JP2018515875A - 連続波レーザ維持プラズマ光源 - Google Patents

Abstract

光維持プラズマ形成によって広帯域放射線を生成する光学システムは、チャンバと、光源と、集束光学部品一式と、集光光学部品一式とを含む。チャンバは、第１相のバッファ材料及び第２相のプラズマ形成材料を収容するように構成される。光源は連続波ポンプ光を生成する。集束光学部品一式は、バッファ材料を通ってバッファ材料とプラズマ形成材料の界面に連続波ポンプ光を集束して、少なくともプラズマ形成材料を励起することによってプラズマを生成する。集光光学部品一式は、プラズマから放出された広帯域放射線を受け取る。

Description

本開示は、概して、連続波レーザ維持プラズマ光源に関し、特に、固体又は液体のプラズマターゲットを含む連続波レーザ維持プラズマ光源に関する。

本願は、「Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｌａｓｅｒ-Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｐｌａｓｍａｓ(ＬＳＰ)（レーザ維持プラズマ（ＬＳＰ）からのエキシマ放出の低減）」という名称で２０１５年３月１１日に出願され、発明者としてイリア・ベゼル（Ｉｌｙａ Ｂｅｚｅｌ）、アナトリイ・シェメリニン（Ａｎａｔｏｌｙ Ｓｈｃｈｅｍｅｌｉｎｉｎ）、ユージン・シフリン（Ｅｕｇｅｎｅ Ｓｈｉｆｒｉｎ）、マシュー・パンザー（Ｍａｔｔｈｅｗ Ｐａｎｚｅｒ）の名前が記載された米国仮出願第６２／１３１，６４５号に対する３５ＵＳＣ§１１９（ｅ）に基づく恩恵を請求するものであり、前記出願は、その開示内容全体を本願明細書の一部として援用する。

より小さい素子機構を有する集積回路の需要は増え続けており、この小型化し続ける素子の検査に用いる、向上した光源に対する要望も拡大し続けている。このような光源の一つとして、レーザ維持プラズマ（Ｌａｓｅｒ−Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ｐｌａｓｍａ，ＬＳＰ）源が挙げられる。ＬＳＰ光源は、高パワーの広帯域光を生成できる。レーザ維持光源は、集束レーザ放射を利用して、光の放出が可能なプラズマ状態にプラズマターゲットを励起することによって動作する。この作用は、一般に、プラズマ「ポンピング」と呼ばれる。レーザ維持プラズマ光源は、通常、選択された作業物質を含む封止ランプ内にレーザ光を集束することによって動作する。ただし、このランプの動作温度により、ランプ内に挿入できる利用可能な化学種が限定される。

国際公開第２０１５／０１３１８５号 米国特許出願公開第２０１３／０２８７９６８号

したがって、前述したような欠陥を修正するシステムを提供することが望ましい。

本開示の一つ以上の例示的実施形態に係る、光維持プラズマ形成により広帯域光を生成する光学システムを開示する。一例示的実施形態において、光学システムはチャンバを含む。他の例示的実施形態において、チャンバは、第１相のバッファ材料及び第２相のプラズマ形成材料を収容するように構成される。他の例示的実施形態において、光学システムは、連続波ポンプ光を生成するように構成された光源を含む。他の例示的実施形態において、光学システムは集束光学部品一式を含み、集束光学部品は、バッファ材料を通ってバッファ材料とプラズマ形成材料の界面に連続波ポンプ光を集束して、少なくともプラズマ形成材料を励起することによってプラズマを生成するように構成される。他の例示的実施形態において、光学システムは、プラズマから放出された広帯域放射線を受け取るように構成される集光光学部品一式を含む。

本開示の一つ以上の例示的実施形態に係る、光維持プラズマ形成により広帯域光を生成する光学システムを開示する。一例示的実施形態において、光学システムはチャンバを含む。他の例示的実施形態において、チャンバは、バッファガスを収容するように構成される。他の例示的実施形態において、光学システムは、連続波ポンプ光を生成するように構成された光源を含む。他の例示的実施形態において、光学システムは、チャンバ内に配置されたプラズマ形成材料を含む。一例示的実施形態において、プラズマ形成材料の相は、固相又は液相の少なくともいずれかを含む。他の例示的実施形態において、プラズマ形成材料の少なくとも一部は、プラズマの近傍でプラズマ形成材料の表面の一部から除去される。他の例示的実施形態において、光学システムは、集束光学部品一式を含み、集束光学部品は、プラズマ形成材料の表面の一部から除去されたプラズマ形成材料の少なくとも一部に連続波ポンプ光を集束して、プラズマを生成するように構成される。他の例示的実施形態において、光学システムは、プラズマから放出された広帯域放射線を受け取るように構成された集光光学部品一式を含む。

本開示の一つ以上の例示的実施形態に係る、光維持プラズマ形成により広帯域光を生成する光学システムを開示する。一例示的実施形態において、光学システムは、液相のプラズマ形成材料の流れを生成するように構成された液流アセンブリを含む。他の例示的実施形態において、光学システムは、連続波ポンプ光を生成するように構成された光源を含む。他の例示的実施形態において、光学システムは、集束光学部品一式を含み、集束光学部品は、プラズマ形成材料の体積内に連続波ポンプ光を集束して、プラズマ形成材料を励起することによってプラズマを生成するように構成される。他の例示的実施形態において、光学システムは、プラズマから放出された広帯域放射線を受け取るように構成された集光光学部品一式を含む。

前述した概要説明及び後述する詳細説明はいずれも例示であり、説明のためにのみ記載され、必ずしも本開示を限定するものではないことは理解されよう。付属の図面は、特徴の一部に組み込まれて特徴の一部を構成しており、本開示の内容を例示するものである。また、明細書及び図面は、本開示の原理を説明するためのものである。

本開示の多数の利点は、下記に示す付属の図面を参照することによって、より適切に当業者に理解されるであろう。
連続波レーザ維持プラズマを形成する、本開示の一つ以上の実施形態に係るシステムを大幅に模式化して示す図である。 プラズマターゲットとバッファ材料の界面で生成又は保持される、本開示の一つ以上の実施形態に係る光維持プラズマの概念図である。 プラズマターゲットとバッファ材料の界面近傍の位置で生成又は保持される、本開示の一つ以上の実施形態に係る光維持プラズマの概念図である。 本開示の一つ以上の実施形態に係る、プラズマターゲットとバッファ材料の界面近傍の位置で生成又は保持される光維持プラズマを示す概念図で、外部光源によってプラズマターゲットからプラズマ形成材料が除去される状態を示す図である。 気体のバッファ材料の存在下で、固体のプラズマターゲットの表面に連続波レーザ維持プラズマを形成する、本開示の一つ以上の実施形態に係るシステムを大幅に模式化して示す図である。 本開示の一つ以上の実施形態に係る回転式プラズマターゲットを大幅に模式化して示す図である。 液体のバッファ材料の存在下で、固体のプラズマターゲットの表面に連続波レーザ維持プラズマを形成する、本開示の一つ以上の実施形態に係るシステムを大幅に模式化して示す図である。 本開示の一つ以上の実施形態に係る、液体バッファ内に浸漬された回転式プラズマターゲットを大幅に模式化して示す図である。 気体のバッファ材料の存在下で、液体のプラズマターゲットの表面に連続波レーザ維持プラズマを形成する、本開示の一つ以上の実施形態に係るシステムを大幅に模式化して示す図である。 本開示の一つ以上の実施形態に係る、液体のプラズマターゲットを大幅に模式化して示す図である。 気体のバッファ材料の存在下で、回転可能要素によって環流される液体のプラズマターゲットの表面に連続波レーザ維持プラズマを形成する、本開示の一つ以上の実施形態に係るシステムを大幅に模式化して示す図である。 本開示の一つ以上の実施形態に係る、回転可能要素によって環流される液体のプラズマターゲットを大幅に模式化して示す図である。 液体のプラズマターゲットの体積内で連続波レーザ維持プラズマを形成する、本開示の一つ以上の実施形態に係るシステムを大幅に模式化して示す図である。 本開示の一つ以上の実施形態に係る、ノズル内を流れる液相のプラズマターゲットを示す概念図である。 本開示の一つ以上の実施形態に係る、ノズル内を流れる超臨界気相のプラズマターゲットを示す概念図である。

次に、付属の図面に記載した開示対象について詳細に説明する。

概して図１〜図７Ｃを参照しながら、本開示の一つ以上の実施形態に従って、固体又は液体のプラズマターゲットを用いて、レーザ維持プラズマによって広帯域放射線を生成するシステムを開示する。本開示のいくつかの実施形態は、固相又は液相の少なくともいずれかであるプラズマ形成材料を励起するように構成されたＣＷ光によってポンピングされるレーザ維持プラズマ光源を対象とする。本開示のいくつかの実施形態は、液体又は固体のプラズマ形成材料をＣＷポンプ光に露光して広帯域放射線出力を生成又は保持することを対象とする。本開示の更なる実施形態は、液体又は固体のプラズマ形成材料の表面近傍に集束されたＣＷ光がプラズマを生成又は保持する、プラズマをベースとした広帯域光源を対象とする。本開示の追加の実施形態は、液体のプラズマ形成材料の体積内に集束されたＣＷ光がプラズマを生成又は保持する、プラズマをベースとした広帯域光源を対象とする。本発明の更に他の実施形態は、超臨界気体内でプラズマを生成して広帯域光出力を生成することを対象とする。

