(57)【要約】      （修正有）【課題】経済的な気体レーザによって放射線放出プラズマの励起を可能にする強力なＥＵＶ放射線を生成する。【解決手段】ターゲット１３の持続的な膨張のために、第１の予備パルス２１によって生成された自由電子の実質的に完全な再結合が生じた後に、ターゲット密度を低減するための第１の予備パルス２１が多光子電離によってターゲット１３内に自由電子を生成する少なくとも第２の予備パルス２２を伴うこと、および、その波長を代表する低い臨界電子密度を備えた気体レーザのメインパルス２３が、第２の予備パルス２２の直後にターゲットに向けられ、プラズマの所望の放射線放出に必要なターゲット１３の電離レベルに達するまで、効率的なアバランシェ電離が気体レーザのメインパルス２３によって誘発されることで達成される。【選択図】図１
2006303461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ生成プラズマに基づく強力な短波長放射線の効率的な生成のための方法であり、少なくとも１つのレーザが、真空室に位置する固体密度近傍のターゲットに向けられ、ターゲット密度を低減するための予備パルスおよびアバランシェ電離および放射線放出ホットプラズマの生成のためのメインパルスが連続的に生成される方法であって、
前記ターゲット密度を低減するための前記ターゲット（１；１３）の持続的な膨張のために前記第１の予備パルス（２１）によって生成される自由電子の実質的に完全な再結合が生じた後に、前記第１の予備パルス（２１）が、多光子電離によって前記ターゲット（１）内に自由電子を生成する少なくとも第２の予備パルス（２２）を伴うこと、および、
その波長を代表する低い臨界電子密度と、前記予備パルス（２１、２２）によって増大されるターゲット直径（ＤＶ）に適合する焦点直径とを備えた気体レーザの前記メインパルス（２３）が、前記第２の予備パルス（２２）の直後に前記ターゲット（１）に向けられ、そのイオン密度がＥＵＶ放射線の効率的な生成に必要な前記ターゲット（１）の平均電離レベルを考慮した前記気体レーザの臨界電子密度に対応する膨張したターゲット（１３）で前記第２の予備パルス（２２）が十分な自由電子を生成するとき、前記プラズマの所望の放射線放出に必要な前記ターゲット（１；１４）の電離レベルに達するまで、効率的なアバランシェ電離が前記気体レーザの前記メインパルスによって誘発されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の予備パルス（２１）と最後の予備パルス（２２）との間の時間間隔が、１０ｎｓ〜１μｓであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記メインパルス（２３）は、前記第２の予備パルス（２２）の最大を超える前に前記膨張したターゲット（１３）に向けられ、前記第２の予備パルス（２２）の最大で、前記メインパルス（２３）の瞬間強度が前記メインパルス（２３）のピーク強度の０〜５％であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
低減したターゲット密度の結果として増大されるターゲット直径（ＤＶ）に適合する直径を有する予備パルス束（５１）として、前記第２の予備パルス（２２）が、前記ターゲット（１；１３）で集束されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記メインパルス（２３）は、前記ターゲット（１；１４）で集束される少なくとも１つのＣＯ２レーザによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
複数のＣＯ２レーザのメインパルスは、時間に関して連続的に前記ターゲット（１；１４）で集束されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数のＣＯ２レーザのパルスは、メインパルス（２３）として同時に前記ターゲット（１；１４）で集束されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ＣＯ２レーザの複数の群から同時に生成されるパルスは、メインパルス（２３）として連続的に前記ターゲット（１；１４）で集束されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つの固体レーザの前記予備パルス（２１；２２）は、前記ターゲット（１；１２；１３）で集束されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つのエキシマレーザの前記予備パルス（２１；２２）は、前記ターゲット（１；１２；１３）で集束されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
レーザ生成プラズマに基づく強力な短波長放射線の効率的な生成のための装置であり、少なくとも１つのレーザが、真空室に位置する固体密度近傍のターゲットに向けられ、前記ターゲットは、ターゲット密度を低減するための予備パルスおよび放射線放出プラズマ生成のためのメインパルスによって衝突される装置であって、別個の予備パルスレーザ（４）およびメインパルスレーザ（３）が設けられ、その波長を代表する低い臨界電子密度を有する少なくとも１つの気体レーザがメインパルスレーザ（３）として設けられること、および、少なくとも２つの予備パルス（２１；２２）および１つのメインパルス（２３）からなるパルス列を生成するために、同期装置（７）が少なくとも１つのメインパルスレーザ（３）および少なくとも１つの予備パルスレーザ（４）に接続され、第１の予備パルス（２１）の後の少なくとも第２の予備パルス（２２）が、前記ターゲット密度の低減中に、前記ターゲット（１；１３）に生じた自由電子の再結合の後で、前記ターゲット（１；１３）の新たな電離またはさらなる電離のために提供されることを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記ターゲットで実現される焦点直径を前記低減したターゲット密度のために増大されるターゲット直径（ＤＶ）に適合するための手段（４１）が、少なくとも１つの予備パルスレーザ（４）のために設けられ、その結果、前記焦点直径が、すべてのさらなるレーザパルス（２２；２３）に関して前記第１の予備パルス（２１）の後で増大したターゲット直径（ＤＶ）に適合されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
１μｍ未満の波長の少なくとも１つの短波長レーザが、前記予備パルス（２１；２２）を生成するために設けられることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記短波長予備パルスレーザ（４）は、固体レーザであることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記短波長予備パルスレーザ（４）は、エキシマレーザであることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
予備パルスレーザ（４）およびメインパルスレーザ（３）は、同一直線上で案内されるビーム束（５５；５５’）において前記ターゲット（１）に向けられることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
予備パルスレーザ（４）およびメインパルスレーザ（３）は、互いに隣接して別個に案内されるビーム束（５６、５６’；５７、５７’）において前記ターゲット（１）に向けられることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１８】
