JP2017516288A - 極端紫外光源のための適応レーザシステム - Google Patents

Abstract

【課題】極端紫外光源のための適応レーザシステムを提供する。【解決手段】極端紫外（ＥＵＶ）光源のためのシステムは、ビームパス上に位置決めされた利得媒体（２０７）を含み入力で光ビームを受け取り出力でＥＵＶ光源のための出力光ビームを放出するように構成されている光増幅器（２０６）と、出力光ビームの特性を測定し測定された特性に基づいてフィードバック信号（２１９）を生成するフィードバックシステム（２１５）と、ビームパスにおいて位置決めされフィードバック信号を受け取るようにかつフィードバック信号に応答して出力光ビームの特性を調整するように構成された適応光学部品（２０８）と、を含む。【選択図】図２

Description

[関連出願の相互参照]
本出願は、２０１４年２月２８日出願の米国出願第１４／１９４，０２７号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

開示される主題は、極端紫外光源のための適応レーザシステムに関する。

極端紫外（「ＥＵＶ」）光、例えば、およそ５０ｎｍまたはそれ未満の波長を有し、お
よそ１３ｎｍの波長の光を含む電磁放射（軟Ｘ線と呼ぶこともある）は、フォトリソグラフィプロセスにおいて、基板、例えばシリコンウェーハに極めて小さなフィーチャを生成するために使用することができる。

ＥＵＶ光を生成する方法は、必ずしもこれに限定されるものではないが、元素、例えばキセノン、リチウム、またはスズを有し、プラズマ状態でＥＵＶ範囲内の輝線を有する材料を変換することが含む。しばしばレーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれるこのような１つの方法において、必要とされるプラズマは、例えば、材料の液滴、プレート、テープ、流れ、またはクラスタの形態のターゲット材料を、ドライブレーザと呼ぶことができる増幅光ビームで照射することによって生成することができる。このプロセスの場合、プラズマは、典型的には密閉容器、例えば真空チャンバ内で生成され、様々なタイプのメトロロジ機器を使用してモニタリングされる。

一般的な一態様では、極端紫外（ＥＵＶ）光源は、増幅光ビームを生成する放射源と、真空チャンバと、真空チャンバの内側にあり、増幅光ビームを受け取るターゲット位置に向けてターゲット材料を誘導するターゲット材料デリバリシステムであって、ターゲット材料が、プラズマに変換されると極端紫外光を放出する材料を含む、ターゲット材料デリバリシステムと、真空チャンバの内側にあるコレクタであって、このコレクタが、放出された極端紫外光を受け取って誘導するように位置決めされている、コレクタと、を含み、上記放射源は、ビームパス上に位置決めされた利得媒体をそれぞれが含む２つ以上の光増幅器であって、光増幅器のそれぞれが、ビームパスに沿って進む入力光ビームを入力で受け取るように構成され、かつ出力光ビームを出力で、前記ビームパス上へと放出するように構成されている、２つ以上の光増幅器と、ビームパス上に位置決めされた１つまたは複数の適応光学要素であって、この適応光学要素がフィードバック信号に応答して調整可能である、１つまたは複数の適応光学要素と、１つまたは複数の適応光学要素に結合されたフィードバックシステムであって、このフィードバックシステムが、ビームパス内を伝播する放射を受け取るように位置決めされたセンサを含み、このフィードバックシステムが、センサによって測定された特性に基づき前記フィードバック信号を発生させるように構成されている、フィードバックシステムと、を含む。

実装例は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。１つまたは複数の適応光学要素は、少なくとも１つの適応光学要素を含むことができ、この少なくとも１つの適応光学要素は、第１の側に変形可能反射面を含み、かつ第１の側と熱連通する第２の側を含む光学要素と、光学要素の第２の側と熱連通する第１の導管を含む流体経路であって、第１の導管が熱伝導性流体を受け取るように構成されている、流体経路と、第１の導管と流体連通し、第１の導管に圧力を提供するように、かつ第１の導管から圧力を除去するように構成された圧力アクチュエータと流体連通する、第２の導管を含む、圧力経路と、を含む。

１つまたは複数の適応光学要素のうちの少なくとも１つは、２つ以上の光増幅器のうちの２つの光増幅器の間のビームパス上に位置決めすることができる。

ＥＵＶ光源は、光増幅器のうちの少なくとも１つの出力に位置決めされた空間フィルタも含むことができる。

適応光学要素のうちの少なくとも１つは、フィードバック信号に応答してビームパスの長さを変化させることができる。

別の一般的な態様では、極端紫外光を発生させるために使用される増幅光ビームの特性を維持するための方法は、ビームパス上に光増幅器を位置決めすることであって、この光増幅器がビームパス上に利得媒体を含むことと、ビームパス上に適応光学部品を位置決めすることと、光増幅器から、デューティサイクルと関連付けられた増幅光ビームを放出することと、増幅光ビームの特性を決定することと、適応光学部品を調整することであって、それにより増幅光ビームのデューティサイクルの変動にかかわらず増幅光ビームの前記特性を維持することと、極端紫外光を発生させるように、ターゲット材料を受け取るターゲット位置に増幅光ビームを提供することと、を含む。

実装例は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。適応光学部品を調整することは、適応光学部品の曲率半径を調整し、それにより増幅光ビームのビームダイバージェンスを調整することを含むことができる。

適応光学部品はフィードバック信号に応答して調整可能であり、かつ上記方法は、増幅光ビームの決定されたパワーに基づいてフィードバック信号を発生させることと、フィードバック信号を適応光学部品に提供することと、も含むことができる。

増幅光ビームの特性を決定することは、増幅光ビームのパワーを測定することと、ビームサイズを決定することと、増幅光ビームのウェスト位置を決定することと、のうちの１つまたは複数を含むことができる。

増幅光ビームの特性は、ビームウェスト位置を含むことができ、かつビームウェスト位置を維持するように適応光学部品を調整することは、ビームパスの長さを変化させるように適応光学部品を調整することを含む。

増幅光ビームの特性は、光増幅器の内側の位置で決定することができる。

増幅光ビームは、ターゲット位置に提供する前にビームパス上の第２の光増幅器に提供することができる。

別の一般的な態様では、極端紫外（ＥＵＶ）光源のためのシステムは、ビームパス上に位置決めされた利得媒体を含む光増幅器であって、この光増幅器が、入力で光ビームを受け取るように、かつ出力でＥＵＶ光源のための出力光ビームを放出するように構成されている、光増幅器と、出力光ビームの特性を測定し、測定された特性に基づいてフィードバック信号を生成するフィードバックシステムと、ビームパス内に位置決めされ、フィードバック信号を受け取るように、かつフィードバック信号に応答して出力光ビームの特性を調整するように構成された適応光学部品と、を含む。

実装例は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。フィードバックシステムは、出力光ビームのパワーと、出力光ビームの形状と、出力光ビームのサイズとのうちの１つまたは複数を測定することができる。

上記システムは、利得媒体を含む第２の光増幅器も含むことができ、適応光学部品は、第２の光増幅器と光増幅器との間に位置決めすることができる。

適応光学部品は、可変半径ミラー（ＶＲＭ）を含むことができる。

上記システムは、第２の適応光学部品をさらに含むことができ、適応光学部品および第２の適応光学部品はそれぞれ、可変半径ミラー（ＶＲＭ）を含む。

上記システムは、ビームパス上かつ第２の光増幅器と光増幅器との間に、空間フィルタも含むことができる。

上記システムは、真空チャンバと、ターゲット材料を真空チャンバ内のターゲット位置に向かって誘導するターゲット材料デリバリシステムであって、ターゲット位置が出力光ビームを受け取り、ターゲット材料が、プラズマに変換されると極端紫外光を放出する材料を含む、ターゲット材料デリバリシステムと、放出された極端紫外光を受け取って誘導するコレクタと、も含むことができる。

特性は、出力光ビームのビームウェストの位置であってよく、適応光学部品は、フィードバック信号に応答してビームパスの長さを変化させるように構成されたビームパス長アジャスタである。

上述したいずれの技術の実装例も、レーザ生成プラズマＥＵＶ光源のための適応レーザシステム、ＥＵＶ光源、既存のＥＵＶ光源のドライブレーザに後付けするための適応要素、方法、プロセス、デバイス、コンピュータ可読媒体上に記憶される実行可能命令、または装置を含み得る。１つまたは複数の実装例の詳細は、添付図面および以下の説明において明記されている。その他の特徴は、説明および図面から、ならびに特許請求の範囲から明らかになるであろう。

