JP2007200919A - 極端紫外光光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間集光点におけるＥＵＶ光の輝度分布が光軸対称性を有するようにし、ＥＵＶを利用した露光装置の光学系の設計を容易にすること。
【解決手段】第１の電極２ａに貫通孔２ｃを設け、第２の電極２ｂをこの貫通孔２ｃの一方の側に近接させて設ける。第２の電極２ｂは回転し、液体状または固体状の原料を、第１の電極２ａの貫通孔の中心軸上の貫通穴近傍に搬送する。そして、レーザ光を照射して原料を電離させ、第１の電極２ａと第２の電極２ｂ間に放電電圧を印加して放電電流を流し、電離した原料から上記貫通孔内に高密度高温プラズマを生成させてＥＵＶ光を発生させる。貫通孔２ｃの中心軸と、ＥＵＶ光を集光する集光鏡３の光軸を一致させ、貫通孔の中心軸と放電電流の流れる方向を一致させる。これにより、輝度分布が光軸対称性を有するＥＵＶ光を取り出すことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、極端紫外光を発生させる極端紫外光光源装置に関し、特に、電極を回転させながら極端紫外光を発生させる極端紫外光光源装置に関するものである。

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、露光用光線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。
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・励起により高密度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、高密度高温プラズマの生成方式により、ＬＰＰ（ＬａｓｅｒＰｒｏｄｕｃｅｄＰｌａｓｍａ：レーザ生成プラズマ）方式ＥＵＶ光源装置とＤＰＰ（ＤｉｓｃｈａｒｇｅＰｒｏｄｕｃｅｄＰｌａｓｍａ：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密度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密度高温プラズマからのＥＵＶ放射光を利用するものである。
上記した両方式の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、高密度高温プラズマ用原料として、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、高密度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。

波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放出する放射種を、ＥＵＶ光渡装置に供給する方法として、高密度高温プラズマ用原料を気体（ガス）の状態で供給する方法と、液体や固体の状態で供給する方法がある。
このうち、液体や固体の状態で供給する方法において、電極を回転移動させて、高密度高温プラズマ用原料を放電部に移動させるという装置が、非特許文献１や特許文献１において提案されている。

まず、非特許文献１に示された装置について説明する。図５は、該文献のＦｉｇ．２３を書き写して示したもので、ＥＵＶ光源装置の断面図である。
ＥＵＶ光源装置は、放電容器である容器１−１を有する。容器１−１は、同図右側がＥＵＶ光の出射する側である。容器１−１は、ＥＵＶ光出射側が、ＥＵＶ集光鏡３が設けられた容器１−２に取り付けられている。ＥＵＶ集光鏡３は、容器１から出射したＥＵＶ光を集光し、ＥＵＶ出射孔９から、図示しない露光装置に光を導く。なお、容器１−１，１−２内は、不図示の真空ポンプにより減圧されている。
容器１−１内には、円盤状の第１の放電電極２ａと、第２の放電電極２ｂが、絶縁材２ｃを挟むことにより間隔をあけ、両電極２ａ，２ｂの円の中心が一致するように、すなわち同心円状に重ね合わされて固定される。なお、第２の放電電極２ｂの直径は、第１の放電電極２ａの直径よりもやや大きい。

第１の主放電電極２ａと第２の主放電電極２ｂには、高電圧パルス発生部７が、スライド式の接合部材７ａを介して接続され、電力が供給される。第１の放電電極２ａと第２の放電電極２ｂの周辺部にはエッジが形成されており、両電極に電力が供給されると、この両エッジ間で放電が発生する。
放電が生じると電極は高温になるので、第１の放電電極２ａ、第２の放電電極２ｂ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２ｃ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。
第２の放電電極２ｂの中心には、回転軸４ａが取り付けられ、回転軸４ａに取り付けられたモータ４により、第１の放電電極２ａ、絶縁材２ｃ、第２の放電電極２ａは、一式で回転する。
容器１−１内のＥＵＶ光出射側の反対側には、ＥＵＶ発生種の原料を電極２ｂに供給する原料供給部６がある。
原料供給部６は、ＥＵＶ発生種の原料である固体状のＬｉまたはＳｎを、モータ４により回転している第２の放電電極２ｂの周辺部２ｄに供給する。

