(57)【要約】【課題】ＥＵＶ光生成装置のＣＥを向上させる。【解決手段】極端紫外光生成装置は、レーザ光生成システムと、前記レーザ光生成システムから出力される少なくとも１つのレーザ光の光強度および出力タイミングの少なくともいずれか一方を制御するレーザ制御システムと、前記レーザ光生成システムから出力される前記少なくとも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領域にターゲット物質を供給するターゲット供給部と、を備えてもよい。【選択図】図１
2013004258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光生成システムと、
前記レーザ光生成システムから出力される少なくとも１つのレーザ光の光強度および出力タイミングの少なくともいずれか一方を制御するレーザ制御システムと、
前記レーザ光生成システムから出力される前記少なくとも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領域にターゲット物質を供給するターゲット供給部と、
を備える極端紫外光生成装置。
【請求項２】
前記ターゲット物質は、ドロップレットの形状で前記所定の領域に供給される、請求項１記載の極端紫外光生成装置。
【請求項３】
前記レーザ光生成システムは、第１のレーザ装置を含み、
前記第１のレーザ装置は、前記チャンバ内で前記ターゲット物質に照射される第１のプリパルスレーザ光を出力する、
請求項１記載の極端紫外光生成装置。
【請求項４】
前記第１のレーザ装置はＹＡＧレーザ装置を含む、請求項３記載の極端紫外光生成装置。
【請求項５】
前記第１のレーザ装置はファイバレーザ装置含む、請求項３記載の極端紫外光生成装置。
【請求項６】
前記第１のレーザ装置はチタンサファイアレーザ装置を含む、請求項３記載の極端紫外光生成装置。
【請求項７】
前記第１のプリパルスレーザ光の光路上には、偏光子が設けられ、
前記偏光子を透過した前記第１のプリパルスレーザ光の偏光状態は、前記第１のプリパルスレーザ光に含まれる互いに垂直な第１および第２の偏光成分の光強度をそれぞれＩ１およびＩ２として、式Ｒ＝｜Ｉ１−Ｉ２｜／｜Ｉ１＋Ｉ２｜×１００（％）で定義される値Ｒの最大値が０％以上３０％未満となるような偏光状態に変更される、請求項３記載の極端紫外光生成装置。
【請求項８】
前記偏光子を透過した第１のプリパルスレーザ光の偏光状態は、円偏光に変更される、請求項７記載の極端紫外光生成装置。
【請求項９】
前記偏光子を透過した第１のプリパルスレーザ光の偏光状態は、ラジアル偏光に変更される、請求項７記載の極端紫外光生成装置。
【請求項１０】
前記偏光子を透過した第１のプリパルスレーザ光の偏光状態は、前記第１のプリパルスレーザ光のビーム軸に対して軸対称性を有する偏光状態に変更される、請求項７記載の極端紫外光生成装置。
【請求項１１】
前記レーザ光生成システムは、第２のレーザ装置をさらに含み、
前記第２のレーザ装置は、前記第１のプリパルスレーザ光が照射された前記ターゲット物質に照射される第１のメインパルスレーザ光を出力する、
請求項３記載の極端紫外光生成装置。
【請求項１２】
前記第２のレーザ装置はＣＯ２レーザ装置を含む、請求項１１記載の極端紫外光生成装置。
【請求項１３】
前記第１のプリパルスレーザ光の波長は前記第１のメインパルスレーザ光の波長よりも短い、請求項１１記載の極端紫外光生成装置。
【請求項１４】
前記レーザ制御システムは、前記第１のメインパルスレーザ光の出力タイミングを、前記第１のプリパルスレーザ光が前記ターゲット物質に照射される時点から０．３〜３μＳの範囲内のタイミングに制御する、請求項１１記載の極端紫外光生成装置。
【請求項１５】
前記第１のプリパルスレーザ光が照射された前記ターゲット物質の形状は、円盤状および皿状のいずれかである、請求項１４記載の極端紫外光生成装置。
【請求項１６】
前記第１のプリパルスレーザ光が照射された前記ターゲット物質の形状は、前記第１のプリパルスレーザ光の進行方向における長さが、前記第１のプリパルスレーザ光の進行方向に垂直な方向における長さよりも短い形状である、請求項１５記載の極端紫外光生成装置。
【請求項１７】
前記第１のメインパルスレーザ光は、前記第１のプリパルスレーザ光と略同一方向から前記ターゲット物質を照射する、請求項１１記載の極端紫外光生成装置。
【請求項１８】
前記第１のメインパルスレーザ光の、該第１のメインパルスレーザ光が前記ターゲット物質に照射される時点でのビーム断面の面積は、前記ターゲット物質の前記第１のメインパルスレーザ光の進行方向に垂直な面における断面の最大面積以上である、請求項１７記載の極端紫外光生成装置。
【請求項１９】
前記ターゲット物質は、ドロップレットの形状で前記所定の領域に供給され、
前記ドロップレットの直径は１２μｍ以上、４０μｍ以下であり、
前記レーザ制御システムは、前記第１のプリパルスレーザ光の光強度を６．４×１０９Ｗ／ｃｍ２以上、３．２×１０１０Ｗ／ｃｍ２以下に制御し、
前記レーザ制御システムは、前記第１のメインパルスレーザ光の出力タイミングを、前記第１のプリパルスレーザ光が前記ドロップレットに照射される時点から０．５μＳ〜２μＳの範囲内のタイミングに制御する、
請求項１１記載の極端紫外光生成装置。
【請求項２０】
前記第１のプリパルスレーザ光が照射された前記ターゲット物質の形状は、前記第１のプリパルスレーザ光のビーム軸に対して略軸対称であり、且つ実質的に環状である、請求項１９記載の極端紫外光生成装置。
【請求項２１】
前記レーザ光生成システムは、第３のレーザ装置をさらに含み、
前記第３のレーザ装置は、前記第１のプリパルスレーザ光が照射された前記ターゲット物質に照射される第２のプリパルスレーザ光および前記第２のプリパルスレーザ光が照射された前記ターゲット物質に照射される第２のメインパルスレーザ光を出力する、
請求項３記載の極端紫外光生成装置。
【請求項２２】
前記第３のレーザ装置はＣＯ２レーザ装置を含む、請求項２１記載の極端紫外光生成装置。
【請求項２３】
前記第１のプリパルスレーザ光の波長は、前記第２のプリパルスレーザ光の波長よりも短い、請求項２１記載の極端紫外光生成装置。
【請求項２４】
前記第２のプリパルスレーザ光および前記第２のメインパルスレーザ光は、前記第１のプリパルスレーザ光と略同一方向から前記ターゲット物質を照射する、請求項２１記載の極端紫外光生成装置。
【請求項２５】
前記第２のメインパルスレーザ光の、該第２のメインパルスレーザ光が前記ターゲット物質に照射される時点でのビーム断面の面積は、前記ターゲット物質の前記第２のメインパルスレーザ光の進行方向に垂直な面における断面の最大面積以上である、請求項２４記載の極端紫外光生成装置。
【請求項２６】
レーザ光生成システムと、
前記レーザ光生成システムから出力される少なくとも１つのレーザ光のフルーエンスを制御するレーザ制御システムと、
前記レーザ光生成システムから出力される前記少なくとも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領域にターゲット物質を供給するターゲット供給部と、
を備える極端紫外光生成装置。
【請求項２７】
レーザ光生成システム、レーザ制御システム、チャンバおよびターゲット供給部を備える極端紫外光生成装置において、極端紫外光を生成する方法であって、
前記チャンバ内にターゲット物質をドロップレットの形状で供給することと、
前記ドロップレットに前記レーザ光生成システムから出力されるプリパルスレーザ光を照射することと、
前記ドロップレットに前記プリパルスレーザ光が照射された時点から所定時間経過後、前記プリパルスレーザ光が照射された前記ドロップレットに、前記レーザ光生成システムから出力されるメインパルスレーザ光を照射することと、
を含む、方法。
【請求項２８】
前記所定時間は０．５μＳ〜３μＳの範囲内である、請求項２７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体ウエハを露光するため等に用いられる極端紫外（ＥＵＶ：extreme ultraviolet）光を生成するための装置、及び極端紫外光の生成方法に関する。
【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、更には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ＥＵＶ光生成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を用いたＬＰＰ（laser produced plasma）式装置と、放電によって生成されるプラズマを用いたＤＰＰ（discharge produced plasma）式装置と、軌道放射光を用いたＳＲ（synchrotron radiation）式装置との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】米国特許出願公開第２００８／１４９８６２号明細書
【概要】
【０００５】
本開示の１つの観点に係る極端紫外光生成装置は、レーザ光生成システムと、前記レーザ光生成システムから出力される少なくとも１つのレーザ光の光強度および出力タイミングの少なくともいずれか一方を制御するレーザ制御システムと、前記レーザ光生成システムから出力される前記少なくとも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領域にターゲット物質を供給するターゲット供給部と、を備えてもよい。
【０００６】
本開示の他の観点に係る極端紫外光生成装置は、レーザ光生成システムと、前記レーザ光生成システムから出力される少なくとも１つのレーザ光のフルーエンスを制御するレーザ制御システムと、前記レーザ光生成システムから出力される前記少なくとも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領域にターゲット物質を供給するターゲット供給部と、を備えてもよい。
【０００７】
本開示の他の観点に係る極端紫外光生成方法は、チャンバ内にターゲット物質をドロップレットの形状で供給することと、前記ドロップレットにレーザ光生成システムから出力されるプリパルスレーザ光を照射することと、前記ドロップレットに前記プリパルスレーザ光が照射された時点から所定時間経過後、前記プリパルスレーザ光が照射された前記ドロップレットに、前記レーザ光生成システムから出力されるメインパルスレーザ光を照射することと、を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本開示の一実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す概念図である。
【図２】図２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る。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは、溶融スズのドロップレットにプリパルスレーザ光を照射した場合のドロップレットの拡散の様子をシミュレーションした結果の第１の例を示す図であり、図３Ｄは、実際に溶融スズのドロップレットにプリパルスレーザ光を照射した場合のドロップレットの様子を撮影した写真である。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂは、溶融スズのドロップレットにプリパルスレーザ光を照射した場合のドロップレットの拡散の様子の第２の例を模式的に示す図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｉは、直径６０μｍの溶融スズのドロップレットにプリパルスレーザ光を照射した場合の拡散ターゲットの状態をシミュレーションした結果を示す図である。
【図６】図６は、直径６０μｍの溶融スズのドロップレットにプリパルスレーザ光を照射した場合の拡散ターゲットの拡散径と、拡散ターゲットへのメインパルスレーザ光の照射タイミングに応じたＣＥとを示す図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｉは、直径１０μｍの溶融スズのドロップレットにプリパルスレーザ光を照射した場合の拡散ターゲットの状態をシミュレーションした結果を示す図である。
【図８】図８は、直径１０μｍの溶融スズのドロップレットにプリパルスレーザ光を照射した場合の拡散ターゲットの拡散径と、メインパルスレーザ光の照射タイミングに応じたＣＥとを示す図である。
【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示す概念図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を示す概念図である。
【図１１】図１１は、第３の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を示す概念図である。
【図１２】図１２Ａ〜図１２Ｆは、第３の実施形態において、ドロップレットに第１のプリパルスレーザ光を照射し、さらに、第２のプリパルスレーザ光を照射した場合の拡散ターゲットの状態を示す概念図である。
【図１３】図１３は、第３の実施形態の変形例に係るＥＵＶ光生成装置の構成を示す概念図である。
【図１４】図１４は、第４の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を示す概念図である。
【図１５】図１５は、第５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１６】図１６は、第６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１７】図１７Ａ及び図１７Ｂは、上述の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置におけるレーザ光の照射条件の例を示す表である。
