JP6751163B2 - 極端紫外光生成装置 - Google Patents

Description

本開示は、極端紫外光生成装置に関する。

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、２０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。このため、波長１３ｎｍ程度の極端紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光を生成するための装置と縮小投影反射光学系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、軌道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。

国際公開第２０１６／０７９８３８号 国際公開第２０１５／０９９０５８号 特開２００４−６３６５号公報

概要

本開示の１つの観点に係る極端紫外光生成装置は、内部でプラズマを生成するチャンバと、チャンバ内のプラズマ生成領域にターゲット物質のドロップレットを供給するターゲット供給部と、ドロップレットの軌道の少なくとも一部の周囲を覆う第１の管であって、ドロップレットの軌道方向の上流側端部である第１の端部及び下流側端部である第２の端部の両方が開放された第１の管と、第１の管の少なくとも一部の周囲を覆い、第１の管の少なくとも一部との間に間隙を持って配置された第２の管であって、第２の管の両端部のうちドロップレットの軌道方向の下流側端部である第３の端部が開放され、第３の端部が第１の管の第２の端部よりもさらに軌道方向の下流側に延出している第２の管と、第１の管と第２の管との間隙に流すガスを供給し、間隙の第２の端部側に開口したガス出口から軌道方向にガスを流出させるガス供給部と、を備える。

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である。 図２は、ドロップレット生成器を含むＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す図である。 図３は、第１実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の要部の構成を例示的に示す図である。 図４は、図３の矢印Ａ方向から見たＡ矢視図である。 図５は、第１実施形態の変形例を示す図である。 図６は、図５の矢印Ｂ方向から見たＢ矢視図である。 図７は、第２実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の要部の構成を例示的に示す図である。 図８は、図７の矢印Ｃ方向から見たＣ矢視図である。 図９は、第３実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の要部の構成を例示的に示す図である。 図１０は、第３実施形態に関する具体的な設計例を示す断面図である。 図１１は、第３実施形態の変形例１を示す図である。 図１２は、第３実施形態の変形例２を示す図である。 図１３は、第４実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の要部の構成を例示的に示す図である。 図１４は、図１３の矢印Ｄの方向から見たＤ矢視図である。

実施形態

−目次−
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．用語の説明
３．ドロップレット生成器を含むＥＵＶ光生成装置の説明
３．１ 構成
３．２ 動作
４．課題
４．１ 課題１
４．２ 課題２
５．第１実施形態
５．１ 構成
５．２ 動作
５．３ 作用・効果
６．第１実施形態の変形例
６．１ 構成
６．２ 動作
６．３ 作用・効果
７．第２実施形態
７．１ 構成
７．２ 動作
７．３ 作用・効果
８．第３実施形態
８．１ 構成
８．２ 具体的設計例
８．３ 動作
８．４ 作用・効果
９．第３実施形態の変形例１
９．１ 構成
９．２ 動作
９．３ 作用・効果
１０．第３実施形態の変形例２
１０．１ 構成
１０．２ 動作
１０．３ 作用・効果
１１．第４実施形態
１１．１ 構成
１１．２ 動作
１１．３ 作用・効果
１２．ガス流によるデブリ抑制効果
１３．レイノルズ数の説明
１４．レーザ装置について
１５．実施形態の組み合わせについて
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１０の構成を概略的に示す。ＥＵＶ光生成装置１２は、少なくとも１つのレーザ装置１４と共に用いられる場合がある。本願においては、ＥＵＶ光生成装置１２及びレーザ装置１４を含むシステムを、ＥＵＶ光生成システム１０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１２は、チャンバ１６と、ターゲット供給部１８とを含む。

チャンバ１６は、密閉可能な容器である。ターゲット供給部１８は、ターゲット物質をチャンバ１６内部に供給するよう構成され、例えば、チャンバ１６の壁を貫通するように取り付けられる。ターゲット物質の材料は、スズ、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、キセノン、又は、それらの内のいずれか２つ以上の組み合わせを含んでもよいが、これらに限定されない。

チャンバ１６の壁には、少なくとも１つの貫通孔が設けられている。その貫通孔は、ウインドウ２０によって塞がれ、ウインドウ２０をレーザ装置１４から出力されるパルスレーザ光２２が透過する。チャンバ１６の内部には、例えば、回転楕円面形状の反射面を有するＥＵＶ光集光ミラー２４が配置される。ＥＵＶ光集光ミラー２４は、第１の焦点及び第２の焦点を有する。ＥＵＶ光集光ミラー２４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る。ＥＵＶ光集光ミラー２４は、例えば、その第１の焦点がプラズマ生成領域２６に位置し、その第２の焦点が中間集光点（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｏｃｕｓｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）２８に位置するように配置される。ＥＵＶ光集光ミラー２４の中央部には貫通孔３０が設けられ、貫通孔３０をパルスレーザ光２３が通過する。

ＥＵＶ光生成装置１２は、制御部４０と、ターゲットセンサ４２等を含む。ターゲットセンサ４２は、ターゲット４４の存在、軌跡、位置、及び速度のうちいずれか、又は複数を検出するよう構成される。ターゲットセンサ４２は、撮像機能を備えてもよい。

また、ＥＵＶ光生成装置１２は、チャンバ１６の内部と露光装置４６の内部とを連通させる接続部４８を含む。接続部４８内部には、アパーチャ５０が形成された壁５２が設けられる。壁５２は、そのアパーチャ５０がＥＵＶ光集光ミラー２４の第２の焦点位置に位置するように配置される。

さらに、ＥＵＶ光生成装置１２は、レーザ光伝送装置５４、レーザ光集光ミラー５６、ターゲット４４を回収するためのターゲット回収部５８等を含む。レーザ光伝送装置５４は、レーザ光の伝送状態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る。ターゲット回収部５８は、チャンバ１６内に出力されたターゲット４４が進行する方向の延長線上に配置される。

レーザ装置１４は、ＭＯＰＡ（Ｍａｓｔｅｒ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）システムであってよい。レーザ装置１４は、図示せぬマスターオシレータと、図示せぬ光アイソレータと、複数台の図示せぬＣＯ_２レーザ増幅器とを含んで構成され得る。マスターオシレータには固体レーザを採用することができる。マスターオシレータが出力するレーザ光の波長は、例えば１０．５９μｍであり、パルス発振の繰り返し周波数は、例えば１００ｋＨｚである。

１．２ 動作
図１を参照して、例示的なＬＰＰ式のＥＵＶ光生成システム１０の動作を説明する。チャンバ１６内は大気圧よりも低圧に保持され、好ましくは真空であってよい。あるいは、チャンバ１６の内部にはＥＵＶ光の透過率が高いガスが存在してもよい。

レーザ装置１４から出力されたパルスレーザ光２１は、レーザ光伝送装置５４を経て、パルスレーザ光２２としてウインドウ２０を透過してチャンバ１６内に入射する。パルスレーザ光２２は、少なくとも１つのレーザ光経路に沿ってチャンバ１６内を進み、レーザ光集光ミラー５６で反射されて、パルスレーザ光２３として少なくとも１つのターゲット４４に照射される。

ターゲット供給部１８は、ターゲット物質によって形成されたターゲット４４をチャンバ１６内部のプラズマ生成領域２６に向けて出力するよう構成される。ターゲット供給部１８は、例えば、コンティニュアスジェット方式によりドロップレットを形成する。コンティニュアスジェット方式では、ノズルを振動させて、ノズル穴からジェット状に噴出したターゲット物質の流れに定在波を与え、ターゲット物質を周期的に分離する。分離されたターゲット物質は、自己の表面張力によって自由界面を形成してドロップレットを形成し得る。