例示的なレーザ生成プラズマ極端紫外光（ＥＵＶ）源のブロック図である。 ＥＵＶ光源のための例示的な適応ドライブレーザシステムのブロック図である。 ＥＵＶ光源のための別の例示的な適応ドライブレーザシステムのブロック図である。 ＥＵＶ光源のための例示的なドライブレーザシステムのブロック図である。 ＥＵＶ光源のための例示的なドライブレーザシステムのブロック図である。 増幅光ビームの特性を維持するための例示的なプロセスの流れ図である。 例示的な可変半径ミラー（ＶＲＭ）のブロック図である。 図６のＶＲＭを含むＥＵＶ光源のための例示的なドライブレーザシステムのブロック図である。 １つまたは複数のＶＲＭを含む別の例示的なドライブレーザシステムのブロック図である。 １つまたは複数のＶＲＭを含む別の例示的なドライブレーザシステムのブロック図である。 別の例示的な適応ドライブレーザシステムのブロック図である。 圧縮状態にある例示的なビームパス長アジャスタの平面図である。 伸展状態にある図１１Ａのビームパス長アジャスタの平面図である。 線１１Ｃ‐１１Ｃに沿って切り取った、図１１Ａのビームパス長アジャスタの断面図である。 別の例示的な適応ドライブレーザシステムのブロック図である。 例示的なレーザ生成プラズマ極端紫外光（ＥＵＶ）源のブロック図である。

光増幅器から放出される、および／または光増幅器内に入力される光ビームの、ビームダイバージェンスなどの光学特性を制御するための技術が開示される。

図１を参照すると、光増幅器１０６は、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）極端紫外（ＥＵＶ）光源１００をドライブするために使用される適応光学放射源１０５（ドライブソースまたはドライブレーザ）の少なくとも一部を形成する。光学放射源１０５は、ターゲット位置１３０に提供される増幅光ビーム１１０を生成する。ターゲット位置１３０は、スズ液滴などのターゲット材料１２０を受け取り、増幅光ビーム１１０とターゲット材料１２０との間の相互作用により、ＥＵＶ光または放射１５０を放出するプラズマが生成される。光コレクタ１５５は、ＥＵＶ光１５０を収集し、リソグラフィツールなどの光学装置１６５に向けて誘導する。

ビームデリバリシステム１２５は、焦点位置１４５で増幅光ビーム１１０を集束させるフォーカスアセンブリ１４０を含むことができる。コンポーネント１３５は、屈折および／または反射によって増幅光ビーム１１０を誘導するレンズおよび／またはミラーなどの光学要素を含むことができる。コンポーネント１３５は、コンポーネント１３５を制御し、および／または移動させる要素も含むことができる。例えば、コンポーネント１３５は、ビームデリバリシステム１２５の光学要素を移動させるように制御することが可能なアクチュエータを含むことができる。

増幅光ビーム１１０はデューティサイクルを有し、デューティサイクルは増幅光ビームがオンである時間の部分または割合である。比較的高いデューティサイクル（例えば、７０％以上のデューティサイクル）でＥＵＶ光源１００を動作させることで、より多くのＥＵＶ光の生成に結びつき得る。しかしながら、高いデューティサイクルでは、増幅光ビーム１１０の１パルスあたりのエネルギーおよび経時的パワーは、低デューティサイクル（例えば、７０％未満のデューティサイクル）で取得される増幅光ビームのものよりも低くなり得る。例えば、９０％のデューティサイクルでの増幅光ビーム１１０のパワーは、比較的低いデューティサイクルを有する増幅光ビームのパワーのたった７０％となり得る。

光ビームの光学特性を制御することで、この影響を軽減することができる。例えば、光学放射源１０５は、増幅器鎖として配置された複数の光増幅器１０６を含むことができ、各増幅器は先行の増幅器の出力をさらに増幅するように位置決めされる。後続の光増幅器によって受け取られた光ビームは、ビームの伝播方向に対して直交する平面におけるビームの断面の直径であるビームサイズ（またはビーム幅）、およびビームが伝播するにつれてビーム幅が最小サイズ（ビームウエスト）から増大する度合いであるダイバージェンスを有する。この鎖における後続の光増幅器に提供された時、比較的小さなビーム幅を有するビームは、より大きなビーム幅を有するビームと比較して、相互作用する光増幅器の利得媒体の質量が小さいため、増幅はより小さくなり、増幅光ビーム１１０はより低パワーなものとなる。デューティサイクルの変化は、ビーム幅およびビームダイバージェンスに影響を及ぼし得る。例えば、高デューティサイクルでは、光増幅器１０６によって出力されるビームは、低デューティサイクルで光増幅器１０６により出力される光ビームのビーム幅よりも約２０％小さいビーム幅を有し得る。そのため、光増幅器から放出されるビームのダイバージェンスを制御するか、またはビームウェストの位置を制御して、後続の増幅器に提供される前に、確実にビーム幅が十分なものとなるようにすることで、高デューティサイクルでのパワーの損失を軽減することができる。

本明細書に開示する技術は、光学放射源１０５において１つまたは複数の適応光学要素１０８を採用して、ビームのダイバージェンスを制御し、および／またはビーム幅およびウェスト位置を、デューティサイクルの変動に関わらず一定またはほぼ一定に維持するものである。適応光学要素１０８は、光増幅器１０６の内部、光増幅器１０６の出力、または光増幅器１０６の入力に配置することができる。

図２を参照すると、別の例示的な適応ドライブレーザシステム２０５のブロック図が示されている。ドライブレーザシステム２０５は、ターゲット位置２３０に向けて誘導される増幅光ビーム２１０を生成する。ドライブレーザシステム２０５は、光源１００（図１）のドライブレーザシステム１０５として使用することができる。

ドライブレーザシステム２０５は、利得媒体２０７を含む光増幅器２０６、および適応光学部品２０８を含む。光増幅器２０６は、入力ビーム２０４を受け取り、出力ビームを生成する。利得媒体２０７は、ポンピングを通してエネルギーを受け取り、このエネルギーを入力光ビーム２０４に提供して入力光ビーム２０４を増幅し、増幅光ビーム２１０を形成する。図２の例において、増幅光ビーム２１０は出力ビームである。

増幅光ビーム２１０は、パルス幅２１４を有するパルス２１２を有する。１サイクル２１１間において、増幅光ビーム２１０はパルス幅２１４と等しい時間の間オンであり、かつ増幅光ビーム２１０はオフタイム２１３を有する。増幅光ビーム２１０のデューティサイクルは、サイクル２１１の、光ビームがオンである間の部分（この例においてはパルス幅２１４）である。図２の例においてサイクル２１１は１つのパルス２１２を含むが、他の例では、サイクル２１１は追加のパルスを含むこともできる。

ドライブレーザシステム２０５は、適応光学部品２０８も含む。適応光学部品２０８は、フィードバックシステム２１５からのフィードバック信号２１９の受信に応答して増幅光ビーム２１０の特性を修正する光学要素である。適応光学部品２０８は、例えば、可変半径ミラー（ＶＲＭ）とすることができる。可変半径ミラーは、可変の曲率半径を有する変形可能反射面を有する。曲率半径の存在により、反射面上に入射する光ビームのダイバージェンスが変化する。ダイバージェンスの変化量は曲率半径に依存し、曲率半径はフィードバックシステム２１５を用いて調節可能かつ制御可能である。適応ドライブレーザシステムにおけるＶＲＭの使用例については、図８、９、および１２に関連して後述する。

別の例では、適応光学部品２０８は、フィードバック信号２１９に応答して、光増幅器２０６とドライブレーザシステム２０５のその他の要素との間の光路を延長または短縮する、ビームパス長アジャスタとすることができる。光路の長さを変動させることで、特定の位置でのビームサイズ、およびビームウェストの位置を変化させることができる。このようにして、ビームパス長アジャスタは、増幅光ビーム２１０の特性を修正する。適応ドライブレーザシステムにおけるビームパス長アジャスタの例は、図１０および１２に関連して後述する。

適応ドライブレーザシステム２０５は、フィードバックシステム２１５も含む。フィードバックシステム２１５は、測定モジュール２１６、電子記憶装置２１７、および電子プロセッサ２１８を含む。測定モジュール２１６は、増幅光ビーム２１０の特性を測定するセンサを含むことができる。特性は、例えば、増幅光ビーム２１０のエネルギーまたはパワーであってよい。測定モジュール２１６からの測定値を使用して、特性を決定することができる。例えば、特性は、一定の時間にわたるビームのパワー、ビームダイバージェンス、ビーム形状、ビーム幅、および／またはビームウェスト位置であってよい。

