JP2021018364A - 極端紫外光生成システム及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

極端紫外光生成システム及び電子デバイスの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】高いイオンエネルギーを有するイオンの発生を抑制したＥＵＶ光生成システムを提供する。【解決手段】チャンバ２と、ターゲット生成部２６と、第１プリパルスレーザ光Ｐ１、第２プリパルスレーザ光Ｐ２及びメインパルスレーザ光Ｍを出力するレーザシステム３であって、第１プリパルスレーザ光がターゲット２７に照射される位置での第１プリパルスレーザ光のフルーエンスが、１．５Ｊ／ｃｍ２以上、１６Ｊ／ｃｍ２以下となるように構成されたレーザシステムと、ターゲットに対する第１プリパルスレーザ光の照射タイミングから第２プリパルスレーザ光の照射タイミングまでの第１の遅延時間と、ターゲットに対する第２プリパルスレーザ光の照射タイミングからメインパルスレーザ光の照射タイミングまでの第２の遅延時間との関係が、第１の遅延時間＜第２の遅延時間となるようにレーザシステムを制御する制御部５と、を備える。【選択図】図６

Description

本開示は、極端紫外光生成システム及び電子デバイスの製造方法に関する。
近年、半導体プロセスの微細化に伴って、半導体プロセスの光リソグラフィにおける転写パターンの微細化が急速に進展している。次世代においては、７０ｎｍ〜４５ｎｍの微細加工、さらには３２ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。このため、例えば３２ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度の極端紫外（ＥＵＶ）光を生成する極端紫外光生成装置と縮小投影反射光学系(reduced projection reflection optics)とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。
ＥＵＶ光生成装置としては、ターゲット物質にパルスレーザ光を照射することによって生成されるプラズマが用いられるＬＰＰ（Laser Produced Plasma）式の装置と、放電によって生成されるプラズマが用いられるＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）式の装置と、シンクロトロン放射光が用いられるＳＲ（Synchrotron Radiation）式の装置との３種類の装置が提案されている。
米国特許出願公開第２０１６／０７３４８７号明細書
概要
本開示の１つの観点に係る極端紫外光生成システムは、チャンバと、チャンバ内の所定領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、レーザシステムであって、ターゲットに、第１プリパルスレーザ光、第２プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光がこの順で照射されるように、第１プリパルスレーザ光、第２プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を出力し、第１プリパルスレーザ光がターゲットに照射される位置での第１プリパルスレーザ光のフルーエンスが、１．５Ｊ／ｃｍ２以上、１６Ｊ／ｃｍ２以下となるように構成された、レーザシステムと、制御部であって、ターゲットに対する第１プリパルスレーザ光の照射タイミングからターゲットに対する第２プリパルスレーザ光の照射タイミングまでの第１の遅延時間と、ターゲットに対する第２プリパルスレーザ光の照射タイミングからターゲットに対するメインパルスレーザ光の照射タイミングまでの第２の遅延時間との関係が第１の遅延時間＜第２の遅延時間となるようにレーザシステムを制御する、制御部と、を備える。
本開示の他の１つの観点に係る極端紫外光生成システムは、チャンバと、チャンバ内の所定領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、ターゲットに、ナノ秒オーダーのパルス時間幅を有する第１プリパルスレーザ光、ピコ秒オーダーのパルス時間幅を有する第２プリパルスレーザ光、第３プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光がこの順で照射されるように、第１プリパルスレーザ光、第２プリパルスレーザ光、第３プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を出力するレーザシステムと、制御部であって、ターゲットに対する第１プリパルスレーザ光の照射タイミングからターゲットに対する第２プリパルスレーザ光の照射タイミングまでの第１の遅延時間と、ターゲットに対する第２プリパルスレーザ光の照射タイミングからターゲットに対するメインパルスレーザ光の照射タイミングまでの第２の遅延時間との関係が第１の遅延時間＜第２の遅延時間となるようにレーザシステムを制御する、制御部と、を備える。
本開示の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、チャンバと、チャンバ内の所定領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、レーザシステムであって、ターゲットに、第１プリパルスレーザ光、第２プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光がこの順で照射されるように、第１プリパルスレーザ光、第２プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を出力し、第１プリパルスレーザ光がターゲットに照射される位置での第１プリパルスレーザ光のフルーエンスが、１．５Ｊ／ｃｍ２以上、１６Ｊ／ｃｍ２以下となるように構成された、レーザシステムと、制御部であって、ターゲットに対する第１プリパルスレーザ光の照射タイミングからターゲットに対する第２プリパルスレーザ光の照射タイミングまでの第１の遅延時間と、ターゲットに対する第２プリパルスレーザ光の照射タイミングからターゲットに対するメインパルスレーザ光の照射タイミングまでの第２の遅延時間との関係が第１の遅延時間＜第２の遅延時間となるようにレーザシステムを制御する、制御部と、を備える極端紫外光生成システムにおいて、ターゲットにパルスレーザ光を照射して極端紫外光を生成し、極端紫外光を露光装置に出力し、電子デバイスを製造するために、露光装置内で感光基板上に極端紫外光を露光することを含む。
本開示の他の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、チャンバと、チャンバ内の所定領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、ターゲットに、ナノ秒オーダーのパルス時間幅を有する第１プリパルスレーザ光、ピコ秒オーダーのパルス時間幅を有する第２プリパルスレーザ光、第３プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光がこの順で照射されるように、第１プリパルスレーザ光、第２プリパルスレーザ光、第３プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を出力するレーザシステムと、制御部であって、ターゲットに対する第１プリパルスレーザ光の照射タイミングからターゲットに対する第２プリパルスレーザ光の照射タイミングまでの第１の遅延時間と、ターゲットに対する第２プリパルスレーザ光の照射タイミングからターゲットに対するメインパルスレーザ光の照射タイミングまでの第２の遅延時間との関係が第１の遅延時間＜第２の遅延時間となるようにレーザシステムを制御する、制御部と、を備える極端紫外光生成システムにおいて、ターゲットにパルスレーザ光を照射して極端紫外光を生成し、極端紫外光を露光装置に出力し、電子デバイスを製造するために、露光装置内で感光基板上に極端紫外光を露光することを含む。
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図１は、例示的なＬＰＰ式のＥＵＶ光生成システムの構成を概略的に示す。 図２は、比較例に係るＥＵＶ光生成システムの構成を示す一部断面図である。 図３Ａは、比較例における第１プリパルスレーザの構成を示すブロック図である。図３Ｂは、比較例における第１プリパルスレーザのタイムチャートである。 図４は、比較例における第１及び第２プリパルスレーザ光、及びメインパルスレーザ光の照射条件の例を示すパルス波形図である。 図５は、比較例においてターゲットに第１プリパルスレーザ光を照射したときに発生するイオンのイオンエネルギーを示すグラフである。 図６は、本開示の第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成システムの構成を示す一部断面図である。 図７Ａは、第１の実施形態における第１プリパルスレーザの構成を示すブロック図である。図７Ｂは、第１の実施形態における第１プリパルスレーザのタイムチャートである。 図８Ａは、第１の実施形態においてターゲットに第１及び第２プリパルスレーザ光を照射したときに発生するイオンのイオンエネルギーを示すグラフである。図８Ｂは、第１の実施形態における第１プリパルスレーザ光の集光点でのフルーエンスと、最大のイオンエネルギーとの関係を示すグラフである。 図９は、第１の実施形態における第１〜第３プリパルスレーザ光、及びメインパルスレーザ光の照射条件の例を示すパルス波形図である。 図１０は、第１の実施形態における第１〜第３プリパルスレーザ光、及びメインパルスレーザ光のエネルギーからＥＵＶ光のエネルギーへの変換効率（ＣＥ）を示すグラフである。 図１１は、第１の実施形態の第１の変形例における第１プリパルスレーザの構成を示すブロック図である。 図１２は、第１の実施形態の第１の変形例における再生増幅器の構成を示す。 図１３Ａ及び図１３Ｂは、第１の実施形態の第１の変形例における光シャッタの機能を簡略的に示す。図１３Ｃは、第１の実施形態の第１の変形例において第１及び第２プリパルスレーザ光を生成する過程を示すタイムチャートである。 図１４は、第１の実施形態の第２の変形例における再生増幅器の構成を示す。 図１５Ａ及び図１５Ｂは、第１の実施形態の第２の変形例における光シャッタの機能を簡略的に示す。図１５Ｃは、第１の実施形態の第２の変形例において第１及び第２プリパルスレーザ光を生成する過程を示すタイムチャートである。 図１６Ａは、第１の実施形態の第３の変形例における第１プリパルスレーザの構成を示すブロック図である。図１６Ｂは、第１の実施形態の第３の変形例において第１及び第２プリパルスレーザ光を生成する過程を示すタイムチャートである。 図１７は、第１の実施形態の第４の変形例に係るＥＵＶ光生成システムの構成を示す一部断面図である。 図１８Ａは、第１の実施形態の第４の変形例においてターゲットに第１及び第２プリパルスレーザ光を照射したときに発生するイオンのイオンエネルギーを示すグラフである。図１８Ｂは、第１の実施形態の第４の変形例における第１プリパルスレーザ光の集光点でのフルーエンスと、最大のイオンエネルギーとの関係を示すグラフである。 図１９は、本開示の第２の実施形態に係るＥＵＶ光生成システムの構成を示す一部断面図である。 図２０Ａは、第２の実施形態におけるメインパルスレーザの構成を示すブロック図である。図２０Ｂは、第２の実施形態においてマスターオシレータＭＯ１から出力されたパルスレーザ光のパルス波形を示す。図２０Ｃは、第２の実施形態においてマスターオシレータＭＯ２から出力されたパルスレーザ光のパルス波形を示す。図２０Ｄは、第２の実施形態においてビームコンバイナから出射したパルスレーザ光のパルス波形を示す。図２０Ｅは、第２の実施形態において増幅器ＰＡ３から出射したパルスレーザ光のパルス波形を示す。 図２１は、第２の実施形態の変形例に係るＥＵＶ光生成システムの構成を示す一部断面図である。 図２２Ａは、第２の実施形態の変形例におけるメインパルスレーザの構成を示すブロック図である。図２２Ｂは、第２の実施形態の変形例においてマスターオシレータから出力されたパルスレーザ光Ｂ１のパルス波形を示す。図２２Ｃは、第２の実施形態の変形例において電圧波形生成回路から出力された光シャッタ制御電圧のパルス波形を示す。図２２Ｄは、第２の実施形態の変形例において光シャッタを通過したパルスレーザ光Ｂ２のパルス波形を示す。図２２Ｅは、第２の実施形態の変形例において増幅器ＰＡ３を通過したメインパルスレーザ光のパルス波形を示す。 図２３は、第２の実施形態の変形例における第１及び第２プリパルスレーザ光、及びペデスタル部を含むメインパルスレーザ光のパルス波形図である。 図２４は、ＥＵＶ光生成装置に接続された露光装置の構成を概略的に示す。
