JPWO2013180007A1 - 極端紫外光生成装置および極端紫外光生成システム - Google Patents

極端紫外光生成装置および極端紫外光生成システム Download PDF

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Abstract

極端紫外光生成装置が、ターゲットにレーザ光を照射してターゲットをプラズマ化することにより極端紫外光を生成するように構成されていてもよい。この極端紫外光生成装置は、少なくとも１つの貫通孔が設けられたチャンバと、上記少なくとも１つの貫通孔を通してチャンバ内の所定領域にレーザ光を導入するように構成された光学系と、上記所定領域に粉体のターゲットを供給するように構成されたターゲット供給装置と、を備えてもよい。

Description

本開示は、極端紫外光生成装置および極端紫外光生成システムに関する。
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）光を生成する極端紫外光生成装置と縮小投影反射光学系(reduced projection reflection optics)とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。
ＥＵＶ光生成装置としては、ターゲット物質にパルスレーザ光を照射することによって生成されるプラズマが用いられるＬＰＰ（Laser Produced Plasma）式の装置と、放電によって生成されるプラズマが用いられるＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）式の装置と、シンクロトロン放射光が用いられるＳＲ（Synchrotron Radiation）式の装置との３種類の装置が提案されている。
 概要
本開示の１つの観点に係る極端紫外光生成装置は、ターゲットにレーザ光を照射してターゲットをプラズマ化することにより極端紫外光を生成するように構成された極端紫外光生成装置であって、少なくとも１つの貫通孔が設けられたチャンバと、上記少なくとも１つの貫通孔を通してチャンバ内の所定領域にレーザ光を導入するように構成された光学系と、上記所定領域に粉体のターゲットを供給するように構成されたターゲット供給装置と、を備えてもよい。
本開示の他の１つの観点に係る極端紫外光生成システムは、ターゲットにレーザ光を照射してターゲットをプラズマ化することにより極端紫外光を生成するように構成された極端紫外光生成システムであって、レーザ光を出力するように構成されたレーザ装置と、少なくとも１つの貫通孔が設けられたチャンバと、上記少なくとも１つの貫通孔を通してチャンバ内の所定領域にレーザ光を導入するように構成された光学系と、上記所定領域に粉体のターゲットを供給するように構成されたターゲット供給装置と、を備えてもよい。
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式のＥＵＶ光生成システムの構成を概略的に示す。 図２は、第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成システムの構成例を概略的に示す一部断面図である。 図３は、図２に示すターゲット供給装置の構成例を概略的に示す。 図４は、図２に示すターゲット供給装置の他の構成例を概略的に示す。 図５Ａは、図４に示すエアロダイナミックレンズの設計例を説明するための図である。 図５Ｂは、設計されたエアロダイナミックレンズの各部の寸法を示す。 図５Ｃは、設計されたエアロダイナミックレンズを用いた場合のプラズマ生成領域における粉体のターゲットの状態を示す。 図５Ｄは、設計されたエアロダイナミックレンズの各オリフィスにおける粉体のターゲットのビーム径を示す。 図６は、図２に示すレーザ装置の構成例を概略的に示す。 図７は、第２の実施形態において用いられるターゲット供給装置の構成例を概略的に示す。 図８は、第３の実施形態において用いられるターゲット供給装置の構成例を概略的に示す。 図９は、第４の実施形態において用いられるターゲット供給装置の構成例を概略的に示す。 図１０は、第５の実施形態において用いられるターゲット供給装置の構成例を概略的に示す。 図１１は、第６の実施形態に係るＥＵＶ光生成システムの構成例を概略的に示す。 図１２は、第７の実施形態において用いられるターゲット供給装置の構成例を概略的に示す。 図１３は、第８の実施形態に係るＥＵＶ光生成システムの構成例を概略的に示す。 図１４は、第９の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成例を概略的に示す。 図１５は、第１０の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置の構成例を概略的に示す。 図１６Ａは、第１１の実施形態において用いられるレーザ装置の構成例を概略的に示す。図１６Ｂは、マスターオシレータから出力されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。図１６Ｃは、波形調節器から出力されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。図１６Ｄは、増幅器ＰＡ３から出力されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。 図１７Ａは、図１６Ａに示す波形調節器の構成例を概略的に示す。図１７Ｂは、マスターオシレータから出力されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。図１７Ｃは、高電圧電源から出力されるパルス状の電圧の波形を示すグラフである。図１７Ｄは、波形調節器から出力されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。 図１８は、第１２の実施形態において用いられるレーザ装置の構成例を概略的に示す。 図１９Ａは、第１３の実施形態において用いられるレーザ装置の構成例を概略的に示す。図１９Ｂは、第２のマスターオシレータから出力されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。図１９Ｃは、第１のマスターオシレータから出力されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。図１９Ｄは、光路調節器から出力されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。図１９Ｅは、レーザ装置から出力されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。 図２０は、第１４の実施形態に係るＥＵＶ光生成システムの構成例を概略的に示す一部断面図である。
実施形態
＜内容＞
１．概要
２．用語の説明
３．極端紫外光生成システムの全体説明
３．１ 構成
３．２ 動作
４．ターゲット供給装置を含む極端紫外光生成システム
４．１ 構成
４．２ 動作
４．３ 作用
５．粉体のターゲットを供給するターゲット供給装置
５．１ エアロゾル生成器を含むターゲット供給装置
５．２ エアロダイナミックレンズを含むターゲット供給装置
６．レーザ装置
７．その他
７．１ ターゲット供給装置の変形例（１）
７．２ ターゲット供給装置の変形例（２）
７．３ ターゲット供給装置の変形例（３）
７．４ ターゲット供給装置の変形例（４）
７．５ ターゲット供給装置の変形例（５）
７．６ ターゲット供給装置の変形例（６）
