特許 7281987 光源、検査装置、ＥＵＶ光の生成方法及び検査方法

(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】2023-05-18

(45)【発行日】2023-05-26

(54)【発明の名称】光源、検査装置、ＥＵＶ光の生成方法及び検査方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 3/10 20060101AFI20230519BHJP

   G01N 21/84 20060101ALI20230519BHJP

   G01N 21/956 20060101ALI20230519BHJP

   H01S 3/00 20060101ALI20230519BHJP

   G02F 1/37 20060101ALI20230519BHJP

   G02B 6/04 20060101ALI20230519BHJP

   G02B 6/26 20060101ALI20230519BHJP

   H05G 2/00 20060101ALI20230519BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20230519BHJP

   G03F 1/84 20120101ALI20230519BHJP

【ＦＩ】

H01S3/10 Z

G01N21/84 E

G01N21/956 A

H01S3/00 A

G02F1/37

G02B6/04 A

G02B6/26

H05G2/00 K

G03F7/20 503

G03F1/84

【請求項の数】 30

(21)【出願番号】P 2019129165

(22)【出願日】2019-07-11

(65)【公開番号】P2021009982

(43)【公開日】2021-01-28

【審査請求日】2022-04-20

(31)【優先権主張番号】P 2018131566

(32)【優先日】2018-07-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2019129069

(32)【優先日】2019-07-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000115902

【氏名又は名称】レーザーテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(74)【代理人】

【識別番号】100129953

【弁理士】

【氏名又は名称】岩瀬 康弘

(72)【発明者】

【氏名】佐久間 純

(72)【発明者】

【氏名】石田 隆之

(72)【発明者】

【氏名】楠瀬 治彦

(72)【発明者】

【氏名】西澤 正泰

(72)【発明者】

【氏名】武久 究

【審査官】村井 友和

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２７０５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２７０５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３３８８５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２５８６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１７３３１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００１－２１５５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１１４２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２１３１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２４６６０７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ３／００－３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入射したパルスレーザ光を少なくとも第１パルスレーザ光及び第２パルスレーザ光を含む２つ以上のパルスレーザ光に分離し、前記第２パルスレーザ光を前記第１パルスレーザ光よりも遅延させて出射させるダブルパルス発生素子を備え、
前記第１パルスレーザ光は、前記第１パルスレーザ光及び前記第２パルスレーザ光の照射によりプラズマを発生するターゲット材を照射し、
前記第２パルスレーザ光は、前記第１パルスレーザ光の照射により発生したプラズマ及び前記ターゲット材を照射し、
前記ダブルパルス発生素子は、前記第１パルスレーザ光と前記第２パルスレーザ光との間に光路差を有するようにして、前記第２パルスレーザ光を前記第１パルスレーザ光よりも遅延させて出射させ、
前記ダブルパルス発生素子は、
一端から入射した前記パルスレーザ光を他端から前記第１パルスレーザ光として出射させる第１パルス用ファイバと、一端から入射した前記パルスレーザ光を他端から前記第２パルスレーザ光として出射させる第２パルス用ファイバと、を有するバンドルファイバを備え、
前記第２パルス用ファイバの前記一端から前記他端までの長さを、前記第１パルス用ファイバの前記一端から前記他端までの長さよりも長くして、前記光路差を有するようにし、
前記バンドルファイバは、複数の前記第１パルス用ファイバと、複数の前記第２パルス用ファイバとを含み、
前記パルスレーザ光が入射する前記バンドルファイバの入射端は、円形状に束ねられ、前記パルスレーザ光が出射する前記バンドルファイバの出射端は、矩形状に束ねられ、
発生した前記プラズマからＥＵＶ光を生成する光源。

【請求項2】

前記第１パルス用ファイバは、前記入射端及び前記出射端の中央部に配置され、前記第２パルス用ファイバは、前記入射端及び前記出射端の周辺部に配置された、
請求項１に記載の光源。

【請求項3】

入射したパルスレーザ光を少なくとも第１パルスレーザ光及び第２パルスレーザ光を含む２つ以上のパルスレーザ光に分離し、前記第２パルスレーザ光を前記第１パルスレーザ光よりも遅延させて出射させるダブルパルス発生素子を備え、
前記第１パルスレーザ光は、前記第１パルスレーザ光及び前記第２パルスレーザ光の照射によりプラズマを発生するターゲット材を照射し、
前記第２パルスレーザ光は、前記第１パルスレーザ光の照射により発生したプラズマ及び前記ターゲット材を照射し、
前記入射したパルスレーザ光は、
半導体過飽和吸収鏡を利用した固体レーザのモードロック動作、または、半導体レーザの利得スイッチを利用して生成される時間幅が２００ピコ秒以下のパルスレーザ光であるか、
または、
前記２００ピコ秒以下のパルスレーザ光を種火として光増幅器により増幅されたパルスレーザ光であり、
発生した前記プラズマからＥＵＶ光を生成する光源。

【請求項4】

前記ダブルパルス発生素子は、前記第１パルスレーザ光と前記第２パルスレーザ光との間に光路差を有するようにして、前記第２パルスレーザ光を前記第１パルスレーザ光よりも遅延させて出射させる、
請求項３に記載の光源。

【請求項5】

前記ダブルパルス発生素子は、１／２波長板、ビームスプリッタ及び反射鏡を用いて前記光路差を有するようにする、
請求項４に記載の光源。

【請求項6】

前記ダブルパルス発生素子は、プリズムを用いて、前記光路差を有するようにする、
請求項４に記載の光源。

【請求項7】

前記ダブルパルス発生素子は、入射した前記パルスレーザ光を基本波として、前記パルスレーザ光の一部を高調波のパルスレーザ光に変換する非線形波長変換素子と、
残存する前記基本波及び前記高調波のパルスレーザ光に作用する波長分散素子と、
を含み、
前記第１パルスレーザ光の波長と前記第２パルスレーザ光の波長とを異ならせる、
請求項３に記載の光源。

【請求項8】

前記波長分散素子は、前記高調波を反射し、前記基本波を透過させるダイクロイックミラー、または、前記高調波を透過させ、前記基本波を反射させるダイクロイックミラーのいずれかを含む請求項７に記載の光源。

【請求項9】

前記ダブルパルス発生素子は、
一端から入射した前記パルスレーザ光を他端から前記第１パルスレーザ光として出射させる第１パルス用ファイバと、一端から入射した前記パルスレーザ光を他端から前記第２パルスレーザ光として出射させる第２パルス用ファイバと、を有するバンドルファイバを備え、
前記第２パルス用ファイバの前記一端から前記他端までの長さを、前記第１パルス用ファイバの前記一端から前記他端までの長さよりも長くして、前記光路差を有するようにする、
請求項４に記載の光源。

【請求項10】

前記バンドルファイバは、複数の前記第１パルス用ファイバと、複数の前記第２パルス用ファイバとを含み、
前記パルスレーザ光が入射する前記バンドルファイバの入射端は、円形状に束ねられ、前記パルスレーザ光が出射する前記バンドルファイバの出射端は、矩形状に束ねられた、
請求項９に記載の光源。

【請求項11】

前記第１パルス用ファイバは、前記入射端及び前記出射端の中央部に配置され、前記第２パルス用ファイバは、前記入射端及び前記出射端の周辺部に配置された、
請求項１０に記載の光源。

【請求項12】

前記ダブルパルス発生素子は、
屈折率が１よりも大きい透明部材を備え、
前記透明部材は、前記パルスレーザ光が透過する光軸方向の長さが所定の長さの長軸部分と、前記光軸方向の長さが前記長軸部分よりも短い短軸部分と、を含み、
前記パルスレーザ光が前記長軸部分を透過して出射した前記第２パルスレーザ光を、前記パルスレーザ光が前記短軸部分を透過して出射した前記第１パルスレーザ光よりも遅延させて出射させる、
請求項３に記載の光源。

【請求項13】

前記透明部材は、前記第１パルスレーザ光が出射する第１出射面と、前記第２パルスレーザ光が出射する第２出射面との間に、前記光軸方向の段差を有する、
請求項１２に記載の光源。

【請求項14】

前記第１パルスレーザ光が前記ターゲット材を照射する第１光量に対する前記第２パルスレーザ光が前記ターゲット材を照射する第２光量の割合は、前記第１出射面に対する前記第２出射面の割合で調整可能であり、
前記第２パルスレーザ光が前記第１パルスレーザ光よりも遅延する時間は、前記段差の長さで調整可能である、
請求項１３に記載の光源。

【請求項15】

請求項１～１４のいずれか一項に記載の光源と、
前記ＥＵＶ光により検査対象を照明する照明光学系と、
前記ＥＵＶ光により照明された前記検査対象からの光を検出して前記検査対象の画像を取得する検出光学系と、
を備えた検査装置。

【請求項16】

入射したパルスレーザ光を少なくとも第１パルスレーザ光及び第２パルスレーザ光を含む２つ以上のパルスレーザ光に分離し、前記第２パルスレーザ光を前記第１パルスレーザ光よりも遅延させて出射させるダブルパルス発生素子を配置するステップと、
前記ダブルパルス発生素子に前記パルスレーザ光を入射させるステップと、
前記第１パルスレーザ光及び前記第２パルスレーザ光の照射によりプラズマを発生するターゲット材を、前記第１パルスレーザ光によって照射するステップと、
前記第１パルスレーザ光の照射により発生した前記プラズマ及び前記ターゲット材を、前記第２パルスレーザ光によって照射するステップと、
発生した前記プラズマからＥＵＶ光を生成するステップと、
を備え、
前記ダブルパルス発生素子は、前記第１パルスレーザ光と前記第２パルスレーザ光との間に光路差を有するようにして、前記第２パルスレーザ光を前記第１パルスレーザ光よりも遅延させて出射させ、
前記ダブルパルス発生素子は、
一端から入射した前記パルスレーザ光を他端から前記第１パルスレーザ光として出射させる第１パルス用ファイバと、一端から入射した前記パルスレーザ光を他端から前記第２パルスレーザ光として出射させる第２パルス用ファイバと、を有するバンドルファイバを備え、
前記第２パルス用ファイバの前記一端から前記他端までの長さを、前記第１パルス用ファイバの前記一端から前記他端までの長さよりも長くして、前記光路差を有するようにし、
前記バンドルファイバを、複数の前記第１パルス用ファイバと、複数の前記第２パルス用ファイバとを含むようにし、
前記パルスレーザ光が入射する前記バンドルファイバの入射端を、円形状に束ね、前記パルスレーザ光が出射する前記バンドルファイバの出射端を、矩形状に束ねる、
ＥＵＶ光の生成方法。

