JP6101741B2

JP6101741B2 - 極端紫外光生成装置および方法

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Inventors: 達也柳田; 若林　理; 理若林
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Description

本開示は、極端紫外光生成装置および方法に関する。

ＬＰＰ（ＬａｓｅｒＰｒｏｄｕｃｅｄＰｌａｓｍａ）方式による極端紫外（ＥｘｔｒｅｍｅＵｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ：ＥＵＶ）光を生成する装置（以下、ＥＵＶ光生成装置と表記する）では、装置のチャンバ内のターゲット物質にレーザビームを集光照射することによってプラズマを生成する。このプラズマから放射される光にはＥＵＶ光が含まれている。プラズマから放射されたＥＵＶ光を補集して露光装置に導入するために、ＥＵＶ集光ミラーが使用される。このＥＵＶ集光ミラーの反射面となる面には、たとえば１３．５ｎｍの波長成分のＥＵＶ光を選択的に反射する多層膜がコーティングされている。反射面の形状は、たとえば回転楕円面である。回転楕円面形状の反射面は、ある楕円の第１の焦点位置で放射された光を第２の焦点位置に集光させる。ＥＵＶ集光ミラーにより集光されたＥＵＶ光は、露光装置に導入され、フォトリソグラフィ等に用いられる。また、ＥＵＶ光を発生させる方法としては、ターゲット物質を１段階目のレーザ光照射によってターゲットを膨張させた後、２段階目のレーザ光照射によってプラズマ化してＥＵＶ光を発生させる方法が存在する。

特開２００７−２６６２３４号公報米国特許出願公開第２００８／１４９８６２号明細書

概要

本開示の一態様にかかる極端紫外光生成装置は、レーザシステムと共に用いられる極端紫外光生成装置であって、レーザ光用の少なくとも１つの入射口およびターゲット物質を供給するためのターゲット供給部を含むチャンバと、レーザ光の光路上に設けられ、少なくとも１つのレーザ光の偏光状態を制御する少なくとも１つの偏光制御部と、前記チャンバ内で前記レーザ光が照射された前記ターゲット物質から放射される荷電粒子をトラップするための磁場を生成する磁場生成部と、トラップされた前記荷電粒子を回収するための回収部と、を備え、前記少なくとも１つのレーザ光が、前記チャンバ内に供給される未照射状態のターゲット物質に照射される第１のレーザ光と、前記第１のレーザ光が照射された前記ターゲット物質に照射される第２のレーザ光とを含み、前記少なくとも１つの偏光制御部は、前記第１のレーザ光を直線偏光のレーザ光に変換する第１の偏光制御部と、前記第２のレーザ光を円偏光のレーザ光に変換する第２の偏光制御部とを含んでもよい。
また、本開示の他の態様にかかる極端紫外光生成装置は、レーザシステムと共に用いられる極端紫外光生成装置であって、レーザ光用の少なくとも１つの入射口およびターゲット物質を供給するためのターゲット供給部を含むチャンバと、レーザ光の光路上に設けられ、少なくとも１つのレーザ光の偏光状態を制御する少なくとも１つの偏光制御部と、前記チャンバ内で前記レーザ光が照射された前記ターゲット物質から放射される荷電粒子をトラップするための磁場を生成する磁場生成部と、トラップされた前記荷電粒子を回収するための回収部と、を備え、前記少なくとも１つのレーザ光が、前記チャンバ内に供給される未照射状態のターゲット物質に照射される第１のレーザ光と、前記第１のレーザ光が照射された前記ターゲット物質に照射される第２のレーザ光とを含み、前記少なくとも１つの偏光制御部が、前記第１および第２のレーザ光の両方を直線偏光のレーザ光に変換する第３の偏光制御部を含んでもよい。

また、本開示の他の態様にかかる極端紫外光を生成する方法は、レーザシステムと共に用いられ、レーザ光用の少なくとも１つの入射口およびターゲット物質を供給するためのターゲット供給部を含むチャンバと、レーザ光の光路上に設けられ、少なくとも１つのレーザ光の偏光状態を制御する少なくとも１つの偏光制御部と、前記チャンバ内で前記レーザ光が照射された前記ターゲット物質から放射される荷電粒子をトラップするための磁場を生成する磁場生成部と、トラップされた前記荷電粒子を回収するための回収部と、を備える装置を用いて極端紫外光を生成する方法であって、前記少なくとも１つのレーザ光が、前記チャンバ内に供給される未照射状態のターゲット物質に照射される第１のレーザ光と、前記第１のレーザ光が照射された前記ターゲット物質に照射される第２のレーザ光とを含み、前記少なくとも１つの偏光制御部により、前記第１のレーザ光を直線偏光のレーザ光に変換し、前記第２のレーザ光を円偏光のレーザ光に変換することを含んでもよい。

図１は、本開示の実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。図２は、Ｐ偏光のレーザ光およびＳ偏光のレーザ光の金属Ｓｎによる吸収率を示す。図３は、本開示の実施の形態１による偏光制御機構の構成を模式的に示す。図４は、図３に示す偏光制御機構を用いた偏光制御を説明する。図５は、本開示の実施の形態１の変形例による偏光制御機構の構成を概略的に示す。図６は、本開示の実施の形態１によるプラズマ生成過程における、ドロップレットをプリパルスレーザ光の光軸と垂直な方向から見た際の状態を模式的に示す。図７は、本開示の実施の形態１によるプラズマ生成過程における、ドロップレットをプリパルスレーザ光の光軸方向から見た際の状態を模式的に示す。図８は、本開示の実施の形態１によるプラズマ生成過程における、フラグメントおよびプリプラズマをプリパルスレーザ光の光軸と垂直な方向から見た際の状態を模式的に示す。図９は、本開示の実施の形態１によるプラズマ生成過程における、フラグメントおよびプリプラズマをプリパルスレーザ光の光軸方向から見た際の状態を模式的に示す。図１０は、本開示の実施の形態１によるプラズマ生成過程における、フラグメント、プリプラズマ、およびプラズマをプリパルスレーザ光の光軸と垂直な方向から見た際の状態を模式的に示す。図１１は、本開示の実施の形態１によるプラズマ生成過程における、フラグメントおよびプラズマをプリパルスレーザ光の光軸方向から見た際の状態を模式的に示す。図１２は、本開示の実施の形態１によるプリパルスレーザの構成の一例を模式的に示す。図１３は、本開示の実施の形態１の変形例によるプリパルスレーザの構成の一例を模式的に示す。図１４は、本開示の実施の形態２によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。図１５は、図１４に示すＥＵＶ光生成装置のＸＶ-ＸＶ線における断面を模式的に示す。図１６は、本開示の実施の形態２による偏光制御機構の構成の一例を模式的に示す。図１７は、本開示の実施の形態２によるプラズマ生成過程における、ドロップレットをプリパルスレーザ光の光軸と垂直な方向から見た際の状態を模式的に示す。図１８は、本開示の実施の形態２によるプラズマ生成過程における、ドロップレットをプリパルスレーザ光の光軸方向から見た際の状態を模式的に示す。図１９は、本開示の実施の形態２によるプラズマ生成過程における、フラグメントおよびプリプラズマをプリパルスレーザ光の光軸と垂直な方向から見た際の状態を模式的に示す。図２０は、本開示の実施の形態２によるプラズマ生成過程における、フラグメントおよびプリプラズマをプリパルスレーザ光の光軸方向から見た際の状態を模式的に示す。図２１は、本開示の実施の形態２によるプラズマ生成過程における、フラグメント、プリプラズマ、およびプラズマをプリパルスレーザ光の光軸と垂直な方向から見た際の状態を模式的に示す。図２２は、本開示の実施の形態２によるプラズマ生成過程における、フラグメント、プリプラズマ、およびプラズマをプリパルスレーザ光の光軸方向から見た際の状態を模式的に示す。図２３は、本開示の実施の形態３によるプラズマ生成過程における、ドロップレットをプリパルスレーザ光の光軸と垂直な方向から見た際の状態を模式的に示す。図２４は、本開示の実施の形態３によるプラズマ生成過程における、ドロップレットをプリパルスレーザ光の光軸方向から見た際の状態を模式的に示す。図２５は、本開示の実施の形態３によるプラズマ生成過程における、プリプラズマをプリパルスレーザ光の光軸と垂直な方向から見た際の状態を模式的に示す。図２６は、本開示の実施の形態３によるプラズマ生成過程における、プリプラズマをプリパルスレーザ光の光軸方向から見た際の状態を模式的に示す。図２７は、本開示の実施の形態３によるプラズマ生成過程における、プラズマをプリパルスレーザ光の光軸と垂直な方向から見た際の状態を模式的に示す。図２８は、本開示の実施の形態３によるプラズマ生成過程における、プラズマをプリパルスレーザ光の光軸方向から見た際の状態を模式的に示す。図２９は、本開示の実施の形態４によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。図３０は、図２９に示すＥＵＶ光生成装置のＸＸＸ−ＸＸＸ線における断面の構成を模式的に示す。図３１は、本開示の実施の形態５によるプリパルスレーザの構成の一例を模式的に示す。図３２は、図３１に示すプリパルスレーザに用いられる偏光制御素子の一例を示す斜視図である。図３３は、図３２に示す偏光制御素子の拡大部分縦断面図である。図３４は、本開示の実施の形態５の変形例による偏光制御素子の構成を模式的に示す。図３５は、本開示の実施の形態５の変形例によるプリパルスレーザの構成を模式的に示す。図３６は、本開示の実施の形態６によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。図３７は、本開示の実施の形態６の変形例において、マスタオシレータが出力するレーザ光のパルス波形の一例を模式的に示す。図３８は、本開示の実施の形態７によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。図３９は、本開示の実施の形態７の変形例において、マスタオシレータが出力するレーザ光のパルス波形の一例を模式的に示す。図４０は、本開示の実施の形態８によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。図４１は、本開示の実施の形態９によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。図４２は、本開示の実施の形態９によるＥＵＶ光生成装置のチャンバ内にフィルム状ターゲットを供給するフィルム状ターゲット供給装置の構成の一例を模式的に示す。図４３は、本開示の実施の形態１０によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。図４４は、本開示の実施の形態１０における、トップハットプリパルスレーザ光を集光したトップハットプリパルス集光レーザビームとドロップレットとの関係を模式的に示す。図４５は、図４４におけるドロップレットおよびその付近を拡大して示す。図４６は、本開示の実施の形態１０によるトップハット変換機構の構成の一例を模式的に示す。図４７は、本開示の実施の形態１０の変形例１によるトップハット変換機構の構成を模式的に示す。図４８は、本開示の実施の形態１０の変形例２によるトップハット変換機構の構成を模式的に示す。図４９は、本開示の実施の形態１０の変形例３によるトップハット変換機構の構成を模式的に示す。図５０は、本開示の実施の形態１１によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。図５１は、本開示の実施の形態１２による偏光制御機構の一例を模式的に示す。図５２は、本開示の実施の形態１２によるプラズマ生成過程における、ドロップレットをプリパルスレーザ光の光軸と垂直な方向から見た際の状態を模式的に示す。図５３は、本開示の実施の形態１２によるプラズマ生成過程における、ドロップレットをプリパルスレーザ光の光軸方向から見た際の状態を模式的に示す。図５４は、本開示の実施の形態１２によるプラズマ生成過程における、フラグメントおよびプラズマをプリパルスレーザ光の光軸と垂直な方向から見た際の状態を模式的に示す。図５５は、本開示の実施の形態１２によるプラズマ生成過程における、フラグメントおよびプラズマをプリパルスレーザ光の光軸方向から見た際の状態を模式的に示す。図５６は、本開示の実施の形態１３による偏光制御機構の一例を模式的に示す。図５７は、本開示の実施の形態１４による偏光制御素子の一例を模式的に示す。図５８は、図５７に示す偏光制御素子の拡大部分縦断面図を示す。図５９は、図５７の偏光制御素子の配置例を示す。

