Ｐは、ビームエキスパンダ３０においてビーム径が拡大された後、補正光学素子３１に入射してもよい。
【００５５】
補正光学素子３１は、ドロップレットＤＬに照射されるプリパルスレーザ光Ｐの光強度分布を補正するための素子でよい。補正光学素子３１は、ドロップレットＤＬへの照射位置におけるプリパルスレーザ光Ｐのビーム断面において光強度分布が所定の均一性を有する領域を含み、且つ、当該所定の均一性を有する領域の径ＤｔがドロップレットＤＬの径Ｄｄを超える大きさとなるように、プリパルスレーザ光Ｐの光強度分布を補正してもよい。補正光学素子３１から出力されたプリパルスレーザ光Ｐは、ビームコンバイナ１５ａに入射してもよい。
【００５６】
メインパルスレーザ装置４は、マスターオシレータ４ａと、プリアンプ４ｃと、メインアンプ４ｅと、それらの下流側に、それぞれリレー光学系４ｂ、４ｄ、４ｆとが配置されて構成されてもよい。マスターオシレータ４ａは、第２の特定波長でシード光を出力してもよい。マスターオシレータ４ａから出力されたシード光は、プリアンプ４ｃ及びメインアンプ４ｅによって所望の光強度に増幅され、メインパルスレーザ光Ｍとしてビームコンバイナ１５ａに入射してもよい。
【００５７】
ビームコンバイナ１５ａは、プリパルスレーザ装置３から出力されたプリパルスレーザ光Ｐに含まれる第１の特定波長を有するレーザ光を高い透過率で透過させ、メインパルスレーザ装置４から出力されたメインパルスレーザ光Ｍに含まれる第２の特定波長を有するレーザ光を高い反射率で反射する光学素子でよい。ビームコンバイナ１５ａは、透過したプリパルスレーザ光Ｐの進行方向と反射されたメインパルスレーザ光Ｍの進行方向とが略一致するようにこれらのレーザ光の進行方向を制御してチャンバ１内に供給してもよい。ここで、ビームコンバイナ１５ａは、例えば、波長１．０６μｍのプリパルスレーザ光Ｐを高い透過率で透過させ、波長１０．６μｍのメインパルスレーザ光Ｍを高い反射率で反射する光学素子でよい。具体的には、ビームコンバイナ１５ａは、ダイヤモンド基板上に、上記のような反射透過特性を有する多層膜がコートされた光学素子でよい。或いは、ビームコンバイナ１５ａは、プリパルスレーザ光Ｐを高い反射率で反射し、メインパルスレーザ光Ｍを高い透過率で透過させる光学素子でもよい。その場合には、プリパルスレーザ装置３の位置とメインパルスレーザ装置４の位置とを入れ替えて配置してもよい。
【００５８】
第１の実施形態によれば、プリパルスレーザ光Ｐのビーム断面において光強度分布が所定の均一性を有する領域が存在するようにし、且つ、当該所定の均一性を有する領域の径ＤｔがドロップレットＤＬの径Ｄｄを超える大きさとなるように構成してもよい。これにより、ドロップレットＤＬの位置のばらつきに起因する拡散ターゲットの位置のばらつきが低減され、生成されるＥＵＶ光のエネルギーと光学性能の安定性を改善することができると推測される。
【００５９】
また、第１の実施形態によれば、プリパルスレーザ光Ｐとメインパルスレーザ光Ｍとを略同軸でプラズマ生成領域ＰＳに照射できる。このため、ＥＵＶ集光ミラー５に形成されるレーザ光導入用の貫通孔の数を少なくすることができる。
【００６０】
第１の実施形態においては、プリパルスレーザ装置３及びメインパルスレーザ装置４を含むＥＵＶ光生成装置２０について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、プリパルスレーザ装置３及びメインパルスレーザ装置４等の励起エネルギー源とは別個に構成され、これらのレーザ装置等から励起エネルギーが導入されることにより、チャンバ内に供給されるターゲット物質を励起してＥＵＶ光が生成される装置にも、本開示に係る実施形態を適用することができる。このように、プリパルスレーザ装置３及びメインパルスレーザ装置４等を外部装置として組み合わせてＥＵＶ光を生成するための装置のことを、本願においては、「ＥＵＶ光生成システム」という場合もある。
【００６１】
＜６．補正光学素子の例＞
図１０は、補正光学素子に関する１つの例を示す概念図である。図１０に示す補正光学素子は、回折光学素子３１ａを含んでもよい。回折光学素子３１ａは、例えば、入射光を回折させるための微小な凹凸が形成された透明板によって構成されてもよい。回折光学素子３１ａの凹凸パターンは、回折光を集光光学系によって集光した場合に集光点において光強度分布を均一化させるように設計されてもよい。回折光学素子３１ａから出力された回折光は、集光光学系１５（図９に示す軸外放物面ミラー１５ｂ等）を用いて集光されてもよい。これにより、トップハット型の光強度分布を有するプリパルスレーザ光Ｐが、ドロップレットＤＬに照射され得る。
【００６２】
図１１は、補正光学素子に関する別の例を示す概念図である。図１１に示す補正光学素子は、位相シフト光学系３１ｂを含んでもよい。位相シフト光学系３１ｂは、例えば、中央部を周辺部より肉厚とした透明板によって構成されてもよい。位相シフト光学系３１ｂは、中央部を透過する光と周辺部を透過する光との間に位相差πを与えてもよい。これにより、光強度分布がガウス分布である入射光が、エアリー関数に近似した電界強度分布を有する光に変換されて、位相シフト光学系３１ｂから出力され得る。
【００６３】
そして、例えば、集光光学系１５の後焦点の位置がドロップレットＤＬの通過経路上のある点と一致するように当該集光光学系１５を配置し、当該集光光学系１５の前焦点の位置に位相シフト光学系３１ｂを配置してもよい。これにより、エアリー関数をフーリエ変換したトップハット型の光強度分布を有するプリパルスレーザ光Ｐが、ドロップレットＤＬに照射され得る。ここでは透過型の位相シフト光学系３１ｂが用いられる例について説明したが、これに限らず、反射型の位相シフト光学系が用いられてもよい。
【００６４】
図１２は、補正光学素子に関するさらなる別の例を示す概念図である。図１２に示す補正光学素子は、所定形状の開口を有するマスク３２を含んでもよい。マスク３２と、コリメータレンズ３３と、集光光学系１５とにより、縮小投影光学系３１ｃが構成されてもよい。マスク３２は、入射するプリパルスレーザ光Ｐの光強度分布が所定の均一性を有する領域の光のみを透過させ得る。縮小投影光学系３１ｃは、マスク３２部分における像をコリメータレンズ３３と集光光学系１５とによってドロップレットＤＬ上に縮小投影して結像させてもよい。これにより、トップハット型の光強度分布を有するプリパルスレーザ光Ｐが、ドロップレットＤＬに照射され得る。
