JP6441946B2

JP6441946B2 - レーザシステム

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Publication number: JP6441946B2
Application number: JP2016547267A
Authority: JP
Inventors: 安藤　正彦; 正彦安藤; 能史植野; 鈴木　徹; 徹鈴木
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Description

本開示は、パルスレーザ光を極端紫外光チャンバに伝送する伝送システム及びレーザシステムに関する。

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）光を生成するための装置と縮小投影反射光学系（ｒｅｄｕｃｅｄｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｃｓ）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、ターゲット物質にレーザ光を照射することによって生成されるプラズマを用いたＬＰＰ（ＬａｓｅｒＰｒｏｄｕｃｅｄＰｌａｓｍａ）方式の装置と、放電によって生成されるプラズマを用いたＤＰＰ（ＤｉｓｃｈａｒｇｅＰｒｏｄｕｃｅｄＰｌａｓｍａ）方式の装置と、軌道放射光を用いたＳＲ（ＳｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎＲａｄｉａｔｉｏｎ）方式の装置との３種類の装置が提案されている。

米国特許出願公開第２０１３／０３２７９６３号米国特許第８６８１４２７号米国特許出願公開第２０１４／００７７１０４号米国特許出願公開第２０１１／００７９７３６号特表２０１０−５１４２１４号特開２００６−３０３４６１号

概要

本開示の一例の伝送システムは、極端紫外光チャンバに供給されるターゲットに照射される第１プリパルスレーザ光を出力する第１プリパルスレーザ装置と、前記第１プリパルスレーザ光と異なるタイミングで前記ターゲットに照射される第２プリパルスレーザ光を出力する第２プリパルスレーザ装置とを含むレーザ装置から出力されたパルスレーザ光を前記極端紫外光チャンバに伝送し、前記第１プリパルスレーザ光の光路と前記第２プリパルスレーザ光の光路とを略一致させる光路調節装置と、前記光路調節装置によって略一致させられた前記第１プリパルスレーザ光と前記第２プリパルスレーザ光の光路を、前記第１プリパルスレーザ光の光路と、前記第２プリパルスレーザ光の光路とに分離する、光路分離装置と、前記光路分離装置により分離された前記第１プリパルスレーザ光の光路上に配置され、前記第１プリパルスレーザ光のビームパラメータを調節する、第１ビーム調節装置と、前記光路分離装置により分離された前記第２プリパルスレーザ光の光路上に配置され、前記第２プリパルスレーザ光のビームパラメータを調節する、第２ビーム調節装置と、を含んでもよい。

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方式のＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示している。図２は、関連技術におけるＥＵＶ光生成システムの一部断面図を示している。図３Ａは、第１のプリパルスレーザ光が照射されるときのターゲットの様子を概略的に示している。図３Ｂは、第２のプリパルスレーザ光が照射されるときのターゲットの様子を概略的に示している。図３Ｃは、メインパルスレーザ光が照射されるときのターゲットの様子を概略的に示している。図３Ｄは、メインパルスレーザ光が照射された後のターゲットの様子を概略的に示している。図４は、実施形態１に係るＥＵＶ光生成システムの構成例を示している。図５は、実施形態２に係るＥＵＶ光生成システムの構成例を示している。図６は、実施形態３に係るＥＵＶ光生成システムの構成例を示している。図７Ａは、第１ビーム調節装置の構成例を示している。図７Ｂは、ある状態の第１ビーム調節装置を示している。図７Ｃは、他の状態の第１ビーム調節装置を示している。図７Ｄは、他の状態の第１ビーム調節装置を示している。図８は、第１ビーム調節装置の他の構成例を示している。図９Ａは、ビームモニタの構成例を示している。図９Ｂは、ビームモニタの検出原理を説明するための図を示している。図９Ｃは、ビームモニタの検出原理を説明するための図を示している。図１０は、ビームモニタの他の構成例を示している。

実施形態

内容
１．概要
２．ＥＵＶ光生成システムの全体説明
構成
動作
３．レーザ光進行方向制御部を備えたＥＵＶ光生成装置の課題
構成
動作
ターゲット状態
課題
４．実施形態１
構成
動作
効果
５．実施形態２
実施形態１における課題
構成
効果
６．実施形態３
構成
動作
効果
７．ビーム調節装置
構成例１
構成例２
８．ビームモニタ
構成例１
構成例２

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しているものであって、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．概要
本開示は、レーザ光進行方向制御部を備えたＥＵＶ光生成システムに関する。露光装置用のＬＰＰ方式のＥＵＶ光生成システムは、ターゲットがチャンバ内の所定位置に到達した時に、集光したプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を、ターゲットに順に照射することによってプラズマ化し、ＥＵＶ光を生成してもよい。

プリパルスレーザ装置からチャンバまでの距離は、数十ｍであり得る。また、２種類のプリパルスレーザ装置により、プリパルスレーザ光を２段階照射してもよい。ＬＰＰ方式のＥＵＶ光生成システムは、２種類のプリパルスレーザ光を、共通の伝送経路を介してチャンバまで伝送してもよい。これにより、場積を低減し、部品点数を削減し得る。

照射条件調整のために、伝送経路の手前においてプリパルスレーザ光のビームパラメータを変更すると、長距離の伝送経路において、ケラレや集光が生じ得る。さらに長距離の伝送のため、２種類のプリパルスレーザ光のビームパラメータは、近い値とすることが要求され得る。結果として、２種類のプリパルスレーザ光のビームパラメータの調整代が制限され、最適な照射条件の実現が困難となり得る。

本開示における一例は、レーザシステムから出力されたレーザ光をＥＵＶチャンバに伝送するシステムであってもよい。レーザシステムは、第１プリパルスレーザ光を出力する第１プリパルスレーザ装置と、第２プリパルスレーザ光を出力する第２プリパルスレーザ装置と、を含んでもよい。光路調節装置は、第１プリパルスレーザ光と第２プリパルスレーザ光の光路を略一致させてもよい。

光路分離装置は、光路調節装置によって略一致させられた第１プリパルスレーザ光と第２プリパルスレーザ光の光路を、第１プリパルスレーザ光の光路と第２プリパルスレーザ光の光路とに分離してもよい。第１ビームパラメータ調節装置は、分離された第１プリパルスレーザ光の光路上に配置され、第１プリパルスレーザ光のビームパラメータを調節してもよい。第２ビームパラメータ調節装置は、分離された第２プリパルスレーザ光の光路上に配置され、第２プリパルスレーザ光のビームパラメータを調節してもよい。

上記構成により、長距離伝送しても第１プリパルスレーザ光と第２プリパルスレーザ光のビームパラメータを独立に調整し得るので、容易に照射条件を調整し得る。

２．ＥＵＶ光生成システムの全体説明
＜構成＞
図１は、例示的なＬＰＰ方式のＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示している。ＥＵＶ光生成装置１は、少なくとも１つのレーザシステム３と共に用いてもよい（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、以下、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及びターゲット供給部２６（例えばドロップレット発生器）を含んでもよい。チャンバ２は、密閉可能であってもよい。ターゲット供給部２６は、例えばチャンバ２の壁に取り付けられてもよい。ターゲット供給装置から供給されるターゲットの材料は、スズ、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、キセノン、又はそれらのうちのいずれか２つ以上の組合せを含んでもよいが、これらに限定されない。

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もよい。その貫通孔をレーザシステム３から出力されたパルスメインパルスレーザ光Ｍ２が通過してもよい。チャンバ２には、レーザシステム３から出力されたパルスメインパルスレーザ光Ｍ２が透過する少なくとも１つのウインドウ２１が設けられてもよい。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が配置されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３は、第１の焦点、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てもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３は、例えば、その第１の焦点がプラズマ発生位置（プラズマ生成領域２５）又はその近傍に位置し、その第２の焦点が露光装置の仕様によって規定される所望の集光位置（中間焦点（ＩＦ）２９２）に位置するように配置されるのが好ましい。ＥＵＶ集光ミラー２３の中央部には、パルスメインパルスレーザ光Ｍ３が通過することができる貫通孔２４が設けられてもよい。