２つの予備パルスレーザ（４；４’）および２つのメインパルスレーザ（３；３’）は、前記予備パルス（２１；２２）を生成するために設けられ、対向する側から前記プラズマによって放出される前記放射線を集束するために設けられる集光器（６）の光軸（６１）およびターゲット軸（１１）に沿って再現可能な態様で形成されるターゲット流までそれぞれ向けられ、前記ターゲット軸（１１）は、前記集光器（６）の前記光軸（６１）と交差し、前記予備パルスレーザおよびメインパルスレーザ（４、４’；３、３’）はこの交差点に向けられることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１９】
前記ターゲット（１）に向けられる前記予備パルスレーザ（４、４’）およびメインパルスレーザ（３、３’）の前記ビーム束（５５、５５’ ；５６、５６’；５７、５７’；５８、５８’）は、前記集光器（６）の前記光軸（６１）および前記ターゲット軸（１１）によって規定される平面にある軸に関して対を成して対称であるように、互いに対して鈍角で配置され、前記ターゲット（１）を透過する前記ビーム束（５５、５５’；５６、５６’；５７、５７’；５８、５８’）の成分が他方の側で予備パルスレーザおよびメインパルスレーザ（４、４’；３、３’）に入射することができないようになっていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記ターゲット（１）に向けられる前記予備パルスレーザおよびメインパルスレーザ（４、４’；３、３’）の前記ビーム束（５５、５５’；５６、５６’；５７、５７’；５８、５８’）は、前記集光器（６）の前記光軸（６１）に対して軸対称であるように配置されることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記ターゲット（１）に向けられる前記予備パルスレーザおよびメインパルスレーザ（４、４’；３、３’）の前記ビーム束（５５、５５’；５６、５６’；５７、５７’；５８、５８’）は、前記ターゲット軸（１１）に対して軸対称であるように配置されることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
前記集光器（６）は、誘電体層系を備えた凹面鏡であることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
前記集光器（６）は、放物面の形態で構成されることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】
前記集光器（６）は、金属コーティングを備えた複数のシェルを備えることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２５】
前記金属コーティングは、パラジウムを含むことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記ターゲット材料は、前記真空室（８）における個別のターゲット（１２）の不連続な列において再現可能な態様で、垂直ターゲット軸（１１）に沿って案内されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２７】
スズまたはスズ化合物からなるターゲット（１２）は、前記ターゲット軸（１１）に沿って提供されることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
液化キセノンからなるターゲット（１２）は、前記ターゲット軸（１１）に沿って提供されることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
前記ターゲット材料は、前記第１の予備パルス（２１）の衝突前に凍結した形態であることを特徴とする請求項１１または２８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマに基づく強力な短波長放射線の効率的な生成のための方法および装置に関し、複数のレーザビームが真空室においてターゲット流に向けられ、所定のパルスエネルギによってターゲット流の一部を密度の濃いホットプラズマに完全に変換し、このプラズマは特に極紫外線（ＥＵＶ）領域、すなわち１ｎｍ〜２０ｎｍの波長領域の短波長放射線を放出する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、集積回路の製作において、短波放射線、好ましくは、ＥＵＶリソグラフィ用の光源として用いられる。しかし、本発明はまた、軟Ｘ線領域から赤外線スペクトル領域までの他のスペクトル領域における非干渉光源として用いることができる。
【０００３】
ますます速い集積回路を製作するためには、チップ上の個別の構造の幅をますます小さくすることが必要である。光学リソグラフィ法における解像度が用いられる光の波長に比例するため、ますます短い波長、現在では極紫外線（ＥＵＶ）スペクトル領域の波長へと開発は向かっている。現在のところ、約１３．５ｎｍの波長領域のＥＵＶリソグラフィが、将来に最も大きな期待が持てると確実視されている。
【０００４】
半導体チップの経済的な製作のために、時間単位当たりのウェーハの所定のスループットが、投影リソグラフィにおいて確保されなければならない。これには、結像光学素子の所定の効率で高い最小出力を有する光源が必要である。現在のところ、この工程に適合できる必要な出力を提供することができる約１３．５ｎｍの波長領域にある光源は存在しない。現状の知見に基づき、レーザ生成プラズマ、放電プラズマおよびシンクロトロンが、ＥＵＶリソグラフィ用の最も有望な放射線源である。プラズマによる光源には、既存の製作工程に比較的容易に組み込むことができるという利点がある。
【０００５】
数キロワット（１０ｋＷ〜３０ｋＷ）の平均レーザ出力は、チップ製作に必要なＥＵＶ出力を放出するレーザ生成プラズマを生成するために必要である。個別のパルスに必要なパルス長は、約１００ｐｓ〜数マイクロ秒（μｓ）である。プラズマの生成のための上述の変数によって動作することが可能であるレーザは、気体レーザ（波長１０．６μｍのＣＯ２レーザ、波長２００ｎｍ〜４００ｎｍのエキシマレーザ）および固体レーザ（通常は波長１．０６μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザ）である。（同一の構成のレーザの時間多重化によって）複数のレーザによって必要な出力を生成しようとするときであっても、個別のレーザモジュールの平均レーザ出力は依然として１ｋＷ〜５ｋＷの領域になければならない。
【０００６】
レーザ放射線をターゲットに効率的に結合するために、ターゲット中の電子密度がそれぞれのレーザ波長に関する臨界密度付近でなければならないことが参考文献から知られている。臨界電子密度は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（λ＝１．０６μｍ）の場合にはｎｅ＝１０２１ｃｍ−３であり、ＣＯ２レーザ（λ＝１０．６μｍ）の場合にはｎｅ＝１０１９ｃｍ−３である。ｎ＝１０２３ｃｍ−３の固体の粒子密度の場合には、ターゲットによるレーザ放射線の好ましい吸収のためにターゲットの粒子密度（電子密度）を低減しなければならない。従来技術によれば（たとえば、非特許文献１およびこの文献に記載の他の参考文献を参照）、これは、固体密度のターゲット（固体または液体）に予備パルスを向けることによって実現されることができる。その際、ターゲットは、音速、通常１０４ｍ／ｓ程度で、メインパルスがさらに効率的に吸収される希薄なターゲットまで膨張する。
