WO2013190944A1 - 極端紫外光生成システム - Google Patents

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WO2013190944A1
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laser beam
pulse laser
pulse
light
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PCT/JP2013/064249
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柳田　達哉
計 溝口
若林　理
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ギガフォトン株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/008—X-ray radiation generated from plasma involving a beam of energy, e.g. laser or electron beam in the process of exciting the plasma
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70033—Production of exposure light, i.e. light sources by plasma extreme ultraviolet [EUV] sources
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
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    • H05G2/001—X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/003—X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas
    • H05G2/005—X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas containing a metal as principal radiation generating component

Definitions

  • This disclosure relates to an extreme ultraviolet light generation system.
  • the EUV light generation apparatus includes an LPP (Laser Produced Plasma) type apparatus that uses plasma generated by irradiating a target material with pulsed laser light, and a DPP (Discharge Produced Plasma) that uses plasma generated by discharge. ) Type devices and SR (Synchrotron Radiation) type devices using synchrotron radiation light have been proposed.
  • LPP Laser Produced Plasma
  • DPP discharge Produced Plasma
  • An extreme ultraviolet light generation system is configured to generate extreme ultraviolet light by irradiating a target with a first pulse laser beam and a second pulse laser beam to convert the target into plasma.
  • An extreme ultraviolet light generation system that includes a chamber provided with at least one introduction port for introducing a first pulse laser beam and a second pulse laser beam, and a target in a predetermined region in the chamber.
  • a target supply device configured to supply, and a first pulse laser beam irradiated to a target in the chamber, the first pulse laser beam having a pulse width of less than 1 ns is output.
  • the first laser device and the second pulse laser beam irradiated to the target irradiated with the first pulse laser beam are output.
  • a second laser device may be provided.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of an exemplary LPP type EUV light generation system.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing a configuration example of the EUV light generation system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between CE and irradiation conditions of prepulse laser light in an EUV light generation system.
  • 4A is a graph showing the relationship between the fluence of prepulse laser light and CE in the EUV light generation system
  • FIG. 4B is a graph showing the relationship between the light intensity of prepulse laser light and CE in the EUV light generation system. .
  • FIGS. 5A and 5B are photographs of a target irradiated with prepulse laser light in an EUV light generation system.
  • FIG. 6 schematically shows the arrangement of devices when the photographs shown in FIGS. 5A and 5B are taken.
  • 7A and 7B are cross-sectional views schematically showing the diffusion target shown in FIGS. 5A and 5B, respectively.
  • 8A to 8C are cross-sectional views schematically showing a diffusion target generation process when a pre-pulse laser beam having a pulse width on the order of picoseconds is irradiated onto the target.
  • 9A to 9C are cross-sectional views schematically showing a diffusion target generation process when a pre-pulse laser beam having a pulse width on the order of nanoseconds is irradiated onto the target.
  • FIG. 10 schematically shows a configuration example of the prepulse laser apparatus shown in FIG.
  • FIG. 11 schematically shows a configuration example of the mode-locked laser device shown in FIG.
  • FIG. 12 schematically shows a configuration example of the regenerative amplifier shown in FIG.
  • FIG. 13 schematically shows an optical path when a voltage is applied to the Pockels cell in the regenerative amplifier shown in FIG. 14A to 14E are timing charts of respective signals in the prepulse laser apparatus shown in FIG.
  • FIG. 15 schematically shows a configuration example of the main pulse laser apparatus shown in FIG.
  • FIG. 16 is a partial cross-sectional view schematically showing a configuration example of an EUV light generation system according to the second embodiment.
  • FIG. 17 schematically shows a configuration example of the delay time control apparatus shown in FIG.
  • FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the control unit shown in FIG.
  • a droplet-shaped target may be irradiated with a pre-pulse laser beam to diffuse the target to form a diffusion target, and then the diffusion target may be irradiated with a main pulse laser beam.
  • the main pulse laser beam is irradiated to the diffusion target, the target material can be efficiently converted into plasma. According to this, the conversion efficiency (Conversion Efficiency: CE) from the energy of pulsed laser light to the energy of EUV light can be improved.
  • Conversion Efficiency: CE Conversion Efficiency
  • the pre-pulse laser beam for forming the diffusion target may be a short pulse in which the pulse width of each pulse is less than 1 ns, preferably less than 500 ps, and more preferably less than 50 ps.
  • the fluence of each pulse is not more than the fluence of each pulse of the main pulse laser beam, and is 6.5 J / cm 2 or more, preferably 30 J / cm 2 or more, more preferably 45 J / cm 2. It may be set as above.
  • the target can be broken into fine particles and diffused by shortening the pulse width of each pulse of the pre-pulse laser beam.
  • the target when the diffused target is irradiated with the main pulse laser beam, the target can be efficiently converted to plasma and CE can be improved.
  • Pulse laser light may mean laser light including a plurality of pulses. “Laser light” is not limited to pulsed laser light and may mean general laser light.
  • the “target material” may mean a material such as tin, gadolinium, or terbium that is turned into plasma when irradiated with pulsed laser light and can emit EUV light from the plasma.
  • Target may mean a mass containing a minute amount of target material that is supplied into a chamber by a target supply device and irradiated with pulsed laser light.
  • the term “droplet-shaped target” may mean that a minute amount of a melted target material is discharged into the chamber and becomes substantially spherical due to the surface tension of the target material.
  • “Diffusion target” may mean a target diffused into fine particles or the like by irradiating the target with prepulse laser light.
  • the diffusion target may contain plasma.
  • the light absorption rate of the diffusion target is higher than that of the droplet-shaped target, and the target can be efficiently converted into plasma by being irradiated with the main pulse laser beam.
  • FIG. 1 schematically shows a configuration of an exemplary LPP type EUV light generation system 11.
  • the EUV light generation apparatus 1 may be used with at least one laser system 3.
  • a system including the EUV light generation apparatus 1 and the laser system 3 is referred to as an EUV light generation system 11.
  • the EUV light generation apparatus 1 may include a chamber 2 and a target supply device 26.
  • the chamber 2 may be sealable.
  • the target supply device 26 may be attached, for example, so as to penetrate the wall of the chamber 2.
  • the material of the target substance supplied from the target supply device 26 may include, but is not limited to, tin, terbium, gadolinium, lithium, xenon, or a combination of any two or more thereof.
  • the wall of the chamber 2 may be provided with at least one through hole.
  • a window 21 may be provided in the through hole, and the pulse laser beam 32 may be transmitted through the window 21.
  • an EUV collector mirror 23 having a spheroidal reflecting surface may be disposed.
  • the EUV collector mirror 23 may have first and second focal points.
  • a multilayer reflective film in which molybdenum and silicon are alternately laminated may be formed on the surface of the EUV collector mirror 23.
  • the EUV collector mirror 23 is preferably arranged such that its first focal point is located in the plasma generation region 25 and its second focal point is located in the intermediate focal point (IF) 292.
  • IF intermediate focal point
  • a through hole 24 for allowing the pulse laser beam 33 to pass therethrough may be provided at the center of the EUV collector mirror 23.
  • the EUV light generation apparatus 1 may further include an EUV light generation control apparatus 5 and a target sensor 4.
  • the target sensor 4 may have an imaging function, and may detect the presence, trajectory, position, speed, and the like of the target.
  • the EUV light generation apparatus 1 may include a connection unit 29 that allows the inside of the chamber 2 and the inside of the exposure apparatus 6 to communicate with each other.
  • a wall 291 in which an aperture is formed may be provided inside the connection portion 29.
  • the wall 291 is preferably arranged so that its aperture is located in a region including the second focal point of the EUV collector mirror 23.
  • the EUV light generation apparatus 1 may include a laser beam traveling direction control device 34, a laser beam collector mirror 22, a target recovery unit 28 for recovering the target 27, and the like.
  • the laser beam traveling direction control device 34 may include an optical system for defining the traveling direction of the pulsed laser beam and an actuator for adjusting the arrangement, posture, and the like of the optical system.
  • the pulsed laser beam 31 output from the laser system 3 passes through the window 21 as the pulsed laser beam 32 through the laser beam traveling direction control device 34 and enters the chamber 2. May be.
  • the pulse laser beam 32 may travel along the at least one laser beam path into the chamber 2, be reflected by the laser beam collector mirror 22, and irradiate at least one target 27 as the pulse laser beam 33.
  • the target supply device 26 may be configured to output the target 27 toward the plasma generation region 25 in the chamber 2.
  • the target 27 may be irradiated with at least one pulse included in the pulse laser beam 33.
  • the target 27 irradiated with the pulse laser beam 33 is turned into plasma, and radiation light 251 can be emitted from the plasma.
  • the EUV light 252 included in the radiation light 251 may be selectively reflected by the EUV collector mirror 23.
  • the EUV light 252 reflected by the EUV collector mirror 23 may be output to the exposure apparatus 6 through the intermediate condensing point 292.
  • a single target 27 may be irradiated with a plurality of pulses included in the pulse laser beam 33.
  • the EUV light generation control device 5 may be configured to control the entire EUV light generation system 11.
  • the EUV light generation controller 5 may process image data of the target 27 captured by the target sensor 4. Further, the EUV light generation control device 5 may be configured to control the timing of outputting the target 27, the output direction of the target 27, and the like, for example. Further, the EUV light generation controller 5 may be configured to control, for example, the oscillation timing of the laser system 3, the traveling direction of the pulse laser light 32, the condensing position of the pulse laser light 33, and the like.
  • the various controls described above are merely examples, and other controls may be added as necessary.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing a configuration example of the EUV light generation system 11 according to the first embodiment.
  • the chamber 2 includes a laser beam condensing optical system 22 a, an EUV collector mirror 23, a target recovery unit 28, an EUV collector mirror holder 41, plates 42 and 43, A beam dump 44 and a beam dump support member 45 may be provided.
  • the plate 42 may be fixed to the chamber 2 and the plate 43 may be fixed to the plate 42.
  • the EUV collector mirror 23 may be fixed to the plate 42 via the EUV collector mirror holder 41.
  • the laser beam condensing optical system 22a may include an off-axis parabolic mirror 221 and a plane mirror 222, and holders 221a and 222a for holding the mirrors, respectively.
  • the off-axis paraboloid mirror 221 and the plane mirror 222 are arranged via the respective holders so that the pulse laser beam reflected by the respective mirrors is in a position and posture so as to be collected in the plasma generation region 25. It may be fixed to.
  • the beam dump 44 may be fixed to the chamber 2 via the beam dump support member 45 so as to be positioned on the extension line of the optical path of the pulse laser beam.
  • the target collection unit 28 may be disposed on an extension line of the trajectory of the target 27.
  • a target sensor 4 In the chamber 2, a target sensor 4, an EUV light sensor 7, a window 21, and a target supply device 26 may be attached.
  • a laser beam traveling direction control device 34 and an EUV light generation control device 5 may be disposed outside the chamber 2.
  • the EUV light sensor 7 may detect the light intensity of the EUV light generated in the plasma generation region 25 and output a detection signal to the EUV controller 51.
  • the target supply device 26 may be a device that continues to output the target at regular time intervals, or may be an on-demand device that outputs a single drop of target at a timing according to a trigger signal received from the target controller 52.
  • the laser beam traveling direction control device 34 may include high reflection mirrors 351, 352, and 353, a dichroic mirror 354, and holders 351a, 352a, 353a, and 354a for holding these mirrors, respectively.
  • the EUV light generation controller 5 may include an EUV controller 51, a target controller 52, and a delay circuit 53.
  • the EUV controller 51 may output control signals to the target controller 52, the delay circuit 53, and the laser system 3.
  • the laser system 3 may include a prepulse laser apparatus 300 that outputs a prepulse laser beam and a main pulse laser apparatus 390 that outputs a main pulse laser beam.
  • the dichroic mirror 354 described above has a coating that reflects the wavelength component included in the pre-pulse laser beam with high reflectance and transmits the wavelength component included in the main pulse laser beam with high transmittance, and functions as a beam combiner. Also good.
  • the target controller 52 may output a target supply start signal to the target supply device 26 so that the target supply device 26 starts supplying the target 27 to the plasma generation region 25 in the chamber 2.
  • the target supply device 26 may receive a target supply start signal from the target controller 52 and output the droplet-shaped target 27 toward the plasma generation region 25.
  • the target controller 52 may receive a target detection signal from the target sensor 4 and output the signal to the delay circuit 53.
  • the target sensor 4 may be a sensor that detects a timing at which the target 27 passes through a predetermined position before reaching the plasma generation region 25.
  • the target sensor 4 may include a lighting device and an optical sensor (not shown).
  • the illumination device may be, for example, a laser device, and the laser device may be arranged to irradiate the predetermined position with CW laser light.
  • the optical sensor may be disposed at a position where reflected light from the target 27 is detected when the target 27 passes through the predetermined position. When the target 27 passes through the predetermined position, the optical sensor can detect the passing timing of the target 27 by detecting the reflected light from the target 27 and output a target detection signal.
  • the delay circuit 53 may output a timing signal by giving a predetermined delay time to the input target detection signal.
  • the delay circuit 53 may output the first timing signal to the prepulse laser apparatus 300 so that the target 27 is irradiated with the prepulse laser light at the timing when the target 27 reaches the vicinity of the plasma generation region 25.
  • the first timing signal may be a signal obtained by giving a first delay time to the target detection signal.
  • the delay circuit 53 sends the second timing signal to the main pulse laser so that the main pulse laser beam is irradiated to the diffusion target at a timing when the target irradiated with the pre-pulse laser beam diffuses and reaches a predetermined diffusion diameter. You may output to the apparatus 390.
  • the time from the first timing signal output to the second timing signal output may be the second delay time.
  • the prepulse laser apparatus 300 may output a prepulse laser beam in accordance with the first timing signal from the delay circuit 53.
  • the main pulse laser device 390 may output main pulse laser light in accordance with the second timing signal from the delay circuit 53.
  • the prepulse laser beam output from the prepulse laser apparatus 300 may be reflected by the high reflection mirror 353 and the dichroic mirror 354 and may enter the laser beam condensing optical system 22 a via the window 21.
  • the main pulse laser beam output from the main pulse laser device 390 is reflected by the high reflection mirror 351 and the high reflection mirror 352, passes through the dichroic mirror 354, and enters the laser beam condensing optical system 22a through the window 21. May be.
  • the pre-pulse laser beam and the main pulse laser beam incident on the laser beam condensing optical system 22 a may be reflected by the off-axis paraboloid mirror 221 and the plane mirror 222 and guided to the plasma generation region 25.
  • the target 27 irradiated with the pre-pulse laser beam diffuses and can become a diffusion target.
  • the main pulse laser beam is irradiated onto the diffusion target, and the target can be turned into plasma.
  • FIG. 3 is a graph showing a relationship between irradiation conditions of prepulse laser light and CE in the EUV light generation system 11.
  • the horizontal axis indicates the delay time ( ⁇ s) of the main pulse laser beam with respect to the pre-pulse laser beam
  • the vertical axis indicates the conversion efficiency from the energy of the main pulse laser beam to the energy of EUV light, that is, CE (%).
  • the delay time of the main pulse laser beam irradiation with respect to the pre-pulse laser beam irradiation may be set as the third delay time.
  • the third delay time can depend on the second delay time.
  • the reason is that a time depending on the system may be required from when the timing signal is input to the laser device until the target material is irradiated with the laser beam. Therefore, the target value of the third delay time may be determined, and the second delay time may be adjusted so that the third delay time approaches the target value.
  • the target value of the third delay time may be a value obtained by actually measuring in advance the time until the target irradiated with the pre-pulse laser beam diffuses and reaches a predetermined diffusion diameter. Further, in FIG.
  • the fluence is a value obtained by dividing the energy of the pulsed laser beam by the area within the focused spot diameter.
  • a condensing spot diameter be a diameter of the part which has intensity
  • Tin (Sn) was used as a target material, which was melted to obtain a droplet-shaped target having a diameter of about 21 ⁇ m.
  • the prepulse laser device when the pulse width is 10 ns, an Nd: YAG laser device is used, the wavelength is 1.06 ⁇ m, and the pulse energy is 0.5 mJ to 2.7 mJ.
  • a mode-locked laser device including an Nd: YVO 4 crystal is used as a master oscillator, a laser device including an Nd: YAG crystal is used as a regenerative amplifier, and a wavelength is set to 1.06 ⁇ m.
  • the pulse energy was set to 0.25 mJ to 2 mJ.
  • the focused spot diameter of the prepulse laser beam by these prepulse laser devices was 70 ⁇ m.
  • the main pulse laser device a CO 2 laser device was used, the wavelength was 10.6 ⁇ m, and the pulse energy was 135 mJ to 170 mJ.
  • the pulse width of the main pulse laser beam by this main pulse laser apparatus was 15 ns, and the focused spot diameter was 300 ⁇ m.
  • the CE can be remarkably improved when the pulse width of the pre-pulse laser beam is on the order of about 10 ps and on the order of picoseconds on the order of 10 ns. Further, the third delay time for obtaining the maximum CE was shorter when the pulse width of the pre-pulse laser beam was in the picosecond order than in the nanosecond order. Therefore, it was found that the case where the pulse width of the pre-pulse laser beam is in the picosecond order is more advantageous for generating EUV light at a high repetition frequency than the case where the pulse width is in the nanosecond order.
  • the pulse width of the pre-pulse laser beam and pico-second order, when the fluence and 13J / cm 2 ⁇ 52J / cm 2 , the third delay time the following ranges Is preferable. 0.5 ⁇ s or more, 1.8 ⁇ s or less, More preferably, it is 0.7 ⁇ s or more and 1.6 ⁇ s or less, More preferably, it is 1.0 ⁇ s or more and 1.4 ⁇ s or less.
  • FIG. 4A is a graph showing the relationship between the fluence of prepulse laser light and CE in the EUV light generation system.
  • the horizontal axis indicates the fluence (J / cm 2 ) of the prepulse laser beam
  • the vertical axis indicates CE (%).
  • CE was measured with various settings of the third delay time, and only CE at the optimum third delay time was plotted. Note that the result of FIG. 3 was used for a part of the result when the pulse width was 10 ps or 10 ns. In the case where the pulse width is 15 ns, the same prepulse laser device as that in the case where the pulse width is 10 ns was used.