実施形態
＜内容＞
１．極端紫外光生成システムの全体説明
１．１ 構成
１．２ 動作
２．比較例に係るＥＵＶ光生成システム
２．１ 構成
２．２ 動作
２．２．１ ターゲットの出力
２．２．２ パルスレーザ光の出力
２．２．３ パルスレーザ光の伝送
２．２．４ パルスレーザ光の集光
２．３ 第１プリパルスレーザの詳細
２．３．１ 構成
２．３．２ 動作
２．４ 照射条件の例
２．５ 課題
３．高いイオンエネルギーを有するイオンの発生を抑制したＥＵＶ光生成システム
３．１ 構成
３．２ 動作
３．３ 作用
３．３．１ イオンエネルギー
３．３．２ 変換効率（ＣＥ）
３．４ 再生増幅器を含む第１プリパルスレーザ
３．４．１ 構成
３．４．２ 動作
３．４．２．１ ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加されていない場合
３．４．２．２ ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加された場合
３．４．２．３ 第１及び第２プリパルスレーザ光の生成
３．４．３ 作用
３．５ ２つのポッケルスセルを含む再生増幅器
３．５．１ 構成
３．５．２ 動作
３．５．３ 作用
３．６ 遅延光路を含む第１プリパルスレーザ
３．６．１ 構成
３．６．２ 動作及び作用
３．７ ナノ秒オーダーの第１プリパルスレーザ光
３．７．１ 構成
３．７．２ イオンエネルギー
４．２つのパルスを生成するメインパルスレーザ
４．１ 構成
４．２ 動作
４．３ 作用
４．４ ペデスタル部を含むメインパルスを生成するメインパルスレーザ
４．４．１ 構成
４．４．２ 動作
４．４．３ 作用
５．その他
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
１．極端紫外光生成システムの全体説明
１．１ 構成
図１に、例示的なＬＰＰ式のＥＵＶ光生成システム１１の構成を概略的に示す。ＥＵＶ光生成装置１は、少なくとも１つのレーザシステム３と共に用いられる。本願においては、ＥＵＶ光生成装置１及びレーザシステム３を含むシステムを、ＥＵＶ光生成システム１１と称する。図１に示し、かつ、以下に詳細に説明するように、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２、ターゲット生成部２６を含む。チャンバ２は、密閉可能に構成されている。ターゲット生成部２６は、例えば、チャンバ２の壁を貫通するように取り付けられている。ターゲット生成部２６から出力されるターゲット物質の材料は、スズを含む。ターゲット物質の材料は、スズと、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、又はキセノンとの組合せを含むこともできる。
チャンバ２の壁には、少なくとも１つの貫通孔が設けられている。その貫通孔には、ウインドウ２１が設けられている。ウインドウ２１をレーザシステム３から出力されるパルスレーザ光３２が透過する。チャンバ２の内部には、例えば、回転楕円面形状の反射面を有するＥＵＶ集光ミラー２３が配置されている。ＥＵＶ集光ミラー２３は、第１及び第２の焦点を有する。ＥＵＶ集光ミラー２３の表面には、例えば、モリブデンとシリコンとが交互に積層された多層反射膜が形成されている。ＥＵＶ集光ミラー２３は、例えば、その第１の焦点がプラズマ生成領域２５に位置し、その第２の焦点が中間集光点（ＩＦ）２９２に位置するように配置されている。ＥＵＶ集光ミラー２３の中央部には貫通孔２４が設けられている。貫通孔２４をパルスレーザ光３３が通過する。
ＥＵＶ光生成装置１は、ＥＵＶ光生成制御部５、ターゲットセンサ４等を含む。ターゲットセンサ４は、撮像機能を有し、ターゲット２７の存在、軌跡、位置、速度等を検出するよう構成されている。
また、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２の内部と露光装置６の内部とを連通させる接続部２９を含む。接続部２９内部には、アパーチャが形成された壁２９１が設けられている。壁２９１は、そのアパーチャがＥＵＶ集光ミラー２３の第２の焦点位置に位置するように配置されている。
さらに、ＥＵＶ光生成装置１は、レーザ光進行方向制御部３４、レーザ光集光ミラー２２、ターゲット２７を回収するためのターゲット回収部２８等を含む。レーザ光進行方向制御部３４は、レーザ光の進行方向を規定するための光学素子と、この光学素子の位置、姿勢等を調整するためのアクチュエータとを備えている。
１．２ 動作
図１を参照に、レーザシステム３から出力されたパルスレーザ光３１は、レーザ光進行方向制御部３４を経て、パルスレーザ光３２としてウインドウ２１を透過してチャンバ２内に入射する。パルスレーザ光３２は、少なくとも１つのレーザ光経路に沿ってチャンバ２内を進み、レーザ光集光ミラー２２で反射されて、パルスレーザ光３３として少なくとも１つのターゲット２７に照射される。
ターゲット生成部２６は、ターゲット２７をチャンバ２内部のプラズマ生成領域２５に向けて出力する。ターゲット２７には、パルスレーザ光３３に含まれる少なくとも１つのパルスが照射される。パルスレーザ光が照射されたターゲット２７はプラズマ化し、そのプラズマから放射光２５１が放射される。ＥＵＶ集光ミラー２３は、放射光２５１に含まれるＥＵＶ光を、他の波長域の光に比べて高い反射率で反射する。ＥＵＶ集光ミラー２３によって反射されたＥＵＶ光を含む反射光２５２は、中間集光点２９２で集光され、露光装置６に出力される。なお、１つのターゲット２７に、パルスレーザ光３３に含まれる複数のパルスが照射されてもよい。
ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶ光生成システム１１全体の制御を統括する。ＥＵＶ光生成制御部５は、ターゲットセンサ４によって撮像されたターゲット２７のイメージデータ等を処理する。また、ＥＵＶ光生成制御部５は、例えば、ターゲット２７が出力されるタイミング、ターゲット２７の出力方向等を制御する。さらに、ＥＵＶ光生成制御部５は、例えば、レーザシステム３の発振タイミング、パルスレーザ光３２の進行方向、パルスレーザ光３３の集光位置等を制御する。上述の様々な制御は単なる例示に過ぎず、必要に応じて他の制御が追加されてもよい。
２．比較例に係るＥＵＶ光生成システム
２．１ 構成
図２は、比較例に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成を示す一部断面図である。図２に示されるように、チャンバ２の内部には、レーザ光集光光学系２２ａと、ＥＵＶ集光ミラー２３と、ターゲット回収部２８と、ＥＵＶ集光ミラーホルダ８１と、プレート８２及び８３と、位置調整機構８４とが設けられている。チャンバ２には、ターゲット生成部２６と、ターゲットセンサ４と、発光部４５とが取り付けられている。チャンバ２の外部には、レーザシステム３と、レーザ光進行方向制御部３４ａと、ＥＵＶ光生成制御部５とが設けられている。ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶ制御部５０と、遅延回路５１とを含む。
ターゲット生成部２６は、リザーバ２６１を含む。リザーバ２６１は、溶融されたターゲットの材料を内部に貯蔵する。リザーバ２６１の一部がチャンバ２の壁面に形成された貫通孔２ａを貫通しており、リザーバ２６１の先端の開口２６２がチャンバ２の内部に位置している。
ターゲットセンサ４と発光部４５とは、ターゲット２７の軌道を挟んで互いに反対側に配置されている。チャンバ２にはウインドウ２１ａ及び２１ｂが取り付けられている。ウインドウ２１ａは、発光部４５とターゲット２７の軌道との間に位置する。ウインドウ２１ｂは、ターゲット２７の軌道とターゲットセンサ４との間に位置する。
ターゲットセンサ４は、光センサ４１と、集光光学系４２と、容器４３とを含む。容器４３はチャンバ２の外部に固定され、この容器４３内に、光センサ４１及び集光光学系４２が固定されている。発光部４５は、光源４６と、集光光学系４７と、容器４８とを含む。容器４８はチャンバ２の外部に固定され、この容器４８内に、光源４６及び集光光学系４７が固定されている。
レーザシステム３は、第１プリパルスレーザ３５と、第２プリパルスレーザ３６と、メインパルスレーザ３７とを含む。第１プリパルスレーザ３５及び第２プリパルスレーザ３６の各々は、例えばＹＡＧレーザ装置を含む。メインパルスレーザ３７は、例えばＣＯ２レーザ装置を含む。
第１プリパルスレーザ３５が出力する第１プリパルスレーザ光Ｐ１は、第１の波長成分を含み、偏光方向が紙面に平行な直線偏光である。第２プリパルスレーザ３６が出力する第２プリパルスレーザ光Ｐ２は、第１の波長成分を含み、偏光方向が紙面に垂直な直線偏光である。メインパルスレーザ３７が出力するメインパルスレーザ光Ｍは、第２の波長成分を含む。
レーザ光進行方向制御部３４ａは、高反射ミラー３４０、３４１及び３４２と、ビームコンバイナ３４３及び３４４と、を含む。
ビームコンバイナ３４３は、偏光方向が紙面に平行な直線偏光を高い透過率で透過させ、偏光方向が紙面に垂直な直線偏光を高い反射率で反射する偏光ビームスプリッタを含む。
ビームコンバイナ３４４は、第１の波長成分が含まれる光を高い反射率で反射し、第２の波長成分が含まれる光を高い透過率で透過させるダイクロイックミラーを含む。
プレート８２は、チャンバ２に固定されている。プレート８２には、プレート８３が支持されている。レーザ光集光光学系２２ａは、軸外放物面ミラー２２１及び平面ミラー２２２を含む。
位置調整機構８４は、プレート８２に対するプレート８３の位置を調整可能である。プレート８３の位置が調整されることにより、軸外放物面ミラー２２１及び平面ミラー２２２の位置が調整される。軸外放物面ミラー２２１及び平面ミラー２２２の位置は、これらのミラーによって反射されたパルスレーザ光３３がプラズマ生成領域２５で集光するように調整される。
ＥＵＶ集光ミラー２３は、ＥＵＶ集光ミラーホルダ８１を介してプレート８２に固定されている。
２．２ 動作
２．２．１ ターゲットの出力
ターゲット生成部２６は、開口２６２を介して、プラズマ生成領域２５に向けて液滴状のターゲット２７を出力する。ターゲット回収部２８は、プラズマ生成領域２５を通過したターゲット２７を回収する。
発光部４５に含まれる光源４６の出力光は、集光光学系４７によって、ターゲット２７のほぼ軌道上の位置に集光される。ターゲット２７が発光部４５の出力光の集光位置を通過するときに、ターゲットセンサ４は、ターゲット２７の軌道及びその周囲を通る光の光強度の変化を検出し、ターゲット検出信号を出力する。ＥＵＶ制御部５０は、ターゲット検出信号を受信する。
２．２．２ パルスレーザ光の出力
ＥＵＶ制御部５０は、第１プリパルスレーザ３５、第２プリパルスレーザ３６、及びメインパルスレーザ３７に、パルス時間幅やパルスエネルギーを設定する信号を送信する。
ＥＵＶ制御部５０は、ターゲット検出信号を遅延回路５１に出力する。
遅延回路５１は、ターゲット検出信号の受信タイミングに対して第１のトリガ遅延時間が経過したことを示す第１のトリガ信号を、第１プリパルスレーザ３５に出力する。第１プリパルスレーザ３５は、第１のトリガ信号に従って、第１プリパルスレーザ光Ｐ１を出力する。
遅延回路５１は、ターゲット検出信号の受信タイミングに対して第１のトリガ遅延時間より長い第２のトリガ遅延時間が経過したことを示す第２のトリガ信号を、第２プリパルスレーザ３６に出力する。第２プリパルスレーザ３６は、第２のトリガ信号に従って、第２プリパルスレーザ光Ｐ２を出力する。
遅延回路５１は、ターゲット検出信号の受信タイミングに対して第２のトリガ遅延時間より長い第３のトリガ遅延時間が経過したことを示す第３のトリガ信号を、メインパルスレーザ３７に出力する。メインパルスレーザ３７は、第３のトリガ信号に従って、メインパルスレーザ光Ｍを出力する。
このように、レーザシステム３は、第１プリパルスレーザ光Ｐ１、第２プリパルスレーザ光Ｐ２、及びメインパルスレーザ光Ｍを、この順で出力する。
２．２．３ パルスレーザ光の伝送