ＥＵＶ光生成装置１は、ＥＵＶ光生成制御部５を含んでもよい。また、ＥＵＶ光生成装置１は、ターゲットセンサ４を含んでもよい。ターゲットセンサ４は、ターゲットの存在、軌道、位置の少なくとも１つを検出してもよい。ターゲットセンサ４は、撮像機能を有していてもよい。

更に、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２内部と露光装置６内部とを連通する接続部２９を含んでもよい。接続部２９内部には、アパーチャが形成された壁２９１を設けてもよい。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してもよい。

更に、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を回収するターゲット回収部２８などを含んでもよい。レーザ光進行方向制御部３４は、レーザ光の進行方向を制御するために、レーザ光の進行方向を規定する光学素子と、この光学素子の位置または姿勢を調整するためのアクチュエータとを備えてもよい。

＜動作＞
図１を参照すると、レーザシステム３から出力されたパルスメインパルスレーザ光Ｍ１は、レーザ光進行方向制御部３４を経てパルスメインパルスレーザ光Ｍ２としてウインドウ２１を透過してチャンバ２内に入射してもよい。パルスメインパルスレーザ光Ｍ２は、少なくとも１つのレーザ光経路に沿ってチャンバ２内に進み、レーザ光集光ミラー２２で反射されて、パルスメインパルスレーザ光Ｍ３として少なくとも１つのターゲット２７に照射されてもよい。

ターゲット供給部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に向けて出力してもよい。ターゲット２７には、パルスメインパルスレーザ光Ｍ３に含まれる少なくとも１つのパルスが照射される。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ＥＵＶ光２５１が生成される。ＥＵＶ光２５１は、ＥＵＶ集光ミラー２３によって反射されるとともに集光されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３に反射されたＥＵＶ光２５２は、中間焦点２９２を通って露光装置６に出力されてもよい。なお、１つのターゲット２７に、パルスメインパルスレーザ光Ｍ３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全体の制御を統括してもよい。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してもよい。ＥＵＶ光生成制御部５は、例えば、ターゲット２７を出力するタイミングの制御及びターゲット２７の出力方向の制御の内の少なくとも１つを行ってもよい。ＥＵＶ光生成制御部５は、例えば、レーザシステム３のレーザ発振タイミングの制御、パルスメインパルスレーザ光Ｍ２の進行方向の制御、及びパルスメインパルスレーザ光Ｍ３の集光位置の制御の内の少なくとも１つを行ってもよい。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を追加してもよい。

３．レーザ光進行方向制御部を備えたＥＵＶ光生成装置の課題
＜構成＞
図２は、関連技術におけるＥＵＶ光生成システムの一部断面図を示している。チャンバ２は、クリーンルームフロアに配置され、レーザシステム３は、サブファブフロアに配置されてもよい。サブファブフロアはクリーンルームフロアの階下に位置してもよい。

レーザシステム３は、第１プリパルスレーザ装置３５と、第２プリパルスレーザ装置３６と、メインパルスレーザ装置３０とを備えてもよい。第１プリパルスレーザ装置３５は、ピコ秒オーダのパルス幅のプリパルスレーザ光Ｐ１を出力するNd：YVO4レーザ装置等であってもよい。

第２プリパルスレーザ装置３６は、ナノ秒オーダのパルス幅のプリパルスレーザ光Ｐ２を出力するNd：ＹＡＧレーザ装置等であってもよい。プリパルスレーザ光Ｐ２は、プリパルスレーザ光Ｐ１と同波長のレーザ光であってもよい。

ピコ秒オーダのパルス幅は、１００ｆｓ以上１ｎｓ未満であってもよい。パルス幅上限は、分散したターゲットが半球ドーム的な低密度分散をするパルス幅であればよい。１００ｆｓ−５０ｐｓのパルス幅のレーザ装置は、モードロックレーザをオシレータとして含む構成を有してよい。５０ｐｓ以上のパルス幅のレーザ装置は、半導体レーザをオシレータとして含む構成を有してよい。

ピコ秒オーダのパルス幅のプリパルスレーザ光を出力するレーザ装置に代えて、フェムト秒オーダのパルス幅のプリパルスレーザ光を出力するレーザ装置を使用してもよい。フェムト秒オーダのパルス幅は、１ｆｓ以上１００ｆｓ未満であってもよい。フェムト秒オーダのレーザ装置として、再生増幅モードロックレーザを使用してよい。例えば、カー・レンズ・モードロック方式を利用したレーザ装置が使用されてもよい。

ナノ秒オーダのパルス幅は、１ｎｓ以上であってもよい。ナノ秒オーダのパルス幅の上限は、ターゲットの分散が不十分となる光強度、又はターゲットの一部が電離しない光強度として決定されてよい。さらに、ターゲットの膨張拡散による時間的制限によって決定されてもよい。

数ｎｓ〜数十ｎｓのパルス幅のレーザ装置は、Ｑスイッチ発振を利用した構成を有してもよい。それ以上のパルス幅のレーザ装置は、ＭＯＰＡ構成を有してもよい。例えば、レーザ装置は、オシレータとして半導体レーザやＣＷレーザ等を用い、光路上の光スイッチでレーザ光を時間的に切り出して所望のパルス幅を実現する構成を有してもよい。

メインパルスレーザ装置３０は、メインパルスレーザ光Ｍを出力するＣＯ_２レーザ装置であってもよい。メインパルスレーザ光Ｍは、プリパルスレーザ光Ｐ１及びプリパルスレーザ光Ｐ２と異なる波長のレーザ光であってもよい。

レーザシステム３からチャンバ２内に供給されるレーザ光の進行方向を制御するためのレーザ光進行方向制御部３４は、クリーンルームフロアとサブファブフロアとにまたがって配置されてもよい。

レーザシステム３は、図示しない固定装置により筐体３１０内部に固定されていてもよい。筐体３１０はエアサスペンション３２０によってサブファブフロアの床上に設置されていてもよい。エアサスペンション３２０を他の振動低減装置に置き換えてもよい。

サブファブフロアにおいて、レーザ光進行方向制御部３４は、λ／２波長板３１１、λ／２波長板３１２、第１ビーム調節装置７１、第２ビーム調節装置７２、高反射ミラー３１３、光路調節装置としての偏光ビームスプリッタ３１４、高反射ミラー５１Ａ、高反射ミラー５２Ａを含んでもよい。

λ／２波長板３１１は、第１プリパルスレーザ装置３５が出力するプリパルスレーザ光Ｐ１の光路上に配置されてもよい。λ／２波長板３１２は、第２プリパルスレーザ装置３６が出力するプリパルスレーザ光Ｐ２の光路上に配置されてもよい。

λ／２波長板３１１及びλ／２波長板３１２は、プリパルスレーザ光Ｐ１及びプリパルスレーザ光Ｐ２の偏光状態が異なる偏光状態となるよう構成されてよい。例えば、後述する偏光ビームスプリッタ３１４の入射面に対して、プリパルスレーザ光Ｐ１がＳ偏光、プリパルスレーザ光Ｐ２がＰ偏光で入射するよう構成されてもよい。

第１ビーム調節装置７１は、第１プリパルスレーザ装置３５が出力するプリパルスレーザ光Ｐ１の光路上に配置されてもよい。第１ビーム調節装置７１はプリパルスレーザ光Ｐ１のビームパラメータを調節するよう構成されてもよい。

第２ビーム調節装置７２は、第２プリパルスレーザ装置３６が出力するプリパルスレーザ光Ｐ２の光路上に配置されてもよい。第２ビーム調節装置７２はプリパルスレーザ光Ｐ２のビームパラメータを調節するよう構成されてもよい。

