JP5659543B2 - プラズマ光源とプラズマ光発生方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＵＶ放射のためのプラズマ光源とプラズマ光発生方法に関する。

次世代半導体の微細加工のために極端紫外光源を用いるリソグラフィが期待されている。リソグラフィとは回路パターンの描かれたマスクを通して光やビームをシリコン基盤上に縮小投影し、レジスト材料を感光させることで電子回路を形成する技術である。光リソグラフィで形成される回路の最小加工寸法は基本的には光源の波長に依存している。従って、次世代の半導体開発には光源の短波長化が必須であり、この光源開発に向けた研究が進められている。

次世代リソグラフィ光源として最も有力視されているのが、極端紫外光源（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）であり、およそ１〜１００ｎｍの波長領域の光を意味する。この領域の光はあらゆる物質に対し吸収率が高く、レンズ等の透過型光学系を利用することができないので、反射型光学系を用いることになる。また極端紫外光領域の光学系は非常に開発が困難で、限られた波長にしか反射特性を示さない。

現在、１３．５ｎｍに感度を有するＭｏ／Ｓｉ多層膜反射鏡が開発されており、この波長の光と反射鏡を組み合わせたリソグラフィ技術が開発されれば３０ｎｍ以下の加工寸法を実現できると予測されている。さらなる微細加工技術の実現のために、波長１３．５ｎｍのリソグラフィ光源の開発が急務であり、高エネルギー密度プラズマからの輻射光が注目されている。

光源プラズマ生成はレーザー照射方式（ＬＰＰ：Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）とパルスパワー技術によって駆動されるガス放電方式（ＤＰＰ：Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）に大別できる。ＤＰＰは、投入した電力が直接プラズマエネルギーに変換されるので、ＬＰＰに比べて変換効率で優位であるうえに、装置が小型で低コストという利点がある。

ガス放電方式による高温高密度プラズマからの放射スペクトルは、基本的にはターゲット物質の温度と密度によって決まり、プラズマの原子過程を計算した結果によると、ＥＵＶ放射領域のプラズマにするにはＸｅ，Ｓｎの場合で電子温度、電子密度がそれぞれ数１０ｅＶ、１０^１８ｃｍ^−３程度，Ｌｉの場合で２０ｅＶ、１０^１８ｃｍ^−３程度が最適とされている。

なお、上述したプラズマ光源は、非特許文献１，２および特許文献１に開示されている。また、特許文献２は、本発明の関連出願である。

佐藤弘人、他、「リソグラフィ用放電プラズマＥＵＶ光源」、ＯＱＤ−０８−２８ Ｊｅｒｏｅｎ Ｊｏｎｋｅｒｓ，"Ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ（ＥＵＶ） ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅｓ ｆｏｒ ｆｕｔｕｒｅ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ"，Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， １５（２００６） Ｓ８−Ｓ１６

特開２００４−２２６２４４号公報、「極端紫外光源および半導体露光装置」 特開２００５−３５３７３６号公報、「プラズマＸ線発生装置」

ＥＵＶリソグラフィ光源には、高い平均出力、微小な光源サイズ、飛散粒子（デブリ）が少ないこと等が要求される。現状では、ＥＵＶ発光量が要求出力に対して極めて低く、高出力化が大きな課題の一つであるが、一方で高出力化のために入力エネルギーを大きくすると熱負荷によるダメージがプラズマ生成装置や光学系の寿命の低下を招いてしまう。従って、高ＥＵＶ出力と低い熱負荷の双方を満たすためには、高いエネルギー変換効率が必要不可欠である。

プラズマ形成初期には加熱や電離に多くのエネルギーを消費するうえに、ＥＵＶを放射するような高温高密度状態のプラズマは一般的に急速に膨張してしまうため、放射持続時間τが極端に短い。従って、変換効率を改善するためには、プラズマをＥＵＶ放射のために適した高温高密度状態で長時間（μｓｅｃオーダーで）維持することが重要になる。