測定された特性を使用してフィードバック信号２１９を発生させ、この信号は適応光学部品２０８に作用して適応光学部品２０８に対し調整を加える。例えば、適応光学部品２０８としてＶＲＭを含む実装例においては、フィードバック信号２１９は適応光学部品２０８に作用して変形可能反射面の一方の側での圧力を変化させ、変形可能反射面の形状における対応する変化を生成する。こうして、変形可能反射面は、特定のダイバージェンスを有する反射ビームを提供する曲率半径に調整される。

電子記憶装置２１７は命令を記憶するが、この命令は、電子プロセッサ２１８によって実行されると、測定モジュール２１６が、例えば、データを収集してビームの特性を決定することを可能にするものである。記憶装置２１７は、測定モジュール２１６によって感知されたデータ、および／または測定モジュール２１６からデータを取り込むための命令を記憶することもできる。記憶装置２１７は電子メモリモジュールであり、かつ記憶装置２１７は不揮発性メモリまたは永続メモリとしてもよい。記憶装置２１７は、ＲＡＭなどの揮発性メモリとしてもよい。いくつかの実装例では、記憶装置２１７は、不揮発性部分またはコンポーネントと、揮発性部分またはコンポーネントとの両方を含んでもよい。

プロセッサ２１８は、汎用または特殊目的マイクロプロセッサなどのコンピュータプログラムの実行に適したプロセッサとしてよく、かつ任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１つまたは複数のプロセッサとしてよい。一般的に、プロセッサは、読取専用メモリまたはランダムアクセスメモリ、あるいはその両方から命令およびデータを受け取る。プロセッサ２１８は、フィードバックシステム２１５のコンポーネントからデータを受け取り、そのデータを使用して、例えば、ビーム２１０の特性を決定する。いくつかの実装例では、フィードバックシステム２１５は複数のプロセッサを含む。

図３に、別の例示的な適応ドライブレーザシステム３０５のブロック図を示す。ドライブレーザシステム３０５は、増幅光ビーム３１０をターゲット位置３３０に提供する。ターゲット位置３３０は、プラズマに変換されるとＥＵＶ光を放出するターゲット材料３２０を受け取る。

ドライブレーザシステム３０５は、２つの光増幅器３０６ａ、３０６ｂ、および適応光学要素３０８を含む。光増幅器３０６ａおよび３０６ｂは、それぞれ、入力３０９ａ、３０９ｂ、出力３１１ａ、３１１ｂ、および利得媒体３０７ａ、３０７ｂを含む。入力３０９ａは、光入力３１５から光ビームを受け取る。活性化すると、利得媒体３０７ａ、３０７ｂは、伝播する光ビームにエネルギーを提供し、光増幅器に入った光ビームより大きなエネルギーを有する増幅光ビームを生成する。

利得媒体３０７ａ、３０７ｂ、および適応光学要素３０８は、光路３１３上に配置される。光路３１３は、光入力３１５と出力３１１ｂとの間の経路の全部または一部であってよく、かつ光路３１３は任意の空間的形態を有してよい。示されている例では、適応光学要素３０８は光路３１３上にあり、出力３１１ａと入力３０９ａとの間に位置決めされている。この構成において、適応光学要素３０８は、例えば、出力３１１ａを出る光ビームのダイバージェンスを、この光ビームが光増幅器３０６ｂの入力３０９ｂに到達する前に調整することができる。

ドライブレーザシステム３０５は、ビームパス３１３上に位置決めされた空間フィルタ３１７も含むことができる。空間フィルタ３１７は、光が通過するアパーチャ３１８を画定する。図８に関連してより詳細に述べるように、空間フィルタ３１７は、光増幅器３０６ａに対する反射量を低減する。ドライブレーザシステムは、反射要素３１９を含むこともできる。反射要素３１９は、ミラーとすることができる。いくつかの実装例では、光学要素３１９は適応光学要素とすることができる。

図４Ａおよび４Ｂも参照すると、光入力３１５は、ミラー４１５ａ（図４Ａ）などの反射要素、または入力３０９ａにレーザビームを提供するセパレートレーザ４１５ｂ（図４Ｂ）とすることができる。図４Ａに示すように、いくつかの実装例では、光入力３１５はミラー４１５ａである。この実装例では、ドライブレーザシステム３０５は、ターゲット材料４２０が光キャビティの１つのミラーとして機能する、いわゆる「自己ターゲット型」レーザシステム４００Ａとして構成される。ターゲット材料４２０は、ターゲット材料１２０（図１）と同様のものとすることができる。ターゲット材料４２０は、ターゲット位置４３０で受け取られる。いくつかの「自己ターゲット型」配置では、主発振器が必要とされない場合がある。レーザシステム４００Ａは、光増幅器３０６ａ、３０６ｂを含み、これらの光増幅器は、図３に示すように、利得媒体３０７ａ、３０７ｂを有する。光増幅器３０６ａ、３０６ｂは、それ自体の励起源、例えばポンピング電極を有することができる。光増幅器３０６ａ、３０６ｂは、波長λが例えば１０６００ｎｍである光を増幅するために、例えば１０³〜１０⁶の結合ワンパス利得を有する、無線周波数（ＲＦ）ポンピング高速軸流型ＣＯ₂増幅器チャンバであり得るチャンバを有することができる。増幅器チャンバは、単独でセットアップされた時に増幅光ビーム３１０が利得媒体を複数回通過するために必要な光学コンポーネントを含まないように、レーザキャビティ（共振器）ミラーなしで設計することもできる。それにもかかわらず、上述のように、レーザキャビティは以下のように形成することができる。

この実装例では、レーザキャビティは、光入力３１５として反射光学部品４１５ａを使用し、かつターゲット材料４２０をターゲット位置４３０に配置することによって形成することができる。反射光学部品４１５ａは、例えば、約１０６００ｎｍの波長（ＣＯ₂増幅器チャンバを使用した場合の増幅光ビーム３１０の波長）について約９０％よりも高い反射率を有する平面鏡、曲面鏡、位相共役鏡、またはコーナリフレクタとすることができる。ターゲット材料４２０および反射光学部品４１５ａは、増幅光ビーム３１０の一部を反射して、ビームパス３１３に沿ってレーザシステム４００Ａ内へと戻し、レーザキャビティを形成するように振る舞う。こうして、ターゲット位置４３０にターゲット材料４２０が存在することで、レーザシステム４００Ａにコヒーレントなレーザ発振を生成させるのに十分なフィードバックが提供される。この場合、増幅光ビーム３１０（図３）はレーザビームと考えることができる。

ターゲット材料４２０がターゲット位置４３０に存在しない時、レーザシステム４００Ａは依然としてポンピングされて増幅光ビーム３１０を生成し得るが、レーザシステム４００Ａの内部の何らかの他のコンポーネントが十分なフィードバックを提供しない限り、レーザシステム４００Ａはレーザ発振を生成しないであろう。特に、増幅光ビーム３１０とターゲット材料４２０とが交差する間、ターゲット材料４２０は、ビームパス４０４に沿って光を反射し得、光学部品４１５ａと協働して光増幅器３０６ａ、３０６ｂを通過する光キャビティを確立し得る。配置は、光増幅器３０６ａ、３０６ｂの内部の利得媒体３０７ａ、３０７ｂが励起されてターゲット材料４２０を照射するためのレーザビームを発生させ、プラズマを創出し、ＥＵＶ光の放出１５０（図１）を生成するときに、ターゲット材料４２０の反射率が、（光学部品４１５ａおよびターゲット材料４２０から形成される）キャビティにおける光学損失を光学利得が上回るようにするために十分なものとなるように構成される。

この配置では、光学部品４１５ａ、光増幅器３０５ａ、３０５ｂ、およびターゲット材料４２０が合わさってターゲット材料４２０が光キャビティの１つのミラー（いわゆるプラズマミラーまたは機械的Ｑスイッチ）として機能する、いわゆる「自己ターゲット型」レーザシステムを形成する。自己ターゲット型レーザシステムは、２００６年１０月１３日出願の米国出願第１１／５８０，４１４号「Ｄｒｉｖｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ＥＵＶ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅ」（‘４１４出願）に開示されており、その全体の内容は参照により本明細書に組み込まれる。

図４Ｂを参照すると、別の例示的なドライブレーザシステム４００Ｂが示されている。ドライブレーザシステム４００Ｂは、主発振器（またはシードレーザ）４１５ｂによって開始されて光増幅器３０６ａ内に送り込まれる種パルスを有する、主発振器／電力増幅器（ＭＯＰＡ）構成である。光増幅器３０６ａは、例えばＲＦポンピング高速軸流型ＣＯ₂増幅器を使用して、主発振器４１５ｂから出力されるパルスを増幅し、増幅光ビーム３１０を生成することができる。

