(57)【要約】この極端紫外光生成システムは、プラズマ生成領域にプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を集光するように、且つプリパルスレーザ光の光路軸及びメインパルスレーザ光の光路軸が、磁場生成器によって生成される磁場の中心軸に対してロスコーン角以下の角度でプラズマ生成領域を通るように構成された集光光学系を含んでもよい。ターゲット生成部から出力されたターゲットに、プラズマ生成領域においてプリパルスレーザ光が照射された後、このターゲットに、０．５μｓ以上７μｓ以下の範囲の遅延時間でメインパルスレーザ光が照射されるように、第１のレーザ装置及び第２のレーザ装置が制御されてもよい。
2014098181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレーザ装置と、
第２のレーザ装置と、
前記第１のレーザ装置から出力されたプリパルスレーザ光と前記第２のレーザ装置から出力されたメインパルスレーザ光とが通過するための貫通孔が設けられたチャンバと、
前記チャンバ内のプラズマ生成領域を含む領域に磁場を生成するように構成された磁場生成器と、
前記プラズマ生成領域に前記プリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光を集光するように、且つ前記プリパルスレーザ光の光路軸及び前記メインパルスレーザ光の光路軸が、前記磁場生成器によって生成される磁場の中心軸に対してロスコーン角以下の角度で前記プラズマ生成領域を通るように構成された集光光学系と、
ターゲット生成部と、
前記ターゲット生成部から出力されたターゲットに、前記プラズマ生成領域において前記プリパルスレーザ光が照射された後、このターゲットに、０．５μｓ以上７μｓ以下の範囲の遅延時間で前記メインパルスレーザ光が照射されるように、前記第１のレーザ装置及び前記第２のレーザ装置を制御するＥＵＶ光生成制御部と、
を含む
極端紫外光生成システム。
【請求項２】
前記プリパルスレーザ光の光路軸及び前記メインパルスレーザ光の光路軸が、前記磁場生成器によって生成される磁場の中心軸と略同じ方向となるように、前記集光光学系が配置されている、
請求項１記載の極端紫外光生成システム。
【請求項３】
パルスレーザ光が通過するための貫通孔が設けられたチャンバと、
前記チャンバ内のプラズマ生成領域に前記パルスレーザ光を集光するように構成された集光光学系と、
前記プラズマ生成領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、
前記プラズマ生成領域を含む領域に磁場を生成するように構成された磁場生成器と、
前記プラズマ生成領域と前記磁場生成器との間に位置し、前記プラズマ生成領域において生成されたイオンを回収するように構成され、且つ、前記パルスレーザ光を通過させるレーザ光通路を画定するイオン回収部と、
を含む極端紫外光生成装置。
【請求項４】
前記イオン回収部は、
電源と、
前記電源によって電圧が印加されたときに、前記磁場の方向と交差する方向の電界を生成するように構成された一対の電極と、
を含む請求項３記載の極端紫外光生成装置。
【請求項５】
第１のレーザ装置から出力されたプリパルスレーザ光と第２のレーザ装置から出力されたメインパルスレーザ光とが通過するための貫通孔が設けられたチャンバと、
前記チャンバ内のプラズマ生成領域を含む領域に磁場を生成するように構成された磁場生成器と、
ターゲット生成部と、
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を合流させるビームコンバイナと、
前記ビームコンバイナから出力された前記プリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光を、前記磁場生成器によって生成される磁場の中心軸と交差して前記プラズマ生成領域に集光するように構成された集光光学系と、
前記プリパルスレーザ光の光路軸及び前記メインパルスレーザ光の光路軸と前記磁場生成器によって生成される磁場の中心軸とを含む面に対向する反射面を有し、前記プラズマ生成領域において生成された極端紫外光を集光するＥＵＶ集光ミラーと、
を含む極端紫外光生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、極端紫外光生成システム及び極端紫外光生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体プロセスの微細化に伴って、半導体プロセスの光リソグラフィにおける転写パターンの微細化が急速に進展している。次世代においては、７０ｎｍ〜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。このため、例えば３２ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度の極端紫外（ＥＵＶ：Extreme Ultra Violet）光を生成するための極端紫外光生成装置と縮小投影反射光学系（reduced projection reflective optics）とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。【０００３】
極端紫外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：レーザ励起プラズマ）式の装置と、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）式の装置と、軌道放射光が用いられるＳＲ（Synchrotron Radiation）式の装置との３種類の装置が提案されている。
【概要】
【０００４】
本開示の１つの観点に係る極端紫外光生成システムは、第１のレーザ装置と、第２のレーザ装置と、第１のレーザ装置から出力されたプリパルスレーザ光と第２のレーザ装置から出力されたメインパルスレーザ光とが通過するための貫通孔が設けられたチャンバと、チャンバ内のプラズマ生成領域を含む領域に磁場を生成するように構成された磁場生成器と、プラズマ生成領域にプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を集光するように、且つプリパルスレーザ光の光路軸及びメインパルスレーザ光の光路軸が、磁場生成器によって生成される磁場の中心軸に対してロスコーン角以下の角度でプラズマ生成領域を通るように構成された集光光学系と、ターゲット生成部と、ターゲット生成部から出力されたターゲットに、プラズマ生成領域においてプリパルスレーザ光が照射された後、このターゲットに、０．５μｓ以上７μｓ以下の範囲の遅延時間でメインパルスレーザ光が照射されるように、第１のレーザ装置及び第２のレーザ装置を制御するＥＵＶ光生成制御部と、を含んでもよい。
【０００５】
本開示の他の１つの観点に係る極端紫外光生成装置は、パルスレーザ光が通過するための貫通孔が設けられたチャンバと、チャンバ内のプラズマ生成領域にパルスレーザ光を集光するように構成された集光光学系と、プラズマ生成領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、プラズマ生成領域を含む領域に磁場を生成するように構成された磁場生成器と、プラズマ生成領域と磁場生成器との間に位置し、プラズマ生成領域において生成されたイオンを回収するように構成され、且つ、パルスレーザ光を通過させるレーザ光通路を画定するイオン回収部と、を含んでもよい。
【０００６】
本開示の他の１つの観点に係る極端紫外光生成装置は、第１のレーザ装置から出力されたプリパルスレーザ光と第２のレーザ装置から出力されたメインパルスレーザ光とが通過するための貫通孔が設けられたチャンバと、チャンバ内のプラズマ生成領域を含む領域に磁場を生成するように構成された磁場生成器と、ターゲット生成部と、プリパルスレーザ光とメインパルスレーザ光とを合流させるビームコンバイナと、ビームコンバイナから出力されたプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を、磁場生成器によって生成される磁場の中心軸と交差してプラズマ生成領域に集光するように構成された集光光学系と、プリパルスレーザ光の光路軸及びメインパルスレーザ光の光路軸と磁場生成器によって生成される磁場の中心軸とを含む面に対向する反射面を有し、前記プラズマ生成領域において生成された極端紫外光を集光するＥＵＶ集光ミラーと、を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
【図１】図１は、例示的なＬＰＰ式のＥＵＶ光生成システムの構成を概略的に示す。