第１ビーム調節装置７１及び第２ビーム調節装置７２は、それぞれ、複数のミラー又は複数のレンズを含んでもよい。第１ビーム調節装置７１及び第２ビーム調節装置７２は、少なくとも１つのミラーと少なくとも１つのレンズとの組合せを含んでもよい。

第１ビーム調節装置７１及び第２ビーム調節装置７２が、それぞれ調節するビームパラメータは、例えば、ビーム位置、ビーム形状、ビーム断面積、ダイバージェンス、波面、ビーム進行方向の少なくとも一部を含んでもよい。

高反射ミラー３１３は、第１ビーム調節装置７１から出力されたプリパルスレーザ光Ｐ１を、偏光ビームスプリッタ３１４に向けて反射してもよい。偏光ビームスプリッタ３１４は、第１ビーム調節装置７１及び第２ビーム調節装置７２からそれぞれ出力されたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路を、略一致させるよう配置されてもよい。偏光ビームスプリッタ３１４は、例えば、Ｐ偏光で入射する光を透過し、Ｓ偏光で入射する光を反射するように構成されてもよい。

高反射ミラー５１Ａは、偏光ビームスプリッタ３１４からのプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路上に配置されてよい。高反射ミラー５１Ａは、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を、光路管５１０に向けて反射してもよい。

高反射ミラー５２Ａは、メインパルスレーザ装置３０が出力するメインパルスレーザ光Ｍの光路上に配置されてよい。高反射ミラー５２Ａは、メインパルスレーザ光Ｍを光路管５２０に向けて反射してもよい。

レーザ光進行方向制御部３４は、サブファブフロアにおいて高反射ミラー５１Ａに反射されたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を、クリーンルームフロアに導いてもよい。レーザ光進行方向制御部３４は、サブファブフロアにおいて高反射ミラー５２Ａに反射されたメインパルスレーザ光Ｍを、クリーンルームフロアに導いてもよい。

サブファブフロアとクリーンルームフロアとにまたがる領域において、レーザ光進行方向制御部３４は、中空の光路管５１０及び５２０を含んでもよい。光路管５１０は、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を、サブファブフロアからクリーンルームフロアに伝送してもよい。光路管５２０は、メインパルスレーザ光Ｍを、サブファブフロアからクリーンルームフロアに伝送してもよい。

光路管５１０及び５２０内は真空でもよく、光路管５１０及び５２０内には乾燥空気又は不活性ガス等が導入されてもよい。光路管５１０及び５２０内に乾燥空気又は不活性ガス等が導入される場合、それらの気体は真空に近い低圧であってもよい。

光路管５１０内に、複数の高反射ミラー５１Ｂ〜５１Ｄが配置されてもよい。高反射ミラー５１Ａ〜５１Ｄは、レーザシステム３からのプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を、サブファブフロアからクリーンルームフロアまで導く伝送経路を構成し得る。複数の高反射ミラー５１Ｂ〜５１Ｄは、それぞれ、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を反射してもよい。

光路管５２０内に、複数の高反射ミラー５２Ｂ〜５２Ｄが配置されてもよい。複数の高反射ミラー５２Ｂ〜５２Ｄは、レーザシステム３からのメインパルスレーザ光Ｍをチャンバ２まで導く伝送経路を構成し得る。複数の高反射ミラー５２Ｂ〜５２Ｄは、それぞれ、メインパルスレーザ光Ｍを反射してもよい。

クリーンルームフロアにおいて、チャンバ２は、チャンバ基準部材１０上に固定されてもよい。チャンバ基準部材１０は、設置機構９によってクリーンルームフロアの床上に固定されてもよい。チャンバ基準部材１０は、レーザ光進行方向制御部３４の一部を構成する光学素子群を収容してもよい。

クリーンルームフロアにおいて、レーザ光進行方向制御部３４は、ビームコンバイナ６２、ビームモニタ６６、コントローラ５８、高反射ミラー６１及び６３、を含んでもよい。ビームコンバイナ６２、ビームモニタ６６、高反射ミラー６１及び６３は、チャンバ基準部材１０内に配置されてもよい。

ビームコンバイナ６２は、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路と、メインパルスレーザ光Ｍの光路とを、略一致させるよう配置されてもよい。例えば、ビームコンバイナ６２は、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の波長の光を高反射し、メインパルスレーザ光Ｍの波長の光を高透過する、ダイクロイックミラーであってもよい。

高反射ミラー６１は、高反射ミラー５１Ｄに反射されたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を、ビームモニタ６６に向けて反射してもよい。ビームコンバイナ６２は、高反射ミラー６１で反射されたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を、高い反射率で高反射ミラー６３に向けて反射するとともに、高反射ミラー６１で反射されたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の一部を、サンプル光として、ビームモニタ６６に透過させてもよい。ビームコンバイナ６２は、高反射ミラー５２Ｄで反射されたメインパルスレーザ光Ｍを、高反射ミラー６３に向けて透過させてもよい。

ビームモニタ６６は、ビームコンバイナ６２を透過した僅かな光量のプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２のビームパラメータを計測するよう構成されてもよい。ビームモニタ６６は、サンプル光が入射する受光面を有してもよい。ビームモニタ６６は、受光面におけるサンプル光のビーム幅及び波面に関するパラメータを、算出するための検出値をコントローラ５８へ出力するよう構成されてもよい。波面に関するパラメータは、上述のように、ビームダイバージェンス等であってもよい。

コントローラ５８は、第１ビーム調節装置７１、第２ビーム調節装置７２、ビームモニタ６６、及びＥＵＶ光生成制御部５に接続されてもよい。コントローラ５８は、ビームモニタ６６から出力される検出値に基づいて、サンプル光のビーム幅及び波面に関するパラメータ値を算出してもよい。

コントローラ５８は、上記パラメータ値を利用して、予め定めた範囲内のビーム幅及び波面を有するサンプル光がビームモニタ６６の受光面に入射するように、第１ビーム調節装置７１及び第２ビーム調節装置７２をフィードバック制御してもよい。

高反射ミラー６３は、ビームコンバイナ６２からのプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２並びにメインパルスレーザ光Ｍを、平面ミラー６４に向けて反射してもよい。プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２並びにメインパルスレーザ光Ｍは、平面ミラー６４及びレーザ光集光ミラー６５において高い反射率で反射されて、プラズマ生成領域２５に供給されるターゲットに集光されてもよい。ターゲット２７は、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２並びにメインパルスレーザ光Ｍに照射されることによってプラズマ化し、当該プラズマからＥＵＶ光を含む放射光が放射され得る。

＜動作＞
レーザシステム３は、プリパルスレーザ光Ｐ１、プリパルスレーザ光Ｐ２、メインパルスレーザ光Ｍの順に、各パルスレーザ光を出力してもよい。プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路は、偏光ビームスプリッタ３１４にて略一致させられてよい。プリパルスレーザ光Ｐ１の光路は、λ／２波長板３１１及び第１ビーム調節装置７１を経て、偏光ビームスプリッタ３１４に至ってもよい。プリパルスレーザ光Ｐ２の光路は、λ／２波長板３１２及び第２ビーム調節装置７２を経て、偏光ビームスプリッタ３１４に至ってもよい。

ビームコンバイナ６２に導かれたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の一部は、ビームコンバイナ６２を透過してビームモニタ６６に入射してもよい。ビームコンバイナ６２にて反射されたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２は、チャンバ２に導入されてもよい。一方、メインパルスレーザ光Ｍは、ビームコンバイナ６２を透過してチャンバ２に導かれてもよい。

ビームモニタ６６は、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２のビームパラメータを計測してもよい。ビームパラメータの計測値はコントローラ５８に入力され、コントローラ５８は、計測されたビームパラメータが所望の値となるよう、第１ビーム調節装置７１及び第２ビーム調節装置７２を制御してもよい。

