JP2014529862A - 放射源及びリソグラフィ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】【解決手段】 リソグラフィ装置で使用される、放射源小滴流生成器によって生成される流れの中の燃料小滴の合体を促進する方法及び装置が提供される。小滴の電気的特性を制御できるように、エミッタに変調電圧源が印加される様々な例が記載される。その結果、流れの中の小滴の加速と減速が生じ、それによって小滴を融合させ、合体が促進される。【選択図】 なし

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、全体が参照により本明細書に組み込まれている２０１１年９月２日出願の米国仮特許出願第６１／５３０，７６６号の利益を主張する。

[0002] 本発明は、放射源及びリソグラフィ装置に関する。

[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。

[0004] リソグラフィは、ＩＣ及びその他のデバイス及び／又は構造の製造の主要な工程の１つとして広く認知されている。しかしながら、リソグラフィを用いて製造されるフィーチャの寸法が小さくなるにつれ、リソグラフィは超小型ＩＣ又はその他のデバイス及び／又は構造を製造可能にするさらに重要な要素になりつつある。

[0005] パターン印刷の理論的な推定限界は、式（１）に示す解像度についてのレイリー基準によって与えられる。

ここで、λは使用する放射の波長、ＮＡはパターンを印刷するのに使用される投影システムの開口数、ｋ_１はレイリー定数とも呼ばれるプロセス依存調整因子、ＣＤは印刷されたフィーチャのフィーチャサイズ（又はクリティカルディメンション）である。式（１）から、フィーチャの最小印刷可能サイズの縮小は３つの方法、すなわち、露光波長λを短くするか、開口数ＮＡを増加させるか、又はｋ_１の値を低減することにより達成されることが分かる。

[0006] 露光波長を短くして、最小印刷可能サイズを低減するために、極端紫外線（ＥＵＶ）放射源を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射は、５ｎｍ〜２０ｎｍ、例えば、１３ｎｍ〜１４ｎｍ、又は例えば６．７ｎｍ若しくは６．８ｎｍなどの５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である。可能な放射源は、例えば、レーザ生成プラズマ源、放電プラズマ源、又は電子蓄積リングによって提供されるシンクロトロン放射に基づく放射源を含む。

[0007] ＥＵＶ放射はプラズマを用いて生成してもよい。ＥＵＶ放射を生成する放射システムは、燃料を励起してプラズマを生成するレーザと、プラズマを含む放射源コレクタモジュールとを含んでもよい。プラズマは、例えば、好適な物質（例えば、スズ）の小滴、又はＸｅガス若しくはＬｉ蒸気などの好適なガス又は蒸気のストリームなどの燃料にレーザビームを誘導することで生成してもよい。結果として得られるプラズマは、放射コレクタを用いて収集されるＥＵＶ放射などの出力放射を発する。放射コレクタは、放射を受光して放射をビームに合焦させるミラー付き垂直入射放射コレクタであってもよい。放射源コレクタモジュールは、プラズマを支持する真空環境を提供するように構成された構造又はチャンバを含んでもよい。そのような放射システムは、通常、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）放射源と呼ばれる。

[0008] 所望のサイズ及び所望の離間距離を有する燃料物質の小滴をプラズマ形成位置に送出することは困難であろう。

[0009] 従来の放射源と比較して、新規で発明性がある放射源及びリソグラフィ装置を提供することが望ましい。

[0010] 本発明の第１の態様によれば、放射源燃料小滴生成器であって、燃料小滴の流れの第１の部分に第１の電圧を印加し、燃料小滴の流れの第２の部分に第２の電圧を印加するように構成された変調電圧源に接続される燃料小滴エミッタと、燃料小滴エミッタの近傍に位置する第１の電極と、燃料小滴エミッタからさらに離間した第２の電極と、第１及び第２の電極の間に電位差を印加し、それによって、燃料小滴の流れの第１及び第２の部分の一方に減速力を加え、かつ燃料小滴の流れの第１及び第２の部分の他方に加速力を加える電界を第１及び第２の電極の間に生成するように構成された電圧源とを備える放射源燃料小滴生成器が提供される。

[0011] 一例では、第１及び第２の電圧は、第１の電極がゼロ電位に保たれる電圧に対してそれぞれ正と負である。一例では、第１及び第２の電極の間の電位差は実質的に一定である。

[0012] 本発明の幾つかの実施形態では、第１の電圧と第２の電圧との印加の間の期間中は、小滴の流れに電圧が印加されない。

[0013] 第１の電極に印加される電圧に対する第１の電圧の大きさは、第１の電極に印加される電圧に対する第２の電圧の大きさと同一であっても、又は異なっていてもよい。

[0014] 第１の電圧と第２の電圧は、同じ期間、又は異なる期間印加されてもよい。

[0015] 本発明の第２の態様によれば、放射源燃料小滴流生成器であって、燃料小滴エミッタと、エミッタにより形成される小滴の形成ポイントの近傍に位置する電極と、エミッタと電極との間に交流電圧を印加するための電圧源とを備え、それによって、流れの中の交互の小滴に交互の符号の電荷が与えられる放射源燃料小滴流生成器が提供される。

[0016] 一例では、小滴の列において、一つおきのの小滴の電荷の大きさが増大する。一例では、上記列の後、次の列の前に電圧が印加されない期間があってもよい。さらに、一例では、交流電圧の印加が小滴の形成と同期してもよい。

[0017] 本発明の第３の態様によれば、放射源燃料小滴流生成器であって、燃料小滴エミッタと、電極と、エミッタと電極との間に交流電圧を印加するための電圧源とを備え、それによって、小滴の流れが反対の符号、又は同じ符号であるが大きさが異なるように形成され、小滴の合体(coalescence)を促進する電極に向かって加速又は減速される放射源小滴流生成器が提供される。

[0018] 一例では、定電圧がエミッタに追加的に印加されてもよい。

[0019] 本発明の第４の態様によれば、放射源小滴流生成器であって、燃料小滴エミッタと、電極と、エミッタに接続され、エミッタと電極との間の小滴の相対速度を制御するための変調電圧源とを備え、それによって、より小さい小滴のより大きい小滴への合体が促進される放射源小滴流生成器が提供される。

[0020] 一例では、小滴の相対速度が、異なる小滴に電界における反対の電荷を与えることによって、及び／又は異なる小滴に異なる大きさの電荷を与えることによって制御される。一例では、小滴の相対速度が、電界を変調することによって制御される。

