特表 2024-536797 レーザパルスの生成方法及び生成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-08

(54)【発明の名称】レーザパルスの生成方法及び生成装置

(51)【国際特許分類】

   H01S 3/00 20060101AFI20241001BHJP

   H01S 3/23 20060101ALI20241001BHJP

   H05G 2/00 20060101ALI20241001BHJP

【ＦＩ】

H01S3/00 Z

H01S3/23

H01S3/00 A

H05G2/00 K

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024517450

(86)(22)【出願日】2021-09-20

(85)【翻訳文提出日】2024-03-19

(86)【国際出願番号】 EP2021075775

(87)【国際公開番号】W WO2023041180

(87)【国際公開日】2023-03-23

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】515041332

【氏名又は名称】トルンプフ レーザーシステムズ フォー セミコンダクター マニュファクチャリング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＴＲＵＭＰＦ Ｌａｓｅｒｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｊｏｈａｎｎ－Ｍａｕｓ－Ｓｔｒ． ２， Ｄ－７１２５４ Ｄｉｔｚｉｎｇｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】ヨアヒム シュルツ

(72)【発明者】

【氏名】ギュンター クラウス

【テーマコード（参考）】

4C092

5F172

【Ｆターム（参考）】

4C092AA06

4C092AA15

4C092AB14

5F172AD05

5F172DD01

5F172NN05

5F172NR13

5F172NR14

5F172ZZ20

(57)【要約】

本発明は、重畳レーザパルス（３０ａ，ｂ）の生成方法（１２）に関し、その重畳レーザパルスは、それぞれ少なくとも第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）と第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）とから構成される。その第１及び第２のレーザパルス（１６ａ，ｂ，１８ａ，ｂ）を、異なる特性を有して増幅する。増幅後、第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）を、第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）に重畳するために、第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）に対して遅延させる。重畳レーザパルス（３０ａ，ｂ）は、好ましくは、極端紫外線（ＥＵＶ）放射（３８）の生成のために使用される。本発明は、更に、重畳レーザパルス（３０ａ，ｂ）の生成装置（１０）に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザパルス（３０ａ，ｂ）の生成方法（１２）であって、
Ａ）少なくとも１つのレーザ源（１４）において、第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）と第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）とを生成するステップと、
Ｂ）増幅装置（２０）において、前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）及び第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）を増幅するステップと、その際、前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）は、それぞれの前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）に対して、それぞれ時間的にずれて前記増幅装置（２０）を通過し、
Ｃ）分離装置（２２）において、前記第１のレーザパルスを前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）から区別する少なくとも１つのビーム特性に基づいて、前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）を前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）から分離するステップと、
Ｄ）前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）に遅延装置（２４）を通過させるステップと、その際、前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）が遅延経路を通過するのにそれぞれ要する時間は、前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）に対する時間的ずれにそれぞれ対応し、前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）は前記遅延装置（２４）を通過させず、
Ｅ）重畳レーザパルス（３０ａ，ｂ）を形成するために、重畳装置（２８）において前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）と前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）とを重畳するステップと、を有する方法（１２）。

【請求項2】

前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）は、波長及び／又は偏光によって前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）と異なる、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

方法ステップＡ）において、前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）の生成を、それぞれの前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）の生成からそれぞれ時間的にずれて行う、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）を第１のレーザ源において生成し、前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）を第２のレーザ源において生成する、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）及び／又は前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）は、１０ｎｓ～２００ｎｓ、好ましくは２０ｎｓ～１００ｎｓのパルス持続時間を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

方法ステップＡ）において生成された前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）を、方法ステップＡ）において生成された前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）から、１０ｎｓ～１５００ｎｓ、特に５０ｎｓ～１０００ｎｓ、特に好ましくは８０ｎｓ～５００ｎｓ、離間させる、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

方法ステップＢ）における前記増幅装置（２０）を、増幅器チェーンの形態に形成する、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

方法ステップＣ）において実施される前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）と前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）との分離を、ダイクロイックミラー又は偏光ミラーによって行う、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

