WO2018083727A1 - 極端紫外光生成装置 - Google Patents

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WO2018083727A1
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laser beam
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laser
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柳田　達哉
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Gigaphoton Inc
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    • 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—Production of X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/008—Production of X-ray radiation generated from plasma involving an energy-carrying beam in the process of plasma generation
    • H05G2/0082—Production of X-ray radiation generated from plasma involving an energy-carrying beam in the process of plasma generation the energy-carrying beam being a laser beam
    • H05G2/0084—Control of the laser beam
    • 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

Definitions

  • This disclosure relates to an extreme ultraviolet light generation apparatus.
  • 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 device includes a target supply unit that outputs a target toward a predetermined region, a first laser beam that is irradiated to the target, and a target that is irradiated with the first laser beam.
  • a laser system that outputs a second laser beam to be irradiated and a third laser beam to be irradiated to a target irradiated with the second laser beam, and ions of elements constituting the target from at least the optical path of the third laser beam
  • a control unit that controls the laser system so that the target is irradiated with the third laser light after disappearance.
  • An extreme ultraviolet light generation apparatus is provided with a target supply unit that outputs a target toward a predetermined region, a first laser beam that is irradiated to the target, and a first laser beam that is irradiated
  • a laser system that outputs a second laser beam irradiated to the target and a third laser beam irradiated to the target irradiated with the second laser beam, and ions of elements constituting the target disappeared and remained
  • a controller that controls the laser system so that the third laser beam is irradiated to the neutral particles.
  • An extreme ultraviolet light generation apparatus is provided with a target supply unit that outputs a target toward a predetermined region, a first laser beam that is irradiated to the target, and a first laser beam that is irradiated
  • a laser system that outputs a second laser beam irradiated to the target and a third laser beam irradiated to the target irradiated with the second laser beam, and the third laser beam is irradiated to a part of the target
  • a control unit for controlling the laser system is provided so that ions of the elements constituting the target are not irradiated.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of an exemplary LPP type EUV light generation system.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the EUV light generation system 11 according to the comparative example.
  • FIG. 3A schematically shows the state of the primary target 271 when the primary target 271 is irradiated with the first prepulse laser beam P1 in the EUV light generation system 11 shown in FIG.
  • FIG. 3B schematically shows the state of the secondary target 272 when the secondary pre-pulse laser beam P2 is irradiated to the secondary target 272 in the EUV light generation system 11 shown in FIG.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of an exemplary LPP type EUV light generation system.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the EUV light generation system 11 according to the comparative example.
  • FIG. 3A schematically shows the state of the primary target 271 when the primary target 271 is irradiated with the first prepulse laser beam P1 in
  • FIG. 3C schematically shows the state of the tertiary target 273 when the main pulse laser beam M is irradiated to the tertiary target 273 in the EUV light generation system 11 shown in FIG. 2.
  • FIG. 3D shows an emission region 27e of EUV light.
  • 4A to 4J show images obtained by capturing the tertiary target 273 with visible light at every elapsed time after irradiation with the second pre-pulse laser beam P2.
  • FIG. 5 is a graph showing changes in emission intensity obtained from the images shown in FIGS. 4A to 4J.
  • FIG. 6A schematically shows the state of the tertiary target 273 when the main pulse laser beam M is irradiated to the tertiary target 273 in a state where the plasma 27d and ions contained therein are lost.
  • FIG. 6B shows an emission region 27f of EUV light.
  • FIG. 7 is a graph showing the measurement results of CE in the EUV light generation system.
  • FIG. 8 schematically illustrates an EUV light generation system 11a according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 schematically illustrates an EUV light generation system 11b according to the second embodiment of the present disclosure.
  • General description of extreme ultraviolet light generation system 1.1 Configuration 1.2 Operation EUV light generation system for irradiating a target with first to third laser beams 2.1 Configuration 2.1.1 Target supply unit 2.1.2 Target sensor and light emitting unit 2.1.3 Laser system 2.1.4 Laser beam traveling direction control unit 2.1.5 Condensing optical system and EUV collector mirror 2.2 Operation 2.2.1 Target output 2.2.2 Target detection 2.2.3 Pulse laser beam output 2.2.4 Transmission of pulsed laser light 2.2.5 Condensing of pulsed laser light 2.3 Change of target irradiated with pulsed laser light 2.3.1 Primary target 271 2.3.2 Secondary target 272 2.3.3 Tertiary target 273 2.4 Issues 2.5 Behavior of tertiary target 273 2.6 Main pulse irradiation after ion disappearance 3.
  • EUV light generation system having a timer for measuring the time after irradiation with the second pre-pulse laser beam P2. 3.1 Example in which the timer holds the required time 3.2 Example in which the memory holds the required time 3.3 Others EUV light generation system equipped with an ion detector 4.1 Example of continuously monitoring the presence or absence of ions 4.2 Example of determining the presence or absence of ions at a specific timing 4.3 Other 5. Supplement
  • FIG. 1 schematically shows a configuration of an exemplary LPP type EUV light generation system.
  • the EUV light generation apparatus 1 is 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 includes a chamber 2 and a target supply unit 26.
  • the chamber 2 is configured to be hermetically sealed.
  • the target supply unit 26 is attached so as to penetrate the wall of the chamber 2, for example.
  • the material of the target substance output from the target supply unit 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 is provided with at least one through hole.
  • a window 21 is provided in the through hole.
  • the pulse laser beam 32 output from the laser system 3 is transmitted through the window 21.
  • an EUV collector mirror 23 having a spheroidal reflecting surface is disposed inside the chamber 2, for example.
  • the EUV collector mirror 23 has first and second focal points.
  • the EUV collector mirror 23 is disposed, for example, 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.
  • a through hole 24 is provided at the center of the EUV collector mirror 23.
  • the pulse laser beam 33 passes through the through hole 24.
  • the EUV light generation apparatus 1 includes an EUV light generation control unit 5, a target sensor 4, and the like.
  • the target sensor 4 has an imaging function and is configured to detect the presence, locus, position, speed, and the like of the target 27.
  • the EUV light generation apparatus 1 includes a connection portion 29 that allows communication between the inside of the chamber 2 and the inside of the exposure apparatus 6.
  • a wall 291 having an aperture is provided in the connection portion 29. The wall 291 is disposed such that its aperture is located at the second focal position of the EUV collector mirror 23.
  • the EUV light generation apparatus 1 includes a laser beam traveling direction control unit 34, a laser beam focusing mirror 22, a target recovery unit 28 for recovering the target 27, and the like.
  • the laser beam traveling direction control unit 34 includes an optical element for defining the traveling direction of the laser beam and an actuator for adjusting the position, posture, and the like of the optical element.
  • 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 unit 34 and enters the chamber 2. .
  • the pulsed laser light 32 travels in the chamber 2 along at least one laser light path, is reflected by the laser light focusing mirror 22, and is irradiated onto at least one target 27 as pulsed laser light 33.
  • the target supply unit 26 outputs the target 27 toward the plasma generation region 25 inside the chamber 2.
  • the target 27 is irradiated with at least one pulse included in the pulse laser beam 33.
  • the target 27 irradiated with the pulse laser beam is turned into plasma, and radiation light 251 is emitted from the plasma.
  • the EUV collector mirror 23 reflects EUV light included in the emitted light 251 with a higher reflectance than light in other wavelength ranges.
  • the reflected light 252 including the EUV light reflected by the EUV collector mirror 23 is condensed at the intermediate condensing point 292 and output to the exposure device 6.
  • a single target 27 may be irradiated with a plurality of pulses included in the pulse laser beam 33.
  • the EUV light generation controller 5 controls the entire EUV light generation system 11.
  • the EUV light generation controller 5 processes the image data of the target 27 imaged by the target sensor 4. Further, the EUV light generation control unit 5 controls, for example, the timing at which the target 27 is output, the output direction of the target 27, and the like. Further, the EUV light generation control unit 5 controls, for example, the oscillation timing of the laser system 3, the traveling direction of the pulse laser light 32, the focusing 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 showing a configuration of an EUV light generation system 11 according to a comparative example.
  • a condensing optical system 22 a, an EUV collector mirror 23, a target recovery unit 28, an EUV collector mirror holder 81, and plates 82 and 83 are provided inside the chamber 2. It has been.
  • a target supply unit 26, a target sensor 4, and a light emitting unit 45 are attached to the chamber 2.
  • the EUV light generation controller 5 includes an EUV controller 50.
  • the target supply unit 26 includes a reservoir 61.
  • a part of the reservoir 61 passes through a through hole 2 a formed in the wall surface of the chamber 2, and the tip of the reservoir 61 is located inside the chamber 2.
  • An opening 62 is formed at the tip of the reservoir 61.
  • a vibration device (not shown) is disposed near the opening 62 at the tip of the reservoir 61.
  • the reservoir 61 stores the target material inside.
  • a flange portion 61a of the reservoir 61 is fixed in close contact with the wall surface of the chamber 2 around the through hole 2a.
  • the target sensor 4 and the light emitting unit 45 are arranged on opposite sides of the track of the target 27.
  • Windows 21 a and 21 b are attached to the chamber 2.
  • the window 21 a is located between the light emitting unit 45 and the trajectory of the target 27.
  • the window 21 b is located between the trajectory of the target 27 and the target sensor 4.
  • the target sensor 4 includes an optical sensor 41, a condensing optical system 42, and a container 43.
  • the container 43 is fixed to the outside of the chamber 2.
  • An optical sensor 41 and a condensing optical system 42 are fixed inside the container 43.
  • the light emitting unit 45 includes a light source 46, a condensing optical system 47, and a container 48.
  • the container 48 is fixed to the outside of the chamber 2.
  • a light source 46 and a condensing optical system 47 are fixed inside the container 48.
  • the laser system 3 includes a first prepulse laser apparatus La1, a second prepulse laser apparatus La2, and a main pulse laser apparatus Lb.
  • Each of the first pre-pulse laser apparatus La1 and the second pre-pulse laser apparatus La2 is composed of, for example, a YAG laser apparatus.
  • each of the first pre-pulse laser device La1 and the second pre-pulse laser device La2 is, Nd: consists of a laser device using a YVO 4.
  • the main pulse laser device Lb is composed of a CO 2 laser device. These laser devices include a laser oscillator and optionally a laser amplifier.
  • a YAG laser device is a laser device that uses a YAG crystal as a laser medium for either or both of a laser oscillator and a laser amplifier.
  • the CO 2 laser device is a laser device that uses CO 2 gas as a laser medium for either or both of a laser oscillator and a laser amplifier.
  • the laser beam traveling direction control unit 34a includes high reflection mirrors 340, 341, and 342 and beam combiners 343 and 344.
  • the high reflection mirror 340 is supported by the holder 345.