[0021] 本発明の第５の態様によれば、リソグラフィ装置であって、上記に記載の放射源と、さらに、放射ビームを調整するように構成された照明システムと、放射ビームの断面にパターンを付与してパターニングされた放射ビームを形成することができるパターニングデバイスを支持するように構築された支持体と、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムとを備えるリソグラフィ装置が提供される。

[0022] 本発明の第６の態様によれば、燃料小滴エミッタから放出される放射燃料源小滴の合体を促進する方法であって、エミッタに変調電圧を印加することによって流れの中の小滴の相対速度を制御するステップを含む方法が提供される。

[0023] 本発明の別の特徴及び利点、並びに本発明の様々な実施形態の構造及び動作は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。本発明は、本明細書に記載する特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。このような実施形態は、例示のみを目的として本明細書に記載されている。本明細書に含まれる教示に基づいて当業者はさらなる実施形態を容易に思い付くであろう。

[0024] 本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付の図面は本発明を図示し、説明とともに、さらに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成して使用できるようにする働きをする。
[0025]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0026]ＬＰＰ放射源コレクタモジュールを含む、図１の装置のより詳細な図である。 [0027]図１及び図２に示すリソグラフィ装置の一部を形成し得る燃料小滴エミッタを概略的に示す。 [0028]本発明のある実施形態による放射源の一部を形成し得る燃料小滴流生成器を概略的に示す。 [0029]本発明のある実施形態による放射源の一部を形成し得る代替燃料小滴流生成器を概略的に示す。 [0030]本発明のある実施形態による放射源の一部を形成し得る他の代替燃料小滴流生成器を概略的に示す。及び [0031]本発明のある実施形態による放射源の一部を形成し得る他の代替燃料小滴流生成器を概略的に示す。

[0032] 本発明の特徴及び利点は、同様の参照符号は全体を通して対応する要素を識別する図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことでさらに明白になろう。図面では、一般に、同様の参照番号が同一の、機能が類似した、及び／又は構造が類似する要素を示す。ある要素が最初に出現する図面は、対応する参照番号の左端の１つ以上の数字によって示される。

[0033] 本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つ以上の実施形態を開示する。開示される実施形態は本発明を例示するにすぎない。本発明の範囲は開示される実施形態に限定されない。本発明は、本明細書に添付される特許請求の範囲によって定義される。

[0034] 記載された実施形態、及び本明細書で「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的実施形態」などに言及した場合、それは記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含まないことがあることを示す。さらに、このようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。さらに、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造、又は特性について記載している場合、明示的に記載されているか、記載されていないかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識にあることが理解される。

[0035] 本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその任意の組合せで実施してもよい。本発明の実施形態は、１つ以上のプロセッサで読み取り、実行することができる機械読み取り式媒体に記憶した命令として実施してもよい。機械読み取り式媒体は、機械（例えば、計算デバイス）で読み取り可能な形態で情報を記憶するか、又は伝送する任意の機構を含んでもよい。例えば、機械読み取り式媒体は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音響又は他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）、及びその他を含んでもよい。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令を、本明細書では特定の行為を実行するものとして記述することができる。しかし、このような記述は便宜的なものにすぎず、このような行為は実際には計算デバイス、プロセッサ、コントローラ、又はファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行する他のデバイスの結果であることを認識されたい。

[0036] しかしながら、このような実施形態を詳述する前に、本発明の実施形態を実施することができる例示の環境を提示することが有用であろう。

[0037] 図１は、リソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射又はＤＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構築され、特定のパラメータによるパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続された支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、特定のパラメータによる基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上にパターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢへ付与されたパターンを投影するように構成された投影システム（例えば、屈折型投影レンズシステム）ＰＳとを備える。

[0038] 照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁、静電型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。

[0039] 支持構造ＭＴは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法でパターニングデバイスＭＡを保持する。この支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械式、真空式、静電式等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにしてもよい。

[0040] 「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを付与するのに使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。放射ビームに付与されるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。

[0041] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを付与する。

[0042] 照明システムのような投影システムは、使用する露光放射、又は真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、磁気光学システム、電磁光学システム、静電光学システム等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでもよい。その他のガスは放射を吸収しすぎるため、ＥＵＶ放射用には真空を使用することが望ましいことがある。したがって、真空壁及び真空ポンプを用いてビーム経路全体に真空環境を設けてもよい。

[0043] 本明細書で示すように、装置は反射型である（例えば反射型マスクを使用する）。

[0044] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、又は１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に１つ以上のテーブルで予備工程を実行してもよい。

[0045] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源コレクタモジュールＳＯから極端紫外線（ＥＵＶ）放射ビームを受光する。ＥＵＶ放射を生成する方法は、物質を少なくとも１つの元素、例えば、キセノン、リチウム又はスズを有し、ＥＵＶ範囲内の１つ以上の輝線を有するプラズマ状態に変換する工程を含むが、これに限定されない。多くの場合、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）と呼ばれるそのような１つの方法では、要求される輝線放出元素を有する物質の小滴などの燃料をレーザビームで照射することで要求されるプラズマを生成できる。放射源コレクタモジュールＳＯは、燃料を励起するレーザビームを提供するレーザ（図１には示さず）を含むＥＵＶ放射源の一部であってもよい。結果として得られるプラズマは、放射源コレクタモジュール内に配置された放射源コレクタを用いて収集される出力放射、例えば、ＥＵＶ放射を放出する。

[0046] レーザ及び放射源コレクタモジュールは、例えば、ＣＯ_２レーザを用いて燃料励起のためのレーザビームを提供する場合のように、独立した構成要素であってもよい。そのような例では、例えば、好適な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダを備えるビームデリバリシステムを用いて、放射ビームはレーザから放射源コレクタモジュールへ渡される。レーザ及び燃料供給はＥＵＶ放射源を備えると見なすことができる。

[0047] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するアジャスタを備えてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調整することができる。さらに、イルミネータＩＬは、ファセット型フィールド及び瞳ミラーデバイスなどの他の種々のコンポーネントを備えてもよい。イルミネータを用いて放射ビームを調節し、その断面に所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。

[0048] 放射ビームＢは、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されたパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスによってパターン付けされる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに反射した後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳはビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２のポジショナＰＷ及び位置検知システムＰＳ２を用いて（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサを用いて）、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めできるように正確に移動できる。同様に、第１のポジショナＰＭ及び別の位置検知システムＰＳ１を用いて、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを正確に位置決めできる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせしてもよい。

[0049] 図示の装置は、以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。

[0050] １．ステップモードにおいては、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに付与したパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。

[0051] ２．スキャンモードにおいては、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに付与されるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。