  • the CE increases as the fluence of the prepulse laser light is increased in any of the cases where the pulse width of the prepulse laser light is 10 ps, 10 ns, and 15 ns, but the CE saturates when the fluence exceeds the predetermined fluence. It turned out that there was a tendency. Further, it was found that the CE was higher when the pulse width was 10 ps than when the pulse width was 10 ns or 15 ns, and the CE was relatively high even at a low fluence.
  • FIG. 4B is a graph showing the relationship between the light intensity of the pre-pulse laser beam and the CE in the EUV light generation system 11.
  • the horizontal axis indicates the light intensity (W / cm 2 ) of the prepulse laser beam
  • the vertical axis indicates CE (%).
  • the light intensity was calculated from the result of FIG. 4A.
  • the light intensity is a value obtained by dividing the fluence of the pulse laser beam by the pulse width defined by the full width at half maximum.
  • the CE tends to increase when the light intensity of the pre-pulse laser beam is increased in both cases where the pulse width of the pre-pulse laser beam is 10 ps, 10 ns, and 15 ns. It was also found that CE was higher when the pulse width was 10 ps than when the pulse width was 10 ns or 15 ns. Furthermore, when the pulse width is 10 ps, when the light intensity is in the range of 2.6 ⁇ 10 11 W / cm 2 to 5.6 ⁇ 10 11 W / cm 2 , CE increases rapidly, and the light intensity It was found that when CE was 5.6 ⁇ 10 11 W / cm 2 or more, higher CE was obtained.
  • CE can be improved by irradiating the target with prepulse laser light having a pulse width on the order of picoseconds to form a diffusion target and irradiating the diffusion target with main pulse laser light.
  • FIGS. 5A and 5B are photographs of the diffusion target after the prepulse laser light is irradiated onto the droplet-like target in the EUV light generation system 11.
  • 5A and 5B are images taken at the delay time at which the maximum CE was obtained as the third delay time. In order to observe the diffusion state of the target, the main pulse laser beam is not irradiated.
  • FIG. 5A is a photograph taken in each case where the pulse width of the pre-pulse laser beam is 10 ps and three fluences are set. That is, as in the description of FIG. 3, FIG.
  • FIG. 5A if the fluence 52J / cm 2 in the third delay time 1.2 ⁇ s about, if the fluence 26J / cm 2 in the third delay time 1.1 ⁇ s about, the 3 is a photograph of the diffusion target in each of the cases where the delay time is about 1.3 ⁇ s and the fluence is 13 J / cm 2 .
  • FIG. 5B is a photograph taken in each case where the pulse width of the pre-pulse laser beam is 10 ns and two fluences are set. That is, FIG.
  • the diameter Dt of the diffusion target was 360 ⁇ m to 384 ⁇ m when the pulse width of the prepulse laser beam was 10 ps, and 325 ⁇ m to 380 ⁇ m when the pulse width of the prepulse laser beam was 10 ns. That is, the diameter Dt of the diffusion target is slightly larger than 300 ⁇ m, which is the focused spot diameter of the main pulse laser beam. However, since the condensing spot diameter of the main pulse laser beam is a value of 1 / e 2 width, the main pulse laser beam can be irradiated to most of the diffusion target even when the diameter of the diffusion target is about 400 ⁇ m.
  • the diffusion target diameter Dt is equivalent to 300 ⁇ m, which is the condensing spot diameter of the main pulse laser beam, in a shorter time than when the pulse width is 10 ns. It became. That is, it was found that the diffusion speed of the diffusion target was faster when the pulse width was 10 ps than when the pulse width was 10 ns.
  • FIG. 6 schematically shows the arrangement of devices when the pictures shown in FIGS. 5A and 5B are taken.
  • cameras C1 and C2 are arranged in directions of 60 degrees and 90 degrees with respect to the traveling optical path of the prepulse laser beam, respectively, and the positions opposite to the positions of the cameras C1 and C2 with respect to the target.
  • Flash lamps L1 and L2 were arranged at the positions, respectively.
  • FIGS. 5A and 7B are cross-sectional views schematically showing the diffusion target shown in FIGS. 5A and 5B, respectively.
  • the pulse width of the prepulse laser light is on the order of picoseconds of about 10 ps, as shown in FIGS. 5A and 7A
  • the target diffuses in an annular shape on the Z direction side, which is the traveling direction of the prepulse laser light, The light was diffused in a dome shape on the incident side opposite to the traveling direction of the pre-pulse laser beam.
  • the diffusion target includes a first portion T1 in which the target is diffused in an annular shape, a second portion T2 in which the target is diffused adjacent to the first portion T1, and a first portion T1 and And a third portion T3 surrounded by the second portion T2.
  • the first portion T1 has a higher target material density than the second portion T2
  • the second portion T2 has a higher target material density than the third portion T3.
  • the target diffused in a disk shape or an annular shape as shown in FIGS. 5B and 7B. Further, the diffusion target diffused in the Z direction side, which is the traveling direction of the prepulse laser light, from the position of the target before the prepulse laser light was irradiated.
  • the pulse width of the pre-pulse laser beam When the pulse width of the pre-pulse laser beam is on the order of nanoseconds, heat input to the target can occur over a time on the order of nanoseconds. Within that time, heat is also transferred to the inside of the target, and a part of the target is considered to be evaporated by ablation, or the target is diffused in the traveling direction of the laser beam by the reaction of ablation.
  • the pulse width of the pre-pulse laser beam is on the order of picoseconds, it is considered that the droplet-like target can be instantaneously destroyed before heat is transferred into the target. As shown in FIG.
  • the particle size of the fine particles of the target material contained in the diffusion target was smaller when the pulse width of the pre-pulse laser beam was in the picosecond order than in the nanosecond order.
  • the surface area of the target can be relatively increased. For this reason, it can be estimated that the absorption of the laser light irradiated to the target increases. Therefore, when the pulse width of the pre-pulse laser beam is on the order of picoseconds, the target can be efficiently converted to plasma when the main pulse laser beam is irradiated onto the diffusion target. It is estimated that this is one of the causes for obtaining a high CE when the pulse width is set to the picosecond order than when the pulse width is set to the nanosecond order.
  • FIGS. 8A to 8C are cross-sectional views schematically showing a diffusion target generation process when the target is irradiated with prepulse laser light having a pulse width on the order of picoseconds.
  • FIG. 8A shows the state of the target estimated when the time of picosecond order has elapsed from the start of irradiation of the pre-pulse laser beam having the pulse width of picosecond order.
  • FIG. 8B shows the state of the target estimated at the time when a time on the order of nanoseconds has elapsed from the start of irradiation of the pre-pulse laser beam having a pulse width on the order of picoseconds on the target.
  • FIG. 8C shows the state of the diffusion target based on FIG. 7A when approximately 1 ⁇ s has elapsed from the start of irradiation of the pre-pulse laser beam having a pulse width on the order of picoseconds on the target.
  • This pre-pulse laser beam has a fluence of, for example, 6.5 J / cm 2 or more, and can irradiate the target within a time on the order of picoseconds, so that the target is irradiated per time as shown in FIG. 4B.
  • the energy of light is great. Therefore, powerful laser ablation can occur in a short time. For this reason, the reaction by laser ablation is also large, and it is estimated that a shock wave is generated inside the target.
  • the shock wave can be focused at the substantial center of the droplet-shaped target.
  • the wavefront of the shock wave may initially be a substantially hemispherical shape that is substantially parallel to the surface of the target. As the shock wave converges, energy concentrates, and when the concentrated energy exceeds a certain magnitude, the droplet-shaped target can begin to break.
  • the target destruction is presumed to start from a substantially hemispherical wavefront of a shock wave whose energy exceeds a certain level by focusing. This is considered to be the reason why the target diffuses in a dome shape on the incident side of the pre-pulse laser beam as shown in FIG. 8C.
  • FIG. 8A when the shock wave is focused to the center of the droplet-shaped target, the energy is most concentrated and the remaining part of the target can be destroyed at once. This is considered to be the reason why the target diffuses in an annular shape toward the traveling direction side of the pre-pulse laser beam as shown in FIG. 8C.
  • FIG. 8A it is estimated that powerful laser ablation has occurred, but the time during which laser ablation has occurred is very short, and it is estimated that the time until the shock wave reaches the center of the target is also short. Is done. Then, as shown in FIG. 8B, it is presumed that the target has begun to be destroyed when the time on the order of nanoseconds has elapsed. This is presumed to be the reason why the center of gravity of the target has not moved so much from the position before the irradiation with the pre-pulse laser beam, as shown in FIG. 8C.
  • FIG. 9A to 9C are cross-sectional views schematically showing a diffusion target generation process when a pre-pulse laser beam having a pulse width of nanosecond order is irradiated onto the target.
  • FIG. 9A shows the state of the target estimated when a time on the order of picoseconds has elapsed from the start of irradiation of a pre-pulse laser beam having a pulse width on the order of nanoseconds on the target.
  • FIG. 9B shows the state of the target estimated when a time on the order of nanoseconds has elapsed from the start of irradiation of the pre-pulse laser beam having a pulse width on the order of nanoseconds on the target.
  • FIG. 9C shows the state of the diffusion target based on FIG. 7B when a time of several ⁇ s has elapsed from the start of irradiation with the pre-pulse laser beam having a pulse width of nanosecond order.
  • This pre-pulse laser beam has a pulse width on the order of nanoseconds of about 10 ns.
  • This pre-pulse laser beam may have a fluence equivalent to the pre-pulse laser beam having a pulse width on the order of picoseconds, but is irradiated over a time on the order of nanoseconds. Therefore, as shown in FIG. The energy of light irradiated to the target is small.
  • the speed of sound V in the liquid tin that constitutes the target can be about 2500 m / s.
  • the fluence of the pre-pulse laser beam is not set to such a size that the entire droplet-like target is vaporized as ions or atoms by laser ablation. Therefore, as a result of irradiating the target with prepulse laser light having a pulse width of 10 ns, it is considered that the thickness of the target along the traveling direction of the prepulse laser light does not decrease by 21 ⁇ m or more within the time of 10 ns. That is, it is considered that the speed at which the thickness of the target decreases due to the reaction by laser ablation does not exceed the speed of sound in the liquid tin. Therefore, it is estimated that almost no shock wave is generated inside the target.
  • a target irradiated with such a pre-pulse laser beam having a pulse width of nanosecond order has a reaction due to laser ablation over a time of nanosecond order, and is deformed into a flat disk shape. Can do.
  • the force that deforms the target due to the reaction caused by laser ablation exceeds the surface tension, the target can be destroyed. The above is considered to be the reason why the target diffused in a disk shape or an annular shape as shown in FIG. 9C.
  • the reaction due to laser ablation acts on the target for a time on the order of nanoseconds.
  • This target can be accelerated by receiving a reaction due to laser ablation over about 1000 times as compared with the case where the prepulse laser beam having a pulse width of picosecond order is irradiated. This is presumed to be the reason why the center of gravity of the target has moved to the traveling direction side of the prepulse laser beam, as shown in FIG. 9C.
  • the conditions for generating a shock wave by the pre-pulse laser beam and destroying the target can be defined as follows.
  • the diameter D of the droplet-like target for generating EUV light may be 10 ⁇ m to 40 ⁇ m.
  • the pulse width Tp of the pre-pulse laser beam is preferably sufficiently smaller than the time Ts that the sound wave reaches from the surface of the target to the center.
  • the coefficient K is defined.
  • the coefficient K is a coefficient that determines a preferable pulse width Tp as a value sufficiently smaller than the time Ts that the sound wave reaches from the surface of the target to the center.
  • a value smaller than a value obtained by multiplying a time Ts at which a sound wave reaches from the surface of the target to the center by a coefficient K is preferable as the pulse width Tp of the pre-pulse laser beam.
  • Tp ⁇ K ⁇ Ts (Formula 1)
  • a preferable value for the pulse width Tp of the pre-pulse laser beam is derived from (Equation 1) as follows.
  • the main pulse is set with the optimum third delay time. It can be seen that CE of 3.5% or more can be obtained when laser light is irradiated. Similarly, when the fluence is 30 J / cm 2 or more, 4% or more of CE can be obtained. Similarly, when the fluence is 45 J / cm 2 or more, it can be seen that CE of 4.5% or more can be obtained.
  • the fluence of the pre-pulse laser beam having a pulse width on the order of picoseconds is preferably 6.5 J / cm 2 or more, more preferably 30 J / cm 2 or more, and 45 J / cm 2 or more. Is more preferable.
  • the energy Ed absorbed by the target can be approximated by the following equation. Ed ⁇ F ⁇ A ⁇ ⁇ ⁇ (D / 2) 2
  • F is the fluence of the prepulse laser beam.
  • A is the absorption rate of the prepulse laser beam by the target.
  • D is the diameter of the droplet-like target.
  • ⁇ is the density of the target, which is about 6.94 g / cm 3 when the target is liquid tin.
  • Edp is obtained from (Equation 2) as follows. Edp ⁇ (3/2) ⁇ 6.5 ⁇ 0.16 / (6.94 ⁇ 21 ⁇ 10 ⁇ 4 ) ⁇ 107J / g
  • the fluence F of the pre-pulse laser beam for obtaining the CE of 3.5% with an arbitrary target is obtained as follows using the value of the energy Edp described above.
  • the fluence F of the pre-pulse laser beam for obtaining 4% CE with an arbitrary target is obtained as follows. F ⁇ (2/3) ⁇ 494 ⁇ ⁇ ⁇ D / A ⁇ 329 ( ⁇ ⁇ D / A)
  • the fluence F of the pre-pulse laser beam for obtaining a CE of 4.5% with an arbitrary target is obtained as follows.
  • the value of the fluence F of the prepulse laser beam be greater than or equal to these values. Further, the value of the fluence F of the pre-pulse laser beam may be equal to or less than the value of the fluence of the main pulse laser beam. Fluence of the main pulse laser beam, for example, may be 150J / cm 2 ⁇ 300J / cm 2.
  • 6.1 Pre-Pulse Laser Device 6.1 Schematic Configuration As described above, it is desirable that the pre-pulse laser light for diffusing the target is a short pulse with a pulse width on the order of picoseconds.
  • a mode-locked laser device can be considered as a device that outputs pulsed laser light with a short pulse width.
  • the mode-locked laser device can oscillate laser light in a plurality of longitudinal modes whose phases are relatively fixed. Then, by overlapping these longitudinal mode lights, a pulse laser beam having a short pulse width can be output.
  • the timing at which the mode-locked laser device outputs each pulse of the pulsed laser light can depend on the timing at which the previous pulse is output and the repetition frequency corresponding to the optical resonator length of the mode-locked laser device. . Therefore, it is not easy to control the mode-locked laser device so that each pulse is output at a desired timing. Therefore, in order to realize timing control for irradiating the droplet-shaped target supplied into the chamber with the pre-pulse laser beam, the pre-pulse laser apparatus may have the following configuration.
  • FIG. 10 schematically shows a configuration example of the prepulse laser apparatus 300 shown in FIG.
  • the pre-pulse laser apparatus 300 includes a clock generator 301, a mode-locked laser apparatus 302, an optical resonator length adjustment driver 303, a pulse laser light detector 304, a regenerative amplifier 305, an excitation power source 306, and a control unit 310. And may be included.
  • the clock generator 301 may output a clock signal with a repetition frequency of 100 MHz, for example.
  • the mode-locked laser device 302 may oscillate laser light in a plurality of longitudinal modes whose phases are relatively fixed, and output pulsed laser light having a repetition frequency of about 100 MHz, for example.
  • the mode-locked laser device 302 may include an optical resonator described later, and the optical resonator length may be adjustable by the optical resonator length adjustment driver 303.
  • a beam splitter 307 may be disposed in the optical path of the pulse laser beam output from the mode-locked laser device 302.
  • a pulsed laser light detector 304 may be disposed in one optical path of the pulsed laser light branched into two optical paths by the beam splitter 307. The pulse laser light detector 304 may detect the pulse laser light and output a detection signal.
  • the regenerative amplifier 305 may be arranged in the other optical path of the pulsed laser beam branched by the beam splitter 307.
  • the regenerative amplifier 305 may include an optical resonator, and amplifies the pulsed laser light by reciprocating a plurality of times in the optical resonator and takes out the amplified pulsed laser light at a timing when the pulsed laser light reciprocated a predetermined number of times. It may be.
  • a laser medium (described later) may be disposed in the optical resonator of the regenerative amplifier 305, and energy for exciting the laser medium may be applied via the excitation power source 306.
  • the regenerative amplifier 305 may include a Pockels cell (described later).
  • the control unit 310 may include a phase adjustment unit 311 and an AND circuit 312.
  • the phase adjustment unit 311 may feedback control the optical resonator length adjustment driver 303 based on the clock signal output by the clock generator 301 and the detection signal output by the pulse laser beam detector 304.
  • the control unit 310 controls the regenerative amplifier 305 based on the clock signal output from the clock generator 301 and the first timing signal output from the delay circuit 53 described in the description of FIG. Also good.
  • the AND circuit 312 may generate an AND signal of the clock signal and the first timing signal, and the Pockels cell in the regenerative amplifier 305 may be controlled by this AND signal.
  • FIG. 11 schematically shows a configuration example of the mode-locked laser device shown in FIG.
  • the mode-locked laser device 302 includes a laser crystal 322, a concave mirror 323, a plane mirror 324, an output coupling mirror 325, and a concave mirror 326 between the plane mirror 320 and the saturable absorber mirror 321.
  • You may include the optical resonator arrange
  • the mode-locked laser device 302 may include a pumping light source 327 for introducing pumping light E1 into the laser crystal 322 from the outside of the optical resonator.
  • the excitation light source 327 may include a laser diode that generates the excitation light E1.
  • the plane mirror 320 may be a mirror that transmits the wavelength component included in the excitation light E1 from the excitation light source 327 with high transmittance and reflects the wavelength component included in the light emitted from the laser crystal 322 with high reflectance.
  • the laser crystal 322 is a laser medium that performs excitation emission upon receiving excitation light E1, and may be, for example, a crystal of Nd: YVO 4 (neodymium-doped yttrium orthovanadate).
  • the light emitted from the laser crystal 322 may include a plurality of longitudinal modes (frequency components). Further, the laser crystal 322 may be arranged so that the incident angle of the laser beam becomes a Brewster angle.
  • the concave mirror 323, the plane mirror 324, and the concave mirror 326 may each reflect the light emitted from the laser crystal 322 with a high reflectance.