方法ステップＤ）において使用される前記遅延装置（２４）は、遅延経路を有する、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

方法ステップＥ）における前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）と前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）との結合を、ダイクロイックミラー又は偏光ミラーによって行う、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記レーザパルス（３０ａ，ｂ）を、ＥＵＶ放射（３８）の生成のために使用する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

レーザパルス（３０ａ，ｂ）の生成装置（１０）、特に、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法（１２）を実施するための、以下の特徴を備える装置（１０）であって、
ａ）第１及び第２のレーザパルス（１６ａ，ｂ，１８ａ，ｂ）を生成するための少なくとも１つのレーザ源（１４）と、ここで、前記少なくとも１つのレーザ源（１４）は、異なるビーム特性を有する第１及び第２のレーザパルス（１６ａ，ｂ，１８ａ，ｂ）を生成するように形成されており、又は、前記装置（１０）は、前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）とは異なる、少なくとも１つのビーム特性を前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）に付与するように形成されており、
ｂ）前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）と、少なくとも１つのビーム特性において前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）とは異なる前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）とを増幅するための光学上の増幅装置（２０）と、ここで、前記増幅装置（２０）は、それぞれの前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）に対して時間的にずれた前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）によって通過されるように構成されており、
ｃ）前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）を前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）から分離するための分離装置（２２）と、
ｄ）前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）のための遅延装置（２４）と、
ｅ）前記第１のレーザパルス（１６ａ，ｂ）と前記第２のレーザパルス（１８ａ，ｂ）とを重畳して重畳レーザパルス（３０ａ，ｂ）を形成する重畳装置（２８）と、を備える装置（１０）。

【請求項13】

前記増幅装置（２０）は、特に複数のＣＯ２増幅器から成る増幅器チェーンの形態において形成されている、請求項１２に記載の装置（１０）。

【請求項14】

前記分離装置（２２）及び／又は前記重畳装置（２８）は、ダイクロイックミラー又は偏光ミラーの形態において形成されている、請求項１２又は１３に記載の装置（１０）。

【請求項15】

前記遅延装置（２４）は遅延経路を有する、請求項１２～１４のいずれか一項に記載の装置（１０）。

【請求項16】

請求項１２～１５のいずれか一項に記載のレーザパルス（３０ａ，ｂ）の生成装置を備えたＥＵＶ生成装置（３４）であって、
ターゲット材料（３６）をターゲット領域（４４）に導入可能な真空チャンバ（４８）と、
ＥＵＶ放射（３８）を生成するために、前記重畳レーザパルス（３０ａ，ｂ）を前記ターゲット領域（４４）に集束させるための集束ユニット（４２）と、
前記重畳レーザパルス（３０ａ，ｂ）を前記集束ユニット（４２）に導くためのビームガイド装置（４０）と、を備える、ＥＵＶ生成装置（３４）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザパルスの生成方法及び生成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＥＵＶリソグラフィ用の極端紫外線（ＥＵＶ）放射の生成のためのプラズマを発生するためにレーザパルスを使用することが知られている。ＥＵＶ放射は、特に、レーザパルスが照射された、好ましくは錫液滴の形態のターゲット材料内において発生させることができる。

【0003】

レーザパルスは、そのために、シード源において生成され、増幅装置の増幅器において増幅される。増幅装置において増幅されたレーザパルスは、ビームガイド装置を介して集束装置に導かれ、集束装置は、レーザパルスをターゲット材料が提供されるターゲット領域に集束させる。ターゲット材料は、通常、一定の時間間隔において液滴を放出する、液滴の形態の液滴源によって提供される。これらの液滴にレーザパルスが照射され、その結果として、（ＥＵＶ）放射が放出される。その際、各液滴には少なくとも１つのレーザパルスが照射され、そのため、液滴源が動作する周波数は、シード源がレーザパルスを放出する周波数に対応する。