図３、図４Ａ、および図４Ｂの例では２つの光増幅器を含むシステムが示されているが、より多くの数の、またはより少ない数の光増幅器を使用することもできる。さらに、ＣＯ₂増幅器チャンバが例として提供されているが、用途に応じて、他のタイプの増幅器又はレーザ、例えば高い電力および高パルス繰り返し率で動作するエキシマレーザまたはフッ素分子レーザも好適であり得る。さらなる例としては、例えばファイバまたは円盤状の利得媒体を有する固体レーザ、例えば米国特許第５，６２５，１９１号、第５，５４９，５５１号、および第５，５６７，４５０号に示されているＭＯＰＡ構成のエキシマレーザシステム、１つまたは複数のチャンバ、例えば、１つの発振器チャンバおよび１つまたは複数の増幅チャンバを有するエキシマレーザ（増幅チャンバは並列または直列である）、主発振器／電力発振器（ＭＯＰＯ）配置、電力発振器／電力増幅器（ＰＯＰＡ）配置、電力増幅器が再生リング増幅器である配置、あるいは１つまたは複数のエキシマ増幅器チャンバまたはフッ素分子増幅器チャンバ、またはエキシマ発振器チャンバまたはフッ素分子発振器チャンバにシードする固体レーザが含まれ、これらが好適であり得る。その他の設計も可能である。

図５を参照すると、増幅光ビームの特性を維持するための例示的なプロセス５００の流れ図が示されている。プロセス５００については、ドライブレーザシステム３０５（図３）を参照して述べる。しかしながら、プロセス５００は、ターゲット材料と相互作用してＥＵＶ光を生成する増幅光ビームを発生させる任意の光源について実施することができる。

光増幅器３０６ａが、ビームパス３１３上に位置決めされる（５１０）。適応光学部品３０８が、ビームパス３１３上に位置決めされる（５２０）。増幅光ビームが光増幅器３０６ａから放出され、この増幅光ビームがデューティサイクルと関連付けられる（５３０）。増幅光ビームは、増幅器３０６ａから直接放出された光ビームであってもよいし、または増幅器３０６ａよりも下流側の（増幅器３０６ｂなどの）増幅器によってさらに増幅された増幅光ビームであってもよい。増幅光ビームのデューティサイクルは、例えば、利得媒体３０７ａがエネルギーでポンピングされるようにＲＦ電極を活性化および非活性化することによって設定することができる。利得媒体３０７ａがエネルギーでポンピングされる時、利得媒体３０７ａを通過する光ビームはエネルギーを吸収し、増幅される。利得媒体３０７ａがエネルギーでポンピングされない時、光ビームは増幅されることなく増幅器３０６ａを通過する。したがって、ＲＦ電極が活性化および非活性化する比率が、増幅光ビームのデューティサイクルを決定する。

増幅光ビームの特性が決定される（５４０）。増幅光ビームの特性は、例えば、一定の時間にわたる増幅光ビームのパワー、またはある特定の時点における増幅光ビームのエネルギーであってよい。放出された増幅光ビームの特性は、ビームサイズであってよく、ビームサイズは、増幅光ビームの伝播方向に対して直交する平面における増幅光ビームの直径または幅であってよい。増幅光ビームの特性は、増幅光ビームのダイバージェンスであってもよい。特性は、ビームパス３１３上の任意の地点で、増幅器３０６ａおよび３０６ｂの内側または外側で測定することができる。

適応光学要素３０８が調整される（５５０）。適応光学要素３０８の調整によって、デューティサイクルが変化する場合でさえも、増幅光ビームの特性が維持されることとなる。例えば、デューティサイクルの変化に関わらず増幅光ビームのダイバージェンスが同一に保たれるように、適応光学要素３０８の曲率半径を調整することができる。適応光学部品が存在しない場合、９０％のデューティサイクルは増幅光ビームのダイバージェンスを低下させ得る一方、１０％のデューティサイクルは増幅光ビームのダイバージェンスの低下を引き起こさない。デューティサイクルが１０％から９０％へと変化する時にダイバージェンスを維持するために、適応光学要素３０８は、曲率半径を増大させて増幅光ビームのダイバージェンスを増大させる。適応光学要素３０８は、（図２のフィードバック信号２１９などの）フィードバック信号に応答して、曲率半径を調整することができる。

増幅光ビームがターゲット位置２３０に提供され、ターゲット材料２２０と相互作用し、ＥＵＶ光を発生させる（５６０）。

図６を参照すると、例示的な可変半径ミラー（ＶＲＭ）６０８のブロック図が示されている。ＶＲＭ６０８は、図１、図２、および図３それぞれの例示的なレーザシステム１０５、２０５、および３０５における適応光学部品１０８、２０８、または３０８として使用することができる。ＶＲＭ６０８は、側部６０６に付加される圧力の変化に応答して変形する反射面６０５を含む。ＶＲＭ６０８は、反射面６０５から熱を除去する流体を循環させる流体回路６１０、および側部６０６での圧力を変動させる別個の圧力回路６３０を含む。流体自体の流量を用いて、および／または、流体を運ぶ導管における制限部を用いて、変形可能面での圧力を制御するＶＲＭと比較すると、流体回路と圧力回路を分離することにより反射面６０５の振動が低減する。

流体回路６１０は、流体がその中を通って循環する導管６１２を含む。導管６１２はループを形成し、流体はループを通って時計回り方向６１３に流れることができる。流体は反射面６０５の側部６０６付近を流れ、反射面６０５から熱を運び去る。流体は、液体あるいは気体、例えば、水、空気、冷媒、または反射面６０５の側部６０６から熱を除去することができるその他の任意の流体などとすることができる。

圧力回路６３０は、圧力アクチュエータ６３２、圧力コントローラ６３４、および圧力トランスデューサ６３６を含む。圧力アクチュエータ６３２は、導管６３３と流体連結され、導管６３３は、導管６１２と流体連結されている。圧力アクチュエータ６３２は、導管６３３内の圧力を増大または減少させるように振る舞い、この導管６３３内の圧力の増大または減少は、対応する影響を、導管６１２内および反射面６０５の側部６０６内の圧力に対して及ぼす。図６の例では、圧力アクチュエータ６３２は、ピストン力アクチュエータである。導管６３３内の圧力は、ばねピストン６３１が「ｄ」方向に移動する時に増大し、ばねピストン６３１が「ｄ」方向に対して反対の方向に移動する時に減少する。

圧力トランスデューサ（または圧力センサ）６３６は、反射面６０５の側部６０６での圧力を測定し、圧力トランスデューサ６３６は、圧力コントローラ６３４に対して電気信号を提供する。圧力コントローラ６３４は、圧力アクチュエータ６３２を制御して、導管６３３内に多少の圧力を提供する。

ＶＲＭ６０８は、流体の形態の冷媒を運ぶ導管６２２を受け取る熱交換器６２０も含み、この流体は、液体または気体（例えば水など）であってよい。導管６２２は、比較的冷たい流体６２３を入口６２４で受け取り、この冷たい流体６２３を熱交換器６２０に通し、ここで冷たい流体６２３は反射面６０５から戻される流体からの熱を吸収し、比較的温かい流体６２７となる。加熱された流体６２７は、出口６２６を通ってＶＲＭを出る。このようにして、導管６１２内を流れる流体は、反射面から熱を除去し、その後、反射面６０５の側部６０６へと再び循環する前に、熱交換器６２０内で冷却される。

流体回路６１０は、ポンプ６１４も含む。ポンプ６１４は、例えば、ギヤポンプとすることができる。ポンプ６１４は、流体が導管６１２内を流れるようにするが、このポンプは側部６０６での圧力の変化を発生させない。例えば、ポンプ６１４は、導管６１２内の流体の流量を変化させてそれに対応する圧力の変化を側部６０６で生じさせない。さらに、導管６１２は、側部６０６の（６１３の方向における）下流側に制限部を有していないが、この制限部は、もし存在していれば、導管６１２内の流体の流れを制限し、反射面６０５の側部６０６にて圧力を蓄積させ得るものである。導管６１２は、側部６０６の（６１３の方向における）上流側にもそのような制限部を有していない。その代わりに、圧力アクチュエータ６３２が側部６０６での圧力を増大および減少させる。

制限部および／または流量の変動の代わりに圧力アクチュエータ６３２によって圧力の変化を発生させることで、反射面６０５の外部振動の低減または解消に結びつく可能性がある。さらに、圧力回路６３０と流体回路６１０が分離しているため、導管６１２を通って流れる流体が存在しない場合でさえ、面６０５での圧力を制御することができる。そのため、ＶＲＭ６０８は、例えば、反射面６０５から熱を除去することによって利益を受ける動作モードと、熱の除去を必要としない動作モードとを有するシステムにおいて使用することができる。

