極端紫外光発生方法及び極端紫外光光源装置
【課題】従来のように電極に大きな熱負荷を与えず、かつ、高精度な制御を必要することなく、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現すること。
【解決手段】チャンバ１の内部に設けられた第１、第２の電極２ａ，２ｂ間にパルス電力を供給し電極間に放電チャンネルを形成する。また、レーザ源７から放出されるレーザビームＬ１が高温プラズマ原料８に照射され、イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度の低温プラズマガスが、電極２ａ，２ｂ間に形成されている細い放電チャンネルに供給される。低温プラズマガスに放電が作用し電子温度が上昇して高温プラズマとなりＥＵＶ放射が開始される。放電チャンネルには上記低温プラズマガスが連続的に供給されるので、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われＥＵＶ放射が継続する。このＥＵＶ放射はＥＵＶ集光鏡４により集光され、ＥＵＶ光取出部５より出射する。
【解決手段】チャンバ１の内部に設けられた第１、第２の電極２ａ，２ｂ間にパルス電力を供給し電極間に放電チャンネルを形成する。また、レーザ源７から放出されるレーザビームＬ１が高温プラズマ原料８に照射され、イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度の低温プラズマガスが、電極２ａ，２ｂ間に形成されている細い放電チャンネルに供給される。低温プラズマガスに放電が作用し電子温度が上昇して高温プラズマとなりＥＵＶ放射が開始される。放電チャンネルには上記低温プラズマガスが連続的に供給されるので、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われＥＵＶ放射が継続する。このＥＵＶ放射はＥＵＶ集光鏡４により集光され、ＥＵＶ光取出部５より出射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長１３〜１４ｎｍ、特に波長１３．５ｎｍの極端紫外光（以下、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光ともいう）光を放出するための極端紫外光発生方法および極端紫外光光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、その製造用の投影露光装置においては解像力の向上が要請されている。その要請に応えるため、露光用光源の短波長化が進められ、エキシマレーザ装置に続く次世代の半導体露光用光源として、波長１３〜１４ｎｍ、特に波長１３．５ｎｍの極端紫外光（以下、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光ともいう）光を放出する極端紫外光光源装置（以下、ＥＵＶ光源装置ともいう）が開発されている。
【０００３】
ＥＵＶ光源装置において、ＥＵＶ光を発生させる方法はいくつか知られているが、そのうちの一つにＥＵＶ放射種の加熱励起により高温プラズマを発生させ、このプラズマから放射されるＥＵＶ光を取り出す方法がある。
このような方法を採用するＥＵＶ光源装置は、高温プラズマの生成方式により、ＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ：レーザ生成プラズマ）方式ＥＵＶ光源装置とＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ：放電生成プラズマ）方式ＥＵＶ光源装置とに大きく分けられる。（例えば非特許文献１参照）
ＬＰＰ方式ＥＵＶ光源装置は、固体、液体、気体等のターゲットをパルスレーザで照射して発生する高温プラズマからのＥＵＶ放射光を利用するものである。
一方、ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置は、電流駆動によって生成した高温プラズマからのＥＵＶ放射光を利用するものである。
【０００４】
また、近年は、ＥＵＶ発生用高温プラズマ原料（以下、高温プラズマ原料ともいう）に対し、レーザビームの照射による気化と、放電に基づく大電流による加熱とを組み合わせて高温プラズマを生成し、当該高温プラズマからＥＵＶ放射を発生させる方式が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。以下この方式をＬＡＧＤＰＰ（Ｌａｓｅｒ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｇａｓ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ＰｒｏｄｕｃｅｄＰｌａｓｍａ）方式と称する。
【０００５】
上記した各方式のＥＵＶ光源装置において、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放出する放射種、すなわち、高温プラズマ原料として、現在１０価前後のＸｅ（キセノン）イオンが知られているが、より強い放射強度を得るための高温プラズマ原料としてＬｉ（リチウム）イオンとＳｎ（錫）イオンが注目されている。例えば、Ｓｎは、高温プラズマを発生させるための入力エネルギーに対する波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光放射強度の比である変換効率がＸｅより数倍大きい。
【０００６】
次に、図２０を用いて、上記した各方式に基づくＥＵＶ放射にいたるメカニズムを簡単に説明する。
図２０は、高温プラズマ原料（図２０では例として燃料固体と記載されている）が、どのような状態変化の経路をとってＥＵＶ放射の条件を満足する条件に達するかを示す図である。
同図において、縦軸はイオン密度（ｃｍ-3）であり、横軸は電子温度（ｅＶ）である。同図は、縦軸を下方向に進むと、高温プラズマ原料は膨張してイオン密度が減少し、上方向に進むと圧縮されイオン密度が増加することを示している。また、横軸を右方向に進むと、高温プラズマ原料は加熱されて電子温度が上昇することを示している。
【０００７】
ＬＰＰ方式では、例えばＳｎやＬｉといった高温プラズマ原料の固体や液体等のターゲット（図２０左上に燃料固体として示す。固体状態においては、ＳｎやＬｉといった金属のイオン密度はおよそ１０22ｃｍ-3であり、電子温度は１ｅＶ以下である）に対して強いレーザビームを照射する。レーザビームが照射された高温プラズマ原料は、例えば電子温度が３００ｅＶを越えるまで一気に加熱されて気化し、高温プラズマが生成される。生成された高温プラズマは膨張して、やがて高温プラズマ内のイオン密度は１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が２０〜３０ｅＶ程度となる。このような状態に到達した高温プラズマからは、ＥＵＶが放射される。（図２０の経路１）
すなわち、ＬＰＰ方式では、レーザビームで加熱されて生成したプラズマが膨張することにより、当該プラズマは、上記したようなＥＵＶ放射条件（すなわち、イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度が２０〜３０ｅＶ）を充足する。
【０００８】
一方、ＤＰＰ方式では、例えば内部に電極が配置された放電容器内をガス状の高温プラズマ原料雰囲気とし、当該雰囲気中の電極間において放電を発生させて初期プラズマを生成する。
例えば高温プラズマ原料であるＳｎは、スタナン（ＳｎＨ4 ）という気体状態で放電容器内に供給され、放電により初期プラズマが形成される。初期プラズマにおけるイオン密度は、例えば、１０16ｃｍ-3程度、電子温度は、例えば、１ｅＶ以下程度であり、上記したようなＥＵＶ放射条件（すなわち、イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度が２０〜３０ｅＶ）を充足していない（図２０のピンチの初期状態）。
ここで、放電により電極間を流れる直流電流の自己磁場の作用により、上記した初期プラズマは放電流路径方向に収縮される。これにより初期プラズマの密度は高くなり、プラズマ温度も急激に上昇する。このような作用を、以下ピンチ効果と称する。ピンチ効果による加熱によって、高温となったプラズマのイオン密度は１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度は２０〜３０ｅＶ程度に到達し、この高温プラズマからＥＵＶが放射される。（図２０の経路２）
すなわち、ＤＰＰ方式では、生成したプラズマが圧縮されることにより、当該プラズマは、上記したようなＥＵＶ放射条件（すなわち、イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度が２０〜３０ｅＶ）を充足する。
【０００９】
また、ＬＡＧＤＰＰ方式では、固体や液体等のターゲット（高温プラズマ原料）に対してレーザビームを照射し、原料を気化してガス状の高温プラズマ原料雰囲気（初期プラズマ）を生成する。ＤＰＰ方式同様、初期プラズマにおけるイオン密度は、例えば、１０16ｃｍ-3程度、電子温度は、例えば、１ｅＶ以下程度であり、上記したようなＥＵＶ放射条件（すなわち、イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度が２０〜３０ｅＶ）を充足していない（図２０のピンチの初期状態）。その後、放電電流駆動による圧縮と加熱によって、高温となったプラズマのイオン密度は１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度は２０〜３０ｅＶ程度に到達し、この高温プラズマからＥＵＶが放射される。
ＬＡＧＤＰＰの例は、特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されている。いずれも、レーザ照射にて高温プラズマ原料を気化して「冷たいプラズマ」を生成し、放電電流によるピンチ効果を用いて高温プラズマを生成し、当該高温プラズマからＥＵＶを放射させることが記載されている。すなわち、従来例によれば、ＬＡＧＤＰＰ方式における放電電流駆動による加熱は、ＤＰＰ方式と同様、ピンチ効果が利用されている。すなわち、図２０において、経路３→経路２を経由してＥＵＶ放射条件を充足する高温プラズマが形成される。
【００１０】
ＬＰＰ方式の場合、高温プラズマ原料にレーザビームを照射して生成された高温プラズマは短時間のうちに膨張が進み冷却される。したがって、ＥＵＶ放射条件に達した高温プラズマは、短時間（例えば１０ｎｓ）の内に冷却されてＥＵＶ放射条件を充足しなくなり、プラズマからのＥＵＶ放射が停止する。
一方、ＤＰＰ方式やＬＡＧＤＰＰ方式の場合は、上記したように、放電電極間にパルス状の放電電流が流れ、高温プラズマ原料の初期プラズマは、ピンチ効果により圧縮加熱されてＥＵＶ放射条件に達する。
しかし、放電流路径方向に収縮された高温プラズマは、放電電流の急速な減少に伴い短時間の内に放電流路方向に急激に膨張してピンチ効果が消失し、密度が低下するとともに冷却される。その結果、放電領域におけるプラズマは、ＥＵＶ放射条件を充足しなくなるので、プラズマからのＥＵＶ放射が停止する。
【００１１】
なお、電極間における放電は、比較的広い領域でのレーザトリガによる真空アーク放電から開始され、高温プラズマ原料料供給にともないガス放電（ピンチ放電も含む）に移行する。その後、放電コラム（プラズマ柱）が形成されるが、本明細書では「放電領域」とは、そのすべての放電現象を含む空間と定義する。
また、上記の放電領域内において、放電が放電コラム（プラズマ柱）の成長にともない内部の電流密度が増大しガス放電へと移行する際、放電コラムの中で放電駆動電流が支配的に流れている電流密度の高い空間領域を「放電チャンネル」（以下では放電経路あるいは放電電流経路ともいう）と定義する。
【００１２】
次に、ＥＵＶ放射のロングパルス化について説明する。
上記したように、ＥＵＶ放射は短時間の内にパルス状に発生する。よって、エネルギー変換効率は著しく小さい。半導体露光用光源としてＥＵＶ光源装置を使用する場合、ＥＵＶ光源装置には、できるだけ高効率と高出力を両立した稼動が求められる。高効率のＥＵＶ発生条件を長時間維持することができれば高効率高出力のＥＵＶ光源が可能となる。結果として、発光パルス幅のロングパルス化が期待される。
特許文献４、特許文献５には、ＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置において、ＥＵＶ放射をロングパルス化する方法が開示されている。以下、特許文献４、５に基づき、従来のロングパルス化方法について、図２１、図２２を用いて説明する。
図２１、図２２は、いずれも、放電開始からの経過時間に対して、（ａ）プラズマ電流Ｉ、（ｂ）プラズマ柱の半径ｒ、（ｃ）ＥＵＶ放射出力の関係を示した図であり、横軸に時間、縦軸にプラズマ電流Ｉ、プラズマ柱の半径ｒ、ＥＵＶ放射出力を示すものである。 特許文献４、５におけるＥＵＶ放射のロングパルス化は、ＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置において、プラズマの加熱および圧縮工程と高温高圧状態の維持工程とを分離して制御することにより実現される。
【００１３】
従来のＤＰＰ方式においては、図２１に示すように、一対の電極間に形成された一様なプラズマ柱の内部を流れるプラズマ電流Ｉの波形は、放電開始後時間経過とともに増加し、ピークを過ぎると減少する波形である。以下、理解を容易にするため、電流Ｉの波形を正弦波形とする。
プラズマ電流Ｉの増大とともにプラズマの加熱および圧縮が発生する。すなわち、発生したプラズマ柱の半径ｒは、プラズマ電流Ｉが流れるにつれてピンチ効果により徐々に小さくなり、プラズマ電流Ｉの値がピークを越えて下がり始めた時に最小になる。
プラズマ電流Ｉの波形のピーク近傍で、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内（例えば図２０に示すように、電子温度が５〜２００ｅＶ、イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度）に到達している期間Ａの間、ＥＵＶ放射が発生する。
しかしながら、プラズマ電流Ｉの波形のピークを過ぎると、電流値が時間経過とともに減少するので、ピンチ効果も弱まり、プラズマが膨張しプラズマ温度が低下する。膨張するプラズマは大きな運動エネルギーを有し、放電領域から速やかに離脱する。
結果として、ＥＵＶ放射は終了する。ＥＵＶ放射の持続時間は、例えば、わずか１０ｎｓ程度である。
【００１４】
一方、特許文献４、５に記載の方法は、一対の電極間を流れるプラズマ電流Ｉの波形が図２２に示すような波形となるように構成するものである。すなわち、プラズマ電流Ｉの波形を、放電開始後時間経過とともに増加し、ピークを過ぎた近傍（例えば、プラズマがピンチされてＥＵＶ放射が開始する時点近傍）で、さらに時間経過とともに増加するようにしたものである。
図２２に示すように、プラズマ電流Ｉの波形は、加熱電流波形部（Ｍ）とそれに続く閉じ込め電流波形部（Ｎ）とからなるように構成される。加熱電流波形部（Ｍ）は、図２１に示すプラズマ電流Ｉの波形とある時点まで同等である。図２２では、理解を容易にするために、加熱電流波形部（Ｍ）は正弦波形として示される。
【００１５】
加熱電流波形部（Ｍ）の期間内では、プラズマ電流Ｉの増大とともにプラズマの加熱および圧縮が発生する。すなわち、発生したプラズマの半径ｒは、プラズマ電流Ｉが流れるにつれてピンチ効果により徐々に小さくなり、プラズマ電流Ｉの値がピークを越えて下がり始めた時に最小になる。プラズマ電流Ｉの波形のピーク近傍で、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内（例えば図２０に示すように、電子温度が５〜２００ｅＶ、イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度）に到達し、ＥＵＶ放射が発生する。
ＥＵＶ放射が発生後、プラズマ電流Ｉの波形は、閉じ込め電流波形部（Ｎ）に移行する。
上記したように、ピンチ効果により圧縮されたプラズマは、大きな運動エネルギーにて膨張しようとする。ここで、プラズマ電流Ｉの強さを大きくして自己磁場の作用を強力にすると、膨張しようとするプラズマを圧縮状態に維持することが可能となる。
【００１６】
上記したようなピンチ状態にあるプラズマの圧力をＰpp、プラズマの密度をｎpp、ボルツマン係数をｋ、プラズマの温度をＴppとするとき、ピンチ状態のプラズマの圧力Ｐppは、ｎppｋＴppに比例する。
Ｐpp∝ｎppｋＴpp （１）
一方、プラズマ電流Ｉが作る自己磁場Ｂによる圧縮圧力ＰB は、真空中の透磁率をμ0 、プラズマ半径をｒとするとき、
ＰB ＝μ0 Ｉ2 ／２πｒ （２）
となる。ここで、
ＰB ≧Ｐpp （３）
なる条件を満たせば、プラズマはピンチ状態が維持される。ここで、ピンチ状態のプラズマは、プラズマ密度ｎppおよびプラズマ温度Ｔppが大きい高密度高温プラズマとなっているので、（３）式を成立するためには、プラズマ電流Ｉを大きくする必要がある。
【００１７】
すなわち、プラズマがピンチされてからプラズマ電流Ｉを増大させて、その後電流値を一定に維持することにより、ピンチ効果を維持して、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内にある状態（プラズマ半径が小さい状態）を維持する。
理論的には、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内にある状態が維持されている間（図２２の期間Ｂ）は、ＥＵＶ放射は継続される。すなわち、ＥＵＶ放射のロングパルス化が可能となる。
図２２では、プラズマがピンチされてプラズマ半径が最小となる時点を、加熱電流波形部（Ｍ）から閉じ込め電流波形部（Ｎ）への移行点とした例が示されている。
【００１８】
なお、実際には、加熱電流波形部（Ｍ）のピークを越えるような電流値ピークを維持する閉じ込め電流波形部（Ｎ）を有するプラズマ電流Ｉであっても、流体不安定性の成長によるプラズマ柱の崩壊などの理由により高温プラズマを長時間圧縮した状態で維持するのは難しい。そのため、閉じ込め電流波形部（Ｎ）はやがて時間の経過とともに減少し、ピンチ効果も弱まり、プラズマが膨張し、プラズマ温度が低下する。結果として、ＥＵＶ放射は終了する。特許文献４の例では、ＥＵＶ出力の維持時間（高温プラズマの維持時間）を３０ｎｓ程度にロングパルス化することができたと記載されている。
【００１９】
図２３は、特許文献４、５に記載されたＥＵＶ放射のロングパルス化方法を実現するためのＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の構成例である。
放電容器であるチャンバ１内に、原料供給・排気ユニット１２より高温プラズマ原料が導入される。高温プラズマ原料は、チャンバ１内の高温プラズマ発生部３で波長１３．５ｎｍのＥＵＶ放射を放出する放射種を形成するための原料であり、例えば、キセノン（Ｘｅ）やＳｎ蒸気などである。導入された高温プラズマ原料はチャンバ１内を流れてガス排出口６に到達する。
原料供給・排気ユニット１２は、真空ポンプ等の排気手段（不図示）を有しており、排気手段は、チャンバのガス排出口６と接続されている。
すなわちガス排出口６に到達した高温プラズマ原料は、原料排気・供給ユニット１２が具える排気手段により排気される。
【００２０】
チャンバ１内にはリング状の第１の主放電電極（カソード）２ａと第２の主放電電極（アノード）２ｂとが絶縁材２ｃを介して配置される。チャンバ１は導電材で形成された第１の主放電電極側の第１の容器１ａと、同じく導電材で形成された第２の主放電電極側の第２の容器１ｂから構成される。これらの第１の容器１ａと第２の容器１ｂとは、上記絶縁材により分離、絶縁されている。
チャンバ１の上記第２の容器１ｂと第２の主放電電極２ｂは接地され、上記第１の容器１ａと第１の主放電電極２ａには、高電圧パルス発生部１１からおよそ−５ｋＶ〜−２０ｋＶの電圧が印加される。その結果、リング状の第１、第２の各主放電電極２ａ，２ｂ間の高温プラズマ発生部３には、放電が発生し、上記したようなピンチ効果により高温プラズマが生成され、この高温プラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ放射が発生する。発生したＥＵＶ放射は、第２の主放電電極２ｂ側に設けられたＥＵＶ集光鏡４により反射され、ＥＵＶ光取出部５より図示しない照射部に出射される。
【００２１】
ところで、図２２の（ａ）に示すプラズマ電流（放電電流）波形は、例えば、以下のようにして得られる。正弦波形を有する電流に、他の正弦波形ではない他の電流を重畳させる。すなわち、加熱電流波形部（Ｍ）を有する電流に、加熱電流波形部（Ｍ）とは異なるパターンの電流を重畳して、閉じ込め電流波形部（Ｎ）を形成する。
このような電流波形を得るために、高電圧パルス発生部１１を、例えば、図２３のように独立したスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２を有する放電回路部を並列に構成する。
【００２２】
図２３に示す高電圧パルス発生部１１は、コンデンサＣ１、スイッチＳＷ１の直列回路からなる放電回路部Ａ１と、コンデンサＣ２、スイッチＳＷ２の直列回路から放電回路部Ａ２とが、負荷（第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ）に対して並列に接続されて構成される。ここで、高電圧電源ＣＨはコンデンサＣ１，Ｃ２を充電するためのものである。また、コイルＬ１は、コンデンサＣ１の寄生インダクタンスおよびコンデンサＣ１、スイッチＳＷ１、負荷が作る回路ループのインダクタンスを合成したインダクタンス成分を表している。同様に、コイルＬ２は、コンデンサＣ２の寄生インダクタンスおよびコンデンサＣ２、スイッチＳＷ２、負荷が作る回路ループのインダクタンスを合成したインダクタンス成分を表している。また、各ダイオードＤ1 、Ｄ2 は、各コンデンサＣ１、Ｃ２に蓄えられた電気エネルギーが負荷にのみに移行するように電流方向を規制するためのものである。
【００２３】
図２３に示す高電圧パルス発生部は、以下のように動作する。まず高電圧電源ＣＨにより、各ダイオードＤ1 、Ｄ2 を介して各放電回路部のコンデンサＣ１，Ｃ２を充電する。次に、放電回路部１の第１のスイッチＳＷ１をＯＮにして第１のコンデンサＣ１に蓄えられた電気エネルギーを第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間に印加して放電を開始する。このとき、第１の放電電極２ａと第２の放電電極２ｂ間に流れる電流は、プラズマのピンチに用いられる。すなわち、ピンチ効果によるジュール加熱によって、高密度高温プラズマが生成される。この電流は、図２２（ａ）の波形においては加熱電流波形部（Ｍ）に相当する。
【００２４】
次いでプラズマのピンチ効果により波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光の放出が開始した時点で、放電回路部Ａ２の第２のスイッチＳＷ２をＯＮにして第２のコンデンサＣ２に蓄えられた電気エネルギーを第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間に印加にすると、第１の放電電極２ａと第２の放電電極２ｂ間に流れる電流に、第２のコンデンサＣ２からの電流が加算される。この電流が高温高密度プラズマのピンチ状態を維持するための電流として用いられる。図２２（ａ）の波形においては、閉じ込め電流波形部（Ｎ）に相当する。
なお、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２の制御、原料供給・排気ユニット１２の制御は、メインコントローラ２１により行われる。メインコントローラ２１は、露光機の制御部２２からの動作指令信号に基づき、上記制御要素を制御する。
【００２５】
【非特許文献１】「リソグラフィ用ＥＵＶ（極端紫外）光源研究の現状と将来展望」Ｊ．ＰｌａｓｍａＦｕｓｉｏｎＲｅｓ．Ｖｏｌ．７９．Ｎｏ．３，Ｐ２１９−２６０，２００３年３月
【特許文献１】特表２００７−５１５７４１号公報
【特許文献２】特表２００７−５０５４６０号公報
【特許文献３】国際公開第２００５／１０１９２４パンフレット
【特許文献４】国際公開第２００６／１２０９４２パンフレット
【特許文献５】特開２００７−１２３１３８号公報
【特許文献６】特表２００２−５０４７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
上記した従来技術のＥＵＶ放射のロングパルス化方法において、特許文献４、５に示されるＥＵＶ放射のロングパルス化は、ＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置において、プラズマの加熱および圧縮工程と高温高圧状態の維持工程とを分離して制御することにより実現される。
すなわち、プラズマのピンチ状態を維持するために、図２２（ａ）に示すように、従来のＤＰＰ方式と比較して、プラズマがピンチ状態に到達後のプラズマ電流Ｉの値が、プラズマがピンチ状態に到達する前のプラズマ電流Ｉの値より大きくなるように、放電空間にエネルギーを供給する必要がある。
【００２７】
ＥＵＶ放射の終了後、放電空間に供給したエネルギーは熱に変換される。従来のロングパルス化方法を採用したＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置においては、プラズマのピンチ状態を維持するために、ロングパルス化技術を採用しない一般的なＤＰＰ方式より大きな放電電流が流れる。そのため、このようなＥＵＶ発生装置では、従来のＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置と比較して、電極への熱入力が大きくなってしまう。そのため、電極の一部が溶融、蒸発し、もしくはスパッタされてデブリとなり、当該デブリがＥＵＶ集光鏡にダメージを与えるという問題が発生しやすくなる。
【００２８】
また、プラズマのピンチ状態を維持するために、図２２（ａ）に示すようにプラズマ電流Ｉの波形を変化させる必要がある。ここで、図２２（ａ）に示すプラズマ電流Ｉの波形の加熱電流波形部（Ｍ）によって、プラズマが高温の状態にピンチされている時間は約１０ｎｓであり、ピンチ状態を維持するためには、この期間内にプラズマ電流Ｉの波形の閉じ込め電流波形部（Ｎ）が生成されるようにプラズマ電流Ｉを流す必要がある。
すなわち、電流波形の閉じ込め電流波形部（Ｎ）が生成するための電流を流す時間の許容誤差は約１０ｎｓ以下としなければならず、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の動作タイミングの同期には、高精度な制御が要求される。
【００２９】
本発明は上記のような事情を鑑みなされたものであって、その課題は、従来のように電極に大きな熱負荷を与えず、かつ、高精度な制御を必要することなく、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することが可能な極端紫外光発生方法および極端紫外光光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の極端紫外光発生方法（ＥＵＶ放射発生方法）は、基本的にはＤＰＰ方式を採用する。しかし、従来のようにピンチ効果によるプラズマの圧縮状態を維持するために大電流を放電領域に流すことなく、上記したようなＥＵＶ放射条件（すなわち、イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度が２０〜３０ｅＶ程度）を充足する高温プラズマを維持して、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現するものである。
【００３１】
図１を用いて、本発明のＤＰＰ方式における高温プラズマ生成について説明する。なお、図１の縦軸と横軸は図２０と同様である。
放電領域外に配置された固体や液体の高温プラズマ原料（図１では、例として燃料固体と記載されている）に対して、エネルギービームを照射する。エネルギービームとしては、例えば、レーザビームを使用する。以下、レーザビームを例にとって説明する。
レーザビームが照射された固体や液体の高温プラズマ原料は、加熱されて気化し、放電領域のあらかじめ形成されている放電チャンネルに達する。ここで、気化した高温プラズマ原料は、放電領域に達した時のプラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度の低温プラズマガスとなるように、レーザビームの照射エネルギーを適宜設定しておく。すなわち、高温プラズマ原料にレーザビームを照射することにより、プラズマ内のイオン密度はＥＵＶ放射条件を充足するが電子温度が低温であるような低温プラズマガスを形成する。（図１の経路（Ｉ））
【００３２】
上記低温プラズマが、電極間の放電領域にあらかじめ形成されている放電チャンネルに供給され、当該低温プラズマが放電電流により加熱される。ここで、低温プラズマガスのイオン密度に関しては既にＥＵＶ放射条件を充足しているので、従来のＤＰＰ方式のようなピンチ効果による圧縮の効果は小さくてよい。すなわち、電極間を流れる電流は、主として低温プラズマの加熱のみに寄与する。加熱によりプラズマの電子温度が２０〜３０ｅＶに到達し、ＥＵＶ放射条件となった高温プラズマからＥＵＶが放射される（図１の経路（ＩＩ））。
【００３３】
ここで、上記した低温プラズマガスを、あらかじめ電極間に形成しておいた放電チャンネルに連続的に供給することにより、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することが可能となる。以下、図２、図３を用いて、ロングパルス化方法について説明する。
なお、図２はマルチピンチ方式、図３は非ピンチ方式の場合をそれぞれ示す。
【００３４】
図２はマルチピンチ方式の場合のプラズマ電流、低温プラズマ半径、ＥＵＶ放射を説明する図である。
電極間に電力を供給し、ｔ＝ｔ0 の時点で（トリガをかけることにより）真空放電が開始し電流が流れ始め、放電チャンネル（放電電流経路）が形成される（図２（ａ））。電流Ｉが後述する閾値Ｉｐに到達した時点ｔｐにおいて、放電チャンネルの断面サイズは、電流の自己磁場の影響を受け細くなっている。
一方、上記した時点ｔｐにおいて、レーザビームが照射され気化した高温プラズマ原料（すなわち、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い低温プラズマガス）が放電領域を流れる細い放電チャンネルに選択的に到達するようにする。
ここで、電流の閾値Ｉｐは、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、
ＰB ≫Ｐp （４）
となるように設定される。すなわち、自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値としておく。
なお、上記閾値Ｉｐは、低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
【００３５】
上記した細い放電チャンネルに選択的に供給される低温プラズマは、上記したように、固体または液体状の高温プラズマ原料にレーザビームを照射することにより生成される。レーザビームの照射条件は、放電領域外に配置された高温プラズマ原料から放電領域までの距離等に基づき適宜設定される。照射エネルギーは、固体または液体状の高温プラズマ原料を気化させるが、電子温度をあまり上昇させない程度のエネルギーであり（※図１に示すように、レーザ照射により電子温度は若干上昇している）、例えば１０5 Ｗ／ｃｍ2 〜１０16Ｗ／ｃｍ2 の範囲である。
このようなレーザビームを固体または液体状の高温プラズマ原料に照射することにより、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い高温プラズマ原料（低温プラズマガス）を、１０μｓ程度の期間連続的に電極間に供給することができる。
一般に、従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式における放電持続時間は、２μｓ程度である。すなわち、従来の放電持続時間と比較すると、上記した低温プラズマガスの供給は定常的な連続供給と見なすことができる。
【００３６】
低温プラズマガスが上記した細い放電チャンネルに選択的に到達するように、レーザビームの照射条件、高温プラズマ原料の配置等の条件を適宜調整する。このような調整により、指向性が良好な気化した高温プラズマ原料（低温プラズマガス）フローを構成して、当該フローが細い放電チャンネル付近に集中して供給されるよう設定する。このように構成することにより、低温プラズマガスが細い放電チャンネルに対して選択的に連続供給される。
なお、固体または液体の高温プラズマ原料を放電領域内に配置したのでは、放電によるエネルギーが高温プラズマ原料に直接作用し、高温プラズマ原料を気化させる条件が刻々と変化する。そのため、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い低温プラズマガスを細い放電チャンネルに対して選択的に連続供給することができない。
【００３７】
細い放電チャンネルに供給された低温プラズマガスは、閾値Ｉｐ以上の値の電流によるピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果により加熱されて高温プラズマとなり、この高温プラズマからＥＵＶが放射される。
ここで、ＥＵＶの放射は、図１の（ＩＩ）の経路を経て実現されるので、ピンチ効果による圧縮作用は小さく、自己磁場による閉じ込め効果とジュール加熱による加熱工程が占める割合が大きくなる。すなわち、従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流ではなく、比較的小電流を放電領域に流してもＥＵＶ放射が可能となる。また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力（すなわち、加熱）することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
【００３８】
さて、圧縮されていた上記高温プラズマは、最大圧縮直後に放電チャンネル軸方向のプラズマ密度勾配に沿って押し出され、主として放電チャンネルの軸方向に離脱する。同時に放電チャンネルは径方向に広がり、その結果、急激に放電チャンネル内部のプラズマ密度と電子温度が下がる。従来はこの時点でＥＵＶ放射が終了していた。
しかしながら、上記したように、放電チャンネルの周囲には、低温プラズマガスの定常流が存在するので、放電チャンネル内のプラズマ密度が下がった空間に、時間差なく低温プラズマガスが供給されてくる。よって、放電チャンネルの径がそれほど広がらないうちに、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果により、放電チャンネルが再び細くなり、低温プラズマガスが加熱され、上記したようなメカニズムでＥＵＶ放射が継続する。（図２の（ｂ）（ｃ））
【００３９】
このようなピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果の繰り返しは、放電電流が継続している間持続する。
なお、上記したように、本発明においては電流の高速短パルス化を必要としないので、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。すなわち、連続的にピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果の繰り返しを長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる。なお、連続的なピンチ効果を利用する本方式を、以下、マルチピンチ方式と呼ぶことにする。
【００４０】
従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式は、低いイオン密度の高温プラズマ原料ガスが放電領域に供給される。（図１のピンチの初期状態）。低密度ガスは、放電容器（放電領域）全体に一様に充満している。低密度ガス雰囲気で放電によって生成する初期プラズマによる放電チャンネルは初期状態では放電容器の径程度に太いので、ピンチ効果により放電チャンネルを細くし、初期プラズマを高温プラズマとするためには、大パワーの電流パルスが必要となる。また、放電によるプラズマへのエネルギー入力効率を高くするためには、放電電流の高速短パルス化が行わなければならない。従って、ＥＵＶ放射は１回のピンチ効果をもって終了し、ＥＵＶ放射のパルス幅はせいぜい２００ｎｓ程度となる。（図２０の経路２）
【００４１】
また、従来のＤＰＰ方式では、１回目のピンチが終了し、放電チャンネル内部のプラズマ密度が下がった領域に、放電容器内の低密度ガス（高温プラズマ原料）が侵入してくるので、放電チャンネルは太くなり、１回目のピンチ効果における初期状態のときの放電チャンネルの径まで戻る。よって、仮にマルチピンチを実施しようとすると、１回目のピンチのときと同様、大電流が必要となる。実際は、上記したように、放電電流は高速短パルスであるので、１回目のピンチ終了後の残り時間で、２回目のピンチを実施することは不可能となる。
ＬＡＧＤＰＰ方式においても、ピンチ効果を使用しており、図２０の経路３を経て、経路２を経由してＥＵＶ放射が発生する。すなわち、高温プラズマ原料へのレーザ照射により、低密度の高温プラズマ原料ガスが放電領域に供給される。
以下、ＤＰＰ方式のときと同様、低密度ガス雰囲気で放電により初期プラズマが生成され、ピンチ効果により初期プラズマを高温プラズマとするために、大パワーの電流パルスが必要となり、また、放電電流の高速短パルス化を実現する必要がある。よって、ＥＵＶ放射は１回のピンチ効果をもって終了する。
【００４２】
また、特許文献３にあるように、ＬＡＧＤＰＰ方式では、レーザビームの照射による高温プラズマ原料ガスの放出後に放電を発生させているので、加熱されずに放電領域から離脱する高温プラズマ原料ガスの割合が大きくなり、効率的ではない。