原料供給部６によりＬｉまたはＳｎが供給された電極部分は、回転してＥＵＶ光出射側に移動する。容器１−１のＥＵＶ光出射側には、レーザ照射器１１が設けられ、第２の放電電極２ｂの周辺部に供給されたＬｉまたはＳｎに対し、レーザ光を照射する。
上記したように、第２の放電電極２ｂは、第１の放電電極２ａよりも直径が大きいので、レーザ光は、第１の放電電極２ａ越しに第２の放電電極２ｂの周辺部に照射される。レーザ照射によりＬｉまたはＳｎは気化・電離する。
このような状態で、両電極２ａ，２ｂに電圧パルス発生部７からおよそ＋２０ｋＶ〜−２０ｋＶの高電圧パルス電圧が印加される。
両電極のエッジの間に放電が発生し、パルス状の大電流が流れる。その後、ピンチ効果によるジュール加熱によって、両電極間周辺部には気化・電離したＬｉまたはＳｎによる高密度高温プラズマ１２が発生し、このプラズマ１２から波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
放射されたＥＵＶ光は容器１−２に設けられたＥＵＶ集光鏡３により反射されて集光され、ＥＵＶ光出射孔９より図示を省略した露光機側光学系である照射部に出射される。

次に、特許文献１に示された装置について説明する。図６は、同公報Ｆｉｇ．１に示されるＥＵＶ光源装置の断面図を示したものである。
３４，３６は円盤状の電極であり、４６を回転軸として回転する。４７は、高密度高温プラズマ用原料である、加熱された液体状の金属であり、電極３４，３６の一部がその中に浸される。電極３４，３６の表面上に付着した液体状の金属４７は、電極３４，３６が回転することにより、あらかじめ設定されたギャップを有する放電部４５に運ばれ、レーザビーム４８により気化される。
電極３４，３６に、プラズマ用原料である液体状の金属４７を介して高電圧パルス発生部７から放電電圧が印加されることにより、放電部４５で放電が開始され、高密度高温プラズマが発生する。高密度高温プラズマから発生したＥＵＶ光は、デブリトラップ４９を介して、図面上側に取り出される。

図５、図６に示すように、放電電極を回転させると、次のような利点がある。
（１）常に新しいＥＵＶ発生種の原料である固体または液体状の高密度高温プラズマ用原料を電極の放電部に供給することができる。
（２）電極の、レーザを照射する位置、高密度高温プラズマが発生する位置（放電部の位置）が常に変化するので、電極の熱負荷が低減し、消耗を防ぐことができる。
"EUV sources using Xe and Sn discharge plasmas " J.Phys. D:Appl.Phys.37(2004)3254-3265 国際公開第２００５／０２５２８０号パンフレット 特開２００４−２１４６５６号公報

しかしながら、図５や図６に示されたような装置の構成では、次のような問題がある。 図７（ａ）（ｂ）に上記図５、図６に示す装置の電極の放電部の拡大図を示す。同図（ａ）は図５の装置の放電部の拡大図、同図（ｂ）は図６の装置の放電部の拡大図である。同図（ａ）（ｂ）から明らかなように、いずれの場合も、放電部の電極２ａ，２ｂ間に流れる電流の方向に対して、交わる方向（クロスする方向、横切る方向）からＥＵＶ光を取り出す装置構成になっている。
図８に、放電部で発生しピンチされた高密度高温プラズマの形状を模式的に示す。同図に示すように、電流の流れる方向をＺとすると、プラズマは、Ｚ軸の周りに発生する磁界によりピンチされ、Ｚ軸を中心とする半径Ｒの円柱状になる。
ＥＵＶ光は、この円柱状のプラズマ全体から放射される。この時、Ｚ軸に直交するｒ軸側から見たプラズマは長方形状になるので、ｒ軸側から取り出したＥＵＶ光の形状も、長方形状になり、光軸に対して輝度分布が対称性を有さない。
図５の装置や図６に示した装置（特許文献１のＦｉｇ．１の装置）、あるいは、特許文献１の他の実施例であるＦｉｇ．７やＦｉｇ．９に示される装置も、いずれも放電電流の流れるＺ軸に対して交わる方向（ｒ方向）から光を取り出す構成になっている。したがって取り出されたＥＵＶ光の形状は長方形であり、輝度分布は光軸対称ではない。