【図１８】図１８は、第７の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を示す概念図である。
【図１９】図１９Ａは、ドロップレットに直線偏光の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１９Ｂは、ドロップレットの拡散の様子をシミュレーションした結果を示す図である。
【図２０】図２０Ａは、ドロップレットに直線偏光の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は、ドロップレットの拡散の様子をシミュレーションした結果を示す図である。
【図２１】図２１は、溶融スズのドロップレットに対してＰ偏光及びＳ偏光で入射するレーザ光の吸収率を示すグラフである。
【図２２】図２２Ａ〜図２２Ｆは、第７の実施形態において、円偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射し、拡散したドロップレットにメインパルスレーザ光を照射した様子を示す概念図である。
【図２３】図２３Ａ〜図２３Ｆは、第７の実施形態において、空間的にランダムな直線偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射し、拡散したドロップレットにメインパルスレーザ光を照射した様子を示す概念図である。
【図２４】図２４Ａ〜図２４Ｆは、第７の実施形態において、ラジアル偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射し、拡散したドロップレットにメインパルスレーザ光を照射した様子を示す概念図である。
【図２５】図２５Ａ〜図２５Ｆは、第７の実施形態において、アジマス偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射し、拡散したドロップレットにメインパルスレーザ光を照射した様子を示す概念図である。
【図２６】図２６Ａ及び図２６Ｂは、直線偏光の割合を測定する直線偏光度の測定法の一例を説明するための図である。
【図２７】図２７は、第７の実施形態における偏光子の第１の例を示す図である。
【図２８】図２８Ａ〜図２８Ｃは、第７の実施形態における偏光子の第２の例を示す図である。
【図２９】図２９Ａ及び図２９Ｂは、第７の実施形態における偏光子の第３の例を示す図である。
【図３０】図３０は、第７の実施形態における偏光子の第４の例を示す図である。
【図３１】図３１は、第８の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を示す概念図である。
【図３２】図３２Ａ〜図３２Ｃは、第９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レーザ装置の構成例を示す概念図である。
【図３３】図３３Ａ〜図３３Ｃは、第９の実施形態の変形例に係るＥＵＶ光生成装置においてプリパルスレーザ光を出力するレーザ装置の構成例を示す概念図である。
【図３４】図３４Ａ及び図３４Ｂは、第９の実施形態における偏光子の例を示す図である。
【図３５】図３５は、第８の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置による拡散ターゲット生成実験の結果を示す図である。
【図３６】図３６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３７】図３７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。
【実施の形態】
【０００９】
＜内容＞
＜１．概略構成＞
＜２．ドロップレットの拡散＞
＜２−１．円盤状又は皿状の拡散＞
＜２−２．トーラス状の拡散＞
＜２−３．大径ドロップレットの拡散＞
＜２−４．小径ドロップレットの拡散＞
＜３．第１の実施形態＞
＜４．第２の実施形態＞
＜５．第３の実施形態＞
＜６．第４の実施形態＞
＜７．第５の実施形態＞
＜８．第６の実施形態＞
＜９．レーザ光の照射条件＞
＜１０．第７の実施形態＞
＜１０−１．偏光制御の概要＞
＜１０−２．偏光制御の例＞
＜１０−３．偏光子の例＞
＜１１．第８の実施形態＞
＜１２．第９の実施形態＞
＜１３．フルーエンスの制御＞
＜１４．遅延時間の制御＞
【００１０】
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、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．概略構成＞
図１は、本開示の一実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す概念図である。本実施形態に係る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光を生成するＬＰＰ方式が採用されてもよい。図１に示すように、このＥＵＶ光生成装置は、チャンバ１と、ターゲット供給部２と、ドライバレーザ３と、ＥＵＶ集光ミラー５と、ＥＵＶ光生成コントローラ７とを備えてもよい。
【００１２】
チャンバ１は、好ましくは真空チャンバであり、その内部でＥＵＶ光の生成が行われ得る。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内で生成されたＥＵＶ光が外部の露光装置（縮小投影反射光学系）等の処理装置に出力されてもよい。窓１２を介して、ドライバレーザ３から出力されたレーザ光をチャンバ１内に入射させてもよい。
【００１３】
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、ドロップレットコントローラ８によって指示されたタイミングでチャンバ１内に供給してもよい。ターゲット供給部２内のターゲット物質は、ターゲットノズル１３からドロップレットＤＬとして出力され得る。ドロップレットＤＬは、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下の直径を有していてもよい。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ずに不要となったものは、ターゲット回収部１４に回収されてもよい。
【００１４】
ドライバレーザ３は、ターゲット物質を励起するために用いられるレーザ光を出力してもよい。ドライバレーザ３は、発振増幅型レーザ装置（master oscillator power amplifier type laser apparatus）でもよい。ドライバレーザ３から出力されるレーザ光は、例えば、パルス幅が数ｎｓ〜数十ｎｓ程度、周波数が１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度のパルスレーザ光であってもよい。本実施形態では、ドライバレーザ３は、プリパルスレーザ光と、メインパルスレーザ光とを出力してもよい。ドライバレーザ３としては、例えば、プリパルスレーザ光を出力するＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザ装置と、メインパルスレーザ光を出力するＣＯ２レーザ装置との組合せが用いられ得るが、他のレーザ装置が用いられてもよい。
【００１５】
ドライバレーザ３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は、それぞれ、高反射ミラー１５ａ、軸外放物面ミラー１５ｂ等を含むレーザ集光光学系と、上述の窓１２とを介して、チャンバ１内の所定の領域においてドロップレットＤＬ上に焦点を形成するように集光されてもよい。
【００１６】
プリパルスレーザ光がドロップレットＤＬに照射されると、ドロップレットＤＬが微細な粒子となって拡散し得る。本願では、ドロップレットＤＬが粉々に拡散した状態のターゲット物質を拡散ターゲットと称する。メインパルスレーザ光は、ドロップレットＤＬが拡散したことによって形成された拡散ターゲットに照射され得る。メインパルスレーザ光のエネルギーによって、ターゲット物質が励起されてプラズマ化すると、そこからＥＵＶ光を含む様々な波長の光が放射され得る。
【００１７】
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、所定の波長の光（例えば、１３．５ｎｍ付近の波長を有するＥＵＶ光）を集光する光学系でよい。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）多層膜が形成されている回転楕円面の凹面状の反射面を有するミラーであってもよい。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と一致するように配置されもよい。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（intermediate focus）ＩＦに集光され、外部の露光装置等に出力されてもよい。
【００１８】
ＥＵＶ光生成コントローラ７は、ドライバレーザ３に発振トリガ信号とレーザ光強度設定信号とを出力してもよい。これにより、ＥＵＶ光生成コントローラ７は、チャンバ１内に供給されるドロップレットが所望の拡散ターゲットに変容するように、プリパルスレーザ光の光強度及び生成タイミングを制御してもよい。また、ＥＵＶ光生成コントローラ７は、メインパルスレーザ光の照射によって拡散ターゲットから所望の状態のプラズマが生成されるように、メインパルスレーザ光の光強度及び生成タイミングを制御してもよい。
【００１９】
発振トリガ信号は、露光装置コントローラ９からの発振トリガ検出信号に基づいて出力され、ドライバレーザ３によるレーザ光の生成タイミングが制御されてもよい。レーザ光強度設定信号は、露光装置コントローラ９からの発振トリガ検出信号と、チャンバ１内のＥＵＶ光検出器１６及び露光装置コントローラ９からのＥＵＶパルスエネルギー検出信号のいずれかとに基づいて出力されてもよい。レーザ光強度設定信号は、レーザ光の光強度を制御するために、ドライバレーザ３に出力されてもよい。また、ＥＵＶ光生成コントローラ７は、トリガーカウンタ７ａとタイマー７ｂとを含んでもよく、所定時間あたりの発振トリガ検出信号数をカウントしてもよい。ＥＵＶパルスエネルギー検出信号と、カウントされた発振トリガ検出信号数とに基づいて、レーザ光強度設定信号が出力されてもよい。
【００２０】
＜２．ドロップレットの拡散＞
プリパルスレーザ光の照射によるドロップレットの拡散について説明する。図２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る。図２は、プリパルスレーザ光のビーム軸（Ｚ軸）に直交する方向からドロップレットを見たものである。
【００２１】
図２に示すように、ドロップレットＤＬにプリパルスレーザ光を集光して照射した際、プリパルスレーザ光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。プリパルスレーザ光の光強度が弱ければドロップレットＤＬは略破壊されないが、プリパルスレーザ光の光強度が第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が粉々に破壊され拡散し得る。
【００２２】
＜２−１．円盤状又は皿状の拡散＞
図３Ａ〜図３Ｃは、溶融スズのドロップレットにプリパルスレーザ光を照射した場合のドロップレットの拡散の様子をシミュレーションした結果の第１の例を示す図である。図３Ｄは、図３Ｃに示すシミュレーション結果と同一条件下で、実際に溶融スズのドロップレットにプリパルスレーザ光を照射した場合のドロップレットの様子を撮影した写真である。図３Ａ〜図３Ｄは、それぞれプリパルスレーザ光のビーム軸に直交する方向からドロップレットを見たものである。さらに、図３Ａ〜図３Ｃにおいては、メインパルスレーザ光のスポット径と、ドロップレットＤＬに照射されたプリパルスレーザ光の光強度とをそれぞれ示している。図３Ｂには、拡散ターゲットの拡散径Ｄｄとメインパルスレーザ光の照射スポット径Ｄｍを示す。
【００２３】
図３Ａに示すように、プリパルスレーザ光の光強度が６．４×１０８Ｗ／ｃｍ２の場合においては、ドロップレットはほとんど拡散しない。これに対し、図３Ｂに示すように、プリパルスレーザ光の光強度が１．６×１０９Ｗ／ｃｍ２（図３Ａに示すシミュレーションの光強度の約２．５倍）の場合においては、ドロップレットは破壊される。破壊されたドロップレットは多数の微粒子となり、拡散ターゲットを形成する。これらの微粒子は、Ｚ軸方向から見て円盤状に拡散する。さらに、図３Ｃに示すように、プリパルスレーザ光の光強度が５．５×１０９Ｗ／ｃｍ２（図３Ａに示すシミュレーションの光強度の約８．６倍）の場合においては、破壊されたドロップレットの微粒子は、皿状に拡散する。図３Ｃと図３Ｄとを比較すると明らかなように、実際の微粒子の拡散の状態は、シミュレーションの結果と略一致していた。
【００２４】
図３Ａに示す場合には、メインパルスレーザ光を照射しても、メインパルスレーザ光のエネルギーの多くがドロップレットに吸収されないので、ＣＥは高くならないと推定される。つまり、プリパルスレーザ光照射後のターゲット物質の大きさに対して、メインパルスレーザ光の照射スポット径が非常に大きいため、メインパルスレーザ光の大部分がプラズマ生成に利用されず、通過してしまう。これに対し、図３Ｂ及び図３Ｃに示す場合には、ドロップレットがメインパルスレーザ光の照射スポット内に拡散するので、メインパルスレーザ光の大部分をプラズマ生成に利用できる。さらに、拡散ターゲットはドロップレット状態（１個の球状液滴）に比べて総表面積が大きくなる。以下に示すように、１滴の球体状の液滴がｎ３個に破壊されると、１滴当たりの半径が（１／ｎ）倍になり、このとき、表面積の合計は１滴の球体状の液滴の表面積のｎ倍となる。