すなわち、従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式において、ＥＵＶ放射のロングパルスを実現するためには、特許文献４もしくは特許文献５のように、プラズマの加熱および圧縮工程と圧縮維持工程とを分離して制御し、プラズマがピンチ状態に到達後のプラズマ電流の値が、プラズマがピンチ状態に到達する前のプラズマ電流の値より大きくなるように、放電空間にエネルギーを供給するような方法を採用せざるを得ない。
【００４３】
ところで、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、電流の閾値を、
ＰB ≧Ｐp （５）
となるような値Ｉｐ２に設定し、自己磁場により低温プラズマガスを弱く圧縮する（低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持される）ような電流値とした場合においても、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現できる。
なお、上記閾値Ｉｐ２は、低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
【００４４】
図３は非ピンチ方式の場合のプラズマ電流、低温プラズマ半径、ＥＵＶ放射を説明する図であり、以下、図３を用いて非ピンチ方式について説明する。
電極間に電力が供給され、ｔ＝ｔ0 の時点で放電が開始し電流が流れ始める（図３（ａ））。電流Ｉが閾値Ｉｐ２に到達した時点ｔｐにおいて、放電チャンネルの断面サイズは、電流の自己磁場の影響を受け細くなっている。なお、マルチピンチ効果を使用する場合の電流の閾値Ｉｐと上記閾値Ｉｐ２を比較すると、Ｉｐ＞Ｉｐ２となるので、放電チャンネルの断面サイズは、マルチピンチ効果を使用する場合よりは大きい。
一方、上記した時点ｔｐにおいて、マルチピンチ効果を使用する場合と同様、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い低温プラズマガスが放電領域を流れる細い放電チャンネルに選択的に到達するようにする。なお、上記と同様、低温プラズマガスは、細い放電チャンネルに対して選択的に連続供給されるように構成する。
【００４５】
細い放電チャンネルに供給された低温プラズマガスは、閾値Ｉｐ２以上の値の電流により、ほとんど圧縮されることなく、当該低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持された状態で加熱されて高温プラズマとなり、この高温プラズマからＥＵＶが放射される。すなわち、低温プラズマガスのイオン密度は当初からＥＵＶ放射条件を満足しているので、イオン密度を維持しながら加熱することにより、ＥＵＶの放射が実現される、（図１の（ＩＩ）の経路）
よって、従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流ではなく、比較的小電流を放電領域に流してもＥＵＶ放射が可能となる。また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力（すなわち、加熱）することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
【００４６】
ここで、放電チャンネルの周囲には低温プラズマガスの定常流が存在するので、放電チャンネルには、所定のイオン密度を有する低温プラズマガスが定常的に供給される。よって、放電電流が継続している間、放電チャンネル内で低温プラズマガスの加熱が維持され、ＥＵＶ放射が継続する。（図３の（ｂ）（ｃ））
この場合においても、電流の高速短パルス化を必要としないので、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。すなわち、連続的な低温プラズマガスの加熱および高温プラズマの生成を長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる。
本方式では、電流の閾値Ｉｐ２を、自己磁場により低温プラズマガスを弱く圧縮する（低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持される）ような電流値としているので、低温プラズマは、見かけ上収縮せずに加熱されて、高温プラズマとなる。よって、本方式を以下、非ピンチ方式と呼ぶことにする。
【００４７】
ここで、前述したマルチピンチ方式であるか非ピンチ方式であるかは、駆動電流値が同じであれば放電チャンネルの太さにより定まり、放電電極の形状、照射するレーザ光のビーム径等を選択して、放電チャンネルが細くなるようにすればマルチピンチ方式となり、放電チャンネルが太くなるようにすれば非ピンチ方式となる。
なお、非ピンチ方式においては、放電チャンネルの径がマルチピンチ方式よりも大きいので、高温プラズマのサイズもマルチピンチ方式より大きくなる。すなわち、ＥＵＶ放射源としてのサイズがマルチピンチ方式より大きくなるので、本発明を露光用ＥＵＶ光源装置に適用する場合は、非ピンチ方式よりもマルチピンチ方式を採用したほうが、ＥＵＶ放射源のサイズをより小さくできるので好ましい。
【００４８】
ＥＵＶ光の取り出しをマルチピンチ方式で行う場合、同等のエネルギー変換効率で同等のＥＵＶ出力を１回のピンチで取り出す場合と比べて、一回のピンチにおけるピークパワー入力が小さくなる。従って、電極へのピークパワー入力を抑えることが可能になり、電極のスパッタリングによるデブリ発生を低減させることができる。また、一回のピンチにおけるＥＵＶの発光に寄与するイオンの数は少ない。従って光源サイズを小さくできるので、露光光学系の設計において有利になる。
【００４９】
以上のように、本発明においては、以下のようにしてＥＵＶ放射のロングパルス化を実現する。
（ｉ）あらかじめ、放電領域に細い放電チャンネルを生成する。
（ｉｉ）放電領域外で、固体または液体の高温プラズマ原料にエネルギービームを照射して気化させ、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガス（図１の燃料蒸気：イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）を形成する。
（ｉｉｉ）そして、放電電流の値が所定の閾値（ＩｐまたはＩｐ２）に到達した時点で、上記低温プラズマガスが上記細い放電チャンネルに到達するように、細い放電チャンネルに対して、選択的に低温プラズマガスの定常流を供給する。その結果、低温プラズマに放電が作用して電子温度が上昇し、図１の経路ＩＩを通過して、ＥＵＶ放射条件を満たした高温プラズマが形成されＥＵＶ放射が発生する。
（ｉｖ）ここで、あらかじめ形成した放電チャンネルに対して低温プラズマガスを供給するので、放電電流パルスは大電流・高速短パルスである必要はなく、電流パルスを従来の電流パルスより立ち上がりの遅いロングパルスとしても差し支えない。ＥＵＶ放射は、ある程度細い放電チャンネルが持続する間、継続する。よって、放電電流パルスが従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式より長くなるように放電回路を構成して放電電流パルスをロングパルス化することにより、細い放電チャンネルの持続時間を従来と比較して長くすることが可能となり、その結果ＥＵＶ放射のロングパルス化が実現される。
（ｖ）なお、マルチピンチ方式とし、電流の閾値をＩｐとなるように設定したときは、放電電流パルスが継続している時間内において、細い放電チャンネルの径は脈動するものの相対的に細い状態に保たれたまま、低温プラズマのピンチが繰り返し行われ、ＥＵＶ放射が発生する。
また、非ピンチ方式として、電流の閾値をＩｐ２となるように設定したときは、放電電流パルスが継続している時間内において、細い放電チャンネルの径はマルチピンチ方式の場合よりは太いものの相対的に細い状態に保たれたまま、低温プラズマの加熱が持続し、ＥＵＶ放射に必要なプラズマの温度および密度が維持されて、ＥＵＶ放射が発生する。
なお、非ピンチ方式においては、前述したように、放電チャンネルの径がマルチピンチ方式よりも大きいので、高温プラズマのサイズもマルチピンチ方式より大きくなる。
【００５０】
以上に基づき、本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
（１）放電領域外で、原料に原料気化用エネルギービームを照射して気化させ、該気化させた原料ガスに放電によってエネルギーを注入して高温プラズマを生成し、該高温プラズマから極端紫外光を発生させる方法において、放電領域に放電経路（放電チャンネル）を形成し、該形成された放電経路に、前記気化させた原料ガスを供給して、高温プラズマを生成する。
（２）上記（１）において、放電経路（放電チャンネル）に放電経路固定用エネルギービームを照射し、該エネルギービームにより放電経路を固定する。
（３）上記（１）（２）において、放電経路（放電チャンネル）に供給される原料ガスのイオン密度を、極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しくし（イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3）、放電により、上記原料ガスを極端紫外光放射条件を満たす温度まで加熱し、連続的に２００ｎｓ以上の極端紫外光を発生させる。
（４）上記（１）（２）（３）において、放電を、電極間に電流パルスを供給することにより発生させ、該電流パルスが供給されている期間を含む、該電流パルスの幅より長い期間、上記原料ガスを上記放電経路（放電チャンネル）に供給する。
（５）上記（１）（２）（３）（４）において、エネルギービームとしてレーザビームを用いる。
（６）容器と、この容器内に設けられ、所定距離だけ離間した一対の電極と、該電極にパルス電力を供給するパルス電力供給手段と、上記電極間に形成された放電経路に、極端紫外光を放射させるための気化された原料ガスを供給する原料供給手段と、上記放電経路で生成される高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光光学手段と、上記集光される極端紫外光を取り出す極端紫外光取出部とを有する極端紫外光光源装置において、上記パルス電力供給手段により、上記電極間に１μｓ以上のパルス電力を供給して放電経路（放電チャンネル）を形成する。上記原料供給手段は、上記放電経路外の空間であって、気化された原料が放電経路に到達できる空間内に配置された原料にエネルギービームを照射して、該原料を気化させるエネルギービーム照射手段を備え、上記放電経路（放電チャンネル）に、イオン密度が極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しい原料ガスを供給する。
（７）上記（６）において、第２のエネルギービーム照射手段を設け、上記放電経路（放電チャンネル）に、第２のエネルギービーム照射手段から放電経路固定用エネルギービームを照射して、該エネルギービームにより放電経路（放電チャンネル）を固定する。
（８）上記（６）（７）において、始動用の原料を上記電極の近くに配置し、放電に先立って始動用の原料を上記放電が発生する領域に供給する。
（９）上記（６）（７）（８）において、エネルギービームとしてレーザビームを用いる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）予め放電領域に細い放電チャンネルを生成し、放電領域外から、この細い放電チャンネルに対してＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガスの定常流を選択的に供給し、低温プラズマガスに放電を作用させ、図１の経路ＩＩを経由させＥＵＶ放射条件を満たす高温プラズマを形成し、ＥＵＶ放射を発生させているので、放電電流は従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流である必要はなく、比較的小電流を放電領域に流してもＥＵＶ放射が可能となる。
また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
（２）ＥＵＶ放射は、ある程度細い放電チャンネルが持続する間継続する。よって、放電電流パルスが従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式より長くなるように放電回路を構成して放電電流パルスをロングパルス化することにより、細い放電チャンネルの持続時間を従来と比較して長くすることが可能となり、その結果ＥＵＶ放射のロングパルス化が実現される。
本発明において、放電チャンネルの継続時間を少なくとも１μｓ以上にしたとき、放電チャンネルが継続する時間を確実に２００ｎｓより長くすることができる。すなわち、放電チャンネルの継続時間を１μｓ以上に設定すると、確実にＥＵＶ放射の継続時間を、従来のＥＵＶ放射の継続時間（２００ｎｓ）より長くすることが可能となる。
（３）放電電流が従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流である必要はなく、また、放電電流の高速短パルス化を実施する必要はない。従って、電極に与える熱負荷を従来と比較して小さくすることが可能となり、デブリの発生を抑制することが可能となる。
（４）従来のロングパルス化技術のように、高温プラズマのピンチ状態を維持するようにプラズマ電流波形を制御する必要がないので、放電空間に大電流を流す必要がない。また、ピンチ効果を維持するために、プラズマ電流の波形を変化させる必要がないので、高精度な同期制御や電流制御を必要としない。
（５）放電経路（放電チャンネル）に放電経路固定用エネルギービームを照射し、該エネルギービームにより放電経路を固定することにより、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
まず、本発明の基本構成例について説明する。以下では（１）本発明のＥＵＶ発生方法を実施するＥＵＶ光源装置の基本構成例、（２）本発明のＥＵＶ発生手順、（３）エネルギービーム（レーザビーム）の照射タイミング、（４）原料供給システム、（５）整流機構、（６）電極位置、高温プラズマ原料供給位置、エネルギービーム（レーザビーム）照射位置の相互関係、（７）原料気化用エネルギービームのエネルギー、について説明する。以下、エネルギービームとしてはレーザビームを例に取って説明するが、エネルギービームが電子ビームなどであってもよい。
【００５３】
（１）本発明のＥＵＶ発生方法を実施するＥＵＶ光源装置の基本構成例
図４に、本発明に基づくＥＵＶ光源装置の基本構成例を示す。
同図において、放電容器であるチャンバ１の内部に第１の電極２ａおよび第２の電極２ｂが設置されている。例えば、第１の電極２ａはカソードであり、第２の電極２ｂはアノードであって、第２の電極２ｂは接地される。すなわち、両電極間には、負極性の高電圧が印加される。
両電極には、パルス電力供給手段１３が接続される。パルス電力供給手段１３は、両電極間にパルス幅の長い電流を流すために、例えば、ＰＦＮ（Ｐｕｌｓｅ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ）回路方式が採用される。
【００５４】
また、上記した一対の電極の近傍ではあるが放電領域外に、高温プラズマ原料８が設置される。高温プラズマ原料８としては、例えば、スズ（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）等の金属が用いられる。これらは、固体であっても液体であってもよい。図４では、高温プラズマ原料８が固体金属である例を模式的に示している。
低温プラズマ（気化した高温プラズマ原料）を生成するために、レーザ源７が用いられる。レーザ源７から放出されるレーザビームＬ１は、チャンバ１内部に導光され固体もしくは液体の高温プラズマ原料８に照射される。レーザの照射エネルギーは、固体または液体状の高温プラズマ原料を気化させるが、電子温度をあまり上昇させない程度のエネルギーであり、例えば１０5 Ｗ／ｃｍ2 〜１０16Ｗ／ｃｍ2 の範囲である。
高温プラズマ原料８にレーザビームが照射されると、高温プラズマ原料８の少なくとも一部が気化し、低温プラズマガス８’となって噴出する。照射するレーザビームの条件を適宜設定することにより、例えば、固体状の高温プラズマ原料８から１０μｓ程度の期間、連続的に気化した高温プラズマ原料（低温プラズマガス８’）が噴出される。
【００５５】
上記したように、低温プラズマガスは、プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度の状態で、あらかじめ電極間において形成されている放電チャンネルに対して選択的に供給するように構成される。
なお、放電チャンネルは放電電流の自己磁場で細くなっている。一般に、レーザビームの照射により、固体材料もしくは液体材料から噴出する材料蒸気は、三次元方向に膨張しながら進行する。よって、高温プラズマ原料８から噴出する低温プラズマガスは、図示を省略した整流機構により、指向性のよい定常流へと整流される。なお、整流機構の例は後で述べる。
【００５６】
（２）本発明のＥＵＶ発生手順
図５に示すタイミングチャートを用いて、本発明におけるＥＵＶ生成方式を説明する。例として、マルチピンチ方式を例に取る。
まず、一対の電極２ａ，２ｂ間にパルス電力を印加するパルス電力供給手段１３のスイッチング手段（例えば、ＩＧＢＴ）にトリガ信号が入力（時点Ｔｄ）し（図５の（ａ））、スイッチング手段はｏｎ状態となる。
それに伴い、電極間電圧が上昇する（図５の（ｂ））。そして電圧がある閾値Ｖｐに到達した時点Ｔ１（＝Ｔｄ＋Δｔｄ）で放電を発生させる（図５の（ｃ））。放電発生は、図４で図示を省略した放電始動手段の動作により行われる。この閾値Ｖｐは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ｉｐ以上（もしくは、非ピンチ方式の場合Ｉｐ２以上）となる場合の電圧値である。すなわち、閾値Ｖｐ未満で放電が発生した場合、放電電流のピーク値は、閾値ＩｐもしくはＩｐ２に到達しない。
【００５７】
時点Ｔ１より電極間で放電電流が流れ始め、放電チャンネルが形成される。そして、Δｔｉ経過した時点（Ｔ１＋Δｔｉ）にて、放電電流の値は、閾値Ｉｐに到達する。この閾値Ｉｐは、上記したように、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、ＰB ≫Ｐp （前記（４）式）となるように設定される。すなわち、自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値となる。
なお、上記閾値Ｉｐは、低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
また、時点（Ｔ１＋Δｔｉ）において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は十分細くなっている。
【００５８】
この時点（Ｔ１＋Δｔｉ）以降にＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているように、レーザビームが放電領域外に配置された高温プラズマ原料へ照射される（図５の（ｄ））。レーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間をΔｔｇとするとき、時点（Ｔ１＋Δｔｉ−Δｔｇ）もしくはそれ以降の時点Ｔ２でレーザビームは高温プラズマ原料に照射される。図５では、時点Ｔ２＝Ｔ１＋Δｔｉ−Δｔｇの場合を示している。
時点（Ｔ１＋Δｔｉ＝Ｔ２＋Δｔｇ）から時間τheat後に、低温プラズマガスに放電が作用し電子温度は２０〜３０ｅＶに到達して高温プラズマとなり、当該高温プラズマからのＥＵＶ放射が開始される（図５の（ｅ））。
【００５９】
細い放電チャンネルには上記ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガスが連続的に供給されているので、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。よって、細い放電チャンネルの径は、細くなったり広くなったり脈動状の挙動を示すが相対的に細い状態に保たれる。すなわち、低温プラズマのピンチが繰り返し行われ、ＥＵＶ放射が継続する。
放電領域にて発生したＥＵＶ放射は、ＥＵＶ集光鏡４により反射され、ＥＵＶ光取出部５より図示しない照射部に出射される。
【００６０】
ここで、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式では、ＥＵＶ放射が維持する時間は、例えば、２００ｎｓ以下であるので、電流値がＩｐである放電チャンネルが継続する時間が、細い放電チャンネルに低温プラズマガスの一部が到達する時点（Ｔ１＋Δｔｉ＝Ｔ２＋Δｔｇ）から（２００ｎｓ＋τheat）以上継続するように、パルス電力供給手段１３および一対の電極（第１の電極２ａおよび第２の電極２ｂ）からなる放電回路を設定することにより、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式と比較してＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することが可能となる。
【００６１】
従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式では、放電チャンネルの継続時間は長くとも１μｓ以下であり、さらに、初期プラズマをピンチしてＥＵＶ放射が継続する時間（図２の期間Ａ）は長くとも２００ｎｓ以下であった。
発明者らの実験による検証の結果、本発明においては、放電チャンネルの継続時間を少なくとも１μｓ以上にしたとき、電流値がＩｐ以上またはＩｐ２以上である放電チャンネルが継続する時間を確実に２００ｎｓより長くすることができることが判明した。すなわち、放電チャンネルの継続時間を１μｓ以上に設定すると、確実にＥＵＶ放射の継続時間を、従来のＥＵＶ放射の継続時間（２００ｎｓ）より長くすることが可能となった。
なお非ピンチ方式の場合も閾値をＩｐ２となるように設定すれば、上記と同様のメカニズムでＥＵＶ放射のロングパルス化が実現されるので、詳細な説明は省略する。
【００６２】
本発明では、プラズマのピンチ状態を維持するようにプラズマ電流波形を制御する特許文献４、５におけるＥＵＶ放射のロングパルス化方法のように、放電空間に大電流を流す必要がない。また、ピンチ効果を維持するために、図２２（ａ）に示すようにプラズマ電流Ｉの波形を変化させる必要がないので、本方式における放電電流（プラズマ電流）波形は変極点を有さない。
【００６３】
（３）エネルギービーム（レーザビーム）の照射タイミング
上記したＥＵＶ発生手順では、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点以降に低温プラズマガスの少なくとも一部が細い放電チャンネルに到達しているように、レーザビームが高温プラズマ原料へ照射されるタイミングを設定している。
ここで、放電発生後放電電流の値が閾値Ｉｐに到達する時点以前に低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達している場合（ケースＡ）、あるいは、放電発生前に低温プラズマガスの少なくとも一部が、放電後に放電チャンネルが生成される領域に到達している場合（ケースＢ）を考える。
ケースＡやケースＢにおいては、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達するまでは、低温プラズマの加熱が十分に行われず、結果として、ＥＵＶ発光に寄与しない低温プラズマの割合が増えることになり、ＥＵＶ放射効率が低下してしまう。
【００６４】
また、ケースＡやケースＢにおいては、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達するまでの間に放電後放電チャンネルが生成される領域に、定常流として選択的に供給された高温プラズマ原料である低温プラズマガスが膨張して密度が低下してしまう。よって、放電領域における高温プラズマ原料の密度は、図２０のピンチの初期条件に近づく。このような状態においては放電チャンネルの径が太くなるので、放電チャンネルを細くして高温プラズマとするためには、放電電流としては大電流が必要となる。
特に、ケースＢにおいては、放電前に低温プラズマガスが供給されるので、膨張して密度が低下した高温プラズマ原料ガスのガス放電により放電チャンネルが形成され、放電チャンネルの径はケースＡよりも太くなる。よって、放電チャンネルを細くし、ピンチ効果により初期プラズマを高温プラズマとするためには、ＤＰＰ方式と同様、ある程度大パワーで、高速短パルスの電流パルスが必要となる（図２０の経路２に近くなる）。
【００６５】
本発明においては、上記したように、放電チャンネルの継続時間を長くするように放電回路を形成しているので、ケースＢにおいて必要とされる電流パルスを実現することは困難となる。
よって、少なくとも放電が開始したあと（ケースＡ）、好ましくは、図５に示すように、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点以降に低温プラズマガスの少なくとも一部が細い放電チャンネルに到達しているように、レーザビームが高温プラズマ原料へ照射されるタイミングを設定することが重要となる。
【００６６】
（４）原料供給システム
上記したように、本発明は、高温プラズマ原料にレーザビーム等のエネルギービームを照射して、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）を生成し当該低温プラズマを放電領域に供給する。図４では、高温プラズマ原料が固体金属である例を模式的に示しているが、上記したように、高温プラズマ材料は液体状態でもよい。
固体状の高温プラズマ原料を用いて低温プラズマガスを放電領域に供給する原料供給システムの構成例としては、例えば図４に模式的に示すように、放電領域の近傍の所定領域に固体金属（例えば、Ｓｎ）を設置してレーザビームを照射するように構成する。
その他の例としては、ワイヤー状に成形した高温プラズマ原料を２組のリールを用いて、レーザビームが照射されたとき生成される低温プラズマガスが所定領域に到達できる空間に供給して、当該ワイヤー状の高温プラズマ原料にレーザビームを照射するように構成する。
【００６７】
一方、液体状の高温プラズマ原料を用いて低温プラズマガスを放電チャンネルに供給する原料供給システムの構成例としては、例えば、液体状の高温プラズマ原料、ドロップレット状にして、レーザビームが照射されたとき生成される低温プラズマガスが所定領域に到達できる空間に向けて滴下して供給し、上記ドロップレット状の高温プラズマ原料が上記空間に到達したときレーザビームを当該ドロップレット状の高温プラズマ原料に照射するように構成する。
なお、固体状の高温プラズマ原料を用いる例として、特許文献４に記載されているように、電極自体を固体の高温プラズマ原料（例えば、Ｌｉ）で構成し、当該電極にレーザビームを照射して低温プラズマガスを生成し当該低温プラズマガスを放電チャンネルに供給することも考えられる。
【００６８】
また、液体状の高温プラズマ原料を用いる例として、特許文献２に記載されているような構造が考えられる。すなわち、電極を回転電極構造とし、加熱された溶融金属（ｍｅｔａｌ ｍｅｌｔ）である液体状高温プラズマ原料をコンテナに収容する。そして回転電極の一部（周辺部）が液体状高温プラズマ原料を収容する上記コンテナの中に浸されるように配置する。そして、電極を回転させることにより、電極の周辺部表面に付着した液体状高温プラズマ原料が放電領域に輸送される。この輸送された液体状高温プラズマ原料にレーザビームを照射することにより低温プラズマガスが生成され、当該低温プラズマが放電チャンネルに供給される。
しかしながら、この構成は高温プラズマ原料を放電領域内に配置するものであり、このような方式に基づく低温プラズマガスの生成および放電チャンネルへの供給は、以下の理由で好ましくない。
特許文献２、４に記載されている構成の場合、レーザビームが電極表面に照射した際に生成されるプラズマ（あるいは中性蒸気）が媒介となって放電が開始される。よって、低温プラズマガスの供給は放電に先立って行われることになり、上記したようにＥＵＶ発光に寄与しない低温プラズマの割合が増えることになり、ＥＵＶ放射効率が低下してしまう。
【００６９】
また、放電前に低温プラズマガスが供給されるので、膨張して密度が低下した高温プラズマ原料ガス放電により放電チャンネルが形成され、放電チャンネルの径は太くなる。よって、放電チャンネルを細くして高温プラズマを形成するためには、ある程度大パワーの電流が必要となってしまう。
また、低温プラズマガスの放電チャンネルへの供給は、レーザビームの照射による供給に加えて、放電の進展に伴う駆動電流による電極の温度上昇で電極自身（あるいは、電極に付着している液体状高温プラズマ原料）が蒸発することによる供給もある。
よって、低温プラズマガスのパラメータは放電電流に依存して時々刻々変化し、ＥＵＶ放射の出力は変動する。また、放電中の放電チャンネルの変動により、高温プラズマの位置が変動してしまい、見かけ上高温プラズマのサイズが大きくなってしまう。
上記した不具合は、高温プラズマ原料と電極とが一体化し、低温プラズマガスの供給がレーザビームの照射と放電電流（プラズマ電流）の両方に依存することになるために発生するものである。
【００７０】
よって、本発明においては、高温プラズマ原料と電極とは別体であって、低温プラズマガスの供給がレーザビームの照射のみに依存し、放電電流から独立している。すなわち、図４に示す構成例やその他既述の構成例（ワイヤ状、ドロップレット状）のように、低温プラズマガスの供給制御と電極間を流れる駆動電流の制御とが互いに独立であるように、原料供給システムを構成する。
【００７１】
（５）整流機構
上記したように、低温プラズマガスは、電極間で放電が発生後、放電電流の自己磁場で細くなった放電チャンネルに対して選択的に供給するように構成される。通常、レーザビームの照射により固体材料もしくは液体材料から噴出する材料蒸気は、三次元方向に膨張しながら進行する。よって、固体もしくは液体の高温プラズマ原料にレーザビームを照射して低温プラズマガスを噴出させる際は、噴出する低温プラズマガスのフローを整流して、指向性が良好なフローを構成し、当該フローが細い放電チャンネル付近に集中して連続供給されるよう設定する。以下、整流機構の例について述べる。
【００７２】
図６は、整流機構として、高温プラズマ原料のレーザビーム照射位置に原料噴出用の管状ノズルを取り付けた例を示す。ここで、図６は管状ノズルを使用した場合の概念図である。図６（ａ）に示すように、レーザビームＬ１は、管状ノズル９ａの貫通孔を通過する。管状ノズル９ａを通過したレーザビームが高温プラズマ原料８に照射されると、高温プラズマ原料８は気化し、低温プラズマガス８’を生成する。
図６（ｂ）に示すように、低温プラズマガス８’は、管状ノズル９ａを通過し、管状ノズル９ａより噴出する。
管状ノズル９ａより噴出する低温プラズマガス８’は、管状ノズル９ａにより噴射角度が制限される。そのため、指向性が良好な低温プラズマガスフローを放電チャンネルに選択的に連続供給することが可能となる。
なお、管状ノズルの形状は、図６に示すような直管形状に限るものではない。例えば、図７に示す概念図のように、ノズル内部の一部に狭窄部９ｃを設けた高速噴射用ノズル９ｂの形状でもよい。
【００７３】
図７（ａ）に示すように、レーザビームＬ１は、高速噴射用ノズル９ｂの貫通孔を通過する。高速噴射用ノズル９ｂを通過したレーザビームが高温プラズマ原料８に照射されると、高温プラズマ原料８は気化し、低温プラズマガス８’を生成する。
ここで、高速噴射用ノズル９ｂ内部に狭窄部９ｃが設けられているので、当該狭窄部９ｃと、高温プラズマ原料８のレーザビームＬ１が照射される部分との間の空間（図７（ｂ）の圧力上昇部９ｄ）内は、低温プラズマガス８’により圧力が急激に上昇する。そして、図７（ｂ）に示すように、低温プラズマガス８’は、狭窄部９ｃの開口部分から加速され、かつ、指向性のよい高速ガス流として噴射される。
ここで、高速ガス流の噴射方向は高速噴射用ノズル９ｂの方向に依存する。すなわち、気化原料の進行方向はレーザビームの高温プラズマ原料への入射方向には依存しない。
なお、狭窄部９ｃの開口は断面積が小さいので、レーザビームが高温プラズマ原料８に照射されない時間が長いと、高温プラズマ原料８が固化し、開口が閉塞してしまうことも考えられる。よって、図７（ｃ）に示すように、高温プラズマ原料８が高速噴射用ノズル９ｂ内部で固化しないように、高速噴射用ノズルをヒータ９ｅ等で加熱してもよい。
【００７４】
管状ノズル９ａ、高速噴射用ノズル９ｂは、できるだけ高温プラズマ原料８に近接した方が、より効果的である。
特に、高速噴射用ノズル９ｂは、圧力上昇部９ｄを構成する必要があるので、高速噴射用ノズル９ｂ内部に狭窄部９ｄと、高温プラズマ原料８のレーザビームＬ１が照射される部分との間の空間は、できるだけ気密な空間として構成することが望ましい。例えば、図８に示すように、高温プラズマ原料８を収容する原料収容部９ｆと高速噴射用ノズル９ｂとを一体に構成した原料供給ユニット１０を使用することが好ましい。
【００７５】
なお、整流機構は上記した例に限定されるものではない。例えば、固体状の高温プラズマ原料８において、図９（ａ）（ｂ）のように、レーザビームＬ１が照射される位置に予め凹部８ａを形成するようにしてもよい。
レーザビームＬ１が高温プラズマ原料８の凹部８ａに照射されると、高温プラズマ原料８は気化し、低温プラズマガス８’が生成される。ここで、凹部８ａより噴出する低温プラズマガス８’は当該凹部８ａの壁状ノズルにより噴射角度が制限される。そのため、指向性が良好な低温プラズマガスフローを放電チャンネルに選択的に連続供給することが可能となる。
【００７６】
（６）電極位置、高温プラズマ原料位置、エネルギービーム（レーザビーム）照射位置の相互関係
上記したように、本発明においては、レーザビームによって低温プラズマガスを放電チャンネルに到達させる。その位置関係の例を、図１０に示す。
図１０は、上記位置関係を説明するための概略構成図である。なお、理解を容易にするために、高温プラズマ原料８は模式的に円で示し、整流機構は省略してある。
図１０に示す例では、板状の一対の電極２ａ，２ｂが所定間隔離間して配置される。放電チャンネルは一対の電極２ａ，２ｂの離間空間に位置する放電領域内に生成される。
レーザビームＬ１の高温プラズマ原料８への照射により気化し、生成された低温プラズマガス８’は、レーザビームが入射する方向側に広がる。そのため、レーザビームＬ１を、高温プラズマ原料８の放電領域に対面する面に対して照射することにより、低温プラズマガス８’は、放電領域に生成される放電チャンネルに供給される。
【００７７】
上記電極２ａ，２ｂの光出射側には、ＥＵＶ集光鏡４が配置される。このＥＵＶ集光鏡４は、光軸が一方向となるように集光方向を設定する斜入射光学系を構成する場合が多い。このような斜入射光学系を構成するには、一般に、複数枚の薄い凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置した構造のＥＵＶ集光鏡が用いられる。
このような構造のＥＵＶ集光鏡は光軸に略一致した支柱および当該支柱から放射状に伸びる支持体により、上記した複数枚の薄い凹面ミラーが支持される。
ここで、レーザビームの照射により放電チャンネルに供給された低温プラズマガスのうち、高温プラズマ形成に寄与しなかったものの一部、あるいは、高温プラズマ形成の結果分解生成する原子状ガスのクラスタの一部は、デブリとしてＥＵＶ光源装置内の低温部と接触し、堆積する。例えば、高温プラズマ原料がＳｎの場合、低温プラズマ形成に寄与しなかったものの一部、あるいは、プラズマ形成の結果分解生成する原子状ガスのＳｎ、Ｓｎx といった金属クラスタの一部は、デブリとしてＥＵＶ光源装置内の低温部と接触しスズ鏡を作る。
【００７８】
ここで、図１０（ｂ）に示すように、高温プラズマ原料８が一対の電極２，２ｂに対してＥＵＶ集光鏡４を臨まない空間側に供給された場合、レーザビームＬ１は、低温プラズマガス８’が放電チャンネルに供給されるように、ＥＵＶ集光鏡４側から高温プラズマ原料８に対して照射される。
この場合、レーザビームＬ１の照射により生成した低温プラズマガス８’は、放電チャンネルおよびＥＵＶ集光鏡４の方向に広がる。すなわち、高温プラズマ原料８へのレーザビームＬ１の照射、および、電極間２ａ，２ｂで発生する放電により、ＥＵＶ集光鏡４に対してデブリが放出される。デブリがＥＵＶ集光鏡４に堆積した場合、ＥＵＶ集光鏡４の１３．５ｎｍに対する反射率が低下し、ＥＵＶ光源装置の装置性能が劣化してしまう。
【００７９】
そこで、図１０（ａ）に示すように、高温プラズマ原料８を一対の電極２ａ，２ｂとＥＵＶ集光鏡４との間の空間であり、かつ、放電領域近傍の空間に対して配置することが好ましい。
このように配置された高温プラズマ原料８に対し、レーザビームＬ１を上記のように高温プラズマ原料表面の放電領域に面する側に対して照射すると、低温プラズマガス８’は放電領域の方向に広がるが、ＥＵＶ集光鏡４の方向に広がらない。
すなわち、上記したように高温プラズマ原料８の位置、および、レーザビームＬ１の照射位置を設定することにより、デブリがＥＵＶ集光鏡４に進行するのを抑制することが可能となる。
【００８０】
ここで、所定距離だけ離間する一対の電極２ａ，２ｂが、図１１に示すように柱状である場合を考える。ここで、図１１（ａ）は上面図、図１１（ｂ）は正面図である。
この場合は、高温プラズマ原料８を、光軸に対して垂直な平面上の空間であり、かつ、放電領域近傍に対して配置し、レーザビームＬ１を光軸と垂直な方向から高温プラズマ原料８に対して照射するようにしても、低温プラズマガス８’はＥＵＶ集光鏡４の方向には広がらない。よって、高温プラズマ原料８へのレーザビームの照射、および、電極２ａ，２ｂ間で発生する放電により生成するデブリは、ＥＵＶ集光鏡４に対してほとんど進行しない。
なお、当然ながら、所定距離だけ離間する一対の電極２ａ，２ｂが柱状である場合においても、図１０に示すように、高温プラズマ原料８を、一対の電極２ａ，２ｂとＥＵＶ集光鏡４との間の空間であり、かつ、放電領域近傍の空間に対して配置してもよい。