  • the high reflection mirror 341 is supported by a holder 346.
  • the high reflection mirror 342 is supported by a holder 347.
  • the beam combiner 343 is supported by a holder 348.
  • the beam combiner 343 is composed of a polarizer.
  • the beam combiner 344 is supported by the holder 349.
  • the beam combiner 344 is composed of a dichroic mirror.
  • the plate 82 is fixed to the chamber 2.
  • a plate 83 and a position adjustment mechanism 84 are supported on the plate 82.
  • the condensing optical system 22 a includes an off-axis parabolic mirror 221 and a plane mirror 222.
  • the off-axis parabolic mirror 221 is supported by the holder 223.
  • the plane mirror 222 is supported by the holder 224.
  • the holders 223 and 224 are fixed to the plate 83.
  • the EUV collector mirror 23 is fixed to the plate 82 via an EUV collector mirror holder 81.
  • the EUV control unit 50 included in the EUV light generation control unit 5 outputs a control signal to the target supply unit 26.
  • the target material in the reservoir 61 is maintained at a temperature equal to or higher than the melting point of the target material by a heater (not shown) provided in the reservoir 61.
  • the target material in the reservoir 61 is pressurized by an inert gas supplied into the reservoir 61.
  • the target material pressurized by the inert gas is output as a jet through the opening 62.
  • the above-described vibration device applies vibration to the reservoir 61. By this vibration, the jet of the target material is separated into a plurality of droplets. Each droplet constitutes a target 27.
  • the target 27 moves in the arrow Y direction along the trajectory from the target supply unit 26 to the plasma generation region 25.
  • the target recovery unit 28 recovers the target 27 that has passed through the plasma generation region 25.
  • the light emitting unit 45 condenses the output light of the light source 46 at a substantially orbital position of the target 27 between the target supply unit 26 and the plasma generation region 25.
  • the target 27 passes through the light condensing position by the light emitting unit 45.
  • the target sensor 4 detects a change in the light intensity of the light passing through the trajectory of the target 27 and its surroundings.
  • the target sensor 4 outputs a target detection signal based on the change in light intensity.
  • the EUV control unit 50 receives this target detection signal.
  • the EUV controller 50 outputs a first trigger signal to the first pre-pulse laser apparatus La1 based on the target detection signal.
  • the first trigger signal is output when the first delay time has elapsed with respect to the reception timing of the target detection signal.
  • the first prepulse laser apparatus La1 outputs the first prepulse laser beam P1 according to the first trigger signal.
  • the first prepulse laser light P1 corresponds to the first laser light in the present disclosure.
  • the EUV control unit 50 outputs the second trigger signal to the second prepulse laser apparatus La2.
  • the second trigger signal is output when a second delay time longer than the first delay time has elapsed with respect to the reception timing of the target detection signal.
  • the second prepulse laser apparatus La2 outputs the second prepulse laser beam P2 according to the second trigger signal.
  • the second prepulse laser beam P2 corresponds to the second laser beam in the present disclosure.
  • the EUV control unit 50 outputs a third trigger signal to the main pulse laser device Lb.
  • the third trigger signal is output when a third delay time longer than the second delay time has elapsed with respect to the reception timing of the target detection signal.
  • the main pulse laser device Lb outputs the main pulse laser beam M in accordance with the third trigger signal.
  • the main pulse laser beam M corresponds to the third laser beam in the present disclosure.
  • the laser system 3 outputs the first pre-pulse laser beam P1, the second pre-pulse laser beam P2, and the main pulse laser beam M in this order.
  • the first pre-pulse laser beam P1 preferably has a pulse time width on the order of picoseconds.
  • the picosecond order means 1 ps or more and less than 1 ns.
  • the pulse time width of the second pre-pulse laser beam P2 is preferably shorter than the pulse time width of the main pulse laser beam M.
  • a delay circuit (not shown) may measure the first to third delay times, and the delay circuit may output the first to third trigger signals to the respective laser devices.
  • the high reflection mirror 340 included in the laser beam traveling direction control unit 34a is disposed in the optical path of the first prepulse laser beam P1 output by the first prepulse laser apparatus La1.
  • the high reflection mirror 340 reflects the first pre-pulse laser beam P1 with a high reflectance.
  • the beam combiner 343 is disposed at a position where the optical path of the first prepulse laser beam P1 reflected by the high reflection mirror 340 and the optical path of the second prepulse laser beam P2 output by the second prepulse laser apparatus La2 intersect. Yes.
  • the first prepulse laser beam P1 is linearly polarized light whose polarization direction is parallel to the paper surface.
  • the second prepulse laser beam P2 is a linearly polarized light whose polarization direction is perpendicular to the paper surface.
  • the first pre-pulse laser beam P1 enters the beam combiner 343 from the upper side in the drawing.
  • the second pre-pulse laser beam P2 enters the beam combiner 343 from the left side in the drawing.
  • the polarizer constituting the beam combiner 343 transmits the first prepulse laser beam P1 with a high transmittance and reflects the second prepulse laser beam P2 with a high reflectance.
  • the beam combiner 343 guides the first prepulse laser beam P1 and the second prepulse laser beam P2 to the beam combiner 344 with substantially the same optical path axis.
  • the high reflection mirrors 341 and 342 are arranged in the optical path of the main pulse laser beam M output by the main pulse laser device Lb.
  • the high reflection mirrors 341 and 342 sequentially reflect the main pulse laser beam M with high reflectivity.
  • the beam combiner 344 is disposed at a position where the optical paths of the first pre-pulse laser beam P1 and the second pre-pulse laser beam P2 intersect with the optical path of the main pulse laser beam M reflected by the high reflection mirror 342.
  • the first prepulse laser beam P1 and the second prepulse laser beam P2 include a first wavelength component.
  • the main pulse laser beam M includes a second wavelength component different from the first wavelength component.
  • the first pre-pulse laser beam P1 and the second pre-pulse laser beam P2 enter the beam combiner 344 from the upper side in the drawing.
  • the main pulse laser beam M enters the beam combiner 344 from the right side in the figure.
  • the dichroic mirror constituting the beam combiner 344 reflects the first prepulse laser light P1 and the second prepulse laser light P2 including the first wavelength component with high reflectivity, and the main pulse laser light M including the second wavelength component. Is transmitted with high transmittance.
  • the beam combiner 344 causes the optical path axes of the first pre-pulse laser beam P1, the second pre-pulse laser beam P2, and the main pulse laser beam M to substantially coincide with each other and guides them to the condensing optical system 22a as the pulse laser beam 32.
  • the beam combiner 343 can also be configured with a dichroic mirror.
  • the off-axis parabolic mirror 221 included in the condensing optical system 22 a is disposed in the optical path of the pulse laser light 32.
  • the off-axis parabolic mirror 221 reflects the pulsed laser light 32 toward the plane mirror 222.
  • the plane mirror 222 reflects the pulse laser beam 32 reflected by the off-axis paraboloid mirror 221 as the pulse laser beam 33.
  • the pulsed laser light 33 is condensed according to the shape of the reflecting surface of the off-axis parabolic mirror 221.
  • the position adjustment mechanism 84 adjusts the position of the plate 83 with respect to the plate 82.
  • the position adjustment mechanism 84 is controlled by a control signal output from the EUV control unit 50.
  • the positions of the off-axis paraboloidal mirror 221 and the plane mirror 222 are adjusted.
  • the positions of the off-axis paraboloid mirror 221 and the plane mirror 222 are adjusted so that the pulse laser beam 33 reflected by these mirrors is collected in the plasma generation region 25.
  • one target 27 is irradiated with the first prepulse laser beam P1, the second prepulse laser beam P2, and the main pulse laser beam M in this order.
  • a primary target 271, a secondary target 272, and a tertiary target 273, which will be described later with reference to FIGS. 3A to 3C, are collectively referred to as “target 27”.
  • the target 27 When the target 27 is irradiated with the first pre-pulse laser beam P1, the second pre-pulse laser beam P2, and the main pulse laser beam M, the target 27 is turned into plasma, and EUV light is generated from this plasma.
  • the present disclosure is not limited to this, and the target may be irradiated with the fourth laser light between the first prepulse laser light P1 and the second prepulse laser light P2.
  • the fifth laser beam may be irradiated on the target between the second pre-pulse laser beam P2 and the main pulse laser beam M.
  • FIGS. 3A, 3B, and 3C are respectively the first prepulse laser light P1 and the second prepulse laser light P2 in the EUV light generation system 11 shown in FIG.
  • the state of the target when the main pulse laser beam M is irradiated is schematically shown.
  • the density of the dots in FIGS. 3B and 3C corresponds to the density of the target material.
  • FIG. 3C shows a case where the main pulse laser beam M is irradiated after the irradiation of the second prepulse laser beam P2 and before the ions of the target material disappear.
  • the first pre-pulse laser beam P1, the second pre-pulse laser beam P2, and the main pulse laser beam M are irradiated from the left side to the right side of each drawing.
  • a broken line 270 indicates the trajectory of the target 27 and its extension line.
  • FIG. 3A shows the primary target 271.
  • the target 27 after being output from the target supply unit 26 and before being irradiated with the first prepulse laser beam P ⁇ b> 1 is referred to as a primary target 271.
  • the primary target 271 has a droplet shape. When the primary target 271 reaches the plasma generation region 25, the primary target 271 is irradiated with the first prepulse laser beam P1.
  • FIG. 3B shows the secondary target 272.
  • the target 27 after being irradiated with the first prepulse laser beam P1 and before being irradiated with the second prepulse laser beam P2 is referred to as a secondary target 272.
  • the secondary target 272 includes a plurality of fine particles.
  • the secondary target 272 generated by irradiating the first pre-pulse laser beam P1 having a pulse time width on the order of picoseconds has an annular portion 27a and a dome portion 27b.
  • the annular portion 27a is a region where the target material diffuses to the downstream side of the optical path of the first pre-pulse laser beam P1 and the density of the target material is relatively high.
  • the dome portion 27b is a region where the target material diffuses to the upstream side of the optical path of the first prepulse laser beam P1, and the density of the target material is relatively low.
  • the upstream side of the optical path refers to the direction approaching the light source along the optical path
  • the downstream side of the optical path refers to the direction away from the light source along the optical path.
  • the secondary target 272 is irradiated with the second pre-pulse laser beam P2.
  • FIG. 3C shows the tertiary target 273.
  • the target 27 before the main pulse laser beam M is irradiated after the second prepulse laser beam P2 is irradiated is referred to as a tertiary target 273.
  • the tertiary target 273 includes a plurality of fine particles.
  • the tertiary target 273 may further include steam.
  • a region where a plurality of fine particles and vapor are dispersed is defined as a dispersion region 27c.