ターゲット４４には、パルスレーザ光２３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４４はプラズマ化し、そのプラズマから放射光６０が放射される。放射光６０に含まれるＥＵＶ光６２は、ＥＵＶ光集光ミラー２４によって選択的に反射される。ＥＵＶ光集光ミラー２４によって反射されたＥＵＶ光６２は、中間集光点２８で集光され、露光装置４６に出力さる。なお、１つのターゲット４４に、パルスレーザ光２３に含まれる複数のパルスが照射されてもよい。

制御部４０は、ＥＵＶ光生成システム１０全体の制御を統括するよう構成される。制御部４０は、ターゲットセンサ４２の検出結果を処理するよう構成される。ターゲットセンサ４２の検出結果に基づいて、制御部４０は、例えば、ターゲット４４が出力されるタイミング、ターゲット４４の出力方向等を制御するよう構成されてもよい。さらに、制御部４０は、例えば、レーザ装置１４の発振タイミング、パルスレーザ光２２の進行方向、パルスレーザ光２３の集光位置等を制御するよう構成されてもよい。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が追加されてもよい。

本開示において、制御部４０その他の制御装置は、１台又は複数台のコンピュータのハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実現することが可能である。ソフトウェアはプログラムと同義である。プログラマブルコントローラはコンピュータの概念に含まれる。

また、複数の制御装置の機能を１台の制御装置で実現することも可能である。さらに本開示において、制御部４０その他の制御装置は、ローカルエリアネットワークやインターネットといった通信ネットワークを介して互いに接続されてもよい。分散コンピューティング環境において、プログラムユニットは、ローカル及びリモート両方のメモリストレージデバイスに保存されてもよい。

２．用語の説明
「パルスレーザ光」は、複数のパルスを含むレーザ光を意味し得る。

「レーザ光」は、パルスレーザ光に限らずレーザ光一般を意味し得る。

「レーザ光路」は、レーザ光の光路を意味する。

「ＣＯ_２」は、二酸化炭素を表す。

「ターゲット」は、チャンバに導入されたレーザ光の被照射物である。レーザ光が照射されたターゲットは、プラズマ化してＥＵＶ光を放射する。ターゲットは、プラズマの発生源となる。

「ドロップレット」は、チャンバ内へ供給されたターゲットの一形態である。ドロップレットは、ドロップレット状のターゲットと同義である。ドロップレットは、溶融したターゲット物質の表面張力によってほぼ球状となったターゲットを意味し得る。

「ドロップレットの軌道」は、ドロップレットが進行する経路を指す。ドロップレットの軌道は、「ドロップレット軌道」、又は、単に「軌道」と表記される場合がある。

「ドロップレットの軌道方向」は、ドロップレットの進行方向と平行な方向を指す。ドロップレットの軌道方向に関して、ドロップレットの生成源側を「上流」とし、ドロップレットの到達点側を「下流」とする。ドロップレットの軌道方向の相対的な位置関係について、「上流側」、「下流側」という表現を用いる場合がある。

「プラズマ光」は、プラズマ化したターゲットから放射された放射光である。当該放射光にはＥＵＶ光が含まれる。

「ＥＵＶ光」という表記は、「極端紫外光」の略語表記である。

「ピエゾ素子」は、圧電素子と同義である。

３．ドロップレット生成器を含むＥＵＶ光生成装置の説明
３．１ 構成
図２は、ドロップレット生成器を含むＥＵＶ光生成装置の構成を概略的に示す図である。図２において、方向に関する説明の便宜上、ＸＹＺ直交座標軸を導入する。チャンバ１６から露光装置４６に向かってＥＵＶ光を導出する方向をＺ軸の方向とする。Ｘ軸及びＹ軸は、Ｚ軸に直交し、かつ、互いに直交する軸である。ターゲット物質を出力するノズル１２６の中心軸方向をＹ軸の方向とする。Ｙ軸の方向は、ドロップレットの軌道方向である。図２の紙面に垂直な方向をＸ軸の方向とする。図３以降の図面でも図２で導入した座標軸と同様とする。

ＥＵＶ光生成装置１２は、チャンバ１６と、レーザ光伝送装置５４と、制御部４０と、を含んで構成される。ＥＵＶ光生成装置１２は、レーザ装置１４を含んでもよい。

チャンバ１６は、ターゲット供給部１８、ステージ６６、タイミングセンサ８０、ウインドウ２０、レーザ集光光学系９０、ＥＵＶ光集光ミラー２４、ターゲット回収部５８、排気装置１００及び圧力センサ１０２を含む。

ターゲット供給部１８は、ドロップレット生成器１１０と、圧力調節器１１２と、ピエゾ電源１１４と、ヒータ電源１１６とを含む。圧力調節器１１２、ピエゾ電源１１４及びヒータ電源１１６の各々は、制御部４０に接続されている。

ドロップレット生成器１１０は、ターゲット物質を貯蔵するタンク１２０と、ターゲット物質のドロップレット１２２を出力するノズル穴１２４を含むノズル１２６と、ノズル１２６近傍に設置されたピエゾ素子１２８と、を含む。また、ドロップレット生成器１１０は、ヒータ１３０及び温度センサ１３２を含む。ヒータ１３０及び温度センサ１３２は、タンク１２０の外側側面部に配置される。

温度センサ１３２は、制御部４０に接続されている。ピエゾ電源１１４は、ピエゾ素子１２８に接続されている。ヒータ電源１１６は、ヒータ１３０に接続されている。

ターゲット物質は、例えば、スズである。タンク１２０の少なくとも内部は、ターゲット物質と反応し難い材料で構成される。ターゲット物質の一例であるスズと反応し難い材料として、例えば、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、或いはＳｉＯ_２などを用いることができる。

圧力調節器１１２は、管路１１３を介してタンク１２０に接続されている。圧力調節器１１２は、図示せぬ不活性ガス供給部とタンク１２０との間の配管に配置される。不活性ガス供給部は、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが充填されているガスボンベを含んでいてもよい。不活性ガス供給部は、圧力調節器１１２を介してタンク１２０内に不活性ガスを給気し得る。圧力調節器１１２は、図示せぬ排気ポンプに接続されていてもよい。圧力調節器１１２は、給気及び排気用の図示せぬ電磁弁や図示せぬ圧力センサ等を内部に含む。圧力調節器１１２は、図示せぬ圧力センサを用いてタンク１２０内の圧力を検出し得る。圧力調節器１１２は、図示せぬ排気ポンプを動作させてタンク１２０内のガスを排気することができる。

圧力調節器１１２は、検出した圧力の検出信号を制御部４０に出力する。制御部４０は、圧力調節器１１２から出力された検出信号に基づいて、タンク１２０内の圧力が目標とする圧力になるよう圧力調節器１１２の動作を制御するための制御信号を圧力調節器１１２に供給する。

ステージ６６は、制御部４０からの指令に基づき、ドロップレット生成器１１０を、少なくともＸ−Ｚ平面の指定された位置に移動させることができるように構成されている。

チャンバ１６は、第１の容器１６Ａと、第２の容器１６Ｂとを含む。第２の容器１６Ｂは、第１の容器１６Ａと連通する容器であり、ステージ６６及び支持プレート６７を介して第１の容器１６Ａと連結される。第２の容器１６Ｂは、ステージ６６に固定される。