【請求項17】

前記第１パルス用ファイバを、前記入射端及び前記出射端の中央部に配置し、前記第２パルス用ファイバを、前記入射端及び前記出射端の周辺部に配置する、
請求項１６に記載のＥＵＶ光の生成方法。

【請求項18】

入射したパルスレーザ光を少なくとも第１パルスレーザ光及び第２パルスレーザ光を含む２つ以上のパルスレーザ光に分離し、前記第２パルスレーザ光を前記第１パルスレーザ光よりも遅延させて出射させるダブルパルス発生素子を配置するステップと、
前記ダブルパルス発生素子に前記パルスレーザ光を入射させるステップと、
前記第１パルスレーザ光及び前記第２パルスレーザ光の照射によりプラズマを発生するターゲット材を、前記第１パルスレーザ光によって照射するステップと、
前記第１パルスレーザ光の照射により発生した前記プラズマ及び前記ターゲット材を、前記第２パルスレーザ光によって照射するステップと、
発生した前記プラズマからＥＵＶ光を生成するステップと、
を備え、
前記入射したパルスレーザ光を、
半導体過飽和吸収鏡を利用した固体レーザのモードロック動作、または、半導体レーザの利得スイッチを利用して生成される時間幅が２００ピコ秒以下のパルスレーザ光とするか、
または、
前記２００ピコ秒以下のパルスレーザ光を種火として光増幅器により増幅されたパルスレーザ光とする、
ＥＵＶ光の生成方法。

【請求項19】

前記ダブルパルス発生素子は、前記第１パルスレーザ光と前記第２パルスレーザ光との間に光路差を有するようにして、前記第２パルスレーザ光を前記第１パルスレーザ光よりも遅延させて出射させる、
請求項１８に記載のＥＵＶ光の生成方法。

【請求項20】

前記ダブルパルス発生素子は、１／２波長板、ビームスプリッタ及び反射鏡を用いて前記光路差を有するようにする、
請求項１９に記載のＥＵＶ光の生成方法。

【請求項21】

前記ダブルパルス発生素子は、プリズムを用いて、前記光路差を有するようにする、
請求項１９に記載のＥＵＶ光の生成方法。

【請求項22】

前記ダブルパルス発生素子は、入射した前記パルスレーザ光を基本波として、前記パルスレーザ光の一部を高調波のパルスレーザ光に変換する非線形波長変換素子と、
残存する前記基本波及び前記高調波のパルスレーザ光に作用する波長分散素子と、
を含み、
前記第１パルスレーザ光の波長と前記第２パルスレーザ光の波長とを異ならせる、
請求項１８に記載のＥＵＶ光の生成方法。

【請求項23】

前記波長分散素子は、前記高調波を反射し、前記基本波を透過させるダイクロイックミラー、または、前記高調波を透過させ、前記基本波を反射させるダイクロイックミラーのいずれかを含む請求項２２に記載のＥＵＶ光の生成方法。

【請求項24】

前記ダブルパルス発生素子は、
一端から入射した前記パルスレーザ光を他端から前記第１パルスレーザ光として出射させる第１パルス用ファイバと、一端から入射した前記パルスレーザ光を他端から前記第２パルスレーザ光として出射させる第２パルス用ファイバと、を有するバンドルファイバを備え、
前記第２パルス用ファイバの前記一端から前記他端までの長さを、前記第１パルス用ファイバの前記一端から前記他端までの長さよりも長くして、前記光路差を有するようにする、
請求項１９に記載のＥＵＶ光の生成方法。

【請求項25】

前記バンドルファイバを、複数の前記第１パルス用ファイバと、複数の前記第２パルス用ファイバとを含むようにし、
前記パルスレーザ光が入射する前記バンドルファイバの入射端を、円形状に束ね、前記パルスレーザ光が出射する前記バンドルファイバの出射端を、矩形状に束ねる、
請求項２４に記載のＥＵＶ光の生成方法。

【請求項26】

前記第１パルス用ファイバを、前記入射端及び前記出射端の中央部に配置し、前記第２パルス用ファイバを、前記入射端及び前記出射端の周辺部に配置する、
請求項２５に記載のＥＵＶ光の生成方法。

【請求項27】

前記ダブルパルス発生素子は、
屈折率が１よりも大きい透明部材を備え、
前記透明部材は、前記パルスレーザ光が透過する光軸方向の長さが所定の長さの長軸部分と、前記光軸方向の長さが前記長軸部分よりも短い短軸部分と、を含み、
前記パルスレーザ光が前記長軸部分を透過して出射した前記第２パルスレーザ光を、前記パルスレーザ光が前記短軸部分を透過して出射した前記第１パルスレーザ光よりも遅延させて出射させる、
請求項１８に記載のＥＵＶ光の生成方法。

【請求項28】

前記透明部材を、前記第１パルスレーザ光が出射する第１出射面と、前記第２パルスレーザ光が出射する第２出射面との間に、前記光軸方向の段差を有するようにする、
請求項２７に記載のＥＵＶ光の生成方法。

【請求項29】

前記第１パルスレーザ光が前記ターゲット材を照射する第１光量に対する前記第２パルスレーザ光が前記ターゲット材を照射する第２光量の割合を、前記第１出射面に対する前記第２出射面の割合で調整し、
前記第２パルスレーザ光が前記第１パルスレーザ光よりも遅延する時間を、前記段差の長さで調整する、
請求項２８に記載のＥＵＶ光の生成方法。

【請求項30】

請求項１８～２９のいずれか一項に記載のＥＵＶ光の生成方法により前記ＥＵＶ光を生成するステップと、
生成された前記ＥＵＶ光により検査対象を照明するステップと、
前記ＥＵＶ光により照明された前記検査対象からの光を検出して前記検査対象の画像を取得するステップと、
を備えた検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光源、検査装置、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光の生成方法及び検査方法に関するものであり、例えば、ＥＵＶ光を生成するための光源として、スズのドロップを利用したレーザ励起光源のＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）光源に替わる方式の光源、ＥＵＶ光の生成方法、ならびに、ＥＵＶ光を用いた検査装置及び検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体の微細化を担うリソグラフィ技術に関しては、現在、露光波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを露光光源としたＡｒＦリソグラフィが量産適用されている。また、露光装置の対物レンズとウエハとの間を水で満たして、解像度を高める液浸技術（ＡｒＦ液浸リソグラフィと呼ばれる。）も量産に利用されている。さらに、一層の微細化を実現するために、露光波長１３．５ｎｍのＥＵＶＬ（ＥＵＶ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）の実用化に向けて様々な技術開発が行われている。

【0003】

ＥＵＶＬに用いられるマスクであるＥＵＶマスクは、積層構造として、低熱膨張性ガラスから成る基板の上に、ＥＵＶ光を反射させるための多層膜が設けられている。多層膜は、通常、モリブデンとシリコンを交互に数十層積み重ねた構造になっている。これにより、多層膜は、ＥＵＶ光を垂直で約６５％も反射させることができる。多層膜の上には、ＥＵＶ光を吸収する吸収体が設けられている。吸収体をパターニングすることにより、マスクを形成することができる。実際に露光に使うためには、レジストプロセスにより、吸収体をパターン形成する。このようにして、パターン付きＥＵＶマスクが完成する。

【0004】

ＥＵＶマスクにおける許容できない欠陥の大きさは、従来のＡｒＦマスクの場合に比べると大幅に小さくなっており、検出することが困難となっている。さらに、露光波長を用いて検査しなければ検出が困難な欠陥も存在することから、検査用照明光として、露光光と同じ波長の照明光を用いて検査するアクティニック（Ａｃｔｉｎｉｃ）検査は、パターン検査に不可欠となっている。この際の検査用照明光は、例えば、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光である。

【0005】

ＥＵＶマスクの検査装置の一般的な基本構成としては、光源から取り出されるＥＵＶ光を、ＥＵＶ用の多層膜鏡のみで構成される照明光学系によって、ＥＵＶマスクまで導き、ＥＵＶマスクのパターン面における微小な検査領域を照明する。この検査領域におけるＥＵＶマスクのパターンが、多層膜鏡のみで構成される拡大光学系によって、２次元イメージセンサーの表面に投影（結像）される。そして、観察されたパターンを解析し、パターンが正しいか否かを判断する。こうして、ＥＵＶマスクのパターン検査が行われる。

【0006】

一般に、ＥＵＶ光源としては、ＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）光源、ＬＤＰ（Ｌａｓｅｒ－ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｌａｓｍａ）光源及びＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）光源が挙げられる。そのうち、ＬＰＰ光源は、微小な液滴状に噴出されたスズ（Ｓｎ）、または、リチウム（Ｌｉ）等のドロップに対して、レーザ光を集光することによりプラズマを発生させる方式である。

【0007】

ＥＵＶマスクの検査装置の照明光学系としては、ＥＵＶマスクにおける微小な検査領域を明るく照明できるように、光源から発生するＥＵＶ光を、検査領域を含む狭い領域に集光するような光学系が必要である。このような光学系の一つとしては、光源の発光部をＥＵＶマスクのパターン面に投影する光学系が望ましい。ただし、光学系にはミラーしか利用できないため、例えば、回転楕円面鏡（以下、単に楕円面鏡と呼ぶ。）を１～数枚用いる光学系が利用されている。楕円面鏡は、２つの集光点を有しており、１つの集光点から発生する光は、もう一方の集光点に集光する性質を有する。

【0008】

楕円面鏡の２つの集光点を第１集光点及び第２集光点とする。第１集光点が光源の発光部と合うように、かつ、第２集光点がＥＵＶマスク内の微小な検査領域と合うように、光源、楕円面鏡、及び、ＥＵＶマスクを配置する。例えば、光源がＬＰＰ光源の場合には、第１集光点がプラズマの輝点と合うようにする。これにより、微小な検査領域までＥＵＶ光を導いて照明することができる。

【0009】

また、楕円面鏡を２枚用いる場合も原理的には同様である。例えば、第１及び第２の楕円面鏡を用いる場合には、第１の楕円面鏡の第１集光点を光源の発光部に合わせ、第１の楕円面鏡の第２集光点を、第２の楕円面鏡の第１集光点に合わせる。第２の楕円面鏡の第２集光点を検査領域に合わせる。これにより、光源の発光部をＥＵＶマスクのパターン面に投影することができる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0010】

【文献】Hiroyuki hara, et al. “Numerical evalutation of a 13.5-nm high-brightness microplasma EUV source”, J.Appo.Phys., 2015年11月20日, Vol.118, p.193301 (2015).