ＳｎやＬｉ等の常温固体の媒体はスペクトル変換効率が高い反面、プラズマ生成に溶融、蒸発等の相変化を伴うため、中性粒子等のデブリ（放電に伴う派生物）による装置内汚染の影響が大きくなる。そのため、ターゲットの供給／回収システムの強化も同様に要求される。

現在の一般的なＥＵＶプラズマ光源の放射時間は１００ｎｓｅｃ程度であり出力が極端に足りない。産業応用のため高変換効率と高平均出力を両立させる為には１ショットで数μｓｅｃのＥＵＶ放射時間を達成する必要がある。つまり、高い変換効率を持つプラズマ光源を開発するためには、それぞれのターゲットに適した温度密度状態のプラズマを数μｓｅｃ（少なくとも１μｓｅｃ以上）拘束し、安定したＥＵＶ放射を達成する必要がある。

また、プラズマ光の発光後の残留プラズマは、質量数の大きい荷電粒子（電子を除くイオン、微粒子等）であり、これがミラーやレンズ等の光学系へ衝突して起こすスパッタ効果によって、光学系を損傷させてしまうおそれがあった。

さらに、プラズマ光源を高繰り返し運転する際、真空ポンプによる排気では排気速度に限界があり、次のショットまでの間の残留プラズマの排出が不十分であるため、プラズマ光発生部近傍の残留プラズマの濃度が高くなり、Ｘ線の吸収損失が大きくなってしまうことも、高出力化への大きな障害となっていた。

本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ＥＵＶ放射のためのプラズマ光を長時間（μｓｅｃオーダーで）安定して発生させることができ、かつプラズマ光発生部近傍の残留プラズマを排気して光学系の損傷及びＸ線の吸収損失を抑制することができるプラズマ光源とプラズマ光発生方法を提供することにある。

本発明によれば、対向配置された１対の同軸状電極と、該同軸状電極内のプラズマ媒体をプラズマ発生に適した温度及び圧力に保持する放電環境保持装置と、各同軸状電極に極性を反転させた放電電圧を印加する電圧印加装置と、を備えるプラズマ光源であって、
前記各同軸状電極は、単一の軸線上に延びる棒状の中心電極と、該中心電極の対向する先端部を一定の間隔を隔てて囲むガイド電極と、前記中心電極とガイド電極の間を絶縁する絶縁部材とからなり、
プラズマ光発光後の残留プラズマの排出時に、プラズマ光の発光位置から離れた離隔位置に、中心電極より電位の低い仮想電極を形成する仮想電極形成装置を備え、
前記仮想電極形成装置は、
残留プラズマの排出時に前記中心電極を接地状態にするインダクタ回路と、
残留プラズマの排出時に前記離隔位置に電子を放出する電子放出回路と、
前記離隔位置に電子を拘束する磁場を発生させる磁場発生装置と、を有する、ことを特徴とするプラズマ光源が提供される。

前記インダクタ回路は、インダクタを介して前記中心電極を接地する接地回路であり、
前記放電電圧は、パルス幅１〜１０μＳ、パルス周期０．１〜１０ｍＳ、電圧１〜３０ｋＶの極短パルス電圧であり、
前記インダクタは、前記放電電圧の印加時に前記極短パルス電圧を維持可能なインダクタンスを有する。

前記電子放出回路は、前記残留プラズマの排出経路を挟んで前記離隔位置に対向配置された１対の低エネルギー電子供給体と、
残留プラズマの排出時に、低エネルギー電子供給体を負電圧に印加する電子放出電源と、からなる。