レーザ光進行方向制御部３４ａに含まれる高反射ミラー３４０は、第１プリパルスレーザ光Ｐ１を高い反射率で反射する。
ビームコンバイナ３４３は、偏光方向が紙面に平行な第１プリパルスレーザ光Ｐ１を高い透過率で透過させる。ビームコンバイナ３４３は、偏光方向が紙面に垂直な第２プリパルスレーザ光Ｐ２を高い反射率で反射する。
高反射ミラー３４１及び３４２は、メインパルスレーザ光Ｍを高い反射率で反射する。
ビームコンバイナ３４４は、第１の波長成分を有する第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を高い反射率で反射する。ビームコンバイナ３４４は、第２の波長成分を有するメインパルスレーザ光Ｍを高い透過率で透過させる。第１プリパルスレーザ光Ｐ１、第２プリパルスレーザ光Ｐ２及びメインパルスレーザ光Ｍは、パルスレーザ光３２としてレーザ光集光光学系２２ａに入射する。
２．２．４ パルスレーザ光の集光
レーザ光集光光学系２２ａに含まれる軸外放物面ミラー２２１は、パルスレーザ光３２を平面ミラー２２２に向けて反射する。平面ミラー２２２は、パルスレーザ光３２を、パルスレーザ光３３として反射する。パルスレーザ光３３は、軸外放物面ミラー２２１の反射面形状に従い、プラズマ生成領域２５又はその近傍において集光される。
プラズマ生成領域２５又はその近傍において、１つのターゲット２７に、第１プリパルスレーザ光Ｐ１と、第２プリパルスレーザ光Ｐ２と、メインパルスレーザ光Ｍとが、この順で照射される。液滴状のターゲット２７に第１プリパルスレーザ光Ｐ１が照射されると、液滴状のターゲット２７が複数の微粒子状に破壊されて拡散し、２次ターゲットが生成される。この２次ターゲットに第２プリパルスレーザ光Ｐ２が照射されることにより２次ターゲットがさらに微粒子化されて、少なくとも蒸気を含む３次ターゲットが生成される。この３次ターゲットにメインパルスレーザ光Ｍが照射されることにより、ターゲットが効率よくプラズマ化し、ＥＵＶ光が生成される。
２．３ 第１プリパルスレーザの詳細
２．３．１ 構成
図３Ａは、比較例における第１プリパルスレーザ３５の構成を示すブロック図である。第１プリパルスレーザ３５は、モードロックレーザ装置３５１と、光シャッタ３５２と、増幅器３５３と、電圧波形生成回路３５５と、を含む。
遅延回路５１と第１プリパルスレーザ３５との間に、第１プリパルスレーザ制御部３５４が信号線で接続されている。第１プリパルスレーザ制御部３５４は、ＥＵＶ光生成制御部５に含まれてもよく、ＥＵＶ光生成制御部５と一体的に構成されてもよい。
モードロックレーザ装置３５１は、図示しない光共振器と、図示しない増幅媒体と、図示しない可飽和吸収体とを含むマスターオシレータである。増幅媒体は、例えばＮｄ：ＹＶＯ４（neodymium-doped yttrium orthovanadate）の結晶を含む。モードロックレーザ装置３５１から出力されるパルスレーザ光Ｂ１は、例えば、２０ＭＨｚの繰返し周波数を有し、個々のパルスはピコ秒オーダーのパルス時間幅を有する。パルスレーザ光Ｂ１の繰返し周波数は、モードロックレーザ装置３５１に含まれる光共振器の共振器長に依存する。
光シャッタ３５２は、パルスレーザ光Ｂ１の光路に配置されている。光シャッタ３５２は、例えば、図示しないポッケルスセルと、図示しない偏光子とを含む。光シャッタ３５２に光シャッタ制御電圧Ｖが印加されていない状態では、パルスレーザ光Ｂ１は光シャッタ３５２を透過しない。光シャッタ３５２に光シャッタ制御電圧Ｖが印加されている状態では、パルスレーザ光Ｂ１は光シャッタ３５２をパルスレーザ光Ｂ２として透過する。
増幅器３５３は、パルスレーザ光Ｂ２の光路に配置されている。増幅器３５３は、例えばＮｄ：ＹＡＧ（neodymium-doped yttrium aluminum garnet）の結晶を用いた増幅器である。増幅器３５３は、マルチパススラブ増幅器でもよいし、ファイバー増幅器でもよい。増幅器３５３は、パルスレーザ光Ｂ２を増幅してパルスレーザ光Ｂ３として出力する。
電圧波形生成回路３５５は、光シャッタ制御電圧Ｖの電圧波形を生成し、光シャッタ制御電圧Ｖを光シャッタ３５２に印加する。第１プリパルスレーザ制御部３５４は、モードロックレーザ装置３５１と、増幅器３５３と、電圧波形生成回路３５５とを制御する。
２．３．２ 動作
図３Ｂは、比較例における第１プリパルスレーザ３５のタイムチャートである。図３Ｂにおいて、横軸は時間Ｔを示す。縦軸は信号強度又はパルスレーザ光のエネルギーを示す。図３Ｂにおいて、縦方向の破線は、当該破線上の動作がほぼ同一のタイミングで起こることを示す。
第１プリパルスレーザ制御部３５４は、遅延回路５１から送信された第１のトリガ信号Ｓに従って電圧波形生成回路３５５に制御信号を送信する。電圧波形生成回路３５５は、制御信号に従って光シャッタ制御電圧Ｖを生成する。光シャッタ制御電圧Ｖは、例えば、矩形状の電圧波形を含むパルス電圧である。このパルス電圧のパルス時間幅は、パルスレーザ光Ｂ１のパルス発生周期と同じかそれより短い時間に設定される。パルスレーザ光Ｂ１のパルス発生周期は、パルスレーザ光Ｂ１の繰り返し周波数の逆数に相当する。パルスレーザ光Ｂ１の繰り返し周波数が２０ＭＨｚである場合、光シャッタ制御電圧Ｖのパルス時間幅は５０ｎｓ以下に設定される。
光シャッタ３５２は、パルスレーザ光Ｂ１に含まれる複数のパルスのうちの、１つのパルス＃１をパルスレーザ光Ｂ２として通過させる。パルスレーザ光Ｂ２は増幅器３５３によって増幅され、パルスレーザ光Ｂ３として出力される。比較例において、パルスレーザ光Ｂ３は、第１プリパルスレーザ光Ｐ１に相当する。第１プリパルスレーザ光Ｐ１は、ピコ秒オーダーのパルス時間幅を有する。
２．４ 照射条件の例
図４は、比較例における第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２、及びメインパルスレーザ光Ｍの照射条件の例を示すパルス波形図である。
比較例において、ターゲット２７は溶融したスズの液滴とし、直径を２１μｍ以上、２２μｍ以下とした。
第１プリパルスレーザ３５は、Ｎｄ：ＹＶＯ４の結晶を用いたモードロックレーザと、Ｎｄ：ＹＡＧの結晶を用いた再生増幅器と、を含む構成とした。第１プリパルスレーザ光Ｐ１は、波長を１．０６μｍとし、半値全幅によるパルス時間幅を１４ｐｓとし、１／ｅ２幅によるスポット直径を７０μｍとした。なお、１／ｅ２幅とは、集光点でのビームプロファイルのうち、ピーク値の１／ｅ２以上の光強度を有する部分の大きさをいう。ここで、ｅはネイピア数である。第１プリパルスレーザ光Ｐ１のパルスエネルギーは、０．２５ｍＪ以上、２ｍＪ以下とした。
第２プリパルスレーザ３６は、Ｎｄ：ＹＡＧの結晶を用いたレーザ装置とした。第２プリパルスレーザ光Ｐ２は、波長を１．０６μｍとし、半値全幅によるパルス時間幅を５ｎｓとし、１／ｅ２幅によるスポット直径を４００μｍとした。第２プリパルスレーザ光Ｐ２のパルスエネルギーは、１ｍＪ以上、３．４ｍＪ以下とした。
メインパルスレーザ３７は、ＣＯ２レーザ装置とした。メインパルスレーザ光Ｍは、波長を１０．６μｍとし、半値全幅によるパルス時間幅を１５ｎｓとし、１／ｅ２幅によるスポット直径を３００μｍとした。メインパルスレーザ光Ｍのパルスエネルギーは、１３５ｍＪ以上、１７０ｍＪ以下とした。
パルス間の遅延時間Ｄ１及びＤ２の関係は、以下の通りとした。
Ｄ１＞Ｄ２
ここで、本明細書における遅延時間Ｄ１及びＤ２の定義は以下の通りである。
第１の遅延時間Ｄ１は、ターゲット２７に対する第１プリパルスレーザ光Ｐ１の照射タイミングからターゲット２７に対する第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射タイミングまでの遅延時間である。
第２の遅延時間Ｄ２は、ターゲット２７に対する第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射タイミングからターゲット２７に対するメインパルスレーザ光Ｍの照射タイミングまでの遅延時間である。
２．５ 課題
図５は、比較例においてターゲット２７に第１プリパルスレーザ光Ｐ１を照射したときに発生するイオンのイオンエネルギーを示すグラフである。図５の横軸はイオンエネルギーを示す。縦軸はイオン数を示す。ここで、１つの多価イオンは１イオンとして、イオン数がカウントされている。
比較例において、１４ｐｓのパルス時間幅を有する第１プリパルスレーザ光Ｐ１をターゲット２７に照射すると、数十ｋｅＶものイオンエネルギーを有するイオンが発生することがある。高いイオンエネルギーを有するイオンは、ＥＵＶ集光ミラー２３の多層反射膜に衝突し、多層反射膜の内部に侵入し、多層反射膜を劣化させ、反射率の低下を引き起こすことがある。
３．高いイオンエネルギーを有するイオンの発生を抑制したＥＵＶ光生成システム
３．１ 構成
図６は、本開示の第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成を示す一部断面図である。第１の実施形態において、第１プリパルスレーザ３５は、第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を出力する。第２プリパルスレーザ３６は、第３プリパルスレーザ光Ｐ３を出力する。第２プリパルスレーザ３６の構成は、比較例のものと同様であり、第１の実施形態における第３プリパルスレーザ光Ｐ３は、比較例における第２プリパルスレーザ光Ｐ２と同様である。
レーザシステム３は、第１プリパルスレーザ光Ｐ１、第２プリパルスレーザ光Ｐ２、第３プリパルスレーザ光Ｐ３、及びメインパルスレーザ光Ｍがこの順でターゲット２７に照射されるように、これらのパルスレーザ光を出力する。
他の点については第１の実施形態は比較例と同様である。
図７Ａは、第１の実施形態における第１プリパルスレーザ３５の構成を示すブロック図である。第１の実施形態においては、電圧波形生成回路３５５から光シャッタ３５２に光シャッタ制御電圧Ｖを印加するために複数の信号線が設けられていてもよい。
他の点については、図７Ａに示される第１プリパルスレーザ３５の構成は、図３Ａを参照しながら説明した第１プリパルスレーザ３５の構成と同様である。
３．２ 動作
図７Ｂは、第１の実施形態における第１プリパルスレーザ３５のタイムチャートである。図７Ｂにおいて、横軸は時間Ｔを示す。縦軸は信号強度又はパルスレーザ光のエネルギーを示す。
第１の実施形態において、光シャッタ制御電圧Ｖの電圧波形は、第１のパルス電圧Ｖ１と第２のパルス電圧Ｖ２とを含む。第１のパルス電圧Ｖ１と第２のパルス電圧Ｖ２とは別々の信号線を介して光シャッタ３５２に印加されてもよい。第１のパルス電圧Ｖ１は、第１の電圧値を有する。第２のパルス電圧Ｖ２は、第１の電圧値より高い第２の電圧値を有する。ターゲット２７に対する第１プリパルスレーザ光Ｐ１の照射タイミングからターゲット２７に対する第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射タイミングまでの第１の遅延時間Ｄ１が所定値となるように、第１及び第２のパルス電圧Ｖ１及びＶ２の生成のタイミングが設定される。第１の遅延時間Ｄ１は、５ｎｓ以上、１００ｎｓ以下が好ましい。第１の遅延時間Ｄ１は、ＥＵＶ制御部５０、遅延回路５１、又は第１プリパルスレーザ制御部３５４のいずれかによって設定される。
パルスレーザ光Ｂ１に含まれる複数のパルスのうち、光シャッタ３５２に第１のパルス電圧Ｖ１が印加されたタイミングで光シャッタ３５２に到達したパルスを、パルス＃１とする。パルスレーザ光Ｂ１に含まれる複数のパルスのうち、光シャッタ３５２に第２のパルス電圧Ｖ２が印加されたタイミングで光シャッタ３５２に到達したパルスを、パルス＃２とする。光シャッタ３５２は、２つのパルス＃１及び＃２をそれぞれパルス＃１０及び＃２０として通過させる。第１のパルス電圧Ｖ１を印加されたときの光シャッタ３５２の透過率は、第２のパルス電圧Ｖ２を印加されたときの光シャッタ３５２の透過率より低く設定される。この結果、パルス＃１０はパルス＃２０より低いパルスエネルギーを有する。
パルス＃１０及びパルス＃２０は増幅器３５３によって増幅され、それぞれ第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２として出力される。第１プリパルスレーザ光Ｐ１は第２プリパルスレーザ光Ｐ２より低いパルスエネルギーを有する。第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２は、それぞれピコ秒オーダーのパルス時間幅を有する。本開示において、ピコ秒オーダーとは、０．１ｐｓ以上、１０００ｐｓ未満の範囲をいうものとする。