【文献】Hakaru Mizoguchi, et al. “Performance of one hundred watt HVM LPP-EUV Source”, 2015年3月13日, SPIE Vol.9422, p.94220C (2015).

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

先に述べたように、ＥＵＶマスク検査装置では、ＥＵＶマスクにおける微小な検査領域を明るく照明できる高輝度の照明光が必要である。この目的のため、従来のＬＰＰ光源１１０は、図１２に示すように、微細なスズの球（ドロップ１２０）に対して、励起用レーザ光Ｌ１１０を集光させて、球面状のスズプラズマを発生させている。そして、発生させたスズプラズマからＥＵＶ光Ｅ１０１をコレクターミラー１３０で取り出している。このようなＬＰＰ光源１１０は、高輝度のＥＵＶ光Ｅ１０１を生成させるために、励起用レーザ光Ｌ１１０として、パルス幅が数ナノから数１０ナノ秒程度のナノ秒レーザ光を用いている。ナノ秒レーザ光は、ドロップ１２０を構成する金属表面を加熱してプラズマを発生させる。さらに、プラズマを励起して多価イオン化を行う。ナノ秒レーザ光は、１パルスの間に、このようなプラズマの発生及びプラズマの多価イオン化を行っている。

【0012】

しかしながら、ナノ秒レーザ光のパルスの最終部がプラズマを照射する段階では、プラズマは、ナノ秒レーザ光が照射されない領域まで拡がっている。よって、プラズマの一部しかナノ秒レーザ光によって励起されず、発光効率が低くなっている。例えば、プラズマが１００［ｋｍ／ｓｅｃ］の速度で膨張するとすれば、１０［ｎｓｅｃ］で１［ｍｍ］も膨張する。また、ＥＵＶ光は、多価イオンが電子と再結合した際に放出されるが、電子はイオンや中性粒子よりも高速に離散するため、パルスの最終部がプラズマを照射する段階では、プラズマは電子が不足した状態となっている。よって、プラズマの一部しか発光に寄与しておらず、発光効率が低くなっている。

【0013】

また、ナノ秒レーザ光で必要なピークパワー密度を実現しようとすると、平均パワーの制限から、ＥＵＶ光Ｅ１０１を生成する繰り返し生成周波数が低くなる。また、ナノ秒レーザ光を使用する場合には、アブレーションによるデブリの発生が多い。このため、光学系を汚染しやすい。

【0014】

露光装置においては、広い領域を照明するハイパワー光源を実現するために、２台のナノ秒レーザを用いるダブルパルスレーザ光による励起を行う場合がある。この励起方法は、一方のレーザ光の照射によって、ドロップレット１２０を気化する。そして、一定時間遅延させて、もう一方のレーザ光の照射によって、膨張したドロップレット１２０を照射する。このように２つのパルスレーザ光により、プラズマを励起する。これにより、生成されるＥＵＶ光を高エネルギーとすることができる。一方、検査用のＥＵＶ光としては、露光用のＥＵＶ光ほど高エネルギーを必要としない。むしろ、小型で繰り返し生成周波数が高いピコ秒レーザが適している。しかしながら、ピコ秒レーザを所望のタイミングで発振させることが困難であり、２台のピコ秒レーザを同期させるためには、複雑な装置を必要とする。よって、光源の装置が大型化する。

【0015】

本発明の目的は、このような問題を解決するためになされたものであり、発光効率及び検査精度を向上させることができる光源、検査装置、ＥＵＶ光の生成方法及び検査方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明に係る光源は、入射したパルスレーザ光を少なくとも第１パルスレーザ光及び第２パルスレーザ光を含む２つ以上のパルスレーザ光に分離し、前記第２パルスレーザ光を前記第１パルスレーザ光よりも遅延させて出射させるダブルパルス発生素子を備え、前記第１パルスレーザ光は、前記第１パルスレーザ光及び前記第２パルスレーザ光の照射によりプラズマを発生するターゲット材を照射し、前記第２パルスレーザ光は、前記第１パルスレーザ光の照射により発生したプラズマ及び前記ターゲット材を照射し、発生した前記プラズマからＥＵＶ光を生成する。このような構成により、発光効率を向上させることができるとともに、２台のパルスレーザを用いる方式の問題点であるタイミングずれ（ジッター）の発生を抑制し、装置を小型化しつつ、発光出力を安定化させることができる。

【0017】

また、本発明に係る検査装置は、上記光源と、前記ＥＵＶ光により検査対象を照明する照明光学系と、前記ＥＵＶ光により照明された前記検査対象からの光を検出して前記検査対象の画像を取得する検出光学系と、を備える。このような構成により、検査精度を向上させることができる。

【0018】

さらに、本発明によるＥＵＶ光の生成方法は、入射したパルスレーザ光を少なくとも第１パルスレーザ光及び第２パルスレーザ光を含む２つ以上のパルスレーザ光に分離し、前記第２パルスレーザ光を前記第１パルスレーザ光よりも遅延させて出射させるダブルパルス発生素子を配置するステップと、前記ダブルパルス発生素子に前記パルスレーザ光を入射させるステップと、前記第１パルスレーザ光及び前記第２パルスレーザ光の照射によりプラズマを発生するターゲット材を、前記第１パルスレーザ光によって照射するステップと、前記第１パルスレーザ光の照射により発生した前記プラズマ及び前記ターゲット材を、前記第２パルスレーザ光によって照射するステップと、発生した前記プラズマからＥＵＶ光を生成するステップと、を備える。このような構成により、発光効率を向上させることができるとともに、２台のパルスレーザを用いる方式の問題点であるタイミングずれ（ジッター）の発生を抑制し、装置を小型化しつつ、発光出力を安定化させることができる。

【0019】

また、本発明による検査方法は、上記ＥＵＶ光の生成方法により前記ＥＵＶ光を生成するステップと、生成された前記ＥＵＶ光により検査対象を照明するステップと、前記ＥＵＶ光により照明された前記検査対象からの光を検出して前記検査対象の画像を取得するステップと、を備える。このような構成により、検査精度を向上させることができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、発光効率及び検査精度を向上させる光源、検査装置、ＥＵＶ光の生成方法及び検査方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】実施形態１に係る光源を例示した構成図である。

【図2】実施形態１に係るダブルパルス発生素子を例示した構成図である。

【図3】実施形態１の変形例１に係るダブルパルス発生素子を例示した構成図である。

【図4】実施形態１の変形例２に係るダブルパルス発生素子を例示した構成図である。

【図5】実施形態１の変形例２に係るダブルパルス発生素子に入射するパルスレーザ光を例示したグラフであり、横軸は、時間を示し、縦軸は、ピークパワーを示す。

【図6】実施形態１の変形例２に係るダブルパルス発生素子から出射する複数のパルスレーザ光を例示したグラフであり、横軸は、時間を示し、縦軸は、ピークパワーを示す。

【図7】実施形態１の変形例３に係るダブルパルス発生素子を例示した構成図である。

【図8】実施形態１の変形例４に係るダブルパルス発生素子を例示した構成図である。

【図9】実施形態１に係るＥＵＶ光の生成方法を例示したフローチャート図である。

【図10】実施形態２に係る検査装置１を例示した構成図である。

【図11】実施形態２に係る検査方法を例示したフローチャート図である。

【図12】ＬＰＰ光源を例示した構成図である。

【図13】実施形態３に係るダブルパルス発生素子を例示した構成図である。

【図14】実施形態４に係るダブルパルス発生素子の主要部を例示した構成図である。

【図15】実施形態４に係るダブルパルス発生素子を例示した構成図である。

【図16】実施形態４の別の例に係るダブルパルス発生素子を例示した構成図である。

【図17】（ａ）～（ｃ）は、実施形態４の別の例に係る透明部材の断面図、並びに、光軸方向から見た第１パルスレーザ光及び第２パルスレーザ光の形状を例示した図である。

【図18】（ａ）～（ｃ）は、実施形態４のさらに別の例に係る透明部材の断面図、並びに、光軸方向から見た第１パルスレーザ光及び第２パルスレーザ光の形状を例示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本実施形態の具体的構成について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。

【0023】

（実施形態１）
実施形態１に係る光源を説明する。本実施形態の光源は、例えば、検査装置において検査対象を照明する照明光の光源である。光源は、露光装置において露光光の光源に用いられてもよい。図１は、実施形態１に係る光源を例示した構成図である。

【0024】

図１に示すように、光源１０は、ダブルパルス発生素子１１を備えている。ダブルパルス発生素子１１は、パルスレーザ光Ｌ１０を入射させて使用する。パルスレーザ光Ｌ１０は、例えば、数～数１００［ｐｓｅｃ］のパルス幅を有するピコ秒パルスレーザ光Ｌ１０である。パルスレーザ光Ｌ１０は、図示しない励起用レーザにより生成される。励起用レーザは、ピコ秒のパルスレーザ光を生成する短パルスレーザである。光源１０は、励起用レーザを備えてもよいし、光源１０の外部に設置した励起用レーザを用いてもよい。

【0025】

励起用レーザとして、半導体過飽和吸収鏡を利用した固体レーザを用いてもよい。固体レーザのモードロック動作により、時間幅が２００［ｐｓｅｃ］以下のパルス幅を有するパルスレーザ光Ｌ１０を生成することができる。また、励起用レーザとして、半導体レーザを用いてもよい。半導体レーザの利得スイッチを利用することにより、時間幅が２００［ｐｓｅｃ］のパルス幅を有するパルスレーザ光Ｌ１０を生成することができる。さらに、上記のように生成された時間幅が２００［ｐｓｅｃ］以下のパルスレーザ光Ｌ１０を種火として光増幅器により増幅したものを用いてもよい。