さらに、前記残留プラズマの排出経路に、負電圧に印加されかつ温度調整可能なイオン回収プレートを有するプラズマ媒体回収装置を備える。

また本発明によれば、１対の同軸状電極を対向配置し、前記同軸状電極内にプラズマ媒体を供給しかつプラズマ発生に適した温度及び圧力に保持し、各同軸状電極に極性を反転させた放電電圧を印加して、１対の同軸状電極にそれぞれ面状放電を発生させ、該面状放電により各同軸状電極の対向する中間位置に単一のプラズマを形成し、次いで前記面状放電を１対の同軸状電極間の管状放電に繋ぎ換えて前記プラズマを封じ込める磁場を形成してプラズマを軸方向に封じ込めプラズマ光を発光させ、
インダクタ回路により、残留プラズマの排出時に中心電極を接地状態にし、
電子放出回路により、残留プラズマの排出時に離隔位置に電子を放出し、
磁場発生装置により、前記離隔位置に電子を拘束する磁場を発生させ、
プラズマ光発光後の残留プラズマの排出時に、プラズマ光の発光位置から離れた離隔位置に、中心電極より電位の低い仮想電極を形成して、残留プラズマを前記仮想電極による静電気力により加速させて高速排気する、ことを特徴とするプラズマ光発生方法が提供される。

上記本発明の装置と方法によれば、対向配置された１対の同軸状電極を備え、１対の同軸状電極にそれぞれ面状の放電電流（面状放電）を発生させ、該面状放電により各同軸状電極の対向する中間位置に単一のプラズマを形成し、次いで前記面状放電を１対の同軸状電極間の管状放電に繋ぎ換えて前記プラズマを封じ込める磁場（磁気ビン）を形成するので、ＥＵＶ放射のためのプラズマ光を長時間（μｓｅｃオーダーで）安定して発生させることができる。

また、仮想電極形成装置を備え、プラズマ光発光後の残留プラズマの排出時に、プラズマ光の発光位置から離れた離隔位置に、中心電極より電位の低い仮想電極を形成して、残留プラズマを前記仮想電極による静電気力により加速させて高速排気するので、プラズマ光発生部近傍の残留プラズマを排気して光学系の損傷及びＸ線の吸収損失を抑制することができる。

本発明によるプラズマ光源の全体構成図である。 図１の各電源の特性説明図である。 本発明によるプラズマ光源の発光時の作動説明図である。 本発明によるプラズマ光源の排気時の作動説明図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明によるプラズマ光源の全体構成図である。
この図において、本発明のプラズマ光源は、１対の同軸状電極１０、放電環境保持装置２０、及び電圧印加装置３０を備える。

１対の同軸状電極１０は、対称面１を中心として対向配置されている。
各同軸状電極１０は、棒状の中心電極１２、管状のガイド電極１４及びリング状の絶縁体１６からなる。

棒状の中心電極１２は、単一の軸線Ｚ−Ｚ上に延びる導電性の電極である。なお、中心電極１２の対称面１に対向する端面は、円弧状でも平面でもよい。また、中心電極１２の対称面１に対向する端面に凹穴を設け、後述する面状放電電流２と管状放電４を安定化させるようにしてもよい。

管状のガイド電極１４は、中心電極１２を一定の間隔を隔てて囲み、その間にプラズマ媒体を保有するようになっている。プラズマ媒体は、Ｘｅ，Ｓｎ，Ｌｉ等のガスであることが好ましい。また、ガイド電極１４の対称面１に対向する端面は、円弧状でも平面でもよい。

リング状の絶縁体１６は、中心電極１２とガイド電極１４の間に位置する中空円筒形状の電気的絶縁体であり、中心電極１２とガイド電極１４の間を電気的に絶縁する。
なお、絶縁体１６の形状はこの例に限定されず、中心電極１２とガイド電極１４の間を電気的に絶縁する限りで、その他の形状であってもよい。

上述した１対の同軸状電極１０は、各中心電極１２が同一の軸線Ｚ−Ｚ上に位置し、かつ互いに一定の間隔を隔てて対称に位置する。

放電環境保持装置２０は、同軸状電極１０内にプラズマ媒体を供給し、かつプラズマ発生に適した温度及び圧力に同軸状電極１０を保持する。
放電環境保持装置２０は、例えば、真空チャンバー２１、真空装置２２、温度調節器及びプラズマ媒体供給装置により構成することができる。またこの例において、真空チャンバー２１内のガスは、真空装置２２により図で下向きに排気されるようになっている。
なおこの構成は必須ではなく、その他の構成であってもよい。

電圧印加装置３０は、各同軸状電極１０に極性を反転させた放電電圧を印加する。
電圧印加装置３０は、この例では、正電圧源３２、負電圧源３４及びトリガスイッチ３６からなる。