本明細書において認識されるように、ＣＷ光によるプラズマの形成に関わるプラズマダイナミクスは、パルスレーザ（例えば、Ｑスイッチレーザ、パルス励起レーザ、モードロックレーザ等）を用いたプラズマの形成に関わるプラズマダイナミクスと大きく異なる。例えば、プラズマターゲットによる光源からのエネルギの吸収（例えば、吸収されたエネルギの浸入度、温度プロファイル等）は、限定ではないが、例えば、照射時間（例えば、ＣＷ照射時間、パルスレーザのパルス長）又はピーク出力等の要因に大きく左右される。このため、ＣＷ光は、パルス光（例えば、５ｅＶ）よりも低温のプラズマ（例えば、１〜２ｅＶ）を生成できる。例えば、本明細書に記載するように、パルスレーザによって生成されたプラズマは、一般に、紫外スペクトル範囲（例えば、１９０ｎｍ〜４５０ｎｍ）での発光のために過熱されるため、この範囲での変換効率が低くなる。また、ＣＷ光を利用して、高圧（例えば、１０気圧以上）を含む、ほぼ全ての圧力でプラズマを生成することができる。これに対し、パルスレーザ（例えば、ピコ秒又はフェムト秒のオーダーのパルス幅を有するパルスレーザ）に関わる高ピーク出力は、限定ではないが、例えば、バッファ材料の自己集束又はイオン化等の非線形伝播作用を呈し得、この作用は、プラズマによるエネルギの吸収に悪影響を与え、ひいては動作圧力を制限することになり得る。本開示のいくつかの実施形態は、広帯域放射線を放出する連続波ＬＳＰ源の生成を対象とする。

不活性ガスの化学種内でのプラズマの生成については、その概略が２０１０年８月３１日に発行された米国特許第７，７８６，４５５号明細書、２００８年１０月１４日に発行された米国特許第７，４３５，９８２号明細書、及び２０１２年１０月９日に出願された米国特許出願第１３／６４７，６８０号明細書に記載されている。これらの特許及び特許出願は、その開示内容全体を本願明細書の一部として援用する。また、プラズマの生成は、２０１４年３月２５日に出願された米国特許出願第１４／２２４，９４５号明細書にも概略的に記載されており、この特許出願も、その開示内容全体を本願明細書の一部として援用する。また、プラズマの生成は、２０１４年３月３１日に出願された米国特許出願第１４／２３１，１９６号明細書、及び２０１４年５月２７日に出願された米国特許出願第１４／２８８，０９２号明細書にも記載されており、これらの各特許出願も、その開示内容全体を本願明細書の一部として援用する。

図１を参照して説明すると、一実施形態において、システム１００は、選択した一つ以上の波長のポンプ光１０４を生成するように構成されたＣＷ光源１０２（例えば、一つ以上のレーザ）を含み、ポンプ光１０４は、赤外光又は可視光等であるが、これらには限定されない。他の実施形態において、ＣＷ光源１０２は、変調信号によって変調され、これに対応してポンプ光１０４の瞬間パワーが変調信号によって変調される。例えば、ＣＷ光源の瞬間パワーは、帯域幅限界の制約はあるが、ゼロパワーから最大ＣＷパワーまでの範囲内で任意に変調されてよい。追加の例として、ＣＷ光源の瞬間パワーは、所望の変調周波数において所望の変調波形（例えば、正弦波波形、方形波波形、鋸歯波形等）で変調されてよい。これに対し、パルスレーザは、パルス間の放射出力が最小である放射パルスを生成する。また、パルスレーザにおけるパルスのパルス幅は、一般に、マイクロ秒からフェムト秒のオーダーであり、レーザの利得特性（例えば、利得媒体の支持帯域幅、利得媒体内の励起状態の寿命等）によって決まる。

一実施形態において、ＣＷ光源１０２の瞬間パワーは、（例えば、ＣＷ光源１０２として動作するＣＷダイオードレーザの駆動電流を変調することによって）直接変調される。他の実施形態において、ＣＷ光源１０２は、変調アセンブリ(図示せず)によって変調される。これに関して、ＣＷ光源１０２が一定パワーの出力を提供し、この一定パワーの出力が変調アセンブリによって変調されてもよい。変調アセンブリは、この分野において知られている任意のタイプのものであってよく、限定ではないが、機械チョッパ、音響光学変調器、又は電気光学変調器であり得る。

他の実施形態において、システム１００は、プラズマ形成材料から成るプラズマターゲット１１２を収容するチャンバ１１４を含む。本明細書では、本開示の目的に応じて、プラズマターゲット１１２と、プラズマターゲット１１２に対応付けられたプラズマ形成材料は、プラズマ形成に適した材料を表すために交換可能に使用されることを注記しておく。他の実施形態において、チャンバ１１４は、気体を収容するように構成される、又は、気体を収容するのに適する。他の実施形態において、本システムは気体管理アセンブリ１１８を含み、気体管理アセンブリ１１８は、チャンバ１１４が所望の圧力で気体を収容するように、連結アセンブリ１２０を介してチャンバに気体を提供するように構成される。

他の実施形態において、チャンバ１１４は、バッファ材料１３２を含む。例えば、チャンバ１１４は、バッファ材料１３２とプラズマ形成材料１１２の両方を包含してよい。一実施形態において、チャンバ１１４は、ポンプ光１０４の一つ以上の選択波長を透過する透過要素１２８ａを含む。他の実施形態において、システム１００は、集束要素１０８（例えば、屈折集束要素、又は反射集束要素）を含み、集束要素１０８は、光源１０２から発散するポンプ光１０４をチャンバ１１４内に集束してプラズマ１１０を生成するように構成される。一実施形態において、チャンバ１１４の外部に配置された集束要素１０８は、透過要素１２８ａを介してポンプ光を集束する。他の実施形態において、システム１００は、チャンバ１１４内に配置された集束要素（図示せず）を含み、この集束要素は、チャンバ１１４の透過要素１２８ａを通って伝播するポンプ光１０４を受け取って集束させる。他の実施形態において、本システムは、複数の光学要素で構成された複合集束要素１０８を含む。

他の実施形態において、集束要素１０８は、ＣＷ光源１０２からのポンプ光１０４をチャンバ１１４の内部体積に集束して、プラズマ１１０を生成又は保持する。他の実施形態において、光源１０２からのポンプ光１０４を集束することにより、プラズマ形成材料、バッファ材料１３２、及びプラズマ１１０の少なくともいずれかの一つ以上の選択された吸収ラインによってエネルギが吸収（例えば、プラズマターゲット１１２から吸収）され、その結果、プラズマ形成材料が「ポンピング」されて、プラズマ１１０を生成又は保持する。図示しない他の実施形態において、チャンバ１１４は、チャンバ１１４の内部体積内でプラズマ１１０を発火させる電極群を含み、これにより、ＣＷ光源１０２からのポンプ光１０４は、電極による発火後のプラズマ１１０を維持する。他の実施形態において、本システムは、ＣＷ光源１０２からのポンプ光１０４を改質する一つ以上の光学要素１０６を含む。例えば、一つ以上の光学要素１０６は、限定ではないが、一つ以上の偏波器、一つ以上のフィルタ、一つ以上の集束要素、一つ以上のミラー、一つ以上のホモジナイザ、又は一つ以上のビームステアリング要素を含むことができる。

一実施形態において、広帯域放射線１４０は、限定ではないが、プラズマ形成材料又はバッファ材料１３２を含む、プラズマ１１０内の励起種の脱励起により、プラズマ１１０から生成される。また、プラズマ１１０によって放出される広帯域放射線１４０は、プラズマダイナミクスに関わる多数の要因に不可避的に左右され、この要因としては、限定ではないが、プラズマ１１０内の化学種の組成、プラズマ１１０内の化学種の励起状態のエネルギ準位、プラズマ１１０の温度、又はプラズマ１１０の周囲圧力が挙げられる。このため、ＬＳＰ源によって生成された広帯域放射線１４０のスペクトルは、所望の波長範囲の輝線を一つ以上有するようにプラズマターゲット１１２の組成を選択することによって、所望の波長範囲の放射を含むように調整されてよい。所望の波長範囲の放射を生成するのに適した所望の材料（例えば、所望の元素、所望の化学種等）は液相又は固相にあることが多いため、材料を気化し、ＬＳＰ動作のための望ましい圧力を維持するために高い温度が必要とされる。一実施形態において、システム１００は、固相又は液相のプラズマターゲット１１２を含み、プラズマターゲット１１２の局部を加熱して、プラズマターゲット１１２からプラズマ形成材料を除去し、プラズマ１１０を生成又は保持する。他の実施形態において、ＣＷ光源１０２のパワー、波長、及び焦点特性は、吸収したエネルギの所望の変換効率を得て、所望の波長範囲の出力で発光するように調整される。一般的な意味において、システム１００は、この分野において知られている固体又は液体のプラズマターゲット１１２に、任意のターゲット形状を利用できる。例えば、パルスレーザを用いた固体ターゲット上でのプラズマ生成は、その概要がアマノ（Ａｍａｎｏ）らによる論文、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｂ、Ｖｏｌ．１０１、Ｉｓｓｕｅ １の２１３〜２１９ページに記載されている。この論文は、その内容全体を本願の一部として援用する。