【００６５】
図１３は、補正光学素子に関するさらなる別の例を示す概念図である。図１３に示す補正光学素子は、多数の凹レンズが配列されたフライアイレンズ３４を含んでもよい。フライアイレンズ３４と集光光学系１５とにより、ケイラー照明光学系３１ｄが構成されてもよい。ケイラー照明光学系３１ｄでは、入射光をフライアイレンズ３４の各々の凹レンズによって各々所定の角度で広げ、その光を、集光光学系１５の焦点位置において、重ね合わせることができる。その結果、集光光学系１５の焦点位置においてレーザ光の光強度分布を略均一化させることができる。これにより、トップハット型の光強度分布を有するプリパルスレーザ光Ｐが、ドロップレットＤＬに照射され得る。ここでは透過型のフライアイレンズ３４を用いる例について説明したが、これに限らず、反射型のフライアイ光学系が用いられてもよい。また、フライアイレンズは多数の凸レンズが配列されたものでもよいし、微小なレンズで構成されたマイクロフライアイレンズでもよい。
【００６６】
図１０〜図１３においては、プリパルスレーザ光ＰをドロップレットＤＬ上に集光するための集光光学系と、レーザ光の光強度分布を補正するための補正光学素子とを組み合わせた場合を示したが、１つの素子がこれらの機能を果たすように構成されてもよい。例えば、集光レンズに回折光学素子のような凹凸が形成された光学素子や、集光ミラーに位相シフトの機能を有する光学素子が用いられてもよい。
【００６７】
図１４は、補正光学素子に関するさらなる別の例を示す概念図である。図１４に示す補正光学素子は、マルチモード光ファイバ３１ｅを含んでもよい。また、プリパルスレーザ装置３とマルチモード光ファイバ３１ｅとの間の光路には、ビームエキスパンダ３０（図９参照）の代わりに、集光光学系３０ｇが配置されてもよい。
【００６８】
プリパルスレーザ装置３から出力されたプリパルスレーザ光Ｐは、集光光学系３０ｇによって集光され、マルチモード光ファイバ３１ｅに入射し得る。このとき、マルチモード光ファイバ３１ｅの開口数に合わせてプリパルスレーザ光Ｐが集光されるように構成するのが好ましい。一般的にシングルモード光ファイバよりコア径が大きい光ファイバであるマルチモード光ファイバ３１ｅにおいては、光が伝搬する経路が多数存在し得る。このため、光強度分布がガウス分布であるレーザ光がマルチモード光ファイバ３１ｅを通過する際に、光強度分布が変化し、トップハット型の光強度分布を有するレーザ光となり得る。集光光学系１５ｇは、マルチモード光ファイバ３１ｅから出力されたプリパルスレーザ光Ｐを、ドロップレットＤＬ上に縮小投影して結像させてもよい。これにより、トップハット型の光強度分布を有するプリパルスレーザ光Ｐが、ドロップレットＤＬに照射され得る。
【００６９】
一般に、光ファイバは最小曲げ半径以上の曲げ半径であれば、自由に曲げることが出来る。さらに、数１００ｍまでの光伝送を考えた場合、ミラーやレンズで伝送する場合に比べ、光ファイバによる光伝送では、光学素子の点数を減らすことが出来、光減衰の点でも有利である場合が多い。このため、補正光学素子として図１４に示すマルチモード光ファイバ３１ｅを用いれば、プリパルスレーザ装置３と集光光学系１５ｇとの配置の自由度が向上し、ビーム軸調整が容易となり得る。また、プリパルスレーザ装置３と集光光学系１５ｇとの距離が大きい場合でも、プリパルスレーザ装置３から集光光学系１５ｇまでの光伝送が容易となり得る。
【００７０】
＜７．第２の実施形態＞
図１５は、第２の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す。第２の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置は、プリパルスレーザ装置３から出力されたプリパルスレーザ光Ｐと、メインパルスレーザ装置４から出力されたメインパルスレーザ光Ｍとを別々の経路からチャンバ１内に供給する構成を有してもよい。
【００７１】
プリパルスレーザ装置３から出力されたプリパルスレーザ光Ｐは、高反射ミラー１５ｃ、チャンバ１に設けられた窓１２ｂ、軸外放物面ミラー１５ｄ、ＥＵＶ集光ミラー５に形成された１つの貫通孔２１ｂ等を介して、チャンバ１内に供給されるドロップレットＤＬ上に集光されてもよい。これにより、拡散ターゲットが生成され得る。
【００７２】
メインパルスレーザ装置４から出力されたメインパルスレーザ光Ｍは、高反射ミラー１５ｅ、窓１２、軸外放物面ミラー１５ｂ、ＥＵＶ集光ミラー５に形成されたもう１つの貫通孔２１ａ等を介して、拡散ターゲット上に集光されてもよい。
【００７３】
第２の実施形態によれば、プリパルスレーザ光Ｐとメインパルスレーザ光Ｍとを別々の光学系を介してターゲットに照射できる。このため、プリパルスレーザ光Ｐとメインパルスレーザ光Ｍとがそれぞれ所望の大きさの集光点を形成するように、光学系の設計及び製作をすることが容易となり得る。また、プリパルスレーザ光Ｐとメインパルスレーザ光Ｍとを同軸化するためのビームコンバイナ等の光学素子を用いなくても、ドロップレットＤＬ及び拡散ターゲットに、それぞれ、プリパルスレーザ光Ｐ及びメインパルスレーザ光Ｍを略同一方向から照射することができる。その他の点については、第１の実施形態における構成と同様でよい。
【００７４】
＜８．第３の実施形態＞
図１６Ａは、第３の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示し、図１６Ｂは、図１６Ａに示すＥＵＶ光生成装置のＸＶＩＢ−ＸＶＩＢ面における断面図である。第３の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置は、プリパルスレーザ装置３から出力されるプリパルスレーザ光Ｐを、図１６Ｂに示す軸外放物面ミラー１５ｆを介して、ＥＵＶ光の軸に対して略直交する方向からチャンバ１内に供給する構成を有してもよい。
【００７５】
第３の実施形態によれば、プリパルスレーザ光Ｐを導入するための貫通孔をＥＵＶ集光ミラー５に形成する必要がないので、第２の実施形態と比較してＥＵＶ集光ミラー５によるＥＵＶ光の集光効率を高めることができる。その他の点については、第２の実施形態と同様でよい。
【００７６】