【0026】

ダブルパルス発生素子１１は、入射したパルスレーザ光Ｌ１０を少なくとも第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２を含む２つ以上のパルスレーザ光に分離する。ダブルパルス発生素子１１によって分離されたパルスレーザ光を、第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２という。

【0027】

図２は、実施形態１に係るダブルパルス発生素子１１を例示した構成図である。図２に示すように、ダブルパルス発生素子１１は、ビームスプリッタ１３、反射鏡１４及び反射鏡１５を含んでいる。

【0028】

ビームスプリッタ１３は、入射したパルスレーザ光Ｌ１０の一部を反射し、一部を透過する。よって、ビームスプリッタ１３は、入射したパルスレーザ光Ｌ１０を２つのパルスレーザ光に分離する。本実施形態において、分離されたパルスレーザ光のうち、ビームスプリッタ１３で反射されたパルスレーザ光を第１パルスレーザ光Ｌ１１とする。分離されたパルスレーザ光のうち、ビームスプリッタ１３を透過し、反射鏡１４及び反射鏡１５で反射された後に、ビームスプリッタ１３を透過したパルスレーザ光を第２パルスレーザ光Ｌ１２とする。

【0029】

なお、パルスレーザ光Ｌ１０をビームスプリッタ１３に入射させる前に、１／２波長板１２に通してもよい。１／２波長板１２は、入射光の偏光成分に１／２波長の位相差を与える光学素子であり、Ｓ偏光、Ｐ偏光を含む入射光の偏光状態を制御する。また、ビームスプリッタ１３は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）でもよい。偏光ビームスプリッタは、Ｓ偏光及びＰ偏光の反射及び透過を制御することができる。例えば、１／２波長板１２及び偏光ビームスプリッタを用いることにより、第１パルスレーザ光Ｌ１１はＳ偏光を含み、第２パルスレーザ光Ｌ１２は、Ｐ偏光を含むようにすることができる。よって、偏光ビームスピリッタによって反射及び透過する第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２の強度比を最適化することができる。

【0030】

このように、ビームスプリッタ１３を含むダブルパルス発生素子１１は、入射したパルスレーザ光Ｌ１０を、第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２に分離する。なお、ダブルパルス発生素子１１は、３つ以上のパルスレーザ光に分離してもよい。

【0031】

ビームスプリッタ１３で反射した第１パルスレーザ光Ｌ１１は、ダブルパルス発生素子１１から出射する。ビームスプリッタ１３を透過し、反射鏡１４及び１５で反射した後で、ビームスプリッタ１３を透過した第２パルスレーザ光Ｌ１２も、ダブルパルス発生素子１１から出射する。

【0032】

第２パルスレーザ光Ｌ１２が、ダブルパルス発生素子１１に入射してから、出射するまでの光路長は、第１パルスレーザ光Ｌ１１が、ダブルパルス発生素子１１に入射してから、出射するまでの光路長よりも長くなっている。ダブルパルス発生素子１１は、ビームスプリッタ１３、反射鏡１４及び１５を用いて光路差を有するようにしている。ダブルパルス発生素子１１は、さらに、１／２波長板１２を用いて、光路差を有するようにしてもよい。ダブルパルス発生素子１１における光路差により、第２パルスレーザ光Ｌ１２は、第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも遅延して出射する。

【0033】

例えば、第１パルスレーザ光Ｌ１１と第２パルスレーザ光Ｌ１２との間の光路差を、３［ｃｍ］程度とする。すなわち、ビームスプリッタ１３の透過点１３ｐから、反射鏡１４の反射点１４ｐ及び反射鏡１５の反射点１５ｐを通って透過点１３ｐまでの光路長を３［ｃｍ］程度とする。パルスレーザ光Ｌ１０を１０［ｐｓｅｃ］程度のピコ秒レーザ光とすると、第２パルスレーザ光Ｌ１２は、第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも、１００［ｐｓｅｃ］程度遅延して出射する。

【0034】

このように、ダブルパルス発生素子１１は、第１パルスレーザ光Ｌ１１と第２パルスレーザ光Ｌ１２との間に光路差を有するようにして、第２パルスレーザ光Ｌ１２を第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも遅延させて出射させる。なお、第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２の出射する方向は、図１に示すように、パルスレーザ光Ｌ１０と同方向でもよいし、図２に示すように、パルスレーザ光Ｌ１０と直交する方向でもよいし、図示しない光学素子を付加して特定の方向としてもよい。

【0035】

ダブルパルス発生素子１１から出射した第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２は、ターゲット材２０を照射する。第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２は、集光レンズ２１等を経てターゲット材２０を照射してもよい。

【0036】

ターゲット材２０は、第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２の照射によりプラズマを発生する。ターゲット材２０は、例えば、スズ（Ｓｎ）またはリチウム（Ｌｉ）、キセノンアイス等である。なお、ターゲット材２０は、第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２の照射によりプラズマを発生すれば、スズ等以外の材料を含んでもよい。ターゲット材２０は、照射スポットよりも十分大きな体積の固体、または、液体の状態である。

【0037】

第１パルスレーザ光Ｌ１１は、ターゲット材２０を照射する。これにより、ターゲット材２０からプラズマが発生する。具体的には、第１パルスレーザ光Ｌ１１は、ターゲット材２０の表面を加熱してプラズマを発生させる。第１パルスレーザ光Ｌ１１の照射により発生したプラズマが集まったものを第１プラズマ層と呼ぶ。第１プラズマ層において、ある程度の電子及びイオンは再結合することにより、ＥＵＶ光Ｅ１を生成する。ＥＵＶ光Ｅ１は、例えば、１３．５［ｎｍ］の波長を有している。

【0038】

第２パルスレーザ光Ｌ１２は、第１パルスレーザ光Ｌ１１の照射により発生したプラズマ及びターゲット材２０を照射する。第２パルスレーザ光Ｌ１２は、第１パルスレーザ光Ｌ１１の出射から１００［ｐｓｅｃ］程度遅延して出射する。第１プラズマ層の膨張速度は、例えば、１００［ｋｍ／ｓｅｃ］程度である。よって、第２パルスレーザ光Ｌ１２が第１プラズマ層及びターゲット材２０を照射する際には、第１プラズマ層は、ターゲット材２０からの距離が１０［μｍ］程度離れて膨張している。

【0039】

電子の速度は、イオンや中性粒子に比べて大きい。よって、第１プラズマ層中の電子は、短時間で空間に飛び去っている。したがって、第２パルスレーザ光Ｌ１２が第１プラズマ層におけるプラズマを照射する際には、第１プラズマ層は電子が少ない状態になっている。これにより、第１プラズマ層では、再結合が起こりにくい状態になっている。

【0040】

第２パルスレーザ光Ｌ１２は、そのような第１プラズマ層におけるプラズマを励起する。これにより、第２パルスレーザ光Ｌ１２は、第１プラズマ層に多価イオンを発生させる。例えば、第１プラズマ層の温度が２８［ｅｖ］程度になるように、第２パルスレーザ光Ｌ１２の照射条件を設定する。

【0041】

また、第１プラズマ層を透過した第２パルスレーザ光Ｌ１２は、ターゲット材２０を照射する。よって、第２パルスレーザ光Ｌ１２は、ターゲット材２０からプラズマを発生させる。プラズマの発生によって、光電子及び熱電子は発生する。第２パルスレーザ光Ｌ１２の照射により発生したプラズマが集まったものを第２プラズマ層と呼ぶ。第２プラズマ層において、ある程度の電子及びイオンは再結合することにより、ＥＵＶ光Ｅ１を生成する。

【0042】

第２プラズマ層の電子は、高速に移動する。そして、ターゲット材２０から１０～数１０［μｍ］程度離れた場所で膨張を続ける第１プラズマ層に到達する。到達した電子は、第１プラズマ層中の多価イオンと再結合する。多価イオンは、例えば、７価から１２価である。これにより、ＥＵＶ光Ｅ１が生成される。光源１０は、このようにして、発生したプラズマからＥＵＶ光Ｅ１を生成する。具体的には、第１プラズマ層由来のイオンと電子との再結合、第２プラズマ層由来のイオンと電子の再結合、及び、第１プラズマ層由来のイオンと第２プラズマ層由来の電子との再結合により、ＥＵＶ光Ｅ１は生成される。

【0043】

（変形例１）
次に、実施形態１の変形例１に係るダブルパルス発生素子を説明する。図３は、実施形態１の変形例１に係るダブルパルス発生素子１１ａを例示した構成図である。図３に示すように、ダブルパルス発生素子１１ａは、ビームスプリッタ１３及びプリズム１６を有している。ダブルパルス発生素子１１ａは、１／２波長板１２を有してもよい。

【0044】

プリズム１６は、底面が正方形をした四角柱となっている。１つの側面にビームスプリッタ１３が接続されている。

【0045】

ビームスプリッタ１３は、パルスレーザ光Ｌ１０の一部を反射し、一部を透過させる。本変形例においても、ビームスプリッタ１３で分離されたパルスレーザ光のうち、ビームスプリッタ１３で反射したパルスレーザ光Ｌ１０を第１パルスレーザ光Ｌ１１とし、透過したパルスレーザ光Ｌ１０を第２パルスレーザ光Ｌ１２とする。なお、パルスレーザ光Ｌ１０をビームスプリッタ１３に入射させる前に、１／２波長板１２に通した場合であって、ビームスプリッタ１３が偏光ビームスプリッタの場合には、第１パルスレーザ光Ｌ１１はＳ偏光を含み、第２パルスレーザ光Ｌ１２は、Ｐ偏光を含む。

【0046】

ビームスプリッタ１３で反射した第１パルスレーザ光Ｌ１１は、ダブルパルス発生素子１１ａから出射する。ビームスプリッタ１３を透過した第２パルスレーザ光Ｌ１２は、プリズム１６に入射する。プリズム１６に入射した第２パルスレーザ光Ｌ１２は、プリズム１６の側面に対応した４つの内面で反射した後、ビームスプリッタ１３を透過する。すなわち、第２パルスレーザ光Ｌ１２は、プリズム１６の内部を内面によって反射しながら回る。ビームスプリッタ１３を透過した第２パルスレーザ光Ｌ１２は、ダブルパルス発生素子１１から出射する。

