(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-13
(45)【発行日】2023-04-21
(54)【発明の名称】極端紫外光源におけるターゲットの移動特性の決定
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20230414BHJP
H05G 2/00 20060101ALI20230414BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 503
H05G2/00 K
【請求項の数】
32
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022043674
(22)【出願日】2022-03-18
(62)【分割の表示】P 2019508217の分割
【原出願日】2017-09-07
(65)【公開番号】P2022095680
(43)【公開日】2022-06-28
【審査請求日】2022-04-12
(31)【優先権主張番号】15/265,376
(32)【優先日】2016-09-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】504151804
【氏名又は名称】エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】オードル，ジェシー，クイン
(72)【発明者】
【氏名】セネケリミャン，バハン
(72)【発明者】
【氏名】フェルナンデス－エスパーサ，シーザー
【審査官】植木 隆和
(56)【参考文献】
【文献】特表２００７－５２８６０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／０２９１３７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１５／０４１２６０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１５／１２８２９７（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７
Ｇ０３Ｆ ７／２０
Ｈ０５Ｇ ２／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
現在のターゲットがターゲット空間に向かって軌道に沿って移動する際の前記現在のターゲットの移動特性を測定する方法であって、前記現在のターゲットが前記ターゲット空間に入る前に、前記現在のターゲットと複数の診断プローブの各々との間の相互作用に起因して生成される光の複数の２次元描写を検出することと、
前記検出された光の複数の２次元描写の分析に基づいて、前記現在のターゲットの１つ又は複数の移動特性を決定することであって、前記決定することは、前記現在のターゲットが前記ターゲット空間に入る前に完了することと、
前記現在のターゲットの前記決定された１つ又は複数の移動特性が許容範囲外である場合、前記ターゲット空間に向けられる放射パルスの１つ又は複数の特性を調節することと、を含む方法。
【請求項2】
前記放射パルスを前記ターゲット空間内の居合わせているターゲットと相互作用させることを更に含み、前記居合わせているターゲットとは、前記ターゲット空間に入った前記現在のターゲットか、又は前記ターゲット空間に入った別のターゲットのいずれかであり、前記他のターゲットは、前記現在のターゲットが前記ターゲット空間に入った時間に続く時間に前記ターゲット空間に入る、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記他のターゲットは、前記軌道に沿って前記現在のターゲットと隣り合っている、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記他のターゲットは、前記軌道に沿って前記他のターゲットと前記現在のターゲットとの間にある中間ターゲットと隣り合っている、請求項２に記載の方法。
【請求項5】
軸方向に垂直な第１の方向と前記軸方向とによって画定される平面に沿って、前記現在のターゲットに向かって少なくとも１つの診断プローブを向けることを更に含み、前記現在のターゲットは、前記軸方向に沿った成分を有する方向に沿って移動する、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記放射パルスは、前記軸方向と前記第１の方向とに垂直な第２の方向に沿って、前記ターゲット空間に向かって向けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記現在のターゲットが前記ターゲット空間に入る前に、各診断プローブが別々の診断位置で前記現在のターゲットと相互作用するように、前記現在のターゲットに向かって前記診断プローブを向けることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
各診断プローブは、診断用光ビームであり、前記現在のターゲットと各診断プローブとの間の前記相互作用に起因して生成される光は、前記現在のターゲットの表面から散乱する前記診断用光ビームを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
各診断プローブは、診断用光ビームであり、前記現在のターゲットと前記診断プローブとの間の前記相互作用に起因して生成される光は、前記診断用光ビームの少なくとも一部を覆い隠す前記現在のターゲットの影を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記検出された光の複数の２次元描写を分析することを更に含み、前記分析することは、各描写内の１つ又は複数の関心領域を特定することであって、各関心領域は前記軌道に沿った前記現在のターゲットの位置に相当することと、
関心領域毎に、前記関心領域の中心領域を決定することと、
前記決定された中心領域に基づいて、３次元での前記現在のターゲットの座標位置を導出することと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項11】
各ターゲットがターゲット空間に向かって軌道に沿って移動する際の、複数のターゲット中の各ターゲットの１つ又は複数の移動特性を測定する方法であって、前記複数のうちの各ターゲットが前記ターゲット空間に到達する前で、且つ前の隣り合うターゲットが前記ターゲット空間に入った後に、複数の診断プローブを、前記複数のターゲットのうちの各ターゲットと、そのターゲットの軌道に沿った診断位置で相互作用させること、並びに、
前記複数のターゲット中の各ターゲット毎に、
そのターゲットと前記診断プローブとの間の前記相互作用に起因して生成された光の複数の２次元描写を検出することと、
前記検出された２次元描写を分析することと、
前記検出された２次元描写の前記分析に基づいて、３次元座標系の各次元に沿ったそのターゲットの１つ又は複数の移動特性を決定することと、
前記決定された１つ又は複数の移動特性に基づいて、前記ターゲット空間に向けられる放射パルスの１つ又は複数の特性を調節する必要があるかどうかを決定することと、を含む方法。
【請求項12】
前記複数のターゲット中の各ターゲット毎に、そのターゲットと診断プローブとの間の各相互作用に関連した時間を検出することと、
前記検出された時間を分析することと、
前記検出された時間の前記分析に基づいて、前記３次元座標系の前記次元のうちの少なくとも１つに沿った前記ターゲットの１つ又は複数の移動特性を決定することと、を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
ターゲットの前記１つ又は複数の移動特性を決定することは、前記ターゲットの座標位置、速度、及び加速度のうちの１つ又は複数を決定することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項14】
前記光の２次元描写を検出すること、前記検出された２次元描写を分析すること、及び前記ターゲットの前記１つ又は複数の移動特性を決定することは、前記ターゲットが前記ターゲット空間に入る前に前記ターゲットに対して行われる、請求項１１に記載の方法。
【請求項15】
装置であって、ターゲット空間に向かってターゲットを放出するターゲット送達システムであって、前記ターゲットはプラズマに変換されると極端紫外（ＥＵＶ）光を放射する材料を含む、ターゲット送達システムと、
前記ターゲット空間、及び前記ターゲット送達システムと前記ターゲット空間との間の領域を画定するチャンバであって、前記ターゲット空間は複数の放射パルスを受け取るように配置され、前記ターゲット空間内でターゲットと相互作用する各放射パルスは、そのターゲットの少なくとも一部が、ＥＵＶ光を放射するプラズマに変換されるようにする、チャンバと、
診断システムであって、
複数の診断プローブを生成するプローブモジュールであって、各診断プローブは、前記ターゲットが前記ターゲット空間に入る前に前記領域内で前記ターゲットと相互作用する、プローブモジュール、及び
前記診断プローブと前記ターゲットとの間の前記相互作用から生成された光の複数の２次元描写を検出する検出モジュール、を含む診断システムと、
前記診断システムに接続された制御システムであって、
前記検出モジュールから前記複数の２次元描写を受け取り、
前記受け取った２次元描写を分析し、
前記分析に基づいて、前記ターゲットの１つ又は複数の移動特性を決定する、制御システムと、を含む装置。
【請求項16】
前記制御システムは、前記ターゲットの前記決定された１つ又は複数の移動特性が許容範囲外である場合に、前記ターゲット空間に向けられる放射パルスの１つ又は複数の特性を調節する、請求項１５に記載の装置。
【請求項17】
各診断プローブは診断用光ビームである、請求項１５に記載の装置。
【請求項18】
診断装置であって、ターゲット空間に向かって移動するターゲットのターゲット軌道に向かってプローブ光を向けるように構成されたプローブモジュールであって、前記プローブ光は、前記ターゲット軌道に沿ってプローブ距離Ｄｐを画定する範囲を有し、前記プローブ光は、現在のターゲットが前記ターゲット空間に入る前に前記現在のターゲットと相互作用する、プローブモジュールと、
前記プローブモジュールに対して配置された検出モジュールであって、前記現在のターゲットの複数の２次元描写を検出するようにそれぞれ構成された複数の検出装置を含み、前記現在のターゲットの各２次元描写は、前記プローブ光と前記現在のターゲットとの間の相互作用から生成される、検出モジュールと、を含む、
診断装置。
【請求項19】
検出装置で検出された前記現在のターゲットの前記２次元描写は、複数の位置において複数の時間にプローブ光と前記現在のターゲットとの間の相互作用から生成される、請求項１８に記載の診断装置。
【請求項20】
前記検出モジュールと通信し、前記検出モジュールからの出力を分析し、かつ前記分析に基づいて前記現在のターゲットの１つ又は複数の特性を決定するように構成された制御システムをさらに含む、請求項１８に記載の診断装置。
【請求項21】
前記制御システムは、前記検出モジュールからの前記出力に基づいて、前記ターゲット空間に向けられる放射パルスの１つ又は複数の特性を調節することを光源に指示する信号を前記光源に送信するように構成される、請求項２０に記載の診断装置。
【請求項22】
各検出装置は、カメラ、高速カメラ、電荷結合素子、赤外カメラ、相補型金属酸化膜半導体、又はフォトダイオードを含む、請求項１８に記載の診断装置。
【請求項23】
検出装置において検出された前記現在のターゲットの各２次元描写は、前記プローブ光の少なくとも一部を覆い隠す前記現在のターゲットの影を含む、請求項１８に記載の診断装置。
【請求項24】
検出装置において検出された前記現在のターゲットの各２次元描写は、前記現在のターゲットの表面から散乱する前記プローブ光からの光又は前記現在のターゲットの像の反射を含む、請求項１８に記載の診断装置。
【請求項25】
前記プローブモジュールは、前記現在のターゲットが前記ターゲット空間内で放射パルスと相互作用する前に前記ターゲット軌道に向かって前記プローブ光を向けるように構成される、請求項１８に記載の診断装置。
【請求項26】
前記検出モジュールと通信し、前記検出モジュールからの出力に基づいて、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の３つの方向全てに前記ターゲットの前記軌道を再現するするように構成された制御システムをさらに含む、請求項１８に記載の診断装置。
【請求項27】
前記プローブ光は１つ又は複数のプローブ光ビームを含み、各プローブ光ビームは前記ターゲットと相互作用する際に平行化されている、請求項１８に記載の診断装置。
【請求項28】
前記プローブ光は１つ又は複数のプローブ光ビームを含み、各プローブ光ビームは、前記プローブ光ビームのビームウエストが前記ターゲット軌道と重なるような集束ビームである、請求項１８に記載の診断装置。
【請求項29】
各検出装置は、ターゲットが生成されて前記ターゲット空間に向かって向けられるレート以上のフレームレートを有する、請求項１８に記載の診断装置。
【請求項30】
各検出装置は、平面内にある２次元結像アレイと、Ｚ方向である軸と、ＸＹ平面内にある軸である軸とによって画定される平面内にある第１の２次元結像アレイを有する第１の検出装置と、
前記Ｚ方向である軸と、前記ＸＹ平面内にある別の軸とによって画定される平面内にある第２の２次元結像アレイを有する第２の検出装置と、を含む、
請求項１８に記載の診断装置。
【請求項31】
診断装置であって、ターゲット空間に向かって移動するターゲットのターゲット軌道に向かってプローブ光を向けるように構成されたプローブモジュールであって、前記プローブ光は、前記ターゲット軌道に沿ってプローブ距離Ｄｐを画定する範囲を有し、前記プローブ光は、現在のターゲットが前記ターゲット空間に入る前に前記現在のターゲットと相互作用する、プローブモジュールと、
前記プローブモジュールに対して配置された検出モジュールであって、前記現在のターゲットの複数の２次元描写を検出するようにそれぞれ構成された複数の検出装置を含み、前記現在のターゲットの各２次元描写は、前記プローブ光と前記現在のターゲットとの間の相互作用から生成される、検出モジュールと、
前記プローブモジュール及び前記検出モジュールと通信する制御システムであって、
前記検出モジュールから前記検出された複数の２次元描写を受け取り、
各２次元描写において、前記現在のターゲットの位置にそれぞれ相当する１つ又は複数の関心領域を特定し、
各関心領域の面積及び重心を計算するように構成される分析モジュールを含む制御システムと、を含む、
診断装置。
【請求項32】
前記制御システムは、１つ又は複数のトリガー信号を前記検出モジュールに提供するように構成されたトリガー源を含み、前記トリガー信号は、前記複数の検出装置に前記各々の２次元描写を記録するように指示する、請求項３１に記載の診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年９月１４日に出願された米国特許出願第１５／２６５，３７６号の利益を主張するものであり、この米国特許出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１６年９月１４日に出願された米国特許出願第１５／２６５，３７６号の利益を主張するものであり、この米国特許出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
開示する主題は、レーザ生成プラズマ極端紫外光源においてターゲットの軌道に沿ってターゲットの態様を測定するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【0003】
極端紫外（ＥＵＶ）光、例えば、約１３ｎｍの波長の光を含め約５０ｎｍ以下の波長を有する電磁放射（軟Ｘ線と呼ばれることもある）をフォトリソグラフィ処理で使用して、例えばシリコンウェーハの基板に極めて小さなフィーチャを生成することができる。
【0004】
ＥＵＶ光を生成する方法には、プラズマ状態においてＥＵＶ範囲に輝線を有する、例えばキセノン、リチウム、又はスズなどの元素を有する材料を変換することが含まれるが、これに必ずしも限定はされない。レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）としばしば呼ばれるそのような方法の１つでは、必要とされるプラズマは、例えば材料の液滴、プレート、テープ、ストリーム、又はクラスターの形態でのターゲット材料を、ドライブレーザと呼ばれることもある増幅された光ビームで照射することにより、生成することができる。この処理の場合、プラズマは通常、密封容器、例えば真空チャンバ内で生成され、様々な種類の計測機器を用いて監視される。
【発明の概要】
【0005】
幾つかの一般的な態様では、現在のターゲットがターゲット空間に向かって軌道に沿って移動する際の現在のターゲットの移動特性を測定するための方法が行われる。この方法は、現在のターゲットがターゲット空間に入る前に現在のターゲットと複数の診断プローブの各々との間の相互作用に起因して生成される光の複数の２次元描写を検出することと、検出された光の複数の２次元描写の分析に基づいて現在のターゲットの１つ又は複数の移動特性を決定することであって、この決定することは現在のターゲットがターゲット空間に入る前に完了することと、現在のターゲットの決定された１つ又は複数の移動特性が許容範囲外である場合、ターゲット空間に向けられる放射パルスの１つ又は複数の特性を調節することと、を含む。
【0006】
実施態様は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含むことができる。例えば、この方法は、放射パルスをターゲット空間内の居合わせているターゲットと相互作用させることを含むこともでき、ここで居合わせているターゲットとは、ターゲット空間に入った現在のターゲットか、又はターゲット空間に入った別のターゲットのいずれかであり、この他のターゲットは、現在のターゲットがターゲット空間に入った時間に続く時間にターゲット空間に入る。この他のターゲットは、軌道に沿って現在のターゲットと隣り合っていることがある。この他のターゲットは、軌道に沿ってこの他のターゲットと現在のターゲットとの間にある中間ターゲットと隣り合っていることがある。
【0007】
放射パルスが居合わせているターゲットと相互作用すると、放射パルスは、居合わせているターゲットの少なくとも一部を、極端紫外光を放射するプラズマに変換することができる。放射パルスは、居合わせているターゲットにエネルギーを与えて、居合わせているターゲットの幾何分布を修正することがある。
【0008】
この方法は、レーザ生成プラズマ極端紫外光源内部に画定されたターゲット空間に向かって、軌道に沿って現在のターゲットを放出することを含むことができる。
【0009】
検出される光の２次元描写は、光の２次元画像であり得る。
【0010】
この方法は、軸方向に垂直な第１の方向と軸方向とによって画定される平面に沿って、現在のターゲットに向かって少なくとも１つの診断プローブを向けることを含むことができ、現在のターゲットは、軸方向に沿った成分を有する方向に沿って移動する。放射パルスは、軸方向と第１の方向とに垂直な第２の方向に沿って、ターゲット空間に向かって向けられることがある。
【0011】
この方法はまた、現在のターゲットがターゲット空間に入る前に、各診断プローブが別々の診断位置で現在のターゲットと相互作用するように、現在のターゲットに向かって診断プローブを向けることも含む。
【0012】
各診断プローブは、診断用光ビームであり得る。現在のターゲットと各診断プローブとの間の相互作用に起因して生成される光は、現在のターゲットの表面から散乱する診断用光ビームを含むことがある。現在のターゲットと診断プローブとの間の相互作用に起因して生成される光は、診断用光ビームの少なくとも一部を覆い隠す現在のターゲットの影を含むことがある。
【0013】
現在のターゲットの１つ又は複数の移動特性は、現在のターゲットの座標位置、速度、及び加速度のうちの１つ又は複数を決定することにより、決定することができる。現在のターゲットの１つ又は複数の移動特性は、３次元座標系の各次元に沿って現在のターゲットの１つ又は複数の移動特性を決定することにより、決定することができる。放射パルスの１つ又は複数の特性は、放射パルスの放出のタイミング及び放射パルスが進行する方向のうちの１つ又は複数を調節することにより、調節することができる。
【0014】