７．７ チャンバの変形例（１）
７．８ チャンバの変形例（２）
７．９ チャンバの変形例（３）
７．１０ レーザ装置の変形例（１）
７．１１ レーザ装置の変形例（２）
７．１２ レーザ装置の変形例（３）
７．１３ レーザ装置の変形例（４）
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．概要
ＬＰＰ式のＥＵＶ光生成装置においては、レーザ装置から出力されるパルスレーザ光を、ターゲット供給装置からチャンバ内に供給されるターゲットに集光して照射することにより、ターゲットをプラズマ化してもよい。プラズマからは、ＥＵＶ光を含む光が放射されてもよい。放射されたＥＵＶ光は、チャンバ内に配置されたＥＵＶ集光ミラーによって集光され、露光装置等に出力されてもよい。
ＬＰＰ式のＥＵＶ光生成装置においては、ターゲット供給装置においてターゲット物質を加熱して溶融させ、液滴状のターゲットをチャンバ内に供給する場合がある。このＥＵＶ光生成装置においては、液滴状のターゲットにプリパルスレーザ光を照射することによって液滴状のターゲットを破壊して拡散させ、拡散した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ターゲットをプラズマ化する場合がある。プリパルスレーザ光によって液滴状のターゲットを破壊することにより、ターゲットが適切な密度となるので、メインパルスレーザ光によってターゲットを効率的にプラズマ化し得る。
チャンバ内に供給されたターゲット物質はＥＵＶ集光ミラーを汚染させる場合があるので、チャンバ内に過大な量のターゲット物質を供給するのは望ましいことではないかも知れない。チャンバ内に供給するターゲット物質の量を抑制するため、液滴状のターゲットの直径は例えば２０μｍほどの微小径であるのが望ましいかも知れない。また、微小径の液滴状のターゲットを出力するためのノズルの直径は例えば１０μｍほどの微小径であるのが望ましいかも知れない。
しかしながら、ターゲット供給装置においては、加熱されて溶融したターゲット物質の一部が酸化したり、ターゲット物質の容器又は通路を構成する材料と反応したりして、不純物が発生する場合がある。この不純物は、上述の微小径のノズルに付着し、ノズルを詰まらせたり、ノズルから出力される液滴状のターゲットの進行方向を不安定にしたりする場合がある。
本開示の１つの観点においては、粉体のターゲットをチャンバ内に供給してもよい。
これによれば、液滴状のターゲットをプリパルスレーザ光によって破壊しなくても、適切な密度の粉体のターゲットをプラズマ生成領域に供給することができる。
さらに、粉体のターゲットの場合には、ノズルの直径を、微小径の液滴を供給する場合ほど小さくする必要はない。従って、ノズルの詰まりや、ターゲットの進行方向の変動が抑制され得る。
また、粉体のターゲットの場合には、ターゲット供給装置においてターゲット物質を融点以上の温度に加熱することを不要とすることができる。
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。
「ターゲット物質」は、パルスレーザ光に含まれる少なくとも１つのパルスが照射されることによってプラズマ化し、そのプラズマからＥＵＶ光を放射し得るスズ（Ｓｎ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）等の物質を意味し得る。
「ターゲット」は、ターゲット供給装置によってチャンバ内に供給され、パルスレーザ光が照射される、微小量のターゲット物質を含む塊を意味し得る。この塊は、固形状、粉体状、液体状又はガス状であり得る。
「粉体のターゲット」は、複数の微細な固体の粒子を含むターゲットを意味し得る。
「エアロゾル」は、気体中に微細な固体の粒子が浮遊している分散系を意味し得る。
３．極端紫外光生成システムの全体説明
３．１ 構成
図１に、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。ＥＵＶ光生成装置１は、少なくとも１つのレーザ装置３と共に用いられてもよい。本願においては、ＥＵＶ光生成装置１及びレーザ装置３を含むシステムを、ＥＵＶ光生成システム１１と称する。図１に示し、かつ、以下に詳細に説明するように、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２及びターゲット供給装置２６を含んでもよい。チャンバ２は、密閉可能であってもよい。ターゲット供給装置２６は、例えば、チャンバ２の壁を貫通するように取り付けられてもよい。ターゲット供給装置２６から供給さ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、又は、それらの内のいずれか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。その貫通孔には、ウインドウ２１が設けられてもよく、ウインドウ２１をパルスレーザ光３２が透過してもよい。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及び第２の焦点を有し得る。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、プラズマ生成領域２５に位置し、その第２の焦点が、中間集光点（ＩＦ）２９２に位置するように配置されるのが好ましい。ＥＵＶ集光ミラー２３の中央部には、パルスレーザ光３３を通過させるための貫通孔２４が設けられてもよい。
ＥＵＶ光生成装置１は、ＥＵＶ光生成制御装置５及びターゲットセンサ４をさらに含んでもよい。ターゲットセンサ４は、撮像機能を有してもよく、ターゲットの存在、軌道、位置、速度の少なくとも一つを検出してもよい。
さらに、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２の内部と露光装置６の内部とを連通させる接続部２９を含んでもよい。接続部２９内部には、アパーチャが形成された壁２９１が設けられてもよい。壁２９１は、そのアパーチャがＥＵＶ集光ミラー２３の第２の焦点に位置するように配置されるのが好ましい。
さらに、ＥＵＶ光生成装置１は、レーザ光進行方向制御装置３４、レーザ光集光ミラー２２、ターゲット２７を回収するためのターゲット回収部２８等を含んでもよい。レーザ光進行方向制御装置３４は、パルスレーザ光の進行方向を規定するための光学系と、この光学系の配置、姿勢等を調節するためのアクチュエータとを備えてもよい。
３．２ 動作
図１を参照に、レーザ装置３から出力されたパルスレーザ光３１は、レーザ光進行方向制御装置３４を経て、パルスレーザ光３２としてウインドウ２１を透過して、チャンバ２内に入射してもよい。パルスレーザ光３２は、少なくとも１つのレーザ光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、パルスレーザ光３３としてターゲット２７に照射されてもよい。
ターゲット供給装置２６は、ターゲット２７をチャンバ２内のプラズマ生成領域２５に向けて出力するよう構成されてもよい。ターゲット２７には、パルスレーザ光３３に含まれる少なくとも１つのパルスが照射されてもよい。パルスレーザ光３３が照射されたターゲット２７はプラズマ化し、そのプラズマから放射光２５１が放射され得る。放射光２５１に含まれるＥＵＶ光２５２は、ＥＵＶ集光ミラー２３によって選択的に反射されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３によって反射されたＥＵＶ光２５２は、中間集光点２９２を通って露光装置６に出力されてもよい。