【００２５】
拡散前の液滴の半径をｒとすると、液滴１個分の体積Ｖ１は、次の式（１）で表される。
Ｖ１＝４πｒ３／３  ・・・（１）
【００２６】
一方、拡散後の微小な液滴の半径（ｒ／ｎ）のｎ３個分の体積の合計Ｖ２は、次の式（２）で表される。
Ｖ２＝ｎ３×４π（ｒ／ｎ）３／３  ・・・（２）
【００２７】
半径（ｒ／ｎ）の液滴ｎ３個分の体積の合計Ｖ２は、半径ｒの液滴１個分の体積Ｖ１に等しい（Ｖ２＝Ｖ１）。
【００２８】
半径ｒの液滴１個分の表面積Ｓ１は、次の式（３）で表される。
Ｓ１＝４πｒ２  ・・・（３）
【００２９】
一方、半径（ｒ／ｎ）の液滴ｎ３個分の表面積の合計Ｓ２は、次の式（４）で表される。
Ｓ２＝ｎ３×４π（ｒ／ｎ）２＝ｎ×４πｒ２  ・・・（４）
【００３０】
従って、半径（ｒ／ｎ）の液滴ｎ３個分の表面積の合計Ｓ２は、半径ｒの液滴１個分の表面積Ｓ１のｎ倍となる（Ｓ２＝ｎ×Ｓ１）。
【００３１】
このように、図３Ｂ及び図３Ｃに示す場合では、ドロップレットＤＬが拡散し、総表面積が大きくなる。その結果、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得る。これにより、拡散した微粒子のより多くの部分がプラズマ化され、高いエネルギーのＥＵＶ光が得られるので、ＣＥを向上させることができると推定される。
【００３２】
図３Ｂ及び図３Ｃの何れに示す場合においても、拡散ターゲットの形状はプリパルスレーザ光のビーム軸方向の長さが、プリパルスレーザ光のビーム軸方向に直交する方向の長さより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は、プリパルスレーザ光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を効率的に吸収させることができると推定される。
【００３３】
また、拡散ターゲットの拡散径Ｄｄは、メインパルスレーザ光の照射スポット径Ｄｍ以下の大きさであることが好ましい。これにより、拡散ターゲットの全体にメインパルスレーザ光を照射できるため、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、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定される。
【００３４】
さらに、拡散ターゲットの拡散径Ｄｄは、メインパルスレーザ光の照射スポット径Ｄｍに等しいか、近い大きさであることが好ましい。これにより、メインパルスレーザ光のエネルギーの多くが拡散ターゲットに吸収されるため、ＣＥを向上させることができると推定される。ここで、図３Ｂはメインパルスレーザ光のビームウエストの位置と拡散ターゲットの位置とが略一致する構成を示したが、本開示はこの実施形態に限定されない。つまり、メインパルスレーザ光のビームウエストの位置と、拡散ターゲットの位置とが必ずしも一致する必要はない。本願では、照射スポット径Ｄｍを、拡散ターゲットに照射される位置又はその付近におけるビーム断面の直径と定義する。
【００３５】
メインパルスレーザ光のビーム断面が円形であり、拡散ターゲットの断面（レーザ光の進行方向に直交する面における断面）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、メインパルスレーザ光のビーム断面の面積が、拡散ターゲットの断面の最大面積を超える大きさであってもよい。
【００３６】
＜２−２．トーラス状の拡散＞
図４Ａ及び図４Ｂは、溶融スズのドロップレットにプリパルスレーザ光を照射した場合のドロップレットの拡散の様子の第２の例を模式的に示す図である。図４Ａは、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光のビーム軸に直交する方向からターゲット物質を見た図である。図４Ｂは、メインパルスレーザ光のビーム軸方向からターゲット物質を見た図である。図４Ｂには、トーラス型の拡散ターゲットの外径Ｄｏｕｔとメインパルスレーザ光の照射スポット径Ｄｍを示している。
【００３７】
図２を参照しながら説明したように、ドロップレットＤＬにプリパルスレーザ光を集光して照射すると、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。ここで、プリパルスレーザ光の光強度が第２の所定値（例えば６．４×１０９Ｗ／ｃｍ２）以上の光強度である場合には、ドロップレットは粉々に破壊され、図４Ａ及び図４Ｂ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４Ａ及び図４Ｂに示すように、トーラス型の拡散ターゲットは、ドロップレットが、プリパルスレーザ光のビーム軸に対して軸対称に、かつ、トーラス状に拡散したものである。
【００３８】
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、例えば以下の通りでよい。プリパルスレーザ光の光強度範囲は、６．４×１０９Ｗ／ｃｍ２以上、３．２×１０１０Ｗ／ｃｍ２以下でよく、ドロップレットの直径は、１２μｍ以上、４０μｍ以下でよい。
【００３９】
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をドロップレットに照射した後、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をドロップレット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を拡散ターゲットに照射することが好ましい。
【００４０】
また、図４Ａ及び図４Ｂ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のビーム軸方向の長さが、プリパルスレーザ光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は、プリパルスレーザ光と略同一方向に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をより効率よく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を効率的に吸収させることができると推定される。従って、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。実験により、上記の条件で照射した場合にＣＥ〜３％が確認された。
【００４１】
例えば光強度分布がガウス分布であるメインパルスレーザ光を、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定される。そして、その円筒の内側に向けて拡散するプラズマが円筒内に閉じ込められる効果が期待され得る。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できると推定できる。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。
【００４２】
さらに、メインパルスレーザ光の照射スポット径Ｄｍ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。
Ｄｍ≧Ｄｏｕｔ
このようにすることにより、トーラス型の拡散ターゲットの全体にメインパルスレーザ光を照射できるため、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定される。
【００４３】
＜２−３．大径ドロップレットの拡散＞
図５Ａ〜図５Ｈは、直径６０μｍの溶融スズのドロップレットＤＬにプリパルスレーザ光を照射した場合の拡散ターゲットの状態をシミュレーションした結果を示す図である。図５Ａ〜図５Ｄは、プリパルスレーザ光のビーム軸に直交する方向（Ｘ軸）からドロップレット及び拡散ターゲットの状態を見たものである。図５Ａ〜図５Ｄは、それぞれドロップレットＤＬに対するプリパルスレーザ光の照射後の時間Ｔが０μｓ、０．４μｓ、０．８μｓ、１．４μｓの時点でのターゲット物質の状態を示している。図５Ｅ〜図５Ｈは、プリパルスレーザ光のビーム軸方向からドロップレット及び拡散ターゲットの状態を見たものである。図５Ｅ〜図５Ｈは、それぞれプリパルスレーザ光の照射から図５Ａ〜図５Ｄに示す場合と同一の時間が経過した時点でのターゲット物質の状態を示している。図５Ｉは、メインパルスレーザ光が拡散ターゲットに照射される位置での、メインパルスレーザ光の照射スポット径の大きさを示している。なお、プリパルスレーザ光の光強度が１．５×１０９Ｗ／ｃｍ２の場合を示す。
【００４４】
図５Ａ〜図５Ｈに示すシミュレーション結果を、図５Ｉに示すメインパルスレーザ光の照射スポット径と併せて参照すると、次のことがわかる。拡散ターゲットの大部分にメインパルスレーザ光が照射されるようにできるのは、プリパルスレーザ光の照射から約０．４μｓ後のタイミングである。従って、このようなタイミングで拡散ターゲットにメインパルスレーザ光が照射されるように構成すれば、デブリの発生を低減できると推定される。
【００４５】
プリパルスレーザ光の照射前に直径が６０μｍであったドロップレットは、プリパルスレーザ光の照射によって拡散し、微粒子化され得る。図５Ａ〜図５Ｄに、この拡散ターゲット中の微粒子径の最大値及び最小値を併せて示す。このシミュレーションにおけるプリパルスレーザ光の光強度では、拡散ターゲット中の微粒子径の最大値が４８．０μｍとなっている。つまり、プリパルスレーザ光による粉砕が不十分で、メインパルスレーザ光の照射によってもプラズマ化されない部分が多く残ることが予想される。これは、デブリが多く発生する可能性を示唆する。また、プリパルスレーザ光の照射後における拡散ターゲット中の微粒子径の最小値は、０．４μｓ後で３．７μｍ、０．８μｓ後で３．５μｍ、１．４μｓ後で３．１μｍとなっている。これより、プリパルスレーザ光照射後の時間Ｔが経過するに従って微粒子の直径は微小化し、これに伴って粒子数が増加することが予想される。これは、直径６０μｍの溶融スズのドロップレットにプリパルスレーザ光を照射した場合、プリパルスレーザ光照射後の時間Ｔが０．４μｓ〜１．４μｓの範囲内でメインパルスレーザ光を拡散ターゲットに照射すると、時間Ｔが長いほどＣＥが向上する可能性を示唆している。
【００４６】
図６は、直径６０μｍの溶融スズのドロップレットにプリパルスレーザ光を照射した場合の、拡散ターゲットの拡散径Ｄｄの時間変化と、ある時点においてメインパルスレーザ光を拡散ターゲットへ照射した際のＣＥを示す図である。図５に示すように、プリパルスレーザ光の照射から約０．４μｓ後で、拡散ターゲットの拡散径Ｄｄが、メインパルスレーザ光の照射スポット径と略一致する。従って、プリパルスレーザ光の照射から約０．４μｓ後にメインパルスレーザ光を照射すると、デブリの発生が抑制される可能性がある（図６の矢印Ａ）。これに対し、図６を参照すると、プリパルスレーザ光の照射から約３μｓ後にメインパルスレーザ光を照射すると、高いＣＥが得られる可能性が示されている（矢印Ｂ）。このシミュレーション結果から、プリパルスレーザ光の照射からメインパルスレーザ光の照射までの遅延時間には、デブリ発生の低減のために好ましい値と、高いＣＥを得るために好ましい値との間に隔たりがあることが判る。つまり、直径６０μｍの溶融スズのドロップレ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する場合、デブリ低減と高いＣＥの両立は容易ではないと予測できる。ここで、プリパルスレーザ光の照射後の時間Ｔは、プリパルスレーザ光の照射からメインパルスレーザ光の照射までの遅延時間と同じ時間を示す。
【００４７】
＜２−４．小径ドロップレットの拡散＞
図７Ａ〜図７Ｈは、直径１０μｍの溶融スズのドロップレットにプリパルスレーザ光を照射した場合の拡散ターゲットの状態をシミュレーションした結果を示す図である。図７Ａ〜図７Ｄは、プリパルスレーザ光のビーム軸に直交する方向（Ｘ軸）からドロップレット及び拡散ターゲットを見た図である。図７Ａ〜図７Ｄは、それぞれプリパルスレーザ光の照射後の時間Ｔが０μｓ、０．１μｓ、０．２５μｓ、０．５μｓの時点でのターゲット物質の状態を示している。図７Ｅ〜図７Ｈは、プリパルスレーザ光のビーム軸の方向からドロップレット及び拡散ターゲットを見たものである。図７Ｅ〜図７Ｈは、それぞれプリパルスレーザ光の照射から図７Ａ〜図７Ｄに示す場合と同一の時間が経過した時点でのターゲット物質の状態を示している。図７Ｉは、メインパルスレーザ光が拡散ターゲットに照射される位置での、メインパルスレーザ光の照射スポット径の大きさを示している。なお、プリパルスレーザ光の光強度が１．５×１０９Ｗ／ｃｍ２の場合を示す。
【００４８】
図７Ａ〜図７Ｈに示すシミュレーション結果を、図７Ｉに示すメインパルスレーザ光の照射スポット径と併せて参照すると、次のことがわかる。拡散ターゲットの大部分にメインパルスレーザ光が照射されるようにできるのは、プリパルスレーザ光の照射から約０．１μｓ後のタイミングである。従って、このような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に構成すれば、デブリの発生を低減できると推定できる。
【００４９】