この方法は、現在のターゲットがターゲット空間に入る前に、現在のターゲットと各診断プローブとの間の相互作用に起因して生成される光の複数の１次元値を検出することを含むことができる。
【0015】
現在のターゲットは、ターゲット空間において前の隣り合うターゲットが前の放射パルスと相互作用した後で、複数の診断プローブと相互作用することができる。現在のターゲットは、現在のターゲットがプラズマ押し戻し力によって少なくとも部分的に影響を受けている間に、複数の診断プローブと相互作用することができる。
【0016】
この方法は、検出された光の複数の２次元描写を分析することを含むことができ、この分析することは、各描写内の１つ又は複数の関心領域を特定することであって、各関心領域は軌道に沿った現在のターゲットの位置に相当することと、関心領域毎に、その関心領域の中心領域を決定することと、決定された中心領域に基づいて、３次元での現在のターゲットの座標位置を導出することと、を含む。
【0017】
他の一般的な態様では、各ターゲットがターゲット空間に向かって軌道に沿って移動する際の、複数のターゲット中の各ターゲットの１つ又は複数の移動特性を測定するための方法が行われる。この方法は、複数のターゲットのうちの各ターゲットがターゲット空間に到達する前で、且つ前の隣り合うターゲットがターゲット空間に入った後に、複数の診断プローブを、複数のターゲットのうちの各ターゲットと、そのターゲットの軌道に沿った診断位置で相互作用させることを含む。複数のターゲット中の各ターゲットについて、そのターゲットと診断プローブとの間の相互作用に起因して生成された光の複数の２次元描写が検出され、検出された２次元描写が分析され、検出された２次元描写の分析に基づいて、３次元座標系の各次元に沿ってそのターゲットの１つ又は複数の移動特性が決定され、決定された１つ又は複数の移動特性に基づいて、ターゲット空間に向けられる放射パルスの１つ又は複数の特性を調節する必要があるかどうかが決定される。
【0018】
実施態様は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含むことができる。例えば、この方法は、複数のターゲット中の各ターゲットについて、そのターゲットと診断プローブとの間の各相互作用に関連した時間を検出することと、検出された時間を分析することと、検出された時間の分析に基づいて、３次元座標系の次元のうちの少なくとも１つに沿ったターゲットの１つ又は複数の移動特性を決定することと、を含むことができる。
【0019】
ターゲットの１つ又は複数の移動特性は、ターゲットの座標位置、速度、及び加速度のうちの１つ又は複数を決定することにより、決定することができる。
【0020】
光の２次元描写は、光の２次元画像を検出することにより、検出することができる。検出された２次元画像は、画像内の１つ又は複数の関心領域を特定することと、特定された関心領域の各々について重心を計算することとによって、分析することができる。
【0021】
放射パルスの１つ又は複数の特性を調節する必要があるかどうかを決定することは、ターゲットの決定された１つ又は複数の移動特性が許容範囲外である場合に、放射パルスの１つ又は複数の特性を調節する必要があると決定することを含むことができる。放射パルスの１つ又は複数の特性は、放射パルスの放出のタイミング及び放射パルスが進行する方向のうちの１つ又は複数を調節することにより、調節することができる。
【0022】
光の２次元描写は、ターゲットがターゲット空間に入る前に検出することができる。検出された２次元描写は、ターゲットがターゲット空間に入る前に分析することができる。また、ターゲットの１つ又は複数の移動特性は、ターゲットがターゲット空間に入る前に決定することができる。
【0023】
ターゲットは、ターゲットがプラズマ押し戻し力によって少なくとも部分的に影響を受けている間に、複数の診断プローブと相互作用することができる。
【0024】
他の一般的な態様では、装置が、ターゲットをターゲット空間に向けて放出するように構成されたターゲット送達システムを含み、なおターゲットはプラズマに変換されたときに極端紫外（ＥＵＶ）光を放射する材料を含んでおり、またこの装置は、ターゲット空間並びにターゲット送達システムとターゲット空間との間の領域を画定するチャンバを含み、なおターゲット空間は複数の放射パルスを受け取るように配置され、なおターゲット空間でターゲットと相互作用する各放射パルスはそのターゲットの少なくとも一部がＥＵＶ光を放射するプラズマに変換されるようにし、またこの装置は、診断システムと、制御システムと、を含む。診断システムは、複数の診断プローブを生成するプローブモジュールを含み、なお各診断プローブは、ターゲットがターゲット空間に入る前の領域内でターゲットと相互作用し、また診断システムは、検出モジュールを含み、この検出モジュールは、診断プローブとターゲットとの間の相互作用から生成された光の複数の２次元描写を検出する。制御システムは、診断システムに接続されており、また、検出モジュールから複数の２次元描写を受け取り、受け取った２次元描写を分析し、分析に基づいてターゲットの１つ又は複数の移動特性を決定するように構成される。
【0025】
実施態様は、以下の特徴のうちの１つ又は複数を含むことができる。例えば、制御システムは、ターゲットの決定された１つ又は複数の移動特性が許容範囲外である場合に、ターゲット空間に向けられる放射パルスの１つ又は複数の特性を調節するように構成されることがある。各診断プローブは、診断用光ビームであり得る。ターゲットと各診断プローブとの間の相互作用に起因して生成される光は、ターゲットの表面から散乱する診断用光ビームを含むことがある。ターゲットと各診断プローブとの間の相互作用に起因して生成される光は、診断用光ビームの少なくとも一部を覆い隠すターゲットの影を含むことがある。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1A】－Ｘ方向に沿ってターゲット空間に向かって拡張ターゲット領域内を移動するターゲットの移動特性を検出するための診断システムを含む、レーザ生成プラズマ極端紫外光源のブロック図である。
【図9A】診断放射ビームと現在のターゲットとの間の相互作用のクローズアップを示す概略図であり、この図では、診断放射ビームの軸は現在のターゲットの軌道とほぼ垂直であり、現在のターゲットの軌道はＸ方向と整列されている。
【図9B】診断放射ビームと現在のターゲットとの間の相互作用のクローズアップを示す概略図であり、この図では、診断放射ビームの軸は現在のターゲットの軌道とほぼ垂直であり、現在のターゲットの軌道はＹ方向に沿ってＸ方向からオフセットされている。
【図9C】診断放射ビームと現在のターゲットとの間の相互作用のクローズアップを示す概略図であり、この図では、診断放射ビームはＸＹ平面内にある軸に沿って向けられており、現在のターゲットの軌道はＸ方向と整列されている。
【図9D】診断放射ビームと現在のターゲットとの間の相互作用のクローズアップを示す概略図であり、この図では、診断放射ビームはＸＹ平面内にある軸に沿って向けられており、現在のターゲットの軌道はＹ方向に沿ってＸ方向からオフセットされている。
【図13】拡張ターゲット領域内での現在のターゲットの移動特性を決定するための、（制御システムの制御下で）ＥＵＶ光源によって行われる例示的な手順の流れ図である。
【図14A】図１のＥＵＶ光源のＺ方向に沿って見たときの、例示的な診断システム、拡張ターゲット領域、及びターゲット空間の概略図であり、ターゲット空間内部のターゲット位置で前の放射パルスと前のターゲットとが互いに相互作用する直前の時点を示す。
【図15A】図１のＥＵＶ光源のＺ方向に沿って見たときの、例示的な診断システム、拡張ターゲット領域、及びターゲット空間の概略図であり、ターゲット空間内部のターゲット位置で前の放射パルスと前のターゲットとが互いに相互作用した直後の時点を示す。
【図16A】図１のＥＵＶ光源のＺ方向に沿って見たときの、例示的な診断システム、拡張ターゲット領域、及びターゲット空間の概略図であり、現在のターゲットが拡張ターゲット領域内で診断システムの第１の診断用光ビームと相互作用する時点を示す。
【図17A】図１のＥＵＶ光源のＺ方向に沿って見たときの、例示的な診断システム、拡張ターゲット領域、及びターゲット空間の概略図であり、現在のターゲットが拡張ターゲット領域内で診断システムの第２の診断用光ビームと相互作用する時点を示す。
【図18A】図１のＥＵＶ光源のＺ方向に沿って見たときの、例示的な診断システム、拡張ターゲット領域、及びターゲット空間の概略図であり、現在のターゲットが拡張ターゲット領域で第２の診断用光ビームと相互作用した後で、且つ現在の放射パルスがターゲット空間に向けられている時点を示す。
【図19A】Ｚ方向に沿って見たときの図１のＥＵＶ光源の例示的な診断システム、拡張ターゲット領域、及びターゲット空間の概略図であり、現在のターゲットがターゲット空間で現在の放射パルスと相互作用している時点を示す。
【図19C】Ｚ方向に沿って見たときの図１のＥＵＶ光源の例示的な診断システム、拡張ターゲット領域、及びターゲット空間の概略図であり、現在のターゲットがターゲット空間で現在の主放射パルスと相互作用しており、ＥＵＶ光を生成している時点を示す。
【図20A】図１のＥＵＶ光源のＺ方向に沿って見たときの、例示的な診断システム、拡張ターゲット領域、及びターゲット空間の概略図であり、現在のターゲットが拡張ターゲット領域で診断システムの３つの診断用光ビームと相互作用した後で、且つ現在の放射パルスがターゲット空間に向けられている時点を示す。
【図24】２つ以上の２次元記録装置を使用してターゲットの影を撮像する例示的な診断システムの概略図である。
【図25】２つ以上の２次元記録装置を使用してターゲットから散乱された光を撮像する例示的な診断システムの概略図である。
【図26】２次元記録装置を使用してターゲットから反射された光を撮像する例示的な診断システムの概略図である。
【図27】ターゲットと診断プローブとの間の相互作用により生成された光の１次元の態様及び２次元の画像の両方を記録する、例示的な診断システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、極端紫外（ＥＵＶ）光源１００が、ターゲットと放射パルスとの間の相互作用によって生成されたＥＵＶ光１５５を出力装置１６０に供給する。ＥＵＶ光源１００は、現在のターゲット１１０が拡張ターゲット領域１１５内を移動する際に、現在のターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性（速さ、速度、及び加速度など）を測定し分析する機能又は構成要素を含む。現在のターゲット１１０は、チャンバ１７５内部に画定されたターゲット空間１２０に向かう軌道ＴＲに概ね沿って移動し、その方向は、ターゲット（又は軸）方向ＡＴとしてみなすことができる。現在のターゲット１１０の軸方向ＡＴは、３次元座標系、即ち、チャンバ１７５によって定義されるＸ、Ｙ、Ｚ座標系内にある。現在のターゲット１１０の軸方向ＡＴは、一般的に、チャンバ１７５の座標系の－Ｘ方向と平行な成分を有する。しかしながら、現在のターゲット１１０の軸方向ＡＴは、－Ｘ方向に垂直なＹ方向及びＺ方向のうちの１つ又は複数に沿った成分を有することもある。
【0028】
図１Ｂ及び図２Ｂを参照すると、ＥＵＶ光源１００は、現在のターゲット１１０の決定された移動特性の分析に基づいて、ターゲット空間１２０に向けられる放射パルス１３５の１つ又は複数の特性を調節する。放射パルス１３５の１つ又は複数の特性を調節すると、ターゲット空間１２０内のターゲット位置１２２における居合わせているターゲット１１０’と放射パルス１３５との相対的アライメントが向上する。居合わせているターゲット１１０’とは、（たった今調節された）放射パルス１３５がターゲット空間１２０に到達した時点で、ターゲット空間１２０に入ったターゲットである。放射パルス１３５の１つ又は複数の特性に対するそのような調節により、居合わせているターゲット１１０’と放射パルス１３５との間の相互作用が改善され、そのような相互作用により生成される（図１Ａに示したような）ＥＵＶ光１５０の量が増加する。
【0029】
実施態様によっては、居合わせているターゲット１１０’は現在のターゲット１１０である。これらの実施態様では、放射パルス１３５の１つ又は複数の特性に対する調節は、比較的に短い時間枠で行われる。比較的に短い時間枠は、現在のターゲット１１０の移動特性の分析が完了した後の時間から、現在のターゲット１１０がターゲット空間１２０に入る時間までの間に、放射パルス１３５の１つ又は複数の特性が調節されることを意味する。放射パルス１３５の１つ又は複数の特性を、この比較的に短い時間枠内で調節することができるので、現在のターゲット１１０（その移動特性はたった今分析されたばかり）と放射パルス１３５との間の相互作用をもたらすのに十分な時間がある。
【0030】
他の実施態様では、居合わせているターゲット１１０’は別のターゲット、即ち、現在のターゲット１１０以外のターゲットであり、時間的に現在のターゲット１１０に続いている。これらの実施態様では、放射パルス１３５の１つ又は複数の特性に対する調節は、比較的に長い時間枠内で行われ、その結果、現在のターゲット１１０（その移動特性はたった今分析されたばかり）と放射パルス１３５との間の相互作用をもたらすことは実現可能ではない。一方、その別の（即ち後の）ターゲットと放射パルス１３５との間の相互作用をもたらすことは実現可能である。比較的に長い時間枠は、現在のターゲット１１０の移動特性の分析が完了した後から現在のターゲット１１０がターゲット空間１２０に入るまでの時間よりも長い時間枠である。この比較的に長い時間枠に応じて、その別のターゲットは、現在のターゲット１１０に隣り合うことがある。又は、その別のターゲットは、現在のターゲット１１０に隣り合う中間ターゲットに隣り合うことがある。
【0031】
ＥＵＶ光源１００は、現在のターゲット１１０及びターゲット空間１２０に向けられた各ターゲットの移動特性を決定することができ、且つ、短い時間ウィンドウ内で、放射パルス１３５の特性（１つ又は複数）を調節することもできる。具体的には、現在のターゲット１１０の移動特性は、前の隣り合うターゲット１１０Ｐが前の放射パルス１３５Ｐと相互作用した（図２Ａ）後で、次のターゲットが拡張ターゲット領域１１５に入る前に、決定される。このようにして、ターゲット空間１２０に向けられた全ての又はほぼ全てのターゲットの移動特性を決定することができ、その結果、特定の放射パルスが相互作用することになるターゲットの決定された移動特性に合わせて、その特定の放射パルスに対する具体的な調節を行うことができるようになる。
【0032】
短い時間ウィンドウでこの拡張ターゲット領域１１５内で現在のターゲット１１０の移動特性を測定し分析することにより、現在のターゲット１１０がターゲット空間１２０に向かって移動する際の様々な力の影響又は効果、及び現在のターゲット１１０に加えられる効果を決定することが可能になる。例えば、現在のターゲット１１０に加えられる力及び効果には、光源１４０によって供給される、前の放射パルス１３５Ｐ（図２Ａに示す）と前のターゲット１１０Ｐ（図２Ａに示す）との間のターゲット空間１２０内部のターゲット位置１２２での相互作用から形成された残留プラズマ１３０に起因して現在のターゲット１１０に加えられるプラズマ押し戻し力１２５が含まれる。そのようなプラズマ押し戻し力１２５は、プラズマ電力が増加するにつれてより大きくなることがあり、プラズマ電力は前の放射パルス１３５Ｐの電力、及び前の放射パルス１３５Ｐと前のターゲット１１０Ｐとの間の相互作用の効率に依存する。従って、これらの出力電力が増加するにつれて、プラズマ押し戻し力１２５の影響を考慮に入れ、プラズマ押し戻し力１２５の影響を低減するための調節を行うことが重要になる。現在のターゲット１１０に加えられる他の力及び効果には、現在のターゲット１１０がターゲット空間１２０に向かって移動する際の現在のターゲット１１０の生成及び搬送における不安定性、及び現在のターゲット１１０がターゲット空間１２０に向かって移動する際に現在のターゲット１１０が他のガス流（水素ガスなど）と相互作用することに起因するターゲット軌道の乱れが含まれる。
【0033】
現在のターゲット１１０（並びに前のターゲット１１０Ｐ及びこれらのターゲットよりも前及び後に放出されるターゲット）は、ターゲット送達システム１４５によって生成され、且つ軌道又は経路ＴＲに沿ってターゲット空間１２０に向けられ、現在のターゲット１１０は、軌道ＴＲに沿った各地点でそれ自体の軸方向ＡＴに沿って向けられる。実施態様によっては、ターゲット送達システム１４５から放出された直後の現在のターゲット１１０の軸方向ＡＴは、３次元座標系Ｘ、Ｙ、Ｚの－Ｘ方向と整列している即ち平行である。現在のターゲット１１０は、ある速度でその軸方向ＡＴに沿って移動し、そのような移動は、ターゲット送達システム１４５における特性に基づいて予測することができる。ターゲット送達システム１４５によって放出された各ターゲットは、僅かに異なる実際の軌道を有することがあり、この軌道は、ターゲット放出時のターゲット送達システム１４５の物理的特性、並びにチャンバ１７５内部の環境に依存する。
【0034】
しかしながら、上述のように、現在のターゲット１１０に加えられる様々な力及び効果（Ｘ方向並びにＹ方向及びＺ方向に沿って加えられるプラズマ押し戻し力１２５など）が、現在のターゲット１１０の移動を、予測された移動からそらせるか又は変化させることがある。例えば、プラズマ押し戻し力１２５は、現在のターゲット１１０（並びに居合わせているターゲット１１０’）をＸ方向に沿って減速させるか、又は現在のターゲット１１０を予測不可能な態様でＹ方向又はＺ方向に沿って移動させることがある。居合わせているターゲット１１０’（これは現在のターゲット１１０であり得る）の移動に対するこれらの力及び効果（プラズマ押し戻し力１２５など）の影響を考慮に入れないと、光源１４０によって生成されターゲット空間１２０内部のターゲット位置１２２に向けられた放射パルス１３５は、居合わせているターゲット１１０’がターゲット位置１２２に到達したときに、居合わせているターゲット１１０’を完全に捉え損ねてしまうか、又は居合わせているターゲット１１０’と効率的に相互作用しないことがある。この非効率的な相互作用は、居合わせているターゲット１１０’によって生成されるＥＵＶ光１５０の量の低下につながることがあり、従って、リソグラフィ露光装置などの出力装置１６０に向かって光源１００から出力されるＥＵＶ光１５５の量の低下につながることがある。更に、この非効率的な相互作用は、居合わせているターゲット１１０’が放射パルス１３５と相互作用した後に、居合わせているターゲット１１０’の材料から余分なデブリを生成することがある。このデブリは、チャンバ１７５の内部又は光学系を汚染し、チャンバ内部及び／又はチャンバ１７５内部の光学系の汚染は、内部及び／又は光学系を清掃するために或いは光学系を交換するために、ＥＵＶ光源１００の停止を強いることがある。
【0035】
現在のターゲット１１０は、例えば、０．１～１０ｍ／ｓ程度で速度（例示的な移動特性）を変化させるプラズマ押し戻し力１２５を経験することがある。現在のターゲット１１０の速度に対するそのような変化を決定するために、ＥＵＶ光源１００は、ターゲット位置１２２での放射パルスと居合わせているターゲット１１０’との相対位置、例えば、５μｍ未満の相対位置、の許容可能な精度を保証するために、約０．１ｍ／ｓ以下（例えば、約０．０４ｍ／ｓ又は０．０２ｍ／ｓ以下）であり得る水準内で速度の変化を検出できるべきである。
【0036】
再び図１Ａを参照すると、拡張ターゲット領域１１５は、プラズマ押し戻し力１２５が現在のターゲット１１０に影響を及ぼし、現在のターゲット１１０の移動を所望の移動からそらせる領域である。このずれを定量化することにより、放射パルス１３５がターゲット空間１２０内部で居合わせているターゲット１１０’と効率的に相互作用することを保証するために、放射パルス１３５をどのように調節するかを決定することが可能になる。居合わせているターゲット１１０’が現在のターゲット１１０以外のターゲットである場合、現在のターゲット１１０に対する様々な力の効果は居合わせているターゲット１１０’に対する様々な力の効果と同様であると仮定することができ、その結果、現在のターゲット１１０以外のターゲットと相互作用する放射パルス１３５を調節するように分析を適用することができる。
【0037】