【図２Ａ】図２Ａは、第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成システムの構成を示す一部断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示されるＥＵＶ光生成装置のＺＸ平面に平行な断面を示す。
【図３】図３は、ＥＵＶ光生成システムにおけるプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の照射条件とＣＥとの関係の計測結果を示すグラフである。
【図４】図４は、ロスコーン角について説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、ターゲットにプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を照射したときに発生した正イオンの電荷量分布の計測結果を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示されるイオン電荷量の分布を極座標平面に示す。
【図６】図６は、第２の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の一部断面図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、図６に示されたイオン回収部の詳細な構成を示す。
【図８】図８は、第３の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の一部断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、第４の実施形態に係るＥＵＶ光生成システムを示す一部断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａに示されるＥＵＶ光生成装置のＺＸ平面に平行な断面を示す。
【図１０】図１０は、磁場によるイオン収束範囲Ａを概略的に示す。
【図１１】図１１は、上述の各実施形態に係るＥＵＶ光生成装置において用いることができる第１のレーザ装置のブロック図である。
【図１２】図１２は、プラズマから放射されるＥＵＶ光の光強度分布の計測結果を極座標平面に示す。
【実施形態】
【０００８】
＜内容＞
１．概要
２．用語の説明
３．ＥＵＶ光生成システムの全体説明
３．１  構成
３．２  動作
４．磁場生成器を含むＥＵＶ光生成装置（第１の実施形態）
４．１  構成
４．２  動作
４．３  第５の遅延時間について
４．４  ロスコーン角
４．５  イオン回収率の向上
５．第２の実施形態（レーザ光路軸が磁場軸に一致する場合）
６．第３の実施形態（磁場が非対称な場合）
７．第４の実施形態（レーザ軸と磁場軸が直交する場合）
８．その他（第１のレーザ装置）
【０００９】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作のすべてが本開示の構成及び動作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。
【００１０】
１．概要
ＬＰＰ式のＥＵＶ光生成装置においては、ターゲット生成部がターゲットを出力し、チャンバ内のプラズマ生成領域に到達させてもよい。ターゲットがプラズマ生成領域に到達した時点で、レーザシステムがターゲットにパルスレーザ光を照射することで、ターゲットがプラズマ化し、このプラズマからＥＵＶ光が放射され得る。
【００１１】
プラズマは、ターゲットの材料が電離したことによって生成されたイオン及び電子を含み得る。プラズマに含まれるイオンは、チャンバ内の光学装置に付着した場合に、当該光学装置の性能を低下させ得る。そこで、イオンを回収するために、磁場生成器によってプラズマ生成領域を含む領域に磁場を生成する場合がある。
【００１２】
プラズマ生成領域から放出されて拡散しようとするイオンは、磁場によってローレンツ力を受けることにより移動方向を変えられ、磁場に沿ってらせん状に移動し得る。プラズマ生成領域から、磁場に対してロスコーン角と呼ばれる角度範囲内の方向に放出されたイオンは、プラズマ生成領域と磁場生成器との間に設けられたイオン回収部によって回収され得る。しかしながら、磁場に対してロスコーン角を超える方向に放出されたイオンは、磁場に閉じ込められてしまい、イオン回収部に到達できない場合があり得る。イオン回収部に到達できなかったイオンは、チャンバ内の光学装置に付着してしまう場合があり得る。
【００１３】
本発明者らは、プラズマに含まれるイオンの量の分布が、ターゲットに照射されるパルスレーザ光の照射方向に依存し得ることを見出した。多くのイオンが磁場に対してロスコーン角以下の角度で放出されれば、多くのイオンがイオン回収部に到達し、効率的に回収され得る。一方、多くのイオンが磁場に対してロスコーン角を超える角度で放出されれば、イオンの回収効率が低くなり得る。
【００１４】
本開示の１つの観点によれば、ターゲットに照射されるパルスレーザ光の光路軸が、磁場の中心軸に対してロスコーン角以下の角度でプラズマ生成領域を通ってもよい。
本開示のもう１つの観点によれば、プラズマ生成領域と磁場生成器の１つとの間に、パルスレーザ光を通過させるイオン回収部が設けられてもよい。
これらの観点によれば、多くのイオンを、磁場に対してロスコーン角以下の角度で放出させることができ、イオン回収部によって効率的に回収し得る。
【００１５】
また、多くのイオンが磁場に対してロスコーン角を超える角度で放出されるとしても、その放出方向がＥＵＶ集光ミラーに向かう方向でない場合には、イオンがＥＵＶ集光ミラーに付着することを抑制し得る。
本開示の別の観点によれば、ターゲットに照射されるパルスレーザ光の光路軸と磁場の中心軸とを含む面と、ＥＵＶ集光ミラーの反射面とが対向していてもよい。
この観点によれば、磁場に対してロスコーン角を超える角度で放出されたイオンがＥＵＶ集光ミラーに到達することを抑制し得る。
【００１６】
２．用語の説明
本願において使用される幾つかの用語を以下に説明する。
「ロスコーン角」は、イオンが磁場に閉じ込められずに磁場に沿って排出されるようなイオンの移動方向の閾値を意味し得る。ロスコーンという用語は、イオンを磁場に閉じ込めて利用する核融合炉などの分野において、磁場に閉じ込められずに損失となるイオンの移動方向の範囲が円錐の形状を有することに由来し得る。
ターゲットの「軌道」は、ターゲット生成部から出力されるターゲットの理想的な経路、あるいは、ターゲット生成部の設計に従ったターゲットの経路であってもよい。
ターゲットの「軌跡」は、ターゲット生成部から出力されたターゲットの実際の経路であってもよい。
「プラズマ生成領域」は、ＥＵＶ光を生成するためのプラズマの生成が開始される領域を意味し得る。プラズマ生成領域においてプラズマの生成が開始されるためには、プラズマ生成領域に向けてターゲットが出力され、かつ、ターゲットがプラズマ生成領域に到達するタイミングでプラズマ生成領域にパルスレーザ光が集光される必要があり得る。
【００１７】
３．ＥＵＶ光生成システムの全体説明
３．１  構成
図１に、例示的なＬＰＰ式のＥＵＶ光生成システムの構成を概略的に示す。ＥＵＶ光生成装置１は、少なくとも１つのレーザシステム３と共に用いられてもよい。本願においては、ＥＵＶ光生成装置１及びレーザシステム３を含むシステムを、ＥＵＶ光生成システム１１と称する。図１に示し、かつ、以下に詳細に説明するように、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２、ターゲット生成部２６を含んでもよい。チャンバ２は、密閉可能であってもよい。ターゲット生成部２６は、例えば、チャンバ２の壁を貫通するように取り付けられてもよい。ターゲット生成部２６から出力されるターゲット物質の材料は、スズ、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、キセノン、又は、それらの内のいずれか２つ以上の組合せを含んでもよいが、これらに限定されない。
【００１８】
チャンバ２の壁には、少なくとも１つの貫通孔が設けられていてもよい。その貫通孔には、ウインドウ２１が設けられてもよく、ウインドウ２１をレーザシステム３から出力されるパルスレーザ光３２が透過してもよい。チャンバ２の内部には、例えば、回転楕円面形状の反射面を有するＥＵＶ集光ミラー２３が配置されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３は、第１及び第２の焦点を有し得る。ＥＵＶ集光ミラー２３の表面には、例えば、モリブデンとシリコンとが交互に積層された多層反射膜が形成されていてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３は、例えば、その第１の焦点がプラズマ生成領域２５に位置し、その第２の焦点が中間集光点（ＩＦ）２９２に位置するように配置されるのが好ましい。必要な場合には、ＥＵＶ集光ミラー２３の中央部には貫通孔２４が設けられていてもよく、貫通孔２４をパルスレーザ光３３が通過してもよい。