【0004】

ターゲット材料から放出される放射の出力は、その際、特に、ターゲット材料が照射されるレーザパルスのパルス持続時間とエネルギとに依存する。レーザパルスのパルスエネルギが高いほど、ターゲット材料から放出されるＥＵＶ放射の出力は高くなる。パルス持続時間もＥＵＶ生成量に影響する。その際、傾向的にパルス持続時間は短い方が有利である。

【0005】

シード源において生成されたレーザパルスは、増幅装置の増幅器に入り、そこにおいて増幅される。増幅器は、例えばＣＯ２、又は固体の増幅媒質を含む。

【0006】

増幅器が飽和状態において動作している場合、誘導放出によって空になったエネルギ準位は、レーザ遷移に関与していない近隣のエネルギ準位によって補充され得る。これは、それぞれの増幅媒質に特徴的な時間スケールにおいて起こる。

【0007】

ここで、励起エネルギ準位を、誘導放出によって完全に空にするために十分な出力を有する入射パルスであって、且つ、このエネルギ準位がパルス持続時間中に近隣のエネルギ準位によって補充されないほど短い入射パルスを考える場合、次のことが観察される。パルスの時間的経過の最初の部分は強く上昇し、その後、最初に急速に下降し、その後ゆっくり下降する。パルスの最初の部分は増幅器を飽和させ、その結果、パルスの後方の（後の）部分には出力が残らない。

【0008】

一方、励起エネルギ準位を、誘導放出によって完全に空にするために十分な出力を有する増幅器に入るパルスであって、且つ、このエネルギ準位が、そのパルス持続時間中に近隣のエネルギ準位によって補充され得るほど長いパルスを考える場合、パルス出力は、上記の短いパルスと同様に、最初に急激に上昇し、その後、この場合においても下降する。しかしながら、エネルギ準位が隣接する準位から常に補充されるため、下降エッジはより長い時間にわたって継続する。パルスの最初の部分は増幅器を飽和させるが、その後、空になったエネルギ準位は近隣のエネルギ準位によって補充される。

【0009】

そのため、エネルギ量は、短いパルスにおいては制限される。なぜなら、短いパルスの場合、レーザパルスの最初の部分がすでに増幅器を飽和させ、その結果、レーザパルスの後の部分については、もはや出力が残らないからである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の課題は、それに対して、特に高エネルギの短いレーザパルスの生成を可能にする方法及び装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この課題は、本発明によれば、請求項１による方法、及び請求項１２による装置によって解決される。従属請求項は、好ましいさらなる形態を示す。

【0012】

そのため、この課題は、以下の方法ステップを有するレーザパルスの生成方法によって解決される。
Ａ）少なくとも１つのレーザ源において、第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとを生成するステップ、
Ｂ）第１及び第２のレーザパルスを増幅するステップ、その際、第２のレーザパルスは、第１のレーザパルスに対して、それぞれ時間的にずれて増幅器を通過し、第２のレーザパルスは、少なくとも１つのビーム特性によって第１のレーザパルスと異なり、
Ｃ）第２のレーザパルスを第１のレーザパルスから区別する少なくとも１つのビーム特性に基づいて、第１のレーザパルスを第２のレーザパルスから空間的に分離するステップ、
Ｄ）第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとの間の時間間隔だけ、第１のレーザパルスを第２のレーザパルスに対して遅延させるステップ、
Ｅ）時間的及び空間的に重畳されたレーザパルスを形成するために、第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとを重畳するステップ。

【0013】

特に明記しない限り、本発明の文脈における列挙は網羅的なものではなく、「少なくとも」とみなされる。特に、第１のレーザパルス及び第２のレーザパルスに加えて、更なるレーザパルス（例えば、第３のレーザパルス、第３及び第４のレーザパルス等）を使用することができる。

【0014】

高出力の短いレーザパルスを生成するために、２つの短いパルスを、特に同一の長さのパルスを、レーザ遷移に関与する励起エネルギ準位が近隣のエネルギ準位から少なくとも部分的に補充される時間間隔において、同一の増幅器に導入する。増幅される前のレーザパルスは、同一の又は異なる最大出力を有し得る。時間間隔に応じて、レーザ遷移に関与する励起エネルギ準位は、第２のレーザパルスが増幅器に導入される際に、完全に又は部分的に補充される。