また、図７Ａ〜図７Ｄに併せて示したように、プリパルスレーザ光の照射後における拡散ターゲット中の微粒子径の最大値は、プリパルスレーザ光の照射から０．１μｓ後で２．２μｍ、プリパルスレーザ光の照射から０．２５μｓ後及び０．５μｓ後で１．１μｍとなっている。これより、拡散ターゲット中の微粒子径の最大値は、プリパルスレーザ光の照射から０．２５μｓ後以降で一定となると推定できる。また、プリパルスレーザ光の照射後における拡散ターゲット中の微粒子径の最小値は、プリパルスレーザ光の照射から０．１μｓ後、０．２５μｓ後及び０．５μｓ後で何れも０．２μｍとなっている。これより、プリパルスレーザ光の照射から０．１μｓ後において拡散ターゲット中の微粒子径は十分小さくなっていると推定できる。これは、プリパルスレーザ光の照射から約０．１μｓ経過以降に、メインパルスレーザ光を拡散ターゲットに照射するとＣＥが向上する可能性があることを示唆している。
【００５０】
図８は、直径１０μｍの溶融スズのドロップレットにプリパルスレーザ光を照射した場合の、拡散ターゲットの拡散径Ｄｄの時間変化と、ある時点においてメインパルスレーザ光を拡散ターゲットに照射した際のＣＥとを示す図である。
【００５１】
図７に示すように、プリパルスレーザ光の照射から約０．１μｓ後では、拡散ターゲットの拡散径Ｄｄが、メインパルスレーザ光の照射スポット径と略一致する。従って、プリパルスレーザ光の照射から約０．１μｓ後にメインパルスレーザ光を拡散ターゲットに照射すると、デブリの発生が抑制される可能性がある（図８の矢印Ａ）。これに対し、図８を参照すると、プリパルスレーザ光の照射から約０．１５μｓ後にメインパルスレーザ光を拡散ターゲットに照射すると、高いＣＥが得られる可能性が示されている（矢印Ｂ）。このシミュレーション結果から、デブリ低減のために好ましいメインパルスレーザ光の遅延時間と、高いＣＥを得るために好ましいメインパルスレーザ光の遅延時間との間の隔たりが比較的小さいことが判る。つまり、直径１０μｍの溶融スズのドロップレットにプリパルスレーザ光を照射する場合、デブリ低減と高いＣＥの両立が可能であると予測できる。直径１０μｍ程度の溶融スズのドロップレットは、所望のＥＵＶ光を生成するのに必要最小限質量のターゲットという意味で、マスリミテッドターゲットと呼ぶことがある。
【００５２】
＜３．第１の実施形態＞
次に、添付の図面を参照に各実施形態について説明する。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概念図である。第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置は、ＹＡＧパルスレーザ装置３ａから出力されるプリパルスレーザ光のビーム軸と、ＣＯ２パルスレーザ装置３ｂから出力されるメインパルスレーザ光のビーム軸とを、ビームコンバイナ１５ｃによって略一致させる構成を有してもよい。すなわち、第１の実施形態においては、プリパルスレーザ光とメインパルスレーザ光とを各々同軸の光路を介してチャンバ１内に供給してもよい。
【００５３】
まず、露光装置コントローラ９からＥＵＶ光生成コントローラ７にＥＵＶ発光信号が入力されてもよい。ＥＵＶ光生成コントローラ７は、ＹＡＧパルスレーザ装置３ａにＹＡＧレーザ光強度設定信号を出力してもよい。さらに、ＥＵＶ光生成コントローラ７は、ＣＯ２パルスレーザ装置３ｂにＣＯ２レーザ光強度設定信号を出力してもよい。
【００５４】
また、ＥＵＶ光生成コントローラ７は、トリガコントローラ１７にＥＵＶ発光トリガ信号を出力してもよい。トリガコントローラ１７は、ドロップレットを出力させるための信号をドロップレットコントローラ８に出力してもよい。ドロップレットコントローラ８はターゲット供給部２にドロップレット出力信号を入力し、ターゲット供給部２はターゲットノズル１３からドロップレットＤＬを出力してもよい。トリガコントローラ１７は、ＹＡＧレーザ発振トリガ信号をＹＡＧパルスレーザ装置３ａに出力してもよい。ＹＡＧレーザ発振トリガ信号は、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に合わせてプリパルスレーザ光がドロップレットＤＬに照射されるように、出力され得る。さらに、トリガコントローラ１７は、ＣＯ２パルスレーザ装置３ｂのマスタオシレータ３ｄにＣＯ２レーザ発振トリガ信号を出力してもよい。ＣＯ２レーザ発振トリガ信号は、ドロップレットＤＬにプリパルスレーザ光が照射されてから、所望の拡散ターゲットが形成されるまでの遅延時間Ｔ後の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に、出力され得る。
【００５５】
ＹＡＧパルスレーザ装置３ａは、ＥＵＶ光生成コントローラ７から出力されたＹＡＧレーザ光強度設定信号と、トリガコントローラ１７から出力されたＹＡＧレーザ発振トリガ信号とに基づいて、第１の波長でプリパルスレーザ光を出力してもよい。プリパルスレーザ光は、ビームエキスパンダ４においてビーム径が拡大された後、ビームコンバイナ１５ｃに入射してもよい。
【００５６】
ＣＯ２パルスレーザ装置３ｂは、マスタオシレータ３ｄと、プリアンプ３ｈと、メインアンプ３ｊとの下流側に、それぞれリレー光学系３ｇ、３ｉ、３ｋを直列に配置して構成されてもよい。マスタオシレータ３ｄは、ＣＯ２パルスレーザ発振トリガ信号に基づいて、第２の波長を含むシード光を出力してもよい。マスタオシレータ３ｄから出力されたシード光は、ＣＯ２レーザ光強度設定信号に基づいて、プリアンプ３ｈ及びメインアンプ３ｊによって所望の光強度に増幅され得る。この増幅されたレーザ光は、メインパルスレーザ光としてビームコンバイナ１５ｃに入射してもよい。
【００５７】
ビームコンバイナ１５ｃは、ＹＡＧパルスレーザ装置３ａから出力されたレーザ光に含まれる第１の波長のレーザ光を透過させ、ＣＯ２パルスレーザ装置３ｂから出力されたレーザ光に含まれる第２の波長のレーザ光を高反射してもよい。こうようにして、ビームコンバイナ１５ｃは、プリパルスレーザ光の光路とメインパルスレーザ光の光路とを同軸としてチャンバ１内に供給してもよい。なお、ビームコンバイナ１５ｃは、ＹＡＧレーザ装置の波長１．０６μｍのレーザ光を透過させ、ＣＯ２レーザ装置の波長１０．６μｍのレーザ光を高反射する光学素子でよい。具体的には、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をコートして構成されてもよい。あるいは、ＹＡＧレーザ装置のレーザ光を高反射して、ＣＯ２レーザ装置のレーザ光を透過させる光学素子であっても、プリパルスレーザ光の光路とメインパルスレーザ光の光路とを同軸とすることができる。
【００５８】
ドロップレットコントローラ８と、ＹＡＧパルスレーザ装置３ａと、ＣＯ２パルスレーザ装置３ｂとが、上述のトリガコントローラ１７からの各種信号に基づいて同期して動作してもよい。これにより、ターゲット供給部２によってチャンバ１内に供給されたターゲット物質が所定の位置に到着するタイミングに合わせて、ＹＡＧパルスレーザ装置３ａがプリパルスレーザ光を出力してもよい。そして、プリパルスレーザ光の照射によって所望の拡散ターゲットが形成されたタイミングに合わせて、ＣＯ２パルスレーザ装置３ｂがメインパルスレーザ光を出力してもよい。
【００５９】
第１の実施形態によれば、プリパルスレーザ光とメインパルスレーザ光とを略同一方向からプラズマ生成領域（ＰＳ）に照射できるため、ＥＵＶ集光ミラー５に形成される貫通孔を小さく且つ少なくすることができる。
【００６０】
また、ＹＡＧパルスレーザ装置３ａから出力されるプリパルスレーザ光の波長（例えば１．０６μｍ）が、ＣＯ２パルスレーザ装置３ｂから出力されるメインパルスレーザ光の波長（例えば１０．６μｍ）の１０分の１以下となる。このようにプリパルスレーザ光の波長がメインパルスレーザ光の波長よりも十分に短いため、以下のメリットが考えられる。（１）スズ等のターゲット物質に対するプリパルスレーザ光の吸収率をメインパルスレーザ光の吸収率より高くすることができる。（２）ドロップレットに集光されるプリパルスレーザ光の照射スポット径を小さくすることができる。その結果、プリパルスレーザ光は小さなパルスエネルギーで小さなドロップレットＤＬを効率よく照射し拡散させることができる。他の点については図１を参照しながら説明したものと同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。
【００６１】
＜４．第２の実施形態＞
図１０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概念図である。第２の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置は、ＹＡＧパルスレーザ装置３ａから出力されたプリパルスレーザ光と、ＣＯ２パルスレーザ装置３ｂから出力されたメインパルスレーザ光とが、別々の経路からチャンバ１内に供給される構成を有してもよい。
【００６２】
ＹＡＧパルスレーザ装置３ａから出力されたプリパルスレーザ光は、高反射ミラー１５ｅと、軸外放物面ミラー１５ｇと、ＥＵＶ集光ミラー５に形成された１つの貫通孔とを介して、チャンバ１内のドロップレット上に集光されてもよい。これにより、拡散ターゲットが形成され得る。
【００６３】
ＣＯ２パルスレーザ装置３ｂから出力されたメインパルスレーザ光は、高反射ミラー１５ｄと、軸外放物面ミラー１５ｆと、ＥＵＶ集光ミラー５に形成されたもう１つの貫通孔とを介して、チャンバ１内においてプリパルスレーザ光の照射によって形成された拡散ターゲットに集光され得る。
【００６４】
第２の実施形態によれば、プリパルスレーザ光とメインパルスレーザ光とを別々の光学系を介してターゲットに照射できるため、それぞれ所望の大きさのビームスポットを形成することが容易となる。また、プリパルスレーザ光とメインパルスレーザ光とを同軸の光路と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よい。しかしながら、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を、それぞれドロップレットＤＬ及び拡散ターゲットに略同一方向から照射することができる。他の点については第１の実施形態と同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。
【００６５】
＜５．第３の実施形態＞
図１１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概念図である。第３の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置は、ＹＡＧパルスレーザ装置３ａから出力される第１のプリパルスレーザ光と、ＣＯ２パルスレーザ装置３ｂから出力される第２のプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光とが、チャンバ１内に供給される構成を有してもよい。
【００６６】
ＣＯ２パルスレーザ装置３ｂは、メインパルスレーザ光のシード光を出力するマスタオシレータ３ｄの他に、第２のプリパルスレーザ光のシード光を出力するマスタオシレータ３ｅを含んでもよい。マスタオシレータ３ｅから出力された第２のプリパルスレーザ光のシード光は、プリアンプ３ｈ及びメインアンプ３ｊによって所望の光強度に増幅され得る。この増幅されたレーザ光は、第２のプリパルスレーザ光としてビームコンバイナ１５ｃに入射してもよい。マスタオシレータ３ｄから出力されたメインパルスレーザ光のシード光もまた、プリアンプ３ｈ及びメインアンプ３ｊによって所望の光強度に増幅され得る。この増幅されたレーザ光も、メインパルスレーザ光としてビームコンバイナ１５ｃに入射してもよい。
【００６７】
マスタオシレータ３ｄ及び３ｅは、ＣＯ２レーザ媒体において増幅可能な波長領域で発振する半導体レーザであってもよい。具体的には、複数の量子カスケードレーザ（Quantum Cascade Laser）をそれぞれマスタオシレータ３ｄ及び３ｅとしてもよい。
【００６８】
図１２Ａ〜図１２Ｆは、第３の実施形態において、ドロップレットＤＬに第１のプリパルスレーザ光を照射し、さらに、第２のプリパルスレーザ光を照射した場合の拡散ターゲットの状態を示す概念図である。図１２Ａ〜図１２Ｃは、第１及び第２のプリパルスレーザ光のビーム軸に直交する方向（Ｘ軸）からドロップレット及び拡散ターゲットを見た図であり、それぞれ第１のプリパルスレーザ光の照射後の遅延時間Ｔ＝０、Ｔ＝ｔ２、Ｔ＝ｔｍ（但し、０＜ｔ２＜ｔｍ）におけるターゲット物質の状態を示している。図１２Ｄ〜図１２Ｆは、第１及び第２のプリパルスレーザ光のビーム軸の方向からドロップレット及び拡散ターゲットを見たものであり、それぞれ第１のプリパルスレーザ光の照射から図１２Ａ〜図１２Ｃに示す場合と同一の時間が経過した時点でのターゲット物質の状態を示している。
【００６９】
まず、図１２Ａ及び図１２Ｄに示すターゲット物質のドロップレットに、第１のプリパルスレーザ光を照射すると、図１２Ｂ及び図１２Ｅに示すように、ドロップレットが拡散し、第１の拡散ターゲットが形成され得る。第１のプリパルスレーザ光によって形成された第１の拡散ターゲットが、第２のプリパルスレーザ光の照射スポット径と略同一かそれ以下である所望の拡散径になったタイミングで、当該第１の拡散ターゲットに第２のプリパルスレーザ光が照射されてもよい。
【００７０】
第１の拡散ターゲットに第２のプリパルスレーザ光が照射されると、図１２Ｃ及び図１２Ｆに示すように、第１の拡散ターゲットの各粒子がさらに細かい粒子となって拡散し、第２の拡散ターゲットが形成され得る。第２のプリパルスレーザ光の照射によって形成された第２の拡散ターゲットがメインパルスレーザ光の照射スポット径と略同一かそれ以下である所望の拡散径の拡散ターゲットになったタイミングで、当該第２の拡散ターゲット（所望の拡散ターゲット）にメインパルスレーザ光が照射されてもよい。
【００７１】