【００８１】
（７）原料気化用エネルギービームのエネルギー
レーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間Δｔｇは、放電チャンネルとレーザビームが照射される高温プラズマ原料との距離、および、低温プラズマガスが広がる速度により求められる。
ここで、放電チャンネルとレーザビームが照射された高温プラズマ原料との距離は、レーザビームの照射時における放電チャンネルと高温プラズマ原料の位置および高温プラズマ原料へのレーザビームの照射方向に依存する。
一方、上記したように、レーザビームの照射により生成した低温プラズマガスは、レーザビームが入射した側に所定の速度で広がる。上記所定の速度は、高温プラズマ原料に照射するレーザビームの照射エネルギーに依存する。
【００８２】
結局、レーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間Δｔｇは、放電チャンネルと高温プラズマ原料の位置、高温プラズマ原料へのレーザビームの照射方向、レーザビームの照射エネルギーに依存し、これらのパラメータを適宜設定することにより、所定の時間に設定される。
【００８３】
以上説明したように、本発明のＥＵＶ発生方法は、予め、放電領域に細い放電チャンネルを生成し、放電領域外から、この細い放電チャンネルに対してＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガス（イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の定常流を選択的に供給する。
ここで、低温プラズマガスの供給タイミングは、放電電流の値が所定の閾値（ＩｐまたはＩｐ２）に到達した時点以降で、低温プラズマガス（イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）が細い放電チャンネルに到達するように設定する。 その結果、低温プラズマガスに放電が作用し、図１の経路ＩＩを通過してＥＵＶ放射条件を満たす高温プラズマが形成されＥＵＶ放射が発生する。
【００８４】
ここで、放電チャンネルに対して低温プラズマガスを供給し、ＥＵＶの放射は、図１の（ＩＩ）の経路を経て実現されるので、放電電流は従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流である必要はなく、比較的小電流を放電領域に流してもＥＵＶ放射が可能となる。また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
ＥＵＶ放射は、ある程度細い放電チャンネルが持続する間継続する。よって、放電電流パルスが従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式より長くなるように放電回路を構成して放電電流パルスをロングパルス化することにより、細い放電チャンネルの持続時間を従来と比較して長くすることが可能となり、その結果ＥＵＶ放射のロングパルス化が実現される。
【００８５】
マルチピンチ方式において、閾値Ｉｐは、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、前記（４）式に示したようにＰB ≫Ｐp となるように設定される。
すなわち、閾値Ｉｐは自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値となる。なお、上記閾値Ｉｐは、低温プラズマガスの電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。ここで、放電電流の値がＩｐとなった時点において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は十分細くなっている。
【００８６】
細い放電チャンネルへの低温プラズマガスの連続的な供給により、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。このとき、細い放電チャンネルの径は、細くなったり広くなったり脈動状の挙動を示すが相対的に細い状態に保たれる。
このような低温プラズマガスのピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果の繰り返しは、放電電流が継続している間持続する。
上記したように、本発明では、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能であり、連続的なピンチもしくは自己磁場による閉じ込め効果を長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる（マルチピンチ方式）。
【００８７】
また、非ピンチ方式において、閾値Ｉｐ２は、前記（５）式に示したようにＰB ≧Ｐp となるように設定される。すなわち、閾値Ｉｐ２は自己磁場により低温プラズマガスを弱く圧縮する（低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持される）電流値となる。なお、上記閾値Ｉｐ２は、低温プラズマガスの電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。ここで、放電電流の値がＩｐ２となった時点において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は細くなっている。
【００８８】
細い放電チャンネルへの低温プラズマガスの連続的な供給により、低温プラズマガスは、膨張してイオン密度が減少しない程度に維持された状態で加熱されて高温プラズマとなり、この高温プラズマからＥＵＶが放射される。
このような低温プラズマガスのイオン濃度を維持しながら加熱は、放電電流が継続している間持続する。上記したように、本発明では、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能であり、低温プラズマの加熱を持続してＥＵＶ放射に必要なプラズマの温度および密度を長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる（非ピンチ方式）。
なお、非ピンチ方式においては、放電チャンネルの径がマルチピンチ方式よりも大きいので、高温プラズマのサイズもマルチピンチ方式より大きくなる。
【００８９】
発明者らの実験による検証の結果、本発明においては、放電チャンネルの継続時間を少なくとも１μｓ以上にしたとき、電流値がＩｐ以上またはＩｐ２以上である放電チャンネルが継続する時間を確実に２００ｎｓより長くすることができることが判明した。すなわち、放電チャンネルの継続時間を１μｓ以上に設定すると、確実にＥＵＶ放射の継続時間を、従来のＥＵＶ放射の継続時間（２００ｎｓ）より長くすることが可能となった。
上記したように、放電電流は従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流である必要はなく、また、放電電流の高速短パルス化を実施する必要はない。従って、電極に与える熱負荷を従来と比較して小さくすることが可能となり、デブリの発生を抑制することが可能となる。
また、本発明においては、従来のロングパルス化技術のように、高温プラズマのピンチ状態を維持するようにプラズマ電流波形を制御する必要がないので、放電空間に大電流を流す必要がない。また、ピンチ効果を維持するために、プラズマ電流の波形を変化させる必要がないので、高精度な電流制御を必要としない。すなわち、本方式における放電電流（プラズマ電流）波形は変極点を有さない。
【００９０】
また、低温プラズマガスの供給制御と電極間を流れる駆動電流の制御とが互いに独立であるように、原料供給システムを構成することが好ましい。
このように構成することにより、低温プラズマの供給が放電電流（プラズマ電流）の影響を受けないので、ＥＵＶ放射の安定性が向上する。
さらには、高温プラズマ原料を一対の電極とＥＵＶ集光鏡との間の空間に配置（もしくは供給）し、レーザビームを高温プラズマ原料表面の放電領域に面する側に対して照射することが望ましい。
このようにすることにより、低温プラズマガスは放電領域の方向に広がるが、ＥＵＶ集光鏡の方向に広がらない。よって、デブリがＥＵＶ集光鏡に進行するのを抑制することが可能となる。
【００９１】
以下、本発明のＥＵＶ光源装置の具体的な構成例について説明する。
（１）実施例１
図１２、図１３に、本発明の極端紫外光（ＥＵＶ）発生方法を採用したＥＵＶ光源装置の実施例１の構成例を示す。
図１２は上記ＥＵＶ光源装置の概略構成図であり、ＥＵＶ放射は同図右側から取り出される。図１３は、図１２における電力供給手段の構成例である。
図１２に示すＥＵＶ光源装置は、放電容器であるチャンバ１を有する。チャンバ１内には、上記した低温プラズマガスにパワーを入力して高温プラズマを生成する放電部２０、および、高温プラズマから放出されるＥＵＶ光を集光して、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部５より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導くＥＵＶ光集光部４０を有する。チャンバ１は排気装置１７と接続されていて、チャンバ１内部はこの排気装置により減圧雰囲気とされる。
【００９２】
以下、各部の構成について説明する。
（ａ）放電部
放電部２０は、金属製の円盤状部材である第１の放電電極２０ａと、同じく金属製の円盤状部材である第２の放電電極２０ｂとが絶縁材２０ｃを挟むように配置された構造である。第１の放電電極２０ａの中心と第２の放電電極２０ｂの中心とは略同軸上に配置され、第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂは、絶縁材２０ｃの厚みの分だけ離間した位置に固定される。ここで、第２の放電電極２０ｂの直径は、第１の放電電極２０ａの直径よりも大きい。なお、第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂは回転するので、以下では、回転電極と呼ぶこともある。
【００９３】
第２の放電電極２０ｂには、モータ２０ｄの回転シャフト（回転軸）２０ｅが取り付けられている。ここで、回転シャフト２0 ｅは、第１の放電電極２０ａの中心と第２の放電電極２０ｂの中心が回転シャフト２０ｅの略同軸上に位置するように、第２の放電電極２０ｂの略中心に取り付けられる。
回転シャフト２０ｅは、例えば、メカニカルシール２０ｈを介してチャンバ１内に導入される。メカニカルシール２０ｈは、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転シャフト２０ｅの回転を許容する。
第２の放電電極２０ｂの下側には、例えばカーボンブラシ等で構成される第１の摺動子２０ｆおよび第２の摺動子２０ｇが設けられている。第２の摺動子２０ｇは第２の放電電極２０ｂと電気的に接続される。一方、第１の摺動子２０ｆは第２の放電電極２０ｂを貫通する貫通孔２０ｉを介して第１の放電電極２０ａと電気的に接続される。
なお、図示を省略した絶縁機構により、第１の放電電極２０ａと電気的に接続される第１の摺動子２０ｆと第２の放電電極２０ｇとの間では絶縁破壊が発生しないように構成されている。
【００９４】
第１の摺動子２０ｆと第２の摺動子２０ｇは摺動しながらも電気的接続を維持する電気接点であり、パルス電力供給手段１３と接続される。パルス電力供給手段１３は、第１の摺動子２０ｆ、第２の摺動子２０ｇを介して、第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂとの間に電力を供給する。
すなわち、モータ２０ｄが動作して第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂとが回転していても、第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂとの間には、第１の摺動子２０ｆ、第２の摺動子２０ｇを介して、パルス電力供給手段１３より電力が印加される。
【００９５】
パルス電力供給手段１３は、図１３に示すように、ＰＦＮ回路部を含み、負荷である第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂとの間に、例えば、比較的パルス幅の長いパルス電力を印加する。なお、電力供給手段１３から第１の摺動子２０ｆ、第２の摺動子２０ｇとの配線は、図示を省略した絶縁性の電流導入端子を介してなされる。電流導入端子は、チャンバ１に取り付けられ、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持しつつ、電力供給手段から第１の摺動子、第２の摺動子との電気的接続を可能とする。
金属製の円盤状部材である第１の放電電極２０ａ、第２の放電電極２０ｂの周辺部は、エッジ形状に構成される。後で示すように、電力供給手段１３より第１の放電電極２０ａ、第２の放電電極２０ｂに電力が印加されると、両電極のエッジ形状部分間で放電が発生する。放電が生ずると、両電極は高温となるので、第１の放電電極２０ａ、第２の放電電極２０ｂは、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金属からなる。また、絶縁材２０ｃは、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド等からなる。
ＥＵＶ放射を発生させるために放電を発生させる際、第１および第２の放電電極２０ａ，２０ｂを回転させる。これにより、両電極において放電が発生する位置はパルス毎に変化する。よって、第１および第２の放電電極２０ａ，２０ｂが受ける熱的負荷は小さくなり、放電電極の磨耗スピードが減少し、放電電極の長寿命化が可能となる。
【００９６】
あらかじめ放電領域に放電チャンネルを形成するために、具体的には電極間に真空アーク放電を発生させる。そこで、真空アーク放電を発生させるための始動用原料として固体Ｓｎや固体Ｌｉが、放電電極２０ｂに供給される。原料供給は、予め、溝部に固体Ｓｎや固体Ｌｉを配置するようにしてもよいし、図１２に示すように、始動用原料供給ユニット１４より供給するようにしてもよい。ここで、始動用原料は、電極間で放電を発生させ、細い放電チャンネルを生成するためのものであり、ＥＵＶ放射への寄与は殆どない。
【００９７】
原料供給ユニットを用いる場合、例えば、特許文献２に記載されているように、原料供給ユニットを原料となるＳｎやＬｉを加熱により液化させるような構造とし、この液化した原料を第２の放電電極２０ｂの溝部が通過するように構成してもよい。この場合、ＥＵＶ光源装置は、原料供給ユニットが下側に、ＥＵＶ光取出し部が上側に位置するように構成される。すなわち、図１２に示すＥＵＶ光源装置を、反時計周りに９０度回転した構成となる。
あるいは、原料供給ユニットは、固形のＳｎやＬｉを定期的に第２の放電電極２０ｂの溝部に供給するように構成してもよい。
第２の放電電極２０ｂの溝部に配置もしくは供給されたＳｎまたはＬｉは、第２の放電電極２０ｂの回転により放電部２０におけるＥＵＶ光出射側であるＥＵＶ光集光部４０側に移動する。
【００９８】
（ｂ）電力供給手段
図１３に電力供給手段１３の等価回路の構成例を示す。図１３に示す電力供給手段１３の等価回路は、充電器ＣＨ１、固体スイッチＳＷ、コンデンサＣとコイルＬの組をｎ段に縦続接続したＬＣ分布定数回路構成のＰＦＮ回路部、スイッチＳＷ１とから構成される。 電力供給手段の動作例は以下の通りである。まず、充電器ＣＨ１の設定充電電圧が所定値Ｖｉｎに調整される。そして、固体スイッチＳＷがｏｎとなったとき、ＰＦＮ回路部を構成するｎ個のコンデンサＣが充電され、スイッチＳＷ１がｏｎになると第１の主放電電極、第２の主放電電極間に電圧が印加される。
その後、電極間で放電が発生すると、電極間に電流が流れる。ここで、各コンデンサＣと負荷とが作る回路ループは、それぞれインダクタンスが異なるので、各回路ループを流れる電流の周期は互いに相違する。電極間を流れる電流は各回路ループを流れる電流を重畳したものであるので、結果的に、電極間には、パルス幅の長い電流パルスが流れる。
【００９９】
（ｃ）低温プラズマガス供給手段
図１２において、低温プラズマガスを供給する手段は、高温プラズマ原料８、この高温プラズマ原料８にレーザビームＬ１を照射するレーザ源７、レーザビームが照射された高温プラズマ原料８から噴出される低温プラズマガスを指向性のよい定常流に整流する整流手段である高速噴射用ノズル９ｂとから構成される。
高温プラズマ原料８は、後で述べるＥＵＶ集光鏡４の光軸に対して略垂直な平面上の空間であって、第１の放電電極２０ａ、第２の放電電極間２０ｂの放電領域の近くに配置される。高速噴射用ノズル９ｂは、ノズルから噴出される低温プラズマガスが、放電領域内の細い放電チャンネルが生成される領域へ選択的に供給されるように、配置が設定される。
このように高温プラズマ原料８および高速噴射用ノズル９ｂを配置することにより、放電チャンネルに供給される低温プラズマガスは、ＥＵＶ集光鏡４の方向には広がらない。よって、高温プラズマ原料８へのレーザビームＬ１の照射、および、電極間で発生する放電により生成するデブリは、ＥＵＶ集光鏡４に対してほとんど進行しない。
【０１００】
高速噴射用ノズル９ｂは、図７（ａ）に示したように内部に狭窄部が設けられた筒状の部材である。高速噴射用ノズル内を通過したレーザビームＬ１が高温プラズマ原料８に照射されると、高温プラズマ原料８は気化し、低温プラズマガスを生成する。ここで、高速噴射用ノズル９ｂ内部に狭窄部が設けられているので、当該狭窄部と、高温プラズマ原料のレーザビームが照射される部分との間の空間内は、低温プラズマガスにより圧力が急激に上昇する。そして、低温プラズマガスは、狭窄部の開口部分から加速され、かつ、指向性のよい高速ガス流として噴射される。ここで、高速ガス流の噴射方向は、高速噴射用ノズルの方向に依存する。すなわち、気化原料の進行方向は、レーザビームの高温プラズマ原料への入射方向には依存しない。
【０１０１】
レーザ源７から放出されるレーザビームＬ１は、集光手段７ａ、チャンバ１に設けられた入射窓部７ｂを介して、高温プラズマ原料８に入射される。
ここで、レーザビームＬ１は、当該レーザビームの一部が第２の放電電極２０ｂに供給された始動用原料を照射し、レーザビームＬ１の残りが高温プラズマ原料８に照射されるようにアライメントされる。ここで、上記したように、第２の放電電極２０ｂの直径は、第１の放電電極２０ａの直径よりも大きい。よって、レーザビームＬ１は、第１の放電電極２０ａの側面を通過して第２の放電電極２０ｂに供給された始動用原料に照射されるように容易にアライメントすることができる。
【０１０２】
ここで、レーザビームＬ１の一部を始動用原料に照射するのは、電極間で放電を開始させ、細い放電チャンネルを形成するためである。
電力供給手段１３より第１の主放電電極２０ａ、第２の主放電電極２０ｂ間に電圧が印加され、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時点（前記図５のＴｄ＋Δｔｄ）で第２の電極２０ｂに供給された始動用原料８”にレーザビームＬ１が照射されると、始動用原料８”が気化して電極間に電流が流れ始め放電が発生する。始動用原料８”は、電極間を流れる電流による加熱により、気化および加熱が進行し、プラズマとなる。電極間を流れる放電電流が増大するにつれ、放電領域に生成される放電チャンネルは、上記した放電電流による自己磁場から受ける影響が大きくなり、細くなる。すなわち、始動用原料８”に照射されるレーザビームＬ１の一部は、放電始動手段（レーザトリガ手段）として機能し、細い放電チャンネルの生成に寄与する。
上記したような構成により、レーザビームＬ１は、放電始動手段（レーザトリガ手段）ならびに低温プラズマガス供給手段の構成要素として兼用される。
【０１０３】
（ｄ）ＥＵＶ放射集光部
放電部２０により放出されるＥＵＶ放射は、ＥＵＶ放射集光部４０に設けられた斜入射型のＥＵＶ集光鏡４により集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部５より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
ＥＵＶ集光鏡４は、例えば、径の異なる回転楕円体、または、回転放物体形状のミラーを複数枚具える。これらのミラーは、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸を重ねて配置され、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等からなる平滑面を有する基体材料の反射面側に、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびロジウム（Ｒｈ）などの金属膜を緻密にコーティングすることで、０°〜２５°の斜入射角度のＥＵＶ光を良好に反射できるように構成されている。
なお、図１２において、放電部２０がＥＵＶ光集光部４０より大きいように示されているが、これは理解を容易にするためであり、実際の大小関係は図１２の通りではない。実際は、ＥＵＶ光集光部４０が放電部２０より大きい。
【０１０４】
（ｅ）デブリトラップ
上記した放電部２０とＥＵＶ光集光部４０との間には、ＥＵＶ集光鏡４のダメージを防ぐために、高温プラズマと接する第１、第２の放電電極２０ａ，２０ｂの周辺部が高温プラズマによってスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、放射種であるＳｎまたはＬｉに起因するデブリ等を捕捉してＥＵＶ光のみを通過させるためのデブリトラップが設置される。
図１２に示すＥＵＶ光源装置においては、デブリトラップとしてホイルトラップ１６が採用されている。ホイルトラップ１６については、例えば、特許文献６に「フォイルトラップ」として記載されている。ホイルトラップは、高温プラズマから放射されるＥＵＶを遮らないように、高温プラズマ発生領域の径方向に設置される複数のプレートと、そのプレートを支持するリング状の支持体とから構成されている。ホイルトラップは、放電部とＥＵＶ集光鏡との間に設けられる。ホイルトラップ内は、周囲の雰囲気より圧力が増加しているので、ホイルトラップを通過するデブリは、当該圧力の影響により運動エネルギーを減少する。よって、ＥＵＶ集光鏡にデブリが衝突する際のエネルギーが減少して、ＥＵＶ集光鏡のダメージを減少させることが可能となる。
【０１０５】
以下、図１４、図１５を用いて、上記したＥＵＶ光源装置の動作について説明する。例として、マルチピンチ方式を例に取る。
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、時間データΔｔｄを記憶している。
Δｔｄは、電力供給手段１３のスイッチング手段であるＳＷ１にトリガ信号が入力した時点（時刻Ｔｄ）から、スイッチング手段ＳＷ１がｏｎ状態とって電極間電圧が閾値Ｖｐに到達するまでの時間である。
一般に、放電電極に印加される電圧Ｖが大きいと、放電電極間の電圧波形の立ち上がりは速くなる。よって、上記したΔｔｄは、放電電極に印加される電圧Ｖに依存することになる。ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、予め実験等で求めた電圧Ｖと時間Δｔｄとの関係をテーブルとして記憶している。
更に、制御部２１は、パルス電力供給手段１３のスイッチング手段であるスイッチＳＷ１に主トリガ信号が出力される時点から、スイッチング手段がｏｎとなる時点までの遅延時間ｄ１を記憶している。
【０１０６】
まず、ＥＵＶ光源装置の制御部からのスタンバイ指令が、排気装置、始動用原料供給ユニット、モータに送信される（図１４のステップＳ１０１、図１５のＳ２０１）。
スタンバイ指令を受信した、排気装置１７、並びに、始動用原料供給ユニット１４は動作を開始する。すなわち、排気装置１７が動作し、チャンバ内が減圧雰囲気となる。また、モータ２０ｄが動作して、第１の放電電極（回転電極）２０ａ、第２の放電電極（回転電極）２０ｂが回転する。更に、始動用原料供給ユニット１４は、放電始動用原料の第２の放電電極２０ｂへの供給を開始する。以下、上記した動作状態を総称してスタンバイ状態と呼ぶ（図１４のステップＳ１０２、図１５のＳ２０２）。
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、露光装置の制御部２２にスタンバイ完了信号を送信する（図１４のステップＳ１０３、図１５のＳ２０３）。
スタンバイ完了信号を受信した露光装置の制御部２２より、ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、発光指令を受信する。なお、ＥＵＶ放射の強度を露光装置側がコントロールする場合、本発光指令には、ＥＵＶ放射の強度データも含まれる。（図１４のステップＳ１０４、図１５のＳ２０４）。
【０１０７】
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、充電制御信号を電力供給指令手段の充電器ＣＨ１に送信する。充電制御信号は、例えば、放電開始タイミングデータ信号等からなる。上記したように、露光装置の制御部２２からの発光指令にＥＵＶ放射の強度データが含まれる場合、ＰＦＮ回路部の各コンデンサＣの充電電圧データ信号も上記充電制御信号に含まれる。 例えば、予め、ＥＵＶ放射強度と各コンデンサＣへの充電電圧との関係が実験等により求められ、両者の相関を格納したテーブルが作成される。ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、このテーブルを記憶しており、露光装置の制御部２２から受信した発光指令に含まれるＥＵＶ放射の強度データに基づき、テーブルよりＰＦＮ回路部の各コンデンサＣの充電電圧データを呼び出す。そして呼び出した充電電圧データに基づき、ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、各コンデンサＣへの充電電圧データ信号を含む充電制御信号を電力供給手段１３の充電器ＣＨ１に送信する（図１４のステップＳ１０５、図１５のＳ２０５）。
充電器ＣＨ１は上記したように各コンデンサＣの充電を行う。（図１４のステップＳ１０６）。
【０１０８】
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号を出力するタイミングを基準として、レーザ源７へのトリガ信号の送出タイミングを計算する。上記タイミングは、予め記憶している時間データΔｔｄ、ｄ１に基づき決定する（図１４のステップＳ１０７、図１５のＳ２０６）。
なお、実際は、電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号が入力しスイッチＳＷ１がｏｎとなる時点Ｔｄを基準として、レーザビームＬ１が照射される時間ＴＬを設定することが望ましい。
本実施例では、電力供給手段１３のスイッチング手段に主トリガ信号を出力する時点Ｔｄ´から、当該主トリガ信号をパルス電力供給手段１３のスイッチング手段に入力してスイッチング手段１３がｏｎとなる時点Ｔｄまでの遅延時間ｄ１を予め求めておく。そして、電力供給手段のスイッチング手段13に主トリガ信号を出力した時点Ｔｄ´を上記遅延時間ｄ１で補正して、スイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄを求める。
【０１０９】
一方、トリガ信号が送出された時点ＴＬ´からレーザビームＬ１が照射されるまでの遅延時間ｄ２は、レーザ源７がＱスイッチ式Ｎｄ+ −ＹＡＧレーザの場合、ｎｓオーダーと無視できる程小さいので、ここでは考えない。
すなわち、電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号を出力した時点Ｔｄ´を基準として、レーザ源７へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ´を設定することにより、電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号が入力しスイッチＳＷ１がｏｎとなる時点Ｔｄを基準としたレーザビームＬ１が照射される時間ＴＬの設定が実現される。
【０１１０】
主トリガ信号を送信する時点を基準（時刻Ｔｄ´）とするとき、レーザ源７へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ´は以下のように求められる。
上記したように、レーザビームＬ１は放電始動手段（レーザトリガ手段）として機能させるので、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時間以降に照射される必要がある。レーザビームＬ１が照射されるタイミングＴＬは、パルス電力供給手段１３のスイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄを基準としたとき、
ＴＬ≧Ｔｄ＋Δｔｄ （６）
となる。よって、主トリガ信号を送信する時点Ｔｄ´を基準としたときのレーザ源の動作を制御するレーザ源へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ´は
ＴＬ´＋ｄ２≧（Ｔｄ´＋ｄ１）＋Δｔｄ （７）
となる。ここで、遅延時間ｄ２は無視できる程小さいので、トリガ信号の送出タイミングＴＬ´は
ＴＬ´≧Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ （８）
となる。
【０１１１】
本実施例では、ＴＬ´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ…（９）とする。
なお、電極間電圧が確実に閾値Ｖｐを越えた時点で、レーザビームＬ１が照射されるように、レーザビームが照射される時点を、Δｔｄより幾分遅延させてもよい。この遅延時間をαと定義し、式（９）を変形すると、
ＴＬ´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ＋α （１０）
となる。
【０１１２】
一方、レーザビームＬ１は低温プラズマガス供給手段としても機能する。すなわち、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点で、低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているように、レーザビームＬ１は高温プラズマ原料へ照射される必要がある。
【０１１３】
ここで閾値Ｉｐは、上記したように、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、ＰB ≫Ｐp （前記（４）式）となるように設定される。すなわち、自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値となる。
なお、上記閾値Ｉｐは、低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
レーザビームの照射時点ＴＬが放電開始時点Ｔ１となり、放電開始後、電極間を流れる電流の大きさが閾値Ｉｐに到達するまでの時間をΔｔｉとするとき、時点（Ｔ１＋Δｔｉ）において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は十分細くなっている。
【０１１４】
放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点で、低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているようにするためには、レーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間をΔｔｇとするとき、
Ｔ１＋Δｔｉ≦ＴＬ＋Δｔｇ （１１）
Ｔ１＝ＴＬなので、
Δｔｉ≦Δｔｇ （１２）
となるように、Δｔｇを設定しておく必要がある。すなわち、上式が成立するように、放電チャンネルと高温プラズマ原料８の位置、高温プラズマ原料８へのレーザビームの照射方向、レーザビームの照射エネルギーといったパラメータを予め適宜設定しておく。
本実施例では、理解を容易にするために
Δｔｉ＝Δｔｇ （１３）
となるように上記パラメータが適宜設定されているものとする。
【０１１５】
なお、放電電流の値が確実に閾値Ｉｐを越えた時点で、低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているように、放電開始から放電電流の値が閾値Ｉｐに到達する時点（Ｔ１＋ΔＴｉ）より、レーザビーム照射から低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達する時点を幾分遅延させるようにしてもよい。この遅延時間をβと定義し、式（１４）を変形すると、
Ｔ１＋Δｔｉ＋β＝ＴＬ＋Δｔｇ （１５）
Ｔ１＝ＴＬなので、
Δｔｉ＋β＝Δｔｇ （１６）
となる。すなわち、上式が成立するように、放電チャンネルと高温プラズマ原料８の位置、高温プラズマ原料８へのレーザビームの照射方向、レーザビームの照射エネルギーといったパラメータを予め適宜設定する。
【０１１６】
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、各コンデンサＣの充電が安定するまでの時間であるチャージャ充電安定時間ｔｓｔが経過した時点以降の時点Ｔｄ´を設定し、当該時点Ｔｄ´時点において、パルス電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に対して主トリガ信号を送信する（図１４のステップＳ１０８、図１５のＳ２０５、Ｓ２０７）。
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、ステップＳ１０９で設定した、時点Ｔｄ´を基準としたときのトリガ信号を送信するタイミングＴＬ´で、トリガ信号をレーザ源７へ送信する（図１４のステップＳ１０９、図１５のＳ２１０）。
ステップＳ１０８おいて主トリガ信号が送出され、当該主トリガ信号が電力供給手段１３のスイッチＳＷに入力されてから遅延時間ｄ１経過すると、スイッチＳＷ１（例えば、ＩＧＢＴ）がｏｎとなる（図１５のＳ２０７、Ｓ２０８）。
スイッチＳＷ１がｏｎとなると、第１の放電電極２０ａ、第２の放電電極２０ｂ間の電圧が立ち上がり、時間Δｔｄ後に、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達する。上記したように、この閾値Ｖｐは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ｉｐ以上となる場合の電圧値である（図１５のＳ２０８、Ｓ２０９）。
【０１１７】
上記したように、ステップＳ１０７において、（９）式に基づくタイミングＴＬ´で、トリガ信号がレーザ源７へ送出される。その結果、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時点（Ｔｄ＋Δｔｄ）以降の時点ＴＬにおいてレーザビームＬ１が第２の電極２０ｂに供給された始動用原料８”ならびに高温プラズマ材料８に照射される（図１５のＳ２１０、Ｓ２１１）。
レーザビームが第２の電極２０ｂに供給された始動用原料８”に照射されると、放電、並びに、始動用原料ガスのプラズマが発生し、電極２０ａ，２０ｂ間を流れる放電電流の増大に伴い細い放電チャンネルが形成される。上記したように、トリガ信号送出時点ＴＬ´、レーザビーム放出時点ＴＬ、放電発生時点Ｔ１は、ほぼ同一時点と見なすことができる。また、実際上、レーザビームＬ１が始動用原料８”に照射される時点、レーザビームＬ１が高温プラズマ原料８に照射される時点も、時点ＴＬ´、ＴＬ、Ｔ１とほぼ同一時点と見なすことができる。
放電開始後、Δｔｉ経過した時点で、放電電流の大きさが上記した閾値Ｉｐに達する（図１５のＳ２１１、Ｓ２１２）。
【０１１８】
一方、レーザビームＬ１が始動用原料８”に照射されるのとほぼ同時に、レーザビームは高温プラズマ原料８に照射される。レーザビームが照射された高温プラズマ原料８からは、高速噴射用ノズル９ｂを介して、低温プラズマガスの指向性のよい定常流が細い放電チャンネルに対して噴出する。低温ガスの少なくとも一部は、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点（Ｔ１＋Δｔｉ）以降において、細い放電チャンネルに到達する（図１５のＳ２１２、Ｓ２１３）。
なお、上記したように、放電開始後、電極間を流れる電流の大きさが閾値Ｉｐに到達するまでの時間をΔｔｉと、レーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間Δｔｇは等しくなるように設定されている。
【０１１９】
時点（Ｔ１＋Δｔｉ＝Ｔ１＋Δｔｇ）から時間τheat後に、低温プラズマガスの電子温度は２０〜３０ｅＶに到達して高温プラズマとなり、当該高温プラズマからのＥＵＶ放射が開始される。（図１４のステップＳ１１０、図１５のＳ２１１）。
細い放電チャンネルには低温プラズマガスが連続的に供給されているので、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。よって、細い放電チャンネルの径は、細くなったり広くなったり脈動状の挙動を示すが相対的に細い状態に保たれる。すなわち、低温プラズマのピンチが繰り返し行われ、ＥＵＶ放射が継続する。
【０１２０】
ここで、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式では、ＥＵＶ放射が維持する時間は、例えば、２００ｎｓ以下であるので、電流値がＩｐ以上である放電チャンネルが継続する時間が、細い放電チャンネルに低温プラズマガスの一部が到達する時点（Ｔ１＋Δｔｉ＝ＴＬ＋Δｔｇ）から（２００ｎｓ＋τheat）以上継続するように、パルス電力供給手段および一対の電極（第１の電極２０ａおよび第２の電極２０ｂ）からなる放電回路を設定することにより、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式と比較してＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することが可能となる。