ドロップレット生成器１１０は、第２の容器１６Ｂに固定される。すなわち、ドロップレット生成器１１０は、第２の容器１６Ｂを介してステージ６６に固定される。

支持プレート６７は、第１の容器１６Ａに固定される。ステージ６６は、支持プレート６７上で、少なくともＸ−Ｚ平面内で移動できるように構成される。支持プレート６７が固定された第１の容器１６Ａは、所定の位置に固定して設置される固定容器である。ステージ６６に固定された第２の容器１６Ｂは、支持プレート６７上で移動可能な可動容器である。ステージ６６が支持プレート６７上で移動することにより、ドロップレット生成器１１０を制御部４０から指定された位置に移動することができる。

タイミングセンサ８０は、光源部８１と受光部８２を含む。光源部８１と受光部８２とは、ドロップレット１２２の進行経路であるドロップレット軌道１４０を挟んで互いに対向するように配置される。

光源部８１は、光源８３と照明光学系８４を含む。光源部８１は、ドロップレット生成器１１０のノズル穴１２４とプラズマ生成領域２６との間のドロップレット軌道１４０上の検出領域１４２のドロップレットを照明するように配置される。光源８３は、単色光のレーザ光源又は複数波長を出射するランプでもよい。また光源８３は光ファイバを含んでもよく、光ファイバは照明光学系８４に接続される。照明光学系８４は集光レンズを含む。照明光学系８４は、ウインドウ８５を含んでもよい。ウインドウ８５はチャンバ１６の壁に配置される。

タイミングセンサ８０の受光部８２は、受光光学系８６及び光センサ８７を含む。受光部８２は、光源部８１から出力された照明光の少なくとも一部であって検出領域１４２を通った照明光を受光するように配置される。受光光学系８６は集光レンズを含む。受光光学系８６は、ウインドウ８８を含んでもよい。ウインドウ８８は、チャンバ１６の壁に配置される。

光センサ８７は、１つ若しくは複数の受光面を含む。光センサ８７は、フォトダイオード、フォトダイオードアレイ、アバランシェフォトダイオード、光電子増倍管、マルチピクセルフォトンカウンター、及びイメージインテンシファイアのうちのいずれかによって構成することができる。光センサ８７は受光量に応じた電気信号を出力する。

光源部８１のウインドウ８５と受光部８２のウインドウ８８は、ドロップレット軌道１４０を挟んで互いに対向する位置に配置される。光源部８１と受光部８２の対向方向は、ドロップレット軌道１４０と直交してもよいし、ドロップレット軌道１４０と非直交であってもよい。タイミングセンサ８０は、図１に示したターゲットセンサ４２の一例である。

レーザ光伝送装置５４は、レーザ光の伝送状態を規定するための光学素子と、この光学素子の位置や姿勢等を調整するためのアクチュエータとを含む。図２に示したレーザ光伝送装置５４は、レーザ光の進行方向を規定するための光学素子として、第１の高反射ミラー１５１と第２の高反射ミラー１５２とを含む。

レーザ集光光学系９０は、レーザ光伝送装置５４から出力されるパルスレーザ光２２が入力されるよう配置される。レーザ集光光学系９０は、ウインドウ２０を介してチャンバ１６に入射したレーザ光をプラズマ生成領域２６に集光するよう構成されている。レーザ集光光学系９０は、レーザ光集光ミラー５６と、高反射平面ミラー９３と、レーザ光マニュピレータ９４と、を含む。

レーザ光集光ミラー５６は、例えば、高反射軸外放物面ミラーである。レーザ光集光ミラー５６は、ミラーホルダ５６Ａに保持される。ミラーホルダ５６Ａは、プレート９５に固定される。高反射平面ミラー９３はミラーホルダ９３Ａに保持される。ミラーホルダ９３Ａはプレート９５に固定される。

レーザ光マニュピレータ９４は、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の互いに直交する三軸の方向にプレート９５を移動可能なステージを用いて構成される。レーザ光マニュピレータ９４は、チャンバ１６内のレーザ照射位置を、制御部４０から指定された位置にＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸の方向において移動できるよう構成される。

ＥＵＶ光集光ミラー２４は、ＥＵＶ光集光ミラーホルダ９６に保持される。ＥＵＶ光集光ミラーホルダ９６は、プレート９７に固定される。プレート９７は、レーザ集光光学系９０とＥＵＶ光集光ミラー２４とを保持する部材である。プレート９７は、チャンバ１６の内壁に固定される。

ＥＵＶ光集光ミラー２４は、回転楕円面形状の反射面を有する。ＥＵＶ光集光ミラー２４は、第１の焦点及び第２の焦点を有し得る。ＥＵＶ光集光ミラー２４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光集光ミラー２４は、例えば、その第１の焦点がプラズマ生成領域２６に位置し、その第２の焦点が中間集光点（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｏｃｕｓｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）２８に位置するように配置される。ＥＵＶ光集光ミラー２４の中央部には貫通孔３０が設けられ、貫通孔３０をパルスレーザ光２３が通過する。

制御部４０は、レーザ装置１４、ターゲット供給部１８、ステージ６６、タイミングセンサ８０及びレーザ光マニュピレータ９４の各々と接続されている。さらに制御部４０は、排気装置１００、圧力センサ１０２、及び露光装置制御部１５６と接続されている。露光装置制御部１５６は、露光装置４６を制御する制御装置である。露光装置制御部１５６は、露光装置４６に含まれていてもよい。

３．２ 動作
図２を参照して、例示的なＬＰＰ式のＥＵＶ光生成システム１０の動作を説明する。制御部４０は、チャンバ１６内が真空状態となるように、排気装置１００を制御する。制御部４０は、圧力センサ１０２の検出値に基づいて、チャンバ１６内の圧力が所定の範囲内のように、排気装置１００による排気及び図示せぬガス供給装置からのガス供給を制御し得る。

制御部４０は、排気装置１００を制御し、チャンバ１６内のガスを所定圧力以下になるまで排気する。所定圧力は、例えば１パスカル［Ｐａ］であってもよい。また、制御部４０は、ヒータ電源１１６を介してヒータ１３０を駆動し、温度センサ１３２によって温度を監視しながら、タンク１２０内のターゲット物質を融点以上の所定温度に加熱及び維持する制御を行う。ターゲット物質がスズである場合の所定温度は、例えば２５０℃から２９０℃の範囲の温度であってよい。スズの融点は２３２℃である。タンク１２０内に貯蔵されたターゲット物質は、ヒータ１３０を用いた加熱によって融解して液体となる。

制御部４０は、液体のターゲット物質をノズル穴１２４から吐出するために、タンク１２０内の圧力を所定圧力となるように圧力調節器１１２を制御する。タンク１２０内の所定圧力は、例えば、３メガパスカル［ＭＰａ］以上であってもよい。

圧力調節器１１２は、制御部４０からの制御信号に基づいてタンク１２０内にガスを給気又はタンク１２０内のガスを排気してタンク１２０内の圧力を加圧又は減圧し得る。圧力調節器１１２によってタンク１２０内の圧力は、目標とする圧力に調節される。タンク１２０内に導入されるガスは、不活性ガスであることが好ましい。

圧力調節器１１２は、制御部４０からの指示に応じて、ドロップレット１２２が所定の目標速度でプラズマ生成領域２６に到達するように、タンク１２０内の圧力を所定値に調節する。

ドロップレットの所定の目標速度は、例えば、６０ｍ／ｓから１１０ｍ／ｓの範囲の速度であってよい。タンク１２０の圧力の所定値は、例えば、数ＭＰａから４０ＭＰａの範囲の圧力であってよい。その結果、ノズル穴１２４から所定の速度で液体のターゲット物質のジェットが噴出され得る。