図２は、図１の各電源の特性説明図である。この図において、３２ａは正電圧源３２の電圧、３４ａは負電圧源３４の電圧である。正電圧源３２の電圧３２ａは、パルス幅１〜１０μＳ、パルス周期０．１〜１０ｍＳ（好ましくは１〜１０ｍＳ）、電圧１〜３０ｋＶ（好ましくは１〜１０ｋＶ）の極短パルス電圧であり、負電圧源３４の電圧３４ａは、パルス幅１〜１０μＳ、パルス周期０．１〜１０ｍＳ（好ましくは１〜１０ｍＳ）、電圧−１〜−３０ｋＶ（好ましくは−１〜−１０ｋＶ）の極短パルス電圧である。

図１において、正電圧源３２は、一方（この例では左側）の同軸状電極１０の中心電極１２にそのガイド電極１４より高い正の放電電圧を印加する。負電圧源３４は、他方（この例では右側）の同軸状電極１０の中心電極１２にそのガイド電極１４より低い負の放電電圧を印加する。なお、この例で、ガイド電極１４は接地され、０Ｖに維持されている。
トリガスイッチ３６は、正電圧源３２と負電圧源３４を同時に作動させて、それぞれの中心電極１２に同時に正負の放電電圧を印加する。
この構成により、本発明のプラズマ光源は、１対の同軸状電極１０間に管状放電（後述する）を形成してプラズマ３を軸方向に封じ込め、プラズマ光８を発光させるようになっている。

図１において、本発明のプラズマ光源は、さらに仮想電極形成装置４０を備える。
仮想電極形成装置４０は、残留プラズマ３ａの排出時に、プラズマ光８の発光位置から離れた離隔位置（この図でプラズマ３の下方）に、中心電極１２より電位の低い仮想電極４１を形成して、残留プラズマ３ａを仮想電極４１による静電気力により加速させて高速排気するようになっている。

仮想電極形成装置４０は、この例において、インダクタ回路４２、電子放出回路４４及び磁場発生装置４６を有する。

インダクタ回路４２は、インダクタ４３を介して中心電極１２を接地する接地回路であり、残留プラズマ３ａの排出時に中心電極１２を接地状態にする機能を有する。

電圧印加装置３０による放電電圧は、正電圧源３２と負電圧源３４のパルス幅１〜１０μＳ、パルス周期０．１〜１０ｍＳ（好ましくは１〜１０ｍＳ）、電圧１〜３０ｋＶ（好ましくは１〜１０ｋＶ）の極短パルス電圧である。インダクタ４３は、この放電電圧の印加時に正電圧源３２と負電圧源３４の極短パルス電圧を維持可能なインダクタンスＬを有する。
例えばインダクタンスＬを１〜１０ｍＨに設定することにより、このインダクタ４３はプラズマ放電時の数μ秒のパルス電圧に対しては、ｋΩオーダーの抵抗として作用し、中心電極１２とガイド電極１４（外部電極）の間に高電圧印加が可能である。一方、イオン排出時の時間間隔ミリ秒オーダーの時間帯では、インダクタ４３のインピーダンスは１０Ω程度となり両中心電極がほぼ接地電位となる。

電子放出回路４４は、１対の低エネルギー電子供給体４５ａと、電子放出電源４５ｂとからなり、残留プラズマ３ａの排出時に残留プラズマ３ａから離隔した位置（離隔位置）に電子を放出する機能を有する。

低エネルギー電子供給体４５ａは、残留プラズマ３ａの排出経路９（図１の中央）を挟んで離隔位置に対向配置された１対の電極である。低エネルギー電子供給体４５ａは、低温で熱電子を放出させるＬａＢ_６、或いはタングステン化合物で形成された電極であるのがよい。また、低エネルギー電子供給体４５ａの設置位置は、残留プラズマ３ａが衝突するのを避けるように、排出経路９を避けた位置であるのがよい。