【００１９】
ＥＵＶ光生成装置１は、ＥＵＶ光生成制御部５、ターゲットセンサ４等を含んでもよい。ターゲットセンサ４は、撮像機能を有してもよく、ターゲット２７の存在、軌跡、位置、速度等を検出するよう構成されてもよい。
【００２０】
また、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２の内部と露光装置６の内部とを連通させる接続部２９を含んでもよい。接続部２９内部には、アパーチャが形成された壁２９１が設けられてもよい。壁２９１は、そのアパーチャがＥＵＶ集光ミラー２３の第２の焦点位置に位置するように配置されてもよい。
【００２１】
さらに、ＥＵＶ光生成装置１は、レーザ光進行方向制御部３４、レーザ光集光ミラー２２、ターゲット２７を回収するためのターゲット回収部２８等を含んでもよい。レーザ光進行方向制御部３４は、レーザ光の進行方向を規定するための光学素子と、この光学素子の位置、姿勢等を調整するためのアクチュエータとを備えてもよい。
【００２２】
３．２  動作
図１を参照に、レーザシステム３から出力されたパルスレーザ光３１は、レーザ光進行方向制御部３４を経て、パルスレーザ光３２としてウインドウ２１を透過してチャンバ２内に入射してもよい。パルスレーザ光３２は、少なくとも１つのレーザ光経路に沿ってチャンバ２内を進み、レーザ光集光ミラー２２で反射されて、パルスレーザ光３３として少なくとも１つのターゲット２７に照射されてもよい。
【００２３】
ターゲット生成部２６は、ターゲット２７をチャンバ２内部のプラズマ生成領域２５に向けて出力するよう構成されてもよい。ターゲット２７には、パルスレーザ光３３に含まれる少なくとも１つのパルスが照射されてもよい。パルスレーザ光が照射されたターゲット２７はプラズマ化し、そのプラズマから放射光２５１が放射され得る。ＥＵＶ集光ミラー２３は、放射光２５１に含まれるＥＵＶ光を、他の波長域の光に比べて高い反射率で反射してもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３によって反射されたＥＵＶ光を含む反射光２５２は、中間集光点２９２で集光され、露光装置６に出力されてもよい。なお、１つのターゲット２７に、パルスレーザ光３３に含まれる複数のパルスが照射されてもよい。
【００２４】
ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶ光生成システム１１全体の制御を統括するよう構成されてもよい。ＥＵＶ光生成制御部５は、ターゲットセンサ４によって撮像されたターゲット２７のイメージデータ等を処理するよう構成されてもよい。また、ＥＵＶ光生成制御部５は、例えば、ターゲット２７が出力されるタイミング、ターゲット２７の出力方向等を制御するよう構成されてもよい。さらに、ＥＵＶ光生成制御部５は、例えば、レーザシステム３の発振タイミング、パルスレーザ光３２の進行方向、パルスレーザ光３３の集光位置等を制御するよう構成されてもよい。上述の様々な制御は単なる例示に過ぎず、必要に応じて他の制御が追加されてもよい。
【００２５】
４．磁場生成器を含むＥＵＶ光生成装置
４．１  構成
図２Ａは、第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成を示す一部断面図である。図２Ａは、ＥＵＶ光生成装置１のＹＺ平面に平行な断面を示す。図２Ｂは、図２Ａに示されるＥＵＶ光生成装置１のＺＸ平面に平行な断面を示す。ここで、Ｘ方向は、磁場１８ａの中心軸１８ｂの方向に相当し得る。Ｙ方向は、ターゲット２７の進行方向に相当し、且つ、好ましくは重力の方向に相当し得る。Ｚ方向は、ＥＵＶ光を含む反射光２５２の中心軸の方向に相当し得る。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、互いに垂直であり得る。図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、チャンバ２の内部には、集光光学系２２ａと、ＥＵＶ集光ミラー２３ａと、ターゲット回収部２８と、イオン回収部２８ａと、ＥＵＶ集光ミラーホルダ８１と、プレート８２及び８３とが設けられてもよい。チャンバ２には、ターゲット生成部２６が取り付けられてもよい。
【００２６】
チャンバ２の外部には、レーザ光進行方向制御部３４と、光検出器３５と、ＥＵＶ光生成制御部５と、磁場生成器１８とが設けられてもよい。レーザ光進行方向制御部３４は、高反射ミラー３４１、３４２及び３４３と、ダイクロイックミラー３４４とを含んでもよい。光検出器３５は、ビームスプリッタ３５１と光センサ３５２とを含んでもよい。ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶコントローラ５１と、ターゲットコントローラ５２と、遅延回路５３とを含んでいても良い。
【００２７】
チャンバ２の外部には、さらに、ＥＵＶ光生成システムを構成するレーザシステム３が設けられてもよい。レーザシステム３は、第１のレーザ装置３ａ及び第２のレーザ装置３ｂを含んでいてもよい。第１のレーザ装置３ａは、プリパルスレーザ光３１ａを出力してもよい。第２のレーザ装置３ｂは、メインパルスレーザ光３１ｂを出力してもよい。
【００２８】
プレート８２は、チャンバ２に固定されてもよい。プレート８２には、プレート８３が固定されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３ａは、ＥＵＶ集光ミラーホルダ８１を介してプレート８２に固定されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３ａには、貫通孔２４（図１）が形成されていなくてもよい。
【００２９】
集光光学系２２ａは、平面ミラー２２１、軸外放物面ミラー２２２及び平面ミラー２２３と、ホルダ２２４〜２２６とを含んでもよい。平面ミラー２２１は、ホルダ２２４によって保持されてもよい。軸外放物面ミラー２２２は、ホルダ２２５によって保持されてもよい。平面ミラー２２３は、ホルダ２２６によって保持されてもよい。ホルダ２２４及び２２５は、プレート８３に固定されてもよい。ホルダ２２６は、チャンバ２に固定されてもよい。平面ミラー２２１、軸外放物面ミラー２２２及び平面ミラー２２３によって反射されたプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３３ｃがプラズマ生成領域２５で集光するように、これらのミラーの位置及び姿勢が保持されてもよい。
【００３０】
ターゲット生成部２６は、リザーバ６１を有していてもよい。リザーバ６１は、図示しないヒータを用いてターゲットの材料を溶融した状態で内部に貯蔵してもよい。リザーバ６１の一部が、チャンバ２の壁面に形成された貫通孔２ａを貫通しており、リザーバ６１の先端がチャンバ２の内部に位置していてもよい。リザーバ６１の上記先端には、開口６２が形成されていてもよい。貫通孔２ａの周囲のチャンバ２の壁面には、リザーバ６１のフランジ部６１ａが密着して固定されてもよい。
【００３１】
磁場生成器１８は、一対の磁石を含んでもよい。これらの磁石は、電源１９に接続されたトロイダル状のコイルを含む電磁石でもよい。磁場生成器１８は、これらのコイルの中心軸がターゲット２７の進行方向とほぼ直交するように配置されてもよい。磁場生成器１８は、チャンバ２の内部に磁場１８ａを生成するように構成されてもよい。磁場生成器１８に含まれる２つのコイルの中心軸は、磁場１８ａの中心軸１８ｂとほぼ一致し得る。磁場１８ａは、中心軸１８ｂの周りに軸対称であってもよい。磁場１８ａは、プラズマ生成領域２５を含む領域に生成されるのが好ましい。
【００３２】
４．２  動作
図２Ａを参照し、ターゲット生成部２６は、開口６２を介して、溶融したターゲットの材料をドロップレット状のターゲット２７としてチャンバ２内のプラズマ生成領域２５に向けて出力してもよい。ターゲット回収部２８は、ターゲット２７の軌道の延長線上に配置され、プラズマ生成領域２５を通過したターゲット２７を回収してもよい。
【００３３】
レーザ光進行方向制御部３４に含まれる高反射ミラー３４１は、第１のレーザ装置３ａが出力するプリパルスレーザ光３１ａの光路に配置されてもよい。高反射ミラー３４１は、プリパルスレーザ光３１ａを高い反射率で反射してもよい。
【００３４】
高反射ミラー３４１によって反射されたプリパルスレーザ光３１ａは、ダイクロイックミラー３４４に図中上側から入射してもよい。ダイクロイックミラー３４４は、プリパルスレーザ光３１ａを高い反射率で図中左側に向けて反射してもよい。
【００３５】