制御部４０は、ピエゾ電源１１４を介してピエゾ素子１２８に所定波形の駆動電圧を供給する制御を行う。例えば、制御部４０は、搬送波としての第１の周期関数に対して、第２の周期関数を用いて変調を施した変調波の波形を有する電気信号をピエゾ電源１１４に送る。変調は、振幅変調、周波数変調、若しくは位相変調のいずれかであってよい。第１の周期関数の周波数を第１の周波数ｆ_ｃとし、第２の周期関数の周波数を第２の周波数ｆ_ｍとすると、第２の周波数ｆ_ｍは、第１の周波数ｆ_ｃ以下の周波数であってよい。

変調波の波形を有する電気信号に従って、ピエゾ電源１１４からピエゾ素子１２８に駆動電圧が印加されると、ピエゾ素子１２８が振動する。ピエゾ素子１２８の振動によって、ノズル穴１２４から出るターゲット物質の噴流（ジェット）に振動が与えられ、ターゲット物質の噴流は、１／ｆ_ｃの周期で微小な液滴に分離され得る。これらの微小な液滴は、１／ｆ_ｍの周期による波形の変化に起因して、互いに異なる速度を有する。この速度差により、複数の微小な液滴が結合して、概ね均一体積のドロップレット１２２が所定周期で生成される。

複数の微小な液滴の平均速度をＶとすると、微小な液滴間の距離は約Ｖ／ｆ_ｃであり、複数の微小な液滴が結合したドロップレット１２２間の距離は、Ｖ／ｆ_ｍとなり得る。

ターゲット供給部１８によって生成されたドロップレット１２２は、タイミングセンサ８０によって検出される。タイミングセンサ８０は、ドロップレット１２２の通過タイミングを示す検出信号を制御部４０に送る。

制御部４０は、ドロップレット１２２の検出信号に対して、所定の遅延時間だけ遅延させた発光トリガをレーザ装置１４に出力する。発光トリガがレーザ装置１４に入力されると、レーザ装置１４はパルスレーザ光２１を出力する。レーザ装置１４から出力されたパルスレーザ光２１は、レーザ光伝送装置５４とウインドウ２０を経由して、レーザ集光光学系９０に入力する。

制御部４０は、ドロップレット１２２がプラズマ生成領域２６を通るように、ステージ６６を制御してドロップレット生成器１１０を移動させてもよい。

制御部４０は、パルスレーザ光２３がプラズマ生成領域２６で集光するように、レーザ光マニュピレータ９４を制御する。パルスレーザ光２３は、レーザ集光光学系９０によって、プラズマ生成領域２６でドロップレット１２２に集光照射される。こうして、パルスレーザ光２３をドロップレット１２２に集光照射することにより、ターゲットをプラズマ化してＥＵＶ光を発生させる。ターゲット供給部１８から所定周期でプラズマ生成領域２６に供給されるドロップレット１２２に、パルスレーザ光２３を集光照射することにより、ＥＵＶ光を周期的に発生させてもよい。

プラズマ生成領域２６から発生したＥＵＶ光は、ＥＵＶ光集光ミラー２４によって集められ、中間集光点２８で集光した後に露光装置４６に入力してもよい。

一方、パルスレーザ光２３が照射されなかったドロップレット１２２は、プラズマ生成領域２６を通過してターゲット回収部５８に入る。ターゲット回収部５８に回収されたドロップレット１２２は、液体のターゲット物質として貯蔵され得る。

４．課題
４．１ 課題１
プラズマ生成領域でレーザ光が集光照射されたドロップレットは、瞬間的にプラズマ化し膨張する。この時、発生するデブリがノズル穴の周囲に付着するとドロップレットの軌道が変動する。この課題に対して、特許文献１及び２は、ガス流を利用してノズル穴周囲へのデブリの付着を抑制する技術を提案している。

しかし、ノズル穴周囲へのデブリの付着を抑制するためのガス流に、ドロップレットの軌道方向に対して垂直方向の流れがあると、そのガス流の影響でドロップレットの軌道が変動する。ドロップレットの軌道が変動すると、タイミングセンサの集光領域をドロップレットが通過せず、発光トリガが生成されなくなり得る。この結果、パルスレーザ光がドロップレットに照射されず、ＥＵＶ光の生成が停止しうる。

４．２ 課題２
ドロップレット生成器は、ピエゾ電源からピエゾ素子に変調波の電圧を印加することにより、ノズル穴から異なる速度の複数の微小な液滴を出力し、これら微小な液滴の速度差により、複数の液滴を結合させて、ドロップレットを生成する場合がある。このような変調波を利用したドロップレットの生成方法は、例えば、特開２０１４−１８６８４６号公報に開示されている。

速度差を持つ複数の微小な液滴を飛翔中に結合させて、概ね一定の体積のドロップレットを一定の周期で生成する場合において、複数の微小な液滴同士が結合する前に、ガスの流れによって、液滴の進行方向が変わると、結合不良が発生し得る。特に、結合前の微小な液滴は、ガスの流れの影響を受けやすく、進行方向が変わりやすい。ドロップレットの結合不良が発生すると、ＥＵＶ光を安定して生成することができない。

５．第１実施形態
５．１ 構成
図３は、第１実施形態に係るＥＵＶ光生成装置１２の要部の構成を例示的に示す。図３は、ＥＵＶ光生成装置１２におけるドロップレット生成器１１０付近の構成を示している。図４は、図３の矢印Ａ方向から見たＡ矢視図である。図２との相違点について説明する。

図３及び図４に示すように、チャンバ１６内のドロップレット生成器１１０からプラズマ生成領域２６に至るドロップレット軌道１４０上に、ガス導入部材１７０が配置される。ガス導入部材１７０は、チャンバ１６の内壁に固定される。本実施形態のガス導入部材１７０は、ドロップレット軌道１４０に沿った筒状の第１の容器１６Ａの内壁に固定される。

ガス導入部材１７０には、ドロップレット１２２が通過する開口部１７０Ａが設けられている。開口部１７０Ａの開口面積は、ドロップレット軌道１４０の位置のばらつきやステージ６６の移動範囲に基づいて、適宜の大きさに設計される。

ドロップレット１２２が通過する開口部１７０Ａは、ドロップレット軌道１４０の少なくとも一部の周囲を覆う管構造によって構成されている。開口部１７０Ａを構成する管構造の上流側部分は二重管の構造を持つ二重管部１７０Ｂを含み、下流側部分は単一管の構造を持つ単一管部１７０Ｃを含む。すなわち、ガス導入部材１７０は、第１の管１７１と、第２の管１７２と、を含んで構成される。第１の管１７１は内管に相当し、第２の管１７２は外管に相当する。第１の管１７１と第２の管１７２のそれぞれは、円管であってよい。

本実施形態における二重管部１７０Ｂは、二重円管の構造を持つ二重円管部であり、単一管部１７０Ｃは、単一円管の構造を持つ単一円管部である。なお、単一管は一重管と同義である。

第１の管１７１は、ドロップレット軌道１４０の少なくとも一部の周囲を覆う筒状の部材である。第１の管１７１は、ドロップレット１２２の軌道方向の上流側端部１７１Ａと下流側端部１７１Ｂの両方の端部が開放されている。

第２の管１７２は、第１の管１７１の少なくとも一部の周囲を覆い、第１の管１７１の少なくとも一部との間に間隙１７３を持って配置された筒状の部材である。第２の管１７２は、ドロップレット１２２の軌道方向の両端部のうち、下流側端部１７２Ｂが開放されている。第２の管１７２の下流側端部１７２Ｂは、第１の管１７１の下流側端部１７１Ｂよりもさらに軌道方向の下流側に延出している。第２の管１７２のうち、第１の管１７１の下流側端部１７１Ｂよりもさらに軌道方向の下流側に延出した下流側部分が単一管部１７０Ｃとなり得る。

