JP2007515741A

JP2007515741A - 極紫外線放射又は軟ｘ線放射を作り出すための方法及び装置

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Publication number: JP2007515741A
Application number: JP2005503315A
Authority: JP
Inventors: マルティンシュミット; ライナー・ヘルムートレーベルト; ウヴェシュタム
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2007-06-14
Also published as: HK1094501A1; CN1820556B; TW200503589A; AU2003264266A1; US20080116400A1; TWI432099B; US7619232B2; CN1820556A; EP1642482A1; EP1642482B1; WO2005004555A1

Abstract

【課題】プラズマを生成するために使用される装置の電力を大きく増加させる必要なくよりよい経済的条件の下でおよそ１３．５ｎｍのスペクトル範囲でＥＵＶリソグラフィーへの使用を可能にする一方、装置を使用者の特定のニーズに合わせる高い柔軟性を提供する。
【解決手段】極紫外線（ＥＵＶ）又は軟Ｘ線放射を発生させる装置が、プラズマを生成するために１０^６Ｗ／ｃｍ^２を超える強度でターゲットにフォーカスされたレーザ放射を生成するためにレーザ源と、レーザ源で生成されたプラズマの経路の周りに位置した電極とを有する。電極は、レーザ生成プラズマ膨張時間の時定数より小さい固有の時定数を有する急放電をプラズマ中で生成するための手段と結合している。

Description

本発明は、極紫外線（ＥＵＶ）又は軟Ｘ線放射を作り出す方法及び装置に関する。

本発明の好ましい使用分野は、１〜２０ｎｍのスペクトル範囲におけるＸ線光、すなわちＥＵＶ光を必要とする用途である。最も卓越した用途は、１３．５ｎｍの動作波長を用いるＥＵＶ投影リソグラフィーである。コンパクトで、パワフルで、費用効率が高く、信頼できる光源が必要である。別な用途の分野は、軟Ｘ線放射のスペクトル範囲を利用し実験室規模で実現できる光電子分光法又はフルオロＸ線解析などのＸ線解析法である。さらには、この方法及び装置は、Ｘ線光学又はＸ線検出器の特徴づけに使用でき、最終的には生体内の生体組織の観察のためにいわゆるウォーターウィンドウのスペクトル範囲のＥＵＶ顕微鏡の光源として使用できる。

ＥＵＶ光、軟Ｘ線及び硬Ｘ線のために光源としてプラズマを用いることがよく知られている。プラズマ発生の方法とほとんど無関係に、Ｘ線及び／又はＥＵＶ放射を放出するために、放出プラズマは十分熱く（すなわち、＞１５０．０００Ｋ）及び濃く（すなわち、＞１０^１７電子／ｃｍ^３）なければならない。

上記条件を満たすＥＵＶ放射を生成するための異なる技術が知られている。それらは放電ベース又はレーザベースのプラズマ源のコンセプトに分かれる。

いわゆるガス放電生成プラズマ（ＧＤＰＰ）源のために、数１０ナノ秒から数マイクロ秒の時間の間プラズマを通って流れる５ｋＡから数１００ｋＡの電流により、パルス放電が「スパーク状」プラズマを発生する。さらなる加熱と圧縮によりＥＵＶへの変換を増加させるために、いわゆるピンチ効果がそのプロセスに寄与する。放電プラズマの異なるコンセプトは電極配置、電圧範囲、プラズマ力学、始動方法及び電気発電機において異なる。このような放電プラズマの様々な例は、濃プラズマ集束Ｚピンチ放電、毛管放電及び中空陰極（ホローカソード）トリガーピンチなどで知られている。このような様々なバージョンの放電プラズマコンセプトが、特許文献１，２及び３に開示されている。

いわゆるレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）のために、レーザビームが、幾らか濃い（＞１０^１９原子／ｃｍ^３）物体（たいていターゲットと呼ばれる）にフォーカスされる。強度が数１０^１０Ｗ／ｃｍ^２を超えると、ＥＵＶ又はＸ線までもほとんどどの物質からも放出される。プラズマ発生のためにレーザ照射ターゲットを用いる様々なコンセプトが、特許文献４，５，６及び７から知られている。