高温プラズマから放射されたＥＵＶ放射は、ホイルトラップ１６を通過して集光空間に配置された斜入射型のＥＵＶ集光鏡４により集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
【０１２１】
本実施例のＥＵＶ発生方法においては、上記したように、予め放電領域に生成したに細い放電チャンネルに低温プラズマガスの定常流を選択的に供給しているので、従来と比較してパルス幅が長く、また、比較的電流値の小さい電流を放電領域に流してもＥＵＶ放射が可能となる。
ＥＵＶ放射は、ある程度細い放電チャンネルが持続する間継続するので、放電電流パルスが従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式より長くなるように放電回路を構成して放電電流パルスをロングパルス化することにより、細い放電チャンネルの持続時間を従来と比較して長くすることが可能となり、その結果ＥＵＶ放射のロングパルス化が実現される。
【０１２２】
また、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点以降に低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するように設定することにより、低温プラズマガスのピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。このような繰り返しは、放電電流が継続している間持続する。本実施例では、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能であり、連続的なピンチ効果を長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる（マルチピンチ方式）。
なお、放電電流に閾値をＩｐ２に設定すると、低温プラズマガスは、膨張してイオン密度が減少しない程度に維持された状態で加熱されて高温プラズマとなる。このような低温プラズマガスのイオン濃度を維持しながら加熱は、放電電流が継続している間持続する。 本実施例では、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能であり、低温プラズマの加熱を持続してＥＵＶ放射に必要なプラズマの温度および密度を長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる（非ピンチ方式）。
【０１２３】
本実施例では、比較的電流値の小さい電流を放電領域に流すことができるので、電極に与える熱負荷を従来と比較して小さくすることが可能となり、デブリの発生を抑制することが可能となる。
また、従来のロングパルス化技術のように、高温プラズマのピンチ状態を維持するようにプラズマ電流波形を制御する必要がないので、放電空間に大電流を流し、かつ、ピンチ効果を維持するために放電電流の波形を変化させる必要がない。よって、高精度な電流制御を必要としない。
特に本実施例においては、レーザビームを放電始動手段（レーザトリガ手段）ならびに低温プラズマガス供給手段の構成要素として兼用している。そのため、別途、放電始動手段を構成する必要がなく、装置をコンパクトに構成することが可能となる。
【０１２４】
（２）実施例２
実施例１においては、放電の始動は高温プラズマ原料の気化用のレーザビームの一部を第２の放電電極の始動用原料へ照射することにより行っている。放電開始後、始動用原料から細い放電チャンネルが形成される。その後、放電電流の値が所定の閾値に到達した時点以降に低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するように設定することにより、比較的細い放電チャンネルの径がある範囲内に維持されて、マルチピンチ方式によるＥＵＶ放射や非ピンチ方式によるＥＵＶ放射が行われる。
ここで、始動用原料から放出されるガスの量は微量であり、始動用原料から形成された放電チャンネルは、真空アーク放電の放電チャンネルである。このような放電チャンネルに低温プラズマガスが選択的に供給されると、真空アーク放電はガス放電へと移行する。すなわち、ＥＵＶ放射時の放電チャンネルはガス放電の放電チャンネルである。
【０１２５】
ここで、放電始動時の真空アーク放電は、第２の放電電極における始動用原料のレーザビーム照射位置の近傍に形成されるものの位置の安定性に乏しい。ＥＵＶ放射を繰り返し発生させるマルチピンチ方式の場合、レーザビームの始動用原料への照射位置を一定に保持したとしても、真空アーク放電が発生する位置、すなわち、真空アーク放電の放電チャンネルの位置は、ＥＵＶ放射毎にばらつく。
真空アーク放電の放電チャンネルの位置がばらつくと、結果的には、ＥＵＶ放射時のガス放電の放電チャンネルの位置も安定しないことになる。そのため、ＥＵＶ放射の安定性が乏しくなる。
【０１２６】
実施例２に示すＥＵＶ発生方式は、このような課題を改善するものである。
具体的には、図１６に示すように、上記したような放電始動手段（レーザトリガ手段）による放電開始直後に、レーザトリガ手段に使用された第１のレーザビームＬ１とは異なる第２のレーザビームＬ２を、放電領域の所定の位置に集光する。上記所定の位置とは、例えば、第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂとの間の空間において、第１のレーザビームＬ１の一部が始動用原料８”に照射される位置の近傍の位置である。
ここで、第２のレーザビームＬ２の焦点近傍では、電子放出により導電率が増加している。よって、放電チャンネルＣＨの位置は、レーザ焦点を設定した位置に画定される。すなわち、真空アーク放電の位置は、第２のレーザビームＬ２により画定される。そのため、実施例１に示すＥＵＶ放射方式を採用したＥＵＶ光源装置と比較すると、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上する。
【０１２７】
図１７に、本発明のＥＵＶ発生方法を採用したＥＵＶ光源装置の実施例２の構成例を示す。
図１７は上記ＥＵＶ光源装置の概略構成図であり、ＥＵＶ放射は同図右側から取り出される。
図１７に示すＥＵＶ光源装置は、実施例１のＥＵＶ発生方法を採用した、図１２に示すＥＵＶ光源装置に、真空アーク時の放電チャンネル位置を画定する第２のレーザビームＬ２を放出する第２レーザ源１５、ハーフミラー７ｃを追加したものである。
すなわち、第２のレーザビームＬ２の放射手段以外の構成要素は実施例１のものと同等であるので、ここでは、第２のレーザビームＬ２の放射手段についてのみ説明する。
なお、実施例１において示した高温プラズマ原料８を照射するレーザビームＬ１は、実施例２に示す真空アーク時の放電チャンネル位置を画定する第２レーザビームＬ２とは相違する。よって、理解を容易にするために、実施例２においては高温プラズマ原料８を気化させるために照射するレーザビームを第１のレーザビームＬ１と称することにする。
【０１２８】
上記したように、第１のレーザビームＬ１は、放電始動手段（レーザトリガ手段）ならびに低温プラズマガス供給手段の構成要素として兼用される。第１レーザ源７から放出される第１のレーザビームＬ１は、ハーフミラー７ｃで折り返され、集光手段７ａ、チャンバ１に設けられた入射窓部７ｂを介して、高温プラズマ原料８に入射される。ここで、第１のレーザビームＬ１は、当該第１のレーザビームＬ１の一部が第２の放電電極２ｂに供給された始動用原料８”を照射し、第１のレーザビームＬ１の残りが高温プラズマ原料８に照射されるようにアライメントされる。
真空アーク時の放電チャンネル位置を画定する第２レーザビームＬ２は第２のレーザ源１５から放出される。第２のレーザビームＬ２の波長は、上記したハーフミラー７ｃを透過する波長域に設定される。すなわち、第２レーザ源１５から放出される第２のレーザビームＬ２は、ハーフミラー７ｃを透過し、集光手段７ａ、チャンバ１に設けられた入射窓部７ｂを介して、放電空間の所定の位置に集光される。
【０１２９】
略４５度に傾けて配置したハーフミラー７ｃに対し、波長をハーフミラーの反射波長に設定した第１のレーザビームＬ１を反射させる。そして、波長をハーフミラー７ｃの透過波長に設定した第２のレーザビームＬ２のハーフミラー７ｃへの入射方向を、第１のレーザビームＬ１の反射方向とほぼ同じ方向にすることにより、チャンバ１に設ける入射窓部７ｂを１つにすることが可能となる。
第１のレーザビームＬ１を放出する第１のレーザ源７、第２のレーザビームを放出する第２のレーザ源１５としては、例えば、Ｑスイッチ式ＮＤ+ −ＹＡＧレーザ装置が用いられる。第１のレーザビームＬ１の波長、第２のレーザビームＬ２の波長のいずれか一方は、例えば、波長変換素子により波長変換される。
【０１３０】
以下、図１８、図１９を用いて、上記したＥＵＶ光源装置の動作について説明する。例として、マルチピンチ方式を例に取る。
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、時間データΔｔｄ、ΔｔＬを記憶している。
Δｔｄは、パルス電力供給手段１３のスイッチング手段であるＳＷ１にトリガ信号が入力した時点（時刻Ｔｄ）から、スイッチング手段がｏｎ状態とって電極間電圧が閾値Ｖｐに到達するまでの時間である。一方、ΔｔＬは、第１のレーザビームが照射される時点から第２のレーザビームが照射されるまでの遅延時間である。
【０１３１】
一般に、放電電極に印加される電圧Ｖが大きいと、放電電極間の電圧波形の立ち上がりは速くなる。よって、上記したΔｔｄは、放電電極に印加される電圧Ｖに依存することになる。ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、予め実験等で求めた電圧Ｖと時間Δｔｄとの関係をテーブルとして記憶している。
更に、制御部２１は、パルス電力供給手段１３のスイッチング手段であるスイッチＳＷ１に主トリガ信号が出力される時点からスイッチング手段がｏｎとなる時点までの遅延時間ｄ１を記憶している。
【０１３２】
まず、ＥＵＶ光源装置の制御部２１からのスタンバイ指令が、排気装置１７、始動用原料供給ユニット１４、モータ２０ｄに送信される（図１８のステップＳ３０１、図１９のＳ４０１）。
スタンバイ指令を受信した、排気装置１７、並びに、始動用原料供給ユニット１４は動作を開始する。すなわち、排気装置１７が動作し、チャンバ１内が減圧雰囲気となる。また、モータ２０ｄが動作して、第１の放電電極（回転電極）２０ａ、第２の放電電極（回転電極）２０ｂが回転する。更に、始動用原料供給ユニット１４は、放電始動用原料８”の第２の放電電極２０ｂへの供給を開始する。以下、上記した動作状態を総称してスタンバイ状態と呼ぶ（図１８のステップＳ３０２、図１９のＳ４０２）。
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、露光装置の制御部２２にスタンバイ完了信号を送信する（図１８のステップＳ３０３、図１９のＳ４０３）。
スタンバイ完了信号を受信した露光装置の制御部２２より、ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、発光指令を受信する。なお、ＥＵＶ放射の強度を露光装置側がコントロールする場合、本発光指令には、ＥＵＶ放射の強度データも含まれる。（図１８のステップＳ３０４、図１９のＳ４０４）。
【０１３３】
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、充電制御信号を電力供給手段１３の充電器ＣＨ１に送信する。充電制御信号は、例えば、放電開始タイミングデータ信号等からなる。上記したように、露光装置の制御部２２からの発光指令にＥＵＶ放射の強度データが含まれる場合、ＰＦＮ回路部の各コンデンサＣの充電電圧データ信号も上記充電制御信号に含まれる。 例えば、予め、ＥＵＶ放射強度と各コンデンサＣへの充電電圧との関係が実験等により求められ、両者の相関を格納したテーブルが作成される。ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、このテーブルを記憶しており、露光装置の制御部２２から受信した発光指令に含まれるＥＵＶ放射の強度データに基づき、テーブルよりＰＦＮ回路部の各コンデンサＣの充電電圧データを呼び出す。そして呼び出した充電電圧データに基づき、ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、各コンデンサＣへの充電電圧データ信号を含む充電制御信号を電力供給手段１３の充電器ＣＨ１に送信する（図１８のステップＳ３０５、図１９のＳ４０５）。
充電器ＣＨ１は上記したように各コンデンサＣの充電を行う。（図１８のステップＳ３０６）。
【０１３４】
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号を出力するタイミングを基準として、第１レーザ源７への第１トリガ信号の送出タイミングを計算する。上記タイミングは、予め記憶している時間データΔｔｄ、ｄ１に基づき決定する。また、ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、算出した第１トリガ信号の送出タイミングと、予め記憶している時間データΔｔＬに基づき、第２レーザ源１５への第２トリガ信号の送出タイミングを計算する（図１８のステップＳ３０７、図１９のＳ４０６）。
なお、実際は、パルス電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号が入力しスイッチＳＷ１がｏｎとなる時点Ｔｄを基準として、第１のレーザビームＬ１が照射される時間ＴＬ１を設定することが望ましい。
本実施例では、パルス電力供給手段１３のスイッチング手段に主トリガ信号を出力する時点Ｔｄ´から、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段１３のスイッチング手段に入力されスイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄまでの遅延時間ｄ１を予め求めておく。そして、上記電力供給手段１３のスイッチング手段に主トリガ信号を出力した時点Ｔｄ´を上記遅延時間ｄ１で補正して、スイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄを求める。
【０１３５】
一方、第１トリガ信号が送出された時点ＴＬ１´から第１のレーザビームが照射されるまでの遅延時間ｄ２は、第１のレーザ源がＱスイッチ式Ｎｄ+ −ＹＡＧレーザの場合、ｎｓオーダーと無視できる程小さいので、ここでは考えない。
すなわち、電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号を出力した時点Ｔｄ´を基準として、第１レーザ源７へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ１´を設定することにより、電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号が入力しスイッチＳＷ１がｏｎとなる時点Ｔｄを基準とした第１のレーザビームが照射される時間ＴＬ１の設定が実現される。
【０１３６】
主トリガ信号を送信する時点を基準（時刻Ｔｄ´）とするとき、レーザ源７へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ１´は以下のように求められる。
上記したように、第１のレーザビームＬ１は放電始動手段（レーザトリガ手段）として機能させるので、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時間以降に照射される必要がある。第１のレーザビームＬ１が照射されるタイミングＴＬ１は、パルス電力供給手段１３のスイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄを基準としたとき、ＴＬ１≧Ｔｄ＋Δｔｄ…（１７）となる。
よって、主トリガ信号を送信する時点Ｔｄ´を基準としたときの第１レーザ源７の動作を制御する第１レーザ源７への第１トリガ信号の送出タイミングＴＬ１´は、ＴＬ１´＋ｄ２≧（Ｔｄ´＋ｄ１）＋Δｔｄ…（１８）となる。
ここで、遅延時間ｄ２は無視できる程小さいので、第１トリガ信号の送出タイミングＴＬ´は、ＴＬ１´≧Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ…（１９）となる。
本実施例では、ＴＬ１´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ…（２０）とする。
なお、電極間電圧が確実に閾値Ｖｐを越えた時点で、第１のレーザビームが照射されるように、第１のレーザビームが照射される時点を、Δｔｄより幾分遅延させてもよい。この遅延時間をαと定義し、式（１９）を変形すると、
ＴＬ１´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ＋α…（２１）となる。
【０１３７】
一方、本実施例では、真空アーク放電の放電チャンネルの位置を画定させるために、第２のレーザビームＬ２を放電領域の所定の位置に集光する。上記所定の位置とは、例えば、第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂとの間の空間において、第１のレーザビームＬ１の一部が始動用原料８”に照射される位置の近傍の位置である。
ここで、第２のレーザビームＬ２は、真空アーク放電の放電チャンネルの位置を画定させるものであるため、第２のレーザビームＬ２の照射タイミングＴＬ２は、放電開始後に設定する必要がある。一方、放電が開始して電流が増加し、ある程度放電チャンネルが確立してしまったあとに第２のレーザビームを照射しても、放電チャンネルの位置を画定することは困難となる。すなわち、第２のレーザビームは、放電開始後であって、放電チャンネルが確立する前の時点ＴＬ２で上記所定の位置に照射する必要がある。
【０１３８】
ここで、実際上、第１のレーザビームＬ１の放出時点ＴＬ１は、第１のレーザビームＬ１が第２の電極２０ｂの始動用原料８”に照射されて放電発生する放電発生時点Ｔ１とほぼ同一時点と見なすことができる。上記したように、第１トリガ信号が送出された時点ＴＬ１´から第１のレーザビームＬ１が照射されるまでの遅延時間ｄ２は無視できる程小さいので、結局、第１トリガ信号送出時点ＴＬ１´、第１レーザビーム放出時点ＴＬ１、放電発生時点Ｔ１は、ほぼ同一時点と見なすことができる。
よって、第２のレーザビームＬ２の放出時点ＴＬ２は、第１トリガ信号送出時点ＴＬ１´を基準として設定される。
ここで、第２トリガ信号が送出された時点ＴＬ２´から第２のレーザビームＬ２が照射されるまでの遅延時間ｄ３は、第２のレーザ源がＱスイッチ式Ｎｄ+ −ＹＡＧレーザの場合、ｎｓオーダーと無視できる程小さいので、ここでは考えない。すなわち、第１トリガ信号送出時点ＴＬ１´を基準として、第２トリガ信号送出時点ＴＬ２´を適宜設定することにより、レーザビームの放出時点ＴＬ２を設定することが可能となる。
【０１３９】
上記したように、ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、第１のレーザビームＬ１が照射される時点から第２のレーザビームＬ２が照射されるまでの遅延時間ΔｔＬを記憶している。よって、第２トリガ信号送出時点ＴＬ２´は、以下の式で求められる。
ＴＬ２´＝ＴＬ１´＋ΔｔＬ （２２）
ここで、式（２２）に式（２０）を代入することにより、第２トリガ信号送出タイミングＴＬ２´を、主トリガ信号を送信する時点Ｔｄ´を基準として求めることができる。
ＴＬ２´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ＋ΔｔＬ （２３）
なお、電極間電圧が確実に閾値Ｖｐを越えた時点で、第１のレーザビームＬ１が照射されるように設定した場合は、第２トリガ信号送出タイミングは、式（２２）に式（２１）を代入することにより、主トリガ信号を送信する時点Ｔｄ´を基準として求められる。
ＴＬ２´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ＋ΔｔＬ＋α （２４）
【０１４０】
第２トリガ信号の送出タイミングＴＬ２´を上記のように設定することにより、第２のレーザビームは、放電開始後であって、放電チャンネルが確立する前の時点ＴＬ２で、上記所定の位置に集光される。放電チャンネルの位置は、レーザ焦点を設定した位置に画定される。すなわち、真空アーク放電の位置は、第２のレーザビームにより画定される。
【０１４１】
ところで、第１のレーザビームＬ１は低温プラズマガス供給手段としても機能する。すなわち、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点で、低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているように、第１のレーザビームは高温プラズマ原料へ照射される必要がある。
【０１４２】
ここで閾値Ｉｐは、上記したように、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、ＰB ≫Ｐp （前記（４）式）となるように設定される。すなわち、自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値となる。
なお、上記閾値Ｉｐは、低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
第１のレーザビームの照射時点ＴＬ１が放電開始時点Ｔ１となり、放電開始後、電極間を流れる電流の大きさが閾値Ｉｐに到達するまでの時間をΔｔｉとするとき、時点（Ｔ１＋Δｔｉ）において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は十分細くなっている。
【０１４３】
放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点で、低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているようにするためには、第１のレーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間をΔｔｇとするとき、
Ｔ１＋Δｔｉ≦ＴＬ１＋Δｔｇ （２５）
Ｔ１＝ＴＬ１なので、
Δｔｉ≦Δｔｇ （２６）
となるように、Δｔｇを設定しておく必要がある。すなわち、上式が成立するように、放電チャンネルと高温プラズマ原料の位置、高温プラズマ原料への第１のレーザビームの照射方向、第１のレーザビームの照射エネルギーといったパラメータを予め適宜設定しておく。
本実施例では、理解を容易にするために
Δｔｉ＝Δｔｇ （２７）
となるように上記パラメータが適宜設定されているものとする。
【０１４４】
なお、放電電流の値が確実に閾値Ｉｐを越えた時点で、低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているように、放電開始から放電電流の値が閾値Ｉｐに到達する時点（Ｔ１＋ΔＴｉ）より、第１のレーザビーム照射から低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達する時点を幾分遅延させるようにしてもよい。この遅延時間をβと定義し、式（２２）を変形すると、
Ｔ１＋Δｔｉ＋β＝ＴＬ１＋Δｔｇ （２８）
Ｔ１＝ＴＬ１なので、
Δｔｉ＋β＝Δｔｇ （２９）
となる。すなわち、上式が成立するように、放電チャンネルと高温プラズマ原料の位置、高温プラズマ原料へのレーザビームの照射方向、レーザビームの照射エネルギーといったパラメータを予め適宜設定する。
【０１４５】
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、各コンデンサＣの充電が安定するまでの時間であるチャージャ充電安定時間ｔｓｔが経過した時点以降の時点Ｔｄ´を設定し、当該時点Ｔｄ´時点において、高圧発生手段のスイッチＳＷ１に対して主トリガ信号を送信する（図１８のステップＳ３０８、図１９のＳ４０５、Ｓ４０７）。
ついで、ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、ステップＳ３０７で設定した、時点Ｔｄ´を基準としたときの第１トリガ信号を送信するタイミングＴＬ１´で、第１トリガ信号をレーザ源へ送信する。また、時点Ｔｄ´を基準としたときの第２トリガ信号を送信するタイミングＴＬ２´で、第２トリガ信号を第２のレーザ源１５へ送信する。（図１８のステップＳ３０９、図１９のＳ４１０、Ｓ４１２）。
【０１４６】
ステップＳ３０８おいて主トリガ信号が送出され、当該主トリガ信号が電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に入力されてから遅延時間ｄ１経過すると、スイッチＳＷ１（例えば、ＩＧＢＴ）がｏｎとなる（図１９のＳ４０７、Ｓ４０８）。
スイッチＳＷ１がｏｎとなると、第１の回転電極２０ａ、第２の回転電極２０ｂ間の電圧が立ち上がり、時間Δｔｄ後に、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達する。上記したように、この閾値Ｖｐは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ｉｐ以上となる場合の電圧値である（図１９のＳ４０８、Ｓ４０９）。
上記したように、ステップＳ３０９において、（２０）式に基づくタイミングＴＬ１´で、第１トリガ信号が第１レーザ源へ送出される。その結果、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時点（Ｔｄ＋Δｔｄ）以降の時点ＴＬ１において、第１のレーザビームが第２の電極に供給された始動用原料８”ならびに高温プラズマ材料８に照射される（図１９のＳ４１０、Ｓ４１１）。
【０１４７】
第１のレーザビームＬ１が第２の電極２０ｂに供給された始動用原料８”に照射されると、放電、並びに、始動用原料ガスのプラズマが発生し、電極間を流れる放電電流の増大に伴い細い放電チャンネルが形成される。
上記したように、第１トリガ信号送出時点ＴＬ１´、第１レーザビーム放出時点ＴＬ１、放電発生時点Ｔ１は、ほぼ同一時点と見なすことができる。また、実際上、第１のレーザビームＬ１が始動用原料８”に照射される時点、第１のレーザビームＬ１が高温プラズマ原料８に照射される時点も、時点ＴＬ´、ＴＬ、Ｔ１とほぼ同一時点と見なすことができる。
また、上記したように、ステップＳ３０９において、（２３）式に基づくタイミングＴＬ２´で、第２トリガ信号が第２レーザ源１５へ送出される。その結果、放電開始時点Ｔ１後であって、放電チャンネルが確立する前の時点ＴＬ２で上記所定の位置に第２のレーザビームＬ２が集光される。放電チャンネルの位置は、レーザ焦点を設定した位置に画定される。すなわち、真空アーク放電の位置は、第２のレーザビームＬ２により画定される（図１９のＳ４１２、Ｓ４１３）。
放電開始後、Δｔｉ経過した時点で、放電電流の大きさが上記した閾値Ｉｐに達する（図１９のＳ４１１、Ｓ４１４）。
【０１４８】
一方、第１のレーザビームＬ１が始動用原料８”に照射されるのとほぼ同時に、第１のレーザビームＬ１は高温プラズマ原料８に照射される。第１のレーザビームＬ１が照射された高温プラズマ原料８からは、高速噴射用ノズルを介して、低温プラズマガスの指向性のよい定常流が細い放電チャンネルに対して噴出する。低温ガスの少なくとも一部は、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点（Ｔ１＋Δｔｉ）以降において、細い放電チャンネルに到達する（図１９のＳ４１４、Ｓ４１５）。
なお、上記したように、放電開始後、電極間を流れる電流の大きさが閾値Ｉｐに到達するまでの時間をΔｔｉと、レーザビームＬ１が高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間Δｔｇは等しくなるように設定されている。
【０１４９】
時点（Ｔ１＋Δｔｉ＝Ｔ１＋Δｔｇ）から時間τheat後に、低温プラズマガスの電子温度は２０〜３０ｅＶに到達して高温プラズマとなり、当該高温プラズマからのＥＵＶ放射が開始される。（図１８のステップＳ３１０、図１９のＳ４１６）。
細い放電チャンネルには低温プラズマガスが連続的に供給されているので、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。よって、細い放電チャンネルの径は、細くなったり広くなったり脈動状の挙動を示すが相対的に細い状態に保たれる。すなわち、低温プラズマのピンチが繰り返し行われ、ＥＵＶ放射が継続する。
【０１５０】
ここで、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式では、ＥＵＶ放射が維持する時間は、例えば、２００ｎｓ以下であるので、電流値がＩｐ以上である放電チャンネルが継続する時間が、細い放電チャンネルに低温プラズマガスの一部が到達する時点（Ｔ１＋Δｔｉ＝ＴＬ＋Δｔｇ）から（２００ｎｓ＋τheat）以上継続するように、パルス電力供給手段および一対の電極（第１の電極および第２の電極）からなる放電回路を設定することにより、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式と比較してＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することが可能となる。
高温プラズマから放射されたＥＵＶ放射は、ホイルトラップ１６を通過して集光空間に配置された斜入射型のＥＵＶ集光鏡４により集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部５より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
【０１５１】
本実施例のＥＵＶ発生方法においては、実施例１のＥＵＶ発生方法と同様、マルチピンチ方式、非ピンチ方式により、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる。
また、電極に与える熱負荷を従来と比較して小さくすることが可能となり、デブリの発生を抑制することが可能となる。さらに、従来のロングパルス化技術のように、放電空間に大電流を流し、かつ、ピンチ効果を維持するために放電電流の波形を変化させる必要がない。すなわち、高精度な電流制御を必要としない。
特に本実施例においては、第１のレーザビームＬ１とは異なる第２のレーザビームＬ２を、放電領域の所定の位置に集光する。上記所定の位置とは、例えば、第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂとの間の空間において、第１のレーザビームＬ１の一部が始動用原料８”に照射される位置の近傍の位置である。
これにより、真空アークの放電チャンネルの位置を、レーザ焦点を設定した位置に画定することができる。すなわち、真空アーク放電の位置を、第２のレーザビームＬ２により画定することにより、実施例１に示すＥＵＶ放射方式を採用したＥＵＶ光源装置と比較して、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上させることができる。
【０１５２】
なお、ガス放電の放電チャンネル位置を画定する第２のレーザビームＬ２のパルス幅は、ある程度短パルスであることが望ましい。第２のレーザビームＬ２のパルス幅が短パルスであると、第２のレーザビームのピークパワーが大きくなる。すなわち、第２のレーザビームＬ２が集光される領域のイオンのドリフトが小さくなり、かつ、電離度が大きくなる。よって、放電チャンネルの径はより細くなり、しかも放電チャンネルの境界が明確となる。上記パルス幅は、例えば、１ｎｓ以下が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明において高温プラズマ原料がＥＵＶ放射の条件を満足する条件に達するまでの経路を説明する図である。
【図２】本発明のロングパルス化（マルチピンチ方式）方法を説明する図である。
【図３】本発明のロングパルス化（非ピンチ方式）方法を説明する図である。
【図４】本発明に基づくＥＵＶ光源装置の基本構成例を示す図である。
【図５】本発明におけるＥＵＶ生成方式を説明するタイムチャートである。
【図６】本発明における整流機構の例を示す図（１）である。
【図７】本発明における整流機構の例を示す図（２）である。
【図８】本発明における整流機構の例を示す図（３）である。
【図９】本発明における整流機構の例を示す図（４）である。
【図１０】電極位置、高温プラズマ原料位置、エネルギービーム（レーザビーム）照射位置の位置関係を示す図（１）である。
【図１１】電極位置、高温プラズマ原料位置、エネルギービーム（レーザビーム）照射位置の位置関係を示す図（２）である。
【図１２】本発明の極端紫外光（ＥＵＶ）発生方法を採用したＥＵＶ光源装置の実施例１の構成例を示す図である。
【図１３】電力供給手段の等価回路の構成例を示す図である。
【図１４】実施例１の動作を示すフローチャートである。
【図１５】実施例１の動作を示すタイムチャートである。
【図１６】本発明の実施例２を説明する図である。
【図１７】本発明の極端紫外光（ＥＵＶ）発生方法を採用したＥＵＶ光源装置の実施例２の構成例を示す図である。
【図１８】実施例２の動作を示すフローチャートである。
【図１９】実施例２の動作を示すタイムチャートである。
【図２０】高温プラズマ原料がＥＵＶ放射の条件を満足する条件に達するまでの経路を説明する図である。
【図２１】従来のＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置におけるプラズマ電流Ｉ、プラズマ柱の半径ｒ、ＥＵＶ放射出力の関係を示す図である。
【図２２】従来のＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置においてロングパルス化した場合のプラズマ電流Ｉ、プラズマ柱の半径ｒ、ＥＵＶ放射出力の関係を示す図である。
【図２３】ＥＵＶ放射のロングパルス化方法を実現するための従来のＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の構成例
【符号の説明】
【０１５４】
１ チャンバ
２ａ 第１の電極
２ｂ 第２の電極
４ ＥＵＶ集光鏡
５ ＥＵＶ光取出口
７ 第１のレーザ源
８ 高温プラズマ原料
８” 低温プラズマガス
９ａ 管状ノズル
９ｂ 高速噴射ノズル
１３ パルス電力供給手段
１４ 始動用原料供給ユニット
１５ 第２のレーザ源
１６ ホイルトラップ
１７ 排気装置
２０ａ 第１の放電電極
２０ｂ 第２の放電電極
２０ｃ 絶縁材
２０ｄ モータ
２０ｅ 回転シャフト
２０ｆ 第２の摺動子
２０ｇ 第１の摺動子
２０ｈ メカニカルシール
２１ 制御部
２２ 露光機の制御部
Ｌ１，Ｌ２ レーザビーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長１３〜１４ｎｍ、特に波長１３．５ｎｍの極端紫外光（以下、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光ともいう）光を放出するための極端紫外光発生方法および極端紫外光光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、その製造用の投影露光装置においては解像力の向上が要請されている。その要請に応えるため、露光用光源の短波長化が進められ、エキシマレーザ装置に続く次世代の半導体露光用光源として、波長１３〜１４ｎｍ、特に波長１３．５ｎｍの極端紫外光（以下、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光ともいう）光を放出する極端紫外光光源装置（以下、ＥＵＶ光源装置ともいう）が開発されている。
【０００３】
ＥＵＶ光源装置において、ＥＵＶ光を発生させる方法はいくつか知られているが、そのうちの一つにＥＵＶ放射種の加熱励起により高温プラズマを発生させ、このプラズマから放射されるＥＵＶ光を取り出す方法がある。
このような方法を採用するＥＵＶ光源装置は、高温プラズマの生成方式により、ＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ：レーザ生成プラズマ）方式ＥＵＶ光源装置とＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ：放電生成プラズマ）方式ＥＵＶ光源装置とに大きく分けられる。（例えば非特許文献１参照）
ＬＰＰ方式ＥＵＶ光源装置は、固体、液体、気体等のターゲットをパルスレーザで照射して発生する高温プラズマからのＥＵＶ放射光を利用するものである。
一方、ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置は、電流駆動によって生成した高温プラズマからのＥＵＶ放射光を利用するものである。
【０００４】
また、近年は、ＥＵＶ発生用高温プラズマ原料（以下、高温プラズマ原料ともいう）に対し、レーザビームの照射による気化と、放電に基づく大電流による加熱とを組み合わせて高温プラズマを生成し、当該高温プラズマからＥＵＶ放射を発生させる方式が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。以下この方式をＬＡＧＤＰＰ（Ｌａｓｅｒ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｇａｓ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ＰｒｏｄｕｃｅｄＰｌａｓｍａ）方式と称する。
【０００５】