プラズマターゲット１１２は、プラズマの形成に適した任意の要素を含んでよい。一実施形態において、プラズマターゲット１１２は金属から成る。例えば、プラズマターゲット１１２は、限定ではないが、ニッケル、銅、錫、又はベリリウムを含んでよい。一実施形態において、プラズマターゲット１１２は固相にある。例えば、プラズマターゲット１１２は、限定ではないが、結晶固体、多結晶固体、又は非晶質固体で形成されてよい。また、プラズマターゲット１１２は、限定ではないが、プラズマターゲット１１２の氷点より低い温度において固相に維持（例えば、液体窒素によって維持）されるキセノン又はアルゴンを含むことができる。他の実施形態において、プラズマターゲットは液相にある。例えば、プラズマターゲット１１２は、溶媒内に溶融された所望の成分の塩を含んでよい。また、プラズマターゲット１１２は、液体化合物を含むことができる。一実施形態において、プラズマターゲット１１２は、ニッケルカルボニル液である。更に他の実施形態において、プラズマターゲット１１２は、超臨界気体から成る。例えば、プラズマターゲット１１２は、明らかな液相と明らかな気相が存在しないように、臨界点よりも高い温度及び圧力を持つ物質（例えば、超臨界流体）で形成されてよい。

他の実施形態において、システム１００は、プラズマ１１０によって放出される広帯域放射線１４０を収集する集光器要素１６０を含む。一実施形態において、集光器要素１６０は、広帯域放射線１４０の一つ以上の波長を透過する透過要素１２８ｂを通ってチャンバ１１４の外に、プラズマ１１０によって放出された広帯域放射線１４０を送り出す。他の実施形態において、チャンバ１１４は、ポンプ光１０４と、プラズマ１１０によって放出される広帯域放射線１４０の両方を透過する一つ以上の透過要素１２８ａ，１２８ｂを含む。この場合、プラズマ１１０を生成又は保持するポンプ光１０４と、プラズマ１１０によって放出される広帯域放射線１４０の両方が透過要素を通って伝播できる。他の実施形態において、システム１００は、バッファ材料源１３２からプラズマ１１０に向けてバッファ材料１３６の流れを送るフローアセンブリ１１６を含む。他の実施形態において、フローアセンブリ１１６は、ノズル１２４を通ってバッファ材料１３６の流れを送る。一実施形態において、フローアセンブリ１１６は、限定ではないが、集光器要素１６０又は透過要素１２８ａ，１２８ｂを始めとする、システム１００内の損傷し易い構成部品から離れる方向に、プラズマターゲット１１２から除去されたプラズマ形成材料を運ぶバッファ材料１３６の流れを送出する。

他の実施形態において、システム１００は、プラズマ１１０を生成又は保持するプラズマ形成材料１１２を収容する、操作する、又は他の方式で配置するのに適したターゲットアセンブリ１３４を含む。本明細書において、プラズマ形成材料１１２は、固体、液体、又は超臨界気体の形式であってよい。したがって、ターゲットアセンブリ１３４は、液体又は固体のプラズマ形成材料１１２を収容する、操作する、又は他の方式で配置するのに適した構造要素を含む。

図２Ａから図２Ｃは、本開示の一つ以上の実施形態に係る、液体又は固体のプラズマターゲット１１２を用いて生成又は保持されるプラズマ１１０の簡略模式図である。図２Ａは、本開示の一つ以上の実施形態に係る、プラズマターゲットの界面において生成又は保持されるプラズマの概念図である。一実施形態において、ポンプ光１０４は、プラズマ１１０を生成又は保持するために、プラズマターゲット１１２の表面に集束（例えば、集束要素１０８によって集束）される。これに関して、プラズマ１１０は、プラズマターゲット１１２から得られるプラズマ形成材料の化学種を一つ以上含む。

他の実施形態において、バッファ材料１３２は、プラズマターゲット１１２に近似している。例えば、気相のバッファ材料１３２は、固相又は液相のプラズマターゲット１１２に近似し得る。他の例として、液相のバッファ材料１３２は、固相のプラズマターゲット１１２に近似し得る。他の実施形態において、バッファ材料１３２の組成及び圧力の少なくとも一方は調整可能である。例えば、バッファ材料１３２の組成及び圧力の少なくとも一方を調整して、プラズマ１１０内のプラズマダイナミクスを制御することができる。例えば、プラズマダイナミクスとしては、限定ではないが、プラズマ形成材料がプラズマターゲット１１２から除去される除去率、プラズマ１１０近傍の周囲圧力、プラズマ１１０の周りの蒸気圧、又はプラズマ１１０の組成が挙げられる。これに関して、プラズマターゲット１１２とバッファ材料１３２の界面で形成されるプラズマ１１０は、プラズマターゲット１１２及びバッファ材料１３２から放出されたプラズマ形成材料から形成され得、その化学種の相対密度は、バッファ材料１３２の組成及び圧力を用いて制御可能である。

本明細書において、バッファ材料１３２を含むプラズマ１１０は、通常、バッファ材料１３２内の化学種の脱励起に対応した波長を持つ広帯域放射線１４０を生じる。一実施形態において、広帯域放射線１４０は、プラズマ形成材料によって放出される一つ以上の波長と、バッファ材料１３２によって放出される一つ以上の波長とを含む。一実施形態において、バッファ材料１３２によって放出される広帯域放射線１４０は、プラズマ形成材料によって放出される広帯域放射線１４０と重複しない一つ以上の波長を含む。他の実施形態において、バッファ材料１３２によって放出される広帯域放射線１４０は、プラズマ形成材料によって放出される広帯域放射線１４０と重複する一つ以上の波長を含む。このため、所望のスペクトル範囲にある広帯域放射線のスペクトルは、プラズマ形成材料とバッファ材料１３２の両方によって生成される。

本明細書において、バッファ材料１３２は、レーザ維持プラズマの生成に一般的に用いられる任意の元素を含むことができる。例えば、バッファ材料１３２は、限定ではないが、水素、ヘリウム、アルゴン等の希ガス又は不活性ガス（例えば、希ガス又は希ガス以外のガス）を含んでよい。他の例として、バッファ材料１３２は、不活性ガス（例えば、水銀）を含んでよい。他の実施形態において、バッファ材料１３２は、希ガス及び一つ以上の微量物質（例えば、金属ハロゲン化物、遷移金属等）の混合物を含んでよい。例えば、本開示を実施することに適した気体としては、限定ではないが、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ_２、Ｈ_２Ｏ、Ｏ_２、Ｈ_２、Ｄ_２、Ｆ_２、ＣＨ_４、金属ハロゲン化物、ハロゲン、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｔｌ、Ｉｎ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｍ、ＡｒＸｅ、ＡｒＨｇ、ＡｒＫｒ、ＡｒＲｎ、ＫｒＨｇ、ＸｅＨｇ等が挙げられる。他の材料において、バッファ材料１３２は、一つ以上の液相の要素を含むことができる。

他の実施形態において、プラズマターゲット１１２によるＣＷポンプ光１０４の吸収は、プラズマターゲットからのプラズマ形成材料の除去を引き起こして、プラズマ１１０を生成又は保持する。この場合、プラズマターゲット１１２から除去されたプラズマ形成材料は、ポンプ光１０４によって励起された後、脱励起時に広帯域放射線１４０を放出する。プラズマ形成材料は、吸収されたポンプ光１０４に反応して、限定ではないが、蒸発、相爆発、昇華、又はアブレーションを始めとする各種のメカニズムによって、プラズマターゲットから除去されてよい。一実施形態において、液相のプラズマターゲット１１２の加熱部位２０２の温度が、吸収されたポンプ光に反応して上昇することで、プラズマターゲット１１２からプラズマ形成材料が蒸発する。他の実施形態において、固相のプラズマターゲット１１２の加熱部位２０２が、吸収されたポンプ光に反応して溶融することで、プラズマ形成材料が蒸発する。他の実施形態において、プラズマ形成材料は、吸収されたポンプ光に反応して固相のプラズマターゲット１１２から昇華する。更に他の実施形態において、ポンプ光１０４の吸収により、固相のプラズマターゲット１１２の加熱部位２０２のアブレーションと相爆発の少なくとも一方が生じる。