【0047】

このように、ダブルパルス発生素子１１ａにおいても、第１パルスレーザ光Ｌ１１と第２パルスレーザ光Ｌ１２との間に光路差を有するようにして、第２パルスレーザ光Ｌ１２を第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも遅延させて出射させる。本変形例のダブルパルス発生素子１１ａは、ビームスプリッタ１３及びプリズム１６を用いて光路差を有するようにしている。

【0048】

（変形例２）
次に、実施形態１の変形例２に係るダブルパルス発生素子を説明する。図４は、実施形態１の変形例２に係るダブルパルス発生素子１１ｂを例示した構成図である。図５は、実施形態１の変形例２に係るダブルパルス発生素子１１ｂに入射するパルスレーザ光Ｌ１０を例示したグラフであり、横軸は、時間を示し、縦軸は、ピークパワーを示す。図６は、実施形態１の変形例２に係るダブルパルス発生素子１１ｂから出射する複数のパルスレーザ光を例示したグラフであり、横軸は、時間を示し、縦軸は、ピークパワーを示す。

【0049】

図４に示すように、ダブルパルス発生素子１１ｂは、プリズム１７を有している。プリズム１７は、底面が台形をした四角柱となっている。プリズム１７の４つの側面１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄのうち、１つの側面１７ａに、パルスレーザ光Ｌ１０を入射させる。例えば、台形をした底面の上底に接続された側面１７ａにパルスレーザ光Ｌ１０を入射させる。

【0050】

図５に示すように、プリズム１７に入射したパルスレーザ光Ｌ１０は、２０［ｐｓｅｃ］のパルス幅を有している。ピークパワーを１に規格化する。プリズム１７の側面１７ａに入射したパルスレーザ光Ｌ１０は、側面１７ａにおいて一部が反射され、一部が透過される。よって、プリズム１７は、入射したパルスレーザ光Ｌ１０を２つのパルスレーザ光に分離する。本変形例において、分離されたパルスレーザ光のうち、プリズム１７の側面１７ａで反射されたパルスレーザ光を第１パルスレーザ光Ｌ１１とする。分離されたパルスレーザ光のうち、側面１７ａを透過し、プリズム１７の側面１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの内面で反射した後、側面１７ａを透過したパルスレーザ光を第２パルスレーザ光Ｌ１２とする。なお、パルスレーザ光Ｌ１０をＳ偏光としてもよい。そうすると、プリズム１７の側面１７ａ～１７ｄに入射する角度を最適化することにより、側面１７ａを透過したパルスレーザ光Ｌ１０を側面１７ｂ、１７ｃ、１７ｄで全反射させることができる。

【0051】

図６に示すように、第１パルスレーザ光Ｌ１１、すなわち、プリズム１７の側面１７ａで反射されたパルスレーザ光の強度は、０．２８である。第２パルスレーザ光Ｌ１２、すなわち、プリズム１７の内部を１回りして出射したパルスレーザ光の強度は、０．５５である。

【0052】

プリズム１７の内部を２回りして出射したパルスレーザ光を、第３パルスレーザ光Ｌ１３とすると、第３パルスレーザ光Ｌ１３の強度は、０．１３である。プリズム１７の内部を３回りして出射したパルスレーザ光を、第４パルスレーザ光Ｌ１４とすると、第４パルスレーザ光Ｌ１４の強度は、０．０４である。

【0053】

第１～第４パルスレーザ光を総和した強度は、入射したパルスレーザ光Ｌ１０と等しくなっている。プリズム１７は、表面反射と内部における全反射を利用するので、パルスレーザ光の損失をほとんど０まで低減することができる。２回以降の第３パルスレーザ光の強度が小さくなるように、パルスレーザ光Ｌ１０の入射条件を設定する。

【0054】

このように、プリズム１７を含むダブルパルス発生素子１１ｂは、入射したパルスレーザ光を第１～第４パルスレーザ光に分離し、第２～第４パルスレーザ光を第１パルスレーザ光よりも遅延させて出射させる。第１～第４パルスレーザ光における各パルスレーザ光の間に光路差を有するようにして、第２～第４パルスレーザ光を、第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも遅延させて出射させる。第２～第４パルスレーザ光が第１パルスレーザ光Ｌ１１に対して遅延する時間は、プリズム１７のサイズに依存する。

【0055】

（変形例３）
次に、実施形態１の変形例３に係るダブルパルス発生素子を説明する。図７は、実施形態１の変形例３に係るダブルパルス発生素子１１ｃを例示した構成図である。

【0056】

図７に示すように、ダブルパルス発生素子１１ｃは、非線形波長変換素子１８及び波長分散素子１９を含んでいる。非線形波長変換素子１８は、例えば、非線形光学結晶を含み、入射した励起用のパルスレーザ光Ｌ１０を基本波として、パルスレーザ光Ｌ１０の一部を高調波のパルスレーザ光に変換する。非線形波長変換素子１８は、変換した高調波のパルスレーザ光を波長分散素子１９に対して入射させる。

【0057】

波長分散素子１９は、入射したパルスレーザ光を異なる波長のパルスレーザ光に分散させる。すなわち、波長分散素子１９は、残存する基本波及び高調波のパルスレーザ光に作用して、異なる波長のパルスレーザ光に分散させる。したがって、波長分散素子１９は、入射したパルスレーザ光を異なる波長のパルスレーザ光に分散させることにより、パルスレーザ光を分離する。そして、波長分散素子１９は、分離したパルスレーザ光を、波長毎に遅延時間を変えて出射させる。例えば、ダブルパルス発生素子１１ｃから出射された任意の波長のパルスレーザ光を第１パルスレーザ光Ｌ１１とする。第１パルスレーザ光Ｌ１２から遅延して出射されたパルスレーザ光を第２パルスレーザ光Ｌ１２とする。波長分散素子１９は、例えば、第１パルスレーザ光Ｌ１１と第２パルスレーザ光Ｌ１２との間に光路差を有するようにして、第２パルスレーザ光Ｌ１２を第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも遅延させて出射させる。

【0058】

このように、ダブルパルス発生素子１１ｃは、少なくとも第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２を含む２つ以上のパルスレーザ光に分離する。ダブルパルス発生素子は、第１パルスレーザ光の波長と第２パルスレーザ光の波長とを異ならせる。例えば、ダブルパルス発生素子１１ｃは、遅延時間を変えて出射させる第２パルスレーザ光Ｌ１２の波長を、第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも短波長にする。または、ダブルパルス発生素子１１ｃは、遅延時間を変えて出射させる第２パルスレーザ光Ｌ１２の波長を、第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも長波長にする。

【0059】

短波長の光は、長波長の光に比べ、より高密度のプラズマ中に侵入することができる。よって、第２パルスレーザ光Ｌ１２の波長を、第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも短波長にした場合には、同一波長の光を異なるタイミングで照射した前述の実施形態１、変形例１及び２と同様の効果が得られるのみならず、プラズマの励起をより効果的に促進させることができる。

【0060】

（変形例４）
次に、実施形態１の変形例４に係るダブルパルス発生素子を説明する。図８は、実施形態１の変形例４に係るダブルパルス発生素子１１ｄを例示した構成図である。

【0061】

図８に示すように、ダブルパルス発生素子１１ｄは、波長変換結晶１８ｄ及びダイクロイックミラー１３ｄを含んでいる。ダブルパルス発生素子１１ｄは、反射鏡１４及び１５を含んでもよい。波長変換結晶１８ｄには、短パルスレーザ６０から発振されたパルスレーザ光Ｌ１０が入射されている。波長変換結晶１８ｄは、パルスレーザ光Ｌ１０の光軸上に一つないし複数個配置されてもよい。パルスレーザ光Ｌ１０は、例えば、１０６４［ｎｍ］の波長のパルスレーザ光Ｌ１０を含んでいる。波長変換結晶１８ｄは、入射したパルスレーザ光Ｌ１０を基本波Ｗ０として、高調波のパルスレーザ光を生成する。高調波のパルスレーザ光は、例えば、５３２［ｎｍ］の波長のパルスレーザ光を含む高調波Ｗ１である。なお、高調波のパルスレーザ光は、高調波Ｗ１だけでもよいし、高調波Ｗ１の他に、３５５［ｎｍ］の波長のパルスレーザ光を含む高調波Ｗ２を有してもよい。また、高調波のパルスレーザ光は、高調波Ｗ１の他に、２６６［ｎｍ］の波長のパルスレーザ光を含む高調波Ｗ３を有してもよい。

【0062】

ダイクロイックミラー１３ｄは、高調波Ｗ１、Ｗ２及びＷ３のパルスレーザ光を反射し、基本波Ｗ０のパルスレーザ光を透過させる。よって、ダイクロイックミラー１３ｄは、入射したパルスレーザ光を２つのパルスレーザ光に分離する。本変形例において、分離されたパルスレーザ光のうち、ダイクロイックミラー１３ｄで反射された高調波Ｗ１、Ｗ２及びＷ３のパルスレーザ光を第１パルスレーザ光Ｌ１１とする。分離されたパルスレーザ光のうち、ダイクロイックミラー１３ｄを透過し、反射鏡１４及び反射鏡１５で反射された後に、ビームスプリッタ１３を透過した基本波Ｗ０のパルスレーザ光を、第２パルスレーザ光Ｌ１２とする。

【0063】

このように、ダイクロイックミラー１３ｄを含むダブルパルス発生素子１１ｄは、入射したパルスレーザ光Ｌ１０を、第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２に分離する。なお、ダブルパルス発生素子１１ｄは、３つ以上のパルスレーザ光に分離してもよい。

【0064】

ダイクロイックミラー１３ｄで反射した第１パルスレーザ光Ｌ１１は、ダブルパルス発生素子１１ｄから出射する。ダイクロイックミラー１３ｄを透過し、反射鏡１４及び１５で反射した後で、ダイクロイックミラー１３ｄを透過した第２パルスレーザ光Ｌ１２も、ダブルパルス発生素子１１ｄから出射する。