チャンバ２に導かれたプリパルスレーザ光Ｐ１に照射されることでターゲット２７は分散され、分散されたターゲット２７はプリパルスレーザ光Ｐ２の照射によってさらに細かな粒径で拡散されたターゲット２７となり得る。その後、メインパルスレーザ光Ｍが拡散されたターゲット２７に照射されてプラズマが生成され、プラズマからＥＵＶ光が放射し得る。

＜ターゲット状態＞
図３Ａは、プリパルスレーザ光Ｐ１が照射されるときのターゲットの様子を概略的に示している。破線２７０は、ターゲット２７の軌道及びその延長線を示している。プリパルスレーザ光Ｐ１は、ターゲット２７の径と略同じか、ターゲット２７の径より少し大きい集光径Ｄ１を有してもよい。例えば、プリパルスレーザ光Ｐ１の集光径Ｄ１は、２０μｍ〜１００μｍであってもよい。

図３Ｂは、プリパルスレーザ光Ｐ２が照射されるときのターゲットの様子を概略的に示している。液滴状のターゲット２７に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することにより、２次ターゲット２７１が生成され得る。

図３Ｂにおけるドットの粗密は、ターゲット物質の分布密度に対応し得る。図３Ｂに示されるように、プリパルスレーザ光Ｐ１が照射されて生成された２次ターゲット２７１は、円盤部２７３と、ドーム部２７２とを有し得る。

円盤部２７３は、プリパルスレーザ光Ｐ１の光路の下流側に拡散し、ターゲット物質の密度が比較的高くなり得る。ドーム部２７２は、プリパルスレーザ光Ｐ１の光路の上流側に拡散し、ターゲット物質の密度が比較的低くなり得る。ドーム部２７２の内側には、さらにターゲット物質の密度が低い部分２７４が生成され得る。

図３Ｂに示されるように、この拡散した２次ターゲット２７１に、プリパルスレーザ光Ｐ２が照射されてもよい。プリパルスレーザ光Ｐ２は、拡散した２次ターゲット２７１の径とほぼ同じか、それより少し大きい集光径Ｄ２を有してもよい。集光径Ｄ２は、例えば、３００μｍ〜４００μｍでもよい。集光径Ｄ２は焦点におけるスポット径でなくともよい。つまり、プリパルスレーザ光Ｐ２は、デフォーカスで照射されてもよい。

図３Ｃは、メインパルスレーザ光Ｍが照射されるときのターゲットの様子を概略的に示している。図３Ｂに示された２次ターゲット２７１にプリパルスレーザ光Ｐ２が照射されると、蒸気又はプリプラズマ２７６を少なくとも含む３次ターゲット２７５が生成され得る。

図３Ｃに示されるように、蒸気又はプリプラズマ２７６を少なくとも含む３次ターゲット２７５に、メインパルスレーザ光Ｍが照射されてもよい。メインパルスレーザ光Ｍは、３次ターゲット２７５の分散径とほぼ同じか、それより少し大きい集光径Ｄ３を有していてもよい。集光径Ｄ３は、例えば、３００μｍ〜４００μｍでもよい。

図３Ｄは、メインパルスレーザ光Ｍが照射された後のターゲットの様子を概略的に示している。図３Ｃに示された３次ターゲット２７５にメインパルスレーザ光Ｍが照射されると、３次ターゲット２７５はプラズマ化し、このプラズマから、ＥＵＶ光が放射し得る。

＜課題＞
上記構成のように、同一波長の２つのプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２のビームパラメータを、光路を略一致させる前に調整してもよい。しかし、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の伝送距離が長い場合、例えば、光路を略一致させる前にダイバージェンスを大きく調整しすぎると、伝送中のビーム径が光路管５１０の直径より大きくなり、ケラレが発生し、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光量が低下して伝送され得る。

つまり、伝送距離が長くなるほどビームパラメータの調整代が小さくなり得る。特に、ビームパラメータの内、ダイバージェンスやビーム進行方向の調整代は、同一光路で伝送するという制約を受けて、非常に小さくなり得る。さらに、伝送距離が長くなるほど、プリパルスレーザ光Ｐ１のビームパラメータとプリパルスレーザ光Ｐ２のビームパラメータとを近い値とすることが必要となり、最適なレーザ光照射条件を実現する妨げとなり得る。

４．実施形態１
＜構成＞
図４は、本実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成例を示している。以下において、図２に示している関連技術との相違点を主に説明する。レーザ光進行方向制御部３４において、図２を参照して説明したサブファブフロアの第１ビーム調節装置７１及び第２ビーム調節装置７２は、省略されていてもよい。なお、第１ビーム調節装置７１及び第２ビーム調節装置７２は、省略されていなくともよい。この点は他の実施形態において同様である。

クリーンルームフロアにおいて、レーザ光進行方向制御部３４は、図２に示している構成要素に加え、λ／２波長板７５、光路分離装置としての偏光ビームスプリッタ７６、高反射ミラー７７、高反射ミラー７８、偏光ビームスプリッタ７９、第１ビーム調節装置８１、及び第２ビーム調節装置８２、を含んでもよい。

偏光ビームスプリッタ３１４は、第１プリパルスレーザ装置３５及び第２プリパルスレーザ装置３６からそれぞれ出力されたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路を、略一致させるよう配置されてもよい。偏光ビームスプリッタ３１４は、高反射ミラー３１３及びλ／２波長板３１２それぞれの下流側に配置されてもよい。

λ／２波長板７５は、偏光ビームスプリッタ３１４によって略一致したプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路上に、配置されてもよい。λ／２波長板７５は、高反射ミラー５１Ｄの下流側に位置し、高反射ミラー５１Ｄに反射されたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を受光してもよい。

偏光ビームスプリッタ７６は、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の略一致した光路上において、λ／２波長板７５の下流側に配置されてもよい。偏光ビームスプリッタ７６は、偏光ビームスプリッタ３１４によって略一致したプリパルスレーザ光Ｐ１及び光Ｐ２の光路を、プリパルスレーザ光Ｐ１の光路と、プリパルスレーザ光Ｐ２の光路とに分離するよう配置されてもよい。偏光ビームスプリッタ７６は、例えば、偏光ビームスプリッタ３１４と同様に、Ｐ偏光で入射する光を透過し、Ｓ偏光で入射する光を反射するよう構成されてもよい。

第１ビーム調節装置８１は、偏光ビームスプリッタ７６により分離されたプリパルスレーザ光Ｐ１の光路上に配置されてもよい。第２ビーム調節装置８２は、偏光ビームスプリッタ７６により分離されたプリパルスレーザ光Ｐ２の光路上に配置されてもよい。

高反射ミラー７７は、プリパルスレーザ光Ｐ１の光路上において、第１ビーム調節装置８１の上流側に配置されてもよい。高反射ミラー７７は、偏光ビームスプリッタ７６により分離されたプリパルスレーザ光Ｐ１を、第１ビーム調節装置８１に向けて反射してもよい。

高反射ミラー７８は、プリパルスレーザ光Ｐ１の光路上において、第１ビーム調節装置８１の下流側に配置されてもよい。高反射ミラー７８は、第１ビーム調節装置８１からのプリパルスレーザ光Ｐ１を偏光ビームスプリッタ７９に向けて反射してもよい。

偏光ビームスプリッタ７９は、第１ビーム調節装置８１及び第２ビーム調節装置８２からそれぞれ出力されたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路を再度略一致させるよう配置されてもよい。

偏光ビームスプリッタ７９は、プリパルスレーザ光Ｐ１の光路上において、高反射ミラー７８の下流側に配置されてもよい。偏光ビームスプリッタ７９は、プリパルスレーザ光Ｐ２の光路上において、第２ビーム調節装置８２の下流側に配置されてもよい。偏光ビームスプリッタ７９は、例えば、偏光ビームスプリッタ３１４と同様、Ｐ偏光で入射する光を透過し、Ｓ偏光で入射する光を反射するよう構成されてもよい。