【0015】

励起エネルギ準位が既に完全に補充されている場合、第２のレーザパルスのために最大に可能な増幅が生じる。励起エネルギ準位がまだ完全に補充されていない場合、小さな増幅が生じる。最大出力が同一のレーザパルスが入射した場合、増幅後の第２のレーザパルスの最大出力は、第１のレーザパルスの最大出力よりも低くなる。

【0016】

増幅器を通過した２つのレーザパルスを、その後、時間的に重畳する。その結果、パルス形状と持続時間とが２つの短いレーザパルスのパルス形状と持続時間に本質的に対応する、レーザパルスが生じる。しかしながら、重畳されたレーザパルスの最大出力、或いはエネルギは、重畳される前の個々のレーザパルスの出力、或いはエネルギの最大２倍となる。レーザパルス列内の個々の短いレーザパルスの増幅、及びそれに続く重畳によって、高出力、或いは高エネルギ、及び短いパルス持続時間を有する重畳レーザパルスを得ることができる。

【0017】

短いレーザパルスのパルス持続時間、したがって第１及び第２のレーザパルスのパルス持続時間は、１０ｎｓ～２００ｎｓ、好ましくは２０ｎｓ～１００ｎｓである。その際、長いレーザパルスのパルス持続時間は２００ｎｓ以上である。増幅媒質は、好ましくはＣＯ２である。

【0018】

重畳レーザパルスは、好ましくは１０ｋＨｚ～５００ｋＨｚ、特に好ましくは２０ｋＨｚ～２００ｋＨｚ、特に好ましくは３０ｋＨｚ～１００ｋＨｚのサイクルにおいて出力される。その際、レーザパルスのサイクルは、好ましくは液滴源、すなわちターゲット領域内のターゲット材料のサイクルに従う。

【0019】

第１のレーザパルスは、好ましくは、その波長及び／又は偏光によって、生成された第２のレーザパルスと異なる。これは、第１のレーザパルスを第２のレーザパルスから分離することを可能にする。第２のレーザパルスから分離された第１のレーザパルスは、次に第２のレーザパルスが通過しない遅延経路を通過することができる。

【0020】

第１及び第２のレーザパルスは、それらが生成されるときにすでに異なる波長又は偏光を有し得る。特に、第１及び第２のレーザパルスは、２つの別々のビーム源によって生成することができ、それぞれのビーム源は、例えば波長又は偏光のような、ビーム特性の異なるレーザパルスを生成する。特に、異なる波長において動作する２つのＣＯ_２レーザを使用することができる。

【0021】

波長又は偏光のような異なるビーム特性は、生成後に第１及び／又は第２のレーザパルスに付与することもできる。この場合、第１及び第２のレーザパルスは、好ましくは、最初に、単一のビーム源において同一のビーム特性を有して生成される。しかしながら、第１及び第２のレーザパルスは、同一のビーム特性を有する異なるビーム源において生成することもできる。異なるビーム特性は、第１及び第２のレーザパルスに（どちらの場合も）、その後の方法ステップにおいて付与される。その際、第１又は第２のレーザパルスの偏光は、位相差板（例えばλ／２板）又はポッケルスセルを用いて、特に電気光学変調器（ＥＯＭ）を用いて回転させることができる。代替的には、周波数シフト装置、例えば音響光学変調器を用いて、第１又は第２のレーザパルスの周波数をシフトすることもできる。

【0022】

第２のレーザパルスの生成は、第１のレーザパルスの生成に対して時間的に遅れて行うことができる。その際、第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとの間の時間間隔を設定するために、特に、制御ユニットを使用することができる。その際、第１及び第２のレーザパルスは、異なるレーザ源によって、又は単一のレーザ源によって生成することもできる。