このように、第１及び第２のプリパルスレーザ光の照射によって形成された第２の拡散ターゲットにメインパルスレーザ光が照射され得る。第１の拡散ターゲットに比べてさらに微細な粒子が存在する第２の拡散ターゲットにメインパルスレーザ光が照射されるので、メインパルスレーザ光のエネルギーが第２の拡散ターゲットに効率良く吸収され得る。これにより、第２の拡散ターゲットの多くの部分がプラズマ化するので、高いＣＥが得られると推定される。さらに、メインパルスレーザ光の照射スポット径を第２の拡散ターゲットの拡散径と略同等とすることで、高ＣＥ化とデブリ低減の両立が可能となると推定される。他の点については上述の実施形態と同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。
【００７２】
第３の実施形態においても、マスリミテッドターゲット、例えば直径約１０μｍの溶融スズを用いるのが好ましい。
【００７３】
第３の実施形態においては、２段階のプリパルスレーザ光をターゲット物質に照射した後に、メインパルスレーザ光を拡散ターゲットに照射する例を示したが、３段階以上のプリパルスレーザ光をターゲット物質に照射してもよい。
【００７４】
また、第３の実施形態においては、第１のプリパルスレーザ光をＹＡＧパルスレーザ装置３ａが出力し、第２のプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光をＣＯ２パルスレーザ装置３ｂが出力する例を示したが、これらのレーザ光を１台のパルスレーザ装置、例えばＣＯ２レーザ装置が出力してもよい。
【００７５】
さらに、第１及び第２のプリパルスレーザ光を第１のレーザ装置が出力し、メインパルスレーザ光を第２のレーザ装置が出力してもよい。ここで、第１のレーザ装置を例えばＹＡＧレーザ装置又はファイバレーザ装置とし、第２のレーザ装置を例えばＣＯ２レーザ装置としてもよい。
【００７６】
図１３は、第３の実施形態の変形例に係るＥＵＶ光生成装置の構成を示す概念図である。図１３に示すＥＵＶ光生成装置は、第１のＹＡＧパルスレーザ装置３ｍと、第２のＹＡＧパルスレーザ装置３ｎと、ビームコンバイナ３ｐとを含んでもよい。
【００７７】
第１及び第２のＹＡＧパルスレーザ装置３ｍ及び３ｎは、いずれも、ＥＵＶ光生成コントローラ７から出力されたＹＡＧレーザ光強度設定信号と、トリガコントローラ１７から出力されたＹＡＧレーザ発振トリガ信号とを受信してもよい。第１のＹＡＧパルスレーザ装置３ｍは、第１のプリパルスレーザ光を出力してもよい。第１のプリパルスレーザ光は、ビームコンバイナ３ｐに入射してもよい。第２のＹＡＧパルスレーザ装置３ｎは、第２のプリパルスレーザ光を出力してもよい。第２のプリパルスレーザ光もまた、ビームコンバイナ３ｐに入射してもよい。ビームコンバイナ３ｐは、第１及び第２のプリパルスレーザ光を同軸化して、ビームエキスパンダ４に出力してもよい。
【００７８】
他の点については第１の実施形態と同様でよい。この構成によっても、図１１を参照しながら説明した第３の実施形態と同様に、第１及び第２のプリパルスレーザ光とメインパルスレーザ光とがチャンバ１内に供給され得る。なお、第１及び第２のプリパルスレーザ光は、第１及び第２のファイバレーザ装置によって出力されてもよい。
【００７９】
＜６．第４の実施形態＞
図１４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概念図である。図１４は、図９〜図１１のＸＩＶ−ＸＩＶ面における断面を示している。第４の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置は、上述の第１〜第３の実施形態と同様の構成において、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する構成を有してもよい。
【００８０】
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内に形成され得る。磁石６ａ及び６ｂとしては、例えば超伝導磁石が用いられてもよい。ここでは２つの磁石６ａ及び６ｂが用いられる場合を例に説明したが、１つの電磁石が用いられてもよい。さらに、永久磁石をチャンバ内に配置してもよい。
【００８１】
ターゲット物質へのメインパルスレーザ光の照射によって生成されるプラズマは、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、イオン化されたターゲット物質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。従って、チャンバ１内のデブリ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デブリの付着により、光学素子が劣化するのが抑制され得る。図１４において、磁場は矢印の向きとなっているが、矢印と反対の向きであっても同様の機能を果たし得る。
【００８２】
デブリの光学素子への付着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れず、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ものでもよい。また、ミチゲーション技術は、磁場中で水素ガス（Ｈ２）又は水素ラジカル（Ｈ）をデブリと反応させて、デブリとの気化化合物として除去するものでもよい。
【００８３】
＜７．第５の実施形態＞
図１５は、第５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。第５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４の実施形態においてドロップレットを拡散させるためのプリパルスレーザ光を出力するドライバレーザとして、チャンバの外部に設けられてもよい。
【００８４】
第５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のポンピングミラー５４ａ、チタンサファイア結晶５５ａ、第２のポンピングミラー５６ａ、並びに、２つのプリズム５７ａ及び５８ａがこの順に半導体可飽和吸収ミラー５１ａ側から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、この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。
【００８５】
第１のポンピングミラー５４ａは、レーザ共振器外部からの励起光を透過させ、レーザ共振器内側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、所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レーザ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ミラー基板に積層されたミラーであり、入射光が弱い間は可飽和吸収体層が入射光を吸収し、入射光が強くなると可飽和吸収体層が入射光を透過させて反射層が入射光を反射することにより、入射光を短パルス化して反射してもよい。
【００８６】
励起光源５９ａとして、例えば半導体励起Ｎｄ：ＹＶＯ４（neodymium-doped yttrium orthovanadate）レーザを用いることができる。この励起光源５９ａから出力される第２高調波を第１のポンピングミラー５４ａに導入し、半導体可飽和吸収ミラー５１ａの位置を調節し、レーザ共振器の共振器長と縦モードとを同期させて発振させてもよい。これにより、出力結合ミラー５２ａからピコ秒またはそれ以下の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、再生増幅器等により、このパルスレーザ光を増幅してもよい。
【００８７】
第５の実施形態によれば、ピコ秒またはそれ以下のオーダーのパルス時間幅を有する短パルスレーザ光をプリパルスレーザ光としてターゲット物質に照射することが可能となる。短パルスレーザ光をターゲット物質に照射する場合、照射部分の熱拡散を非常に小さくできる可能性があるため、熱拡散してしまうエネルギーをアブレーション作用に利用できると推定される。この結果、第５の実施形態によれば、ナノ秒オーダーのレーザ光に比べて、小さなパルスエネルギーでドロップレットを拡散させることができると推定される。
【００８８】
＜８．第６の実施形態＞
図１６は、第６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ためのファイバレーザの構成例を示す概念図である。第６の実施形態におけるファイバレーザ５０ｂは、上述の第１〜第４の実施形態においてドロップレットを拡散させるためのプリパルスレーザ光を出力するドライバレーザとして、チャンバの外部に設けられてもよい。
【００８９】
第６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がこの順に高反射ミラー５１ｂ側から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。
【００９０】
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との間を往復する光を透過させてもよい。第１の偏光維持ファイバ５４ｂには、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、回折作用によって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基板に積層されたミラーであり、入射光が弱い間は可飽和吸収体層が入射光を吸収し、入射光が強くなると可飽和吸収体層が入射光を透過させて反射層が入射光を反射することにより、入射光を短パルス化して反射してもよい。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。
【００９１】
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を本開示に適用しても、同様の効果を得ることができる。
【００９２】
第６の実施形態によれば、第５の実施形態と同様の効果を奏するのに加えて、プリパルスレーザ光を光ファイバで導入できるため、ターゲット物質に対して高精度にプリパルスレーザ光を照射することが容易となると推定される。また、一般にファイバレーザでは、レーザ光の強度分布の理想的なガウス分布からのずれを表すＭ２値が、１．２程度である。Ｍ２値が１に近いとそれだけ集光性能が高い。このため、ファイバレーザを用いると小さなターゲットに対して高精度にプリパルスレーザ光を照射することができると推定される。
【００９３】
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（neodymium-doped yttrium aluminum garnet）レーザ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。
【００９４】
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、プリパルスレーザとして十分使用可能である。
【００９５】
＜９．レーザ光の照射条件＞
図１７Ａ及び図１７Ｂは、上述のＥＵＶ光生成装置におけるレーザ光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）、パルス幅をＴ（ｓ）、照射スポット径をＤｍ（ｍ）とすると、レーザ光の光強度Ｗ（Ｗ／ｍ２）は、次の式（５）で表される。
Ｗ＝Ｅ／（Ｔ（Ｄｍ／２）２π）・・・式（５）
【００９６】
図１７Ａは、プリパルスレーザ光の照射条件として、４通りの例（ケース１〜ケース４）を示している。ケース１は、例えば溶融スズのドロップレットの直径が６０μｍである場合を想定している。そ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生成するための照射条件は次のようになる。例えば、ドロップレットへの照射スポット径Ｄｍを１００μｍとして、１．６×１０９Ｗ／ｃｍ２のレーザ光の光強度Ｗを必要とした場合には、照射パルスエネルギーＥ及びパルス幅Ｔを、それぞれ１．９ｍＪ及び１５ｎｓに設定することができる。このようなプリパルスレーザ光により、図３Ｂに示すような拡散ターゲットの生成が可能となる。
【００９７】
図１７Ａに示すケース２は、例えば溶融スズのドロップレットの直径が１０μｍのマスリミテッドターゲットに相当する大きさである場合を想定している。そ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生成するための照射条件は次のようになる。例えば、ドロップレットへの照射スポット径Ｄｍを３０μｍとして、１．６×１０９Ｗ／ｃｍ２のレーザ光の光強度Ｗを必要とした場合には、照射パルスエネルギーＥ及びパルス幅Ｔを、それぞれ０．１７ｍＪ及び１５ｎｓに設定することができる。このようなプリパルスレーザ光により、図７Ｂに示すような拡散ターゲットの生成が可能となる。
【００９８】
図１７Ａに示すケース３及びケース４は、プリパルスレーザ光を出力するレーザ装置として、図１５及び図１６に示すようなレーザ装置を使用した場合の例である。ケース３及びケース４は、ドロップレットがマスリミテッドターゲットに相当する大きさであって、１×１０１０Ｗ／ｃｍ２以上のレーザ光の光強度Ｗが必要な場合に適用することができる。
【００９９】
図１７Ｂは、メインパルスレーザ光の照射条件として、４通りの例（ケース１〜ケース４）を示している。ケース１は、例えば拡散ターゲットの拡散径が２５０μｍである場合を想定している。そのような拡散ターゲットをプラズマ化するための照射条件は次のようになる。例えば、拡散ターゲットへの照射スポット径Ｄｍを２５０μｍとして、１．０×１０１０Ｗ／ｃｍ２のレーザ光の光強度Ｗを必要とした場合には、照射パルスエネルギーＥ及びパルス幅Ｔを、それぞれ１００ｍＪ及び２０ｎｓに設定することができる。これにより、プラズマ化のために必要なエネルギーが拡散ターゲットに供給され得る。