実施形態

以下、本開示を実施するための形態を添付の図面を参照に詳細に説明する。以下の説明において、各図は本開示の内容を理解し得る程度に部材等の形状、大きさ、および／または位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。従って、本開示は各図で例示された部材等の形状、大きさ、および／または位置関係のみに限定されるものではない。また、図面の簡略化のため、断面におけるハッチングの一部等が省略されている。さらに、後述において例示する数値は、本開示の好適な例に過ぎない。従って、本開示は例示された数値に限定されるものではない。

（実施の形態１）
まず、本開示の実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、ターゲット物質をプラズマ化する際に、２段階のレーザ照射を行う場合を例示する。しかし、本実施の形態はこれに限定されない。

図１は、本実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。図１に示すように、本実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置１は、ターゲット物質を照射するレーザ光（プリパルスレーザ光Ｌ１およびメインパルスレーザ光Ｌ２）を出力するドライバレーザと、その内部でＥＵＶ光が生成されるチャンバ１１と、ドライバレーザからのレーザ光（Ｌ１、Ｌ２）をチャンバ１１内の所定の位置に集光する集光光学系と、を備え得る。

ドライバレーザは、プリパルスレーザシステムと、メインパルスレーザシステムと、を含み得る。プリパルスレーザシステムは、プリパルスレーザＰＬとリレー光学系Ｒ４と偏光制御機構１０とを含み得る。メインパルスレーザシステムは、マスタオシレータＭＯとプリアンプＰＡとメインアンプＭＡとリレー光学系Ｒ１〜Ｒ３とを含み得る。

プリパルスレーザＰＬは、プリパルスレーザ光Ｌ１を出力する。プリパルスレーザ光Ｌ１は、チャンバ１１内に供給されたターゲット物質を照射して、ターゲット物質を拡散ターゲットに変容させ得る。この明細書においては、「拡散ターゲット」とは、プリプラズマとフラグメントとの少なくとも一方を含む状態のターゲットと定義される。「プリプラズマ」とは、プラズマ状態、またはプラズマと原子や分子との混在状態と定義される。「フラグメント」とは、レーザ照射によりターゲット物質が分裂して変容したクラスタ、マイクロドロップレット等の雲、またはそれらが混在する微粒子群と定義される。

プリパルスレーザＰＬから出力されたプリパルスレーザ光Ｌ１は、リレー光学系Ｒ４によってそのビーム断面積が拡大されてもよい。つぎに、偏光制御機構１０によってプリパルスレーザ光Ｌ１の偏光状態が制御され得る。偏光状態が制御されたプリパルスレーザ光Ｌ１は、集光光学系におけるレーザ光導入ミラーＭ１を透過し得る。その後、プリパルスレーザ光Ｌ１はチャンバ１１に設けられたウィンドウＷ１を透過して、チャンバ１１内の軸外放物面ミラーＭ２によって反射され、チャンバ１１内の所定の位置（プラズマ生成サイトＰ１またはその近傍）に集光され得る。なお、軸外放物面ミラーＭ２は、チャンバ１１外に配置されてもよい。この場合、軸外放物面ミラーＭ２によって反射されたレーザ光は、ウィンドウＷ１を透過してチャンバ１１内に入射し、チャンバ１１内の所定の位置（プラズマ生成サイトＰ１またはその近傍）に集光され得る。また、プリパルスレーザ光Ｌ１および／またはメインパルスレーザ光Ｌ２が通過する空間が、チャンバ１１の内圧程度に保たれている場合、ウィンドウＷ１は省略しても構わない。この場合、チャンバ１１はレーザ光が通過する開口を備えるのが好ましい。

一方、マスタオシレータＭＯは、メインパルスレーザ光Ｌ２を出力する。プリアンプＰＡおよびメインアンプＭＡは内部に増幅媒体を含み、各増幅媒体は少なくとも１つの所定の波長を有するレーザ光を増幅し得る。マスタオシレータＭＯは、この所定の波長と整合する波長をもつメインパルスレーザ光Ｌ２を出力するのが好ましい。マスタオシレータＭＯは、これらに限定されないが、たとえばシングルラインレーザ光もしくはマルチラインレーザ光を出力する１つのレーザ発振器でもよく、または、それぞれシングルラインレーザ光もしくはマルチラインレーザ光を出力する複数のレーザ発振器と、複数のレーザ発振器からのレーザ光を合波してレーザ光Ｌ２とする合波器とを含んでもよい。ここで、レーザ発振器は、これらに限定されないが、量子カスケードレーザなどの半導体レーザ発振器であっても、ＣＯ_２ガスレーザなどのガスレーザ発振器であっても、非線形結晶を含む光パラメトリック発振器などの固体レーザ発振器であっても、分布帰還型レーザ発振器であってもよい。マスタオシレータＭＯは、レーザ発振器から出力されたレーザ光のうち所望の波長帯域のレーザ光のみを選択的に分離させるグレーティング等の波長選択部を含んでもよい。この構成により、マスタオシレータＭＯから出力されるレーザ光の波長を光路下流側の増幅器（プリアンプＰＡおよび／またはメインアンプＭＡ）において増幅される波長に整合させることができる。また、マスタオシレータＭＯは、レーザ発振器が発振するレーザ光の波長を制御するために共振器長を調整する共振器長調整部などを含んでもよい。

メインパルスレーザ光Ｌ２がプリアンプＰＡによって効率的に増幅されるように、リレー光学系Ｒ１はメインパルスレーザ光Ｌ２のビーム断面積および／または断面形状を調節してもよい。プリアンプＰＡは、たとえばＣＯ_２ガスを主たる増幅媒体とした増幅器でよい。プリアンプＰＡは、マスタオシレータＭＯから出力されたメインパルスレーザ光Ｌ２のうち、プリアンプＰＡにおいて増幅される波長と整合した波長のレーザ光を増幅し得る。

プリアンプＰＡで増幅されたメインパルスレーザ光Ｌ２がメインアンプＭＡによって効率的にさらに増幅されるように、リレー光学系Ｒ２は、メインパルスレーザ光Ｌ２のビーム断面積および／または断面形状を調節してもよい。メインアンプＭＡは、プリアンプＰＡと同様に、たとえばＣＯ_２ガスを主たる増幅媒体とした増幅器でよい。メインアンプＭＡは、プリアンプＰＡで増幅されたメインパルスレーザ光Ｌ２のうちメインアンプＭＡにおいて増幅される波長と整合した波長のレーザ光を増幅し得る。本実施の形態では、プリアンプＰＡとメインアンプＭＡとは同種の増幅媒体を使用するので、増幅されるレーザ光の波長は同一である。

メインアンプＭＡによって増幅されたメインパルスレーザ光Ｌ２は、その後、リレー光学系Ｒ３を通過することによって、ビームの広がり角が調整されほぼ平行光となる。つぎにメインパルスレーザ光Ｌ２は、集光光学系におけるレーザ光導入ミラーＭ１によって反射された後、プリパルスレーザ光Ｌ１とほぼ同一の光路を通ってチャンバ１１内に導入され得る。チャンバ１１内に導入されたメインパルスレーザ光Ｌ２は、軸外放物面ミラーＭ２によって反射されることで、チャンバ１１内の所定の位置（プラズマ生成サイトＰ１またはその近傍）に集光され得る。

チャンバ１１には、ドロップレットジェネレータ１２が設けられてもよい。ドロップレットジェネレータ１２は、内部に貯蓄されたターゲット物質をプラズマ生成サイトＰ１に向けて吐出することができる。ターゲット物質は、たとえばＳｎでよい。Ｓｎは溶融した状態でドロップレットジェネレータ１２に蓄えられていてもよい。ドロップレットジェネレータ１２は、ノズル１２ａを備え得る。ノズル１２ａを介してドロップレットＤが吐出され得る。ドロップレットジェネレータ１２は、たとえば溶融したＳｎに圧力を加えることによってＳｎを液滴（ドロップレットＤ）としてノズル１２ａ先端を介して吐出してもよい。ただし、ドロップレットジェネレータ１２はこの構成に限定されない。たとえば、この構成に加えてまたは代えて、ノズル１２ａと対向するように電極を配置し、ノズル１２ａ先端とターゲット物質との間に作用する静電気力によって溶融Ｓｎを引き出してもよい。ドロップレットジェネレータ１２から吐出されたドロップレットＤがプラズマ生成サイトＰ１に到着する時点において、プリパルスレーザ光Ｌ１がドロップレットＤに集光照射され得る。これにより、ドロップレットＤがプラズマ生成サイトＰ１および／またはその近傍で拡散ターゲットに変容し得る。拡散ターゲットは時間と共に拡散し、その構成粒子が存在する範囲が拡大してゆく。構成粒子が所定密度以上で存在する範囲を、ここで拡散ターゲットの大きさと定義する。拡散ターゲットが所定の大きさになったタイミング（たとえばプリパルスレーザ光Ｌ１の照射から１０ｎｓ〜１０μｓ後）で、メインパルスレーザ光Ｌ２が拡散ターゲットに照射され得る。これにより、拡散ターゲットが加熱され、プラズマ化し得る。

チャンバ１１内には、レーザ光によって照射されずに、プラズマ生成サイトＰ１を通過したドロップレットＤや、レーザ光の照射によっても拡散しなかったドロップレットＤの一部分を回収するターゲット回収部１３が設けられてもよい。

さらに、チャンバ１１内には、プラズマ生成サイトＰ１および／またはその近傍で生成されたプラズマから放射された光のうちで、少なくともＥＵＶ光Ｌ３を選択的に反射するＥＵＶ集光ミラーＭ３が設けられてもよい。ＥＵＶ集光ミラーＭ３は、たとえば軸外放物面ミラーＭ２とプラズマ生成サイトＰ１との間に、反射面がプラズマ生成サイトＰ１に向けられた姿勢で配置されてもよい。反射面の形状は、たとえば回転楕円面である。反射面である回転楕円面の第１の焦点がプラズマ生成サイトＰ１と重なるようにＥＵＶ集光ミラーＭ３が位置決めされるのが好ましい。ＥＵＶ集光ミラーＭ３には、たとえばその中央部を軸方向に貫通する貫通孔Ｍ３ａが設けられ得る。軸外放物面ミラーＭ２で反射されたレーザ光（Ｌ１、Ｌ２）は、この貫通孔Ｍ３ａを通過してプラズマ生成サイトＰ１またはその近傍に集光され得る。

また、ＥＵＶ光Ｌ３は、ＥＵＶ集光ミラーＭ３によって反射されることで、回転楕円面の第２の焦点に集光され得る。この第２の焦点は中間集光点ＩＦと呼ぶことができる。チャンバ１１と露光装置（不図示）との接続部分には露光装置接続部２０が設けられ、露光装置接続部２０にはピンホールが形成された隔壁２１が設けられているのが好ましい。中間集光点ＩＦに集光されたＥＵＶ光Ｌ３は、隔壁２１のピンホールを通過し、不図示の光学系を介して露光装置へ導入され得る。

ドロップレットＤ表面におけるレーザ光の吸収率は、レーザ光の偏光状態と入射角度とに依存し得る。以下、図面を参照に詳細に説明する。Ｐ偏光のレーザ光およびＳ偏光のレーザ光の金属Ｓｎによる吸収率を図２に示す。なお、図２に例示するレーザ光の波長は１．０６μｍであるが、他の波長のレーザ光でも、以下の傾向は大きく変化しない。図２においてレーザ光の入射角度を０°から増大させる場合の吸収率の増減に着目する。この場合、Ｐ偏光のレーザ光に対する金属Ｓｎの吸収率は、入射角度が８０°程度を超えるまでは入射角度が大きくなるに連れて上昇し、８５°程度を超えたあたりから急激に下降する。一方、Ｓ偏光のレーザ光に対する金属Ｓｎの吸収率は、入射角度が０°付近では、Ｐ偏光の場合と略同程度の吸収率であるものの、入射角度が９０°に近づくに連れて徐々に下降する。