第２のレーザ装置３ｂが出力するメインパルスレーザ光３１ｂは、プリパルスレーザ光３１ａに含まれる波長成分と異なる波長成分を含んでもよい。メインパルスレーザ光３１ｂの光路には、高反射ミラー３４２及び３４３が配置されてもよい。高反射ミラー３４２及び３４３は、メインパルスレーザ光３１ｂを高い反射率で順次反射してもよい。
【００３６】
高反射ミラー３４２及び３４３によって反射されたメインパルスレーザ光３１ｂは、ダイクロイックミラー３４４に図中右側から入射してもよい。ダイクロイックミラー３４４は、メインパルスレーザ光３１ｂを高い透過率で図中左側に向けて透過させてもよい。
これにより、プリパルスレーザ光３１ａと、メインパルスレーザ光３１ｂとは、ダイクロイックミラー３４４によって合波され得る。すなわち、ダイクロイックミラー３４４はビームコンバイナとして機能し得る。合波されたプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３２ｃは、集光光学系２２ａに導かれ得る。
【００３７】
図２Ｂを参照し、集光光学系２２ａに含まれる平面ミラー２２１は、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３２ｃの光路に配置されてもよい。平面ミラー２２１は、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３２ｃを軸外放物面ミラー２２２に向けて反射してもよい。平面ミラー２２１及び軸外放物面ミラー２２２は、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射面より後方の位置に配置されていてもよい。「後方」とは、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射面から、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射面と反対側の面へ向かう方向でもよい。
【００３８】
平面ミラー２２３は、軸外放物面ミラー２２２によって反射されたプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３３ｃの光路に配置されてもよい。平面ミラー２２３は、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射面より前方の位置に配置されていてもよい。「前方」とは、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射面と反対側の面から、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射面へ向かう方向でもよい。軸外放物面ミラー２２２によって反射されたプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３３ｃは、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射面の外縁より外側の光路を通って平面ミラー２２３に達してもよい。なお、平面ミラー２２３は、図２Ａにおいては省略されている。
【００３９】
平面ミラー２２３は、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３３ｃを反射することにより、これらの光をプラズマ生成領域２５に導いてもよい。プラズマ生成領域２５を通るときの、プリパルスレーザ光の光路軸３３ａの向き及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ｂの向きは、磁場生成器１８によって生成される磁場１８ａの中心軸１８ｂの向きと僅かに異なってもよい。平面ミラー２２３の位置は、プラズマ生成領域２５からみて、イオン回収部２８ａと重ならない位置であってもよい。
【００４０】
図２Ａを再び参照し、光検出器３５は、レーザ光進行方向制御部３４と集光光学系２２ａとの間に配置されてもよい。光検出器３５に含まれるビームスプリッタ３５１は、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３２ｃを集光光学系２２ａに向けて高い透過率で透過させてもよい。これとともに、ビームスプリッタ３５１は、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３２ｃの一部を光センサ３５２に向けて反射してもよい。光センサ３５２は、ビームスプリッタ３５１によって反射されたプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３２ｃの一部を受光してもよい。光センサ３５２は、それらの受光タイミングを示す受光タイミング信号をＥＵＶ光生成制御部５に出力してもよい。
【００４１】
ＥＵＶ光生成制御部５に含まれるＥＵＶコントローラ５１は、露光装置６（図１）からＥＵＶ光生成指令信号が出力された場合に、当該ＥＵＶ光生成指令信号を受信してもよい。ＥＵＶ光生成制御部５は、以下の第１の機能及び第２の機能のいずれかを有していてもよい。ＥＵＶ光生成指令信号とは、露光装置６からＥＵＶ光生成制御部５に対して送信されるトリガ信号であってもよい。
【００４２】
第１の機能は、以下の機能でもよい。
ＥＵＶコントローラ５１は、ＥＵＶ光生成指令信号に基づき、ターゲットコントローラ５２にターゲット生成信号を出力してもよい。ターゲットコントローラ５２は、ＥＵＶコントローラ５１から受信したターゲット生成信号をターゲット生成部２６に出力してもよい。ターゲット生成部２６は、ターゲット生成信号が出力されている間、略一定の繰り返し周波数で連続的にターゲット２７をチャンバ２内に出力してもよい。
【００４３】
ターゲットコントローラ５２は、ターゲットセンサ４から出力されたターゲット２７の検出タイミングを示すターゲット検出信号を受信してもよい。ターゲットコントローラ５２は、ターゲット検出信号を、遅延回路５３に出力してもよい。遅延回路５３は、ターゲット検出信号に第１の遅延時間を与えた第１遅延信号を第１のレーザ装置３ａに出力してもよい。遅延回路５３は、ターゲット検出信号に第２の遅延時間を与えた第２遅延信号を第２のレーザ装置３ｂに出力してもよい。
【００４４】
第１の遅延時間は、ターゲットセンサ４によって検出されたターゲット２７がプラズマ生成領域２５に到達するタイミングでプリパルスレーザ光がターゲット２７に照射されるような遅延時間でもよい。第２の遅延時間は、プリパルスレーザ光が照射されたターゲット２７が拡散して所定の拡散ターゲットとなるタイミングでメインパルスレーザ光が拡散ターゲットに照射されるような遅延時間でもよい。以上が第１の機能でもよい。
【００４５】
第２の機能は、以下の機能でもよい。
ＥＵＶコントローラ５１は、ＥＵＶ光生成指令信号に基づき、ターゲットコントローラ５２及び遅延回路５３に、ＥＵＶ光生成トリガ信号を出力してもよい。ターゲットコントローラ５２は、ＥＵＶコントローラ５１から受信したＥＵＶ光生成トリガ信号をターゲット生成部２６に出力してもよい。ターゲット生成部２６は、ＥＵＶ光生成トリガ信号のタイミングに応じて、オンデマンドでターゲット２７をチャンバ２内に出力してもよい。
【００４６】
遅延回路５３は、ＥＵＶ光生成トリガ信号に第３の遅延時間を与えた第３遅延信号を第１のレーザ装置３ａに出力してもよい。遅延回路５３は、ＥＵＶ光生成トリガ信号に第４の遅延時間を与えた第４遅延信号を第２のレーザ装置３ｂに出力してもよい。
【００４７】
第３の遅延時間は、ターゲット生成部２６から出力されるターゲット２７がプラズマ生成領域２５に到達するタイミングでプリパルスレーザ光がターゲット２７に照射されるような遅延時間でもよい。第４の遅延時間は、プリパルスレーザ光が照射されたターゲット２７が拡散して所定の拡散ターゲットとなるタイミングでメインパルスレーザ光が拡散ターゲットに照射されるような遅延時間でもよい。以上が第２の機能でもよい。
【００４８】
第１の機能における第１及び第２の遅延時間、あるいは、第２の機能における第３及び第４の遅延時間は、光検出器３５の光センサ３５２から出力された受光タイミング信号に基づいて設定されてもよい。光検出器３５は、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光路のうち、ダイクロイックミラー３４４より下流側に配置されていてもよい。従って、ターゲット２７へのプリパルスレーザ光の照射タイミングに対するメインパルスレーザ光の照射タイミングの遅延時間を、高い正確さで検出し得る。ターゲット２７へのプリパルスレーザ光の照射タイミングに対するメインパルスレーザ光の照射タイミングの遅延時間を、以下「第５の遅延時間」という。
【００４９】
４．３  第５の遅延時間について