ＥＵＶ光生成制御装置５は、ＥＵＶ光生成システム１１全体の制御を統括するよう構成されてもよい。ＥＵＶ光生成制御装置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。また、ＥＵＶ光生成制御装置５は、例えば、ターゲット２７を出力するタイミングの制御および、ターゲット２７の出力方向の制御の内少なくとも一つを行うよう構成されてもよい。さらに、ＥＵＶ光生成制御装置５は、例えば、レーザ装置３の発振タイミングの制御、パルスレーザ光３２の進行方向の制御および、パルスレーザ光３３の集光位置の制御の内少なくとも一つを行う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。
４．ターゲット供給装置を含む極端紫外光生成システム
４．１ 構成
図２は、第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成例を概略的に示す一部断面図である。図２に示すように、チャンバ２の内部には、ＥＵＶ集光ミラー２３と、ターゲット回収部２８と、ＥＵＶ集光ミラーホルダ４１とが設けられてもよい。
ＥＵＶ集光ミラー２３は、ＥＵＶ集光ミラーホルダ４１を介してチャンバ２に固定されてもよい。ターゲット回収部２８は、ターゲット２７の軌道の延長線上に配置され、ターゲット２７のうちパルスレーザ光が照射されなかったものを回収してもよい。
チャンバ２には、ターゲット供給装置２６と、排気装置４２とが取り付けられてもよい。排気装置４２は、チャンバ２の内部を大気圧未満の所定の圧力となるように排気するポンプであってもよい。ターゲット供給装置２６は、キャリアガス供給器４３と、エアロゾル生成器４４と、粉体出力部４５と、制御部４６とを含んでもよい。
キャリアガス供給器４３は、ターゲット物質を含む粉体を搬送するためのキャリアガスを、大気圧又はそれより大きい圧力でエアロゾル生成器４４に供給してもよい。エアロゾル生成器４４は、キャリアガス供給器４３によって供給されたキャリアガスにターゲット物質を含む粉体を分散させて、エアロゾルを生成してもよい。粉体出力部４５は、チャンバ２に固定されていてもよい。粉体出力部４５は、エアロゾル生成器４４によって生成されたエアロゾルに含まれる粉体を、ターゲット２７としてチャンバ２内のプラズマ生成領域２５に供給してもよい。
制御部４６は、キャリアガス供給器４３及びエアロゾル生成器４４の動作を制御してもよい。エアロゾル生成器４４からチャンバ２内にエアロゾルを供給するための力は、排気装置４２によって調整されるチャンバ２内の圧力と、キャリアガス供給器４３によって供給されるキャリアガスの圧力との差圧によって与えられてもよい。
レーザ装置３とチャンバ２との間には、レーザ光集光光学系２２ａが配置されてもよい。レーザ光集光光学系２２ａは、少なくとも１つのレンズ又はミラーを含んでもよい。レーザ光集光光学系２２ａは、レーザ装置３から出力されたパルスレーザ光をプラズマ生成領域２５に集光してもよい。
４．２ 動作
ＥＵＶ光生成制御装置５は、排気装置４２を駆動させ、チャンバ２内が排気されるようにしてもよい。次に、ＥＵＶ光生成制御装置５は、ターゲット供給装置２６の制御部４６を介して、キャリアガス供給器４３を駆動させ、エアロゾル生成器４４にキャリアガスが導入されるようにしてもよい。また、ＥＵＶ光生成制御装置５は、制御部４６を介して、エアロゾル生成器４４を駆動させ、エアロゾル生成器４４の容器内にターゲット物質を含む粉体が供給されたり、エアロゾル生成器４４の容器に振動が与えられたりするようにしてもよい。エアロゾル生成器４４によって生成されたエアロゾルは、キャリアガスの圧力とチャンバ２内の圧力との差圧により、粉体出力部４５を介してチャンバ２内に噴出してもよい。エアロゾルに含まれる粉体のターゲット２７は、プラズマ生成領域２５に到達してもよい。
ＥＵＶ光生成制御装置５は、レーザ装置３を駆動させ、レーザ装置３からパルスレーザ光が出力されるようにしてもよい。レーザ装置３から出力されたパルスレーザ光は、レーザ光集光光学系２２ａとウインドウ２１とを介してプラズマ生成領域２５に照射されてもよい。これによりパルスレーザ光が粉体のターゲット２７に照射され、粉体のターゲット２７はプラズマ化し、ＥＵＶ光が生成されてもよい。
４．３ 作用
以上のＥＵＶ光生成装置によれば、粉体のターゲット２７をプラズマ生成領域２５に供給するので、液滴状のターゲットをプリパルスレーザ光によって破壊しなくても、適切な密度の粉体のターゲット２７をプラズマ生成領域２５に供給することができる。
さらに、粉体のターゲット２７の場合には、ノズルの直径を、微小径の液滴を供給する場合ほど小さくする必要はない。従って、ノズルの詰まりや、ターゲットの進行方向の変動が抑制され得る。
また、粉体のターゲット２７の場合には、ターゲット供給装置２６においてターゲット物質を融点以上の温度に加熱することを不要とすることができる。ターゲット物質の融点は、スズの場合は２３２℃、ガドリニウムの場合は１３１２℃、テルビウムの場合は１３５６℃であり得る。
５．粉体のターゲットを供給するターゲット供給装置
５．１ エアロゾル生成器を含むターゲット供給装置
図３は、図２に示すターゲット供給装置２６の構成例を概略的に示す。ターゲット供給装置２６に含まれるキャリアガス供給器４３は、高圧ガスボンベ４７と、マスフローコントローラ４８とを含んでもよい。また、エアロゾル生成器４４は、粉体生成機構４９と、容器５９とを含んでもよい。エアロゾル生成器４４は、粉体生成機構４９の代わりに、後述の粉体供給機構を含んでもよい。
高圧ガスボンベ４７は、ヘリウムガス（Ｈｅ）、アルゴンガス（Ａｒ）、水素ガス（Ｈ２）、水素ガスを混合したヘリウムガス、水素ガスを混合したアルゴンガス、などのキャリアガスを収容していてもよい。マスフローコントローラ４８は、制御部４６からの制御信号に基づいて、高圧ガスボンベ４７からエアロゾル生成器４４に供給されるキャリアガスの流量を制御してもよい。
粉体生成機構４９は、ターゲット物質を粉体にしてエアロゾル生成器４４の容器５９内に供給する機構であってもよい。粉体生成機構４９は、例えば、スパッタリング法や、レーザアブレーション法などによって粉体を生成してもよい。粉体生成機構４９によって生成される粉体の量および粒径は、制御部４６からの制御信号に基づいて制御されてもよい。エアロゾル生成器４４は、粉体生成機構４９によって生成されたターゲット物質を含む粉体を、キャリアガス供給器４３によって供給されたキャリアガスに分散させることにより、エアロゾルを生成してもよい。また、粉体生成機構４９の代わりに、予めターゲット物質を含む粉体を貯蔵しておいて、ガス巻き上げ式、落下式などの方法で粉体を供給する後述の粉体供給機構を用いてもよい。
粉体出力部４５は、エアロゾル生成器４４によって生成されたエアロゾルに含まれる粉体のターゲット２７をチャンバ２内のプラズマ生成領域２５に向けて出力してもよい。粉体のターゲット２７は、ビーム状で出力されてもよい。レーザ装置３から出力されるパルスレーザ光が、粉体のターゲット２７に照射され、パルスレーザ光が照射された粉体のターゲット２７の一部をプラズマ化してＥＵＶ光を生成してもよい。
プラズマ生成に伴って拡散したターゲット物質は、図２に示されたＥＵＶ集光ミラー２３の反射面に付着して、ＥＵＶ集光ミラー２３によるＥＵＶ光の反射率を低下させる場合がある。そこで、ターゲット物質がスズ（Ｓｎ）を含む場合には、キャリアガスに水素ガスを含むのが好ましい。以下の式１に示されるように、水素ガスは、ＥＵＶ光が照射されると水素ラジカル（Ｈ＊）となり得る。以下の式２に示されるように、この水素ラジカルと、ＥＵＶ集光ミラー２３に付着したスズとが反応して、常温で気体であるスタナン（ＳｎＨ４）が生成され得る。