管構造の二重管部１７０Ｂのレイノルズ数が、限界レイノルズ数以下であり、かつ単一管部１７０Ｃのペクレ数が５以上になるように、ガスの流量、二重管部１７０Ｂの流路断面積、及び単一管部１７０Ｃの長さと流路断面積を決定することが好ましい。なお、円管の場合の限界レイノルズ数は２０００〜４０００である。

ガスの流量をＱ [Ｐａ・ｍ^３／ｓ]、チャンバ内圧力をＰ［Ｐａ］、二重円管部の流路断面積をＳ_１［ｍ^２］、二重円管部の流路の特性長さをＬ_１［ｍ］、円管構造の単一円管部の流路断面積をＳ_２［ｍ^２］、及び単一円管の長さをＬ_２［ｍ］とすると、これらの値は、以下の式（１）(２)に示す関係であることが好ましい。二重円管部の流路の特性長さとは、内管と外管との間隙の２倍を指す。

例えば、ガスの流量を２００ｓｃｃｍ、二重円管部の流路の内径を１２ｍｍ、外径を１４ｍｍ、単一円管部の長さを５０ｍｍとすると、二重円管部のレイノルズ数は１．８、ペクレ数は１３．７となる。

二重管部１７０Ｂは、ガスの流れの方向がドロップレット軌道と平行になるのに十分な長さであることが好ましい。二重管部１７０Ｂの長さは、例えば１０ｍｍであってよい。なお、レイノルズ数及びペクレ数に関する好ましい条件の考察について詳細は後述する。

本実施形態のガス導入部材１７０は、第１の管１７１の外側部に延出した第１の遮蔽部材１７４と、第２の管１７２の外側部に延出した第２の遮蔽部材１７５と、を含む。第１の遮蔽部材１７４は、第１の管１７１の上流側端部１７１Ａに接続されており、第１の管１７１と第１の容器１６Ａの内壁との間を覆う。第１の管１７１と第１の遮蔽部材１７４は単一部材として一体的に構成されてもよいし、それぞれ別部材として構成したものを接続した構成であってもよい。

第２の遮蔽部材１７５は、第２の管１７２の上流側端部１７２Ａに接続されており、第２の管１７２と第１の容器１６Ａの内壁との間を覆う。第２の管１７２と第２の遮蔽部材１７５は単一部材として一体的に構成されてもよいし、それぞれ別部材として構成したものを接続した構成であってもよい。

第１の遮蔽部材１７４と第２の遮蔽部材１７５との間に、ガス導入空間１７６となる間隙が設けられる。

ガス導入部材１７０は、管路１８０を介してガス供給源１８２と接続される。管路１８０は、第１の容器１６Ａの壁を貫通し、ガス導入部材１７０のガス導入空間１７６と連通する。ガス導入部材１７０とガス供給源１８２の間に、流量調節器１８４が設けられてもよい。ガス供給源１８２からガス導入部材１７０に供給するガスは、例えば、水素ガスであってよい。ガス供給源１８２は、例えば、水素ガスボンベを含む水素ガス供給源であってもよい。

ガス導入部材１７０の材質は、ステンレス鋼やアルミニウムなどであってよい。開口部１７０Ａを構成する第１の管１７１及び第２の管１７２の材質は、ターゲット物質と反応性の小さい材料であることが好ましい。ターゲット物質がスズである場合、第１の管１７１及び第２の管１７２の材質には、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＣ及びＳｉＯ_２のいずれかを用いることが好ましい。また、ステンレス鋼やアルミニウムの表面にターゲット物質と反応しにくい上記材料をコーティングしてもよい。

５．２ 動作
流量調節器１８４は、ガス供給源１８２から供給されるガスを所定流量に制御して、ガスをガス導入部材１７０に供給する。ガスは、チャンバ壁から管路１８０を通じてガス導入部材１７０のガス導入空間１７６に導入される。所定流量は、例えば、２００ｓｃｃｍ以上であってよい。「ｓｃｃｍ」は、スタンダード：０℃、１ａｔｍ、ｃｃ／ｍｉｎを意味する。ｓｃｃｍの単位は、例えば、１ｓｃｃｍ＝１．６９×１０^−３Ｐａ・ｍ^３／ｓの関係を用いてＳＩ単位系の換算値に変換することができる。

ガス導入部材１７０に導入されたガスは、ガス導入空間１７６から第１の管１７１と第２の管１７２の間の間隙１７３に供給される。ガス導入部材１７０の内部を流れたガスは、ドロップレット１２２の軌道方向と平行な流れで二重管部１７０Ｂからチャンバ１６内に導入される。

二重管部１７０Ｂの間隙１７３を流れたガスは、第１の管１７１の下流側端部１７１Ｂに開口したガス出口１７７から、軌道方向と平行な流れで第２の管１７２内に流出する。

ガス導入部材１７０へのガスの導入は、ドロップレット１２２の吐出後でもよい。

第１の管１７１の上流側端部１７１Ａは「第１の端部」の一例に相当する。第１の管１７１の下流側端部１７１Ｂは「第２の端部」の一例に相当する。第２の管１７２の下流側端部１７２Ｂは「第３の端部」の一例に相当する。ガス供給源１８２は、「ガス供給部」の一例に相当する。流量調節器１８４及び管路１８０の少なくとも一方は「ガス供給部」の一例に含まれてもよい。

５．３ 作用・効果
プラズマ生成領域２６でパルスレーザ光２３が集光照射されたドロップレット１２２から発生するデブリは、ガス出口１７７から噴出したガスの流れによって、ノズル穴１２４の方向への移動が抑制される。これにより、デブリがノズル穴１２４周囲に付着するのを抑制することができる。

第１の管１７１と第２の管１７２の間の間隙１７３を流れてガス出口１７７から流出するガスは、ドロップレット軌道１４０に対して平行な流れであるため、ガス流によるドロップレット１２２の軌道変動を抑制できる。

６．第１実施形態の変形例
６．１ 構成
図５及び図６に、第１実施形態の変形例を示す。図６は、図５の矢印Ｂ方向から見たＢ矢視図である。図５及び図６において、図３及び図４に示した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。図３及び図４に示した第１実施形態の構成との相違点を説明する。

図５及び図６に示したように、ドロップレットが通過する開口部１７０Ａは、ドロップレット軌道１４０の一部の周囲を覆う四角管構造でもよい。この四角管構造の上流側は二重四角管部１９０Ｂを含み、下流側は単一四角管部１９０Ｃで構成される。

四角管構造の二重四角管部１９０Ｂのレイノルズ数が、限界レイノルズ数以下であり、かつ単一四角管部１９０Ｃのペクレ数が５以上になるように、ガスの流量、二重四角管部の流路断面積、及び単一四角管部１９０Ｃの長さと流路断面積を決定することが好ましい。

例えば、ガスの流量を２００ｓｃｃｍ、二重四角管部の流路の内寸法を１２ｍｍ、外寸法を１４ｍｍ、単一四角管部の長さを５０ｍｍとすると、二重四角管部のレイノルズ数は１．５、ペクレ数は１０．８となる。

二重四角管部１９０Ｂは、ガスの流れの方向がドロップレット軌道１４０と平行になるのに十分な長さとすることが好ましい。二重四角管部１９０Ｂの長さは、例えば１０ｍｍとすることができる。

６．２ 動作
図５及び図６に示した変形例の動作は、図３及び図４に示した第１実施形態の動作と同様である。

６．３ 作用・効果
図５及び図６に示した変形例は、図３及び図４に示した第１実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、図５及び図６に示した構成によれば、円管構造を用いた第１実施形態と比較して、同じ管部の外形寸法でも、ドロップレット生成器１１０のステージ６６の移動範囲を広くすることができる。