図３は、ＥＵＶ光生成システム１１におけるプリパルスレーザ光３１ａ及びメインパルスレーザ光３１ｂの照射条件と変換効率（ＣＥ）との関係の計測結果を示すグラフである。図３においては、第５の遅延時間（μｓ）を横軸にとり、メインパルスレーザ光のエネルギーからＥＵＶ光のエネルギーへの変換効率すなわちＣＥ（％）を縦軸にとっている。また、図３においては、プリパルスレーザ光のパルス幅（半値全幅）とフルーエンス（エネルギー密度）との組合せを７通り設定し、それぞれの組合せについて、測定を行い、その結果を折れ線で示した。なお、フルーエンスとは、パルスレーザ光のエネルギーを、集光スポット径（集光点の強度分布において、ピーク強度の１／ｅ２以上の強度を有する部分の直径）の円の面積で除算した値とする。
【００５０】
測定条件の詳細は次の通りである。ターゲット物質としてスズ（Ｓｎ）を用い、これを溶融させて直径約２１μｍのドロップレット状のターゲットとした。
第１のレーザ装置としては、パルス幅を１０ｎｓとする場合には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ装置を用い、波長を１．０６μｍとし、パルスエネルギーを０．５ｍＪ〜２．７ｍＪとした。パルス幅を１０ｐｓとする場合には、マスターオシレータとしてＮｄ：ＹＶＯ４の結晶を含むモードロックレーザ装置を用い、再生増幅器としてＮｄ：ＹＡＧの結晶を含むレーザ装置を用い、波長を１．０６μｍとし、パルスエネルギーを０．２５ｍＪ〜２ｍＪとした。これらの第１のレーザ装置によるプリパルスレーザ光の集光スポット径は、７０μｍとした。
第２のレーザ装置としては、ＣＯ２レーザ装置を用い、波長を１０．６μｍとし、パルスエネルギーを１３５ｍＪ〜１７０ｍＪとした。この第２のレーザ装置によるメインパルスレーザ光のパルス幅は１５ｎｓとし、集光スポット径を３００μｍとした。
【００５１】
図３に示された結果から、プリパルスレーザ光のパルス幅をピコ秒オーダーとし、フルーエンスを１３Ｊ／ｃｍ２〜５２Ｊ／ｃｍ２とする場合には、第５の遅延時間は、０．５μｓ以上、１．８μｓ以下の範囲とするのが好ましい。第５の遅延時間は、０．７μｓ以上、１．６μｓ以下の範囲とするのがより好ましく、１．０μｓ以上、１．４μｓ以下とするのがさらに好ましい。
【００５２】
また、プリパルスレーザ光のパルス幅をナノ秒オーダーとし、フルーエンスを２６Ｊ／ｃｍ２〜７０．２Ｊ／ｃｍ２とする場合には、第５の遅延時間は、１μｓ以上、７μｓ以下の範囲とするのが好ましい。第５の遅延時間は、２μｓ以上、４μｓ以下の範囲とするのがより好ましく、２．５μｓ以上、３．５μｓ以下とするのがさらに好ましい。
【００５３】
４．４  ロスコーン角
図４は、ロスコーン角について説明するための図である。プラズマ生成領域２５において生成されるプラズマには、ターゲット物質（スズ等）のイオン（Ｓｎ２＋等の陽イオン）及び電子が含まれ得る。磁場１８ａが無い場合、これらのイオン及び電子は、プラズマ生成領域２５から放射状に拡散し得る。
【００５４】
磁場生成器１８によって生成される磁場１８ａの中を、イオンが拡散しながら移動しようとすると、このイオンは、磁力線の方向と、イオンの移動方向とに垂直な方向のローレンツ力を受け得る。その結果、プラズマに含まれるイオンは、ローレンツ力を受けて移動方向を変えられ、磁力線に沿ってらせん状に移動し、イオン回収部２８ａによって回収され得る。
【００５５】
これにより、イオンがＥＵＶ集光ミラー２３ａに向かって飛散することが抑制され得る。従って、ＥＵＶ集光ミラー２３ａがイオンによって汚染されることが抑制され得る。しかしながら、以下に説明するように、すべてのイオンがイオン回収部２８ａによって回収されるわけではない。
【００５６】
磁場生成器１８によって生成される磁場１８ａは、磁場生成器１８付近の位置よりも、磁場生成器１８から離れた位置において弱くなり得る。プラズマ生成領域２５を挟んで２つの磁場生成器１８が配置される場合には、プラズマ生成領域２５付近の磁場Ｂｏよりも、磁場生成器１８付近の各位置における磁場Ｂｍの方が強くなり得る。すなわち、Ｂｏ＜Ｂｍであり得る。
【００５７】
ここで、プラズマ生成領域２５付近におけるイオンの速度が、磁場に平行な速度成分ｖｐｏと、磁場に垂直な速度成分ｖｓｏと、を含むものとする。また、プラズマ生成領域２５付近から磁場生成器１８付近に向かってイオンが螺旋状に移動し、磁場生成器１８付近に達したときのイオンの速度が、磁場に平行な速度成分ｖｐｍと、磁場に垂直な速度成分ｖｓｍと、を含むものとする。このとき、ｍをイオンの質量として、以下の式（１）で表されるように、イオンの磁気モーメントμは保存され得る。
μ＝（ｍｖｓｏ２／２）／Ｂｏ
＝（ｍｖｓｍ２／２）／Ｂｍ  ・・・式（１）
【００５８】
上述の通り、Ｂｏ＜Ｂｍであるので、式（１）より、ｖｓｏ＜ｖｓｍであり得る。すなわち、プラズマ生成領域２５付近から磁場生成器１８付近に向かってイオンが螺旋状に移動すると、当該イオンが到達した位置における磁場が強くなり、磁場に垂直な速度成分が大きくなり得る。
【００５９】
但し、イオンの運動量は保存されるので、イオンの速度の絶対値｜ｖ｜は、以下の式（２）で表されるように、一定であり得る。
｜ｖ｜＝（ｖｐｏ２＋ｖｓｏ２）１／２
＝（ｖｐｍ２＋ｖｓｍ２）１／２  ・・・式（２）
【００６０】
すなわち、磁場に垂直な速度成分が大きくなると、磁場に平行な速度成分が小さくなる。従って、プラズマ生成領域２５付近から磁場生成器１８付近に向かってイオンが移動し、磁場が強くなると、あるところで磁場に平行なイオンの速度成分は０となり、イオンはプラズマ生成領域２５へ向かう方向に戻され得る。例えば、ｖｐｍ＝０となると仮定すると、式（２）より、｜ｖ｜＝｜ｖｓｍ｜となり得る。
【００６１】
また、プラズマ生成領域２５付近におけるイオンの移動方向の磁場に対する角度をα０とした場合に、ｖｐｍ＝０となると仮定すると、以下の式（３）が導かれ得る。
ｓｉｎα０＝｜ｖｓｏ｜／｜ｖ｜
＝｜ｖｓｏ｜／｜ｖｓｍ｜  ・・・式（３）
【００６２】
式（１）及び式（３）より以下のようにして導かれる角度α０は、ロスコーン角と呼ばれ、ｖｐｍ＝０となるようなイオンの移動方向の閾値を示し得る。
Ｂｏ／Ｂｍ＝ｖｓｏ２／ｖｓｍ２
＝ｓｉｎ２α０
α０＝ｓｉｎ−１（Ｂｏ／Ｂｍ）１／２
【００６３】
以上より、ロスコーン角を超える角度で拡散しようとするイオンは、強い磁場Ｂｍによって反射されてプラズマ生成領域２５又はその周辺に戻され得る。ロスコーン角以下の角度で拡散しようとするイオンは、強い磁場Ｂｍによって反射されずに、イオン回収部２８ａによって回収され得る。磁場１８ａの中心軸１８ｂとの角度がα０である曲面を側面とする円錐が、ロスコーン１８ｃ（図２Ｂ参照）と呼ばれる。
【００６４】
４．５  イオン回収率の向上
図５Ａは、ターゲットにプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を照射したときに発生した正イオンの電荷量分布の計測結果を示す。図５Ａにおいて、横軸は、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ａ及び３３ｂに対して垂直な方向に対する角度を示す。角度θ＝９０ｄｅｇは、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の照射側の方向、すなわち、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光路の上流側の方向に相当する。角度θ＝０ｄｅｇは、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ａ及び３３ｂに対して垂直な方向に相当する。角度θ＝−９０ｄｅｇは、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の照射側と反対側の方向、すなわち、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光路の下流側の方向に相当する。図５Ａにおいて、縦軸は、各角度における１ステラジアンあたりのイオン電荷量を示す。
【００６５】
図５Ａは、磁場生成器１８を電源１９から遮断した状態で測定した結果を示している。ターゲットとしては、直径２０μｍの液体のスズ（Ｓｎ）を用いた。プリパルスレーザ光は、波長１．０６μｍ、パルス幅１０ｎｓ、パルスエネルギー２．６ｍＪ、スポット径７０μｍであった。メインパルスレーザ光は、波長１０．６μｍ、パルス幅１５ｎｓ、パルスエネルギー１７０ｍＪ、スポット径３００μｍであった。第５の遅延時間は、３μｓであった。なお、上述の「スポット径」は、パルスレーザ光の集光位置において、ピーク強度に対して１／ｅ２以上の強度を有する部分の直径である。
【００６６】
図５Ａに示されるように、イオンは等方的に発生していたのではなかった。イオンは、ターゲット２７に照射されるプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ａ及び３３ｂに平行な２方向には多く、光路軸に垂直な方向には少ない分布を有していた。
【００６７】