従って、拡張ターゲット領域１１５は、（図２Ａに示すような）前のターゲット１１０Ｐと（図２Ａに示すような）前の放射パルス１３５Ｐとの相互作用から形成された残留プラズマ１３０を含むことがある。拡張ターゲット領域１１５とターゲット送達システム１４５との間の第１の領域１６５は、プラズマ押し戻し力１２５が現在のターゲット１１０に対してはるかに弱い効果を有する領域とみなすことができる。従って、拡張ターゲット領域１１５における現在のターゲット１１０の移動特性（速さ又は方向など）は、第１の領域１６５における現在のターゲット１１０の移動特性とは異なることが予測される。そのような相違は、居合わせているターゲット１１０’がターゲット空間１２０内部のターゲット位置１２２に到達したときに、放射パルス１３５を居合わせているターゲット１１０’と効率的に相互作用させるのを困難にすることがある、というのも、居合わせているターゲット１１０’は、ターゲット空間１２０内部で予定されていたのとは異なる位置に到達することがあり、従って、放射パルス１３５は居合わせているターゲット１１０’を完全に又は部分的にさえぎることができないことがあるからである。
【0038】
現在のターゲット１１０の移動特性を測定するために、ＥＵＶ光源１００は、図１Ａに示すように、拡張ターゲット領域１１５において現在のターゲット１１０と相互作用する１つ又は複数の診断プローブ１０７を提供する診断システム１０５を含む。具体的には、１つ又は複数の診断プローブ１０７は、前の隣り合うターゲット１１０Ｐがターゲット空間１２０において前の放射パルス１３５Ｐと既に相互作用した後でのみ、拡張ターゲット領域１１５において現在のターゲット１１０と相互作用する。１つ又は複数の診断プローブ１０７は、－Ｘ方向及び－Ｙ方向の平面内にある方向に沿って、例えば－Ｙ方向に沿って、向けられることがある。更に、１つ又は複数の診断プローブ１０７は、診断システム１０５が全てのターゲット１１０について情報を分析するように、拡張ターゲット領域１１５を通過する全てのターゲット１１０と相互作用するように構成されることがある。
【0039】
現在のターゲット１１０と１つ又は複数の診断プローブ１０７との間の相互作用により、診断システム１０５によって検出することができる情報（光又は光子など）がリリースされる。診断システム１０５は、リリースされた情報に基づいてデータを出力し、そのデータは、現在のターゲット１１０の移動特性を決定するために使用することができる。ＥＵＶ光源１００は、診断システム１０５からこのデータを受け取る制御システム１７０も含む。制御システム１７０はこのデータを分析し、この分析に基づいて現在のターゲット１１０の移動特性を決定する。
【0040】
ＥＵＶ光源１００は、拡張ターゲット領域１１５における現在のターゲット１１０の移動特性について測定及び分析を行い、また、居合わせているターゲット１１０’と放射パルス１３５とが互いに効率的に相互作用してＥＵＶ光１５０を生成するように、ターゲット空間１２０内部のターゲット位置１２２において居合わせているターゲット１１０’と相互作用することになる放射パルス１３５の１つ又は複数の特性を変更する。ターゲット空間１２０内部のターゲット位置１２２において居合わせているターゲット１１０’と相互作用する放射パルス１３５は、前の放射パルス１３５Ｐを生成した後で光源１４０によって生成されたまさに次の放射パルスであってもなくてもよい。
【0041】
ＥＵＶ光源１００が測定及び分析、並びに放射パルス１３５に対する調節又は変更を行う時間枠は、ターゲット送達システム１４５が各ターゲットを生成し軌道ＴＲに沿って放出する速度、及びターゲット送達システム１４５とターゲット空間１２０との間の距離、のうちの１つ又は複数によって制限される。例えば、ターゲット送達システム１４５が５０ｋＨｚの繰り返し率でターゲットを生成し、ターゲットがターゲット送達システム１４５から放出される際にターゲットの速度が毎秒７０メートル（ｍ／ｓ）である場合、軌道ＴＲ内の各ターゲットは、軌道ＴＲに沿って約１．４ミリメートル（ｍｍ）だけ物理的に離れている又は間隔を空けていることになる。これらの例示的な条件を考えると、各ターゲットは、２０マイクロ秒（μｓ）毎に、診断システム１０５の診断プローブ１０７の経路を横切ることになる。この例では、ＥＵＶ光源１００は、前のターゲット１１０Ｐと前の放射パルス１３５Ｐとが相互作用した直後の２０μｓの時間枠内で、且つ、ターゲット同士の間隔（この例では、１．４ｍｍ）よりも短い距離内で、現在のターゲット１１０についての測定及び分析を行い、並びに放射パルス１３５への変更を作用させなくてはならない。
【0042】
プラズマ押し戻し力１２５は、ターゲット空間１２０から外に延び、この力の大きさはターゲット空間１２０からの距離と共に減少する。例えば、プラズマ押し戻し力１２５は、距離の線形倍数又は距離の２乗で減少することがある。例えば、ターゲット空間１２０内部で生成されたプラズマ押し戻し力１２５は、任意の方向に沿って、例えばＸ方向に沿って、ターゲット空間１２０から１．０～１．５ｍｍ又は更には最大で１０ｍｍまで外の、現在のターゲット１１０に影響を及ぼすことがある。対照的に、ターゲット空間１２０とターゲット送達システム１４５との間の距離は、約１メートル（ｍ）である。
【0043】
ＥＵＶ光源１００はチャンバ１７５を含み、チャンバ１７５はターゲット空間１２０、第１の領域１６５、及び第１の領域１６５よりもターゲット空間１２０に近い拡張ターゲット領域１１５を画定し、これらは全て３次元座標系Ｘ、Ｙ、Ｚの内部である。ターゲット送達システム１４５は、第１の領域１６５及び拡張ターゲット領域１１５の両方と重なる軌道又は経路ＴＲに沿って、現在のターゲット１１０を放出するように構成される。上述のように、ターゲット送達システム１４５は特定の速度でターゲットのストリームを放出し、ＥＵＶ光源１００は、現在のターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性についての測定及び分析を行うのに必要な合計時間を決定する際に、並びにターゲット空間１２０内部のターゲット位置１２２において居合わせているターゲット１１０’と相互作用する放射パルス１３５への変更を作用させる際に、この速度を考慮に入れなくてはならない。
【0044】
ＥＵＶ光源１００は集光器１８０を含み、集光器１８０はプラズマから放射されたＥＵＶ光１５０を可能な限り多く集光し、そのＥＵＶ光１５０を集光されたＥＵＶ光１５５として出力装置１６０に向け直す。
【0045】
ＥＵＶ光源１００はビーム送達システム１８５を含み、ビーム送達システム１８５は、光源１４０からターゲット空間１２０へ、概ねＺ方向に沿って、放射パルス１３５Ｐ、１３５のビームを向ける（但し、ビーム１３５、１３５Ｐは、Ｚ方向に対して傾斜していることがある）。ビーム送達システム１８５は、放射パルス１３５、１３５Ｐのビームの方向又は角度を変更する光学ステアリング部品１８５Ａと、放射パルス１３５、１３５Ｐのビームをターゲット空間１２０に集束させる集束アセンブリ１８５Ｂと、を含むことがある。例示的な光学ステアリング部品１８５Ａは、必要に応じて屈折又は反射により放射パルスのビームを誘導又は方向付けするレンズ及びミラーなどの光学素子を含む。ビーム送達システム１８５は、光学部品１８５Ａ及び集束アセンブリ１８５Ｂの様々なフィーチャを制御又は移動させる作動システムを含むこともある。
【0046】
各ターゲット（居合わせているターゲット１１０’、現在のターゲット１１０、前のターゲット１１０Ｐ、及びターゲット送達システム１４５によって生成された他の全てのターゲットなど）は、プラズマに変換されるとＥＵＶ光を放射する材料を含んでいる。各ターゲットは、ターゲット空間１２０内部のターゲット位置１２２における、光源１４０によって生成された放射パルス１３５との相互作用を通じて、少なくとも部分的に又は大部分がプラズマに変換される。
【0047】
ターゲット送達システム１４５によって生成される（現在のターゲット１１０及び前のターゲット１１０Ｐを含む）各ターゲットは、ターゲット物質と任意選択的にターゲット以外のパーティクルなどの不純物とを含むターゲット混合物である。ターゲット物質は、ＥＵＶ範囲内に輝線を有するプラズマ状態に変換することができる物質である。ターゲット物質は、例えば、液体又は溶融金属の液滴、液体流の一部、固体パーティクル又はクラスター、液滴内部に含まれる固体パーティクル、ターゲット材料の泡、又は液体流の一部の中に含まれる固体パーティクルであり得る。ターゲット物質は、例えば、水、スズ、リチウム、キセノン、又はプラズマ状態に変換されたときにＥＵＶ範囲内に輝線を有する任意の材料を含むことがある。例えば、ターゲット物質は、元素スズとすることができ、これは、純粋なスズ（Ｓｎ）として、又はＳｎＢｒ４、ＳｎＢｒ２、ＳｎＨ４などのスズ化合物として、又はスズ・ガリウム合金、スズ・インジウム合金、スズ・インジウム・ガリウム合金、若しくはこれらの合金の任意の組み合わせなどのスズ合金として、使用されることがある。不純物が存在しない状況では、各ターゲットはターゲット物質のみを含む。本明細書で提供する考察では、各ターゲットがスズなどの溶融金属から作製される液滴である例が用いられる。しかしながら、ターゲット送達システム１４５によって生成される各ターゲットは他の形態をとることがある。
【0048】
現在のターゲット１１０は、溶融ターゲット材料にターゲット送達システム１４５のノズルを通過させることにより、且つ、現在のターゲット１１０がターゲット空間１２０へドリフトできるようにすることにより、ターゲット空間１２０に供給することができる。実施態様によっては、現在のターゲット１１０は、力によって、ターゲット空間１２０に向けられることがある。現在のターゲット１１０は、１つ又は複数の放射パルス１３５と既に相互作用した材料であることがあり、或いは、現在のターゲット１１０は、１つ又は複数の放射パルス１３５とまだ相互作用していない材料であることがある。
【0049】
光源１４０は、ビーム送達システム１８５を介してターゲット空間１２０に向けられる複数の放射パルスを生成するように構成される。ターゲット空間１２０内部のターゲット位置１２２においてターゲットと相互作用する各放射パルスは、そのターゲットの少なくとも一部を、ＥＵＶ光１５０を放射するプラズマに変換する。
【0050】
ＥＵＶ光源１００は、光源１４０及び制御システム１７０に結合された調節システム１９０も含む。制御システム１７０は、調節システム１９０に制御信号を送信することにより、放射パルス１３５と居合わせているターゲット１１０’との相対位置を制御するように構成される。制御信号は、調節システム１９０が、放射パルス１３５の放出のタイミング、及び放射パルス１３５が移動する方向、のうちの１つ又は複数を調節するようにする。
【0051】
図３を参照すると、例示的な診断システム３０５が示されている。診断システム３０５は、制御システム１７０又は制御システム４７０（以下で考察する）の制御下で、診断プローブ１０７として、現在のターゲット１１０の軌道ＴＲに向けられる少なくとも２つの診断用光ビーム３２０、３３０を生成する照明モジュール３００であり得るプローブモジュール３００を含む。上述のように、診断プローブ１０７（この場合、診断用光ビーム３２０、３３０）は、拡張ターゲット領域１１５内で現在のターゲット１１０と相互作用する。従って、診断用光ビーム３２０は、拡張ターゲット領域１１５内で位置３２２及び時刻Ｔ３２０において現在のターゲット１１０と相互作用するように向けられ、診断用光ビーム３３０は、拡張ターゲット領域１１５内で位置３２８及び時刻Ｔ３３０において現在のターゲット１１０と相互作用するように向けられる。時刻Ｔ３３０は、時刻Ｔ３２０の後である。診断用光ビーム３２０、３３０は、現在のターゲット１１０が横断するレーザカーテンを形成する。図３に示すような幾つかの実施態様では、診断用光ビーム３２０、３３０は、軌道ＴＲを－Ｘ方向に対して直角（約９０°の角度）に横切る経路に沿って向けられることがある。
【0052】
更に、診断用光ビーム３２０、３３０は、既知の距離、例えばΔｄと呼ばれることがある値だけ、Ｘ方向に沿って互いに離れている。例えば、離隔距離Δｄは、ターゲット間の間隔よりも短くすることができ、この距離を、ターゲット間の間隔に基づいて決定又は設定して、診断用光ビーム３２０、３３０と現在のターゲット１１０との間の相互作用に基づいて行われる測定の精度を高めることができる。一般的にある程度まで、離隔距離Δｄが大きくなるほど、行われる測定の精度が高くなる。例えば、離隔距離Δｄは、約２５０μｍ～８００μｍの間であり得る。
【0053】
診断用光ビーム３２０、３３０と現在のターゲット１１０との間の相互作用により、制御システム１７０又は４７０が、－Ｘ方向に沿った現在のターゲット１１０の速度Ｖなどの移動特性を決定することが可能になる。多くのターゲットに渡って、速度Ｖ又は変化する速度Ｖの傾向を決定することが可能である。現在のターゲット１１０の移動に関して幾つかの仮定がなされる場合、診断用光ビーム３２０、３３０のみを使用して、－Ｘ方向に沿った現在のターゲット１１０の移動特性の変化を決定することも可能である。
【0054】
実施態様によっては、照明モジュール３００は、２つの診断用光ビームに分割される光ビームを生成する単一の光源を含む（そのような例示的な設計を図５に示す）。例えば、単一の光源はＹＡＧレーザなどの固体レーザとすることができ、これは、１０７０ｎｍで５０Ｗの電力で動作するネオジムドープＹＡＧ（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザであり得る。この例では、照明モジュール３００は、ＹＡＧレーザからの光ビームを、診断用光ビーム３２０、３３０としてターゲット１１０の軌道ＴＲに向けられる２つの別個の診断用光ビームに分割する１つ又は複数の光学素子（ビームスプリッタ又はミラーなど）も含む。他の実施態様では、照明モジュール３００は、２つのレーザなどの一対の光源を含み、その各々がそれ自体の診断用光ビーム３２０、３３０を生成する。
【0055】
診断システム３０５は、検出モジュール３３５も含む。検出モジュール３３５は、拡張ターゲット領域１１５内での現在のターゲット１１０とそれぞれの診断用光ビーム３２０、３３０との間の相互作用から生じるデータを検出し、検出したデータを制御システム１７０又は４７０に出力するように構成される。例えば、検出モジュール３３５は、それぞれの診断用光ビーム３２０、３３０がターゲット１１０に当たった際に現在のターゲット１１０から反射される光３４０、３５０の強度などの１次元の態様又は特性を検出することにより、相互作用の各々を検出することができる。更に、制御システム１７０又は４７０は、検出モジュール３３５からのデータを分析することができ、この分析に基づいて、現在のターゲット１１０から反射された光３４０、３５０の最大強度が検出モジュール３３５に到達した時刻を検出することができる。現在のターゲット１１０から反射された光３４０、３５０は、現在のターゲット１１０から反射されたそれぞれの診断用光ビーム３２０、３３０の一部であり得る。ＥＵＶ光源１００が現在のターゲット１１０の軌道の変化を検出することができる精度は、検出モジュール３３５の解像度に制限される。
【0056】
実施態様によっては、検出モジュール３３５は、光検出器と、光３４０、３５０が光検出器に入る前にこれらを方向付けて修正するための反射光学系又は屈折光学系、フィルタ、開口などの１つ又は複数の光学コンポーネントとを含む。
【0057】
照明モジュール３００によって生成される診断プローブ（及び診断用光ビーム３２０、３３０）の波長は、光源１４０によって生成される放射パルス１３５の波長とは十分に異なっているべきであり、その結果、検出モジュール３３５は、現在のターゲット１１０から反射された光３４０、３５０と、放射パルス１３５からの迷光とを区別することができる。実施態様によっては、診断用光ビーム３２０、３３０の波長は、５３２ｎｍ又は１５５０ｎｍである。
【0058】
診断システム１０５、３０５が、診断用光ビーム３２０、３３０のうちの１つ又は複数の偏光状態を変化させる光学部品を含むことも可能である。
【0059】
実施態様によっては、レーザ源によって生成される診断用光ビーム３２０、３３０はガウシアンビームであり、従って、各診断用光ビーム３２０、３３０の光強度の横方向プロファイルは、ガウス関数を用いて記述することができる。そのような関数では、光強度は光ビーム３２０又は３３０の軸からの横方向の距離と相関がある。診断用光ビーム３２０、３３０の横方向プロファイルは、現在のターゲット１１０から反射された光３４０、３５０を検出モジュール３３５がどのように測定するかも決定する、というのも、診断用光ビーム３２０、３３０の横方向プロファイルが異なると、検出モジュール３３５によって検出される光３４０、３５０の１つ又は複数の態様が変化することがあるからである。診断用光ビーム３２０、３３０が、図７に示すように、現在のターゲット１１０の軌道ＴＲと直角ではない角度を定める経路に沿って向けられることになっている場合、診断用光ビーム３２０又は３３０の横方向プロファイルを使用して、Ｙ方向の成分を有する現在のターゲット１１０の移動特性を決定することができる。
【0060】
制御システム１７０又は４７０は、診断システム１０５、３０５から出力されるデータを分析し、この分析に基づいて、放射パルス１３５と居合わせているターゲット１１０’との相対位置を制御するように構成される。この目的を達成するために、図４を参照して、例示的な制御システム４７０は、診断システム３０５からの出力を受け取る検出サブコントローラ４００を含む。検出サブコントローラ４００は、診断システム３０５の検出モジュール３３５からの出力を分析し、この分析に基づいて、現在のターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性を決定する。検出サブコントローラ４００は、この決定に基づいて、光源１４０から出力される放射パルス１３５に対する調節が必要であるのかどうかも決定し、調節が必要である場合、検出サブコントローラ４００は、光源１４０とインターフェイスする光源サブコントローラ４０５に適切な信号を送信する。
【0061】
実施態様によっては、診断システム３０５の検出モジュール３３５は、光３４０、３５０の光子が検出されたときに生成される電圧信号などの、１次元の信号を出力する。従って、検出モジュール３３５は、光３４０、３５０の１次元の態様（光子など）を検出する。検出サブコントローラ４００は、検出モジュール３３５からの出力（電圧信号など）を、現在のターゲット１１０と診断用光ビーム３２０との間の相互作用から生成された光３４０に関連した値、及び現在のターゲット１１０と診断用光ビーム３３０との間の相互作用から生成された光３５０に関連した値、に変換する。これらの２つの値を使用して、ターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性を決定することができる。
【0062】
例えば、検出サブコントローラ４００は、検出モジュール３３５からの電圧信号を、現在のターゲット１１０と診断用光ビーム３２０との間の相互作用から生成された光３４０の最大強度に対応する第１の値、及び現在のターゲット１１０と診断用光ビーム３３０との間の相互作用から生成された光３５０の最大強度に対応する第２の値、に変換することができる。これらの最大強度の２つの値は、以下でより詳細に考察するように、デジタル方式でタイムスタンプを押され、その後ターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性を決定するために使用することができる。
【0063】
サブコントローラ４００は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）などのフィールド・プログラマブル・ハードウェア回路４００Ａを含むことがあり、これは製造後に顧客又は設計者によって設定されるように設計された集積回路である。回路４００Ａは、検出モジュール３３５からタイムスタンプの値を受け取り、受け取った値に対して計算を行い、１つ又は複数のルックアップテーブルを使用して居合わせているターゲット１１０’がターゲット位置１２２に到達する時刻を推定する、専用ハードウェアであり得る。特に、回路４００Ａを使用して、比較的に短い時間枠内で放射パルス１３５の１つ又は複数の特性を調節可能にするための計算を迅速に行って、回路４００Ａによって移動特性が分析されたばかりの現在のターゲット１１０と相互作用する放射パルス１３５の１つ又は複数の特性の調節を可能にすることができる。
【0064】
例えば、回路４００Ａは、タイムスタンプに対する減算ステップを実行して、差ΔＴの値を決定することができる。回路４００Ａは、記憶された離隔距離Δｄの値、及び診断用光ビーム３３０と現在のターゲット１１０の軌道ＴＲとの交点とターゲット位置１２２との間のＸ方向に沿った距離ＤＲＢ２の値、にアクセスする。従って、回路４００Ａは、サブコントローラ４００内部の又は制御システム４７０の他のコンポーネント内部の他のソフトウェアの使用を必要としない、単純で高速な技術を使用して、計算を迅速に行うことができる。例えば、回路４００Ａは、離隔距離Δｄの値を仮定した差ΔＴの具体的な値に対する速度Ｖの組、及び速度Ｖによって除算されるＤＲＢ２の様々な値と相関があるターゲット位置１２２への到達時刻の組、を記憶する飛行時間ルックアップテーブルにアクセスして、制御システム４７０の他のコンポーネントによる使用のために、到達時刻をサブコントローラ４００に迅速に出力することができる。