０．５〜２％の最大変換効率を有する従来のソースコンセプトにより、ＥＵＶリソグラフィーのような工業的用途のために十分役立つＥＵＶ電力（８０〜１２０Ｗ）を得るために、一般に５０．０００Ｗ〜１００．０００Ｗの励起電力が放出プラズマに接続されなければならない。これは、ソースコンセプトしだいで、直接ソーススポットに３００Ｗ〜１０００Ｗ以上のＥＵＲ放射が発生することになる。既存のソースコンセプトのＬＰＰ及びＧＤＰＰでは、幾つかの因子がこれらの必要なＥＵＶ電力レベルを満たすことを極めて困難にしている。

ＬＰＰコンセプトでは、２つの因子により限界がある。まず、数１０ｋＷの電力のレーザのコストは経済的な生産コストで定められる予算をはるかに超えると考えられる。第二に、レーザ（一般に約１ＭＷ）と必要な冷却を駆動させるのに必要な電力は、半導体工場で許容できる大きさを超えるだろう。

ＧＤＰＰコンセプトでは、以下のような限界がある。電力は、放射を放出するボリュームの一般に１０^３倍のボリュームに供給されなければならない。１ｍｍ^３の許容できるソースボリュームのために一般的な放電ボリュームは１ｃｍ^３である。このボリュームの制限は放電極又は絶縁体物質により従来どおり行われるが、高温プラズマからのこれら物質の一般の距離は数ミリメートルから数センチメートルの程度しか許されないため、これら物質は非常に加熱され、腐食する。

従って、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）とガス放電生成プラズマ（ＧＤＰＰ）のどちらも、最近の工業的用途のための要件、特に極紫外線リソグラフィー（ＥＵＶＬ）に適さないようである。ゆえに、ＩＲＴＳロードマップ（２００９）及びインテルロードマップ（２００７）に従うＥＵＶＬの成功導入に不可欠な条件であろう新規な技術的解決法の急な要求が生じている。

US6389106 US6064072 WO99/34395 WO02/085080 WO02/32197 WO01/30122 US5577092

ゆえに、本発明の目的は、ガス放電生成プラズマ及びレーザ生成プラズマの２つの基本コンセプトの前記欠点を改良する方法と装置を提供し、特に、プラズマを生成するために使用される装置の電力を大きく増加させる必要なくよりよい経済的条件の下でおよそ１３．５ｎｍのスペクトル範囲でＥＵＶリソグラフィーへの使用を可能にする一方、装置を使用者の特定のニーズに合わせる高い柔軟性を提供することである。

従来技術の欠点が減る一方、本発明に従う方法及び装置において用いられる予期しない相乗効果のために、このような従来技術の主な利点は維持される。

本発明の目的は、極紫外線（ＥＵＶ）又は軟Ｘ線放射を発生させる方法により達成される。１０^６Ｗ／ｃｍ^２を超える強度でターゲットにフォーカスされたレーザ源で生成されたレーザ放射と、急放電を生成する手段と結合した電極で生成された電気放電との組み合わせにより複合的に、プラズマが生成され加熱される。レーザ生成プラズマ膨張時間の時定数は放電の固有の時定数より大きい。

本発明は、解決法が単一の解決法の利点を併せ持つ一方で公知の方法の不利益が避けられるように両方のコンセプトを組み合わせるように、プラズマの発生及び／又は加熱とレーザ放射とを、またプラズマの発生及び／又は加熱及び／又は圧縮と放電とを組み合わせる複合的な方法に関する。