このように、金属Ｓｎは、レーザ光の入射角度が大きい部分ほどＰ偏光のレーザ光を多く吸収する傾向があるのに対し、その入射角度が大きい部分ほどＳ偏光のレーザ光を吸収しにくくなる傾向がある。この関係を、たとえば球状のドロップレットＤと、集光した際の断面形状が円形のプリパルスレーザ光Ｌ１との組合せにあてはめて考察する。ここで、プリパルスレーザ光Ｌ１の集光円の直径はドロップレットＤの直径と同一で、かつ照射光軸がドロップレットＤの中心を通り、なおかつプリパルスレーザ光Ｌ１のビームは発散角がほぼ０°の状態を仮定する。すると、レーザ光が照射されるドロップレットＤ表面の領域は、略半球状の領域となる。略半球状の領域における中央部分では、プリパルスレーザ光Ｌ１が略垂直（０°）に入射するため、Ｐ偏光とＳ偏光とに関わらず、プリパルスレーザ光Ｌ１が略同程度吸収される。一方で、半球状の領域の中央からの距離が大きくなるほど、プリパルスレーザ光Ｌ１の入射角度が９０°に近づく。理解を容易にするため、プリパルスレーザ光Ｌ１を太陽光に見立てた場合、ドロップレットＤが春分または秋分の地球であるとして説明する。プリパルスレーザ光Ｌ１がＳ偏光のレーザ光である場合、極地付近の地表面に対して大きい入射角度でＳ偏光のレーザ光が入射するので、極地付近ではプリパルスレーザ光Ｌ１の吸収率は非常に低い。これに対して、明け方と夕方の光が当たる赤道付近の地方では、地表面に対して大きい入射角度で見かけ上Ｐ偏光のレーザ光が入射するので、比較的高い吸収率で吸収される。結果として、極地付近と明け方、夕方の赤道付近とではレーザ光Ｌ１の吸収率が異なる。ここで、球の表面に対してプリパルスレーザ光Ｌ１をラジアル偏光で入射させる場合を仮定する。この場合、地球のたとえで言えば極地付近でも、明け方、夕方の赤道付近でも同様に大きい入射角度でＰ偏光のレーザ光を入射させることができる。逆に、アジマス偏光でプリパルスレーザ光Ｌ１を球状のドロップレットＤに入射させると、極地付近でも、明け方、夕方の赤道付近でも同様に大きい入射角度でＳ偏光のレーザ光を入射させることができる。その結果、プリパルスレーザ光Ｌ１のエネルギーはドロップレットＤの中央部付近では吸収されるが、中央部からの距離が大きくなるほど反射される。以上のように、プリパルスレーザ光Ｌ１の偏光状態を制御することによって、プリパルスレーザ光Ｌ１のドロップレットＤ表面における吸収率を制御できる。これは、プリパルスレーザ光Ｌ１のドロップレットＤ表面における入熱分布を制御できることを意味する。入熱状態が変化すると、それに伴って拡散ターゲットの状態が変化する。つまり、プリパルスレーザ光Ｌ１の偏光状態を制御することによって、拡散ターゲットの状態を制御することが可能となる。

本実施の形態１では、ドロップレットＤに照射されるプリパルスレーザ光Ｌ１の偏光をラジアル偏光とする。これにより、ドロップレットＤの半球状の照射表面ほぼ全てに対してプリパルスレーザ光Ｌ１がＰ偏光の状態で入射し得る。従って、空間的にランダムな直線偏光や直線偏光のプリパルスレーザ光Ｌ１を照射した場合に比べて、ドロップレットＤ表面でのレーザエネルギー吸収率が増加し、ドロップレットＤに比較的高いエネルギーを吸収させることが出来る。言い換えれば、プリパルスレーザ光Ｌ１をラジアル偏光にすることにより、他の偏光状態である場合に比べて、より低いレーザエネルギーで所望の効果を得ることができる。

次に、本実施の形態１による偏光制御機構の例を、図面を参照して詳細に説明する。図３は、本実施の形態１による偏光制御機構の構成を模式的に示す。図４は、図３に示す偏光制御機構による偏光制御の原理を説明するための図である。なお、本実施の形態では、プリパルスレーザＰＬが直線偏光のプリパルスレーザ光Ｌ１ａを出力する場合を例に挙げる。

・偏光制御機構
図３に示すように、偏光制御機構１０は、主面がｎ角形（本例では八角形）のｎ分割波長板１０１でよい。ｎ分割波長板１０１は、それぞれが二等辺三角形の形状で板状の複数のＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）セル１１１〜１１ｎで構成され得る。ｎ分割波長板１０１は、ＴＮセル１１１〜１１ｎの二等辺三角形の各々の頂点を集合させて、板状に組み合わせて形成され得る。したがって、各ＴＮセル１１１〜１１ｎの頂点の内角は、３６０°をＴＮセル１１１〜１１ｎの数（本例では８つ）で除算した角度（本例では４５°）となる。各ＴＮセル１１１〜１１ｎの波長板としての光学軸の向きは、隣接するＴＮセル１１１〜１１ｎ同士で所定角度ずつ異なる。所定角度は、たとえば１８０°をＴＮセル１１１〜１１ｎの数で除算した角度（本例では２２．５°）で与えられ得る。各ＴＮセル１１１〜１１ｎを透過したレーザ光の偏光方向は、各ＴＮセル１１１〜１１ｎの光学軸とレーザ光の直線偏光方向とがなす角度に応じて変換され得る。これによって、各ＴＮセル１１１〜１１ｎを透過したレーザ光の偏光方向が、断面の各部で各々所定の偏光方向に変換され得る。したがって、このようなｎ分割波長板１０１を偏光制御機構１０として用いることで、直線偏光のプリパルスレーザ光Ｌ１ａをラジアル偏光のプリパルスレーザ光Ｌ１ｂに変換することが可能となる。この例では直線偏光のレーザ光をラジアル偏光のレーザ光に変換する例を示したが、所定の向きの光学軸を有する各ＴＮセルを適切に配置することにより、透過するレーザ光をアジマス偏光のレーザ光に変換することも可能である。

・偏光制御機構の変形例
また、本実施の形態１による偏光制御機構１０は、図５に示す偏光制御機構２１０に置き換えることも可能である。図５は、本実施の形態１の変形例による偏光制御機構の構成を模式的に示す。図５に示すように、本変形例による偏光制御機構２１０は、位相補償板２１１と、偏光回転板２１２と、シータセル２１３とを含み得る。位相補償板２１１は、たとえば光学透過面の上半分を透過するプリパルスレーザ光Ｌ１ａの位相を９０°変化させ得る。位相補償板２１１の下半分は、プリパルスレーザ光Ｌ１ａの位相を変化させず透過させ得る。また、偏光回転板２１２は、入射したプリパルスレーザ光Ｌ１ａの位相を９０°変化させ得る。シータセル２１３は、セル内の液晶の分子配向を入射光の進行方向に沿って回転させ得る構造となっており、入射光の偏光軸も分子配向と同様に回転させ得る素子である。したがって、位相補償板２１１および偏光回転板２１２を透過した直線偏光のプリパルスレーザ光Ｌ１ａは、シータセル２１３を透過する際に旋光効果を受けることで、ラジアル偏光のプリパルスレーザ光Ｌ１ｂに変換され得る。なお、位相補償板２１１と偏光回転板２１２との順序は入れ換えてもよい。また、本変形例による偏光制御機構２１０によれば、直線偏光のプリパルスレーザ光Ｌ１ａをアジマス偏光のプリパルスレーザ光に変換することも可能である。

つぎに、本実施の形態１によるプラズマ生成過程を、図面を参照して詳細に説明する。図６〜図１１は、本実施の形態１によるプラズマ生成過程を示す。図６、図８および図１０は、各段階におけるドロップレットＤ、プリプラズマＰＰ１およびフラグメントＤＤ１、ならびにプラズマＰＲ１をそれぞれプリパルスレーザ光Ｌ１の光軸と垂直な方向から見た際の状態を模式的に示す。図７、図９および図１１は、プラズマ生成過程の各段階におけるドロップレットＤ、プリプラズマＰＰ１およびフラグメントＤＤ１、ならびにプラズマＰＲ１をそれぞれプリパルスレーザ光Ｌ１の光軸方向から見た際の状態を模式的に示す。

まず、図６に示すように、ドロップレットＤに対してプリパルスレーザ光Ｌ１を集光した集光ビーム（以下、プリパルス集光レーザビームＬＦ１という）を照射する。ここで、プリパルス集光レーザビームＬＦ１とは、軸外放物面ミラーＭ２によって反射されたプリパルスレーザ光Ｌ１である。軸外放物面ミラーＭ２による反射光は偏光状態が変換されない。したがって、本実施の形態１におけるプリパルス集光レーザビームＬＦ１の偏光状態は、プリパルスレーザ光Ｌ１ｂと同じラジアル偏光である。プリパルス集光レーザビームＬＦ１の集光位置（プラズマ生成サイトＰ１またはその近傍）でのスポット径（直径）は、ドロップレットＤの直径と略同一またはドロップレットＤの直径よりも大きくなるのが好ましい。

このラジアル偏光であるプリパルス集光レーザビームＬＦ１をドロップレットＤに照射した場合、図７に示すように、ドロップレットＤ表面におけるレーザ光が照射された領域内では、場所に依らず略Ｐ偏光の状態でレーザ光が入射し得る。図８に示すように、プリパルス集光レーザビームＬＦ１が照射されたドロップレットＤの、プリパルス集光レーザビームＬＦ１が照射された側にプリプラズマＰＰ１が展開し得る。このとき、図９に示すように、直線偏光や空間的にランダムな直線偏光のレーザ光をドロップレットＤに照射した場合に比べて、プリパルス集光レーザビームＬＦ１の光軸方向から見て、ドロップレットＤをより等方的な球状に拡散されたプリプラズマＰＰ１に変容させることができる。なお、このときのプリプラズマＰＰ１の直径が拡大する速さはプリパルス集光レーザビームＬＦ１のエネルギーを調整することによって調整可能である。プリプラズマＰＰ１の直径が、所定のタイミングで、たとえばメインパルス集光レーザビームＬＦ２（図１０参照）の焦点位置でのスポット径（直径）と同程度となるように、プリパルス集光レーザビームＬＦ１のエネルギーを調節してもよい（図８または図９参照）。また、図８に示すように、プリパルス集光レーザビームＬＦ１が照射されたドロップレットＤの、プリパルス集光レーザビームＬＦ１が照射された側と反対側に、粒状のターゲット物質が飛散する（以下、フラグメントＤＤ１という）。

つぎに、プリパルス集光レーザビームＬＦ１の照射によってドロップレットＤから変容したプリプラズマＰＰ１とフラグメントＤＤ１との少なくとも一方にメインパルス集光レーザビームＬＦ２を照射してもよい。ここで、メインパルス集光レーザビームＬＦ２とは、軸外放物面ミラーＭ２によって反射されたメインパルスレーザ光Ｌ２である。また、メインパルス集光レーザビームＬＦ２は円形の断面形状である場合が多い。このメインパルス集光レーザビームＬＦ２の集光位置（プラズマ生成サイトＰ１またはその近傍）での照射ビーム径は、所定のタイミングで、拡散ターゲットの直径と同程度となるように調節されてもよいし、拡散ターゲットの直径より大きくなるように調節されてもよい。本実施の形態では、メインパルス集光レーザビームＬＦ２が円形の断面形状である。加えて、プリプラズマＰＰ１が等方的な球状に拡散している。すなわち、メインパルス集光レーザビームＬＦ２の集光位置での照射ビーム径をプリプラズマＰＰ１の直径に整合させてメインパルス集光レーザビームＬＦ２をプリプラズマＰＰ１に照射することが可能となる。