【0065】

第２パルスレーザ光Ｌ１２が、ダブルパルス発生素子１１ｄに入射してから、出射するまでの光路長は、第１パルスレーザ光Ｌ１１が、ダブルパルス発生素子１１ｄに入射してから、出射するまでの光路長よりも長くなっている。ダブルパルス発生素子１１ｄは、ダイクロイックミラー１３ｄ、反射鏡１４及び１５を用いて光路差を有するようにしている。これにより、ダブルパルス発生素子１１ｄは、第１パルスレーザ光の波長と第２パルスレーザ光の波長とを異ならせる。具体的には、ダブルパルス発生素子１１ｄは、遅延時間を変えて出射させる第２パルスレーザ光Ｌ１２の波長を、第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも長波長にする。

【0066】

また、ダイクロイックミラー１３ｄは、高調波Ｗ１、Ｗ２及びＷ３のパルスレーザ光を透過させ、基本波Ｗ０のパルスレーザ光を反射してもよい。この場合には、ダブルパルス発生素子１１ｄは、遅延時間を変えて出射させる第２パルスレーザ光Ｌ１２の波長を、第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも短波長にする。なお、実施形態１及び変形例１～４の第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２は、ターゲット材２０を照射する目的以外に用いてもよい。

【0067】

次に、光源１０の動作として、ＥＵＶ光の生成方法を説明する。図９は、実施形態１に係るＥＵＶ光の生成方法を例示したフローチャート図である。

【0068】

図９のステップＳ１１に示すように、まず、ダブルパルス発生素子１１を配置する。ダブルパルス発生素子１１は、入射したパルスレーザ光Ｌ１０を少なくとも第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２を含む２つ以上のパルスレーザ光に分離する。そして、ダブルパルス発生素子１１は、第２パルスレーザ光Ｌ１２を第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも遅延させて出射させる。なお、ダブルパルス発生素子１１は、変形例１～４のダブルパルス発生素子１１ａ～１１ｄでもよい。

【0069】

次に、ステップＳ１２に示すように、ダブルパルス発生素子１１にパルスレーザ光Ｌ１０を入射させる。これにより、ダブルパルス発生素子１１は、パルスレーザ光を第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２に分離し、第２パルスレーザ光Ｌ１２を第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも遅延させて出射させる。

【0070】

次に、ステップＳ１３に示すように、ターゲット材２０を、第１パルスレーザ光Ｌ１１によって照射する。これにより、ターゲット材２０は、プラズマを発生する。具体的には、第１パルスレーザ光Ｌ１１は、ターゲット材２０の表面を加熱してプラズマを発生させ、第１プラズマ層を形成する。

【0071】

次に、ステップＳ１４に示すように、第１パルスレーザ光Ｌ１１の照射により発生したプラズマ及びターゲット材２０を、第２パルスレーザ光Ｌ１２によって照射する。具体的には、第２パルスレーザ光Ｌ１２は、第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも遅延して出射し、第１プラズマ層におけるプラズマを励起する。これにより、第２パルスレーザ光Ｌ１２は、第１プラズマ層に多価イオンを発生させる。また、第２パルスレーザ光Ｌ１２はターゲット材２０を照射する。よって、プラズマを発生させ、第２プラズマ層を形成する。

【0072】

次に、ステップＳ１５に示すように、発生したプラズマからＥＵＶ光Ｅ１を生成する。プラズマ中のイオン及び電子が再結合する際に、ＥＵＶ光Ｅ１が生成される。本実施形態では、第１プラズマ層を構成するイオン及び電子の再結合、第２プラズマ層を構成するイオン及び電子の再結合に加えて、第１プラズマ層中の多価イオンと、第２プラズマ層から移動した電子との再結合も行われる。よって、発光効率を向上させることができる。このようにして、ターゲット材２０に対して、第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２を照射することにより発生したプラズマからＥＵＶ光Ｅ１が生成される。

【0073】

次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態の光源１０は、ダブルパルス発生素子１１によって励起用のパルスレーザ光Ｌ１０を、第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２に分離している。そして、第２パルスレーザ光Ｌ１２を、第１パルスレーザ光よりも遅延させてターゲット材２０に照射している。よって、電子が不足した第１プラズマ層に対して、第２プラズマ層の電子が供給される。このため、ＥＵＶ光Ｅ１の発光強度を向上させることができるとともに、ＥＵＶ光Ｅ１の発光効率を向上させることができる。

【0074】

また、ターゲット材２０を照射する第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２に、１０［ｐｓｅｃ］程度のパルス幅を有する短パルスレーザ光を用いている。よって、ターゲット材２０が加熱される深さを浅くすることができる。よって、ターゲット材２０の消耗を抑えることができ、ターゲット材２０の交換頻度を少なくすることができる。

【0075】

プラズマの生成と励起に必要なピークパワー密度（１０^１１［Ｗ／ｃｍ^２］以上）を維持したまま、１パルスあたりのエネルギーを低く抑えることができる。よって、ＥＵＶ光Ｅ１の繰り返し生成周波数の高い光源１０を実現することができる。

【0076】

一般的に、ナノ秒レーザ光を利用するＬＰＰ光源の場合には、アブレーション等により、ドロップレット等のターゲットから発生するデブリが多い。これに対して、本実施形態の光源１０は、ピコ秒レーザ光等の短パルスレーザ光を用いるので、デブリの発生を少なくすることができ、光学系の汚染を抑制することができる。

【0077】

ダブルパルス発生素子１１に励起用パルスレーザ光Ｌ１０を照射するという簡単な構造とすることができる。よって、安定的に動作させることができる。

【0078】

また、ダブルパルス発生素子１１が非線形波長変換素子１８及び波長分散素子１９を含む場合には、短波長の第２パルスレーザ光Ｌ１２は遅延してターゲット材２０を照射する。よって、第２パルスレーザ光Ｌ１２のプラズマでの吸収を大きくし、プラズマの励起をより効果的に促進させることができる。

【0079】

（実施形態２）
次に、実施形態２に係る検査装置を説明する。図１０は、実施形態２に係る検査装置１を例示した構成図である。図１０に示すように、検査装置１は、光源１０、照明光学系３０及び検出光学系４０を備えている。検査装置１は、検査対象５０を検査する。検査対象５０は、例えば、ＥＵＶマスクである。なお、検査対象５０は、ＥＵＶマスクに限らず、基板等でもよい。

【0080】

照明光学系３０は、ＥＵＶ光Ｅ１により検査対象５０を照明する。照明光学系３０は、楕円面鏡３１～３３、落とし込み鏡３４を含んでいる。検出光学系４０は、ＥＵＶ光Ｅ１により照明された検査対象５０からの光Ｅ２を検出して検査対象５０の画像を取得する。検出光学系４０は、シュバルツシルト光学系４１、平面鏡４２、凹面鏡４３、検出器４４を備えている。シュバルツシルト光学系４１は、凹面鏡４１ａ及び凸面鏡４１ｂを含む拡大光学系である。ステージ５１上に検査対象５０として、例えば、ＥＵＶマスクが載置されている。

【0081】

光源１０から取り出されたＥＵＶ光Ｅ１は、楕円面鏡３１に入射する。楕円面鏡３１は、石英を含む基板と、基板の主面にコーティングされた金属膜とを含んでいる。金属膜は、例えば、ルテニウム膜である。ルテニウム膜がコーティングされた面が反射面である。楕円面鏡３２及び楕円面鏡３３の構造も、楕円面鏡３１と同様である。

【0082】

楕円面鏡３１で反射したＥＵＶ光Ｅ１は、絞られながら進み、集光点ＩＦ１において集光する。集光点ＩＦ１で集光したＥＵＶ光Ｅ１は、集光点ＩＦ１の後で拡がる。その後、ＥＵＶ光Ｅ１は、楕円面鏡３２で反射し、絞られながら進み、集光点ＩＦ２において集光する。その後、集光点ＩＦ２の後で拡がったＥＵＶ光Ｅ１は、楕円面鏡３３で反射される。楕円面鏡３３で反射したＥＵＶ光Ｅ１は、絞られながら進み、落とし込み鏡３４に入射する。落とし込み鏡３４は、例えば、多層膜平面鏡である。落とし込み鏡３４に入射したＥＵＶ光Ｅ１は、落とし込み鏡３４によって反射し、検査対象５０の検査領域を照明する。なお、照明光学系３０は、楕円面鏡３１～３３及び落とし込み鏡３４以外の光学素子を付加してもよいし、楕円面鏡３１～３３のいくつかを省いてもよい。

【0083】

楕円面鏡３１の２つの集光点のうち、第１集光点は、プラズマの輝点に位置するように配置されている。楕円面鏡３１の第２集光点は、楕円面鏡３２の第１集光点（集光点ＩＦ１）に位置している。楕円面鏡３２の第２集光点は、楕円面鏡３３の第１集光点（集光点ＩＦ２）に位置している。楕円面鏡３３の第２集光点は、落とし込み鏡３４を介して、検査対象５０の検査領域に位置している。

【0084】

ＥＵＶ光Ｅ１により照明された検査対象５０からの光Ｅ２は、ＥＵＶ光Ｅ１の反射光及び回折光を含んでおり、検査領域内のパターン情報を含んでいる。検査対象５０からの光Ｅ２は、凹面鏡４１ａ及び凸面鏡４１ｂとで構成されたシュバルツシルト光学系４１によって拡大される。拡大された光Ｅ２は、平面鏡４２で折り返された後に、凹面鏡４３でさらに拡大され、検出器４４に入射する。

【0085】

検出器４４は、例えば、ＴＤＩカメラである。検出器４４に配置されたセンサ面に検査領域からの光Ｅ２が投影される。これにより、検出器４４は、検査領域のパターンを光学像として入力し、検査領域の画像を取得する。そして、パターンが解析され、欠陥が検出される。

【0086】

次に、検査装置１を用いた検査方法を説明する。図１１は、実施形態２に係る検査方法を例示したフローチャート図である。

【0087】

図１１のステップＳ２１に示すように、まず、照明光として、ＥＵＶ光Ｅ１を生成する。ＥＵＶ光Ｅ１の生成方法は、実施形態１に記載された方法を用いる。ダブルパルス発生素子１１として、ダブルパルス発生素子１１ａ～１１ｄを用いてもよい。