＜９．第４の実施形態＞
図１７は、第４の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す。第４の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置は、図９に示す第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置に、ドロップレットＤＬの位置検出機構が追加された構成を有してもよい。第４の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置においては、検出されたドロップレットＤＬの位置に応じてレーザ光の出力タイミング等を制御してもよい。ドロップレットＤＬの位置検出機構は、ドロップレットＺ方向検出器７０と、ドロップレットＸＹ方向検出器８０とを含んでもよい。
【００７７】
ドロップレットＺ方向検出器７０は、ドロップレットＤＬの進行方向（Ｚ方向）の位置を検出してもよい。具体的には、ドロップレットＺ方向検出器７０は、ドロップレットＤＬがＺ方向の所定位置に到着したときに、レーザトリガ生成機構７１に対してＺ位置検出信号を出力してもよい。
【００７８】
レーザトリガ生成機構７１は、Ｚ位置検出信号を受信すると、所定の遅延時間が経過した時に、プリパルスレーザ装置３に対してプリパルスレーザ発振トリガ信号を出力してもよい。プリパルスレーザ装置３は、プリパルスレーザ発振トリガ信号に基づいてプリパルスレーザ光Ｐを出力してもよい。この所定の遅延時間は、ドロップレットＤＬがプラズマ生成領域ＰＳに到着するタイミングでプリパルスレーザ装置３がプリパルスレーザ光Ｐを出力するように設定されてもよい。
【００７９】
レーザトリガ生成機構７１がプリパルスレーザ装置３に対してプリパルスレーザ発振トリガ信号を出力した後、ドロップレットＤＬにプリパルスレーザ光Ｐが照射されて、ドロプレットＤＬが拡散し得る。そして、レーザトリガ生成機構７１は、所定の遅延時間が経過した時に、メインパルスレーザ装置４に対してメインパルスレーザ発振トリガ信号を出力してもよい。メインパルスレーザ装置４は、メインパルスレーザ発振トリガ信号に基づいてメインパルスレーザ光Ｍを出力してもよい。この所定の遅延時間は、拡散ターゲットが所望の大きさに拡散するタイミングでメインパルスレーザ装置４から出力されるメインパルスレーザ光Ｍが拡散ターゲットに照射されるように設定されてもよい。
【００８０】
以上のようにして、ドロップレットＤＬのＺ方向の位置の検出結果に応じてそれぞれのパルスレーザ光の出力タイミングが制御されてもよい。
【００８１】
ドロップレットＺ方向検出器７０と、レーザトリガ生成機構７１と、プリパルスレーザ装置３とにおいては、各種のジッター（時間軸上のゆらぎ）が存在すると考えられる。このようなジッターとしては、（１）ドロプレットＺ方向検出器が信号出力に要する時間のジッター（σａ）、（２）信号の送受信に要する時間のジッター（σｂ）、（３）信号の処理に要する時間のジッター（σｃ）、（４）プリパルスレーザ装置３からパルスレーザ光Ｐが出力されるのに要する時間のジッター（σｄ）及び（５）メインパルスレーザ装置４からメインパルスレーザ光Ｍが出力されるのに要する時間のジッター（σｆ）等が挙げられる。上記ジッターの標準偏差σｊは、以下の式で表現される。
σｊ＝（σａ２＋σｂ２＋σｃ２＋σｄ２＋σｆ２＋・・・・）1/2
プリパルスレーザ光Ｐの照射位置とドロップレットＤＬの位置との間におけるＺ方向のずれは、例えば、２σｊ×ｖ（但し、ｖはドロップレットＤＬの移動速度）で表され得る。その場合、プリパルスレーザ光Ｐのビーム断面において光強度分布が所定の均一性を有する領域の径Ｄｔｚは、以下の条件を満足すればよい。
Ｄｔｚ≧Ｄｄ＋２σｊ×ｖ
【００８２】
ドロップレットＸＹ方向検出器８０は、ターゲット供給部２から順次供給されるドロップレットＤＬの進行方向に直交する面上での位置（ドロップレットＤＬのＸＹ方向の位置）を検出し、ドロップレットＸＹコントローラ８１に対してＸＹ位置検出信号を出力してもよい。
【００８３】
ドロップレットＸＹコントローラ８１は、ＸＹ位置検出信号を受信すると、検出されたドロップレットＤＬの位置が所定の許容範囲内の位置にあるか否かを判定してもよい。ドロップレットＤＬの位置が所定の許容範囲内にはない場合、ドロップレットＸＹコントローラ８１は、ドロップレットＸＹ制御機構８２に対してＸＹ駆動信号を出力してもよい。
【００８４】
ドロップレットＸＹ制御機構８２は、ＸＹ駆動信号に基づいて、ターゲット供給部２に設けられた駆動モータを駆動することにより、ドロップレットＤＬの出力位置を制御してもよい。以上のようにして、ドロップレットＤＬのＸＹ方向の位置の検出結果に応じてドロップレットＤＬのＸＹ方向の出力位置が制御されてもよい。
【００８５】
なお、このように制御する場合においても、ドロップレット毎に出力位置を変更することは困難である。従って、ＸＹ方向の短期変動（標準偏差）をσｘとすると、プリパルスレーザ光Ｐのビーム断面において光強度分布が所定の均一性を有する領域の径Ｄｔｘは、例えば、以下の条件を満足することが好ましい。
Ｄｔｘ≧Ｄｄ＋２σｘ
第４の実施形態において、ドロップレットＤＬの出力位置をＸＹ方向に制御する例を示したが、これに限定されることなく、ノズル１３から出力されるドロップレットＤＬの出力角度を制御するようにしてもよい。
【００８６】
＜１０．第５の実施形態＞
図１８Ａは、第５の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す図であり、図１８Ｂは、図１８Ａに示すＥＵＶ光生成装置のＸＶIIIＢ−ＸＶIIIＢ面における断面図である。第５の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置は、図９に示す第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置に、磁石６ａ及び６ｂが追加された構成を有してもよい。第５の実施形態においては、磁石６ａ及び６ｂによってチャンバ１内に磁場を生成することにより、チャンバ１内において発生したイオンを回収してもよい。
【００８７】