図９は、図８に示した円柱状のプラズマをＺ軸とｒ軸方向から見たイメージの違いを示す図である。
図９に示すように、プラズマから取り出されたＥＵＶ光は集光鏡３により集光される。この集光点のことを中間集光点という。
ここで、図９（ａ）に示すように、ｒ軸側から取り出した光軸対称性のないＥＵＶ光は、中間集光点に置いても光軸対称性がない。
ＥＵＶ光を用いる露光装置は、中間集光点に集光した光を利用するのだが、集光した光の輝度分布が光軸対称性を有さないと、露光装置内の光学系の設計が難しくなる。そのため、露光装置を製造する側は、中間集光点におけるＥＵＶ光が光軸対称性を有することを要求している。
本発明は上記事情に鑑みなされれたものであって、その目的は、電極を回転させ、固体状または液体状の高密度高温プラズマ用原料を放電部に供給する極端紫外光光源装置において、中間集光点におけるＥＵＶ光の輝度分布が光軸対称性を有するようにし、ＥＵＶを利用した露光装置の光学系の設計を容易にすることである。

図８から分かるように、Ｚ軸側から見たプラズマは円形状になるので、Ｚ軸側から取り出したＥＵＶ光の形状も円形状になり、光軸に対して輝度分布が対称性を有する。
したがって、図９（ｂ）に示すようにＺ軸側から取り出した光軸対称性を有するＥＵＶ光は、集光鏡３により集光しても光軸対称性を有する。
以上のことから、Ｚ軸側からＥＵＶ光を取り出せる構成にすれば光軸対称性を有するＥＵＶ光を得ることができる。
そこで、本発明においては、ＥＵＶ光源装置を次のように構成した。
（１）接地された第１の電極に貫通孔を設ける。また、回転機構が接続されて回転する放電電圧印加される第２の電極を、上記貫通孔の一方の側に近接させ設ける。
また、ＥＵＶ光を集光する集光鏡は、貫通孔のもう一方の側に、貫通孔の中心軸と、集光鏡の光軸が一致するように配置する。
そして、第１の電極は回転させずに、液体状または固体状のプラズマ原料が供給される第２の電極（放電電圧印加電極）のみ回転させ、液体状または固体状のプラズマ原料を、第１の電極の貫通孔の中心軸上の貫通穴近傍に搬送し、貫通孔内で電離させ、第１の電極と第２の電極間に放電電圧を印加して放電電流を流し、電離した原料から上記貫通孔内に高密度高温プラズマを生成させてＥＵＶ光を発生させ、このＥＵＶ光を集光鏡に入射する。
（２）上記（１）において、第２の電極の回転軸を、上記第１の電極に形成されている円形の貫通孔の中心を通る軸に対して直交するように配置する。
（３）上記（１）において、上記第２の電極の回転軸を、上記第１の電極に形成されている円形の貫通孔の中心を通る軸と平行になるように配置する。

本発明においては、第１の電極に貫通孔を設け、第２の電極をこの貫通孔の一方の側に近接させて設け、ＥＵＶ光を集光する集光鏡を、貫通孔のもう一方の側に、貫通孔の中心軸と、集光鏡の光軸が一致するように配置し、プラズマが発生する貫通孔の中心軸と、ＥＵＶ光を集光する集光鏡の光軸とを一致させ、貫通孔の中心軸と、放電電流の流れるＺ軸方向が一致するようにしたので、ＥＵＶ光が取り出される方向はＺ軸側からであり、輝度分布が光軸対称性を有するＥＵＶ光が取り出すことができる。
このため集光鏡により集光した中間集光点においても、輝度分布は光軸対称性を有し、ＥＵＶ光を利用する露光装置の光学系の設計を容易にすることができる。