７．第２実施形態
７．１ 構成
図７及び図８に、第２実施形態を示す。図８は、図７の矢印Ｃ方向から見たＣ矢視図である。図７及び図８において、図３及び図４に示した第１実施形態の構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。図３及び図４に示した第１実施形態の構成との相違点を説明する。

ガス導入部材１７０は、円管構造の上流側である二重管部１７０Ｂ内にドロップレット軌道１４０と平行な隔壁１９４を有している。隔壁１９４は、少なくとも２箇所に配置され、二重管部１７０Ｂの流路を２つ以上の流路１９６に分割する。図８には、隔壁１９４が円周方向の８箇所に等角度分配で配置されている例が示されている。８枚の隔壁１９４は、二重管部１７０Ｂの中心軸から径方向に沿って放射状に配置される。８枚の隔壁１９４によって、二重管部１７０Ｂ内のガス流路は８つの流路１９６に区画される。

隔壁１９４の厚さは、薄い方が好ましい。隔壁１９４の厚さが薄いほど、流路断面積の減少が小さくなる。隔壁１９４の厚さは、例えば、１ｍｍであってもよい。

７．２ 動作
第２実施形態の動作は、第１実施形態の動作と同様である。

７．３ 作用・効果
第２実施形態は、図３及び図４に示した第１実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、隔壁１９４は、ドロップレット軌道１４０と平行な方向にガスの流れを整える。第２実施形態の構成によれば、二重管部１７０Ｂの長さを第１実施形態よりも短くすることができる。したがって、ガス導入部材１７０の管構造部分の長さを短くすることができる。

８．第３実施形態
８．１ 構成
図９に、第３実施形態を示す。図９において、図３及び図４に示した第１実施形態の構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。図３及び図４に示した第１実施形態の構成との相違点を説明する。

第３実施形態に係るＥＵＶ光生成装置１２は、ドロップレット生成器１１０のノズル１２６近傍にドロップレット軌道１４０の一部の周囲を覆う筒２００を配置してもよい。

筒２００の内径は、ガス導入部材１７０の二重管部１７０Ｂの内管である第１の管１７１の内径と同じでもよい。筒２００は、両端部のうち下流側端部２０１が開放されている。筒２００の下流側端部２０１は、第１の管１７１と非接触である。

筒２００の長さは、ガス導入部材１７０に接触しない範囲で、できるだけ長い方がよい。例えば、筒２００の下流側端部２０１とガス導入部材１７０の間隙は５ｍｍでもよい。

筒２００は、下流側端部２０１の反対側にノズル１２６の周囲を覆う筒状のカバー２０２を含む。カバー２０２の上流側の端部には取り付け部２０４が設けられている、筒２００は、取り付け部２０４を介して、ドロップレット生成器１１０に固定される。取り付け部２０４は、第１の管１７１からドロップレット１２２の軌道方向にノズル穴１２４よりも遠い位置に設けられる。

カバー２０２の取り付け部２０４近傍には、開口２０６が設けられる。開口２０６の位置は、ノズル穴１２４よりタンク１２０側の位置であることが好ましい。すなわち、開口２０６は、筒２００の下流側端部２０１からドロップレット１２２の軌道方向にノズル穴１２４よりも遠い位置に設けられることが好ましい。

また、カバー２０２には、複数の開口２０６が設けられてもよい。複数の開口２０６は、ドロップレット軌道１４０上に交点のある平面であって、ドロップレット軌道１４０に垂直な平面上の直交２軸に対して線対称な位置に設けてもよい。

８．２ 具体的設計例
図１０は、第３実施形態に関する具体的な設計例を示す断面図である。図１０において、図９に示した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。第１の管１７１の上流側端部１７１Ａには、第１のフランジ部３１１が設けられている。第１のフランジ部３１１は図示せぬボルトを用いて第１の遮蔽部材１７４に連結されている。第１の遮蔽部材１７４は、チャンバ１６の内壁の付近において、図示せぬボルトを用いて第２の遮蔽部材１７５に連結されている。

第２の管１７２の上流側端部１７２Ａには、第２のフランジ部３１２が設けられている。第２のフランジ部３１２は図示せぬボルトを用いて第２の遮蔽部材１７５に連結されている。第２の遮蔽部材１７５は、図示せぬボルトを用いてチャンバ１６の第１の容器１６Ａの内壁に固定される。

ノズル１２６の周囲は、カバー２０２によって覆われている。カバー２０２には図示せぬボルトを用いて筒２００が連結されている。

８．３ 動作
流量調節器１８４は、ガス導入部材１７０に導入するガスの流量を所定流量に制御する。所定流量は、例えば、２００ｓｃｃｍ以上でもよい。流量調節器１８４によって所定流量に制御されたガスは、管路１８０を通じてチャンバ壁からガス導入部材１７０に導入される。

ガス導入部材１７０の内部を流れたガスは、ドロップレット１２２の軌道方向と平行な流れで二重管部１７０Ｂからチャンバ１６内に導入される。

チャンバ１６内に導入されたガスの一部は、二重管部１７０Ｂの内管の内部をドロップレット生成器１１０の方に向かって流れる。二重管部１７０Ｂからドロップレット生成器１１０に向かう方向は、ドロップレット１２２の軌道方向の上流側に向かう方向である。二重管部１７０Ｂの内管の内部をドロップレット生成器１１０の方に向かって流れたガスは、筒２００内を流れて、開口２０６よりチャンバ１６内に流れ出る。

ガス導入部材１７０へのガスの導入は、ドロップレット１２２の吐出後でもよい。

筒２００、又は、カバー２０２を含む筒２００は、「筒状部材」の一例に相当する。筒２００の下流側端部２０１は「第４の端部」の一例に相当する。カバー２０２の上流側の端部が「第５の端部」の一例に相当する。

８．４ 作用・効果
ノズル１２６の近傍にドロップレット軌道１４０の周囲を覆うように配置された筒２００は、二重管部１７０Ｂの内管の内部をドロップレット生成器１１０の方に流れるガスの流れ方向を規制する。これにより、ドロップレット生成器１１０の方へと流れるガス流についても、ドロップレットの軌道方向に対して垂直方向の流れが抑制される。

したがって、第３実施形態は、第１実施形態よりも、ガス流によるドロップレットの軌道変動を一層抑制することができる。

９．第３実施形態の変形例１
９．１ 構成
図１１に、第３実施形態の変形例１を示す。図１１において、図３、図４、図９及び図１０に示した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。図９に示した第３実施形態の構成との相違点を説明する。

ガス導入部材１７０の開口部１７０Ａを構成する第１の管１７１及び第２の管１７２の各々の側壁は、ドロップレット軌道１４０の軌道方向と非平行であってもよく、軌道方向の下流側に進むガスの流れが進行するに従い、管内の流路断面積が大きくなってもよい。

例えば、図１１に示す角度θ_１は９０°以上１００°以下でもよい。角度θ_１は、ドロップレット軌道１４０の軌道方向に直交する基準線に対して、第１の管１７１又は第２の管１７２の側壁が交差する角度である。角度θ_１は、第２の管１７２の外側に延びる基準線と、この基準線よりも軌道方向の上流側の側壁とによって画成される交差角の角度である。