他の実施形態において、フローアセンブリ１１６は、プラズマ１１０に向けてバッファ材料１３６の流れを送る。一実施形態において、バッファ材料１３６の流れは、バッファ材料１３２内の化学種の密度を補充してプラズマ１１０を維持する。他の実施形態において、バッファ材料１３６の流れは、ポンプ光１０４の経路から離れる方向にプラズマ形成材料を誘導する。この場合、ポンプ光１０４の経路長の屈折率を一定に維持することができ、これにより、プラズマ１１０からの広帯域放射線１４０の安定した放出が促進される。他の実施形態において、バッファ材料１３６の流れは、限定するものではないが集光器要素１６０又は透過要素１２８ａ，１２８ｂを含む、システム内の光学要素から離れる方向にプラズマ形成材料１１３を送る。一実施形態において、フローアセンブリ１１６は、気相のバッファ材料１３６の流れを送出して、プラズマターゲット１１２から蒸発したプラズマ形成材料１１３を送り出す。他の実施形態において、フローアセンブリ１１６は、液相のバッファ材料１３６の流れをプラズマ１１０に送る。

フローアセンブリ１１６は、液相又は気相のバッファ材料１３２の流れを送出するのに適した、この分野で知られている任意のタイプのものであってよい。一実施形態において、フローアセンブリ１１６は、バッファ材料１３６の流れをプラズマ１１０に送るノズル１２４を含む。他の実施形態において、フローアセンブリ１１６は、プラズマ１１０の周りの領域内でバッファ材料１３２を循環させるサーキュレータ（図示せず）を含む。例えば、フローアセンブリ１１６は、固相のプラズマターゲット１１２の表面に液体の流れを送る液体循環アセンブリを含むことができる。

他の実施形態において、システム１００は、プラズマターゲット１１２を所定の温度に維持するように構成された温度制御アセンブリ（図示せず）を含む。一実施形態において、温度制御アセンブリは、限定ではないが、ポンプ光１０４、又はプラズマ１１０から放出された広帯域放射線１４０を含む熱源からのエネルギの吸収に伴う熱をプラズマターゲット１１２から除去する。一実施形態において、温度制御アセンブリは、熱交換器である。他の実施形態において、温度制御アセンブリは、プラズマターゲット１１２の一つ以上の表面上を横断する冷却空気を送ることによって、プラズマターゲット１１２の温度を維持する。他の実施形態において、温度制御アセンブリは、プラズマターゲット１１２の一つ以上の表面上を横断する冷却液を送ることによって、プラズマターゲット１１２の温度を維持する。一実施形態において、温度制御アセンブリは、固相のプラズマターゲット１１２内の一つ以上の貯蔵槽内に冷却液を送り込む。他の実施形態において、温度制御アセンブリは、少なくともプラズマ１１０に近接した位置でプラズマターゲット１１２を循環させることによって、液相のプラズマターゲット１１２の温度を維持する。

図２Ｂは、本開示の一つ以上の実施形態に係る、プラズマターゲット１１２の表面近傍で生成又は保持されるプラズマ１１０を示す概念図である。一実施形態において、ポンプ光１０４は、プラズマターゲット１１２の表面近傍の位置に集束（例えば、集束要素１０８によって集束）されて、プラズマ１１０を生成又は保持する。他の実施形態において、プラズマターゲット１１２から得たプラズマ形成材料を含むプラズマ１１０は、まず、プラズマターゲット１１２の表面近傍の位置（例えば、バッファ材料１３２の体積内の位置）において生成される。また、プラズマターゲット１１２の加熱部位２０２を加熱して、プラズマターゲット１１２からプラズマ形成材料１１３を除去すると、プラズマ形成材料がプラズマ１１０まで伝播２０４する。プラズマ１１０まで伝播すると、プラズマ形成材料は、ポンプ光１０４を吸収し、ＣＷポンプ光１０４の吸収によって励起され、その後の脱励起時に広帯域放射線１４０を放出する。他の実施形態において、フローアセンブリ１１６は、バッファ材料１３２の流れを送ることで、プラズマ形成材料をプラズマ１１０に向かわせる。

また、本明細書において、プラズマ１１０の生成を、プラズマターゲット１１２からプラズマ形成材料を除去することから切り離すことにより、プラズマ１１０内のプラズマ形成材料の化学種の密度を制御するメカニズムを提供できる。この際、広帯域放射線１４０の所望の出力を有するプラズマ１１０を生成又は保持するのに必要な条件（例えば、ポンプ光１０４のパワー及び集束点寸法等）は、プラズマターゲット１１２からのプラズマ形成材料の所望の除去率を実現するのに必要な条件（例えば、プラズマターゲット１１２の加熱部位２０２の寸法及び温度、プラズマ１１０とプラズマターゲット１１２の間の離隔距離等）とは別に調整されてよい。また、プラズマ１１０の生成を、プラズマターゲット１１２からのプラズマ形成材料の除去から切り離すことにより、プラズマ１１０内のプラズマ形成材料の密度として、プラズマターゲット１１２の界面（例えば、表面）でプラズマ１１０を生成又は保持することによって提供される密度よりも高い密度を提供できる。

各種のメカニズムによって、プラズマターゲット１１２の加熱部位２０２を加熱して、プラズマ形成材料を除去することができ、このようなメカニズムとしては、プラズマによって放出された広帯域放射線１４０の吸収、ポンプ光１０４の吸収、又は外部光源からのエネルギの吸収等があるが、これらには限定されない。一実施形態において、プラズマターゲット１１２の加熱部位２０２の温度を精密に調整して、プラズマターゲット１１２とプラズマ１１０の間の領域の蒸気圧を制御する。例えば、気相のバッファ材料（例えば、Ａ_２又はＮ_２）の存在下で固相のニッケルプラズマターゲット１１２は、プラズマターゲット１１２を融解する１７２６Ｋより高い温度まで加熱されてよく、更に、１０気圧の蒸気圧を生成する約３０００Ｋの温度まで加熱されてよい。また、本明細書において、プラズマターゲット１１２とプラズマ１１０の間の領域の蒸気圧は、任意の所望の値、例えば、限定ではないが、１気圧未満から数十気圧の範囲の値に調整されてよいことを注記しておく。

図２Ｃは、本開示の一つ以上の実施形態に係る、プラズマターゲット１１２の表面近傍で生成又は保持されるプラズマ１１０の概念図で、プラズマターゲット１１２の加熱部位２０２が、有向エネルギビーム２０８を用いて加熱源２０６によって加熱される状態を示した図である。一実施形態において、加熱源２０６は、プラズマ１１０の近くでプラズマターゲット１１２の加熱部位２０２を加熱して、プラズマターゲット１１２から得られるプラズマ形成材料の所望の密度を提供する。プラズマ形成材料は、吸収したポンプ光１０４に反応して、限定ではないが、蒸発、相爆発、昇華、又はアブレーションを始めとする各種のメカニズムによってプラズマターゲット１１２から除去されてよい。他の実施形態において、フローアセンブリ１１６は、バッファ材料１３２の流れを送ることで、プラズマターゲット１１２からプラズマ１１０にプラズマ形成材料を送り込む。

他の実施形態において、プラズマ１１０は、加熱源２０６によってプラズマターゲット１１２から除去されたプラズマ形成材料内で発火される。例えば、気相のプラズマ形成材料にポンプ光１０４を集束（例えば、集束要素１０８によって集束）して、プラズマ１１０を生成又は保持することができる。他の実施形態において、プラズマ１１０は、バッファ材料１３２の中で生成される。また、加熱源２０６によってプラズマターゲット１１２から除去されたプラズマ形成材料は、プラズマ１１０まで伝播し、その後、ポンプ光１０４によって励起されるため、プラズマ１１０によって放出される広帯域放射線１４０は、励起されたプラズマ形成材料の脱励起に対応した放射線の波長を一つ以上含む。更に他の実施形態において、プラズマターゲット１１２の加熱部位２０２の温度、及びプラズマ形成材料の除去率は、限定ではないが、加熱源２０６、プラズマ１１０によって放出される広帯域放射線１４０、プラズマターゲット１１２に入射するポンプ光を始めとするエネルギ源によって吸収されたエネルギに基づいて平衡状態に到達する。

加熱源２０６は、ＣＷポンプ光１０４による励起のためにプラズマターゲット１１２からプラズマ形成材料を除去するのに適した、この分野で知られている任意のタイプのものであってよく、このようなタイプのものとしては、限定ではないが、電子ビーム源、イオンビーム源、電極とプラズマターゲット１１２の間に電気アークを発生するように構成された電極、又は光源（例えば、一つ以上のレーザ光源）が挙げられる。一実施形態において、加熱源２０６は、放射ビームをプラズマターゲット１１２上に集束するように構成されたレーザ光源である。他の実施形態において、ＣＷ光源１０２は加熱源２０６として構成される。例えば、ＣＷ光源１０２によって生成されるポンプ光１０４の一部を分離（例えば、ビームスプリッタによって分離）して有向エネルギビーム２０８を形成することができる。また、ＣＷ光源１０２によって生成される有向エネルギビーム２０８のパワー及び焦点特性は、チャンバ１１４内に集束されてプラズマ１１０を生成又は保持するポンプ光１０４とは個別に調整されてよい。

他の実施形態において、加熱源２０６は、電極とプラズマターゲット１１２との間に電気アーク２０８を発生する電気アーク発生器である。この場合、電圧は導電性のプラズマターゲット１１２と電極の間に付与されてよく、これにより、バッファ材料１３２内に電気アークが生じてプラズマターゲット１１２を加熱する。