  • the target material distributed at high density in the annular portion 27a in the secondary target 272 described above is diffused by the irradiation of the second prepulse laser beam P2, and the uneven density of the target material is suppressed.
  • the tertiary target 273 may further include plasma 27d.
  • the plasma 27d contains ions of the target material.
  • the plasma 27d is located upstream of the optical path of the second pre-pulse laser beam P2 in the tertiary target 273. It is considered that the plasma 27d is generated because a part of the dome portion 27b of the secondary target 272 absorbs most of the energy of the second prepulse laser beam P2.
  • the tertiary pulse 273 is irradiated with the main pulse laser beam M.
  • the density of the target material is low in the fine plural fine particles and vapor dispersion region 27 c included in the tertiary target 273. For this reason, the fine fine particles and vapor contained in the tertiary target 273 are likely to absorb the energy of the main pulse laser beam M. If the tertiary target 273 efficiently absorbs the energy of the main pulse laser beam M, the tertiary target 273 is efficiently turned into plasma.
  • ions contained in the plasma 27d of the tertiary target 273 may reflect or absorb the main pulse laser beam M.
  • the main pulse laser beam M when irradiating CO 2 laser light to ions, there is a report that if the ion density exceeds 10 16 atoms / cm 3 , the component of the laser light reflected or absorbed by the ions increases. Of the energy of the main pulse laser beam M, the portion reflected or absorbed by the ions contained in the plasma 27d may not reach the dispersion region 27c.
  • FIG. 3D shows the EUV light emission region 27e.
  • the plasma 27d is heated to a high temperature.
  • the EUV light emission region 27e may be a narrow region equivalent to the region of the plasma 27d shown in FIG. 3C.
  • the conversion efficiency from laser light energy to EUV light energy may be low. This conversion efficiency is referred to as CE.
  • 4A to 4J show images obtained by capturing the tertiary target 273 with visible light at every elapsed time after irradiation with the second pre-pulse laser beam P2.
  • the first image shown in FIG. 4A is an image when 10 ns has elapsed from the irradiation of the second pre-pulse laser beam P2, and the second and subsequent images shown in FIGS. 4B to 4J have further passed 10 ns. It is an image of time.
  • 4J corresponds to an image when 100 ns has elapsed from the irradiation of the second pre-pulse laser beam P2.
  • 4A to 4J it is assumed that the second prepulse laser beam P2 is irradiated in the direction from the right side to the left side in the drawing, unlike the irradiation direction of the second prepulse laser beam P2 in FIG. 3B.
  • the center of FIGS. 4A to 4J corresponds to the approximate center of the plasma generation region 25.
  • FIG. 5 is a graph showing changes in emission intensity obtained from the images shown in FIGS. 4A to 4J.
  • the emission intensity shown in FIG. 5 is a value calculated using an integral value of luminance along the beam center axis of the second prepulse laser beam P2 in these images, and is 10 ns from the irradiation of the second prepulse laser beam P2. It is a relative value when the value when elapsed is 1.
  • the beam center axis of the second prepulse laser beam P2 is a horizontal straight line that passes through substantially the center of FIGS. 4A to 4J.
  • a strong light emission region having a substantially crescent shape exists on the upstream side of the optical path of the second prepulse laser beam P2.
  • the shape of the light emitting region is considered to correspond to the shape of the plasma 27d shown in FIG. 3C.
  • FIG. 6A shows the state of the tertiary target 273 when the main pulse laser beam M is irradiated to the tertiary target 273 in a state where the plasma 27d and ions contained therein are lost. Shown schematically. After the irradiation with the second prepulse laser beam P2, if the plasma 27d and ions contained therein disappear, it is considered that a plurality of fine particles and vapor remain in the dispersion region 27c. Such fine particles and vapor are distinguished from ions and are called neutral particles.
  • FIG. 6B shows an EUV light emission region 27f.
  • the energy of the main pulse laser beam M reaches almost the entire dispersion region 27c, it is expected that many parts of the tertiary target 273 are turned into plasma.
  • the EUV light emission region 27f is wider than the EUV light emission region 27e when the main pulse laser light M is irradiated to the plasma 27d and ions contained therein. Thereby, it is thought that CE improves.
  • FIG. 7 is a graph showing the measurement results of CE in the EUV light generation system.
  • the horizontal axis indicates the irradiation timing of the second pre-pulse laser beam P2
  • the vertical axis indicates CE.
  • the irradiation timing of the second pre-pulse laser beam P ⁇ b> 2 is shown as a time traced back from the irradiation timing of the main pulse laser beam M when the irradiation timing of the main pulse laser beam M is 0.
  • CE was measured under the following conditions. As the target 27, liquid tin was used. The diameter of the target 27 was in the range of 21 ⁇ m to 22 ⁇ m.
  • the first pre-pulse laser beam P1 a pulse laser beam having a wavelength of 1.06 ⁇ m was used.
  • the pulse width due to the full width at half maximum of the first prepulse laser beam P1 was 14 ps.
  • the condensed diameter of the first prepulse laser beam P1 was set to 70 ⁇ m when expressed by the diameter of the portion having a light intensity of 1 / e 2 or more of the peak intensity at the target irradiation position.
  • the fluence of the first prepulse laser beam P1 was set to 5.2 J / cm 2 .
  • the irradiation timing of the first pre-pulse laser beam P1 was set to ⁇ 1.1 ⁇ s, retrospectively from the irradiation timing of the main pulse laser beam M, when the irradiation timing of the main pulse laser beam M was set to 0.
  • the second pre-pulse laser beam P2 a pulse laser beam having a wavelength of 1.06 ⁇ m was used.
  • the pulse width due to the full width at half maximum of the second pre-pulse laser beam P2 was 5 ns.
  • the condensing diameter of the second prepulse laser beam P2 was 400 ⁇ m when expressed by the diameter of the portion having a light intensity of 1 / e 2 or more of the peak intensity at the target irradiation position.
  • fluence of the second pre-pulse laser beam P2 2.4J / cm 2, 1.6J / cm 2, was set four types of 0.8 J / cm 2, and 0 J / cm 2.
  • the case of 0 J / cm 2 corresponds to the case where the second pre-pulse laser beam P2 is not irradiated. Then, CE was measured while changing the irradiation timing of the second prepulse laser beam P2 in the range of ⁇ 0.6 ⁇ s to 0 ⁇ s for each fluence setting value of the second prepulse laser beam P2.
  • the main pulse laser beam M a pulse laser beam having a wavelength of 10.6 ⁇ m was used.
  • the pulse width due to the full width at half maximum of the main pulse laser beam M was 15 ns.
  • the condensing diameter of the main pulse laser beam M was set to 300 ⁇ m when expressed by the diameter of the portion having a light intensity of 1 / e 2 or more of the peak intensity at the irradiation position on the target.
  • the density of ions of the target irradiated with the main pulse laser beam M is 10 16 atoms / cm 3 or less, which is high. It can be inferred that CE was obtained. However, after 300 ns have elapsed from the irradiation of the second pre-pulse laser beam P2, the density of the tertiary target 273 may be outside the optimum range.
  • the target is irradiated with the main pulse laser beam M after ions generated by the irradiation with the second pre-pulse laser beam P2 disappear.
  • the energy of the main pulse laser beam is efficiently absorbed by the target, and CE is improved.
  • “ion disappeared” may mean that the density of ions on the optical path of the main pulse laser beam M is 10 16 atoms / cm 3 or less.
  • FIG. 8 schematically shows an EUV light generation system 11a according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the EUV light generation controller 5 includes a timer 52 and a memory 53 in addition to the EUV controller 50 described above.
  • the EUV control unit 50 is configured to output a timer measurement start signal synchronized with the second trigger signal to the timer 52.
  • the EUV control unit 50 is configured to receive the output signal of the timer 52.
  • the EUV controller 50 is configured to output the third trigger signal based on the output signal of the timer 52.
  • the timer 52 is configured to receive a timer measurement start signal from the EUV control unit 50.
  • the timer 52 is configured to measure the time after receiving the timer measurement start signal.
  • the timer 52 outputs an output signal indicating the end of measurement to the EUV control unit 50 when the measurement for a predetermined time period is completed.
  • the predetermined period of time corresponds to a time required until ions generated by irradiation with the second pre-pulse laser beam P2 disappear. This required time is, for example, 100 ns or more and 300 ns or less.
  • the timer 52 outputs an output signal indicating the time after receiving the measurement start signal of the timer to the EUV control unit 50 as needed instead of measuring a predetermined time. May be.
  • the EUV control unit 50 reads in advance data of the time required until the ions generated by the irradiation of the second pre-pulse laser beam P2 disappear from the memory 53.
  • This required time is, for example, 100 ns or more and 300 ns or less.
  • the memory 53 may hold a plurality of values as the required time data, for example, according to the required EUV light energy value.
  • the EUV control unit 50 compares the time after the start of measurement received from the timer 52 with the required time read from the memory 53.
  • the EUV control unit 50 outputs the third trigger signal when the time after the start of measurement received from the timer 52 reaches the required time read from the memory 53.
  • the memory 53 corresponds to a storage unit in the present disclosure.
  • the main pulse laser beam M is irradiated to the target.
  • “Ions disappeared” means that ions have disappeared at least from the optical path of the main pulse laser beam M, and ions may exist outside the optical path of the main pulse laser beam M.
  • the main pulse laser beam M is applied to the neutral particles that remain after the ions of the elements constituting the target disappear.
  • the main pulse laser beam M is controlled so as to be irradiated to a part of the target but not to ions of elements constituting the target.
  • the main pulse laser beam M is irradiated to a target whose ion density is 10 16 atoms / cm 3 or less.
  • the target 27 can be irradiated with the main pulse laser beam M by accurately measuring the time required until the ions generated by the irradiation of the second pre-pulse laser beam P2 disappear. Thereby, CE can be improved. It is not always necessary to confirm whether or not ions have disappeared, and the required time may be obtained in advance by experiments.
  • FIG. 9 schematically illustrates an EUV light generation system 11b according to the second embodiment of the present disclosure.
  • an ion detector 7 is attached to the chamber 2.
  • the ion detector 7 includes an optical sensor (not shown) and an optical system (not shown).
  • the optical sensor is composed of a photodiode, for example.
  • the optical system is configured to collect light in the vicinity of the plasma generation region 25 on a photodiode.
  • an electromotive force is generated in the photodiode and a current flows. This current is output to the EUV controller 50 as an ion detection signal.
  • the ion detector 7 may include an ion collector disposed in the vicinity of the plasma generation region 25.
  • the ion collector includes a grid electrode (not shown) and a cathode electrode (not shown).
  • the grid electrode is disposed between the plasma generation region 25 and the cathode electrode so as to be separated from the cathode electrode.
  • a negative potential is applied to the grid electrode.