Ｈ２→２Ｈ＊ （式１）
Ｓｎ＋４Ｈ＊→ＳｎＨ４ （式２）
これにより、ＥＵＶ集光ミラー２３に付着したターゲット物質をエッチングし、ＥＵＶ集光ミラー２３を長寿命化し得る。
５．２ エアロダイナミックレンズを含むターゲット供給装置
図４は、図２に示すターゲット供給装置２６の他の構成例を概略的に示す。ターゲット供給装置２６の粉体出力部４５は、エアロダイナミックレンズ５０を含んでもよい。エアロダイナミックレンズ５０は、内部に数段のオリフィス板を連ねた構造を有してもよい。エアロダイナミックレンズ５０は、高圧側のエアロゾル生成器４４で生成されたエアロゾルを低圧側のチャンバ２に導入し、エアロゾルに含まれる粉体をビーム状にしてチャンバ２内のプラズマ生成領域２５に出力してもよい。
エアロダイナミックレンズ５０を用いることにより、粉体のターゲット２７がチャンバ２内に拡散することを抑制して、プラズマ生成領域２５に多くの粉体のターゲット２７を到達させることができ、粉体のターゲット２７の利用効率を向上することができる。また、粉体出力部４５とプラズマ生成領域２５との距離（ＷＤ）を長くとることができる。
図５Ａは、図４に示すエアロダイナミックレンズ５０の設計例を説明するための図である。図５Ｂは、設計されたエアロダイナミックレンズ５０の各部の寸法を示す。図５Ｃは、設計されたエアロダイナミックレンズ５０を用いた場合のプラズマ生成領域における粉体のターゲットの状態を示す。図５Ｄは、設計されたエアロダイナミックレンズ５０の各オリフィスと、第４オリフィス６４から距離ＷＤの位置における粉体のターゲットのビーム径を示す。第４オリフィス６４から距離ＷＤの位置は、プラズマ生成領域２５に相当し得る。
図５Ａに示すように、エアロダイナミックレンズ５０は、一端にエアロゾル生成器４４に連通する開口６０が形成され、他端にチャンバ２に連通するオリフィスが形成された管５１を含んでもよい。本設計においては、チャンバ２に連通するオリフィスは第４オリフィス６４であってもよい。管５１の内部には、開口６０と第４オリフィス６４との間に、開口６０側から順に、第１オリフィス６１、第２オリフィス６２及び第３オリフィス６３が形成されていてもよい。
ここで、開口６０（ｎ＝０）の径をＤａ０、第１オリフィス６１（ｎ＝１）の径をＤａ１、第２オリフィス６２（ｎ＝２）の径をＤａ２、第３オリフィス６３（ｎ＝３）の径をＤａ３、第４オリフィス６４（ｎ＝４）の径をＤａ４とする。なお、開口６０の位置をｎ＝０とし、第１オリフィス６１の位置をｎ＝１とし、第２オリフィス６２の位置をｎ＝２とし、第３オリフィス６３の位置をｎ＝３とし、第４オリフィス６４の位置をｎ＝４とする。
また、開口６０と第１オリフィス６１との間の距離をＬ０、第１オリフィス６１と第２オリフィス６２との間の距離をＬ１、第２オリフィス６２と第３オリフィス６３との間の距離をＬ２、第３オリフィス６３と第４オリフィス６４との間の距離をＬ３とする。
また、開口６０と第１オリフィス６１との間における管５１の内径をＤｓ０、第１オリフィス６１と第２オリフィス６２との間における管５１の内径をＤｓ１とする。第２オリフィス６２と第３オリフィス６３との間における管５１の内径をＤｓ２、第３オリフィス６３と第４オリフィス６４との間における管５１の内径をＤｓ３とする。
また、キャリアガスはアルゴンガスとし、エアロゾルに含まれる粉体は直径Ｄｐが５００ｎｍ〜１０００ｎｍであるスズの固体微粒子によって構成される粉体とする。また、第４オリフィス６４からプラズマ生成領域２５までの距離ＷＤを１００ｍｍとする。また、エアロダイナミックレンズ５０への入力圧力Ｐｉｎを１０１３２５Ｐａとし、チャンバ２内の圧力Ｐｏｕｔを０．１Ｐａとする。
図５Ｂ〜図５Ｄには、プラズマ生成領域２５における粉体のターゲット２７のビーム径Ｄｔが２８０μｍ〜４００μｍとなるように、また、粉体のターゲット２７の流速Ｖが５９ｍ／ｓ〜１３０ｍ／ｓとなるように設計した結果が示されている。上述のＤａ０〜Ｄａ４、Ｌ０〜Ｌ３、及びＤｓ０〜Ｄｓ３を図５Ｂに示す値とすることにより、図５Ｃに示すように、直径Ｄｐが１０００．０ｎｍである微粒子については、流速が５９．０ｍ／ｓとなり、粉体のターゲット２７のビーム径が２８９μｍとなり得る。また、直径Ｄｐが５２５．０ｎｍである微粒子については、流速が６３．９ｍ／ｓとなり、粉体のターゲット２７のビーム径が３７９μｍとなり得る。図５Ｄには、各オリフィスにおけるビーム径と、第４オリフィス６４から距離ＷＤの位置におけるビーム径とを示す。
このような粉体のターゲット２７に、例えば、集光スポット径が４００μｍであるパルスレーザ光を５０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの繰り返し周波数で照射してもよい。これにより、ＥＵＶ光を５０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの繰り返し周波数で生成し得る。なお、集光スポット径は、集光点の強度分布において、ピーク強度の１／ｅ２以上の強度を有する部分の直径とする。
また、１００ｋＨｚの繰り返し周波数で照射されるパルスレーザ光の繰り返し周期は１０μｓとなるので、粉体のターゲット２７の流速Ｖが５９．０ｍ／ｓであるとすると、粉体のターゲット２７が５９０μｍ進むごとに、パルスレーザ光に含まれる１つのパルスが照射されることになる。上述のように、プラズマ生成領域２５における粉体のターゲット２７のビーム径Ｄｔは２８０μｍ〜４００μｍとなり得る。従って、パルスレーザ光の集光スポット径が４００μｍである場合には、チャンバ２内に供給されるターゲット物質の多くがＥＵＶ光の生成に利用され得る。
さらに、開口６０の径Ｄａ０、第１オリフィス６１の径Ｄａ１、第２オリフィス６２の径Ｄａ２、第３オリフィス６３の径Ｄａ３、第４オリフィス６４の径Ｄａ４は、いずれも０．１８〜１．７５ｍｍであり、スズ微粒子の粒径である５００ｎｍ〜１０００ｎｍの１８０倍以上となり得る。このため、スズ微粒子が、開口６０及び第１〜第４オリフィス６１〜６４において詰まることが抑制され得る。そして、ターゲットの進行方向の変動も抑制され得る。
粉体のターゲット２７をビーム状に形成する方法は、エアロダイナミックレンズ５０を用いる方法に限らず、粉体を予め帯電させて、粉体の流路の周囲に設けた電極に電位を印加することによって、クーロン力により粉体の移動方向を制御する方法でもよい。
なお、パルスレーザ光がＣＯ２レーザ装置によって生成される場合に、パルスレーザ光の波長は約１０．６μｍとなるので、直径が３０ｎｍ未満の微粒子を透過してしまう場合がある。そこで、エアロゾルに含まれる微粒子の直径Ｄｐは、３０ｎｍ以上であることが望ましい。
また、エアロゾルに含まれる粉体の粒子間の距離は、２０μｍ以下であることが望ましい。また、エアロゾルに含まれるターゲット物質の密度は、６×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、６×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の範囲であることが望ましい。このことから、エアロゾルに含まれる微粒子の直径Ｄｐの最大値は、５１０ｎｍ以上、１１１０ｎｍ以下の範囲に設定されることが望ましい。
６．レーザ装置
図６は、図２に示すレーザ装置３の構成例を概略的に示す。レーザ装置３は、マスターオシレータＭＯと、複数の増幅器ＰＡ１、ＰＡ２及びＰＡ３と、制御部３９１とを含んでもよい。