ビームコンバイナ６２は、偏光ビームスプリッタ７９から出力され、高反射ミラー６１により反射されたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路と、メインパルスレーザ光Ｍの光路とを、略一致させるよう配置されてもよい。

第１プリパルスレーザ装置３５及び第２プリパルスレーザ装置３６が、それぞれ異なる偏光状態のプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を出力する場合、λ／２波長板３１１と、λ／２波長板３１２とは省略されてもよい。

例えば、第１プリパルスレーザ装置３５は、偏光ビームスプリッタ３１４の入射面にＳ偏光で入射するプリパルスレーザ光Ｐ１を出力し、第２プリパルスレーザ装置３６は、偏光ビームスプリッタ３１４の入射面にＰ偏光で入射するプリパルスレーザ光Ｐ２を出力してもよい。

＜動作＞
以下において、本実施形態のＥＵＶ光生成システム１１の動作を説明する。図２に示している関連技術との相違点を主に説明する。図４において、第１プリパルスレーザ装置３５及び第２プリパルスレーザ装置３６は、それぞれ、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を出力してもよい。ここで、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の出力タイミングは異なっていて、プリパルスレーザ光Ｐ１が出力された後にプリパルスレーザ光Ｐ２が出力されてもよい。

プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２は、それぞれ、λ／２波長板３１１及び３１２を経て、偏光ビームスプリッタ３１４に入射してもよい。プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路は、偏光ビームスプリッタ３１４によって略一致させられてもよい。

偏光ビームスプリッタ３１４に入射するプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２は、異なる状態の直線偏光であってもよい。例えば、プリパルスレーザ光Ｐ１はＳ偏光であり、プリパルスレーザ光Ｐ２はＰ偏光であってもよい。

偏光ビームスプリッタ３１４にて光路が略一致するプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２は、それぞれ、高反射ミラー５１Ａ〜５１Ｄで規定される伝送路を介して、λ／２波長板７５に入射してもよい。

λ／２波長板７５は、プリパルスレーザ光Ｐ１とプリパルスレーザ光Ｐ２との間の偏光角の差を保持した状態で、それぞれの偏光角を所定量回転させてもよい。高反射ミラー５１Ａ〜５１Ｄで規定される伝送経路において、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２は、所定の様々な方向に反射され伝送され得る。この際、プリパルスレーザ光Ｐ１とプリパルスレーザ光Ｐ２との間の偏光角の差は維持され得るが、特定の基準面、例えば地平面に対する偏光角は、偏光ビームスプリッタ３１４に入射した時点の偏光角と比べて変動し得る。

λ／２波長板７５の光学軸の傾斜を調節することで、偏光ビームスプリッタ７６が、プリパルスレーザ光Ｐ１の光路とプリパルスレーザ光Ｐ２の光路とを適切に分離するように、偏光ビームスプリッタ７６に入射するプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の偏光角を補正し得る。

異なる状態の直線偏光であるプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路を、偏光ビームスプリッタ３１４を使用して略一致させると共に、偏光ビームスプリッタ７６によってプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路を分離することで、効率的にプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を伝送し得る。

偏光ビームスプリッタ７６に入射したプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の略一致した光路は、それぞれ、偏光ビームスプリッタ７６によって、プリパルスレーザ光Ｐ１の光路と、プリパルスレーザ光Ｐ２の光路とに、偏光角に応じて分離されてもよい。

分離されたプリパルスレーザ光Ｐ１は、高反射ミラー７７により第１ビーム調節装置８１に向けて反射され、第１ビーム調節装置８１よってビームパラメータを調整されてもよい。分離されたプリパルスレーザ光Ｐ２は、第２ビーム調節装置８２によってビームパラメータを調整されてもよい。

ビームパラメータを調整されたプリパルスレーザ光Ｐ１は高反射ミラー７８に反射されて、偏光ビームスプリッタ７９に入射してもよい。ビームパラメータを調整されたプリパルスレーザ光Ｐ２は、偏光ビームスプリッタ７９に入射してもよい。偏光ビームスプリッタ７９は、プリパルスレーザ光Ｐ１を反射し、プリパルスレーザ光Ｐ２を透過させてもよい。偏光ビームスプリッタ７９は、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路を、再度、略一致させてもよい。

偏光ビームスプリッタ７９を介してビームコンバイナ６２に導かれたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の一部は、ビームコンバイナ６２を透過してビームモニタ６６に入射してもよい。

ビームモニタ６６にてプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２それぞれのビームパラメータが計測され得る。ビームパラメータの計測値はコントローラ５８に入力されてもよい。コントローラ５８は、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２それぞれの計測されたビームパラメータが所望の値となるよう、第１ビーム調節装置８１及び第２ビーム調節装置８２を制御してもよい。

＜効果＞
本実施形態は、プリパルスレーザ光Ｐ１の光路とプリパルスレーザ光Ｐ２の光路を、サブファブフロアとメインフロアをつなぐ伝送経路を経た後に分離し、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２それぞれのビームパラメータを調節してもよい。したがって、本実施形態は、伝送距離が長くなっても、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２のビームパラメータの調整代が小さくなることを抑制し得る。

また、本実施形態は、伝送経路においてプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２のビームパラメータを近い値とし、伝送経路を経た後、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２のビームパラメータそれぞれを独立に調整し得る。これにより、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２それぞれの最適なレーザ光照射条件を容易に実現し得る。

なお、プリパルスレーザ装置の数は、３以上であってもよい。複数のプリパルスレーザ光のビームパラメータ値は、上記例に限定されず、例えば、異なる波長を有し同一のパルス幅を有していてもよい。ビームパラメータを調整されたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路は、分離されたままチャンバ２に導かれてもよい。ＥＵＶ光生成システムは、同一フロア上で構成されていてもよい。これらの点は他の実施形態において同様である。

５．実施形態２
＜実施形態１における課題＞
図４に示している実施形態１のＥＵＶ光生成システム１１は、偏光ビームスプリッタ７６を用いてプリパルスレーザ光Ｐ１の光路とプリパルスレーザ光Ｐ２の光路とを分離してもよい。プリパルスレーザ光Ｐ２は、偏光ビームスプリッタ７６で反射される偏光状態の光を含み得る。そのため、偏光ビームスプリッタ７６は、本来反射するべきプリパルスレーザ光Ｐ１の他に、僅かにプリパルスレーザ光Ｐ２の一部を反射し得る。

このように本来意図しない偏光状態の光の成分を、偏光エラー成分と呼んでもよい。偏光エラー成分の光路は、偏光ビームスプリッタ７６を透過したプリパルスレーザ光Ｐ２の光路と、偏光ビームスプリッタ７９により一致させられ得る。

この際、偏光エラー成分と、偏光ビームスプリッタ７６を透過したプリパルスレーザ光Ｐ２とが干渉してスペックルを生じ得る。同様の現象がプリパルスレーザ光Ｐ１についても起こり得る。スペックルはビームモニタ６６におけるプリパルスレーザ光の正確な観測を困難にし、良好な照射条件の実現を困難にし得る。

＜構成＞
図５は、本実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成例を示している。以下において、図４に示している実施形態１に係るＥＵＶ光生成システム１１との相違点を主に説明する。

本実施形態に係るレーザ光進行方向制御部３４は、図４に示している構成における高反射ミラー７７、高反射ミラー７８のそれぞれに代えて、偏光ビームスプリッタ８６，８７を含んでもよい。さらに、偏光ビームスプリッタ７６、８６，８７、７９は、キューブ偏光ビームスプリッタ８５〜８８であってもよい。