[0052] ３．別のモードにおいては、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに付与されたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させるごとに、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に適用できる。

[0053] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。

[0054] 図２は、放射源（放射源コレクタモジュールＳＯ）と、照明システムＩＬと、投影システムＰＳとを含む装置１００をより詳細に示す。放射源コレクタモジュールＳＯは、真空環境が放射源コレクタモジュールＳＯの密閉構造２２０内で維持されるように構築され構成されている。

[0055] レーザＬＡは、レーザビーム２０５を介してレーザエネルギーを燃料小滴流生成器２００から供給されるキセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）、又はリチウム（Ｌｉ）などの燃料に蓄えるように構成される。これによって、電子温度が数十ｅＶである高電離プラズマ２１０がプラズマ形成位置２１１で生成される。これらのイオンの脱励起及び再結合中に生成されるエネルギー放射はプラズマから放出され、垂直に近い入射放射コレクタＣＯによって集光され、合焦される。レーザＬＡと燃料小滴流生成器２００とが共にＥＵＶ放射源を構成すると見なしてもよい。ＥＵＶ放射源は、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）放射源と呼んでもよい。

[0056] 第２のレーザ（図示せず）を備えてもよく、第２のレーザは、レーザビーム２０５が燃料に入射する前に燃料を予熱するように構成される。このアプローチを使用するＬＰＰ放射源はデュアルレーザパルシング（ＤＬＰ）源と呼んでもよい。

[0057] 放射コレクタＣＯによって反射される放射は、仮想放射源ポイントＩＦに合焦される。仮想放射源ポイントＩＦは一般に中間焦点と呼ばれ、放射源コレクタモジュールＳＯは、中間焦点ＩＦが密封構造２２０内の開口２２１に、又はその近傍に位置するように配置される。仮想放射源ポイントＩＦは、放射放出プラズマ２１０の像である。

[0058] その後、放射は照明システムＩＬを横切る。照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡでの放射ビーム２１の所望の角分散及びパターニングデバイスＭＡでの放射強度の所望の均一性を提供するように構成されたファセット型フィールドミラーデバイス２２及びファセット型瞳ミラーデバイス２４を含んでもよい。支持構造ＭＴによって保持されたパターニングデバイスＭＡにて放射ビーム２１が反射すると、パターン付ビーム２６が形成され、パターン付ビーム２６は、投影システムＰＳによって、反射要素２８、３０を介して、ウェーハステージ又は基板テーブルＷＴによって保持された基板Ｗ上に結像される。

[0059] 照明システムＩＬ及び投影システムＰＳ内には、一般に、図示するよりも多くの要素が存在していてもよい。さらに、図に示すよりも多くのミラーが存在してもよく、例えば、投影システムＰＳ内には、図２に示す他に１〜６個の追加の反射要素があってもよい。

[0060] 図３は、燃料小滴流生成器の燃料小滴エミッタ３１０を概略的に示す。燃料小滴エミッタ３１０は、燃料液（例えば液体スズ）３０２を含むリザーバ３００を備える。リザーバ３００は、圧電アクチュエータ３０６によって囲まれた毛細管３０４に接続される。振動が圧電アクチュエータから毛細管へと進むように、圧電アクチュエータ３０６と毛細管３０４との間は（例えば適切な接合材を使用して）強固に接続される。毛細管３０４には、燃料物質が軌道Ａに沿ってそこから噴出されるノズル３０８が設けられている。軌道Ａは、毛細管の中心を通る点線によって概略的に示されるように、毛細管３０４の中心に沿って延びる軸と同軸である。

[0061] ある実施形態では、ノズル３０８の直径は３〜５ミクロンでよい。毛細管３０４の長さは例えば２５ミリメートルでよく、その場合の外径は１ミリメートル、壁厚は０．２ミリメートルである。圧電アクチュエータ３０６の長さは例えば１０ｍｍでよく、接着剤を用いて毛細管３０４に固定されてもよい。接着剤は高温接着剤、すなわち燃料供給２００の動作温度で接着不良にならない接着剤でよい。圧電アクチュエータ３０６は、所望の変調周波数で毛細管３０４が圧搾され、それによって毛細管内の圧力を変調して流速が変化する効果を生じるように構成される。

[0062] 使用時には、液体燃料３０２はリザーバ３００内の圧力に保たれる。これは例えば、ガスによって液体燃料に圧力が加わるように、これもリザーバ３００内にある加圧ガス（図示せず）によって達成されてもよい。圧力の結果、燃料の流れはノズル３０８から流出する。圧電アクチュエータ３０６がないと、流れはノズル３０８からある距離（距離は例えばノズル径の１００〜１０００倍）だけ進むと自然に分裂し、それによって小滴の流れを形成する。これはレイリー分裂と呼ばれる。レイリー分裂が生じると、直径がノズル径３０８のおよそ２倍、又はそれよりもやや小さく、離間距離がノズル径の約４．５倍の燃料小滴が形成される。燃料液の流れのレイリー分裂は圧電アクチュエータ３０６が作動しなくても生じるが、圧電アクチュエータ３０６を使用して毛細管３０４内の圧力を変調することによりレイリー分裂を制御してもよい。

[0063] しかしながら、本発明の実施形態で別のタイプの燃料小滴エミッタを使用してもよいことに注目することは重要なことである。特に、使用可能な小滴エミッタには、機械的手段で補助し、又は調整することが可能なレイリー分裂メカニズムによって連続的な小滴の流れを生成する小滴エミッタが含まれる。使用可能な別の小滴エミッタは、何らかの機械的及び／又は電気的刺激で小滴が生成される、オンデマンド小滴エミッタと呼んでもよいエミッタである。その結果生じるオンデマンド小滴エミッタの小滴の流れは、一定の小滴周波数を有することができる。あるいは、小滴間の時間を必要に応じて変更することができる。

[0064] 読み手が異なる図に示された装置の相対的な配向を理解し易くなるように、直交座標が図３及び他の図の幾つかに示されている。直交座標は、装置が特定の配向を有さなければならないということを意味することを意図するものではない。

[0065] 図４に燃料小滴流生成器２００が概略的に示されている。燃料小滴流生成器２００は、図３の燃料小滴エミッタ３１０を含み、さらに第１の電極３１４及び第２の電極３１８を含んでいる。変調電圧源３１２は、燃料小滴エミッタ３１０と第１の電極３１４との間に接続される。定電圧源３１６は、第１の電極３１４と第２の電極３１８との間に接続される。第１の電極３１４は、接地電圧でよい固定電圧に保たれるが、第２の電極３１８又は小滴エミッタが接地されることも可能である。