マスターオシレータＭＯは、ＣＯ２ガスをレーザ媒質として用いたＣＯ２レーザ装置であってもよい。複数の増幅器ＰＡ１、ＰＡ２及びＰＡ３は、マスターオシレータＭＯから出力されるパルスレーザ光の光路に直列に配置されてもよい。複数の増幅器ＰＡ１、ＰＡ２及びＰＡ３は、それぞれ、例えばＣＯ２ガスをレーザ媒質として収容した図示しないレーザチャンバと、レーザチャンバ内に配置された図示しない一対の電極と、一対の電極間に電圧を印加する図示しない電源とを含んでいてもよい。制御部３９１は、ＥＵＶ光生成制御装置５からの制御信号に基づいて、マスターオシレータＭＯと、複数の増幅器ＰＡ１、ＰＡ２及びＰＡ３とを制御して増幅されたパルスレーザ光を出力させてもよい。
７．その他
７．１ ターゲット供給装置の変形例（１）
図７は、第２の実施形態において用いられるターゲット供給装置２６の構成例を概略的に示す。第２の実施形態においては、エアロゾル生成器４４ａの容器５９ａが、ターゲット物質を加熱するための図示しない加熱装置を備えたるつぼ５２ａを収容していてもよい。るつぼ５２ａは、制御部４６からの制御信号に基づいて、ターゲット物質を加熱し、一定量ずつ気化させてもよい。気化したターゲット物質は、るつぼ５２ａから離れて冷却され、粉体となってもよい。粉体となったターゲット物質は、キャリアガス中に分散し、粉体出力部４５を介して粉体のターゲット２７としてチャンバ２内に供給されてもよい。その他の点は第１の実施形態と同様でもよい。
７．２ ターゲット供給装置の変形例（２）
図８は、第３の実施形態において用いられるターゲット供給装置２６の構成例を概略的に示す。第３の実施形態においては、エアロゾル生成器４４ｂが、粉体供給機構４９ｂを含んでもよい。粉体供給機構４９ｂは、予めターゲット物質を含む粉体を貯蔵しておいて、制御部４６からの制御信号に基づいて、粉体をエアロゾル生成器４４ｂの容器５９ｂ内に供給してもよい。
エアロゾル生成器４４ｂは、容器５９ｂ内における粉体の凝集を抑制するために、振動機構５６ｂを含んでいてもよい。振動機構５６ｂは、超音波振動、電磁振動、又は機械的振動をエアロゾル生成器４４ｂの容器５９ｂに印加してもよい。その他の点は第１の実施形態と同様でもよい。
７．３ ターゲット供給装置の変形例（３）
図９は、第４の実施形態において用いられるターゲット供給装置２６の構成例を概略的に示す。第４の実施形態においては、エアロゾル生成器４４ｃが、粉砕機５３ｃと、分級器５４ｃと、粉体供給機構４９ｃとを含んでもよい。粉砕機５３ｃは、制御部４６からの制御信号に基づいて、固形状のターゲット物質を粉砕又は解砕して粉体を生成し、分級器５４ｃに供給してもよい。分級器５４ｃは、制御部４６からの制御信号に基づいて、粉砕機５３ｃから供給された粉体のうち、所定範囲の粒径を有する粒子によって構成される粉体を、粉体供給機構４９ｃに供給してもよい。その他の点は第１の実施形態と同様でもよい。
７．４ ターゲット供給装置の変形例（４）
図１０は、第５の実施形態において用いられるターゲット供給装置２６の構成例を概略的に示す。第５の実施形態においては、エアロゾル生成器４４ｄによって生成されたエアロゾルが、高圧ガスボンベ４７ｄ及びマスフローコントローラ４８ｄから供給されたキャリアガスと配管内で混合され、粉体出力部４５を介してチャンバ２内のプラズマ生成領域２５に供給されてもよい。その他の点は第１の実施形態と同様でもよい。
７．５ ターゲット供給装置の変形例（５）
図１１は、第６の実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成例を概略的に示す。第６の実施形態においては、エアロゾル生成器４４ｅが、粉体のターゲット２７をパルス状に生成してもよい。具体的には、エアロゾル生成器４４ｅは、パルス加熱装置５８ｅを含んでもよい。パルス加熱装置５８ｅは、制御部４６からの制御信号に基づいて、パルスレーザ光を出力する装置であってもよい。
パルス加熱装置５８ｅから出力されたパルスレーザ光は、図示しない集光レンズを透過し、エアロゾル生成器４４ｅの容器５９ｅに設けられた窓５５ｅを介して、容器５９ｅ内に配置された固体又は液体のターゲット物質上に所定の集光径で集光してもよい。これにより、エアロゾル生成器４４ｅの容器５９ｅ内で、ターゲット物質がパルスレーザ光によって加熱され、一定量のターゲット物質が気化してもよい。気化したターゲット物質が冷却されて、ターゲット物質を含む粉体がパルス状に生成され得る。パルス状に生成された粉体は、粉体出力部４５を介して、粉体のターゲット２７としてチャンバ２内にパルス状に供給され得る。ＥＵＶ光生成制御装置５は、パルス状の粉体のターゲット２７がプラズマ生成領域２５に到達したタイミングでパルスレーザ光が粉体のターゲット２７に照射されるように、レーザ装置３を制御してもよい。その他の点は第１の実施形態と同様でもよい。
なお、パルス加熱装置５８ｅは、電子ビーム、イオンビーム等をパルス状に出力する装置であってもよい。この場合は窓５５ｅを必要とせず、容器５９ｅに直接パルス加熱装置を取り付けてもよい。
７．６ ターゲット供給装置の変形例（６）
図１２は、第７の実施形態に係るターゲット供給装置２６の構成例を概略的に示す。第７の実施形態においては、エアロダイナミックレンズ５０を含む粉体出力部４５が、エアロダイナミックレンズ５０よりもターゲット物質の上流側に、エアロゾル貯蔵室６５をさらに含んでいてもよい。
エアロゾル貯蔵室６５は、エアロゾル生成器４４において生成されたエアロゾルが流入する流入口６５ａを有していてもよい。エアロゾル貯蔵室６５は、エアロダイナミックレンズ５０の開口６０を介してエアロダイナミックレンズ５０と連通していてもよい。エアロゾル貯蔵室６５には、圧力センサ６５ｂと、排気装置６５ｃとが取り付けられてもよい。
圧力センサ６５ｂは、エアロゾル貯蔵室６５内の圧力を検出してもよい。圧力センサ６５ｂは、信号線によって制御部４６に接続されていてもよい。制御部４６は、圧力センサ６５ｂが検出したエアロゾル貯蔵室６５内の圧力を読み取ってもよい。排気装置６５ｃは、エアロゾル貯蔵室６５内を排気してもよい。排気装置６５ｃは、信号線によって制御部４６に接続されていてもよい。制御部４６は、圧力センサ６５ｂが検出したエアロゾル貯蔵室６５内の圧力に基づいて、エアロゾル貯蔵室６５内の圧力が所望の範囲内の値となるように、排気装置６５ｃを制御してもよい。排気装置６５ｃとエアロゾル貯蔵室６５との間には、図示しないフィルタが配置され、このフィルタによってターゲット物質の通過が制限されてもよい。
この構成によれば、エアロゾル貯蔵室６５内の圧力を制御することにより、エアロダイナミックレンズ５０が所望の粉体のターゲット２７を生成するために適切な動作圧力を、エアロダイナミックレンズ５０に与えることができる。また、エアロダイナミックレンズ５０に与える動作圧力を、エアロゾルを生成するためのエアロゾル生成器４４内の圧力とは別に制御することができる。また、エアロゾル生成器４４において生成されるエアロゾルの量が変化した場合でも、エアロダイナミックレンズ５０に供給されるエアロゾルの量の変化を抑制できる。その他の点は第１の実施形態と同様でもよい。
７．７ チャンバの変形例（１）
図１３は、第８の実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成例を概略的に示す。第８の実施形態において、チャンバ２は、アパーチャ４０ａが形成されたビーム整形板４０を有していてもよい。ビーム整形板４０は、図示しないホルダによって、粉体出力部４５とプラズマ生成領域２５との間に保持されていてもよい。アパーチャ４０ａは、粉体のターゲット２７の軌道に位置していてもよい。アパーチャ４０ａの径は、粉体のターゲット２７がアパーチャ４０ａ及びその周囲に到達したときの粉体のターゲット２７のビーム径より小さくてもよい。