上記した各方式のＥＵＶ光源装置において、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放出する放射種、すなわち、高温プラズマ原料として、現在１０価前後のＸｅ（キセノン）イオンが知られているが、より強い放射強度を得るための高温プラズマ原料としてＬｉ（リチウム）イオンとＳｎ（錫）イオンが注目されている。例えば、Ｓｎは、高温プラズマを発生させるための入力エネルギーに対する波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光放射強度の比である変換効率がＸｅより数倍大きい。
【０００６】
次に、図２０を用いて、上記した各方式に基づくＥＵＶ放射にいたるメカニズムを簡単に説明する。
図２０は、高温プラズマ原料（図２０では例として燃料固体と記載されている）が、どのような状態変化の経路をとってＥＵＶ放射の条件を満足する条件に達するかを示す図である。
同図において、縦軸はイオン密度（ｃｍ-3）であり、横軸は電子温度（ｅＶ）である。同図は、縦軸を下方向に進むと、高温プラズマ原料は膨張してイオン密度が減少し、上方向に進むと圧縮されイオン密度が増加することを示している。また、横軸を右方向に進むと、高温プラズマ原料は加熱されて電子温度が上昇することを示している。
【０００７】
ＬＰＰ方式では、例えばＳｎやＬｉといった高温プラズマ原料の固体や液体等のターゲット（図２０左上に燃料固体として示す。固体状態においては、ＳｎやＬｉといった金属のイオン密度はおよそ１０22ｃｍ-3であり、電子温度は１ｅＶ以下である）に対して強いレーザビームを照射する。レーザビームが照射された高温プラズマ原料は、例えば電子温度が３００ｅＶを越えるまで一気に加熱されて気化し、高温プラズマが生成される。生成された高温プラズマは膨張して、やがて高温プラズマ内のイオン密度は１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が２０〜３０ｅＶ程度となる。このような状態に到達した高温プラズマからは、ＥＵＶが放射される。（図２０の経路１）
すなわち、ＬＰＰ方式では、レーザビームで加熱されて生成したプラズマが膨張することにより、当該プラズマは、上記したようなＥＵＶ放射条件（すなわち、イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度が２０〜３０ｅＶ）を充足する。
【０００８】
一方、ＤＰＰ方式では、例えば内部に電極が配置された放電容器内をガス状の高温プラズマ原料雰囲気とし、当該雰囲気中の電極間において放電を発生させて初期プラズマを生成する。
例えば高温プラズマ原料であるＳｎは、スタナン（ＳｎＨ4 ）という気体状態で放電容器内に供給され、放電により初期プラズマが形成される。初期プラズマにおけるイオン密度は、例えば、１０16ｃｍ-3程度、電子温度は、例えば、１ｅＶ以下程度であり、上記したようなＥＵＶ放射条件（すなわち、イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度が２０〜３０ｅＶ）を充足していない（図２０のピンチの初期状態）。
ここで、放電により電極間を流れる直流電流の自己磁場の作用により、上記した初期プラズマは放電流路径方向に収縮される。これにより初期プラズマの密度は高くなり、プラズマ温度も急激に上昇する。このような作用を、以下ピンチ効果と称する。ピンチ効果による加熱によって、高温となったプラズマのイオン密度は１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度は２０〜３０ｅＶ程度に到達し、この高温プラズマからＥＵＶが放射される。（図２０の経路２）
すなわち、ＤＰＰ方式では、生成したプラズマが圧縮されることにより、当該プラズマは、上記したようなＥＵＶ放射条件（すなわち、イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度が２０〜３０ｅＶ）を充足する。
【０００９】
また、ＬＡＧＤＰＰ方式では、固体や液体等のターゲット（高温プラズマ原料）に対してレーザビームを照射し、原料を気化してガス状の高温プラズマ原料雰囲気（初期プラズマ）を生成する。ＤＰＰ方式同様、初期プラズマにおけるイオン密度は、例えば、１０16ｃｍ-3程度、電子温度は、例えば、１ｅＶ以下程度であり、上記したようなＥＵＶ放射条件（すなわち、イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度が２０〜３０ｅＶ）を充足していない（図２０のピンチの初期状態）。その後、放電電流駆動による圧縮と加熱によって、高温となったプラズマのイオン密度は１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度は２０〜３０ｅＶ程度に到達し、この高温プラズマからＥＵＶが放射される。
ＬＡＧＤＰＰの例は、特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されている。いずれも、レーザ照射にて高温プラズマ原料を気化して「冷たいプラズマ」を生成し、放電電流によるピンチ効果を用いて高温プラズマを生成し、当該高温プラズマからＥＵＶを放射させることが記載されている。すなわち、従来例によれば、ＬＡＧＤＰＰ方式における放電電流駆動による加熱は、ＤＰＰ方式と同様、ピンチ効果が利用されている。すなわち、図２０において、経路３→経路２を経由してＥＵＶ放射条件を充足する高温プラズマが形成される。
【００１０】
ＬＰＰ方式の場合、高温プラズマ原料にレーザビームを照射して生成された高温プラズマは短時間のうちに膨張が進み冷却される。したがって、ＥＵＶ放射条件に達した高温プラズマは、短時間（例えば１０ｎｓ）の内に冷却されてＥＵＶ放射条件を充足しなくなり、プラズマからのＥＵＶ放射が停止する。
一方、ＤＰＰ方式やＬＡＧＤＰＰ方式の場合は、上記したように、放電電極間にパルス状の放電電流が流れ、高温プラズマ原料の初期プラズマは、ピンチ効果により圧縮加熱されてＥＵＶ放射条件に達する。
しかし、放電流路径方向に収縮された高温プラズマは、放電電流の急速な減少に伴い短時間の内に放電流路方向に急激に膨張してピンチ効果が消失し、密度が低下するとともに冷却される。その結果、放電領域におけるプラズマは、ＥＵＶ放射条件を充足しなくなるので、プラズマからのＥＵＶ放射が停止する。
【００１１】
なお、電極間における放電は、比較的広い領域でのレーザトリガによる真空アーク放電から開始され、高温プラズマ原料料供給にともないガス放電（ピンチ放電も含む）に移行する。その後、放電コラム（プラズマ柱）が形成されるが、本明細書では「放電領域」とは、そのすべての放電現象を含む空間と定義する。
また、上記の放電領域内において、放電が放電コラム（プラズマ柱）の成長にともない内部の電流密度が増大しガス放電へと移行する際、放電コラムの中で放電駆動電流が支配的に流れている電流密度の高い空間領域を「放電チャンネル」（以下では放電経路あるいは放電電流経路ともいう）と定義する。
【００１２】
次に、ＥＵＶ放射のロングパルス化について説明する。
上記したように、ＥＵＶ放射は短時間の内にパルス状に発生する。よって、エネルギー変換効率は著しく小さい。半導体露光用光源としてＥＵＶ光源装置を使用する場合、ＥＵＶ光源装置には、できるだけ高効率と高出力を両立した稼動が求められる。高効率のＥＵＶ発生条件を長時間維持することができれば高効率高出力のＥＵＶ光源が可能となる。結果として、発光パルス幅のロングパルス化が期待される。
特許文献４、特許文献５には、ＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置において、ＥＵＶ放射をロングパルス化する方法が開示されている。以下、特許文献４、５に基づき、従来のロングパルス化方法について、図２１、図２２を用いて説明する。
図２１、図２２は、いずれも、放電開始からの経過時間に対して、（ａ）プラズマ電流Ｉ、（ｂ）プラズマ柱の半径ｒ、（ｃ）ＥＵＶ放射出力の関係を示した図であり、横軸に時間、縦軸にプラズマ電流Ｉ、プラズマ柱の半径ｒ、ＥＵＶ放射出力を示すものである。 特許文献４、５におけるＥＵＶ放射のロングパルス化は、ＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置において、プラズマの加熱および圧縮工程と高温高圧状態の維持工程とを分離して制御することにより実現される。
【００１３】
従来のＤＰＰ方式においては、図２１に示すように、一対の電極間に形成された一様なプラズマ柱の内部を流れるプラズマ電流Ｉの波形は、放電開始後時間経過とともに増加し、ピークを過ぎると減少する波形である。以下、理解を容易にするため、電流Ｉの波形を正弦波形とする。
プラズマ電流Ｉの増大とともにプラズマの加熱および圧縮が発生する。すなわち、発生したプラズマ柱の半径ｒは、プラズマ電流Ｉが流れるにつれてピンチ効果により徐々に小さくなり、プラズマ電流Ｉの値がピークを越えて下がり始めた時に最小になる。
プラズマ電流Ｉの波形のピーク近傍で、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内（例えば図２０に示すように、電子温度が５〜２００ｅＶ、イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度）に到達している期間Ａの間、ＥＵＶ放射が発生する。
しかしながら、プラズマ電流Ｉの波形のピークを過ぎると、電流値が時間経過とともに減少するので、ピンチ効果も弱まり、プラズマが膨張しプラズマ温度が低下する。膨張するプラズマは大きな運動エネルギーを有し、放電領域から速やかに離脱する。
結果として、ＥＵＶ放射は終了する。ＥＵＶ放射の持続時間は、例えば、わずか１０ｎｓ程度である。
【００１４】
一方、特許文献４、５に記載の方法は、一対の電極間を流れるプラズマ電流Ｉの波形が図２２に示すような波形となるように構成するものである。すなわち、プラズマ電流Ｉの波形を、放電開始後時間経過とともに増加し、ピークを過ぎた近傍（例えば、プラズマがピンチされてＥＵＶ放射が開始する時点近傍）で、さらに時間経過とともに増加するようにしたものである。
図２２に示すように、プラズマ電流Ｉの波形は、加熱電流波形部（Ｍ）とそれに続く閉じ込め電流波形部（Ｎ）とからなるように構成される。加熱電流波形部（Ｍ）は、図２１に示すプラズマ電流Ｉの波形とある時点まで同等である。図２２では、理解を容易にするために、加熱電流波形部（Ｍ）は正弦波形として示される。
【００１５】
加熱電流波形部（Ｍ）の期間内では、プラズマ電流Ｉの増大とともにプラズマの加熱および圧縮が発生する。すなわち、発生したプラズマの半径ｒは、プラズマ電流Ｉが流れるにつれてピンチ効果により徐々に小さくなり、プラズマ電流Ｉの値がピークを越えて下がり始めた時に最小になる。プラズマ電流Ｉの波形のピーク近傍で、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内（例えば図２０に示すように、電子温度が５〜２００ｅＶ、イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度）に到達し、ＥＵＶ放射が発生する。
ＥＵＶ放射が発生後、プラズマ電流Ｉの波形は、閉じ込め電流波形部（Ｎ）に移行する。
上記したように、ピンチ効果により圧縮されたプラズマは、大きな運動エネルギーにて膨張しようとする。ここで、プラズマ電流Ｉの強さを大きくして自己磁場の作用を強力にすると、膨張しようとするプラズマを圧縮状態に維持することが可能となる。
【００１６】
上記したようなピンチ状態にあるプラズマの圧力をＰpp、プラズマの密度をｎpp、ボルツマン係数をｋ、プラズマの温度をＴppとするとき、ピンチ状態のプラズマの圧力Ｐppは、ｎppｋＴppに比例する。
Ｐpp∝ｎppｋＴpp （１）
一方、プラズマ電流Ｉが作る自己磁場Ｂによる圧縮圧力ＰB は、真空中の透磁率をμ0 、プラズマ半径をｒとするとき、
ＰB ＝μ0 Ｉ2 ／２πｒ （２）
となる。ここで、
ＰB ≧Ｐpp （３）
なる条件を満たせば、プラズマはピンチ状態が維持される。ここで、ピンチ状態のプラズマは、プラズマ密度ｎppおよびプラズマ温度Ｔppが大きい高密度高温プラズマとなっているので、（３）式を成立するためには、プラズマ電流Ｉを大きくする必要がある。
【００１７】
すなわち、プラズマがピンチされてからプラズマ電流Ｉを増大させて、その後電流値を一定に維持することにより、ピンチ効果を維持して、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内にある状態（プラズマ半径が小さい状態）を維持する。
理論的には、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内にある状態が維持されている間（図２２の期間Ｂ）は、ＥＵＶ放射は継続される。すなわち、ＥＵＶ放射のロングパルス化が可能となる。
図２２では、プラズマがピンチされてプラズマ半径が最小となる時点を、加熱電流波形部（Ｍ）から閉じ込め電流波形部（Ｎ）への移行点とした例が示されている。
【００１８】
なお、実際には、加熱電流波形部（Ｍ）のピークを越えるような電流値ピークを維持する閉じ込め電流波形部（Ｎ）を有するプラズマ電流Ｉであっても、流体不安定性の成長によるプラズマ柱の崩壊などの理由により高温プラズマを長時間圧縮した状態で維持するのは難しい。そのため、閉じ込め電流波形部（Ｎ）はやがて時間の経過とともに減少し、ピンチ効果も弱まり、プラズマが膨張し、プラズマ温度が低下する。結果として、ＥＵＶ放射は終了する。特許文献４の例では、ＥＵＶ出力の維持時間（高温プラズマの維持時間）を３０ｎｓ程度にロングパルス化することができたと記載されている。
【００１９】
図２３は、特許文献４、５に記載されたＥＵＶ放射のロングパルス化方法を実現するためのＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の構成例である。
放電容器であるチャンバ１内に、原料供給・排気ユニット１２より高温プラズマ原料が導入される。高温プラズマ原料は、チャンバ１内の高温プラズマ発生部３で波長１３．５ｎｍのＥＵＶ放射を放出する放射種を形成するための原料であり、例えば、キセノン（Ｘｅ）やＳｎ蒸気などである。導入された高温プラズマ原料はチャンバ１内を流れてガス排出口６に到達する。
原料供給・排気ユニット１２は、真空ポンプ等の排気手段（不図示）を有しており、排気手段は、チャンバのガス排出口６と接続されている。
すなわちガス排出口６に到達した高温プラズマ原料は、原料排気・供給ユニット１２が具える排気手段により排気される。
【００２０】
チャンバ１内にはリング状の第１の主放電電極（カソード）２ａと第２の主放電電極（アノード）２ｂとが絶縁材２ｃを介して配置される。チャンバ１は導電材で形成された第１の主放電電極側の第１の容器１ａと、同じく導電材で形成された第２の主放電電極側の第２の容器１ｂから構成される。これらの第１の容器１ａと第２の容器１ｂとは、上記絶縁材により分離、絶縁されている。
チャンバ１の上記第２の容器１ｂと第２の主放電電極２ｂは接地され、上記第１の容器１ａと第１の主放電電極２ａには、高電圧パルス発生部１１からおよそ−５ｋＶ〜−２０ｋＶの電圧が印加される。その結果、リング状の第１、第２の各主放電電極２ａ，２ｂ間の高温プラズマ発生部３には、放電が発生し、上記したようなピンチ効果により高温プラズマが生成され、この高温プラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ放射が発生する。発生したＥＵＶ放射は、第２の主放電電極２ｂ側に設けられたＥＵＶ集光鏡４により反射され、ＥＵＶ光取出部５より図示しない照射部に出射される。
【００２１】
ところで、図２２の（ａ）に示すプラズマ電流（放電電流）波形は、例えば、以下のようにして得られる。正弦波形を有する電流に、他の正弦波形ではない他の電流を重畳させる。すなわち、加熱電流波形部（Ｍ）を有する電流に、加熱電流波形部（Ｍ）とは異なるパターンの電流を重畳して、閉じ込め電流波形部（Ｎ）を形成する。
このような電流波形を得るために、高電圧パルス発生部１１を、例えば、図２３のように独立したスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２を有する放電回路部を並列に構成する。
【００２２】
図２３に示す高電圧パルス発生部１１は、コンデンサＣ１、スイッチＳＷ１の直列回路からなる放電回路部Ａ１と、コンデンサＣ２、スイッチＳＷ２の直列回路から放電回路部Ａ２とが、負荷（第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ）に対して並列に接続されて構成される。ここで、高電圧電源ＣＨはコンデンサＣ１，Ｃ２を充電するためのものである。また、コイルＬ１は、コンデンサＣ１の寄生インダクタンスおよびコンデンサＣ１、スイッチＳＷ１、負荷が作る回路ループのインダクタンスを合成したインダクタンス成分を表している。同様に、コイルＬ２は、コンデンサＣ２の寄生インダクタンスおよびコンデンサＣ２、スイッチＳＷ２、負荷が作る回路ループのインダクタンスを合成したインダクタンス成分を表している。また、各ダイオードＤ1 、Ｄ2 は、各コンデンサＣ１、Ｃ２に蓄えられた電気エネルギーが負荷にのみに移行するように電流方向を規制するためのものである。
【００２３】
図２３に示す高電圧パルス発生部は、以下のように動作する。まず高電圧電源ＣＨにより、各ダイオードＤ1 、Ｄ2 を介して各放電回路部のコンデンサＣ１，Ｃ２を充電する。次に、放電回路部１の第１のスイッチＳＷ１をＯＮにして第１のコンデンサＣ１に蓄えられた電気エネルギーを第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間に印加して放電を開始する。このとき、第１の放電電極２ａと第２の放電電極２ｂ間に流れる電流は、プラズマのピンチに用いられる。すなわち、ピンチ効果によるジュール加熱によって、高密度高温プラズマが生成される。この電流は、図２２（ａ）の波形においては加熱電流波形部（Ｍ）に相当する。
【００２４】
次いでプラズマのピンチ効果により波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光の放出が開始した時点で、放電回路部Ａ２の第２のスイッチＳＷ２をＯＮにして第２のコンデンサＣ２に蓄えられた電気エネルギーを第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間に印加にすると、第１の放電電極２ａと第２の放電電極２ｂ間に流れる電流に、第２のコンデンサＣ２からの電流が加算される。この電流が高温高密度プラズマのピンチ状態を維持するための電流として用いられる。図２２（ａ）の波形においては、閉じ込め電流波形部（Ｎ）に相当する。
なお、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２の制御、原料供給・排気ユニット１２の制御は、メインコントローラ２１により行われる。メインコントローラ２１は、露光機の制御部２２からの動作指令信号に基づき、上記制御要素を制御する。
【００２５】
【非特許文献１】「リソグラフィ用ＥＵＶ（極端紫外）光源研究の現状と将来展望」Ｊ．ＰｌａｓｍａＦｕｓｉｏｎＲｅｓ．Ｖｏｌ．７９．Ｎｏ．３，Ｐ２１９−２６０，２００３年３月
【特許文献１】特表２００７−５１５７４１号公報
【特許文献２】特表２００７−５０５４６０号公報
【特許文献３】国際公開第２００５／１０１９２４パンフレット
【特許文献４】国際公開第２００６／１２０９４２パンフレット
【特許文献５】特開２００７−１２３１３８号公報
【特許文献６】特表２００２−５０４７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
上記した従来技術のＥＵＶ放射のロングパルス化方法において、特許文献４、５に示されるＥＵＶ放射のロングパルス化は、ＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置において、プラズマの加熱および圧縮工程と高温高圧状態の維持工程とを分離して制御することにより実現される。
すなわち、プラズマのピンチ状態を維持するために、図２２（ａ）に示すように、従来のＤＰＰ方式と比較して、プラズマがピンチ状態に到達後のプラズマ電流Ｉの値が、プラズマがピンチ状態に到達する前のプラズマ電流Ｉの値より大きくなるように、放電空間にエネルギーを供給する必要がある。
【００２７】
ＥＵＶ放射の終了後、放電空間に供給したエネルギーは熱に変換される。従来のロングパルス化方法を採用したＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置においては、プラズマのピンチ状態を維持するために、ロングパルス化技術を採用しない一般的なＤＰＰ方式より大きな放電電流が流れる。そのため、このようなＥＵＶ発生装置では、従来のＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置と比較して、電極への熱入力が大きくなってしまう。そのため、電極の一部が溶融、蒸発し、もしくはスパッタされてデブリとなり、当該デブリがＥＵＶ集光鏡にダメージを与えるという問題が発生しやすくなる。
【００２８】
また、プラズマのピンチ状態を維持するために、図２２（ａ）に示すようにプラズマ電流Ｉの波形を変化させる必要がある。ここで、図２２（ａ）に示すプラズマ電流Ｉの波形の加熱電流波形部（Ｍ）によって、プラズマが高温の状態にピンチされている時間は約１０ｎｓであり、ピンチ状態を維持するためには、この期間内にプラズマ電流Ｉの波形の閉じ込め電流波形部（Ｎ）が生成されるようにプラズマ電流Ｉを流す必要がある。
すなわち、電流波形の閉じ込め電流波形部（Ｎ）が生成するための電流を流す時間の許容誤差は約１０ｎｓ以下としなければならず、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の動作タイミングの同期には、高精度な制御が要求される。
【００２９】
本発明は上記のような事情を鑑みなされたものであって、その課題は、従来のように電極に大きな熱負荷を与えず、かつ、高精度な制御を必要することなく、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することが可能な極端紫外光発生方法および極端紫外光光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の極端紫外光発生方法（ＥＵＶ放射発生方法）は、基本的にはＤＰＰ方式を採用する。しかし、従来のようにピンチ効果によるプラズマの圧縮状態を維持するために大電流を放電領域に流すことなく、上記したようなＥＵＶ放射条件（すなわち、イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度が２０〜３０ｅＶ程度）を充足する高温プラズマを維持して、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現するものである。
【００３１】
図１を用いて、本発明のＤＰＰ方式における高温プラズマ生成について説明する。なお、図１の縦軸と横軸は図２０と同様である。
放電領域外に配置された固体や液体の高温プラズマ原料（図１では、例として燃料固体と記載されている）に対して、エネルギービームを照射する。エネルギービームとしては、例えば、レーザビームを使用する。以下、レーザビームを例にとって説明する。
レーザビームが照射された固体や液体の高温プラズマ原料は、加熱されて気化し、放電領域のあらかじめ形成されている放電チャンネルに達する。ここで、気化した高温プラズマ原料は、放電領域に達した時のプラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度の低温プラズマガスとなるように、レーザビームの照射エネルギーを適宜設定しておく。すなわち、高温プラズマ原料にレーザビームを照射することにより、プラズマ内のイオン密度はＥＵＶ放射条件を充足するが電子温度が低温であるような低温プラズマガスを形成する。（図１の経路（Ｉ））
【００３２】
上記低温プラズマが、電極間の放電領域にあらかじめ形成されている放電チャンネルに供給され、当該低温プラズマが放電電流により加熱される。ここで、低温プラズマガスのイオン密度に関しては既にＥＵＶ放射条件を充足しているので、従来のＤＰＰ方式のようなピンチ効果による圧縮の効果は小さくてよい。すなわち、電極間を流れる電流は、主として低温プラズマの加熱のみに寄与する。加熱によりプラズマの電子温度が２０〜３０ｅＶに到達し、ＥＵＶ放射条件となった高温プラズマからＥＵＶが放射される（図１の経路（ＩＩ））。
【００３３】
ここで、上記した低温プラズマガスを、あらかじめ電極間に形成しておいた放電チャンネルに連続的に供給することにより、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することが可能となる。以下、図２、図３を用いて、ロングパルス化方法について説明する。
なお、図２はマルチピンチ方式、図３は非ピンチ方式の場合をそれぞれ示す。
【００３４】
図２はマルチピンチ方式の場合のプラズマ電流、低温プラズマ半径、ＥＵＶ放射を説明する図である。
電極間に電力を供給し、ｔ＝ｔ0 の時点で（トリガをかけることにより）真空放電が開始し電流が流れ始め、放電チャンネル（放電電流経路）が形成される（図２（ａ））。電流Ｉが後述する閾値Ｉｐに到達した時点ｔｐにおいて、放電チャンネルの断面サイズは、電流の自己磁場の影響を受け細くなっている。
一方、上記した時点ｔｐにおいて、レーザビームが照射され気化した高温プラズマ原料（すなわち、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い低温プラズマガス）が放電領域を流れる細い放電チャンネルに選択的に到達するようにする。
ここで、電流の閾値Ｉｐは、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、
ＰB ≫Ｐp （４）
となるように設定される。すなわち、自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値としておく。
なお、上記閾値Ｉｐは、低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
【００３５】
上記した細い放電チャンネルに選択的に供給される低温プラズマは、上記したように、固体または液体状の高温プラズマ原料にレーザビームを照射することにより生成される。レーザビームの照射条件は、放電領域外に配置された高温プラズマ原料から放電領域までの距離等に基づき適宜設定される。照射エネルギーは、固体または液体状の高温プラズマ原料を気化させるが、電子温度をあまり上昇させない程度のエネルギーであり（※図１に示すように、レーザ照射により電子温度は若干上昇している）、例えば１０5 Ｗ／ｃｍ2 〜１０16Ｗ／ｃｍ2 の範囲である。
このようなレーザビームを固体または液体状の高温プラズマ原料に照射することにより、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い高温プラズマ原料（低温プラズマガス）を、１０μｓ程度の期間連続的に電極間に供給することができる。
一般に、従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式における放電持続時間は、２μｓ程度である。すなわち、従来の放電持続時間と比較すると、上記した低温プラズマガスの供給は定常的な連続供給と見なすことができる。
【００３６】
低温プラズマガスが上記した細い放電チャンネルに選択的に到達するように、レーザビームの照射条件、高温プラズマ原料の配置等の条件を適宜調整する。このような調整により、指向性が良好な気化した高温プラズマ原料（低温プラズマガス）フローを構成して、当該フローが細い放電チャンネル付近に集中して供給されるよう設定する。このように構成することにより、低温プラズマガスが細い放電チャンネルに対して選択的に連続供給される。
なお、固体または液体の高温プラズマ原料を放電領域内に配置したのでは、放電によるエネルギーが高温プラズマ原料に直接作用し、高温プラズマ原料を気化させる条件が刻々と変化する。そのため、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い低温プラズマガスを細い放電チャンネルに対して選択的に連続供給することができない。
【００３７】
細い放電チャンネルに供給された低温プラズマガスは、閾値Ｉｐ以上の値の電流によるピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果により加熱されて高温プラズマとなり、この高温プラズマからＥＵＶが放射される。
ここで、ＥＵＶの放射は、図１の（ＩＩ）の経路を経て実現されるので、ピンチ効果による圧縮作用は小さく、自己磁場による閉じ込め効果とジュール加熱による加熱工程が占める割合が大きくなる。すなわち、従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流ではなく、比較的小電流を放電領域に流してもＥＵＶ放射が可能となる。また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力（すなわち、加熱）することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
【００３８】
さて、圧縮されていた上記高温プラズマは、最大圧縮直後に放電チャンネル軸方向のプラズマ密度勾配に沿って押し出され、主として放電チャンネルの軸方向に離脱する。同時に放電チャンネルは径方向に広がり、その結果、急激に放電チャンネル内部のプラズマ密度と電子温度が下がる。従来はこの時点でＥＵＶ放射が終了していた。
しかしながら、上記したように、放電チャンネルの周囲には、低温プラズマガスの定常流が存在するので、放電チャンネル内のプラズマ密度が下がった空間に、時間差なく低温プラズマガスが供給されてくる。よって、放電チャンネルの径がそれほど広がらないうちに、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果により、放電チャンネルが再び細くなり、低温プラズマガスが加熱され、上記したようなメカニズムでＥＵＶ放射が継続する。（図２の（ｂ）（ｃ））
【００３９】
このようなピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果の繰り返しは、放電電流が継続している間持続する。
なお、上記したように、本発明においては電流の高速短パルス化を必要としないので、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。すなわち、連続的にピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果の繰り返しを長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる。なお、連続的なピンチ効果を利用する本方式を、以下、マルチピンチ方式と呼ぶことにする。
【００４０】
従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式は、低いイオン密度の高温プラズマ原料ガスが放電領域に供給される。（図１のピンチの初期状態）。低密度ガスは、放電容器（放電領域）全体に一様に充満している。低密度ガス雰囲気で放電によって生成する初期プラズマによる放電チャンネルは初期状態では放電容器の径程度に太いので、ピンチ効果により放電チャンネルを細くし、初期プラズマを高温プラズマとするためには、大パワーの電流パルスが必要となる。また、放電によるプラズマへのエネルギー入力効率を高くするためには、放電電流の高速短パルス化が行わなければならない。従って、ＥＵＶ放射は１回のピンチ効果をもって終了し、ＥＵＶ放射のパルス幅はせいぜい２００ｎｓ程度となる。（図２０の経路２）
【００４１】
また、従来のＤＰＰ方式では、１回目のピンチが終了し、放電チャンネル内部のプラズマ密度が下がった領域に、放電容器内の低密度ガス（高温プラズマ原料）が侵入してくるので、放電チャンネルは太くなり、１回目のピンチ効果における初期状態のときの放電チャンネルの径まで戻る。よって、仮にマルチピンチを実施しようとすると、１回目のピンチのときと同様、大電流が必要となる。実際は、上記したように、放電電流は高速短パルスであるので、１回目のピンチ終了後の残り時間で、２回目のピンチを実施することは不可能となる。
ＬＡＧＤＰＰ方式においても、ピンチ効果を使用しており、図２０の経路３を経て、経路２を経由してＥＵＶ放射が発生する。すなわち、高温プラズマ原料へのレーザ照射により、低密度の高温プラズマ原料ガスが放電領域に供給される。
以下、ＤＰＰ方式のときと同様、低密度ガス雰囲気で放電により初期プラズマが生成され、ピンチ効果により初期プラズマを高温プラズマとするために、大パワーの電流パルスが必要となり、また、放電電流の高速短パルス化を実現する必要がある。よって、ＥＵＶ放射は１回のピンチ効果をもって終了する。
【００４２】
また、特許文献３にあるように、ＬＡＧＤＰＰ方式では、レーザビームの照射による高温プラズマ原料ガスの放出後に放電を発生させているので、加熱されずに放電領域から離脱する高温プラズマ原料ガスの割合が大きくなり、効率的ではない。
すなわち、従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式において、ＥＵＶ放射のロングパルスを実現するためには、特許文献４もしくは特許文献５のように、プラズマの加熱および圧縮工程と圧縮維持工程とを分離して制御し、プラズマがピンチ状態に到達後のプラズマ電流の値が、プラズマがピンチ状態に到達する前のプラズマ電流の値より大きくなるように、放電空間にエネルギーを供給するような方法を採用せざるを得ない。
【００４３】
ところで、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、電流の閾値を、
ＰB ≧Ｐp （５）
となるような値Ｉｐ２に設定し、自己磁場により低温プラズマガスを弱く圧縮する（低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持される）ような電流値とした場合においても、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現できる。
なお、上記閾値Ｉｐ２は、低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
【００４４】
図３は非ピンチ方式の場合のプラズマ電流、低温プラズマ半径、ＥＵＶ放射を説明する図であり、以下、図３を用いて非ピンチ方式について説明する。
電極間に電力が供給され、ｔ＝ｔ0 の時点で放電が開始し電流が流れ始める（図３（ａ））。電流Ｉが閾値Ｉｐ２に到達した時点ｔｐにおいて、放電チャンネルの断面サイズは、電流の自己磁場の影響を受け細くなっている。なお、マルチピンチ効果を使用する場合の電流の閾値Ｉｐと上記閾値Ｉｐ２を比較すると、Ｉｐ＞Ｉｐ２となるので、放電チャンネルの断面サイズは、マルチピンチ効果を使用する場合よりは大きい。
一方、上記した時点ｔｐにおいて、マルチピンチ効果を使用する場合と同様、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い低温プラズマガスが放電領域を流れる細い放電チャンネルに選択的に到達するようにする。なお、上記と同様、低温プラズマガスは、細い放電チャンネルに対して選択的に連続供給されるように構成する。
【００４５】
細い放電チャンネルに供給された低温プラズマガスは、閾値Ｉｐ２以上の値の電流により、ほとんど圧縮されることなく、当該低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持された状態で加熱されて高温プラズマとなり、この高温プラズマからＥＵＶが放射される。すなわち、低温プラズマガスのイオン密度は当初からＥＵＶ放射条件を満足しているので、イオン密度を維持しながら加熱することにより、ＥＵＶの放射が実現される、（図１の（ＩＩ）の経路）
よって、従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流ではなく、比較的小電流を放電領域に流してもＥＵＶ放射が可能となる。また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力（すなわち、加熱）することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
【００４６】
ここで、放電チャンネルの周囲には低温プラズマガスの定常流が存在するので、放電チャンネルには、所定のイオン密度を有する低温プラズマガスが定常的に供給される。よって、放電電流が継続している間、放電チャンネル内で低温プラズマガスの加熱が維持され、ＥＵＶ放射が継続する。（図３の（ｂ）（ｃ））
この場合においても、電流の高速短パルス化を必要としないので、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。すなわち、連続的な低温プラズマガスの加熱および高温プラズマの生成を長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる。
本方式では、電流の閾値Ｉｐ２を、自己磁場により低温プラズマガスを弱く圧縮する（低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持される）ような電流値としているので、低温プラズマは、見かけ上収縮せずに加熱されて、高温プラズマとなる。よって、本方式を以下、非ピンチ方式と呼ぶことにする。
【００４７】
ここで、前述したマルチピンチ方式であるか非ピンチ方式であるかは、駆動電流値が同じであれば放電チャンネルの太さにより定まり、放電電極の形状、照射するレーザ光のビーム径等を選択して、放電チャンネルが細くなるようにすればマルチピンチ方式となり、放電チャンネルが太くなるようにすれば非ピンチ方式となる。
なお、非ピンチ方式においては、放電チャンネルの径がマルチピンチ方式よりも大きいので、高温プラズマのサイズもマルチピンチ方式より大きくなる。すなわち、ＥＵＶ放射源としてのサイズがマルチピンチ方式より大きくなるので、本発明を露光用ＥＵＶ光源装置に適用する場合は、非ピンチ方式よりもマルチピンチ方式を採用したほうが、ＥＵＶ放射源のサイズをより小さくできるので好ましい。