  • a buffer circuit (not shown) is connected to the cathode electrode. When ions pass through the grid electrode and reach the cathode electrode, the potential of the cathode electrode rises and a current flows through the buffer circuit. This current is output to the EUV controller 50 as an ion detection signal.
  • the EUV controller 50 monitors the ion detection signal from the ion detector 7 after outputting the second trigger signal to the second prepulse laser device La2.
  • the EUV control unit 50 sets the time difference from the second trigger signal to the third trigger signal so that the third trigger signal is output after the ion detector 7 no longer detects ions.
  • the ion detector 7 may include a camera (not shown) that captures an image of a light emitting source in the vicinity of the plasma generation region 25.
  • the camera has a high-speed shutter.
  • the high-speed shutter is controlled by the EUV control unit 50 so as to open and close at a predetermined timing after the EUV control unit 50 outputs the second trigger signal.
  • the EUV control unit 50 opens and closes the high-speed shutter of the camera when, for example, 100 ns elapses after outputting the second trigger signal.
  • the EUV controller 50 outputs a third trigger signal after opening and closing the high-speed shutter.
  • the EUV control unit 50 measures the luminance of a predetermined portion of the image captured by the camera. If the luminance does not exceed a predetermined value, the EUV control unit 50 determines that ions have disappeared, and maintains the opening / closing timing of the high-speed shutter and the output timing of the third trigger signal.
  • the EUV control unit 50 determines that ions are not lost, and changes the opening / closing timing of the high-speed shutter from, for example, 100 ns to 110 ns.
  • the EUV control unit 50 also changes the output timing of the third trigger signal in accordance with the change in the opening / closing timing of the high-speed shutter.
  • the target is irradiated with the main pulse laser beam M after ions generated by irradiation with the second pre-pulse laser beam P2 disappear.
  • “Ions disappeared” means that ions have disappeared at least from the optical path of the main pulse laser beam M, and ions may exist outside the optical path of the main pulse laser beam M.
  • the main pulse laser beam M is applied to the neutral particles that remain after the ions of the elements constituting the target disappear.
  • the main pulse laser beam M is controlled so as to be irradiated to a part of the target but not to ions of elements constituting the target.
  • the main pulse laser beam M is irradiated to a target whose ion density is 10 16 atoms / cm 3 or less.
  • the second embodiment it is possible to determine whether or not ions have disappeared and irradiate the target 27 with the main pulse laser beam M at an appropriate timing. Thereby, CE can be improved. It is not always necessary to obtain the time required until ions disappear, and it is possible to flexibly respond to changes in operating conditions such as the required EUV light energy value and the fluence value of the second prepulse laser beam P2. it can.

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Abstract

極端紫外光生成装置は、所定領域に向けてターゲットを出力するターゲット供給部と、ターゲットに照射される第１レーザ光と、第１レーザ光が照射されたターゲットに照射される第２レーザ光と、第２レーザ光が照射されたターゲットに照射される第３レーザ光と、を出力するレーザシステムと、少なくとも第３レーザ光の光路からターゲットを構成する元素のイオンが消失した後に第３レーザ光がターゲットに照射されるように、レーザシステムを制御する制御部と、を備える。

Description

極端紫外光生成装置
　本開示は、極端紫外光生成装置に関する。
　近年、半導体プロセスの微細化に伴って、半導体プロセスの光リソグラフィにおける転写パターンの微細化が急速に進展している。次世代においては、７０ｎｍ～４５ｎｍの微細加工、さらには３２ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。このため、例えば３２ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度の極端紫外（ＥＵＶ）光を生成する極端紫外光生成装置と縮小投影反射光学系(reduced projection reflection optics)とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。
　ＥＵＶ光生成装置としては、ターゲット物質にパルスレーザ光を照射することによって生成されるプラズマが用いられるＬＰＰ（Laser Produced Plasma）式の装置と、放電によって生成されるプラズマが用いられるＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）式の装置と、シンクロトロン放射光が用いられるＳＲ（Synchrotron Radiation）式の装置との３種類の装置が提案されている。
米国特許出願公開第２０１４／０７７０９９号明細書 米国特許出願公開第２００５／１２９１７７号明細書
概要
　本開示の１つの観点に係る極端紫外光生成装置は、所定領域に向けてターゲットを出力するターゲット供給部と、ターゲットに照射される第１レーザ光と、第１レーザ光が照射されたターゲットに照射される第２レーザ光と、第２レーザ光が照射されたターゲットに照射される第３レーザ光と、を出力するレーザシステムと、少なくとも第３レーザ光の光路からターゲットを構成する元素のイオンが消失した後に第３レーザ光がターゲットに照射されるように、レーザシステムを制御する制御部と、を備える。
　本開示の他の１つの観点に係る極端紫外光生成装置は、所定領域に向けてターゲットを出力するターゲット供給部と、ターゲットに照射される第１レーザ光と、第１レーザ光が照射されたターゲットに照射される第２レーザ光と、第２レーザ光が照射されたターゲットに照射される第３レーザ光と、を出力するレーザシステムと、ターゲットを構成する元素のイオンが消失して残留した中性粒子に第３レーザ光が照射されるようにレーザシステムを制御する制御部と、を備える。
　本開示の他の１つの観点に係る極端紫外光生成装置は、所定領域に向けてターゲットを出力するターゲット供給部と、ターゲットに照射される第１レーザ光と、第１レーザ光が照射されたターゲットに照射される第２レーザ光と、第２レーザ光が照射されたターゲットに照射される第３レーザ光と、を出力するレーザシステムと、第３レーザ光が、ターゲットの一部に照射されるがターゲットを構成する元素のイオンには照射されないように、レーザシステムを制御する制御部と、を備える。
　本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図１は、例示的なＬＰＰ式のＥＵＶ光生成システムの構成を概略的に示す。 図２は、比較例に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成を示す一部断面図である。 図３Ａは、図２に示されるＥＵＶ光生成システム１１において１次ターゲット２７１に第１プリパルスレーザ光Ｐ１が照射されるときの１次ターゲット２７１の様子を概略的に示す。図３Ｂは、図２に示されるＥＵＶ光生成システム１１において２次ターゲット２７２に第２プリパルスレーザ光Ｐ２が照射されるときの２次ターゲット２７２の様子を概略的に示す。図３Ｃは、図２に示されるＥＵＶ光生成システム１１において３次ターゲット２７３にメインパルスレーザ光Ｍが照射されるときの３次ターゲット２７３の様子を概略的に示す。図３Ｄは、ＥＵＶ光の発光領域２７ｅを示す。 図４Ａ～図４Ｊは、第２プリパルスレーザ光Ｐ２照射後の経過時間ごとにおける３次ターゲット２７３を可視光により撮像した画像を示す。 図５は、図４Ａ～図４Ｊに示される画像から得られた発光強度の変化を示すグラフである。 図６Ａは、プラズマ２７ｄ及びこれに含まれるイオンが消失した状態の３次ターゲット２７３にメインパルスレーザ光Ｍが照射されるときの３次ターゲット２７３の様子を概略的に示す。図６Ｂは、ＥＵＶ光の発光領域２７ｆを示す。 図７は、ＥＵＶ光生成システムにおけるＣＥの測定結果を示すグラフである。 図８は、本開示の第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１ａを概略的に示す。 図９は、本開示の第２の実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１ｂを概略的に示す。