キューブ偏光ビームスプリッタ８５は、プリパルスレーザ光Ｐ２の光路上において、λ／２波長板７５と第２ビーム調節装置８２との間に配置されてもよい。キューブ偏光ビームスプリッタ８５は、プリパルスレーザ光Ｐ１の光路上において、λ／２波長板７５とキューブ偏光ビームスプリッタ８６との間に配置されてもよい。

キューブ偏光ビームスプリッタ８５は、略一致したプリパルスレーザ光Ｐ１とプリパルスレーザ光Ｐ２の光路を、プリパルスレーザ光Ｐ１の光路と、プリパルスレーザ光Ｐ２の光路とに分離させるよう配置されてもよい。例えば、キューブ偏光ビームスプリッタ８５は、Ｐ偏光で入射する光を透過し、Ｓ偏光で入射する光を反射するよう構成されてもよい。

キューブ偏光ビームスプリッタ８６は、偏光ビームスプリッタ８５によって分離されたプリパルスレーザ光Ｐ１の光路上において、第１ビーム調節装置８１の上流側に配置されてもよい。キューブ偏光ビームスプリッタ８６は、プリパルスレーザ光Ｐ１の偏光状態の光を、第１ビーム調節装置８１に向けて反射するように配置されてもよい。例えば、キューブ偏光ビームスプリッタ８６は、Ｐ偏光で入射する光を透過し、Ｓ偏光で入射する光を反射するよう構成されてもよい。

キューブ偏光ビームスプリッタ８７は、第１ビーム調節装置８１を経たプリパルスレーザ光Ｐ１の光路上に、配置されてもよい。キューブ偏光ビームスプリッタ８７は、プリパルスレーザ光Ｐ１の偏光状態の光を、キューブ偏光ビームスプリッタ８８に向けて反射するように配置されてもよい。例えば、キューブ偏光ビームスプリッタ８７は、Ｐ偏光で入射する光を透過し、Ｓ偏光で入射する光を反射するよう構成されてもよい。

キューブ偏光ビームスプリッタ８８は、第１ビーム調節装置８１及び第２ビーム調節装置８２からそれぞれ出力されたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路を、再度略一致させるよう配置されてもよい。

キューブ偏光ビームスプリッタ８８は、プリパルスレーザ光Ｐ１の光路上において、キューブ偏光ビームスプリッタ８７の下流側に配置されてもよい。キューブ偏光ビームスプリッタ８８は、プリパルスレーザ光Ｐ２の光路上において、第２ビーム調節装置８２の下流側に配置されてもよい。例えば、キューブ偏光ビームスプリッタ８８は、Ｐ偏光で入射する光を透過し、Ｓ偏光で入射する光を反射するよう構成されてもよい。

キューブ偏光ビームスプリッタ８５〜８８は、それぞれ、他の形状の偏光ビームスプリッタであってもよい。例えば、キューブ偏光ビームスプリッタ８５〜８８は、それぞれ、平板型偏光ビームスプリッタ又はウェッジ基板型偏光ビームスプリッタであってもよい。

＜効果＞
本実施形態は、特定の直線偏光のプリパルスレーザ光が伝搬すべき光路に、ミラーに代えて、多段に配置された偏光ビームスプリッタを含むので、偏光エラー成分の伝搬を抑制し、スペックルを低減し得る。

さらに、板状の偏光ビームスプリッタに代えてキューブ偏光ビームスプリッタを含むので、偏光ビームスプリッタを透過する前後における光路のズレを小さくし得る。このため、光路調整が容易となり得る。

６．実施形態３
＜構成＞
図６は、本実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成例を示している。以下において、図４に示している実施形態１に係るＥＵＶ光生成システム１１との相違点を主に説明する。

本実施形態に係るレーザ光進行方向制御部３４は、サブファブフロアにおいて、図４に示している構成におけるλ／２波長板３１１、λ／２波長板３１２、及び偏光ビームスプリッタ３１４のそれぞれに代えて、λ／４波長板９１１、λ／４波長板９１２、及びビームスプリッタ９１４を含んでもよい。レーザ光進行方向制御部３４は、クリーンルームフロアにおいて、図４に示している構成におけるλ／２波長板７５に代えてλ／４波長板９１を含んでよく、さらに、ポッケルスセル９２を含んでもよい。

λ／４波長板９１１は、プリパルスレーザ光Ｐ１の光路上において、第１プリパルスレーザ装置３５と高反射ミラー３１３との間に配置されてもよい。λ／４波長板９１２は、プリパルスレーザ光Ｐ２の光路上において、第２プリパルスレーザ装置３６とビームスプリッタ９１４との間に配置されてもよい。

ビームスプリッタ９１４は、第１プリパルスレーザ装置３５及び第２プリパルスレーザ装置３６からそれぞれ出力されたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路を略一致させるよう配置されてもよい。ビームスプリッタ９１４の反射率は例えば５０％でもよい。ビームスプリッタ９１４は、高反射ミラー３１３及びλ／４波長板９１２それぞれの下流側に配置されてもよい。

λ／４波長板９１は、ビームスプリッタ９１４によって略一致したプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路上に、配置されてもよい。λ／４波長板９１は、高反射ミラー５１Ｄの下流側に位置し、高反射ミラー５１Ｄに反射されたプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を受光してもよい。

ポッケルスセル９２は、λ／４波長板９１を透過したプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路上に配置されてもよい。ポッケルスセル９２は、第１ビーム調節装置８１及び第２ビーム調節装置８２の上流側に配置されてもよい。ポッケルスセル９２と、第１プリパルスレーザ装置３５とはコントローラ５８に接続されてもよい。

＜動作＞
プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２は、λ／４波長板９１１及び９１２によって、同一の偏光状態となってもよい。例えば、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２は、共に円偏光状態となってもよい。λ／４波長板９１１を通過したプリパルスレーザ光Ｐ１は、高反射ミラー３１３に反射され、ビームスプリッタ９１４に入射してもよい。λ／４波長板９１２を通過したプリパルスレーザ光Ｐ２は、ビームスプリッタ９１４に入射してもよい。ビームスプリッタ９１４は、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の光路を、略一致させてもよい。

略同一の光路上を進むプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２は、それぞれ、高反射ミラー５１Ａ〜５１Ｄで規定される伝送経路を介して、λ／４波長板９１に入射してもよい。λ／４波長板９１は、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を、同一状態の直線偏光に変換してもよい。例えば、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２は、偏光ビームスプリッタ７６の入射面に対してＳ偏光に変換されてもよい。

偏光ビームスプリッタ７６は、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を通過させるように構成されていてもよい。偏光ビームスプリッタ７６は、プリパルスレーザ光Ｐ１の光路とプリパルスレーザ光Ｐ２の光路とを、プリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の偏光角に応じて、分離してもよい。

ポッケルスセル９２は、プリパルスレーザ光Ｐ１の偏光状態を変化させることなく、プリパルスレーザ光Ｐ１を通過させてもよい。ポッケルスセル９２を通過したプリパルスレーザ光Ｐ１は、偏光ビームスプリッタ７６に入射してもよい。偏光ビームスプリッタ７６は、プリパルスレーザ光Ｐ１を反射してもよい。偏光ビームスプリッタ７６によって反射されたプリパルスレーザ光Ｐ１は、高反射ミラー７７を介して、第１ビーム調節装置８１に入射してもよい。

プリパルスレーザ光Ｐ２がポッケルスセル９２に達すると、コントローラ５８はポッケルスセル９２の図示しない電源を駆動して電圧を印加することで、プリパルスレーザ光Ｐ２の偏光状態を他の直線偏光に変換してよい。

例えば、プリパルスレーザ光Ｐ２は、偏光ビームスプリッタ７６の入射面に対してＰ偏光に変換されてもよい。偏光ビームスプリッタ７６は、入射したプリパルスレーザ光Ｐ２を通過させてもよい。偏光ビームスプリッタ７６を通過したプリパルスレーザ光Ｐ２は、第２ビーム調節装置８２に入射してもよい。