【００４８】
ＥＵＶ光の取り出しをマルチピンチ方式で行う場合、同等のエネルギー変換効率で同等のＥＵＶ出力を１回のピンチで取り出す場合と比べて、一回のピンチにおけるピークパワー入力が小さくなる。従って、電極へのピークパワー入力を抑えることが可能になり、電極のスパッタリングによるデブリ発生を低減させることができる。また、一回のピンチにおけるＥＵＶの発光に寄与するイオンの数は少ない。従って光源サイズを小さくできるので、露光光学系の設計において有利になる。
【００４９】
以上のように、本発明においては、以下のようにしてＥＵＶ放射のロングパルス化を実現する。
（ｉ）あらかじめ、放電領域に細い放電チャンネルを生成する。
（ｉｉ）放電領域外で、固体または液体の高温プラズマ原料にエネルギービームを照射して気化させ、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガス（図１の燃料蒸気：イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）を形成する。
（ｉｉｉ）そして、放電電流の値が所定の閾値（ＩｐまたはＩｐ２）に到達した時点で、上記低温プラズマガスが上記細い放電チャンネルに到達するように、細い放電チャンネルに対して、選択的に低温プラズマガスの定常流を供給する。その結果、低温プラズマに放電が作用して電子温度が上昇し、図１の経路ＩＩを通過して、ＥＵＶ放射条件を満たした高温プラズマが形成されＥＵＶ放射が発生する。
（ｉｖ）ここで、あらかじめ形成した放電チャンネルに対して低温プラズマガスを供給するので、放電電流パルスは大電流・高速短パルスである必要はなく、電流パルスを従来の電流パルスより立ち上がりの遅いロングパルスとしても差し支えない。ＥＵＶ放射は、ある程度細い放電チャンネルが持続する間、継続する。よって、放電電流パルスが従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式より長くなるように放電回路を構成して放電電流パルスをロングパルス化することにより、細い放電チャンネルの持続時間を従来と比較して長くすることが可能となり、その結果ＥＵＶ放射のロングパルス化が実現される。
（ｖ）なお、マルチピンチ方式とし、電流の閾値をＩｐとなるように設定したときは、放電電流パルスが継続している時間内において、細い放電チャンネルの径は脈動するものの相対的に細い状態に保たれたまま、低温プラズマのピンチが繰り返し行われ、ＥＵＶ放射が発生する。
また、非ピンチ方式として、電流の閾値をＩｐ２となるように設定したときは、放電電流パルスが継続している時間内において、細い放電チャンネルの径はマルチピンチ方式の場合よりは太いものの相対的に細い状態に保たれたまま、低温プラズマの加熱が持続し、ＥＵＶ放射に必要なプラズマの温度および密度が維持されて、ＥＵＶ放射が発生する。
なお、非ピンチ方式においては、前述したように、放電チャンネルの径がマルチピンチ方式よりも大きいので、高温プラズマのサイズもマルチピンチ方式より大きくなる。
【００５０】
以上に基づき、本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
（１）放電領域外で、原料に原料気化用エネルギービームを照射して気化させ、該気化させた原料ガスに放電によってエネルギーを注入して高温プラズマを生成し、該高温プラズマから極端紫外光を発生させる方法において、放電領域に放電経路（放電チャンネル）を形成し、該形成された放電経路に、前記気化させた原料ガスを供給して、高温プラズマを生成する。
（２）上記（１）において、放電経路（放電チャンネル）に放電経路固定用エネルギービームを照射し、該エネルギービームにより放電経路を固定する。
（３）上記（１）（２）において、放電経路（放電チャンネル）に供給される原料ガスのイオン密度を、極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しくし（イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3）、放電により、上記原料ガスを極端紫外光放射条件を満たす温度まで加熱し、連続的に２００ｎｓ以上の極端紫外光を発生させる。
（４）上記（１）（２）（３）において、放電を、電極間に電流パルスを供給することにより発生させ、該電流パルスが供給されている期間を含む、該電流パルスの幅より長い期間、上記原料ガスを上記放電経路（放電チャンネル）に供給する。
（５）上記（１）（２）（３）（４）において、エネルギービームとしてレーザビームを用いる。
（６）容器と、この容器内に設けられ、所定距離だけ離間した一対の電極と、該電極にパルス電力を供給するパルス電力供給手段と、上記電極間に形成された放電経路に、極端紫外光を放射させるための気化された原料ガスを供給する原料供給手段と、上記放電経路で生成される高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光光学手段と、上記集光される極端紫外光を取り出す極端紫外光取出部とを有する極端紫外光光源装置において、上記パルス電力供給手段により、上記電極間に１μｓ以上のパルス電力を供給して放電経路（放電チャンネル）を形成する。上記原料供給手段は、上記放電経路外の空間であって、気化された原料が放電経路に到達できる空間内に配置された原料にエネルギービームを照射して、該原料を気化させるエネルギービーム照射手段を備え、上記放電経路（放電チャンネル）に、イオン密度が極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しい原料ガスを供給する。
（７）上記（６）において、第２のエネルギービーム照射手段を設け、上記放電経路（放電チャンネル）に、第２のエネルギービーム照射手段から放電経路固定用エネルギービームを照射して、該エネルギービームにより放電経路（放電チャンネル）を固定する。
（８）上記（６）（７）において、始動用の原料を上記電極の近くに配置し、放電に先立って始動用の原料を上記放電が発生する領域に供給する。
（９）上記（６）（７）（８）において、エネルギービームとしてレーザビームを用いる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）予め放電領域に細い放電チャンネルを生成し、放電領域外から、この細い放電チャンネルに対してＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガスの定常流を選択的に供給し、低温プラズマガスに放電を作用させ、図１の経路ＩＩを経由させＥＵＶ放射条件を満たす高温プラズマを形成し、ＥＵＶ放射を発生させているので、放電電流は従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流である必要はなく、比較的小電流を放電領域に流してもＥＵＶ放射が可能となる。
また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
（２）ＥＵＶ放射は、ある程度細い放電チャンネルが持続する間継続する。よって、放電電流パルスが従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式より長くなるように放電回路を構成して放電電流パルスをロングパルス化することにより、細い放電チャンネルの持続時間を従来と比較して長くすることが可能となり、その結果ＥＵＶ放射のロングパルス化が実現される。
本発明において、放電チャンネルの継続時間を少なくとも１μｓ以上にしたとき、放電チャンネルが継続する時間を確実に２００ｎｓより長くすることができる。すなわち、放電チャンネルの継続時間を１μｓ以上に設定すると、確実にＥＵＶ放射の継続時間を、従来のＥＵＶ放射の継続時間（２００ｎｓ）より長くすることが可能となる。
（３）放電電流が従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流である必要はなく、また、放電電流の高速短パルス化を実施する必要はない。従って、電極に与える熱負荷を従来と比較して小さくすることが可能となり、デブリの発生を抑制することが可能となる。
（４）従来のロングパルス化技術のように、高温プラズマのピンチ状態を維持するようにプラズマ電流波形を制御する必要がないので、放電空間に大電流を流す必要がない。また、ピンチ効果を維持するために、プラズマ電流の波形を変化させる必要がないので、高精度な同期制御や電流制御を必要としない。
（５）放電経路（放電チャンネル）に放電経路固定用エネルギービームを照射し、該エネルギービームにより放電経路を固定することにより、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
まず、本発明の基本構成例について説明する。以下では（１）本発明のＥＵＶ発生方法を実施するＥＵＶ光源装置の基本構成例、（２）本発明のＥＵＶ発生手順、（３）エネルギービーム（レーザビーム）の照射タイミング、（４）原料供給システム、（５）整流機構、（６）電極位置、高温プラズマ原料供給位置、エネルギービーム（レーザビーム）照射位置の相互関係、（７）原料気化用エネルギービームのエネルギー、について説明する。以下、エネルギービームとしてはレーザビームを例に取って説明するが、エネルギービームが電子ビームなどであってもよい。
【００５３】
（１）本発明のＥＵＶ発生方法を実施するＥＵＶ光源装置の基本構成例
図４に、本発明に基づくＥＵＶ光源装置の基本構成例を示す。
同図において、放電容器であるチャンバ１の内部に第１の電極２ａおよび第２の電極２ｂが設置されている。例えば、第１の電極２ａはカソードであり、第２の電極２ｂはアノードであって、第２の電極２ｂは接地される。すなわち、両電極間には、負極性の高電圧が印加される。
両電極には、パルス電力供給手段１３が接続される。パルス電力供給手段１３は、両電極間にパルス幅の長い電流を流すために、例えば、ＰＦＮ（Ｐｕｌｓｅ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ）回路方式が採用される。
【００５４】
また、上記した一対の電極の近傍ではあるが放電領域外に、高温プラズマ原料８が設置される。高温プラズマ原料８としては、例えば、スズ（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）等の金属が用いられる。これらは、固体であっても液体であってもよい。図４では、高温プラズマ原料８が固体金属である例を模式的に示している。
低温プラズマ（気化した高温プラズマ原料）を生成するために、レーザ源７が用いられる。レーザ源７から放出されるレーザビームＬ１は、チャンバ１内部に導光され固体もしくは液体の高温プラズマ原料８に照射される。レーザの照射エネルギーは、固体または液体状の高温プラズマ原料を気化させるが、電子温度をあまり上昇させない程度のエネルギーであり、例えば１０5 Ｗ／ｃｍ2 〜１０16Ｗ／ｃｍ2 の範囲である。
高温プラズマ原料８にレーザビームが照射されると、高温プラズマ原料８の少なくとも一部が気化し、低温プラズマガス８’となって噴出する。照射するレーザビームの条件を適宜設定することにより、例えば、固体状の高温プラズマ原料８から１０μｓ程度の期間、連続的に気化した高温プラズマ原料（低温プラズマガス８’）が噴出される。
【００５５】
上記したように、低温プラズマガスは、プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度の状態で、あらかじめ電極間において形成されている放電チャンネルに対して選択的に供給するように構成される。
なお、放電チャンネルは放電電流の自己磁場で細くなっている。一般に、レーザビームの照射により、固体材料もしくは液体材料から噴出する材料蒸気は、三次元方向に膨張しながら進行する。よって、高温プラズマ原料８から噴出する低温プラズマガスは、図示を省略した整流機構により、指向性のよい定常流へと整流される。なお、整流機構の例は後で述べる。
【００５６】
（２）本発明のＥＵＶ発生手順
図５に示すタイミングチャートを用いて、本発明におけるＥＵＶ生成方式を説明する。例として、マルチピンチ方式を例に取る。
まず、一対の電極２ａ，２ｂ間にパルス電力を印加するパルス電力供給手段１３のスイッチング手段（例えば、ＩＧＢＴ）にトリガ信号が入力（時点Ｔｄ）し（図５の（ａ））、スイッチング手段はｏｎ状態となる。
それに伴い、電極間電圧が上昇する（図５の（ｂ））。そして電圧がある閾値Ｖｐに到達した時点Ｔ１（＝Ｔｄ＋Δｔｄ）で放電を発生させる（図５の（ｃ））。放電発生は、図４で図示を省略した放電始動手段の動作により行われる。この閾値Ｖｐは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ｉｐ以上（もしくは、非ピンチ方式の場合Ｉｐ２以上）となる場合の電圧値である。すなわち、閾値Ｖｐ未満で放電が発生した場合、放電電流のピーク値は、閾値ＩｐもしくはＩｐ２に到達しない。
【００５７】
時点Ｔ１より電極間で放電電流が流れ始め、放電チャンネルが形成される。そして、Δｔｉ経過した時点（Ｔ１＋Δｔｉ）にて、放電電流の値は、閾値Ｉｐに到達する。この閾値Ｉｐは、上記したように、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、ＰB ≫Ｐp （前記（４）式）となるように設定される。すなわち、自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値となる。
なお、上記閾値Ｉｐは、低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
また、時点（Ｔ１＋Δｔｉ）において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は十分細くなっている。
【００５８】
この時点（Ｔ１＋Δｔｉ）以降にＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているように、レーザビームが放電領域外に配置された高温プラズマ原料へ照射される（図５の（ｄ））。レーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間をΔｔｇとするとき、時点（Ｔ１＋Δｔｉ−Δｔｇ）もしくはそれ以降の時点Ｔ２でレーザビームは高温プラズマ原料に照射される。図５では、時点Ｔ２＝Ｔ１＋Δｔｉ−Δｔｇの場合を示している。
時点（Ｔ１＋Δｔｉ＝Ｔ２＋Δｔｇ）から時間τheat後に、低温プラズマガスに放電が作用し電子温度は２０〜３０ｅＶに到達して高温プラズマとなり、当該高温プラズマからのＥＵＶ放射が開始される（図５の（ｅ））。
【００５９】
細い放電チャンネルには上記ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガスが連続的に供給されているので、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。よって、細い放電チャンネルの径は、細くなったり広くなったり脈動状の挙動を示すが相対的に細い状態に保たれる。すなわち、低温プラズマのピンチが繰り返し行われ、ＥＵＶ放射が継続する。
放電領域にて発生したＥＵＶ放射は、ＥＵＶ集光鏡４により反射され、ＥＵＶ光取出部５より図示しない照射部に出射される。
【００６０】
ここで、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式では、ＥＵＶ放射が維持する時間は、例えば、２００ｎｓ以下であるので、電流値がＩｐである放電チャンネルが継続する時間が、細い放電チャンネルに低温プラズマガスの一部が到達する時点（Ｔ１＋Δｔｉ＝Ｔ２＋Δｔｇ）から（２００ｎｓ＋τheat）以上継続するように、パルス電力供給手段１３および一対の電極（第１の電極２ａおよび第２の電極２ｂ）からなる放電回路を設定することにより、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式と比較してＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することが可能となる。
【００６１】
従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式では、放電チャンネルの継続時間は長くとも１μｓ以下であり、さらに、初期プラズマをピンチしてＥＵＶ放射が継続する時間（図２の期間Ａ）は長くとも２００ｎｓ以下であった。
発明者らの実験による検証の結果、本発明においては、放電チャンネルの継続時間を少なくとも１μｓ以上にしたとき、電流値がＩｐ以上またはＩｐ２以上である放電チャンネルが継続する時間を確実に２００ｎｓより長くすることができることが判明した。すなわち、放電チャンネルの継続時間を１μｓ以上に設定すると、確実にＥＵＶ放射の継続時間を、従来のＥＵＶ放射の継続時間（２００ｎｓ）より長くすることが可能となった。
なお非ピンチ方式の場合も閾値をＩｐ２となるように設定すれば、上記と同様のメカニズムでＥＵＶ放射のロングパルス化が実現されるので、詳細な説明は省略する。
【００６２】
本発明では、プラズマのピンチ状態を維持するようにプラズマ電流波形を制御する特許文献４、５におけるＥＵＶ放射のロングパルス化方法のように、放電空間に大電流を流す必要がない。また、ピンチ効果を維持するために、図２２（ａ）に示すようにプラズマ電流Ｉの波形を変化させる必要がないので、本方式における放電電流（プラズマ電流）波形は変極点を有さない。
【００６３】
（３）エネルギービーム（レーザビーム）の照射タイミング
上記したＥＵＶ発生手順では、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点以降に低温プラズマガスの少なくとも一部が細い放電チャンネルに到達しているように、レーザビームが高温プラズマ原料へ照射されるタイミングを設定している。
ここで、放電発生後放電電流の値が閾値Ｉｐに到達する時点以前に低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達している場合（ケースＡ）、あるいは、放電発生前に低温プラズマガスの少なくとも一部が、放電後に放電チャンネルが生成される領域に到達している場合（ケースＢ）を考える。
ケースＡやケースＢにおいては、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達するまでは、低温プラズマの加熱が十分に行われず、結果として、ＥＵＶ発光に寄与しない低温プラズマの割合が増えることになり、ＥＵＶ放射効率が低下してしまう。
【００６４】
また、ケースＡやケースＢにおいては、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達するまでの間に放電後放電チャンネルが生成される領域に、定常流として選択的に供給された高温プラズマ原料である低温プラズマガスが膨張して密度が低下してしまう。よって、放電領域における高温プラズマ原料の密度は、図２０のピンチの初期条件に近づく。このような状態においては放電チャンネルの径が太くなるので、放電チャンネルを細くして高温プラズマとするためには、放電電流としては大電流が必要となる。
特に、ケースＢにおいては、放電前に低温プラズマガスが供給されるので、膨張して密度が低下した高温プラズマ原料ガスのガス放電により放電チャンネルが形成され、放電チャンネルの径はケースＡよりも太くなる。よって、放電チャンネルを細くし、ピンチ効果により初期プラズマを高温プラズマとするためには、ＤＰＰ方式と同様、ある程度大パワーで、高速短パルスの電流パルスが必要となる（図２０の経路２に近くなる）。
【００６５】
本発明においては、上記したように、放電チャンネルの継続時間を長くするように放電回路を形成しているので、ケースＢにおいて必要とされる電流パルスを実現することは困難となる。
よって、少なくとも放電が開始したあと（ケースＡ）、好ましくは、図５に示すように、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点以降に低温プラズマガスの少なくとも一部が細い放電チャンネルに到達しているように、レーザビームが高温プラズマ原料へ照射されるタイミングを設定することが重要となる。
【００６６】
（４）原料供給システム
上記したように、本発明は、高温プラズマ原料にレーザビーム等のエネルギービームを照射して、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）を生成し当該低温プラズマを放電領域に供給する。図４では、高温プラズマ原料が固体金属である例を模式的に示しているが、上記したように、高温プラズマ材料は液体状態でもよい。
固体状の高温プラズマ原料を用いて低温プラズマガスを放電領域に供給する原料供給システムの構成例としては、例えば図４に模式的に示すように、放電領域の近傍の所定領域に固体金属（例えば、Ｓｎ）を設置してレーザビームを照射するように構成する。
その他の例としては、ワイヤー状に成形した高温プラズマ原料を２組のリールを用いて、レーザビームが照射されたとき生成される低温プラズマガスが所定領域に到達できる空間に供給して、当該ワイヤー状の高温プラズマ原料にレーザビームを照射するように構成する。
【００６７】
一方、液体状の高温プラズマ原料を用いて低温プラズマガスを放電チャンネルに供給する原料供給システムの構成例としては、例えば、液体状の高温プラズマ原料、ドロップレット状にして、レーザビームが照射されたとき生成される低温プラズマガスが所定領域に到達できる空間に向けて滴下して供給し、上記ドロップレット状の高温プラズマ原料が上記空間に到達したときレーザビームを当該ドロップレット状の高温プラズマ原料に照射するように構成する。
なお、固体状の高温プラズマ原料を用いる例として、特許文献４に記載されているように、電極自体を固体の高温プラズマ原料（例えば、Ｌｉ）で構成し、当該電極にレーザビームを照射して低温プラズマガスを生成し当該低温プラズマガスを放電チャンネルに供給することも考えられる。
【００６８】
また、液体状の高温プラズマ原料を用いる例として、特許文献２に記載されているような構造が考えられる。すなわち、電極を回転電極構造とし、加熱された溶融金属（ｍｅｔａｌ ｍｅｌｔ）である液体状高温プラズマ原料をコンテナに収容する。そして回転電極の一部（周辺部）が液体状高温プラズマ原料を収容する上記コンテナの中に浸されるように配置する。そして、電極を回転させることにより、電極の周辺部表面に付着した液体状高温プラズマ原料が放電領域に輸送される。この輸送された液体状高温プラズマ原料にレーザビームを照射することにより低温プラズマガスが生成され、当該低温プラズマが放電チャンネルに供給される。
しかしながら、この構成は高温プラズマ原料を放電領域内に配置するものであり、このような方式に基づく低温プラズマガスの生成および放電チャンネルへの供給は、以下の理由で好ましくない。
特許文献２、４に記載されている構成の場合、レーザビームが電極表面に照射した際に生成されるプラズマ（あるいは中性蒸気）が媒介となって放電が開始される。よって、低温プラズマガスの供給は放電に先立って行われることになり、上記したようにＥＵＶ発光に寄与しない低温プラズマの割合が増えることになり、ＥＵＶ放射効率が低下してしまう。
【００６９】
また、放電前に低温プラズマガスが供給されるので、膨張して密度が低下した高温プラズマ原料ガス放電により放電チャンネルが形成され、放電チャンネルの径は太くなる。よって、放電チャンネルを細くして高温プラズマを形成するためには、ある程度大パワーの電流が必要となってしまう。
また、低温プラズマガスの放電チャンネルへの供給は、レーザビームの照射による供給に加えて、放電の進展に伴う駆動電流による電極の温度上昇で電極自身（あるいは、電極に付着している液体状高温プラズマ原料）が蒸発することによる供給もある。
よって、低温プラズマガスのパラメータは放電電流に依存して時々刻々変化し、ＥＵＶ放射の出力は変動する。また、放電中の放電チャンネルの変動により、高温プラズマの位置が変動してしまい、見かけ上高温プラズマのサイズが大きくなってしまう。
上記した不具合は、高温プラズマ原料と電極とが一体化し、低温プラズマガスの供給がレーザビームの照射と放電電流（プラズマ電流）の両方に依存することになるために発生するものである。
【００７０】
よって、本発明においては、高温プラズマ原料と電極とは別体であって、低温プラズマガスの供給がレーザビームの照射のみに依存し、放電電流から独立している。すなわち、図４に示す構成例やその他既述の構成例（ワイヤ状、ドロップレット状）のように、低温プラズマガスの供給制御と電極間を流れる駆動電流の制御とが互いに独立であるように、原料供給システムを構成する。
【００７１】
（５）整流機構
上記したように、低温プラズマガスは、電極間で放電が発生後、放電電流の自己磁場で細くなった放電チャンネルに対して選択的に供給するように構成される。通常、レーザビームの照射により固体材料もしくは液体材料から噴出する材料蒸気は、三次元方向に膨張しながら進行する。よって、固体もしくは液体の高温プラズマ原料にレーザビームを照射して低温プラズマガスを噴出させる際は、噴出する低温プラズマガスのフローを整流して、指向性が良好なフローを構成し、当該フローが細い放電チャンネル付近に集中して連続供給されるよう設定する。以下、整流機構の例について述べる。
【００７２】
図６は、整流機構として、高温プラズマ原料のレーザビーム照射位置に原料噴出用の管状ノズルを取り付けた例を示す。ここで、図６は管状ノズルを使用した場合の概念図である。図６（ａ）に示すように、レーザビームＬ１は、管状ノズル９ａの貫通孔を通過する。管状ノズル９ａを通過したレーザビームが高温プラズマ原料８に照射されると、高温プラズマ原料８は気化し、低温プラズマガス８’を生成する。
図６（ｂ）に示すように、低温プラズマガス８’は、管状ノズル９ａを通過し、管状ノズル９ａより噴出する。
管状ノズル９ａより噴出する低温プラズマガス８’は、管状ノズル９ａにより噴射角度が制限される。そのため、指向性が良好な低温プラズマガスフローを放電チャンネルに選択的に連続供給することが可能となる。
なお、管状ノズルの形状は、図６に示すような直管形状に限るものではない。例えば、図７に示す概念図のように、ノズル内部の一部に狭窄部９ｃを設けた高速噴射用ノズル９ｂの形状でもよい。
【００７３】
図７（ａ）に示すように、レーザビームＬ１は、高速噴射用ノズル９ｂの貫通孔を通過する。高速噴射用ノズル９ｂを通過したレーザビームが高温プラズマ原料８に照射されると、高温プラズマ原料８は気化し、低温プラズマガス８’を生成する。
ここで、高速噴射用ノズル９ｂ内部に狭窄部９ｃが設けられているので、当該狭窄部９ｃと、高温プラズマ原料８のレーザビームＬ１が照射される部分との間の空間（図７（ｂ）の圧力上昇部９ｄ）内は、低温プラズマガス８’により圧力が急激に上昇する。そして、図７（ｂ）に示すように、低温プラズマガス８’は、狭窄部９ｃの開口部分から加速され、かつ、指向性のよい高速ガス流として噴射される。
ここで、高速ガス流の噴射方向は高速噴射用ノズル９ｂの方向に依存する。すなわち、気化原料の進行方向はレーザビームの高温プラズマ原料への入射方向には依存しない。
なお、狭窄部９ｃの開口は断面積が小さいので、レーザビームが高温プラズマ原料８に照射されない時間が長いと、高温プラズマ原料８が固化し、開口が閉塞してしまうことも考えられる。よって、図７（ｃ）に示すように、高温プラズマ原料８が高速噴射用ノズル９ｂ内部で固化しないように、高速噴射用ノズルをヒータ９ｅ等で加熱してもよい。
【００７４】
管状ノズル９ａ、高速噴射用ノズル９ｂは、できるだけ高温プラズマ原料８に近接した方が、より効果的である。
特に、高速噴射用ノズル９ｂは、圧力上昇部９ｄを構成する必要があるので、高速噴射用ノズル９ｂ内部に狭窄部９ｄと、高温プラズマ原料８のレーザビームＬ１が照射される部分との間の空間は、できるだけ気密な空間として構成することが望ましい。例えば、図８に示すように、高温プラズマ原料８を収容する原料収容部９ｆと高速噴射用ノズル９ｂとを一体に構成した原料供給ユニット１０を使用することが好ましい。
【００７５】
なお、整流機構は上記した例に限定されるものではない。例えば、固体状の高温プラズマ原料８において、図９（ａ）（ｂ）のように、レーザビームＬ１が照射される位置に予め凹部８ａを形成するようにしてもよい。
レーザビームＬ１が高温プラズマ原料８の凹部８ａに照射されると、高温プラズマ原料８は気化し、低温プラズマガス８’が生成される。ここで、凹部８ａより噴出する低温プラズマガス８’は当該凹部８ａの壁状ノズルにより噴射角度が制限される。そのため、指向性が良好な低温プラズマガスフローを放電チャンネルに選択的に連続供給することが可能となる。
【００７６】
（６）電極位置、高温プラズマ原料位置、エネルギービーム（レーザビーム）照射位置の相互関係
上記したように、本発明においては、レーザビームによって低温プラズマガスを放電チャンネルに到達させる。その位置関係の例を、図１０に示す。
図１０は、上記位置関係を説明するための概略構成図である。なお、理解を容易にするために、高温プラズマ原料８は模式的に円で示し、整流機構は省略してある。
図１０に示す例では、板状の一対の電極２ａ，２ｂが所定間隔離間して配置される。放電チャンネルは一対の電極２ａ，２ｂの離間空間に位置する放電領域内に生成される。
レーザビームＬ１の高温プラズマ原料８への照射により気化し、生成された低温プラズマガス８’は、レーザビームが入射する方向側に広がる。そのため、レーザビームＬ１を、高温プラズマ原料８の放電領域に対面する面に対して照射することにより、低温プラズマガス８’は、放電領域に生成される放電チャンネルに供給される。
【００７７】
上記電極２ａ，２ｂの光出射側には、ＥＵＶ集光鏡４が配置される。このＥＵＶ集光鏡４は、光軸が一方向となるように集光方向を設定する斜入射光学系を構成する場合が多い。このような斜入射光学系を構成するには、一般に、複数枚の薄い凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置した構造のＥＵＶ集光鏡が用いられる。
このような構造のＥＵＶ集光鏡は光軸に略一致した支柱および当該支柱から放射状に伸びる支持体により、上記した複数枚の薄い凹面ミラーが支持される。
ここで、レーザビームの照射により放電チャンネルに供給された低温プラズマガスのうち、高温プラズマ形成に寄与しなかったものの一部、あるいは、高温プラズマ形成の結果分解生成する原子状ガスのクラスタの一部は、デブリとしてＥＵＶ光源装置内の低温部と接触し、堆積する。例えば、高温プラズマ原料がＳｎの場合、低温プラズマ形成に寄与しなかったものの一部、あるいは、プラズマ形成の結果分解生成する原子状ガスのＳｎ、Ｓｎx といった金属クラスタの一部は、デブリとしてＥＵＶ光源装置内の低温部と接触しスズ鏡を作る。
【００７８】
ここで、図１０（ｂ）に示すように、高温プラズマ原料８が一対の電極２，２ｂに対してＥＵＶ集光鏡４を臨まない空間側に供給された場合、レーザビームＬ１は、低温プラズマガス８’が放電チャンネルに供給されるように、ＥＵＶ集光鏡４側から高温プラズマ原料８に対して照射される。
この場合、レーザビームＬ１の照射により生成した低温プラズマガス８’は、放電チャンネルおよびＥＵＶ集光鏡４の方向に広がる。すなわち、高温プラズマ原料８へのレーザビームＬ１の照射、および、電極間２ａ，２ｂで発生する放電により、ＥＵＶ集光鏡４に対してデブリが放出される。デブリがＥＵＶ集光鏡４に堆積した場合、ＥＵＶ集光鏡４の１３．５ｎｍに対する反射率が低下し、ＥＵＶ光源装置の装置性能が劣化してしまう。
【００７９】
そこで、図１０（ａ）に示すように、高温プラズマ原料８を一対の電極２ａ，２ｂとＥＵＶ集光鏡４との間の空間であり、かつ、放電領域近傍の空間に対して配置することが好ましい。
このように配置された高温プラズマ原料８に対し、レーザビームＬ１を上記のように高温プラズマ原料表面の放電領域に面する側に対して照射すると、低温プラズマガス８’は放電領域の方向に広がるが、ＥＵＶ集光鏡４の方向に広がらない。
すなわち、上記したように高温プラズマ原料８の位置、および、レーザビームＬ１の照射位置を設定することにより、デブリがＥＵＶ集光鏡４に進行するのを抑制することが可能となる。
【００８０】
ここで、所定距離だけ離間する一対の電極２ａ，２ｂが、図１１に示すように柱状である場合を考える。ここで、図１１（ａ）は上面図、図１１（ｂ）は正面図である。
この場合は、高温プラズマ原料８を、光軸に対して垂直な平面上の空間であり、かつ、放電領域近傍に対して配置し、レーザビームＬ１を光軸と垂直な方向から高温プラズマ原料８に対して照射するようにしても、低温プラズマガス８’はＥＵＶ集光鏡４の方向には広がらない。よって、高温プラズマ原料８へのレーザビームの照射、および、電極２ａ，２ｂ間で発生する放電により生成するデブリは、ＥＵＶ集光鏡４に対してほとんど進行しない。
なお、当然ながら、所定距離だけ離間する一対の電極２ａ，２ｂが柱状である場合においても、図１０に示すように、高温プラズマ原料８を、一対の電極２ａ，２ｂとＥＵＶ集光鏡４との間の空間であり、かつ、放電領域近傍の空間に対して配置してもよい。
【００８１】
（７）原料気化用エネルギービームのエネルギー
レーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間Δｔｇは、放電チャンネルとレーザビームが照射される高温プラズマ原料との距離、および、低温プラズマガスが広がる速度により求められる。
ここで、放電チャンネルとレーザビームが照射された高温プラズマ原料との距離は、レーザビームの照射時における放電チャンネルと高温プラズマ原料の位置および高温プラズマ原料へのレーザビームの照射方向に依存する。
一方、上記したように、レーザビームの照射により生成した低温プラズマガスは、レーザビームが入射した側に所定の速度で広がる。上記所定の速度は、高温プラズマ原料に照射するレーザビームの照射エネルギーに依存する。
【００８２】
結局、レーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間Δｔｇは、放電チャンネルと高温プラズマ原料の位置、高温プラズマ原料へのレーザビームの照射方向、レーザビームの照射エネルギーに依存し、これらのパラメータを適宜設定することにより、所定の時間に設定される。
【００８３】
以上説明したように、本発明のＥＵＶ発生方法は、予め、放電領域に細い放電チャンネルを生成し、放電領域外から、この細い放電チャンネルに対してＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガス（イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の定常流を選択的に供給する。
ここで、低温プラズマガスの供給タイミングは、放電電流の値が所定の閾値（ＩｐまたはＩｐ２）に到達した時点以降で、低温プラズマガス（イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）が細い放電チャンネルに到達するように設定する。 その結果、低温プラズマガスに放電が作用し、図１の経路ＩＩを通過してＥＵＶ放射条件を満たす高温プラズマが形成されＥＵＶ放射が発生する。
【００８４】
ここで、放電チャンネルに対して低温プラズマガスを供給し、ＥＵＶの放射は、図１の（ＩＩ）の経路を経て実現されるので、放電電流は従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流である必要はなく、比較的小電流を放電領域に流してもＥＵＶ放射が可能となる。また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
ＥＵＶ放射は、ある程度細い放電チャンネルが持続する間継続する。よって、放電電流パルスが従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式より長くなるように放電回路を構成して放電電流パルスをロングパルス化することにより、細い放電チャンネルの持続時間を従来と比較して長くすることが可能となり、その結果ＥＵＶ放射のロングパルス化が実現される。
【００８５】
マルチピンチ方式において、閾値Ｉｐは、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、前記（４）式に示したようにＰB ≫Ｐp となるように設定される。
すなわち、閾値Ｉｐは自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値となる。なお、上記閾値Ｉｐは、低温プラズマガスの電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。ここで、放電電流の値がＩｐとなった時点において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は十分細くなっている。
【００８６】
細い放電チャンネルへの低温プラズマガスの連続的な供給により、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。このとき、細い放電チャンネルの径は、細くなったり広くなったり脈動状の挙動を示すが相対的に細い状態に保たれる。
このような低温プラズマガスのピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果の繰り返しは、放電電流が継続している間持続する。
上記したように、本発明では、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能であり、連続的なピンチもしくは自己磁場による閉じ込め効果を長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる（マルチピンチ方式）。
【００８７】