  • the output coupling mirror 325 transmits a part of the laser light amplified in the laser crystal 322 toward the outside of the optical resonator, and reflects the remaining part so as to be further amplified in the laser crystal 322. May be. From the output coupling mirror 325, the first light and the second light having different traveling directions may be transmitted to the outside of the optical resonator.
  • the first light is light that has passed through the output coupling mirror 325 among the reflected light from the plane mirror 324.
  • the second light is light that has passed through the output coupling mirror 325 out of the reflected light from the concave mirror 326.
  • the beam splitter 307 described above may be disposed in the optical path of the first light.
  • a laser damper (not shown) may be disposed in the optical path of the second light.
  • the saturable absorber mirror 321 may be a mirror in which a reflective layer and a saturable absorber layer are laminated in this order on a mirror substrate.
  • the saturable absorber layer substantially absorbs incident light while the incident light is weaker than a predetermined threshold, and when the incident light becomes stronger than the threshold, the saturable absorber layer is incident light. May be transmitted at a high transmittance, and the reflective layer may reflect the incident light. As a result, only the light whose intensity is instantaneously increased at the timing when the phases of the plurality of longitudinal modes are aligned can be reflected by the saturable absorber mirror 321.
  • the pulsed light whose phases of the plurality of longitudinal modes are relatively fixed can be amplified by reciprocating in the optical resonator. This state is sometimes called mode lock.
  • the amplified pulsed light can be periodically output from the output coupling mirror 325 as pulsed laser light.
  • the refractive index in the optical path may be a value obtained by dividing the speed of light in vacuum by the speed of light in a substance in the optical path.
  • the saturable absorber mirror 321 may be supported by a mirror holder, and the mirror holder may be movable along the light traveling direction by the linear stage 328.
  • the traveling direction of light may be the left-right direction in the figure.
  • the linear stage 328 may be drivable by the optical resonator length adjustment driver 303 described above.
  • the saturable absorber mirror 321 may be moved along the light traveling direction, thereby adjusting the optical resonator length and adjusting the repetition frequency of the pulsed laser light.
  • the phase adjustment unit 311 controls the optical resonator length adjustment driver 303 based on the clock signal output from the clock generator 301 and the detection signal output from the pulse laser light detector 304. May be. Specifically, the phase adjustment unit 311 detects the phase difference between the clock signal and the detection signal, and controls the optical resonator length adjustment driver 303 so that the clock signal and the detection signal are synchronized with a certain delay time. May be. A fixed delay time between the clock signal and the detection signal is set as a fourth delay time. The fourth delay time will be described later with reference to FIGS. 14A and 14B.
  • FIG. 12 schematically shows a configuration example of the regenerative amplifier 305 shown in FIG.
  • the regenerative amplifier 305 includes a laser crystal 336, a concave mirror 337, a flat mirror 338, a polarization beam splitter 339, a Pockels cell 340, and a ⁇ / 4 wavelength plate 341 between the flat mirror 334 and the concave mirror 335.
  • an optical resonator arranged in this order from the plane mirror 334 side may be included.
  • the optical resonator of the regenerative amplifier 305 may have an optical resonator length shorter than the optical resonator of the mode-locked laser device 302 described above.
  • the regenerative amplifier 305 may include a pumping light source 342 for introducing pumping light E2 into the laser crystal 336 from the outside of the optical resonator.
  • the excitation light source 342 may include a laser diode that generates the excitation light E2.
  • the regenerative amplifier 305 may include a polarization beam splitter 330, a Faraday optical isolator 331, a plane mirror 332, and a plane mirror 333.
  • the Faraday optical isolator 331 may include a Faraday rotator (not shown) and a ⁇ / 2 wavelength plate (not shown).
  • the plane mirror 334 may be a mirror that transmits the wavelength component included in the excitation light E2 from the excitation light source 342 with high transmittance and reflects the wavelength component included in the light emitted from the laser crystal 336 with high reflectance.
  • the laser crystal 336 is a laser medium that is excited by receiving the excitation light E2, and may be a crystal of Nd: YAG (neodymium-doped yttrium miumaluminum garnet), for example. Further, the laser crystal 336 may be arranged so that the incident angle of the laser beam becomes the Brewster angle. When the seed light output from the mode-locked laser device 302 is incident on the laser crystal 336 excited by receiving the excitation light E2, the seed light can be amplified by stimulated emission.
  • the polarization beam splitter 330 may be disposed in the optical path of the pulsed laser beam B1 output from the mode-locked laser device 302.
  • the polarization beam splitter 330 may be arranged such that the surface on which the pulse laser beam B1 is incident is perpendicular to the paper surface.
  • the polarization beam splitter 330 may transmit the pulse laser beam B1 linearly polarized in a direction parallel to the paper surface with high transmittance.
  • the polarization beam splitter 330 may reflect the pulsed laser beam B29 linearly polarized in a direction perpendicular to the paper surface with a high reflectance.
  • the Faraday optical isolator 331 may be disposed in the optical path of the pulsed laser beam B2 that has passed through the polarization beam splitter 330 from the lower side in the drawing.
  • the Faraday optical isolator 331 may rotate the plane of polarization of the linearly polarized pulsed laser beam B2 incident from the lower side in the drawing by 90 degrees and transmit it as the pulsed laser beam B3. Further, as will be described later, the Faraday optical isolator 331 may transmit the pulsed laser beam B28 incident from the opposite direction corresponding to the upper side in the drawing toward the polarization beam splitter 330 without rotating the polarization plane.
  • the plane mirror 332 may be disposed in the optical path of the pulsed laser beam B3 that has passed through the Faraday optical isolator 331.
  • the plane mirror 332 may reflect the pulsed laser beam B3 with a high reflectance.
  • the plane mirror 333 may reflect the pulsed laser light B4 reflected by the plane mirror 332 with a high reflectance.
  • the polarization beam splitter 339 arranged in the optical resonator may be located on the optical path of the pulsed laser beam B5 reflected by the plane mirror 333.
  • the polarization beam splitter 339 may be arranged such that the surface on which the pulse laser beam B5 is incident is perpendicular to the paper surface, and the pulse laser beam B5 may be incident on the right surface of the polarization beam splitter 339 in the drawing.
  • the polarization beam splitter 339 may reflect the pulsed laser beam B5 linearly polarized in a direction perpendicular to the paper surface with a high reflectance and guide the pulsed laser beam B6 into the optical resonator as the pulsed laser beam B6.
  • the polarization beam splitter 339 may transmit the pulse laser beam B11 and the like linearly polarized in a direction parallel to the paper surface with high transmittance.
  • the Pockels cell 340, the ⁇ / 4 wavelength plate 341, and the concave mirror 335 may be arranged in the optical path on the right side in the drawing as viewed from the polarization beam splitter 339.
  • the plane mirror 334, the laser crystal 336, the concave mirror 337, and the plane mirror 338 may be disposed in the optical path on the left side in the drawing as viewed from the polarization beam splitter 339.
  • the Pockels cell 340 may be capable of applying a voltage by a high voltage power supply 343.
  • the Pockels cell 340 may transmit the pulse laser beam B6 reflected by the polarization beam splitter 339 as the pulse laser beam B7 without rotating the polarization plane when the voltage is not applied by the high voltage power supply 343. .
  • a state where the high voltage power supply 343 is not applying a voltage to the Pockels cell 340 is referred to as “voltage is OFF”, and a state where the high voltage power supply 343 is applying a voltage is referred to as “voltage is ON”.
  • the ⁇ / 4 wavelength plate 341 may be arranged with the surface on which the pulse laser beam B7 is incident perpendicular to the paper surface. Further, the ⁇ / 4 wavelength plate 341 may be disposed so that the optical axis of the crystal of the ⁇ / 4 wavelength plate 341 is inclined by 45 degrees with respect to the paper surface in a plane perpendicular to the incident optical axis. .
  • the pulsed laser beam B7 incident on the ⁇ / 4 wavelength plate 341 has a first polarization component parallel to the optical axis of the crystal and a first perpendicular to both the optical axis of the crystal and the traveling direction of the pulsed laser beam B7. And two polarization components. The direction of the combined vector of the first polarization component and the second polarization component coincides with the direction along the polarization plane of the pulse laser beam B7, and the direction may be a direction perpendicular to the paper surface.
  • the ⁇ / 4 wavelength plate 341 may have a birefringence function that transmits the first polarization component and the second polarization component through different optical paths. As a result, the ⁇ / 4 wavelength plate 341 transmits the pulse laser beam B7 transmitted through the Pockels cell 340 while shifting the phase of the second polarization component by 1 ⁇ 4 wavelength with respect to the phase of the first polarization component. May be.
  • the concave mirror 335 may reflect the pulsed laser beam B8 transmitted through the ⁇ / 4 wavelength plate 341 with a high reflectance.
  • the phase of the second polarization component is further shifted by 1 ⁇ 4 wavelength with respect to the phase of the first polarization component. May be. That is, the pulse laser beam B7 is transmitted twice through the ⁇ / 4 wavelength plate 341, so that the phase of the second polarization component is shifted by a half wavelength in total with respect to the phase of the first polarization component. Also good.
  • the pulse laser beam B7 linearly polarized in the direction perpendicular to the paper surface can be incident on the Pockels cell 340 as the pulse laser light B10 linearly polarized in the direction parallel to the paper surface, with the polarization surface rotated by 90 degrees.
  • the Pockels cell 340 can transmit the incident light without rotating the polarization plane in the state where the voltage from the high voltage power supply 343 is not applied. Accordingly, the pulsed laser beam B11 transmitted through the Pockels cell 340 can enter the polarization beam splitter 339 in a state of being linearly polarized in a direction parallel to the paper surface.
  • the polarization beam splitter 339 may transmit the pulsed laser beam B11 linearly polarized in a direction parallel to the paper surface with high transmittance.
  • the plane mirror 338 may reflect the pulsed laser beam B12 transmitted through the polarization beam splitter 339 with a high reflectance.
  • the concave mirror 337 may reflect the pulsed laser beam B13 reflected by the plane mirror 338 with a high reflectance.
  • the laser crystal 336 may amplify and transmit the pulse laser beam B14 as seed light reflected by the concave mirror 337.
  • the plane mirror 334 may reflect the pulsed laser beam B15 amplified by the laser crystal 336 and transmitted through the laser crystal 336 with a high reflectivity, and enter the laser crystal 336 as the pulsed laser beam B16.
  • the pulse laser beam B17 amplified again by the laser crystal 336 passes through the concave mirror 337, the plane mirror 338, the polarization beam splitter 339, and the Pockels cell 340 to the ⁇ / 4 wavelength plate 341 as the pulse laser beam B21. It may be incident.
  • the pulse laser beam B21 is transmitted through the ⁇ / 4 wavelength plate 341, reflected by the concave mirror 335, and transmitted again through the ⁇ / 4 wavelength plate 341, so that the polarization plane is rotated by 90 degrees, and in the direction perpendicular to the paper surface.
  • This can be a linearly polarized pulsed laser beam B24.
  • the pulse laser beam B24 may pass through the Pockels cell 340, be reflected by the polarization beam splitter 339 with a high reflectance, and be output to the outside of the optical resonator as the pulse laser beam B26.
  • the pulse laser beam B26 may be incident on the Faraday optical isolator 331 as the pulse laser beam B28 via the plane mirror 333 and the plane mirror 332 from the upper side in the drawing.
  • the Faraday optical isolator 331 may transmit the linearly polarized pulsed laser beam B28 incident from the upper side in the figure as the pulsed laser beam B29 without rotating the polarization plane.
  • the polarization beam splitter 330 may reflect the pulse laser beam B29 linearly polarized in a direction perpendicular to the paper surface with a high reflectance.
  • the pulsed laser beam B30 reflected by the polarization beam splitter 330 may be guided to the plasma generation region 25 via the laser beam focusing optical system 22a shown in FIG.
  • this pulsed laser beam B30 which is output only after one reciprocation within the optical resonator of the regenerative amplifier 305, is weak enough not to diffuse the target and turn the target into plasma even if it is irradiated to the target. It may have strength.
  • the high voltage power supply 343 continues until one pulse of the pulse laser beam B11 that has once passed through the Pockels cell 340 enters the Pockels cell 340 as the pulse laser beam B20.
  • the voltage applied to the Pockels cell 340 may be switched from OFF to ON at the timing between.
  • the Pockels cell 340 transmits the incident light with the second polarization component with respect to the phase of the first polarization component, similarly to the ⁇ / 4 wavelength plate 341.
  • the phase may be transmitted by shifting by a quarter wavelength.
  • FIG. 13 schematically shows an optical path when a voltage is applied to the Pockels cell 340 in the regenerative amplifier 305 shown in FIG.
  • the pulse laser beam B20 passes through the Pockels cell 340 and the ⁇ / 4 wavelength plate 341 twice, and returns as the pulse laser beam B11 through optical paths indicated by the pulse laser beams Ba1, Ba2, Ba3, and Ba4.
  • Pulse laser light whose polarization plane is rotated 90 degrees by passing through the ⁇ / 4 wavelength plate 341 twice, and whose polarization plane is further rotated by 90 degrees by passing through the Pockels cell 340 to which voltage is applied twice.
  • B11 may have the same polarization plane direction as the pulsed laser beam B20.
  • the pulse laser beam B11 can be transmitted again through the polarization beam splitter 339 and amplified by the laser crystal 336. While the voltage from the high voltage power supply 343 is applied to the Pockels cell 340, this amplification operation can be repeated.
  • the high voltage power supply 343 causes the Pockels cell 340 at a timing until the pulse laser beam B11 that has once passed through the Pockels cell 340 enters the Pockels cell 340 as the pulse laser beam B20.
  • the voltage applied to may be switched from ON to OFF.
  • the Pockels cell 340 does not need to rotate the polarization plane of the incident light when the voltage from the high voltage power supply 343 is not applied as shown in FIG. Therefore, at this time, the pulse laser beam B20 incident on the Pockels cell 340 from the left side in the drawing is transmitted as the pulse laser beams B21, B22, B23, and B24 in FIG.
  • the plane can be rotated by 90 degrees.
  • the pulse laser beam after the amplification operation is repeated is linearly polarized in the direction perpendicular to the paper surface, enters the polarization beam splitter 339 as the pulse laser beam B25 from the right side in the drawing, and enters the outside of the optical resonator. Can be output.
  • the pulse laser beam B1 newly output from the mode-locked laser device 302 has a polarization plane perpendicular to the paper surface. Can be incident on the Pockels cell 340 as pulse laser light B6 linearly polarized. While the voltage is applied to the Pockels cell 340, the pulse laser beam B6 passes through the ⁇ / 4 wavelength plate 341 and the Pockels cell 340, and passes through the optical path shown as the pulse laser beams Ba5, Ba6, Ba7, Ba8. You may return as pulsed laser beam B25. At this time, the pulse laser beam B25 may have the same polarization plane as the pulse laser beam B6.
  • the pulse laser beam B25 is incident on the polarization beam splitter 339 from the right side in the drawing as a pulse laser beam whose polarization plane is a linearly polarized light perpendicular to the paper surface. It can be output outside the resonator.
  • the timing at which the high voltage power supply 343 turns on / off the voltage applied to the Pockels cell 340 may be determined by an AND signal of the clock signal and the first timing signal.
  • the AND signal may be supplied from the AND circuit 312 to the voltage waveform generation circuit 344 included in the regenerative amplifier 305.
  • the voltage waveform generation circuit 344 may generate a voltage waveform using the AND signal as a trigger, and supply this voltage waveform to the high voltage power supply 343.
  • the high voltage power supply 343 may generate a pulse voltage according to the voltage waveform and apply the voltage to the Pockels cell 340.
  • the first timing signal, the AND signal, and the voltage waveform generated by the voltage waveform generation circuit 344 will be described later with reference to FIGS. 14C to 14E.
  • FIGS. 14A to 14E are timing charts of respective signals in the prepulse laser apparatus 300 shown in FIG.
  • FIG. 14A is a timing chart of the clock signal output from the clock generator 301.
  • the clock signal output from the clock generator 301 may have a repetition frequency of 100 MHz, for example. In this case, the pulse generation interval can be 10 ns.
  • FIG. 14B is a timing chart of a detection signal output from the pulse laser beam detector 304.
  • the repetition frequency of the detection signal output from the pulse laser light detector 304 can depend on the repetition frequency of the pulse laser light output from the mode-locked laser device 302.
  • the repetition frequency of the pulsed laser light output from the mode-locked laser device 302 can be adjusted by adjusting the optical resonator length of the mode-locked laser device 302.
  • the pulse laser beam may have a repetition frequency of about 100 MHz.
  • the mode-locked laser device 302 may be feedback controlled so that the detection signal of the pulse laser beam is synchronized with the clock signal of 100 MHz shown in FIG. 14A, for example, with a fourth delay time of 5 ns, for example.
  • FIG. 14C is a timing chart of the first timing signal output from the delay circuit 53.
  • the first timing signal output from the delay circuit 53 may be a signal obtained by adding a first delay time to the target detection signal from the target sensor 4.
  • the repetition frequency of the first timing signal may depend on the repetition frequency of the target output by the target supply device 26.
  • the repetition frequency of the target output by the target supply device 26 may be about 100 kHz, for example.
  • the pulse width of the first timing signal may be set to a time width equivalent to the pulse generation interval of the clock signal shown in FIG. 14A. Therefore, the pulse width of the first timing signal may be 10 ns, for example.
  • FIG. 14D is a timing chart of the AND signal output from the AND circuit 312.
  • the AND signal output from the AND circuit 312 may be a signal obtained by ANDing the clock signal and the first timing signal.
  • the pulse width of the first timing signal is set to a time width equal to the generation interval of the clock signal, one pulse of the AND signal can be generated for one pulse of the first timing signal.
  • the AND signal can be generated almost in synchronization with some of the plurality of pulses of the clock signal.
  • FIG. 14E is a timing chart of the voltage waveform output from the voltage waveform generation circuit 344.
  • the voltage waveform output from the voltage waveform generation circuit 344 may be generated substantially in synchronization with the AND signal when the AND signal is output from the AND circuit 312.
  • This voltage waveform may be, for example, a pulse having a pulse width of 300 ns.
  • the time for which the pulse laser beam having a light speed of 3 ⁇ 10 8 m / s travels 50 times in the optical resonator can be 300 ns.