ターゲットは、１０^１９原子／ｃｍ^３以上のガス、液体、液体スプレー、クラスタースプレー、又はバルク又は箔ターゲットのような固体媒体である。

第１の実施形態によれば、ＥＵＶプラズマは先ずレーザ相互作用領域の濃いターゲットにフォーカスされたレーザ放射により生成され、次いで放電がレーザ相互作用領域で誘発される。レーザがもはやプラズマに接続しなくなっても、放電はまだ十分エネルギーをＥＵＶプラズマに接続することは重要である。この理由から、放電は最初のレーザ生成プラズマのブースターと考えられ、それにより安い電力を用いてＥＵＶ光生成を大きく高めることができる。このコンセプトは、放電ブーストレーザ生成プラズマ（ＤＢＬＰＰ）と呼ばれる。

第２の実施形態によれば、低温プラズマプルームを生成するためにターゲットにフォーカスされたレーザ放射により低温プラズマが発生し、次いで、より制限したＥＵＶ光放出のためにプラズマを加熱し圧縮するために、プラズマプルームの非局所的相互作用領域で放電がアクティブに始動される。このコンセプトはレーザアシストガス放電生成プラズマ（ＬＡＧＤＰＰ）と呼ばれる。

第３の実施形態によれば、従来の放電構成を用いて高密度放電プラズマが生成される。しかしながら、ピンチプロセスの際、局所的にさらなるレーザ加熱を可能にするようにプラズマは十分濃くなる。この手順はイオンの数を改良及び／又は最適化することができ、ＥＵＶ放射を高める（例えば、ＥＵＶリソグラフィーのために１３．５ｎｍ）。この第３のコンセプトはレーザブーストガス放電生成プラズマ（ＬＢＧＤＰＰ）と呼ばれる。

全体的な視点から、前記の３つの複合方法ＤＢＬＰＰ、ＬＡＧＤＰＰ及びＬＢＧＤＰＰは、（１）ＥＵＶ放出プラズマに発射されたエネルギーと励起の継続時間に関してレーザ及び放電からプラズマ加熱へのそれぞれの寄与、（２）２つの補完的な加熱機構の時間遅れ及び時系列順で識別できる。

ＧＤＰＰ及びＬＰＰコンセプトの両方のために、ターゲットの元素組成は一般的に、放出されたスペクトル分布が用途の要求に最も合うように選択される。ＥＵＶＬのある場合には、広帯域エミッタキセノンが一般的に最も適合する物質の１つであると考えられる。それは、キセノンが（１）利益のあるスペクトル範囲内で最高の変換効率を示し、（２）化学的に中性であり、（３）その高い原子番号のためにレーザでよく加熱されるからである。しかしながら、酸素、リチウム、スズ、銅又はヨウ素のような他のエミッタも、ＧＤＰＰ又はＬＰＰコンセプトで調査されている。

プラズマ存在下で電極により適用される電流パルスは、容量を蓄えたエネルギーの急放電により供給される。

プラズマ存在下で電極により適用される電流パルスは、１〜３桁のナノ秒範囲内の周期で選択される。

有利には、プラズマ存在下で電極により適用される電流パルスは、２〜３桁のキロアンペア範囲の振幅（幅）で選択される。

プラズマ存在下で電極により適用される電流パルスは、レーザ源で生成されたレーザパルスの始動との所定の時間関係で切り換えられる。

生成したプラズマは６桁のケルビン範囲の温度（すなわち、１０００００〜４０００００Ｋ）を有する。

プラズマは１０Ｐａ以下の範囲で選択されたガス圧で発生する。

プラズマは、５０ｎｍより短い波長の放射線を放出する。

さらに、本発明の目的は、プラズマを生成するため１０^６Ｗ／ｃｍ^２を超える強度でターゲットにフォーカスされたレーザ放射を生成するためにレーザ源と、レーザ源で生成されたプラズマの経路の周りに位置した電極を有する、極紫外線（ＥＵＶ）又は軟Ｘ線放射を発生させる装置により達成される。電極は、レーザ生成プラズマ膨張時間（好ましくは２００ｎｓの程度又はこれ以下）の時定数より小さい固有の時定数を有する急放電をプラズマ中で生成するための手段と結合している。