【0065】
制御システム４７０は、ビーム送達システム１８５とインターフェイスするように特に構成されたサブコントローラ４１０、プローブモジュール３００とインターフェイスするように特に構成されたサブコントローラ４１２、及びターゲット送達システム１４５とインターフェイスするように特に構成されたサブコントローラ４１５も含む。更に、制御システム４７０は、図１には示していない光源１００の他のコンポーネントとインターフェイスするように特に構成された他のサブコントローラを含むことがある。
【0066】
制御システム４７０は一般的に、デジタル電子回路、コンピュータハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちの１つ又は複数を含む。制御システム４７０は、メモリ４５０を含むこともあり、メモリ４５０は読み出し専用メモリ及び／又はランダムアクセスメモリであり得る。コンピュータプログラム命令及びデータを具体的に組み入れるのに適した記憶装置は、例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリデバイスなどの半導体メモリデバイス、内蔵ハードディスク及び着脱可能ディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、及びＣＤ－ＲＯＭディスクを含む、全ての形態の不揮発性メモリを含む。制御システム４７０は、１つ又は複数の入力装置４５５（キーボード、タッチスクリーン、マイクロホン、マウス、手持ち式入力装置、等）、及び１つ又は複数の出力装置４６０（スピーカー及びモニターなど）も含むことがある。
【0067】
制御システム４７０は、１つ又は複数のプログラマブル・プロセッサ４６５、及びプログラマブル・プロセッサ（プロセッサ４６５など）による実行のために機械可読記憶装置内に具体的に組み入れられた１つ又は複数のコンピュータプログラム４６７を含む。１つ又は複数のプログラマブル・プロセッサ４６５はその各々が、命令のプログラムを実行して、入力データを操作し適切な出力を生成することにより、所望の機能を実行することができる。一般的に、プロセッサ４６５はメモリ４５０から命令及びデータを受け取る。前述のもののいずれも、特別に設計された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）によって補われるか、又はこれに組み込まれることがある。
【0068】
更に、サブコントローラ４００、４０５、４１０、４１２、４１５のうちの任意の１つ又は複数は、それ自体のデジタル電子回路、コンピュータハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェア、並びに専用メモリ、入出力装置、プログラマブル・プロセッサ、及びコンピュータプログラムを含むことがある。同様に、サブコントローラ４００、４０５、４１０、４１２、４１５のうちの任意の１つ又は複数は、メモリ４５０、入力装置４５５、出力装置４６０、プログラマブル・プロセッサ４６５、及びコンピュータプログラム４６７にアクセスし使用することができる。
【0069】
制御システム４７０は別個の完全なユニットとして示されているが、コンポーネント及びサブコントローラ４００、４０５、４１０、４１２、４１５の各々が光源１００内部の別個のユニットであることも可能である。
【0070】
図５を参照すると、例示的な診断システム５０５が、照明モジュール５００などのプローブモジュールを有するものとして示されており、照明モジュール５００は、制御システム１７０、４７０、６７０の制御下で光ビーム５１０を生成する単一の光源５０２と、一組の光学コンポーネント５１５、５１７と、診断プローブ１０７として作用する一対の診断用光ビーム５２０、５３０と、を含む。光学コンポーネント５１５、５１７の組は、光ビーム５１０を２つの診断用光ビーム５２０、５３０に分割し、且つ診断用光ビーム５２０、５３０を現在のターゲット１１０の軌道ＴＲに向けるように構成され設計されている。例によっては、光学コンポーネントは、光ビーム５１０を診断用光ビーム５２０、５３０に分割するビームスプリッタ５１５である。例えば、ビームスプリッタ５１５は、誘電体ミラー、ビームスプリッタキューブ、又は偏光ビームスプリッタであり得る。診断用光ビーム５２０、５３０の両方を現在のターゲット１１０の軌道ＴＲに向けるように、診断用光ビーム５２０、５３０のいずれか一方又は両方を向け直すように、反射光学系などの１つ又は複数の光学コンポーネント５１７を配置することができる。光学コンポーネント５１５、５１７の組は、図示されていないか又は図示されているものとは異なる構成の、他の光学コンポーネントを含むことがある。
【0071】
診断システム５０５は検出モジュール５３５を含み、検出モジュール５３５は、それぞれの診断用光ビーム５２０、５３０がターゲット１１０に当たった際に現在のターゲット１１０から反射される光５４０、５５０を検出するように構成される。検出モジュール５３５は、（光子の形態での）光を電流に変換し、その電流に関連した電圧を出力するフォトダイオードなどのデバイスを含むことがある。従って、この例では、検出モジュール５３５からの出力は１次元の電圧信号を構成し、この信号は制御システム６７０に出力される。検出モジュール５３５は、必要に応じて光学フィルタ、増幅器、及び組み込みレンズを含むこともある。フォトダイオードは、光５４０、５５０からの光子がフォトダイオードに吸収されたときに電流を生成し、生成した電流に対応する電圧信号を出力する。検出モジュール５３５は、光５４０が検出されたときにアナログパルス５６０を、光５５０が検出されたときにアナログパルス５７０を、電圧信号として生成する。これらのパルス５６０、５７０は、更なる処理のために、検出モジュール５３５から制御システム６７０に出力される。
【0072】
図示するように、検出モジュール５３５は、両方の相互作用（即ち、光５４０、５５０の両方）を検出することができるフォトダイオード検出器などの単一のデバイスを含む。単一のデバイスを使用するそのような設計は、複雑さを低減し、データをより効率的に分析することを可能にする。他の実施態様では、検出モジュール５３５は、１つ又は複数のフォトトランジスタ、光依存性抵抗器、及び光電子増倍管を含む。他の実施態様では、検出モジュール５３５は、１つ又は複数の熱検出器、例えば焦電検出器、ボロメーター、又は較正済電荷結合素子（ＣＣＤ）若しくはＣＭＯＳなど、を含む。
【0073】
図６を参照すると、診断システム５０５からの出力を処理してＸ方向に沿った現在のターゲット１１０の速度（移動特性）の値を決定するための、例示的な制御システム６７０が、示されている。例示的な制御システム６７０は、診断システム５０５からパルス５６０、５７０を受け取る検出サブコントローラ６００を含む。検出サブコントローラ６００は、パルス５６０、５７０を受け取り、この信号をフィルタリングし、この信号を増幅し、必要に応じてそれを区別する弁別器モジュール６０５を含む。（パルス５６０、５７０から生成された）各現在のターゲット１１０信号の導関数のゼロクロスで、弁別器モジュール６０５はデジタルトリガーパルス６１０、６２０をそれぞれ生成する。弁別器モジュール６０５は、フィルタ及び利得回路並びに弁別機能を備えたピーク予測回路を含む電気回路であり得る。
【0074】
検出サブコントローラ６００は、デジタルトリガーパルス６１０、６２０を受け取り、且つ個々のトリガーパルス６１０、６２０のそれぞれにＴ５２０及びＴ５３０としてデジタル方式でタイムスタンプを押す時間モジュール６２５も含む。タイムスタンプＴ５２０とＴ５３０との差は、ΔＴとして与えられる。検出サブコントローラ６００は、ΔＴの値が入力される移動特性モジュール６３５を含む。従って、検出サブコントローラ６００は、現在のターゲット１１０から反射されたそれぞれの光５４０、５５０に関連した信号を、更なる分析に使用することができるタイムスタンプなどのそれぞれの単一のデータ値に変換する。
【0075】
移動特性モジュール６３５は、移動特性モジュール６３５の内部又は外部にあり得るメモリ４５０からのΔｄの値にもアクセスする。移動特性モジュール６３５は、拡張ターゲット領域１１５における現在のターゲット１１０の速度の値を決定する。例えば、移動特性モジュール６３５は、決定されたΔＴの値及びΔｄの値を使用し、それらの値を、メモリ４５０などのメモリに記憶された所定の値の組と比較して、現在のターゲット１１０の速度の値を決定することができる。別の例として、移動特性モジュール６３５は、Ｘ方向に沿った現在のターゲット１１０の平均速度Ｖを、Δｄ／ΔＴとして計算することができる。
【0076】
移動特性モジュール６３５は、現在のターゲット１１０の移動について仮定がなされるなら、現在のターゲット１１０の加速度を推定又は決定することもできる。多くのターゲットに渡って、速度Ｖ又は変化する速度Ｖの傾向を決定することが可能である。
【0077】
移動特性モジュール６３５は、居合わせているターゲット１１０’（これは現在のターゲット１１０であり得る）がターゲット空間１２０内部のターゲット位置１２２にいることになる予測時間も決定する。移動特性モジュール６３５は、現在のターゲット１１０がターゲット位置１２２に到達する予測時間を決定することができる、というのも、現在のターゲット１１０の速度Ｖの値が、ターゲット位置１２２に対する現在のターゲット１１０及び診断放射ビーム５３０についての他の情報に加えて、決定されたからである。具体的には、移動特性モジュール６３５は、診断用光ビーム５３０と現在のターゲット１１０の軌道ＴＲとの交点とターゲット位置１２２との間のＸ方向に沿った距離ＤＲＢ２を知っている。移動特性モジュール６３５は、現在のターゲット１１０が診断用光ビーム５３０の経路を通過した時刻も知っている。従って、現在のターゲット１１０のターゲット位置１２２への到達を、距離ＤＲＢ２を速度Ｖで除算したもの（即ち、ＤＲＢ２／Ｖ）として、推定又は決定することが可能である。
【0078】
移動特性モジュール６３５からの出力は制御信号であり光源サブコントローラ４０５に向けられ、光源サブコントローラ４０５は、光源１４０に結合された調節システム１９０とインターフェイスする。移動特性モジュール６３５からの制御信号は、調節システム１９０に光源１４０の態様を調節させ、それによって放射パルス１３５の放出のタイミング及び放射パルス１３５が移動する方向のうちの１つ又は複数を調節させる命令を提供する。
【0079】
図７を参照すると、他の実施態様では、例示的な診断システム７０５は、診断プローブ１０７として３つの診断用光ビーム７２０、７２５、７３０を生成する照明モジュール７００を含む。診断用光ビーム７２０、７２５、７３０は、現在のターゲット１１０の軌道ＴＲに沿ったそれぞれの位置７２２、７２４、７２８に向けられて、それぞれの時刻Ｔ７２２、Ｔ７２４、Ｔ７２８において現在のターゲット１１０と相互作用する。診断用光ビーム７２０、７２５、７３０と現在のターゲット１１０とのそれぞれの相互作用により、光７４０、７４５、７５０が生成される。従って、診断システム７０５は検出モジュール７３５を含み、検出モジュール７３５は、それぞれの診断用光ビーム７２０、７２５、７３０が現在のターゲット１１０と相互作用した際に現在のターゲット１１０から反射される光７４０、７４５、７５０を検出するように構成される。検出モジュール７３５は、光を電流に変換するフォトダイオードなどのデバイスを含むことがある。診断システム７０５は、制御システム８７０に結合されることがあり、制御システム８７０は制御システム１７０の特定の実施態様であり、図８を参照して考察される。
【0080】
第３の診断用光ビーム７２５を含めることにより、－Ｘ方向に沿った現在のターゲット１１０の速度Ｖなどの移動特性だけでなく、－Ｘ方向に沿った現在のターゲット１１０の移動特性の変化も決定することが可能になる。従って、第３の診断用光ビーム７２５の使用により、制御システム１７０が、－Ｘ方向に沿った現在のターゲット１１０の速度Ｖと加速度Ａの両方を決定することが可能になる。
【0081】
更に、第３の診断用光ビーム７２５は軌道ＴＲに対して直角ではない角度で軌道ＴＲに向けられているので、制御システム８７０は、－Ｘ方向に垂直な方向に沿って、例えば後述するようにＹ方向に沿って、現在のターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性（速度又は軌道など）を決定することができる。
【0082】
診断用光ビーム７２０、７３０は、現在のターゲット１１０の軌道ＴＲを－Ｘ方向に対して直角（９０°）又はほぼ直角に横切る経路に沿って向けられる。診断用光ビーム７２５は、現在のターゲット１１０の軌道ＴＲを－Ｘ方向に対して直角ではない角度（例えば、約４５°の角度）で横切る経路に沿って向けられる。従って、診断用光ビーム７２０、７３０は一般的に－Ｙ方向に沿って移動し、一方、診断用光ビーム７２５は、Ｘ及びＹによって画定される平面内の方向に沿って（一般的に－Ｙ及び－Ｘ又はＸ方向のいずれかに沿って）移動する。
【0083】
上述のように、診断用光ビーム７２０、７２５、７３０は、現在のターゲット１１０がターゲット空間１２０に向かって移動するにつれて、且つ拡張ターゲット領域１１５内にある間に、現在のターゲット１１０と相互作用する。診断用光ビーム７２０、７２５、７３０は、以下で考察するように、既知の距離だけＸ方向に沿って互いに離れており、この既知の情報を使用して、現在のターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性を決定することができる。例えば、－Ｘ方向に沿った現在のターゲット１１０の速度及び加速度を決定することができる。更に、Ｙ方向に沿った変位又は動きに関する情報を決定することもできる。
【0084】
図８を参照すると、診断システム７０５と現在のターゲット１１０との間の相互作用から得られるデータを分析するために、例示的な検出サブコントローラ８００を、制御システム８７０の一部として設計することができる。例えば、検出サブコントローラ８００は、診断システム７０５から出力されたパルス７６０、７６５、７７０を受け取る。パルス７６０、７６５、７７０は、それぞれの光７４０、７４５、７５０が検出されたときに検出モジュール７３５によって生成されるアナログパルスに対応する。
【0085】
Ｘ方向に沿った診断用光ビーム７２０と７３０との間の距離は既知であり、Δｄ１（Ｘ）と表わすことができる。一例では、離隔距離Δｄ１（Ｘ）は１００μｍである。従って、制御システム８７０が診断用光ビーム７２０、７３０を使用して、例えば、図５及び図６に関して上述した方法を使用して、拡張ターゲット領域１１５における－Ｘ方向に沿った現在のターゲット１１０の速度Ｖ１を決定することができる。具体的には、制御システム１７０は、軌道ＴＲに沿ったそれぞれの位置７２２、７２８におけるそれぞれの診断用光ビーム７２０、７３０と現在のターゲット１１０との間の相互作用から生成される光７４０、７５０に関連したタイムスタンプＴ７２２及びＴ７２８を決定する。制御システム８７０は、これらのタイムスタンプ間の差ΔＴ１（Ｘ）を計算する。制御システム８７０は、決定されたΔＴ１（Ｘ）及びΔｄ１（Ｘ）の値に基づいて、拡張ターゲット領域１１５における－Ｘ方向に沿った現在のターゲット１１０の速度Ｖ１の値を決定する。例えば、制御システム８７０は、Ｘ方向に沿った現在のターゲット１１０の速度Ｖ１をΔｄ１（Ｘ）／ΔＴ１（Ｘ）として計算することができる。
【0086】
更に、制御システム８７０は、軌道ＴＲに沿った位置７２４における診断用光ビーム７２５と現在のターゲットとの間の相互作用から生成された光７４５に関連したタイムスタンプＴ７２４を決定する。位置７２２、７２４にある診断用光ビーム７２０と７２５との間の－Ｘ方向に沿った距離は既知であり、Δｄ２（Ｘ）と表わすことができる。位置７２４、７２８にある診断用光ビーム７２５と７３０との間の－Ｘ方向に沿った距離も既知であり、Δｄ３（Ｘ）と表わすことができる。この追加の情報を使用して、制御システム８７０は、タイムスタンプＴ７２４とＴ７２２との間の時間差ΔＴ２（Ｘ）、及びタイムスタンプＴ７２８とＴ７２４との間の時間差ΔＴ３（Ｘ）を計算することができる。従って、制御システム８７０は、現在のターゲットが位置７２２と７２４との間を移動する際の－Ｘ方向に沿った現在のターゲットの速度Ｖ２をΔｄ２（Ｘ）／ΔＴ２（Ｘ）として、且つ、現在のターゲットが位置７２４と７２８との間を移動する際の－Ｘ方向に沿った現在のターゲットの速度Ｖ３をΔｄ３（Ｘ）／ΔＴ３（Ｘ）として、決定することができる。
【0087】
診断用光ビーム７２５を診断用光ビーム７２０、７３０のうちの１つ又は複数と組み合わせて使用して、－Ｘ方向に沿った現在のターゲット１１０の移動特性（例えば、加速度Ａ）の変化を決定することができる。具体的には、制御システム８７０は、位置７２４における診断用光ビーム７２５と現在のターゲット１１０との相互作用から生成された光７４５に関連したタイムスタンプＴ７２４を決定する。このようにして、タイムスタンプＴ７２２とＴ７２４との間の差ΔＴ２（Ｘ）及び位置７２２と７２４との間の距離Δｄ２（Ｘ）に基づいて、診断用光ビーム７２０と診断用光ビーム７２５との間の現在のターゲット１１０に対する速度Ｖ２（Ｘ）を決定することができる。更に、タイムスタンプＴ７２４とＴ７２８との間の差ΔＴ３（Ｘ）及び位置７２４と７２８との間の距離Δｄ３（Ｘ）に基づいて、診断用光ビーム７２５と診断用光ビーム７３０との間の現在のターゲット１１０に対する速度Ｖ３（Ｘ）を決定することができる。これら２つの速度間の差（Ｖ２（Ｘ）－Ｖ３（Ｘ））を、時間差で除算して、－Ｘ方向に沿った現在のターゲット１１０の加速度を得ることができる。例えば、現在のターゲット１１０は時刻Ｔ７２４において速度Ｖ２（Ｘ）を有し、時刻Ｔ７２８において速度Ｖ３（Ｘ）を有すると仮定することができ、従って、加速度Ａを、（Ｖ２（Ｘ）－Ｖ３（Ｘ））／（Ｔ７２４－Ｔ７２８）と決定することができる。
【0088】
上述のように、照明モジュール７００内部のレーザ源によって生成される診断用光ビーム７２０、７２５、７３０は、ガウシアンビームであり得る。この場合には、各診断用光ビーム７２０、７２５、７３０の光強度の横方向プロファイルは、ガウス関数を用いて記述することができる。そのような関数では、光強度は光ビーム７２０、７２５、又は７３０の軸からの横方向の距離と相関がある。ガウス形状は比較的に単純であるので、診断用光ビーム７２５のこの特定の態様を使用して、診断用光ビーム７２０、７２５、７３０と現在のターゲット１１０との間の相互作用から得られるデータを処理することができる。
【0089】
制御システム８７０が診断用光ビーム７２５を使用して、現在のターゲット１１０の軌道を決定する、具体的には、現在のターゲット１１０がＹ方向に沿って移動する距離又は速度を決定することができる。これは、診断用光ビーム７２５が、Ｘ方向及びＹ方向によって画定される平面内で傾斜して向けられているので、決定されることができる。
【0090】
図９Ａに示すように、診断用光ビーム７２０は、位置７２２で軌道ＴＲを横切る。診断用光ビーム７２０は、－Ｙ方向に概ね整列しているその軸９２０Ａによって画定される方向に沿って移動する。図９Ａでは、現在のターゲット１１０はＸ方向と概ね整列しており（Ｙ＝０であり）、従って現在のターゲット１１０は、測定可能なＹ方向成分を持たない。対照的に、図９Ｂでは、現在のターゲット１１０は、－Ｙ方向に沿って量ｄＹだけＸ方向からオフセットされている。しかしながら、このオフセットは診断用光ビーム７２０の軸９２０Ａと依然として整列しているので、現在のターゲットからの反射光７４０は、有意な量では変化しない。更に、両方の例（図９Ａ及び図９Ｂ）で反射光７４０が検出される時刻は同じであるかほぼ同じである、というのも、ターゲット１１０と診断用光ビーム７２０との間の相互作用はほぼ同時に発生するからである。なお、診断用光ビーム７２０の強度は、ビームウエストからの距離に応じた量だけ変化するが、その変化は、測定可能であるほど十分に有意ではいか、又は反射光７４０の強度の変化として現れるほど十分に有意ではないことがある。
【0091】