このように、ドロップレットＤに対してラジアル偏光でプリパルスレーザ光を照射することにより、プリパルスレーザ光の吸収率が高めることができる。従って、ドロップレットＤを拡散ターゲットに変容させるためのエネルギーを低減することができる。この拡散ターゲットに対してメインパルス集光レーザビームＬＦ２を略同径で照射することで、プラズマ生成に寄与しないレーザエネルギーを非常に少なくできる可能性がある。この結果、より低いエネルギーでＥＵＶ光を生成することが可能となる。言い換えれば、エネルギー変換効率（ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ：ＣＥ）の向上を実現することが可能となる。ここで、ＣＥとは、ターゲット物質に照射するレーザ光のエネルギーに対する、捕集されるＥＵＶ光のエネルギーの比として定義される。

本実施の形態では、プリプラズマＰＰ１の直径がメインパルス集光レーザビームＬＦ２のビーム径と略同じ大きさになったタイミングで、メインパルス集光レーザビームＬＦ２をプリプラズマＰＰ１に対して照射していたが、これに限定されることなく、たとえば、フラグメントＤＤ１の分布範囲の直径がメインパルス集光レーザビームＬＦ２のビーム径と同等の大きさになったタイミングで、フラグメントＤＤ１に対してメインパルス集光レーザビームＬＦ２を照射してもよい。

・プリパルスレーザ
つぎに、本実施の形態１によるプリパルスレーザＰＬについて、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態１では、プリパルスレーザＰＬとして、ピコ秒オーダのパルス幅をもつパルスレーザ光を出力する自己モード同期チタンサファイアレーザを例に挙げるが、これに限定されない。図１２は、本実施の形態１によるプリパルスレーザの構成を模式的に示す。図１２に示すように、プリパルスレーザＰＬは、半導体可飽和吸収ミラーＭ１２と出力カプラＭ１７とによって構成される共振器を備えてもよい。この共振器中には、半導体可飽和吸収ミラーＭ１２に入射するレーザ光を収束させる凹面高反射ミラーＭ１３と、たとえば外部の励起光源から出力された励起光ＬＥは透過させ、共振器内部のレーザ光は反射する高反射ミラーＭ１１と、外部からの励起光ＬＥによって励起されレーザ発振するチタンサファイア結晶ＴＳ１と、共振器内部のレーザ光を反射する高反射ミラーＭ１４と、チタンサファイア結晶ＴＳ１から出力されたレーザ光から所望の波長のレーザ光を選り分ける２つのプリズムＭ１５およびＭ１６と、が半導体可飽和吸収ミラーＭ１２側から順に配置され得る。なお、チタンサファイア結晶ＴＳ１の光入出力端面は、入射レーザ光の反射を抑えるために、ブリュスターカットされていてもよい。この構成において、外部のたとえばＮｄ：ＹＶＯ_４レーザから出力されるレーザ光の第２高調波の光を励起光ＬＥとして、高反射ミラーＭ１１を透過させて導入してもよい。そして、半導体可飽和吸収ミラーＭ１２の回復時間と共振器内を光が往復する距離によって決定される縦モードとを同期することによって、レーザ発振させてもよい。これにより、プリパルスレーザＰＬからピコ秒のパルス幅をもつパルスレーザ光が出力され得る。このようなピコ秒オーダのパルス幅をもつパルスレーザ光をプリパルスレーザ光Ｌ１に用いることで、単位時間当たりの照射エネルギー密度を高くできるので、効率よくドロップレットを拡散ターゲットに変容できる。

また、このようなピコ秒オーダのパルス幅をもつパルスレーザ光をプリパルスレーザ光Ｌ１に用い、さらに、たとえばターゲットにＳｎの固体ターゲットを用いた場合では、固体ターゲットの内部を破壊することなく表面部分のみを瞬時に加熱できる。言い換えれば、ターゲットの全体積中で、表面の非常に少ない体積のみをプリプラズマ化することが可能となる。このプリプラズマにメインパルス集光レーザビームを照射することにより、同様に、デブリの発生を抑制することが可能となる。なお、ターゲットの大きさによっては、プリパルスレーザ光Ｌ１のパルスエネルギーが不十分である場合がある。このような場合、プリパルスレーザ光Ｌ１を再生増幅器などで増幅してからターゲットに照射してもよい。

・プリパルスレーザの変形例
また、本実施の形態１によるプリパルスレーザＰＬは、図１３に示すプリパルスレーザＰＬ２１０に置き換えることも可能である。本変形例では、プリパルスレーザＰＬ２１０として、ピコ秒オーダのパルス幅をもつパルスレーザ光を出力するモードロックＹｂファイバレーザを例に挙げるが、これに限定されない。図１３は、本実施の形態１の変形例によるプリパルスレーザの構成を模式的に示す。図１３に示すように、本変形例によるプリパルスレーザＰＬ２１０は、レーザ光の光路である複数の光ファイバ１３０と、複数の光ファイバ１３０を結合する合波部１３４と、結合された光ファイバ１３０の２つの端にそれぞれ設けられて共振器を形成する半導体可飽和吸収ミラー（ＳＥＳＡＭ）１３１および出力カプラ１３８と、半導体可飽和吸収ミラー１３１で反射されたレーザ光をビーム整形して光ファイバ１３０の分岐の一端に入射させる複数のレンズＭ３１およびＭ３２と、共振器中のレーザ光の偏光状態を制御する偏光制御部１３２と、共振器中に光ファイバ１３０の分岐の一端からポンプ光を導入する光ポンプ１３３と、光ファイバ１３０の一部に設けられてポンプ光をレーザ増幅するＹｂファイバ１３５と、Ｙｂファイバ１３５の分岐の一端から放射状に出射したレーザ光をコリメート化するコリメートレンズＭ３３と、コリメート化されたレーザ光を波長選択して出力するグレーティングペア１３６と、この分岐の折返しを形成する高反射ミラーＭ３４と、目的の波長のレーザ光のみを出力カプラ１３８から出力させるアイソレータ１３７と、を備えてもよい。以上のようなピコ秒オーダのパルス幅を有するファイバレーザをプリパルスレーザＰＬ２１０に用いることで、単位時間当たりの照射エネルギー密度を高くできるので、効率よくドロップレットを拡散ターゲットに変容できる。

Ｓｎをターゲット物質として用いた場合、照射されるレーザ光の波長が短いほど、ドロップレットＤによるレーザ光の吸収率が高くなる。たとえば、プリパルスレーザＰＬにＮｄ：ＹＡＧレーザを用いた場合、このレーザの第１高調波（波長ω＝１０６４ｎｍ）の光よりも、第２高調波（波長２ω＝５３２ｎｍ）の光や第３高調波（波長３ω＝２６６ｎｍ）の光をプリパルスレーザ光Ｌ１に用いた方が、ドロップレットＤによる吸収率が向上し得る。

以上のように、本実施の形態１によれば、ターゲット物質に照射されてターゲット物質を拡散ターゲットに変容させるためのプリパルスレーザ光Ｌ１の偏光状態を制御することが可能であるため、ＣＥの改善を実現し得る。

（実施の形態２）
本開示の実施の形態２によれば、レーザ光の偏光状態を制御することにより、プラズマ生成時に発生したデブリを効率的に回収することが可能となり得る。以下、本開示の実施の形態２によるＥＵＶ光生成装置について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態２では、プラズマ生成時に発生したイオンを含む帯電粒子を含むデブリによる悪影響を、磁場を用いて低減する。図１４は、本実施の形態２によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。図１５は、図１４に示すＥＵＶ光生成装置のＸＶ−ＸＶ線に沿った断面を模式的に示す。

図１４に示すように、本実施の形態２によるＥＵＶ光生成装置２は、図１に示すＥＵＶ光生成装置１と同様の構成を備えてもよい。ただし、本実施の形態２では、偏光制御機構１０が、偏光制御機構３１０に置き替えられる。この偏光制御機構３１０については、後述において詳細に説明する。

ＥＵＶ光生成装置２は、図１５に示すように、コイル１４Ａおよび１４Ｂと、デブリ回収部１５Ａおよび１５Ｂと、を備え得る。コイル１４Ａおよび１４Ｂは、電磁石を構成する一対のコイルでよく、コイルによって生成される磁場の中心軸がプラズマ生成サイトＰ１またはその近傍を通るようにチャンバ１１の外部に配置されていてもよい。デブリ回収部１５Ａおよび１５Ｂはチャンバ１１内部に設置されてもよく、コイル１４Ａおよび１４Ｂによって生成される磁場の中心軸上に配置されるのが好ましい。デブリ回収部１５Ａおよび１５Ｂは、それぞれたとえば一方の端がプラズマ生成サイトＰ１へ向けて開口された筒状の形状でよい。コイル１４Ａおよび１４Ｂによって生成される磁場によってトラップされたデブリは、磁場の磁力線に巻きつくように移動し、その後、デブリ回収部１５Ａまたは１５Ｂに入り得る。これにより、プラズマ生成サイトＰ１および／またはその近傍で発生したイオンを含む帯電粒子を含むデブリを回収することができる。

プラズマ生成時に発生したデブリを回収する場合、プラズマの状態を制御することで、より効率的にデブリを回収することが可能となる。プラズマの状態は、その前段階である拡散ターゲットの状態を制御することで、制御することができる。また、拡散ターゲットの状態は、ドロップレットＤに照射するプリパルスレーザ光の偏光状態を制御することで、制御することができる。以下、本実施の形態２によるプリパルスレーザ光の偏光状態の制御機構について、図面を参照して詳細に説明する。

図１６は、本実施の形態２による偏光制御機構の構成を模式的に示す。図１６に示すように、偏光制御機構３１０は、入射する直線偏光のプリパルスレーザ光Ｌ１ａの偏光方向を所定角度回転させるλ／２波長板３１１を含んでもよい。λ／２波長板３１１は、たとえば硫化カドミウム単結晶等の結晶でよい。λ／２波長板３１１は、回転後のプリパルスレーザ光Ｌ１ｃの偏光方向がコイル１４Ａおよび１４Ｂによって生成される磁場の方向（ＭＤ）と一致するように配置されるのが好ましい。ここで、結晶の光学軸の方向とプリパルスレーザ光の直線偏光方向とがなす角度をθとすると、プリパルスレーザ光Ｌ１ａは、このλ／２波長板３１１を透過することによって、偏光方向が２θ回転した直線偏光のレーザ光に変換され得る。したがって、λ／２波長板３１１を回転させることで、磁場の方向に略一致するようにプリパルスレーザ光Ｌ１ｃの偏光方向を調整できる。

ここで、本実施の形態２によるプラズマ生成過程を、図面を参照して詳細に説明する。図１７〜図２２は、本実施の形態２によるプラズマ生成過程を示す。図１７、図１９および図２１は、各段階におけるドロップレットＤ、プリプラズマＰＰ２、およびプラズマＰＲ２をそれぞれプリパルスレーザ光Ｌ１１の光軸と垂直な方向から見た際の状態を模式的に示す。図１８、図２０および図２２は、各段階におけるドロップレットＤ、プリプラズマＰＰ２、およびプラズマＰＲ２をそれぞれプリパルスレーザ光Ｌ１１の光軸方向から見た際の状態を模式的に示す。