【０００７】
ターゲット材料の電離は、一方では光電離によって、他方では衝突電離（アバランシェ電離）によって起こる。衝突電離の場合には、衝突によってさらなる原子を電離するために、レーザ場で加速することができる自由電子がいくつか既に存在することが必要である。しかし、最初の自由電子は、光電離によって生成されなければならない。
【０００８】
レーザ光子のエネルギがターゲット原子の電離エネルギより大きい場合には、電離は、単純な光電離によって行われる。しかし、電離エネルギがレーザ光子のエネルギより大きい原子では、電離には多光子電離が必要である。これに関連して、電離率は、レーザの強度に大きく左右される。
Γ＝σＩｎ
式中、σは有効断面積であり、Ｉはレーザ放射線の強度であり、ｎは多光子電離に必要なレーザ光子の数である。必要なレーザ光子の数ｎは、原子の電離エネルギＥｉｏｎおよびレーザの光子エネルギＥｐｈｏｔｏｎによって与えられる。
ｎ＝Ｅｉｏｎ／Ｅｐｈｏｔｏｎ
【０００９】
Ｎｄ：ＹＡＧレーザの光子のエネルギは約１．２ｅＶであるが、ＣＯ２レーザ光子のエネルギはその１０分の１程度に過ぎない。
【００１０】
ＥＵＶ放射線生成用のターゲットに用いるのに現在好ましく、原子が１２．１ｅＶの電離エネルギを有するキセノンを参照すると、１１個のＮｄ：ＹＡＧレーザ光子および約１００個のＣＯ２レーザ光子がＸｅ原子の単純な多光子電離に必要である。これは、ＣＯ２レーザを用いて中性のキセノンの電離に必要な強度がＮｄ：ＹＡＧレーザを用いる場合より数桁強くなければならないことを示している。この比は、それぞれのレーザのエネルギによって与えられ、ターゲット材料（たとえば、スズ）に左右されるわけではない。
【００１１】
入射レーザ光によって生成されるプラズマの温度は、レーザ放射線の波長のほか、強度にも左右される。すなわち、プラズマが所定の波長の光を好ましく放出する場合、レーザの強度は、もはや自由に選択されないであろう。しかし、このことはまた、電離しやすさも決定する。これは、極紫外線スペクトル領域において放射することが好ましいプラズマの生成のためにＣＯ２レーザを用いる可能性を制限する。
【００１２】
【非特許文献１】デューステアラ（Ｄｕｅｓｔｅｒｅｒ）ら著、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｂ７６（２００３）、１７〜２１頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、固体密度ターゲットに基づくレーザにより誘発されるプラズマの利点を諦める必要がなく、経済的な気体レーザ（好ましくはＣＯ２レーザ）によって放射線放出プラズマの励起を可能にする強力な短波長電磁放射線、特にＥＵＶ放射線の生成のための新規な可能性を見出すことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
レーザ生成プラズマに基づく強力な短波長放射線の効率的な生成方法において、少なくとも１つのレーザが真空室に位置する固体密度近傍のターゲットに向けられ、ターゲット密度を低減するための予備パルスと、アバランシェ電離および放射線放出プラズマの生成のためのメインパルスが連続的に生成され、上述の目的が、本発明によれば、ターゲット密度を低減するためのターゲットの持続的な膨張のために、第１の予備パルスによって生成された自由電子の実質的に完全な再結合が生じた後に、第１の予備パルスが多光子電離によってターゲット内に自由電子を生成する少なくとも第２の予備パルスを伴うこと、および、その波長を代表する低い臨界電子密度と、予備パルスによって増大されるターゲット直径に適合する焦点直径とを備えた気体レーザのメインパルスが、第２の予備パルスの直後にターゲットに向けられ、そのイオン密度がＥＵＶ放射線の効率的な生成に必要なターゲットの平均電離レベルを考慮した気体レーザの臨界電子密度に対応する膨張したターゲットで第２の予備パルスが十分な自由電子を生成するとき、プラズマの所望の放射線放出に必要なターゲットの電離レベルに達するまで、効率的なアバランシェ電離が気体レーザのメインパルスによって誘発されることで達成される。
【００１５】
第１の予備パルスとメインパルスとの間の時間間隔は、効率的なＥＵＶ生成に必要な密度までターゲットが膨張するのに必要な時間によって左右される。
【００１６】
ターゲット材料としてキセノンまたはスズまたはスズ化合物を用いる場合およびプラズマが超紫外放射線を放出しなければならない場合には、第１の予備パルスとメインパルスとの間の時間間隔は１０ｎｓ〜１μｓである。ターゲットを電離するために機能する第２の予備パルスは、メインパルスの立ち上がりにおける瞬間強度がメインパルスのピーク強度の０〜５％である時点でその最大がターゲットに動作するように、ターゲットに向けられることが好ましい。言い換えれば、メインパルスは、第２の予備パルスの最大を超える前に膨張したターゲットに向けられ、その結果、第２の予備パルスの最大におけるメインパルスの瞬間強度がメインパルスのピーク強度の０〜５％となる。メインパルスにおける損失（たとえば透過が原因で生じる）が、このようにして最小限に抑えられる。
【００１７】
２つの予備パルス間の時間間隔、したがって、本質的にはその時間間隔と同じである第１の予備パルスとメインパルスとの間の時間間隔は、数百ｎｓであることが好ましい。
【００１８】
メインパルスは、少なくとも１つのＣＯ２レーザによってターゲットで集束されることが有利である。メインパルスは、ターゲットで同時に集束される（空間多重化）複数のＣＯ２レーザからのパルスから構成されることが好ましい。
【００１９】
複数のＣＯ２レーザからのメインパルスはまた、連続的にターゲットで集光されることができること（時間多重化）が望ましい。さらに、時間多重化および空間多重化を組み合わせることもまた可能である。
【００２０】
効率的な多光子電離のための予備パルスは、１μｍ以下の波長を有する必要があるため、対応する波長を有する固体レーザ（たとえば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザなど）またはエキシマレーザ（たとえば、ＡｒＦレーザ、ＫｒＦレーザ、ＸｅＣｌレーザなど）のいずれかが、予備パルスレーザとして用いられることが有利である。これは決して、可能なレーザタイプを網羅したリストではない。１μｍ未満の波長、１０ｎｓ程度のパルス持続時間および数十ｍＪのパルスエネルギなどの必要な特性を有するレーザはいずれも、用いることができる。
【００２１】
さらに、レーザ生成プラズマに基づく強力な短波長放射線、特にＥＵＶ放射線の効率的な生成のための装置において、少なくとも１つのレーザが真空室に位置する固体密度近傍のターゲットに向けられ、レーザが、ターゲット密度を低減するための予備パルスおよび放射線放出プラズマの生成用のメインパルスを誘発するための手段を有し、上述の目的が、本発明によれば、別個の予備パルスレーザおよびメインパルスレーザが形成され、その波長を代表する低い臨界電子密度を備えた少なくとも１つの気体レーザがメインパルスレーザとして設けられること、および、少なくとも２つの予備パルスおよび１つのメインパルスからなるパルス列を生成するために、同期装置が少なくとも１つのメインパルスレーザおよび少なくとも１つの予備パルスレーザに接続され、ターゲット密度の低減中にターゲットに生じた自由電子の再結合の後、第１の予備パルスの後に続く少なくとも第２の予備パルスがターゲットの新たな電離またはさらなる電離のために提供されることで達成される。