[0066] 変調電圧源３１２は、一定の正の電圧値Ｖａから一定の負の電圧値−Ｖａへと切り換わり、その後にゼロ電圧になる電圧を印加するように構成される。正電圧Ｖａは、燃料小滴エミッタ３１０が小滴の流れの一方の半分の小滴を放出するために要する時間に対応する期間だけ印加され、負電圧−Ｖａは、小滴の流れの他方の半分を放出するために要する時間に対応する期間だけ印加される。小滴の流れの最初の半分は図４に３２０で示され、小滴の流れの第２の半分は３２２として示されている。正電圧Ｖａは、小滴の流れの最初の半分３２０が放出されると印加されるので、これらの小滴は正の電荷を有する。同様に、負電圧−Ｖａは、小滴の流れの第２の半分３２２が放出されると印加されるので、これらの小滴は負の電荷を有する。この文脈で、負電圧、及び正電圧という用語は、電極３１４の固定電圧に対する用語であることを理解されたい。電極３１４がゼロに保たれている場合は、これらの用語は絶対的な正と負とを意味するが、例えば電極３１４が正電圧に保たれている場合は、絶対的には正であるが、電極３１４の電圧と比較すると負である電圧を小滴エミッタ３１０に印加可能であることを理解されたい。さらに、交流電圧Ｖａは小滴に荷電する役割を果たすだけではなく、小滴を加速する役割をも果たすことが理解されよう。電圧Ｖａが極性を変えると、エミッタ３１０と電極３１４との間を既に移動している少数の小滴は、それらが「正しくない」電荷であるために減速される可能性があるが、エミッタ３１０と電極３１４との間の距離が小さい場合は、小滴の数は、流れの中の小滴の少数部分であることを示す少数であり、小滴の全体的な加速にはさしたる影響を与えない。

[0067] 小滴の流れの第２の半分３２２が放出された後、変調電圧源３１２によって印加される電圧はゼロになり、小滴は荷電されない。電圧は、帯電小滴の流れの終了から帯電小滴の次の流れの開始までの期間に対応するｔ_{ｓｉｌｅｎｔ}期間だけゼロに保たれる。ｔ_{ｓｉｌｅｎｔ}期間は任意の適切な期間でよい。ある実施形態では、ｔ_{ｓｉｌｅｎｔ}期間はゼロでよく、すなわち電圧は−ＶａからＶａに即座に変化する。ある実施形態では、小滴の流れの第２の半分の終了と後続の小滴の流れの最初の半分の開始との間にはギャップがなくてもよい。

[0068] 第１の電極３１４はゼロ電位（又は少なくとも固定電位−本発明のこの実施形態はエミッタと両方の電極とが全て同じ固定電位によって電圧が上昇してもなお動作するため、それはゼロでなくてもよい）を有し、第２の電極３１８は、定電圧源３１６によって（電極３１４に対して）固定的な正の電圧に設定される。このようにして、負電荷を帯びた小滴３２２が加速され、正電荷を帯びた小滴３２０が減速される定電界が電極３１４と３１８との間に生成される。その結果、小滴の速度が変化し（一部が他の小滴よりも速くなる）、高速の小滴が低速の小滴の速度を上回る。この例では、高速の小滴は負に帯電し、低速の小滴は正に帯電するため、高速の小滴が低速の小滴を追い越すと電気的吸引力が生じて合体を促進し、助長する。

[0069] 電圧変調及び位相差は、負に帯電した燃料小滴３２２が燃料小滴エミッタ３１０から放出されると、第１の電極３１４が正の電荷を有するような電圧変調及び位相差である。したがって、第１の電極３１４は燃料小滴３２２を吸引し、燃料小滴を加速させる。燃料小滴３２２は開口３１５を通って第２の電極３１４内に流入する。燃料小滴３２２が開口を通過すると、これらは燃料小滴エミッタ３１０から放出されたときの速度よりも高い速度を有する。

[0070] 燃料小滴３２０、３２２が第１の電極３１４を通過した後、燃料小滴は、定電圧源３１６によって第２の電極３１８に印加される電圧により生成される電界に曝される。この電圧は正の定電圧Ｖｃであり、その結果、小滴の流れの最初の半分を形成する正に帯電した燃料小滴３２０は斥力を受け、減速される。小滴の流れの第２の半分を形成する負に帯電した燃料小滴３２２は吸引力を受け、加速される。これによって負に帯電した燃料小滴３２２と正に帯電した燃料小滴３２０とは移動して互いにより近接し、その結果、燃料小滴の単一の燃料小滴への合体が促進される。したがって小滴の流れ３２０、３２２は合体して単一の小滴３２４になる。この合体は第２の電極３１８の前で生じ得る。さらに、電極３１８が電極３１４よりも高い電位にあるか低い電位にあるかの選択に応じて、及び流れの中の小滴の順序、すなわち正に帯電した小滴が負に帯電した小滴に先行するか、又はその逆であるかに応じて、個々の流れの中の正と負に帯電した小滴が合体し、又は１つの流れの中の正に帯電した小滴が直ぐ隣接する流れの中の負に帯電した小滴と合体し得ることに留意されたい。さらに、この実施形態は、離間した小滴群を生成可能なタイプの小滴エミッタ３１０に（図示した実施形態）使用可能であり、又は連続する小滴の流れを生成するタイプの小滴エミッタ３１０に使用可能であることを理解されたい。

[0071] 正に帯電した小滴と負に帯電した小滴が同数あり、これらの帯電小滴が全て同じ大きさの電荷を有する場合は、結果として生じる合体したより大きい小滴は電気的に中性である。しかしながら、等しくない数の正と負に帯電した小滴を形成することによって（これはＶａが高と低である期間が等しくないようにすることによって行われる）、及び／又は異なる大きさの正と負の電荷を有することによって（これは正Ｖａと負Ｖａの電荷の大きさが異なることによって行われる）、電荷と合体した粒子を形成することが可能である。合体した小滴が電荷を帯びて電極３１４と３１８との間に形成されると、さらなる加速が可能になる。

[0072] 単一の小滴３２４、又は残された合体していない小滴の流れは開口３１９を通過して第２の電極３１８に流入する。したがって、燃料小滴流生成器２００は、プラズマ形成位置２１１（図２を参照）に移動し、及びＥＵＶ放射放出プラズマを生成するために使用できる一連の燃料小滴３２４を生成する。燃料小滴３２４は、正に帯電した燃料小滴３２０と負に帯電した燃料小滴３２２との組み合わせから形成されるため、中性の電荷を有する。