粉体出力部４５から出力された粉体のターゲット２７は、チャンバ２内をほぼ直進し、アパーチャ４０ａ及びその周囲に到達してもよい。アパーチャ４０ａに到達した粉体のターゲット２７は、アパーチャ４０ａを通過し、プラズマ生成領域２５に向かってほぼ直進してもよい。アパーチャ４０ａの周囲に到達した粉体のターゲット２７は、ビーム整形板４０に衝突してもよい。ビーム整形板４０に衝突した粉体のターゲット２７は、アパーチャ４０ａを通過できなくてもよい。これにより、アパーチャ４０ａを通過した粉体のターゲット２７のビーム径は、粉体のターゲット２７がアパーチャ４０ａ及びその周囲に到達したときの粉体のターゲット２７のビーム径よりも小さくなってもよい。
この構成によれば、粉体のターゲット２７のビーム径をさらに調整することができる。また、アパーチャ４０ａの形状によって、粉体のターゲット２７のビーム断面の形状を調整することもできる。その他の点は第１の実施形態と同様でもよい。
７．８ チャンバの変形例（２）
図１４は、第９の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置１の構成例を概略的に示す。第９の実施形態においては、チャンバ２が、低真空室２ａと高真空室２ｂとを有していてもよい。低真空室２ａと高真空室２ｂとの隔壁には、オリフィス５７が設けられていてもよい。低真空室２ａには排気装置４２ａが接続され、高真空室２ｂには排気装置４２ｂが接続されて、低真空室２ａよりも高真空室２ｂの方が高真空となるようにチャンバ２内が排気されてもよい。高真空とは、より圧力が低い状態であり得る。ターゲット供給装置２６に含まれるエアロダイナミックレンズ５０ａは、チャンバ２の低真空室２ａに開口していてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３やプラズマ生成領域２５は、高真空室２ｂ内に位置していてもよい。
低真空室２ａにキャリアガスとともに導入された粉体のターゲット２７は、粉体の慣性力によって低真空室２ａ内をほぼ直進し、オリフィス５７を通過してもよい。低真空室２ａに導入されたキャリアガスの大部分は、排気装置４２ａによって排気されてもよい。オリフィス５７を通過した粉体のターゲット２７は、粉体の慣性力によって高真空室２ｂ内をほぼ直進し、プラズマ生成領域２５に到達してもよい。この構成によれば、エアロゾルに含まれるキャリアガスがチャンバ２の高真空室２ｂ内に流入するのを抑制し、プラズマ生成領域２５及びその周辺の空間を高真空に維持することができる。その他の点は第１の実施形態と同様でもよい。
７．９ チャンバの変形例（３）
図１５は、第１０の実施形態に係るＥＵＶ光生成装置１の構成例を概略的に示す。第１０の実施形態において、チャンバ２は、アパーチャ４０ａが形成されたビーム整形板４０を有していてもよい。ビーム整形板４０は、図示しないホルダによって、チャンバ２の低真空室２ａ内に保持されていてもよい。アパーチャ４０ａは、粉体のターゲット２７の軌道に位置していてもよい。アパーチャ４０ａの径は、粉体のターゲット２７がアパーチャ４０ａ及びその周囲に到達したときの粉体のターゲット２７のビーム径より小さくてもよい。
この構成によれば、粉体のターゲット２７のビーム径をさらに調整することができる。また、アパーチャ４０ａの形状によって、粉体のターゲット２７のビーム断面の形状を調整することもできる。その他の点は第９の実施形態と同様でもよい。
７．１０ レーザ装置の変形例（１）
図１６Ａは、第１１の実施形態において用いられるレーザ装置３９０ａの構成例を概略的に示す。第１１の実施形態におけるレーザ装置３９０ａは、マスターオシレータＭＯと増幅器ＰＡ１との間に、波形調節器３９２を含んでもよい。また、レーザ装置３９０ａは、増幅器ＰＡ３から出力されるパルスレーザ光の光路に配置されたビームスプリッタ３９４を含んでもよい。さらに、レーザ装置３９０ａは、ビームスプリッタ３９４によって分岐された２つの光路のうちの、一方の光路に配置されたパルス波形検出器３９３を含んでもよい。
図１６Ｂは、マスターオシレータＭＯから出力され図１６Ａに破線ＸＶＩＢで示されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。図１６Ｃは、波形調節器３９２から出力され図１６Ａに破線ＸＶＩＣで示されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。図１６Ｄは、増幅器ＰＡ３から出力され図１６Ａに破線ＸＶＩＤで示されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。なお、以下の実施形態の説明では、パルスレーザ光のパルス波形のグラフの縦軸は相対強度であり、パルス波形の代表的なピーク値によって規格化されている。
図１６Ｂに示すように、マスターオシレータＭＯから出力されるパルスレーザ光のパルス波形は、光強度が増大する第１段階と、第１段階の終わりから光強度がピーク値に達する第２段階と、第２段階の終わりから光強度が減少する第３段階とを含んでもよい。
波形調節器３９２は、マスターオシレータＭＯから出力されたパルスレーザ光のパルス波形を調節してもよい。例えば、波形調節器３９２は、図１６Ｂに示すパルス波形のパルスレーザ光を入力して、図１６Ｃに示す波形のように調節されたパルス波形のパルスレーザ光を出力してもよい。図１６Ｃに示すパルス波形のパルスレーザ光は複数の増幅器によって増幅され、例えば増幅器ＰＡ３から図１６Ｄに示すパルス波形のパルスレーザ光として出力されてもよい。図１６Ｃに示すように、波形調節器３９２から出力されるパルスレーザ光のパルス波形は、光強度が低い第１段階と、第１段階の終わりから急峻に光強度が増大してピーク値に達する第２段階と、第２段階の終わりから光強度が減少する第３段階とを含んでもよい。このようなパルス波形のレーザ光を粉体のターゲット２７に照射すると、まず、第１段階のレーザ光のエネルギーによって、粉体状のターゲットの一部が気化して、ターゲット物質の固体の微粒子とターゲット物質のガスとの混合状態となり得る。このような混合状態のターゲットは、第２段階および第３段階のレーザ光のエネルギーによって効率的にプラズマ化して、このプラズマからＥＵＶ光が生成され得る。従って、パルスレーザ光のエネルギーからＥＵＶ光のエネルギーへの変換効率（Conversion Efficiency：ＣＥ）が向上し得る。
ＣＥをより向上するため、波形調節器３９２から出力されるパルスレーザ光のパルス波形は、以下の特徴を有していてもよい。上記第１段階における光強度の積分値をＥｐｄとし、第１段階から第３段階までを含むパルス波形全体の光強度の積分値をＥｔｏとし、その比率をＲとすると、Ｒ＝Ｅｐｄ／Ｅｔｏと表せる。その場合、Ｒは、好ましくは１％≦Ｒ≦７．５％、さらに好ましくは２％≦Ｒ≦５％を満足してもよい。ＣＥが最大となるＲは３．５％とすることが望ましい。制御部３９１は、パルス波形検出器３９３によって検出されたレーザ光のパルス波形に基づいて、波形調節器３９２を制御してもよい。その他の点は第１の実施形態と同様でもよい。
図１７Ａは、図１６Ａに示す波形調節器３９２の構成例を概略的に示す。波形調節器３９２は、遅延回路３８１と、電圧波形生成回路３８２と、高電圧電源３８３と、ポッケルスセル３８４と、偏光子３８６とを含んでいてもよい。
ポッケルスセル３８４は、電気光学結晶を挟んで対向する位置に設けられた一対の電極３８５を含んでもよい。マスターオシレータＭＯから出力されたパルスレーザ光は、一対の電極３８５の間を透過してもよい。ポッケルスセル３８４は、一対の電極３８５間に電圧が印加されたときに、パルスレーザ光の偏光面を９０度回転させて透過させてもよい。ポッケルスセル３８４は、一対の電極３８５間に電圧が印加されていないときに、パルスレーザ光の偏光面を回転させずに透過させてもよい。