図１、図２は本発明の第１の実施例の極端紫外光（ＥＵＶ）光源装置を示す図であり、図１、図２は集光鏡の光軸に平行な平面できった断面図を示し、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図を示している。なお、図２では図１に示したレーザ光発生部１１は省略されている。
図１において、第１の電極２ａは固定されており、高密度高温プラズマを発生させる放電部を形成する貫通孔２ｃ（放電部孔）が設けられている。
第２の電極２ｂは図２に示すように円盤状であり、その中心に回転軸４ａが設けられ、回転軸４ａは上記第１の電極２ａの貫通孔２ｃの中心軸に対して直交するように配置される。回転軸４ａはモータ４の回転軸に連結され、第２の電極２ｂはモータ４により、上記貫通孔２ｃの中心軸に平行な面内で回転する。第１の電極２ａは接地電極であり、第２の電極２ｂは放電電圧が印加される電極である。
放電部孔の開口（貫通孔２ｃ）は、放射されるＥＵＶ光の光軸に対して対称な円形状である。貫通孔２ｃの中心軸は第２の電極２ｂの中心を通り、したがって、貫通孔２ｃの直下に第２の電極２ｂの側面が見える。

第２の電極２ｂは、上記接地された第１の電極２ａが上部に取り付けられた容器１−１内に収納され、第２の電極２ｂの回転軸４ａは該容器１−１に取り付けられている。そして、回転軸４ａの一方端には上記したようにモータ４が取り付けられている。
上記回転軸４ａは、容器１−１に磁性流体軸受を介して取り付けられ、容器内１−１を気密に保つ。あるいは、マグネットカップリングを介して、第２の電極２ｂを回転させるようにしてもよい。
また、回転軸４ａの他方端には例えば冷却水などにより冷却する冷却手段１２が取りつれられている。第２の放電電極２ｂの回転軸を、上記のように水冷することにより、第２の放電電極２ｂの温度上昇を防ぎ、表面に金属原料が付着しなくなることを防ぐ。
容器１−１の上部１ａは例えば金属で構成され上記第１の電極２ａと同電位（接地電位）である。また、容器１−１の下部１ｂは例えばセラミックなどの絶縁体で構成され、容器１−１の底部１ｃは金属で構成される。
容器１−１内の第２の電極２ｂの重力方向下方には、ＥＵＶ発生種の原料である液体状の金属であるＬｉやＳｎがプール状に貯められ、第２の電極２ｂの一部が貯められた原料に接している。
第２の電極２ｂが回転することにより、第２の電極２ｂの側面に塗布された原料は上記放電部孔の近傍に送られる。ＬｉやＳｎの原料は、必要に応じて原料供給部６から上記容器内に供給される。

上記容器１−１の底部１ｃの金属にはヒータ５が取り付けられ、装置始動時にはヒータ５により上記ＬｉやＳｎの原料を加熱して液体状にする。
なお、装置始動後は、放電により生ずる高密度高温プラズマにより第２の電極２ｂが高温となるので、上記ヒータ５は、第２の電極２ｂを冷却する冷却器として機能する。
上記第１の電極２ａと容器１−１の底部１ｃの金属間には、高電圧パルス発生部７が出力する高電圧パルスが印加される。
第２の電極２ｂには、上記［底部１ｃの金属］→［液体状になっているＬｉやＳｎの原料］→［第２の電極２ｂ］の経路で上記高電圧パルス発生部７の出力が印加され、高電圧パルス発生部７が高電圧パルスを発生すると、第１の電極２ａ、第２の電極２ｂ間に高電圧パルスが印加される。
レーザ発生部１１は、第２の電極２ｂに供給されたＥＵＶ発生種の原料である液体状の金属を電離（気化）させるためのレーザ光を、ＥＵＶ集光鏡３の出射側から、窓１３、貫通孔２ｃを介して、第１、第２の電極２ａ，２ｂ間の空間に照射する。
なお、レーザ光に換えて、イオンビームや電子ビームを使用して、ＬｉまたはＳｎを電離させるようにしてもよい。

第１の電極２ａの貫通孔２ｃに対し、上記第２の電極の反対側（重力方向上方）には、第２の容器１−２が取り付けられ、第２の容器１−２内には、ホイルトラップ８と、高密度高温プラズマから放射されるＥＵＶ光を集光するＥＵＶ光集光鏡３が設けられている。 上記ＥＵＶ集光鏡３の光軸は、貫通孔２ｃの中心軸と一致するように配置される。
ホイルトラップ８は、ＥＵＶ集光鏡３ａのデブリによるダメージを防ぐために設けられたものであり、ＥＵＶ光を遮らないように、高密度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、高密度高温プラズマと接する第１、第２の放電電極２ａ，２ｂの周辺部が高密度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。
上記ホイルトラップ８としては、例えば特許文献２に「フォイルトラップ」として記載されるものを使用することができる。
上記第２の容器１−２には、ＥＵＶ光を取り出すためのＥＵＶ光取り出し口９が設けられ、ＥＵＶ光取り出し口９には例えばフィルタ９ａが設けられる。また、容器１−２内を排気する排気手段（図示せず）に接続される排気口１０が設けられている。