[0073] 公知の燃料小滴流生成器と同様に、燃料小滴３２４のサイズ、それらの速度及び離間距離は部分的に、燃料小滴エミッタ３１０のノズル３０８の直径、リザーバ３００内の燃料に加えられる圧力、及び圧電アクチュエータ３０６（図３を参照）に適用される変調によって決定され得る。しかしながら、加えて、第１の電極３１４に電圧を印加することによって燃料小滴３２４の速度を変更してもよい。さらに、単一の小滴を形成する小滴の流れの合体が不完全になる可能性は、第２の電極３１８に電圧が印加されることで低くなる。

[0074] コントローラＣＴを使用して燃料小滴エミッタ３１０に印加される電圧を制御し、及び電極３１４、３１８、３３２に印加される電圧を制御してもよい。コントローラＣＴはまた、燃料小滴エミッタ３１０の圧電アクチュエータの作動を制御し、燃料小滴エミッタのその他の態様を制御し得る。

[0075] 上記の記載で、変調電圧源３１２によって供給される電圧の変調は正から負への変調であり、定電圧源３１６によって供給される定電圧は正である。しかしながら、変調電圧源３１２によって供給される電圧の変調が負から正への変調であり、定電圧源によって供給される電圧が負であるように、電圧の正負を交換してもよい。

[0076] 図４に概略的に示されるように、第１の電極３１４と燃料小滴エミッタ３１０との距離は、第１の電極と第２の電極３１８との距離よりも小さくてもよい。実際には、一例ではエミッタ３１０と第１の電極３１４との距離は、小滴がエミッタ３１０から離れる際の小滴間の距離と同程度であるが、図４では明快にするために距離は拡大して示されている。

[0077] 第１の電極に印加される電圧は、燃料小滴３２０、３２２の流れの小滴を同じ速度に加速するように構成してもよい。

[0078] 電極３１４、３１８の開口３１５、３１９は任意の適切な形状とサイズを有してもよい。開口３１５、３１９は電極３１４、３１８によって完全に囲まれてもよく、又は電極によって部分的に囲まれてもよい。

[0079] 図４に示す本発明の実施形態は、燃料小滴エミッタ３１０によって放出される燃料のレイリー分裂を促進する圧電アクチュエータ３０６（図３を参照）によって加えられた変調と組み合わせてもよい。アクチュエータの周波数は、レイリー分裂周波数に近い周波数（すなわち１０倍以内）でよい。圧電アクチュエータを使用する利点は、レイリー分裂メカニズムによる小滴形成の位置が明確に定義されることにある。それは、小滴形成ポイントと電極３１４との距離がより明確に定義されることを意味する。

[0080] 図４に示す実施形態は、レイリー分裂を促進するために、レイリー分裂周波数に近い（１０倍以内）周波数を有する信号Ｖａ上の追加信号と結合してもよい。

[0081] この例では、ノズルの直径は例えば４ミクロンでよい。燃料小滴はレイリー分裂によって形成されてもよく、直径が７ミクロンでよい。小滴は、約１８ミクロンの距離で離間してもよい。ノズル３０８の小滴生成率に対応するレイリー周波数は、ノズル及びノズル径での平均速度に関連する。

[0082] 燃料液の流れのレイリー分裂は圧電アクチュエータ３０６の作動がなくても生じるが、圧電アクチュエータ３０６を使用して毛細管３０４内の圧力を変調することによってレイリー分裂を制御してもよい。毛細管３０４内の圧力を変調することで、ノズル３０８からの液体燃料の噴出速度が変調され、液体燃料の流れは、ノズルから出た直後に制御された状態で分裂し、小滴になる。圧電アクチュエータ３０６によって印加される周波数がレイリー周波数に十分近い場合は、燃料小滴が形成され、これらの小滴は、燃料ノズル３０８からの平均噴出速度によって、及び圧電アクチュエータ３０６によって印加される周波数によって決定される距離だけ離間される。燃料小滴は、図４に示す本発明の実施形態によって加速され得る。より大きい小滴を形成する小滴の合体は、図４に示す本発明の実施形態によって促進され得る。

[0083] 圧電アクチュエータ３０６によって印加される周波数がレイリー周波数よりも大幅に低い場合は、一連の燃料小滴は形成されず、燃料クラウド(cloud(s) of fuel)が形成される。所与の燃料クラウドは、比較的高速で移動する小滴群と、比較的低速で移動する小滴群を含んでもよい（速度は燃料クラウドの平均速度に対する速度）。これらは合体して単一の燃料小滴を形成する。このようにして、レイリー周波数よりも大幅に低い圧電アクチュエータ３０６の周波数を印加することによって、一連の燃料小滴を生成してもよい。図４に示す本発明の実施形態は、燃料クラウドと組み合わせて使用してもよい。

[0084] また、図４の実施形態では、電極３１４は、小滴がさらに高速度に加速されるように既知の距離だけ離間した電極列から構成してもよく、又は小滴を加速するためにより低い電圧を使用することができることに留意されたい。

[0085] 本発明の代替実施形態が図５に概略的に示されている。本発明の代替実施形態は、燃料小滴エミッタ３１０と電極３３２とを備え、その間に変調電圧源３３８が接続される。燃料小滴エミッタ３１０は、燃料小滴の流れを放出するように構成され、各々の流れは場合によっては時間的に離れていてもよい。例示的実施形態では、各々の小滴の流れ３３０ａ〜３３０ｃは６つの小滴を含む。しかしながら、各々の小滴の流れは適切な任意の数の小滴を含んでもよい。流れの間隔は任意である。

[0086] 変調電圧源３３８は、正と負の値で入れ替る電圧Ｖ_ｖを印加するように構成される。電圧が正と負の間で入れ替る周波数は、燃料小滴が燃料小滴エミッタ３１０によって放出される周波数の半分である。したがって、例示的実施形態では、第１の小滴の流れ３３０ａの第１の小滴が放出されるときには電圧は正であり、第１の小滴の流れの第２の小滴が放出されるときには負であり、第３の小滴の流れの第３の小滴が放出されるときには正であり、以下同様である。その結果、第１の小滴の流れ３３０ａの第１、第３、及び第５の小滴は正に帯電し、第１の小滴の流れの第２、第４、及び第６の小滴は負に帯電する。第１の小滴の流れ３３０ａの最後の小滴が放出された後、電圧Ｖ_ｖはゼロに降下し、第２の小滴の流れ３３０ｂの第１の小滴が燃料小滴エミッタ３１０によって放出されるまでゼロに保たれる。次に、電圧Ｖ_ｖが、第１の小滴の流れ３３０ａの放出中に印加されたと同様に第２の小滴の流れ３３０ｂの放出中に印加される。電圧Ｖ_ｖは、後続の小滴の流れの放出中も同様に印加されてもよい。このようにして、各々の小滴の流れ３３０ａ〜３３０ｃの連続的な小滴には反対の正負符号の電荷が与えられる。ノズル（又はより正確には小滴形成ポイント）間の距離は、２つの小滴間の距離よりも小さくする必要があり、そうしないと電極は連続する小滴に異なる電圧を印加することができない。