光シャッタ３５２及び増幅器３５３は、モードロックレーザ装置から出力された複数のパルスの内の少なくとも１つのパルスから第１プリパルスレーザ光及び第２プリパルスレーザ光を生成する光学装置の一例である。
以上のようにして、第１の実施形態においては、パルスレーザ光Ｂ１に含まれるパルス＃１が光シャッタ３５２に到達する時の光シャッタ３５２の透過率を第１の透過率とすることにより、第１プリパルスレーザ光Ｐ１が生成される。そして、パルス＃１より後のパルス＃２が光シャッタ３５２に到達する時の光シャッタ３５２の透過率を第１の透過率より高い第２の透過率とすることにより、第２プリパルスレーザ光Ｐ２が生成される。
パルス間の遅延時間Ｄ１、Ｄ３、及びＤ４は、以下の関係を有することが望ましい。
Ｄ１≦Ｄ４＜Ｄ３
ここで、本明細書における遅延時間Ｄ３及びＤ４の定義は以下の通りである。
第３の遅延時間Ｄ３は、ターゲット２７に対する第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射タイミングからターゲット２７に対する第３プリパルスレーザ光Ｐ３の照射タイミングまでの遅延時間である。
第４の遅延時間Ｄ４は、ターゲット２７に対する第３プリパルスレーザ光Ｐ３の照射タイミングからターゲット２７に対するメインパルスレーザ光Ｍの照射タイミングまでの遅延時間である。
ここで、第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２と、メインパルスレーザ光Ｍに注目した場合、あるいは、第３プリパルスレーザ光Ｐ３を省略した場合、パルス間の遅延時間Ｄ１及びＤ２は、以下の関係を有することが望ましい。
Ｄ１＜Ｄ２
３．３ 作用
３．３．１ イオンエネルギー
図８Ａは、第１の実施形態においてターゲット２７に第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を照射したときに発生するイオンのイオンエネルギーを示すグラフである。図８Ａの横軸はイオンエネルギーを示す。縦軸はイオン数を示す。Ｅ１は第１プリパルスレーザ光Ｐ１のパルスエネルギーであり、Ｅ２は第２プリパルスレーザ光Ｐ２のパルスエネルギーである。
図８Ａに示されるイオンエネルギーの測定において、第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の各々は、半値全幅によるパルス時間幅を１８．８ｐｓとし、１／ｅ２幅によるスポット直径を５０μｍとした。
ターゲット２７に対する第１プリパルスレーザ光Ｐ１の照射タイミングからターゲット２７に対する第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射タイミングまでの第１の遅延時間Ｄ１は、１３ｎｓとした。
図８Ａに符号０００で示されるように、第１プリパルスレーザ光Ｐ１のパルスエネルギーＥ１を０ｍＪとした場合には、比較例と同様に、高いイオンエネルギーを有するイオンが発生した。なお、第１プリパルスレーザ光Ｐ１のパルスエネルギーＥ１を０ｍＪとした場合とは、ターゲット２７に第１プリパルスレーザ光Ｐ１を照射せずに、第２プリパルスレーザ光Ｐ２を照射した場合である。
図８Ａに示されるように、第１プリパルスレーザ光Ｐ１のパルスエネルギーＥ１を以下の順で高くするにつれて、発生するイオンのイオンエネルギーが低下する傾向が見られた。
符号０１０： Ｅ１＝０．０１０ｍＪ
符号０１７： Ｅ１＝０．０１７ｍＪ
符号０２５： Ｅ１＝０．０２５ｍＪ
符号０５０： Ｅ１＝０．０５０ｍＪ
符号０７８： Ｅ１＝０．０７８ｍＪ
符号１４４： Ｅ１＝０．１４４ｍＪ
但し、符号２６７で示されるように、第１プリパルスレーザ光Ｐ１のパルスエネルギーＥ１を０．２６７ｍＪとした場合には、符号０５０、０７８、１４４の各場合よりも、発生するイオンのイオンエネルギーが高くなった。
図８Ｂは、第１の実施形態における第１プリパルスレーザ光Ｐ１の集光点でのフルーエンスＦ１と、最大のイオンエネルギーとの関係を示すグラフである。図８Ｂは、図８Ａに示される結果から、第１プリパルスレーザ光Ｐ１のパルスエネルギーＥ１をフルーエンスＦ１に換算し、最大のイオンエネルギーとの関係を抜き出すことによって作成したグラフである。
図８Ｂに示されるように、ターゲット２７に第１プリパルスレーザ光Ｐ１を照射しない場合よりも、第１プリパルスレーザ光Ｐ１を照射した場合の方が、最大イオンエネルギーを低減できる。
また、図８Ｂに近似曲線で示されるように、第１プリパルスレーザ光Ｐ１の集光点におけるフルーエンスＦ１を、１．５Ｊ／ｃｍ２以上、１６Ｊ／ｃｍ２以下とすることにより、最大イオンエネルギーを２０ｋｅＶ以下に低減することができる。
また、第１プリパルスレーザ光Ｐ１の集光点におけるフルーエンスＦ１を、１．８Ｊ／ｃｍ２以上、１３Ｊ／ｃｍ２以下とすることにより、最大イオンエネルギーを１０ｋｅＶ以下に低減することができる。
また、第１プリパルスレーザ光Ｐ１の集光点におけるフルーエンスＦ１を、３Ｊ／ｃｍ２以上、９Ｊ／ｃｍ２以下とすることにより、最大イオンエネルギーを５ｋｅＶ以下に低減することができる。
このように、第１の実施形態によれば、ターゲット２７に第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を照射したときに発生するイオンのエネルギーを抑制し得る。これにより、ＥＵＶ集光ミラー２３の多層反射膜の劣化や、反射率の低下を抑制し得る。
第２プリパルスレーザ光Ｐ２の集光点におけるフルーエンスＦ２は、第１プリパルスレーザ光Ｐ１の集光点におけるフルーエンスＦ１の２倍以上、１００倍以下とするのが好ましい。さらに、符号０７８及び符号１４４で示される照射条件において最大イオンエネルギーが最も低かったことから、フルーエンスＦ２はフルーエンスＦ１の５倍以上、１０倍以下とするのが好ましい。
３．３．２ 変換効率（ＣＥ）
図９は、第１の実施形態における第１〜第３プリパルスレーザ光Ｐ１〜Ｐ３、及びメインパルスレーザ光Ｍの照射条件の例を示すパルス波形図である。
第１プリパルスレーザ光Ｐ１のパルスエネルギーＥ１は、０．１４ｍＪとした。
第２プリパルスレーザ光Ｐ２のパルスエネルギーＥ２は、０．８ｍＪとした。
第３プリパルスレーザ光Ｐ３のパルスエネルギーは、３ｍＪとした。
パルス間の遅延時間Ｄ１、Ｄ２、及びＤ４は、以下の通り設定した。
第１の遅延時間Ｄ１は、１０ｎｓとした。
第２の遅延時間Ｄ２は、１．４μｓとした。
第４の遅延時間Ｄ４は、０．１μｓとした。
すなわち、第３の遅延時間Ｄ３は、第２の遅延時間Ｄ２から第４の遅延時間Ｄ４を減算することにより、１．３μｓと計算される。
図１０は、第１の実施形態における第１〜第３プリパルスレーザ光Ｐ１〜Ｐ３、及びメインパルスレーザ光ＭのエネルギーからＥＵＶ光のエネルギーへの変換効率（ＣＥ）を示すグラフである。図１０には、比較例として、第１プリパルスレーザ光Ｐ１を照射しなかった場合のＣＥも示されている。
図１０に示されるように、第１の実施形態によれば、比較例におけるＣＥと比べて遜色のないＣＥが得られる。
３．４ 再生増幅器を含む第１プリパルスレーザ
３．４．１ 構成
図１１は、第１の実施形態の第１の変形例における第１プリパルスレーザ３５の構成を示すブロック図である。図７Ａに示される光シャッタ３５２及び増幅器３５３の代わりに、第１の変形例においては、再生増幅器３５６が用いられる。再生増幅器３５６は、増幅媒体７０と光シャッタ７５とを含む。
他の点については、第１の変形例における第１プリパルスレーザ３５の構成は、図７Ａを参照しながら説明したものと同様である。
再生増幅器３５６は、モードロックレーザ装置から出力された複数のパルスの内の少なくとも１つのパルスから第１及び第２プリパルスレーザ光を生成する光学装置の一例である。
図１２は、第１の実施形態の第１の変形例における再生増幅器３５６の構成を示す。再生増幅器３５６は、平面ミラー６８と凹面ミラー６９とで構成された光共振器を含む。この光共振器の光路に、増幅媒体７０と、凹面ミラー７１と、平面ミラー７２と、偏光ビームスプリッタ７３と、ポッケルスセルＰＣ１と、λ／４波長板７４とが、この順に平面ミラー６８側から配置されている。増幅媒体７０は、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧの結晶である。ポッケルスセルＰＣ１は、光共振器へのパルスの閉じ込め及び光共振器からのパルスの取り出しを制御する光学素子に相当する。さらに、再生増幅器３５６は、光共振器の外部から増幅媒体７０に励起光を導入するための励起光源６１を含む。また、再生増幅器３５６は、偏光ビームスプリッタ６４と、ファラデーアイソレータ６５と、平面ミラー６６と、平面ミラー６７とを含む。ファラデーアイソレータ６５は、図示しないファラデーローテータと図示しないλ／２波長板とを含む。
偏光ビームスプリッタ７３と、ポッケルスセルＰＣ１と、λ／４波長板７４と、凹面ミラー６９と、偏光ビームスプリッタ６４と、ファラデーアイソレータ６５と、平面ミラー６６と、平面ミラー６７とで、光シャッタ７５が構成される。
３．４．２ 動作
偏光ビームスプリッタ６４は、偏光方向が紙面に平行な直線偏光のパルスレーザ光Ｂ１を高い透過率で透過させる。また、偏光ビームスプリッタ６４は、後述のように、偏光方向が紙面に垂直な直線偏光のパルスレーザ光を高い反射率で反射する。
パルスレーザ光Ｂ１は、互いに垂直な第１の偏光成分及び第２の偏光成分を含む。第１及び第２の偏光成分の合成ベクトルの方向は、パルスレーザ光Ｂ１の偏光方向と一致し、紙面に平行である。
ファラデーアイソレータ６５は、図中下側から入射したパルスレーザ光Ｂ１の第１の偏光成分の位相に対して第２の偏光成分の位相を１／２波長分ずらして透過させる。これにより、ファラデーアイソレータ６５は、直線偏光のパルスレーザ光Ｂ１の偏光方向を９０度回転させて透過させる。また、ファラデーアイソレータ６５は、後述のように、図中上側から入射するパルスレーザ光の第１及び第２の偏光成分の位相差を変化させずに透過させる。すなわち、図中上側から入射するパルスレーザ光の偏光方向を回転させずに透過させる。
光共振器内に配置された偏光ビームスプリッタ７３は、偏光方向が紙面に垂直な直線偏光のパルスレーザ光を高い反射率で反射する。また、偏光ビームスプリッタ７３は、後述のように、偏光方向が紙面に平行な直線偏光のパルスレーザ光を高い透過率で透過させる。
ポッケルスセルＰＣ１は、電圧波形生成回路３５５によって電圧Ｖ３を印加可能とされている。ポッケルスセルＰＣ１は、電圧Ｖ３が印加されていない状態においては、パルスレーザ光の第１及び第２の偏光成分の位相差を変化させずに透過させる。ポッケルスセルＰＣ１は、電圧Ｖ３が印加されている状態においては、パルスレーザ光の第１の偏光成分の位相に対して第２の偏光成分の位相を１／４波長分ずらして透過させる。ポッケルスセルＰＣ１の代わりに、同様の機能を有する電気光学素子や音響光学素子が用いられてもよい。
λ／４波長板７４は、パルスレーザ光の第１の偏光成分の位相に対して第２の偏光成分の位相を１／４波長分ずらして透過させる。
３．４．２．１ ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加されていない場合
ファラデーアイソレータ６５から平面ミラー６６及び６７と偏光ビームスプリッタ７３とを介して光共振器に入射したパルスレーザ光は、凹面ミラー６９によって折り返されて、偏光ビームスプリッタ７３に戻ってくる。このとき、ポッケルスセルＰＣ１とλ／４波長板７４とをそれぞれ２回ずつ透過する。ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加されていない場合には、第１の偏光成分の位相に対して第２の偏光成分の位相が合計で１／２波長分ずらされる。従って、パルスレーザ光の偏光方向が９０度回転し、偏光方向が紙面に平行な直線偏光のパルスレーザ光として偏光ビームスプリッタ７３に入射する。偏光ビームスプリッタ７３は、偏光方向が紙面に平行な直線偏光のパルスレーザ光を高い透過率で透過させる。
偏光ビームスプリッタ７３を透過して出射したパルスレーザ光Ｂ４は、平面ミラー６８によって折り返されて、パルスレーザ光Ｂ５として偏光ビームスプリッタ７３に戻ってくるまでの間に、増幅媒体７０によって増幅される。