【００２２】
ターゲットで実現される焦点直径をターゲット密度の低減によって増大したターゲット直径に適合させるための手段が、少なくとも１つの予備パルスレーザのために設けられることが有利であり、その結果、焦点直径はすべてのさらなる予備パルス用の第１の予備パルスの後で増大したターゲット直径に適合される。
【００２３】
１μｍ以下の波長を有する少なくとも１つの短波長レーザが、予備パルスを生成するために設けられることが有利である。固体レーザ、たとえば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（１０６４ｎｍのレーザ波長または５３２ｎｍ、３５５ｎｍまたは２６６ｎｍの波長に対応する２倍周波数、３倍周波数または４倍周波数を有する）またはＮｄ：ＹＬＦレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザなど、あるいはエキシマレーザ、たとえば、ＡｒＦレーザ、ＫｒＦレーザ、ＸｅＣｌレーザまたはＸｅＦレーザ（１９３ｎｍ、２４８ｎｍ、３０８ｎｍまたは３５１ｎｍの波長を有する）が、短波長予備パルスレーザとして用いられることが有利である。
【００２４】
ＣＯ２レーザは、メインパルスを生成するための気体レーザとして用いられることが有利である。
【００２５】
メインパルスに利用可能な励起エネルギを増大するために、メインパルスは、レーザが同期装置によって同時に誘発されるという点で、空間多重化によって複数のＣＯ２レーザからのパルスから構成されることが有利である。
【００２６】
他方、ターゲットに作用するメインパルスの平均出力はまた、複数のＣＯ２レーザのメインパルスが時間多重化によってターゲットに向けられるという点で増大されることができる。ＣＯ２レーザの空間多重化および時間多重化を組み合わせることもまた有用である。
【００２７】
複数のパルスからなる列においてターゲットの適切な励起のために、予備パルスレーザおよびメインパルスレーザは、同一直線状に案内されるビーム束の状態でターゲットに向けられることが有利である。しかし、予備パルスレーザおよびメインパルスレーザはまた、互いに隣接して個別に案内されるビーム束の状態で向けられることもできる。
【００２８】
予備パルスおよびメインパルスを生成するために、対向する側からプラズマによって放出される放射線を集束するために設けられる集光器の光軸および再現可能な態様で形成されることができるターゲット流まで、それぞれ向けられる２つの予備パルスレーザビーム束および２つのメインパルスレーザビーム束があることが有利であり、ターゲット流のターゲット軸が集光器の光軸と交差し、予備パルスレーザ束およびメインパルスレーザ束はこの交差点（相互作用点）に向けられる。
【００２９】
誘電体層系を有する凹面鏡は、プラズマによって放出される放射線を集束するための集光器として用いられることが好ましい。しかし、すれすれ入射を有する金属ミラーもまた、集光器として用いることができる。ミラーは、楕円面、放物面、双曲面またはそのような回転体の組み合わせとして成形されることができる。
【００３０】
予備パルスおよびメインパルスを生成するために、２つの対向する側からプラズマによって放出される放射線を集束するために設けられる集光器の光軸およびターゲット軸に沿って再現可能な態様で形成されることができるターゲット流まで、それぞれ向けられる２つの予備パルスレーザおよび２つのメインパルスレーザがあることが有利であり、ターゲット軸は集光器の光軸と交差し、予備パルスレーザおよびメインパルスレーザはこの交差点に向けられる。
【００３１】
ターゲットに向けられた予備パルスレーザおよびメインパルスレーザのビーム束は、集光器の光軸およびターゲット軸によって規定される平面にある軸に対して対になって対称であるように互いに対して鈍角で配置されることが有利である。その結果、ターゲットを透過するビーム束の成分は、他方の側で予備パルスレーザまたはメインパルスレーザに入射することができない。ターゲットに向けられた予備パルスレーザおよびメインパルスレーザのビーム束は、集光器の光軸に対して軸対称であるか、またはターゲット軸に対して軸対称であるように配置されることができれば有利である。
【００３２】
プラズマから放出された放射線を集束するために設けられた集光器は、誘電体層系を備えた凹面鏡として構成されることが好ましい。集光器は、直接反射および放射線の集束のために、放物面として有利に構成されることができるか、または放射線のすれすれ反射のために金属の内部コーティング、好ましくはパラジウムを備えた複数の回転対称なシェルから構成されることができる。
【００３３】
ターゲット材料は、個別のターゲットの不連続な列の状態で再現可能な態様で垂直ターゲット軸に沿って提供されることが好ましい。キセノンが、ターゲット材料として用いられることが好ましい。ターゲット材料は、第１の予備パルスの衝突前に、凍結した形であるときには好都合であることが分かる場合がある。この目的のために、適切なターゲット材料は、液体状態または固体状態のキセノンである。別の好ましいターゲット材料はスズであり、純粋な形または化合物の形で、真空室に導入されることができる。
【００３４】
本発明は、ＣＯ２レーザを用いて極紫外線波長領域における放射線を放出することが好ましいプラズマの生成のために、効率的なＥＵＶ生成に必要な低いプラズマ温度のために比較的低い相互作用点における許容励起強度と、ＣＯ２レーザの長い波長のために固体密度（すなわち固体または液体の形態）を有するターゲット材料の光電離に必要な高い励起強度との間で矛盾があるため、予備パルスおよびメインパルスによる周知の二重パルス励起が可能でないという考えに基づいている。
【００３５】
本発明は、少なくとも２つの予備パルスおよび１つのメインパルスからなる列によってこの問題を克服する。第１の予備パルスは、固体状態密度を有するターゲットから、多光子電離によって予備電離され、膨張し、その結果、効率的なＥＵＶ生成に必要なイオン密度に達し、メインパルスの臨界電子密度に近づくターゲットを生成するために機能する。メインパルスの直前を先行する少なくとも第２の予備パルスが、十分に膨張したターゲットにおける新たな予備電離、およびしたがってアバランシェ電離（衝突電離）に必要な自由電子のために提供される。なぜなら、ターゲットの膨張中にこの前に生成される予備プラズマは大部分は再結合されて、気体レーザパルスに必要な低減した密度を有するときには再び中性になるためである。メインパルスは、最後の予備パルスの最大の直後に続き、所望の放出波長の効率的な生成に適切な電離レベルを有するホットプラズマをさらに実現するために、生成された予備プラズマを電離する。
【００３６】
本発明による解決策は、液体または固体のターゲット（たとえば液化または凍結した希ガス、金属または金属化合物）に基づくレーザにより誘発されるプラズマの利点を諦める必要がなく、経済的な気体レーザ（好ましくはＣＯ２レーザ）によって放射線放出プラズマの励起を可能にする強力な短波長電磁放射線、特にＥＵＶ放射線を生成することを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明を、実施形態の実施例を参照して以下にさらに十分に説明する。
【００３８】
図１に時間系列で示されているように、本発明による方法の基本的な変形は、以下のステップ、すなわち
−適切なターゲット１が、レーザパルスによるプラズマ生成のために設けられる相互作用点に提供されるステップと、
−ターゲット１が、ターゲット密度を低減するために、少なくとも第１の予備パルス２１によって作用されるステップと、