  • the clock signal and the pulse laser beam from the mode-locked laser device 302 are synchronized with the fourth delay time, and the AND signal is a part of the plurality of pulses of the clock signal. Can be synchronized.
  • the voltage applied by the high voltage power supply 343 to the Pockels cell 340 can be switched while the pulse laser beam propagates through a specific section in the optical resonator of the regenerative amplifier 305. Therefore, only a desired pulse included in the pulse laser beam output from the mode-locked laser device 302 can be amplified to a desired intensity and irradiated onto the target.
  • the generation timing of the pulse output from the regenerative amplifier 305 can be controlled with the resolution corresponding to the generation interval of the pulses by the mode-locked laser device 302.
  • a target that is output from the target supply device 26 and moves in the chamber 2 at a speed of 30 m / s to 60 m / s is 0.3 ⁇ m within a time of 10 ns, which is a pulse generation interval by the mode-locked laser device 302. Can move ⁇ 0.6 ⁇ m. If the diameter of the droplet target is about 20 ⁇ m, a resolution of 10 ns may be sufficient to irradiate the target with pulsed laser light.
  • an Nd: YVO 4 crystal is used as the laser crystal 322 included in the mode-locked laser device 302
  • an Nd: YAG crystal is used as the laser crystal 336 included in the regenerative amplifier 305.
  • an Nd: YAG crystal may be used as the laser crystal in both the mode-locked laser device 302 and the regenerative amplifier 305.
  • a Ti: sapphire (Titanium-doped Sapphire) crystal may be used as the laser crystal in either or both of the mode-locked laser device 302 and the regenerative amplifier 305.
  • a ruby crystal may be used as the laser crystal in either or both of the mode-locked laser device 302 and the regenerative amplifier 305.
  • a dye cell may be used as a laser medium in either or both of the mode-locked laser device 302 and the regenerative amplifier 305.
  • Nd 3+ : glass triply ionized neodymium-doped glass may be used as a laser medium in either or both of the mode-locked laser device 302 and the regenerative amplifier 305.
  • FIG. 15 schematically shows a configuration example of the main pulse laser device 390 shown in FIG.
  • the main pulse laser device 390 may include a master oscillator MO, a plurality of amplifiers PA1, PA2, and PA3, and a control unit 391.
  • the master oscillator MO may be a CO 2 laser device using CO 2 gas as a laser medium, or may be a quantum cascade laser device that oscillates in the wavelength region of the CO 2 laser.
  • the plurality of amplifiers PA1, PA2, and PA3 may be arranged in series in the optical path of the pulse laser beam output from the master oscillator MO.
  • Each of the plurality of amplifiers PA1, PA2, and PA3 includes a laser chamber containing, for example, CO 2 gas as a laser medium, at least a pair of electrodes (not shown) disposed in the laser chamber, and a voltage between at least a pair of electrodes (not shown). And a power source for applying.
  • the CO 2 gas when CO 2 gas is used as a laser medium, the CO 2 gas may be diluted with nitrogen, helium, neon, xenon, or other gas.
  • the control unit 391 may control the master oscillator MO and the plurality of amplifiers PA1, PA2, and PA3 based on a control signal from the EUV controller 51.
  • the control unit 391 may output the timing signal from the delay circuit 53 to the master oscillator MO.
  • the timing signal from the delay circuit 53 may be the second timing signal described above.
  • the master oscillator MO may output each pulse of the pulsed laser light using each pulse of the second timing signal as a trigger.
  • This pulsed laser beam may be amplified by a plurality of amplifiers PA1, PA2, and PA3.
  • the main pulse laser device 390 may output the main pulse laser beam in synchronization with the second timing signal from the delay circuit 53.
  • FIG. 16 is a partial cross-sectional view schematically showing a configuration example of the EUV light generation system 11 according to the second embodiment.
  • the EUV light generation system 11 according to the second embodiment may include beam splitters 61 and 62, optical sensors 63 and 64, and a delay time measurement unit 65. Further, the EUV light generation system 11 may include a delay time control device 50 instead of the delay circuit 53 shown in FIG. Other points may be the same as those in the first embodiment.
  • the beam splitter 61 may be disposed in the optical path of the pre-pulse laser beam and the main pulse laser beam between the dichroic mirror 354 and the laser beam focusing optical system 22a.
  • the beam splitter 61 may be coated with a film that transmits the prepulse laser light and the main pulse laser light with high transmittance and reflects each remaining part of the prepulse laser light and the main pulse laser light.
  • the beam splitter 62 may be disposed in the optical path of the pre-pulse laser beam and the main pulse laser beam reflected by the beam splitter 61.
  • the beam splitter 62 may be coated with a film that reflects the wavelength component included in the pre-pulse laser beam with high reflectance and transmits the wavelength component included in the main pulse laser beam with high transmittance.
  • the optical sensor 63 may be disposed in the optical path of the pre-pulse laser beam reflected by the beam splitter 62.
  • the optical sensor 64 may be disposed in the optical path of the main pulse laser beam that has passed through the beam splitter 62.
  • the optical sensors 63 and 64 may be disposed at positions where the optical path lengths from the beam splitter 62 are equal to each other.
  • the optical sensor 63 may detect pre-pulse laser light and output a detection signal.
  • the optical sensor 63 may include, for example, a high-speed photodiode that detects prepulse laser light having a wavelength of 1.06 ⁇ m.
  • the optical sensor 64 may detect the main pulse laser beam and output a detection signal.
  • the optical sensor 64 may include, for example, a high-speed thermoelectric element that detects main pulse laser light having a wavelength of 10.6 ⁇ m.
  • the delay time measuring unit 65 may be connected to the optical sensors 63 and 64 by signal lines.
  • the delay time measuring unit 65 receives each detection signal output by each of the optical sensors 63 and 64, and based on the timing at which each detection signal is received, the third output of the main pulse laser light with respect to the output of the prepulse laser light.
  • the delay time ⁇ T may be measured.
  • the delay time measuring unit 65 may output data of the measured third delay time ⁇ T to the delay time control device 50.
  • FIG. 17 schematically shows a configuration example of the delay time control device and the like shown in FIG.
  • the delay time control device 50 may include a delay circuit 53 and a control unit 54.
  • the delay circuit 53 may give a first delay time to the target detection signal output from the target controller 52 and output the first timing signal to the prepulse laser apparatus 300. Further, the delay circuit 53 may output a second timing signal having a second delay time ⁇ To with respect to the first timing signal to the main pulse laser device 390.
  • the second delay time ⁇ To may be variable.
  • the control unit 54 may receive data of the target value ⁇ Tt of the third delay time from the EUV controller 51. Further, the control unit 54 may receive data of the measured third delay time ⁇ T from the delay time measuring unit 65. The control unit 54 may control the delay circuit 53 so as to change the second delay time ⁇ To based on the difference between the third delay time ⁇ T and the target value ⁇ Tt.
  • FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the control unit shown in FIG.
  • the control unit 54 may feedback control the delay circuit 53 as follows based on the difference between the third delay time ⁇ T and the target value ⁇ Tt.
  • the control unit 54 may receive data of an initial value of the delay parameter ⁇ from the EUV controller 51 (S1).
  • Lm may be the optical path length of the main pulse laser beam from the master oscillator MO of the main pulse laser apparatus 390 in FIG.
  • Lp may be the optical path length of the prepulse laser light from the regenerative amplifier 305 to the plasma generation region 25 of the prepulse laser apparatus 300 in FIG. c is the speed of light, and may be 3 ⁇ 10 8 m / s.
  • the main pulse laser device 390 may include more amplifiers than the prepulse laser device 300 in order to output a main pulse laser beam having higher energy than the prepulse laser beam. Therefore, the optical path length Lm of the main pulse laser beam is longer than the optical path length Lp of the pre-pulse laser beam, and the value of the delay parameter ⁇ can be a value greater than zero.
  • control unit 54 may receive data of the target value ⁇ Tt of the third delay time from the EUV controller 51 (S2). Next, the control unit 54 may calculate the second delay time ⁇ To by subtracting the delay parameter ⁇ from the target value ⁇ Tt (S3). Next, the control unit 54 may transmit the data of the calculated second delay time ⁇ To to the delay circuit 53 (S4).
  • control unit 54 may determine whether or not the pre-pulse laser apparatus 300 and the main pulse laser apparatus 390 oscillate (S5). If both or any of these laser devices are not oscillating (S5: NO), it is possible to wait until these laser devices oscillate. If these laser devices oscillate (S5: YES), the process may proceed to S6.