[0087] 図５から分かるように、小滴の流れの小滴に印加される電圧は、時間の関数として上昇する。したがって、例えば第１の小滴の流れ３３０ａの第１の小滴は、比較的小さい正の電荷を有し、第１の小滴の流れ３３０ａの第２の小滴はより大きい負の電荷を有し、第１の小滴の流れ３３０ａの第３の小滴はより大きい正の電荷を有し、以下同様である。

[0088] あるいは、別の可能性は、小滴が同じ速度であるが、同じ電圧の正と負の交互の電荷を有するように、電圧の大きさが（この場合も依然として符号は交互であるが）同一に留まるようにすることである。電極３３２の下流側の追加電極を使用して、小滴の半分の速度を加速し、別の半分の速度を減速して小滴を２つずつ合体させ、最初の小滴周波数の半分の周波数で中性の小滴を形成することもできる。

[0089] 変調電圧源３３８は電極３３２にも電圧を印加する。電圧は、電極３３２が正に帯電した小滴及び／又は負に帯電した小滴の両方を加速する電界を生成するように変調される。小滴の流れ３３０ａ〜３３０ｃの最後の小滴は最大の電荷を有し、したがって最大の加速を受ける。小滴の流れの最初の小滴は最小の電荷を有し、したがって最小の加速を受ける。中間の小滴は中間的な加速を受け、小滴は、小滴の流れの最後に近い小滴ほどより大きい加速を受ける。小滴が異なる加速を受けることで、これらは移動してより近接し、その結果、小滴の流れの単一の小滴３３６への合体を促進する。単一の小滴３３６は電極３３２内の開口３３４を通過し、プラズマ形成位置２１１（図２を参照）に移動してもよい。ｔ_{ｓｉｌｅｎｔ}が後にゼロに等しくなると、小滴の配列の一部で後続の小滴がそれまでの小滴よりも遅い速度になり、それによっても合体が生じる。実際に、信号Ｖ_ｖの大きさのどの変調も合体を引き起こし、最後の小滴周波数は変調周波数に等しい。

[0090] 別の可能性は、小滴が加速される電圧が時間と共に低下することである。

[0091] 小滴の流れ３３０ａ〜３３０ｃの小滴の半分が正の電荷を有し、小滴の半分が負の電荷を有するため、合体によって形成される単一の小滴３３６は中性の電荷（又は、例えば小滴の流れのどの小滴の電荷よりも小さい、中性に近い電荷）を有する。

[0092] 単一の小滴３３６への小滴の流れ３３０ａ〜３３０ｃの合体を促進することに加え、電極３３２により生成される電界も小滴を加速する。したがって、単一の小滴３３６は、電極３３２がない場合の速度よりも速い速度を有する。

[0093] 燃料小滴エミッタ３１０に印加される電圧がゼロである期間ｔ_{ｓｉｌｅｎｔ}は適切な任意の時間でよい。期間ｔ_{ｓｉｌｅｎｔ}は、例えばゼロまで短縮されてもよい。

[0094] 例示的実施形態では、小滴の流れ３３０ａ〜３３０ｃの第１の小滴に印加される電圧は正であるが、電圧は負であってもよい。

[0095] コントローラＣＴを使用して燃料小滴エミッタ３１０に印加される電圧Ｖ_ｖを制御し、電極３３２に印加される電圧を制御してもよい。コントローラＣＴはまた、燃料小滴エミッタ３１０の圧電アクチュエータの作動を制御してもよく、燃料小滴エミッタの別の態様を制御してもよい。

[0096] この実施形態はオンデマンドシステムに使用できるが、この場合は、小滴が生成される時点を把握し、その後で電圧を生成に同期化することがずっと容易であるからである。しかしながら、電圧変調をレイリー分裂メカニズムに同期化することも可能であり、したがって、この実施形態では、（電気的又は機械的に刺激されるか否かを問わず）レイリー分裂メカニズムを使用する小滴エミッタでも使用できる。

[0097] 図６は、本発明の他の代替実施形態を概略的に示す。この実施形態では、電圧源３４８によって燃料小滴エミッタ３１０に交流電圧が印加される。燃料小滴エミッタ３１０から放出される燃料は、最初は連続的な流れの形態であるが、連続的な流れは放出からある程度の時間後に（例えばレイリー分裂により）分裂して小滴の流れ３４０になる。

[0098] 交流電圧源３４８はまた、電極３４２にも接続される。電極３４２は、小滴の流れ３４０の燃料小滴を加速する電界を生成する。小滴の半分は正の電荷を有し、小滴の半分は負の電荷を有するため、小滴のより大きい小滴３４６への合体が促進される。交流電圧がゼロである場合は、小滴３４６が中性になることを意味する。

[0099] 交流電圧源３４８によって印加される電圧の大きさは、より大きい小滴３４６への合体が生じる燃料小滴エミッタ３１０からの距離を決定するが、それは、交流電圧の大きさがより大きいと、小滴の速度が大きく変化し、したがって合体がより早期に行われるためである。交流電圧源３４８により印加される電圧の周波数は、より大きい燃料小滴３４６の周波数を決定し、且つより大きい燃料小滴のサイズを決定する。何故ならば、変調周波数は、速度変調の周波数を決定し、この周波数がいくつの小滴を合体し、結果として生じた合体小滴のサイズを決定するからである。

[00100] 電荷３４２には、小滴の流れ３４０が通過する開口３４４が設けられている。小滴の流れ３４０のより大きい燃料小滴３４６への合体が電極３４２の前で生じると、より大きい燃料小滴が開口３４４を通過する。

[00101] 図７は、本発明の他の代替実施形態を概略的に示す。この他の代替実施形態では、定電圧源３６０が燃料小滴エミッタ３１０に接続され、燃料小滴エミッタにより放出される燃料に電荷を印加するように配置される。電荷は負の電荷でも正の電荷でもよい。