【０１００】
図１７Ｂに示すケース２は、拡散ターゲットの拡散径、照射スポット径Ｄｍ及びレーザ光の光強度Ｗが図１７Ｂのケース１におけるものと同じである場合に、照射パルスエネルギーＥ及びパルス幅Ｔを、それぞれ１５０ｍＪ及び３０ｎｓに設定する例である。これにより、プラズマ化のために必要なエネルギーが拡散ターゲットに供給され得る。
【０１０１】
図１７Ｂに示すケース３は、拡散ターゲットの拡散径が３００μｍである場合を想定している。そのような拡散ターゲットをプラズマ化するための照射条件は次のようになる。例えば、拡散ターゲットへの照射スポット径Ｄｍを３００μｍとして、１．１×１０１０Ｗ／ｃｍ２のレーザ光の光強度Ｗを必要とした場合には、照射パルスエネルギーＥ及びパルス幅Ｔを、それぞれ２００ｍＪ及び２５ｎｓに設定することができる。これにより、プラズマ化のために必要なエネルギーが拡散ターゲットに供給され得る。
【０１０２】
図１７Ｂに示すケース４は、拡散ターゲットの拡散径が２００μｍである場合を想定している。そのような拡散ターゲットをプラズマ化するための照射条件は次のようになる。例えば、拡散ターゲットへの照射スポット径Ｄｍを２００μｍとして、１．２×１０１０Ｗ／ｃｍ２のレーザ光の光強度Ｗを必要とした場合には、照射パルスエネルギーＥ及びパルス幅Ｔを、それぞれ２００ｍＪ及び５０ｎｓに設定することができる。これにより、プラズマ化のために必要なエネルギーが拡散ターゲットに供給され得る。
【０１０３】
以上のように、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光強度の設定は、それぞれのレーザ光の照射パルスエネルギーＥとパルス幅Ｔとを設定することにより、実現できる。
【０１０４】
＜１０．第７の実施形態＞
図１８は、第７の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す概念図である。第７の実施形態係るＥＵＶ光生成装置は、ファイバレーザシステム３１から出力されたプリパルスレーザ光の偏光状態を、偏光子（polarizer）２０によって変える構成を有してもよい。偏光子２０は、プリパルスレーザ光の偏光状態を、直線偏光以外の偏光状態となるように変える素子でよい。偏光子２０は、ドライバレーザとプラズマ生成領域（ＰＳ）との間の光路の所定の位置に設けられてもよい。本開示において、偏光子には、polarization retarderも含まれる。
【０１０５】
第７の実施形態において、ファイバレーザシステム３１は、ファイバレーザコントローラ３１ａと、図１６（第６の実施形態）を参照しながら説明したファイバレーザ５０ｂとを含んでもよい。ＣＯ２パルスレーザシステム３２は、ＣＯ２レーザコントローラ３２ａと、図９（第１の実施形態）を参照しながら説明したマスタオシレータ３ｄ、プリアンプ３ｈ、メインアンプ３ｊ、並びに、リレー光学系３ｇ、３ｉ及び３ｋとを含んでもよい。
【０１０６】
ＥＵＶ光生成コントローラ７は、ファイバレーザコントローラ３１ａにファイバレーザ光強度設定信号を出力してもよい。さらに、ＥＵＶ光生成コントローラ７は、ＣＯ２レーザコントローラ３２ａにＣＯ２レーザ光強度設定信号を出力してもよい。
【０１０７】
トリガコントローラ１７は、ファイバレーザ５０ｂにファイバレーザ発振トリガ信号を出力してもよい。さらに、トリガコントローラ１７は、マスタオシレータ３ｄにＣＯ２レーザ発振トリガ信号を出力してもよい。
【０１０８】
ファイバレーザ５０ｂは、ファイバレーザ発振トリガ信号に基づいて、第１の波長でプリパルスレーザ光を出力してもよい。ファイバレーザコントローラ３１ａは、ファイバレーザ光強度設定信号に基づいて、ファイバレーザ５０ｂの出力強度を制御してもよい。ファイバレーザ５０ｂから出力されたプリパルスレーザ光は、ビームエキスパンダ４においてビーム径が拡大され、偏光子２０によって偏光状態が変えられた後、ビームコンバイナ１５ｃに入射してもよい。
【０１０９】
マスタオシレータ３ｄは、ＣＯ２レーザ発振トリガ信号に基づいて、第２の波長の光を含むシード光を出力してもよい。ＣＯ２レーザコントローラ３２ａは、ＣＯ２レーザ光強度設定信号に基づいて、プリアンプ３ｈ及びメインアンプ３ｊの出力強度を制御してもよい。プリアンプ３ｈ及びメインアンプ３ｊにより、マスタオシレータ３ｄから出力されたシード光は所望の光強度に増幅され得る。
【０１１０】
他の点については第１の実施形態と同様でよい。なお、第７の実施形態において、プリパルスレーザ光の光源としてファイバレーザ５０ｂを用い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光源としてＹＡＧレーザやチタンサファイヤレーザを用いてもよい。あるいは、２段階のプリパルスレーザ光による照射が採用される構成において、第１のプリパルスレーザ光が小さな集光径を実現しやすいファイバレーザ装置から出力され、第２のプリパルスレーザ光がＹＡＧレーザ装置または超短パルスレーザ光を得やすいチタンサファイヤレーザ装置から出力され、メインパルスレーザ光が高出力レーザ光が実現できるＣＯ２レーザ装置から出力されるように構成されてもよい。つまり、所望の数のプリパルスレーザ光が各々異なる複数のレーザ装置から出力されるように構成されてもよい。また、プリパルスレーザ光を照射する時点での拡散ターゲットの状態にあわせて、集光径、エネルギー、波長、パルス幅等の異なるプリパルスレーザ光が拡散ターゲットに複数照射されるように構成されてもよい。
【０１１１】
＜１０−１．偏光制御の概要＞
図１９Ａ及び図２０Ａは、ドロップレットに直線偏光のプリパルスレーザ光を照射する様子を示す概念図である。図１９Ｂ及び図２０Ｂは、ドロップレットに直線偏光のプリパルスレーザ光を照射した場合に、ドロップレットが拡散する様子を示すシミュレーション結果を示す。図１９Ａ及び図１９Ｂはプリパルスレーザ光の偏光方向に直行する方向（Ｘ方向）から見た図であり、図２０Ａ及び図２０Ｂはプリパルスレーザ光のビーム軸方向（Ｚ方向）から見た図である。
【０１１２】
図１９Ａ及び図２０Ａを参照に、ドロップレットに直線偏光のプリパルスレーザ光を照射する場合を説明する。この場合、ドロップレットは拡散し、図１９Ｂ及び図２０Ｂに示すように、拡散ターゲットを生成され得る。このシミュレーション結果から、拡散ターゲットは、偏光方向（Ｙ方向）への広がりに対して、プリパルスレーザ光の偏光方向に直交する方向（Ｘ方向）へは大きく広がることがわかる。このような形状に拡散した拡散ターゲットに、プリパルスレーザ光と略同一方向からメインパルスレーザ光を照射する場合、図１９Ｂ及び図２０Ｂに示すように、拡散ターゲットの形状と、メインパルスレーザ光の断面形状とが比較的大きく異なってしまうため、プラズマ生成に利用されないメインパルスレーザ光が多くなってしまう可能性が高い。
【０１１３】
ここで、拡散したドロップレットが、直線偏光のプリパルスレーザ光の偏光方向に直交する方向（Ｘ方向）には大きく広がる原因について考察する。図２１は、溶融スズのドロップレット表面に入射するレーザ光のＰ偏光成分及びＳ偏光成分の吸収率を示すグラフである。図２１においては、レーザ光の波長を１．０６μｍとしている。図示するように、レーザ光の吸収率は、レーザ光の入射角度及びその偏光に依存すると言える。
【０１１４】
入射するレーザ光のＰ偏光成分の吸収率は、溶融スズのドロップレット表面への入射角度が８０°〜８５°の場合に最も高く、この角度範囲からずれるに従って低下する。一方、Ｓ偏光成分の吸収率は、溶融スズのドロップレット表面への入射角度が略０°の場合、すなわちドロップレット表面に略垂直に入射する場合には、Ｐ偏光成分の吸収率と同等であり、入射角度が大きくなるに従って吸収率は低下する。たとえば、入射角度が８０°以上の場合、Ｓ偏光成分の吸収率は０％に近くなる。
【０１１５】
このような吸収特性からすると、直線偏光のプリパルスレーザ光が照射されたドロップレットは、レーザ光がＰ偏光成分として８０°〜８５°の入射角度で入射する部分において、レーザ光のエネルギーを最も多く吸収すると推定される。ドロップレットの被照射面の内、レーザ光がＰ偏光成分として８０°〜８５°の入射角度で入射する部分は、図１９Ａ及び図２０Ａに示すドロップレットのレーザ照射を受ける側の半球面のＹ方向端部付近である。つまり、この部分ではレーザ光の吸収率が高く、強力なレーザアブレーションが生じると推定される。レーザアブレーション領域（ドロップレットのレーザ照射を受ける側の半球面のＹ方向端部付近）におけるアブレーション反作用の結果、アブレーション領域から、ドロップレット内部に向かう衝撃波が発生し得る。この衝撃波は、図２０ＡにおけるドロップレットのＸ軸方向端部付近に向かって伝わり、図２０ＡにおけるＸ方向に、ドロップレットが拡散すると推定される。拡散したドロップレットが、直線偏光のプリパルスレーザ光の偏光方向に直交する方向（Ｘ方向）には大きく広がるのに対し、偏光方向（Ｙ方向）にはあまり広がらない原因は、以上の通りであると推定される。
【０１１６】
そこで、第７の実施形態においては、偏光子２０を用いて、プリパルスレーザ光の偏光状態を、直線偏光以外の偏光状態となるように変えてもよい。さらに、プリパルスレーザ光のスポット径をドロップレットの直径（例えば４０μｍ）以上の大きさにすることにより、ドロップレットのレーザ照射側の面全体にプリパルスレーザ光を照射することができる。これにより、ドロップレットをプリパルスレーザ光のビーム軸を中心に軸対称に拡散させ、拡散したドロップレットにメインパルスレーザ光を効率的に照射することができる。
【０１１７】
偏光子２０は、プリパルスレーザ光の偏光状態を、例えば、実質的に円偏光、ビーム軸に垂直な断面の複数の部分における偏光配向がそれぞれ直交する空間的にランダムな直線偏光、ラジアル偏光、アジマス偏光等に変えてもよい。
【０１１８】
＜１０−２．偏光制御の例＞
図２２Ａ〜図２２Ｆは、第７の実施形態において、円偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射し、拡散したドロップレットに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２２Ａ及び図２２Ｂは、円偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射する様子を示している。図２２Ｃ及び図２２Ｄは、プリパルスレーザ光の照射によって拡散したドロップレットに、メインパルスレーザ光を照射する様子を示している。図２２Ｅ及び図２２Ｆは、メインパルスレーザ光の照射によって生成されるプラズマの様子を模式的に示している。
【０１１９】
円偏光の光では、電場ベクトルの先端の軌跡が螺旋を描き、当該軌跡をビーム軸に直交する面（ＸＹ面）へ投影すると円を描く。また、プリパルスレーザ光のＸＹ面の断面のどの位置においても偏光状態は円偏光である（図２２Ａ及び図２２Ｂ）。円偏光の光では、Ｘ方向の偏光成分とＹ方向の偏光成分との光強度の割合が実質的に１：１となる。このような円偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射すると、プリパルスレーザ光のドロップレット表面における吸収率の分布は、ドロップレットへのレーザ光の照射方向におけるドロップレットの中心軸に対して軸対称となり得る。その結果、ドロップレットの拡散状態は、ドロップレットの中心軸に対して軸対称となり、拡散ターゲットの形状は、例えば、円盤状となり得る（図２２Ｃ及び図２２Ｄ）。これにより、拡散ターゲットの形状と、メインパルスレーザ光の断面形状とが略一致するようになるので、拡散ターゲットにメインパルスレーザ光を効率的に吸収させることができる。
【０１２０】
図２３Ａ〜図２３Ｆは、第７の実施形態において、空間的にランダムな直線偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射し、拡散したドロップレットに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２３Ａ及び図２３Ｂは、空間的にランダムな直線偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射する様子を示している。図２３Ｃ及び図２３Ｄは、プリパルスレーザ光の照射によって拡散したドロップレットに、メインパルスレーザ光を照射する様子を示している。図２３Ｅ及び図２３Ｆは、メインパルスレーザ光の照射によって生成されるプラズマの様子を模式的に示している。
【０１２１】
図２３Ｂに示すプリパルスレーザ光は、ビーム軸に直交する断面（ＸＹ面）において、直交する直線偏光の分布が、空間的にランダムである。このように空間的にランダムな直線偏光は、Ｘ方向の偏光成分とＹ方向の偏光成分との光強度の割合が実質的に１：１となり得る。空間的にランダムな直線偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射する場合を考える。空間的にランダムな直線偏光とは、レーザ光内を微視的に見た場合に、直線偏光状態の領域が多数混在する偏光状態である。このような偏光状態のプリパルスレーザ光のドロップレット表面における吸収率の分布は、ドロップレットへのレーザ光の照射方向におけるドロップレットの中心軸に対して略軸対称となる。その結果、ドロップレットの拡散状態は、ドロップレットの中心軸に対して略軸対称となり、拡散ターゲットの形状は、例えば、円盤状となり得る。従って、拡散ターゲットにメインパルスレーザ光を効率的に吸収させることができる。
【０１２２】