  • control unit 54 may update the value of the delay parameter ⁇ by adding the difference ⁇ T between the third delay time ⁇ T and the target value ⁇ Tt to the delay parameter ⁇ (S8). That is, for example, when the third delay time ⁇ T is longer than the target value ⁇ Tt ( ⁇ T> 0), even if the value of the delay parameter ⁇ is increased by ⁇ T so that the second delay time ⁇ To is shortened. Good.
  • the control unit 54 may determine whether to stop the feedback control of the delay circuit 53 (S9). For example, when the output of the pulse laser beam is stopped by a control signal from the EUV controller 51, the feedback control of the delay circuit 53 may be stopped. Alternatively, if the output energy of the EUV light becomes equal to or greater than a predetermined value as a result of repeating the processes of S2 to S8 described above, the feedback control of the delay circuit 53 is stopped and the value of the second delay time ⁇ To EUV light may be generated by fixing When the feedback control of the delay circuit 53 is not stopped (S9: NO), the process returns to S2 described above to receive the data of the target value ⁇ Tt of the third delay B time, and the delay circuit 53 may be feedback-controlled. When the feedback control of the delay circuit 53 is stopped (S9: YES), the processing of this flowchart may be ended.
  • the third delay time ⁇ T can be stabilized with high accuracy by feedback control of the delay circuit 53 based on the measured third delay time ⁇ T.
  • the main pulse laser beam can be irradiated to the diffusion target with the optimum third delay time, and CE can be improved.
  • the third delay time ⁇ T can be stabilized by feedback control.
  • the delay circuit may be feedback controlled based on the measured third delay time, but the present invention is not limited to this, and the third delay time may not be measured.
  • the second delay time ⁇ To may be calculated from the initial value of the delay parameter ⁇ and the target value ⁇ Tt, and the delay circuit 53 may be controlled using the value of the second delay time ⁇ To. Good.

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Abstract

極端紫外光生成システムは、ターゲットに第１のパルスレーザ光及び第２のパルス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、第１のパルスレーザ光及び第２のパルスレーザ光を導入するための少なくとも１つの導入口が設けられたチャンバと、チャンバ内の所定の領域に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、チャンバ内のターゲットに照射される第１のパルスレーザ光であって、１ｎｓ未満のパルス幅を有する第１のパルスレーザ光を出力するように構成された第１のレーザ装置と、第１のパルスレーザ光を照射されたターゲットに照射される第２のパルスレーザ光を出力するように構成された第２のレーザ装置と、を備えてもよい。

Description

極端紫外光生成システム
　本開示は、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システムは、ターゲットに第１のパルスレーザ光及び第２のパルス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、第１のパルスレーザ光及び第２のパルスレーザ光を導入するための少なくとも１つの導入口が設けられたチャンバと、チャンバ内の所定の領域に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、チャンバ内のターゲットに照射される第１のパルスレーザ光であって、１ｎｓ未満のパルス幅を有する第１のパルスレーザ光を出力するように構成された第１のレーザ装置と、第１のパルスレーザ光を照射されたターゲットに照射される第２のパルスレーザ光を出力するように構成された第２のレーザ装置と、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、ＥＵＶ光生成システムにおけるプリパルスレーザ光の照射条件とＣＥとの関係を示すグラフである。 図４Ａは、ＥＵＶ光生成システムにおけるプリパルスレーザ光のフルーエンスとＣＥとの関係を示すグラフであり、図４Ｂは、ＥＵＶ光生成システムにおけるプリパルスレーザ光の光強度とＣＥとの関係を示すグラフである。 図５Ａ及び図５Ｂは、ＥＵＶ光生成システムにおいてプリパルスレーザ光が照射されたターゲットの写真である。 図６は、図５Ａ及び図５Ｂに示す写真を撮影したときの機器の配置を概略的に示す。 図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ、図５Ａ及び図５Ｂに示される拡散ターゲットを模式的に示す断面図である。 図８Ａ～図８Ｃは、ターゲットにピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光が照射された場合の拡散ターゲットの生成過程を模式的に示す断面図である。 図９Ａ～図９Ｃは、ターゲットにナノ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光が照射された場合の拡散ターゲットの生成過程を模式的に示す断面図である。 図１０は、図２に示すプリパルスレーザ装置の構成例を概略的に示す。 図１１は、図１０に示すモードロックレーザ装置の構成例を概略的に示す。 図１２は、図１０に示す再生増幅器の構成例を概略的に示す。 図１３は、図１２に示す再生増幅器においてポッケルスセルに電圧が印加されている場合の光路を概略的に示す。 図１４Ａ～図１４Ｅは、図１０に示すプリパルスレーザ装置における各信号のタイミングチャートである。 図１５は、図２に示すメインパルスレーザ装置の構成例を概略的に示す。 図１６は、第２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１７は、図１６に示す遅延時間制御装置の構成例を概略的に示す。 図１８は、図１７に示す制御部の動作を示すフローチャートである。
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．プリパルスレーザ装置を含む極端紫外光生成システム
　４．１　構成
　４．２　動作
５．プリパルスレーザ光のパラメータ
　５．１　パルス幅とＣＥとの関係
　５．２　パルス幅とフルーエンス及び光強度との関係
　５．３　パルス幅と拡散ターゲットの状態との関係
　５．４　拡散ターゲットの生成過程
　５．５　パルス幅の範囲
　５．６　フルーエンスの範囲
６．プリパルスレーザ装置
　６．１　概略構成
　６．２　モードロックレーザ装置
　６．３　再生増幅器
　　６．３．１　ポッケルスセルに電圧を印加しない場合
　　６．３．２　ポッケルスセルに電圧を印加する場合
　６．４　タイミング制御
　６．５　レーザ媒質の例
７．メインパルスレーザ装置
８．第２の遅延時間を制御する装置を含む極端紫外光生成システム
　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、レーザシステムから出力されるパルスレーザ光を、チャンバ内に供給されるドロップレット状のターゲットに集光して照射することにより、ターゲット物質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、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場合がある。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。
　本開示の１つの観点においては、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１ｎｓ未満、好ましくは５００ｐｓ未満、さらに好ましくは５０ｐｓ未満の短パルスとされてもよい。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、且つ、６．５Ｊ／ｃｍ２以上、好ましくは３０Ｊ／ｃｍ２以上、さらに好ましくは４５Ｊ／ｃｍ２以上とされてもよい。
　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。
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。
　「ターゲット物質」は、パルスレーザ光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、ガドリニウム、テルビウム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。特に、「ドロップレット状のターゲット」というときは、微小量の溶融したターゲット物質がチャンバ内に放出され、当該ターゲット物質の表面張力によってほぼ球状となったものを意味し得る。
　「拡散ターゲット」は、ターゲットにプリパルスレーザ光が照射されたことにより微細な粒子等に拡散したターゲットを意味し得る。その拡散ターゲットにはプラズマが含まれる場合がある。ドロップレット状のターゲットに比較してこの拡散ターゲットの光吸収率が高く、これにメインパルスレーザ光が照射されることにより、ターゲットを効率良くプラズマ化し得る。
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１１の構成を概略的に示す。ＥＵＶ光生成装置１は、少なくとも１つのレーザシステム３と共に用いられてもよい。本願においては、ＥＵＶ光生成装置１及びレーザシステム３を含むシステムを、ＥＵＶ光生成システム１１と称する。図１に示し、かつ、以下に詳細に説明するように、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２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、キセノン、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、速度等を検出してもよい。
　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の焦点を含む領域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、レーザシステム３から出力されたパルスレーザ光３１は、レーザ光進行方向制御装置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。なお、１つのターゲット２７に、パルスレーザ光３３に含まれる複数のパルスが照射されてもよい。
　ＥＵＶ光生成制御装置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、ターゲット２７の出力方向等を制御する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、レーザシステム３の発振タイミング、パルスレーザ光３２の進行方向、パルスレーザ光３３の集光位置等を制御する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．プリパルスレーザ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、レーザ光集光光学系２２ａと、ＥＵＶ集光ミラー２３と、ターゲット回収部２８と、ＥＵＶ集光ミラーホルダ４１と、プレート４２及び４３と、ビームダンプ４４と、ビームダンプ支持部材４５とが設けられてもよい。
　チャンバ２にプレート４２が固定され、プレート４２にプレート４３が固定されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３は、ＥＵＶ集光ミラーホルダ４１を介してプレート４２に固定されてもよい。
　レーザ光集光光学系２２ａは、軸外放物面ミラー２２１及び平面ミラー２２２と、それらのミラーをそれぞれ保持するためのホルダ２２１ａ及び２２２ａとを含んでもよい。軸外放物面ミラー２２１及び平面ミラー２２２は、それぞれのミラーで反射されたパルスレーザ光がプラズマ生成領域２５で集光するような位置及び姿勢となるように、それぞれのホルダを介してプレート４３に固定されてもよい。
　ビームダンプ４４は、パルスレーザ光の光路の延長線上に位置するように、ビームダンプ支持部材４５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てもよい。
　チャンバ２には、ターゲットセンサ４と、ＥＵＶ光センサ７と、ウインドウ２１と、ターゲット供給装置２６とが取り付けられてもよい。チャンバ２の外部には、レーザ光進行方向制御装置３４と、ＥＵＶ光生成制御装置５とが配置されてもよい。
　ＥＵＶ光センサ７は、プラズマ生成領域２５において発生したＥＵＶ光の光強度を検出して検出信号をＥＵＶコントローラ５１へ出力してもよい。ターゲット供給装置２６は、ターゲットを一定の時間間隔で出力し続ける装置でもよいし、ターゲットコントローラ５２から受信するトリガ信号に応じたタイミングで一滴一滴のターゲットを出力するオンデマンド式の装置でもよい。レーザ光進行方向制御装置３４は、高反射ミラー３５１、３５２及び３５３と、ダイクロイックミラー３５４と、それらのミラーをそれぞれ保持するためのホルダ３５１ａ，３５２ａ，３５３ａ及び３５４ａとを含んでもよい。
　ＥＵＶ光生成制御装置５は、ＥＵＶコントローラ５１と、ターゲットコントローラ５２と、遅延回路５３とを含んでもよい。ＥＵＶコントローラ５１は、ターゲットコントローラ５２、遅延回路５３及びレーザシステム３に制御信号を出力してもよい。
　レーザシステム３は、プリパルスレーザ光を出力するプリパルスレーザ装置３００と、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３９０とを含んでもよい。上述のダイクロイックミラー３５４は、プリパルスレーザ光に含まれる波長成分を高い反射率で反射し、メインパルスレーザ光に含まれる波長成分を高い透過率で透過させるコーティングを有し、ビームコンバイナとして機能してもよい。
　４．２　動作
　ターゲットコントローラ５２は、ターゲット供給装置２６がターゲット２７をチャンバ２内のプラズマ生成領域２５に供給開始するように、ターゲット供給装置２６にターゲット供給開始信号を出力してもよい。
　ターゲット供給装置２６は、ターゲットコントローラ５２からのターゲット供給開始信号を受信して、ドロップレット状のターゲット２７をプラズマ生成領域２５に向けて出力してもよい。ターゲットコントローラ５２は、ターゲットセンサ４によるターゲット検出信号を受信し、その信号を遅延回路５３に出力してもよい。ターゲットセンサ４は、ターゲット２７がプラズマ生成領域２５に到達する前の所定の位置を通過したタイミングを検出するセンサであってもよい。例えば、ターゲットセンサ４は、図示しない照明装置及び光センサを含んでいてもよい。照明装置は例えばレーザ装置であってよく、レーザ装置は上記所定の位置にＣＷレーザ光を照射するように配置されてもよい。光センサは、ターゲット２７が上記所定の位置を通過した時にターゲット２７からの反射光を検出する位置に配置されてもよい。ターゲット２７が上記所定の位置を通過すると、光センサはターゲット２７からの反射光を検出することによってターゲット２７の通過タイミングを検出し、ターゲット検出信号を出力し得る。
　遅延回路５３は、入力されたターゲット検出信号に所定の遅延時間を与えてタイミング信号を出力してもよい。遅延回路５３は、ターゲット２７がプラズマ生成領域２５近傍に到達するタイミングでプリパルスレーザ光がターゲット２７に照射されるように、第１のタイミング信号をプリパルスレーザ装置３００に出力してもよい。第１のタイミング信号は、ターゲット検出信号に第１の遅延時間を与えた信号であってもよい。また、遅延回路５３は、プリパルスレーザ光を照射されたターゲットが拡散して所定の拡散径に達するタイミングでメインパルスレーザ光が拡散ターゲットに照射されるように、第２のタイミング信号をメインパルスレーザ装置３９０に出力してもよい。第１のタイミング信号出力から第２のタイミング信号出力までの時間を第２の遅延時間としてもよい。
　プリパルスレーザ装置３００は、遅延回路５３からの第１のタイミング信号に応じてプリパルスレーザ光を出力してもよい。メインパルスレーザ装置３９０は、遅延回路５３からの第２のタイミング信号に応じてメインパルスレーザ光を出力してもよい。
　プリパルスレーザ装置３００から出力されたプリパルスレーザ光は、高反射ミラー３５３及びダイクロイックミラー３５４によって反射されて、ウインドウ２１を介してレーザ光集光光学系２２ａに入射してもよい。メインパルスレーザ装置３９０から出力されたメインパルスレーザ光は、高反射ミラー３５１及び高反射ミラー３５２によって反射され、ダイクロイックミラー３５４を透過して、ウインドウ２１を介してレーザ光集光光学系２２ａに入射してもよい。
　レーザ光集光光学系２２ａに入射したプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光は、軸外放物面ミラー２２１及び平面ミラー２２２によって反射されて、プラズマ生成領域２５に導かれてもよい。プリパルスレーザ光が照射されたターゲット２７は拡散し、拡散ターゲットとなり得る。メインパルスレーザ光は、この拡散ターゲットに照射され、ターゲットをプラズマ化し得る。
５．プリパルスレーザ光のパラメータ
　５．１　パルス幅とＣＥとの関係
　図３は、ＥＵＶ光生成システム１１におけるプリパルスレーザ光の照射条件とＣＥとの関係を示すグラフである。図３においては、横軸は、プリパルスレーザ光に対するメインパルスレーザ光の遅延時間（μｓ）を示し、縦軸は、メインパルスレーザ光のエネルギーからＥＵＶ光のエネルギーへの変換効率すなわちＣＥ（％）を示す。プリパルスレーザ光照射に対するメインパルスレーザ光照射の遅延時間を第３の遅延時間としてもよい。前述の通り、第１のタイミング信号出力から第２のタイミング信号出力までの時間を第２の遅延時間とした場合、第３の遅延時間は第２の遅延時間に依存し得る。その理由は、レーザ装置にタイミング信号が入力されてから、ターゲット物質にレーザ光が照射されるまでにシステムに依存した時間が必要となり得るためである。そこで、第３の遅延時間の目標値を決めて、第３の遅延時間がその目標値に近づくように、第２の遅延時間が調整されてもよい。第３の遅延時間の目標値は、プリパルスレーザ光を照射されたターゲットが拡散して所定の拡散径に達するまでの時間を予め実測した値でもよい。また、図３においては、プリパルスレーザ光の半値全幅で規定されるパルス幅とエネルギー密度の指標としてフルーエンスとの組合せを７通り設定し、それぞれの組合せについて、測定を行い、その結果を折れ線で示した。なお、フルーエンスとは、パルスレーザ光のエネルギーを、集光スポット径内の面積で除算した値とする。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。