まず、図１７に示すように、プリパルスレーザ光Ｌ１１を集光したプリパルス集光レーザビームＬＦ１１をドロップレットＤに対して照射する。プリパルス集光レーザビームＬＦ１１の偏光状態は、直線偏光である。この直線偏光のプリパルス集光レーザビームＬＦ１１をドロップレットＤに照射した場合を説明する。図１８に示すように、ドロップレットＤにおけるプリパルス集光レーザビームＬＦ１１の照射領域のうち、磁場方向ＭＤの縁部表面にはプリパルス集光レーザビームＬＦ１１がＰ偏光で入射する光が多くなるため、相対的にレーザ光の吸収率が高くなる。一方、照射領域のうち、磁場方向ＭＤと垂直な方向の縁部表面にはプリパルス集光レーザビームＬＦ１１がＳ偏光で入射する光が多くなるため、相対的にレーザ光の吸収率が低くなる。レーザ光の吸収率が高い部分は、相対的にターゲット物質への入熱が多いため比較的高温のプラズマが生成される。一方、レーザ光の吸収率が低い部分は、相対的にターゲット物質への入熱が少ないため、比較的低温のプラズマが生成される。高温のプラズマは、低温のプラズマに比べて拡散速度が速い。この結果、ドロップレットＤから発生するプリプラズマＰＰ２は、図１９および図２０に示すように、磁場方向ＭＤに伸長された形状となる。メインパルスレーザ光Ｌ２を集光したメインパルス集光レーザビームＬＦ２をこの伸長されたプリプラズマＰＰ２に対して照射すると、図２１および図２２に示すように、磁場方向ＭＤに伸長されたプラズマＰＲ２が生成される。このように伸長したプラズマＰＲ２が生成される際に放出されるデブリは、磁場方向ＭＤに速度ベクトルを持つ。磁場方向ＭＤに速度ベクトルを持つデブリは、より確実に磁場によってトラップされる。この結果、デブリの回収効率が向上することが期待できる。なお、この際、フラグメントＤＤ１は電気的に中性であるため磁場の影響は受けない。また、フラグメントＤＤ１はメインパルスレーザ光の照射によりプラズマを生成し、磁場によって磁場方向ＭＤに伸長された形状となる。

以上の構成により、プラズマ生成時に発生したデブリを効率的に回収することが可能となる。

（実施の形態３）
つぎに、本開示の実施の形態３によるＥＵＶ光生成装置について、詳細に説明する。本実施の形態３では、実施の形態１のＥＵＶ光生成装置と同様の構成を備えるＥＵＶ光生成装置を用い、ドロップレットＤとして、マスリミテッドドロップレットを用いる。マスリミテッドドロップレットは、ドロップレットを構成するほとんど全ての原子がＥＵＶ光を発生させるように励起された場合に、所望のＥＵＶ光出力をもたらすのに必要な最小の原子数で構成される。マスリミテッドドロップレットの直径は、たとえば、所望のＥＵＶ光出力を１００Ｗとして、出力が１０ｋＷ、繰り返し周波数が１００ｋＨｚのレーザによってターゲットを励起する場合、約１０μｍ程度と見積もられる。

ここで、本実施の形態３によるプラズマ生成過程を、図面を参照して詳細に説明する。図２３〜図２８は、本実施の形態３によるプラズマ生成過程を示す。図２３、図２５および図２７は、各過程におけるドロップレットＤ、拡散ターゲットＰＰ３、およびプラズマＰＲ３をそれぞれプリパルスレーザ光Ｌ１の光軸と垂直な方向から見た際の状態を模式的に示し、図２４、図２６および図２８は、各段階におけるドロップレットＤ、拡散ターゲットＰＰ３、およびプラズマＰＲ３をそれぞれプリパルスレーザ光Ｌ１の光軸方向から見た際の状態を模式的に示す。

まず、図２３に示すように、プリパルスレーザ光Ｌ１を集光したプリパルス集光レーザビームＬＦ１をドロップレットＤに照射する。プリパルス集光レーザビームＬＦ１の偏光状態は、ラジアル偏光でよい。このラジアル偏光のプリパルス集光レーザビームＬＦ１をドロップレットＤに照射した場合、図２４に示すように、球状のドロップレットＤの照射表面に対して、プリパルス集光レーザビームＬＦ１のほとんどがＰ偏光で入射し得る。このため、ドロップレットＤは等方的に拡散し、等方的な分布をもつ拡散ターゲットＰＰ３に変容し得る。このような拡散ターゲットＰＰ３に対して円形の断面形状のメインパルス集光レーザビームＬＦ２を照射すると、図２５〜図２８に示すように、拡散ターゲットＰＰ３全体を加熱することができ、高温のプラズマＰＲ３となり得る。この結果、ドロップレットＤのほぼ全ての原子を励起してＥＵＶ光Ｌ３の生成を行うことが可能となる。

以上の構成により、ドロップレットＤを効率よく励起し、デブリの発生を抑制することができる。

（実施の形態４）
つぎに、本開示の実施の形態４によるＥＵＶ光生成装置について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態４では、プリパルスレーザ光Ｌ１がメインパルスレーザ光Ｌ２とは異なる光軸でドロップレットＤに集光される。図２９は、本実施の形態４によるＥＵＶ光生成装置４の構成を模式的に示す。図３０は、図２９に示すＥＵＶ光生成装置４のＸＸＸ−ＸＸＸ線に沿った断面の構成を模式的に示す。

図２９に示すように、本実施の形態４によるＥＵＶ光生成装置４は、図１に示すＥＵＶ光生成装置１と同様の構成を備える。ただし、本実施の形態４では、ウィンドウＷ１を介しては、メインパルスレーザ光Ｌ２のみがチャンバ１１内に導入される。このため、レーザ光導入ミラーＭ１は、単なる高反射ミラーに置き替えることができる。

図３０に示すように、ＥＵＶ光生成装置４では、プリパルスレーザ光Ｌ１は、メインパルスレーザ光Ｌ２用とは異なる軸外放物面ミラーＭ４で反射され、異なるウィンドウＷ３を介してチャンバ１１内のプラズマ生成サイトＰ１またはその近傍に集光されてもよい。

このように、プリパルスレーザ光Ｌ１がメインパルスレーザ光Ｌ２とは異なる光軸でドロップレットＤに集光される場合であっても、上述したような偏光制御機構１０、または２１０等を用いてプリパルスレーザ光Ｌ１の偏光状態を制御することで、上述の実施の形態１または３と同様の効果を得ることが可能である。

（実施の形態５）
つぎに、本開示の実施の形態５によるＥＵＶ光生成装置について、図面を参照して詳細に説明する。上述した実施の形態では、プリパルスレーザＰＬまたはＰＬ２１０とプラズマ生成サイトＰ１との間の光路上に、プリパルスレーザ光Ｌ１の偏光状態を制御する偏光制御機構１０、２１０または３１０を配置した。これに対し、本実施の形態５では、プリパルスレーザ自体に偏光制御機構を設けてもよい。

図３１は、本実施の形態５によるプリパルスレーザの構成を模式的に示す。図３１に示すように、本実施の形態５によるプリパルスレーザＰＬ５１０には、共振器を形成する２つのミラーのうち、リア側のミラーに反射型の偏光制御素子５１が用いられ得る（ａ）。プリパルスレーザＰＬ５１０は、偏光制御素子５１を適宜選択することで、ラジアル偏光のプリパルスレーザ光Ｌ１ｂを出力するようにも（ｂ）、アジマス偏光のプリパルスレーザ光Ｌ１ｄを出力するようにも（ｃ）構成できる。フロント側のミラーには、たとえば出力カプラであるフロントミラーＭ５１が用いられる。偏光制御素子５１とフロントミラーＭ５１との間には、レーザ媒質５２を含む容器が配置されてもよい。

・偏光制御素子
ここで、偏光制御素子５１の一例を、図面を参照して詳細に説明する。本説明では、ラジアル偏光のプリパルスレーザ光Ｌ１ｂを生成する際に使用する偏光制御素子５１を例示する。図３２は、図３１に示す偏光制御素子の一例を示す斜視図である。図３３は、図３２に示す偏光制御素子の拡大部分縦断面図である。図３２に示すように、本実施の形態５による偏光制御素子５１には、高反射ミラー５０１の反射面に同心円型の回折格子５１１が形成された、いわゆる円形回折格子ミラー５１０を用いることができる。また、図３３に示すように、高反射ミラー５０１では、ガラス基板５１３の反射面に多層膜５１２が形成されていてもよい。この多層膜５１２における最上層に、同心円の回折格子５１１が形成されていてもよい。このような同心円の回折格子５１１が形成された円形回折格子ミラー５１０は、レーザ媒質５２が発振するレーザ光のうち、アジマス偏光のレーザ光を透過させ、ラジアル偏光のレーザ光を反射する。よって、円形回折格子ミラー５１０をレーザ共振器のリアミラーとして用いた場合、共振器内部ではラジアル偏光のレーザ光のみが増幅され得る。つまり、プリパルスレーザＰＬ５１０から出力されるプリパルスレーザ光Ｌ１は、ラジアル偏光のプリパルスレーザ光Ｌ１ｂとなる。

・偏光制御素子の変形例
また、図３１に示す偏光制御素子５１には、図３４に示すようなリアミラーユニット５２０を用いることも可能である。図３４は、本実施の形態５の変形例による偏光制御素子の構成を模式的に示す。図３４に示すように、リアミラーユニット５２０では、アキシコンミラー５２２とＷアキシコンミラー５２３とが同軸に組み合わされ、リトロリフレクターとして機能することができる。つまり、リアミラーユニット５２０は、いわゆるトリプルアキシコンユニットの構成を備えることができる。アキシコンミラー５２２およびＷアキシコンミラー５２３のそれぞれの反射面は、レーザ媒質５２によって増幅されるレーザ光の光軸に対して４５°の傾きを持つのが好ましい。また、各反射面には、誘電体多層膜がコーティングされているのが好ましい。この誘電体多層膜にＰ偏光で入射するレーザ光およびＳ偏光で入射するレーザ光に対する反射率を制御することで、ラジアル偏光またはアジマス偏光のレーザ光を出力することが可能となる。たとえば誘電体多層膜にＰ偏光で入射するレーザ光に対する反射率をＳ偏光で入射するレーザ光に対する反射率よりも高くすることで、ラジアル偏光のプリパルスレーザ光Ｌ１ｂを生成することが可能となる。一方で、たとえば誘電体多層膜にＳ偏光で入射するレーザ光に対する反射率をＰ偏光で入射するレーザ光に対する反射率よりも高くすることで、アジマス偏光のプリパルスレーザ光Ｌ１ｄを生成することが可能となる。

・プリパルスレーザの変形例
図３５は、本実施の形態５の変形例によるプリパルスレーザの構成を模式的に示す。図３５に示すように、プリパルスレーザ光Ｌ１の偏光状態を制御する偏光制御素子として透過型の偏光制御素子５３が用いられてもよい。このような構成によっても、ラジアル偏光またはアジマス偏光のプリパルスレーザ光Ｌ１を生成することが可能である。

以上のように、本実施の形態５によれば、上述した各実施の形態と同様に、ドロップレットＤとして供給されたターゲット物質（Ｓｎ）をプラズマ化するレーザ光のうち少なくともターゲット物質を拡散ターゲット化するプリパルスレーザ光Ｌ１の偏光状態を制御することが可能である。これにより、ＣＥを改善することが可能となる。

（実施の形態６）
つぎに、本開示の実施の形態６によるＥＵＶ光生成装置について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態６では、一度のレーザ光照射によってドロップレットをプラズマ化する場合を例に挙げる。図３６は、本実施の形態６によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。