次に、本実施例のＥＵＶ光源装置の動作について説明する。
（１）第２の電極２ｂの側面に供給された液体状の金属、例えばＬｉやＳｉが、第２の電極２ｂが回転することにより、第１の電極２ａの貫通孔２ｃの下に来る。
（２）レーザ発生部１１からレーザを出射し、貫通孔２ｃを介して、第２の電極２ｂ上のＬｉまたはＳｎに対しレーザを照射する。レーザ照射により、ＬｉまたはＳｎは放電部孔内で電離（気化）する。
（３）この状態で、高電圧パルス発生部７から両電極２ａ，２ｂにおよそ＋２０ｋＶ〜−２０ｋＶの高電圧パルス電圧を印加する。両電極間２ａ，２ｂに放電が発生し、パルス状の大電流が流れる。
ここで、第２の電極２ｂの側面が貫通孔２ｃの中心軸と交差するように設けられているので、両電極２ａ，２ｂ間を流れる電流の方向（Ｚ軸の方向）は、貫通孔２ｃの中心軸と一致する。
したがって、ピンチ効果によるジュール加熱によって、貫通孔２ｃには電離（気化）したＬｉまたはＳｎによる高密度高温プラズマが発生し、このプラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射されるが、このＥＵＶ光は、輝度分布が光軸対称性を有する、プラズマのＺ軸側から取り出されることになる。
なお、貫通孔２ｃの直径は１０〜２０ｍｍ程度であり、レーザ光は貫通孔２ｃの中心に照射される。これにより、放電電流が貫通孔２ｃの中心の直下の第２の電極２ｂ上の点と、第１の電極２ａの貫通孔２ｃの周縁との間に均等に流れ、電流方向は貫通孔２ｃの中心軸と一致する。

（４）この取り出された光軸対称性を有するＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡３に入射するが、上記したように、ＥＵＶ集光鏡３は、その光軸が、貫通孔２ｃの中心軸と一致するように、即ちプラズマのＺ軸と一致するように設けられているので、中間集光点に集光されるＥＵＶ光も、輝度分布が光軸対称性を有する。
（５）光軸対称性を有して集光されたＥＵＶ光は、図示を省略したＥＵＶ光を使用する露光装置に入射する。

図３は第１の実施例の変形例を示す図であり、ＥＵＶ光を上方以外の方向に出射させる場合の構成を示している。
同図は、本実施例のＥＵＶ光源装置を第２の電極２ｂの回転軸の方向から見た図（前記図２に対応）であり、前記図１、図２に示したものと同一のものには同一の符号が付されており、本実施例は、第２の電極２ｂの回転軸４ａを中心に装置全体を回転させＥＵＶ光の出射方向を上方以外にしたものである。
なお、装置全体を回転させることにより、原料である液体状の金属は下方（重力方向下方）に移動するので、ヒータ５の取りつけ位置も変更されている。
その他の構成及び動作は前記第１の実施例と同様であり、第２の電極２ｂが回転することにより、原料となる液体状の金属が第１の電極２ａの貫通孔２ｃの近くに搬送され、レーザ照射により電離（気化）し、高電圧パルス電圧を印加することで、高密度高温プラズマが発生し、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。