　測定条件の詳細は次の通りである。ターゲット物質としてスズ（Ｓｎ）を用い、これを溶融させて直径約２１μｍのドロップレット状のターゲットとした。
　プリパルスレーザ装置としては、パルス幅を１０ｎｓとする場合には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ装置を用い、波長を１．０６μｍとし、パルスエネルギーを０．５ｍＪ～２．７ｍＪとした。パルス幅を１０ｐｓとする場合には、マスターオシレータとしてＮｄ：ＹＶＯ４の結晶を含むモードロックレーザ装置を用い、再生増幅器としてＮｄ：ＹＡＧの結晶を含むレーザ装置を用い、波長を１．０６μｍとし、パルスエネルギーを０．２５ｍＪ～２ｍＪとした。これらのプリパルスレーザ装置によるプリパルスレーザ光の集光スポット径は、７０μｍとした。
　メインパルスレーザ装置としては、ＣＯ２レーザ装置を用い、波長を１０．６μｍとし、パルスエネルギーを１３５ｍＪ～１７０ｍＪとした。このメインパルスレーザ装置によるメインパルスレーザ光のパルス幅は１５ｎｓとし、集光スポット径を３００μｍとした。
　測定結果は次の通りである。図３に示されるように、プリパルスレーザ光のパルス幅を１０ｎｓとした場合のＣＥは、最高でも３．５％に達することはなかった。また、プリパルスレーザ光のパルス幅を１０ｎｓとした場合のＣＥは、第３の遅延時間が３μｓ以上である場合に、上記組合せのそれぞれにおける最高値が得られた。
　一方、プリパルスレーザ光のパルス幅を１０ｐｓとした場合のＣＥは、上記組合せのそれぞれにおける最高値が、いずれも３．５％を超えた。これらの最高値は、第３の遅延時間が３μｓ未満である場合に得られた。特に、プリパルスレーザ光のパルス幅を１０ｐｓとし、フルーエンスを５２Ｊ／ｃｍ２とし、第３の遅延時間を１．２μｓとした場合に、ＣＥ４．７％を実現した。
　以上の結果から、プリパルスレーザ光のパルス幅は、１０ｎｓ程度のナノ秒オーダーである場合よりも、１０ｐｓ程度のピコ秒オーダーである場合の方が、格段にＣＥを向上し得ることがわかった。また、プリパルスレーザ光のパルス幅が、ナノ秒オーダーである場合よりも、ピコ秒オーダーである場合の方が、最大のＣＥを得るための第３の遅延時間が短かった。従って、プリパルスレーザ光のパルス幅が、ナノ秒オーダーである場合よりも、ピコ秒オーダーである場合の方が、高い繰り返し周波数でＥＵＶ光を生成するのにも有利であることがわかった。
　また、図３に示された結果から、プリパルスレーザ光のパルス幅をピコ秒オーダーとし、フルーエンスを１３Ｊ／ｃｍ２～５２Ｊ／ｃｍ２とする場合には、第３の遅延時間は、以下の範囲とするのが好ましい。
　０．５μｓ以上、１．８μｓ以下、
　より好ましくは、０．７μｓ以上、１．６μｓ以下、
　さらに好ましくは、１．０μｓ以上、１．４μｓ以下。
　５．２　パルス幅とフルーエンス及び光強度との関係
　図４Ａは、ＥＵＶ光生成システムにおけるプリパルスレーザ光のフルーエンスとＣＥとの関係を示すグラフである。図４Ａにおいて、横軸は、プリパルスレーザ光のフルーエンス（Ｊ／ｃｍ２）を示し、縦軸は、ＣＥ（％）を示す。プリパルスレーザ光のパルス幅を１０ｐｓ、１０ｎｓ、１５ｎｓとした場合のそれぞれにおいて、第３の遅延時間を種々設定してＣＥを測定し、最適な第３の遅延時間におけるＣＥのみをプロットした。なお、パルス幅を１０ｐｓ又は１０ｎｓとする場合の結果の一部については、図３の結果を流用した。また、パルス幅を１５ｎｓとする場合については、パルス幅を１０ｎｓとする場合と同様のプリパルスレーザ装置を用いた。
　その結果、プリパルスレーザ光のパルス幅を１０ｐｓ、１０ｎｓ、１５ｎｓとした場合のいずれにおいても、プリパルスレーザ光のフルーエンスを高くするに伴いＣＥは増大するが、それぞれ所定のフルーエンスを超えるとＣＥが飽和する傾向にあることがわかった。また、パルス幅を１０ｎｓ又は１５ｎｓとする場合よりも、パルス幅を１０ｐｓとする場合の方が、ＣＥが高く、低いフルーエンスでも比較的ＣＥが高いことがわかった。さらに、パルス幅を１０ｐｓとする場合に、フルーエンスを２．６Ｊ／ｃｍ２から６．５Ｊ／ｃｍ２にすると、ＣＥが急激に上昇し、フルーエンスを６．５Ｊ／ｃｍ２以上にすると、フルーエンスの上昇に対するＣＥの上昇の割合が小さくなることがわかった。
　図４Ｂは、ＥＵＶ光生成システム１１におけるプリパルスレーザ光の光強度とＣＥとの関係を示すグラフである。図４Ｂにおいて、横軸は、プリパルスレーザ光の光強度（Ｗ／ｃｍ２）を示し、縦軸は、ＣＥ（％）を縦軸を示す。光強度は、図４Ａの結果から算出した。なお、光強度とは、パルスレーザ光のフルーエンスを、半値全幅で規定されるパルス幅で除算した値とする。
　その結果、プリパルスレーザ光のパルス幅を１０ｐｓ、１０ｎｓ、１５ｎｓとした場合のいずれにおいても、プリパルスレーザ光の光強度を高くするとＣＥは増大する傾向にあることがわかった。また、パルス幅を１０ｎｓ又は１５ｎｓとする場合よりも、パルス幅を１０ｐｓとする場合の方が、ＣＥが高いことがわかった。さらに、パルス幅を１０ｐｓとする場合には、光強度を２．６×１０１１Ｗ／ｃｍ２から５．６×１０１１Ｗ／ｃｍ２の範囲にすると、ＣＥが急激に上昇し、光強度を５．６×１０１１Ｗ／ｃｍ２以上にすると、さらに高いＣＥが得られることがわかった。
　以上の通り、ターゲットにピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光を照射して拡散ターゲットを形成し、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り、ＣＥを向上し得る。
　５．３　パルス幅と拡散ターゲットの状態との関係
　図５Ａ及び図５Ｂは、ＥＵＶ光生成システム１１においてプリパルスレーザ光がドロップレット状のターゲットに照射された後の拡散ターゲットの写真である。図５Ａ及び図５Ｂは、第３の遅延時間として、最大のＣＥが得られた遅延時間において撮影したものである。なお、ターゲットの拡散状態を観測するために、メインパルスレーザ光は照射していない。図５Ａは、プリパルスレーザ光のパルス幅を１０ｐｓとし、フルーエンスを３通り設定した場合のそれぞれにおいて撮影したものである。つまり、図３の説明の通り、図５Ａは、第３の遅延時間１．２μｓ程度でフルーエンス５２Ｊ／ｃｍ２の場合、第３の遅延時間１．１μｓ程度でフルーエンス２６Ｊ／ｃｍ２の場合、第３の遅延時間１．３μｓ程度でフルーエンス１３Ｊ／ｃｍ２の場合でのそれぞれにおいて拡散ターゲットを撮影したものである。図５Ｂは、プリパルスレーザ光のパルス幅を１０ｎｓとし、フルーエンスを２通り設定した場合のそれぞれにおいて撮影したものである。つまり、図５Ｂは、第３の遅延時間３μｓでフルーエンス７０Ｊ／ｃｍ２の場合、第３の遅延時間５μｓでフルーエンス２６Ｊ／ｃｍ２の場合でのそれぞれにおいて拡散ターゲットを撮影したものである。図５Ａ及び図５Ｂのいずれにおいても、プリパルスレーザ光の進行光路に対して６０度の方向と９０度の方向とから、拡散ターゲットを撮影した。撮影機器の配置は後に説明される。
　拡散ターゲットの直径Ｄｔは、プリパルスレーザ光のパルス幅が１０ｐｓである場合には３６０μｍ～３８４μｍであり、プリパルスレーザ光のパルス幅が１０ｎｓである場合には３２５μｍ～３８０μｍであった。つまり、拡散ターゲットの直径Ｄｔは、メインパルスレーザ光の集光スポット径である３００μｍに対して多少大きくなった。しかし、メインパルスレーザ光の集光スポット径は、１／ｅ２幅の値であるため、メインパルスレーザ光は拡散ターゲットの直径が４００μｍ程度でも拡散ターゲットの大部分に照射され得る。
　また、プリパルスレーザ光のパルス幅が１０ｐｓである場合の方が、パルス幅が１０ｎｓである場合よりも短時間で、拡散ターゲットの直径Ｄｔがメインパルスレーザ光の集光スポット径である３００μｍと同等となった。すなわち、パルス幅が１０ｐｓである場合の方が、パルス幅が１０ｎｓである場合よりも拡散ターゲットの拡散スピードが速いことがわかった。
　図６は、図５Ａ及び図５Ｂに示す写真を撮影したときの機器の配置を概略的に示す。図６に示すように、プリパルスレーザ光の進行光路に対して６０度の方向と９０度の方向とにそれぞれカメラＣ１及びＣ２を配置し、ターゲットを基準としてカメラＣ１及びＣ２の位置と反対側の位置にそれぞれフラッシュランプＬ１及びＬ２を配置した。
　図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ、図５Ａ及び図５Ｂに示される拡散ターゲットを模式的に示す断面図である。プリパルスレーザ光のパルス幅を１０ｐｓ程度のピコ秒オーダーとした場合、図５Ａ及び図７Ａに示されるように、ターゲットは、プリパルスレーザ光の進行方向であるＺ方向側には円環状に拡散し、プリパルスレーザ光の進行方向と逆側である入射側にはドーム型に拡散した。より詳しくは、拡散ターゲットは、ターゲットが円環状に拡散した第１の部分Ｔ１と、第１の部分Ｔ１に隣接しターゲットがドーム型に拡散した第２の部分Ｔ２と、第１の部分Ｔ１及び第２の部分Ｔ２に囲まれた第３の部分Ｔ３とを有していた。第１の部分Ｔ１は第２の部分Ｔ２よりターゲット物質の密度が大きく、第２の部分Ｔ２は第３の部分Ｔ３よりターゲット物質の密度が大きかった。
　一方、プリパルスレーザ光のパルス幅を１０ｎｓ程度のナノ秒オーダーとした場合、図５Ｂ及び図７Ｂに示されるように、ターゲットは、円盤状又は円環状に拡散した。また、この拡散ターゲットは、プリパルスレーザ光が照射される前のターゲットの位置よりもプリパルスレーザ光の進行方向であるＺ方向側に拡散した。
　プリパルスレーザ光のパルス幅がナノ秒オーダーである場合には、ターゲットへの入熱がナノ秒オーダーの時間にわたって生じ得る。その時間内に、ターゲット内部にも熱が伝達され、ターゲットの一部がアブレーションにより蒸発したり、アブレーションの反作用によりそのターゲットがレーザ光の進行方向に拡散したりするものと考えられる。これに対し、プリパルスレーザ光のパルス幅がピコ秒オーダーである場合には、ターゲット内部に熱が伝達されるよりも前に、瞬間的にドロップレット状のターゲットを破壊できるものと考えられる。図４Ａに示したようにパルス幅をナノ秒オーダーとする場合よりもピコ秒オーダーとする場合の方が、プリパルスレーザ光のフルーエンスが低くても高いＣＥが得られる原因の一つとして、このようなターゲットの拡散過程の相違があると推定される。
　また、プリパルスレーザ光のパルス幅がナノ秒オーダーである場合よりも、ピコ秒オーダーである場合の方が、拡散ターゲットに含まれるターゲット物質の微粒子の粒径が小さかった。ターゲットを多数の小さな粒径の微粒子に分散させた場合、相対的にターゲットの表面積が増大し得る。このため、ターゲットに照射されるレーザ光の吸収が多くなると推測し得る。従って、プリパルスレーザ光のパルス幅がピコ秒オーダーである場合の方が、拡散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得る。このことが、パルス幅をナノ秒オーダーとする場合よりもピコ秒オーダーとする場合の方が、高いＣＥを得られた原因の一つであると推定される。
　５．４　拡散ターゲットの生成過程
　図８Ａ～図８Ｃは、ターゲットにピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光が照射された場合の拡散ターゲットの生成過程を模式的に示す断面図である。図８Ａは、ターゲットにピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光の照射開始からピコ秒オーダーの時間が経過した時点において推定されるターゲットの状態を示す。図８Ｂは、ターゲットにピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光の照射開始からナノ秒オーダーの時間が経過した時点において推定されるターゲットの状態を示す。図８Ｃは、ターゲットにピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光の照射開始から約１μｓの時間が経過した時点における拡散ターゲットの状態を図７Ａに基づいて示す。
　図８Ａに示すように、ドロップレット状のターゲットにプリパルスレーザ光が照射されると、ターゲット表面にプリパルスレーザ光のエネルギーの一部が吸収され得る。その結果、プリパルスレーザ光が照射されたターゲット表面からほぼ垂直にターゲットの外側に向かうイオンや原子等の噴射を伴う、レーザアブレーションが発生し得る。これにより、プリパルスレーザ光が照射されたターゲット表面に対して垂直かつターゲット内部に向かって、レーザアブレーションによる反作用が働き得る。
　このプリパルスレーザ光は、例えば、６．５Ｊ／ｃｍ２以上のフルーエンスを有し、ピコ秒オーダーの時間内でターゲット照射を終了し得るので、図４Ｂに示したように時間あたりにターゲットへ照射される光のエネルギーが大きい。従って、強力なレーザアブレーションが短時間で発生し得る。このため、レーザアブレーションによる反作用も大きく、ターゲットの内部に衝撃波が発生するものと推測される。
　衝撃波は、プリパルスレーザ光が照射されたターゲットの表面に対してほぼ垂直に進行するので、ドロップレット状のターゲットのほぼ中心に集束し得る。衝撃波の波面は、当初、ターゲットの表面とほぼ平行なほぼ半球面状であり得る。衝撃波が集束するに伴って、エネルギーが集中し、集中したエネルギーが一定の大きさを超えると、ドロップレット状のターゲットの破壊が始まり得る。
　ターゲットの破壊は、集束することによってエネルギーが一定の大きさを超えた衝撃波の、ほぼ半球面状の波面から始まるものと推測される。このことが、図８Ｃに示すように、ターゲットがプリパルスレーザ光の入射側にドーム型に拡散した理由であると考えられる。
　図８Ａにおいて、衝撃波がドロップレット状のターゲットの中心にまで集束すると、エネルギーが最も集中し、ターゲットの残りの部分も一気に破壊され得る。このことが、図８Ｃに示すように、ターゲットがプリパルスレーザ光の進行方向側に円環状に拡散した理由であると考えられる。
　また、図８Ａにおいては、強力なレーザアブレーションが発生していると推測されるが、レーザアブレーションが発生している時間は僅かであり、衝撃波がターゲットの中心に到達するまでの時間も短いと推測される。そして、図８Ｂに示すように、おそらくナノ秒オーダーの時間が経過した時にはターゲットが破壊され始めていると推測される。このことが、図８Ｃに示すように、ターゲットの重心がプリパルスレーザ光の照射前の位置からあまり移動していない理由であると推測される。
　図９Ａ～図９Ｃは、ターゲットにナノ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光が照射された場合の拡散ターゲットの生成過程を模式的に示す断面図である。図９Ａは、ターゲットにナノ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光の照射開始からピコ秒オーダーの時間が経過した時点において推定されるターゲットの状態を示す。図９Ｂは、ターゲットにナノ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光の照射開始からナノ秒オーダーの時間が経過した時点において推定されるターゲットの状態を示す。図９Ｃは、ターゲットにナノ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光の照射開始から数μｓの時間が経過した時点における拡散ターゲットの状態を図７Ｂに基づいて示す。
　図９Ａに示すように、ドロップレット状のターゲットにプリパルスレーザ光が照射されると、ターゲット表面にプリパルスレーザ光のエネルギーの一部が吸収され得る。その結果、プリパルスレーザ光が照射されたターゲット表面からほぼ垂直に、ターゲット物質のイオンや原子等の噴射を伴う、レーザアブレーションが発生し得る。これにより、プリパルスレーザ光が照射されたターゲット表面に対してほぼ垂直かつターゲット内部に向かって、レーザアブレーションによる反作用が働き得る。
　このプリパルスレーザ光は、１０ｎｓ程度のナノ秒オーダーのパルス幅を有している。このプリパルスレーザ光は、上述のピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光と同等のフルーエンスを有し得るが、ナノ秒オーダーの時間にわたって照射されるので、図４Ｂに示したように時間あたりにターゲットへ照射される光のエネルギーは小さい。
　ターゲットを構成する液体のスズ中における音速Ｖは、約２５００ｍ／ｓであり得る。ドロップレット状のターゲットの直径Ｄが２１μｍであるとすると、プリパルスレーザ光を照射されたターゲット表面からターゲットの中心まで音波が伝わる時間Ｔｓは、次のように算出し得る。
　　　Ｔｓ＝（Ｄ／２）／Ｖ
　　　　　＝（２１×１０－６／２）／２５００
　　　　　＝４．２ｎｓ
　図３～図６を用いて説明した測定において、プリパルスレーザ光のフルーエンスは、ドロップレット状のターゲットの全体をレーザアブレーションによってイオンや原子等として気化するほどの大きさには設定されていない。従って、ターゲットに１０ｎｓのパルス幅を有するプリパルスレーザ光を照射した結果、１０ｎｓの時間内に、プリパルスレーザ光の進行方向に沿ったターゲットの厚みが２１μｍ以上減少することはないと考えられる。すなわち、レーザアブレーションによる反作用に押されてターゲットの厚みが減少する速度は、液体のスズ中における音速を超えないと考えられる。従って、ターゲットの内部に、衝撃波は殆ど発生していないと推測される。
　このようなナノ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光が照射されたターゲットは、図９Ｂに示すように、ナノ秒オーダーの時間にわたってレーザアブレーションによる反作用が働き、偏平形状のほぼ円板状に変形し得る。そして、レーザアブレーションによる反作用に起因してターゲットを変形させる力が表面張力に勝ると、ターゲットは破壊され得る。以上のことが、図９Ｃに示すように、ターゲットが円板状又は円環状に拡散した理由であると考えられる。
　また、前述のように、ターゲットにはナノ秒オーダーの時間にわたってレーザアブレーションによる反作用が働くと推測される。このターゲットは、ピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光が照射された場合と比べて、約１０００倍の時間にわたって、レーザアブレーションによる反作用を受けて加速され得ることになる。このことが、図９Ｃに示すように、ターゲットの重心がプリパルスレーザ光の進行方向側に移動した理由であると推測される。
　５．５　パルス幅の範囲
　上述の通り、ターゲットにピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光を照射した場合には、ターゲットの内部に衝撃波が形成され、ターゲットがその中心付近から破壊されると推測され得る。一方、ターゲットにナノ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光を照射した場合には、衝撃波の形成は抑制され、ターゲットがその表面から破壊されると推測され得る。
　このような推測に基づいて、プリパルスレーザ光によって衝撃波を発生させてターゲットを破壊するための条件は、以下のように規定し得る。
　まず、ＥＵＶ光を生成するためのドロップレット状のターゲットの直径Ｄは、１０μｍ～４０μｍであってもよい。
　ターゲットの直径Ｄが４０μｍである場合、ターゲットの表面から中心まで音波が到達する時間Ｔｓは、以下のように導かれる。
　　　Ｔｓ＝（Ｄ／２）／Ｖ
　　　　　＝（４０×１０－６／２）／２５００
　　　　　＝８ｎｓ
　プリパルスレーザ光のパルス幅Ｔｐは、ターゲットの表面から中心まで音波が到達する時間Ｔｓよりも十分小さいことが好ましい。そのような短い時間内に、ある程度のフルーエンスを有するプリパルスレーザ光をターゲットに照射することにより、衝撃波を形成し、ターゲットを微細な粒子に破壊し得る。そこで、係数Ｋを定義する。係数Ｋは、ターゲットの表面から中心まで音波が到達する時間Ｔｓよりも十分小さい値として好ましいパルス幅Ｔｐを決定する係数である。式１に示すように、ターゲットの表面から中心まで音波が到達する時間Ｔｓに係数Ｋを乗算した値よりも小さい値が、プリパルスレーザ光のパルス幅Ｔｐとして好ましい。
　　　Ｔｐ＜Ｋ・Ｔｓ　・・・（式１）
係数Ｋは、例えば、Ｋ＝１／８でもよい。また、Ｋ＝１／１６が好ましい。また、Ｋ＝１／１６０がより好ましい。
　ターゲットの直径Ｄが４０μｍである場合、プリパルスレーザ光のパルス幅Ｔｐとして好ましい値は、（式１）から以下のように導かれる。
　Ｋ＝１／８の場合は、Ｔｐ＜１ｎｓでもよい。
　より好ましくは、Ｋ＝１／１６とし、Ｔｐ＜５００ｐｓでもよい。
　より好ましくは、Ｋ＝１／１６０とし、Ｔｐ＜５０ｐｓでもよい。
　５．６　フルーエンスの範囲
　図４Ａを再び参照すると、ピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光のフルーエンスを６．５Ｊ／ｃｍ２以上とした場合には、最適な第３の遅延時間でメインパルスレーザ光を照射すると、３．５％以上のＣＥが得られことが判る。同様に、フルーエンスを３０Ｊ／ｃｍ２以上とした場合には、４％以上のＣＥが得られることが判る。同様に、フルーエンスを４５Ｊ／ｃｍ２以上とした場合には、４．５％以上のＣＥが得られることが判る。従って、ピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光のフルーエンスは、６．５Ｊ／ｃｍ２以上とすることが好ましく、３０Ｊ／ｃｍ２以上とすることがより好ましく、４５Ｊ／ｃｍ２以上とすることがさらに好ましい。
　ターゲットにピコ秒オーダーのパルス幅を有するプリパルスレーザ光を照射したときに、ターゲットに吸収されるエネルギーＥｄは、以下の式で近似され得る。