【0023】

しかしながら、第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとの時間間隔は、特に、第２のレーザパルスがその生成後に第１のレーザパルスよりも長い行程を通過することによって、設定することもできる。その際、第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとは、異なるレーザ源において生成することができる。その際、方法ステップＥ）においてレーザパルスが一致して重畳レーザパルスを形成するようにレーザ源を制御する制御ユニットを使用できる。

【0024】

本発明のさらに好ましい一実施形態においては、第２のレーザパルスは、一定の時間間隔において第１のレーザパルスに続く。

【0025】

第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとの間の時間間隔は、好ましくは１０ｎｓ～１５００ｎｓ、特に好ましくは５０ｎｓ～１０００ｎｓ、特に好ましくは８０ｎｓ～５００ｎｓである。その際、第２のレーザパルスの最大に可能な増幅は、第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとの間の時間間隔に依存する。第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとの間の時間間隔が大きいほど、レーザ遷移に関与する励起エネルギ準位が近隣のエネルギ準位によってより完全に補充され、第２のレーザパルスをより強く増幅することができる。

【0026】

一方、重畳レーザパルスが液滴に当たるサイクルは、液滴源のサイクルによって決まる。第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとからなる次のパルス列のために十分なエネルギが増幅器に存在しなければならないため、第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとの間には最大の時間間隔が存在し、これを超えると（液滴源のサイクルレートに依存するが）、後続のパルス列を最適に増幅することができなくなる。

【0027】

上記の値によって、第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとからなる後続のパルス列と、考察中のパルス列の第２のレーザパルスの両方が、１０ｋＨｚ～５００ｋＨｚ、好ましくは２０ｋＨ～２００ｋＨｚ、特に好ましくは３０ｋＨｚ～１００ｋＨｚの所定のサイクルレートにおいて増幅されることが保証される。

【0028】

上記値によって、第２のレーザパルスが通過しなければならない遅延距離の長さが技術的に妥当な値（例えば３ｍ～４５０ｍ）を取ることも考慮される。

【0029】

増幅装置は、好ましくは、増幅器チェーンの形態において形成される。これによって、レーザパルスの特に効率的な増幅が可能となる。

【0030】

レーザ源及び増幅装置は、好ましくは、ＣＯ_２レーザ、或いはＣＯ_２増幅器である。

【0031】

レーザパルスの分離を、好ましくはダイクロイックミラーを用いて行う。これは、好ましくは、レーザパルスの波長が異なる場合に行われる。代替的には、それに対して、その分離を、偏光ミラーを用いて行い得る。これは、好ましくは、レーザパルスの偏光が異なる場合に行われる。

【0032】

遅延装置は、好ましくは遅延経路の形態において形成される。その際、遅延経路は複数の反射光学素子を有し得る。それによって、構造的に単純な方法において遅延を行うことができる。

【0033】

遅延装置の後のレーザパルスの結合を、好ましくは、ダイクロイックミラーを使用して行う。これは、好ましくは、レーザパルスの波長が異なる場合に行われる。代替的には、それに対して、その結合を、偏光ミラーを使用して行い得る。

【0034】

更に、好ましくは、結合されたレーザパルスを、ＥＵＶ放射の生成のために使用する。

【0035】

本発明による課題は、特に本明細書に記載の方法を実施するための、レーザパルスの生成装置によってさらに解決され、その装置は、以下の特徴、
ａ）第１及び第２のレーザパルスを生成するための少なくとも１つのレーザ源と、ここで、少なくとも１つのレーザ源は、異なるビーム特性を有する第１及び第２のレーザパルスを生成するように形成されており、又は、その装置は、第１のレーザパルスとは異なる、少なくとも１つのビーム特性を前記第２のレーザパルスに付与するように形成されており、
ｂ）第１のレーザパルスと、少なくとも１つのビーム特性において第１のレーザパルスとは異なる第２のレーザパルスとを増幅するための光学上の増幅装置と、ここで、その増幅装置は、第１のレーザパルスに対して時間的にずれた第２のレーザパルスによって通過されるように構成されており、
ｃ）少なくとも１つのビーム特性に基づいて、第１のレーザパルスを第２のレーザパルスから分離するための分離装置と、
ｄ）第１のレーザパルスのための遅延装置と、ここで、遅延は第１のレーザパルスからの第２のレーザパルスの時間間隔に対応しており、
ｅ）重畳レーザパルスを形成するために、第１のレーザパルスと第２のレーザパルスとを重畳する重畳装置と、を備える。