−膨張したターゲット１３は、低減したターゲット密度のために増大されるターゲット直径ＤＶに適合する少なくとも第２の予備パルス２２によって作用され、初期電離（ホットプラズマを生成するためのアバランシェ電離用の自由電子）が単一の光子電離または多光子電離によって生成されるステップと、
−膨張して予備電離されたターゲット１４が、メインパルスレーザ３として機能し、その波長を代表する比較的低い臨界電子密度と、第２の予備パルス２２の後に増大したターゲット直径ＤＥに適合する焦点直径と、を有するＣＯ２レーザ３２からのメインパルス２３によって照射され、メインパルス２３は、膨張して予備電離されたターゲット１４に向けられ、その電子密度のアバランシェ電離によって、ホットプラズマが所望の波長の放射線を放出するまでさらに増大されるステップと、
を含む。
【００３９】
固体状態密度（すなわち固体または液体のいずれか）を有する初期ターゲット１２から、第１の予備パルス２１は、その密度がメインパルス２３のために提供されるＣＯ２レーザの臨界密度に近づく膨張したターゲット１３を生成するために作用する。予備パルスレーザ４は、可能な限り効率的に結合されることができるように、最小の可能な波長（λ１≦１μｍ）を有する必要がある。さらに、第１の予備パルス束５１は、レーザビームの焦点直径が（円筒形と仮定される初期ターゲット１２の）ターゲット直径にほぼ対応するように、適切に調整可能な光学素子によって初期ターゲット１２で集束される。
【００４０】
第２の予備パルス２２は、膨張中に再結合され、その結果、少なくとも部分的に中性になったターゲット１３を新たに電離し、したがって、アバランシェ電離（衝突電離）に必要な自由電子を新たに生成するように作用する。電離に必要な強度を可能な限り低く維持することができるように、この第２の予備パルス２２もまた、可能な限り波長を短くする（λ１≦１μｍ）必要がある。さらに、第２の予備パルス束５２の集束は、膨張したターゲット１３のさらに大きな直径に適合される。
【００４１】
２つの予備パルス２１および２２のために、任意のレーザを用いることができる。１０ｋＨｚの必要なパルス繰り返し周波数および数十ｍＪのパルスエネルギが達成されることを確実にするために、固体レーザ、好ましくはＮｄ：ＹＡＧレーザおよびエキシマレーザが、予備パルスレーザ４として用いられる。レーザのいずれの系列も現在、１０ｋＨｚのパルス繰り返し周波数および数十ｍＪのパルスエネルギを達成することができる。
【００４２】
メインパルス２３は、１つ以上のＣＯ２レーザによって生成される。メインパルス２３は、最後の（この場合には、第２の）予備パルス２２の時間において直後に続き、第２の予備パルス２２によって生成され、膨張し且つ所望の波長の効率的な生成に必要な電離段階に達するまで十分に予備電離されたターゲット１４をさらに電離する。この目的のために、膨張したターゲット１４の一部がメインパルス束５３の焦点の外側で、したがって最適に励起されない状態とならないようにするため、またはメインパルス束５３の一部がターゲット１４を「外して」、所望の放射線（ＥＵＶ）へのエネルギの変換のためにメインパルス２３のエネルギの損失を生じることがないようにするために、メインパルスレーザ３の焦点直径は、膨張し予備電離されたターゲット１４の直径に同様に適合されなければならない。
【００４３】
円形の焦点の選択は、一般性を制限するわけではない。線状の焦点を用いることもまた、可能である。したがって、ターゲットの所与の直径で、気化または加熱されることになっている材料の量は、所定の制限内で自由に選択されることができる。
【００４４】
図２は、所望の波長領域の強力な放射線（たとえば、ＥＵＶ）を再現可能に放出するホットプラズマを生成するための工程の流れに関する物理的背景を説明するために、レーザパルスの強度の時間曲線の概略図を示している。多光子電離によってターゲット１において生成される電子密度がアバランシェ電離（衝突電離）のための起点として機能するのに十分であるＣＯ２レーザおよびＮｄ：ＹＡＧレーザに関するそれぞれの強度は、ＩｉｏｎＣＯ２およびＩｉｏｎＮｄ：ＹＡＧによって示されている。ＣＯ２レーザの光子エネルギはＮｄ：ＹＡＧレーザの光子エネルギの約１０倍未満であるため、多光子電離に必要な強度は対応して高くなる。レーザの強度がアバランシェ電離に必要な電子密度を提供するのに十分である時間は、ｔ１（Ｎｄ：ＹＡＧレーザの場合）およびｔ２（ＣＯ２レーザの場合）である。強度ＩｉｏｎＣＯ２およびＩｉｏｎＮｄ：ＹＡＧに達する前は、ターゲット１はほぼ透明である。したがって、透過のために消失したレーザパルス２の部分または放出するホットプラズマを生成するために用いることができないレーザパルス２の部分は、陰影の付いた領域で示されている。図２から分かるように、ＣＯ２レーザの場合の格子模様で示される交換不能なレーザエネルギＥＣＯ２の割合は、１０倍短い波長のＮｄ：ＹＡＧレーザの場合のさらに小さな格子模様で示される交換不能なレーザエネルギＥＮｄ：ＹＡＧの割合よりはるかに大きい。Ｎｄ：ＹＡＧレーザは、より短い波長レーザの実施例としてのみ機能し、予備パルスレーザ４としての使用が以下において好ましいという事実は、一般性を制限するわけではない。また、対応する波長を有する他の固体レーザ（たとえば、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザなど）またはエキシマレーザ（たとえば、ＡｒＦレーザ、ＫｒＦレーザ、ＸｅＣｌレーザなど）もまた、予備パルスレーザとして用いることができる。特にエキシマレーザの場合には、光子のエネルギは、図２に示されたＮｄ：ＹＡＧレーザの場合よりはるかに高い。
【００４５】
図１は、時間遅延で誘発される３つのレーザパルス２とパルスの連続適用のために異なる励起状態で衝突されるターゲット１との間の相互作用の経過を概略的に示している。
【００４６】
図１ａにおいて分かるように、初期ターゲット１２は、第１の短波長予備パルス２１によって衝突される。初期ターゲット１２は、数十μｍ（たとえば、２０μｍ）の直径を有し、固体状態密度（すなわち、固体または液体の形態のいずれかである）を有する。第１の予備パルス２１は、焦点直径がターゲット直径に等しいか、または若干大きいように、初期ターゲット１２で集束される。初期ターゲット１２は、多光子電離によって部分的に電離される。予備パルスは、ターゲット１２中にそのエネルギを投入し（いわゆる予備プラズマを生成する）、ターゲット１２が膨張する。
【００４７】
図１ｂにおいて、膨張したターゲット１２は、このように低減され、ＥＵＶ放射線の効率的な生成に必要な電離レベルでメインパルス２３の吸収に最適である密度に既に達している。しかし、膨張したターゲット１３においてこの低減した密度を達成するための経過時間は予備パルス２１によって生成される自由電子の平均寿命を超えるため、膨張したターゲット１３の自由電子の実質的にすべてが再結合される。このことは、予備プラズマがほとんど中性になるため、この時点で衝突するＣＯ２レーザからのメインパルス２３は、新たな多光子電離によってアバランシェ電離に必要な自由電子を形成するまで透過されることを意味する。
【００４８】
したがって、第２の予備パルス２２は、第２の予備パルス束５２の焦点直径が膨張したターゲット１３の直径に適合するように、メインパルス２３の前に膨張したターゲット１３で集束される。第２の予備パルス２２は、膨張したターゲット１３を再び電離し、メインパルス２３によるアバランシェ電離に必要な自由電子を生成し、その結果、直後のメインパルス２３のための最適な予備プラズマとして、膨張し、予備電離されたターゲット１４が存在する。
【００４９】