ＶＲＭ６０８は、バルブ６４２を介して導管６２２を導管６１２に結合させる導管６４０も含むことができる。バルブ６４２を開放することで、流体が導管６２２と導管６１２との間を流れることが可能となるため、導管６２２を流体で満たすか、または導管６２２から流体を排出することができる。さらに、導管６３３は、バルブ６３８を介して導管６２２に結合され得る。

図７を参照すると、可変半径ミラー（ＶＲＭ）７０８を含む例示的なドライブレーザシステム７０５のブロック図が示されている。ドライブレーザシステム７０５は、増幅光ビーム７１０を生成する光増幅器７０６ａおよび７０６ｂを含む。増幅光ビーム７１０は、ターゲット材料７２０を受け取るターゲット位置７３０に対して誘導される。増幅光ビーム７１０とターゲット材料７２０との間の相互作用によって、ターゲット材料は、ＥＵＶ光を放出するプラズマへと変換される。ドライブレーザシステム７０５は、ビームパス７１３上に位置決めされた測定センサ７７０も含む。図７の例では、測定センサ７７０は、光増幅器７０６ｂの入力に位置決めされている。測定センサ７７０は、光ビームのビームサイズを測定し、フィードバック信号７７２を発生させ、このフィードバック信号はＶＲＭ７０８に提供される。

ＶＲＭ７０８は、図６のＶＲＭ６０８の別の実装例である。ＶＲＭ７０８においては、圧力コントローラ６３４は、圧力トランスデューサ６３６（図６）からではなく測定センサ７７０からフィードバック信号を受け取るが、この点を除き、ＶＲＭ７０８はＶＲＭ６０８と同様である。圧力コントローラ６３４は、圧力アクチュエータ６３２に作用し、測定センサ７７０によって測定されたビームサイズに応じて側部６０６での圧力を増大または減少させる。

図７の例では測定センサ７７０は光増幅器７０６ｂの入力に位置付けられているが、測定センサ７７０を他の位置に位置決めすることもできる。例えば、測定センサ７７０は、ターゲット位置７３０内の増幅光ビーム７１０のサイズを測定するように位置決めすることもできる。他の例では、測定センサ７７０は、光増幅器７０６ａまたは７０６ｂの内側に、あるいは増幅器７０６ａの出力に位置付けることもできる。複数の測定センサ７７０を使用することができ、かつその複数の測定センサ７７０を異なる位置に配置することができる。

図８を参照すると、別の例示的なドライブレーザシステム８０５のブロック図が示されている。ドライブレーザシステム８０５は、ターゲット位置８３０に提供される増幅光ビーム８１０を発生させる。ターゲット材料８２０と増幅光ビームとの間の相互作用によって、ＥＵＶ光を放出するプラズマが発生する。

ドライブレーザシステム８０５は、光路８１３上に位置決めされた光増幅器８０６ａ〜８０６ｄを含む。各光増幅器８０６ａ〜８０６ｄは、それぞれ、利得媒体（図示せず）、入力８０９ａ〜８０９ｄ、および出力８１１ａ〜８１１ｄを含む。集合的に、増幅器８０６ａ〜８０６ｄは、ビームパス８１３上に増幅器鎖を形成し、光増幅器８０６ｂ〜８０６ｄの入力はそれぞれ、先行の（上流側の）光増幅器８０６ａ〜８０６ｃの出力から光を受け取る。増幅器８０６ａの入力８０９ａは、光入力８１５からビームを受け取る。光入力８１５ａは、（図４Ａにおいて述べた光学部品４１５ａなどの）反射光学部品、または（図４Ｂにおいて述べたシードレーザ４１５ｂなどの）シードレーザとすることができる。ドライブレーザシステム８０５は、ビームパス８１３上に配置され、光を入力８０９ａ〜８０９ｄ内に誘導する反射要素８１９も含む。反射要素８１９は、例えば、平面鏡とすることができる。

ドライブレーザシステム８０５は、増幅器８０６ａ〜８０６ｄのそれぞれの出力において、それぞれ適応光学要素８０８ａ〜８０８ｄも含む。光増幅器８０６ａ〜８０６ｄ内の利得媒体はレンズのように振る舞い、この媒体を通って伝播する光ビームのダイバージェンスの量を変化させることができる。ダイバージェンスの変化量は、デューティサイクルと共に変動し得る。この影響に対抗するために、適応光学要素８０８ａ〜８０８ｄは、ビームパス８１３上の、各光増幅器８０６ａ〜８０６ｄによって出力される光ビームを受け取る位置に位置決めされる。

適応光学要素８０８ａ〜８０８ｄは、図７に関連して述べたＶＲＭ７０８などのＶＲＭとすることができる。ＶＲＭとして、適応光学要素８０８ａ〜８０８ｄのそれぞれは、フィードバック信号に応答して形状を変える変形可能反射面を有する。図８に示す例では、適応光学要素８０８ａは、増幅器８０６ａによって出力されたビームのサイズを測定するセンサ８７０からフィードバック信号８７２を受け取る。適応光学要素８０８ｂは、適応光学要素８０８ｂから反射したビームの照準を測定するセンサ８７３からフィードバック信号を受け取る。

センサ８７０は、増幅器８０６ａによって出力されたビームのサイズを測定する。センサ８７０からの測定値が、ビームサイズが予想より大きいことを示す場合、適応光学要素８０６ａの反射面はより小さな曲率半径を有するように収縮し、利得媒体によって引き起こされるダイバージェンスを相殺する。増幅器８０６ａからのビームのサイズが予想より小さい場合、フィードバック信号８７２は、適応光学要素８０８ａの曲率半径を増大させる。

センサ８７３は、ビームパス８１３上の、空間フィルタ８１７ａのすぐ上流側に位置決めされる。センサ８７３は、経路８１３に沿って進むビームの照準を測定し、フィードバック信号８７４を発生させる。ビームが空間フィルタ８１７ｂのアパーチャに入り込まない場合、適応光学部品８０８ｂは、フィードバック信号８７４に基づいて照準を調整する。

適応光学要素８０８ｃおよび８０８ｄもまた、フィードバック信号（図示せず）を受け取る。このフィードバック信号は、ビームパス８１３上の、光増幅器８０６ａ〜８０６ｄの内側または外側に配置された、特定の位置でのビームの特性を測定するセンサからの信号であり得る。増幅器８０６ａの出力で光ビームを測定するのに加えて、またはそれに替えて、ビームサイズは、ビームパス８１３上の他の任意の位置で測定することもできる。いくつかの実装例では、フィードバック信号は、反射面の側部での圧力を測定する圧力トランスデューサなど、ビームパス８１３の外側にあり、および／またはビームパス８１３に沿って伝播する光ビームの光学特性を感知しないセンサから届くこともできる。

適応レーザシステム８０５は、ビームパス８１３上に位置決めされた空間フィルタ８１７ａ〜８１７ｃも含む。空間フィルタ８１７ａ〜８１７ｃは、例えば、ビームパス８１３を中心とするアパーチャをそれぞれ画定するピンホールとすることができる。各空間フィルタ８１７ａ〜８１７ｃはそれぞれ、アパーチャが増幅器出力８１１ａ〜８１１ｃから出る光ビームのビームウェストの予想位置と一致するように位置決めすることができる。空間フィルタ８１７ａは、増幅器８０６ａと８０６ｂとの間に位置決めされ、空間フィルタ８１７ｂは増幅器８０６ｂと８０６ｃとの間にあり、空間フィルタ８１７ｃは増幅器８０６ｃと８０６ｄとの間にある。

各増幅器の間に空間フィルタを有することで、ドライブレーザシステム８０５は、ターゲット位置８３０から隔てられる。空間フィルタ８１７ａ〜８１７ｃは、ターゲット位置８３０から増幅器８０６ａ〜８０６ｄへと戻るように進むパワーの量を低減することで、増幅器をターゲット位置８３０から隔てる助けとなる。ターゲット材料８２０と増幅光ビーム８１０との間の相互作用により、ターゲット位置８３０から離れ、光ビーム８１０が伝播する方向に対して反対の方向に伝播する反射を生成することができる。これらの反射は、増幅器鎖に入り込むことができ、かつ逆行ビームと呼ばれる。逆行ビームは、増幅器利得媒体の利得ストリッピングを引き起こし得る。利得ストリッピングは、（逆行ビームなどの）迷走ビームが利得媒体を通過して、ポンピングされた利得媒体からエネルギーを吸収することによって増幅するときに生じる。利得ストリッピングが生じた後、利得媒体は、さらなるビームを増幅することが可能となる前に、再度ポンピングされなければならない。