電子放出電源４５ｂは、残留プラズマ３ａの排出時に、低エネルギー電子供給体４５ａを負電圧に印加するパルス電源である。このパルス電源の電圧４４ａは、図２に示すように、負電位（例えば−１ｋＶ以下）であり、正電圧源３２と負電圧源３４の極短パルス電圧の中間、すなわちプラズマ光８の発光間隔である残留プラズマ３ａの排出時のみ印加するようになっている。

磁場発生装置４６は、この例では、軸線Ｚ−Ｚを中心とする１対のコイル４６ａからなり、離隔位置に電子を拘束する磁場Ｈを発生させる機能を有する。磁場Ｈは、同軸状電極１０と、低エネルギー電子供給体４５ａとの間で熱電子が移動するのを防ぎ、１対の電子放出電源４５ｂの間、すなわち離隔位置に電子を拘束して仮想電極４１を形成する。

図１において、本発明のプラズマ光源は、さらに残留プラズマ３ａの排出経路９に、負電圧に印加されかつ温度調整可能なイオン回収プレート４８ａを有するプラズマ媒体回収装置４８を備える。この例において、イオン回収プレート４８ａは、電子放出電源４５ｂにより、負電圧に印加されている。
この場合、プラズマ光源部の電位がほぼ接地電位で、仮想電極側が負高電位状態であるため、イオン回収プレート４８ａの電位は、仮想電極電位に近い負高電位であり、パルス電位または一定の負電位であるのがよい。
なお、イオン回収プレート４８ａは負電位である限りで、低エネルギー電子供給体４５ａと電源及び電位が共通でなくてもよい。

図３は、本発明によるプラズマ光源の発光時の作動説明図である。この図において、（Ａ）は面状放電の発生時、（Ｂ）は面状放電の移動中、（Ｃ）はプラズマの形成時、（Ｄ）はプラズマ封込み磁場の形成時を示している。
以下、この図を参照して、本発明のプラズマ光発生方法を説明する。

本発明のプラズマ光発生方法では、上述した１対の同軸状電極１０を対向配置し、放電環境保持装置２０により同軸状電極１０内にプラズマ媒体を供給しかつプラズマ発生に適した温度及び圧力に保持し、電圧印加装置３０により各同軸状電極１０に極性を反転させた放電電圧を印加する。

図３（Ａ）に示すように、この電圧印加により、１対の同軸状電極１０に絶縁体１６の表面でそれぞれ面状の放電電流（以下、面状放電２と呼ぶ）が発生する。面状放電２は、２次元的に広がる面状の放電電流であり、後述する実施例では「電流シート」と呼ぶ。
なおこの際、左側の同軸状電極１０の中心電極１２は正電圧（＋）、右側の同軸状電極１０の中心電極１２は負電圧（−）に印加されている。なお、ガイド電極１４は、両方とも接地され、０Ｖに維持されている。

図３（Ｂ）に示すように、面状放電２は、自己磁場によって電極から排出される方向（図で中心に向かう方向）に移動する。

図３（Ｃ）に示すように、面状放電２が１対の同軸状電極１０の先端に達すると、１対の面状放電２の間に挟まれたプラズマ媒体６が高密度、高温となり、各同軸状電極１０の対向する中間位置（中心電極１２の対称面１）に単一のプラズマ３が形成される。

さらに、この状態において、対向する１対の中心電極１２は、正電圧（＋）と負電圧（−）であるので、図３（Ｄ）に示すように、面状放電２は対向する１対の中心電極１２同士の間で放電する管状放電４に繋ぎ換えられる。ここで、管状放電４とは、軸線Ｚ−Ｚを囲む中空円筒状の放電電流を意味する。
この管状放電４が形成されると、図に符号５で示すプラズマ封込み磁場（磁気ビン）が形成され、プラズマ３を半径方向及び軸方向に封じ込むことができる。
すなわち、磁気ビン５はプラズマ３の圧力により中央部は大きくその両側が小さくなり、プラズマ３に向かう軸方向の磁気圧勾配が形成され、この磁気圧勾配によりプラズマ３は中間位置に拘束される。さらにプラズマ電流の自己磁場によって中心方向にプラズマ３は圧縮（Ｚピンチ）され、半径方向にも自己磁場による拘束が働く。
この状態において、プラズマ３の発光エネルギーに相当するエネルギーを電圧印加装置３０から供給し続ければ、高いエネルギー変換効率で、プラズマ光８（ＥＵＶ）を長時間安定して発生させることができる。