パルスレーザ光Ｂ５は偏光ビームスプリッタ７３を高い透過率で透過する。偏光ビームスプリッタ７３を透過したパルスレーザ光は、凹面ミラー６９によって折り返されて、偏光ビームスプリッタ７３に戻ってくる。このとき、ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加されていない場合には、パルスレーザ光の偏光方向が９０度回転し、偏光方向が紙面に垂直な直線偏光のパルスレーザ光として偏光ビームスプリッタ７３に入射する。偏光ビームスプリッタ７３は、偏光方向が紙面に垂直な直線偏光のパルスレーザ光を高い反射率で反射する。
以上のようにして、パルスレーザ光は、ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加されていない場合には、光共振器の内部で一往復しただけで光共振器から出力される。
光共振器から出力されたパルスレーザ光は、ファラデーアイソレータ６５に図中上側から入射する。ファラデーアイソレータ６５は、図中上側から入射した直線偏光のパルスレーザ光を、その偏光方向を回転させずに透過させる。偏光ビームスプリッタ６４は、偏光方向が紙面に垂直な直線偏光のパルスレーザ光を高い反射率で反射する。
偏光ビームスプリッタ６４によって反射されたパルスレーザ光Ｂ３は、図６に示されたレーザ光集光光学系２２ａを介してプラズマ生成領域２５に導かれる。ただし、再生増幅器３５６の光共振器内を一往復しただけで出力されたこのパルスレーザ光Ｂ３は、仮にターゲット２７に照射されても、ターゲット２７を拡散させず、ターゲット２７をプラズマ化もしない程度の弱い強度を有している。
３．４．２．２ ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加された場合
電圧波形生成回路３５５は、パルスレーザ光Ｂ４が偏光ビームスプリッタ７３から出射した後、パルスレーザ光Ｂ５として偏光ビームスプリッタ７３に戻ってくるまでの間に、ポッケルスセルＰＣ１に印加する電圧Ｖ３をＯＦＦからＯＮにしてもよい。ポッケルスセルＰＣ１は、電圧Ｖ３が印加されている状態においては、第１の偏光成分の位相に対して第２の偏光成分の位相を１／４波長分ずらしてパルスレーザ光を透過させる。
図中左側から偏光ビームスプリッタ７３を透過したパルスレーザ光は、凹面ミラー６９によって折り返されて、偏光ビームスプリッタ７３に戻ってくる。このとき、パルスレーザ光は、λ／４波長板７４を２回透過することで偏光方向が９０度回転し、且つ、電圧Ｖ３が印加されているポッケルスセルＰＣ１を２回透過することでさらに偏光方向が９０度回転する。これにより、偏光方向が紙面に平行な直線偏光のパルスレーザ光が偏光ビームスプリッタ７３に入射する。偏光方向が紙面に平行な直線偏光のパルスレーザ光は、偏光ビームスプリッタ７３を再び透過して、増幅媒体７０によって増幅される。ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加されている間、光共振器にパルスが閉じ込められた状態となり、増幅動作が繰り返される。
増幅動作が繰り返された後、電圧波形生成回路３５５は、偏光ビームスプリッタ７３から出射したパルスレーザ光Ｂ４がパルスレーザ光Ｂ５として偏光ビームスプリッタ７３に戻ってくるまでの間に、ポッケルスセルＰＣ１に印加する電圧Ｖ３をＯＮからＯＦＦにしてもよい。
図中左側から偏光ビームスプリッタ７３を透過したパルスレーザ光は、凹面ミラー６９によって折り返されて、偏光ビームスプリッタ７３に戻ってくる。ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加されていない場合には、パルスレーザ光は、偏光方向が９０度回転し、偏光方向が紙面に垂直な直線偏光のパルスレーザ光として偏光ビームスプリッタ７３に入射する。偏光ビームスプリッタ７３は、偏光方向が紙面に垂直な直線偏光のパルスレーザ光を高い反射率で反射する。このようにして、光共振器からパルスが取り出される。
なお、ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加されて増幅動作が繰り返されている間、新たにモードロックレーザ装置３５１から出力されたパルスレーザ光Ｂ１は、偏光方向が紙面に垂直な直線偏光のパルスレーザ光として光共振器に入射し、ポッケルスセルＰＣ１に入射する。パルスレーザ光は、λ／４波長板７４を２回透過することで偏光方向が９０度回転し、且つ、電圧Ｖ３が印加されているポッケルスセルＰＣ１を２回透過することでさらに偏光方向が９０度回転し、偏光方向が紙面に垂直な直線偏光のパルスレーザ光として偏光ビームスプリッタ７３に入射する。従って、このパルスレーザ光は、一度も増幅されることなく、偏光ビームスプリッタ７３によって反射されて光共振器の外部に出力される。
３．４．２．３ 第１及び第２プリパルスレーザ光の生成
図１３Ａ及び図１３Ｂは、第１の実施形態の第１の変形例における光シャッタ７５の機能を簡略的に示す。ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加されていない状態において（ＰＣ１：ＯＦＦ）、パルスレーザ光Ｂ１は、増幅媒体７０を含む光共振器においてパルスレーザ光Ｂ４及びＢ５として一往復した後、パルスレーザ光Ｂ３として再生増幅器３５６から出力される。
パルスレーザ光Ｂ４が光シャッタ７５から出射した後、パルスレーザ光Ｂ５として戻ってくるまでの間に、ポッケルスセルＰＣ１に印加される電圧Ｖ３がＯＦＦからＯＮに切り替わると（ＰＣ１：ＯＮ）、光共振器にパルスが閉じ込められて、増幅媒体７０によって繰返し増幅される。このとき、新たに入射するパルスレーザ光Ｂ１は、増幅媒体７０によって一度も増幅されることなく、パルスレーザ光Ｂ３として再生増幅器３５６から出力される。ポッケルスセルＰＣ１に印加される電圧Ｖ３がＯＮからＯＦＦに切り替わると（ＰＣ１：ＯＦＦ）、光共振器に閉じ込められていたパルスが光シャッタ７５を介して取り出され、パルスレーザ光Ｂ３として再生増幅器３５６から出力される。ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加された状態は（ＰＣ１：ＯＮ）、光共振器へのパルスの閉じ込めを行う第１の状態に相当する。ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加されていない状態は（ＰＣ１：ＯＦＦ）、光共振器からのパルスの取り出しを行う第２の状態に相当する。
図１３Ｃは、第１の実施形態の第１の変形例において第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を生成する過程を示すタイムチャートである。図１３Ｃにおいて、横軸は時間Ｔを示す。縦軸は信号強度又はパルスレーザ光のエネルギーを示す。
パルスレーザ光Ｂ１は、モードロックレーザ装置３５１から周期的に出力される。
ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加されていない状態において（ＰＣ１：ＯＦＦ）、パルスレーザ光Ｂ１に含まれるパルス＃１は、パルスレーザ光Ｂ４のパルス＃１０として光シャッタ７５から出射する。このパルスは、増幅媒体７０によって増幅され、パルスレーザ光Ｂ５のパルス＃１１として光シャッタ７５に戻り、パルスレーザ光Ｂ３のパルス＃１２として再生増幅器３５６から出力される。パルス＃２もパルス＃１と同様の経路を通過し、パルスレーザ光Ｂ３のパルス＃２２として出力される。
パルスレーザ光Ｂ１に含まれるパルス＃３は、パルスレーザ光Ｂ４のパルス＃３０として光シャッタ７５から出射する。このパルスを光共振器に閉じ込めるために、パルス＃３０がパルスレーザ光Ｂ５のパルス＃３１として光シャッタ７５に戻ってくるまでの間に、電圧Ｖ３の立ち上がりを完了させる（ＰＣ１：ＯＮ）。すると、このパルスはパルスレーザ光Ｂ４のパルス＃３２として光シャッタ７５から再び出射する。その後、このパルスは、パルス＃３３、＃３４、＃３５、＃３６、＃３７として光共振器の内部を往復しながら増幅される。
ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加されている状態で（ＰＣ１：ＯＮ）、光シャッタ７５に入射したパルスレーザ光Ｂ１のパルス＃４、＃５、＃６は、一度も増幅されることなく、パルスレーザ光Ｂ３のパルス＃４０、＃５０、＃６０として再生増幅器３５６から出力される。
第１の実施形態の第１の変形例においては、増幅媒体７０から光シャッタ７５に戻ってきたパルスレーザ光Ｂ５のパルス＃３７がポッケルスセルＰＣ１を通過するのと同期して、ポッケルスセルＰＣ１に印加される電圧Ｖ３をＯＮからＯＦＦに切り替える。より詳しくは、電圧Ｖ３の立ち下がりの途中で、パルス＃３７がポッケルスセルＰＣ１を通過するように、電圧Ｖ３の立ち下がりのタイミングを調節する。電圧Ｖ３の立ち下がりのタイミングは、例えば、図示しない光検出器の検出結果に基づいて制御されてもよい。
すると、パルス＃３７の一部はパルスレーザ光Ｂ３として再生増幅器３５６から出力される。このパルスレーザ光Ｂ３は第１プリパルスレーザ光Ｐ１に相当する。しかし、パルス＃３７の他の一部は、パルスレーザ光Ｂ３として出力されずに、パルスレーザ光Ｂ４のパルス＃３８として光共振器の内部に残る。パルス＃３８は、増幅媒体７０でさらに増幅されて、パルスレーザ光Ｂ５のパルス＃３９として光シャッタ７５に戻ってくる。このとき、ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加されていない場合には（ＰＣ１：ＯＦＦ）、パルス＃３９はパルスレーザ光Ｂ３として再生増幅器３５６から出力される。このパルスレーザ光Ｂ３は第２プリパルスレーザ光Ｐ２に相当する。
３．４．３ 作用
第１の変形例によれば、電圧Ｖ３の立ち下がりの途中のどの時点で、パルス＃３７がポッケルスセルＰＣ１を通過するかを微調整することにより、第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２のパルスエネルギーの比率を変更することができる。
第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の出力タイミングの差は、再生増幅器３５６に含まれる光共振器の共振器長に依存する。例えば、光共振器の共振器長を１．５ｍとし、真空中の光速を３×１０８ｍ／ｓとし、光路内の屈折率を１とした場合、出力タイミングの差は１０ｎｓとなる。出力タイミングの差は、ほぼ第１の遅延時間Ｄ１に相当する。
３．５ ２つのポッケルスセルを含む再生増幅器
３．５．１ 構成
図１４は、第１の実施形態の第２の変形例における再生増幅器３５６の構成を示す。第２の変形例において、再生増幅器３５６は、凹面ミラー６９と偏光ビームスプリッタ７３との間に、もう１つのポッケルスセルＰＣ２を含む。ポッケルスセルＰＣ１及びＰＣ２は、光共振器へのパルスの閉じ込め及び光共振器からのパルスの取り出しを制御する第１及び第２の光学素子に相当する。
ポッケルスセルＰＣ２は、電圧波形生成回路３５５によって電圧Ｖ４を印加可能とされている。ポッケルスセルＰＣ２は、電圧Ｖ４が印加されていない状態においては、パルスレーザ光の第１及び第２の偏光成分の位相差を変化させずに透過させる。従って、ポッケルスセルＰＣ２に電圧Ｖ４が印加されていない場合、第２の変形例における再生増幅器３５６の動作は、第１の変形例における動作と同様である。
ポッケルスセルＰＣ２は、電圧Ｖ４が印加されている状態においては、パルスレーザ光の第１の偏光成分の位相に対して第２の偏光成分の位相をずらして透過させる。電圧Ｖ４の値を変更することにより、これらの偏光成分に与えられる位相のずらし量を変更することができる。
他の点については、第２の変形例の構成は図１２を参照しながら説明した第１の変形例の構成と同様である。
３．５．２ 動作
図１５Ａ及び図１５Ｂは、第１の実施形態の第２の変形例における光シャッタ７５の機能を簡略的に示す。ポッケルスセルＰＣ２に電圧Ｖ４が印加されていない状態において（ＰＣ２：ＯＦＦ）、光シャッタ７５の機能は、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照しながら説明した第１の変形例における光シャッタ７５の機能と同様である。
ポッケルスセルＰＣ２に電圧Ｖ３と同じ電圧Ｖ４が印加された場合（ＰＣ２：ＯＮ）、ポッケルスセルＰＣ２は、パルスレーザ光の第１の偏光成分の位相に対して第２の偏光成分の位相を１／４波長分ずらして透過させる。このため、ポッケルスセルＰＣ１及びＰＣ２の両方の電圧をＯＮにした場合の光シャッタ７５の動作は（ＰＣ１：ＯＮ、ＰＣ２：ＯＮ）、ポッケルスセルＰＣ１及びＰＣ２の両方の電圧をＯＦＦにした場合の光シャッタ７５の動作（ＰＣ１：ＯＦＦ、ＰＣ２：ＯＦＦ）と同様となる。