コントローラ５８は、プリパルスレーザ光Ｐ２がポッケルスセル９２に入射するタイミングを決定するため、第１プリパルスレーザ装置３５から出力タイミングを受信してもよい。コントローラ５８は、受信した出力タイミングにプリパルスレーザ光Ｐ１とプリパルスレーザ光Ｐ２との間の出力タイミングの差及び光路長を考慮した遅延時間を付加することで、ポッケルスセル９２の電源に駆動信号を送信してもよい。コントローラ５８は、第２プリパルスレーザ装置３６からの出力タイミングを受信し、ポッケルスセル９２を制御してもよい

＜効果＞
本実施形態は、高反射ミラー５１Ａ〜５１Ｄで規定される伝送経路上において、円偏光のプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２を伝送するため、伝送経路におけるプリパルスレーザ光Ｐ１及びＰ２の偏光状態の変化を抑制し得る。

７．ビーム調節装置
＜構成例１＞
図７Ａは、第１ビーム調節装置８１の構成例を示している。図７Ｂ〜図７Ｄは、第１ビーム調節装置８１の動作を示している。第２ビーム調節装置８２も、同様の構成を有してよい。

図７Ａに示しているように、第１ビーム調節装置８１は、レンズホルダ８１３に保持された球面凸レンズ８１１と、レンズホルダ８１４に保持された球面凹レンズ８１２と、を含んでもよい。レンズホルダ８１３及び８１４は、それぞれ、支持部８１５及び８１６によって支持されてもよい。支持部８１６は固定ステージ８１７に固定されてもよい。支持部８１５は、固定ステージ８１７上をスライドするスライダ８１９に固定されてもよい。ドライバ８１８は、コントローラ５８からの指示に従ってスライダ８１９を移動させてもよい。

球面凸レンズ８１１は焦点距離Ｆ１を有し、球面凹レンズ８１２は焦点距離Ｆ２を有してもよい。図７Ａが示している状態において、球面凸レンズ８１１の焦点位置と球面凹レンズ８１２の焦点位置は、共焦点位置８００において一致してもよい。

図７Ｂに示している状態において、球面凸レンズ８１１の焦点位置と球面凹レンズ８１２の焦点位置は、共焦点位置８００において一致してもよい。第１ビーム調節装置８１は、入射した平面波を、断面積が異なる平面波に変換してもよい。

図７Ｃに示しているように、スライダ８１９は、図７Ｂに示している位置から下流側にスライドして、球面凸レンズ８１１を球面凹レンズ８１２から離れる方向に移動してもよい。球面凸レンズ８１１の焦点位置８０１は、球面凹レンズ８１２の焦点位置８０２よりも下流側に位置してよい。第１ビーム調節装置８１は、入射した平面波を凹面波に変換してもよい。

図７Ｄに示しているように、スライダ８１９は、図７Ｂに示している位置から上流側にスライドして、球面凸レンズ８１１を球面凹レンズ８１２に近づく方向に移動してもよい。球面凸レンズ８１１の焦点位置８０１は、球面凹レンズ８１２の焦点位置８０２よりも上流側に位置してよい。第１ビーム調節装置８１は、入射した平面波を凸面波に変換してもよい。

上述のように、第１ビーム調節装置８１は、レーザ光の波面、レーザ光の断面積、ビームダイバージェンスを調節し得る。第１ビーム調節装置８１は、高反射ミラー及び当該高反射ミラーの角度を制御するアクチュエータを含んでもよい。これにより、レーザ光の進行方向を制御し得る。

＜構成例２＞
図８は、第１ビーム調節装置８１の他の構成例を示している。第２ビーム調節装置８２も、同様の構成を有してよい。第１ビーム調節装置８１は、軸外放物面凸面ミラー８５１、軸外放物面凹面ミラー８５２、平面ミラー８５３、平面ミラー８５４、ミラー固定プレート８５５、及び不図示の駆動機構、を含んでもよい。

軸外放物面凸面ミラー８５１は、レーザ光が入射する位置に、不図示のミラーホルダによって固定されていてもよい。軸外放物面凸面ミラー８５１は、レーザ光を軸外放物面凹面ミラー８５２に向けて反射してもよい。

軸外放物面凸面ミラー８５１からの反射光は、軸外放物面凹面ミラー８５２の焦点の位置から放射した光と同等の波面を有する光と見なせる様に調整可能であってもよい。平面波が入射する場合、軸外放物面凸面ミラー８５１の焦点の位置と軸外放物面凹面ミラー８５２の焦点の位置とは同じであってもよい。

軸外放物面凹面ミラー８５２は、軸外放物面凸面ミラー８５１によって反射されたレーザ光の光路に沿って移動できるように、不図示のミラーホルダを介してミラー固定プレート８５５に固定されていてもよい。軸外放物面凹面ミラー８５２は、軸外放物面凸面ミラー８５１によって反射されたレーザ光を平面ミラー８５３に向けて反射してもよい。

平面ミラー８５３は、軸外放物面凹面ミラー８５２とともに移動できるように、不図示のミラーホルダを介してミラー固定プレート８５５に固定されていてもよい。平面ミラー８５３は、軸外放物面凹面ミラー８５２によって反射されたレーザ光を、平面ミラー８５４に向けて反射してもよい。

平面ミラー８５４は、平面ミラー８５３によって反射されたレーザ光の光路に、不図示のミラーホルダによって固定されていてもよい。平面ミラー８５４は、平面ミラー８５３によって反射されたレーザ光を、チャンバ２との間に配置された光学素子に向けて反射してもよい。

ミラー固定プレート８５５と、軸外放物面凸面ミラー８５１及び平面ミラー８５４との間隔が伸縮するように、ミラー固定プレート８２５が駆動機構によって紙面上下方向に移動させられてもよい。ミラー固定プレート８２５と軸外放物面凸面ミラー８５１及び平面ミラー８５４との間隔を伸縮させることにより、レーザ光のビーム断面積の大きさを調節し得る。

８．ビームモニタ
＜構成例１＞
図９Ａは、ビームモニタ６６の構成例を示している。図９Ｂ、図９Ｃは、ビームモニタ６６の検出原理を説明するための図を示している。ビームモニタ６６は、ビームスプリッタ６６１によってサンプル光を分岐させ、ビームスプリッタ６６１を透過した光及び反射した光に異なる光路長を持たせて、それぞれのビームプロファイルを検出してもよい。

ビームプロファイルは、例えばレーザ光断面の光強度分布であってもよい。これにより、サンプル光の進行方向における２つの異なる位置におけるビームプロファイルを検出してもよい。なお、サンプル光とは、レーザシステム３からチャンバ２に至る光路から分岐されてビームモニタ６６に入射するレーザ光でもよい。

図９Ａに示しているように、ビームモニタ６６は、ビームスプリッタ６６１、高反射ミラー６６４、転写光学系６６２、転写光学系６６５、第１イメージセンサ６６３、及び第２イメージセンサ６６６を含んでもよい。第１イメージセンサ６６３及び第２イメージセンサ６６６は、２次元イメージセンサでもよい。

ビームスプリッタ６６１は、サンプル光の一部を転写光学系６６２に向けて透過させ、他の一部を高反射ミラー６６４に向けて反射してもよい。高反射ミラー６６４は、ビームスプリッタ６６１によって反射された光を高い反射率で転写光学系６６５に向けて反射してもよい。

転写光学系６６２は、サンプル光の光路上のビームコンバイナ６２とビームスプリッタ６６１との間の任意の位置Ａ１におけるビームプロファイルを第１イメージセンサ６６３の受光面に転写してもよい。転写光学系６６５は、サンプル光の光路上の位置Ａ２におけるビームプロファイルを第２イメージセンサ６６６の受光面に転写してもよい。