　　　Ｅｄ≒Ｆ・Ａ・π・（Ｄ／２）２
ここで、Ｆはプリパルスレーザ光のフルーエンスである。Ａはターゲットによるプリパルスレーザ光の吸収率である。ターゲットを液体のスズとし、プリパルスレーザ光の波長を１．０６μｍとすると、Ａは約１６％である。Ｄはドロップレット状のターゲットの直径である。
　一方、ターゲットの質量ｍは以下の式で求められる。
　　　ｍ＝ρ・（４π／３）・（Ｄ／２）３
ここで、ρはターゲットの密度であり、ターゲットを液体のスズとすると、約６．９４ｇ／ｃｍ３である。
　次に、ターゲットの単位質量に対して、吸収されるプリパルスレーザ光のエネルギーＥｄｐは、以下の（式２）で求められる。
　　　Ｅｄｐ＝Ｅｄ／ｍ
　　　　　　≒（３／２）・Ｆ・Ａ／（ρＤ）　・・・（式２）
　従って、ターゲットが液体のスズの場合で、３．５％のＣＥが得られるようプリパルスレーザ光のフルーエンスＦを６．５Ｊ／ｃｍ２とした場合に、ターゲットの単位質量に対して吸収されるエネルギーＥｄｐは、（式２）より、次のように求められる。
　　　Ｅｄｐ≒（３／２）×６．５×０．１６／（６．９４×２１×１０－４）
　　　　　　≒１０７Ｊ／ｇ
　同様に、４％のＣＥが得られるようプリパルスレーザ光のフルーエンスＦを３０Ｊ／ｃｍ２とした場合に、ターゲットの単位質量に対して吸収されるエネルギーＥｄｐは、次のように求められる。
　　　Ｅｄｐ≒（３／２）×３０×０．１６／（６．９４×２１×１０－４）
　　　　　　≒４９４Ｊ／ｇ
　同様に、４．５％のＣＥが得られるようプリパルスレーザ光のフルーエンスＦを４５Ｊ／ｃｍ２とした場合に、ターゲットの単位質量に対して吸収されるエネルギーＥｄｐは、次のように求められる。
　　　Ｅｄｐ≒（３／２）×４５×０．１６／（６．９４×２１×１０－４）
　　　　　　≒７４１Ｊ／ｇ
　さらに、（式２）から、プリパルスレーザ光のフルーエンスＦと、ターゲットの単位質量に対して吸収されるエネルギーＥｄｐとの関係は、以下のようになる。
　　　Ｆ≒（２／３）Ｅｄｐ・ρ・Ｄ／Ａ
　従って、任意のターゲットで、３．５％のＣＥが得られるようにするためのプリパルスレーザ光のフルーエンスＦは、上述のエネルギーＥｄｐの値を用いて、次のように求められる。
　　　Ｆ≒（２／３）×１０７・ρ・Ｄ／Ａ
　　　　≒７１．３（ρ・Ｄ／Ａ）
　同様に、任意のターゲットで、４％のＣＥが得られるようにするためのプリパルスレーザ光のフルーエンスＦは、次のように求められる。
　　　Ｆ≒（２／３）×４９４・ρ・Ｄ／Ａ
　　　　≒３２９（ρ・Ｄ／Ａ）
　同様に、任意のターゲットで、４．５％のＣＥが得られるようにするためのプリパルスレーザ光のフルーエンスＦは、次のように求められる。
　　　Ｆ≒（２／３）×７４１・ρ・Ｄ／Ａ
　　　　≒４９４（ρ・Ｄ／Ａ）
　従って、プリパルスレーザ光のフルーエンスＦの値は、これらの値以上とすることが望ましい。また、プリパルスレーザ光のフルーエンスＦの値は、メインパルスレーザ光のフルーエンスの値以下であってもよい。メインパルスレーザ光のフルーエンスは、例えば、１５０Ｊ／ｃｍ２～３００Ｊ／ｃｍ２であってもよい。
６．プリパルスレーザ装置
　６．１　概略構成
　上述のように、ターゲットを拡散させるためのプリパルスレーザ光は、そのパルス幅がピコ秒オーダーの短パルスとされるのが望ましい。
　パルス幅の短いパルスレーザ光を出力する装置として、モードロックレーザ装置が考えられる。モードロックレーザ装置は、相対的に位相が固定された複数の縦モードでレーザ光を発振させ得る。そして、それらの縦モードの光が重なり合うことにより、パルス幅の短いパルスレーザ光が出力され得る。しかしながら、モードロックレーザ装置がパルスレーザ光の各パルスを出力するタイミングは、１つ前のパルスを出力したタイミングと、当該モードロックレーザ装置の光共振器長に応じた繰り返し周波数とに依存し得る。従って、所望のタイミングで各パルスが出力されるようにモードロックレーザ装置を制御することは容易ではない。そこで、チャンバ内に供給される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するタイミング制御を実現するために、プリパルスレーザ装置は以下の構成を備えてもよい。
　図１０は、図２に示すプリパルスレーザ装置３００の構成例を概略的に示す。プリパルスレーザ装置３００は、クロック生成器３０１と、モードロックレーザ装置３０２と、光共振器長調整ドライバ３０３と、パルスレーザ光検出器３０４と、再生増幅器３０５と、励起用電源３０６と、制御部３１０とを含んでもよい。
　クロック生成器３０１は、例えば繰り返し周波数を１００ＭＨｚとするクロック信号を出力してもよい。モードロックレーザ装置３０２は、相対的に位相が固定された複数の縦モードでレーザ光を発振させて、例えば繰り返し周波数を１００ＭＨｚ程度とするパルスレーザ光を出力してもよい。モードロックレーザ装置３０２は、後述の光共振器を含んでもよく、その光共振器長は、光共振器長調整ドライバ３０３によって調整可能であってもよい。
　モードロックレーザ装置３０２から出力されるパルスレーザ光の光路には、ビームスプリッタ３０７が配置されてもよい。ビームスプリッタ３０７によって２つの光路に分岐されたパルスレーザ光の一方の光路には、パルスレーザ光検出器３０４が配置されてもよい。パルスレーザ光検出器３０４は、パルスレーザ光を検出して検出信号を出力してもよい。
　再生増幅器３０５は、ビームスプリッタ３０７によって分岐されたパルスレーザ光の他方の光路に配置されてもよい。再生増幅器３０５は、光共振器を含んでもよく、その光共振器内でパルスレーザ光を複数回往復させて増幅し、パルスレーザ光が所定回数往復したタイミングで増幅されたパルスレーザ光を取り出す装置であってもよい。再生増幅器３０５の光共振器内にはレーザ媒質（後述）が配置され、このレーザ媒質を励起するためのエネルギーが、励起用電源３０６を介して与えられてもよい。再生増幅器３０５は、内部にポッケルスセル（後述）を含んでもよい。
　制御部３１０は、位相調整部３１１と、ＡＮＤ回路３１２とを含んでもよい。位相調整部３１１は、クロック生成器３０１によって出力されるクロック信号と、パルスレーザ光検出器３０４によって出力される検出信号とに基づいて、光共振器長調整ドライバ３０３をフィードバック制御してもよい。
　また、制御部３１０は、クロック生成器３０１によって出力されるクロック信号と、図２の説明で述べた遅延回路５３から出力される第１のタイミング信号とに基づいて、再生増幅器３０５を制御してもよい。具体的には、ＡＮＤ回路３１２が、クロック信号と第１のタイミング信号とのＡＮＤ信号を生成し、このＡＮＤ信号によって再生増幅器３０５内のポッケルスセルを制御してもよい。
　６．２　モードロックレーザ装置
　図１１は、図１０に示すモードロックレーザ装置の構成例を概略的に示す。モードロックレーザ装置３０２は、平面ミラー３２０と可飽和吸収体ミラー３２１との間に、レーザ結晶３２２と、凹面ミラー３２３と、平面ミラー３２４と、出力結合ミラー３２５と、凹面ミラー３２６とが、この順に平面ミラー３２０側から配置された光共振器を含んでもよい。この光共振器の光路は紙面にほぼ平行でもよい。さらに、モードロックレーザ装置３０２は、光共振器の外部からレーザ結晶３２２に励起光Ｅ１を導入するための励起光源３２７を含んでもよい。励起光源３２７は、励起光Ｅ１を発生するレーザダイオードを含んでもよい。
　平面ミラー３２０は、励起光源３２７からの励起光Ｅ１に含まれる波長成分を高い透過率で透過させ、レーザ結晶３２２からの放出光に含まれる波長成分を高い反射率で反射するミラーでもよい。レーザ結晶３２２は、励起光Ｅ１を受けて励起されて誘導放出を行うレーザ媒質であり、例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４（neodymium-doped yttrium orthovanadate）の結晶であってもよい。レーザ結晶３２２から放出される光は、複数の縦モード（周波数成分）を含んでもよい。さらに、このレーザ結晶３２２はレーザ光の入射角度がブリュースタ角となるように配置されてもよい。
　凹面ミラー３２３と、平面ミラー３２４と、凹面ミラー３２６とは、レーザ結晶３２２から放出された光をそれぞれ高い反射率で反射してもよい。出力結合ミラー３２５は、レーザ結晶３２２内で増幅されたレーザ光の一部を、光共振器の外部に向けて透過させ、残りの一部を、レーザ結晶３２２内でさらに増幅されるように反射してもよい。出力結合ミラー３２５からは進行方向の異なる第１の光及び第２の光が光共振器の外部に透過してもよい。第１の光は平面ミラー３２４からの反射光のうち出力結合ミラー３２５を透過した光である。第２の光は凹面ミラー３２６からの反射光のうち出力結合ミラー３２５を透過した光である。第１の光の光路には、上述のビームスプリッタ３０７が配置されてもよい。第２の光の光路には、図示しないレーザダンパが配置されてもよい。
　可飽和吸収体ミラー３２１は、ミラー基板上に反射層と可飽和吸収体層とがこの順で積層されたミラーでもよい。可飽和吸収体ミラー３２１においては、入射光が所定の閾値より弱い間は可飽和吸収体層が入射光をほぼ吸収し、入射光がその閾値以上に強くなると、可飽和吸収体層が入射光を高い透過率で透過させて、反射層が入射光を反射してもよい。これにより、複数の縦モードの位相がそろったタイミングで瞬間的に強度が高くなった光のみが、可飽和吸収体ミラー３２１によって反射され得る。
　こうして、複数の縦モードの光の位相が相対的に固定されたパルス光が、光共振器内を往復することにより、増幅され得る。この状態はモードロックと呼ばれる場合がある。増幅されたパルス光は出力結合ミラー３２５からパルスレーザ光として周期的に出力され得る。このパルスレーザ光の繰り返し周波数は、光が光共振器内を一往復する時間の逆数に相当し得る。例えば、光共振器長Ｌ＝１．５ｍ、真空中の光速ｃ＝３×１０８ｍ／ｓ、光路内の屈折率を１とすると、繰り返し周波数ｆは、次式の通り、１００ＭＨｚとなり得る。なお、光路内の屈折率は真空中の光速を光路内の物質中の光速で除算した値であってよい。
　　　ｆ＝ｃ／（２Ｌ）
　　　　＝（３×１０８）／（２×１．５）
　　　　＝１００ＭＨｚ
この出力されるパルスレーザ光は、レーザ結晶３２２がブリュースタ角で図１１のように配置されているので、偏光面が紙面に平行な直線偏光となり得る。
　可飽和吸収体ミラー３２１は、ミラーホルダに支持され、このミラーホルダが、リニアステージ３２８によって光の進行方向に沿って移動可能であってもよい。光の進行方向は、図中の左右方向であってよい。リニアステージ３２８は、上述の光共振器長調整ドライバ３０３によって駆動可能であってもよい。可飽和吸収体ミラー３２１が光の進行方向に沿って移動させられることにより、光共振器長が調整され、パルスレーザ光の繰り返し周波数が調整されてもよい。
　上述のように、位相調整部３１１は、クロック生成器３０１によって出力されるクロック信号と、パルスレーザ光検出器３０４によって出力される検出信号とに基づいて、光共振器長調整ドライバ３０３を制御してもよい。具体的には、位相調整部３１１は、クロック信号と検出信号との位相差を検出し、クロック信号と検出信号とが一定の遅延時間をもって同期するように、光共振器長調整ドライバ３０３を制御してもよい。クロック信号と検出信号との一定の遅延時間を第４の遅延時間とする。第４の遅延時間については、図１４Ａ及び図１４Ｂを参照しながら後述する。
　６．３　再生増幅器
　図１２は、図１０に示す再生増幅器３０５の構成例を概略的に示す。再生増幅器３０５は、平面ミラー３３４と凹面ミラー３３５との間に、レーザ結晶３３６と、凹面ミラー３３７と、平面ミラー３３８と、偏光ビームスプリッタ３３９と、ポッケルスセル３４０と、λ／４波長板３４１とが、この順に平面ミラー３３４側から配置された光共振器を含んでもよい。例えば、再生増幅器３０５の光共振器は、上述のモードロックレーザ装置３０２の光共振器よりも短い光共振器長を有してもよい。さらに、再生増幅器３０５は、光共振器の外部からレーザ結晶３３６に励起光Ｅ２を導入するための励起光源３４２を含んでもよい。励起光源３４２は、励起光Ｅ２を発生するレーザダイオードを含んでもよい。また、再生増幅器３０５は、偏光ビームスプリッタ３３０と、ファラデー光アイソレータ３３１と、平面ミラー３３２と、平面ミラー３３３とを含んでもよい。ファラデー光アイソレータ３３１は、図示しないファラデーローテータと図示しないλ／２波長板とを含んでいてもよい。
　平面ミラー３３４は、励起光源３４２からの励起光Ｅ２に含まれる波長成分を高い透過率で透過させ、レーザ結晶３３６からの放出光に含まれる波長成分を高い反射率で反射するミラーでもよい。レーザ結晶３３６は、励起光Ｅ２を受けて励起されるレーザ媒質であり、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ（neodymium-doped yttrium aluminum garnet）の結晶であってもよい。さらに、レーザ結晶３３６はレーザ光の入射角度がブリュースタ角となるように配置されてもよい。励起光Ｅ２を受けて励起されたレーザ結晶３３６に、モードロックレーザ装置３０２から出力された種光が入射すると、誘導放出によって種光が増幅され得る。
　６．３．１　ポッケルスセルに電圧を印加しない場合
　偏光ビームスプリッタ３３０は、モードロックレーザ装置３０２から出力されたパルスレーザ光Ｂ１の光路に配置されてもよい。偏光ビームスプリッタ３３０は、パルスレーザ光Ｂ１が入射する面が紙面に対して垂直に配置されてもよい。偏光ビームスプリッタ３３０は、紙面に平行な方向に直線偏光したパルスレーザ光Ｂ１を高い透過率で透過させてもよい。偏光ビームスプリッタ３３０は、後述のように、紙面に垂直な方向に直線偏光したパルスレーザ光Ｂ２９を高い反射率で反射してもよい。
　ファラデー光アイソレータ３３１は、図中下側から偏光ビームスプリッタ３３０を透過したパルスレーザ光Ｂ２の光路に配置されてもよい。ファラデー光アイソレータ３３１は、図中下側から入射した直線偏光のパルスレーザ光Ｂ２の偏光面を９０度回転させてパルスレーザ光Ｂ３として透過させてもよい。また、ファラデー光アイソレータ３３１は、後述のように、図中上側に相当する逆方向から入射するパルスレーザ光Ｂ２８の偏光面を回転させずに、偏光ビームスプリッタ３３０に向けて透過させてもよい。
　平面ミラー３３２は、ファラデー光アイソレータ３３１を透過したパルスレーザ光Ｂ３の光路に配置されてもよい。平面ミラー３３２は、パルスレーザ光Ｂ３を高い反射率で反射してもよい。平面ミラー３３３は、平面ミラー３３２によって反射されたパルスレーザ光Ｂ４を高い反射率で反射してもよい。
　光共振器内に配置された偏光ビームスプリッタ３３９は、平面ミラー３３３によって反射されたパルスレーザ光Ｂ５の光路上に位置していてもよい。偏光ビームスプリッタ３３９は、パルスレーザ光Ｂ５が入射する面が紙面に対して垂直に配置されてもよく、パルスレーザ光Ｂ５は、偏光ビームスプリッタ３３９の図中右側の面に入射してもよい。偏光ビームスプリッタ３３９は、紙面に垂直な方向に直線偏光したパルスレーザ光Ｂ５を高い反射率で反射し、パルスレーザ光Ｂ６として光共振器内に導いてもよい。偏光ビームスプリッタ３３９は、後述のように、紙面に平行な方向に直線偏光したパルスレーザ光Ｂ１１等を高い透過率で透過させてもよい。
　ポッケルスセル３４０と、λ／４波長板３４１と、凹面ミラー３３５とは、偏光ビームスプリッタ３３９からみて図中右側の光路に配置されていてもよい。平面ミラー３３４と、レーザ結晶３３６と、凹面ミラー３３７と、平面ミラー３３８とは、偏光ビームスプリッタ３３９からみて図中左側の光路に配置されていてもよい。
　ポッケルスセル３４０は、高電圧電源３４３によって電圧を印加可能であってもよい。ポッケルスセル３４０は、高電圧電源３４３によって電圧が印加されていない状態においては、偏光ビームスプリッタ３３９によって反射されたパルスレーザ光Ｂ６の偏光面を回転させずにパルスレーザ光Ｂ７として透過させてもよい。なお、ポッケルスセル３４０に高電圧電源３４３が電圧を印加していない状態は「電圧がＯＦＦ」と称し、高電圧電源３４３が電圧を印加している状態は「電圧がＯＮ」と称する。
　λ／４波長板３４１は、パルスレーザ光Ｂ７が入射する面が紙面に対して垂直な状態で配置されてもよい。更に、λ／４波長板３４１の結晶の光学軸が、入射光軸に垂直な面内において、紙面に対して４５度傾いた状態となるよう、λ／４波長板３４１が配置されてもよい。λ／４波長板３４１に入射するパルスレーザ光Ｂ７は、上記結晶の光学軸に平行な第１の偏光成分と、上記結晶の光学軸とパルスレーザ光Ｂ７の進行方向との両方に垂直な第２の偏光成分とを有し得る。第１の偏光成分と第２の偏光成分との合成ベクトルの方向は、パルスレーザ光Ｂ７の偏光面に沿った方向と一致し、その方向は紙面に垂直な方向であり得る。
　λ／４波長板３４１は、第１の偏光成分と第２の偏光成分とを互いに異なる光路で透過させる複屈折作用を有してもよい。その結果、λ／４波長板３４１は、ポッケルスセル３４０を透過したパルスレーザ光Ｂ７を、第１の偏光成分の位相に対して第２の偏光成分の位相を１／４波長分ずらして透過させてもよい。凹面ミラー３３５は、λ／４波長板３４１を透過したパルスレーザ光Ｂ８を高い反射率で反射してもよい。凹面ミラー３３５によって反射されたパルスレーザ光Ｂ９は、λ／４波長板３４１を再び透過するので、第１の偏光成分の位相に対して第２の偏光成分の位相がさらに１／４波長分ずらされてもよい。つまり、パルスレーザ光Ｂ７は、λ／４波長板３４１を２回透過することにより、第１の偏光成分の位相に対して第２の偏光成分の位相が合計で１／２波長分ずらされてもよい。その結果、紙面に垂直な方向に直線偏光したパルスレーザ光Ｂ７は、その偏光面が９０度回転し、紙面に平行な方向に直線偏光したパルスレーザ光Ｂ１０としてポッケルスセル３４０に入射し得る。
　ポッケルスセル３４０は、上述の通り、高電圧電源３４３による電圧が印加されていない状態においては、入射光の偏光面を回転させないで透過させ得る。従って、ポッケルスセル３４０を透過したパルスレーザ光Ｂ１１は、紙面に平行な方向に直線偏光した状態で偏光ビームスプリッタ３３９に入射し得る。偏光ビームスプリッタ３３９は、紙面に平行な方向に直線偏光したパルスレーザ光Ｂ１１を高い透過率で透過させてもよい。
　平面ミラー３３８は、偏光ビームスプリッタ３３９を透過したパルスレーザ光Ｂ１２を高い反射率で反射してもよい。凹面ミラー３３７は、平面ミラー３３８によって反射されたパルスレーザ光Ｂ１３を高い反射率で反射してもよい。レーザ結晶３３６は、凹面ミラー３３７によって反射された種光としてのパルスレーザ光Ｂ１４を増幅して透過させてもよい。
　平面ミラー３３４は、レーザ結晶３３６によって増幅されてレーザ結晶３３６を透過したパルスレーザ光Ｂ１５を高い反射率で反射し、パルスレーザ光Ｂ１６としてレーザ結晶３３６に入射させてもよい。レーザ結晶３３６によって再び増幅されたパルスレーザ光Ｂ１７は、凹面ミラー３３７と、平面ミラー３３８と、偏光ビームスプリッタ３３９と、ポッケルスセル３４０とを介して、パルスレーザ光Ｂ２１としてλ／４波長板３４１に入射してもよい。パルスレーザ光Ｂ２１はλ／４波長板３４１を透過し、凹面ミラー３３５によって反射されて再びλ／４波長板３４１を透過することにより、その偏光面が９０度回転し、紙面に垂直な方向に直線偏光したパルスレーザ光Ｂ２４となり得る。パルスレーザ光Ｂ２４は、ポッケルスセル３４０を透過した後、偏光ビームスプリッタ３３９によって高い反射率で反射され、パルスレーザ光Ｂ２６として光共振器の外部に出力されてもよい。
　パルスレーザ光Ｂ２６は、平面ミラー３３３と平面ミラー３３２とを介して、パルスレーザ光Ｂ２８としてファラデー光アイソレータ３３１に図中上側から入射してもよい。ファラデー光アイソレータ３３１は、図中上側から入射した直線偏光のパルスレーザ光Ｂ２８を、その偏光面を回転させずに、パルスレーザ光Ｂ２９として透過させてもよい。偏光ビームスプリッタ３３０は、紙面に垂直な方向に直線偏光したパルスレーザ光Ｂ２９を高い反射率で反射してもよい。
　偏光ビームスプリッタ３３０によって反射されたパルスレーザ光Ｂ３０は、図２に示したレーザ光集光光学系２２ａを介してプラズマ生成領域２５に導かれてもよい。ただし、再生増幅器３０５の光共振器内を一往復しただけで出力された、このパルスレーザ光Ｂ３０は、仮にターゲットに照射されても、ターゲットを拡散させず、ターゲットをプラズマ化もしない程度の弱い強度を有していてもよい。
　６．３．２　ポッケルスセルに電圧を印加する場合
　高電圧電源３４３は、一度ポッケルスセル３４０を透過したパルスレーザ光Ｂ１１の１つのパルスが、次にパルスレーザ光Ｂ２０としてポッケルスセル３４０に入射するまでの間のタイミングで、ポッケルスセル３４０に印加する電圧をＯＦＦからＯＮにしてもよい。ポッケルスセル３４０は、高電圧電源３４３によって電圧が印加されている状態においては、λ／４波長板３４１と同様に、入射光を、第１の偏光成分の位相に対して第２の偏光成分の位相を１／４波長分ずらして透過させてもよい。
　図１３は、図１２に示す再生増幅器３０５においてポッケルスセル３４０に電圧が印加されている場合の光路を概略的に示す。このとき、パルスレーザ光Ｂ２０は、ポッケルスセル３４０及びλ／４波長板３４１をそれぞれ２回透過する過程で、パルスレーザ光Ｂａ１、Ｂａ２、Ｂａ３、Ｂａ４として示す光路を経て、パルスレーザ光Ｂ１１として戻ってきてもよい。λ／４波長板３４１を２回透過することで偏光面が９０度回転し、且つ、電圧が印加されているポッケルスセル３４０を２回透過することでさらに偏光面が９０度回転したパルスレーザ光Ｂ１１は、その偏光面の向きがパルスレーザ光Ｂ２０と同じであり得る。従って、パルスレーザ光Ｂ１１は、偏光ビームスプリッタ３３９を再び透過して、レーザ結晶３３６によって増幅され得る。ポッケルスセル３４０に高電圧電源３４３による電圧が印加されている間、この増幅動作が繰り返され得る。