図２４Ａ〜図２４Ｆは、第７の実施形態において、ラジアル偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射し、拡散したドロップレットに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２４Ａ及び図２４Ｂは、ラジアル偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射する様子を示している。図２４Ｃ及び図２４Ｄは、プリパルスレーザ光の照射によって拡散したドロップレットに、メインパルスレーザ光を照射する様子を示している。図２４Ｅ及び図２４Ｆは、メインパルスレーザ光の照射によって生成されるプラズマの様子を模式的に示している。
【０１２３】
ラジアル偏光の光では、ビーム軸に直交する断面（ＸＹ面）における偏光配向が放射状であり、ビーム軸に対して軸対称である。このようなラジアル偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射すると、プリパルスレーザ光のドロップレット表面における吸収率の分布は、プリパルスレーザ光のビーム軸に対して軸対称となり得る。この際、プリパルスレーザ光のビーム軸とドロップレットの中心軸とが略一致するのが好ましい。その結果、ドロップレットの拡散状態は、プリパルスレーザ光のビーム軸に対して軸対称となり、拡散ターゲットの形状は、例えば、円盤状となり得る。従って、拡散ターゲットにメインパルスレーザ光を効率的に吸収させることができる。
【０１２４】
プリパルスレーザ光のスポット径をドロップレットの直径（例えば４０μｍ）以上の大きさにした場合には、ラジアル偏光のプリパルスレーザ光は、ドロップレットＤＬのレーザ照射側の半球面全体に、Ｐ偏光成分として入射し得る。従って、プリパルスレーザ光の吸収率を向上させることができるので、適切な状態の拡散ターゲットを生成するためのプリパルスレーザエネルギーは小さくてもよいと推定される。
【０１２５】
図２５Ａ〜図２５Ｆは、第７の実施形態において、アジマス偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射し、拡散したドロップレットに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２５Ａ及び図２５Ｂは、アジマス偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射する様子を示している。図２５Ｃ及び図２５Ｄは、プリパルスレーザ光の照射によって拡散したドロップレットに、メインパルスレーザ光を照射する様子を示している。図２５Ｅ及び図２５Ｆは、メインパルスレーザ光の照射によって生成されるプラズマの様子を模式的に示している。
【０１２６】
アジマス偏光の光では、ビーム軸に直交する断面（ＸＹ面）における偏光配向がそれぞれの点において接線方向を向くため、ビーム軸（Ｚ軸）に対して軸対称となり得る。このようなアジマス偏光のプリパルスレーザ光をドロップレットに照射すると、プリパルスレーザ光のドロップレット表面における吸収率の分布は、プリパルスレーザ光のビーム軸に対して軸対称となり得る。この際、プリパルスレーザ光のビーム軸とドロップレットの中心軸とが略一致するのが好ましい。その結果、ドロップレットの拡散状態は、プリパルスレーザ光のビーム軸に対して軸対称となり、拡散ターゲットの形状は、例えば、円盤状となり得る。従って、拡散ターゲットにメインパルスレーザ光を効率的に吸収させることができる。
【０１２７】
第７の実施形態においては、プリパルスレーザ光の偏光状態を制御することによって、プリパルスレーザ光のドロップレット表面における吸収率の分布が、ドロップレットの中心軸及び／又はプリパルスレーザ光のビーム軸に対して軸対称となる場合について説明した。しかし、本開示はこれらに限定されない。プリパルスレーザ光のドロップレット表面における吸収率の分布は、ビーム軸に対して完全に軸対称ではなくても、ある程度の軸対称性を有していればよい。従って、プリパルスレーザ光の偏光状態は、例えば、楕円偏光でもよい。
【０１２８】
図２６Ａ及び図２６Ｂは、直線偏光の割合を測定する直線偏光度の測定法の一例を説明するための図である。図２６Ａは、偏光プリズム及び光強度検出器を含む、直線偏光度の測定装置を示している。図２６Ｂは、偏光プリズムの回転角度と光強度検出器の検出結果との関係の一例を示している。
【０１２９】
図２６Ａに示すように、ファイバレーザ５０ｂから出力される直線偏光のプリパルスレーザ光を、偏光子２０によって楕円偏光のレーザ光に変えるとする。この楕円偏光の光を、集光光学系４１によって集光し、偏光プリズム４２に入射させる。偏光プリズム４２からの出射光の強度は、光強度検出器４３によって検出される。偏光プリズム４２は、方解石（calcite）等の複屈折性の結晶を２つ接合して構成されたプリズムである。偏光プリズム４２は、入射光から、プリズムの接合面の向きに応じて所定の偏光方向の光を出射光として取り出すために用いられる。偏光プリズム４２をプリパルスレーザ光のビーム軸周りに回転させることにより、偏光プリズム４２は、回転角度に応じた偏光方向を有するレーザ光を透過させる。以下の説明では偏光プリズム４２は、消光比が十分高い理想的な偏光プリズムとする。
【０１３０】
図２６Ｂに示すように、偏光プリズム４２を１８０°回転させる毎に、偏光プリズム４２からの出射光の強度が周期的に変化する。ここで、式（６）に示すように、直線偏光度Ｐは光強度の最大値Ｉｍａｘと最小値Ｉｍｉｎとから求めることができる。
Ｐ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）×１００（％）・・・式（６）
【０１３１】
ビーム軸に対して略軸対称な偏光状態（円偏光、空間的にランダムな直線偏光、ラジアル偏光、アジマス偏光）の場合は、図２６Ａによって計測された直線偏光度Ｐは略０％となる。一方、直線偏光の場合は、直線偏光度Ｐは略１００％となる。但し、偏光成分比Ｒが以下のような範囲であれば、拡散ターゲットが所望の形状（たとえば、円盤状）に近い形状に形成され得る。これにより、直線偏光のプリパルスレーザ光がドロップレットに照射される場合に比べてメインパルスレーザ光の吸収率を向上させることができる。
０％≦Ｐ＜３０％（好ましい範囲）
０％≦Ｐ＜２０％（より好ましい範囲）
０％≦Ｐ＜１０％（最も好ましい範囲）
なお、この範囲は実際に使用する偏光プリズム４２の消光比を考慮して補正してもよい。
【０１３２】
＜１０−３．偏光子の例＞
図２７は、第７の実施形態における偏光子の第１の例を示す斜視図である。図２７においては、直線偏光を円偏光に変換するλ／４波長板（quarter waveplate）２１が、偏光子として用いられている。
【０１３３】
透過型のλ／４波長板２１は、入射した光の内の、結晶の光学軸に平行な偏光成分と結晶の光学軸に直交する偏光成分との間に、位相差π／２を与えて各偏光成分を透過させる複屈折性の結晶である。図２７に示すように、λ／４波長板２１の入射側の面に垂直に入射する直線偏光の入射光の偏光方向が、λ／４波長板２１の結晶の光学軸に対して＋４５°傾いている場合には、λ／４波長板２１からの出射光は円偏光となる。また、入射光の偏光方向が、λ／４波長板２１の結晶の光学軸に対して−４５°の角度となった場合には、出射光の円偏光の回転方向が逆転する。なお、本開示は、透過型のλ／４波長板２１を用いる場合に限定されず、反射型のλ／４波長板を用いてもよい。
【０１３４】
図２８Ａ〜図２８Ｃは、第７の実施形態における偏光子の第２の例を示す図である。図２８Ａは偏光子の正面図、図２８Ｂは偏光子の径方向における断面の一部を拡大した図、図２８Ｃは偏光子の使用形態を示す図である。図２８Ａ〜図２８Ｃにおいては、直線偏光を空間的にランダムな直線偏光に変換するランダム位相板２２が、偏光子として用いられている。
【０１３５】
透過型のランダム位相板２２は、直径Ｄの透過型光学素子の入射側面又は出射側面に、たとえば、一辺の長さがｄである微小な正方形領域が凹部や凸部によって形成され、これらがランダムに配置された構成を有してもよい。このランダム位相板２２は、直径Ｄの入射光を、一辺の長さがｄである正方形の微小ビームに分割し得る。そして、ランダム位相板２２は、凸部２２ａを透過した微小光と凹部２２ｂを透過した微小光との間に、位相差πを与え得る。位相差πは、入射光の波長をλとし、ランダム位相板２２の屈折率をｎ１とした場合に、凸部２２ａと凹部２２ｂとの段差Δｔを式（７）のように設定することによって与えられる。
Δｔ＝λ／２（ｎ１−１）・・・式（７）
【０１３６】
図２８Ｃに示すように、透過型のランダム位相板２２は、たとえばプリパルスレーザ装置と集光光学系１５との間に配置されてもよい。直線偏光のレーザ光がランダム位相板２２に入射し、ランダム位相板２２を透過したレーザ光は、偏光配向がそれぞれ直交する空間的にランダムな直線偏光に変換され得る。ここで、直交する偏光配向のレーザ光同士は干渉しない。このため、集光光学系１５による集光点でのビーム断面における光強度の分布はガウス分布ではなく、トップハット（top hat）分布に近くなる。このようなプリパルスレーザ光をドロップレットに照射することにより、ドロップレットの拡散状態は、ドロップレットの中心軸に対して略軸対称となり得る。このため、拡散ターゲットの形状は、例えば、円盤状となり、拡散ターゲットにメインパルスレーザ光を効率的に吸収させることができる。
【０１３７】
なお、本開示は透過型のランダム位相板２２を用いる場合に限定されず、反射型のランダム位相板を用いてもよい。また、ランダム位相板２２の凸部２２ａ及び凹部２２ｂの平面形状を正方形とした場合について説明したが、凸部２２ａ及び凹部２２ｂの平面形状は、六角形、三角形又はその他の多角形でもよい。
【０１３８】
図２９Ａ及び図２９Ｂは、第７の実施形態における偏光子の第３の例を示す図である。図２９Ａは偏光子の斜視図であり、図２９Ｂは偏光子の正面図である。図２９Ａ及び図２９Ｂにおいては、直線偏光の光をラジアル偏光の光に変換するｎ分割波長板２３が、偏光子として示されている。
【０１３９】
ｎ分割波長板２３は、三角形のｎ枚の半波長板（half waveplates）２３１、２３２、…、２３ｎをレーザ光のビーム軸に対して軸対称となるように配置した透過型の光学素子である。半波長板２３１、２３２、…、２３ｎの各々は、入射した光の内の、結晶の光学軸に平行な偏光成分と結晶の光学軸に直交する偏光成分との間に、位相差πを与えて各偏光成分を透過させる複屈折性の結晶である。このような半波長板の入射側面に垂直に入射する直線偏光の入射光の偏光方向が、半波長板の結晶の光学軸に対して角度θ傾いていると、出射光は、半波長板の結晶の光学軸に対して偏光方向がさらに角度θ傾いた直線偏光となる。つまり、出射光の偏光方向は、入射光の偏光方向から角度２θ傾くことになる。
【０１４０】
例えば、半波長板２３１と半波長板２３３とは、結晶の光学軸が４５°異なるように配置されている。すると、半波長板２３１を透過した直線偏光の光と、半波長板２３３を透過した直線偏光の光とでは、偏光方向が９０°異なることになる。このように、入射光の偏光方向は、各半波長板の光学軸と入射光の偏光方向とがなす角度に応じて変換される。これによって、各半波長板を透過したレーザ光の偏光方向が、各々所定の偏光方向に変換される。結果として、ｎ分割波長板２３は、直線偏光の光をラジアル偏光の光に変換することができる。また、ｎ分割波長板２３におけるそれぞれの半波長板の配置を変更することにより、直線偏光の光をアジマス偏光の光に変換することもできる。
【０１４１】
図３０は、第７の実施形態における偏光子の第４の例を示す図である。図３０においては、直線偏光の光をラジアル偏光の光に変換する偏光子として、位相補償板２４ａ、偏光回転板２４ｂ、及び、シータセル２４ｃが示されている。
【０１４２】
シータセル２４ｃは、ねじれネマティック（twisted nematic，ＴＮ）液晶が封入された光学素子であり、光の入射側から出射側にかけて、液晶分子の配列がねじれるように各液晶分子が配置されている。このシータセル２４ｃに入射した直線偏光の入射光は、液晶分子の配列のねじれに従って旋光し、入射光の偏光方向に対して偏光方向が傾いた直線偏光の光がシータセル２４ｃから出射する。従って、シータセル２４ｃにおける液晶分子の配列のねじれ角度を、方位角方向に応じて異なるようにすることにより、シータセル２４ｃは直線偏光の入射光をラジアル偏光の出射光に変換することができる。
【０１４３】
但し、シータセル２４ｃのみで直線偏光をラジアル偏光に変換しようとすると、シータセル２４ｃから出射する出射光の上半分と下半分との境界付近において、光強度が低下してしまう場合がある。そこで、位相補償板２４ａにより、予め入射光の上半分の位相をπずらし、下半分は位相をずらさずに、シータセル２４ｃに入射させる。図３０において、位相補償板２４ａの出射面に示される破線の矢印は、位相補償板２４ａの上半分と下半分とで光の位相を逆にしたことを示している。位相補償板２４ａの上半分は、例えば、光の入射側から出射側にかけて、液晶分子の配列が１８０°ねじれているＴＮ液晶によって構成される。このように位相補償板２４ａの上半分と下半分とで位相を逆にした直線偏光をシータセル２４ｃに入射させることにより、シータセル２４ｃの上半分から出射する出射光と下半分から出射する出射光との境界付近においては同位相の光が出射することになる。これにより、シータセル２４ｃから出射した出射光の上半分と下半分との境界付近における光強度の低下を抑制することができる。
【０１４４】
偏光回転板２４ｂは、直線偏光の入射光の偏光方向を９０°回転させて出力する光学素子である。入射光の偏光方向を９０°回転させてシータセル２４ｃに入射させた場合には、シータセル２４ｃは直線偏光の光をアジマス偏光の光に変換することができる。偏光回転板２４ｂは、例えば、光の入射側から出射側にかけて、液晶分子の配列が９０°ねじれているＴＮ液晶によって構成される。この場合、ラジアル偏光とアジマス偏光との切り替えは、偏光回転板２４ｂに印加する直流電圧を制御して、液晶分子の配列をねじれた状態とねじれていない状態とに切り替えることによって行うことができる。