こうして、逆行ビームは、通常であれば後続の前進ビーム（経路８１３に沿って伝播し、増幅器鎖によって増幅されて増幅光ビーム８１０となり、ターゲット材料８２０と相互作用してプラズマを創出するビーム）に提供されるはずの増幅エネルギーを取り込むことができる。逆行ビームのダイバージェンスは、前進ビームのダイバージェンスとは異なる。結果として、増幅器の間に空間フィルタ８１７ａ〜８１７ｃを配置することで、増幅器８０６ａ〜８０６ｃに到達する逆行パワーの量を低減する助けとなり、その結果ターゲット材料８２０に提供されるエネルギーの量を増大させ、これにより、生成されるＥＵＶ光の量も増大させる。

さらに、光入力８１５が主発振器（またはシードレーザ）である実装例では、空間フィルタは、増幅器鎖（増幅器８０６ａ〜８０６ｄ）とシードレーザ８１５との間の自己レージングを低減または解消する助けにもなる。自己レージングから生じる光ビームも、前進ビームと異なるダイバージェンスを有する。したがって、空間フィルタ８０７ａ〜８０７ｃを出力８１１ａ〜８１１ｃから放出される前進ビームのビームウェストと一致するように位置決めすることで、自己レージングビームの多くを阻止しながら、より多くの前進ビームがターゲット位置８３０および／または下流側の増幅器に到達することを可能にする。自己レージングの軽減によって、増幅器８０６ａ〜８０６ｄの利得は増大し、これにより、増幅光ビーム８１０のパワーも増大する。

図９を参照すると、別の例示的な適応レーザシステム９０５のブロック図が示されている。適応ドライブレーザシステム９０５は、光増幅器９０６ａ〜９０６ｄ、空間フィルタ９１７ａ〜９１７ｃ、および複数の適応光学要素９０８を含む。適応光学要素９０８は、ＶＲＭ６０８（図６）またはＶＲＭ７０８（図７）などのＶＲＭとすることができる。適応ドライブレーザシステム９０５は、このドライブレーザシステム９０５が増幅器９０６ｂ〜９０６ｃの入力及び出力にて適応光学要素９０８を有する点を除き、図８のシステム８０５と同様である。増幅器の入力および出力にて適応光学部品を有することで、ビームダイバージェンスおよびビームサイズの制御が可能となる。

適応レーザドライブシステム例８０５および９０５には４つの光増幅器が示されているが、より多くの数の、またはより少ない数の光増幅器を使用することもできる。

図１０を参照すると、別の例示的な適応ドライブレーザシステム１００５のブロック図が示されている。適応ドライブレーザシステム１００５は、ターゲット位置１０３０内でターゲット材料１０２０と相互作用してターゲット材料をＥＵＶ光を放出するプラズマに変換する、増幅光ビーム１０１０を生成する。

レーザシステム１００５は、光増幅器１００６ａおよび１００６ｂ、静的反射光学要素１０７８ａおよび１０７８ｂ、空間フィルタ１０１７、ならびに光路１０１３上に位置決めされた適応要素１０８０を含む。システム１００５は、フィードバック信号１０７２を適応要素１０８０に提供するセンサ１０７０も含む。光増幅器１００６ａは、光入力１０１５から光ビームを受け取るが、光入力は（図４Ａにおいて述べた光学部品４１５ａなどの）反射光学部品、または（図４Ｂにおいて述べたシードレーザ４１５ｂなどの）シードレーザとすることができる。光は、光入力１０１５から、増幅器１００６ａおよび１００６ｂを通り、ターゲット位置１０３０に向かって、光路１０１３に沿って伝播する。

静的反射光学要素１０７８ａおよび１０７８ｂは、経路１０１３上に配置されており、かつ、例えば、オフアクシスパラボリック（ＯＡＰ）ミラーとすることができる。光学要素１０７８ａおよび１０７８ｂは、固定の曲率半径を有するという点で、静的な要素である。空間フィルタ１０１７のアパーチャは、光路１０１３上の、光増幅器１００６ａから出力されるビームのビームウェストの予想位置と一致する位置にある。適応要素１０８０は、増幅器１００６ａと１００６ｂとの間に位置決めされている。適応要素１０８０は、ビームパス１０１３の長さ、特に、経路１０１３の、光増幅器１００６ａの出力１０１１ａと空間フィルタ１０１７との間の部分の長さを増大または減少させる。ビームパス１０１３の長さは、光増幅器１００６ａから放出されるビームのビームウェストが、（デューティサイクルの変化などの）システム動作環境の変動にもかかわらず空間フィルタ１０１７のアパーチャと一致した状態を保つように、適応要素１０８０で調節することができる。

センサ１０７０は、光増幅器１００６ａが出力するビームのダイバージェンスまたはサイズを測定するように位置決めされる。センサ１０７０は、フィードバック信号１０７２を生成し、信号１０７２を適応要素１０８０に提供する。増幅器１００６ａの出力が、予想されたまたは所望のダイバージェンスより大きいダイバージェンスを有する場合、ビームウェストは、予想されたまたは所望されるよりも、増幅器１００６ａから遠くなる。この場合、適応要素１０８０は、出力ビームのビームウェストが空間フィルタと一致するように、経路１０１３の長さを減少させる。増幅器１００６ａの出力が予想より小さなダイバージェンスを有する場合、適応要素１０８０は経路１０１３の長さを増大させる。

図１１Ａおよび１１Ｂも参照すると、例示的な適応要素１１８０の上面図が示されている。適応要素１１８０は、ビームパス長アジャスタと呼ばれ、システム１００５内の適応要素１０８０（図１０）として使用することができる。図１１Ａは、圧縮状態のビームパス長アジャスタ１１８０を示し（短縮ビームパス）、図１１Ｂは、伸展状態のビームパス長アジャスタ１１８０を示す（伸長ビームパス）。

ビームパス長アジャスタ１１８０は、内部導管１１８２、外部導管１１８３、および反射光学部品１１８５ａ〜１１８５ｄを含み、反射光学部品は水冷することができる。図１１Ｃも参照すると、図１１Ａの線１１Ｃ‐１１Ｃに沿って切り取ったビームパス長アジャスタ１１８０の断面図が示されているが、内部導管１１８２および外部導管１１８３は同心円状に配置されており、外部導管１１８３の一部分が内部導管１１８２を囲んでいる。

内部導管１１８２は、内部壁１１８２ａを有し、外部導管１１８３は、内部壁１１８３ａを有する。内部壁１１８２ａおよび１１８３ａは、中心縦軸１１８４を画定する。光は、軸１１８４に沿い、ビームパス長エクステンダ１１８０を通って進む。導管１１８２および１１８３の内部は中空であり、自由空間または別の材料とすることができるが、ビームパス長アジャスタ１１８０を通して屈折率が一定である経路を提供する。内部壁１１８２ａおよび１１８３ａは、例えば黒色陽極処理アルミニウム、または、このビームパス長アジャスタ１１８０が使用される適応ドライブレーザシステムによって生成される光ビームの波長を吸収する任意の他の材料から製作するか、またはそれらで被覆することができる。外部導管１１８３および内部導管１１８２は、外部導管の内部壁１１８３ａと内部導管１１８２との間の低摩擦性または無摩擦性要素１１８８と結合する。低摩擦性要素１１８８は、例えば、ＴＥＦＬＯＮまたはＴＥＦＬＯＮ複合物、あるいは空隙とすることができる。低摩擦性要素１１８８は、外部導管１１８３が内部導管１１８２に対して摺動することを可能にする。

図１１Ａおよび１１Ｂを再び参照すると、ビームパスエクステンダ１１８０は、内部導管１１８２および外部導管１１８３を受け取る基部１１８６も含む。基部１１８６は、反射光学要素１１８５ａおよび１１８５ｂも支持する。基部１１８６から延在しているのは、摺動子１１８９を受け取る心棒１１８７である。摺動子１１８９は、外部導管１１８３に取り付けられており、摺動子１１８９は心棒１１８７に沿って、矢印「Ｄ」で示す方向に移動する。摺動子１１８９が心棒１１８７に沿って方向「Ｄ」に移動する時、外部導管１１８３もまた移動する。しかしながら、外部導管１１８３および内部導管１１８２は低摩擦性要素１１８８のみによって結合されているため、内部導管１１８２は摺動子１１８９と共に移動しない。このようにして、摺動子１１８９を方向「Ｄ」に沿って往復するように移動させることで、パス長アジャスタ１１８０のパス長を増大および減少させる。パス長アジャスタ１１８０は、例えば、＋／−２００ミリメートル（ｍｍ）のパス長の変化を生成することができる。