１０回電離される材料に関する初期ターゲット１２のイオン密度が、ＣＯ２レーザの臨界電子密度に達するために５桁低減されると仮定すると、等方的に膨張したターゲット１３の直径は、球であると仮定すると約５０倍増大する。すなわち、２０μｍの球は約１ｍｍの直径に膨張する。この目的のために、ターゲット１は、数百ｎｓ程度の時間周期を必要とする。
【００５０】
第１の予備パルス２１によって生成される予備プラズマの膨張中、自由電子のほぼ完全な再結合が、上述の膨張に必要な数百ｎｓの時間周期内に生じる。このことは、メインパルスが膨張したターゲット１３に衝突するときには、メインパルス２３の吸収およびターゲット１３のアバランシェ電離によるさらなる電離に利用可能な自由電子が皆無であるため、メインパルス２３は光電離によって再び自由電子を生成しなければならないことを意味する。
【００５１】
このことは、予備パルスおよびメインパルスがＮｄ：ＹＡＧレーザによって生成されるとき、上記で説明したように、Ｎｄ：ＹＡＧレーザパルスは多光子電離によってパルスの立ち上がりの初期領域における低い強度であっても自由電子を生成することができ、ターゲット１３を通る透過によって生じる「エネルギ損失」が低いため、実質的な問題につながらない。図２に示されているように、Ｎｄ：ＹＡＧレーザは、きわめて短い時間ｔ１の後でターゲットの多光子光電離のための強度ＩｉｏｎＮｄ：ＹＡＧに既に達する。すなわち、時間においてｔ１の前のレーザパルスの小さい部分のみが、ターゲット１３を通って主に透過される。この後、残るパルス持続時間（ｔ１の後）にわたるパルスエネルギの実質的に完全な吸収につながるアバランシェ電離に利用可能な十分な自由電子が存在する。
【００５２】
さらに図２に示されているように、上述の多光子電離によれば、ＣＯ２レーザの場合には、アバランシェ電離に必要な自由電子を生成するために、きわめて高い強度（ＩｉｏｎＣＯ２＞＞ＩｉｏｎＮｄ：ＹＡＧ）が必要とされる。その結果、レーザ放射線の大部分（図２の概略図の時間ｔ２まで）がターゲット１３によって実質的に透過され、所望の（ＥＵＶ）放射線を放出するホットプラズマを生成するために用いられることができない。
【００５３】
したがって、本発明によれば、ＣＯ２レーザをメインパルスレーザ３（以下の図３〜図８にのみ示される）として用いるためには、可能な限り少ないレーザ放射線がターゲット１３を透過するように、ＣＯ２レーザのメインパルス２３用に膨張したターゲット１３において十分な量の自由電子を生成するために、予め、新たな電離が行われなければならない。この目的のために、第１の予備パルス２１と類似の特性を有する第２の予備パルス２２が生成される。すなわち、第２の予備パルス２２は、上述の変数を備えた固体レーザまたはエキシマレーザによって可能な限り生成される。第２の予備パルス２２は、メインパルス２３の起点の直後、すなわちメインパルスがその最大強度の約５％に達する前にその最大強度を有するように、メインパルス２３の直前に膨張したターゲット１３に衝突する。
【００５４】
図３は、予備パルス２１、２２およびメインパルス２３のビーム束５の生成および放射を示す第１の概略図である。予備パルス２１および２２はいずれも、全く同一の予備パルスレーザ４によって生成され、それぞれ、第１の予備パルス束５１および第２の予備パルス束５２として同一の光路に沿ってターゲット１で集束される。
【００５５】
ターゲット１が図平面に直交して延在するターゲット経路１１に沿って再現可能な態様に提供される真空室８は、図平面においてターゲット１との相互作用点を有する。この場合には楕円面として成形される集光器６は、ターゲット１の周囲に配置され、真空室８の外側に位置する中間焦点６２で、放出される最大の可能な割合のＥＵＶ放射線を束ねる。この実施例において、ターゲット１に一方では第１の予備パルス束５１および第２の予備パルス束５２をそれぞれ集束し、他方では集光器６の光軸６１に関して横方向に、すなわち一方の側からメインパルス束５３を集束するために、２つの窓８１が真空室８の壁に設けられる。予備パルス束５１および５２は、ビーム成形装置４１において所定の態様で時間において連続的に生成され、集束光学素子４２によって相互作用室８における窓８１を通ってターゲット１に向けられる２つのパルスとして、予備パルスレーザ４によって放出される。この後、メインパルスレーザ３によって生成されるメインパルス５３は、ビーム成形装置３１で空間的に成形（たとえば膨張）され、集束光学素子３２によって偏向され、別の窓８１を通過し、相互作用室８で膨張し、予備電離されたターゲット１４に達する。集束光学素子３２および４２は、図３〜図６にはレンズとして概略的に示されている。ミラーもまた、ターゲット１にレーザ束５１、５２および５３を集束するために用いることができることから、このことは一般性を制限するわけではない。さらに、ミラーまたはレンズはまた、相互作用室８内に位置することもできる。
【００５６】
メインパルスレーザ３および予備パルスレーザ４の時間における同期を確実にするために、レーザ３および４はいずれも、共通の誘発装置７（図３には示さず）によって制御される。
【００５７】
ホットプラズマ（はじめに存在するターゲット１としてのみ示される）によって放出される所望のＥＵＶ放射線は、集光器６によって中間焦点６２で束ねた態様で達する。図９は、この実施例に関する２つの平面における予備パルス束５１、５２およびメインパルス束５３の位置を示す。しかし、予備パルス束５１および５２がメインパルス束５３と同一の平面にあることは必須ではない。
【００５８】
ここに示された変形では、相互作用点における予備パルスの直径は、相互作用点で所望の直径を調整することができるという範囲で、少なくとも１つのビーム束に関して、発散または直径、あるいはその両方がビーム成形装置４１において変更されるように、共有の集束光学素子によって適合される。これは、ビーム成形装置４１における１つ以上の望遠鏡の使用によって好都合な態様で実行される。
【００５９】
いずれの場合にも予備パルスが予備パルスレーザ４によって生成されるが、その後、同一直線上をターゲット１に案内される実施形態の実施例において、これは、たとえば、予備パルス束５１および５２が互いに直交する直線偏光を有し、直径または発散が別個に適合され、その後、束が同一直線上をターゲット１に向けられる前に、偏光ビームスプリッタによって再結合されることで可能となる。
【００６０】
図４は、本発明の別の実施形態の実施例を示しており、ターゲット１は、集光器６の軸６１に対して対向する側から予備パルス５１および５２のほか、メインパルス５３によって照射される。同一直線上のビーム束５５および５５’は、別個のレーザ３および４によってそれぞれの側で生成され、ビーム成形装置３１および４１でそれぞれ再成形される。それぞれの２つのメインパルスレーザ３および予備パルスレーザ４の時間的な同期は、誘発装置７によって実行される。図１０および図１１は、メインパルス束５３に対する予備パルス束５１および５２の空間的な位置に関する２つの可能な構成を（それぞれ側面図および平面図において）示しており、同一直線上の束５５および５５’（予備パルス束５１、５２およびメインパルス束５３を含む）は、集光器６の光軸６１の両側から対称にターゲット１に向けられるが、一方の同一直線上の束５５のレーザ光が他方の束５５’に（および束５５’が束５５に）入射しないようにするために、左側の束５５および右側の束５５’は互いに対して鈍角またはすかし角（ｃｏｎｃａｖｅ  ａｎｇｌｅ）を有する。図１０および図１１は、同一直線上の束５５および５５’のこの角度位置に関して互いに対して同一直線上の束５５および５５’の角度位置の２つの異なる解決策であるが同等の解決策を示している。