磁石６ａ及び６ｂは、コイル巻き線やコイル巻き線の冷却機構等を含んだ電磁石でもよい。これらの磁石６ａ及び６ｂには、電源コントローラ６ｄによって制御される電源装置６ｃが接続されてもよい。電源装置６ｃから磁石６ａ及び６ｂに供給される電流を電源コントローラ６ｄが調節することにより、所定方向の磁場がチャンバ１内に生成され得る。磁石６ａ及び６ｂとしては、例えば超伝導電磁石が用いられてもよい。なお、ここでは２つの磁石６ａ及び６ｂが用いられる例について説明したが、１つの磁石が用いられてもよい。あるいは、永久磁石が用いられてもよい。また、磁石はチャンバ内に配置されてもよい。
【００８８】
メインパルスレーザ光Ｍの照射によって生成されるターゲット物質のプラズマは、正イオン及び負イオン（又は電子）を含み得る。チャンバ１内を移動する正イオン及び負イオンは、磁場中でローレンツ力を受けるため、磁力線に沿って螺旋状に移動し得る。これにより、ターゲット物質のイオンが磁場にトラップされ、磁場中に設けられたイオン回収部１９ａ及び１９ｂに回収され得る。これにより、チャンバ１内におけるイオンの飛散を低減することができ、ＥＵＶ集光ミラー５などのチャンバ内の光学素子へのイオンの付着による光学素子の劣化が抑制され得る。なお、図１８Ｂにおいて、磁場は紙面下向きとなっているが、紙面上向きであっても同様な機能を果たす。
【００８９】
なお、イオンによる汚染を低減するミチゲーション技術は、磁場を用いるものに限らず、エッチングガスを利用して、ＥＵＶ集光ミラー５等に付着した物質をエッチングする構成でもよい。また、ミチゲーション技術は、磁場において水素ガス（Ｈ２）又は水素ラジカル（Ｈ）を作用させてイオンを除去する構成でもよい。
【００９０】
＜１１．第６の実施形態＞
図１９は、第６の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す。第６の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置は、メインパルスレーザ装置４とビームコンバイナ１５ａとの間に、メインパルスレーザ光Ｍの光強度分布を補正するための補正光学素子４１を含んでもよい。
【００９１】
補正光学素子４１の構成は、プリパルスレーザ光Ｐの光強度分布を補正するための補正光学素子３１の構成と同様でよい。補正光学素子４１によってメインパルスレーザ光Ｍがそのビーム断面において光強度分布が所定の均一性を有するように補正され得る。これにより、メインパルスレーザ光Ｍが拡散ターゲットを略均等に照射できるようになり得る。その他の点については、第１の実施形態と同様でよい。
【００９２】
図２０Ａは、ドロップレットＤＬにプリパルスレーザ光Ｐを照射した様子を示す概念図である。図２０Ｂ及び図２０Ｃは、ドロップレットＤＬにプリパルスレーザ光Ｐを照射したことによって形成されたトーラス型の拡散ターゲットにトップハット型の光強度分布を有するメインパルスレーザ光Ｍを照射する様子を示す概念図である。図２０Ａ及び図２０Ｂは、プリパルスレーザ光Ｐ及びメインパルスレーザ光Ｍのビーム軸方向に直交する方向からターゲット物質を見たものである。図２０Ｃは、メインパルスレーザ光Ｍのビーム軸方向からターゲット物質を見たものである。
【００９３】
図２０Ａに示すように、プリパルスレーザ光ＰをドロップレットＤＬに集光して照射した時、プリパルスレーザ光Ｐが照射されたドロップレットＤＬの表面付近においてレーザアブレーションが生じ得る。その結果、レーザアブレーションのエネルギーによって、プリパルスレーザ光Ｐが照射されたドロップレットＤＬの表面からドロップレットＤＬ内部に向かって衝撃波が発生し得る。この衝撃波はドロップレットＤＬの全体に伝わり得る。ここで、プリパルスレーザ光Ｐの光強度が第１の所定値（例えば１×１０９Ｗ／ｃｍ２）以上である場合には、この衝撃波によってドロップレットＤＬが粉々に破壊されて拡散し得る。
【００９４】
そして、プリパルスレーザ光Ｐの光強度が第２の所定値（例えば６．４×１０９Ｗ／ｃｍ２）以上である場合には、ドロップレットＤＬが粉々に破壊されて、図２０Ｂ及び図２０Ｃに示すようなトーラス型の拡散ターゲットが形成され得る。図２０Ｂ及び図２０Ｃに示すように、トーラス型の拡散ターゲットは、ドロップレットＤＬが、プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸に対して略軸対称に、かつ、トーラス状に拡散したものである。
【００９５】
なお、トーラス型の拡散ターゲットを形成するための具体的条件は、例えば以下のとおりでよい。プリパルスレーザ光Ｐの光強度範囲は、６．４×１０９Ｗ／ｃｍ２以上、３．２×１０１０Ｗ／ｃｍ２以下でよい。ドロップレットＤＬの直径は、１２μｍ以上、４０μｍ以下でよい。
【００９６】
次に、トーラス型の拡散ターゲットへのメインパルスレーザ光Ｍの照射について説明する。トーラス型の拡散ターゲットは、プリパルスレーザ光ＰをドロップレットＤＬに照射した後、例えば０．５μｓ〜２．０μｓのタイミングで形成され得る。従って、プリパルスレーザ光ＰをドロップレットＤＬに照射した後の上記タイミングで、メインパルスレーザ光Ｍを拡散ターゲットに照射することが好ましい。
【００９７】
また、図２０Ｂ及び図２０Ｃに示すように、トーラス型の拡散ターゲットの形状は、プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸方向の長さが、プリパルスレーザ光Ｐのビーム軸方向に直交する方向の長さよりも短い形状となっている。このような拡散ターゲットに対して、メインパルスレーザ光Ｍは、プリパルスレーザ光Ｐと略同一方向から照射されるのが好ましい。これにより、拡散ターゲットにメインパルスレーザ光Ｍをより均一に照射することができ、ターゲット物質にメインパルスレーザ光Ｍを効率的に吸収させることができると推測される。これにより、ＬＰＰ式ＥＵＶ光生成装置におけるＣＥを向上させることができる場合がある。
【００９８】
少なくともメインパルスレーザ光Ｍのビーム断面における光強度分布は、図１９を参照しながら説明した補正光学素子４１によって、所定の均一性を有するように補正され得る。なお、トーラス型の拡散ターゲットを生成するためには、プリパルスレーザ光Ｐのビーム断面における光強度分布は、所定の均一性を有していなくてもよい。この場合、図１９に示す第６の実施形態において補正光学素子３１は設けなくてもよい。しかし、これに限らず、補正光学素子３１を設けて、ドロップレットの位置のばらつきに起因する拡散ターゲットの位置のばらつきを低減するように構成してもよい。