使用時には、パス長アジャスタ１１８０は、入力１１９０で光ビーム１１８１を受け取る。ビーム１１８１は、反射光学部品１１８５ａから内部導管１１８２内に反射し、軸１１８４に沿って進み、反射光学部品１１８５ｂおよび１１８５ｃから反射して反射光学部品１１８５ｄへと誘導される。そしてビーム１１８１は、出力１１９１を通ってビームパスエクステンダ１１８１を出る。摺動子１１８９の移動は、手動で、または（摺動子１１８９に結合されたコンピュータ制御ステッパモータなどの）コンピュータ制御を介して行うことができる。

システム１００５（図１０）などの適応ドライブレーザシステムにおいてビームパス長アジャスタ１１８０を使用するために、入力１１９０および出力１１９１は、ビームパス１０１３上を伝播する光がビームパス長アジャスタ１１８０に入り込むように、ビームパス１０１３上に配置される。

ビームパス長アジャスタ１１８０は円形の断面を有するものとして示されているが、光を通し、内部導管と外部導管との間の摺動係合を実現する任意の導管を使用することができる。

図１２に、別の例示的な適応ドライブレーザシステム１２０５のブロック図を示す。適応ドライブレーザシステム１２０５は、静的ミラー１０７８ａが適応光学部品１２０８と置き換えられている点を除き、適応ドライブレーザシステム１００５（図１０）と同様である。適応光学部品１２８０は、ＶＲＭ７０８（図７）などの可変半径ミラーとすることができる。

図１３を参照すると、いくつかの実装例では、極端紫外光システム１００は、真空チャンバ１３００、１つまたは複数のコントローラ１３８０、１つまたは複数の作動システム１３８１、およびガイドレーザ１３８２などの他のコンポーネントを含むシステムの一部である。

真空チャンバ１３００は、単一のユニット式構造とすることもでき、または特定のコンポーネントを収容する別個のサブチャンバと共に組立てることもできる。真空チャンバ１３００は、少なくとも、そこから真空ポンプによって空気およびその他の気体が除去される、部分的に剛性の筐体であり、その結果チャンバ１３００の内部は低圧環境となる。チャンバ１３００の壁は、真空用途に適する（低圧に耐え得る）任意の好適な金属または合金で製作することができる。

ターゲット材料デリバリシステム１１５は、ターゲット材料１２０をターゲット位置１３０へと搬送する。ターゲット位置でのターゲット材料１２０は、液体小滴、液体流、固体粒子またはクラスタ、液体小滴内に含まれる固体粒子、あるいは液体流内に含まれる固体粒子の形態とすることができる。ターゲット材料１２０は、例えば、水、スズ、リチウム、キセノン、または、プラズマ状態に変換されるとＥＵＶ範囲内の輝線を有する任意の材料を含むことができる。例えば、スズの元素は、純スズ（Ｓｎ）として、スズ化合物、例えばＳｎＢｒ₄、ＳｎＢｒ₂、ＳｎＩＬ₁として、スズ合金、例えばスズ‐ガリウム合金、スズ‐インジウム合金、スズ‐インジウム‐ガリウム合金、またはこれらの合金の任意の組み合わせとして使用することができる。ターゲット材料１２０は、スズなどの上記の元素の１つで被覆されたワイヤを含むことができる。ターゲット材料１２０は、固体状態である場合、リング、球体、または立方体などの任意の好適な形状を有することができる。ターゲット材料１２０は、ターゲット材料デリバリシステム１１５によって、チャンバ１３００の内部に、およびターゲット位置１３０に搬送することができる。ターゲット位置１３０は、照射部位とも呼ばれ、ターゲット材料１２０が増幅光ビーム１１０と光学的に相互作用してプラズマを生成する場所である。

ドライブレーザシステム１０５は、１つまたは複数の主パルス、および、場合により１つまたは複数のプリパルスを提供するために、１つまたは複数の光増幅器、レーザ、および／またはランプを含むことができる。各光増幅器は、高利得で所望の波長を光学的に増幅可能である利得媒体、励起源、および内部光学部品を含む。光増幅器は、レーザキャビティを形成するレーザミラーまたはその他のフィードバックデバイスを有してもよく、有さなくてもよい。したがって、ドライブレーザシステム１０５は、レーザキャビティが無い場合でさえ、レーザ増幅器の利得媒体内の反転分布により増幅光ビーム１１０を生成する。さらに、ドライブレーザシステム１０５は、ドライブレーザシステム１０５に対して十分なフィードバックを提供するレーザキャビティがある場合、コヒーレントレーザビームである増幅光ビーム１１０を生成することができる。「増幅光ビーム」という用語は、ドライブレーザシステム１０５からの光であって、単に増幅されているのみであり、必ずしもコヒーレントレーザ発振ではない光、およびドライブレーザシステム１０５からの光であって、増幅され、かつコヒーレントレーザ発振でもある光のうちの１つまたは複数を包含する。

ドライブレーザシステム１０５内の光増幅器は、ＣＯ₂を含む充填ガスを利得媒体として含むことができ、かつ、約９１００ｎｍと約１１０００ｎｍとの間の波長、特に約１０６００ｎｍで、１０００以上の利得で光を増幅することができる。ドライブレーザシステム１０５内での使用に適する増幅器およびレーザは、パルスレーザデバイス、例えば、パルス式ガス放電ＣＯ₂レーザデバイスであって、約９３００ｎｍまたは約１０６００ｎｍで、例えばＤＣまたはＲＦ励起で放射を生成し、比較的高い電力、例えば１０ｋＷ以上および高パルス繰り返し率、例えば５０ｋＨｚ以上で動作するものを含んでよい。ドライブレーザシステム１０５内の光増幅器は、ドライブレーザシステム１０５をより高い電力で動作させるときに使用することができる、水などの冷却システムも含むことができる。

光コレクタ１５５は、増幅光ビーム１１０を通過させ、焦点位置１４５に到達させるためのアパーチャ１３４０を有するコレクタミラー１３５５とすることができる。コレクタミラー１３５５は、例えば、第１の焦点をターゲット位置１３０または焦点位置１４５に有し、かつ第２の焦点を、ＥＵＶ光１６０が極端紫外光システムから出力され得、光学装置１６５に入力され得る位置である中間位置１３６１（中間焦点とも呼ばれる）に有する楕円形ミラーとすることができる。

１つまたは複数のコントローラ１３８０は、１つまたは複数の作動システムまたは診断システム、例えば、液滴位置検出フィードバックシステム、レーザ制御システム、およびビーム制御システムなどと接続され、かつ１つまたは複数のターゲットまたは液滴イメージャと接続される。ターゲットイメージャは、液滴の、例えばターゲット位置１３０に対する位置を示す出力を提供し、この出力を液滴位置検出フィードバックシステムに提供し、このシステムは、例えば、そこから液滴毎または平均の液滴位置誤差を計算し得る、液滴位置および軌道を計算することができる。液滴位置検出フィードバックシステムは、こうして、液滴位置誤差を、入力としてコントローラ１３８０に提供する。したがって、コントローラ１３８０は、レーザ位置、方向、およびタイミング補正信号を、例えば、例えばレーザタイミング回路を制御するために使用することができるレーザ制御システム、ならびに／あるいは、増幅光ビームの位置およびビーム伝送システムの形状を制御してチャンバ１３００の内部のビーム焦点の位置および／または集光力を変化させるビーム制御システムに、提供することができる。

ターゲット材料デリバリシステム１１５は、ターゲット材料デリバリ制御システムを含むが、このターゲット材料デリバリ制御システムは、コントローラ１３８０からの信号に応答し、例えば、内部デリバリ機構によって解放される液滴の解放点を修正して、所望のターゲット位置１３０へ到達する液滴の誤差を補正するように動作可能なものである。

さらに、極端紫外光システムは、パルスエネルギー、波長の関数としてのエネルギー分布、特定の波長帯域内のエネルギー、特定の波長帯域外のエネルギー、ならびにＥＵＶ強度および／または平均パワーの角分布を含むがこれらに限定されない、１つまたは複数のＥＵＶ光パラメータを測定する光源ディテクタを含んでよい。光源ディテクタは、コントローラ７８０が使用するためのフィードバック信号を発生させる。このフィードバック信号は、例えば、効果的かつ効率的なＥＵＶ光生成のために適正な位置および時間に、適切に液滴を遮断するために、レーザパルスのタイミングおよび焦点などのパラメータにおける誤差を示すことができる。