【0088】

次に、ステップＳ２２に示すように、生成されたＥＵＶ光Ｅ１により検査対象５０を照明する。具体的には、楕円面鏡３１～３３及び落とし込み鏡３４を含む照明光学系３０を用いて、光源１０で生成されたＥＵＶ光Ｅ１を検査対象５０まで導く。

【0089】

次に、ステップＳ２３に示すように、ＥＵＶ光Ｅ１により照明された検査対象５０からの光Ｅ２を検出して検査対象５０の画像を取得する。具体的には、シュバルツシルト光学系４１、平面鏡４２、凹面鏡４３、検出器４４を含んだ検出光学系を用いて、検査対象５０の画像を取得する。
次に、ステップＳ２４に示すように、取得した画像を用いて検査対象５０を検査する。このようにして、検査装置１は検査対象５０を検査することができる。

【0090】

本実施形態の検査装置１によれば、発光効率が高いＥＵＶ光Ｅ１を用いて検査対象５０を検査することができるので、効率よく検査することができる。また、高輝度のＥＵＶ光Ｅ１を用いて検査することができるので、精度よく検査することができる。よって、ＥＵＶＬフォトマスク検査装置として必要な性能を備えることができる。また、シンプルな構造で検査を行うことができるので、故障が少なく、安定的に検査することができ、検査コストを低減することができる。また、光源１０における励起用レーザ光として、ピコ秒レーザ等の短パルスレーザを用いるので、デブリの発生を抑制することができ、検査装置１の汚染を抑制することができる。これ以外の構成及び効果は、実施形態１及び変形例１～４の記載に含まれている。

【0091】

（実施形態３）
次に、実施形態３に係る光源を説明する。本実施形態の光源は、第２パルスレーザ光Ｌ１２を、第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも遅延させて出射させるダブルパルス発生素子として、オプティカルファイバを束ねたバンドルファイバを用いている。

【0092】

図１３は、実施形態３に係るダブルパルス発生素子を例示した構成図である。図１３に示すように、本実施形態のダブルパルス発生素子１１ｅは、バンドルファイバ７０を備えている。また、ダブルパルス発生素子１１ｅは、レンズ８１～８３を備えてもよい。

【0093】

バンドルファイバ７０は、複数のファイバを含んでいる。ファイバは、例えば、オプティカルファイバであり、光学ガラス等の透明部材を含んでいる。バンドルファイバ７０は、複数のファイバが束状に束ねられたものである。バンドルファイバ７０は、第１パルス用ファイバ７１と、第２パルス用ファイバ７２と、を有している。図では、図が煩雑にならないように、いくつかの第１パルス用ファイバ７１及び第２パルス用ファイバ７２のみに符号を付している。第２パルス用ファイバ７２の一端から他端までの長さは、第１パルス用ファイバ７１の一端から他端までの長さよりも長い。バンドルファイバ７０は、１本の第１パルス用ファイバ７１及び１本の第２パルス用ファイバ７２を含んでもよいし、複数本の第１パルス用ファイバ７１及び第２パルス用ファイバ７２を含んでもよい。

【0094】

バンドルファイバ７０の一端（入射端７０ａと呼ぶ。）を、レンズ８１の焦点に配置する。バンドルファイバ７０の他端（出射端７０ｂと呼ぶ。）を、レンズ８２の焦点に配置する。平行光にされたパルスレーザ光Ｌ１０をレンズ８１に入射させる。パルスレーザ光Ｌ１０は、レンズ８１によって集光される。レンズ８１によって集光されたパルスレーザ光Ｌ１０は、バンドルファイバ７０の入射端７０ａに入射する。

【0095】

第２パルス用ファイバ７２の一端から他端までの長さを、第１パルス用ファイバ７１の一端から他端までの長さよりも長くしているので、第２パルス用ファイバ７２に入射したパルスレーザ光Ｌ１０は、第１パルス用ファイバ７１に入射したパルスレーザ光Ｌ１０よりも遅延してバンドルファイバ７０の出射端７０ｂに到達する。よって、第１パルス用ファイバ７１は、一端から入射したパルスレーザ光Ｌ１０を他端から第１パルスレーザ光Ｌ１１として出射させる。第２パルス用ファイバ７２は、一端から入射したパルスレーザ光Ｌ１０を他端から第２パルスレーザ光Ｌ１２として出射させる。このように、ダブルパルス発生素子１１ｅは、バンドルファイバ７０を用いて、第１パルスレーザ光Ｌ１１と、第２パルスレーザ光Ｌ１２との間に光路差を有するようにする。

【0096】

バンドルファイバ７０の入射端７０ａ、すなわち、パルスレーザ光Ｌ１０が入射するバンドルファイバ７０の入射端７０ａは、円形状に束ねられている。パルスレーザ光Ｌ１０の光軸に直交する断面は、通常、円形である。よって、入射端７０aを円形状にすると、パルスレーザ光Ｌ１０を効率よくバンドルファイバ７０に入射させることができる。なお、入射端７０ａの形状は、円形状に限らず、パルスレーザ光Ｌ１０の断面の形状に合わせて調整してもよい。

【0097】

複数の第１パルス用ファイバ７１は、入射端７０aの中央部に位置するように円形状に配置されている。そして、中央部の第１パルス用ファイバ７１の周りを囲むように、第２パルス用ファイバ７２は、入射端７０ａの周辺部に同心円の環状に配置されている。パルスレーザ光Ｌ１０の断面における強度分布は、中央部が大きく、周辺部が小さい同心円の分布となる場合がある。したがって、例えば、第１パルス用ファイバ７１の径と、第２パルス用ファイバ７２の径とが同じ場合には、中央部に配置された第１パルス用ファイバ７１の本数と、周辺部に配置された第２パルス用ファイバ７２の本数とを調整することにより、第１パルスレーザ光Ｌ１１の光量に対する第２パルスレーザ光Ｌ１２の光量の割合を調整することができる。

【0098】

なお、ファイバの本数の調整の他、第１パルス用ファイバ７１及び第２パルス用ファイバ７２の径を調整することにより、光量の割合を調整してもよい。また、入射端７０aの中央部に第２パルス用ファイバ７２を配置し、入射端７０aの周辺部に第１パルス用ファイバ７１を配置してもよい。入射するパルスレーザ光Ｌ１０の強度分布、及び、利用する第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２の光量により、入射端７０ａの形状及びファイバの配置は調整可能である。

【0099】

一方、バンドルファイバ７０の出射端７０ｂ、すなわち、第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２が出射するバンドルファイバ７０の出射端７０ｂは、矩形状に束ねられている。検出器が検査する検査対象の視野は、通常、矩形であるので、検査対象を照明する照明光の断面も矩形が望ましい。よって、出射端７０ｂを矩形状にすることにより、ターゲット材２０を照射する照射スポットを矩形状に配置させることができる。これにより、断面が矩形の照明光を効率的に生成することができる。なお、出射端７０ｂの形状は、矩形状に限らない。検査対象の視野、照明光の断面等に合わせて、出射端７０ｂの形状を調整してもよい。

【0100】

複数の第１パルス用ファイバ７１は、矩形状の出射端７０ｂの中央部に一列に並ぶように配置されている。よって、第１パルスレーザ光Ｌ１１をターゲット材２０に照射することにより、複数の照射スポットがライン状に並ぶようにターゲット材２０を照射することができる。第１パルスレーザ光Ｌ１１により照射されたターゲット材２０からは、プラズマ及びイオンが発生し、ＥＵＶ光が生成される。

【0101】

複数の第２パルス用ファイバ７２は、複数の第１パルス用ファイバ７１を両側から挟むように、出射端７０ｂの周辺部に一列に配置されている。第１パルスレーザ光Ｌ１１の照射により発生したプラズマ及びイオンは、照射スポットから拡がる。そして、第１パルスレーザ光Ｌ１１から遅延して出射端７０ｂから出射した第２パルスレーザ光Ｌ１２は、拡がるプラズマ及びイオンを照射しつつ、ターゲット材２０を照射する。この際に、第２パルスレーザ光Ｌ１２は、第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも外側から出射する。よって、拡がるプラズマ及びイオンを効率よく照射することができる。

【0102】

なお、出射端７０ｂの中央部に第２パルス用ファイバ７２を配置し、出射端７０ｂの周辺部に第１パルス用ファイバ７１を配置してもよい。出射する第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２の強度分布及び光量により、出射端７０ｂの形状及びファイバの配置は調整可能である。また、ターゲット材を照射する第１パルスレーザ光Ｌ１１または第２パルスレーザ光Ｌ１２の結像の状態に応じて第１パルス用ファイバ７１及び第２パルス用ファイバ７２の配置を調整する。

【0103】

このように、ダブルパルス発生素子１１ｅは、バンドルファイバ７０の出射端７０ｂにおける第１パルス用ファイバ７１及び第２パルス用ファイバ７２の配置を調整することにより、出射端７０ｂから出射される第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２の照射スポットの分布を制御することができる。よって、検査領域の視野に合わせて、照射スポットの分布を制御することができ、効率よく、検査対象を照明することができる。

【0104】

本実施形態のダブルパルス発生素子１１ｅによれば、第２パルス用ファイバＬ１２の長さを、第１パルス用ファイバＬ１１の長さよりも長くしたバンドルファイバを用いて、光路差を有するようにしている。これにより、第２パルスレーザ光Ｌ１２を第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも遅延させて出射させることができる。各ファイバの長さを調整することにより、容易に遅延時間を調整することができる。

【0105】

また、励起用のパルスレーザ光Ｌ１０の断面における強度分布に応じて、バンドルファイバ７０の入射端７０ａの形状を調整することができる。また、ターゲット材２０の照射スポットの配置形状に応じて、出射端７０ｂの形状を調整することができる。よって、第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２の光量の割合を調整することができ、効率よく、ターゲット材２０を照射することができる。

【0106】

例えば、パルスレーザ光Ｌ１０の入射端７０ａを円形状に配置する一方で、出射端７０ｂの形状を矩形状とする。これにより、照明光の断面形状を、視野サイズに合わせた矩形とすることができ、第１パルスレーザ光ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２を無駄なく効率よく使用することができる。よって、検査に用いる照明光となるＥＵＶ光を効率的に生成することができる。