【００９９】
光強度分布が所定の均一性を有するメインパルスレーザ光Ｍを、トーラス型の拡散ターゲットに照射することにより、トーラス型の拡散ターゲットから円筒状にプラズマが放出されると推測される。そして、円筒内部に向かって拡散するプラズマをその円筒内に閉じ込められる効果が期待できる。従って、プラズマを高温かつ高密度に生成し、ＣＥを向上させることが期待できる。なお、「トーラス型」とは円環体の形状を意味するが、拡散ターゲットは必ずしも円環体である必要はなく、実質的に環状に拡散したものであればよい。
【０１００】
ここで、トーラス型の拡散ターゲットの位置のばらつきをΔＸとすると、メインパルスレーザ光Ｍの光強度分布が所定の均一性を有する領域の径Ｄｔｏｐは、トーラス型の拡散ターゲットの外径Ｄｏｕｔに対して、以下の関係を有することが好ましい。
Ｄｔｏｐ≧Ｄｏｕｔ＋２ΔＸ
すなわち、メインパルスレーザ光Ｍのビーム断面において光強度分布が所定の均一性を有する領域の径Ｄｔｏｐは、トーラス型の拡散ターゲットの外径Ｄｏｕｔに拡散ターゲットの位置のばらつきΔＸの２倍を加えた大きさ以上であることが好ましい。このように構成することにより、トーラス型の拡散ターゲットの全体に、光強度が略均一なメインパルスレーザ光Ｍを照射できる。このため、拡散ターゲットのより多くの部分をプラズマ化することができる。その結果、ターゲット物質のデブリの発生を低減することができると推測される。
【０１０１】
＜１２．第７の実施形態＞
図２１は、第７の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置においてプリパルスレーザ光Ｐを出力するチタンサファイヤレーザの構成を示す概念図である。第７の実施形態におけるチタンサファイヤレーザ５０ａは、上述の第１〜第６の実施形態においてドロップレットＤＬを拡散させるためのプリパルスレーザ光Ｐを出力するプリパルスレーザ装置として、チャンバの外に設けられてもよい。
【０１０２】
第７の実施形態におけるチタンサファイヤレーザ５０ａは、半導体可飽和吸収ミラー５１ａと出力結合ミラー５２ａとの間に、凹面ミラー５３ａ、第１のポンピング用ミラー５４ａ、チタンサファイア結晶５５ａ、第２のポンピング用ミラー５６ａ、並びに、２つのプリズム５７ａ及び５８ａが、半導体可飽和吸収ミラー５１ａ側からこの順に配置されたレーザ共振器を含んでもよい。さらに、チタンサファイヤレーザ５０ａは、レーザ共振器に励起光を導入するための励起光源５９ａを含んでもよい。
【０１０３】
第１のポンピング用ミラー５４ａは、レーザ共振器外部からの励起光を高い透過率で透過させ、レーザ共振器内部からの光を高い反射率で反射するミラーでよい。チタンサファイア結晶５５ａは、励起光を受けて誘導放出を行うレーザ媒質でよい。２つのプリズム５７ａ及び５８ａは、特定の波長の光を選択的に透過させてもよい。出力結合ミラー５２ａは、レーザ共振器内で増幅された光の一部を透過させて出力し、残りの一部を反射してレーザ共振器内に戻してもよい。半導体可飽和吸収ミラー５１ａは、反射層と可飽和吸収体層とが積層されたミラーでよく、入射光の光強度が弱い部分は可飽和吸収体層に吸収され、入射光の光強度が強い部分は可飽和吸収体層を透過して反射層に反射されることにより、入射光が短パルス化され得る。
【０１０４】
励起光源５９ａとして、例えば半導体励起Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザが用いられてもよい。励起光源５９ａからの第２高調波の光を第１のポンピング用ミラー５４ａを介してレーザ共振器内に導入してもよい。半導体可飽和吸収ミラー５１ａの位置を調整し、レーザ共振器の縦モードを同期させて発振させることにより、出力結合ミラー５２ａからピコ秒オーダーのパルス時間幅を有するパルスレーザ光が出力され得る。なお、パルスエネルギーが小さい場合は、再生増幅器によりこのパルスレーザ光を増幅してもよい。
【０１０５】
第７の実施形態によれば、ピコ秒オーダーのパルス時間幅を有する短パルスレーザ光を出力し、プリパルスレーザ光ＰとしてドロップレットＤＬに照射するので、小さなパルスエネルギーでドロップレットＤＬを拡散させることができる。
【０１０６】
＜１３．第８の実施形態＞
図２２は、第８の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置においてプリパルスレーザ光Ｐを出力するファイバレーザの構成を示す概念図である。第８の実施形態におけるファイバレーザ５０ｂは、上述の第１〜第６の実施形態においてドロップレットＤＬを拡散させるためのプリパルスレーザ光Ｐを出力するプリパルスレーザ装置として、チャンバの外に設けられてもよい。
【０１０７】
第８の実施形態におけるファイバレーザ５０ｂは、高反射ミラー５１ｂと半導体可飽和吸収ミラー５２ｂとの間に、グレーティングペア５３ｂ、第１の偏光維持ファイバ５４ｂ、マルチプレクサ５５ｂ、分離素子５６ｂ、第２の偏光維持ファイバ５７ｂ、及び、集光光学系５８ｂが、高反射ミラー５１ｂ側からこの順に配置されたレーザ共振器を含んでもよい。さらに、ファイバレーザ５０ｂは、レーザ共振器に励起光を導入するための励起光源５９ｂを含んでもよい。
【０１０８】
マルチプレクサ５５ｂは、励起光源５９ｂからの励起光を第１の偏光維持ファイバ５４ｂに導入するとともに、第１の偏光維持ファイバ５４ｂと第２の偏光維持ファイバ５７ｂとの間で光を透過させてもよい。第１の偏光維持ファイバ５４ｂは、イッテルビウム（Ｙｂ）がドープされており、励起光を受けて誘導放出を行ってもよい。グレーティングペア５３ｂは、所定の波長の光を選択的に反射してもよい。半導体可飽和吸収ミラー５２ｂは、反射層と可飽和吸収体層とが積層されたミラーでよく、入射光の光強度が弱い部分は可飽和吸収体層に吸収され、入射光の光強度が強い部分は可飽和吸収体層を透過して反射層に反射されることにより、入射光が短パルス化され得る。分離素子５６ｂは、レーザ共振器内で増幅された光の一部を分離して出力し、残りの一部をレーザ共振器内に戻してもよい。マルチプレクサ５５ｂに光ファイバで接続された励起光源５９ｂから、励起光が導入されると、分離素子５６ｂを介してピコ秒オーダーのパルス時間幅を有するパルスレーザ光が出力され得る。