図５Ｂは、図５Ａに示されるイオン電荷量の分布を極座標平面に示す。図５Ｂにおける水平方向に対する角度θは、図５Ａの横軸の値に相当する。図５Ｂにおける原点からの距離ｒは、図５Ａの縦軸の値に相当する。イオン電荷量の分布は、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ａ及び３３ｂに対して軸対称となり得る。すなわち、イオン電荷量の分布は、この分布が極座標空間に示される場合には、図５Ｂに示された右半分の分布を示す曲線を、θ＝９０ｄｅｇの直線を軸として回転させた軌跡によって得られる曲面となり得る。そして、この曲面の形状は、２つの回転楕円体が接合した「ひょうたん」のような回転体の表面形状に相当し得る。
【００６８】
図２Ｂには、プラズマ生成領域２５を中心とした各方向でのイオン電荷量の分布を示す曲線Ｃが示されている。この曲線Ｃの形状は、図５Ｂに示されたイオン電荷量の分布を示す曲線の形状に相当する。すなわち、図２Ｂにおいて、プラズマ生成領域２５から曲線Ｃ上の各点までの距離が大きいほど、当該点への方向におけるイオン電荷量が大きいことを示す。図２Ｂに示されるように、曲線Ｃのうち、イオン電荷量が大きいことを示す部分が、磁場のロスコーン１８ｃ内に位置する場合には、プラズマ生成領域２５において発生したイオンの多くをイオン回収部２８ａによって回収し得る。本実施形態においては、プリパルスレーザ光の光路軸３３ａ及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ｂが、磁場の中心軸１８ｂに対してロスコーン角以下の角度でプラズマ生成領域２５を通るように、集光光学系２２ａが配置されている。これにより、曲線Ｃのうちイオン電荷量が大きいことを示す部分が、磁場のロスコーン１８ｃ内に位置するようになり、プラズマ生成領域２５において発生したイオンの多くをイオン回収部２８ａによって回収し得る。
【００６９】
５．第２の実施形態（レーザ光路軸が磁場軸に一致する場合）
図６は、第２の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置１ａの一部断面図である。第２の実施形態においては、平面ミラー２２３を、磁場１８ａの中心軸１８ｂ上に配置してもよい。これにより、プリパルスレーザ光の光路軸３３ａ及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ｂを、磁場１８ａの中心軸１８ｂと略同じ方向となるようにしてもよい。筒型の形状を有する２つのイオン回収部２８ｂが、支持部２８ｄによってチャンバ２に支持されていてもよい。イオン回収部２８ｂの１つは、平面ミラー２２３とプラズマ生成領域２５との間に配置されてもよい。筒型の形状を有するイオン回収部２８ｂによって、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３３ｃを通過させるレーザ光通路が画定されてもよい。
【００７０】
図７Ａ及び図７Ｂに、図６に示されたイオン回収部２８ｂの詳細な構成を示す。図７Ａは、プラズマ生成領域２５からみたイオン回収部２８ｂを、イオンの動きとともに示す。図７Ｂは、図７Ａに示されたイオン回収部２８ｂのＸＹ平面に平行な断面を示す。イオン回収部２８ｂは、電源２８０と、一対の電極２８１及び２８２と、ホルダ２８３と、ターゲット捕集部２８４とを含んでもよい。
【００７１】
電極２８１は電源２８０の出力端子に電気的に接続され、電極２８２は接地電位に電気的に接続されてもよい。一対の電極２８１及び２８２は、向かい合わせに配置されてもよい。ホルダ２８３は、電気絶縁性を有し、一対の電極２８１及び２８２を保持してもよい。ターゲット捕集部２８４は、一対の電極２８１及び２８２の各一端に沿って配置されてもよい。一対の電極２８１及び２８２と、ホルダ２８３と、ターゲット捕集部２８４とが、全体で筒型の形状をなすことにより、筒型のレーザ光通路２８５が画定されてもよい。
【００７２】
レーザ光通路２８５には、磁場生成器１８によって、中心軸１８ｂを有する磁場１８ａが生成されていてもよい。プラズマ生成領域２５において生成されたプラズマに含まれるイオンは、磁場１８ａに沿ってらせん状に移動し、一対の電極２８１及び２８２の間に到達してもよい。イオンが正の電荷を有し、磁場の中心軸１８ｂの方向が図７Ａの手前方向であるとすると、このイオンのらせん状の移動の方向は、図７Ａに右回りの破線矢印で示す方向となり得る。図７Ａの視点で見たイオンの軌跡は、例えば、θ１の位置からθ２の位置へ、次にθ３の位置へ、次にθ４の位置へ、そしてθ１の位置へ移動する軌跡であり得る。
【００７３】
このとき、電源２８０によって電極２８１に負の電位−ＨＶが印加され、電極２８２から電極２８１へ向かう方向の電界Ｅが生成された場合には、正の電荷を有するイオンは、電界Ｅと同一方向のクーロン力を受け得る。このクーロン力により、イオンは、θ４の位置からθ１の位置を通ってθ２の位置に達するまでの間に、電界Ｅと同一方向に加速され得る。反対に、イオンは、θ２の位置からθ３の位置を通ってθ４の位置に達するまでの間に減速され得る。
【００７４】
従って、θ１〜θ４のうちで、磁場の中心軸１８ｂに垂直なイオンの速度成分が最大となるのはθ２の位置においてであり、磁場の中心軸１８ｂに垂直なイオンの速度成分が最小となるのはθ４の位置においてであり得る。磁場の中心軸１８ｂに垂直なイオンの速度成分が最大となるθ２の位置においては、らせん状の移動の中心軸に向かってイオンを引っ張るローレンツ力が最大となり、電界Ｅによるクーロン力に勝り得る。この結果、イオンのらせん状の移動の中心軸は、電界Ｅ及び磁場の中心軸１８ｂの両方に垂直な矢印Ｄの方向に移動し得る。この現象は、ドリフトと呼ばれ得る。
【００７５】
イオンのらせん状の移動の中心軸が矢印Ｄの方向に移動することにより、イオンは、ターゲット捕集部２８４に捕集され得る。ターゲット捕集部２８４は、図示しないヒータによって加熱され得る。ターゲット捕集部２８４に捕集されたイオンは、電気的に中性の状態に戻され、且つ溶融された状態のターゲット物質２８４ｂとして、窪み２８４ａに溜められ得る。ターゲット物質２８４ｂは、窪み２８４ａから、図示しない配管に流れ込んでチャンバ２の外部に排出され得る。
【００７６】
第２の実施形態によれば、磁場の中心軸とレーザ光の光路軸とを同軸化することができるので、より多くのイオンをイオン回収部２８ｂによって回収することができる。
他の点については、第１の実施形態と同様でよい。
なお、ここでは、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３３ｃをプラズマ生成領域２５に集光す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。第２の実施形態においては、プリパルスレーザ光を用いずに、図１を参照しながら説明したようにパルスレーザ光に含まれる少なくとも１つのパルスによってターゲット２７がプラズマ化されてもよい。
【００７７】
６．第３の実施形態（磁場が非対称な場合）
図８は、第３の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置１ｂの一部断面図である。第３の実施形態においては、磁場生成器によって生成される磁場を、プラズマ生成領域２５を中心として一方の磁場生成器側と他方の磁場生成器側とで非対称にしてもよい。
【００７８】
例えば、磁場生成器１８１に含まれるコイルの直径を、磁場生成器１８２に含まれるコイルの直径より小さくしてもよい。これにより、磁場生成器１８１側においては狭い範囲に磁力線を集中させ、磁場生成器１８２側においては磁力線を集中させないようにしてもよい。これにより、磁場生成器１８１側の磁場を相対的に強くすることができる。
【００７９】
また、磁場生成器１８１に含まれるコイルの直径と、磁場生成器１８２に含まれるコイルの直径とを同じにした場合でも、他の構成をとることにより、磁場を非対称にしてもよい。例えば、磁場生成器１８１に含まれるコイルの巻き数を、磁場生成器１８２に含まれるコイルの巻き数より多くしてもよい。あるいは、磁場生成器１８１に含まれるコイルに流す電流の値を、磁場生成器１８２に含まれるコイルに流す電流の値より大きくしてもよい。これにより、磁場生成器１８１側の磁場を、磁場生成器１８２側の磁場より強くすることができる。
【００８０】
以上の構成により、プラズマ生成領域２５で生成されたイオンが、磁場が弱い方の磁場生成器１８２に向かって移動した場合に、プラズマ生成領域２５に向かって戻されることが抑制され得る。すなわち、磁場生成器１８１側のロスコーン角よりも、磁場生成器１８２側のロスコーン角が大きくなり得る。プラズマ生成領域２５と磁場が弱い方の磁場生成器１８２との間には、磁場に略垂直な面の面積の大きいイオン回収部２８ｃが配置されてもよい。
【００８１】