【0036】

第１のレーザパルス及び第２のレーザパルスは、異なるレーザ源において生成することができる。本装置は制御ユニットを含むことができ、その制御ユニットは、第１のレーザパルスが重畳装置において第２のレーザパルスと重畳して重畳レーザパルスを形成するようにレーザ源を制御するように形成されている。

【0037】

増幅装置は、好ましくは、特に複数のＣＯ_２増幅器から成る増幅器チェーンの形態に形成されている。

【0038】

分離装置及び／又は重畳装置は、ダイクロイックミラーの形態に形成され得る。代替的には、それに対して、重畳装置は偏光ミラーの形態に形成され得る。

【0039】

遅延装置は、遅延経路の形態に形成され得る。

【0040】

更に好ましくは、出力装置はＥＵＶ生成装置を有し得る。ＥＵＶ生成装置は、その際、重畳レーザパルスの生成のための上記の特徴を有する。重畳レーザパルスは、好ましくは、ＥＵＶ生成装置（「ＥＵＶシステム」）において生成され得るターゲット材料（特に錫液滴の形態にある）に向けられる。そのとき、ターゲット材料において、ＥＵＶ放射を放出するプラズマを発生することができる。ＥＵＶ生成装置は、ターゲット材料を、ターゲット源を用いてターゲット領域に導入可能な真空チャンバと、重畳レーザパルスをそのターゲット領域に集束させるための集束ユニットと、重畳レーザパルスをその集束ユニットに導くためのビームガイド装置とを、備え得る。

【0041】

本発明の更なる利点は、説明及び図面から明らかになる。同様に、上記した特徴、及び更に詳細に説明する特徴は、それぞれ、本発明に従って、個別に、又は任意の組み合わせによって使用することができる。図示され、及び説明された実施形態は、網羅的な列挙として解されるのではなく、むしろ、本発明の説明のための例示的な特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】本発明によるレーザパルスの生成装置及び生成方法を概略的に示す図である。

【図2a】本発明の物理的背景を概略的に示す図である。

【図2b】本発明の物理的背景を概略的に示す図である。

【図2c】本発明の物理的背景を概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0043】

図１は、本発明による方法１２を実施するための本発明による装置１０を示す。

【0044】

その際、第１のレーザパルス１６ａ，１６ｂ、及び第２のレーザパルス１８ａ，１８ｂは、本実施形態においては、シード源の形態のレーザ源１４において生成される。第１のレーザパルス１６ａ，ｂは、特にそのレーザ放射の波長及び／又は偏光において、第２のレーザパルス１８ａ，ｂと異なる。

【0045】

レーザパルス１６ａ，ｂ、１８ａ，ｂは、本実施形態においては増幅器チェーンの形態の光学上の増幅装置２０によって増幅される。

【0046】

本発明によれば、異なったレーザパルス１６ａ，ｂ，１８ａ，ｂが増幅装置２０に導入され、それらレーザパルスは、特に隣接するエネルギ準位からのエネルギを使用することによって、すばやく連続して増幅可能である。レーザパルス１６ａ，ｂ，１８ａ，ｂの区別は、第１のレーザパルス１６ａ，ｂと第２のレーザパルス１８ａ，ｂとの間の時間的な間隔がエネルギ準位の充填によって制限されないということに寄与する。