実施形態
＜内容＞
１．極端紫外光生成システムの全体説明
　１．１　構成
　１．２　動作
２．第１～第３レーザ光をターゲットに照射するＥＵＶ光生成システム
　２．１　構成
　　２．１．１　ターゲット供給部
　　２．１．２　ターゲットセンサ及び発光部
　　２．１．３　レーザシステム
　　２．１．４　レーザ光進行方向制御部
　　２．１．５　集光光学系及びＥＵＶ集光ミラー
　２．２　動作
　　２．２．１　ターゲットの出力
　　２．２．２　ターゲットの検出
　　２．２．３　パルスレーザ光の出力
　　２．２．４　パルスレーザ光の伝送
　　２．２．５　パルスレーザ光の集光
　２．３　パルスレーザ光を照射されたターゲットの変化
　　２．３．１　１次ターゲット２７１
　　２．３．２　２次ターゲット２７２
　　２．３．３　３次ターゲット２７３
　２．４　課題
　２．５　３次ターゲット２７３の挙動
　２．６　イオン消失後のメインパルス照射
３．第２プリパルスレーザ光Ｐ２照射後の時間を計測するタイマーを備えたＥＵＶ光生成システム
　３．１　所要時間をタイマーが保持する例
　３．２　所要時間をメモリーが保持する例
　３．３　その他
４．イオン検出器を備えたＥＵＶ光生成システム
　４．１　継続的にイオンの有無を監視する例
　４．２　特定タイミングでのイオンの有無を判定する例
　４．３　その他
５．補足
　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．ＥＵＶ光生成システムの全体説明
　１．１　構成
　図１に、例示的なＬＰＰ式のＥＵＶ光生成システム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と共に用いられる。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、ターゲット供給部２６を含む。チャンバ２は、密閉可能に構成されている。ターゲット供給部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いる。ターゲット供給部２６から出力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むことができるが、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いる。その貫通孔には、ウインドウ２１が設けられている。ウインドウ２１をレーザシステム３から出力されるパルスレーザ光３２が透過する。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が配置されている。ＥＵＶ集光ミラー２３は、第１及び第２の焦点を有する。ＥＵＶ集光ミラー２３の表面には、例えば、モリブデンとシリコンとが交互に積層された多層反射膜が形成されている。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ている。ＥＵＶ集光ミラー２３の中央部には貫通孔２４が設けられている。貫通孔２４をパルスレーザ光３３が通過する。
　ＥＵＶ光生成装置１は、ＥＵＶ光生成制御部５、ターゲットセンサ４等を含む。ターゲットセンサ４は、撮像機能を有し、ターゲット２７の存在、軌跡、位置、速度等を検出するよう構成されている。
　また、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を含む。接続部２９内部には、アパーチャが形成された壁２９１が設けられている。壁２９１は、そのアパーチャがＥＵＶ集光ミラー２３の第２の焦点位置に位置するように配置されている。
　さらに、ＥＵＶ光生成装置１は、レーザ光進行方向制御部３４、レーザ光集光ミラー２２、ターゲット２７を回収するためのターゲット回収部２８等を含む。レーザ光進行方向制御部３４は、レーザ光の進行方向を規定するための光学素子と、この光学素子の位置、姿勢等を調整するためのアクチュエータとを備えている。
　１．２　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部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内に入射する。パルスレーザ光３２は、少なくとも１つのレーザ光経路に沿ってチャンバ２内を進み、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に照射される。
　ターゲット供給部２６は、ターゲット２７をチャンバ２内部のプラズマ生成領域２５に向けて出力する。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る。パルスレーザ光が照射されたターゲット２７はプラズマ化し、そのプラズマから放射光２５１が放射される。ＥＵＶ集光ミラー２３は、放射光２５１に含まれるＥＵＶ光を、他の波長域の光に比べて高い反射率で反射する。ＥＵＶ集光ミラー２３によって反射されたＥＵＶ光を含む反射光２５２は、中間集光点２９２で集光され、露光装置６に出力される。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光生成制御部５は、ＥＵＶ光生成システム１１全体の制御を統括する。ＥＵＶ光生成制御部５は、ターゲットセンサ４によって撮像されたターゲット２７のイメージデータ等を処理する。また、ＥＵＶ光生成制御部５は、例えば、ターゲット２７が出力されるタイミング、ターゲット２７の出力方向等を制御する。さらに、ＥＵＶ光生成制御部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。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。
２．第１～第３レーザ光をターゲットに照射するＥＵＶ光生成システム
　２．１　構成
　図２は、比較例に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成を示す一部断面図である。図２に示されるように、チャンバ２の内部には、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８１と、プレート８２及び８３とが設けられている。チャンバ２には、ターゲット供給部２６と、ターゲットセンサ４と、発光部４５とが取り付けられている。
　チャンバ２の外部には、レーザシステム３と、レーザ光進行方向制御部３４ａと、ＥＵＶ光生成制御部５とが設けられている。ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶ制御部５０を含む。
　２．１．１　ターゲット供給部
　ターゲット供給部２６は、リザーバ６１を有する。リザーバ６１の一部が、チャンバ２の壁面に形成された貫通孔２ａを貫通しており、リザーバ６１の先端がチャンバ２の内部に位置する。リザーバ６１の上記先端には、開口６２が形成されている。リザーバ６１の上記先端の開口６２付近に、図示しない加振装置が配置されている。リザーバ６１は、ターゲット物質を内部に貯蔵している。貫通孔２ａの周囲のチャンバ２の壁面には、リザーバ６１のフランジ部６１ａが密着して固定されている。
　２．１．２　ターゲットセンサ及び発光部
　ターゲットセンサ４と発光部４５とは、ターゲット２７の軌道を挟んで互いに反対側に配置されている。チャンバ２にはウインドウ２１ａ及び２１ｂが取り付けられている。ウインドウ２１ａは、発光部４５とターゲット２７の軌道との間に位置する。ウインドウ２１ｂは、ターゲット２７の軌道とターゲットセンサ４との間に位置する。
　ターゲットセンサ４は、光センサ４１と、集光光学系４２と、容器４３とを含む。容器４３はチャンバ２の外部に固定されている。容器４３の内部に、光センサ４１及び集光光学系４２が固定されている。発光部４５は、光源４６と、集光光学系４７と、容器４８とを含む。容器４８はチャンバ２の外部に固定されている。容器４８の内部に、光源４６及び集光光学系４７が固定されている。
　２．１．３　レーザシステム
　レーザシステム３は、第１プリパルスレーザ装置Ｌａ１と、第２プリパルスレーザ装置Ｌａ２と、メインパルスレーザ装置Ｌｂとを含む。第１プリパルスレーザ装置Ｌａ１及び第２プリパルスレーザ装置Ｌａ２の各々は、例えば、ＹＡＧレーザ装置で構成される。あるいは、第１プリパルスレーザ装置Ｌａ１及び第２プリパルスレーザ装置Ｌａ２の各々は、Ｎｄ：ＹＶＯ４を用いたレーザ装置で構成される。メインパルスレーザ装置Ｌｂは、ＣＯ２レーザ装置で構成される。これらのレーザ装置は、レーザ発振器及び必要に応じてレーザ増幅器を含む。ＹＡＧレーザ装置とは、レーザ発振器及びレーザ増幅器のいずれか又は両方に、レーザ媒質としてＹＡＧ結晶を用いるレーザ装置である。ＣＯ２レーザ装置とは、レーザ発振器及びレーザ増幅器のいずれか又は両方に、レーザ媒質としてＣＯ２ガスを用いるレーザ装置である。
　２．１．４　レーザ光進行方向制御部
　レーザ光進行方向制御部３４ａは、高反射ミラー３４０、３４１及び３４２と、ビームコンバイナ３４３及び３４４と、を含む。高反射ミラー３４０は、ホルダ３４５によって支持されている。高反射ミラー３４１は、ホルダ３４６によって支持されている。高反射ミラー３４２は、ホルダ３４７によって支持されている。
　ビームコンバイナ３４３は、ホルダ３４８によって支持されている。ビームコンバイナ３４３は、偏光子で構成される。
　ビームコンバイナ３４４は、ホルダ３４９によって支持されている。ビームコンバイナ３４４は、ダイクロイックミラーで構成される。
　２．１．５　集光光学系及びＥＵＶ集光ミラー
　プレート８２は、チャンバ２に固定されている。プレート８２には、プレート８３及び位置調整機構８４が支持されている。集光光学系２２ａは、軸外放物面ミラー２２１及び平面ミラー２２２を含む。軸外放物面ミラー２２１は、ホルダ２２３によって支持されている。平面ミラー２２２は、ホルダ２２４によって支持されている。ホルダ２２３及び２２４は、プレート８３に固定されている。
　ＥＵＶ集光ミラー２３は、ＥＵＶ集光ミラーホルダ８１を介してプレート８２に固定されている。
　２．２　動作
　２．２．１　ターゲットの出力
　ＥＵＶ光生成制御部５に含まれるＥＵＶ制御部５０は、ターゲット供給部２６に制御信号を出力する。
　ターゲット供給部２６において、リザーバ６１内のターゲット物質は、リザーバ６１に備えられた図示しないヒータによって、当該ターゲット物質の融点以上の温度に維持される。リザーバ６１内のターゲット物質は、リザーバ６１内に供給される不活性ガスによって加圧される。
　不活性ガスによって加圧されたターゲット物質は、開口６２を介して噴流として出力される。上述の加振装置は、リザーバ６１に振動を与える。この振動により、ターゲット物質の噴流は複数のドロップレットに分離される。それぞれのドロップレットが、ターゲット２７を構成する。ターゲット２７は、ターゲット供給部２６からプラズマ生成領域２５までの軌道に沿って矢印Ｙ方向に移動する。
　ターゲット回収部２８は、プラズマ生成領域２５を通過したターゲット２７を回収する。
　２．２．２　ターゲットの検出
　発光部４５は、光源４６の出力光を、ターゲット供給部２６とプラズマ生成領域２５との間のターゲット２７のほぼ軌道上の位置に集光する。ターゲット２７は、発光部４５による光の集光位置を通過する。このとき、ターゲットセンサ４はターゲット２７の軌道及びその周囲を通る光の光強度の変化を検出する。ターゲットセンサ４は、光強度の変化に基づいて、ターゲット検出信号を出力する。ＥＵＶ制御部５０は、このターゲット検出信号を受信する。
　２．２．３　パルスレーザ光の出力