【０１０９】
ここで、ピコ秒オーダーのパルス時間幅を有するパルスレーザ光を出力するピコ秒パルスレーザ装置とは、パルス時間幅Ｔが１ｎｓ未満（Ｔ＜１ｎｓ）のパルスレーザ光を出力するパルスレーザ装置を意味する。さらに、フェムト秒オーダーのパルス時間幅を有するパルスレーザ光を出力するフェムト秒パルスレーザ装置を適用しても、同様の効果を得ることができる。
【０１１０】
第８の実施形態によれば、第７の実施形態と同様の効果を奏する他、プリパルスレーザ光Ｐを光ファイバで導入できるため、プリパルスレーザ光Ｐの進行方向の調整が容易となり得る。
【０１１１】
なお、レーザ光の波長が短くなるほど、スズによるレーザ光の吸収率は高くなり得る。従って、スズによる吸収を重視する場合は、短波長の方が有利である。例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ装置から出力される基本波の波長１０６４ｎｍに対し、高調波２ω＝５３２ｎｍ、３ω＝３５５ｎｍ、４ω＝２６６ｎｍの順で、吸収効率が高くなる。
【０１１２】
なお、ここではピコ秒オーダーのパルス時間幅を有する短パルスレーザ光を用いる例を示したが、ナノ秒オーダーのパルス時間幅を有するパルスレーザ光を用いても、ドロップレットＤＬを拡散させることができる。例えば、パルス時間幅約１５ｎｓ、繰返し周波数１００ｋＨｚ、パルスエネルギー１．５ｍＪ、波長１．０３μｍ、Ｍ２値１．５未満のファイバレーザでも十分使用可能である。
【０１１３】
＜１４．プリパルスレーザ光の照射条件＞
図２３は、本開示におけるプリパルスレーザ光Ｐの照射条件の例を示す表である。照射パルスエネルギーをＥ（Ｊ）、パルス時間幅をＴ（ｓ）、光強度分布が所定の均一性を有する領域の径をＤｔ（ｍ）とすると、プリパルスレーザ光Ｐの光強度Ｗ（Ｗ／ｍ２）は、次の式で表される。
Ｗ＝Ｅ／（Ｔ（Ｄｔ／２）２π）
【０１１４】
図２３には、プリパルスレーザ光Ｐの照射条件として、４通りの例（ケース１〜ケース４）が示されている。ケース１〜ケース４は、例えば溶融スズのドロップレットの径が１０μｍであり、光強度分布が所定の均一性を有する領域の径Ｄｔが３０μｍである場合を想定している。このようなドロップレットを拡散させて所望の拡散ターゲットを形成するために、照射パルスエネルギーＥ及びパルス時間幅Ｔを、それぞれ０．３ｍＪ及び２０ｎｓに設定した場合（ケース１）には、２．１２×１０９Ｗ／ｃｍ２の光強度Ｗが得られる。このようなプリパルスレーザ光により、例えば図２Ｂに示すような拡散ターゲットの生成が可能となる。
【０１１５】
図２３に示すケース２は、照射パルスエネルギーＥ及びパルス時間幅Ｔを、それぞれ０．３ｍＪ及び１０ｎｓに設定した場合であり、この場合は、４．２４×１０９Ｗ／ｃｍ２の光強度Ｗが得られる。このようなプリパルスレーザ光により、例えば図２Ｂに示すような拡散ターゲットの生成が可能となる。
【０１１６】
図２３に示すケース３は、照射パルスエネルギーＥ及びパルス時間幅Ｔを、それぞれ０．３ｍＪ及び０．１ｎｓに設定した場合であり、この場合は、４．２４×１０１１Ｗ／ｃｍ２の光強度Ｗが得られる。このようなプリパルスレーザ光により、例えば図３Ｂに示すような拡散ターゲットの生成が可能となる。
【０１１７】
図２３に示すケース４は、照射パルスエネルギーＥ及びパルス時間幅Ｔを、それぞれ０．５ｍＪ及び０．０５ｎｓに設定した場合であり、この場合は、１．４１×１０１２Ｗ／ｃｍ２の光強度Ｗが得られる。このようなプリパルスレーザ光により、例えば図３Ｂに示すような拡散ターゲットの生成が可能となる。このように、プリパルスレーザ光をピコ秒オーダーにまで短パルス化することにより、高い光強度Ｗを得ることができる。
【０１１８】
図２３においては、１０μｍ径のドロップレットに対する一例を示したが、本開示は、このドロップレット径に限定されない。例えば、１６μｍ径のドロップレットに対して、ドロップレットの位置の安定性がΔＸ＝７μｍであれば、所定の均一性を有する領域の径Ｄｔを３０μｍとしてもよい。
【０１１９】
＜１５．第９の実施形態＞
図２４は、第９の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す。第９の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置は、プリパルスレーザ装置３（図１９参照）を含んでおらず、メインパルスレーザ光Ｍのみによってターゲット物質をプラズマ化する点で、図１９を参照しながら説明した第６の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置とは異なる。
【０１２０】
第９の実施形態において、補正光学素子４１は、メインパルスレーザ光Ｍの光強度分布を、所定の均一性を有する領域が存在する分布となるように補正してもよい。この構成によれば、メインパルスレーザ光Ｍの光強度が均一な範囲内でドロップレットＤＬの位置が変化したとしても、ドロップレットＤＬへの照射強度の変化が小さくて済む。その結果、生成されるプラズマの密度の安定性を向上させ、ＥＵＶ光の強度の安定性を向上させることができる。その他の点については、第６の実施形態と同様でよい。
【０１２１】
＜１６．第１０の実施形態＞
図２５は、第１０の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す。第１０の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置は、プリパルスレーザ光Ｐ及びメインパルスレーザ光Ｍの両方を出力するレーザ装置７を含んでもよい。
【０１２２】
レーザ装置７は、第１のマスターオシレータ７ａと、第２のマスターオシレータ７ｂと、光路調整器７ｃと、プリアンプ４ｃと、メインアンプ４ｅと、リレー光学系４ｂ、４ｄ及び４ｆとを含んでもよい。第１のマスターオシレータ７ａは、プリパルスレーザ光Ｐのシード光を生成してもよい。第２のマスターオシレータ７ｂは、メインパルスレーザ光Ｍのシード光を生成してもよい。第１のマスターオシレータ７ａ及び第２のマスターオシレータ７ｂによって生成されるこれらのシード光は、同一の波長域に含まれるレーザ光であることが好ましい。光路調整器７ｃは、これらのシード光の光路が空間的に略一致するように調整してリレー光学系４ｂに出力してもよい。