対照的に、図９Ｃに示すように、診断用光ビーム７２５は位置７２４Ｃで軌道ＴＲを横切り、現在のターゲット１１０は時刻Ｔ７２４Ｃで診断用光ビーム７２５と相互作用する。この場合には、診断用光ビーム７２５は、ＸＹ平面内にある方向に沿って移動し、その軸９２５ＡはＸ方向とＹ方向の両方の成分を有する。従って、ビーム７２５の強度は、Ｘ方向とＹ方向の両方に沿ってガウス関数に従って低下する。現在のターゲット１１０は、－Ｘ方向と整列しており、Ｙ方向に沿ったいかなる感知できるほどの動きも持たない。対照的に、図９Ｄに示すように、現在のターゲット１１０は距離ｄＹだけＹ方向に沿ってシフトされている。図９Ｄでは、診断用光ビーム７２５は、その軸９２５ＡがＸ方向とＹ方向の両方の成分を有し、オフセットされた現在のターゲット１１０が、異なる位置７２４Ｄにおいて、時刻Ｔ７２４Ｃより後の時刻Ｔ７２４Ｄにおいて、最高強度の光ビーム７２５と相互作用することになるように向けられる。従って、検出モジュール７３５は、図９Ｃにおける反射光７４５Ｃを検出するよりも後の時刻に、図９Ｄにおける反射光７４５Ｄを検出する。反射光７４５Ｃ又は７４５Ｄが検出モジュール７３５によって検出される時刻のこの差を使用して、現在のターゲット１１０がどれ位Ｙ方向に沿ってシフトしているのかを決定することができる。
【0092】
具体的には、現在のターゲット１１０に対する時間差ΔＴ２（Ｘ）が前のターゲット１１０Ｐに対する時間差ΔＴ２（Ｘ）よりも大きい場合、これは現在のターゲット１１０が前のターゲット１１０Ｐに比べてＹ方向に沿って移動したことを意味する。対照的に、現在のターゲット１１０に対する時間差ΔＴ２（Ｘ）が前のターゲット１１０Ｐに対する時間差ΔＴ２（Ｘ）よりも小さい場合、これは現在のターゲット１１０が前のターゲット１１０Ｐに比べて－Ｙ方向に沿って移動したことを意味する。
【0093】
図１０を参照すると、他の実施態様では、例示的な診断システム１００５は、光ビーム１０１０を生成する単一の光源１００２を含む照明モジュール１０００を含む。診断システム１００５は、診断プローブ１０７として作用する複数の診断用光ビーム１０２０、１０２５、１０３０を生成する。この目的を達成するために、照明モジュール１０００は、回折光学系１０１５、及び集束レンズなどの屈折光学系１０１７も含む。光ビーム１０１０は、回折光学系１０１５を通って向けられ、回折光学系１０１５は光ビーム１０１０を複数の光ビームに分割し、この複数の光ビームは、別個の方向に沿って進み、屈折光学系１０１７を通って向けられて、診断用光ビーム１０２０、１０２５、１０３０を生成する。診断用光ビーム１０２０、１０２５、１０３０は、現在のターゲット１１０の軌道ＴＲに向けられる。回折光学系１０１５は、診断用光ビーム１０２０、１０２５、１０３０が軌道ＴＲにおいて設定距離（例えば、０．６５ｍｍ）だけ離れるように、光ビーム１０１０を分割することができる。更に、屈折光学系１０１７は、診断用光ビーム１０２０、１０２５、１０３０の各々の焦点（又はビームウエスト）が確実に軌道ＴＲと重なるようにすることができる。
【0094】
回折光学系１０１５及び屈折光学系１０１７の設計のおかげで、診断用光ビーム１０２０、１０２５、１０３０は、軌道ＴＲに向かって扇形に広がり、異なる別個の角度で軌道ＴＲと交差するように、向けられる。例えば、診断用光ビーム１０２５は、－Ｘ方向に対して直角又はほぼ直角に軌道ＴＲと交差することができる。診断用光ビーム１０２０は、－Ｘ方向に対して９０°よりも小さな角度で軌道ＴＲと交差することができ、診断用光ビーム１０３０は、－Ｘ方向に対して９０°よりも大きな角度で軌道ＴＲと交差することができる。診断用光ビーム１０２０、１０２５、１０３０の各々はガウシアンビームとすることができ、その結果、各診断用光ビーム１０２０、１０２５、１０３０の光強度の横方向プロファイルは、ガウス関数を用いて記述することができる。各診断用光ビーム１０２０、１０２５、１０３０のビームウエストは、軌道ＴＲ又は－Ｘ方向で重なるように構成することができる。
【0095】
回折光学系１０１５は、入力光ビーム１０１０の別個の空間的に離間した複製を生成する、矩形又は２値位相回折格子であり得る。診断用光ビーム１０２０、１０２５、１０３０間の離隔距離は、ターゲットがターゲット送達システム１４５から放出される速度並びにターゲットの大きさ及び材料に応じて、調節又はカスタマイズすることができる。回折光学系１０１５を用いて、４つ以上の診断用光ビーム１０２０、１０２５、１０３０を生成することも可能である。多数の診断用光ビームを生成することにより、拡張ターゲット領域１１５を通して現在のターゲット１１０の座標位置を記録又は検出することが可能になり、従って、現在のターゲット１１０の速度及び加速度をより正確に決定することが可能になり、また、プラズマ押し戻し力１２５の結果としての現在のターゲット１１０のダイナミクスを理解するためのツールが提供される。
【0096】
実施態様によっては、回折光学系１０１５は、２値位相回折格子である。
【0097】
診断システム１００５は検出モジュール１０３５も含み、検出モジュール１０３５は、現在のターゲット１１０がそれぞれの診断用光ビーム１０２０、１０２５、１０３０を横切る際に現在のターゲット１１０から反射される光１０４０、１０４５、１０５０を受け取る。検出モジュール１０３５は、光１０４０、１０４５、１０５０の光子を電流に変換し、且つその電流に基づいて１次元電圧信号を出力する検出デバイスを含むことがある。例えば、検出モジュール１０３５は、光１０４０、１０４５、１０５０を電気信号に変換するフォトダイオードなどの光子検出デバイスを含むことがある。
【0098】
図１１を参照すると、実施態様によっては、居合わせているターゲット１１０’はターゲット空間１２０内部で２つの放射パルスと相互作用する。例えば、光源１４０は、ターゲット１１２０内部の第１のターゲット位置１１２２Ａに予備放射パルス１１３５Ａを供給し、ターゲット空間１１２０内部の第２のターゲット位置１１２２Ｂに主放射パルス１１３５Ｂを供給するように構成されることがある。放射パルス１１３５Ａ、１１３５Ｂは、Ｚ方向に沿って向けられることがある。
【0099】
第１のターゲット位置１１２２Ａでの予備放射パルス１１３５Ａと居合わせているターゲット１１１０’との間の相互作用により、居合わせているターゲット１１１０’は変形するように形状を修正し、ターゲット空間１１２０を通って移動するにつれて形状的に膨張するようになる。第２のターゲット位置１１２２Ｂでの主放射パルス１１３５Ｂと修正された居合わせているターゲット１１１０’との間の相互作用は、修正された居合わせているターゲット１１１０’の少なくとも一部を、ＥＵＶ光１１５０を放射するプラズマ１１３０に変換する。居合わせているターゲット１１１０’が予備放射パルス１１３５Ａと相互作用する際に、居合わせているターゲット１１１０’の材料の一部がプラズマに変換されることもあり得る。しかしながら、予備放射パルス１１３５Ａの特性は、居合わせているターゲット１１１０’に対する予備放射パルス１１３５Ａによる主要な作用が、居合わせているターゲット１１１０’の幾何分布の変形及び修正となるように、選択され制御される。
【0100】
予備放射パルス１１３５Ａと居合わせているターゲット１１１０’との間の相互作用により、居合わせているターゲット１１１０’の表面から材料が除去されることになり、この除去は、居合わせているターゲット１１１０’を変形させる力を供給し、その結果、予備放射パルス１１３５Ａとの相互作用の前の居合わせているターゲット１１１０’の形状とは異なる形状を居合わせているターゲット１１１０’が有するようになる。例えば、予備放射パルス１１３５Ａと相互作用する前は、居合わせているターゲット１１１０’は、ターゲット送達システム１４５を出てゆく際の液滴に似た形状を有することがあるが、予備放射パルス１１３５Ａとの相互作用の後では、居合わせているターゲット１１１０’の形状は変形し、その結果、その形状は、居合わせているターゲット１１１０’が第２のターゲット位置１１２２Ｂに到達したときには、円盤状（パンケーキの形状など）に近くなっている。予備放射パルス１１３５Ａとの相互作用の後では、居合わせているターゲット１１１０’は、イオン化されていない材料（プラズマではない材料）か、又は最小限にイオン化された材料となり得る。予備放射パルス１１３５Ａとの相互作用の後では、居合わせているターゲット１１１０’は、例えば、液体若しくは溶融金属の円盤、空隙若しくは実質的なギャップを持たないターゲット材料の連続的セグメント、マイクロ又はナノ・パーティクルの霧、又は原子蒸気の雲、であり得る。
【0101】
更に、居合わせているターゲット１１１０’の表面から材料を除去する、予備放射パルス１１３５Ａと居合わせているターゲット１１１０’との間の相互作用は、図１１に示すように、居合わせているターゲット１１１０’にＺ方向に沿った何らかの推進力又は速さを獲得させることができる力をもたらすことができる。居合わせているターゲット１１１０’が第１のターゲット位置１１２２Ａから第２のターゲット位置１１２２ＢまでＸ方向に移動する際の居合わせているターゲット１１１０’の膨張、及びＺ方向における獲得される速さは、予備放射パルス１１３５Ａのエネルギー、とりわけ、居合わせているターゲット１１１０’に届けられた（即ち、居合わせているターゲット１１１０’によって捕らえられた）エネルギーに依存する。
【0102】
光源１４０は、予備放射パルス１１３５Ａのビーム及び主放射パルス１１３５Ｂのビームをそれぞれのターゲット位置１１２２Ａ、１１２２Ｂに向けて生成するように設計されることがある。更に、上述のように、ＥＵＶ光源１００は、現在のターゲット１１０の決定された１つ又は複数の移動特性の分析に基づいて、ターゲット空間１２０に向けられる放射パルス１３５の１つ又は複数の特性を調節する。従って、ＥＵＶ光源１００が、予備放射パルス１１３５Ａの１つ若しくは複数の特性、主放射パルス１１３５Ｂの１つ若しくは複数の特性、又は予備放射パルス１１３５Ａと主放射パルス１１３５Ｂの両方の１つ若しくは複数の特性、を調節することが可能である。
【0103】
図１２を参照すると、例示的な光源１２４０は、予備放射パルス１１３５Ａのビーム及び主放射パルス１１３５Ｂのビームを、ターゲット空間１１２０内部のそれぞれのターゲット位置１１２２Ａ、１１２２Ｂに向けて生成するように設計されている。
【0104】
光源１２４０は、予備放射パルス１１３５Ａのビームが通過する一連の１つ又は複数の光増幅器を含む第１の光増幅システム１２００と、主放射パルス１１３５Ｂのビームが通過する一連の１つ又は複数の光増幅器を含む第２の光増幅システム１２０５と、を含む。第１のシステム１２００からの１つ又は複数の増幅器は、第２のシステム１２０５内にあってもよく、或いは、第２のシステム１２０５内の１つ又は複数の増幅器は、第１のシステム１２００内にあってもよい。或いは、第１の光増幅システム１２００は、第２の光増幅システム１２０５とは完全に別々とすることもできる。
【0105】
更に、必須ではないが、光源１２４０は、第１のパルス光ビーム１２１１を生成する第１の光発生器１２１０と、第２のパルス光ビーム１２１６を生成する第２の光発生器１２１５とを含むことがある。光発生器１２１０、１２１５はそれぞれ、例えば、レーザ、主発振器などのシードレーザ、又はランプであり得る。光発生器１２１０、１２１５として使用することができる例示的な光発生器は、例えば１００ｋＨｚの繰り返し率で動作することができる、Ｑスイッチ型の、無線周波数（ＲＦ）励起された、軸流の、二酸化炭素（ＣＯ２）発振器である。
【0106】
光増幅システム１２００、１２０５内部の光増幅器はそれぞれ、それぞれのビームパス上に利得媒質を含み、それらのビームパスに沿って、それぞれの光発生器１２１０、１２１５からの光ビーム１２１１、１２１６が伝搬する。光増幅器の利得媒質が励起されると、その利得媒質は光ビームに光子を提供し、光ビーム１２１１、１２１６を増幅して、予備放射パルスビーム１１３５Ａ又は主放射パルスビーム１１３５Ｂを形成する増幅済光ビームを生成する。
【0107】
光ビーム１２１１、１２１６又は放射パルスビーム１１３５Ａ、１１３５Ｂの波長は、互いに異なっていることがあり、その結果、放射パルスビーム１１３５Ａ、１１３５Ｂは、光源１２４０内部の任意の地点で合成されたとしても、互いから分離することができる。放射パルスビーム１１３５Ａ、１１３５ＢがＣＯ２増幅器によって生成される場合、予備放射パルスビーム１１３５Ａは１０．２６マイクロメートル（μｍ）又は１０．２０７μｍの波長を有することがあり、主放射パルスビーム１１３５Ｂは１０．５９μｍの波長を有することがある。これらの波長は、分散光学系又はダイクロイックミラー又はビームスプリッタコーティングを使用して、より容易にビーム１１３５Ａ、１１３５Ｂを分離できるように選択される。ビーム１１３５Ａ、１１３５Ｂの両方が同じ増幅器チェーン内で一緒に伝搬する状況（例えば、光増幅システム１２００の増幅器のうちの幾つかが、光増幅システム１２０５の中にある状況）では、それら別個の波長を使用して、２つのビーム１１３５Ａ、１１３５Ｂが同じ増幅器を通過しているとしても、２つのビーム１１３５Ａ、１１３５Ｂ間の相対利得を調節することができる。
【0108】
例えば、ビーム１１３５Ａ、１１３５Ｂは、一旦分離されると、チャンバ１７５内部の２つの別々の位置（それぞれ第１及び第２のターゲット位置１１２２Ａ、１１２２Ｂなど）に向けられるか又は集束されることがある。特に、ビーム１１３５Ａ、１１３５Ｂの分離により、ターゲット１１１０が、予備放射パルス１１３５Ａのビームと相互作用した後で、第１のターゲット位置１１２２Ａから第２のターゲット位置１１２２Ｂまで移動する間に、膨張することが可能になる。
【0109】
光源１２４０は、ビームパス結合器１２２５を含むことがあり、このビームパス結合器１２２５は、予備放射パルス１１３５Ａのビームと主放射パルス１１３５Ｂのビームを重ね合わせ、光源１２４０とビーム送達システム１８５との間の距離の少なくとも一部に渡って、ビーム１１３５Ａ、１１３５Ｂを同じ光路上に配置する。更に、光源１２４０は、ビームパス分離器１２２６を含むことがあり、このビームパス分離器１２２６は、主放射パルス１１３５Ｂのビームから予備放射パルス１１３５Ａのビームを分離し、その結果、２つのビーム１１３５Ａ、１１３５Ｂを、チャンバ１７５内部で別々に向け集束させることができる。
【0110】
更に、予備放射パルス１１３５Ａのビームは、主放射パルス１１３５Ｂのビームのパルスエネルギーよりも小さなパルスエネルギーを有するように構成することができる。これは、予備放射パルス１１３５Ａは、居合わせているターゲット１１１０’の形状を修正するために使用され、一方、主放射パルス１１３５Ｂは、修正された居合わせているターゲット１１１０’をプラズマ１１３０に変換するために使用されるからである。例えば、予備放射パルス１１３５Ａのエネルギーは、主放射パルス１１３５Ｂのエネルギーよりも５～１００倍小さいことがある。
【0111】
実施態様によっては、各光増幅システム１２００、１２０５は、３つの光増幅器の組を含むが、１つの増幅器のみ又は４つ以上の増幅器を使用することもできる。実施態様によっては、各システム１２００、１２０５内の光増幅器の各々は利得媒質を含み、この利得媒質は、ＣＯ２を含み、約９．１μｍ～約１１．０μｍの間、特に約１０．６μｍの波長の光を、１０００よりも大きな利得で増幅することができる。各システム１２００、１２０５内の光増幅器を、同様に、又は異なる波長で動作させることが可能である。光増幅システム１２００、１２０５内で使用するのに適した増幅器及びレーザは、パルスガス放電ＣＯ２増幅器などのパルスレーザデバイスを含むことがあり、このパルスガス放電ＣＯ２増幅器は、約９．３μｍ又は約１０．６μｍで放射を発生させ、例えば、ＤＣ又はＲＦ励起を伴い、例えば１０ｋＷ以上の比較的に高電力で、且つ例えば５０ｋＨｚ以上の高パルス繰り返し率で動作する。システム１２００、１２０５の各々において使用することができる例示的な光増幅器は、摩耗のないガス循環及び容量性ＲＦ励起を伴う軸流高出力ＣＯ２レーザである。
【0112】
更に、必須ではないが、光増幅システム１２００及び１２０５のうちの１つ又は複数は、前置増幅器として機能する第１の増幅器を含むことがある。前置増幅器は、存在する場合には、放散冷却ＣＯ２レーザシステムであり得る。
【0113】
光増幅システム１２００、１２０５は、図１２には示されていない、それぞれの光ビーム１２１１、１２１６を方向付け成形するための光学素子を含むことがある。例えば、光増幅システム１２００、１２０５は、ミラーなどの反射光学系、及びビームスプリッタ又は部分透過ミラーなどの部分透過光学系、及びダイクロイックビームスプリッタ、を含むことがある。
【0114】
光源１２４０は、光学系１２２０も含み、光学系１２２０は、光源１２４０を通じて光ビーム１２１１、１２１６を方向付けるための１つ又は複数の光学系（ミラーなどの反射光学系、ビームスプリッタなどの部分反射的且つ部分透過的光学系、プリズム又はレンズなどの屈折光学系、受動光学系、能動光学系、等）を含むことがある。
【0115】
光増幅器は別々の専用システムとすることができるが、光増幅システム１２００の増幅器のうちの少なくとも１つが光増幅システム１２０５内にあり、光増幅システム１２０５の増幅器のうちの少なくとも１つが光増幅システム１２００内にあるようにすることができる。光増幅システム１２００、１２０５間で増幅器及び光学系のうちの少なくとも幾つかが重複するそのようなシステムでは、予備放射パルス１１３５Ａのビームと主放射パルス１１３５Ｂのビームとがまとめて結合されて、その結果、ビーム１１３５Ａの１つ又は複数の特性の変化がビーム１１３５Ｂの１つ又は複数の特性に変化を引き起こすことができ、逆も同様である、ことが可能である。
【0116】
図１３を参照すると、居合わせているターゲット１１０’に対するプラズマ押し戻し力１２５を補償するために、（制御システム１７０、４７０、６７０、又は８７０の制御下で）ＥＵＶ光源１００によって手順１３００が行われる。本明細書では考察しない他の手順が、動作中にＥＵＶ光源１００によって行われることがある。手順１３００は、拡張ターゲット領域１１５と少なくとも部分的に重なる残留プラズマ１３０を形成することを含み、残留プラズマは、ターゲット空間１２０での前のターゲット１１０Ｐと前の放射パルス１３５Ｐとの間の相互作用から形成されたプラズマである（１３０５）。図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、前のターゲット１１０Ｐは、前の放射パルス１３５Ｐがターゲット位置１２２に接近するにつれて、ターゲット位置１２２に接近する。図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、前の放射パルス１３５Ｐ及び前のターゲット１１０Ｐが相互作用した後で、残留プラズマ１３０が形成され、プラズマ押し戻し力１２５が生成される。
【0117】
現在のターゲット１１０が、ターゲット送達システム１４５からターゲット空間１２０に向かって軌道ＴＲに沿って放出される（１３１０）。現在のターゲット１１０は、残留プラズマ１３０が前のターゲット１１０Ｐと前の放射パルス１３５Ｐとの間の相互作用から形成される（１３０５）前に、放出することができる（１３１０）。例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、現在のターゲット１１０は、ターゲット送達システム１４５からターゲット空間１２０に向かって軌道ＴＲに沿って放出された（１３１０）。
【0118】
（現在のターゲット１１０が拡張ターゲット領域１１５内部にあるときの）現在のターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性を決定する（１３１５）。現在のターゲットの移動特性は、拡張ターゲット領域１１５内部の第１の位置（位置３２２など）における第１の診断用光ビーム（ビーム３２０など）と現在のターゲット１１０との間の第１の相互作用を検出することにより、且つ、拡張ターゲット領域１１５内部の第２の位置（位置３２８など）における第２の診断用光ビーム（ビーム３３０など）と現在のターゲット１１０との間の第２の相互作用を検出することにより、決定することができる（１３１５）。第１の診断用光ビーム（ビーム３２０など）は、第１の位置（位置３２２など）にある現在のターゲット１１０に向けられ、第２の診断用光ビーム（ビーム３３０など）は、第２の位置（位置３２８など）にある現在のターゲット１１０に向けられる。
【0119】
第１の相互作用は、現在のターゲットから反射された第１の診断用光ビーム（光ビーム３２０など）の少なくとも一部を検出する（例えば、光３４０が検出される）ことにより、（例えば、検出モジュール３３５において）検出することができる。第２の相互作用は、現在のターゲット１１０から反射された第２の診断用光ビーム（光ビーム３３など）の一部を検出モジュール３３５によって検出する（例えば、光３５０が検出される）ことにより、（例えば、検出モジュール３３５において）検出することができる。現在のターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性は、反射された部分のこれらの検出に基づいて、決定することができる（１３１５）。