図１５Ｃは、第１の実施形態の第２の変形例において第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を生成する過程を示すタイムチャートである。図１５Ｃにおいて、横軸は時間Ｔを示す。縦軸は信号強度又はパルスレーザ光のエネルギーを示す。
ポッケルスセルＰＣ２に電圧Ｖ４が印加されていない場合（ＰＣ２：ＯＦＦ）、第２の変形例における光シャッタ７５の動作は、第１の変形例における動作と同様である。パルスレーザ光Ｂ１に含まれるパルス＃３を光共振器に閉じ込めるために、ポッケルスセルＰＣ１に電圧Ｖ３が印加される（ＰＣ１：ＯＮ）。
第２の変形例においては、パルスレーザ光Ｂ４のパルス＃３６が光シャッタ７５から出射した後、パルスレーザ光Ｂ５のパルス＃３７として光シャッタ７５に戻ってくるまでの間に、電圧Ｖ４を所定値まで立ち上げる。電圧Ｖ４の所定値は、０より高く、電圧Ｖ３より低い値とする。
すると、パルス＃３７の一部はパルスレーザ光Ｂ３として再生増幅器３５６から出力される。このパルスレーザ光Ｂ３は第１プリパルスレーザ光Ｐ１に相当する。しかし、パルス＃３７の他の一部は、パルスレーザ光Ｂ３として出力されずに、パルスレーザ光Ｂ４のパルス＃３８として光共振器の内部に残る。パルス＃３８は、増幅媒体７０でさらに増幅されて、パルスレーザ光Ｂ５のパルス＃３９として光シャッタ７５に戻ってくる。
パルスレーザ光Ｂ４のパルス＃３８が光シャッタ７５から出射した後、パルスレーザ光Ｂ５のパルス＃３９として光シャッタ７５に戻ってくるまでの間に、電圧Ｖ３及び電圧Ｖ４の両方の印加を解除する（ＰＣ１：ＯＦＦ、ＰＣ２：ＯＦＦ）。これにより、パルス＃３９はパルスレーザ光Ｂ３として光共振器から取り出され、再生増幅器３５６から出力される。このパルスレーザ光Ｂ３は第２プリパルスレーザ光Ｐ２に相当する。
あるいは、パルスレーザ光Ｂ４のパルス＃３８が光シャッタ７５から出射した後、パルスレーザ光Ｂ５のパルス＃３９として光シャッタ７５に戻ってくるまでの間に、電圧Ｖ４の印加を解除し、電圧Ｖ３は印加されたままとしてもよい（ＰＣ１：ＯＮ、ＰＣ２：ＯＦＦ）。この場合、パルス＃３９は光共振器の内部に残り、さらに増幅される。その後、電圧Ｖ３の印加を解除することにより（ＰＣ１：ＯＦＦ、ＰＣ２：ＯＦＦ）、このパルスをパルスレーザ光Ｂ３として再生増幅器３５６から出力させることができる。このパルスレーザ光Ｂ３は第２プリパルスレーザ光Ｐ２に相当する。
３．５．３ 作用
第２の変形例によれば、電圧Ｖ４の値を調整することにより、第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２のパルスエネルギーの比率を変更することができる。第１の変形例における電圧Ｖ３の立ち下がりのタイミングの制御に比べて、第２の変形例においては電圧Ｖ４の値の制御が安定しやすいため、パルスエネルギーの比率を安定させることができる。
３．６ 遅延光路を含む第１プリパルスレーザ
３．６．１ 構成
図１６Ａは、第１の実施形態の第３の変形例における第１プリパルスレーザ３５の構成を示すブロック図である。第３の変形例における第１プリパルスレーザ３５は、マスターオシレータＭＯと、リターダ３５７と、２つの偏光子３５８及び３５９と、増幅器３５３と、を含む。
マスターオシレータＭＯは、ピコ秒オーダーのパルス時間幅を有するパルスレーザ光Ｂ１を出力するレーザ装置である。リターダ３５７は、例えば、λ／２波長板を含む。マスターオシレータＭＯから出力されたパルスレーザ光Ｂ１の偏光方向に対して、リターダ３５７を構成する結晶の光学軸の方向の傾きがθであるとすると、リターダ３５７は、パルスレーザ光Ｂ１の偏光方向を２θ回転させて出射する。リターダ３５７から出射したパルスレーザ光は、互いに垂直な第１の偏光成分及び第２の偏光成分を含む。リターダ３５７から出射したパルスレーザ光の偏光方向に応じて、第１及び第２の偏光成分の比率が異なる。
偏光子３５８及び３５９の各々は、例えば偏光ビームスプリッタで構成される。偏光子３５８及び３５９の各々は、第１の偏光成分を高い反射率で反射し、第２の偏光成分を高い透過率で透過させる。これにより、偏光子３５８は、リターダ３５７から出射したパルスレーザ光を、第１の偏光成分を含むパルスレーザ光Ｂ７と、第２の偏光成分を含むパルスレーザ光Ｂ８とに分岐させる。偏光子３５９は、パルスレーザ光Ｂ７とパルスレーザ光Ｂ８とを合流させてパルスレーザ光Ｂ９として出射する。偏光子３５８と偏光子３５９との間のパルスレーザ光Ｂ７の光路は遅延光路ＤＰ１を含む。偏光子３５８と偏光子３５９との間のパルスレーザ光Ｂ８の光路は遅延光路ＤＰ１より長い遅延光路ＤＰ２を含む。偏光子３５８は本開示の第１の偏光子に相当し、偏光子３５９は本開示の第２の偏光子に相当する。遅延光路ＤＰ１は本開示の第１の遅延光路に相当し、遅延光路ＤＰ２は本開示の第２の遅延光路に相当する。
これに限らず、遅延光路ＤＰ１が遅延光路ＤＰ２より長い代替構成が採用されてもよい。この代替構成においては、遅延光路ＤＰ１は本開示の第２の遅延光路に相当し、遅延光路ＤＰ２は本開示の第２の遅延光路に相当する。
増幅器３５３は、マルチパススラブ増幅器、あるいはファイバー増幅器を含む。増幅器３５３は、パルスレーザ光Ｂ９を増幅してパルスレーザ光Ｂ３として出力する。パルスレーザ光Ｂ３には、第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２が含まれる。
３．６．２ 動作及び作用
図１６Ｂは、第１の実施形態の第３の変形例において第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を生成する過程を示すタイムチャートである。図１６Ｂにおいて、横軸は時間Ｔを示す。縦軸はパルスレーザ光のエネルギーを示す。
リターダ３５７及び偏光子３５８により、パルスレーザ光Ｂ１がパルスレーザ光Ｂ７及びＢ８に分岐される。リターダ３５７を構成する結晶の光学軸の方向を調整することにより、第１及び第２の偏光成分の比率を調整することができる。第１及び第２の偏光成分の比率を調整することにより、パルスレーザ光Ｂ７及びＢ８のパルスエネルギーの比率を調整することができる。従って、第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２のパルスエネルギーの比率は、パルスレーザ光Ｂ１の偏光方向に対するリターダ３５７の結晶の光学軸の傾斜角θによって調節することができる。
偏光子３５９は、パルスレーザ光Ｂ７及びＢ８を合流させてパルスレーザ光Ｂ９として出射する。パルスレーザ光Ｂ９に含まれる第１及び第２の偏光成分の時間差は、遅延光路ＤＰ１及びＤＰ２の光路長差によって調節することができる。第１及び第２の偏光成分の時間差は、ほぼ第１の遅延時間Ｄ１に相当する。遅延光路ＤＰ１を通過したパルスレーザ光Ｂ７が増幅されることによって第１プリパルスレーザ光Ｐ１が生成され、遅延光路ＤＰ２を通過したパルスレーザ光Ｂ８が増幅されることによって第２プリパルスレーザ光Ｐ２が生成される。
上述の代替構成による場合は、遅延光路ＤＰ２を通過したパルスレーザ光Ｂ８が増幅されることによって第１プリパルスレーザ光Ｐ１が生成され、遅延光路ＤＰ１を通過したパルスレーザ光Ｂ７が増幅されることによって第２プリパルスレーザ光Ｐ２が生成される。
第３の変形例によれば、ポッケルスセル等の制御を行わなくても、第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を生成することができる。
第３の変形例においては、第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２が互いに異なる偏光方向を有しているが、本開示はこれに限定されない。例えば、偏光子３５９と増幅器３５３との間に、第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の偏光方向を一致させる、もしくは互いに任意の偏光方向にするための光学素子が配置されてもよい。
３．７ ナノ秒オーダーの第１プリパルスレーザ光
３．７．１ 構成
図１７は、第１の実施形態の第４の変形例に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成を示す一部断面図である。第４の変形例において、第１プリパルスレーザ３５は、ナノ秒オーダーのパルス時間幅を有する第１プリパルスレーザ光Ｐ１を出力する。本開示において、ナノ秒オーダーとは、１ｎｓ以上、第３の遅延時間Ｄ３未満をいうものとする。あるいは、ナノ秒オーダーは、１ｎｓ以上、第２の遅延時間Ｄ２未満でもよい。あるいは、ナノ秒オーダーは、１ｎｓ以上、１０００ｎｓ未満の範囲でもよい。
第２プリパルスレーザ３６は、ピコ秒オーダーのパルス時間幅を有する第２プリパルスレーザ光Ｐ２を出力する。
メインパルスレーザ３７は、第３プリパルスレーザ光Ｐ３とメインパルスレーザ光Ｍとの両方を出力する。メインパルスレーザ３７が第３プリパルスレーザ光Ｐ３とメインパルスレーザ光Ｍとの両方を出力する構成については、図１９を参照しながら後述する。あるいは、第３プリパルスレーザ光Ｐ３とメインパルスレーザ光Ｍとを出力するために、図示しない第３プリパルスレーザと、メインパルスレーザ３７とが別々に用いられてもよい。
他の点については、第４の変形例の構成は図６を参照しながら説明した構成と同様である。
３．７．２ イオンエネルギー
図１８Ａは、第１の実施形態の第４の変形例においてターゲット２７に第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を照射したときに発生するイオンのイオンエネルギーを示すグラフである。図１８Ａの横軸はイオンエネルギーを示す。縦軸はイオン数を示す。Ｅ１は第１プリパルスレーザ光Ｐ１のパルスエネルギーであり、Ｅ２は第２プリパルスレーザ光Ｐ２のパルスエネルギーである。
図１８Ａに示されるイオンエネルギーの測定において、第１プリパルスレーザ光Ｐ１は、半値全幅によるパルス時間幅を６ｎｓとし、１／ｅ２幅によるスポット直径を４００μｍとした。
第２プリパルスレーザ光Ｐ２は、半値全幅によるパルス時間幅を１８．８ｐｓとし、１／ｅ２幅によるスポット直径を５０μｍとした。
ターゲット２７に対する第１プリパルスレーザ光Ｐ１の照射タイミングからターゲット２７に対する第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射タイミングまでの第１の遅延時間Ｄ１は、１０ｎｓとした。
図１８Ａに符号０００で示されるように、第１プリパルスレーザ光Ｐ１のパルスエネルギーＥ１を０ｍＪとした場合には、高いイオンエネルギーを有するイオンが発生した。
図１８Ａに示されるように、第１プリパルスレーザ光Ｐ１のパルスエネルギーＥ１を以下の順で高くするにつれて、発生するイオンのイオンエネルギーが低下する傾向が見られた。
符号０１５： Ｅ１＝１．５ｍＪ
符号０１７： Ｅ１＝１．７２ｍＪ
符号０２０： Ｅ１＝２．０１ｍＪ
符号０３０： Ｅ１＝３ｍＪ
符号０６０： Ｅ１＝６ｍＪ
符号１２０： Ｅ１＝１２ｍＪ
図１８Ｂは、第１の実施形態の第４の変形例における第１プリパルスレーザ光Ｐ１の集光点でのフルーエンスＦ１と、最大のイオンエネルギーとの関係を示すグラフである。図１８Ｂは、図１８Ａに示される結果から、第１プリパルスレーザ光Ｐ１のパルスエネルギーＥ１をフルーエンスＦ１に換算し、最大のイオンエネルギーとの関係を抜き出すことによって作成したグラフである。
図１８Ｂに示されるように、ターゲット２７に第１プリパルスレーザ光Ｐ１を照射しない場合よりも、第１プリパルスレーザ光Ｐ１を照射した場合の方が、最大イオンエネルギーを低減できる。
また、図１８Ｂに近似曲線で示されるように、第１プリパルスレーザ光Ｐ１の集光点におけるフルーエンスＦ１を、１．５Ｊ／ｃｍ２以上、１６Ｊ／ｃｍ２以下とすることにより、最大イオンエネルギーを１０ｋｅＶ以下に低減することができる。
また、第１プリパルスレーザ光Ｐ１の集光点におけるフルーエンスＦ１を、１．８Ｊ／ｃｍ２以上、１３Ｊ／ｃｍ２以下とすることにより、最大イオンエネルギーを５ｋｅＶ以下に低減することができる。
また、第１プリパルスレーザ光Ｐ１の集光点におけるフルーエンスＦ１を、３Ｊ／ｃｍ２以上、１１／ｃｍ２以下とすることにより、最大イオンエネルギーを２．５ｋｅＶ以下に低減することができる。
第２プリパルスレーザ光Ｐ２の集光点におけるフルーエンスＦ２は、第１プリパルスレーザ光Ｐ１の集光点におけるフルーエンスＦ１の２倍以上、１００倍以下とするのが好ましい。さらに、符号０６０及び符号１２０で示される照射条件において最大イオンエネルギーが最も低かったことから、フルーエンスＦ２はフルーエンスＦ１の４倍以上、８倍以下とするのが好ましい。