図３６に示すように、本実施の形態６によるＥＵＶ光生成装置６は、図１に示すＥＵＶ光生成装置１と同様の構成を備える。ただし、本実施の形態６では、ウィンドウＷ１を介してメインパルスレーザ光Ｌ２のみがチャンバ１１内に導入される。また、実施の形態６の変形例においては、プリパルスレーザ光Ｌ２１およびメインパルスレーザ光Ｌ２２がウィンドウＷ１を介してチャンバ１１内に導入されてもよい。このため、レーザ光導入ミラーＭ１は、単なる高反射ミラーでもよい。

また、図３６に示すように、マスタオシレータＭＯから出力されたメインパルスレーザ光Ｌ２ａの光路上に、メインパルスレーザ光Ｌ２ａの偏光状態を制御するための偏光制御機構６１０が設けられる。この偏光制御機構６１０は、メインパルスレーザ光Ｌ２ａが増幅器に入射する前にメインパルスレーザ光Ｌ２ａの偏光状態を制御できる位置に配置されることが好ましい。特に、偏光制御機構６１０をたとえば透過型の光学素子により構成した場合、偏光制御機構６１０をマスタオシレータＭＯと増幅器との間の光路上に配置することで、偏光制御機構６１０の温度が変化することによる偏光制御機構６１０の性能劣化を抑制することができる。なお、図３６では、偏光制御機構６１０が、直線偏光のメインパルスレーザ光Ｌ２ａをラジアル偏光のメインパルスレーザ光Ｌ２ｂに変換する場合を例に挙げている。

このように、メインパルスレーザ光Ｌ２のみの照射によってドロップレットＤをプラズマ化する場合でも、メインパルスレーザ光Ｌ２の偏光状態をラジアル偏光またはアジマス偏光に制御することによって、ドロップレットＤ表面におけるレーザエネルギー吸収率を向上させることが可能となる。言い換えれば、ＣＥの向上実現することが可能となる。

・変形例
図３７は、本実施の形態６の変形例において、マスタオシレータが出力するレーザ光の時間的な強度変化を示す時間波形図である。実施の形態６の変形例においては、図３７に示すように、マスタオシレータＭＯがプリパルスレーザ光Ｌ２１とメインパルスレーザ光Ｌ２２との両方を、時間差ｔを持って出力するように構成することもできる。これにより、上述した実施の形態１〜５のいずれかと同様に、ドロップレットＤにプリパルスレーザ光Ｌ２１を照射することによって拡散ターゲット化した後、拡散ターゲットにメインパルスレーザ光Ｌ２２を照射することによってプラズマ化するように構成される。なお、その他の構成および効果は、上述の実施の形態６と同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。

（実施の形態７）
つぎに、本開示の実施の形態７によるＥＵＶ光生成装置について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態７では、一度のレーザ光照射によってドロップレットをプラズマ化する場合であって、マスタオシレータが偏光制御されたメインパルスレーザ光を出力する場合を例に挙げる。図３８は、本実施の形態７によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。

図３８に示すように、本実施の形態７によるＥＵＶ光生成装置７は、図３６に示すＥＵＶ光生成装置６と同様の構成を備えてもよい。ただし、本実施の形態７では、偏光制御機構６１０が省略されると共に、マスタオシレータＭＯが偏光制御素子７１０を備えたマスタオシレータＭＯ７１０に置き替えられる。本実施の形態７においても、ウィンドウＷ１を介してメインパルスレーザ光Ｌ３２のみがチャンバ１１内に導入され得る。本実施の形態７の変形例においては、プリパルスレーザ光Ｌ４１およびメインパルスレーザ光Ｌ４２がウィンドウＷ１を介してチャンバ１１内に導入され得る。このため、レーザ光導入ミラーＭ１は、単なる高反射ミラーでもよい。

この構成において、マスタオシレータＭＯ７１０に備えられる偏光制御素子７１０には、たとえば、図３１〜図３５のいずれかに示した偏光制御素子５１または５３を用いることができる。その他の構成および効果は、上述の実施の形態１〜６のいずれかと同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。

・変形例
図３９は、本実施の形態７の変形例においてマスタオシレータが出力するレーザ光の時間的な強度変化を示す時間波形図である。上述の実施の形態６の変形例と同様に、実施の形態７の変形例においては、図３９に示すように、マスタオシレータＭＯ７１０がプリパルスレーザ光Ｌ４１とメインパルスレーザ光Ｌ４２との両方を、時間差ｔを持って出力するように構成することもできる。これにより、上述した実施の形態１〜６のいずれかと同様に、ドロップレットＤの少なくとも一部をドロップレットＤにプリパルスレーザ光Ｌ４１を照射することによって拡散ターゲット化した後、拡散ターゲットにメインパルスレーザ光Ｌ４２を照射することによってプラズマ化するように構成される。なお、その他の構成および効果は、上述の実施の形態７と同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。

（実施の形態８）
つぎに、本開示の実施の形態８によるＥＵＶ光発生装置について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態８では、プリパルスレーザ光をラジアル偏光の光とし、メインパルスレーザ光をアジマス偏光の光とする。なお、本実施の形態８では、上述の実施の形態１と異なる構成についてのみ説明するが、本開示はこれに限定されるものではない。

図４０は、本実施の形態８によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。図４０に示すように、本実施の形態８によるＥＵＶ光生成装置８は、図１に示すＥＵＶ光生成装置１と同様の構成を備え、マスタオシレータＭＯが、レーザ光をアジマス偏光のレーザ光に変換する偏光制御素子８１０を備えたマスタオシレータＭＯ８１０に置き替えられている。したがって、マスタオシレータＭＯ８１０から出力されるメインパルスレーザ光Ｌ５２は、アジマス偏光のレーザ光である。

このように、プリパルスレーザ光Ｌ１をラジアル偏光とし、メインパルスレーザ光Ｌ５２をアジマス偏光とすることで、プリパルスレーザ光Ｌ１の吸収率を高めて拡散ターゲットの生成を効率化できる。この結果、ＥＵＶ光Ｌ３の発光効率の向上が可能となる。その他の構成および効果は、上述の実施の形態１〜７のいずれかと同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。

（実施の形態９）
つぎに、本開示の実施の形態９によるＥＵＶ光生成装置について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態９では、ターゲットとしてドロップレットＤの代わりに固体ターゲットを用いる。なお、本実施の形態９では、上述の実施の形態１を引用して説明するが、本開示はこれに限定されるものではない。

図４１は、本実施の形態９によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。図４２は、図４１に示すＥＵＶ光生成装置のＸＬＩＩ−ＸＬＩＩ線に沿った断面の構成を模式的に示し、本実施の形態９によるＥＵＶ光生成装置のチャンバ内においてフィルム状ターゲットを供給するフィルム状ターゲット供給装置の構成を模式的に示す。

図４１に示すように、本実施の形態９によるＥＵＶ光生成装置９は、図２９および図３０に示すＥＵＶ光生成装置４と同様の構成を備える。ただし、図４１および図４２に示すように、ＥＵＶ光生成装置９では、ドロップレットジェネレータ１２が、フィルム状ターゲット供給装置９１０に置き替えられている。

図４２に示すように、フィルム状ターゲット供給装置９１０は、少なくとも１つが駆動式の複数のローラ９２１に支持されて回転するフィルム状ターゲットＤＦを備える。フィルム状ターゲットＤＦは、ターゲット物質であるＳｎ製のリボンであっても、リボン状の部材にＳｎをコーティングしたものであってもよい。このフィルム状ターゲットＤＦは、たとえばチャンバ１１の外部から内部のプラズマ生成サイトＰ１またはその近傍を通過するように配設されている。フィルム状ターゲット供給装置９１０においては、すくなくともプラズマ生成時には、回転駆動式のローラ９２１が駆動される。これにより、フィルム状ターゲットＤＦにおける未使用の領域が、プラズマ生成時に、プラズマ生成サイトＰ１またはその近傍に供給される。フィルム状ターゲットＤＦに偏光が制御されたプリパルスレーザ光を照射することによってレーザエネルギーが効率的に吸収され、拡散ターゲットが生成される。その後、拡散ターゲットに、メインパルスレーザ光を照射することによって、プラズマが生成され、ＥＵＶ光が発生する。このように、ターゲットの形態によらず偏光制御されたレーザ光を照射することで、効率的にＥＵＶ光を発生させることが可能となる。

なお、その他の構成および効果は、上述の実施の形態１〜８のいずれかと同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。

（実施の形態１０）
つぎに、本開示の実施の形態１０によるＥＵＶ光生成装置について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態１０では、レーザビームの光軸に垂直な平面における光強度分布を調整してもよい。光強度分布を、ドロップレットの照射位置におけるレーザビームの光強度分布が所定領域より広い領域内で所望の均一性を有するように調整してもよい。所定領域とは、たとえばドロップレットが球形である場合、ドロップレット直径以上の径を有する円内の領域を意味する。レーザビームの光強度分布の所望の均一性とは、光強度の最大値と最小値との差が所定範囲内となる分布を意味する。本実施の形態１０では、上述の実施の形態１と異なる構成についてのみ説明するが、本開示はこれに限定されるものではない。

図４３は、本実施の形態１０によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。図４３に示すように、本実施の形態１０によるＥＵＶ光生成装置１０１０は、図１に示すＥＵＶ光生成装置１と同様の構成を有し、ドロップレット上に集光されたプリパルスレーザ光の光軸に垂直な平面における光強度分布を調整するトップハット変換機構１０００をさらに備えてもよい。このトップハット変換機構１０００は、たとえばプリパルスレーザＰＬと偏光制御機構１０との間に配置されてもよい。あるいは、トップハット変換機構１０００を偏光制御機構１０より光路下流側に配置してもよい。以下、トップハット変換機構１０００によって調整されたプリパルスレーザ光Ｌ１を、トップハットプリパルスレーザ光Ｌ１００１という。また、その他の構成は、図１に示すＥＵＶ光生成装置１と同様である。

ここで、トップハットプリパルスレーザ光Ｌ１００１とドロップレットＤとの関係について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、ドロップレットＤとして、マスリミテッドドロップレットを例に挙げる。図４４は、本実施の形態１０におけるトップハットプリパルスレーザ光を集光したトップハットプリパルス集光レーザビームとドロップレットとの関係を模式的に示す。図４５は、図４４におけるドロップレットおよびその近傍を拡大して示す。

図４４に示すように、トップハットプリパルスレーザ光Ｌ１００１を集光したトップハットプリパルス集光レーザビームＬＦ１００１の光強度プロファイルＳは、少なくともドロップレットＤの直径Ｄｄ以上の円内の範囲Ｄｔにおいて平坦な形状を有する。なお、範囲Ｄｔ内の光強度は、必ずしも均一である必要はない。ここで、光強度プロファイルＳは、ある断面における光強度分布を意味する。

ここで、範囲Ｄｔ内での光強度プロファイルＳの均一性について説明する。図４４および図４５において、ドロップレットＤの直径をＤｄ、所定照射回数を母数としてプラズマ生成サイトＰ１においてレーザ照射された時点でのドロップレットＤの中心位置のばらつきの範囲の半幅をΔＸ、光強度プロファイルＳにおける平坦な範囲をＤｔ、範囲Ｄｔ内での強度の最大値をＩｍａｘ、範囲Ｄｔ内での強度の最小値をＩｍｉｎ、とすると、要求される範囲Ｄｔは以下の式１で表され、範囲Ｄｔ内での光強度プロファイルＳの均一性Ｃは以下の式２で表される。
Ｄｔ≧Ｄｄ＋２ΔＸ・・・（式１）
Ｃ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）×１００（％）・・・（式２）

このように光強度プロファイルＳは、範囲Ｄｔ内において複数の極大値と複数の極小値が存在していてもよい。ただし、この場合、隣接する極大値と極小値との間隔は、ドロップレットＤの直径Ｄｄに対して十分に小さいことが好ましい。均一性Ｃは２０％以下であることが好ましく、１０％以下であればより好ましい。