また、非ピンチ方式において、閾値Ｉｐ２は、前記（５）式に示したようにＰB ≧Ｐp となるように設定される。すなわち、閾値Ｉｐ２は自己磁場により低温プラズマガスを弱く圧縮する（低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持される）電流値となる。なお、上記閾値Ｉｐ２は、低温プラズマガスの電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。ここで、放電電流の値がＩｐ２となった時点において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は細くなっている。
【００８８】
細い放電チャンネルへの低温プラズマガスの連続的な供給により、低温プラズマガスは、膨張してイオン密度が減少しない程度に維持された状態で加熱されて高温プラズマとなり、この高温プラズマからＥＵＶが放射される。
このような低温プラズマガスのイオン濃度を維持しながら加熱は、放電電流が継続している間持続する。上記したように、本発明では、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能であり、低温プラズマの加熱を持続してＥＵＶ放射に必要なプラズマの温度および密度を長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる（非ピンチ方式）。
なお、非ピンチ方式においては、放電チャンネルの径がマルチピンチ方式よりも大きいので、高温プラズマのサイズもマルチピンチ方式より大きくなる。
【００８９】
発明者らの実験による検証の結果、本発明においては、放電チャンネルの継続時間を少なくとも１μｓ以上にしたとき、電流値がＩｐ以上またはＩｐ２以上である放電チャンネルが継続する時間を確実に２００ｎｓより長くすることができることが判明した。すなわち、放電チャンネルの継続時間を１μｓ以上に設定すると、確実にＥＵＶ放射の継続時間を、従来のＥＵＶ放射の継続時間（２００ｎｓ）より長くすることが可能となった。
上記したように、放電電流は従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流である必要はなく、また、放電電流の高速短パルス化を実施する必要はない。従って、電極に与える熱負荷を従来と比較して小さくすることが可能となり、デブリの発生を抑制することが可能となる。
また、本発明においては、従来のロングパルス化技術のように、高温プラズマのピンチ状態を維持するようにプラズマ電流波形を制御する必要がないので、放電空間に大電流を流す必要がない。また、ピンチ効果を維持するために、プラズマ電流の波形を変化させる必要がないので、高精度な電流制御を必要としない。すなわち、本方式における放電電流（プラズマ電流）波形は変極点を有さない。
【００９０】
また、低温プラズマガスの供給制御と電極間を流れる駆動電流の制御とが互いに独立であるように、原料供給システムを構成することが好ましい。
このように構成することにより、低温プラズマの供給が放電電流（プラズマ電流）の影響を受けないので、ＥＵＶ放射の安定性が向上する。
さらには、高温プラズマ原料を一対の電極とＥＵＶ集光鏡との間の空間に配置（もしくは供給）し、レーザビームを高温プラズマ原料表面の放電領域に面する側に対して照射することが望ましい。
このようにすることにより、低温プラズマガスは放電領域の方向に広がるが、ＥＵＶ集光鏡の方向に広がらない。よって、デブリがＥＵＶ集光鏡に進行するのを抑制することが可能となる。
【００９１】
以下、本発明のＥＵＶ光源装置の具体的な構成例について説明する。
（１）実施例１
図１２、図１３に、本発明の極端紫外光（ＥＵＶ）発生方法を採用したＥＵＶ光源装置の実施例１の構成例を示す。
図１２は上記ＥＵＶ光源装置の概略構成図であり、ＥＵＶ放射は同図右側から取り出される。図１３は、図１２における電力供給手段の構成例である。
図１２に示すＥＵＶ光源装置は、放電容器であるチャンバ１を有する。チャンバ１内には、上記した低温プラズマガスにパワーを入力して高温プラズマを生成する放電部２０、および、高温プラズマから放出されるＥＵＶ光を集光して、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部５より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導くＥＵＶ光集光部４０を有する。チャンバ１は排気装置１７と接続されていて、チャンバ１内部はこの排気装置により減圧雰囲気とされる。
【００９２】
以下、各部の構成について説明する。
（ａ）放電部
放電部２０は、金属製の円盤状部材である第１の放電電極２０ａと、同じく金属製の円盤状部材である第２の放電電極２０ｂとが絶縁材２０ｃを挟むように配置された構造である。第１の放電電極２０ａの中心と第２の放電電極２０ｂの中心とは略同軸上に配置され、第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂは、絶縁材２０ｃの厚みの分だけ離間した位置に固定される。ここで、第２の放電電極２０ｂの直径は、第１の放電電極２０ａの直径よりも大きい。なお、第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂは回転するので、以下では、回転電極と呼ぶこともある。
【００９３】
第２の放電電極２０ｂには、モータ２０ｄの回転シャフト（回転軸）２０ｅが取り付けられている。ここで、回転シャフト２0 ｅは、第１の放電電極２０ａの中心と第２の放電電極２０ｂの中心が回転シャフト２０ｅの略同軸上に位置するように、第２の放電電極２０ｂの略中心に取り付けられる。
回転シャフト２０ｅは、例えば、メカニカルシール２０ｈを介してチャンバ１内に導入される。メカニカルシール２０ｈは、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転シャフト２０ｅの回転を許容する。
第２の放電電極２０ｂの下側には、例えばカーボンブラシ等で構成される第１の摺動子２０ｆおよび第２の摺動子２０ｇが設けられている。第２の摺動子２０ｇは第２の放電電極２０ｂと電気的に接続される。一方、第１の摺動子２０ｆは第２の放電電極２０ｂを貫通する貫通孔２０ｉを介して第１の放電電極２０ａと電気的に接続される。
なお、図示を省略した絶縁機構により、第１の放電電極２０ａと電気的に接続される第１の摺動子２０ｆと第２の放電電極２０ｇとの間では絶縁破壊が発生しないように構成されている。
【００９４】
第１の摺動子２０ｆと第２の摺動子２０ｇは摺動しながらも電気的接続を維持する電気接点であり、パルス電力供給手段１３と接続される。パルス電力供給手段１３は、第１の摺動子２０ｆ、第２の摺動子２０ｇを介して、第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂとの間に電力を供給する。
すなわち、モータ２０ｄが動作して第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂとが回転していても、第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂとの間には、第１の摺動子２０ｆ、第２の摺動子２０ｇを介して、パルス電力供給手段１３より電力が印加される。
【００９５】
パルス電力供給手段１３は、図１３に示すように、ＰＦＮ回路部を含み、負荷である第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂとの間に、例えば、比較的パルス幅の長いパルス電力を印加する。なお、電力供給手段１３から第１の摺動子２０ｆ、第２の摺動子２０ｇとの配線は、図示を省略した絶縁性の電流導入端子を介してなされる。電流導入端子は、チャンバ１に取り付けられ、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持しつつ、電力供給手段から第１の摺動子、第２の摺動子との電気的接続を可能とする。
金属製の円盤状部材である第１の放電電極２０ａ、第２の放電電極２０ｂの周辺部は、エッジ形状に構成される。後で示すように、電力供給手段１３より第１の放電電極２０ａ、第２の放電電極２０ｂに電力が印加されると、両電極のエッジ形状部分間で放電が発生する。放電が生ずると、両電極は高温となるので、第１の放電電極２０ａ、第２の放電電極２０ｂは、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金属からなる。また、絶縁材２０ｃは、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド等からなる。
ＥＵＶ放射を発生させるために放電を発生させる際、第１および第２の放電電極２０ａ，２０ｂを回転させる。これにより、両電極において放電が発生する位置はパルス毎に変化する。よって、第１および第２の放電電極２０ａ，２０ｂが受ける熱的負荷は小さくなり、放電電極の磨耗スピードが減少し、放電電極の長寿命化が可能となる。
【００９６】
あらかじめ放電領域に放電チャンネルを形成するために、具体的には電極間に真空アーク放電を発生させる。そこで、真空アーク放電を発生させるための始動用原料として固体Ｓｎや固体Ｌｉが、放電電極２０ｂに供給される。原料供給は、予め、溝部に固体Ｓｎや固体Ｌｉを配置するようにしてもよいし、図１２に示すように、始動用原料供給ユニット１４より供給するようにしてもよい。ここで、始動用原料は、電極間で放電を発生させ、細い放電チャンネルを生成するためのものであり、ＥＵＶ放射への寄与は殆どない。
【００９７】
原料供給ユニットを用いる場合、例えば、特許文献２に記載されているように、原料供給ユニットを原料となるＳｎやＬｉを加熱により液化させるような構造とし、この液化した原料を第２の放電電極２０ｂの溝部が通過するように構成してもよい。この場合、ＥＵＶ光源装置は、原料供給ユニットが下側に、ＥＵＶ光取出し部が上側に位置するように構成される。すなわち、図１２に示すＥＵＶ光源装置を、反時計周りに９０度回転した構成となる。
あるいは、原料供給ユニットは、固形のＳｎやＬｉを定期的に第２の放電電極２０ｂの溝部に供給するように構成してもよい。
第２の放電電極２０ｂの溝部に配置もしくは供給されたＳｎまたはＬｉは、第２の放電電極２０ｂの回転により放電部２０におけるＥＵＶ光出射側であるＥＵＶ光集光部４０側に移動する。
【００９８】
（ｂ）電力供給手段
図１３に電力供給手段１３の等価回路の構成例を示す。図１３に示す電力供給手段１３の等価回路は、充電器ＣＨ１、固体スイッチＳＷ、コンデンサＣとコイルＬの組をｎ段に縦続接続したＬＣ分布定数回路構成のＰＦＮ回路部、スイッチＳＷ１とから構成される。 電力供給手段の動作例は以下の通りである。まず、充電器ＣＨ１の設定充電電圧が所定値Ｖｉｎに調整される。そして、固体スイッチＳＷがｏｎとなったとき、ＰＦＮ回路部を構成するｎ個のコンデンサＣが充電され、スイッチＳＷ１がｏｎになると第１の主放電電極、第２の主放電電極間に電圧が印加される。
その後、電極間で放電が発生すると、電極間に電流が流れる。ここで、各コンデンサＣと負荷とが作る回路ループは、それぞれインダクタンスが異なるので、各回路ループを流れる電流の周期は互いに相違する。電極間を流れる電流は各回路ループを流れる電流を重畳したものであるので、結果的に、電極間には、パルス幅の長い電流パルスが流れる。
【００９９】
（ｃ）低温プラズマガス供給手段
図１２において、低温プラズマガスを供給する手段は、高温プラズマ原料８、この高温プラズマ原料８にレーザビームＬ１を照射するレーザ源７、レーザビームが照射された高温プラズマ原料８から噴出される低温プラズマガスを指向性のよい定常流に整流する整流手段である高速噴射用ノズル９ｂとから構成される。
高温プラズマ原料８は、後で述べるＥＵＶ集光鏡４の光軸に対して略垂直な平面上の空間であって、第１の放電電極２０ａ、第２の放電電極間２０ｂの放電領域の近くに配置される。高速噴射用ノズル９ｂは、ノズルから噴出される低温プラズマガスが、放電領域内の細い放電チャンネルが生成される領域へ選択的に供給されるように、配置が設定される。
このように高温プラズマ原料８および高速噴射用ノズル９ｂを配置することにより、放電チャンネルに供給される低温プラズマガスは、ＥＵＶ集光鏡４の方向には広がらない。よって、高温プラズマ原料８へのレーザビームＬ１の照射、および、電極間で発生する放電により生成するデブリは、ＥＵＶ集光鏡４に対してほとんど進行しない。
【０１００】
高速噴射用ノズル９ｂは、図７（ａ）に示したように内部に狭窄部が設けられた筒状の部材である。高速噴射用ノズル内を通過したレーザビームＬ１が高温プラズマ原料８に照射されると、高温プラズマ原料８は気化し、低温プラズマガスを生成する。ここで、高速噴射用ノズル９ｂ内部に狭窄部が設けられているので、当該狭窄部と、高温プラズマ原料のレーザビームが照射される部分との間の空間内は、低温プラズマガスにより圧力が急激に上昇する。そして、低温プラズマガスは、狭窄部の開口部分から加速され、かつ、指向性のよい高速ガス流として噴射される。ここで、高速ガス流の噴射方向は、高速噴射用ノズルの方向に依存する。すなわち、気化原料の進行方向は、レーザビームの高温プラズマ原料への入射方向には依存しない。
【０１０１】
レーザ源７から放出されるレーザビームＬ１は、集光手段７ａ、チャンバ１に設けられた入射窓部７ｂを介して、高温プラズマ原料８に入射される。
ここで、レーザビームＬ１は、当該レーザビームの一部が第２の放電電極２０ｂに供給された始動用原料を照射し、レーザビームＬ１の残りが高温プラズマ原料８に照射されるようにアライメントされる。ここで、上記したように、第２の放電電極２０ｂの直径は、第１の放電電極２０ａの直径よりも大きい。よって、レーザビームＬ１は、第１の放電電極２０ａの側面を通過して第２の放電電極２０ｂに供給された始動用原料に照射されるように容易にアライメントすることができる。
【０１０２】
ここで、レーザビームＬ１の一部を始動用原料に照射するのは、電極間で放電を開始させ、細い放電チャンネルを形成するためである。
電力供給手段１３より第１の主放電電極２０ａ、第２の主放電電極２０ｂ間に電圧が印加され、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時点（前記図５のＴｄ＋Δｔｄ）で第２の電極２０ｂに供給された始動用原料８”にレーザビームＬ１が照射されると、始動用原料８”が気化して電極間に電流が流れ始め放電が発生する。始動用原料８”は、電極間を流れる電流による加熱により、気化および加熱が進行し、プラズマとなる。電極間を流れる放電電流が増大するにつれ、放電領域に生成される放電チャンネルは、上記した放電電流による自己磁場から受ける影響が大きくなり、細くなる。すなわち、始動用原料８”に照射されるレーザビームＬ１の一部は、放電始動手段（レーザトリガ手段）として機能し、細い放電チャンネルの生成に寄与する。
上記したような構成により、レーザビームＬ１は、放電始動手段（レーザトリガ手段）ならびに低温プラズマガス供給手段の構成要素として兼用される。
【０１０３】
（ｄ）ＥＵＶ放射集光部
放電部２０により放出されるＥＵＶ放射は、ＥＵＶ放射集光部４０に設けられた斜入射型のＥＵＶ集光鏡４により集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部５より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
ＥＵＶ集光鏡４は、例えば、径の異なる回転楕円体、または、回転放物体形状のミラーを複数枚具える。これらのミラーは、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸を重ねて配置され、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等からなる平滑面を有する基体材料の反射面側に、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびロジウム（Ｒｈ）などの金属膜を緻密にコーティングすることで、０°〜２５°の斜入射角度のＥＵＶ光を良好に反射できるように構成されている。
なお、図１２において、放電部２０がＥＵＶ光集光部４０より大きいように示されているが、これは理解を容易にするためであり、実際の大小関係は図１２の通りではない。実際は、ＥＵＶ光集光部４０が放電部２０より大きい。
【０１０４】
（ｅ）デブリトラップ
上記した放電部２０とＥＵＶ光集光部４０との間には、ＥＵＶ集光鏡４のダメージを防ぐために、高温プラズマと接する第１、第２の放電電極２０ａ，２０ｂの周辺部が高温プラズマによってスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、放射種であるＳｎまたはＬｉに起因するデブリ等を捕捉してＥＵＶ光のみを通過させるためのデブリトラップが設置される。
図１２に示すＥＵＶ光源装置においては、デブリトラップとしてホイルトラップ１６が採用されている。ホイルトラップ１６については、例えば、特許文献６に「フォイルトラップ」として記載されている。ホイルトラップは、高温プラズマから放射されるＥＵＶを遮らないように、高温プラズマ発生領域の径方向に設置される複数のプレートと、そのプレートを支持するリング状の支持体とから構成されている。ホイルトラップは、放電部とＥＵＶ集光鏡との間に設けられる。ホイルトラップ内は、周囲の雰囲気より圧力が増加しているので、ホイルトラップを通過するデブリは、当該圧力の影響により運動エネルギーを減少する。よって、ＥＵＶ集光鏡にデブリが衝突する際のエネルギーが減少して、ＥＵＶ集光鏡のダメージを減少させることが可能となる。
【０１０５】
以下、図１４、図１５を用いて、上記したＥＵＶ光源装置の動作について説明する。例として、マルチピンチ方式を例に取る。
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、時間データΔｔｄを記憶している。
Δｔｄは、電力供給手段１３のスイッチング手段であるＳＷ１にトリガ信号が入力した時点（時刻Ｔｄ）から、スイッチング手段ＳＷ１がｏｎ状態とって電極間電圧が閾値Ｖｐに到達するまでの時間である。
一般に、放電電極に印加される電圧Ｖが大きいと、放電電極間の電圧波形の立ち上がりは速くなる。よって、上記したΔｔｄは、放電電極に印加される電圧Ｖに依存することになる。ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、予め実験等で求めた電圧Ｖと時間Δｔｄとの関係をテーブルとして記憶している。
更に、制御部２１は、パルス電力供給手段１３のスイッチング手段であるスイッチＳＷ１に主トリガ信号が出力される時点から、スイッチング手段がｏｎとなる時点までの遅延時間ｄ１を記憶している。
【０１０６】
まず、ＥＵＶ光源装置の制御部からのスタンバイ指令が、排気装置、始動用原料供給ユニット、モータに送信される（図１４のステップＳ１０１、図１５のＳ２０１）。
スタンバイ指令を受信した、排気装置１７、並びに、始動用原料供給ユニット１４は動作を開始する。すなわち、排気装置１７が動作し、チャンバ内が減圧雰囲気となる。また、モータ２０ｄが動作して、第１の放電電極（回転電極）２０ａ、第２の放電電極（回転電極）２０ｂが回転する。更に、始動用原料供給ユニット１４は、放電始動用原料の第２の放電電極２０ｂへの供給を開始する。以下、上記した動作状態を総称してスタンバイ状態と呼ぶ（図１４のステップＳ１０２、図１５のＳ２０２）。
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、露光装置の制御部２２にスタンバイ完了信号を送信する（図１４のステップＳ１０３、図１５のＳ２０３）。
スタンバイ完了信号を受信した露光装置の制御部２２より、ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、発光指令を受信する。なお、ＥＵＶ放射の強度を露光装置側がコントロールする場合、本発光指令には、ＥＵＶ放射の強度データも含まれる。（図１４のステップＳ１０４、図１５のＳ２０４）。
【０１０７】
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、充電制御信号を電力供給指令手段の充電器ＣＨ１に送信する。充電制御信号は、例えば、放電開始タイミングデータ信号等からなる。上記したように、露光装置の制御部２２からの発光指令にＥＵＶ放射の強度データが含まれる場合、ＰＦＮ回路部の各コンデンサＣの充電電圧データ信号も上記充電制御信号に含まれる。 例えば、予め、ＥＵＶ放射強度と各コンデンサＣへの充電電圧との関係が実験等により求められ、両者の相関を格納したテーブルが作成される。ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、このテーブルを記憶しており、露光装置の制御部２２から受信した発光指令に含まれるＥＵＶ放射の強度データに基づき、テーブルよりＰＦＮ回路部の各コンデンサＣの充電電圧データを呼び出す。そして呼び出した充電電圧データに基づき、ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、各コンデンサＣへの充電電圧データ信号を含む充電制御信号を電力供給手段１３の充電器ＣＨ１に送信する（図１４のステップＳ１０５、図１５のＳ２０５）。
充電器ＣＨ１は上記したように各コンデンサＣの充電を行う。（図１４のステップＳ１０６）。
【０１０８】
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号を出力するタイミングを基準として、レーザ源７へのトリガ信号の送出タイミングを計算する。上記タイミングは、予め記憶している時間データΔｔｄ、ｄ１に基づき決定する（図１４のステップＳ１０７、図１５のＳ２０６）。
なお、実際は、電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号が入力しスイッチＳＷ１がｏｎとなる時点Ｔｄを基準として、レーザビームＬ１が照射される時間ＴＬを設定することが望ましい。
本実施例では、電力供給手段１３のスイッチング手段に主トリガ信号を出力する時点Ｔｄ´から、当該主トリガ信号をパルス電力供給手段１３のスイッチング手段に入力してスイッチング手段１３がｏｎとなる時点Ｔｄまでの遅延時間ｄ１を予め求めておく。そして、電力供給手段のスイッチング手段13に主トリガ信号を出力した時点Ｔｄ´を上記遅延時間ｄ１で補正して、スイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄを求める。
【０１０９】
一方、トリガ信号が送出された時点ＴＬ´からレーザビームＬ１が照射されるまでの遅延時間ｄ２は、レーザ源７がＱスイッチ式Ｎｄ+ −ＹＡＧレーザの場合、ｎｓオーダーと無視できる程小さいので、ここでは考えない。
すなわち、電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号を出力した時点Ｔｄ´を基準として、レーザ源７へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ´を設定することにより、電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号が入力しスイッチＳＷ１がｏｎとなる時点Ｔｄを基準としたレーザビームＬ１が照射される時間ＴＬの設定が実現される。
【０１１０】
主トリガ信号を送信する時点を基準（時刻Ｔｄ´）とするとき、レーザ源７へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ´は以下のように求められる。
上記したように、レーザビームＬ１は放電始動手段（レーザトリガ手段）として機能させるので、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時間以降に照射される必要がある。レーザビームＬ１が照射されるタイミングＴＬは、パルス電力供給手段１３のスイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄを基準としたとき、
ＴＬ≧Ｔｄ＋Δｔｄ （６）
となる。よって、主トリガ信号を送信する時点Ｔｄ´を基準としたときのレーザ源の動作を制御するレーザ源へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ´は
ＴＬ´＋ｄ２≧（Ｔｄ´＋ｄ１）＋Δｔｄ （７）
となる。ここで、遅延時間ｄ２は無視できる程小さいので、トリガ信号の送出タイミングＴＬ´は
ＴＬ´≧Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ （８）
となる。
【０１１１】
本実施例では、ＴＬ´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ…（９）とする。
なお、電極間電圧が確実に閾値Ｖｐを越えた時点で、レーザビームＬ１が照射されるように、レーザビームが照射される時点を、Δｔｄより幾分遅延させてもよい。この遅延時間をαと定義し、式（９）を変形すると、
ＴＬ´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ＋α （１０）
となる。
【０１１２】
一方、レーザビームＬ１は低温プラズマガス供給手段としても機能する。すなわち、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点で、低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているように、レーザビームＬ１は高温プラズマ原料へ照射される必要がある。
【０１１３】
ここで閾値Ｉｐは、上記したように、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、ＰB ≫Ｐp （前記（４）式）となるように設定される。すなわち、自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値となる。
なお、上記閾値Ｉｐは、低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
レーザビームの照射時点ＴＬが放電開始時点Ｔ１となり、放電開始後、電極間を流れる電流の大きさが閾値Ｉｐに到達するまでの時間をΔｔｉとするとき、時点（Ｔ１＋Δｔｉ）において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は十分細くなっている。
【０１１４】
放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点で、低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているようにするためには、レーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間をΔｔｇとするとき、
Ｔ１＋Δｔｉ≦ＴＬ＋Δｔｇ （１１）
Ｔ１＝ＴＬなので、
Δｔｉ≦Δｔｇ （１２）
となるように、Δｔｇを設定しておく必要がある。すなわち、上式が成立するように、放電チャンネルと高温プラズマ原料８の位置、高温プラズマ原料８へのレーザビームの照射方向、レーザビームの照射エネルギーといったパラメータを予め適宜設定しておく。
本実施例では、理解を容易にするために
Δｔｉ＝Δｔｇ （１３）
となるように上記パラメータが適宜設定されているものとする。
【０１１５】
なお、放電電流の値が確実に閾値Ｉｐを越えた時点で、低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているように、放電開始から放電電流の値が閾値Ｉｐに到達する時点（Ｔ１＋ΔＴｉ）より、レーザビーム照射から低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達する時点を幾分遅延させるようにしてもよい。この遅延時間をβと定義し、式（１４）を変形すると、
Ｔ１＋Δｔｉ＋β＝ＴＬ＋Δｔｇ （１５）
Ｔ１＝ＴＬなので、
Δｔｉ＋β＝Δｔｇ （１６）
となる。すなわち、上式が成立するように、放電チャンネルと高温プラズマ原料８の位置、高温プラズマ原料８へのレーザビームの照射方向、レーザビームの照射エネルギーといったパラメータを予め適宜設定する。
【０１１６】
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、各コンデンサＣの充電が安定するまでの時間であるチャージャ充電安定時間ｔｓｔが経過した時点以降の時点Ｔｄ´を設定し、当該時点Ｔｄ´時点において、パルス電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に対して主トリガ信号を送信する（図１４のステップＳ１０８、図１５のＳ２０５、Ｓ２０７）。
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、ステップＳ１０９で設定した、時点Ｔｄ´を基準としたときのトリガ信号を送信するタイミングＴＬ´で、トリガ信号をレーザ源７へ送信する（図１４のステップＳ１０９、図１５のＳ２１０）。
ステップＳ１０８おいて主トリガ信号が送出され、当該主トリガ信号が電力供給手段１３のスイッチＳＷに入力されてから遅延時間ｄ１経過すると、スイッチＳＷ１（例えば、ＩＧＢＴ）がｏｎとなる（図１５のＳ２０７、Ｓ２０８）。
スイッチＳＷ１がｏｎとなると、第１の放電電極２０ａ、第２の放電電極２０ｂ間の電圧が立ち上がり、時間Δｔｄ後に、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達する。上記したように、この閾値Ｖｐは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ｉｐ以上となる場合の電圧値である（図１５のＳ２０８、Ｓ２０９）。
【０１１７】
上記したように、ステップＳ１０７において、（９）式に基づくタイミングＴＬ´で、トリガ信号がレーザ源７へ送出される。その結果、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時点（Ｔｄ＋Δｔｄ）以降の時点ＴＬにおいてレーザビームＬ１が第２の電極２０ｂに供給された始動用原料８”ならびに高温プラズマ材料８に照射される（図１５のＳ２１０、Ｓ２１１）。
レーザビームが第２の電極２０ｂに供給された始動用原料８”に照射されると、放電、並びに、始動用原料ガスのプラズマが発生し、電極２０ａ，２０ｂ間を流れる放電電流の増大に伴い細い放電チャンネルが形成される。上記したように、トリガ信号送出時点ＴＬ´、レーザビーム放出時点ＴＬ、放電発生時点Ｔ１は、ほぼ同一時点と見なすことができる。また、実際上、レーザビームＬ１が始動用原料８”に照射される時点、レーザビームＬ１が高温プラズマ原料８に照射される時点も、時点ＴＬ´、ＴＬ、Ｔ１とほぼ同一時点と見なすことができる。
放電開始後、Δｔｉ経過した時点で、放電電流の大きさが上記した閾値Ｉｐに達する（図１５のＳ２１１、Ｓ２１２）。
【０１１８】
一方、レーザビームＬ１が始動用原料８”に照射されるのとほぼ同時に、レーザビームは高温プラズマ原料８に照射される。レーザビームが照射された高温プラズマ原料８からは、高速噴射用ノズル９ｂを介して、低温プラズマガスの指向性のよい定常流が細い放電チャンネルに対して噴出する。低温ガスの少なくとも一部は、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点（Ｔ１＋Δｔｉ）以降において、細い放電チャンネルに到達する（図１５のＳ２１２、Ｓ２１３）。
なお、上記したように、放電開始後、電極間を流れる電流の大きさが閾値Ｉｐに到達するまでの時間をΔｔｉと、レーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間Δｔｇは等しくなるように設定されている。
【０１１９】
時点（Ｔ１＋Δｔｉ＝Ｔ１＋Δｔｇ）から時間τheat後に、低温プラズマガスの電子温度は２０〜３０ｅＶに到達して高温プラズマとなり、当該高温プラズマからのＥＵＶ放射が開始される。（図１４のステップＳ１１０、図１５のＳ２１１）。
細い放電チャンネルには低温プラズマガスが連続的に供給されているので、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。よって、細い放電チャンネルの径は、細くなったり広くなったり脈動状の挙動を示すが相対的に細い状態に保たれる。すなわち、低温プラズマのピンチが繰り返し行われ、ＥＵＶ放射が継続する。
【０１２０】
ここで、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式では、ＥＵＶ放射が維持する時間は、例えば、２００ｎｓ以下であるので、電流値がＩｐ以上である放電チャンネルが継続する時間が、細い放電チャンネルに低温プラズマガスの一部が到達する時点（Ｔ１＋Δｔｉ＝ＴＬ＋Δｔｇ）から（２００ｎｓ＋τheat）以上継続するように、パルス電力供給手段および一対の電極（第１の電極２０ａおよび第２の電極２０ｂ）からなる放電回路を設定することにより、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式と比較してＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することが可能となる。
高温プラズマから放射されたＥＵＶ放射は、ホイルトラップ１６を通過して集光空間に配置された斜入射型のＥＵＶ集光鏡４により集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
【０１２１】
本実施例のＥＵＶ発生方法においては、上記したように、予め放電領域に生成したに細い放電チャンネルに低温プラズマガスの定常流を選択的に供給しているので、従来と比較してパルス幅が長く、また、比較的電流値の小さい電流を放電領域に流してもＥＵＶ放射が可能となる。
ＥＵＶ放射は、ある程度細い放電チャンネルが持続する間継続するので、放電電流パルスが従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式より長くなるように放電回路を構成して放電電流パルスをロングパルス化することにより、細い放電チャンネルの持続時間を従来と比較して長くすることが可能となり、その結果ＥＵＶ放射のロングパルス化が実現される。
【０１２２】
また、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点以降に低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するように設定することにより、低温プラズマガスのピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。このような繰り返しは、放電電流が継続している間持続する。本実施例では、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能であり、連続的なピンチ効果を長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる（マルチピンチ方式）。
なお、放電電流に閾値をＩｐ２に設定すると、低温プラズマガスは、膨張してイオン密度が減少しない程度に維持された状態で加熱されて高温プラズマとなる。このような低温プラズマガスのイオン濃度を維持しながら加熱は、放電電流が継続している間持続する。 本実施例では、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能であり、低温プラズマの加熱を持続してＥＵＶ放射に必要なプラズマの温度および密度を長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる（非ピンチ方式）。
【０１２３】
本実施例では、比較的電流値の小さい電流を放電領域に流すことができるので、電極に与える熱負荷を従来と比較して小さくすることが可能となり、デブリの発生を抑制することが可能となる。
また、従来のロングパルス化技術のように、高温プラズマのピンチ状態を維持するようにプラズマ電流波形を制御する必要がないので、放電空間に大電流を流し、かつ、ピンチ効果を維持するために放電電流の波形を変化させる必要がない。よって、高精度な電流制御を必要としない。
特に本実施例においては、レーザビームを放電始動手段（レーザトリガ手段）ならびに低温プラズマガス供給手段の構成要素として兼用している。そのため、別途、放電始動手段を構成する必要がなく、装置をコンパクトに構成することが可能となる。
【０１２４】
（２）実施例２
実施例１においては、放電の始動は高温プラズマ原料の気化用のレーザビームの一部を第２の放電電極の始動用原料へ照射することにより行っている。放電開始後、始動用原料から細い放電チャンネルが形成される。その後、放電電流の値が所定の閾値に到達した時点以降に低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するように設定することにより、比較的細い放電チャンネルの径がある範囲内に維持されて、マルチピンチ方式によるＥＵＶ放射や非ピンチ方式によるＥＵＶ放射が行われる。
ここで、始動用原料から放出されるガスの量は微量であり、始動用原料から形成された放電チャンネルは、真空アーク放電の放電チャンネルである。このような放電チャンネルに低温プラズマガスが選択的に供給されると、真空アーク放電はガス放電へと移行する。すなわち、ＥＵＶ放射時の放電チャンネルはガス放電の放電チャンネルである。
【０１２５】
ここで、放電始動時の真空アーク放電は、第２の放電電極における始動用原料のレーザビーム照射位置の近傍に形成されるものの位置の安定性に乏しい。ＥＵＶ放射を繰り返し発生させるマルチピンチ方式の場合、レーザビームの始動用原料への照射位置を一定に保持したとしても、真空アーク放電が発生する位置、すなわち、真空アーク放電の放電チャンネルの位置は、ＥＵＶ放射毎にばらつく。
真空アーク放電の放電チャンネルの位置がばらつくと、結果的には、ＥＵＶ放射時のガス放電の放電チャンネルの位置も安定しないことになる。そのため、ＥＵＶ放射の安定性が乏しくなる。
【０１２６】
実施例２に示すＥＵＶ発生方式は、このような課題を改善するものである。