好ましくは、磁場生成器１８１側に配置されたイオン回収部２８ｂにおける磁場Ｂ１と、プラズマ生成領域２５における磁場Ｂ０と、磁場生成器１８２側に配置されたイオン回収部２８ｃにおける磁場Ｂ２とは、以下の関係を有してもよい。
Ｂ１＞Ｂ０≧Ｂ２
これにより、磁場生成器１８２側のロスコーン角をほぼ９０度にし得る。
【００８２】
第３の実施形態によれば、磁場生成器１８２側のロスコーン角をほぼ９０度にし得るので、イオン回収部２８ｃによって、より多くのイオンを回収することができる。
他の点については、第２の実施形態と同様でよい。
なお、ここでは、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３３ｃをプラズマ生成領域２５に集光す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。第３の実施形態においては、プリパルスレーザ光を用いずに、図１を参照しながら説明したようにパルスレーザ光に含まれる少なくとも１つのパルスによってターゲット２７がプラズマ化されてもよい。
【００８３】
７．第４の実施形態（レーザ軸と磁場軸が直交する場合）
図９Ａは、第４の実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１ｃを示す一部断面図である。図９Ａは、ＥＵＶ光生成装置１ｃのＹＺ平面に平行な断面を示す。図９Ｂは、図９Ａに示されるＥＵＶ光生成装置１ｃのＺＸ平面に平行な断面を示す。第４の実施形態においては、プリパルスレーザ光の光路軸３３ａ及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ｂが、磁場１８ａの中心軸１８ｂとほぼ垂直に交差するようにしてもよい。そして、光路軸３３ａ及び光路軸３３ｂと磁場１８ａの中心軸１８ｂとを含む面と、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射面２３１とが対向するように配置してもよい。
【００８４】
また、光路軸３３ａ及び光路軸３３ｂと磁場１８ａの中心軸１８ｂとを含む面と、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの中心軸２３２とがほぼ垂直であってもよい。なお、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの中心軸２３２は、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射面２３１が回転体の一部の形状である場合に、当該回転体の回転中心であってもよい。また、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの中心軸２３２は、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射面２３１が回転楕円体の一部の形状である場合に、当該回転楕円体の第１の焦点と第２の焦点とを結ぶ線であってもよい。
【００８５】
ここで具体的な構成例を説明すると、レーザ光進行方向制御部３４から出力されたプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３２ｃの光路に、高反射ミラー３４５が配置されていてもよい。高反射ミラー３４５は、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３２ｃを高い反射率で反射し、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射面２３１より前方の位置に配置されたウインドウ２１を介してチャンバ２内に入射させてもよい。チャンバ２内において、プレート８２に固定されたプレート８３には、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射面２３１より前方の位置に、平面ミラー２２１及び軸外放物面ミラー２２２が固定されていてもよい。平面ミラー２２１及び軸外放物面ミラー２２２は、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３２ｃを反射し、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３３ｃとしてプラズマ生成領域２５に集光させてもよい。
【００８６】
プラズマ生成領域２５に集光するプリパルスレーザ光の光路軸３３ａ及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ｂは、−Ｙ方向であってもよい。ターゲット生成部２６は、ターゲット２７がプラズマ生成領域２５に供給されるように、ターゲット２７をほぼＹ方向に向けて供給してもよい。但し、ターゲット２７は、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光３３ｃを照射されずに、プラズマ生成領域２５を通過する場合があり得る。そこで、ターゲット２７がプラズマ生成領域２５を通過した場合に軸外放物面ミラー２２２に当たらないように、ターゲット２７はＹ方向から若干ずれた方向に供給されてもよい。なお、図示された構成に限らず、ターゲット２７はＸ方向に供給されてもよい。
【００８７】
磁場１８ａの中心軸１８ｂは、Ｘ方向であってもよい。すなわち、光路軸３３ａ及び光路軸３３ｂと磁場１８ａの中心軸１８ｂとを含む面は、ＸＹ平面に平行であってもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３ａの中心軸２３２は、Ｚ方向であってもよい。そして、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射面２３１は、Ｚ方向を向いて、光路軸３３ａ及び光路軸３３ｂと磁場１８ａの中心軸１８ｂとを含む面と対向していてもよい。
他の点については、第１の実施形態と同様でよい。
【００８８】
図１０は、磁場によるイオン収束範囲Ａを概略的に示す。上述のイオン電荷量の分布を示す曲線Ｃは、磁場生成器１８を電源１９から遮断した場合のものであるのに対し、図１０は、曲線Ｃのように分布するイオンが、磁場１８ａによってどのように収束するかを示している。図１０において、プリパルスレーザ光の光路軸３３ａ及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ｂと、磁場１８ａの中心軸１８ｂとは直交してもよい。
【００８９】
図１０に示されるように、プラズマ生成領域２５において生成されたターゲット物質のイオンは、磁場１８ａに沿って、すなわちＸ軸方向に、帯状に収束され得る。
磁場１８ａと交差する方向への収束形状は、Ｙ軸方向とＺ軸方向とで異なり得る。プリパルスレーザ光の光路軸３３ａ及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ｂと平行なＹ軸方向には、曲線Ｃで示されるようにイオンの放出量が多いので、磁場１８ａによって収束させてもＹ軸方向には広がり易い。一方、プリパルスレーザ光の光路軸３３ａ及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ｂと垂直なＺ軸方向には、曲線Ｃで示されるようにイオンの放出量が少ないので、磁場１８ａによる収束効果が強く働き得る。このため、イオンは、Ｙ軸方向には広く、Ｚ軸方向には狭い範囲に収束され得る。
【００９０】
図９Ａ及び図９Ｂを再び参照すると、図１０に示されたイオン収束範囲Ａが示されている。図９Ａ及び図９Ｂに示される配置によれば、ターゲット物質のイオンがＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射面２３１に飛散することが抑制され得る。従って、ターゲット物質に由来するデブリが反射面２３１に堆積してＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射率を低下させることが抑制され得る。イオン回収部２８ａに到達できなかったイオンは、図示しない排気装置によって、チャンバ２内のガスとともにチャンバ２の外に排出されてもよい。
【００９１】
８．その他（第１のレーザ装置）
図１１は、上述の各実施形態に係るＥＵＶ光生成装置において用いることができる第１のレーザ装置３ａのブロック図である。図１１に示される第１のレーザ装置３ａは、パルス幅がピコ秒オーダーであるプリパルスレーザ光を出力し得る。
【００９２】