　増幅動作が繰り返された後、高電圧電源３４３は、一度ポッケルスセル３４０を透過したパルスレーザ光Ｂ１１が、次にパルスレーザ光Ｂ２０としてポッケルスセル３４０に入射するまでの間のタイミングで、ポッケルスセル３４０に印加する電圧をＯＮからＯＦＦにしてもよい。ポッケルスセル３４０は、上述の通り、図１２のように高電圧電源３４３による電圧が印加されていない状態においては、入射光の偏光面を回転させなくてもよい。従って、このときポッケルスセル３４０に図中左側から入射したパルスレーザ光Ｂ２０は、図１２のパルスレーザ光Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ２３、Ｂ２４として、λ／４波長板３４１を２回透過することによってその偏光面が９０度だけ回転し得る。よって、増幅動作が繰り返された後のパルスレーザ光は、紙面に垂直な方向に直線偏光した状態で、パルスレーザ光Ｂ２５として偏光ビームスプリッタ３３９に図中右側から入射し、光共振器の外部に出力され得る。
　なお、図１３のようにポッケルスセル３４０に電圧が印加されて増幅動作が繰り返されている間、新たにモードロックレーザ装置３０２から出力されたパルスレーザ光Ｂ１は、偏光面が紙面に垂直な方向に直線偏光したパルスレーザ光Ｂ６としてポッケルスセル３４０に入射し得る。ポッケルスセル３４０に電圧が印加されている間は、パルスレーザ光Ｂ６は、λ／４波長板３４１及びポッケルスセル３４０を透過しながら、パルスレーザ光Ｂａ５、Ｂａ６、Ｂａ７、Ｂａ８として示す光路を経て、パルスレーザ光Ｂ２５として戻ってきてもよい。このとき、パルスレーザ光Ｂ２５は、その偏光面がパルスレーザ光Ｂ６と同じであり得る。従って、このパルスレーザ光Ｂ２５は、偏光面が紙面に垂直な直線偏光であるパルスレーザ光として偏光ビームスプリッタ３３９に図中右側から入射し、一度も増幅されることなく、パルスレーザ光Ｂ２６として光共振器の外部に出力され得る。
　高電圧電源３４３がポッケルスセル３４０に印加する電圧をＯＮ／ＯＦＦするタイミングは、上述のクロック信号と第１のタイミング信号とのＡＮＤ信号によって決定されてもよい。ＡＮＤ信号は、ＡＮＤ回路３１２から、再生増幅器３０５に含まれる電圧波形生成回路３４４に供給されてもよい。電圧波形生成回路３４４は、ＡＮＤ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３４３に供給してもよい。高電圧電源３４３は、この電圧波形に従ってパルス状の電圧を生成し、この電圧をポッケルスセル３４０に印加してもよい。第１のタイミング信号と、ＡＮＤ信号と、電圧波形生成回路３４４による電圧波形とについては、図１４Ｃ～図１４Ｅを参照しながら後述する。
　６．４　タイミング制御
　図１４Ａ～図１４Ｅは、図１０に示すプリパルスレーザ装置３００における各信号のタイミングチャートである。図１４Ａは、クロック生成器３０１から出力されるクロック信号のタイミングチャートである。クロック生成器３０１から出力されるクロック信号は、例えば、繰り返し周波数を１００ＭＨｚとしてもよい。この場合、パルスの発生間隔は１０ｎｓとなり得る。
　図１４Ｂは、パルスレーザ光検出器３０４から出力される検出信号のタイミングチャートである。パルスレーザ光検出器３０４から出力される検出信号の繰り返し周波数は、モードロックレーザ装置３０２から出力されるパルスレーザ光の繰り返し周波数に依存し得る。モードロックレーザ装置３０２から出力されるパルスレーザ光の繰り返し周波数は、モードロックレーザ装置３０２の光共振器長を調整することによって、調整され得る。このパルスレーザ光は、例えば、繰り返し周波数が１００ＭＨｚ程度であってもよい。パルスレーザ光の繰り返し周波数を微調整することによって、図１４Ａに示すクロック信号との位相差を調整し得る。これにより、パルスレーザ光の検出信号が図１４Ａに示す例えば１００ＭＨｚのクロック信号に対して、例えば５ｎｓの第４の遅延時間をもって同期するように、モードロックレーザ装置３０２がフィードバック制御されてもよい。
　図１４Ｃは、遅延回路５３から出力される第１のタイミング信号のタイミングチャートである。上述のように、遅延回路５３から出力される第１のタイミング信号は、ターゲットセンサ４によるターゲット検出信号に第１の遅延時間を与えた信号であってもよい。第１のタイミング信号の繰り返し周波数は、ターゲット供給装置２６によるターゲット出力の繰り返し周波数に依存し得る。ターゲット供給装置２６によるターゲット出力の繰り返し周波数は、例えば、１００ｋＨｚ程度であってもよい。第１のタイミング信号のパルス幅は、図１４Ａに示すクロック信号のパルスの発生間隔と同等の時間幅とされてもよい。よって、第１のタイミング信号のパルス幅は、例えば１０ｎｓであってよい。
　図１４Ｄは、ＡＮＤ回路３１２から出力されるＡＮＤ信号のタイミングチャートである。ＡＮＤ回路３１２から出力されるＡＮＤ信号は、クロック信号と第１のタイミング信号との論理積をとった信号であってもよい。第１のタイミング信号のパルス幅が、クロック信号の発生間隔と同等の時間幅とされた場合には、第１のタイミング信号の１つのパルスに対して、ＡＮＤ信号の１つのパルスが生成され得る。このＡＮＤ信号は、クロック信号の複数のパルスのうちの一部のパルスにほぼ同期して生成され得る。
　図１４Ｅは、電圧波形生成回路３４４から出力される電圧波形のタイミングチャートである。電圧波形生成回路３４４から出力される電圧波形は、ＡＮＤ回路３１２からＡＮＤ信号が出力されたときに、ＡＮＤ信号にほぼ同期して生成されてもよい。この電圧波形は、例えば、パルス幅が３００ｎｓのパルスであってもよい。例えば、再生増幅器３０５の光共振器長が１ｍの場合、光速３×１０８ｍ／ｓのパルスレーザ光が光共振器内を５０往復する時間は、３００ｎｓであり得る。このように電圧波形のパルス幅を設定することにより、パルスレーザ光を再生増幅器３０５の光共振器内で何回往復させて出力するかを設定し得る。
　以上のタイミング制御によれば、クロック信号とモードロックレーザ装置３０２からのパルスレーザ光とが第４の遅延時間をもって同期し、且つ、ＡＮＤ信号がクロック信号の複数のパルスのうちの一部のパルスに同期し得る。これにより、パルスレーザ光が再生増幅器３０５の光共振器内の特定の区間を伝搬している間に、高電圧電源３４３がポッケルスセル３４０に印加する電圧を切り替えることができる。従って、モードロックレーザ装置３０２から出力されたパルスレーザ光に含まれる所望のパルスのみを所望の強度に増幅し、ターゲットに照射することができる。
　また、以上のタイミング制御によれば、モードロックレーザ装置３０２によるパルスの発生間隔に応じた分解能で、再生増幅器３０５から出力されるパルスの発生タイミングを制御し得る。例えば、ターゲット供給装置２６から出力されて３０ｍ／ｓ～６０ｍ／ｓの速度でチャンバ２内を移動するターゲットは、モードロックレーザ装置３０２によるパルスの発生間隔である１０ｎｓの時間内に、０．３μｍ～０．６μｍ移動し得る。ドロップレット状のターゲットの直径が２０μｍ程度であれば、１０ｎｓという分解能は、ターゲットにパルスレーザ光を照射するのに十分であり得る。
　６．５　レーザ媒質の例
　上述の例では、モードロックレーザ装置３０２に含まれるレーザ結晶３２２としてＮｄ：ＹＶＯ４の結晶を用い、再生増幅器３０５に含まれるレーザ結晶３３６としてＮｄ：ＹＡＧの結晶を用いた場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。
　例えば、モードロックレーザ装置３０２及び再生増幅器３０５のいずれにも、レーザ結晶としてＮｄ：ＹＡＧの結晶を用いてもよい。
　また、例えば、モードロックレーザ装置３０２及び再生増幅器３０５のいずれかまたは両方に、レーザ結晶としてＴｉ：サファイア（Titanium-doped Sapphire）の結晶を用いてもよい。
　また、例えば、モードロックレーザ装置３０２及び再生増幅器３０５のいずれかまたは両方に、レーザ結晶としてルビー結晶を用いてもよい。
　また、例えば、モードロックレーザ装置３０２及び再生増幅器３０５のいずれかまたは両方に、レーザ媒質として色素セルを用いてもよい。
　また、例えば、モードロックレーザ装置３０２及び再生増幅器３０５のいずれかまたは両方に、レーザ媒質としてＮｄ３＋：ガラス（triply ionized neodymium-doped glass）を用いてもよい。
７．メインパルスレーザ装置
　図１５は、図２に示すメインパルスレーザ装置３９０の構成例を概略的に示す。メインパルスレーザ装置３９０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し、ＣＯ２レーザの波長域で発振する量子カスケード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少なくとも一対の電極と、図示しない少なくとも一対の電極間に電圧を印加する電源とを含んでいてもよい。なお、以下の説明においてＣＯ２ガスをレーザ媒質とする場合、ＣＯ２ガスを窒素、ヘリウム、ネオン、キセノンあるいはその他のガスによって希釈して利用してもよい。
　制御部３９１は、ＥＵＶコントローラ５１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とを制御してもよい。制御部３９１は、遅延回路５３からのタイミング信号をマスターオシレータＭＯに出力してもよい。遅延回路５３からのタイミング信号は、上述の第２のタイミング信号であってよい。マスターオシレータＭＯは、第２のタイミング信号の各パルスをトリガとして、パルスレーザ光の各パルスを出力してもよい。このパルスレーザ光は、複数の増幅器ＰＡ１、ＰＡ２及びＰＡ３によって増幅されてもよい。これにより、メインパルスレーザ装置３９０は、遅延回路５３からの第２のタイミング信号と同期して、メインパルスレーザ光を出力してもよい。
８．第２の遅延時間を制御する装置を含む極端紫外光生成システム
　図１６は、第２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。第２の実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１は、ビームスプリッタ６１及び６２と、光センサ６３及び６４と、遅延時間計測部６５とを含んでもよい。また、ＥＵＶ光生成システム１１は、図２に示す遅延回路５３の代わりに、遅延時間制御装置５０を含んでもよい。他の点については第１の実施形態と同様でよい。
　ビームスプリッタ６１は、ダイクロイックミラー３５４とレーザ光集光光学系２２ａとの間のプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。ビームスプリッタ６１には、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光を高い透過率で透過させ、プリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の各残りの一部を反射する膜がコーティングされていてもよい。
　ビームスプリッタ６２は、ビームスプリッタ６１によって反射されたプリパルスレーザ光及びメインパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。ビームスプリッタ６２には、プリパルスレーザ光に含まれる波長成分を高い反射率で反射し、メインパルスレーザ光に含まれる波長成分を高い透過率で透過させる膜がコーティングされていてもよい。
　光センサ６３は、ビームスプリッタ６２によって反射されたプリパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。光センサ６４は、ビームスプリッタ６２を透過したメインパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。光センサ６３及び６４は、ビームスプリッタ６２からの光路長が互いに等しい位置に配置されてもよい。光センサ６３は、プリパルスレーザ光を検出して、検出信号を出力してもよい。光センサ６３は、例えば、波長１．０６μｍのプリパルスレーザ光を検出する高速のフォトダイオードを含んでもよい。光センサ６４は、メインパルスレーザ光を検出して、検出信号を出力してもよい。光センサ６４は、例えば、波長１０．６μｍのメインパルスレーザ光を検出する高速の熱電素子を含んでもよい。
　遅延時間計測部６５は、光センサ６３及び６４に対してそれぞれ信号線によって接続されていてもよい。遅延時間計測部６５は、光センサ６３及び６４によってそれぞれ出力された各検出信号を受信し、各検出信号を受信したタイミングに基づいて、プリパルスレーザ光の出力に対するメインパルスレーザ光の出力の第３の遅延時間δＴを計測してもよい。遅延時間計測部６５は、計測された第３の遅延時間δＴのデータを、遅延時間制御装置５０に出力してもよい。
　図１７は、図１６に示す遅延時間制御装置等の構成例を概略的に示す。遅延時間制御装置５０は、遅延回路５３と、制御部５４とを含んでもよい。遅延回路５３は、ターゲットコントローラ５２から出力されたターゲット検出信号に第１の遅延時間を与えて第１のタイミング信号をプリパルスレーザ装置３００に出力してもよい。また、遅延回路５３は、第１のタイミング信号に対して第２の遅延時間δＴｏを有する第２のタイミング信号をメインパルスレーザ装置３９０に出力してもよい。第２の遅延時間δＴｏは可変であってもよい。
　制御部５４は、ＥＵＶコントローラ５１から、第３の遅延時間の目標値δＴｔのデータを受信してもよい。また、制御部５４は、遅延時間計測部６５から、計測された第３の遅延時間δＴのデータを受信してもよい。制御部５４は、第３の遅延時間δＴとその目標値δＴｔとの差に基づいて、第２の遅延時間δＴｏを変更するように、遅延回路５３を制御してもよい。
　図１８は、図１７に示す制御部の動作を示すフローチャートである。制御部５４は、第３の遅延時間δＴとその目標値δＴｔとの差に基づいて、以下のように遅延回路５３をフィードバック制御してもよい。
　まず、制御部５４は、遅延パラメータαの初期値のデータを、ＥＵＶコントローラ５１から受信してもよい（Ｓ１）。遅延パラメータαの初期値は、例えば、以下の式で算出される値であってもよい。
　　　α＝（Ｌｍ－Ｌｐ）／ｃ
ここで、Ｌｍは、図１５におけるメインパルスレーザ装置３９０のマスターオシレータＭＯからプラズマ生成領域２５までのメインパルスレーザ光の光路長でもよい。Ｌｐは、図１０におけるプリパルスレーザ装置３００の再生増幅器３０５からプラズマ生成領域２５までのプリパルスレーザ光の光路長でもよい。ｃは、光速であり、３×１０８ｍ／ｓであってもよい。
　メインパルスレーザ装置３９０は、プリパルスレーザ光より高エネルギーのメインパルスレーザ光を出力するために、プリパルスレーザ装置３００よりも多くの増幅器を含み得る。従って、メインパルスレーザ光の光路長Ｌｍがプリパルスレーザ光の光路長Ｌｐよりも長く、遅延パラメータαの値は０より大きい値であり得る。
　次に、制御部５４は、第３の遅延時間の目標値δＴｔのデータを、ＥＵＶコントローラ５１から受信してもよい（Ｓ２）。次に、制御部５４は、目標値δＴｔから遅延パラメータαを減算することにより、第２の遅延時間δＴｏを算出してもよい（Ｓ３）。次に、制御部５４は、算出された第２の遅延時間δＴｏのデータを遅延回路５３に送信してもよい（Ｓ４）。
　次に、制御部５４は、プリパルスレーザ装置３００及びメインパルスレーザ装置３９０が発振したか否かを判定してもよい（Ｓ５）。これらのレーザ装置の両方又は何れかが発振していない場合（Ｓ５：ＮＯ）、これらのレーザ装置が発振するまで待機してもよい。これらのレーザ装置が発振した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、処理をＳ６に進めてもよい。
　Ｓ６において、制御部５４は、遅延時間計測部６５から、計測された第３の遅延時間δＴのデータを受信してもよい。次に、制御部５４は、以下の式によって、第３の遅延時間δＴとその目標値δＴｔとの差ΔＴを算出してもよい（Ｓ７）。
　　　ΔＴ＝δＴ－δＴｔ
　次に、制御部５４は、遅延パラメータαに、第３の遅延時間δＴとその目標値δＴｔとの差ΔＴを加算することにより、遅延パラメータαの値を更新してもよい（Ｓ８）。すなわち、例えば第３の遅延時間δＴがその目標値δＴｔより長かった（ΔＴ＞０）場合に、第２の遅延時間ΔＴｏが短くなるように、遅延パラメータαの値を、ΔＴだけ大きくしてもよい。
　次に、制御部５４は、遅延回路５３のフィードバック制御を中止するか否かを判定してもよい（Ｓ９）。例えば、ＥＵＶコントローラ５１からの制御信号により、パルスレーザ光の出力を中止するときは、遅延回路５３のフィードバック制御を中止してもよい。あるいは、上述のＳ２～Ｓ８の処理を複数回繰り返した結果、ＥＵＶ光の出力エネルギーが所定値以上となった場合には、遅延回路５３のフィードバック制御を中止し、第２の遅延時間δＴｏの値を固定してＥＵＶ光が生成されてもよい。遅延回路５３のフィードバック制御を中止しない場合は（Ｓ９：ＮＯ）、上述のＳ２に戻って第３の遅延Ｂ時間の目標値δＴｔのデータを受信し、遅延回路５３をフィードバック制御してもよい。遅延回路５３のフィードバック制御を中止する場合は（Ｓ９：ＹＥＳ）、本フローチャートの処理を終了してもよい。
　以上のように、計測された第３の遅延時間δＴに基づいて遅延回路５３をフィードバック制御することにより、第３の遅延時間δＴを高精度に安定化させ得る。これにより、拡散ターゲットに対して最適な第３の遅延時間でメインパルスレーザ光を照射し、ＣＥを向上し得る。また、第２の遅延時間δＴｏを固定した場合に何らかの要因で第３の遅延時間δＴが変動する場合でも、フィードバック制御することにより、第３の遅延時間δＴを安定化させ得る。
　第２の実施形態においては、計測された第３の遅延時間に基づいて遅延回路をフィードバック制御してもよいが、これに限らず、第３の遅延時間を計測しなくてもよい。例えば、上述の遅延パラメータαの初期値と、上述の目標値δＴｔとから、第２の遅延時間δＴｏを算出し、この第２の遅延時間δＴｏの値を用いて遅延回路５３を制御してもよい。
　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 (6)

  1. 　ターゲットに第１のパルスレーザ光及び第２のパルス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、
    　前記第１のパルスレーザ光及び前記第２のパルスレーザ光を導入するための少なくとも１つの導入口が設けられたチャンバと、
    　前記チャンバ内の所定の領域に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、
    　前記チャンバ内のターゲットに照射される前記第１のパルスレーザ光であって、１ｎｓ未満のパルス幅を有する前記第１のパルスレーザ光を出力するように構成された第１のレーザ装置と、
    　前記第１のパルスレーザ光を照射されたターゲットに照射される前記第２のパルスレーザ光を出力するように構成された第２のレーザ装置と、
    を備える極端紫外光生成システム。
  2. 　ターゲットに第１のパルスレーザ光及び第２のパルス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、
    　前記第１のパルスレーザ光及び前記第２のパルスレーザ光を導入するための少なくとも１つの導入口が設けられたチャンバと、
    　前記チャンバ内の所定の領域に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、
    　前記チャンバ内のターゲットに照射される前記第１のパルスレーザ光であって、５００ｐｓ未満のパルス幅を有する前記第１のパルスレーザ光を出力するように構成された第１のレーザ装置と、
    　前記第１のパルスレーザ光を照射されたターゲットに照射される前記第２のパルスレーザ光を出力するように構成された第２のレーザ装置と、
    を備える極端紫外光生成システム。
  3. 　ターゲットに第１のパルスレーザ光及び第２のパルス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、
    　前記第１のパルスレーザ光及び前記第２のパルスレーザ光を導入するための少なくとも１つの導入口が設けられたチャンバと、
    　前記チャンバ内の所定の領域に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、
    　前記チャンバ内のターゲットに照射される前記第１のパルスレーザ光であって、５０ｐｓ未満のパルス幅を有する前記第１のパルスレーザ光を出力するように構成された第１のレーザ装置と、
    　前記第１のパルスレーザ光を照射されたターゲットに照射される前記第２のパルスレーザ光を出力するように構成された第２のレーザ装置と、
    を備える極端紫外光生成システム。
  4. 　前記第１のレーザ装置は、前記第２のパルスレーザ光のフルーエンスより小さく且つ６．５Ｊ／ｃｍ２以上のフルーエンスを有する前記第１のパルスレーザ光を出力するように構成された、
    請求項１～３の何れか一項記載の極端紫外光生成システム。
  5. 　前記第１のレーザ装置は、前記第２のパルスレーザ光のフルーエンスより小さく且つ３０Ｊ／ｃｍ２以上のフルーエンスを有する前記第１のパルスレーザ光を出力するように構成された、
    請求項１～３の何れか一項記載の極端紫外光生成システム。
  6. 　前記第１のレーザ装置は、前記第２のパルスレーザ光のフルーエンスより小さく且つ４５Ｊ／ｃｍ２以上のフルーエンスを有する前記第１のパルスレーザ光を出力するように構成された、
    請求項１～３の何れか一項記載の極端紫外光生成システム。
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