図４は、本発明によるプラズマ光源の排気時の作動説明図である。この図において、（Ａ）はプラズマ光の発光時、（Ｂ）はプラズマ光発光後を示している。
以下、この図を参照して、残留プラズマの排気方法を説明する。

図４（Ａ）のプラズマ光の発光時は、図３（Ｄ）と同一であり、１対の同軸状電極１０間に管状放電４を形成してプラズマ３を軸方向に封じ込めプラズマ光８を発光する。
次に、図４（Ｂ）のプラズマ光発光後の残留プラズマの排出時には、図２に示したように正電圧源３２の電圧３２ａと負電圧源３４の電圧３４ａの両方が０Ｖ（または０に近い電圧）になるので、管状放電４及びプラズマ光８の発光がなくなり、プラズマ３の位置に残留プラズマ３ａのみが存在する状態となる。この残留プラズマ３ａは、質量数の大きい荷電粒子（電子を除くイオン、微粒子等）である。

また図４（Ｂ）において、電子放出回路４４により残留プラズマ３ａの排出時に離隔位置に電子（熱電子）が放出され、この電子は、磁場発生装置４６により形成された１対の電子放出電源４５ａの間、すなわち離隔位置に拘束されて仮想電極４１を形成する。

従って、図４（Ｂ）の状態において、プラズマ光８の発光位置から離れた離隔位置に、中心電極１２より電位の低い仮想電極４１を形成して、残留プラズマ３ａを仮想電極４１による静電気力により加速させて高速排気するので、プラズマ光発生部近傍の残留プラズマを排気して光学系の損傷及びＸ線の吸収損失を抑制することができる。

上述した本発明によれば、同軸状電極１０の中心電極１２をインダクタンスＬをもったインダクタ４３（コイル）を介して接地している。このインダクタ４３はプラズマ放電時の数μ秒のパルス電圧に対しては、ｋΩオーダーの抵抗として作用し、中心電極１２とガイド電極１４間に高電圧印加が可能であるが、イオン排出時の時間間隔ミリ秒オーダーの時間帯では１０Ω程度となり両中心電極がほぼ接地電位となる。

イオン排出時の時間帯に、低エネルギー電子供給体４５ａ側に負の高電位を印加すれば、インダクタ４３を介して接地されている中心電極１２と低エネルギー電子供給体４５ａ間に、イオン排出用の高電位を印加することができる。この電界Ｈにより電子が引き出され外部軸磁場に拘束された仮想電極４１（陰極）が形成され、光電プラズマのイオンが所定方向に高速排出される。

また、本発明では、イオン排出経路９に温度調整可能なイオン回収プレート４８ａを設置しているので、このイオン回収プレート４８ａの温度を制御して飛来するイオン（リチウム、錫等）をイオン回収プレート面で凝集、液状化して回収することができる。

上述した本発明の装置と方法によれば、対向配置された１対の同軸状電極１０を備え、１対の同軸状電極１０にそれぞれ面状の放電電流（面状放電２）を発生させ、面状放電２により各同軸状電極１０の対向する中間位置に単一のプラズマ３を形成し、次いで面状放電２を１対の同軸状電極間の管状放電４に繋ぎ換えてプラズマ３を封じ込めるプラズマ封込み磁場５（磁気ビン５）を形成するので、ＥＵＶ放射のためのプラズマ光を長時間（μｓｅｃオーダーで）安定して発生させることができる。

また、仮想電極形成装置４０を備え、プラズマ光発光後の残留プラズマの排出時に、プラズマ光８の発光位置から離れた離隔位置に、中心電極１２より電位の低い仮想電極４１を形成して、残留プラズマ３ａを仮想電極４１による静電気力により加速させて高速排気するので、プラズマ光発生部近傍の残留プラズマ３ａを排気して光学系の損傷及びＸ線の吸収損失を抑制することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