[00102] 定電圧源３６０はまた、電極３５２にも接続される。電極３５２は、燃料小滴エミッタ３１０から放出される燃料に印加される電荷とは符号が反対の電荷を有する。したがって、電極３５２は燃料に吸引力を加え、その結果、燃料を電極の方向に加速する。

[0100] 図７に概略的に示すように、燃料は一定の流れとして燃料小滴エミッタ３１０から放出されてもよく、燃料は（例えば、レイリー分裂により）燃料小滴３５０に分裂してもよい。

[0101] 変調電圧源３５８は、電極３５２に電圧変調を加える。電極３５２に加えられた電圧変調は電界を生成し、これが燃料小滴３５０のより大きい燃料小滴の流れ３５６への合体を促進する。変調は例えば、より大きい燃料小滴３５６の周波数に対応する周波数を有してもよい。変調の第１の部分は例えば、燃料小滴３５０の電荷と同じ符号を有してもよく、それによって燃料小滴に反発力を加え、燃料小滴を減速させる。変調の第２の部分は例えば、燃料小滴の電荷と反対の符号を有してもよく、それによって燃料小滴に吸引力を加え、燃料小滴を加速させる。それによって燃料小滴は互いにより近接するように移動し、より大きい燃料小滴３５６への合体を促進する。

[0102] 電極３５２の後に電離ガス（図示せず）が供給されてもよく、電離ガスは、燃料小滴エミッタ３１０によって燃料に印加される電荷を中性化するように作用する。電離ガスは任意の適切な電離ガス源によって供給されてもよい。

[0103] 他の代替実施形態（図示せず）では、符号は同じであるが大きさが異なる電圧が燃料小滴エミッタから放出される燃料に印加される。定電界が、燃料小滴エミッタから離間位置にある電極によって印加される。定電界はより大きい電荷を有する燃料小滴により大きい力を加え、より小さい電荷を有する燃料小滴にはより小さい力を加える。それによって、燃料小滴に異なる加速が生じ、それによってより大きい燃料小滴への合体が促進される。

[0104] 全ての実施形態について、レイリー分裂を促進するために、レイリー分裂周波数に近い周波数（すなわち約１０倍以内）を有する信号がここで電圧に追加されてもよい。

[0105] 筒形の圧電アクチュエータ（例えば図３に示す圧電アクチュエータ３０６）は異なるモード、例えば長さのキートーン１／２λモード、厚さ（径方向）キートーン１／２λモード、曲げモード、高次共鳴（オーバートーン）で駆動させることができる。これらの特性モードは、圧電アクチュエータを実装する態様に影響される。図３に示す圧電アクチュエータ３０６は、厚さ１／２λモードによって駆動されてもよい。圧電アクチュエータ３０６の厚さモード周波数は毛細管３０４の存在によって低下する。圧電アクチュエータ３０６は毛細管３０４を質量の追加、及び剛性の上昇として受け止める。毛細管３０４内の燃料３０２の存在も、圧電アクチュエータ３０６の厚さモード周波数を変化させる。圧電アクチュエータ３０６は、毛細管３０４内に定在波を生成するようにその厚さ（径方向）モードで駆動してもよい。圧電アクチュエータ３０６と毛細管３０４の壁厚とを合わせた厚さは約ＸＸｍｍでよい。定在波が１／２λ＝ＸＸｍｍを有する場合は、定在波の関連周波数は、圧電アクチュエータ３０６及び毛細管３０４の壁内での音速を用いて計算されてもよい。圧電アクチュエータ３０６はセラミック製でよく、毛細管３０４はガラス製でよい。これらの物質内での音速は４０００ｍ／ｓでよい。したがって、定在波の周波数Ｆの概算は（波長＝２＊厚さ）、
Ｆ＝音速／波長＝ＸＸ ＭＨｚ （式９）
となる。

[0106] これはレイリー周波数に近い。したがって、圧電アクチュエータ３０６はレイリー周波数で毛細管３０４を変調するように駆動してもよい。

[0107] ノズル３０８の直径は、例えば３ミクロン以上でよい。ノズル３０８の直径が３ミクロン未満である場合は、ノズルは汚染物により詰まり易くなる。

[0108] 約２０ミクロンの直径を有する燃料小滴を提供することが望ましい。この直径の燃料小滴は十分に大きいため、レーザビーム２０５が燃料小滴の的を外すリスクが極めて低く、十分に小さいためほとんどの燃料がレーザビームによって気化され、気化されない燃料物質による汚染は少ない。

[0109] ノズルの直径は、（レイリー分裂により）約２０ミクロンの直径を有する燃料小滴を自然に生成するはずの直径よりも小さい。したがってノズルは、その後で互いに合体して所望の直径を有する、より小さい燃料小滴を生成してもよい。

[0110] 燃料小滴には、例えば電極を使用して燃料小滴を加速することによって、所望の速度が与えられる。燃料小滴がより高い速度（例えば１００ｍ／ｓ以上）を有することが望ましいことがある。それは、速度が速いほど、（プラズマ形成位置での燃料小滴送出の所与の周波数で）燃料小滴間の離間距離が大きくなるからである。より大きい離間が望ましいのは、それによって先行の燃料小滴により生成されるプラズマが次の燃料小滴と相互作用して、例えばその燃料小滴の軌道を変更させるリスクが低減するからである。（どのような離間距離を用いてもよいが）プラズマ形成位置に送出される小滴間の離間距離は１ｍｍ以上であることが望ましい。

[0111] 本発明の１つ以上の実施形態は、（毛細管の壁と、毛細管の壁と圧電アクチュエータとの間に位置する任意の物質とを考慮に入れて）圧電アクチュエータがその独自の共振周波数で、又はそれに近い周波数で駆動されるという利点をもたらし得る。それによって、駆動される圧電アクチュエータは、そうではない場合よりも効率的に駆動することができる。

[0112] 燃料小滴の速度、燃料小滴のサイズ、燃料小滴の離間距離、リザーバ内の燃料圧、圧電アクチュエータによって印加される変調の周波数、ノズル径の値は単なる例であるにすぎない。その他の任意の適切な値が用いられてもよい。

[0113] 本発明の上記実施形態では、燃料小滴は液体スズである。しかしながら、燃料小滴は１つ以上のその他の物質（例えば液状の）から形成されてもよい。

[0114] 圧電アクチュエータ３０６は、液体燃料に圧力変調を加えるために使用し得るアクチュエータの単なる例であるに過ぎない。任意の適切なアクチュエータを使用することができる。