　ＥＵＶ制御部５０は、ターゲット検出信号に基づいて、第１のトリガ信号を、第１プリパルスレーザ装置Ｌａ１に出力する。第１のトリガ信号は、ターゲット検出信号の受信タイミングに対して第１の遅延時間が経過したときに出力される。第１プリパルスレーザ装置Ｌａ１は、第１のトリガ信号に従って、第１プリパルスレーザ光Ｐ１を出力する。第１プリパルスレーザ光Ｐ１は、本開示における第１レーザ光に相当する。
　ＥＵＶ制御部５０は、第２のトリガ信号を、第２プリパルスレーザ装置Ｌａ２に出力する。第２のトリガ信号は、ターゲット検出信号の受信タイミングに対して、第１の遅延時間より長い第２の遅延時間が経過したときに出力される。第２プリパルスレーザ装置Ｌａ２は、第２のトリガ信号に従って、第２プリパルスレーザ光Ｐ２を出力する。第２プリパルスレーザ光Ｐ２は、本開示における第２レーザ光に相当する。
　ＥＵＶ制御部５０は、第３のトリガ信号を、メインパルスレーザ装置Ｌｂに出力する。第３のトリガ信号は、ターゲット検出信号の受信タイミングに対して、第２の遅延時間より長い第３の遅延時間が経過したときに出力される。メインパルスレーザ装置Ｌｂは、第３のトリガ信号に従って、メインパルスレーザ光Ｍを出力する。メインパルスレーザ光Ｍは、本開示における第３レーザ光に相当する。
　このように、レーザシステム３は、第１プリパルスレーザ光Ｐ１、第２プリパルスレーザ光Ｐ２、メインパルスレーザ光Ｍを、この順で出力する。第１プリパルスレーザ光Ｐ１は、ピコ秒オーダーのパルス時間幅を有することが好ましい。ピコ秒オーダーとは、１ｐｓ以上、１ｎｓ未満を意味する。第２プリパルスレーザ光Ｐ２のパルス時間幅は、メインパルスレーザ光Ｍのパルス時間幅より短いことが好ましい。図示しない遅延回路が第１～第３の遅延時間を計測し、この遅延回路が第１～第３のトリガ信号をそれぞれのレーザ装置に出力するようにしてもよい。
　２．２．４　パルスレーザ光の伝送
　レーザ光進行方向制御部３４ａに含まれる高反射ミラー３４０は、第１プリパルスレーザ装置Ｌａ１によって出力された第１プリパルスレーザ光Ｐ１の光路に配置されている。高反射ミラー３４０は、第１プリパルスレーザ光Ｐ１を高い反射率で反射する。
　ビームコンバイナ３４３は、高反射ミラー３４０によって反射された第１プリパルスレーザ光Ｐ１の光路と、第２プリパルスレーザ装置Ｌａ２によって出力された第２プリパルスレーザ光Ｐ２の光路とが交差する位置に配置されている。
　第１プリパルスレーザ光Ｐ１は、偏光方向が紙面に平行な直線偏光とされている。第２プリパルスレーザ光Ｐ２は、偏光方向が紙面に垂直な直線偏光とされている。第１プリパルスレーザ光Ｐ１は、ビームコンバイナ３４３に図中上側から入射する。第２プリパルスレーザ光Ｐ２は、ビームコンバイナ３４３に図中左側から入射する。ビームコンバイナ３４３を構成する偏光子は、第１プリパルスレーザ光Ｐ１を高い透過率で透過させ、第２プリパルスレーザ光Ｐ２を高い反射率で反射する。これにより、ビームコンバイナ３４３は、第１プリパルスレーザ光Ｐ１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ２の光路軸をほぼ一致させてビームコンバイナ３４４に導く。
　高反射ミラー３４１及び３４２は、メインパルスレーザ装置Ｌｂによって出力されたメインパルスレーザ光Ｍの光路に配置されている。高反射ミラー３４１及び３４２は、メインパルスレーザ光Ｍを高い反射率で順次反射する。
　ビームコンバイナ３４４は、第１プリパルスレーザ光Ｐ１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ２の光路と、高反射ミラー３４２によって反射されたメインパルスレーザ光Ｍの光路とが交差する位置に配置されている。
　第１プリパルスレーザ光Ｐ１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ２は、第１の波長成分を含む。メインパルスレーザ光Ｍは、第１の波長成分と異なる第２の波長成分を含む。第１プリパルスレーザ光Ｐ１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ２は、ビームコンバイナ３４４に図中上側から入射する。メインパルスレーザ光Ｍは、ビームコンバイナ３４４に図中右側から入射する。ビームコンバイナ３４４を構成するダイクロイックミラーは、第１の波長成分を含む第１プリパルスレーザ光Ｐ１及び第２プリパルスレーザ光Ｐ２を高い反射率で反射し、第２の波長成分を含むメインパルスレーザ光Ｍを高い透過率で透過させる。これにより、ビームコンバイナ３４４は、第１プリパルスレーザ光Ｐ１、第２プリパルスレーザ光Ｐ２、及びメインパルスレーザ光Ｍの光路軸をほぼ一致させて、パルスレーザ光３２として集光光学系２２ａに導く。
　なお、第１プリパルスレーザ光Ｐ１と第２プリパルスレーザ光Ｐ２とが異なる波長成分を有する場合には、ビームコンバイナ３４３も、ダイクロイックミラーで構成することができる。
　２．２．５　パルスレーザ光の集光
　集光光学系２２ａに含まれる軸外放物面ミラー２２１は、パルスレーザ光３２の光路に配置されている。軸外放物面ミラー２２１は、パルスレーザ光３２を平面ミラー２２２に向けて反射する。平面ミラー２２２は、軸外放物面ミラー２２１によって反射されたパルスレーザ光３２を、パルスレーザ光３３として反射する。パルスレーザ光３３は、軸外放物面ミラー２２１の反射面形状に従って集光される。
　位置調整機構８４は、プレート８２に対するプレート８３の位置を調整する。位置調整機構８４は、ＥＵＶ制御部５０から出力される制御信号により制御される。プレート８３の位置が調整されることにより、軸外放物面ミラー２２１及び平面ミラー２２２の位置が調整される。軸外放物面ミラー２２１及び平面ミラー２２２の位置は、これらのミラーによって反射されたパルスレーザ光３３がプラズマ生成領域２５で集光するように調整される。
　プラズマ生成領域２５又はその近傍において、１つのターゲット２７に、第１プリパルスレーザ光Ｐ１と、第２プリパルスレーザ光Ｐ２と、メインパルスレーザ光Ｍとが、この順で照射される。本明細書においては、図３Ａ～図３Ｃを参照しながら後述する１次ターゲット２７１、２次ターゲット２７２、及び３次ターゲット２７３を総称して「ターゲット２７」と称している。
　第１プリパルスレーザ光Ｐ１、第２プリパルスレーザ光Ｐ２及びメインパルスレーザ光Ｍがターゲット２７に照射されると、ターゲット２７はプラズマ化し、このプラズマからＥＵＶ光が生成される。なお、本開示はこれに限らず、第１プリパルスレーザ光Ｐ１と第２プリパルスレーザ光Ｐ２との間に、第４レーザ光がターゲットに照射されてもよい。第２プリパルスレーザ光Ｐ２とメインパルスレーザ光Ｍとの間に、第５レーザ光がターゲットに照射されてもよい。
　２．３　パルスレーザ光を照射されたターゲットの変化
　図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃは、それぞれ、図２に示されるＥＵＶ光生成システム１１において第１プリパルスレーザ光Ｐ１、第２プリパルスレーザ光Ｐ２及びメインパルスレーザ光Ｍが照射されるときのターゲットの様子を概略的に示す。図３Ｂ及び図３Ｃにおけるドットの粗密は、ターゲット物質の密度に対応する。図３Ｃは、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射後、ターゲット物質のイオンが消失する前にメインパルスレーザ光Ｍが照射される場合を示す。
　図３Ａ～図３Ｃにおいて、第１プリパルスレーザ光Ｐ１、第２プリパルスレーザ光Ｐ２及びメインパルスレーザ光Ｍは、各図の左側から右側に向けて照射される。破線２７０は、ターゲット２７の軌道及びその延長線を示す。
　２．３．１　１次ターゲット２７１
　図３Ａに、１次ターゲット２７１が示されている。ターゲット供給部２６から出力された後、第１プリパルスレーザ光Ｐ１が照射される前のターゲット２７を、１次ターゲット２７１と称する。１次ターゲット２７１は、ドロップレット状である。１次ターゲット２７１がプラズマ生成領域２５に到達したときに、１次ターゲット２７１に第１プリパルスレーザ光Ｐ１が照射される。
　２．３．２　２次ターゲット２７２
　１次ターゲット２７１に第１プリパルスレーザ光Ｐ１が照射されると、１次ターゲット２７１は破壊され、複数の微粒子となって拡散する。
　図３Ｂに、２次ターゲット２７２が示されている。第１プリパルスレーザ光Ｐ１が照射された後、第２プリパルスレーザ光Ｐ２が照射される前のターゲット２７を、２次ターゲット２７２と称する。２次ターゲット２７２は、複数の微粒子を含む。
　図３Ｂに示されるように、ピコ秒オーダーのパルス時間幅を有する第１プリパルスレーザ光Ｐ１が照射されて生成された２次ターゲット２７２は、円環部２７ａと、ドーム部２７ｂとを有する。円環部２７ａは、第１プリパルスレーザ光Ｐ１の光路の下流側にターゲット物質が拡散し、ターゲット物質の密度が比較的高い領域となる。ドーム部２７ｂは、第１プリパルスレーザ光Ｐ１の光路の上流側にターゲット物質が拡散し、ターゲット物質の密度が比較的低い領域となる。なお、光路の上流側とは、光路に沿って光源に近づく方向をいい、光路の下流側とは、光路に沿って光源から離れる方向をいう。この２次ターゲット２７２に、第２プリパルスレーザ光Ｐ２が照射される。
　２．３．３　３次ターゲット２７３
　２次ターゲット２７２に第２プリパルスレーザ光Ｐ２が照射されると、２次ターゲット２７２の一部はさらに細かい複数の微粒子に破壊される。２次ターゲット２７２の他の一部は蒸気となる場合がある。２次ターゲット２７２のさらに他の一部はプラズマとなる場合がある。
　図３Ｃに、３次ターゲット２７３が示されている。第２プリパルスレーザ光Ｐ２が照射された後、メインパルスレーザ光Ｍが照射される前のターゲット２７を、３次ターゲット２７３と称する。３次ターゲット２７３は、細かい複数の微粒子を含む。３次ターゲット２７３は、蒸気をさらに含む場合がある。細かい複数の微粒子及び蒸気が分散した領域を分散領域２７ｃとする。上述の２次ターゲット２７２において円環部２７ａに高密度で分布していたターゲット物質は、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射によって拡散し、ターゲット物質の密度の偏りが抑制される。
　３次ターゲット２７３は、プラズマ２７ｄをさらに含む場合がある。プラズマ２７ｄはターゲット物質のイオンを含む。プラズマ２７ｄは、３次ターゲット２７３のうちの第２プリパルスレーザ光Ｐ２の光路の上流側に位置する。プラズマ２７ｄは、２次ターゲット２７２のドーム部２７ｂの一部分が第２プリパルスレーザ光Ｐ２のエネルギーの多くを吸収したことにより、生成されたものと考えられる。この３次ターゲット２７３に、メインパルスレーザ光Ｍが照射される。
　３次ターゲット２７３にメインパルスレーザ光Ｍが照射されると、３次ターゲット２７３の少なくとも一部はプラズマ化し、このプラズマからＥＵＶ光が生成される。
　２．４　課題
　３次ターゲット２７３に含まれる細かい複数の微粒子及び蒸気の分散領域２７ｃにおいては、ターゲット物質の密度が低い。このため、３次ターゲット２７３に含まれる細かい複数の微粒子及び蒸気は、メインパルスレーザ光Ｍのエネルギーを吸収しやすい。３次ターゲット２７３がメインパルスレーザ光Ｍのエネルギーを効率的に吸収すれば、３次ターゲット２７３は効率的にプラズマ化する。
　しかしながら、３次ターゲット２７３のプラズマ２７ｄに含まれるイオンが、メインパルスレーザ光Ｍを反射し、あるいは吸収する場合がある。例えばイオンにＣＯ２レーザ光を照射する場合、イオンの密度が1016 atoms/cm3を超えていると、イオンによってレーザ光が反射あるいは吸収される成分が増大するとの報告もある。メインパルスレーザ光Ｍのエネルギーのうち、プラズマ２７ｄに含まれるイオンによって反射され、あるいは吸収された部分は、分散領域２７ｃに到達しない場合がある。
　図３Ｄは、ＥＵＶ光の発光領域２７ｅを示す。メインパルスレーザ光Ｍのエネルギーの一部がプラズマ２７ｄに含まれるイオンに吸収されると、プラズマ２７ｄが高温に加熱される。しかし、分散領域２７ｃに存在する細かい複数の微粒子及び蒸気の一部がプラズマ化せず、ＥＵＶ光の生成に寄与しない可能性がある。ＥＵＶ光の発光領域２７ｅは、図３Ｃに示されるプラズマ２７ｄの領域と同等の狭い領域となる可能性がある。この場合、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が低いものとなり得る。この変換効率をＣＥと称する。