急放電を生成する手段は、容量バンクのような電気エネルギーを蓄える手段又はパルス圧縮機を有する。

容量バンクが用いられる場合、急放電を生成するために電極はその容量バンクに直結している。

それに代えて、前記の急放電を生成するために、電極は論理制御要素で切り換わる電力オンオフスイッチを介して容量バンクに接続する。

電極の放電時間は１００ｎｓ〜２００ｎｓであり、レーザ源で発生されたレーザパルスのレーザパルス継続時間は数ナノ秒であり、６０ｎｓを超えない。

第１実施形態（ＤＢＬＰＰ）に関連する特に有利な本発明の特別な実施形態によれば、装置は、マイクロ液体ジェットのような冷たいジェットターゲット、スプレーターゲット、クラスターターゲット又は噴出ガスターゲットを接続真空チャンバに発射するためのノズルを有する。真空チャンバは、ターゲットのレーザ相互作用領域の周りの電極を保持するために電気的に絶縁された少なくとも１つのブロックを備える。

電気的に絶縁されたブロックは高い熱伝導率を示し、好ましくは極低温に冷やされ、それにより使用されない帯域内及び帯域外放射線の両方の吸収により生成された熱負荷の排出を可能にする。

電気的に絶縁されたブロックはさらに、極低温ターゲットインゼクタ、スターピンチ又は毛管放電構成のための熱シールドとして働く。

第１実施形態によれば、装置は、プラズマを生成するために１０^６Ｗ／ｃｍ^２を超える強度で濃いターゲットにフォーカスされたレーザ放射を作るレーザ源を有する。

第２実施形態によれば、レーザ源で生成されたレーザビームは、低温プラズマプルームを生成するために固体バルク、固体箔、液体、スプレー、クラスター又は噴出ガスターゲットを照射し、放電極がレーザ相互作用領域を有するプラズマプルームの経路に配置される。放電極は加熱に寄与し、より制限されたＥＵＶ放出のためにプラズマを圧縮する。

この場合、装置は、プラズマプルームが電極の間のスペースに入ると電気放電を始動させる電極に連結したパルス発生器を有してもよい。

第３実施形態によれば、装置は、プラズマの経路上の従来のＧＤＰＰの放電構成を用いて高密度プラズマを生成するためにジェットターゲットの隣に配置された放電極、ＥＵＶ放射の放出を維持するようにして前記プラズマを照射するレーザ源、及びピンチプロセスがさらなるレーザ加熱を可能にするのに十分濃いプラズマを作ったときにレーザパルスを始動させる手段を有する。

装置はさらに、ＥＵＶ光の放出領域の下流の不使用のターゲット物質を収容するオリフィスを介して第１真空チャンバに接続した第２真空チャンバを有してもよい。

本発明によれば、様々な複合源の実施形態を有する両方のコンセプトの特別な相乗的組み合わせを利用することで、唯一のレーザ発生方式又は唯一の放電発生方式により発生したＸ線源の前記の不利益が避けられることになる。

図１Ａ、１Ｂ及び２は、放電ブーストレーザ生成プラズマ源（ＤＢＬＰＰ）と称される第１の実施形態に関する。

本発明の第１実施形態によれば、極紫外線（ＥＵＶ）又は軟Ｘ線放射を発生させる装置は、プラズマを生成するために１０^６Ｗ／ｃｍ^２を超える強度で濃いターゲットにフォーカスされたレーザ放射を生成するためにレーザ源と、レーザ源で生成されたプラズマの経路の周りに位置した電極を有する。電極は、レーザ生成プラズマ膨張時間（ＤＢＰＬＬ装置の場合）の時定数より小さい固有の時定数を有する急放電をプラズマ中で生成するための手段と結合している。