いくつかの実装例では、ドライブレーザシステム１０５は、複数の増幅ステージを伴い、かつ、例えば１００ｋＨｚでの動作が可能な、低エネルギーおよび高繰り返し率の、Ｑスイッチ主発振器（ＭＯ）によって開始される種パルスを有する、主発振器／電力増幅器（ＭＯＰＡ）構成を有する。ＭＯからは、レーザパルスを、例えばＲＦポンピング高速軸流型ＣＯ₂増幅器を使用して増幅し、ビームパスに沿って進む増幅光ビーム１１０を生成することができる。

３つの光増幅器を使用することもできるが、この実装例において、１つの増幅器のみ、および４つ以上の増幅器を使用し得る可能性もある。いくつかの実装例では、各ＣＯ₂増幅器は、内部ミラーによって折畳まれた１０メートルの増幅器長を有するＲＦポンピング軸流型ＣＯ₂レーザキューブとすることもできる。代替的に、ドライブレーザシステム１０５は、ターゲット材料１２０が光キャビティの１つのミラーとして機能する、所謂「自己ターゲット型」レーザシステムとして構成することもできる。「自己ターゲット型」レーザシステムの例は、図４Ｂに関連して述べている。

照射部位では、焦点アセンブリ１４０によって好適に集束される増幅光ビーム１１０を使用して、ターゲット材料１２０の組成に依存するある一定の性質を有するプラズマを創出する。これらの性質としては、プラズマによって生成されるＥＵＶ光１６０の波長、ならびにプラズマから解放されるデブリのタイプおよび量が含まれ得る。増幅光ビーム１１０は、ターゲット材料１２０を気化させ、気化したターゲット材料を、電子が放たれて（プラズマ状態）イオンが残る臨界温度まで加熱し、そのイオンは、極端紫外線範囲内の波長を有する光子を放出し始めるまでさらに加熱される。

他の実装例は、以下の特許請求の範囲の範囲内である。

Claims (20)

1. 増幅光ビームを生成する放射源と、
   真空チャンバと、
   前記真空チャンバの内側にあり、前記増幅光ビームを受け取るターゲット位置に向けてターゲット材料を誘導するターゲット材料デリバリシステムであって、前記ターゲット材料が、プラズマに変換されると極端紫外光を放出する材料を含む、ターゲット材料デリバリシステムと、
   前記真空チャンバの内側にあり、前記放出された極端紫外光を受け取って誘導するように位置決めされているコレクタと、
   を備える極端紫外光源であって、
   前記放射源が、
   ビームパス上に位置決めされた利得媒体をそれぞれが備える２つ以上の光増幅器であって、前記光増幅器のそれぞれが、前記ビームパスに沿って進む入力光ビームを入力で受け取りかつ出力光ビームを出力で前記ビームパス上へと放出する、２つ以上の光増幅器と、
   前記ビームパス上に位置決めされ、フィードバック信号に応答して調整可能である１つまたは複数の適応光学要素と、
   前記１つまたは複数の適応光学要素に結合されたフィードバックシステムであって、前記ビームパスにおいて伝播する放射を受け取るように位置決めされたセンサを備え、前記センサによって測定された特性に基づき前記フィードバック信号を発生させる、フィードバックシステムと、を有する、
   極端紫外光源。
2. 前記１つまたは複数の適応光学要素が、少なくとも１つの適応光学要素を備え、
   前記少なくとも１つの適応光学要素が、
   第１の側に変形可能反射面を有し、かつ、前記第１の側と熱連通する第２の側を有する光学要素と、
   前記光学要素の前記第２の側と熱連通する第１の導管を備える流体経路であって、前記第１の導管が熱伝導性流体を受け取る、流体経路と、
   前記第１の導管と流体連通し、かつ、前記第１の導管に対して圧力を提供および除去する圧力アクチュエータと流体連通する、第２の導管を備える圧力経路と、
   を備える、請求項１に記載の極端紫外光源。
3. 前記１つまたは複数の適応光学要素のうちの少なくとも１つが、前記２つ以上の光増幅器のうちの２つの間の前記ビームパス上に位置決めされる、請求項１に記載の極端紫外光源。
4. 前記光増幅器のうちの少なくとも１つの前記出力に位置決めされた空間フィルタをさらに備える、請求項１に記載の極端紫外光源。
5. 前記適応光学要素のうちの少なくとも１つが、前記フィードバック信号に応答して前記ビームパスの長さを変化させる、請求項１に記載の極端紫外光源。
6. 極端紫外光を発生させるために使用される増幅光ビームの特性を維持するための方法であって、前記方法が、
   ビームパス上に光増幅器を位置決めすることであって、前記光増幅器が前記ビームパス上に利得媒体を備えることと、
   前記ビームパス上に適応光学部品を位置決めすることと、
   前記光増幅器から、デューティサイクルと関連付けられた増幅光ビームを放出することと、
   前記増幅光ビームの特性を決定することと、
   前記適応光学部品を調整し、それにより前記増幅光ビームの前記デューティサイクルの変動にかかわらず前記増幅光ビームの前記特性を維持することと、
   ターゲット材料を受け取るターゲット位置に前記増幅光ビームを提供し、極端紫外光を発生させることと、
   を含む、方法。
7. 前記適応光学部品を調整することが、前記適応光学部品の曲率半径を調整し、それにより前記増幅光ビームのビームダイバージェンスを調整することを含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記適応光学部品がフィードバック信号に応答して調整可能であり、
   前記増幅光ビームの決定されたパワーに基づいて前記フィードバック信号を発生させることと、
   前記フィードバック信号を前記適応光学部品に提供することと、
   をさらに含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記増幅光ビームの特性を決定することが、前記増幅光ビームのパワーを測定すること、ビームサイズを決定すること、および、前記増幅光ビームのウェスト位置を決定すること、のうちの１つまたは複数を含む、請求項６に記載の方法。
10. 前記増幅光ビームの前記特性がビームウェスト位置を含み、
    前記適応光学部品を調整して前記ビームウェスト位置を維持することが、前記適応光学部品を調整して前記ビームパスの長さを変化させることを含む、請求項６に記載の方法。
11. 前記増幅光ビームの前記特性が、前記光増幅器の内側の位置で決定される、請求項６に記載の方法。
12. 前記増幅光ビームが、前記ターゲット位置に提供される前に前記ビームパス上の第２の光増幅器に提供される、請求項６に記載の方法。
13. 極端紫外（ＥＵＶ）光源のためのシステムであって、
    ビームパス上に位置決めされた利得媒体を備え、入力で光ビームを受け取り、かつ、出力でＥＵＶ光源のための出力光ビームを放出する光増幅器と、
    前記出力光ビームの特性を測定し、前記測定された特性に基づいてフィードバック信号を生成するフィードバックシステムと、
    前記ビームパス内に位置決めされ、前記フィードバック信号を受け取り、かつ、前記フィードバック信号に応答して前記出力光ビームの特性を調整する適応光学部品と、
    を備える、システム。
14. 前記フィードバックシステムが、前記出力光ビームのパワー、前記出力光ビームの形状、および、前記出力光ビームのサイズ、のうちの１つまたは複数を測定する、請求項１３に記載のシステム。
15. 利得媒体を備える第２の光増幅器をさらに備え、
    前記適応光学部品が、前記第２の光増幅器と前記光増幅器との間に位置決めされる、請求項１３に記載のシステム。
16. 前記適応光学部品が、可変半径ミラー（ＶＲＭ）を備える、請求項１３に記載のシステム。
17. 第２の適応光学部品をさらに備え、
    前記適応光学部品および前記第２の適応光学部品が、それぞれ可変半径ミラー（ＶＲＭ）を備える、請求項１３に記載のシステム。
18. 前記ビームパス上かつ前記第２の光増幅器と前記光増幅器との間に、空間フィルタをさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
19. 真空チャンバと、
    ターゲット材料を前記真空チャンバ内のターゲット位置に向かって誘導するターゲット材料デリバリシステムであって、前記ターゲット位置が、前記出力光ビームを受け取り、前記ターゲット材料が、プラズマに変換されると極端紫外光を放出する材料を含む、ターゲット材料デリバリシステムと、
    前記放出された極端紫外光を受け取って誘導するコレクタと、
    をさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
20. 前記特性が、前記出力光ビームのビームウェストの位置であり、
    前記適応光学部品が、前記フィードバック信号に応答して前記ビームパスの長さを変化させるビームパス長アジャスタである、請求項１３に記載のシステム。