【0120】
例えば、図１６Ａ～図１７Ｂを参照すると、診断システム３０５を制御システム１７０、４７０、６７０、８７０と組み合わせて使用して、現在のターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性を決定する。図１６Ａ及び図１６Ｂでは、現在のターゲット１１０は診断用光ビーム３２０と相互作用し、その相互作用からの光３４０は、検出モジュール３３５によって検出される。図１７Ａ及び図１７Ｂでは、現在のターゲット１１０は診断用光ビーム３３０と相互作用し、その相互作用からの光３５０は、検出モジュール３３５によって検出される。上述のように、検出モジュール３３５はデータを処理のために制御システム１７０、４７０、６７０、８７０に出力して、現在のターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性を決定する。
【0121】
制御システム１７０、４７０、６７０、８７０は、決定された移動特性のいずれかが許容範囲外であるかどうかを判定する（１３２０）。移動特性のいずれかが許容範囲外である（１３２０）場合、制御システム１７０、４７０、６７０、８７０は放射パルス１３５の１つ又は複数の特性（例えば、１つ又は複数の予備放射パルス１１３５Ａ及び主放射パルス１１３５Ｂのうちの１つ又は複数の特性）を調節して、それによって、現在のターゲット１１０の決定された１つ又は複数の移動特性に基づいて、放射パルス１３５と居合わせているターゲット１１０’との相対位置を制御する（１３２５）。放射パルス１３５（これはステップ１３２５で調節されていることがある）はターゲット空間１２０に向けられ、その結果、放射パルス１３５と居合わせているターゲット１１０’とがターゲット空間１２０において相互作用する（１３３０）。例えば、図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、居合わせているターゲット１１０’はターゲット空間１２０内部のターゲット位置１２２に接近中であり、やはりターゲット位置に向けられている放射パルス１３５に調節が加えられる。また、図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、居合わせているターゲット１１０’は、ターゲット位置１２２で現在の放射パルス１３５と相互作用している。
【0122】
決定され得る１つ又は複数の移動特性（１３１５）は、速さ、速度、方向、加速度、又は３次元座標系の方向Ｘ、Ｙ、又はＺのいずれかに沿った現在のターゲット１１０の位置、のうちの１つ又は複数を含む。
【0123】
図１１に示すような幾つかの実施態様では、放射パルス１３５は、エネルギーを居合わせているターゲット１１０’に届けて居合わせているターゲット１１０’の幾何分布を修正する予備放射パルス１１３５Ａであり得る。この場合は、手順１３００は、現在の予備放射パルス１１３５Ａを居合わせているターゲット１１０’に向けた後で、主放射パルス１１３５Ｂを居合わせているターゲット１１０’に向けて、それによって居合わせているターゲット１１０’の少なくとも一部を、ＥＵＶ光１１５０を放射するプラズマに変換することを含むこともある。図１９Ｃ及び図１９Ｄは、ＥＵＶ光１１５０を生成するための主放射パルス１１３５Ｂと居合わせているターゲット１１０’との間の相互作用を示す。
【0124】
手順１３００は、決定された１つ又は複数の移動特性を分析することを含むこともある（１３１５）。例えば、制御システム１７０、４７０、６７０、８７０は、－Ｘ方向に沿った現在のターゲット１１０の速度を判断し、居合わせているターゲット１１０’がターゲット位置１２２にいつ到達するかを予測することができる。制御システム１７０、４７０、６７０、８７０は、放射パルス１３５と居合わせているターゲット１１０’とがターゲット位置１２２において効率的に相互作用するように、放射パルス１３５がいつ放出されるかを調節することができ、或いは、放射パルス１３５の方向を調節することができる（１３２５）。従って、放射パルス１３５と居合わせているターゲット１１０’との相対位置に対するこの調節は、現在のターゲット１１０の決定された移動特性の分析に基づいている。
【0125】
図１９Ｃに示すように、次の現在のターゲット１１０Ｎは、ターゲット１１０がターゲット送達システム１４５から放出される速度に従った時点で放出される。
【0126】
実施態様によっては、速度Ｖに加えて現在のターゲット１１０の加速度Ａを決定することができる（１３１５）。そのような実施態様では、決定すること（１３１５）は、拡張ターゲット領域内部の第３の位置における第３の診断用光ビームと現在のターゲットとの間の第３の相互作用を検出することを更に含み、第３の位置は第１及び第２の位置とは異なっている。例えば、図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、現在のターゲット１１０はターゲット空間１２０に向けられ、また、拡張ターゲット領域１１５内にある間に、現在のターゲット１１０は診断用光ビーム７２０、７２５、７３０とそれぞれの位置７２２、７２４、７２８で順次相互作用する。上述のように、結果として生じる光７４０、７４５、７５０は検出モジュール７３５によって検出され、検出モジュール７３５は制御システム１７０、４７０、６７０、８７０によって分析されるデータを出力し、これらの制御システムは、このデータを使用して現在のターゲット１１０の加速度Ａ並びに速度Ｖを決定することができる。更に、制御システム１７０、４７０、６７０、８７０は、現在のターゲット１１０と第３の診断用ビーム７２５との間の相互作用から得られる追加情報を使用して、－Ｘ方向に垂直な方向（Ｙ方向など）に沿った現在のターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性を決定することができる。
【0127】
図３を再び参照すると、他の実施態様では、診断システム３０５の検出モジュール３３５は、別個の診断位置３２２及び３２８におけるそれぞれの診断用光ビーム３２０及び３３０とターゲット１１０との間の相互作用から生成された光３４０及び３５０の２次元描写（画像など）を追加で又は代わりに検出するように設計される。この目的を達成するために、検出モジュール３３５は、以下で考察するように、画像記録装置（カメラなど）を含む。更に、それぞれの検出モジュール５３５及び７３５において光５４０、５５０、及び７４０、７４５、７５０の２次元描写の検出を行うことも同様に可能である。実施態様によっては、制御システム１７０、４７０、６７０、８７０は２次元描写を分析して、１次元の態様（光の強度など）を分析する必要無しに、ターゲット１１０の移動特性の全てを決定することができる。
【0128】
或いは、診断システム１０５を、２次元描写を検出して記録し、これらの２次元描写からの情報のみを使用してターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性を決定するように構成することが可能である。初めに、２次元描写のみを使用する設計について図２４～図２６を参照して以下で説明して考察し、その後、図２７を参照して、２次元描写及び１次元の態様（光の強度など）の両方を使用する設計について説明し考察する。
【0129】
診断プローブ（例えば、光ビーム）とターゲット１１０との間の相互作用から生成される光の２次元描写（画像など）を検出するように構成された診断システム２１０５の例示的な設計について、図２１Ａに示しており、次に説明する。次に考察するように、光の２次元描写を検出することにより、診断システム２１０５は、診断機能の全てを可能にするのに十分な情報を制御システム１７０に供給する。診断システム２１０５は、ターゲット送達システム１４５から放出される各ターゲット１１０と診断プローブとの間の相互作用から生成される光の２次元描写を検出するように構成される。
【0130】
例えば、制御システム１７０は、現在の放射パルス１３５の焦点の近距離（例えば、１ｍｍ）以内の３次元座標系のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のいずれかに沿って現在のターゲット１１０の座標位置を決定することができる。制御システム１７０は、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のいずれかに沿って現在のターゲット１１０の速度を決定することができ、同時に、別のターゲット１１０が拡張ターゲット領域１１５に入る前に居合わせているターゲット１１０’と相互作用する放射パルス１３５の１つ又は複数の特性を調節することができる。全てのターゲット１１０に対してこの検出及び分析を行うことができ、また、放射パルス１３５を修正するための作動システムが十分に高速である場合には、検出及び分析を行った同じターゲット１１０に対してフィードバック制御を行うことができる。制御システム１７０は、Ｘ方向、Ｙ方向、又はＺ方向のいずれかに沿った現在のターゲット１１０の移動特性（座標位置など）を決定することができる。制御システム１７０は、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のいずれか又は全てに沿って各ターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性を決定することができ、また、拡張ターゲット領域１１５に入る各ターゲット１１０について、居合わせているターゲット１１０’と相互作用する放射パルス１３５の１つ又は複数の特性を調節することができる。従って、この決定及び調節は、ターゲット１１０がターゲット送達システム１４５から放出される速度以上の繰り返し速度で行われる。例えば、この繰り返し速度は少なくとも５０ＫＨｚであり得る。これは、現在のターゲット１１０の移動特性の決定、及び居合わせているターゲット１１０’と相互作用する放射パルス１３５の調節が、２０μｓの時間枠内で行われることを意味する。制御システム１７０は、ターゲット１１０に対するプラズマ押し戻し力１２５の効果を観察するために、放射パルス１３５の焦点の近傍でのターゲット１１０のダイナミクス及び動きを決定することができる。
【0131】
診断システム２１０５は、少なくとも２つの診断プローブ２１２０、２１３０を生成するように設計されたプローブモジュール２１００を含む。２つの診断プローブ２１２０、２１３０のみが図２１Ａに示されているが、３つ以上を使用することも可能である。診断プローブ２１２０又は２１３０は、軌道ＴＲに沿った１つ又は複数の位置で、１つ又は複数の時刻に、ターゲット１１０と相互作用することができる。例えば、診断プローブ２１２０は、第１の位置ＬＴＲ１で第１の時刻Ｔ２１２０にターゲット１１０と相互作用することができ、診断プローブ２１３０は、第２の位置ＬＴＲ２で第２の時刻Ｔ２１３０にターゲット１１０と相互作用することができる。別の例として、診断プローブ２１２０は、第１の時刻Ｔ２１２０と第２の時刻Ｔ２１３０の両方でターゲット１１０と相互作用することができ、診断プローブ２１３０は、第１の時刻Ｔ２１２０と第２の時刻Ｔ２１３０の両方でターゲット１１０と相互作用することができる。
【0132】
プローブモジュール２１００は、診断プローブ２１２０、２１３０として診断用光ビームを生成するイメージングモジュールであり得る。実施態様によっては、プローブモジュール２１００は、診断プローブ２１２０、２１３０として診断用レーザビームを生成するレーザ源である。診断プローブ２１２０、２１３０の波長は、ターゲット１１０との相互作用の他の態様に影響を及ぼす。例えば、診断プローブ２１２０、２１３０の波長は、ターゲット１１０が散乱しているかどうかに影響を与えることがある。別の例として、検出モジュール２１３５（以下で考察する）の応答性、光解像度、サンプリングレート、フレームレート、及び露光時間のうちの任意の１つ又は複数は、診断プローブ２１２０、２１３０の波長に依存する。
【0133】
診断用レーザビームは、放射パルス１３５の波長とは異なる波長を有することがあり、診断用光ビーム２１２０、２１３０とターゲット１１０とのいかなる干渉も防止又は低減するのに十分なほど低いパワーを有することがある。診断プローブ２１２０、２１３０の波長はまた、ターゲット空間１２０内で生成されるプラズマ１３０の輝線との重複を回避又は低減するようにも選択される。診断プローブ２１２０、２１３０の波長は、診断プローブ２１２０、２１３０が通るように向けられる光学素子のいずれかの波長帯域と一致するように選択されるべきである。更に、診断プローブ２１２０、２１３０のビーム品質、安定性、パワーレベルなどの他の態様が、用途に応じて選択又は調節されることがある。診断プローブ２１２０、２１３０の波長は、検出モジュール２１３５（以下で考察する）によって記録される高い信号対雑音比を可能にするように選択される。例えば、診断用光ビーム２１２０、２１３０の波長は、約１０３０ｎｍなどの赤外領域にあることがあり、約９．６Ｗの電力を有することがある。診断用光ビーム２１２０、２１３０はレーザ光であり得る。他の例では、診断用光ビーム２１２０、２１３０の波長は、可視領域にある。
【0134】
診断用光ビーム２１２０、２１３０は、（図２４及び図２５に示すように）平行光ビームとすることができ、或いは（図２６及び図２７に示すように）軌道ＴＲの上又は近傍に集束される光ビームとすることができる。診断用光ビーム２１２０、２１３０は、Ｘ方向及びＹ方向によって画定される平面（ＸＹ平面）内にある方向に沿って向けられることがある。図２１Ａの例に示すように、診断用光ビーム２１２０、２１３０は－Ｙ方向に沿って向けられる。診断用光ビーム２１２０、２１３０は、それらの方向に応じて互いに重なり合うことがある。更に、診断用光ビーム２１２０、２１３０が（図２４に示すように）互いに重なり合うか、又は図２４及び図２５に示すように、ターゲット１１０が軌道ＴＲに沿った距離に沿って移動するにつれて、複数の位置で複数の時刻においてターゲット１１０と重なることが可能である。
【0135】
プローブモジュール２１００は、例えば１０２０ｎｍ～１０７０ｎｍの間の赤外波長の、最大５０Ｗの出力の、ビーム品質Ｍ２が１に近い、診断用光ビーム２１２０、２１３０を生成する調節可能な連続波レーザであり得る。レーザは、ファイバーレーザ源であり得る。他の実施態様では、プローブモジュール２１００はパルスレーザであり得る。
【0136】
実施態様によっては、診断用光ビーム２１２０、２１３０は、軌道ＴＲを横切るカーテンとして連続的に生成されることがある。他の実施態様では、診断用光ビーム２１２０、２１３０は、例えば、ターゲット１１０が軌道ＴＲに沿った特定の位置にあると予測さされるときのみなど、特定の時間にのみ生成される。この場合には、プローブモジュール２１００は、制御システムからのタイミング信号によってトリガー（又はパルス）されて、特定の時間に１つ又は複数の診断用光ビーム２１２０、２１３０を生成することがある。
【0137】
診断システム２１０５は、検出モジュール２１３５も含み、検出モジュール２１３５は、ターゲット１１０が拡張ターゲット領域１１５を通って軌道ＴＲに沿って移動する際に、現在のターゲット１１０と診断プローブ２１２０、２１３０のうちの１つ又は複数との間の相互作用に起因して生成される光２１４０、２１５０の１つ又は複数の２次元描写２１４１、２１５１を記録する。検出モジュール２１３５は、２次元描写２１４１、２１５１を記録するための１つ又は複数の２次元記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂを含む。検出モジュール２１３５は、以下で考察するように、必要に応じて、結像レンズ又はミラーなどの他の光学素子を含むこともある。
【0138】
２つの記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂのみが図２１Ａに示されているが、用途に応じて、３つ以上又は１つのみの記録装置を使用することができる。具体的には、３つの方向全て（Ｘ、Ｙ、及びＺ）におけるターゲット１１０の軌道を再現するために、ターゲット１１０の動きに関する十分な情報を収集するために、少なくとも２つの記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂを使用する。ターゲット１１０の加速度に関して妥当な仮定がなされる場合には、３つの方向全て（Ｘ、Ｙ、及びＺ）におけるターゲット１１０の軌道は、たった１つの記録装置を用いて再現することができる。
【0139】
診断プローブ２１２０、２１３０が光ビームである幾つかの実施態様では、生成される光２１４０、２１５０は、ターゲット１１０を横切る診断用光ビーム２１２０、２１３０であり、図２４に示すように、そのような横切った光は、診断用光ビームの少なくとも一部を覆い隠すターゲット１１０の影を含んでいる。この種の配置は、２次元描写２１４１、２１５１として横切った光ビーム内部の影を生成し、影絵配置とみなすことができる。そのような実施態様では、２次元記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂは、プローブモジュール２１００が配置される側と反対側であるターゲット軌道ＴＲの側面に配置されることがある。
【0140】
診断プローブ２１２０、２１３０が光ビームである他の実施態様では、図２５～図２７に示すように、生成される光２１４０、２１５０は、現在のターゲット１１０が軌道ＴＲに沿って移動する際に現在のターゲット１１０から散乱又は反射された光である。そのような実施態様では、２次元記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂは、プローブモジュール２１００が配置される側と同じ側であるターゲット軌道ＴＲの側面に配置されることがある。
【0141】
各２次元記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂは、光２１４０、２１５０の２次元描写２１４１、２１５１（画像とみなすことができる）を取り込むカメラであり得る。従って、例えば、２次元記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂは、数千又は数百万のフォトサイト（又は画素）の２次元配列を含む。光２１４０、２１５０は各画素の感光性領域に向けられ、各画素では、光は電子に変換され、電子は集められて電圧信号になり、これらの信号の配列は２次元画像２１４１、２１５１を形成する。記録装置２１３５Ａは、その２次元配列が以下の２つの軸、即ち、Ｚ方向である第１の軸、及びＸＹ平面内にある軸である第２の軸、によって画定される平面内にあるように、配置される。従って、記録装置２１３５Ａの２次元配列の法線は、ＸＹ平面内にある。図２１Ａの例に示すように、記録装置２１３５Ａは、その２次元配列がＸＺ平面内にあり、その法線がＹ方向に沿っているように配置される。同様に、記録装置２１３５Ｂは、その２次元配列が、Ｚ方向である第１の軸、及びＸＹ平面内の軸である第２の軸によって画定される平面内にあるように、配置される。従って、記録装置２１３５Ｂの２次元配列の法線は、ＸＹ平面内にある。図２１Ａの例に示すように、記録装置２１３５Ｂも、その２次元配列がＸＺ平面内にあり、その法線がＹ方向に沿っているように配置される。他の例示的な配置を以下に示す。
【0142】
２次元記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂを制御システム１７０によって制御して、特定の時刻における画像を記録することができる。２次元記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂは、描写２１４１、２１５１を、分析のために制御システム１７０に送る。制御システム１７０は、２次元描写２１４１、２１５１を分析して、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のうちの１つ又は複数に沿ったターゲット１１０の移動特性を決定する。
【0143】
記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂは、前のターゲット１１０Ｐが前の放射パルス１３５Ｐと相互作用した後で且つ次のターゲットが拡張ターゲット領域１１５に入る前に、現在のターゲット１１０に対する光２１４０、２１５０の２次元画像２１４１、２１５１を検出し、記録し、出力するのに十分な速さを持つ「高速」カメラであるべきである。カメラのフレームレートは、診断システム２１０５がターゲット空間１２０に向けられた全てのターゲットに対して分析を行うことができるように、ターゲット送達システム１４５がターゲットを生成するレート以上であるべきである。従って、ターゲット送達レートが５０ｋＨｚである場合、カメラのフレームレートは５０ｋＨｚ以上であるべきである。適切な高速カメラ２１３５Ａ、２１３５Ｂの例は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）である。カメラは、約３００μｓの露光時間、約１６９６×１７１０画素の例示的な解像度、約８μｍの画素サイズ、及び１．０の利得を有することがある。