この好ましい形態の発明は以下のように作動する。冷たい（すなわち液体又は固体の）ジェットターゲット、スプレーターゲット、クラスターターゲット又は噴出ガスターゲット１が、ノズル又は別な同様な装置２により、相互作用チャンバとして使用される真空チャンバ３に噴射される。ターゲット上のレーザ相互作用領域４は、幾つかの電気的に絶縁したブロック６で保持された電極５で囲まれ、放電ユニットを構成する。電極は、Ｚ−ピンチ、中空陰極ピンチ、スターピンチ又は毛管放電構成のいずれかに配置される。好ましくは極低温に冷却され、高い熱伝導率を示す電気的に絶縁されたブロック６は、使用されない帯域内及び帯域外放射線の両方の吸収により生成された熱負荷を排除することができる。このブロック６は、場合によっては極低温ターゲットインゼクタの熱シールドとしても作用する。ジェットターゲットは、オリフィス８を介してソースチャンバ３に連結した第２真空チャンバ７に入る。相互作用領域４のターゲット１へのレーザ衝撃が、放電を開始させるプラズマ（ＥＵＶ放射を放出する又はしない）を生成する（これは、放電電力供給が必ずしも自身のトリガーユニットを必要としないことを意味する）。有効なＥＵＶ光は、図１Ａの紙面に垂直で読取装置に向いた対称軸を有するラージコーンに集められる。このラージコーン１０は図２に見られる。図２は図１Ａの側面図であり、レーザ源２１で発生し相互作用領域４にフォーカスされたレーザビーム１１と、ラージコーン１０の右側に放出された生成された有効なＥＵＶ放射を示す。

図１Ａはさらに、第１真空チャンバ３及び第２真空チャンバ７のためのポンプ手段９を示す。好ましくは、チャンバ３，７のガス圧は１０Ｐａ以下の範囲で選択される。

相互作用領域４においてプラズマの存在する電極５から流れる電流パルスが、静電容量として蓄積されたエネルギーの急放電により供給される。

急放電は、コンデンサバンク（図示せず）に直結した電極システム５により生成される。それに代えて、急放電は電力オンオフスイッチにより実現されてもよい。このスイッチは論理制御要素によりスイッチを入れられ、電極５とコンデンサバンクの間に接続している。

電極５に加えられる電圧は、考慮される圧力のガス放電の始動電圧より高い。

電極５で供給される電流パルスは、レーザパルスの発射との所定の時間関係で切り換えられる。

ＬＰＰ膨張時間の時定数は放電の固有の時定数より大きい。

レーザと放電の同調は、レーザ源１２により絶対的に制御される。

静電容量として蓄積された電気エネルギーは低いインダクタンスを有する好ましい放電経路に接続されるので、放電時間は１００ｎｓより長く、好ましくは２００ｎｓより短い（すなわち、好ましくは１００〜２００ｎｓの間である）。

駆動電力の大部分は安い電気電力であり、レーザプラズマにより放電が高めの密度で生じ及び／又は放電だけで可能になるよりも制限され、腐食を避け熱負荷を制限するためにレーザプラズマが電極から大きい距離を置いて放電を生じさせるという意味で、レーザ生成アプローチと放電生成アプローチの複合的組み合わせを用いて極紫外線（ＥＵＶ）又は軟Ｘ線放射を発生させる装置は、短い波長の放射線を発生させるのに有利である。

図１Ｂは前記の特許文献４に定められたように得られる冷たいジェットターゲットを示す。

図３は本発明の第２の実施形態を示しており、図１Ａ及び図１Ｂに似た図である。従って、レーザ源及びレーザビームは図３には示されていない。しかし、それらは図２のレーザ源１２とレーザビーム１１に似ている。

しかしながら、図３は固体ターゲット１０４、レーザスポット１０５を示す。レーザビームは固体ターゲット１０４に当たり、ターゲット１０４と、実際のＥＵＶ源を構成する非局所的相互作用領域１０６の融解をもたらし、放電が電極１０２から生じる。

電極１０２は図１Ａ及び２のブロック６と同様な電気的に絶縁されたブロック１０１に設けられている。

基準（リファレンス）１０７はプラズマプルームに関し、基準１１０は、ラージコーンに放出された有効なＥＵＶ放射に関する。

図３はいわゆるレーザアシストガス放電生成プラズマ（ＬＡＧＤＰＰ）を示し、低温プラズマはレーザパルス（領域１０５）により発生する。より効率的でより制限されたＥＵＶ放出（領域１０６）のために、放電チャネルとしてレーザ生成プラズマを使用する電極１０２を通る後続の放電はこのプラズマを加熱し、圧縮する。