更に他の実施形態において、加熱源２０６は、限定ではないが電子又はイオン等の粒子のエネルギビームを生成するように構成された粒子源である。また、チャンバ１１４は、粒子ビームをプラズマターゲット１１２に向かわせる電界の発生源（例えば、電極）及び磁界の発生源（例えば、電磁石又は永久磁石）を含んでよい。

他の実施形態において、ターゲットアセンブリ１３４は、プラズマターゲット１１２から除去されたプラズマ形成材料１１３を補充するようにプラズマターゲット１１２を移送する機構を含む。例えば、ターゲットアセンブリ１１３は、少なくとも１回の回転動作又は直線的動作によってプラズマターゲット１１２を移送できる。

図３Ａは、本開示の一つ以上の実施形態に係る、広帯域放射線１４０を生成するシステム１００の簡略模式図で、この広帯域放射線１４０は、気相のバッファ材料１３２の存在下で固相のプラズマターゲット１１２を用いて生成されたプラズマ１１０によって放出される。パルスレーザを用いた固体ターゲット上でのプラズマ生成は、その概要がアマノ（Ａｍａｎｏ）らによる論文、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｂ、Ｖｏｌ．１０１、Ｉｓｓｕｅ １の２１３〜２１９ページに記載されており、この論文は、その内容全体を本願の一部として援用する。一実施形態において、システム１００は、回転式プラズマターゲット１１２を含む。他の実施形態において、回転式プラズマターゲット１１２は、回転軸に対して円筒対称である。図３Ｂは、本開示の一つ以上の実施形態に係る、回転式の円筒対称プラズマターゲット１１２を有するターゲットアセンブリを高度に模式化した図である。本明細書において、プラズマ１１０は、プラズマターゲット１１２とバッファ材料１３２の界面（例えば、図２Ａに示した状態）において、又は、プラズマターゲット１１２の表面から距離を取って（例えば、図２Ｂ及び図２Ｃに示した状態で）生成されてよいことに留意されたい。

他の実施形態において、システム１００は、少なくとも一つの駆動装置３０２を含む。一実施形態において、駆動装置３０２は、プラズマターゲット１１２を駆動するように構成される。一実施形態において、駆動装置３０２は、プラズマターゲット１１２の軸位置を制御するように構成される。例えば、駆動装置３０２は、回転軸に沿った軸方向にプラズマターゲット１１２を平行移動するように構成されたリニアアクチュエータ（例えば、直線並進ステージ）を含んでよい。他の実施形態において、駆動装置３０２は、プラズマターゲット１１２の回転状態を制御するように構成される。例えば、駆動装置３０２は、回転方向に沿ってプラズマターゲット１１２を回転させるように構成された回転駆動装置（例えば、回転ステージ）を含んでよく、これにより、プラズマ１１０は、選択した回転速度及び選択した軸位置において、プラズマターゲット１１２の表面に沿った横断的移動を実現する。他の実施形態において、駆動装置３０２は、プラズマターゲット１１２の傾斜を制御するように構成される。例えば、駆動装置３０２の傾斜機構を用いてプラズマターゲット１１２の傾斜を調整し、プラズマ１１０とプラズマターゲット１１２の表面の間の離隔距離を調整することができる。

他の実施形態において、プラズマターゲット１１２は、シャフト３０４によって駆動装置３０２と連結されてよい。本発明が前述した駆動装置３０２に限定されないことは本明細書において認識されている。したがって、前述した説明は単なる例示として理解されるべきである。例えば、ＣＷ光源１０２は、プラズマターゲット１１２に対するポンプ光１０４の移送を提供する駆動ステージ（図示せず）上に配置されてよい。他の例において、ポンプ光１０４は、必要に応じてビームがプラズマターゲット１１２の表面を横断するように、各種の光学要素によって制御されてよい。また、プラズマターゲット１１２、光源１０２、及びポンプ光１０４の制御機構の任意の組み合わせを利用して、本発明で必要とするように、プラズマターゲット１１２を横断するポンプ光１０４の移送を実現できると認識される。

一実施形態において、回転式プラズマターゲット１１２は、図３Ａ及び図３Ｂに示す円筒体を含む。他の複数の実施形態において、回転式プラズマターゲット１１２は、この分野における各種の円筒対称形を含む。例えば、回転式プラズマターゲット１１２は、限定するものではないが、円筒体、円錐体、球体、長円体等を含んでよい。また、回転式プラズマターゲット１１２は、２つ以上の形状から成る複合形状を含むことができる。

他の実施形態において、回転式プラズマターゲット１１２は、プラズマ形成材料の固相から形成される。一実施形態において、プラズマターゲット１１２は、プラズマ形成材料の中実円筒体である。他の実施形態において、回転式プラズマターゲット１１２は、プラズマ形成材料で少なくとも部分的に被覆される。例えば、回転式プラズマターゲット１１２は、プラズマ形成材料の薄膜（例えば、ニッケルフィルム）で被覆される。他の例として、プラズマ形成材料は、限定ではないが、凝固点未満の温度に維持されたキセノン又はアルゴンを含んでよい。他の実施形態において、プラズマ形成材料は、回転式プラズマターゲット１１２の表面上に設けられた固体材料を含むことができる。例えば、プラズマ形成材料は、限定ではないが、回転式プラズマターゲットの表面上に凍結されたキセノン又はアルゴンを含んでよい。

他の実施形態において、本システムは、チャンバ１１４内でプラズマターゲット１１２の表面にプラズマ形成材料を供給する材料供給アセンブリ（図示せず）を含む。例えば、材料供給アセンブリは、ノズルによって、プラズマターゲット１１２の表面にプラズマ形成材料を供給してよい。一実施形態において、材料供給アセンブリは、回転時に、プラズマターゲット１１２の表面に気体若しくは液体のストリーム又は噴霧を送ることができ、選択されたプラズマ形成材料の凝固点未満の温度に維持される。他の実施形態において、材料供給アセンブリは、プラズマターゲット１１２の加熱部位２０２からプラズマ形成材料が除去された後で、プラズマターゲット１１２の一つ以上の部位を「上塗り」する機能も備えることができる。他の実施形態において、材料供給アセンブリは、チャンバ１１４からプラズマ形成材料を回収して、材料供給アセンブリに再供給するプラズマ形成材料再利用サブシステムを含む。

他の実施形態において、システム１００は、プラズマターゲット１１２上のプラズマ形成材料の層の質を改善する機構（図示せず）を含むことができる。一実施形態において、システム１００は、プラズマターゲット１１２の外部に配置されて、プラズマターゲット１１２の表面上にプラズマ形成材料の均一な層を形成（又は維持）することを支援するのに適した温熱機器と機械式機器の少なくともいずれかを含んでよい。例えば、システム１００は、限定ではないが、プラズマターゲット１１２の表面に形成されたプラズマ形成材料の層の密度を平準化又は制御するように設けられた加熱要素を含むことができる。一例として、システム１００は、プラズマターゲット１１２の表面に形成されたプラズマ形成材料の層の密度を平準化する、若しくは制御する、又はその両方を行うように構成されたブレード装置を含んでよいが、これに限定されるものではない。

図４Ａは、本開示の一つ以上の実施形態に係る、広帯域放射線１４０を生成するシステム１００を高度に模式化した図で、この広帯域放射線１４０は、液相のバッファ材料１３２の存在下で固相のプラズマターゲット１１２を用いて生成されたプラズマによって放出される。一実施形態において、システム１００は、液相のバッファ材料に浸漬された回転式プラズマターゲット１１２を含む。他の実施形態において、回転式プラズマターゲット１１２は、回転軸に対して円筒対称である。図４Ｂは、本開示の一つ以上の実施形態に係る、固相の回転式プラズマターゲット１１２を備えるターゲットアセンブリ１３４を高度に模式化して示す模式図である。本明細書において、プラズマ１１０は、プラズマターゲット１１２とバッファ材料１３２の界面において（例えば、図２Ａに示すように）生成されても、又はプラズマターゲット１１２の表面から一定の距離で（例えば、図２Ｂ及び図２Ｃに示すように）生成されてもよいことに留意されたい。

一実施形態において、ターゲットアセンブリ１３４は、液相のバッファ材料１３２を収容するように構成された液体格納容器４０８を含む。他の実施形態において、液体循環アセンブリ４０２が、液体格納容器４０８内で（例えば、入り口４０４及び出口４０６を通って）バッファ材料１３２を循環させる。他の実施形態において、バッファ材料１３２は、プラズマターゲット１１２を冷却するように機能する。更に他の実施形態において、液体循環アセンブリ４０２は、バッファ材料１３２を冷却剤として利用して、プラズマターゲット１１２を所望の温度に維持する温度制御アセンブリを含む。

他の実施形態において、ポンプ光１０４は、液相のバッファ材料１３２の体積内に集束されて、プラズマ１１０を生成又は保持する。一実施形態において、ポンプ光１０４は、容器の側面（例えば、図４Ａの上面）の開口部から液体格納容器４０８内に伝播する。他の実施形態において、ポンプ光１０４は、ポンプ光１０４を透過する、液体格納容器４０８上の透過要素（図示せず）を通って伝播する。