偏光子３８６は、紙面に平行な方向に直線偏光したパルスレーザ光を、増幅器ＰＡ１に向けて高い透過率で透過させてもよい。偏光子３８６は、紙面に垂直な方向に直線偏光したパルスレーザ光を高い反射率で反射してもよい。
制御部３９１は、マスターオシレータＭＯ及び遅延回路３８１の両方に、タイミング信号を出力してもよい。マスターオシレータＭＯは、制御部３９１から出力されるタイミング信号に応じて、パルスレーザ光を出力してもよい。遅延回路３８１は、制御部３９１から出力されるタイミング信号に対して所定の遅延時間を与えた信号を、電圧波形生成回路３８２に出力してもよい。電圧波形生成回路３８２は、遅延回路３８１からの信号をトリガとして電圧波形を生成し、この電圧波形を高電圧電源３８３に供給してもよい。高電圧電源３８３は、この電圧波形に基づいたパルス状の電圧を生成し、この電圧をポッケルスセル３８４の一対の電極３８５間に印加してもよい。
図１７Ｂは、マスターオシレータＭＯから出力され図１７Ａに破線ＸＶＩＩＢで示されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。マスターオシレータＭＯから出力されるパルスレーザ光は、紙面に対して垂直な方向に直線偏光していてもよく、パルスレーザ光のパルス幅は、２０ｎｓであってもよい。パルスレーザ光のパルス波形は、光強度が増大する第１段階と、第１段階の終わりから光強度がピーク値に達する第２段階と、第２段階の終わりから光強度が減少する第３段階とを含んでもよい。
図１７Ｃは、高電圧電源３８３から出力され図１７ＡにＸＶＩＩＣで示される配線を伝搬するパルス状の電圧の波形を示すグラフである。高電圧電源３８３から出力されるパルス状の電圧の波形は、その前半部において比較的低い電圧値Ｐを有し、後半部において比較的高い電圧値Ｐｈを有する波形であってもよい。電圧の波形の前半部から後半部に移行するタイミングは、図１７Ｂに示すパルスレーザ光のパルス波形におけるピークのタイミングに合わせられてもよい。電圧の波形の前半部はおよそ２０ｎｓの時間を有し、後半部もおよそ２０ｎｓの時間を有していてもよい。
図１７Ｄは、波形調節器３９２から出力され図１７Ａに波線ＸＶＩＩＤで示されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。図１７Ｃに示す電圧がポッケルスセル３８４に印加されると、パルスレーザ光のパルス波形の前半部においては、紙面に平行な偏光成分の少ないパルスレーザ光が、後半部においては、紙面に平行な偏光成分の多いパルスレーザ光が、それぞれポッケルスセル３８４を透過し得る。従って、パルスレーザ光のパルス波形の前半部においては、マスターオシレータＭＯから出力されたパルスレーザ光のごく一部が偏光子３８６を透過し、後半部においては、マスターオシレータＭＯから出力されたパルスレーザ光の大部分が偏光子３８６を透過し得る。これにより、波形調節器３９２から出力されるパルスレーザ光は、光強度が低い第１段階と、第１段階の終わりから急峻に光強度が増大してピーク値に達する第２段階と、第２段階の終わりから光強度が減少する第３段階とを含み得る。第１段階における光強度の積分値Ｅｐｄと、第１段階から第３段階を含むパルス波形全体の光強度の積分値Ｅｔｏとの比率Ｒは、高電圧電源３８３が生成する図１７Ｃに示すような電圧波形によって調整し得る。高電圧電源３８３が生成する電圧波形は、遅延回路３８１によって設定される遅延時間と、電圧波形生成回路３８２が出力する電圧値とによって制御するようにしてもよい。
７．１１ レーザ装置の変形例（２）
図１８は、第１２の実施形態において用いられるレーザ装置３９０ｂの構成例を概略的に示す。第１２の実施形態におけるレーザ装置３９０ｂは、マスターオシレータＭＯと増幅器ＰＡ１との間に、高反射ミラー４６７と、可飽和吸収体セル３９７とを含んでもよい。また、レーザ装置３９０ｂは、電圧波形生成回路３９５と、高電圧電源３９６とを含んでもよい。
レーザ装置３９０ｂに含まれるマスターオシレータＭＯは、高反射ミラー４６１及び４６２の間に、レーザチャンバ４６３と、偏光子４６６と、ポッケルスセル４６４とが、この順に高反射ミラー４６１側から配置された光共振器を含んでもよい。レーザチャンバ４６３内には、一対の電極４６５が配置されるとともに、ＣＯ２ガスがレーザ媒質として収容されてもよい。
マスターオシレータＭＯは、一対の電極４６５間に発生させる放電によってレーザチャンバ４６３内のレーザ媒質を励起し、高反射ミラー４６１及び４６２の間でレーザ光を往復させることによって、そのレーザ光を増幅してもよい。高反射ミラー４６１及び４６２の間で往復するレーザ光は、紙面に平行な方向に直線偏光していてもよい。偏光子４６６は、紙面に平行な方向に直線偏光したレーザ光を高い透過率で透過させてもよい。
ポッケルスセル４６４は、図示しない電気光学結晶と、図示しない一対の電極とを含んでもよい。ポッケルスセル４６４の一対の電極には、電圧波形生成回路３９５によって生成された電圧波形に基づいて高電圧電源３９６が出力する、パルス状の電圧が印加されてもよい。ポッケルスセル４６４は、一対の電極に電圧が印加されると、入射したレーザ光の直交する偏光成分の位相を１／４波長分ずらして透過させてもよい。ポッケルスセル４６４を図中左側から右側に透過し、高反射ミラー４６２によって反射されて、ポッケルスセル４６４を図中右側から左側に透過したレーザ光は、その直交する偏光成分の位相が合計で１／２波長分ずらされてもよい。そして、このレーザ光は、紙面に垂直な方向に直線偏光したレーザ光として偏光子４６６に入射してもよい。偏光子４６６は、紙面に垂直な方向に直線偏光したレーザ光を反射し、マスターオシレータＭＯから出力してもよい。
ここで、高電圧電源３９６によってポッケルスセル４６４に印加されるパルス状の電圧の波形は、図１７Ｃに示したパルス状の電圧の波形と同様に、その前半部において比較的低い電圧値を有し、後半部において比較的高い電圧値を有してもよい。これにより、波形の前半部においては、紙面に垂直な偏光成分の少ないレーザ光が、後半部においては、紙面に垂直な偏光成分の多いレーザ光が、それぞれポッケルスセル４６４を透過し得る。これにより、偏光子４６６によって反射されるパルスレーザ光のパルス波形は、光強度が低い第１段階と、第１段階の終わりから急峻に光強度が増大してピーク値に達する第２段階と、第２段階の終わりから光強度が減少する第３段階とを含み得る。第１段階における光強度の積分値Ｅｐｄと、第１段階から第３段階を含むパルス波形全体の光強度の積分値Ｅｔｏとの比率Ｒは、図１７Ｃに示す電圧波形と同様な電圧波形によって調整し得る。
高反射ミラー４６７は、偏光子４６６によって反射されたパルスレーザ光の光路に配置され、パルスレーザ光を可飽和吸収体セル３９７に向けて高い反射率で反射してもよい。可飽和吸収体セル３９７は、例えばガス状の可飽和吸収体を内部に収容していてもよく、所定値未満の光強度を有する入射光に対しては可飽和吸収体が入射光の多くを吸収し、所定値以上の光強度を有する入射光に対しては可飽和吸収体が入射光の多くを透過させてもよい。高反射ミラー４６７によって反射されたパルスレーザ光が、可飽和吸収体セル３９７を透過することにより、パルスレーザ光のパルス波形における上述の比率Ｒが小さくなり得る。可飽和吸収体セル３９７の内部の可飽和吸収体ガスの濃度あるいは圧力を高くしたり、可飽和吸収体セル３９７の光路長を長くしたりすれば、上述の比率Ｒを一層小さくし得る。
その他の点は図１６Ａを用いて説明した第１１の実施形態と同様でもよい。
７．１２ レーザ装置の変形例（３）