本発明の第２の実施形態によれば、極紫外線（ＥＵＶ）又は軟Ｘ線放射を発生させる装置は、低温プラズマプルームを生成させるために固体又は液体ターゲットを蒸発させるレーザ、プラズマプルームの経路に配置された放電極、及びプラズマプルームが電極の間の空間に入る際放電を始動させる電極に接続したパルス発生器を有する。放電はより制限されたＥＵＶ放出のためにプラズマの加熱・圧縮に寄与する。

一般的にはＬＡＧＤＰＰコンセプトでは、本発明は、場合によっては１つ又は複数のバッファガスにより支持されるガス放電生成プラズマの活物質として用いられる固体又は液体ターゲット物質（例えば、スズ、リチウム又は他の物質）を蒸発させるレーザを使用する。プラズマプルーム１０７が電極１０１の間の空間に入るとすぐに、放電が活発に始動する。有効なＥＵＶ放射は好ましくはラージコーン１１０で放出される。例えば、スズによるＬＡＧＤＰＰガス放電プラズマの変換効率は１．３％以上に達する（放電プラズマの電気入力エネルギーに対して２％の帯域内ＥＵＶ放射）。

本発明の第１の実施形態（ＤＢＬＰＰ）では、レーザは拡がりの小さい高密度プラズマを発生し、ａ）長めの時間周期にわたって放出を実現するためにプラズマを加熱し（ＥＵＶのデューティサイクルが大きく増加する）、ｂ）長めの時間周期にわたる効率的な放出のために制限されたプラズマを維持するために、安い放出エネルギーを使用する。

加えて、ＤＢＬＰＰは、ａ）放電が高密度で小さいボリューム内で生じるように放電を開始させ、ｂ）腐食を避けるため、ガス放電生成プラズマを電極及び他のハードウェアから離れて生じさせることを可能にする。

本発明の第３の実施形態によれば、極紫外線（ＥＵＶ）又は軟Ｘ線放射を発生させる装置は、プラズマの経路でＧＤＰＰにおける従来の放電構成を用いて高いプラズマ密度を作るために、従来のＧＤＰＰプロセスで用いられるものに似たジェットターゲットの隣に配置された放電極、ＥＵＶ放射の放出を維持する方法で上記プラズマを放射するレーザ源、及びピンチプロセスがプラズマを十分濃くし、さらなるレーザの加熱を可能にするとき（ＬＢＧＤＰＰ装置の場合）、レーザパルスを開始させる手段を有する。

レーザブーストガス放電生成プラズマ（ＬＢＧＤＰＰ）と呼ばれる本発明の第３の実施形態では、ＥＵＶ放射を放出する従来のＧＤＰＰが発生する。放電と活発に同調して、より長い時間の間ＥＵＶ放出を維持し又はＥＵＶ発生を高めるのに寄与する放射線チャネルを効率的に励起させるため、レーザがこのプラズマにフォーカスされる。プラズマ励起の必要な方法によって、このコンセプトには３つの主なアプローチがある。プラズマ放出時間を長くするために、１０^９〜１０^１０Ｗ／ｃｍ^２だけの範囲の強度が必要である。新たな放出のチャネルを開けるために、１０^１２Ｗ／ｃｍ^２の範囲の強度が好ましい。１０^１４Ｗ／ｃｍ^２を超える強度ではリニア効果は励起されない。

結論として、特に以下のＤＢＬＰＰコンセプトの複合的特徴のために複数の相乗効果が生じる。

１．プロセスが、１３．５ｎｍでＥＵＶ光を放出するレーザ生成プラズマにより開始する。それにより、レーザプラズマが、レーザパルスが終わった後でもプラズマ温度を維持するために安い電気エネルギーを出す放電の始動を誘発する。ピンチ効果が、最長の可能なＥＵＶ放出時間の間プラズマを制限する（時間尺度は一般的なレーザパルス継続時間よりかなり長い）。