【0144】
他の実施態様では、カメラ２１３５Ａ、２１３５Ｂは、電荷結合素子（ＣＣＤ）又は赤外カメラである。
【0145】
本明細書で考察するように、診断システム２１０５は、拡張ターゲット領域１１５におけるターゲット１１０の移動特性を決定するのに有用である。しかしながら、診断システム２１０５は、拡張ターゲット領域１１５内部の位置以外の位置におけるターゲット１１０の移動特性を決定するのに有用であることもある。従って、他の実施態様では、診断システム２１０５は拡張ターゲット領域１１５の外側の領域に設置される。例えば、そのような実施態様では、診断システム２１０５は、診断プローブ２１２０、２１３０が、拡張ターゲット領域１１５とターゲット送達システム１４５との間である第１の領域１６５において、ターゲット１１０と完全に又は部分的に相互作用するように、設置される。第１の領域１６５は、プラズマ押し戻し力１２５が現在のターゲット１１０に対してはるかに弱いか又は問題にならないほど小さな効果を有する領域とみなすことができる。
【0146】
上述のように、ターゲット１１０は、２つの位置、即ち、第１の時刻Ｔ２１２０において第１の位置ＬＴＲ１で、及び第２の時刻Ｔ２１３０において第２の位置ＬＴＲ２で、診断プローブ２１２０、２１３０のうちの１つ又は複数と相互作用する。２つの位置においてターゲット１１０と１つ又は複数の診断プローブ２１２０、２１３０との間で相互作用させることにより、制御システム１７０は、位置ＬＴＲ１でのチャンバ１７５のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向におけるターゲット１１０の座標位置Ｐ１（Ｘ、Ｙ、Ｚ）、及び位置ＬＴＲ２でのチャンバ１７５のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向におけるターゲット１１０の座標位置Ｐ２（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を導き出すことができる。具体的には、チャンバ１７５内部のターゲット１１０の座標位置Ｐ１（Ｘ、Ｙ、Ｚ）及びＰ２（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、まず、記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂのセンサによって取り込まれた２次元画像２１４１、２１５１内部の１つ又は複数の関心領域（ＲＯＩ）の位置を特定することによって、決定することができる。ターゲット１１０の座標位置Ｐ１（Ｘ、Ｙ、Ｚ）及びＰ２（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、以下のデータのうちの１つ又は複数を使用して計算される。そのデータとは、記録された画像内の１つ又は複数の関心領域（ＲＯＩ）、ターゲット１１０が第１の位置ＬＴＲ１を横切る時刻（これは、ターゲット１１０が診断プローブ２１２０と相互作用する時刻に相当する）、ターゲット１１０が第２の位置ＬＴＲ２を横切る時刻（これは、ターゲット１１０が診断プローブ２１３０と相互作用する時刻に相当する）、及び、記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂのセンサのそれぞれの平面、である。センサ２１３５Ａの平面は、２つの線、即ち、チャンバ１７５のＺ方向と平行なＺｓ方向に沿った線、及び、Ｘｓ－Ｙｓ平面内のある方向に沿った線によって画定され、なお、Ｘｓ方向はチャンバ１７５のＸ方向と平行であり、Ｙｓ方向はチャンバ１７５のＹ方向と平行である。
【0147】
図２１Ｂを参照すると、画像内の１つ又は複数の関心領域（ＲＯＩ）は、光２１４０、２１５０がそれぞれの記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂのセンサに当たっている画像内の画素に相当する。例えば、図２１Ｂを参照すると、カメラ２１３５Ｂによって取り込まれた例示的な描写２１５１が示されている。この例では、制御システム１７０は、ターゲット１１０が位置ＬＴＲ２を横切ったときのターゲット１１０の位置に対応する画像内の領域を表す、単一のＲＯＩを特定する。制御システム１７０は、この描写２１５１を分析し、重心と呼ばれることもあるＲＯＩの中心モーメントを決定する。ＲＯＩの中心モーメントは、Ｃ（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）と表わすことができる。
【0148】
例えば、Ｙ方向に沿ったＲＯＩの重心は、次式によって与えられることがある。
但し、ｍｉは画素ｉにおける電圧又は電流の値であり、Ｙｉは画素ｉの座標であり、ＩはＲＯＩの内部に含まれる。Ｘ方向及びＺ方向に対しても、同様の計算を行うことができる。更に、同様の分析が、カメラ２１３５Ａによって取り込まれた描写２１４１に対して行われる。
【数1】
但し、ｍｉは画素ｉにおける電圧又は電流の値であり、Ｙｉは画素ｉの座標であり、ＩはＲＯＩの内部に含まれる。Ｘ方向及びＺ方向に対しても、同様の計算を行うことができる。更に、同様の分析が、カメラ２１３５Ａによって取り込まれた描写２１４１に対して行われる。
【0149】
一旦ＲＯＩの中心モーメントが設定されると、制御システム１７０は、読み出される画素の行及び列の数を調節している完全なＲＯＩを定義する。なお読み出される画素の数は、記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂのフレームレートに依存する。ＲＯＩは、見られているターゲット１１０の体積と一致するように定義されることがある。
【0150】
一旦制御システム１７０が描写２１５１内部の各ＲＯＩを識別すると、制御システム１７０は、ＲＯＩを分析して、チャンバ１７５内部の位置ＬＴＲ２におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に沿ったターゲット１１０の座標位置Ｐ２を決定する。例えば、制御システム１７０は、Ｘｓ方向、Ｙｓ方向、及びＺｓ方向の各々に沿った各ＲＯＩの中心モーメント（重心など）Ｃ（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）を決定することができ、一旦各重心Ｃ（Ｘｓ、Ｙｓ、Ｚｓ）が決定されると、制御システム１７０は、チャンバ１７５の位置ＬＴＲ２におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に沿ったターゲット１１０の座標位置Ｐ２を推定することができる。
【0151】
チャンバ１７５のＺ方向に沿ったターゲット１１０の座標位置Ｐ２は、センサのＺｓ方向に沿ったＲＯＩの中心（重心）（ＣＺｓ）と直線的に相関がある、というのも、記録装置２１３５ＡのセンサのＺｓ方向は、チャンバ１７５のＺ方向と平行であるからである。従って、Ｐ２（Ｚ）＝係数＊ＣＺｓであり、係数は、画素のサイズ、及び記録装置２１３５Ｂ又は２１３５Ａの光学倍率、のうちの１つ又は複数に依存することがある一定値である。
【0152】
チャンバ１７５のＸ方向に沿ったターゲット１１０の座標位置Ｐ２、及びチャンバ１７５のＹ方向に沿ったターゲット１１０の座標位置Ｐ２は、Ｘｓ－Ｙｓ方向に沿って得られる重心（ＣＸｓＹｓ）を使用して推定することができる。しかしながら、Ｘｓ－Ｙｓ方向に沿った重心ＣＸｓＹｓは、Ｘｓ－Ｙｓ平面内にあるので、追加の情報無しでは、チャンバ１７５のＸ方向に沿ったターゲット１１０の座標位置Ｐ２、及びチャンバ１７５のＹ方向に沿ったターゲット１１０の座標位置Ｐ２を決定することは不可能である。
【0153】
実施態様によっては、チャンバ１７５のＸ方向及びＹ方向の両方に沿って座標位置Ｐ２を決定するために使用される追加の情報は、記録装置２１３５Ｂのセンサの平面とは異なる平面内にあるセンサを有する第２の記録装置（記録装置２１３５Ａなど）において位置ＬＴＲ２でのターゲット１１０の画像を取得することを含む。他の実施態様では、使用される追加の情報は、ターゲット１１０が位置ＬＴＲ１を横切る時刻Ｔ２１２０とターゲット１１０が位置ＬＴＲ２を横切る時刻Ｔ２１３０との時間差であり得る。
【0154】
記録装置２１３５Ｂ（又は２１３５Ａ）のセンサ平面における重心の値をチャンバ１７５の座標系に変換するために必要とされる他の追加の情報は、記録装置２１３５Ｂ（及び２１３５Ａ）がチャンバ１７５のＸ方向及びＹ方向に対して配置される角度を含む。この値は、既知の値であり、記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂがチャンバ１７５内に設置されるときに測定又は決定されることがある。
【0155】
一旦座標位置Ｐ１（Ｘ、Ｙ、Ｚ）及びＰ２（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が決定されると、制御システム１７０は、以下のようにして、位置ＬＴＲ１とＬＴＲ２との間のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向におけるターゲット１１０の平均速度Ｖ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を導出することができる。Ｘ方向における平均速度Ｖ（Ｘ）は、［Ｐ２（Ｘ）－Ｐ１（Ｘ）］／［Ｔ２１３０－Ｔ２１２０］によって求められ、Ｙ方向における平均速度Ｖ（Ｙ）は、［Ｐ２（Ｙ）－Ｐ１（Ｙ）］／［Ｔ２１３０－Ｔ２１２０］によって求められ、Ｚ方向における平均速度Ｖ（Ｚ）は、［Ｐ２（Ｚ）－Ｐ１（Ｚ）］／［Ｔ２１３０－Ｔ２１２０］によって求められる。
【0156】
別の例示的な実施態様では、ターゲット１１０は、第１の位置ＬＴＲ１及び第２の位置ＬＴＲ２とは異なる第３の位置ＬＴＲ３において診断プローブ２１２０、２１３０（又は図示されていない第３の診断プローブ）のうちの１つ又は複数と相互作用する。例えば、第３の位置ＬＴＲ３は、軌道ＴＲに沿って第２の位置ＬＴＲ２とターゲット空間１２０との間にあり得る。この追加の相互作用は、検出モジュール２１３５によって記録される。制御システム１７０は、ターゲット１１０の移動特性に関する追加の情報を導き出すことができる。例えば、制御システム１７０は、第３の位置ＬＴＲ３でのＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向におけるターゲット１１０の座標位置Ｐ３（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を導き出すことができる。制御システム１７０は、以下の３つの一次方程式を使用して、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の各々に沿ったターゲット１１０の加速度Ａ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を導き出すこともできる。
【0157】
第１の方程式は、位置ＬＴＲ３でのＸ方向に沿ったターゲット１１０の座標位置、Ｐ３（Ｘ）と、位置ＬＴＲ２と位置ＬＴＲ３との間のＸ方向に沿ったターゲット１１０の加速度Ａ２３（Ｘ）との間の関係を次のように提供する。
Ｐ３（Ｘ）＝Ｐ２（Ｘ）＋Ｖ（Ｘ）＊Ｔ２３＋１／２Ａ２３（Ｘ）＊Ｔ２３ ２、但しＴ２３は、ターゲット１１０が位置ＬＴＲ２から位置ＬＴＲ３まで移動するのにかかる時間である。
Ｐ３（Ｘ）＝Ｐ２（Ｘ）＋Ｖ（Ｘ）＊Ｔ２３＋１／２Ａ２３（Ｘ）＊Ｔ２３ ２、但しＴ２３は、ターゲット１１０が位置ＬＴＲ２から位置ＬＴＲ３まで移動するのにかかる時間である。
【0158】
第２の方程式は、位置ＬＴＲ３でのＹ方向に沿ったターゲット１１０の座標位置、Ｐ３（Ｙ）と、Ｙ方向に沿ったターゲット１１０の加速度Ａ２３（Ｙ）との間の関係を次のように提供する。
Ｐ３（Ｙ）＝Ｐ２（Ｙ）＋Ｖ（Ｙ）＊Ｔ２３＋１／２Ａ２３（Ｙ）＊Ｔ２３ ２、但しＴ２３は、ターゲット１１０が位置ＬＴＲ２から位置ＬＴＲ３まで移動するのにかかる時間である。
Ｐ３（Ｙ）＝Ｐ２（Ｙ）＋Ｖ（Ｙ）＊Ｔ２３＋１／２Ａ２３（Ｙ）＊Ｔ２３ ２、但しＴ２３は、ターゲット１１０が位置ＬＴＲ２から位置ＬＴＲ３まで移動するのにかかる時間である。
【0159】
第３の方程式は、位置ＬＴＲ３でのＺ方向に沿ったターゲット１１０の座標位置、Ｐ３（Ｚ）と、Ｚ方向に沿ったターゲット１１０の加速度Ａ２３（Ｚ）との間の関係を次のように提供する。
Ｐ３（Ｚ）＝Ｐ２（Ｚ）＋Ｖ（Ｚ）＊Ｔ２３＋１／２Ａ２３（Ｚ）＊Ｔ２３ ２、但しＴ２３は、ターゲット１１０が位置ＬＴＲ２から位置ＬＴＲ３まで移動するのにかかる時間である。
Ｐ３（Ｚ）＝Ｐ２（Ｚ）＋Ｖ（Ｚ）＊Ｔ２３＋１／２Ａ２３（Ｚ）＊Ｔ２３ ２、但しＴ２３は、ターゲット１１０が位置ＬＴＲ２から位置ＬＴＲ３まで移動するのにかかる時間である。
【0160】
これらの３つの一次方程式を、Ａ２３（Ｘ）、Ａ２３（Ｙ）、及びＡ２３（Ｚ）について解くことができる。一次方程式を使用するこの例示的な手法を、任意の数の位置Ｌ及び座標位置Ｐ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に拡張して、ターゲット１１０の軌道を決定するための追加データを取得することができる。
【0161】
図２２を参照すると、例示的な制御システム２２７０が示されている。制御システム２２７０は、診断システム２１０５を制御し、診断システム２１０５からの情報を分析し、この分析に基づいて、光源１００の態様をどう修正するかを決定するように構成される。この目的を達成するために、制御システム２２７０は、トリガー源２２７１、分析モジュール２２７２、及び決定モジュール２２７４を含む、診断サブコントローラ２２００を含む。決定モジュール２２７４の出力は、光源サブコントローラ２２０５、ビーム送達サブコントローラ２２１０、ターゲット送達サブコントローラ２２１５、及び光源１００の他の態様を制御することができる他のサブコントローラ２２２０のうちの１つ又は複数に送られる。決定モジュール２２７４の出力は、プローブモジュール２１００の動作を制御するプローブサブコントローラ２２１２にも送られることがある。
【0162】
トリガー源２２７１は、診断システム２１０５の１つ又は複数の構成要素に動作するよう指示を出すために、１つ又は複数のデジタルトリガー信号を診断システム２１０５に供給する任意の適切なソースであり得る。実施態様によっては、トリガー源２２７１は、ターゲット送達システム１４５からのターゲット１１０の放出に関連している。他の実施態様では、トリガー源２２７１は、特定の位置でターゲット１１０から散乱された光を検出するために軌道ＴＲに沿って配置された、フォトダイオードなどの光子検出デバイスからの出力に関連している。そのような実施態様では、トリガー源２２７１は、フォトダイオードからの出力を受け取り、１つ又は複数のデジタルタイムスタンプ信号を出力する、弁別器を含むことがある。トリガー源２２７１からの１つ又は複数のトリガー信号は、１つ又は複数の２次元記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂに、いつ２次元描写を記録するかを指示するために、検出モジュール２１３５に供給される。トリガー源２２７１は、トリガー信号の開始に応じて、検出モジュール２１３５に各トリガー信号を出力する前に、各トリガー信号に追加される時間遅延信号を含むことも可能である。例えば、トリガー源２２７１が前のターゲット１１０Ｐに対するフォトダイオードからの出力を受け取る場合、現在のターゲット１１０が診断プローブ２１２０、２１３０を通過するときにのみ光を記録するように検出モジュール２１３５を動作させるために、各トリガー信号に時間遅延信号が追加されることがある。
【0163】
更に、トリガー源２２７１からの各トリガー信号は、検出モジュール２１３５内の記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂが、ターゲット１１０と診断プローブ２１２０、２１３０との間の相互作用から生成された光をどれ程長く記録すべきかに応じて、可変であるか又は調節可能である長さ又は持続時間を有することがある。従って、トリガー源２２７１からの各トリガー信号の持続時間は、記録装置２１３５Ａ、２１３５Ｂ上のシャッターとして作用する。
【0164】
図２２を参照すると、分析モジュール２２７２は、検出モジュール２１３５から２次元描写（画像）を受け取り、その画像に対して処理を行う。分析モジュール２２７２は、画像に対して様々な種類の分析を行うように構成された、様々なサブモジュールを含む。例えば、分析モジュール２２７２は、検出モジュール２１３５から画像を受け取り、そのデータを処理に適したフォーマットに変換する入力サブモジュール２３００を含むことがある。分析モジュール２２７２は、検出モジュール２１３５からの画像を準備する（例えば、背景雑音を除去する、画像をフィルタリングする、及び利得補償する）前処理サブモジュール２３０５を含むことがある。分析モジュール２２７２は、画像内の１つ又は複数の関心領域（ＲＯＩ）を特定するなどの画像の処理を行う画像サブモジュール２３１０を含むことがあり、各ＲＯＩは、軌道ＴＲに沿ったターゲット１１０の位置に相当する。画像サブモジュール２３１０は、画像内の各ＲＯＩの面積を計算し、各関心領域の重心を計算する。分析モジュール２２７２は、決定モジュール２２７４に出力するために計算済データ（ＲＯＩの面積及び重心など）を準備する出力サブモジュール２３１５を含むことがある。
【0165】
決定モジュール２２７４は、分析モジュール２２７２からの出力に基づいて、ターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性を決定し、それらの移動特性のいずれかが許容範囲外であるかどうかを決定する。決定モジュール２２７４は、移動特性のいずれかが許容範囲外である場合に、光源１００の他の態様を調節する必要があるかどうかも決定する。
【0166】
図２４を参照すると、例示的な診断システム２４０５が影絵配置で設計されており、この配置では、光がターゲット１１０の一方の側からターゲット１１０を照射し、イメージングは、ターゲット１１０の他方の側で行われる。診断システム２４０５は、プローブモジュール２４００及び検出モジュール２４３５を含む。
【0167】
プローブモジュール２４００は２つ以上の光源２４０２、２４０４を含み、各光源２４０２、２４０４は、それぞれの診断用光ビーム２４２０、２４３０を生成し軌道ＴＲに向けるように構成される。この例での診断用光ビーム２４２０、２４３０は、光ビーム２４２０、２４３０のそれぞれの軸Ａ２及びＡ４に対して横方向に沿って拡張されており、それぞれの屈折光学系２４１２、２４１４を使用することにより、平行にされている。光源２４０２、２４０４は、連続波レーザ源であり得る。この例では、各診断用光ビーム２４２０、２４３０は、ターゲット１１０が軌道ＴＲのプローブ距離ＤＰに沿って移動する際にターゲット１１０と相互作用する。プローブ距離ＤＰは、検出モジュール２４３５が、軌道ＴＲに沿った複数の位置における診断用光ビーム２４２０、２４３０とターゲット１１０との間の相互作用から生成される光を記録できるようにする範囲を有する。従って、図２４の例では、ターゲット１１０と各診断用光ビーム２４２０、２４３０との間の相互作用は、それぞれ光２１４０、２１５０を生成し、その光は、２つの時刻、即ち、ターゲットが位置ＬＴＲ１を通過するのに対応するｔ１と、ターゲットが位置ＬＴＲ２を通過するのに対応するｔ２と、において記録される。図２４では２つの記録位置が示されているが、ターゲット１１０の移動特性についてどれ位多くの情報が望まれているかに応じて、１つの位置のみで記録することにより、又は３つ以上の位置で記録することにより、ターゲット１１０の移動特性を正確に決定することが可能になる。
【0168】
検出モジュール２４３５は、光源２４０２、２４０４が配置されている側とは反対側の軌道ＴＲの側面に配置された２つ以上の２次元記録装置２４３５Ａ及び２４３５Ｂを含む。このようにして、記録装置２４３５Ａは、診断用光ビーム２４２０とターゲット１１０との間の相互作用から生成された光２４４０の２次元描写２４４１を記録するように配置され、記録装置２４３５Ｂは、診断用光ビーム２４３０とターゲット１１０との間の相互作用から生成された光２４５０の２次元描写２４５１を記録するように配置される。記録装置２４３５Ａは、そのセンサ平面に対する法線がチャンバ１７５のＸ方向に対して角度αＡになるように配置され、記録装置２４３５Ｂは、そのセンサ平面に対する法線がチャンバ１７５のＸ方向に対して角度αＢになるように配置される。