次に本発明の第２の実施例について、図４により説明する。
本実施例では、円盤状の第１の電極２ａと第２の電極２ｂが、両円盤の面（以下円盤面という）が平行になるように配置されている。第１の電極２ａは接地電極であり、第２の電極は放電電圧印加電極である。
第２の電極２ｂの中心には、第２の電極２ｂの円盤面に対して直交する回転軸４ａが取り付けられ、モータ４が回転軸４ａを回転させることにより、第２の電極２ｂは第１の電極２ａに対して平行な平面内を回転する。
第１の電極２ａは、固定されており、第２の電極２ｂの回転軸４ａから同じ距離に、貫通孔２ｃ，２ｄが２ヶ所設けられている。両貫通孔２ｃ，２ｄの中心軸は、第１の電極２ａ及び第２の電極２ｂの円盤面に対して直交しており、第２の電極２ｂと交差する。
貫通孔の一方の２ｃは、ＥＵＶ光を放射する高密度高温プラズマを発生させる放電部を形成する。
この貫通孔２ｃの第２の電極２ｂがある側とは反対側にＥＵＶ光が取り出されるが、両電極２ａ，２ｂ間を流れる電流の方向（Ｚ軸の方向）と放電部孔２ｃの中心軸は一致する。放電部孔２ｃの開口は、放射されるＥＵＶ光の光軸に対して対称な円形状とする。

他方の貫通孔２ｄは、第２の電極２ｂに、ＥＵＶ発生種の原料である液体状の金属、例えばＬｉやＳｎを供給するための孔（この貫通孔を原料供給孔２ｄともいう）である。
原料供給孔２ｄには、原料供給部６からの配管６ａが挿入され、回転している第２の電極２ｂの表面に、液体状の金属（Ｌｉ，Ｓｎ）原料が供給される。配管は供給される金属が固まらないようにヒータ５により加熱されている。
液体状の金属が供給された部分は、第２の電極２ｂが回転すると、回転軸から原料供給孔と同じ距離に設けられた放電部孔２ｃの下に来る。
レーザ発生部１１は、第２の電極２ｂに供給されたＥＵＶ発生種の原料である液体状の金属を電離（気化）させるためのレーザ光を、ＥＵＶ集光鏡３の出射側から、放電部孔２ｃを介して照射する。なお、前記したようにレーザ光に換えて、イオンビームや電子ビームを使用して、ＬｉまたはＳｎを電離させるようにしてもよい。
また、第２の電極２ｂの下側には、水銀などからなるスライド式接合部７ａを介し導電性部材１３が配置され、導電性部材１３と第１の電極２ａには高電圧パルス発生部７が接続され、電力が供給される。なお、図４では第１の電極２ａと上記導電性部材１３間に、上記高電圧パルス発生部７を構成するコンデンサＣが接続されている。
上記のようにレーザ光により液体状の金属を電離（気化）させて、高電圧パルス発生部７から第１、第２の電極２ａ，２ｂ間に高電圧パルス電圧が印加することで、電極２ａ，２ｂ間に高密度高温プラズマが発生し、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。

第１の電極２ａの放電部孔２ｃに対し、第２の電極２ｂの反対側には、前記したホイルトラップ８と、ＥＵＶ光を集光するＥＵＶ集光鏡３が設けられる。また、ＥＵＶ集光鏡３の光軸は、放電部孔２ｃの中心軸と一致するように配置され、上記ＥＵＶ光は上記ホイルトラップ８を介してＥＵＶ集光鏡３に入射し、中間集光点に集光される。
なお、第２の電極２ｂの裏面側には、第２の放電電極２ｂを水冷する冷却手段１２が設けられている。装置が連続運転を続け、第２の放電電極２ｂの温度が上昇し、金属原料に融点（スズやリチウムの融点）以上になった場合、第２の放電電極２ｂの表面に金属原料が付着しなくなる。そのため、第２の放電電極２ｂを冷却する必要がある。

本実施例の極端紫外光（ＥＵＶ）光源装置の動作については、基本的には第１の実施例と同じであり、本実施例の装置は次のようにＥＵＶ光を発生する。。
（１）原料供給孔２ｄに挿入された原料供給部６の配管６ａから、ＥＵＶ発生種の原料である液体状の金属であるＬｉまたはＳｎが、回転している第２の電極２ｂの表面に供給される。第２の電極２ｂが回転し、ＬｉまたはＳｎが供給された部分が放電部孔２ｃの下に来る。
（２）レーザ発生部１１からレーザ光を出射し、放電部孔２ｃを介して、第２の電極２ｂ上のＬｉまたはＳｎに対しレーザを照射する。レーザ照射により、ＬｉまたはＳｎは放電部孔内で電離（気化）する。