２．実行されたＬＰＰプラズマのために、重要な空間ジッタ（レーザターゲットの安定性により定められる）なしでかなり長めのプラズマ電極距離でＧＤＰＰが操作できる。加えて、ＤＢＬＰＰは前記のＬＰＰプラズマの特徴的なプラズマサイズを維持する。最終的に、強く制限された冷たいレーザターゲットのため（ＧＤＰＰは極低温に冷却されたターゲット又は固体により作動しない−このため−ＬＡＧＤＰＰコンセプトでは、後続のＧＤＰＰのためのターゲットを準備するためにレーザが用いられる）、レーザターゲットの回りの、放電極の間の残留ガス圧は非常に低い。この状況により、放電スパークが実行されたレーザ生成プラズマを通る。従って、レーザターゲットの位置はスパーク線の経路を常に定める（これは、チャンバ全体がガスで満たされているレーザ作動した放電の先の実験とは対照的である。結局、レーザ始動した放電はランダムなスパーク線になる。）。

３．実行されたＬＰＰは放電自体が起きる前に磁場による制限を可能にする。

複合源コンセプトの最適な操作のために、レーザと放電の同調が活発に制御されるか（ＬＡＧＤＰＰ及びＬＢＧＤＰＰ）、自然に生じる（ＤＢＬＰＰ）。ＧＤＰＰコンセプトと比べてＥＵＶ放出の絶対時間ジッタはかなり小さい。それはレーザプラズマの生成によりインサイチュで制御され、必ずしも外部の電力供給で制御されないからである。

本発明のある実施形態の概略図であり、放電は冷たい小滴スプレーターゲットを用いて、レーザ生成プラズマにより始動され制限される。図１Ａのある実施形態の概略図であるが、別なタイプのジェットターゲット（マイクロリキッドジェット）を有する。図１Ａの実施形態の概略側面図であり、相互作用領域にフォーカスしたレーザビームと大領域に放出された生成された有効なＥＵＶ放射を示す。本発明に従うレーザアシストガス放電生成プラズマ（ＬＡＧＤＰＰ）のある実施形態の概略図である。

符号の説明

１ターゲット
２装置
３真空チャンバ
４相互作用領域
５電極
６ブロック
７真空チャンバ
８オリフィス
９ポンプ手段
１０ラージコーン
１１レーザビーム
１２レーザ源
１０１ブロック
１０２電極
１０４固体ターゲット
１０５レーザスポット
１０６相互作用領域
１０７プラズマプルーム
１１０ラージコーン