パルス幅の短いパルスレーザ光を出力する装置として、モードロックレーザ装置が考えられる。モードロックレーザ装置は、相対的に位相が固定された複数の縦モードでレーザ光を発振させ得る。そして、それらの縦モードの光が合波されることにより、パルス幅の短いパルスレーザ光が出力され得る。しかしながら、モードロックレーザ装置がパルスレーザ光の各パルスを出力するタイミングは、１つ前のパルスを出力したタイミングと、当該モードロックレーザ装置の光共振器長に応じた繰り返し周波数とに依存し得る。従って、所望のタイミングで各パルスが出力されるようにモードロックレーザ装置を制御することは容易ではない。そこで、チャンバ内に出力されるドロップレット状のターゲットにプリパルスレーザ光を照射するタイミング制御を実現するために、第１のレーザ装置３ａは以下の構成を備えてもよい。
【００９３】
第１のレーザ装置３ａは、クロック生成器３０１と、モードロックレーザ装置３０２と、光共振器長調整ドライバ３０３と、パルスレーザ光検出器３０４と、再生増幅器３０５と、励起用電源３０６と、制御部３１０とを含んでもよい。
【００９４】
クロック生成器３０１は、例えば繰り返し周波数を１００ＭＨｚとするクロック信号を出力してもよい。モードロックレーザ装置３０２は、例えばパルス幅がピコ秒オーダーであり、繰り返し周波数が１００ＭＨｚ程度であるパルスレーザ光を出力してもよい。モードロックレーザ装置３０２は、光共振器（図示せず）を含んでもよく、その光共振器長は、光共振器長調整ドライバ３０３によって調整可能であってもよい。光共振器長が調整されることにより、モードロックレーザ装置３０２から出力されるパルスレーザ光の繰り返し周波数が制御され得る。モードロックレーザ装置３０２から出力されるパルスレーザ光の繰り返し周波数は、クロック生成器３０１の繰り返し周波数に一致するように制御されてもよい。
【００９５】
モードロックレーザ装置３０２から出力されるパルスレーザ光の光路には、ビームスプリッタ３０７が配置されてもよい。ビームスプリッタ３０７によって２つの光路に分岐されたパルスレーザ光の一方の光路には、パルスレーザ光検出器３０４が配置されてもよい。パルスレーザ光検出器３０４は、パルスレーザ光を検出して検出信号を出力してもよい。
【００９６】
再生増幅器３０５は、ビームスプリッタ３０７によって分岐されたパルスレーザ光の他方の光路に配置されてもよい。再生増幅器３０５は、光共振器（図示せず）を含んでもよく、その光共振器内でパルスレーザ光を複数回往復させて増幅し、パルスレーザ光が所定回数往復したタイミングでこのパルスレーザ光を取り出す装置であってもよい。再生増幅器３０５の光共振器にはレーザ媒質が配置され、このレーザ媒質を励起するためのエネルギーが、励起用電源３０６を介して与えられてもよい。再生増幅器３０５は、内部にポッケルスセルを含んでもよい。
【００９７】
制御部３１０は、位相調整部３１１と、ＡＮＤ回路３１２とを含んでもよい。位相調整部３１１は、クロック生成器３０１によって出力されるクロック信号と、パルスレーザ光検出器３０４によって出力される検出信号とに基づいて、光共振器長調整ドライバ３０３をフィードバック制御してもよい。
【００９８】
また、制御部３１０は、クロック生成器３０１によって出力されるクロック信号と、図２Ａの説明で述べた上述の遅延回路５３からの第１又は第３遅延信号とに基づいて、再生増幅器３０５を制御してもよい。具体的には、ＡＮＤ回路３１２が、クロック信号と第１又は第３遅延信号とのＡＮＤ信号を生成し、このＡＮＤ信号によって再生増幅器３０５内のポッケルスセルを制御してもよい。
【００９９】
再生増幅器３０５は、モードロックレーザ装置３０２から出力されたパルスレーザ光に含まれる複数のパルスのうち、ポッケルスセルにＡＮＤ信号が印加されたタイミングで再生増幅器３０５の光共振器内を進行しているパルスのみを、所定強度まで増幅してもよい。このようにして、第１のレーザ装置３ａは、ターゲットがプラズマ生成領域２５に到達するタイミングでプラズマ生成領域２５に集光されるパルスのみを所定強度まで増幅して、プリパルスレーザ光として出力し得る。このプリパルスレーザ光のパルス幅は、ピコ秒オーダーであり得る。
【０１００】
プリパルスレーザ光のパルス幅をピコ秒オーダーとすることにより、ターゲットを細かい粒子状に破壊して拡散させ得る。これにより、拡散したターゲットにメインパルスレーザ光を照射したときに、ターゲットが効率良くプラズマ化され得る。
【０１０１】
図１２は、プラズマから放射されるＥＵＶ光の光強度分布の計測結果を極座標平面に示す。図１２においては、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ａ及び３３ｂに垂直な方向からみた光強度分布が示されている。図１２における上方向に対する角度ψは、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ａ及び３３ｂに対する角度を示す。図１２における原点からの距離は、プラズマ生成領域２５から各角度に放射されたＥＵＶ光の光強度Ｉを示す。
【０１０２】
ターゲットとしては、直径２０μｍの液体のスズ（Ｓｎ）を用いた。メインパルスレーザ光は、波長１０．６μｍ、パルス幅１５ｎｓ、パルスエネルギー１５０ｍＪ、スポット径３００μｍであった。
【０１０３】
プリパルスレーザ光としては、ナノ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光と、ピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光とを用いて、結果を比較した。ナノ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光は、波長１．０６μｍ、パルス幅１０ｎｓ、パルスエネルギー２．７ｍＪ、スポット径７０μｍであった。ナノ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光を照射した後にメインパルスレーザ光を照射する第５の遅延時間は、３μｓであった。
【０１０４】
ピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光は、波長１．０６μｍ、パルス幅１０ｐｓ、パルスエネルギー１ｍＪ、スポット径７０μｍであった。ピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光を照射した後にメインパルスレーザ光を照射する第５の遅延時間は、１．１μｓであった。
【０１０５】
なお、上述の「スポット径」は、パルスレーザ光の集光位置において、ピーク強度に対して１／ｅ２以上の強度を有する部分の直径である。上述の第５の遅延時間としては、それぞれのプリパルスレーザ光の条件で最も高いＣＥが得られる値を選択した。
【０１０６】
ＥＵＶ光の光強度の分布は、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ａ及び３３ｂに対して軸対称となり得る。すなわち、ＥＵＶ光の光強度の分布は、この分布が極座標空間に示される場合には、図１２に示された右半分の分布を示す曲線を、ψ＝０ｄｅｇの直線を軸として回転させた軌跡によって得られる曲面となり得る。ψ＝０ｄｅｇの直線は、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光路軸３３ａ及び３３ｂに相当し得る。図１２に示されるように、ＥＵＶ光は等方的に生成されていたのではなく、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光路の上流側の方向と下流側の方向とでＥＵＶ光の強度は異なっていた。
【０１０７】
第１〜第４の実施形態においては、ＥＵＶ集光ミラー２３ａの反射面より前方の位置からプラズマ生成領域２５にプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を集光する場合が示されている。これらの実施形態において、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光路の上流側の方向と下流側の方向とでＥＵＶ光の強度が異なっていると、ＥＵＶ集光ミラー２３ａによって集光されるＥＵＶ光のファーフィールドパターンの均一性が低下し得る。しかしながら、図１２に示されるように、ピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光をターゲットに照射した場合には、ＥＵＶ光の強度分布の均一性を改善し得る。
【０１０８】
また、図３に示されるように、プリパルスレーザ光のパルス幅をピコ秒オーダーとした場合には、プリパルスレーザ光のパルス幅をナノ秒オーダーとした場合に比べて、ＣＥが向上し得る。また、プリパルスレーザ光のパルス幅をピコ秒オーダーとした場合には、電荷を有しない中性粒子の発生割合が減少し得る。このため、デブリの多くを磁場生成器１８によって生成される磁場及びイオン回収部２８ａによって回収し得る。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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