（３）この状態で、高電圧パルス発生部７から両電極におよそ＋２０ｋＶ〜−２０ｋＶの高電圧パルス電圧を印加する。両電極２ａ，２ｂ間に放電が発生し、パルス状の大電流が流れる。
第２の電極２ｂの表面が放電部孔２ｃの中心軸と交差するように設けられているので、両電極２ａ，２ｂ間を流れる電流の方向（Ｚ軸の方向）は、放電部孔の中心軸と一致する。
したがって、ピンチ効果によるジュール加熱によって、放電部孔２ｃには電離（気化）したＬｉまたはＳｎによる高密度高温プラズマが発生し、このプラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射されるが、このＥＵＶ光は、輝度分布が光軸対称性を有する、プラズマのＺ軸側から取り出されることになる。
（４）この取り出された光軸対称性を有するＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡３に入射するが、上記したように、ＥＵＶ集光鏡３は、その光軸が、放電部孔２ｃの中心軸と一致するように、即ちプラズマのＺ軸と一致するように設けられているので、中間集光点に集光されるＥＵＶ光も、輝度分布が光軸対称性を有する。
（５）光軸対称性を有して集光されたＥＵＶ光は、図示を省略したＥＵＶ露光装置に入射する。
なお、本実施例においては、第２の電極２ｂのほうが、接地電極である第１の電極２ａに比べて熱負荷が大きく消耗が激しいため、第２の電極２ｂのみを回転させる構造を示した。
しかし、第１の電極２ａも、熱負荷により消耗するので、これを防ぐためには、例えば第１の実施例の図１、またはその変形例の図３において、第１の電極２ａに貫通孔２ｃを複数形成するとともに、第１電極２ａを光軸に対して直交する方向にスライド移動させられるようにしておき、放電が休止してプラズマが発生していないとき、第１の電極２ａをスライド移動させ、放電部孔として使用する貫通孔２ｃを変更するようにしてもよい。

本発明の第１の実施例の極端紫外光光源装置の構成を示す図である。 本発明の第１の実施例の極端紫外光光源装置の構成を示す図である。 第１の実施例の変形例を示す図である。 本発明の第２の実施例を示す図である。 非特許文献１に示される従来の極端紫外光光源装置の構成を示す図である。 特許文献１に示される従来の極端紫外光光源装置の構成を示す図である。 図５、図６に示す装置の放電部の拡大図である。 ピンチされた高密度高温プラズマの形状を模式的に示す図である。 図８に示した円柱状のプラズマをＺ軸とｒ軸方向から見たイメージの違いを示す図である。

符号の説明

１−１ 容器
１−２ 容器
２ａ 第１の電極
２ｂ 第２の電極
２ｃ 貫通孔（放電部孔）
３ ＥＵＶ集光鏡
４ モータ
４ａ 回転軸
５ ヒータ
６ 原料供給部
７ 高電圧パルス発生部
８ ホイルトラップ
９ ＥＵＶ光取り出し口
１０ 排気口
１１ レーザ発生部
１２ 冷却手段

Claims (3)

1. 貫通孔を有し接地された第１の電極と、
   上記第１の電極の貫通孔の一方の側に近接して設けられ、回転機構が接続されて回転し、高電圧が印加される第２の電極と、
   上記第２の電極に、極端紫外光を放射する液体状または固体状の原料を供給する原料供給手段と、
   上記第２の電極が回転することにより上記第１の電極の貫通孔近傍に運ばれた上記原料を、上記貫通孔内で電離させる電離手段と、
   上記電離した原料から高密度高温プラズマを生成させるために、上記第１の電極と第２の電極間に電力を供給する電力供給手段と、
   上記高密度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鏡とを備えた極端紫外光光源装置において、
   上記第１の電極に形成されている貫通孔の中心を通る軸と、上記集光鏡の光軸とが一致している
   ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
2. 上記第２の電極の回転軸は、上記第１の電極に形成されている円形の貫通孔の中心を通る軸に対して直交している
   ことを特徴とする請求項１に記載の極端紫外光光源装置。
3. 上記第２の電極の回転軸は、上記第１の電極に形成されている円形の貫通孔の中心を通る軸と平行である
   ことを特徴とする請求項１に記載の極端紫外光光源装置。
   
   
   

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