図５Ａは、本開示の一つ以上の実施形態に係る、広帯域放射線１４０を生成するシステム１００を高度に模式化して示す図で、この広帯域放射線１４０は、気相のバッファ材料１３２の存在下で液相のプラズマターゲット１１２を用いて生成されたプラズマによって放出される。図５Ｂは、本開示の一つ以上の実施形態に係る、液相のプラズマターゲット１１２を収容する液体格納容器４０８を含むターゲットアセンブリの簡略模式図である。本明細書において、プラズマ１１０は、プラズマターゲット１１２とバッファ材料１３２の界面において（例えば、図２Ａに示すように）生成されてよいことに留意されたい。

一実施形態において、システム１００は、バッファ材料１３２の流れ１３６をプラズマに向けて送出するノズル１２４を備えるフローアセンブリ１１６を含む。他の実施形態において、バッファ材料１３２の流れ１３６は、プラズマターゲット１１２から除去されたプラズマ形成材料を集光器要素１６０から離れる方向に送る。

一実施形態において、ターゲットアセンブリ１３４は、液相のプラズマターゲット１１２を収容するように構成された液体格納容器４０８を含む。他の実施形態では、液体循環アセンブリ４０２が、液体格納容器４０８内で（例えば、入り口４０４及び出口４０６を介して）プラズマターゲット１１２を循環させる。一実施形態において、プラズマターゲット１１２の循環により、プラズマターゲット１１２からプラズマ１１０にプラズマ形成材料が継続的に補充される。他の実施形態において、プラズマターゲット１１２の循環により、プラズマターゲット１１２の冷却が提供される。

図６Ａは、本開示の一つ以上の実施形態に係る、広帯域放射線１４０を生成するシステム１００を高度に模式化した図で、この広帯域放射線１４０は、回転要素６０６によって循環される液相のプラズマターゲット１１２を用いて生成されたプラズマ１１０によって放出される。図６Ｂは、本開示の一つ以上の実施形態に係る、液相のプラズマターゲット１１２及び回転要素６０６を収容する液体格納容器４０８を含むターゲットアセンブリの簡略模式図である。一実施形態において、回転要素６０６は回転軸に対して円筒対称である。一実施形態において、回転要素６０６は、液相のプラズマターゲット１１２内に部分的に浸される。他の実施形態において、本システムは回転アセンブリ６０２を含む。一実施形態において、回転アセンブリ６０２は、回転要素６０６を回転させるように構成される。他の実施形態において、回転アセンブリ６０２は、回転要素６０６の回転状態を制御するように構成される。例えば、回転アセンブリ６０２は、回転軸に沿ってプラズマターゲット１１２を回転させるように構成された回転駆動装置（例えば、回転ステージ）を含み、これにより、プラズマ１１０は、選択した軸位置及び選択した回転速度で、回転要素６０６の表面に対応する経路を移動する。

他の実施形態において、部分的に液相のプラズマターゲット１１２内に沈められた回転要素６０６の回転により、回転要素６０６と気相のバリア材料１３２の間にプラズマターゲット１１２の流動液体フィルムが生成される。他の実施形態において、プラズマ１１０は、流動するプラズマターゲット１１２のフィルムの表面とバッファ材料１３２の界面において生成される。この際、回転要素６０６は、プラズマターゲット１１２とバッファ材料１３２の間に、高度に制御された界面を提供し、この界面において、プラズマ形成材料は、プラズマターゲット１１２の流れによって継続的に補充される。他の実施形態において、回転要素６０６は、プラズマ１１０の位置におけるプラズマターゲット１１２の温度が所望の値に維持されるように、温度制御アセンブリによって冷却されてよい。

他の実施形態において、ポンプ光１０４は、液相のプラズマターゲット１１２の体積内の位置に集束（例えば、集束要素１０８によって集束）されて、プラズマ１１０を生成又は保持する。図７Ａ〜図７Ｃは、本開示の一つ以上の実施形態に係る、循環アセンブリ７０２によってノズル７０６を通って循環される液相のプラズマターゲット１１２内で生成されるプラズマ１１０の模式図である。一実施形態において、循環アセンブリ７０２は、プラズマターゲット１１２の流れ７０８をプラズマ１１０に送る。他の実施形態において、ノズル７０６の外壁７０４は、プラズマターゲット１１２の流れ７０８をプラズマ１１０の近傍に拘束する。他の実施形態において、プラズマターゲット１１２は、液体ジェットから形成される。例えば、液体ジェットから形成されたプラズマターゲット１１２は、気体（例えば、自由に流動するジェット）に囲まれてよい。他の例として、液体ジェットから形成されたプラズマターゲット１１２は、ノズルによって囲まれてよい。

図７Ｂを参照して説明すると、一実施形態において、液相のプラズマターゲット１１２の体積内で発火したプラズマ１１０は、当該プラズマの周りに気孔７１０を形成する。他の実施形態において、プラズマ１１０の断面長は、プラズマターゲット１１２の流れ７０８の断面長よりも大きい。他の実施形態において、気孔７１０は、プラズマ１１０から移流される高温の気体から形成される。他の実施形態において、システム１００は、プラズマ１１０を横切ってプラズマターゲット１１２の流れ７０８を送る循環アセンブリ７０２を含む。一実施形態において、プラズマターゲット１１２の流れ７０８は、プラズマ１１０によって励起されて、プラズマ１１０から連続広帯域放射線１４０を提供するプラズマ形成材料を補充する。他の実施形態において、プラズマターゲット１１２の流れ７０８は、流れ７０８の方向に沿って気孔７１０が引き延ばされるように、気孔７１０内に気体を送る力を提供する。他の実施形態において、プラズマから移流された熱い気体は、プラズマの下流で液体に凝縮する。他の実施形態において、プラズマ１１０及び気孔７１０は、安定状態に到達する。他の実施形態において、ノズル７０６を通るプラズマターゲット１１２の流れ７０８により、プラズマ１１０へのポンプ光１０４の伝播を擾乱しない液体の層が提供される。本明細書において、気孔７１０内の気体の屈折率は、液相のプラズマターゲット１１２の屈折率と異なる値を持ち得る。この場合、ポンプ光１０４は、気孔７１０とプラズマターゲット１１２の相境界で屈折する。一実施形態において、本システムは、気孔７１０とプラズマターゲット１１２の相境界における屈折を補正する、一つ以上の光学要素（例えば、集束光学部品１０８又は光学要素１０６）を含む。

他の実施形態において、システム１００は、プラズマターゲット１１２が超臨界気相にあるように、臨界点より上の温度及び圧力でプラズマターゲット１１２を維持する。図７Ｃを参照して説明すると、他の実施形態において、プラズマ１１０は、超臨界気相のプラズマターゲット１１２の体積内で生成又は保持される。したがって、プラズマターゲット１１２は、プラズマ１１０の近傍に明確な気相又は液相を含まない。この場合、ポンプ光１０４によってプラズマターゲット１１２内で生成又は保持されるプラズマ１１０は、超臨界気相のプラズマターゲット１１２によって囲まれた状態のまま残ることができる（例えば、図７Ｂに示したような気孔７１０は存在しない）ため、プラズマ１１０の近くに相境界は存在しない。本明細書において、液相の物質の溶解度は、超臨界気相の物質の溶解度と異なり得ることに留意されたい。このため、超臨界気相のプラズマターゲット１１２は、液相のプラズマターゲット１１２ではあり得ない、プラズマ形成材料の濃度又はプラズマ形成材料成分を包含できる。

ここで注記するが、図１〜図７Ｃにおけるチャンバ１１４の記述、及びその対応する説明は、例示のみを目的としたものであり、限定として解釈されるべきではない。一実施形態において、本システムは、プラズマターゲット１１２及びバッファ材料１３２を収容するターゲットアセンブリ１３４を含む。この場合、本システムは、チャンバ１１４を含まなくてよい。例えば、システム１００は、液相のバッファ材料１３２と液相のプラズマターゲット１１２の少なくとも一方を収容する（例えば、チャンバ１１４を備えない）ターゲットアセンブリ１３４を含むことができる。

他の実施形態において、システム１００は、チャンバ１１４から放出された広帯域放射線１４０を送出するように構成された一つ以上の伝播要素を含む。例えば、一つ以上の伝播要素としては、限定ではないが、透過型要素（例えば、透過要素１２８ａ，１２８ｂ、一つ以上のフィルタ等）、反射要素（例えば、集光器要素１６０、広帯域放射線１４０を誘導するミラー等）、又は集束要素（例えば、レンズ、集束ミラー等）が挙げられる。