【0047】

第１のレーザパルス１６ａ，ｂと第２のレーザパルス１８ａ，ｂとの間の時間間隔Ａは、特に同一である。時間間隔Ａは、好ましくは１０ｎｓ～１５００ｎｓである。

【0048】

増幅装置２０の後、レーザパルス１６ａ，ｂ，１８ａ，ｂは、本実施形態においてはダイクロイックミラー又は偏光ミラーの形態である分離装置２２を通過し、そこにおいて、その波長又は偏光に基づいて互いに分離される。

【0049】

第１のレーザパルス１６ａ，ｂは、その後、本実施形態においては遅延経路の形態である遅延装置２４を通過する。第２のレーザパルス１８ａ，ｂは遅延装置２４を通過しない。第１のレーザパルス１６ａ，ｂは、遅延装置２４を通過することによって、第２のレーザパルス１８ａ，ｂと時間的に重畳することができる。それぞれの第１のレーザパルス１６ａ，ｂとそれぞれの第２のレーザパルス１８ａ，ｂとの間の例示的な間隔Ａが１００ｎｓである場合、空気中の遅延経路は約３０ｍの長さを有する。コンパクトに形成するために、遅延装置２４は、複数の偏向ミラー２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄを有し得る。

【0050】

装置１０は、本実施形態においてはダイクロイックミラー又は偏光ミラーの形態の重畳装置２８を有する。遅延装置２４によって、それぞれの第１のレーザパルス１６ａ，ｂは、重畳装置２８においてそれぞれの第２のレーザパルス１８ａ，ｂと組み合わされ、重畳レーザパルス３０ａ，３０ｂを形成する。

【0051】

重畳レーザパルス３０ａ，３０ｂは、出力装置３２において出力される。本実施形態においては、出力装置３２は、極端紫外線（ＥＵＶ）光生成装置３４を有する。ＥＵＶ光生成装置３４において、特に錫液滴の形態の、ターゲット材料３６内において、ＥＵＶ放射３８の出力のためのプラズマが発生する。

【0052】

ＥＵＶ光生成装置３４は、本実施形態においては、ビームガイド装置４０と集束装置４２とを有する。集束装置４２は、重畳レーザパルス３０ａ，ｂをターゲット材料３６が提供されたターゲット領域４４に集束させるために用いられる。レーザパルス３０ａ，ｂの照射によって、ターゲット材料３６はプラズマ状態に遷移し、ＥＵＶ放射３８を放出し、このＥＵＶ放射はコレクタミラー４６によって収集される。

【0053】

図示の例において、コレクタミラー４６は、レーザパルス３０ａ，ｂの通過のための開口を有し、集束装置４２は、ターゲット材料３６が配置された真空チャンバ４８をビームガイド装置４０から分離する。

【0054】

本発明の物理的背景を、図２ａ～ｃを参照して以下に説明する。

【0055】

図２ａは短い矩形パルス１６ａを例示的に示しており、この矩形パルス１６ａは増幅装置２０における増幅のために供給される。矩形パルス１６ａの出力は、その際、増幅装置２０の励起エネルギ準位を誘導放出によって完全に空にするために十分であり、すなわち増幅装置２０は飽和状態において動作する。矩形パルス１６ａは非常に短く、その結果、これらのエネルギ準位は、レーザ遷移に関与しない近隣のエネルギ準位によって、パルス持続時間中に補充されない、又はほとんど補充されない。

【0056】

矩形パルス１６ａは増幅装置２０において増幅され、増幅パルス１６ｂが生じる。そのパルス出力はほぼ垂直に上昇し、次いで最初は急峻に下降し、その後ゆっくりと下降し、最後はほぼ垂直に下降する。そのため、パルス１６ａの最初の部分はすでに増幅装置２０を飽和させ、パルスの後の部分にはほとんど出力が残らない。パルス出力のほぼ垂直な上昇及び下降は、その際、入力パルス１６ａの矩形に起因する。