１ 対称面、２ 面状放電（電流シート）、
３ プラズマ、３ａ 残留プラズマ、
４ 管状放電、５ プラズマ封込み磁場、６ プラズマ媒体、
７ レーザー光、８ プラズマ光（ＥＵＶ）、９ 排出経路、
１０ 同軸状電極、１２ 中心電極、
１４ ガイド電極、１４ａ 開口、１６ 絶縁体、
２０ 放電環境保持装置、２１ 真空チャンバー、
２２ 真空装置、３０ 電圧印加装置、
３２ 正電圧源、３４ 負電圧源、３６ トリガスイッチ、
４０ 仮想電極形成装置、４１ 仮想電極、
４２ インダクタ回路、４３ インダクタ、
４４ 電子放出回路、４５ａ 低エネルギー電子供給体、
４５ｂ 電子放出電源、４６ 磁場発生装置、
４８ａ イオン回収プレート、４８ プラズマ媒体回収装置

Claims (5)

1. 対向配置された１対の同軸状電極と、該同軸状電極内のプラズマ媒体をプラズマ発生に適した温度及び圧力に保持する放電環境保持装置と、各同軸状電極に極性を反転させた放電電圧を印加する電圧印加装置と、を備えるプラズマ光源であって、
   前記各同軸状電極は、単一の軸線上に延びる棒状の中心電極と、該中心電極の対向する先端部を一定の間隔を隔てて囲むガイド電極と、前記中心電極とガイド電極の間を絶縁する絶縁部材とからなり、
   プラズマ光発光後の残留プラズマの排出時に、プラズマ光の発光位置から離れた離隔位置に、中心電極より電位の低い仮想電極を形成する仮想電極形成装置を備え、
   前記仮想電極形成装置は、
   残留プラズマの排出時に前記中心電極を接地状態にするインダクタ回路と、
   残留プラズマの排出時に前記離隔位置に電子を放出する電子放出回路と、
   前記離隔位置に電子を拘束する磁場を発生させる磁場発生装置と、を有する、ことを特徴とするプラズマ光源。
2. 前記インダクタ回路は、インダクタを介して前記中心電極を接地する接地回路であり、
   前記放電電圧は、パルス幅１〜１０μＳ、パルス周期０．１〜１０ｍＳ、電圧１〜３０ｋＶの極短パルス電圧であり、
   前記インダクタは、前記放電電圧の印加時に前記極短パルス電圧を維持可能なインダクタンスを有する、ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ光源。
3. 前記電子放出回路は、前記残留プラズマの排出経路を挟んで前記離隔位置に対向配置された１対の低エネルギー電子供給体と、
   残留プラズマの排出時に、低エネルギー電子供給体を負電圧に印加する電子放出電源と、からなる、ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ光源。
4. 前記残留プラズマの排出経路に、負電圧に印加されかつ温度調整可能なイオン回収プレートを有するプラズマ媒体回収装置を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ光源。
5. １対の同軸状電極を対向配置し、前記同軸状電極内にプラズマ媒体を供給しかつプラズマ発生に適した温度及び圧力に保持し、各同軸状電極に極性を反転させた放電電圧を印加して、１対の同軸状電極にそれぞれ面状放電を発生させ、該面状放電により各同軸状電極の対向する中間位置に単一のプラズマを形成し、次いで前記面状放電を１対の同軸状電極間の管状放電に繋ぎ換えて前記プラズマを封じ込める磁場を形成してプラズマを軸方向に封じ込めプラズマ光を発光させ、
   インダクタ回路により、残留プラズマの排出時に中心電極を接地状態にし、
   電子放出回路により、残留プラズマの排出時に離隔位置に電子を放出し、
   磁場発生装置により、前記離隔位置に電子を拘束する磁場を発生させ、
   プラズマ光発光後の残留プラズマの排出時に、プラズマ光の発光位置から離れた離隔位置に、中心電極より電位の低い仮想電極を形成して、残留プラズマを前記仮想電極による静電気力により加速させて高速排気する、ことを特徴とするプラズマ光発生方法。