他の実施形態において、集光器要素１６０は、プラズマ１１０によって放出された広帯域放射線１４０を集め、その広帯域放射線１４０を一つ以上の下流の光学要素に向けて送出する。例えば、一つ以上の下流の光学部品としては、限定ではないが、ホモジナイザ、一つ以上の集束要素、フィルタ、スターリングミラー（stirring mirror）等が挙げられる。他の実施形態において、集光器要素１６０は、プラズマ１１０によって放出される極紫外線（ＥＵＶ）、深紫外線（ＤＵＶ）、真空紫外線（ＶＵＶ）、紫外線（ＵＶ）、可視線、及び赤外線のうちの少なくともいずれかの放射線を含む広帯域放射線１４０を集め、集めた広帯域放射線１４０を一つ以上の下流の光学要素に送ることができる。これに関して、システム１００は、ＥＵＶ放射線、ＤＵＶ放射線、ＶＵＶ放射線、可視放射線、及びＩＲ放射線の少なくともいずれかを、この分野で知られている任意の光学特性付けシステムの下流の光学要素、限定ではないが、例えば、検査器具、計測器具等に送る。例えば、ＬＳＰシステム１００は、広帯域検査器具（例えば、ウエハ検査器具又はレチクル検査器具）、計測器具、若しくはフォトリソグラフィ器具の照明サブシステム又は照明装置として機能できる。本明細書において、システム１００のチャンバ１１４は、各種のスペクトル範囲の有用な放射線を放出でき、このような放射線としては、限定ではないが、ＥＵＶ放射線、ＤＵＶ放射線、ＶＵＶ放射線、ＵＶ放射線、可視放射線、及び赤外放射線が挙げられる。

集光器要素１６０は、プラズマ１１０から発散する広帯域放射線１４０を一つ以上の下流の要素に送るのに適した、この分野で知られている任意の物理構成であってよい。一実施形態において、図１に示すように、集光器要素１６０は、プラズマから広帯域放射線１４０を受け取り、受け取った広帯域放射線１４０を透過要素１２８ｂから送出するのに適した反射性内面を有する凹領域を含むことができる。例えば、集光器要素１６０は、反射性内面を有する楕円体状の集光器要素１６０を含むことができる。他の例として、集光器要素１６０は、反射性内面を有する球状の集光器要素１６０を含んでよい。

一実施形態において、システム１００は、各種の追加の光学要素を含むことができる。一実施形態において、追加の光学部品一式は、プラズマ１１０から発散する広帯域光を集光するように構成された集光光学部品を含むことができる。他の実施形態において、光学部品一式は、システム１００の照光路又は集光路のいずれかに沿って配置される一つ以上の追加のレンズ（例えば、光学要素１０６）を含んでよい。一つ以上のレンズを用いて、ＣＷ光源１０２からチャンバ１１４の体積内に光を集束できる。これに代えて、一つ以上の追加のレンズを用いて、プラズマ１１０によって放出された広帯域放射線１４０を、選択した対象（図示せず）に集束させることができる。

他の実施形態において、光学部品一式は、一つ以上のフィルタを含んでよい。他の実施形態において、一つ以上のフィルタは、チャンバ１１４の前段に配置されて、ポンプ光１０４をフィルタリングする。他の実施形態において、一つ以上のフィルタは、チャンバ１１４の後段に配置されてチャンバ１１４から放出された放射線をフィルタリングする。

他の実施形態において、ＣＷ光源１０２は調整可能である。例えば、ＣＷ光源１０２の出力のスペクトルプロファイルを調整することができる。この場合、ＣＷ光源１０２は、選択した波長又は波長範囲のポンプ光１０４を放出するように調整されてよい。また、この分野で知られている各種の調整可能なＣＷ光源１０２は、システム１００への実装に適し得る。例えば、調整可能なＣＷ光源１０２は、限定ではないが、一つ以上の調整可能な波長のレーザを含むことができる。

他の実施形態において、システム１００のＣＷ光源１０２は、一つ以上のレーザを含んでよい。一般的な意味において、ＣＷ光源１０２は、この分野で知られている任意のＣＷレーザシステムを含むことができる。例えば、ＣＷ光源１０２は、電磁スペクトルの赤外部分、可視光部分、又は紫外部分の放射線を放出できる、この分野において既知の任意のレーザシステムを含んでよい。

他の実施形態において、ＣＷ光源１０２は、一つ以上のダイオードレーザを含んでよい。例えば、ＣＷ光源１０２は、プラズマターゲット１１２の吸収線のいずれか一つ以上に対応する波長で放射線を放出するダイオードレーザを一つ以上含んでよい。一般的な意味において、ＣＷ光源１０２のダイオードレーザは、ダイオードレーザの波長が、プラズマ１１０のいずれかの吸収線（例えば、イオン性転移線）、又は、この分野で知られているプラズマ形成材料のいずれかの吸収線（例えば、高励起中性転移線）と同調する実装方式に合わせて選択されてよい。このように、所定のダイオードレーザ（又はダイオードレーザ群）の選択肢は、システム１００のチャンバ１１４内のプラズマターゲット１１２の種類によって異なる。

他の実施形態において、ＣＷ光源１０２は、イオンレーザを含んでよい。例えば、ＣＷ光源１０２は、この分野で知られている任意の希ガスイオンレーザを含むことができる。例えば、アルゴンベースのプラズマターゲット１１２の場合、アルゴンイオンのポンピングに用いられる光源１０２は、Ａｒ＋レーザを含んでよい。

他の実施形態において、ＣＷ光源１０２は、一つ以上の周波数変換レーザシステムを含むことができる。例えば、ＣＷ光源１０２は、１００ワットを超えるパワーレベルを有するＮｄ：ＹＡＧレーザ又はＮｄ：ＹＬＦレーザを含むことができる。他の実施形態において、ＣＷ光源１０２は、広帯域レーザを含んでよい。他の実施形態において、ＣＷ光源は、変調ＣＷレーザ放射を放出するように構成されたレーザシステムを含んでよい。

他の実施形態において、ＣＷ光源１０２は、ほぼ一定のパワーでプラズマ１１０にレーザ光を供給するように構成された一つ以上のレーザを含むことができる。他の実施形態において、ＣＷ光源１０２は、プラズマ１１０に変調レーザ光を供給するように構成された一つ以上の変調レーザを含むことができる。本明細書において、ＣＷレーザについて前述した説明は限定ではなく、この分野で知られている任意のＣＷレーザが、本開示の文脈において実装されてよいことに留意されたい。

他の実施形態において、ＣＷ光源１０２は、一つ以上のレーザ以外の光源を含むことができる。一般的な意味において、光源１０２は、この分野で知られている各種の非レーザ光源を含んでよい。例えば、ＣＷ光源１０２は、電磁スペクトルの赤外部分、可視光部分、紫外部分の放射線を、離散的又は連続的に放出できる、この分野で知られている各種の非レーザシステムを含んでよい。

本明細書において、図１Ａから図７Ｃに例示して説明したシステム１００の光学部品一式は、単なる例として提示するものであり、限定と解釈されるべきでないことを注記しておく。多数の等価の光学構成が本開示の範囲内で利用可能であると想定される。

本明細書に記載した内容に、他の構成要素内に包含される、又は他の構成要素に連結される別の構成要素が例示されている場合もある。このような前述のアーキテクチャは単なる例であり、実際には、同一の機能を実現する多くの他のアーキテクチャを実施できることは理解されよう。概念上において、同一の機能を実現する構成要素の配置は、所望の機能を実現するように効果的に「対応付け」される。したがって、本明細書において特定の機能を実現するように組み合わせた任意の２つの構成要素は、アーキテクチャ又は中間の要素とは無関係に、所望の機能を実現するように互いに「対応付け」されていると理解できる。同様に、このように対応付けされた２つの構成要素は、所望の機能を実現するように、互いに「接続」又は「連結」されていると見なすこともでき、このような対応付けが可能な任意の２つの構成要素は、所望の機能を実現するように、互いに「結合可能」であると見なすこともできる。連結可能な特定の例は、限定ではないが、物理的に接合可能で物理的に相互作用する構成要素、物理的に接合可能であるか又は物理的に相互作用する構成要素、無線での相互作用が可能な構成要素、無線で相互作用する構成要素、論理的に相互作用する構成要素、及び論理的に相互作用可能な構成要素のうちの少なくとも一つ以上を含む。

本開示及び本開示に付随する多数の利点は、ここまで述べてきた説明によって理解されると確信する。また、開示した内容から外れることなく、又は、開示した材料のいずれの利点も損なうことなく、構成要素の形式、構造、及び配置に各種の変更を行えることは明らかであろう。記載した形式は単なる説明であり、下記の請求項は、このような変更を許容及び包含することを意図したものである。また、本開示は、付属の請求項によって定義されることは理解されよう。

Claims (59)