【０１２３】
レーザ装置７から出力されたプリパルスレーザ光Ｐ及びメインパルスレーザ光Ｍは、何れも、補正光学素子４１によって、光強度分布が所定の均一性を有する領域が存在する分布となるように補正されてもよい。プリパルスレーザ光Ｐ及びメインパルスレーザ光Ｍが同一の波長域に含まれるレーザ光であれば、これらのレーザ光は、１つの補正光学素子４１によって光強度分布を補正することができる。その他の点については、第６の実施形態と同様でよい。
【０１２４】
＜１７．第１１の実施形態＞
＜１７−１．構成＞
図２６は、第１１の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置において用いられるレーザ装置の構成を示す概念図である。第１１の実施形態におけるレーザ装置８は、例えば、上述の第１〜第１０の実施形態においてドロップレットＤＬを拡散させるためのプリパルスレーザ光Ｐを出力するパルスレーザ装置として、チャンバの外に設けられてもよい。
【０１２５】
レーザ装置８は、マスターオシレータ８ａと、少なくとも１つの増幅器とを含んでもよい。少なくとも１つの増幅器は、プリアンプ８ｇと、メインアンプ８ｈとを含んでもよい。少なくとも１つの増幅器は、マスターオシレータ８ａから出力されるレーザ光の光路上に配置されてもよい。
【０１２６】
マスターオシレータ８ａは、高反射ミラー８ｂ及び部分反射ミラー８ｃを含む安定共振器と、レーザ媒質８ｄとを備えてもよい。レーザ媒質８ｄは、高反射ミラー８ｂと部分反射ミラー８ｃとの間に配置されてもよい。レーザ媒質８ｄは、Ｎｄ：ＹＡＧの結晶、Ｙｂ：ＹＡＧの結晶等でよい。この結晶は円柱状であってもよいし、板状であってもよい。
【０１２７】
高反射ミラー８ｂ及び部分反射ミラー８ｃは、平面ミラーであってもよいし、曲面を有するミラーであってもよい。安定共振器中の光路上には、少なくとも１つのアパーチャが形成された部材があってもよい。少なくとも１つのアパーチャが形成された部材は、アパーチャプレート８ｅ及び８ｆを含んでもよい。
【０１２８】
プリアンプ８ｇ及びメインアンプ８ｈは、いずれも、レーザ媒質を含んでもよい。プリアンプ８ｇ及びメインアンプ８ｈのレーザ媒質は、Ｎｄ：ＹＡＧの結晶、Ｙｂ：ＹＡＧの結晶等でよい。この結晶は円柱状であってもよいし、板状であってもよい。
【０１２９】
＜１７−２．動作＞
マスターオシレータ８ａのレーザ媒質８ｄが図示しない励起光源により励起されると、高反射ミラー８ｂ及び部分反射ミラー８ｃを含む安定共振器は、マルチ横モードでレーザ発振し得る。このとき、安定共振器中のアパーチャプレート８ｅ及び８ｆに形成されたアパーチャの形状に応じて、マルチ横モードで発振したレーザ光の断面形状が変更され得る。この結果、マスターオシレータ８ａから、集光した場合にアパーチャ形状に依存した断面形状を持ち、かつトップハット型の光強度分布を有するレーザ光を出力することができる。マスターオシレータ８ａから出力されたレーザ光は、少なくとも１つの図示しない励起光源により励起されたレーザ媒質を含む増幅器によって増幅され、集光光学系１５によってドロップレットＤＬに照射されるように構成してもよい。これにより、補正光学素子を用いなくても、トップハット型の光強度分布を有するレーザ光を出力することができる。
【０１３０】
安定共振器中のアパーチャプレート８ｅ及び８ｆに形成されたアパーチャが矩形の形状をしている場合、トップハット型の光強度分布を有するレーザ光の断面形状は矩形になり得る。また、アパーチャプレート８ｅ及び８ｆに形成されたアパーチャが円形の形状をしている場合、トップハット型の光強度分布を有するレーザ光の断面形状は円形になり得る。ドロップレットの位置のばらつきが方向によって異なる場合に、長方形のアパーチャが形成されたアパーチャプレート８ｅ及び８ｆを用いることにより、トップハット型の光強度分布を有するレーザ光の断面形状を長方形にしてもよい。このように、アパーチャの形状を選定又は調節することによって、集光光学系１５によって集光されるトップハット型の光強度分布を有するレーザ光の断面形状を調節することができる。また、アパーチャプレートを用いる場合に限らず、レーザ媒質８ｄの断面形状によってレーザ光の断面形状を制御してもよい。
【０１３１】
＜１８．フルーエンスの制御＞
図２７は、上述の実施形態において、プリパルスレーザ光のフルーエンス（集光点におけるビーム断面の単位面積あたりのエネルギー）に応じたＣＥの測定値をプロットしたグラフである。
【０１３２】
測定条件は、次の通りである。ターゲット物質としては、直径２０μｍの溶融スズのドロップレットを用いた。プリパルスレーザ光としては、ＹＡＧレーザによるパルス幅５ｎｓから１５ｎｓのレーザ光を用いた。メインパルスレーザ光としては、ＣＯ２レーザによるパルス幅２０ｎｓのレーザ光を用いた。メインパルスレーザ光の光強度は６．０×１０９Ｗ／ｃｍ２とし、プリパルスレーザ光照射後からメインパルスレーザ光照射までの遅延時間は１．５μｓとした。
【０１３３】
図２７に示すグラフの横軸はプリパルスレーザ光の照射条件（パルス幅、エネルギー、集光面積）をフルーエンスに換算した値を示している。また、縦軸はプリパルスレーザ光の各照射条件において生成された拡散ターゲットに前述のメインパルスレーザ光を略同一条件で照射した場合のＣＥを示している。
【０１３４】
図２７に示す測定結果から、プリパルスレーザ光のフルーエンスを高くするとＣＥが３％程度にまで向上することがわかった。すなわち、少なくともプリパルスレーザ光のパルス幅が５ｎｓ〜１５ｎｓの範囲では、フルーエンスとＣＥとの相関があることがわかった。
【０１３５】
従って、上述の実施形態において、プリパルスレーザ光の光強度ではなくフルーエンスを制御するように構成してもよい。図２７に示す測定結果から、プリパルスレーザ光のフルーエンスは、１０ｍＪ／ｃｍ２〜６００ｍＪ／ｃｍ２の範囲が好ましい。また、３０ｍＪ／ｃｍ２〜４００ｍＪ／ｃｍ２の範囲がより好ましい。また、１５０ｍＪ／ｃｍ２〜３００ｍＪ／ｃｍ２の範囲がさらに好ましい。
【０１３６】