　２．５　３次ターゲット２７３の挙動
　本発明者は、３次ターゲット２７３に含まれるプラズマ２７ｄの挙動を観測した。
　図４Ａ～図４Ｊは、第２プリパルスレーザ光Ｐ２照射後の経過時間ごとにおける３次ターゲット２７３を可視光により撮像した画像を示す。図４Ａに示される１枚目の画像は、第２プリパルスレーザ光Ｐ２照射から１０ｎｓ経過したときの画像であり、図４Ｂ～図４Ｊに示される２枚目以降の画像は、さらに１０ｎｓずつ経過したときの画像である。図４Ｊに示される１０枚目の画像は、第２プリパルスレーザ光Ｐ２照射から１００ｎｓ経過したときの画像に相当する。図４Ａ～図４Ｊにおいて、第２プリパルスレーザ光Ｐ２は、図３Ｂにおける第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射方向と異なり、図の右側から左側へ向かう方向に照射されたものとする。図４Ａ～図４Ｊの中心が、プラズマ生成領域２５のほぼ中心に相当する。
　図４Ａ～図４Ｊは、図２を参照しながら説明した光源４６のような光源を点灯することなく撮影されたものである。図４Ａ～図４Ｊは、プラズマ２７ｄから放出された光の可視光成分を観測したものということができる。そのような光が観測されない場合は、光を放出する励起状態のターゲット物質がほぼ存在せず、ターゲット物質のイオンもほとんど存在しないと考えられる。
　図５は、図４Ａ～図４Ｊに示される画像から得られた発光強度の変化を示すグラフである。図５に示される発光強度は、これらの画像における第２プリパルスレーザ光Ｐ２のビーム中心軸に沿った輝度の積分値を用いて算出された値であり、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射から１０ｎｓ経過したときの値を１とした場合の相対値である。第２プリパルスレーザ光Ｐ２のビーム中心軸は、図４Ａ～図４Ｊのほぼ中心を通る水平な直線である。
　図４Ａに示されるように、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射から１０ｎｓ経過したときには、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の光路の上流側に、ほぼ三日月形の強い発光領域が存在している。この発光領域の形状は、図３Ｃに示されるプラズマ２７ｄの形状に相当すると考えられる。
　図４Ｂ及び図５に示されるように、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射から２０ｎｓ経過したときには、発光の強さは弱くなり始めるとともに、発光領域は拡散している。これは、イオンの一部が中和してイオンの数が減少していることと、イオンの分布領域が拡散していることと、を示していると考えられる。
　図４Ｃ～図４Ｉ及び図５に示されるように、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射からの経過時間が長くなるに従って、発光の強さはさらに弱くなり、発光領域も狭くなっている。図４Ｊ及び図５に示されるように、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射から１００ｎｓ経過したときには、発光の強さは、ほぼ検出限界値にまで低下している。第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射から１００ｎｓ経過したときには、ターゲット物質のイオンが存在しなくなったと考えられる。
　図４Ａ～図４Ｊ及び図５に示される結果から、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射後、ある程度の時間が経過すれば、図３Ｃに示されるようなプラズマ２７ｄ及びこれに含まれるイオンが消失することがわかった。
　２．６　イオン消失後のメインパルス照射
　図６Ａは、プラズマ２７ｄ及びこれに含まれるイオンが消失した状態の３次ターゲット２７３にメインパルスレーザ光Ｍが照射されるときの３次ターゲット２７３の様子を概略的に示す。第２プリパルスレーザ光Ｐ２照射後、プラズマ２７ｄ及びこれに含まれるイオンが消失すると、細かい複数の微粒子及び蒸気が分散領域２７ｃに残留すると考えられる。このような細かい複数の微粒子及び蒸気を、イオンと区別して中性粒子と称する。
　図６Ａに示される３次ターゲット２７３において、メインパルスレーザ光Ｍのエネルギーは、細かい複数の微粒子及び蒸気の分散領域２７ｃのほぼ全体に到達すると考えられる。
　図６Ｂは、ＥＵＶ光の発光領域２７ｆを示す。メインパルスレーザ光Ｍのエネルギーが分散領域２７ｃのほぼ全体に到達すると、３次ターゲット２７３の多くの部分がプラズマ化することが期待される。また、ＥＵＶ光の発光領域２７ｆは、メインパルスレーザ光Ｍがプラズマ２７ｄ及びこれに含まれるイオンに照射された場合のＥＵＶ光の発光領域２７ｅよりも広い領域となる。これにより、ＣＥが向上すると考えられる。
　図７は、ＥＵＶ光生成システムにおけるＣＥの測定結果を示すグラフである。図７において、横軸は第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射タイミングを示し、縦軸はＣＥを示す。図７において、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射タイミングは、メインパルスレーザ光Ｍの照射タイミングを０としたとき、メインパルスレーザ光Ｍの照射タイミングから遡った時間として示されている。
　ＣＥは、以下の条件で測定された。
　ターゲット２７としては、液体のスズが用いられた。ターゲット２７の直径は、２１μｍ～２２μｍの範囲であった。
　第１プリパルスレーザ光Ｐ１として、波長１．０６μｍのパルスレーザ光が用いられた。第１プリパルスレーザ光Ｐ１の半値全幅によるパルス幅は１４ｐｓであった。第１プリパルスレーザ光Ｐ１の集光径は、ターゲットへの照射位置におけるピーク強度の１／ｅ２以上の光強度を有する部分の直径で表した場合に、７０μｍとした。
　第１プリパルスレーザ光Ｐ１のフルーエンスは、５．２Ｊ／ｃｍ２とした。第１プリパルスレーザ光Ｐ１の照射タイミングは、メインパルスレーザ光Ｍの照射タイミングを０としたとき、メインパルスレーザ光Ｍの照射タイミングから遡って－１．１μｓのタイミングとした。
　第２プリパルスレーザ光Ｐ２として、波長１．０６μｍのパルスレーザ光が用いられた。第２プリパルスレーザ光Ｐ２の半値全幅によるパルス幅は５ｎｓであった。第２プリパルスレーザ光Ｐ２の集光径は、ターゲットへの照射位置におけるピーク強度の１／ｅ２以上の光強度を有する部分の直径で表した場合に、４００μｍとした。
　第２プリパルスレーザ光Ｐ２のフルーエンスとして、２．４Ｊ／ｃｍ２、１．６Ｊ／ｃｍ２、０．８Ｊ／ｃｍ２、及び０Ｊ／ｃｍ２の４種類を設定した。０Ｊ／ｃｍ２の場合というのは、第２プリパルスレーザ光Ｐ２を照射しない場合に相当する。そして、第２プリパルスレーザ光Ｐ２のフルーエンスの設定値ごとに、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射タイミングを－０．６μｓ～０μｓの範囲で変化させながらＣＥを測定した。
　メインパルスレーザ光Ｍとして、波長１０．６μｍのパルスレーザ光が用いられた。メインパルスレーザ光Ｍの半値全幅によるパルス幅は１５ｎｓであった。メインパルスレーザ光Ｍの集光径は、ターゲットへの照射位置におけるピーク強度の１／ｅ２以上の光強度を有する部分の直径で表した場合に、３００μｍとした。
　図７に示される結果から、以下のことが理解される。
　第２プリパルスレーザ光Ｐ２のフルーエンスを２．４Ｊ／ｃｍ２とした場合、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射タイミングが－０．１μｓである場合に、ＣＥが最高値を示した。
　第２プリパルスレーザ光Ｐ２のフルーエンスを１．６Ｊ／ｃｍ２とした場合、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射タイミングが－０．１４μｓである場合に、ＣＥが最高値を示した。
　第２プリパルスレーザ光Ｐ２のフルーエンスを０．８Ｊ／ｃｍ２とした場合、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射タイミングが－０．３μｓである場合に、ＣＥが最高値を示した。
　図７に示される結果から、第２プリパルスレーザ光Ｐ２照射からの経過時間が１００ｎｓ以上、３００ｎｓ以下の範囲でメインパルスレーザ光Ｍをターゲットに照射することにより、高いＣＥが得られることがわかる。
　図４Ａ～図４Ｊ及び図５に示される結果と、図７に示される結果とを併せると、イオンが消失した後にメインパルスレーザ光Ｍをターゲットに照射することにより、高いＣＥが得られると考えられる。また上述より、第２プリパルスレーザ光Ｐ２照射からの経過時間が１００ｎｓ以上、３００ｎｓ以下の範囲では、メインパルスレーザ光Ｍを照射したターゲットのイオンの密度は1016 atoms/cm3以下であったため高いＣＥが得られたと推測できる。但し、第２プリパルスレーザ光Ｐ２照射から３００ｎｓ経過した後は、３次ターゲット２７３の密度が最適範囲外となる可能性がある。
　以下に説明される実施形態においては、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射によって生成されたイオンが消失した後に、メインパルスレーザ光Ｍがターゲットに照射される。
　これにより、メインパルスレーザ光のエネルギーが効率的にターゲットに吸収され、ＣＥが向上する。ここで、「イオンが消失した」とは、メインパルスレーザ光Ｍの光路上のイオンの密度が1016 atoms/cm3以下になったことを意味してもよい。
３．第２プリパルスレーザ光Ｐ２照射後の時間を計測するタイマーを備えたＥＵＶ光生成システム
　図８は、本開示の第１の実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１ａを概略的に示す。第１の実施形態において、ＥＵＶ光生成制御部５は、上述のＥＵＶ制御部５０の他に、タイマー５２と、メモリー５３と、を含む。
　３．１　所要時間をタイマーが保持する例
　ＥＵＶ制御部５０は、上記第２のトリガ信号と同期したタイマーの計測開始信号を、タイマー５２に出力するように構成されている。
　ＥＵＶ制御部５０は、タイマー５２の出力信号を受信するように構成されている。ＥＵＶ制御部５０は、タイマー５２の出力信号に基づいて、上記第３のトリガ信号を出力するように構成されている。
　タイマー５２は、ＥＵＶ制御部５０からタイマーの計測開始信号を受信するように構成されている。タイマー５２は、タイマーの計測開始信号を受信した後の時間を計測するように構成されている。
　タイマー５２は、予め定められた一定時間の計測を終了したときに、計測終了を示す出力信号をＥＵＶ制御部５０に出力する。予め定められた一定時間は、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射によって生成されたイオンが消失するまでの所要時間に相当する。この所要時間は、例えば、１００ｎｓ以上、３００ｎｓ以下である。
　ＥＵＶ制御部５０は、タイマー５２から計測終了を示す出力信号を受信した場合に、上記第３のトリガ信号を出力する。
　３．２　所要時間をメモリーが保持する例
　タイマー５２は、予め定められた一定時間を計測する代わりに、タイマーの計測開始信号を受信した後の時間を示す出力信号をＥＵＶ制御部５０に随時出力してもよい。
　その場合、ＥＵＶ制御部５０は、メモリー５３から、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射によって生成されたイオンが消失するまでの所要時間のデータを予め読み出しておく。この所要時間は、例えば、１００ｎｓ以上、３００ｎｓ以下である。メモリー５３は、所要時間のデータとして、例えば、要求されるＥＵＶ光のエネルギーの値に応じて複数の値を保持していてもよい。ＥＵＶ制御部５０は、タイマー５２から受信した計測開始後の時間と、メモリー５３から読み出した所要時間と、を比較する。ＥＵＶ制御部５０は、タイマー５２から受信した計測開始後の時間が、メモリー５３から読み出した所要時間に達した場合に、上記第３のトリガ信号を出力する。メモリー５３は、本開示における記憶部に相当する。