４．２つのパルスを生成するメインパルスレーザ
４．１ 構成
図１９は、本開示の第２の実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成を示す一部断面図である。第２の実施形態において、メインパルスレーザ３７は、第３プリパルスレーザ光Ｐ３及びメインパルスレーザ光Ｍを出力する。
他の点については第２の実施形態は第１の実施形態と同様である。
図２０Ａは、第２の実施形態におけるメインパルスレーザ３７の構成を示すブロック図である。メインパルスレーザ３７は、２つのマスターオシレータＭＯ１及びＭＯ２と、ビームコンバイナ３７３と、複数の増幅器ＰＡ１、ＰＡ２及びＰＡ３と、を含む。マスターオシレータＭＯ１及びＭＯ２の各々は、例えば、図示しないＱスイッチを含むＣＯ２レーザ発振器、あるいは、量子カスケードレーザを含む。増幅器ＰＡ１、ＰＡ２及びＰＡ３の各々は、例えば、ＣＯ２レーザ増幅器を含む。
遅延回路５１とメインパルスレーザ３７との間に、メインパルスレーザ制御部３７４が信号線で接続されている。メインパルスレーザ制御部３７４は、ＥＵＶ光生成制御部５に含まれてもよく、ＥＵＶ光生成制御部５と一体的に構成されてもよい。
４．２ 動作
図２０Ｂは、第２の実施形態においてマスターオシレータＭＯ１から出力されたパルスレーザ光のパルス波形を示す。メインパルスレーザ制御部３７４は、遅延回路５１から送信されるトリガ信号に従って、マスターオシレータＭＯ１に発振トリガ信号を出力する。マスターオシレータＭＯ１は、この発振トリガ信号に従ってパルスレーザ光を出力する。
図２０Ｃは、第２の実施形態においてマスターオシレータＭＯ２から出力されたパルスレーザ光のパルス波形を示す。メインパルスレーザ制御部３７４は、遅延回路５１から送信されるトリガ信号に従って、マスターオシレータＭＯ２に発振トリガ信号を出力する。マスターオシレータＭＯ２は、この発振トリガ信号に従ってパルスレーザ光を出力する。
図２０Ｄは、第２の実施形態においてビームコンバイナ３７３から出射したパルスレーザ光のパルス波形を示す。ビームコンバイナ３７３は、マスターオシレータＭＯ１及びＭＯ２からそれぞれ出力されたパルスレーザ光の光路を結合させ、増幅器ＰＡ１に向けて出射する。
マスターオシレータＭＯ２から出力されたパルスレーザ光は、マスターオシレータＭＯ１から出力されたパルスレーザ光に対して所定の時間差を有している。マスターオシレータＭＯ２から出力されたパルスレーザ光は、マスターオシレータＭＯ１から出力されたパルスレーザ光よりも大きいエネルギーを有している。
図２０Ｅは、第２の実施形態において増幅器ＰＡ３から出射したパルスレーザ光のパルス波形を示す。増幅器ＰＡ１〜ＰＡ３は、ビームコンバイナ３７３から出射したパルスレーザ光を増幅し、第３プリパルスレーザ光Ｐ３及びメインパルスレーザ光Ｍとして出力する。マスターオシレータＭＯ１及びＭＯ２から出力されるパルスレーザ光の時間差が、ターゲット２７に対する第３プリパルスレーザ光Ｐ３の照射タイミングからターゲット２７に対するメインパルスレーザ光Ｍの照射タイミングまでの第４の遅延時間Ｄ４にほぼ相当する。
４．３ 作用
第２の実施形態によれば、１つのメインパルスレーザ３７から第３プリパルスレーザ光Ｐ３及びメインパルスレーザ光Ｍの両方を出力するので、レーザシステム３の構成をシンプルにすることができる。
第２の実施形態においては、ビームコンバイナ３７３をマスターオシレータＭＯ２と増幅器ＰＡ１との間に配置したが、本開示はこれに限定されない。第３プリパルスレーザ光Ｐ３を大きく増幅する必要がない場合、ビームコンバイナ３７３を、増幅器ＰＡ１と増幅器ＰＡ２との間、あるいは増幅器ＰＡ２と増幅器ＰＡ３との間に配置してもよい。
第２の実施形態においては、第３プリパルスレーザ光Ｐ３とメインパルスレーザ光Ｍとを別々のパルスとしてメインパルスレーザ３７から出力したが、本開示はこれに限定されない。マスターオシレータＭＯ１及びＭＯ２から出力されるパルスレーザ光の時間差を短い時間に設定することにより、２つのパルスを近接させ、ペデスタル部を有するメインパルスレーザ光としてもよい。
４．４ ペデスタル部を含むメインパルスを生成するメインパルスレーザ
４．４．１ 構成
図２１は、第２の実施形態の変形例に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成を示す一部断面図である。第２の実施形態の変形例において、メインパルスレーザ３７は、ペデスタル部を含むメインパルスレーザ光ＭＰを出力する。
他の点については、図１９を参照しながら説明したものと同様である。
図２２Ａは、第２の実施形態の変形例におけるメインパルスレーザ３７の構成を示すブロック図である。メインパルスレーザ３７は、マスターオシレータＭＯと、光シャッタ３７２と、複数の増幅器ＰＡ１、ＰＡ２及びＰＡ３と、電圧波形生成回路３７５と、を含む。
４．４．２ 動作
図２２Ｂは、第２の実施形態の変形例においてマスターオシレータＭＯから出力されたパルスレーザ光Ｂ１のパルス波形を示す。メインパルスレーザ制御部３７４は、遅延回路５１から送信されるトリガ信号に従って、マスターオシレータＭＯに発振トリガ信号を出力する。マスターオシレータＭＯは、この発振トリガ信号に従ってパルスレーザ光Ｂ１を出力する。
図２２Ｃは、第２の実施形態の変形例において電圧波形生成回路３７５から出力された光シャッタ制御電圧Ｖ５のパルス波形を示す。光シャッタ制御電圧Ｖ５は、電圧値の低い前半部と、電圧値の高い後半部とを含む階段状のパルスである。
図２２Ｄは、第２の実施形態の変形例において光シャッタ３７２を通過したパルスレーザ光Ｂ２のパルス波形を示す。光シャッタ３７２は、光シャッタ制御電圧Ｖ５の電圧値が低い状態では透過率が低く、光シャッタ制御電圧Ｖ５の電圧値が高い状態では透過率が高い。従って、パルスレーザ光Ｂ２のパルス波形は、光強度が低く緩やかに立ち上がる前半部と、光強度が高い値まで急激に立ち上がった後、光強度が低下する後半部とを含む。
図２２Ｅは、第２の実施形態の変形例において増幅器ＰＡ３を通過したメインパルスレーザ光ＭＰのパルス波形を示す。増幅器ＰＡ１〜ＰＡ３は、パルスレーザ光Ｂ２を増幅してメインパルスレーザ光ＭＰを出力する。メインパルスレーザ光ＭＰのパルス波形は、光強度が低く緩やかに立ち上がるペデスタル部と、光強度が高い値まで急激に立ち上がった後、光強度が低下するピーク部とを含む。
図２３は、第２の実施形態の変形例における第１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２、及びペデスタル部を含むメインパルスレーザ光ＭＰのパルス波形図である。
パルス間の遅延時間Ｄ１及びＤ２の関係は、以下の通りとする。
Ｄ１＜Ｄ２
ただし、メインパルスレーザ光Ｍの代わりにペデスタル部を含むメインパルスレーザ光ＭＰをターゲット２７に照射する場合の遅延時間Ｄ２の定義は以下の通りである。
第２の遅延時間Ｄ２は、ターゲット２７に対する第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射タイミングからターゲット２７に対するメインパルスレーザ光ＭＰの照射タイミングまでの遅延時間である。
４．４．３ 作用
第２の実施形態の変形例によれば、ペデスタル部を含むメインパルスレーザ光ＭＰを生成することにより、ターゲット２７を効率よくプラズマ化することができる。
光シャッタ制御電圧Ｖ５に含まれる前半部及び後半部は、時間的に連続している場合に限らず、時間的に分離され、別々の矩形波のパルスとして生成されてもよい。光シャッタ制御電圧Ｖ５の前半部と後半部とを時間的に分離させた場合、パルスレーザ光Ｂ２は時間的に分離された２つのパルスとなる。これにより、増幅器ＰＡ３から第３プリパルスレーザ光Ｐ３とメインパルスレーザ光Ｍとを出力することができる。
５．その他
図２４は、ＥＵＶ光生成装置１に接続された露光装置６の構成を概略的に示す。
図２４において、露光装置６は、マスク照射部６００とワークピース照射部６０１とを含む。マスク照射部６００は、ＥＵＶ光生成装置１から入射したＥＵＶ光によって、反射光学系を介してマスクテーブルＭＴのマスクパターンを照明する。ワークピース照射部６０１は、マスクテーブルＭＴによって反射されたＥＵＶ光を、反射光学系を介してワークピーステーブルＷＴ上に配置された図示しないワークピース上に結像させる。ワークピースはフォトレジストが塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。露光装置６は、マスクテーブルＭＴとワークピーステーブルＷＴとを同期して平行移動させることにより、マスクパターンを反映したＥＵＶ光をワークピースに露光する。以上のような露光工程によって半導体ウエハにデバイスパターンを転写することで電子デバイスを製造することができる。
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。従って、特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかである。また、本開示の実施形態を組み合わせて使用することも当業者には明らかである。
本明細書及び特許請求の範囲全体で使用される用語は、明記が無い限り「限定的でない」用語と解釈されるべきである。たとえば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、不定冠詞「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。また、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」という用語は、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ａ＋Ｂ」「Ａ＋Ｃ」「Ｂ＋Ｃ」又は「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と解釈されるべきである。さらに、それらと「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」以外のものとの組み合わせも含むと解釈されるべきである。

Claims (19)

  1. チャンバと、
    前記チャンバ内の所定領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、
    レーザシステムであって、
    前記ターゲットに、第１プリパルスレーザ光、第２プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光がこの順で照射されるように、前記第１プリパルスレーザ光、前記第２プリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光を出力し、
    前記第１プリパルスレーザ光が前記ターゲットに照射される位置での前記第１プリパルスレーザ光のフルーエンスが、１．５Ｊ／ｃｍ２以上、１６Ｊ／ｃｍ２以下となるように構成された、前記レーザシステムと、
    制御部であって、
    前記ターゲットに対する前記第１プリパルスレーザ光の照射タイミングから前記ターゲットに対する前記第２プリパルスレーザ光の照射タイミングまでの第１の遅延時間と、
    前記ターゲットに対する前記第２プリパルスレーザ光の照射タイミングから前記ターゲットに対する前記メインパルスレーザ光の照射タイミングまでの第２の遅延時間と
    の関係が
    第１の遅延時間＜第２の遅延時間
    となるように前記レーザシステムを制御する、前記制御部と、
    を備える、極端紫外光生成システム。
  2. 請求項１に記載の極端紫外光生成システムであって、
    前記レーザシステムは、
    前記第２プリパルスレーザ光が前記ターゲットに照射される位置での前記第２プリパルスレーザ光のフルーエンスが、
    前記第１プリパルスレーザ光が前記ターゲットに照射される位置での前記第１プリパルスレーザ光のフルーエンスの
    ５倍以上、１０倍以下となるように構成された、極端紫外光生成システム。
  3. 請求項１に記載の極端紫外光生成システムであって、
    前記制御部は、前記第１の遅延時間が、５ｎｓ以上、１００ｎｓ以下となるように前記レーザシステムを制御する、極端紫外光生成システム。