【０１４５】
以上のように、位相補償板２４ａ、偏光回転板２４ｂ、及びシータセル２４ｃを用いることにより、偏光状態の変換を比較的自由に行うことができる。また、図２７〜図２９Ｂを参照しながら説明したように、波長板（位相板）を用いて偏光方向を変える場合は、波長板（位相板）の厚さによって、偏光方向を変える光の波長が異なるのに対し、図３０を参照しながら説明したように、シータセル２４ｃを用いる場合は、幅広い波長帯域の入射光の偏光方向を変換できる。従って、シータセル２４ｃを用いれば、プリパルスレーザ光の帯域幅が広い場合でも偏光方向の変換が可能である。
【０１４６】
＜１１．第８の実施形態＞
図３１は、第８の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す概念図である。第８の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置は、ファイバレーザシステム３１から出力されたプリパルスレーザ光の偏光状態を、偏光子２０によって制御し、このプリパルスレーザ光をメインパルスレーザ光とは別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。ファイバレーザシステム３１及び偏光子２０の構成は、第７の実施形態において説明したのと同様でよい。他の点については第２の実施形態と同様でよい。
【０１４７】
＜１２．第９の実施形態＞
図３２Ａ〜図３２Ｃは、第９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レーザ装置の構成例を示す概念図である。第９の実施形態におけるレーザ装置６０ａは、上述の第１〜第４の実施形態においてドロップレットを拡散させるためのプリパルスレーザ光を出力するドライバレーザとして、チャンバの外部に設けられてもよい。
【０１４８】
図３２Ａに示すように、レーザ装置６０ａは、反射型の偏光子６１ａと、フロントミラー６２とを含むレーザ共振器を含んでもよい。レーザ共振器内には、レーザ媒質６３が配置されてもよい。図示しない励起光源が出力する励起光によってレーザ媒質６３から誘導放出光が生成される。誘導放出光は偏光子６１ａとフロントミラー６２との間を往復しながらレーザ媒質６３により増幅され、レーザ装置６０ａからレーザ光が出力される。
【０１４９】
偏光子６１ａは、偏光子６１ａの入射位置に応じて所定の偏光方向の光を高い反射率で反射する機能を有してもよい。偏光子６１ａの反射特性に応じて、図３２Ｂに示すラジアル偏光、又は、図３２Ｃに示すアジマス偏光の光が、レーザ共振器内で増幅され得る。この増幅された光の一部がフロントミラー６２を透過して、プリパルスレーザ光として出力され得る。
【０１５０】
第９の実施形態によれば、ドライバレーザの共振器の一部に偏光子が用いられている。これにより、ドライバレーザとプラズマ生成領域（ＰＳ）との間の光路上には、第７の実施形態のように偏光子を配置しなくてもよい。
【０１５１】
図３３Ａ〜図３３Ｃは、第９の実施形態の変形例に係るＥＵＶ光生成装置においてプリパルスレーザ光を出力するレーザ装置の構成例を示す概念図である。この変形例におけるレーザ装置６０ｂは、リアミラー６１と、反射型の偏光子６２ａとを含むレーザ共振器を含んでもよい。偏光子６２ａの反射特性に応じて、図３３Ｂに示すラジアル偏光、又は、図３３Ｃに示すアジマス偏光の光が、レーザ共振器内で増幅され得る。この増幅された光の一部が偏光子６２ａを透過して、プリパルスレーザ光として出力され得る。
【０１５２】
図３４Ａ及び図３４Ｂは、第９の実施形態における偏光子の例を示す図である。図３４Ａは偏光子の斜視図であり、図３４Ｂは偏光子の回折格子部の径方向における断面の一部を拡大して示す図である。図３４Ａに示すように、反射型の偏光子６１ａは、反射面に同心円状の回折格子６１１が形成されたミラーでよい。また、図３４Ｂに示すように、偏光子６１ａにおいては、ガラス基板６１３上に多層膜６１２が形成され、多層膜６１２の表面に回折格子６１１が形成されてもよい。
【０１５３】
このような偏光子６１ａにアジマス偏光（偏光方向が回折格子６１１の各溝の方向に略平行）の光が入射すると、アジマス偏光の光は回折格子６１１を透過して多層膜６１２へと伝搬し得る。これに対し、偏光子６１ａにラジアル偏光（偏光方向が回折格子６１１の各溝の方向に略垂直）の光が入射すると、ラジアル偏光の光は回折格子６１１を透過せずに反射される。第９の実施形態（図３２Ａ〜図３２Ｃ参照）においては、このような偏光子６１ａをレーザ共振器に用いることによって、ラジアル偏光でのレーザ光の発振を実現することができる。
【０１５４】
なお、回折格子６１１の溝を放射状に形成すれば、偏光子６１ａがアジマス偏光の光を高い反射率で反射するように構成される。この場合には、アジマス偏光でのレーザ光の発振も可能である。また、第９の実施形態の変形例（図３３Ａ〜図３３Ｃ参照）における偏光子６２ａに回折格子６１１を形成することにより、ラジアル偏光又はアジマス偏光でのレーザ光の発振が可能である。
【０１５５】
ドロップレットへのプリパルスレーザ光照射から所定時間内にメインパルスレーザ光を拡散ターゲットに照射することにより、ドロップレット直径によらずＥＵＶ光のエネルギーのバラつきを低減できる可能性がある。図３５は、第８の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置による拡散ターゲットの生成実験の結果を示す。プリパルスレーザ光は偏光子により円偏光となっている。図３５の横軸はプリパルスレーザ光がドロップレットに照射された時点からの経過時間を示す。縦軸はドロップレットにプリパルスレーザ光を照射して生成された拡散ターゲットの拡散半径を示す。拡散半径は、直径６μｍ以上の大きさの粒子が存在する空間の半径としている。図中の各線は、ドロップレットの直径を１２μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍとした場合の、プリパルスレーザ照射時点からの拡散ターゲット半径の時間変化を各々プロットしている。図３５から判るように、拡散ターゲットの拡散半径は、ドロップレット直径に対する依存性が低い。また、ドロップレットへのプリパルスレーザ光照射から０．３〜３μＳの間は、拡散半径の時間変化が比較的緩やかになっている。この時間帯ではドロップレット毎の拡散径のバラつきが少ないと推測できる。従って、この時間帯における拡散ターゲットにメインパルスレーザ光を照射すれば、生成されるＥＵＶ光エネルギーのパルス間でのバラつきも少ないと推定される。ドロップレットへのプリパルスレーザ光照射から０．３〜３μＳの間にメインパルスレーザ光を拡散ターゲットに照射することにより、ＥＵＶ光のエネルギーのバラつきを低減できる可能性がある。
【０１５６】
＜１３．フルーエンスの制御＞
図３６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。
【０１５７】
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パルスレーザ装置から出力されるパルス幅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パルスレーザ装置から出力されるパルス幅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の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。
【０１５８】
図３６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ほぼ同様の条件で照射した場合のＣＥを示している。
【０１５９】
図３６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。
【０１６０】
従って、上述の実施形態において、ＥＵＶ光生成コントローラ７は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されてもよい。図３６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。
【０１６１】
プリパルスレーザ光のフルーエンスが上述のような範囲に制御される場合にＣＥが向上するという計測結果から、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。
【０１６２】
＜１４．遅延時間の制御＞
図３７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。
【０１６３】
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パルスレーザ装置から出力されるパルス幅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パルスレーザ装置から出力されるパルス幅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。
【０１６４】
図３７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照射まで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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
以上の説明において、ドライバレーザ３（図１）は、ドロップレットに照射されるプリパルスレーザ光、及び拡散ターゲットに照射されるメインパルスレーザ光を出力するレーザ光生成システムに相当する。ＹＡＧパルスレーザ装置３ａ（図９〜図１１）及びファイバレーザシステム３１（図１８、図３１）は、それぞれ、プリパルスレーザ光を生成する第１のパルスレーザ装置に相当する。ＣＯ２パルスレーザ装置３ｂ（図９〜図１１）及びＣＯ２パルスレーザシステム３２（図１８、図３１）は、それぞれ、メインパルスレーザ光を生成する第２のパルスレーザ装置に相当する。また、ＥＵＶ光生成コントローラ７（図１）は、プリパルスレーザ光の光強度とメインパルスレーザ光の光強度及び生成タイミングとを制御するレーザ制御部に相当する。
【符号の説明】
【０１７１】
１…チャンバ、２…ターゲット供給部、３…ドライバレーザ、３ａ…ＹＡＧパルスレーザ装置、３ｂ…ＣＯ２パルスレーザ装置、３ｄ、３ｅ…マスタオシレータ、３ｇ…リレー光学系、３ｈ…プリアンプ、３ｉ…リレー光学系、３ｊ…メインアンプ、３ｋ…リレー光学系、４…ビームエキスパンダ、５…ＥＵＶ集光ミラー、６ａ、６ｂ…磁石、６ｃ…電生成装置、６ｄ…電源コントローラ、７…光生成コントローラ、７ａ…トリガーカウンタ、７ｂ…タイマー、８…ドロップレットコントローラ、９…露光装置コントローラ、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…高反射ミラー、１５ｂ…軸外放物面ミラー、１５ｃ…ビームコンバイナ、１５ｄ、１５ｅ…高反射ミラー、１５ｆ、１５ｇ…軸外放物面ミラー、１６…光検出器、１７…トリガコントローラ、１９ａ、１９ｂ…イオン回収部、２０…偏光子、２１…λ／４波長板、２２…ランダム位相板、２２ａ…凸部、２２ｂ…凹部、２３…ｎ分割波長板、２４ａ…位相補償板、２４ｂ…偏光回転板、２４ｃ…シータセル、３１…ファイバレーザシステム、３１ａ…ファイバレーザコントローラ、３２…ＣＯ２パルスレーザシステム、３２ａ…ＣＯ２レーザコントローラ、４１…集光光学系、４２…偏光プリズム、４３…光強度検出器、５０ａ…チタンサファイヤレーザ、５０ｂ…ファイバレーザ、５１ａ、５２ｂ…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、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のポンピングミラー、５６ｂ…分離素子、５７ａ、５８ａ…プリズム、５７ｂ…第２の偏光維持ファイバ、５８ｂ…集光光学系、５９ａ、５９ｂ…励起光源、６０ａ、６０ｂ…レーザ装置、６１…リアミラー、６１ａ…偏光子、６２…フロントミラー、６２ａ…偏光子、６３…レーザ媒質、２３１、２３２、２３３、２３ｎ…半波長板、６１１…回折格子、６１２…多層膜、６１３…ガラス基板、ＤＬ…ドロップレット、ＰＳ…プラズマ生成領域、ＩＦ…中間集光点
【図１】
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【図２】
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【図６】
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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２１】
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【図２６】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図１２】
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【図１９】
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【図２０】
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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２７】
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