このような平坦な光強度分布をもつプリパルス集光レーザビームをドロップレットに照射することによって、照射時におけるドロップレット位置のばらつきΔＸがあっても、拡散ターゲットの生成位置が安定するであろう。その結果、拡散ターゲットにメインパルスレーザ光が照射されてプラズマが生成され、ＥＵＶ光を発光させた場合のＥＵＶエネルギーの安定性が改善されるにちがいない。

・トップハット変換機構
つぎに、本実施の形態１０によるトップハット変換機構について、図面を参照して詳細に説明する。図４６は、本実施の形態１０によるトップハット変換機構の構成を模式的に示す。図４６に示すように、トップハット変換機構１０００は、高精度回折光学素子（ＤｉｆｆｒａｃｔｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＥｌｅｍｅｎｔ：ＤＯＥ）１００１よりなる。ＤＯＥ１００１は、プリパルスレーザ光Ｌ１が入射する面または出射する面に高精度の回折格子を備える。ＤＯＥ１００１から出射したプリパルスレーザ光Ｌ１は、３次元回折される。この結果、プリパルスレーザ光Ｌ１は調整されて、トップハットプリパルスレーザ光Ｌ１００１となる。出力されたトップハットプリパルスレーザ光Ｌ１００１は、集光光学系Ｍを介することで、トップハットプリパルス集光レーザビームＬＦ１００１となって、ドロップレットＤの照射位置において、光強度分布が所定領域でほぼ均一となるように、チャンバ１１内のプラズマ生成サイトＰ１またはその近傍に集光される。なお、集光光学系Ｍには、偏光制御機構１０やレーザ光導入ミラーＭ１や軸外放物面ミラーＭ２等が含まれる。また、図４６には、透過型のＤＯＥを例示したが、これに限らず、反射型のＤＯＥを用いてもよい。

・トップハット変換機構の変形例１
また、図４７は、本実施の形態１０の変形例１によるトップハット変換機構の構成を模式的に示す。図４７に示すように、本実施の形態１０によるトップハット変換機構１０００は、位相光学素子１００２を用いて構成することもできる。位相光学素子１００２は、プリパルスレーザ光Ｌ１が入射する面または出射する面が波打った形状を有する。このため、位相光学素子１００２を通過したプリパルスレーザ光Ｌ１は、通過する位置に応じた位相シフトを受ける。この結果、プリパルスレーザ光Ｌ１は調整されて、トップハットプリパルスレーザ光Ｌ１００１となる。集光光学系Ｍによってトップハットプリパルス集光ビームＬＦ１００１となって、ドロップレットＤの照射位置において、光強度分布が所定領域でほぼ均一となるように、チャンバ１１内のプラズマ生成サイトＰ１またはその近傍に集光される。なお、図４７には、透過型の位相光学素子を例示したが、これに限らず、反射型の位相光学素子を用いてもよい。

・トップハット変換機構の変形例２
図４８は、本実施の形態１０の変形例２によるトップハット変換機構の構成を模式的に示す。図４８に示すように、本実施の形態１０によるトップハット変換機構１０００は、プリパルスレーザ光Ｌ１における光強度分布が平坦な部分のみを通過させるマスク１００３と、マスク１００３を通過後に広がったプリパルスレーザ光Ｌ１をコリメート化するコリメートレンズ１００４と、より構成することもできる。この場合は、マスク１００３の像をコリメートレンズ１００４と集光光学系Ｍとによって、ドロップレット照射位置において結像させている。

・トップハット変換機構の変形例３
図４９は、本実施の形態１０の変形例３によるトップハット変換機構の構成を模式的に示す。図４９に示すように、本実施の形態１０の変形例３によるトップハット変換機構１０００は、プリパルスレーザ光Ｌ１が入射する面または出射する面に複数の微小な凹面レンズが２次元配列されたマイクロフライアイ光学素子１００５により構成することもできる。入射光がマイクロフライアイ光学素子１００５の各々の凹レンズによって所定の角度で広げられ、広げられた各光を、集光光学系Ｍにより、集光光学系の焦点面において、重ね合わせることができる。その結果、いわゆるケーラー照明により、集光光学系Ｍの焦点面において光強度分布を平坦化させることができる。また、マイクロフライアイ光学素子１００５は、微小な凸レンズで構成したマイクロフライアイレンズでもよい。

さらに、図４６〜図４９に示すトップハット変換機構の例では集光光学系とトップハット変換機構とから構成される場合を示したが、集光光学系とトップハット変換機構が一体化された１つの素子で構成されてもよい。たとえば、集光レンズに回折光学素子として機能する凹凸が形成された素子や、集光ミラーに位相シフトの機能が備えられた光学素子であってもよい。なお、その他の構成および効果は、上述の実施の形態１〜９のいずれかと同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。

（実施の形態１１）
つぎに、本開示の実施の形態１１によるＥＵＶ光生成装置について、図面を参照して詳細に説明する。上述した実施の形態１０によるトップハット変換機構は、たとえばプリパルスレーザ光Ｌ１をメインパルスレーザ光Ｌ２と異なる光軸で照射する場合にも適用することが可能である。

図５０は、本実施の形態１１によるＥＵＶ光生成装置の構成を模式的に示す。図５０に示すように、本実施の形態１１によるＥＵＶ光生成装置１０１１は、図２９および図３０に示すＥＵＶ光生成装置４と同様の構成を有し、偏光制御機構１０の光路下流側に、トップハット変換機構１０００が設けられる。あるいは、トップハット変換機構１０００を偏光制御機構１０の光路上流側に配置してもよい。その他の構成は、図２９および図３０に示すＥＵＶ光生成装置４と同様である。ただし、図３０に示すプリパルスレーザ光Ｌ１をプラズマ生成サイトＰ１に集光する軸外放物面ミラーＭ４が、図５０に示す例では、反射面が平面の高反射ミラーＭ５、およびチャンバ１１内に配置された軸外放物面ミラーＭ６に置き替えられている。その他の構成および効果は、上述の実施の形態１〜１０のいずれかと同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。

このような構成とすることで、プリパルス集光レーザビームのドロップレットＤへの吸収率が最適化可能であると同時に、プリパルス集光レーザビームをドロップレットＤに照射するときに、均一な光強度で照射できる。そして、拡散ターゲットの生成に必要なエネルギーを低減することができ、生成された拡散ターゲットの状態を安定させるであろう。その結果、高変換効率を維持した状態で、ＥＵＶ光のエネルギー安定性がさらに改善され得る。

（実施の形態１２）
ダーゲットに照射するプリパルスレーザ光および／またはメインパルスレーザ光は、上述したラジアル偏光やアジマス偏光や直線偏光のレーザ光に限られるものではない。たとえば、円偏光や空間的にランダムな直線偏光のレーザ光であってもよい。そこで、本実施の形態１２では、プリパルスレーザ光および／またはメインパルスレーザ光を円偏光のレーザ光に制御する場合を例に挙げる。

図５１は、本実施の形態１２による偏光制御機構の構成を概略的に示す。図５１に示すように、本実施の形態１２では、偏光制御機構として、透過型のλ／４板１２０を用いてもよい。このλ／４板１２０は、入射面が入射光Ｌ１２０の光軸に対して垂直となるように配置されてもよい。この際、図５１に示すように、直線偏光の入射光Ｌ１２０の偏光方向Ｓ１２０がλ／４板１２０を形成する結晶の光学軸Ｄ１２０に対して４５°傾いていると、λ／４板１２０を透過した出射光Ｌ１２１が円偏光のレーザ光となり得る。あるいは、光学軸Ｄ１２０に対する直線偏光の入射光Ｌ１２０の偏光方向Ｓ１２０の傾きを光学軸Ｄ１２０に対して−４５°とすると、出射光Ｌ１２１の円偏光の回転方向が逆転し得る。このように、λ／４板１２０を用いることで、直線偏光のレーザ光を円偏光のレーザ光に変換することが可能である。

たとえば図５２および図５３に示すように、ターゲットであるドロップレットＤに照射されるプリパルス集光レーザビームＬＦ１を円偏光のレーザ光とした場合、ドロップレットＤの表面でのプリパルス集光レーザビームＬＦ１の吸収率の分布は、プリパルス集光レーザビームＬＦ１の光軸ＡＦを軸とする軸対称となり得る。この場合、光軸ＡＦがドロップレットＤの中心と略一致するのが好ましい。その結果、図５４および図５５に示すように、プリプラズマＰＰ１および／またはフラグメントＤＤ１が、光軸ＡＦに対して軸対称に広がり得る。メインパルス集光レーザビームＬＦ２は、この軸対称に広がったプリプラズマＰＰ１および／またはフラグメントＤＤ１に照射されてもよい。

このように、プリパルスレーザ光Ｌ１の偏光状態を円偏光とすると、ドロップレットＤによるプリパルス集光レーザビームＬＦ１の吸収率の分布が、光軸ＡＦを中心とする軸対称となり得る。これにより、ドロップレットＤから広がるプリプラズマＰＰ１および／またはフラグメントＤＤ１の分布も、同様に、光軸ＡＦを中心とする軸対称とすることができる。このようにターゲット物質が軸対称に広がった場合、メインパルス集光レーザビームＬＦ２によって照射される照射断面は円形になり得る。メインパルス集光レーザビームＬＦ２のビーム断面形状を円形とし、ターゲット物質の照射断面と略同形とすることで、ＣＥを改善できる場合がある。また、ＥＵＶ光Ｌ３のＩＦにおける断面形状を略円形にできる場合がある。

さらに、本実施の形態１２による偏光制御機構と上述のトップハット変換機構とを、プリパルスレーザ光Ｌ１のみが通過する光路上にともに設けてもよい。それにより、プラズマ生成サイトＰ１におけるドロップレットＤの位置が変動した場合でも、均一な光強度で円偏光のトップハットプリパルス集光レーザビームＬＦ１００１がドロップレットＤ照射表面全体に照射されるため、トップハットプリパルス集光レーザビームＬＦ１００１の吸収率の分布を光軸ＡＦを中心とする軸対称とすることができる。その結果、生成された拡散ターゲットの状態のばらつきが抑制されるとともに、光軸ＡＦを中心とする軸対称にターゲットを拡散させることができ、より安定的にＥＵＶ光Ｌ３を生成することができる。

上記では、偏光制御機構に透過型のλ／４板１２０を用いたが、これに限らず、反射型のλ／４板を用いてもよい。また、本実施の形態１２では、λ／４板を用いて直線偏光のレーザ光を円偏光のレーザ光に変換する場合を例に挙げた。その他の構成および効果は、上述の実施の形態１〜１１のいずれかと同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。

（実施の形態１３）
また、ダーゲットに照射されるプリパルスレーザ光および／またはメインパルスレーザ光は、楕円偏光であってもよい。楕円偏光のレーザ光は、図５６に示すように、たとえばバビネソレイユ補償板１２１を用いた偏光制御機構によって得ることが可能である。ただし、これに限るものではない。

図５６に示すように、バビネソレイユ補償板１２１は、第１結晶１２２および第２結晶１２３を含んでもよい。第１結晶１２２および第２結晶１２３は、それぞれウェッジ基板の形状を有してもよい。ここで、第１結晶１２２および第２結晶１２３のいずれか一方をこれの光学軸方向に移動させることで、バビネソレイユ補償板１２１全体の厚さが変化し得る。これを利用することで、入射光に対する出射光の位相差を、０からλ／２まで自由に変更することができる。