また、筒２００の側壁は、ドロップレット軌道１４０の軌道方向と非平行であってもよく、軌道方向の上流側に進むガスの流れが進行するに従い、筒内の流路断面積が大きくなってもよい。例えば、図１１に示す角度θ_２は８０°以上９０°以下でもよい。角度θ_２は、ドロップレット軌道１４０の軌道方向に直交する基準線に対して、筒２００の側壁が交差する角度である。角度θ_２は、筒２００の外側に延びる基準線と、この基準線よりも軌道方向の上流側の側壁とによって画成される交差角の角度である。

９．２ 動作
図１１に示す変形例１の動作は、図９に示した第３実施形態の動作と同様である。

９．３ 作用・効果
変形例１によれば、第３実施形態の作用・効果に加えて、設計の自由度が広がる。

１０．第３実施形態の変形例２
１０．１ 構成
図１２に、第３実施形態の変形例２を示す。図１２において、図３、図４、図９及び図１０に示した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。図９に示した第３実施形態の構成との相違点を説明する。

図９に示した筒２００に代えて、図１２に示すように、二重管の内管である第１の管１７１を第１の遮蔽部材１７４からさらにドロップレット生成器１１０の方向に延出させた構成にしてもよい。

ドロップレット生成器１１０の方向に延出させた第１の管１７１とノズル１２６との間隙は、第１の管１７１からガスが流れ出るのに十分な長さであればよい。例えば、第１の管１７１の上流側端部１７１Ａとドロップレット生成器１１０との間隙は、１０ｍｍでもよい。

１０．２ 動作
流量調節器１８４は、ガス導入部材１７０に導入するガスの流量を所定流量に制御する。所定流量は、例えば、２００ｓｃｃｍ以上でもよい。流量調節器１８４によって所定流量に制御されたガスは、管路１８０を通じてチャンバ壁からガス導入部材１７０に導入される。

ガス導入部材１７０の内部を流れたガスは、ドロップレット１２２の軌道方向と平行な流れで二重管部１７０Ｂからチャンバ１６内に導入される。

チャンバ１６内に導入されたガスの一部は、二重管構造の内管である第１の管１７１の内部をドロップレット生成器１１０の方に流れる。第１の管１７１の内部を流れたガスは、ノズル１２６の近傍で第１の管１７１のノズル１２６側の開口から、チャンバ１６内に流れ出る。

ガス導入部材１７０へのガスの導入は、ドロップレット１２２の吐出後でもよい。

１０．３ 作用・効果
変形例２によれば、二重管部１７０Ｂの内管を構成する第１の管１７１は、ドロップレット生成器１１０の方に向かってノズル１２６の近傍まで延びており、ドロップレット軌道１４０の周囲を覆うように配置されている。この第１の管１７１は、管の内部をドロップレット生成器１１０の方に流れるガスの流れ方向を規制する。これにより、ドロップレット生成器１１０の方へと流れるガス流についても、ドロップレットの軌道方向に対して垂直方向の流れが抑制される。

したがって、第３実施形態の変形例２には、第１実施形態よりも、ガス流によるドロップレットの軌道変動を一層抑制することができる。また、この変形例２は、第３実施形態よりもコンパクトな構成にできる。

１１．第４実施形態
１１．１ 構成
図１３及び図１４に、第４実施形態を示す。図１４は、図１３の矢印Ｄの方向から見たＤ矢視図である。図１３及び図１４において、図３、図４、図９及び図１０に示した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。図３及び図４に示した第１実施形態の構成との相違点を説明する。

第４実施形態のＥＵＶ光生成装置１２は、ガス導入部材１７０の第２の管１７２に冷却水流路２３０を備える。冷却水流路２３０は、第２の管１７２の側壁を囲むように配置される。冷却水流路２３０は、冷却水導入管路２３２と、冷却水排出管路２３４と接続されている。

１１．２ 動作
図示せぬ冷却水供給源から冷却水導入管路２３２を通じて冷却水流路２３０に冷却水が供給される。冷却水は冷却水流路２３０の中を流れて、冷却水排出管路２３４へと流れ、チャンバ壁の外に排出される。

冷却水流路２３０に供給する冷却水の温度は、例えば、５℃から２５℃の範囲の温度であってもよい。また、冷却水の流量は、例えば、１リットル毎分でもよい。

冷却水は、冷却用流体の一例である。冷却水流路２３０は、冷却用流路の一例である。

１１．３ 作用・効果
ガス導入部材１７０の開口部１７０Ａを構成する第１の管１７１及び第２の管１７２は、プラズマ領域からの熱で温度が上昇する。特に、外側の第２の管１７２はプラズマ領域に近いので、第１の管１７１よりも温度が上がる。ターゲット物質としてスズを用いた場合、プラズマ生成領域２６で生成したスタナンガス（ＳｎＨ_４）が温度上昇した第１の管１７１に接触すると、ガス温度が上昇して、次式の分解速度が速くなる。

ＳｎＨ_４（g）→Ｓｎ（s）＋Ｈ_２（g）
そして、温度上昇したスタナンガスが、ＥＵＶ光集光ミラー表面で分解すると、ミラー表面にＳｎが堆積する。その結果、ＥＵＶ光集光ミラーの反射率が低下し、ＥＵＶ光エネルギが低下する。

このような課題に対し、第４実施形態によれば、第３実施形態の作用・効果に加えて、第２の管１７２を冷却しているので、スタナンガスが第２の管１７２に接触してもガス温度は上昇し難い。このため、ＥＵＶ光集光ミラー表面にＳｎが堆積するのを抑制することができる。

１２．ガス流によるデブリ抑制効果
デブリをガス流によって抑制できる割合Ｒは、（ガスを流した時の汚染物の抑制質量／ガスを流さない時の汚染物質量）であり、以下の式で表される。

式（３）中のＰeは、ペクレ数である。ＥＸＰ（ｘ）は指数関数（Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を表す。

式（３）から、デブリがノズルに到達するのを抑制するためには、ペクレ数を大きくするとよい。ペクレ数は以下の式で表される。

Ｐe：ペクレ数
ｖ：代表速度；ガスの流速（ｍ／ｓ）
Ｄ_ｆ：分子拡散係数；ガス中におけるデブリの拡散係数（ｍ^２／ｓ）
Ｌ：代表長さ；単一管部の長さ（ｍ）
円管の場合の、ペクレ数は以下の式で表される。

Ｑ：単一円管内を流れるガスの流量（Ｐａ・ｍ^３／ｓ）
Ｐ：チャンバ内の圧力（Ｐａ）
Ｓ：単一円管部の流路断面積（ｍ^２）
Ｄ：単一円管の内径（ｍ）
なお、既述した式（１）（２）の計算ではＰ・Ｄ_ｆを8とした。

１３．レイノルズ数の説明
レイノルズ数は、以下の式で表される。

ρ：流体の密度（ｋｇ／ｍ^３）；水素の密度は、2.94×10^−５（ｋｇ／ｍ^３）
ｖ：流体の平均速度（ｍ／ｓ）
Ｌ：特性長さ（ｍ）：二重円管の場合は間隙の２倍
μ：流体の粘性係数（Ｐａ・ｓ)；水素の粘性係数は、8.7×10^−６（Ｐａ・ｓ）
円管の場合のレイノルズ数は以下の式で表される。

Ｑ：二重円管内を流れるガスの流量（Ｐａ・ｍ^３／ｓ）
Ｐ：チャンバ内の圧力（Ｐａ）
Ｓ：二重円管部の流路断面積（ｍ^２）
Ｄ_１：二重円管部の流路の内径（ｍ）
Ｄ_２：二重円管部の流路の外径（ｍ）
１４．レーザ装置について
レーザ装置１４は、プリパルスレーザ光を出力するよう構成されたプリパルスレーザ装置と、メインパルスレーザ光を出力するよう構成されたメインパルスレーザ装置とを含んで構成されてもよい。本実施形態におけるＬＰＰ式のＥＵＶ光生成装置１２では、ドロップレット状のターゲットにプリパルスレーザ光を照射してターゲットを拡散させ、拡散ターゲットを形成した後、この拡散ターゲットにメインパルスレーザ光を照射する。このように、拡散ターゲットにメインパルスレーザ光を照射すれば、ターゲット物質が効率良くプラズマ化され得る。これによれば、パルスレーザ光のエネルギからＥＵＶ光のエネルギへの変換効率（ＣＥ：Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）が向上し得る。