  4. 請求項１に記載の極端紫外光生成システムであって、
    前記レーザシステムは、複数のパルスを含むパルスレーザ光を出力するモードロックレーザ装置と、前記複数のパルスの内の少なくとも１つのパルスから前記第１プリパルスレーザ光及び前記第２プリパルスレーザ光を生成する光学装置と、を含む、極端紫外光生成システム。
  5. 請求項１に記載の極端紫外光生成システムであって、
    前記レーザシステムは、
    モードロックレーザ装置と、
    前記モードロックレーザ装置から出力されるパルスレーザ光の光路に配置された光シャッタと、
    を含み、
    前記制御部は、前記パルスレーザ光に含まれる複数のパルスの内の第１のパルスが前記光シャッタに到達する時の前記光シャッタの透過率を第１の透過率とすることにより、前記光シャッタを透過した前記第１のパルスを前記第１プリパルスレーザ光とし、前記複数のパルスの内の前記第１のパルスより後の第２のパルスが前記光シャッタに到達する時の前記光シャッタの透過率を前記第１の透過率より高い第２の透過率とすることにより、前記光シャッタを透過した前記第２のパルスを前記第２プリパルスレーザ光とする、極端紫外光生成システム。
  6. 請求項１に記載の極端紫外光生成システムであって、
    前記レーザシステムは、
    モードロックレーザ装置と、
    前記モードロックレーザ装置から出力されるパルスレーザ光の光路に配置された再生増幅器であって、光共振器と、前記光共振器の光路に配置された増幅媒体と、前記光共振器へのパルスの閉じ込め及び前記光共振器からのパルスの取り出しを制御する光学素子と、を含む前記再生増幅器と、
    を含み、
    前記制御部は、前記パルスレーザ光に含まれる複数のパルスの内の１つのパルスを前記光共振器に閉じ込めた後、前記１つのパルスが前記光学素子を通過するタイミングに同期して、前記光共振器へのパルスの閉じ込めを行う第１の状態から前記光共振器からのパルスの取り出しを行う第２の状態に前記光学素子を変更することにより、前記１つのパルスの内の一部を前記光共振器から取り出して前記第１プリパルスレーザ光とし、前記１つのパルスの内の他の一部を前記光共振器の内部でさらに増幅して前記第２プリパルスレーザ光とする、極端紫外光生成システム。
  7. 請求項１に記載の極端紫外光生成システムであって、
    前記レーザシステムは、
    モードロックレーザ装置と、
    前記モードロックレーザ装置から出力されるパルスレーザ光の光路に配置された再生増幅器であって、光共振器と、前記光共振器の光路に配置された増幅媒体と、前記光共振器へのパルスの閉じ込め及び前記光共振器からのパルスの取り出しを制御する第１及び第２の光学素子と、を含む前記再生増幅器と、
    を含み、
    前記制御部は、前記第１の光学素子への印加電圧を第１の電圧とすることにより前記パルスレーザ光に含まれる複数のパルスの内の１つのパルスを前記光共振器に閉じ込めた後、前記第２の光学素子への印加電圧を前記第１の電圧より低い第２の電圧とすることにより、前記１つのパルスの内の一部を前記光共振器から取り出して前記第１プリパルスレーザ光とし、その後、前記１つのパルスの内の他の一部を前記光共振器の内部でさらに増幅し、前記第１の光学素子に印加された前記第１の電圧及び前記第２の光学素子に印加された前記第２の電圧の印加を解除することにより前記他の一部を前記光共振器から取り出して前記第２プリパルスレーザ光とする、極端紫外光生成システム。
  8. 請求項１に記載の極端紫外光生成システムであって、
    前記レーザシステムは、
    マスターオシレータと、
    前記マスターオシレータから出力されるパルスレーザ光の光路に配置され、前記パルスレーザ光を第１の偏光成分を含む第１のレーザ光及び第２の偏光成分を含む第２のレーザ光に分岐させる第１の偏光子と、
    前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光とを合流させて前記第１プリパルスレーザ光及び前記第２プリパルスレーザ光とする第２の偏光子と、
    前記第１の偏光子と前記第２の偏光子との間の前記第１のレーザ光の光路に含まれる第１の遅延光路と、
    前記第１の偏光子と前記第２の偏光子との間の前記第２のレーザ光の光路に含まれる第２の遅延光路であって、前記第１の遅延光路より長い前記第２の遅延光路と、
    を含む、極端紫外光生成システム。
  9. 請求項１に記載の極端紫外光生成システムであって、
    前記レーザシステムは、前記ターゲットに、第２プリパルスレーザ光が照射された後、前記メインパルスレーザ光が照射される前に、前記ターゲットに第３プリパルスレーザ光が照射されるように、前記第３プリパルスレーザ光をさらに出力する、極端紫外光生成システム。
  10. 請求項９に記載の極端紫外光生成システムであって、
    前記制御部は、
    前記第１の遅延時間と、
    前記ターゲットに対する前記第２プリパルスレーザ光の照射タイミングから前記ターゲットに対する前記第３プリパルスレーザ光の照射タイミングまでの第３の遅延時間と
    前記ターゲットに対する前記第３プリパルスレーザ光の照射タイミングから前記ターゲットに対する前記メインパルスレーザ光の照射タイミングまでの第４の遅延時間と
    の関係が
    第１の遅延時間≦第４の遅延時間＜第３の遅延時間
    となるように前記レーザシステムを制御する、極端紫外光生成システム。
  11. 請求項９に記載の極端紫外光生成システムであって、
    前記レーザシステムは、前記第３プリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光を出力するＣＯ２レーザ装置を含む、極端紫外光生成システム。
  12. チャンバと、
    前記チャンバ内の所定領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、
    前記ターゲットに、ナノ秒オーダーのパルス時間幅を有する第１プリパルスレーザ光、ピコ秒オーダーのパルス時間幅を有する第２プリパルスレーザ光、第３プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光がこの順で照射されるように、前記第１プリパルスレーザ光、前記第２プリパルスレーザ光、前記第３プリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光を出力するレーザシステムと、
    制御部であって、
    前記ターゲットに対する前記第１プリパルスレーザ光の照射タイミングから前記ターゲットに対する前記第２プリパルスレーザ光の照射タイミングまでの第１の遅延時間と、
    前記ターゲットに対する前記第２プリパルスレーザ光の照射タイミングから前記ターゲットに対する前記メインパルスレーザ光の照射タイミングまでの第２の遅延時間と
    の関係が
    第１の遅延時間＜第２の遅延時間
    となるように前記レーザシステムを制御する、前記制御部と、
    を備える、極端紫外光生成システム。
  13. 請求項１２に記載の極端紫外光生成システムであって、
    前記レーザシステムは、前記第１プリパルスレーザ光が前記ターゲットに照射される位置での前記第１プリパルスレーザ光のフルーエンスが、１．５Ｊ／ｃｍ２以上、１６Ｊ／ｃｍ２以下となるように構成された、極端紫外光生成システム。
  14. 請求項１２に記載の極端紫外光生成システムであって、
    前記レーザシステムは、
    前記第２プリパルスレーザ光が前記ターゲットに照射される位置での前記第２プリパルスレーザ光のフルーエンスが、
    前記第１プリパルスレーザ光が前記ターゲットに照射される位置での前記第１プリパルスレーザ光のフルーエンスの
    ４倍以上、８倍以下となるように構成された、極端紫外光生成システム。
  15. 請求項１２に記載の極端紫外光生成システムであって、
    前記制御部は、前記第１の遅延時間が、５ｎｓ以上、１００ｎｓ以下となるように前記レーザシステムを制御する、極端紫外光生成システム。
  16. 請求項１２に記載の極端紫外光生成システムであって、
    前記制御部は、
    前記第１の遅延時間と、
    前記ターゲットに対する前記第２プリパルスレーザ光の照射タイミングから前記ターゲットに対する前記第３プリパルスレーザ光の照射タイミングまでの第３の遅延時間と
    前記ターゲットに対する前記第３プリパルスレーザ光の照射タイミングから前記ターゲットに対する前記メインパルスレーザ光の照射タイミングまでの第４の遅延時間と
    の関係が
    第１の遅延時間≦第４の遅延時間＜第３の遅延時間
    となるように前記レーザシステムを制御する、極端紫外光生成システム。
  17. 請求項１２に記載の極端紫外光生成システムであって、
    前記レーザシステムは、前記第３プリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光を出力するＣＯ２レーザ装置を含む、極端紫外光生成システム。
  18. 電子デバイスの製造方法であって、
    チャンバと、
    前記チャンバ内の所定領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、
    レーザシステムであって、
    前記ターゲットに、第１プリパルスレーザ光、第２プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光がこの順で照射されるように、前記第１プリパルスレーザ光、前記第２プリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光を出力し、
    前記第１プリパルスレーザ光が前記ターゲットに照射される位置での前記第１プリパルスレーザ光のフルーエンスが、１．５Ｊ／ｃｍ２以上、１６Ｊ／ｃｍ２以下となるように構成された、前記レーザシステムと、
    制御部であって、
    前記ターゲットに対する前記第１プリパルスレーザ光の照射タイミングから前記ターゲットに対する前記第２プリパルスレーザ光の照射タイミングまでの第１の遅延時間と、
    前記ターゲットに対する前記第２プリパルスレーザ光の照射タイミングから前記ターゲットに対する前記メインパルスレーザ光の照射タイミングまでの第２の遅延時間と
    の関係が
    第１の遅延時間＜第２の遅延時間
    となるように前記レーザシステムを制御する、前記制御部と、
    を備える極端紫外光生成システムにおいて、ターゲットにパルスレーザ光を照射して極端紫外光を生成し、
    前記極端紫外光を露光装置に出力し、
    電子デバイスを製造するために、前記露光装置内で感光基板上に前記極端紫外光を露光する
    ことを含む電子デバイスの製造方法。
  19. 電子デバイスの製造方法であって、
    チャンバと、
    前記チャンバ内の所定領域に向けてターゲットを出力するように構成されたターゲット生成部と、
    前記ターゲットに、ナノ秒オーダーのパルス時間幅を有する第１プリパルスレーザ光、ピコ秒オーダーのパルス時間幅を有する第２プリパルスレーザ光、第３プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光がこの順で照射されるように、前記第１プリパルスレーザ光、前記第２プリパルスレーザ光、前記第３プリパルスレーザ光及び前記メインパルスレーザ光を出力するレーザシステムと、
    制御部であって、
    前記ターゲットに対する前記第１プリパルスレーザ光の照射タイミングから前記ターゲットに対する前記第２プリパルスレーザ光の照射タイミングまでの第１の遅延時間と、
    前記ターゲットに対する前記第２プリパルスレーザ光の照射タイミングから前記ターゲットに対する前記メインパルスレーザ光の照射タイミングまでの第２の遅延時間と
    の関係が
    第１の遅延時間＜第２の遅延時間
    となるように前記レーザシステムを制御する、前記制御部と、
    を備える極端紫外光生成システムにおいて、ターゲットにパルスレーザ光を照射して極端紫外光を生成し、
    前記極端紫外光を露光装置に出力し、
    電子デバイスを製造するために、前記露光装置内で感光基板上に前記極端紫外光を露光する
    ことを含む電子デバイスの製造方法。
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