【００６１】
図５による変形において、ターゲット１は、予備パルス５１、５２およびメインパルス５３によって２つの側に同様に作用される。しかし、図４とは対照的に、別個の予備パルスビーム束５６および５６’およびメインパルスビーム束５７および５７’は、ターゲット１で（同一直線上ではない）集束される。さらに、別個の予備パルス束５６および５６’およびメインパルス束５７および５７’は、ビームスプリッタ３３によってそれぞれ生成される。図１２は、この実施例に関する束の幾何構成の側面図を示している。図９および図１０の等価な束構成と等価なターゲット１を励起するための別の装置は、側面図および平面図を入れ替えることによって可能となる。
【００６２】
図６による本発明の他の実施形態の実施例において、図５とは対照的に、メインパルス束５７および５７’は、ビーム成形装置３１において複数のメインパルスレーザ３’によって光路において統一されることで生成される。簡単にするため、ビーム経路は光軸としてのみ示されているが、光軸は予備パルス束５６、５６’およびメインパルス束５７、５７’を表している。予備パルスの制御に加えて、個別のメインパルスレーザ３’は、誘発装置７によって時間がずれるように制御され、その結果、異なるメインパルスレーザ３’のメインパルス２３が異なる時間で電離されたターゲット１４に衝突する（メインパルス２３の時間多重化）。
【００６３】
これに関連して、メインパルスレーザ３’のパルスは、異なる電離されたターゲット１４、すなわち、相互作用点に連続的に位置するターゲット１４に衝突することから、プラズマ生成の繰り返し率の増大が実現される。この時間多重化の原理が図７に概略的に示されている。元のパルス繰り返し周波数ｆ＝１／ｔの６個の個別のメインパルスレーザ３’のパルスは、時間においてずれ、結果として生じるパルス繰り返し周波数Ｆ＝１／Ｔが元のパルス繰り返し周波数ｆの６倍になるようになっている。この実施例におけるメインパルスレーザ３’の数（６）を任意に選択し、メインパルス２３の必要な繰り返し周波数に応じて変更することができる。
【００６４】
図８は、空間的な理由からターゲット１の一方の側の励起に低減される本発明の別の装置を示している。この装置は、予備パルス束５１、５２およびメインパルス束５３からなる同一直線上のビーム束５５によって動作する。この場合の差異は、集光器の改変した装置にあり、この実施例では、光軸６１に対して回転対称であるように配置され、すれすれ入射を伴う反射によって中間焦点６２において入手可能な立体角で放出されるＥＵＶ放射線を束ねるミラーシェル６４を備える。ミラーシェル６４は、さまざまな回転体、たとえば、楕円面または楕円面および双曲面の組み合わせから構成されることができる。図８の右下の平面図は、すれすれ入射を伴う集光器６の構成を示しており、集光器６において金属のミラーシェル６４が用いられることが好ましい。
【００６５】
図９は、図３に示される実施形態の実施例に関するターゲット１における束の構成を示している。このターゲット１は、ターゲット経路１１に沿って連続的に提供される。３つのレーザビーム束（図１によれば、それぞれ、第１の予備パルス束５１および第２の予備パルス束５２およびメインパルス束５３）は、一方の側から同一直線上で（共通の軸５４に沿って）ターゲット１で集束される。この実施例では、したがって、それぞれ予備パルス２１および２２およびメインパルス２３に関して同心円状に案内されるレーザビーム束５（以下、同一直線上のビーム束５５）の共通の軸５４は、集光器６の軸６１に直交して配置される平面にあり、再現可能な態様で提供されるターゲット１のターゲット経路１１はこの平面に延在する。図９ａは、この平面の平面図および平面の背後に位置する集光器６を示している。
【００６６】
実施形態の実施例のすべてにおいて見られるように、メインパルス２３は、対応して高いパルス繰り返し周波数を有する個別のメインパルスレーザ３（ＣＯ２レーザ）、または、時間多重化される複数のＣＯ２レーザ３２、すなわち、個別のレーザパルス（メインパルス５３）が、異なるレーザ３’によって共通の軸５４で結合され、異なる時間にターゲット１に作用する複数のＣＯ２レーザ３２によって生成されることができる。。
【００６７】
図８に示される装置におけるレーザビーム束５によって、立体角６３で集光器６によって得ることができるプラズマによって生成される放射線の最大の割合、したがって、メインパルスビーム束５７の所与の集束（集束されるレーザ束の開口角）に関して集光器によって生成される中間焦点６２における最大の使用可能な出力を、輸送することが可能である。一般性を制限することなく、集光器６（その光軸６１はまた以下の実施例において参照される）は、反射率を増大するための誘電体層系を備えた凹面鏡として構成される。しかし、メインパルス２３の前記相互作用点の後で、ホットプラズマから放出されたＥＵＶ放射線が所定の立体角６３で集光されるようにするために、図８を参照して既に上述したように、複数のミラーシェル６４のすれすれ入射に左右される集光器を用いることもできる。
【００６８】
図９は、２つの平面の図、集光器６における中間焦点６２の方向からの平面図（ａ）およびそれに直交する側面図（ｂ）を示している。予備パルス束５６およびメインパルス束５７からなる束の構成のこの変形は、図３に示された本発明の装置に関連している。この場合には、レーザパルスのすべては、一方の側からターゲット経路１１および集光器６の軸６１の交差点まで横方向に向けられることで、ターゲット１で集束される。光路は、同一直線上でターゲット１に向けられるのではなく、ターゲット経路１１の平面内にある互いに対してわずかな角度を成して別個の予備パルスビーム束５６およびメインパルスビーム束５７として衝突する。図９ａはまた、集光器６の前のターゲット経路１１に沿ったターゲット１の再現可能な流れの経路を示し、図９ｂは図３の図に原則的に対応する。等価な変形（図示せず）において、互いに角度を成して配置される予備パルス束５６およびメインパルス束５７はまた、図９ａの図平面内にあってもよく、または側面図と平面図との間の平面にあってもよい。
【００６９】
図１０ａは、図４の構成に基づく集光器６の平面図を示しており、３つのレーザパルスが同一直線上のビーム束５５および５５’において２つの側からターゲット１で集束される。図１０ａは、予備パルス束５１および５２およびメインパルス束５３からそれぞれ構成される２つの同一直線上のビーム束５５および５５’が、わずかな角度を成して（点対称の並置、１８０°から逸脱している）ターゲット１に向けられることを示している。このことは、ターゲット１を透過する同一直線上のビーム束５５からのレーザ光が対向して位置する同一直線上のビーム束５５’のレーザ源（およびその逆）に入射することができないことを確実にする。したがって、同一直線上の束５５および５５’のそれぞれの共通の軸５４は、少なくとも１つの平面において、互いに対して鈍角またはすかし角を有する。
【００７０】
２つの側からの励起のこのタイプでは、プラズマによって生成される放射線に関して集光器６によって得ることができる最大立体角６３が切り取られない限り、図１０ａおよび図１０ｂのそれぞれの同一直線上のビーム束５５および５５’の位置関係を入れ替えることも可能である。図１１はこの種の本発明の構成を示しており、レーザパルス２のすべてがターゲット経路１１（図１１ａ）に直交する平面で同一直線上のビーム束５５および５５’としてターゲット１で集束され、この直交平面を示す図１１ｂの図平面内に、最大の束の膨張より大きい同一直線上のビーム束５５および５５’の点対称の位置（１８０°）から逸脱する鈍角を含む。
【００７１】