位置Ａ１と第１イメージセンサ６６３の受光面との間のサンプル光の光路に沿った距離は、位置Ａ２と第２イメージセンサ６６６の受光面との間のサンプル光の光路に沿った距離に等しくてもよい。第１イメージセンサ６６３及び第２イメージセンサ６６６は、受光面に転写されたビームプロファイルのデータをコントローラ５８に出力してもよい。

例えば、コントローラ５８は、第１イメージセンサ６６３及び第２イメージセンサ６６６からの出力データに基づいて、レーザ光の波面に関するパラメータを算出してもよい。

図９Ｂに示しているように、コントローラ５８は、第１イメージセンサ６６３からの出力データに基づいて、位置Ａ１におけるレーザ光のビーム幅Ｄａ１を算出してもよい。図９Ｃに示しているように、ビームプロファイルにおけるビーム幅は、例えば、光強度分布内のピーク強度に対して１／ｅ^２以上の強度を有する部分の幅でもよい。さらに、コントローラ５８は、第２イメージセンサ６６６からの出力に基づいて、位置Ａ２におけるレーザ光のビーム幅Ｄａ２を算出してもよい。

コントローラ５８は、レーザ光のビーム幅Ｄａ１及びＤａ２の差から、レーザ光の波面に関するパラメータを算出してもよい。コントローラ５８は、波面に関するパラメータとして、ビームダイバージェンスθを下式によって算出してもよい。
以下、Ａ＝θ／２とする。
Ａ＝ｔａｎ^−１｛（Ｄａ２−Ｄａ１）／２Ｌ｝
ここで、Ｌは、サンプル光の光路に沿った位置Ａ１と位置Ａ２との間の距離でもよい。

コントローラ５８は、位置Ａ１における波面の曲率Ｘを下式によって算出してもよい。
Ｘ＝２ｓｉｎＡ／（Ｄａ１）
コントローラ５８は、レーザ光の位置を、２次元イメージセンサ上に結像された像の重心位置と決定してもよい。

以上の算出結果に基づいて、コントローラ５８は、第１ビーム調節装置８１及び第２ビーム調節装置８２を制御してもよい。

＜構成例２＞
図１０は、ビームモニタ６６の他の構成例を示している。以下において、主に図９に示している構成例との差異を説明する。ビームモニタ６６は、転写光学系６６５に代えて、集光光学系６６７を含んでもよい。ビームスプリッタ６６１は、サンプル光の一部を転写光学系６６２に向けて透過させ、他の一部を高反射ミラー６６４及び集光光学系６６７に向けて反射してもよい。

集光光学系６６７は、ビームスプリッタ６６１によって反射された光を、集光光学系６６７から所定距離Ｆ離れた位置に配置された第２イメージセンサ６６６の受光面に集光してもよい。所定距離Ｆは、要求された波面を有するレーザ光が集光光学系６６７によって焦点を結ぶ距離であってもよい。要求された波面とは、プラズマ生成領域２５において所定の集光性能を実現できるよう設定された波面であってよい。

要求された波面が平面波である場合には、所定距離Ｆは集光光学系６６７の焦点距離でもよい。要求された波面が凸面波である場合には、所定距離Ｆは集光光学系６６７の焦点距離よりも長い距離でもよい。要求された波面が凹面波である場合には、所定距離Ｆは集光光学系６６７の焦点距離よりも短い距離でもよい。

コントローラ５８は、第１イメージセンサ６６３からの出力に基づいて、位置Ａ１におけるレーザ光のビーム幅Ｄを算出してもよい。ビーム幅Ｄは、第１イメージセンサ６６３で検出された光強度分布内のピーク強度に対して１／ｅ^２以上の強度を有する部分の幅でもよい。

さらに、コントローラ５８は、第２イメージセンサ６６６からの出力に基づいて、波面に関するパラメータとして、集光されたサンプル光のスポット幅Ｓｄを算出してもよい。スポット幅Ｓｄは、第２イメージセンサ６６６に集光されたスポットの１／ｅ^２の径であってもよい。

コントローラ５８は、波面に関するパラメータとして、ビームダイバージェンスθを下式によって算出してもよい。
θ＝Ｓｄ／Ｆ

コントローラ５８は、位置Ａ１における波面の曲率Ｘを下式によって算出してもよい。
Ｘ＝２ｓｉｎＡ／Ｄ

上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の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てもよいことは、当業者には明らかであろう。

ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換え得る。ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加え得る。各実施形態の構成の一部について、削除、他の構成の追加、他の構成による置換をし得る。

本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「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、本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾句「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。

３レーザシステム、１１ＥＵＶ光生成システム、３０メインパルスレーザ装置、３５第１プリパルスレーザ装置、３６第２プリパルスレーザ装置、５８コントローラ、６６ビームモニタ、７５ λ／２波長板、７６偏光ビームスプリッタ、８１第１ビーム調節装置、８２第２ビーム調節装置、８５〜８８偏光ビームスプリッタ、３１４偏光ビームスプリッタ

Claims

極端紫外光チャンバに供給されるターゲットに照射される第１プリパルスレーザ光を出力する第１プリパルスレーザ装置と、
前記第１プリパルスレーザ光と異なるタイミングで前記ターゲットに照射される第２プリパルスレーザ光を出力する第２プリパルスレーザ装置と、
前記第１プリパルスレーザ光と前記第２プリパルスレーザ光のいずれとも異なるタイミングで前記ターゲットに照射されるメインパルスレーザ光を出力するメインパルスレーザ装置と、を含むレーザ装置と、
前記レーザ装置から出力されたパルスレーザ光を前記極端紫外光チャンバに伝送する伝送システムと、を含み、
前記伝送システムは、
前記第１プリパルスレーザ光の光路と前記第２プリパルスレーザ光の光路とを略一致させる、光路調節装置と、
前記光路調節装置によって略一致させられた前記第１プリパルスレーザ光と前記第２プリパルスレーザ光の光路を、前記第１プリパルスレーザ光の光路と、前記第２プリパルスレーザ光の光路とに分離する、光路分離装置と、
前記光路分離装置により分離された前記第１プリパルスレーザ光の光路上に配置され、前記第１プリパルスレーザ光のビームパラメータを調節する、第１ビーム調節装置と、
前記光路分離装置により分離された前記第２プリパルスレーザ光の光路上に配置され、前記第２プリパルスレーザ光のビームパラメータを調節する、第２ビーム調節装置と、を含むレーザシステム。
請求項１に記載のレーザシステムであって、
前記第１プリパルスレーザ光と前記第２プリパルスレーザ光とは、同波長を有し、異なるパルス幅を有する、レーザシステム。
請求項１に記載のレーザシステムであって、
前記光路調節装置によって略一致させられた前記第１プリパルスレーザ光と前記第２プリパルスレーザ光の光路において、前記第１プリパルスレーザ光と前記第２プリパルスレーザ光とは異なる直線偏光状態を有し、
前記光路分離装置は、第１偏光ビームスプリッタで構成されている、レーザシステム。
請求項３に記載のレーザシステムであって、
前記光路調節装置によって略一致させられた前記第１プリパルスレーザ光と前記第２プリパルスレーザ光の光路上において、前記光路分離装置の上流側にλ／２波長板が配置されている、レーザシステム。
請求項３に記載のレーザシステムであって、
前記光路分離装置により分離された前記第１プリパルスレーザ光の光路上において、前記第１偏光ビームスプリッタの上流側及び下流側の少なくとも一方に、第２偏光ビームスプリッタが配置されている、レーザシステム。
請求項１に記載のレーザシステムであって、
前記第１ビーム調節装置により調節された前記第１プリパルスレーザ光及び前記第２ビーム調節装置により調節された前記第２プリパルスレーザ光をモニタする、ビームモニタと、
前記ビームモニタのモニタ結果に基づいて、前記第１ビーム調節装置及び前記第２ビーム調節装置を制御する、コントローラと、をさらに含む、レーザシステム。