　３．３　その他
　以上の構成により、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射によって生成されたイオンが消失した後に、メインパルスレーザ光Ｍがターゲットに照射される。「イオンが消失した」とは、少なくともメインパルスレーザ光Ｍの光路からイオンが消失したことを意味し、メインパルスレーザ光Ｍの光路外にイオンが存在していても構わない。
　換言すれば、メインパルスレーザ光Ｍは、ターゲットを構成する元素のイオンが消失して残留した中性粒子に照射される。
　さらに換言すれば、メインパルスレーザ光Ｍは、ターゲットの一部に照射されるがターゲットを構成する元素のイオンには照射されないように制御される。
　あるいは、メインパルスレーザ光Ｍは、イオンの密度が1016 atoms/cm3以下になったターゲットに照射される。
　他の点については、上述の比較例と同様でよい。
　第１の実施形態によれば、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射によって生成されたイオンが消失するまでの所要時間を正確に計測してメインパルスレーザ光Ｍをターゲット２７に照射することができる。これにより、ＣＥが向上し得る。必ずしも、イオンが消失したか否かをその都度確認する必要はなく、所要時間を予め実験で求めておいてもよい。
４．イオン検出器を備えたＥＵＶ光生成システム
　図９は、本開示の第２の実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１ｂを概略的に示す。第２の実施形態において、チャンバ２にはイオン検出器７が取り付けられている。
　４．１　継続的にイオンの有無を監視する例
　イオン検出器７は、図示しない光センサと、図示しない光学系と、を含む。光センサは、例えばフォトダイオードで構成される。光学系は、プラズマ生成領域２５近傍の光をフォトダイオードに集光するように構成される。
　第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射によって生成されたイオンから放出された光がフォトダイオードに入射すると、フォトダイオードに起電力が生じ、電流が流れる。この電流が、イオン検出信号としてＥＵＶ制御部５０に出力される。
　あるいは、イオン検出器７は、プラズマ生成領域２５近傍に配置されたイオンコレクターを含んでもよい。イオンコレクターは、図示しないグリッド電極と、図示しないカソード電極と、を含む。グリッド電極は、プラズマ生成領域２５とカソード電極との間に、カソード電極と離間して配置される。グリッド電極にはマイナスの電位が印加される。カソード電極には図示しないバッファ回路が接続される。イオンがグリッド電極を通過してカソード電極に到達すると、カソード電極の電位が上昇し、バッファ回路を介して電流が流れる。この電流が、イオン検出信号としてＥＵＶ制御部５０に出力される。
　ＥＵＶ制御部５０は、第２のトリガ信号を第２プリパルスレーザ装置Ｌａ２に出力した後、イオン検出器７からのイオン検出信号を監視する。ＥＵＶ制御部５０は、イオン検出器７がイオンを検出しなくなった後に、上記第３のトリガ信号を出力するように、第２のトリガ信号から第３トリガ信号までの時間差を設定する。
　４．２　特定タイミングでのイオンの有無を判定する例
　あるいは、イオン検出器７は、プラズマ生成領域２５近傍の発光源を撮像する図示しないカメラを含んでもよい。カメラは高速シャッターを備える。高速シャッターは、ＥＵＶ制御部５０が第２のトリガ信号を出力した後の所定のタイミングで開閉するように、ＥＵＶ制御部５０によって制御される。
　ＥＵＶ制御部５０は、例えば、第２のトリガ信号を出力した後１００ｎｓ経過したときにカメラの高速シャッターを開閉させる。ＥＵＶ制御部５０は、高速シャッターの開閉後、第３のトリガ信号を出力する。ＥＵＶ制御部５０は、カメラによって撮像された画像の所定部分の輝度を計測する。
　ＥＵＶ制御部５０は、輝度が所定値を超えない場合、イオンが消失したと判定し、高速シャッターの開閉タイミングと、第３のトリガ信号の出力タイミングとを維持する。
　ＥＵＶ制御部５０は、輝度が所定値を超えた場合、イオンが消失していないと判定し、高速シャッターの開閉タイミングを例えば上述の１００ｎｓから１１０ｎｓに変更する。ＥＵＶ制御部５０は、高速シャッターの開閉タイミングの変更に応じて、第３のトリガ信号の出力タイミングも変更する。
　４．３　その他
　以上の構成により、第２プリパルスレーザ光Ｐ２の照射によって生成されたイオンが消失した後に、メインパルスレーザ光Ｍがターゲットに照射される。「イオンが消失した」とは、少なくともメインパルスレーザ光Ｍの光路からイオンが消失したことを意味し、メインパルスレーザ光Ｍの光路外にイオンが存在していても構わない。
　換言すれば、メインパルスレーザ光Ｍは、ターゲットを構成する元素のイオンが消失して残留した中性粒子に照射される。
　さらに換言すれば、メインパルスレーザ光Ｍは、ターゲットの一部に照射されるがターゲットを構成する元素のイオンには照射されないように制御される。
　あるいは、メインパルスレーザ光Ｍは、イオンの密度が1016 atoms/cm3以下になったターゲットに照射される。
　他の点については、上述の比較例と同様でよい。
　第２の実施形態によれば、イオンが消失したか否かを判定し、適切なタイミングでメインパルスレーザ光Ｍをターゲット２７に照射することができる。これにより、ＣＥが向上し得る。必ずしも、イオンが消失するまでの所要時間を予め求めておく必要はなく、要求されるＥＵＶ光のエネルギーの値や、第２プリパルスレーザ光Ｐ２のフルーエンスの値などの運転条件の変更に柔軟に対応できる。
５．補足
　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 (18)

  1. 　所定領域に向けてターゲットを出力するターゲット供給部と、
    　前記ターゲットに照射される第１レーザ光と、前記第１レーザ光が照射された前記ターゲットに照射される第２レーザ光と、前記第２レーザ光が照射された前記ターゲットに照射される第３レーザ光と、を出力するレーザシステムと、
    　少なくとも前記第３レーザ光の光路から前記ターゲットを構成する元素のイオンが消失した後に前記第３レーザ光が前記ターゲットに照射されるように、前記レーザシステムを制御する制御部と、
    を備える極端紫外光生成装置。
  2. 　前記制御部は、
    　前記第２レーザ光が出力されるように前記制御部が前記レーザシステムにトリガ信号を出力した後の時間を計測するタイマーをさらに備え、
    　前記タイマーの出力に基づいて前記レーザシステムを制御する、
    請求項１記載の極端紫外光生成装置。
  3. 　前記第２レーザ光が前記ターゲットに照射されてから、前記第３レーザ光の光路から前記ターゲットを構成する元素のイオンが消失するまでの所要時間のデータを保持する記憶部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記記憶部に保持された所要時間と、前記タイマーの出力との比較結果に基づいて前記レーザシステムを制御する、
    請求項２記載の極端紫外光生成装置。
  4. 　前記所要時間は、１００ｎｓ以上、３００ｎｓ以下である
    請求項３記載の極端紫外光生成装置。
  5. 　前記ターゲットを構成する元素のイオンを検出するイオン検出器をさらに備え、
    　前記制御部は、前記イオン検出器の出力に基づいて前記レーザシステムを制御する、
    請求項１記載の極端紫外光生成装置。
  6. 　前記制御部は、前記イオン検出器によって検出されるイオンがなくなった後、前記第３レーザ光が前記ターゲットに照射されるように、前記レーザシステムを制御する、
    請求項５記載の極端紫外光生成装置。
  7. 　所定領域に向けてターゲットを出力するターゲット供給部と、
    　前記ターゲットに照射される第１レーザ光と、前記第１レーザ光が照射された前記ターゲットに照射される第２レーザ光と、前記第２レーザ光が照射された前記ターゲットに照射される第３レーザ光と、を出力するレーザシステムと、
    　前記ターゲットを構成する元素のイオンが消失して残留した中性粒子に前記第３レーザ光が照射されるように前記レーザシステムを制御する制御部と、
    を備える極端紫外光生成装置。
  8. 　前記制御部は、
    　前記第２レーザ光が出力されるように前記制御部が前記レーザシステムにトリガ信号を出力した後の時間を計測するタイマーをさらに備え、
    　前記タイマーの出力に基づいて前記レーザシステムを制御する、
    請求項７記載の極端紫外光生成装置。
  9. 　前記第２レーザ光が前記ターゲットに照射されてから、前記第３レーザ光の光路から前記ターゲットを構成する元素のイオンが消失するまでの所要時間のデータを保持する記憶部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記記憶部に保持された所要時間と、前記タイマーの出力との比較結果に基づいて前記レーザシステムを制御する、
    請求項８記載の極端紫外光生成装置。
  10. 　前記所要時間は、１００ｎｓ以上、３００ｎｓ以下である
    請求項９記載の極端紫外光生成装置。
  11. 　前記ターゲットを構成する元素のイオンを検出するイオン検出器をさらに備え、
    　前記制御部は、前記イオン検出器の出力に基づいて前記レーザシステムを制御する、
    請求項７記載の極端紫外光生成装置。
  12. 　前記制御部は、前記イオン検出器によって検出されるイオンがなくなった後、前記第３レーザ光が前記ターゲットに照射されるように、前記レーザシステムを制御する、
    請求項１１記載の極端紫外光生成装置。
  13. 　所定領域に向けてターゲットを出力するターゲット供給部と、
    　前記ターゲットに照射される第１レーザ光と、前記第１レーザ光が照射された前記ターゲットに照射される第２レーザ光と、前記第２レーザ光が照射された前記ターゲットに照射される第３レーザ光と、を出力するレーザシステムと、
    　前記第３レーザ光が、前記ターゲットの一部に照射されるが前記ターゲットを構成する元素のイオンには照射されないように、前記レーザシステムを制御する制御部と、
    を備える極端紫外光生成装置。
  14. 　前記制御部は、
    　前記第２レーザ光が出力されるように前記制御部が前記レーザシステムにトリガ信号を出力した後の時間を計測するタイマーをさらに備え、
    　前記タイマーの出力に基づいて前記レーザシステムを制御する、
    請求項１３記載の極端紫外光生成装置。
  15. 　前記第２レーザ光が前記ターゲットに照射されてから、前記第３レーザ光の光路から前記ターゲットを構成する元素のイオンが消失するまでの所要時間のデータを保持する記憶部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記記憶部に保持された所要時間と、前記タイマーの出力との比較結果に基づいて前記レーザシステムを制御する、
    請求項１４記載の極端紫外光生成装置。
  16. 　前記所要時間は、１００ｎｓ以上、３００ｎｓ以下である
    請求項１５記載の極端紫外光生成装置。
  17. 　前記ターゲットを構成する元素のイオンを検出するイオン検出器をさらに備え、
    　前記制御部は、前記イオン検出器の出力に基づいて前記レーザシステムを制御する、
    請求項１３記載の極端紫外光生成装置。
  18. 　前記制御部は、前記イオン検出器によって検出されるイオンがなくなった後、前記第３レーザ光が前記ターゲットに照射されるように、前記レーザシステムを制御する、
    請求項１７記載の極端紫外光生成装置。
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