1. 光維持プラズマ形成によって広帯域光を生成する光学システムであって、
   第１相のバッファ材料と、第２相のプラズマ形成材料とを収容するように構成されたチャンバと、
   連続波ポンプ光を生成するように構成された光源と、
   前記バッファ材料を通って前記バッファ材料と前記プラズマ形成材料の界面に連続波ポンプ光を集束し、少なくとも前記プラズマ形成材料を励起することによってプラズマを生成するように構成された集束光学部品一式と、
   前記プラズマから発散する広帯域放射線を受け取るように構成された集光光学部品一式と、
   を含む光学システム。
2. 前記バッファ材料の相は、気相又は液相の少なくとも一方を含む、請求項１に記載の光学システム。
3. 前記バッファ材料の流れを前記プラズマに送るように構成されたフローサブシステムを更に含む、請求項２に記載の光学システム。
4. 前記プラズマ形成材料の相は固相を含む、請求項１に記載の光学システム。
5. 前記プラズマ形成材料は、円筒対称要素を含む、請求項４に記載の光学システム。
6. 前記円筒対称要素は、円筒体、ドラム、又はディスクの少なくとも一つを含む、請求項４に記載の光学システム。
7. 前記プラズマ形成材料はワイヤを含む、請求項４に記載の光学システム。
8. 前記プラズマ形成材料の相は液相を含む、請求項１に記載の光学システム。
9. 前記プラズマ形成材料は、プラズマ形成要素の水溶液を含む、請求項８に記載の光学システム。
10. 前記プラズマ形成要素は塩形態である、請求項９に記載の光学システム。
11. 前記プラズマ形成材料は溶媒を含む、請求項８に記載の光学システム。
12. 前記プラズマ形成材料の流れを前記プラズマに送るように構成された液流アセンブリを更に含む、請求項８に記載の光学システム。
13. 前記液流アセンブリは、前記プラズマ形成材料内に少なくとも部分的に浸漬された回転要素を含む、請求項１２に記載の光学システム。
14. 前記回転要素の回転は、前記回転要素の表面近傍に前記プラズマ形成材料の流動層を形成する、請求項１３に記載の光学システム。
15. 前記液流アセンブリはノズルを含む、請求項１２に記載の光学システム。
16. 前記プラズマ形成材料の流れは液体ジェットである、請求項８に記載の光学システム。
17. 前記プラズマ形成材料は、ニッケル、銅、又はベリリウムの少なくとも一つを含む、請求項１に記載の光学システム。
18. 前記バッファ材料は、アルゴン、窒素、又はキセノンの少なくとも一つを含む、請求項１に記載の光学システム。
19. 冷却アセンブリを更に含み、前記冷却アセンブリは、前記プラズマ形成材料の温度を制御する、請求項１に記載の光学システム。
20. 前記冷却アセンブリは、液体冷却によって前記プラズマ形成材料の温度を制御する、請求項１９に記載の光学システム。
21. 前記冷却アセンブリは、空冷によって前記プラズマ形成材料の温度を制御する、請求項１９に記載の光学システム。
22. 前記プラズマ形成材料の一部は、前記プラズマの生成によって除去される、請求項１に記載の光学システム。
23. 前記プラズマ形成材料は、前記プラズマの生成によって除去された前記プラズマ形成材料の一部が補充されるように移送される、請求項２２に記載の光学システム。
24. 前記集光光学部品一式によって収集された前記広帯域放射線は、サンプルに送られる、請求項１に記載の光学システム。
25. 前記集光光学部品一式によって収集された前記広帯域放射線は、検査器具、計測器具、又は半導体装置の製造ライン器具の少なくとも一つによって利用される、請求項１に記載の光学システム。
26. 光維持プラズマ形成によって広帯域光を生成する光学システムであって、
    バッファガスを収容するように構成されたチャンバと、
    連続波ポンプ光を生成するように構成された光源と、
    前記チャンバ内に配置されたプラズマ形成材料であって、当該プラズマ形成材料の相が固相又は液相の少なくとも一方を含み、当該プラズマ形成材料の少なくとも一部は、プラズマの近傍で当該プラズマ形成材料の表面の一部から除去されるプラズマ形成材料と、
    前記プラズマ形成材料の表面の一部から除去された前記プラズマ形成材料の少なくとも一部の上に前記連続波ポンプ光を集束してプラズマを生成するように構成された集束光学部品一式と、
    前記プラズマから放出された広帯域放射線を受け取るように構成された集光光学部品一式と、
    を含む光学システム。
27. 気体の流れを前記プラズマに送るように構成された気体流サブシステムを更に含む、請求項２６に記載の光学システム。
28. 前記気体は前記バッファガスを含む、請求項２７に記載の光学システム。
29. 前記気体流サブシステムは、前記プラズマの近傍で前記プラズマ形成材料の表面の一部から除去された前記プラズマ形成材料を、前記集束光学部品一式又は前記集光光学部品一式の少なくとも一方から離れる方向に送る、請求項２７に記載の光学システム。
30. 前記プラズマ形成材料の除去により、前記プラズマ形成材料の、１０気圧の蒸気圧が提供される、請求項２６に記載の光学システム。
31. 前記プラズマ形成材料の相は固相を含む、請求項２６に記載の光学システム。
32. 前記プラズマ形成材料の少なくとも一部は、昇華によって、前記プラズマの近傍で前記プラズマ形成材料の表面の一部から除去される、請求項３１に記載の光学システム。
33. 前記プラズマの近傍の前記プラズマ形成材料の表面の一部は、液相を含み、
    前記プラズマの近傍で前記プラズマ形成材料の表面の前記一部から除去される前記プラズマ形成材料の少なくとも一部は、蒸発によって除去される、請求項３１に記載の光学システム。
34. 前記プラズマ形成材料は円筒対称要素を含む、請求項３１に記載の光学システム。
35. 前記円筒対称要素は、円筒体、ドラム、又はディスクの少なくとも一つを含む、請求項３４に記載の光学システム。
36. 前記プラズマ形成材料はワイヤを含む、請求項３１に記載の光学システム。
37. 前記プラズマ形成材料は、前記プラズマの近傍で前記プラズマ形成材料の表面の前記一部から除去される前記プラズマ形成材料のうちの少なくとも一部が補充されるように移送される、請求項２６に記載の光学システム。
38. 前記プラズマ形成材料は、ニッケル、銅、又はベリリウムの少なくとも一つを含む、請求項２６に記載の光学システム。
39. 前記バッファガスは、アルゴン、窒素、又はキセノンの少なくとも一つを含む、請求項２６に記載の光学システム。
40. 冷却アセンブリを更に含み、前記冷却アセンブリは、前記プラズマ形成材料の温度を制御する、請求項２６に記載の光学システム。
41. 前記冷却アセンブリは、液体冷却によって前記プラズマ形成材料の温度を制御する、請求項４０に記載の光学システム。
42. 前記プラズマ形成材料の相は液相を含む、請求項１に記載の光学システム。
43. 前記プラズマ形成材料の流れを前記プラズマに送るように構成された液流アセンブリを更に含む、請求項４２に記載の光学システム。
44. 前記プラズマの近傍で前記表面の一部から除去される前記プラズマ形成材料のうちの少なくとも一部は、前記プラズマに関わる熱に少なくとも部分的に反応して除去される、請求項２６に記載の光学システム。
45. 前記プラズマの近傍で前記表面の一部から除去される前記プラズマ形成材料のうちの少なくとも一部は、前記連続波ポンプ光の吸収に少なくとも部分的に反応して除去される、請求項２６に記載の光学システム。
46. 前記プラズマの近傍の前記表面の一部から除去される前記プラズマ形成材料のうちの少なくとも一部は、第２光源によって生成される電子ビーム、電気アーク、又は照明の少なくとも一つに関わるエネルギの吸収に少なくとも部分的に反応して除去される、請求項２６に記載の光学システム。
47. 前記集光光学部品一式によって収集された前記広帯域放射線はサンプルに送られる、請求項２６に記載の光学システム。
48. 前記集光光学部品一式によって収集された前記広帯域放射線は、検査器具、計測器具、又は半導体装置製造ライン器具の少なくとも一つによって利用される、請求項２６に記載の光学システム。
49. 光維持プラズマ形成によって広帯域光を生成する光学システムであって、
    液相のプラズマ形成材料の流れを生成するように構成された液流アセンブリと、
    連続波ポンプ光を生成するように構成された光源と、
    前記プラズマ形成材料の体積内に前記連続波ポンプ光を集束して、前記プラズマ形成材料を励起することによってプラズマを生成するように構成された集束光学部品一式と、
    前記プラズマから放出された広帯域放射線を受け取るように構成された集光光学系一式と、
    を含む光学システム。
50. 前記プラズマ形成材料は、ニッケル、銅、又はベリリウムの少なくとも一つを含む、請求項４９に記載の光学システム。
51. 前記プラズマ形成材料は、プラズマ形成要素の水溶液を含む、請求項４９に記載の光学システム。
52. 前記プラズマ形成要素は塩形態である、請求項５１に記載の光学システム。
53. 前記液流アセンブリはノズルを含む、請求項４９に記載の光学システム。
54. 前記プラズマは、前記プラズマ形成材料の体積内で気孔に囲まれる、請求項４９に記載の光学システム。
55. 前記気孔は、前記プラズマから移流される気体を含む、請求項５４に記載の光学システム。
56. 前記プラズマの断面長は、前記プラズマ形成材料の流れの断面長よりも大きい、請求項４９に記載の光学システム。
57. 前記プラズマ形成材料は、超臨界気体であり、前記プラズマは、前記超臨界気体によって囲まれる、請求項４９に記載の光学システム。
58. 前記集光光学部品一式によって収集された前記広帯域放射線はサンプルに送られる、請求項４９に記載の光学システム。
59. 前記集光光学部品一式によって収集された前記広帯域放射線は、検査器具、計測器具、又は半導体装置製造ライン器具の少なくとも一つによって利用される、請求項４９に記載の光学システム。

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