【0057】

図２ｂはより長い矩形パルス１６ａを示しており、これは増幅装置２０において増幅するために提供される。矩形パルス１６ａの出力は、レーザ遷移に関与する励起エネルギ準位を誘導放出によって完全に空にするために十分である。矩形パルス１６ａは長く、それによって、これらのエネルギ準位は、矩形パルス１６ａの持続時間中に近隣のエネルギ準位によって補充され得る。この場合、生成し、増幅された長いパルス１６ｂのパルス出力は、入射する矩形パルス１６ａのパルス出力の同様の急峻な上昇によって、ほぼ垂直に上昇した後、最初は急峻に下降し、その後、図２ａによるパルス１６ｂの場合よりもかなり長い期間にわたってゆっくりと下降する。

【0058】

入射する矩形パルス１６ａのパルス出力の急峻な下降によって、パルス出力はほぼ垂直に下降する。パルス１６ａの最初の部分は増幅装置を飽和させるが、その後、空になったエネルギ準位は近隣のエネルギ準位によって補充される。

【0059】

図２ｃは、２つの短い矩形パルス１６ａ，１８ａを、時間間隔を伴って示している。これらは時間間隔Ａにおいて同一の増幅装置２０に導入され、その時間間隔内において、レーザ遷移に関与する励起エネルギ準位は部分的に隣接するエネルギ準位から補充される。矩形パルス１６ａ，１８ａは、増幅される前に、同一の最大出力を有する。第２の矩形パルス１８ａは、第１の矩形パルス１６ａほど増幅されない。２つの矩形パルス１６ａ，１８ａが増幅装置（又は複数の増幅器）２０を通過した後、それらは重畳装置２８において重畳される。その結果、重畳パルス３０ａが得られ、そのパルス形状とパルス持続時間とが、２つの短い増幅パルス１６ｂ，１８ｂのパルス形状とパルス持続時間とに本質的に対応する。しかしながら、重畳パルス３０ａの最大出力、或いはそのエネルギは、重畳される前の個々のパルス１６ｂ，１８ｂの出力、或いはエネルギの最大２倍である。

【0060】

短い矩形パルス１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂのパルス持続時間は典型的には５０ｎｓであり、長い矩形パルス１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂのパルス持続時間は典型的には５００ｎｓである。２つの矩形パルス１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂの間の時間間隔は、典型的には１００ｎｓである。増幅されたパルス１６ｂ，１８ｂのパルス持続時間は、まだ増幅されていないパルス１６ａ，１８ａのパルス持続時間にほぼ対応する。

【0061】

図面の参照の下に、本発明は、要約すると、重畳レーザパルス３０ａ，ｂの生成方法１２に関し、その重畳レーザパルスを、それぞれ少なくとも第１のレーザパルス１６ａ，ｂと第２のレーザパルス１８ａ，ｂとから構成される。その第１及び第２のレーザパルス１６ａ，ｂ、１８ａ，ｂを、異なる特性を有して増幅する。増幅後、第１のレーザパルス１６ａ，ｂを、第２のレーザパルス１８ａ，ｂに重畳するために、第２のレーザパルス１８ａ，ｂに対して遅延させる。重畳レーザパルス３０ａ，ｂは、好ましくは、極端紫外線（ＥＵＶ）放射３８の生成のために使用される。本発明は、更に、重畳レーザパルス３０ａ，ｂの生成装置１０に関する。

【符号の説明】

【0062】

１０ 装置
１２ 方法
１４ レーザ源
１６ａ，ｂ 第１のレーザパルス
１８ａ，ｂ 第２のレーザパルス
２０ 光学上の増幅装置
２２ 分離装置
２４ 遅延装置
２６ａ～ｄ 偏向ミラー
２８ 重畳装置
３０ａ，ｂ 重畳レーザパルス（レーザパルス）
３２ 出力装置
３４ 極端紫外線（ＥＵＶ）光生成装置
３６ ターゲット材料
３８ 極端紫外線（ＥＵＶ）放射
４０ ビームガイド装置
４２ 集束装置
４４ ターゲット領域
４６ コレクタミラー
４８ 真空チャンバ
Ａ 第１のレーザパルス１６ａ，ｂと第２のレーザパルス１８ａ，ｂとの間の間隔

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【国際調査報告】