拡散ターゲットを形成するためのプリパルスレーザ光は、各パルスのパルス幅が１ナノ秒［ｎｓ］未満、好ましくは５００ピコ秒［ｐｓ］未満、さらに好ましくは５０ピコ秒［ｐｓ］未満の短パルスとされる。さらに、プリパルスレーザ光は、各パルスのフルーエンスが、メインパルスレーザ光の各パルスのフルーエンス以下で、かつ、６．５Ｊ／ｃｍ^２以上、好ましくは３０Ｊ／ｃｍ^２以上、さらに好ましくは４５Ｊ／ｃｍ^２以上とされる。

このような構成によれば、プリパルスレーザ光の各パルスのパルス幅を短くすることにより、ターゲットを細かい粒子状に破壊して拡散させ得る。これにより、拡散したターゲットにメインパルスレーザ光を照射したときに、ターゲットが効率良くプラズマ化され、ＣＥが向上し得る。

なお、メインパルスレーザ光の照射に先行して複数のプリパルスレーザ光をターゲットに照射する構成を採用してもよい。

１５．実施形態及び変形例の組み合わせについて
上述した各実施形態及び各変形例で説明した構成の要素は、適宜組み合わせることが可能である。

上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。したがって、添付の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ろう。

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。

Claims (18)

1. 内部でプラズマを生成するチャンバと、
   前記チャンバ内のプラズマ生成領域にターゲット物質のドロップレットを供給するターゲット供給部と、
   前記ドロップレットの軌道の少なくとも一部の周囲を覆う第１の管であって、前記ドロップレットの軌道方向の上流側端部である第１の端部及び下流側端部である第２の端部の両方が開放された第１の管と、
   前記第１の管の少なくとも一部の周囲を覆い、前記第１の管の前記少なくとも一部との間に間隙を持って配置された第２の管であって、前記第２の管の両端部のうち前記ドロップレットの軌道方向の下流側端部である第３の端部が開放され、前記第３の端部が前記第１の管の前記第２の端部よりもさらに前記軌道方向の下流側に延出している第２の管と、
   前記第１の管と前記第２の管との前記間隙に流すガスを供給し、前記間隙の前記第２の端部側に開口したガス出口から前記軌道方向に前記ガスを流出させるガス供給部と、
   を備える極端紫外光生成装置。
2. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
   前記第１の管の外側部に延出した第１の遮蔽部材と、
   前記第２の管の外側部に延出した第２の遮蔽部材と、を備え、
   前記第１の遮蔽部材と前記第２の遮蔽部材との間にガス導入空間が設けられ、
   前記ガス導入空間は、前記第１の管と前記第２の管との間の前記間隙と連通しており、
   前記ガス供給部から前記ガス導入空間に導入されたガスが、前記ガス導入空間から前記間隙に供給される極端紫外光生成装置。
3. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
   前記第１の管の少なくとも一部の周囲が前記第２の管によって覆われた二重管部と、
   前記第２の管のうち、前記第１の管における前記第２の端部よりもさらに前記軌道方向の下流側に延出した単一管部と、を含み、
   前記二重管部のレイノルズ数が、限界レイノルズ数以下であり、かつ前記単一管部のペクレ数が５以上となる条件でガスを流す極端紫外光生成装置。
4. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
   前記第１の管及び前記第２の管のそれぞれは円管、又は四角管である極端紫外光生成装置。
5. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
   前記第１の管の少なくとも一部の周囲が前記第２の管によって覆われた二重管部の前記間隙内に、前記ドロップレットの軌道方向と平行な隔壁を備える極端紫外光生成装置。
6. 請求項５に記載の極端紫外光生成装置であって、
   前記隔壁は、少なくとも２箇所に配置され、前記二重管部の前記間隙内のガス流路が前記隔壁によって少なくとも２つ以上の流路に分割されている極端紫外光生成装置。
7. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
   前記ターゲット供給部と前記第１の管との間に配置され、前記ドロップレットの軌道の一部の周囲を覆う筒状部材を備える極端紫外光生成装置。
8. 請求項７に記載の極端紫外光生成装置であって、
   前記筒状部材の両端部のうち、前記軌道方向の下流側端部である第４の端部が開放され、
   前記第４の端部は、前記第１の管に非接触である極端紫外光生成装置。
9. 請求項８に記載の極端紫外光生成装置であって、
   前記筒状部材は、前記第４の端部と反対側の第５の端部側に、前記筒状部材を固定するための取り付け部を含み、
   前記取り付け部は、前記ターゲット供給部の前記ターゲット物質を出力するノズル穴よりも、前記第１の管から遠い位置に設けられる極端紫外光生成装置。
10. 請求項７に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記筒状部材には、前記筒状部材の内部を前記軌道方向の上流側に向かって流れたガスを前記筒状部材の外に流出させる開口が設けられている極端紫外光生成装置。
11. 請求項１０に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記筒状部材の内部を前記軌道方向の上流側に向かって流れたガスを前記筒状部材の外に流出させる前記開口は、前記ターゲット供給部の前記ターゲット物質を出力するノズル穴よりも、前記第１の管から遠い位置に設けられる極端紫外光生成装置。
12. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記第１の管及び前記第２の管のうち少なくとも一方は、管内の流路断面積が前記軌道方向の下流側ほど大きくなる極端紫外光生成装置。
13. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記軌道方向に直交する基準線に対して、
    前記第１の管及び前記第２の管のそれぞれの側壁が交差する角度は、９０度以上１１０度以下であり、
    前記角度は、前記第２の管の外側に延びる前記基準線と、前記基準線よりも前記軌道方向の上流側の前記側壁とによって画成される交差角の角度である極端紫外光生成装置。
14. 請求項７に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記筒状部材の筒内の流路断面積が前記軌道方向の上流側ほど大きくなる極端紫外光生成装置。
15. 請求項１４に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記軌道方向に直交する基準線に対して、
    前記筒状部材の側壁が交差する角度は、８０度以上９０度以下であり、
    前記角度は、前記筒状部材の外側に延びる前記基準線と、前記基準線よりも前記軌道方向の上流側の前記側壁とによって画成される交差角の角度である極端紫外光生成装置。
16. 請求項２に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記第１の管の前記第１の端部は、前記第１の遮蔽部材よりもさらに前記軌道方向の上流側に延出しており、
    前記ガス出口から流出したガスの一部が前記第１の管の内部を前記軌道方向の上流側に向かって流れる極端紫外光生成装置。
17. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記チャンバは、
    第１の容器と、
    前記第１の容器に連通する第２の容器と、
    前記第２の容器を前記第１の容器に対して移動可能に支持するステージと、
    を含み、
    前記第１の容器と前記第２の容器とが前記ステージを介して連結されており、
    前記ターゲット供給部は、前記第２の容器に固定され、
    前記第１の管及び前記第２の管を含むガス導入部材は、前記第１の容器に固定される極端紫外光生成装置。
18. 請求項１に記載の極端紫外光生成装置であって、
    前記第２の管に、前記第２の管を冷却するための冷却用流体を流す冷却用流路が設けられている極端紫外光生成装置。

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