Claims

極紫外線（ＥＵＶ）又は軟Ｘ線放射を発生させる方法にして、
プラズマが、１０^６Ｗ／ｃｍ^２を超える強度でターゲットにフォーカスされたレーザ源で生成されたレーザ放射と、急放電を生成する手段と結合した電極で生成された放電との組み合わせにより複合的に生成され加熱され、
レーザ生成プラズマ膨張時間の時定数が放電の固有の時定数を超える方法。
ターゲットが、１０^１９原子／ｃｍ^３以上のガス、液体、液体スプレー、クラスタースプレー、又はバルク若しくは箔ターゲットのような固体媒体であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
ＥＵＶプラズマが先ずレーザ相互作用領域の濃いターゲットにフォーカスされたレーザ放射により生成され、次いで放電がレーザ相互作用領域にわたって誘発され、それにより初めのレーザ生成プラズマを増加させ、全ＥＵＶ光生成を高めることを特徴とする請求項１に記載の方法。
低温プラズマが、低温プラズマプルームを生成するためにターゲットにフォーカスされたレーザ放射により発生し、次いで、放電が、より制限されたＥＵＶ光放出のためにプラズマを加熱し圧縮するためにプラズマプルームの非局所的相互作用領域で活発に始動することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
プラズマ存在下で電極により適用される電流パルスが、容量を蓄えたエネルギーの急放電により供給されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
プラズマ存在下で電極により適用される電流パルスが、１〜３桁のナノ秒範囲内の周期で選択されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
プラズマ存在下で電極により適用される電流パルスが、２〜３桁のキロアンペア範囲の幅で選択されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
プラズマ存在下で電極により適用される電流パルスが、レーザ源で生成されたレーザパルスの始動との所定の時間関係で切り換えられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
生成したプラズマが６桁のケルビン範囲の温度を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
プラズマが１０Ｐａ以下の範囲で選択されたガス圧で発生することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
プラズマが５０ｎｍより短い波長の放射を放出することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
ターゲットが次の物質、キセノン、スズ、銅、リチウム、酸素、ヨウ素から選択されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
プラズマを生成するために１０^６Ｗ／ｃｍ^２を超える強度でターゲットにフォーカスされたレーザ放射を生成するためにレーザ源と、レーザ源で生成されたプラズマの経路の周りに位置した電極とを有する、極紫外線（ＥＵＶ）又は軟Ｘ線放射を発生させる装置にして、
電極が、レーザ生成プラズマ膨張時間の時定数より小さい固有の時定数を有する急放電をプラズマ中で生成するための手段と結合している装置。
電気エネルギーを適用するための手段がパルス圧縮機を有することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
電気エネルギーを蓄えるための手段が容量バンクを有することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
急放電を生成するために、電極が容量バンクに直結していることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
急放電を生成するために、電極が論理制御要素で切り換わる電力オンオフスイッチを介して容量バンクに接続することを特徴とする請求項１５に記載の装置。
電極の間の放電時間が１００ｎｓ〜２００ｎｓであるが、レーザ源で発生したレーザパルスのレーザパルス継続時間は数ナノ秒であり、６０ｎｓを超えないことを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の装置。
冷たいジェットターゲット、マイクロ液体ジェット、小滴スプレーターゲット、クラスターターゲット又は噴出ガスターゲットを、ターゲットのレーザ相互作用領域の周りの電極を保持するために電気的に絶縁された少なくとも１つのブロックを備えた接続真空チャンバに発射するためにノズルを有することを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の装置。
電気的に絶縁されたブロックが高い熱伝導率を有することを特徴とする請求項１９に記載の装置。
電気的に絶縁されたブロックが極低温に冷やされ、不使用の帯域内及び帯域外放射線の両方の吸収により生成された熱負荷の排出を可能にすることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
電気的に絶縁されたブロックが極低温ターゲットインゼクタのために熱シールドとしても働くことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の装置。
ＥＵＶ光の放出領域の下流の不使用のターゲット物質を収容するためのオリフィスを介して第１真空チャンバに接続した第２真空チャンバをさらに有することを特徴とする請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の装置。
電極が、Ｚ−ピンチ、中空陰極ピンチ、スターピンチ又は毛管放電構成のいずれかに配置されることを特徴とする請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の装置。
プラズマを生成するために１０^６Ｗ／ｃｍ^２を超える強度で濃いターゲットにフォーカスされたレーザ放射を生成するためにレーザ源を有することを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の装置。
レーザ源で生成されたレーザビームが、低温プラズマプルームを生成するために固体バルク、固体箔、液体、スプレー、クラスター又は噴出ガスターゲットを照射し、放電極がレーザ相互作用領域を有するプラズマプルームの経路に配置され、放電極が加熱に寄与し、より制限されたＥＵＶ放出のためにプラズマを圧縮することを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の装置。
プラズマプルームが電極の間の空間に入る際放電を始動させる電極に接続したパルス発生器を有することを特徴とする請求項２６に記載の装置。
プラズマの経路において従来のＧＤＰＰの放電構成を用いて高密度プラズマを生成するためにジェットターゲットの隣に配置された放電極、ＥＵＶ放射の放出を維持するようにして当該プラズマを照射するレーザ源、及びピンチプロセスがプラズマを十分濃くし、さらなるレーザ加熱が可能になるときにレーザパルスを始動させる手段を有することを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の装置。