図１２ａおよび図１２ｂは、図５の２つの側の励起から改変される本発明の構成の平面図および側面図を示している。図４に類似しているが、ターゲット１は、同一直線上にはない別個の予備パルスビーム束５６およびメインパルスビーム束５７と、鏡面対称の態様で対応して配置されるビーム束５６’および５７’と、によって軸対称の態様で互いに対向して位置決めされる位置から同時に励起される。
【００７２】
図１３は、別の改変された実施形態の実施例の平面図（図１３ａ）および側面図（図１３ｂ）を示している。この場合には、予備パルスビーム束５６および（少なくとも）２つのメインパルスビーム束５７および５８は、一方の側からターゲット１で集束され、（少なくとも）２つのメインパルスビーム束５７’および５８’によって支持される別の予備パルスビーム束５６’は、他方の側からターゲット１で集束される。この場合には、図８ｂに示されているように、レーザ源（図示せず）をターゲット１によって透過される対向位置のレーザ源のビーム成分から保護するために、ビーム束５６、５７および５８はすべて、ビーム束５６’、５７’および５８’のすべてに対してわずかに傾斜していなければならない。図８によるビーム束５のこの構成により、レーザパルスの空間多重化が可能になり、導入されるエネルギは、同時にターゲット１と相互作用するレーザパルス２によって多重化される。
【００７３】
この実施例では、第１の予備パルス２１および第２の予備パルス２２は、２つの予備パルスビーム束５６および５６’のなかで同期して放射され、放出するホットプラズマが同様に同期してパルス化（時間多重化）されるメインパルスビーム束５８および５８’と交互に同期して動作するメインパルスビーム束５７および５７’によって生成されると仮定する。しかし、１回の励起として４倍のレーザエネルギをターゲット１に結合（空間多重化）するために、メインパルスビーム束５７、５７’、５８および５８’のすべてにおいて同時にメインパルス２３を誘発することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】時間に関する本発明による方法の基本的な流れを示す。
【図２】Ｎｄ：ＹＡＧレーザと比べたＣＯ２レーザを用いたターゲット電離の物理的な背景を示すために、レーザパルスの強度の時間曲線を示すグラフである。
【図３】予備パルスが同一のレーザによって生成され、メインパルスがターゲットでビーム束において集束される予備パルスレーザおよびメインパルスレーザの可能な装置を示す。
【図４】２つの側から予備パルスレーザおよびメインパルスレーザがターゲットに向けられる別の装置を示している。
【図５】予備パルスレーザおよびメインパルスレーザのビーム束が分割され、２つの側からターゲットで集束される別の可能な装置を示す。
【図６】束を形成するために、複数のメインパルスレーザのビーム束が時間多重化によって最初に結合され、次に２つの側からターゲットに予備パルス束およびメインパルス束を向けるために分割される構造的な変形を示す。
【図７】図６によるメインパルスの生成を示し、メインパルス２３の繰り返し率が時間多重化によって増大されるフローチャートである。
【図８】すれすれ入射を伴う集光器を用いる本発明の実施形態の形を示し、同一直線上のビーム束によって一方の側からのターゲットの励起が構成を簡単に示すために選択され、反射体がさらに上から示されている。
【図９】再現可能な態様で形成されるターゲット列で、予備パルスおよびメインパルスに関して同一直線上にない別個のビーム束による図３の束の幾何構成の平面図および側面図を示す。
【図１０】予備パルスおよびメインパルスからなる同一直線上のビーム束によって、２つの側からの励起に関して、図４に対応する束の幾何構成の平面図および側面図である。
【図１１】対向して位置する同一直線上のビーム束の角度位置が図１０に対して変更された図４を改変した束の幾何構成を示す。
【図１２】予備パルスおよびメインパルスに関して非同一直線上の別個のビーム束によって、２つの側からの励起に関して、図５に対応する束の幾何構成の平面図および側面図である。
【図１３】図５の基本的な変形に基づき、非同一直線上のビーム束を備えるが、対向して配置された別個の予備パルスおよびメインパルス束が異なる角度位置である別の束の構成を示し、複数のメインパルス束がパルスの空間多重化によってターゲットに導入されるエネルギを増大するために設けられる。
【符号の説明】
【００７５】
１             ターゲット
１１           ターゲット経路
１２           初期ターゲット
１３           膨張したターゲット
１４           予備電離（および膨張）されたターゲット
２             （レーザ）パルス
２１           第１の予備パルス
２２           第２の予備パルス
２３           メインパルス
３             メインパルスレーザ
３１           ビーム成形装置
３２           集束光学素子
３３           ビームスプリッタ
３４           偏向ミラー
４             予備パルスレーザ
４１           ビーム成形装置
４２           集束光学素子
５             ビーム束
５１           第１の予備パルス束
５２           第２の予備パルス束
５３           メインパルス束
５４           共通の軸
５５           同一直線上のビーム束
５５’         同一直線上のビーム束
５６           別個の（予備パルス）ビーム束
５６’         別個の（予備パルス）ビーム束
５７           別個の（メインパルス）ビーム束
５７’         別個の（メインパルス）ビーム束
５８           別個の（メインパルス）ビーム束
５８’         別個の（メインパルス）ビーム束
６             集光器
６１           軸
６２           中間焦点
６３           放出された（ＥＵＶ）放射線の得られた立体角
６４           （回転対称な）ミラーシェル
７             誘発装置
８             真空室
８１           窓
ＤＶ            ターゲット直径（第２の予備パルスの前）
ＤＥ            ターゲット直径（メインパルスの前）
ＥＮｄ：ＹＡＧ      Ｎｄ：ＹＡＧレーザの電離エネルギ
ＥＣＯ２          ＣＯ２レーザの電離エネルギ
ＩｉｏｎＮｄ：ＹＡＧ  Ｎｄ：ＹＡＧレーザの電離強度
ＩｉｏｎＣＯ２      ＣＯ２レーザの電離強度
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006303461.tif 000005
【図４】
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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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【外国語明細書】
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2006303461000002.pdf
2006303461000003.pdf
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