【0169】
診断用光ビーム２４２０、２４３０の生成、及びそれぞれの記録装置２４３５Ａ、２４３５Ｂにおける描写２４４１、２４５１の記録のタイミングを調停するには、２つの方法がある。両方の方法において、記録装置２４３５Ａは光２４４０の描写２４４１を記録し、記録装置２４３５Ｂは光２４５０の描写２４５１を記録する。
【0170】
第１の方法では、診断用光ビーム２４２０、２４３０は連続的に生成され、軌道ＴＲを横切るように向けられる。記録装置２４３５Ａ、２４３５Ｂ上のシャッターは、描写２４４１、２４５１が特定のターゲットに対して２回だけ記録されるように構成される。１回目は、ターゲット１１０が位置ＬＴＲ１を通過する際に発生し（この時点では、シャッターは短い間開かれる）、２回目は、ターゲット１１０が位置ＬＴＲ２を通過する際に発生する（この時点では、シャッターは短い間開かれる）。
【0171】
第２の方法では、診断用光ビーム２４２０、２４３０は、光を２回、即ち、１回目はターゲット１１０が位置ＬＴＲ１を通過するときで、２回目はターゲットが位置ＬＴＲ２を通過するときに、生成するようにパルス化される。記録装置２４３５Ａ、２４３５Ｂ上のシャッターは、記録装置２４３５Ａが描写２４４１を記録し、記録装置２４３５Ｂが描写２４５１を記録するように十分に長く開かれ、なおこの描写２４４１は、パルス化診断ビーム２４２０が位置ＬＴＲ１及びＬＴＲ２でターゲット１１０と相互作用する際の両方の時刻においてパルス化診断ビーム２４２０から生成された光２４４０を含み、描写２４５１は、パルス化診断ビーム２４３０が位置ＬＴＲ１及びＬＴＲ２の両方でターゲット１１０と相互作用する際の両方の時刻においてパルス化診断ビーム２４３０から生成された光２４５０を含む。
【0172】
ターゲット１１０が位置ＬＴＲ１を通過する際のターゲット１１０の存在は、ターゲット１１０が診断用光ビーム２４２０を覆い隠すことによって形成される影２４４２として、描写２４４１に現れる。ターゲット１１０が位置ＬＴＲ１を通過する際のターゲット１１０の存在はまた、ターゲット１１０が診断用光ビーム２４３０を覆い隠すことによって形成される影２４５２として、描写２４５１にも現れる。同様に、ターゲット１１０が位置ＬＴＲ２を通過する際のターゲット１１０の存在は、ターゲット１１０が診断用光ビーム２４２０を覆い隠すことによって形成される影２４４３として、描写２４４１に現れる。ターゲット１１０が位置ＬＴＲ２を通過する際のターゲット１１０の存在はまた、ターゲット１１０が診断用光ビーム２４３０を覆い隠すことによって形成される影２４５３として、描写２４５１にも現れる。
【0173】
図２５を参照すると、例示的な診断システム２５０５が散乱イメージング配置で設計されており、この配置では、光がターゲット１１０を照射するのと同じ側であるターゲット１１０の側面で、イメージングが行われる。診断システム２５０５は、プローブモジュール２５００及び検出モジュール２５３５を含む。
【0174】
プローブモジュール２５００は、診断用光ビーム２５２０を生成し軌道ＴＲに向けるように構成された光源２５０２を含む。診断用光ビーム２５２０は、その軸に対して横方向に沿って拡張され、屈折光学系２５１２を使用することにより平行化される。光源２５０２は、連続波レーザであり得る。診断用光ビーム２５２０は、ターゲット１１０が軌道ＴＲのプローブ距離ＤＰに沿って移動する際にターゲット１１０と相互作用する。プローブ距離ＤＰは、検出モジュール２５３５が、軌道ＴＲに沿った、時刻ｔ１及びｔ２にそれぞれ対応する複数の位置ＬＴＲ１及びＬＴＲ２における診断用光ビーム２５２０とターゲット１１０との間の相互作用から生成される光２５４０Ａ、２５４０Ｂ、２５５０Ａ、２５５０Ｂを記録できるようにする範囲を有する。図２５では２つの記録位置が示されているが、ターゲット１１０の移動特性についてどれ位多くの情報が望まれているかに応じて、１つの位置のみで記録することにより、又は３つ以上の位置で記録することにより、ターゲット１１０の移動特性を正確に決定することが可能になる。
【0175】
検出モジュール２５３５は、光源２５０２と同じ側に配置された２つ以上の２次元記録装置２５３５Ａ及び２５３５Ｂを含む。このようにして、記録装置２５３５Ａは、位置ＬＴＲ１における診断用光ビーム２５２０とターゲット１１０との間の相互作用から生成された光２５４０Ａ、及び位置ＬＴＲ２における診断用光ビーム２５２０とターゲット１１０との間の相互作用から生成された光２５４０Ｂの２次元描写２５４１を記録するように配置される。更に、記録装置２５３５Ｂは、位置ＬＴＲ１における診断用光ビーム２５２０とターゲット１１０との間の相互作用から生成された光２５５０Ａ、及び位置ＬＴＲ２における診断用光ビーム２５２０とターゲット１１０との間の相互作用から生成された光２５５０Ｂの２次元描写２５５１を記録するように配置される。
【0176】
上記の考察と同様に、診断システム２５０５によって行われる記録及びイメージングを好時機に行うための２つの主要な方法がある。第１の方法では、光ビーム２５２０は連続的に生成され、軌道ＴＲを横切るように向けられる。記録装置２５３５Ａ、２５３５Ｂ上のシャッターは、描写２５４１、２５５１が特定のターゲットに対して２回だけ記録されるように構成される。１回目は、ターゲット１１０が位置ＬＴＲ１を通過する際のｔ１で発生し（この時点では、シャッターはデータを取得するために短い間開かれる）、２回目は、ターゲット１１０が位置ＬＴＲ２を通過する際のｔ２で発生する（この時点では、シャッターはデータを取得するために再度短い間開かれる）。より多くの位置が記録される場合には、シャッターはそれらの追加の位置に対して開くように構成される。第２の方法では、光ビーム２５２０は、２つの時刻ｔ１及びｔ２において光を生成するようにパルス化され、記録装置２５３５Ａ、２５３５Ｂ上のシャッターは、プローブ距離ＤＰ全体をカバーするように、従って両方のパルスでの相互作用を取り込むように、十分に長く開かれる。
【0177】
ターゲット１１０が位置ＬＴＲ１を通過する際のターゲット１１０の存在は、記録装置２５３５Ｂに向かってターゲット１１０から反射又は散乱された光ビーム２５２０から形成される輝点２５５２として、描写２５５１内に現れる。ターゲット１１０が位置ＬＴＲ１を通過する際のターゲット１１０の存在はまた、記録装置２５３５Ａに向かってターゲット１１０から反射又は散乱された光ビーム２５２０から形成される輝点２５４２として、描写２５４１内にも現れる。ターゲット１１０が位置ＬＴＲ２を通過する際のターゲット１１０の存在は、記録装置２５３５Ｂに向かってターゲット１１０から反射又は散乱された光ビーム２５２０から形成される輝点２５５３として、描写２５５１内に現れる。ターゲット１１０が位置ＬＴＲ２を通過する際のターゲット１１０の存在はまた、記録装置２５３５Ａに向かってターゲット１１０から反射又は散乱された光ビーム２５２０から形成された輝点２５４３として、描写２５４１内にも現れる。
【0178】
図２６を参照すると、別の実施態様では、診断システム２６０５は、診断用光ビーム２６２０、２６２５、２６３０が軌道ＴＲ上又はその近傍で集束されるように設計される。診断システム２６０５は、光ビーム２６１０を生成する単一の光源２６０２を含むプローブモジュール２６００を含む。診断システム２６０５は、診断プローブとして作用する診断用光ビーム２６２０、２６２５、２６３０を生成する。
【0179】
この目的を達成するために、プローブモジュール２６００は、分割光学系２６１５、及び集束レンズなどの屈折光学系２６１７も含む。光ビーム２６１０は、分割光学系２６１５を通って向けられ、分割光学系２６１５は光ビーム２６１０を複数の光ビームに分割し、この複数の光ビームは、別個の方向に沿って進み、屈折光学系２６１７を通って向けられて、診断用光ビーム２６２０、２６２５、２６３０を生成する。診断用光ビーム２６２０、２６２５、２６３０は、現在のターゲット１１０の軌道ＴＲに向けられる。分割光学系２６１５は、診断用光ビーム２６２０、２６２５、２６３０が軌道ＴＲにおいて設定距離（例えば、０．６５ｍｍ）だけ離れるように、光ビーム１１０を分割することができる。更に、屈折光学系２６１７は、診断用光ビーム２６２０、２６２５、２６３０の各々の焦点（又はビームウエスト）が確実に軌道ＴＲと重なるようにすることができる。
【0180】
分割光学系２６１５及び屈折光学系２６１７の設計のおかげで、診断用光ビーム２６２０、２６２５、２６３０は、軌道ＴＲに向かって扇形に広がり、異なる別個の角度で軌道ＴＲと交差するように、向けられる。例えば、診断用光ビーム２６２５は、－Ｘ方向に対して直角又はほぼ直角に軌道ＴＲと交差することができる。診断用光ビーム２６２０は、－Ｘ方向に対して９０°よりも小さな角度で軌道ＴＲと交差することができ、診断用光ビーム２６３０は、－Ｘ方向に対して９０°よりも大きな角度で軌道ＴＲと交差することができる。診断用光ビーム２６２０、２６２５、２６３０の各々はガウシアンビームとすることができ、その結果、各診断用光ビーム２６２０、２６２５、２６３０の光強度の横方向プロファイルは、ガウス関数を用いて記述することができる。各診断用光ビーム２６２０、２６２５、２６３０のビームウエストは、軌道ＴＲ又は－Ｘ方向で重なるように構成することができる。
【0181】
実施態様によっては、分割光学系２６１５は、入力光ビーム２６１０の別個の空間的に離間した複製を生成する、矩形又は２値位相回折格子などの回折光学系である。診断用光ビーム２６２０、２６２５、２６３０間の離隔距離は、ターゲットがターゲット送達システム１４５から放出される速度並びにターゲットの大きさ及び材料に応じて、調節又はカスタマイズすることができる。実施態様によっては、分割光学系２６１５は、２値位相回折格子などの回折光学系である。
【0182】
分割光学系２６１５を用いて、４つ以上の診断用光ビーム２６２０、２６２５、２６３０を生成することも可能である。多数の診断用光ビームを生成することにより、拡張ターゲット領域１１５を通して現在のターゲット１１０の座標位置を記録又は検出することが可能になり、従って、現在のターゲット１１０の速度及び加速度をより正確に決定することが可能になり、また、プラズマ押し戻し力１２５の結果としての現在のターゲット１１０のダイナミクスを理解するためのツールが提供される。
【0183】
回折光学系について上記で説明したが、代わりに、分割光学系２６１５として、他の種類の光学系を使用することが可能である。例えば、分割光学系２６１５は、代わりに又は加えて、複屈折性結晶、強度ビームスプリッタ、偏光ビームスプリッタ、又はダイクロイックビームスプリッタのうちの任意の１つ又は複数を含むことがある。
【0184】
診断システム２６０５は検出モジュール２６３５も含み、検出モジュール２６３５は、現在のターゲット１１０がそれぞれの診断用光ビーム２６２０、２６２５、２６３０を横切る際に現在のターゲット１１０から反射される光２６４０、２６４５、２６５０を受け取る。検出モジュール２６３５は、結像レンズ２６３７及び２次元記録装置２６３６を含む。結像レンズ２６３７は、できるだけ多くの光２６４０、２６４５、２６５０を取り込み、画像記録装置２６３６の像面に集束させる。
【0185】
画像記録装置２６３６は、各反射光２６４０、２６４５、２６５０の２次元描写（画像）を取り込むカメラである。カメラ２６３６は、２次元画像の組を制御システム２２７０に出力し、制御システム２２７０は、この２次元画像の組を使用して、上述のように、Ｘ方向だけでなくＹ方向及びＺ方向にも沿ったターゲット１１０の移動特性を決定する。カメラ２６３６は、次のターゲットが拡張ターゲット領域１１５に入る前に、特定のターゲット１１０について各反射光２６４０、２６４５、２６５０の２次元画像を検出し、記録し、出力するように十分に速いという点で、「高速」カメラであるべきである。
【0186】
カメラ２６３６は、反射光２６４０、２６４５、２６５０の各画像を取り込み、画像の組を制御システム２２７０に出力し、制御システム２２７０はその画像の組を分析し、上述のように、チャンバ１７５のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の各々に沿ったターゲット１１０の座標位置を決定するために、画像内の各ＲＯＩの重心を計算する。
【0187】
図２７を参照すると、診断システム２７０５は、診断プローブとターゲット１１０との間の相互作用から生成される光の、１次元の特性又は値（上述のように、光子の数など）と、２次元の描写との両方を検出するように設計されている。この目的を達成するために、診断システム２７０５は、その検出モジュール２７３５が光２７４０、２７４５、２７５０を分割するように設計されており、その結果、この光の一部がフォトダイオード２７３８に当たり、且つ光の一部が２次元記録装置２７３６に当たる、という点を除いては、診断システム２６０５と同様に設計されている。このようにして、フォトダイオード２７３８は、各反射光２７４０、２７４５、２７５０の１次元の態様を取り込み、例えば、フォトダイオード２７３８は、光子の数を取り込み、光子の数に対応した電圧信号を出力する。フォトダイオード２７３８は、上述の検出モジュール５３５のフォトダイオードと同様に動作する。２次元記録装置２７３６は、上述の記録装置２６３６と同様に動作する。
【0188】
診断システム２７０５に接続された制御システム１７０は、フォトダイオード２７３８からのパルスを受け取って処理し、タイムスタンプ、ひいては移動特性を計算するのに使用するための時間差、を決定するための、図６及び図８に示したような検出サブコントローラ６００又は８００を含む。診断システム２７０５に接続された制御システム１７０はまた、２次元記録装置２７３６から出力された画像を受け取って処理するための、図２２に示したような診断サブコントローラ２２００も含む。制御システム１７０は、フォトダイオード２７３８から得られたデータに基づいて、軌道に沿った様々な位置で、チャンバ１７５のＸ方向に沿ったターゲット１１０の座標位置Ｐを決定することができる。制御システム１７０は、図２１Ａ及び図２１Ｂに関連して上述したのと同様の態様で、２次元記録装置２７３６から得られたデータに基づいて、チャンバ１７５のＹ方向及びＺ方向に沿ったターゲット１１０の座標位置Ｐを決定することができる。
【0189】
図２８を参照すると、ターゲット１１０に対するプラズマ押し戻し力１２５を補償するために、（制御システム２２７０の制御下で）ＥＵＶ光源１００によって手順２８００が行われる。手順２８００は、複数のターゲット１１０をターゲット空間１２０に向けてそれぞれの軌道に沿って放出することを含む（２８０５）。ターゲット空間１２０は、複数の放射パルス１３５を受け取るように配置される。ターゲット１１０がターゲット空間１２０に到達する前で、且つ前の隣り合うターゲット１１０Ｐがターゲット空間１２０において前の放射パルス１３５Ｐと相互作用した後に、複数の診断用光プローブ（プローブ２１２０、２１３０など）が、ターゲット１１０の軌道ＴＲに沿った診断位置（位置ＬＴＲ１、ＬＴＲ２など）においてターゲット１１０と相互作用する（２８１０）。制御システム２２７０の制御下で、検出モジュール２１３５は、ターゲット１１０と診断用光プローブとの間の相互作用に起因して生成された光（光２１４０、２１５０など）の複数の２次元描写（２次元画像など）を検出する（２８１５）。制御システム２２７０は、検出された２次元描写（例えば、画像）を分析する（２８２０）。制御システム２２７０は（決定モジュール２２７４を介して）、検出された２次元描写の分析に基づいて、ターゲット１１０の１つ又は複数の移動特性を決定する（２８２５）。
【0190】
診断位置においてターゲット１１０と相互作用する（２８１０）複数の診断用光プローブは、本明細書で説明した診断用光プローブ、例えば、図２４の診断用光プローブ２４２０、２４３０、図２５の診断用光プローブ２５２０、又は図２６の診断用光プローブ２６２０、２６２５、２６３０、などのいずれかであり得る。
【0191】
制御システム２２７０は、以下のように２次元画像を分析する。例えば、入力サブモジュール２３００）は、画像のデータを、処理に適したフォーマットに変換することができる。前処理サブモジュール２３０５は、例えば、背景雑音を除去し、画像をフィルタリングし、信号を増幅することによって、画像を準備する。画像サブモジュール２３１０は、各画像内の１つ又は複数の関心領域（ＲＯＩ）を決定し、各ＲＯＩは、軌道ＴＲに沿ったターゲット１１０の位置に相当する。画像サブモジュール２３１０はまた、画像内の各ＲＯＩの取り囲まれたエネルギーを計算し、各関心領域の重心を計算する。出力サブモジュール２３１５は、決定モジュール２２７４に出力するために計算済データ（ＲＯＩの面積及び重心など）を準備する。
【0192】
決定モジュール２２７４は、移動特性のうちのいずれかが許容範囲外であるかどうかも判断し（２８３０）、加えて、移動特性のいずれかが許容範囲外である場合に、光源１００の態様を調節する必要があるかどうかも判断する（２８３５）。例えば、決定モジュール２２７４は、放射パルス１３５と居合わせているターゲット１１０’が互いに効率的に相互作用するように、放射パルス１３５のタイミング又は放射パルス１３５が進む方向を調節する必要があると決定することがある（２８４０）。決定モジュール２２７４は、ターゲット１１０の何らかの長期的な動的問題を補償するために、ターゲット送達システム１４５の態様を調節する必要があると決定することがある。調節が（２８４０などで）行われた後、居合わせているターゲット１１０’がターゲット空間１２０内にある間に、放射パルス１３５が居合わせているターゲット１１０’に向けられ、それによって、放射パルス１３５と居合わせているターゲット１１０’とを相互作用させる（２８４５）。
【0193】
ターゲットの１つ又は複数の移動特性は、システム座標のいずれか、例えば、チャンバ１７５のＸ方向、Ｙ方向、又はＺ方向に対して、決定することができる。決定されるターゲット１１０の移動特性は、上述のように、チャンバ１７５のＸ方向、Ｙ方向、又はＺ方向のいずれかに沿ったターゲットの座標位置、速度、及び加速度のうちの１つ又は複数を含む。
【0194】
検出された２次元画像は、画像内の１つ又は複数の関心領域を特定することと、特定された関心領域の各々について中心領域又はモーメント（重心）を計算することとによって分析することができ、そのような関心領域は、画像内のターゲット１１０の位置に相当する。
【0195】
光の２次元描写を検出し分析することができ、ターゲットの１つ又は複数の移動特性を、特定のターゲットに対して、その特定のターゲットがターゲット空間１２０に入る前に、決定することができる。更に、実施態様によっては、ターゲット１１０がプラズマ押し戻し力１２５によって影響を受けている間に、ターゲット１１０が複数の診断プローブ２１４０、２１５０と相互作用する。
【0196】
フォトダイオード２７３８も診断システム２７０５内に実装される場合、手順２８００は、ターゲットと診断プローブとの間の各相互作用に関連した時間を検出することと、検出された時間を分析することと、検出された時間の分析に基づいて、軸方向（Ｘ方向）に沿ったターゲットの１つ又は複数の移動特性を決定することと、も含むことがある。
【0197】
（２次元記録装置２７３６と併せて使用される）フォトダイオード２７３８は、タイムスタンプを押す目的で使用することができ、従って、診断システム２７０５のタイミング態様を制御するための、制御システム２２７０のトリガー源２２７１を提供するために使用することができる。例えば、タイムスタンプを使用して、検出モジュール２７３５及びプローブモジュール２７００のうちの１つ又は複数をトリガーすることができる。
【0198】
他の実施態様が、以降の特許請求の範囲の範疇にある。
【0199】
他の実施態様では、検出された現在のターゲット１１０の移動特性は、現在のターゲット１１０の速さ、現在のターゲット１１０の方向又は軌道、及び現在のターゲット１１０の加速度である。
【0200】
実施態様によっては、診断システム１０５は、１つ又は複数の診断プローブ１０７が、第１の領域１６５内で又は部分的に第１の領域１６５内部でターゲット１１０と相互作用するように、１つ又は複数の診断プローブ１０７を提供するように構成される。例えば、診断システム２１０５はその態様で構成されることがある。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図17A】
【図17B】
【図18A】
【図18B】
【図19A】
【図19B】
【図19C】
【図19D】
【図20A】
【図20B】
【図21A】
【図21B】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】