プリパルスレーザ光のフルーエンスを上述のような範囲に制御する場合にＣＥが向上するという測定結果から、この条件ではターゲット物質のドロップレットは円盤状又は皿状、或いはトーラス状に拡散していたものと推測される。つまり、ドロップレットが拡散し、総表面積が大きくなった結果、拡散した微粒子にメインパルスレーザ光のエネルギーが効率的に吸収されたため、ＣＥが向上したものと推測される。
【０１３７】
＜１９．遅延時間の制御＞
図２８は、上述の実施形態において、プリパルスレーザ光照射後からメインパルスレーザ光照射までの遅延時間に応じたＣＥの測定値をターゲット物質のドロップレット径ごとにプロットしたグラフである。
【０１３８】
測定条件は、次の通りである。ターゲット物質としては、直径１２μｍ、２０μｍ、３０μｍ及び４０μｍの溶融スズのドロップレットを用いた。プリパルスレーザ光としては、ＹＡＧレーザによるパルス幅５ｎｓのレーザ光を用いた。プリパルスレーザ光のフルーエンスは４９０ｍＪ／ｃｍ２とした。メインパルスレーザ光としては、ＣＯ２レーザによるパルス幅２０ｎｓのレーザ光を用いた。メインパルスレーザ光の光強度は６．０×１０９Ｗ／ｃｍ２とした。
【０１３９】
図２８に示す測定結果から、プリパルスレーザ光照射後からメインパルスレーザ光照射までの遅延時間は、０．５μｓ〜２．５μｓの範囲が好ましいことがわかった。但し、ターゲット物質のドロップレット径ごとに、高いＣＥを得るためのメインパルスレーザ光の遅延時間の最適範囲は異なる可能性があることがわかった。
【０１４０】
ドロップレット径が１２μｍの場合、プリパルスレーザ光照射後からメインパルスレーザ光照射までの遅延時間は、０．５μｓ〜２μｓの範囲が好ましい。また、０．６μｓ〜１．５μｓの範囲がより好ましい。また、０．７μｓ〜１μｓの範囲がさらに好ましい。
【０１４１】
ドロップレット径が２０μｍの場合、プリパルスレーザ光照射後からメインパルスレーザ光照射までの遅延時間は、０．５μｓ〜２．５μｓの範囲が好ましい。また、１μｓ〜２μｓの範囲がより好ましい。また、１．３μｓ〜１．７μｓの範囲がさらに好ましい。
【０１４２】
ドロップレット径が３０μｍの場合、プリパルスレーザ光照射後からメインパルスレーザ光照射までの遅延時間は、０．５μｓ〜４μｓの範囲が好ましい。また、１．５μｓ〜３．５μｓの範囲がより好ましい。また、２μｓ〜３μｓの範囲がさらに好ましい。
【０１４３】
ドロップレット径が４０μｍの場合、プリパルスレーザ光照射後からメインパルスレーザ光照射までの遅延時間は、０．５μｓ〜６μｓの範囲が好ましい。また、１．５μｓ〜５μｓの範囲がより好ましい。また、２μｓ〜４μｓの範囲がさらに好ましい。
【０１４４】
プリパルスレーザ光照射後からメインパルスレーザ光照射までの遅延時間を上述のような範囲に制御することにより、ターゲット物質のドロップレットが十分に細かい微粒子に拡散されたものと推測される。また、ドロップレットが拡散し、総表面積が大きくなった結果、拡散した微粒子にメインパルスレーザ光のエネルギーが効率的に吸収されたため、ＣＥが向上したものと推測される。
【０１４５】
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
【０１４６】
本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書、及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾句「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０１４７】
ＤＬ…ドロップレット、Ｄｄ…ドロップレットの径、Ｄｅ…拡散ターゲットの径、Ｄｍ…メインパルスレーザのビーム径（照射スポット径）、Ｄｔ…所定の均一性を有する領域の径、ＩＦ…中間集光点、Ｍ…メインパルスレーザ光、Ｐ…プリパルスレーザ光、Ｐ１〜Ｐ６…ピーク、ΔＰ…ピーク間の間隔、ＰＳ…プラズマ生成領域、１…チャンバ、２…ターゲット供給部、３…プリパルスレーザ装置、４…メインパルスレーザ装置、４ａ…マスターオシレータ、４ｂ、４ｄ、４ｆ…リレー光学系、４ｃ…プリアンプ、４ｅ…メインアンプ、５…ＥＵＶ集光ミラー、６ａ、６ｂ…磁石、６ｃ…電源装置、６ｄ…電源コントローラ、７…レーザ装置、７ａ…第１のマスターオシレータ、７ｂ…第２のマスターオシレータ、７ｃ…光路調整器、８…レーザ装置、８ａ…マスターオシレータ、８ｂ…高反射ミラー、８ｃ…部分反射ミラー、８ｄ…レーザ媒質、８ｅ、８ｆ…アパーチャプレート、８ｇ…プリアンプ、８ｈ…メインアンプ、１１…露光装置接続ポート、１２…窓、１３…ターゲットノズル、１４…ターゲット回収部、１５…集光光学系、１５ａ…ビームコンバイナ、１５ｂ、１５ｄ、１５ｆ…軸外放物面ミラー、１５ｃ、１５ｅ…高反射ミラー、１５ｇ…集光光学系、１９ａ、１９ｂ…イオン回収部、２０…ＥＵＶ光生成装置、２１ａ、２１ｂ…開口、３０…ビームエキスパンダ、３０ｇ…集光光学系、３１…補正光学素子、３１ａ…回折光学素子、３１ｂ…位相シフト光学系、３１ｃ…縮小投影光学系、３１ｄ…ケイラー照明光学系、３１ｅ…マルチモード光ファイバ、３２…マスク、３３…光学素子、３４…フライアイレンズ、４１…補正光学素子、５０ａ…チタンサファイヤレーザ、５０ｂ…ファイバレーザ、５１ａ…半導体可飽和吸収ミラー、５１ｂ…高反射ミラー、５２ａ…出力結合ミラー、５２ｂ…半導体可飽和吸収ミラー、５３ａ…凹面ミラー、５３ｂ…グレーティングペア、５４ａ…第１のポンピング用ミラー、５４ｂ…第１の偏光維持ファイバ、５５ａ…チタンサファイア結晶、５５ｂ…マルチプレクサ、５６ａ…第２のポンピング用ミラー、５６ｂ…分離素子、５７ａ…プリズム、５７ｂ…第２の偏光維持ファイバ、５８ｂ…集光光学系、５９ａ…励起光源、５９ｂ…励起光源、７０…ドロップレットＺ方向検出器、７１…レーザトリガ生成機構、８０…ドロップレットＸＹ方向検出器、８１…ドロップレットＸＹコントローラ、８２…ドロップレットＸＹ制御機構
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図３】
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【図４】
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【図２０】
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