[0115] 放射源によって生成される放射は、例えばＥＵＶ放射でよい。ＥＵＶ放射は、例えば５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内の、例えば１３ｎｍ〜１４ｎｍの範囲内の、例えば６．７ｎｍ若しくは６．８ｎｍなどの５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内に波長を有するものでよい。

[0116] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド、ＬＥＤ、太陽電池、光素子などの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。

[0117] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁及び静電型光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組合せを指すことができる。

[0118] 以上、本発明の具体的な実施形態について説明してきたが、本発明は上記以外の方法でも実施できることを理解されたい。上記説明は例示するものであって限定するものではない。したがって、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく上記の本発明を様々に修正できることは当業者には明らかであろう。

[0119] 「発明の概要」及び「要約書」の項は、本発明者が想定するような本発明の１つ以上の例示的実施形態について述べることができるが、全部の例示的実施形態を述べることはできず、したがって本発明及び添付の特許請求の範囲をいかなる意味でも限定しないものとする。

[0120] 以上では、特定の機能の実施態様を例示する機能的構成要素及びその関係を用いて本発明について説明してきた。これらの機能的構成要素の境界は、本明細書では説明の便宜を図って任意に画定されている。特定の機能及びその関係が適切に実行される限り、代替的な境界を画定することができる。

[0121] 特定の実施形態に関する以上の説明は、本発明の全体的性質を十分に明らかにしているので、当技術分野の知識を適用することにより、過度の実験をせず、本発明の全体的概念から逸脱することなく、このような特定の実施形態を容易に修正する、及び／又はこれらを様々な用途に適応させることができる。したがって、このような適応及び修正は、本明細書に提示された教示及び案内に基づき、開示された実施形態の同等物の意味及び範囲内に入るものとする。本明細書の言葉遣い又は用語は説明のためのもので、限定するものではなく、したがって本明細書の用語又は言葉遣いは、当業者には教示及び案内の観点から解釈されるべきことを理解されたい。

[0122] 本発明の幅及び範囲は、上記例示的実施形態のいずれによっても限定されず、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ規定されるものである。

Claims (21)

1. 放射源燃料小滴流生成器であって、
   燃料小滴の流れの第１の部分に第１の電圧を印加し、燃料小滴の流れの第２の部分に第２の電圧を印加する変調電圧源に接続される燃料小滴エミッタと、
   前記燃料小滴エミッタの近傍に位置する第１の電極と、
   前記燃料小滴エミッタからさらに離間した第２の電極と、
   前記第１及び第２の電極の間に電位差を印加し、それによって、燃料小滴の前記流れの前記第１及び第２の部分の一方に減速力を加え、かつ燃料小滴の前記流れの前記第１及び第２の部分の他方に加速力を加える電界を前記第１及び第２の電極の間に生成する電圧源と
   を備える、放射源燃料小滴流生成器。
2. 前記第１及び第２の電圧が、前記第１の電極が保たれる電圧に対してそれぞれ正と負である、請求項１に記載の放射源。
3. 前記第１の電極がゼロ電位に保たれる、請求項１又は２に記載の放射源。
4. 前記第１及び第２の電極の間の電位差が実質的に一定である、請求項１から３のいずれかに記載の放射源。
5. 前記第１の電圧と前記第２の電圧との印加の間の期間中は、小滴の前記流れに電圧が印加されない、請求項１から４のいずれかに記載の放射源。
6. 前記第１の電極に印加される前記電圧に対する前記第１の電圧の大きさが、前記第１の電極に印加される前記電圧に対する前記第２の電圧の大きさと同一である、請求項１から５のいずれかに記載の放射源。
7. 前記第１の電極に印加される前記電圧に対する前記第１の電圧の大きさが、前記第１の電極に印加される前記電圧に対する前記第２の電圧の大きさとは異なる、請求項１から５のいずれかに記載の放射源。
8. 前記第１の電圧と前記第２の電圧が、同じ期間印加される、請求項１から７のいずれかに記載の放射源。
9. 前記第１の電圧と前記第２の電圧が、異なる期間印加される、請求項１から８のいずれかに記載の放射源。
10. 放射源燃料小滴流生成器であって、
    燃料小滴エミッタと、
    前記エミッタにより形成される小滴の形成ポイントの近傍に位置する電極と、
    前記エミッタと前記電極との間に交流電圧を印加する電圧源と、を備え、
    それによって、流れの中の交互の小滴に交互の符号の電荷が与えられる、放射源燃料小滴流生成器。
11. 小滴の列において、一つおきの小滴の前記電荷の大きさが増大する、請求項１０に記載の放射源。
12. 小滴の前記列の後、次の列の前に電圧が印加されない期間がある、請求項１１に記載の放射源。
13. 前記交流電圧の前記印加が小滴の前記形成と同期する、請求項１０から１２のいずれかに記載の放射源。
14. 放射源燃料小滴流生成器であって、
    燃料小滴エミッタと、
    電極と、
    前記エミッタと前記電極との間に交流電圧を印加する電圧源と、を備え、
    それによって、小滴の流れが反対の符号、又は同じ符号であるが大きさが異なるように形成され、前記小滴の合体を促進する前記電極に向かって加速又は減速される、放射源小滴流生成器。
15. 定電圧が前記エミッタに追加的に印加される、請求項１４に記載の放射源。
16. 放射源小滴流生成器であって、
    燃料小滴エミッタと、
    電極と、
    前記エミッタに接続され、前記エミッタと前記電極との間の小滴の相対速度を制御するための変調電圧源と、を備え、
    それによって、より小さい小滴のより大きい小滴への合体が促進される、放射源小滴流生成器。
17. 小滴の前記相対速度が、異なる小滴に電界における反対の電荷を与えることによって制御される、請求項１６に記載の放射源。
18. 小滴の前記相対速度が、異なる小滴に異なる大きさの電荷を与えることによってさらに制御される、請求項１６又は１７に記載の放射源。
19. 小滴の前記相対速度が、電界を変調することによって制御される、請求項１６に記載の放射源。
20. リソグラフィ装置であって、
    請求項１から１９のいずれかに記載の放射源と、
    放射ビームを調整する照明システムと、
    前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターニングされた放射ビームを形成することができるパターニングデバイスを支持する支持体と、
    基板を保持する基板テーブルと、
    前記パターニングされた放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと
    を備える、リソグラフィ装置。
21. 燃料小滴エミッタから放出される放射源燃料小滴の合体を促進する方法であって、
    前記エミッタに変調電圧を印加することによって流れの中の小滴の相対速度を制御するステップを含む、方法。

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