図１９Ａは、第１３の実施形態において用いられるレーザ装置３９０ｃの構成例を概略的に示す。第１３の実施形態におけるレーザ装置３９０ｃは、第１及び第２のマスターオシレータＭＯ１及びＭＯ２を含んでもよい。レーザ装置３９０ｃは、さらに、遅延回路３９８と光路調節器３９９とを含んでもよい。その他の点は図１６Ａを用いて説明した第１１の実施形態と同様でもよい。
第１のマスターオシレータＭＯ１は、制御部３９１からのタイミング信号と同期して、第１のパルスレーザ光を出力してもよい。遅延回路３９８は、制御部３９１からのタイミング信号に一定の遅延時間を与えた信号を出力してもよい。第２のマスターオシレータＭＯ２は、遅延回路３９８から出力された信号に同期して、第２のパルスレーザ光を出力してもよい。光路調節器３９９は、第１及び第２のマスターオシレータＭＯ１及びＭＯ２からそれぞれ出力されたパルスレーザ光の光路を合わせて、増幅器ＰＡ１に向けて出力してもよい。光路調節器３９９は、ハーフミラーやグレーティングによって構成されてもよい。
図１９Ｂは、第２のマスターオシレータＭＯ２から出力され図１９Ａに破線ＸＩＸＢで示されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。図１９Ｃは、第１のマスターオシレータＭＯ１から出力され図１９Ａに破線ＸＩＸＣで示されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。説明のため、図１９Ｃのグラフにおける縦軸は、図１９Ｂに示すパルスレーザ光のピーク値で規格化してある。第１のマスターオシレータＭＯ１から出力されるパルスレーザ光は、第２のマスターオシレータＭＯ２から出力されるパルスレーザ光よりも小さいピーク強度を有していてもよい。第２のマスターオシレータＭＯ２から出力されるパルスレーザ光は、第１のマスターオシレータＭＯ１から出力されるパルスレーザ光に対して一定の遅延時間を有していてもよい。
図１９Ｄは、光路調節器３９９から出力され図１９Ａに破線ＸＩＸＤで示されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。図１９Ｅは、レーザ装置３９０ｃから出力され図１９Ａに破線ＸＩＸＥで示されるパルスレーザ光のパルス波形を示すグラフである。第１及び第２のマスターオシレータＭＯ１及びＭＯ２からそれぞれ出力されたパルスレーザ光の光路を合わせることにより、これらの図に示すようなパルス波形を有するパルスレーザ光が出力され得る。これらのパルス波形は、光強度が低い第１段階と、第１段階の終わりから急峻に光強度が増大してピーク値に達する第２段階と、第２段階の終わりから光強度が減少する第３段階とを含み得る。第１段階における光強度の積分値Ｅｐｄと、第１段階から第３段階を含むパルス波形全体の光強度の積分値Ｅｔｏとの比率Ｒは、第１及び第２のマスターオシレータＭＯ１及びＭＯ２からそれぞれ出力されるパルスレーザ光の強度によって調整し得る。
７．１３ レーザ装置の変形例（４）
図２０は、第１４の実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成例を概略的に示す一部断面図である。上述の実施形態においては、レーザ装置３がパルス発振してパルスレーザ光を生成する場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。第１４の実施形態においては、レーザ装置３９０ｄは連続発振して連続波（ＣＷ）レーザ光を生成してもよい。
この構成によれば、粉体のターゲットがチャンバ内に連続的に供給される場合に、連続波レーザ光を照射することによって、連続的にＥＵＶ光を生成することができる。また、粉体のターゲットがチャンバ内に連続的に供給される場合に、レーザ光が照射されずに無駄となるターゲット物質の量を低減し得る。
なお、ＥＵＶ光が十分に生成されるためにターゲット物質に照射すべきレーザ光の強度を１×１０１０Ｗ／ｃｍ２とすると、例えば７０ｋＷのレーザ光であれば直径約０．０３ｍｍに集光すればよい。
その場合には、粉体のターゲットのビーム径を約０．０３ｍｍとするのが望ましい。そのようなビーム径を有する粉体のターゲットを生成するために、例えば、図１３を参照しながら説明した、アパーチャ４０ａが形成されたビーム整形板４０が用いられてもよい。
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。

Claims (9)

  1. ターゲットにレーザ光を照射してターゲットをプラズマ化することにより極端紫外光を生成するように構成された極端紫外光生成装置であって、
    少なくとも１つの貫通孔が設けられたチャンバと、
    前記少なくとも１つの貫通孔を通して前記チャンバ内の所定領域に前記レーザ光を導入するように構成された光学系と、
    前記所定領域に粉体のターゲットを供給するように構成されたターゲット供給装置と、
    を備える極端紫外光生成装置。
  2. 前記ターゲット供給装置は、
    キャリアガスを供給するように構成されたキャリアガス供給器と、
    前記キャリアガス供給器によって供給されたキャリアガスに粉体のターゲットを分散させて、エアロゾルを生成するように構成されたエアロゾル生成器と、
    を含み、前記エアロゾル生成器によって生成されたエアロゾルに含まれる粉体のターゲットを前記所定領域に供給するように構成された、
    請求項１記載の極端紫外光生成装置。
  3. 前記ターゲット供給装置は、前記エアロゾル生成器によって生成されたエアロゾルに含まれる粉体のターゲットが前記チャンバの内部で拡散することを抑制する機構をさらに含む、
    請求項２記載の極端紫外光生成装置。
  4. 前記ターゲット供給装置は、前記エアロゾル生成器と前記所定領域との間のエアロゾルの流路に、複数段のオリフィスを有するエアロダイナミックレンズをさらに含む、
    請求項２記載の極端紫外光生成装置。
  5. 前記キャリアガス供給器は、水素ガスを含むキャリアガスを前記エアロゾル生成器に供給するように構成され、
    前記エアロゾル生成器は、前記キャリアガス供給器によって供給されたキャリアガスに、スズを含む粉体のターゲットを分散させてエアロゾルを生成するように構成された、
    請求項２記載の極端紫外光生成装置。
  6. ターゲットにレーザ光を照射してターゲットをプラズマ化することにより極端紫外光を生成するように構成された極端紫外光生成システムであって、
    前記レーザ光を出力するように構成されたレーザ装置と、
    少なくとも１つの貫通孔が設けられたチャンバと、
    前記少なくとも１つの貫通孔を通して前記チャンバ内の所定領域に前記レーザ光を導入するように構成された光学系と、
    前記所定領域に粉体のターゲットを供給するように構成されたターゲット供給装置と、
    を備える極端紫外光生成システム。
  7. 前記レーザ装置は、パルス発振することにより、前記レーザ光としてパルスレーザ光を出力するように構成された、
    請求項６記載の極端紫外光生成システム。
  8. 前記レーザ装置は、パルス波形が、光強度が低い第１段階と、第１段階の終わりから急峻に光強度が増大してピーク値に達する第２段階と、第２段階の終わりから光強度が減少する第３段階とを含む前記パルスレーザ光を出力するように構成された、
    請求項７記載の極端紫外光生成システム。
  9. 前記レーザ装置は、連続発振することにより、前記レーザ光として連続波レーザ光を出力するように構成された、
    請求項６記載の極端紫外光生成システム。
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