このバビネソレイユ補償板１２１は、入射面が入射光Ｌ１２０の光軸に対して垂直となるように配置されるのが好ましい。この際、図５６に示すように、直線偏光の入射光Ｌ１２０の偏光方向Ｄ１２２に対してバビネソレイユ補償板１２１の光学軸Ｄ１２１が４５°傾いており、且つ、第２結晶１２３をＤ１２１方向に変位させて位相差を調節することで、バビネソレイユ補償板１２１を透過した出射光Ｌ１２１の偏光状態を制御することができる。たとえば、出射光Ｌ１２１を楕円偏光のレーザ光とすることができる。プリパルスレーザ光Ｌ１を楕円偏光のレーザ光とすることで、ドロップレットＤから生成されるプリプラズマＰＰ１および／またはフラグメントＤＤ１の広がりを所望の分布に制御することができる。その他の構成および効果は、上述の実施の形態１〜１２のいずれかと同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。

（実施の形態１４）
ターゲットに照射されるプリパルスレーザ光および／またはメインパルスレーザ光は、空間的にランダムな直線偏光のレーザ光であってもよい。このようなレーザ光は、図５７に示すように、たとえばランダム位相板１４０を用いた偏光制御機構によって得ることが可能である。ただし、これに限るものではない。

図５７および図５８に示すように、ランダム位相板１４０は、たとえば直径ＤＭの円盤における光の入射面、出射面または反射面に、微小なピクセルサイズｄの凹凸がランダムに２次元配列された構成を備えてもよい。このランダム位相板１４０は、直径ＤＭの入射ビームを、ピクセルサイズｄの微小ビームに分割し得る。凸部１４１を通過した微小ビームと凹部１４２を通過した微小ビームとの位相差が、たとえばπとなるようにすることができる。これは、たとえば図５８に示すように、凸部１４１と凹部１４２との段差（または凸部１４１の厚さ）をΔｔとし、入射ビームの波長をλとし、屈折率をｎ１とすると、Δｔ＝λ／２（ｎ１−１）を満足させることで可能である。なお、上記では、透過型のランダム位相板１４０を例に挙げたが、反射型のランダム位相板でも同様に、たとえばπの位相差を持たせることができる。また、図５９に示すように、ランダム位相板１４０は、集光レンズ１４３（または集光ミラー）の直前に配置してもよい。

このように、プリパルスレーザ光Ｌ１を空間的にランダムな直線偏光とすることで、ドロップレット表面におけるレーザ光の吸収率を均一化できる。これにより、ドロップレットＤから生成されるプリプラズマＰＰ１および／またはフラグメントＤＤ１の広がりをレーザ光の光軸を中心とした軸対称にすることができる。この結果、ＣＥを改善できる場合がある。また、ＥＵＶ光Ｌ３のＩＦにおける断面形状を略円形にできる場合がある。さらに、空間的にランダムな直線偏光とした結果、プリパルスレーザ光Ｌ１のビームプロファイルを、図５９に示すような、略均一な強度分布のプロファイル（トップハット形状１４４）にすることが可能となる。

プリパルスレーザ光Ｌ１のみが通過する光路上にランダム位相板１４０を配置することで、略均一なプロファイルをもつレーザ光をドロップレットに照射できる。これにより、ドロップレットＤから生成されるプリプラズマＰＰ１および／またはフラグメントＤＤ１の位置安定性が向上する場合がある。さらに、メインパルスレーザ光Ｌ２のみが通過する光路上に他のランダム位相板を配置することで、略均一な強度分布のメインパルスレーザ光をプリプラズマＰＰ１および／またはフラグメントＤＤ１に照射できるので、略均一な強度分布のＥＵＶ光Ｌ３を発生させることが可能になる場合がある。その他の構成および効果は、上述の実施の形態１〜１３のいずれかと同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。

上記実施の形態およびその変形例は本開示を実施するための例にすぎず、本開示はこれらに限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することは本開示の範囲内であり、更に本開示の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは上記記載から自明である。例えば各実施の形態に対して適宜例示した変形例は、他の実施の形態に対して適用することも可能であることは言うまでもない。

１〜９、１０１０、１０１１極端紫外光を生成する装置
１０、５１、５３、２１０、３１０、６１０、７１０、８１０偏光制御機構
１１チャンバ
１２ドロップレットジェネレータ
１２ａノズル
１３ターゲット回収部
１４Ａ、１４Ｂコイル
１５Ａ、１５Ｂデブリ回収部
２０露光装置接続部
２１隔壁
５２レーザ媒質
１０１ｎ分割波長板
１１１ＴＮセル
１２０ λ／４板
１２１バビネソレイユ板
１２２第１結晶
１２３第２結晶
１３０ファイバ
１３１半導体可飽和吸収ミラー
１３２偏光制御部
１３３光ポンプ
１３４合波部
１３５Ｙｂファイバ
１３６グレーティングペア
１３７アイソレータ
１３８出力カプラ
１４０ランダム位相板
１４１凸部
１４２凹部
１４３集光レンズ
１４４トップハット
２１１位相補償板
２１２偏光回転板
２１３シータセル
３１１ λ／４波長板
５０１高反射ミラー
５１０円形回折格子ミラー
５１１回折格子
５１２多層膜
５１３ガラス基板
５２０リアミラーユニット
５２２アキシコンミラー
５２３Ｗアキシコンミラー
９１０フィルム状ターゲット供給装置
９２１ローラ
１００１ＤＯＥ
１０００トップハット変換機構
１００２位相光学素子
１００３マスク
１００４、１００６コリメートレンズ
１００５マイクロフライアイ光学素子
Ｄドロップレット
ＤＤ１フラグメント
ＤＦフィルム状ターゲット
ＩＦ中間集光点
Ｌ１、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ４１、Ｌ１ｃプリパルスレーザ光
Ｌ１ａ直線偏光のプリパルスレーザ光
Ｌ１ｂラジアル偏光のプリパルスレーザ光
Ｌ１ｄアジマス偏光のプリパルスレーザ光
Ｌ２、Ｌ２２、Ｌ３２、Ｌ４２、Ｌ５２、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂメインパルスレーザ光
Ｌ３ＥＵＶ光
Ｌ１００１トップハットプリパルスレーザ光
ＬＥ励起光
ＬＦ１、ＬＦ１１プリパルス集光レーザビーム
ＬＦ２メインパルス集光レーザビーム
ＬＦ１００１トップハットプリパルス集光レーザビーム
Ｍ集光光学系
Ｍ１レーザ光導入ミラー
Ｍ２、Ｍ４、Ｍ６軸外放物面ミラー
Ｍ３ＥＵＶ集光ミラー
Ｍ３ａ穴
Ｍ５、Ｍ１１、Ｍ１４、Ｍ３４高反射ミラー
Ｍ１２半導体可飽和吸収ミラー
Ｍ１３凹面高反射ミラー
Ｍ１５、Ｍ１６プリズム
Ｍ３１、Ｍ３２レンズ
Ｍ３３コリメートレンズ
Ｍ５１フロントミラー
ＭＡメインアンプ
ＭＤ磁場方向
ＭＯ、ＭＯ７１０、ＭＯ８１０マスタオシレータ
Ｐ１プラズマ生成サイト
ＰＡプリアンプ
ＰＬ、ＰＬ２１０、ＰＬ５１０プリパルスレーザ
ＰＰ１、ＰＰ２プリプラズマ
ＰＰ３拡散ターゲット
ＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲ３プラズマ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４リレー光学系
ＴＳ１チタンサファイア結晶
Ｗ１、Ｗ３ウィンドウ
Ｗ２ゲートバルブ

Claims

レーザシステムと共に用いられる極端紫外光生成装置であって、
レーザ光用の少なくとも１つの入射口およびターゲット物質を供給するためのターゲット供給部を含むチャンバと、
レーザ光の光路上に設けられ、少なくとも１つのレーザ光の偏光状態を制御する少なくとも１つの偏光制御部と、
前記チャンバ内で前記レーザ光が照射された前記ターゲット物質から放射される荷電粒子をトラップするための磁場を生成する磁場生成部と、
トラップされた前記荷電粒子を回収するための回収部と、
を備え、
前記少なくとも１つのレーザ光が、前記チャンバ内に供給される未照射状態のターゲット物質に照射される第１のレーザ光と、前記第１のレーザ光が照射された前記ターゲット物質に照射される第２のレーザ光とを含み、
前記少なくとも１つの偏光制御部は、前記第１のレーザ光を直線偏光のレーザ光に変換する第１の偏光制御部と、前記第２のレーザ光を円偏光のレーザ光に変換する第２の偏光制御部とを含む、
極端紫外光生成装置。
前記ターゲット物質は、ドロップレットの形態で前記チャンバ内に供給され、
前記ドロップレットに前記第１のレーザ光が照射され、
前記ドロップレットに前記第１のレーザ光が照射されることによって生成された拡散ターゲットに、前記第２のレーザ光が照射される、請求項１記載の装置。
前記第１および第２のレーザ光が、前記ターゲット物質に対して同一の方向から照射される、請求項１記載の装置。
前記第１および第２のレーザ光が、前記ターゲット物質に対して互いに異なる方向から照射される、請求項１記載の装置。
レーザシステムと共に用いられる極端紫外光生成装置であって、
レーザ光用の少なくとも１つの入射口およびターゲット物質を供給するためのターゲット供給部を含むチャンバと、
レーザ光の光路上に設けられ、少なくとも１つのレーザ光の偏光状態を制御する少なくとも１つの偏光制御部と、
前記チャンバ内で前記レーザ光が照射された前記ターゲット物質から放射される荷電粒子をトラップするための磁場を生成する磁場生成部と、
トラップされた前記荷電粒子を回収するための回収部と、
を備え、
前記少なくとも１つのレーザ光が、前記チャンバ内に供給される未照射状態のターゲット物質に照射される第１のレーザ光と、前記第１のレーザ光が照射された前記ターゲット物質に照射される第２のレーザ光とを含み、
前記少なくとも１つの偏光制御部が、前記第１および第２のレーザ光の両方を直線偏光のレーザ光に変換する第３の偏光制御部を含む、
極端紫外光生成装置。
前記第３の偏光制御部が、前記第１および第２のレーザ光の偏光状態が同一になるように前記第１および第２のレーザ光の偏光状態を制御する、請求項５記載の装置。
前記第３の偏光制御部が、前記第１および第２のレーザ光の偏光状態が互いに異なるように前記第１および第２のレーザ光の偏光状態を制御する、請求項５記載の装置。
前記ターゲット物質が、ドロップレットの形態で前記チャンバ内に供給される、請求項１記載の装置。
前記ドロップレットが、マスリミテッドのドロップレットである、請求項８記載の装置。
前記第１のレーザ光が前記ドロップレットに照射される時点において、前記第１のレーザ光の光軸に垂直な平面における前記第１のレーザ光の光強度分布が、前記ドロップレットの少なくとも最大断面積において略均一となるように前記光強度分布を補正するトップハット変換機構をさらに備える、請求項８記載の装置。
レーザシステムと共に用いられ、レーザ光用の少なくとも１つの入射口およびターゲット物質を供給するためのターゲット供給部を含むチャンバと、レーザ光の光路上に設けられ、少なくとも１つのレーザ光の偏光状態を制御する少なくとも１つの偏光制御部と、前記チャンバ内で前記レーザ光が照射された前記ターゲット物質から放射される荷電粒子をトラップするための磁場を生成する磁場生成部と、トラップされた前記荷電粒子を回収するための回収部と、を備える装置を用いて極端紫外光を生成する方法であって、
前記少なくとも１つのレーザ光が、前記チャンバ内に供給される未照射状態のターゲット物質に照射される第１のレーザ光と、前記第１のレーザ光が照射された前記ターゲット物質に照射される第２のレーザ光とを含み、
前記少なくとも１つの偏光制御部により、前記第１のレーザ光を直線偏光のレーザ光に変換し、前記第２のレーザ光を円偏光のレーザ光に変換することを含む、方法。