具体的には、図１６に示すように、上記したような放電始動手段（レーザトリガ手段）による放電開始直後に、レーザトリガ手段に使用された第１のレーザビームＬ１とは異なる第２のレーザビームＬ２を、放電領域の所定の位置に集光する。上記所定の位置とは、例えば、第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂとの間の空間において、第１のレーザビームＬ１の一部が始動用原料８”に照射される位置の近傍の位置である。
ここで、第２のレーザビームＬ２の焦点近傍では、電子放出により導電率が増加している。よって、放電チャンネルＣＨの位置は、レーザ焦点を設定した位置に画定される。すなわち、真空アーク放電の位置は、第２のレーザビームＬ２により画定される。そのため、実施例１に示すＥＵＶ放射方式を採用したＥＵＶ光源装置と比較すると、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上する。
【０１２７】
図１７に、本発明のＥＵＶ発生方法を採用したＥＵＶ光源装置の実施例２の構成例を示す。
図１７は上記ＥＵＶ光源装置の概略構成図であり、ＥＵＶ放射は同図右側から取り出される。
図１７に示すＥＵＶ光源装置は、実施例１のＥＵＶ発生方法を採用した、図１２に示すＥＵＶ光源装置に、真空アーク時の放電チャンネル位置を画定する第２のレーザビームＬ２を放出する第２レーザ源１５、ハーフミラー７ｃを追加したものである。
すなわち、第２のレーザビームＬ２の放射手段以外の構成要素は実施例１のものと同等であるので、ここでは、第２のレーザビームＬ２の放射手段についてのみ説明する。
なお、実施例１において示した高温プラズマ原料８を照射するレーザビームＬ１は、実施例２に示す真空アーク時の放電チャンネル位置を画定する第２レーザビームＬ２とは相違する。よって、理解を容易にするために、実施例２においては高温プラズマ原料８を気化させるために照射するレーザビームを第１のレーザビームＬ１と称することにする。
【０１２８】
上記したように、第１のレーザビームＬ１は、放電始動手段（レーザトリガ手段）ならびに低温プラズマガス供給手段の構成要素として兼用される。第１レーザ源７から放出される第１のレーザビームＬ１は、ハーフミラー７ｃで折り返され、集光手段７ａ、チャンバ１に設けられた入射窓部７ｂを介して、高温プラズマ原料８に入射される。ここで、第１のレーザビームＬ１は、当該第１のレーザビームＬ１の一部が第２の放電電極２ｂに供給された始動用原料８”を照射し、第１のレーザビームＬ１の残りが高温プラズマ原料８に照射されるようにアライメントされる。
真空アーク時の放電チャンネル位置を画定する第２レーザビームＬ２は第２のレーザ源１５から放出される。第２のレーザビームＬ２の波長は、上記したハーフミラー７ｃを透過する波長域に設定される。すなわち、第２レーザ源１５から放出される第２のレーザビームＬ２は、ハーフミラー７ｃを透過し、集光手段７ａ、チャンバ１に設けられた入射窓部７ｂを介して、放電空間の所定の位置に集光される。
【０１２９】
略４５度に傾けて配置したハーフミラー７ｃに対し、波長をハーフミラーの反射波長に設定した第１のレーザビームＬ１を反射させる。そして、波長をハーフミラー７ｃの透過波長に設定した第２のレーザビームＬ２のハーフミラー７ｃへの入射方向を、第１のレーザビームＬ１の反射方向とほぼ同じ方向にすることにより、チャンバ１に設ける入射窓部７ｂを１つにすることが可能となる。
第１のレーザビームＬ１を放出する第１のレーザ源７、第２のレーザビームを放出する第２のレーザ源１５としては、例えば、Ｑスイッチ式ＮＤ+ −ＹＡＧレーザ装置が用いられる。第１のレーザビームＬ１の波長、第２のレーザビームＬ２の波長のいずれか一方は、例えば、波長変換素子により波長変換される。
【０１３０】
以下、図１８、図１９を用いて、上記したＥＵＶ光源装置の動作について説明する。例として、マルチピンチ方式を例に取る。
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、時間データΔｔｄ、ΔｔＬを記憶している。
Δｔｄは、パルス電力供給手段１３のスイッチング手段であるＳＷ１にトリガ信号が入力した時点（時刻Ｔｄ）から、スイッチング手段がｏｎ状態とって電極間電圧が閾値Ｖｐに到達するまでの時間である。一方、ΔｔＬは、第１のレーザビームが照射される時点から第２のレーザビームが照射されるまでの遅延時間である。
【０１３１】
一般に、放電電極に印加される電圧Ｖが大きいと、放電電極間の電圧波形の立ち上がりは速くなる。よって、上記したΔｔｄは、放電電極に印加される電圧Ｖに依存することになる。ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、予め実験等で求めた電圧Ｖと時間Δｔｄとの関係をテーブルとして記憶している。
更に、制御部２１は、パルス電力供給手段１３のスイッチング手段であるスイッチＳＷ１に主トリガ信号が出力される時点からスイッチング手段がｏｎとなる時点までの遅延時間ｄ１を記憶している。
【０１３２】
まず、ＥＵＶ光源装置の制御部２１からのスタンバイ指令が、排気装置１７、始動用原料供給ユニット１４、モータ２０ｄに送信される（図１８のステップＳ３０１、図１９のＳ４０１）。
スタンバイ指令を受信した、排気装置１７、並びに、始動用原料供給ユニット１４は動作を開始する。すなわち、排気装置１７が動作し、チャンバ１内が減圧雰囲気となる。また、モータ２０ｄが動作して、第１の放電電極（回転電極）２０ａ、第２の放電電極（回転電極）２０ｂが回転する。更に、始動用原料供給ユニット１４は、放電始動用原料８”の第２の放電電極２０ｂへの供給を開始する。以下、上記した動作状態を総称してスタンバイ状態と呼ぶ（図１８のステップＳ３０２、図１９のＳ４０２）。
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、露光装置の制御部２２にスタンバイ完了信号を送信する（図１８のステップＳ３０３、図１９のＳ４０３）。
スタンバイ完了信号を受信した露光装置の制御部２２より、ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、発光指令を受信する。なお、ＥＵＶ放射の強度を露光装置側がコントロールする場合、本発光指令には、ＥＵＶ放射の強度データも含まれる。（図１８のステップＳ３０４、図１９のＳ４０４）。
【０１３３】
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、充電制御信号を電力供給手段１３の充電器ＣＨ１に送信する。充電制御信号は、例えば、放電開始タイミングデータ信号等からなる。上記したように、露光装置の制御部２２からの発光指令にＥＵＶ放射の強度データが含まれる場合、ＰＦＮ回路部の各コンデンサＣの充電電圧データ信号も上記充電制御信号に含まれる。 例えば、予め、ＥＵＶ放射強度と各コンデンサＣへの充電電圧との関係が実験等により求められ、両者の相関を格納したテーブルが作成される。ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、このテーブルを記憶しており、露光装置の制御部２２から受信した発光指令に含まれるＥＵＶ放射の強度データに基づき、テーブルよりＰＦＮ回路部の各コンデンサＣの充電電圧データを呼び出す。そして呼び出した充電電圧データに基づき、ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、各コンデンサＣへの充電電圧データ信号を含む充電制御信号を電力供給手段１３の充電器ＣＨ１に送信する（図１８のステップＳ３０５、図１９のＳ４０５）。
充電器ＣＨ１は上記したように各コンデンサＣの充電を行う。（図１８のステップＳ３０６）。
【０１３４】
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号を出力するタイミングを基準として、第１レーザ源７への第１トリガ信号の送出タイミングを計算する。上記タイミングは、予め記憶している時間データΔｔｄ、ｄ１に基づき決定する。また、ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、算出した第１トリガ信号の送出タイミングと、予め記憶している時間データΔｔＬに基づき、第２レーザ源１５への第２トリガ信号の送出タイミングを計算する（図１８のステップＳ３０７、図１９のＳ４０６）。
なお、実際は、パルス電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号が入力しスイッチＳＷ１がｏｎとなる時点Ｔｄを基準として、第１のレーザビームＬ１が照射される時間ＴＬ１を設定することが望ましい。
本実施例では、パルス電力供給手段１３のスイッチング手段に主トリガ信号を出力する時点Ｔｄ´から、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段１３のスイッチング手段に入力されスイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄまでの遅延時間ｄ１を予め求めておく。そして、上記電力供給手段１３のスイッチング手段に主トリガ信号を出力した時点Ｔｄ´を上記遅延時間ｄ１で補正して、スイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄを求める。
【０１３５】
一方、第１トリガ信号が送出された時点ＴＬ１´から第１のレーザビームが照射されるまでの遅延時間ｄ２は、第１のレーザ源がＱスイッチ式Ｎｄ+ −ＹＡＧレーザの場合、ｎｓオーダーと無視できる程小さいので、ここでは考えない。
すなわち、電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号を出力した時点Ｔｄ´を基準として、第１レーザ源７へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ１´を設定することにより、電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に主トリガ信号が入力しスイッチＳＷ１がｏｎとなる時点Ｔｄを基準とした第１のレーザビームが照射される時間ＴＬ１の設定が実現される。
【０１３６】
主トリガ信号を送信する時点を基準（時刻Ｔｄ´）とするとき、レーザ源７へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ１´は以下のように求められる。
上記したように、第１のレーザビームＬ１は放電始動手段（レーザトリガ手段）として機能させるので、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時間以降に照射される必要がある。第１のレーザビームＬ１が照射されるタイミングＴＬ１は、パルス電力供給手段１３のスイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄを基準としたとき、ＴＬ１≧Ｔｄ＋Δｔｄ…（１７）となる。
よって、主トリガ信号を送信する時点Ｔｄ´を基準としたときの第１レーザ源７の動作を制御する第１レーザ源７への第１トリガ信号の送出タイミングＴＬ１´は、ＴＬ１´＋ｄ２≧（Ｔｄ´＋ｄ１）＋Δｔｄ…（１８）となる。
ここで、遅延時間ｄ２は無視できる程小さいので、第１トリガ信号の送出タイミングＴＬ´は、ＴＬ１´≧Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ…（１９）となる。
本実施例では、ＴＬ１´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ…（２０）とする。
なお、電極間電圧が確実に閾値Ｖｐを越えた時点で、第１のレーザビームが照射されるように、第１のレーザビームが照射される時点を、Δｔｄより幾分遅延させてもよい。この遅延時間をαと定義し、式（１９）を変形すると、
ＴＬ１´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ＋α…（２１）となる。
【０１３７】
一方、本実施例では、真空アーク放電の放電チャンネルの位置を画定させるために、第２のレーザビームＬ２を放電領域の所定の位置に集光する。上記所定の位置とは、例えば、第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂとの間の空間において、第１のレーザビームＬ１の一部が始動用原料８”に照射される位置の近傍の位置である。
ここで、第２のレーザビームＬ２は、真空アーク放電の放電チャンネルの位置を画定させるものであるため、第２のレーザビームＬ２の照射タイミングＴＬ２は、放電開始後に設定する必要がある。一方、放電が開始して電流が増加し、ある程度放電チャンネルが確立してしまったあとに第２のレーザビームを照射しても、放電チャンネルの位置を画定することは困難となる。すなわち、第２のレーザビームは、放電開始後であって、放電チャンネルが確立する前の時点ＴＬ２で上記所定の位置に照射する必要がある。
【０１３８】
ここで、実際上、第１のレーザビームＬ１の放出時点ＴＬ１は、第１のレーザビームＬ１が第２の電極２０ｂの始動用原料８”に照射されて放電発生する放電発生時点Ｔ１とほぼ同一時点と見なすことができる。上記したように、第１トリガ信号が送出された時点ＴＬ１´から第１のレーザビームＬ１が照射されるまでの遅延時間ｄ２は無視できる程小さいので、結局、第１トリガ信号送出時点ＴＬ１´、第１レーザビーム放出時点ＴＬ１、放電発生時点Ｔ１は、ほぼ同一時点と見なすことができる。
よって、第２のレーザビームＬ２の放出時点ＴＬ２は、第１トリガ信号送出時点ＴＬ１´を基準として設定される。
ここで、第２トリガ信号が送出された時点ＴＬ２´から第２のレーザビームＬ２が照射されるまでの遅延時間ｄ３は、第２のレーザ源がＱスイッチ式Ｎｄ+ −ＹＡＧレーザの場合、ｎｓオーダーと無視できる程小さいので、ここでは考えない。すなわち、第１トリガ信号送出時点ＴＬ１´を基準として、第２トリガ信号送出時点ＴＬ２´を適宜設定することにより、レーザビームの放出時点ＴＬ２を設定することが可能となる。
【０１３９】
上記したように、ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、第１のレーザビームＬ１が照射される時点から第２のレーザビームＬ２が照射されるまでの遅延時間ΔｔＬを記憶している。よって、第２トリガ信号送出時点ＴＬ２´は、以下の式で求められる。
ＴＬ２´＝ＴＬ１´＋ΔｔＬ （２２）
ここで、式（２２）に式（２０）を代入することにより、第２トリガ信号送出タイミングＴＬ２´を、主トリガ信号を送信する時点Ｔｄ´を基準として求めることができる。
ＴＬ２´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ＋ΔｔＬ （２３）
なお、電極間電圧が確実に閾値Ｖｐを越えた時点で、第１のレーザビームＬ１が照射されるように設定した場合は、第２トリガ信号送出タイミングは、式（２２）に式（２１）を代入することにより、主トリガ信号を送信する時点Ｔｄ´を基準として求められる。
ＴＬ２´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ＋ΔｔＬ＋α （２４）
【０１４０】
第２トリガ信号の送出タイミングＴＬ２´を上記のように設定することにより、第２のレーザビームは、放電開始後であって、放電チャンネルが確立する前の時点ＴＬ２で、上記所定の位置に集光される。放電チャンネルの位置は、レーザ焦点を設定した位置に画定される。すなわち、真空アーク放電の位置は、第２のレーザビームにより画定される。
【０１４１】
ところで、第１のレーザビームＬ１は低温プラズマガス供給手段としても機能する。すなわち、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点で、低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているように、第１のレーザビームは高温プラズマ原料へ照射される必要がある。
【０１４２】
ここで閾値Ｉｐは、上記したように、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、ＰB ≫Ｐp （前記（４）式）となるように設定される。すなわち、自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値となる。
なお、上記閾値Ｉｐは、低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
第１のレーザビームの照射時点ＴＬ１が放電開始時点Ｔ１となり、放電開始後、電極間を流れる電流の大きさが閾値Ｉｐに到達するまでの時間をΔｔｉとするとき、時点（Ｔ１＋Δｔｉ）において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は十分細くなっている。
【０１４３】
放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点で、低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているようにするためには、第１のレーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間をΔｔｇとするとき、
Ｔ１＋Δｔｉ≦ＴＬ１＋Δｔｇ （２５）
Ｔ１＝ＴＬ１なので、
Δｔｉ≦Δｔｇ （２６）
となるように、Δｔｇを設定しておく必要がある。すなわち、上式が成立するように、放電チャンネルと高温プラズマ原料の位置、高温プラズマ原料への第１のレーザビームの照射方向、第１のレーザビームの照射エネルギーといったパラメータを予め適宜設定しておく。
本実施例では、理解を容易にするために
Δｔｉ＝Δｔｇ （２７）
となるように上記パラメータが適宜設定されているものとする。
【０１４４】
なお、放電電流の値が確実に閾値Ｉｐを越えた時点で、低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているように、放電開始から放電電流の値が閾値Ｉｐに到達する時点（Ｔ１＋ΔＴｉ）より、第１のレーザビーム照射から低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達する時点を幾分遅延させるようにしてもよい。この遅延時間をβと定義し、式（２２）を変形すると、
Ｔ１＋Δｔｉ＋β＝ＴＬ１＋Δｔｇ （２８）
Ｔ１＝ＴＬ１なので、
Δｔｉ＋β＝Δｔｇ （２９）
となる。すなわち、上式が成立するように、放電チャンネルと高温プラズマ原料の位置、高温プラズマ原料へのレーザビームの照射方向、レーザビームの照射エネルギーといったパラメータを予め適宜設定する。
【０１４５】
ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、各コンデンサＣの充電が安定するまでの時間であるチャージャ充電安定時間ｔｓｔが経過した時点以降の時点Ｔｄ´を設定し、当該時点Ｔｄ´時点において、高圧発生手段のスイッチＳＷ１に対して主トリガ信号を送信する（図１８のステップＳ３０８、図１９のＳ４０５、Ｓ４０７）。
ついで、ＥＵＶ光源装置の制御部２１は、ステップＳ３０７で設定した、時点Ｔｄ´を基準としたときの第１トリガ信号を送信するタイミングＴＬ１´で、第１トリガ信号をレーザ源へ送信する。また、時点Ｔｄ´を基準としたときの第２トリガ信号を送信するタイミングＴＬ２´で、第２トリガ信号を第２のレーザ源１５へ送信する。（図１８のステップＳ３０９、図１９のＳ４１０、Ｓ４１２）。
【０１４６】
ステップＳ３０８おいて主トリガ信号が送出され、当該主トリガ信号が電力供給手段１３のスイッチＳＷ１に入力されてから遅延時間ｄ１経過すると、スイッチＳＷ１（例えば、ＩＧＢＴ）がｏｎとなる（図１９のＳ４０７、Ｓ４０８）。
スイッチＳＷ１がｏｎとなると、第１の回転電極２０ａ、第２の回転電極２０ｂ間の電圧が立ち上がり、時間Δｔｄ後に、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達する。上記したように、この閾値Ｖｐは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ｉｐ以上となる場合の電圧値である（図１９のＳ４０８、Ｓ４０９）。
上記したように、ステップＳ３０９において、（２０）式に基づくタイミングＴＬ１´で、第１トリガ信号が第１レーザ源へ送出される。その結果、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時点（Ｔｄ＋Δｔｄ）以降の時点ＴＬ１において、第１のレーザビームが第２の電極に供給された始動用原料８”ならびに高温プラズマ材料８に照射される（図１９のＳ４１０、Ｓ４１１）。
【０１４７】
第１のレーザビームＬ１が第２の電極２０ｂに供給された始動用原料８”に照射されると、放電、並びに、始動用原料ガスのプラズマが発生し、電極間を流れる放電電流の増大に伴い細い放電チャンネルが形成される。
上記したように、第１トリガ信号送出時点ＴＬ１´、第１レーザビーム放出時点ＴＬ１、放電発生時点Ｔ１は、ほぼ同一時点と見なすことができる。また、実際上、第１のレーザビームＬ１が始動用原料８”に照射される時点、第１のレーザビームＬ１が高温プラズマ原料８に照射される時点も、時点ＴＬ´、ＴＬ、Ｔ１とほぼ同一時点と見なすことができる。
また、上記したように、ステップＳ３０９において、（２３）式に基づくタイミングＴＬ２´で、第２トリガ信号が第２レーザ源１５へ送出される。その結果、放電開始時点Ｔ１後であって、放電チャンネルが確立する前の時点ＴＬ２で上記所定の位置に第２のレーザビームＬ２が集光される。放電チャンネルの位置は、レーザ焦点を設定した位置に画定される。すなわち、真空アーク放電の位置は、第２のレーザビームＬ２により画定される（図１９のＳ４１２、Ｓ４１３）。
放電開始後、Δｔｉ経過した時点で、放電電流の大きさが上記した閾値Ｉｐに達する（図１９のＳ４１１、Ｓ４１４）。
【０１４８】
一方、第１のレーザビームＬ１が始動用原料８”に照射されるのとほぼ同時に、第１のレーザビームＬ１は高温プラズマ原料８に照射される。第１のレーザビームＬ１が照射された高温プラズマ原料８からは、高速噴射用ノズルを介して、低温プラズマガスの指向性のよい定常流が細い放電チャンネルに対して噴出する。低温ガスの少なくとも一部は、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点（Ｔ１＋Δｔｉ）以降において、細い放電チャンネルに到達する（図１９のＳ４１４、Ｓ４１５）。
なお、上記したように、放電開始後、電極間を流れる電流の大きさが閾値Ｉｐに到達するまでの時間をΔｔｉと、レーザビームＬ１が高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間Δｔｇは等しくなるように設定されている。
【０１４９】
時点（Ｔ１＋Δｔｉ＝Ｔ１＋Δｔｇ）から時間τheat後に、低温プラズマガスの電子温度は２０〜３０ｅＶに到達して高温プラズマとなり、当該高温プラズマからのＥＵＶ放射が開始される。（図１８のステップＳ３１０、図１９のＳ４１６）。
細い放電チャンネルには低温プラズマガスが連続的に供給されているので、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。よって、細い放電チャンネルの径は、細くなったり広くなったり脈動状の挙動を示すが相対的に細い状態に保たれる。すなわち、低温プラズマのピンチが繰り返し行われ、ＥＵＶ放射が継続する。
【０１５０】
ここで、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式では、ＥＵＶ放射が維持する時間は、例えば、２００ｎｓ以下であるので、電流値がＩｐ以上である放電チャンネルが継続する時間が、細い放電チャンネルに低温プラズマガスの一部が到達する時点（Ｔ１＋Δｔｉ＝ＴＬ＋Δｔｇ）から（２００ｎｓ＋τheat）以上継続するように、パルス電力供給手段および一対の電極（第１の電極および第２の電極）からなる放電回路を設定することにより、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式と比較してＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することが可能となる。
高温プラズマから放射されたＥＵＶ放射は、ホイルトラップ１６を通過して集光空間に配置された斜入射型のＥＵＶ集光鏡４により集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部５より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
【０１５１】
本実施例のＥＵＶ発生方法においては、実施例１のＥＵＶ発生方法と同様、マルチピンチ方式、非ピンチ方式により、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる。
また、電極に与える熱負荷を従来と比較して小さくすることが可能となり、デブリの発生を抑制することが可能となる。さらに、従来のロングパルス化技術のように、放電空間に大電流を流し、かつ、ピンチ効果を維持するために放電電流の波形を変化させる必要がない。すなわち、高精度な電流制御を必要としない。
特に本実施例においては、第１のレーザビームＬ１とは異なる第２のレーザビームＬ２を、放電領域の所定の位置に集光する。上記所定の位置とは、例えば、第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂとの間の空間において、第１のレーザビームＬ１の一部が始動用原料８”に照射される位置の近傍の位置である。
これにより、真空アークの放電チャンネルの位置を、レーザ焦点を設定した位置に画定することができる。すなわち、真空アーク放電の位置を、第２のレーザビームＬ２により画定することにより、実施例１に示すＥＵＶ放射方式を採用したＥＵＶ光源装置と比較して、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上させることができる。
【０１５２】
なお、ガス放電の放電チャンネル位置を画定する第２のレーザビームＬ２のパルス幅は、ある程度短パルスであることが望ましい。第２のレーザビームＬ２のパルス幅が短パルスであると、第２のレーザビームのピークパワーが大きくなる。すなわち、第２のレーザビームＬ２が集光される領域のイオンのドリフトが小さくなり、かつ、電離度が大きくなる。よって、放電チャンネルの径はより細くなり、しかも放電チャンネルの境界が明確となる。上記パルス幅は、例えば、１ｎｓ以下が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明において高温プラズマ原料がＥＵＶ放射の条件を満足する条件に達するまでの経路を説明する図である。
【図２】本発明のロングパルス化（マルチピンチ方式）方法を説明する図である。
【図３】本発明のロングパルス化（非ピンチ方式）方法を説明する図である。
【図４】本発明に基づくＥＵＶ光源装置の基本構成例を示す図である。
【図５】本発明におけるＥＵＶ生成方式を説明するタイムチャートである。
【図６】本発明における整流機構の例を示す図（１）である。
【図７】本発明における整流機構の例を示す図（２）である。
【図８】本発明における整流機構の例を示す図（３）である。
【図９】本発明における整流機構の例を示す図（４）である。
【図１０】電極位置、高温プラズマ原料位置、エネルギービーム（レーザビーム）照射位置の位置関係を示す図（１）である。
【図１１】電極位置、高温プラズマ原料位置、エネルギービーム（レーザビーム）照射位置の位置関係を示す図（２）である。
【図１２】本発明の極端紫外光（ＥＵＶ）発生方法を採用したＥＵＶ光源装置の実施例１の構成例を示す図である。
【図１３】電力供給手段の等価回路の構成例を示す図である。
【図１４】実施例１の動作を示すフローチャートである。
【図１５】実施例１の動作を示すタイムチャートである。
【図１６】本発明の実施例２を説明する図である。
【図１７】本発明の極端紫外光（ＥＵＶ）発生方法を採用したＥＵＶ光源装置の実施例２の構成例を示す図である。
【図１８】実施例２の動作を示すフローチャートである。
【図１９】実施例２の動作を示すタイムチャートである。
【図２０】高温プラズマ原料がＥＵＶ放射の条件を満足する条件に達するまでの経路を説明する図である。
【図２１】従来のＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置におけるプラズマ電流Ｉ、プラズマ柱の半径ｒ、ＥＵＶ放射出力の関係を示す図である。
【図２２】従来のＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置においてロングパルス化した場合のプラズマ電流Ｉ、プラズマ柱の半径ｒ、ＥＵＶ放射出力の関係を示す図である。
【図２３】ＥＵＶ放射のロングパルス化方法を実現するための従来のＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の構成例
【符号の説明】
【０１５４】
１ チャンバ
２ａ 第１の電極
２ｂ 第２の電極
４ ＥＵＶ集光鏡
５ ＥＵＶ光取出口
７ 第１のレーザ源
８ 高温プラズマ原料
８” 低温プラズマガス
９ａ 管状ノズル
９ｂ 高速噴射ノズル
１３ パルス電力供給手段
１４ 始動用原料供給ユニット
１５ 第２のレーザ源
１６ ホイルトラップ
１７ 排気装置
２０ａ 第１の放電電極
２０ｂ 第２の放電電極
２０ｃ 絶縁材
２０ｄ モータ
２０ｅ 回転シャフト
２０ｆ 第２の摺動子
２０ｇ 第１の摺動子
２０ｈ メカニカルシール
２１ 制御部
２２ 露光機の制御部
Ｌ１，Ｌ２ レーザビーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電領域外で、原料に原料気化用エネルギービームを照射して気化させ、該気化させた原料ガスに放電によってエネルギーを注入して高温プラズマを生成し、該高温プラズマから極端紫外光を発生させる方法において、
放電領域に放電経路を形成し、該形成された放電経路に、前記気化させた原料ガスを供給して、高温プラズマを生成する
ことを特徴とする極端紫外光発生方法。
【請求項２】
上記放電経路に放電経路固定用エネルギービームを照射し、該エネルギービームにより放電経路を固定する
ことを特徴とする請求項１に記載の極端紫外光発生方法。
【請求項３】
上記放電経路に供給される原料ガスのイオン密度は、極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しく、
放電により、上記原料ガスを極端紫外光放射条件を満たす温度まで加熱し、連続的に２００ｎｓ以上の極端紫外光を発生させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の極端紫外光発生方法。
【請求項４】
上記放電は、電極間に電流パルスを供給することにより発生するものであって、該電流パルスが供給されている期間を含む、該電流パルスの幅より長い期間、上記原料ガスを上記放電経路に供給する
ことを特徴とする請求項１，２または請求項３に記載の極端紫外光発生方法。
【請求項５】
上記エネルギービームがレーザビームである
ことを特徴とする請求項１，２，３または請求項４に記載の極端紫外光発生方法。
【請求項６】
容器と、この容器内に設けられ、所定距離だけ離間した一対の電極と、該電極にパルス電力を供給するパルス電力供給手段と、
上記電極間に形成された放電経路に、極端紫外光を放射させるための気化された原料ガスを供給する原料供給手段と、
上記放電経路で生成される高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光光学手段と、
上記集光される極端紫外光を取り出す極端紫外光取出部とを有する極端紫外光光源装置であって、
上記パルス電力供給手段は、上記電極間に１μｓ以上のパルス電力を供給して放電経路を形成し、
上記原料供給手段は、
上記放電経路外の空間であって、気化された原料が放電経路に到達できる空間内に配置された原料にエネルギービームを照射して、該原料を気化させるエネルギービーム照射手段を備え、上記放電経路に、イオン密度が極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しい原料ガスを供給する
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項７】
第２のエネルギービーム照射手段を備え、
上記放電経路に、第２のエネルギービーム照射手段から放電経路固定用エネルギービームを照射して、該エネルギービームにより放電経路を固定する
ことを特徴とする請求項６に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項８】
始動用の原料を上記電極の近くに配置し、放電に先立って始動用の原料を上記放電が発生する領域に供給する
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項９】
上記エネルギービームがレーザビームである
ことを特徴とする請求項６，７または請求項８に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項１】
放電領域外で、原料に原料気化用エネルギービームを照射して気化させ、該気化させた原料ガスに放電によってエネルギーを注入して高温プラズマを生成し、該高温プラズマから極端紫外光を発生させる方法において、
放電領域に放電経路を形成し、該形成された放電経路に、前記気化させた原料ガスを供給して、高温プラズマを生成する
ことを特徴とする極端紫外光発生方法。
【請求項２】
上記放電経路に放電経路固定用エネルギービームを照射し、該エネルギービームにより放電経路を固定する
ことを特徴とする請求項１に記載の極端紫外光発生方法。
【請求項３】
上記放電経路に供給される原料ガスのイオン密度は、極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しく、
放電により、上記原料ガスを極端紫外光放射条件を満たす温度まで加熱し、連続的に２００ｎｓ以上の極端紫外光を発生させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の極端紫外光発生方法。
【請求項４】
上記放電は、電極間に電流パルスを供給することにより発生するものであって、該電流パルスが供給されている期間を含む、該電流パルスの幅より長い期間、上記原料ガスを上記放電経路に供給する
ことを特徴とする請求項１，２または請求項３に記載の極端紫外光発生方法。
【請求項５】
上記エネルギービームがレーザビームである
ことを特徴とする請求項１，２，３または請求項４に記載の極端紫外光発生方法。
【請求項６】
容器と、この容器内に設けられ、所定距離だけ離間した一対の電極と、該電極にパルス電力を供給するパルス電力供給手段と、
上記電極間に形成された放電経路に、極端紫外光を放射させるための気化された原料ガスを供給する原料供給手段と、
上記放電経路で生成される高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光光学手段と、
上記集光される極端紫外光を取り出す極端紫外光取出部とを有する極端紫外光光源装置であって、
上記パルス電力供給手段は、上記電極間に１μｓ以上のパルス電力を供給して放電経路を形成し、
上記原料供給手段は、
上記放電経路外の空間であって、気化された原料が放電経路に到達できる空間内に配置された原料にエネルギービームを照射して、該原料を気化させるエネルギービーム照射手段を備え、上記放電経路に、イオン密度が極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しい原料ガスを供給する
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項７】
第２のエネルギービーム照射手段を備え、
上記放電経路に、第２のエネルギービーム照射手段から放電経路固定用エネルギービームを照射して、該エネルギービームにより放電経路を固定する
ことを特徴とする請求項６に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項８】
始動用の原料を上記電極の近くに配置し、放電に先立って始動用の原料を上記放電が発生する領域に供給する
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項９】
上記エネルギービームがレーザビームである
ことを特徴とする請求項６，７または請求項８に記載の極端紫外光光源装置。
【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】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【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】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００９−８７８０７（Ｐ２００９−８７８０７Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５７４４２（Ｐ２００７−２５７４４２）
【出願日】平成１９年１０月１日（２００７．１０．１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「極端紫外線（ＥＵＶ）露光システムの基盤技術開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１日（２００７．１０．１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「極端紫外線（ＥＵＶ）露光システムの基盤技術開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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