【0107】

さらに、出射端７０ｂの中央部に第１パルス用ファイバ７１を配置し、出射端７０ｂの周辺部に第２パルス用ファイバ７２を配置することにより、第１パルスレーザ光Ｌ１１により生成された膨張過程のプラズマに対し、不足なく第２パルスレーザ光Ｌ１２を照射させることができ、ＥＵＶ光の生成効率を向上させることができる。これ以外の構成及び効果は、実施形態１及び２の記載に含まれている。

【0108】

（実施形態４）
次に、実施形態４に係る光源を説明する。本実施形態の光源は、パルスレーザ光Ｌ１０の光路上に配置させた透明部材をダブルパルス発生素子とし、透明部材を通過させる時間の差により、第２パルスレーザ光を、第１パルスレーザ光よりも遅延させる。

【0109】

図１４は、実施形態４に係るダブルパルス発生素子の主要部を例示した構成図である。図１４に示すように、本実施形態のダブルパルス発生素子１１ｆは、屈折率が１よりも大きい透明部材９０を備えている。透明部材９０は、例えば、石英等の光学ガラスである。透明部材９０は、パルスレーザ光Ｌ１０の光軸方向ＬＸに段差９１を有している。透明部材９０は、段差９１及び段差９１を光軸方向ＬＸに延長した延長面９２を境界にして、パルスレーザ光Ｌ１０が透過する光軸方向ＬＸの長さが所定の長さの長軸部分９３と、光軸方向ＬＸの長さが長軸部分９３よりも短い短軸部分９４とを含む。よって、透明部材９０に入射したパルスレーザ光Ｌ１０は、長軸部分９３及び短軸部分９４を透過する。なお、長軸部分９３よりも短い短軸部分９４には、短軸部分９４における光軸方向ＬＸの長さが０、すなわち、短軸部分９４がない場合も含まれる。

【0110】

透明部材９０の屈折率が１よりも大きいので、長軸部分９３を透過して出射するパルスレーザ光Ｌ１０は、短軸部分９４を透過して出射するパルスレーザ光Ｌ１０よりも遅延する。このように、本実施形態のダブルパルス発生素子１１ｆは、パルスレーザ光Ｌ１０が長軸部分９３を透過して出射した第２パルスレーザ光Ｌ１２を、短軸部分９４を透過して出射した第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも遅延させて出射させる。図の縞状の線の間隔は、パルス間隔を示している。

【0111】

図１５は、実施形態４に係るダブルパルス発生素子を例示した構成図である。図１５には、パルスレーザ光Ｌ１０、第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２の時間に対する強度変化、並びに、透明部材９０を光軸方向ＬＸから見た形状も示している。図１５に示すように、ダブルパルス発生素子１１ｆの透明部材９０は、図示しないレンズにより平行光に変換されたパルスレーザ光Ｌ１０の光路上に配置されている。透明部材９０は、光軸方向ＬＸから見て、中央部が円形の短軸部分９４と、短軸部分９４を囲むように形成された円環状の長軸部分９３とを含んでいる。第１パルスレーザ光Ｌ１１は、パルスレーザ光Ｌ１０の断面の中央部が透過したものであり、第２パルスレーザ光Ｌ１２は、パルスレーザ光Ｌ１０の断面の周辺部が透過したものである。

【0112】

平行光に変換されたパルスレーザ光Ｌ１０は、透明部材９０に入射する。短軸部分９４に入射したパルスレーザ光Ｌ１０は、透明部材９０を透過して、短軸部分９４から第１パルスレーザ光Ｌ１１として出射する。透明部材９０における第１パルスレーザ光Ｌ１１が出射する面を第１出射面９０ａと呼ぶ。長軸部分９３に入射したパルスレーザ光Ｌ１０は、透明部材９０を透過して、長軸部分９３から第２パルスレーザ光Ｌ１２として出射する。第２パルスレーザ光Ｌ１２が出射する面を第２出射面９０ｂと呼ぶ。よって、透明部材９０は、第１出射面９０ａと、第２出射面９０ｂとの間に、光軸方向ＬＸの段差９１を有する。

【0113】

第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２は、レンズ８４で集光されてターゲット材２０を照射する。第１パルスレーザ光Ｌ１１がターゲット材２０を照射する光量を第１光量と呼ぶ。第２パルスレーザ光Ｌ１２がターゲット材２０を照射する光量を第２光量と呼ぶ。そうすると、第１光量に対する第２光量の割合は、第１出射面９０ａに対する第２出射面９０ｂの割合で調整可能である。具体的には、第１出射面９０ａの径により算出される第１出射面９０ａの面積と、第２出射面９０ｂの径により算出される第２出射面９０ｂの面積とを調整することにより、第１光量に対する第２光量の割合を調整することができる。

【0114】

なお、短軸部分９４の光軸方向ＬＸの長さを０とした場合には、透明部材９０は、円筒状の長軸部分９３を含んでいる。この場合には、段差９１は、長軸部分９３の光軸方向ＬＸの長さとなる。

【0115】

透明部材９０は、複数の段差９１を有する多段差形状でもよい。例えば、段差を２つ設けることにより、パルスレーザ光Ｌ１０を３つに分離することができる。これにより、第３パルスレーザ光をさらに形成することができる。

【0116】

段差９１の長さをＬとし、透明部材９０の屈折率ｎとし、光速をｃとすると、透明部材９０に入射したパルスレーザ光Ｌ１０が長軸部分９３を透過してターゲット材に到達する時間と、短軸部分９４を透過してターゲット材に到達する時間と、の時間差Δｔは、下記の（１）式になる。

【0117】

時間差Δｔ＝Ｌ・（ｎ－１）／ｃ （１）

【0118】

ここで、例えば、屈折率ｎ＝１．５、段差９１の長さＬ＝６０［ｍｍ］とすれば、時間差Δｔ＝１００［ｐｓｅｃ］となる。このように、第２パルスレーザ光Ｌ１２が第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも遅延する時間は、段差９１の長さで調整可能である。

【0119】

図１５では、透明部材９０を光軸方向ＬＸから見て、中央部に配置された円形の短軸部分９４と、周辺部に配置された円環状の長軸部分９３とを含むようにしたが、これに限らない。図１６は、実施形態４の別の例に係るダブルパルス発生素子を例示した構成図である。図１６に示すように、透明部材９５は、中央部に配置された円形の長軸部分９３と、周辺部に配置された円環状の短軸部分９４とを含むようにしてもよい。この場合には、第１パルスレーザ光Ｌ１１は、パルスレーザ光Ｌ１０の断面の周辺部が透過したものであり、第２パルスレーザ光Ｌ１２は、パルスレーザ光Ｌ１０の断面の中央部が透過したものである。この場合でも、第１光量に対する第２光量の割合は、第１出射面９０ａに対する第２出射面９０ｂの割合で調整可能である。

【0120】

図１７（ａ）～（ｃ）は、実施形態４の別の例に係る透明部材の断面図、並びに、光軸方向から見た第１パルスレーザ光及び第２パルスレーザ光の形状を例示した図である。図１７（ａ）に示すように、同心円状に配置された長軸部分９３及び短軸部分９４を有する透明部材９６を用いて、第２パルスレーザ光Ｌ１２を、第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも遅延させて出射させてもよい。図１７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２は、同心円状に出射する。

【0121】

図１８（ａ）～（ｃ）は、実施形態４のさらに別の例に係る透明部材の断面図、並びに、光軸方向から見た第１パルスレーザ光及び第２パルスレーザ光の形状を例示した図である。図１８（ａ）に示すように、格子状に配置された長軸部分９３及び短軸部分９４を有する透明部材９７を用いて、第２パルスレーザ光Ｌ１２を、第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも遅延させて出射させてもよい。図１８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２は、格子状に出射する。

【0122】

本実施形態のダブルパルス発生素子１１ｆによれば、段差９１を有する透明部材９０を用いることにより、長軸部分９３を透過してターゲット材２０に到達する時間と、短軸部分９４を透過してターゲット材２０に到達する時間を異なるようにする。これにより、第２パルスレーザ光Ｌ１２を、第１パルスレーザ光Ｌ１１よりも遅延させることができる。遅延時間は、段差９１の長さで調整することができる。

【0123】

また、各パルスレーザ光がターゲット材２０を照射する光量を、各出射面の比からなる透過面積比を調整することにより、容易に調整することができる。また、第１パルスレーザ光Ｌ１１及び第２パルスレーザ光Ｌ１２の照射位置は、透明部材９０における長軸部分９３及び短軸部分９４の配置で調整することができる。これ以外の構成及び効果は、実施形態１～３の記載に含まれている。

【0124】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態よる限定は受けない。また、実施形態１～４における構成は、適宜、組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0125】

１ 検査装置
１０ 光源
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ ダブルパルス発生素子
１２ １／２波長板
１３ ビームスプリッタ
１３ｄ ダイクロイックミラー
１３ｐ 透過点
１４、１５ 反射鏡
１４ｐ、１５ｐ 反射点
１６、１７ プリズム
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ 側面
１８ 非線形波長変換素子
１８ｄ 波長変換結晶
１９ 波長分散素子
２０ ターゲット材
２１ 集光レンズ
３０ 照明光学系
３１、３２、３３ 楕円面鏡
３４ 落とし込み鏡
４０ 検出光学系
４１ シュバルツシルト光学系
４１ａ 凹面鏡
４１ｂ 凸面鏡
４２ 平面鏡
４３ 凹面鏡
４４ 検出器
５０ 検査対象
５１ ステージ
６０ 短パルスレーザ
７０ バンドルファイバ
７０ａ 入射端
７０ｂ 出射端
７１ 第１パルス用ファイバ
７２ 第２パルス用ファイバ
８１、８２、８３、８４ レンズ
９０、９５、９６、９７ 透明部材
９０ａ 第１出射面
９０ｂ 第２出射面
９１ 段差
９２ 延長面
９３ 長軸部分
９４ 短軸部分
１１０ ＬＰＰ光源
１２０ ドロップ
１３０ コレクターミラー
Ｅ１０１ ＥＵＶ光
Ｌ１０ パルスレーザ光
ＬＸ 光軸
Ｌ１１ 第１パルスレーザ光
Ｌ１２ 第２パルスレーザ光
Ｌ１３ 第３パルスレーザ光
Ｌ１４ 第４パルスレーザ光
Ｌ１１０ 励起用レーザ光
Ｗ０ 基本波
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ 高調波

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】