WO2011027699A1 - プラズマ光源システム - Google Patents

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light source
plasma light
condensing
light
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一 桑原
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株式会社Ihi
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    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
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    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
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    • H05G2/003—Production of X-ray radiation generated from plasma the plasma being generated from a material in a liquid or gas state
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70033—Production of exposure light, i.e. light sources by plasma extreme ultraviolet [EUV] sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J5/00—Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J5/02—Vessels; Containers; Shields associated therewith; Vacuum locks
    • H01J5/16—Optical or photographic arrangements structurally combined with the vessel

Definitions

  • the present invention relates to a plasma light source system for EUV radiation.
  • Lithography using an extreme ultraviolet light source is expected for microfabrication of next-generation semiconductors.
  • Lithography is a technique for forming an electronic circuit by irradiating a resist material by reducing and projecting light or a beam onto a silicon substrate through a mask on which a circuit pattern is drawn.
  • the minimum processing dimension of a circuit formed by photolithography basically depends on the wavelength of the light source. Therefore, it is essential to shorten the wavelength of the light source for next-generation semiconductor development, and research for this light source development is underway.
  • EUV extreme ultraviolet light source
  • the most promising next generation lithography light source is an extreme ultraviolet light source (EUV), which means light in the wavelength region of about 1 to 100 nm.
  • the light in this region has a high absorptance with respect to all substances, and a transmissive optical system such as a lens cannot be used. Therefore, a reflective optical system is used.
  • the optical system in the extreme ultraviolet region is very difficult to develop, and exhibits a reflection characteristic only at a limited wavelength.
  • the light source plasma generation can be roughly divided into a laser irradiation method (LPP: Laser Produced Plasma) and a gas discharge method (DPP: Discharge Produced Plasma) driven by a pulse power technique.
  • LPP Laser Produced Plasma
  • DPP Discharge Produced Plasma
  • DPP has the advantage that the input power is directly converted into plasma energy, so that it has an advantage in conversion efficiency compared to LPP, and the apparatus is small in size and low in cost.
  • the radiation spectrum from a high-temperature and high-density plasma by the gas discharge method is basically determined by the temperature and density of the target material. According to the calculation result of the atomic process of the plasma, Xe, Sn can be used to make the plasma in the EUV radiation region.
  • the electron temperature and the electron density are optimum to be several tens of eV and about 10 18 cm ⁇ 3 respectively, and in the case of Li, about 20 eV and about 10 18 cm ⁇ 3 are optimum.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 and Patent Document 1 The plasma light source described above is disclosed in Non-Patent Documents 1 and 2 and Patent Document 1.
  • EUV lithography light sources are required to have a high average output, a small light source size, and a small amount of scattered particles (debris).
  • the EUV emission amount is extremely low with respect to the required output, and increasing the output is one of the major issues.
  • the input energy is increased for increasing the output, the damage caused by the thermal load will be affected by the plasma generator and The lifetime of the optical system is reduced. Therefore, high energy conversion efficiency is indispensable to satisfy both high EUV output and low heat load.
  • an object of the present invention is to provide a plasma light source that can greatly increase the output of generated plasma light and can extend the life of the apparatus by suppressing thermal load and electrode consumption.
  • a plurality of plasma light sources that periodically emit plasma light at a predetermined light emitting point;
  • a plasma light source system comprising: a condensing device that condenses plasma light at a plurality of light emitting points of the plasma light source at a single condensing point.
  • the plurality of light emitting points of the plasma light source are installed on the same circumference around a single central axis
  • the condensing device includes a reflecting mirror that is located on the central axis and reflects plasma light from the light emitting point toward the condensing point; A rotating device that rotates the reflecting mirror about the central axis so that the reflecting mirror faces the plasma light source when the plasma light source emits light.
  • the condensing device has a plurality of condensing mirrors that condense the plasma light of the respective light emitting points toward the reflecting mirror, The condensing mirror and the reflecting mirror condense the plasma light at each light emitting point onto a single condensing point.
  • the condensing point is located on the central axis, and the reflecting mirror condenses plasma light from the light emitting point toward the condensing point. It is a concave mirror.
  • the distance from the intersection of the plane including the plurality of light emitting points and the central axis to each light emitting point and the distance to the light collecting point are set equal.
  • the light collecting device includes a rotating body that sets a plurality of light emitting points of the plasma light source on the same circumference around a single central axis; And a rotating device that rotates the rotating body about the central axis so that the light emitting points of the plasma light sources are located at the same position when the plasma light sources emit light.
  • the condensing device includes a condensing mirror that condenses the plasma light from the same position toward the condensing point.
  • Each of the plasma light sources includes a pair of coaxial electrodes disposed opposite to each other, a discharge environment holding device that supplies a plasma medium in the coaxial electrodes and maintains a temperature and pressure suitable for plasma generation, And a voltage applying device for applying a discharge voltage having a polarity reversed to the coaxial electrode, and forming a tubular discharge between the pair of coaxial electrodes to confine plasma in the axial direction.
  • a plurality of plasma light sources that periodically emit plasma light at a predetermined light emitting point are provided, and by sequentially operating this, while suppressing the thermal load of each light source, The output of the generated plasma light can be greatly increased.
  • plasma light is periodically emitted from a single condensing point as an EUV light source for lithography. Can emit light.
  • a plurality of plasma light sources are installed on the same circumference, and a condensing point by a condensing system composed of a condensing mirror and a reflecting mirror is formed on the center axis of the circle, and the center of the circle It is arranged to focus on the vertical axis passing through the center of the circle with the reflection mirror installed in the part, and the reflection surface of the reflection mirror is the plasma in synchronization with the emission timing of each plasma light source arranged on the circumference
  • By rotating the light source so as to face the light source it is possible to periodically emit high-power, minute-size plasma light from a single condensing point.
  • the plasma light is condensed at the condensing point by a single reflection by a single concave mirror, so that the reflection efficiency can be increased and the utilization efficiency of the generated EUV light is increased. it can.
  • a plurality of plasma light sources are installed on the same circumference, rotated, and each plasma light source reaches a position facing the condenser mirror.
  • movement explanatory drawing at the time of formation of the plasma of the plasma light source of FIG. It is an operation explanatory view at the time of formation of a plasma confinement magnetic field of the plasma light source of FIG. 1 is a plan view of a first embodiment of a plasma light source system according to the present invention. 1 is a side view of a first embodiment of a plasma light source system according to the present invention.
  • FIG. 4B is a third embodiment of the concave mirror of FIG. 4B. It is a top view of 3rd Embodiment of the plasma light source system by this invention. It is a side view of 3rd Embodiment of the plasma light source system by this invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a plasma light source related to the present invention.
  • the plasma light source 10 includes a pair of coaxial electrodes 11, a discharge environment holding device 20, and a voltage application device 30.
  • the pair of coaxial electrodes 11 are arranged opposite to each other with the symmetry plane 1 as the center.
  • Each coaxial electrode 11 includes a rod-shaped center electrode 12, a tubular guide electrode 14, and a ring-shaped insulator 16.
  • the rod-shaped center electrode 12 is a conductive electrode extending on a single axis ZZ.
  • the tubular guide electrode 14 surrounds the central electrode 12 with a certain interval, and holds a plasma medium therebetween.
  • the plasma medium is a gas such as Xe, Sn, or Li.
  • the ring-shaped insulator 16 is a hollow cylindrical electrical insulator positioned between the center electrode 12 and the guide electrode 14 and electrically insulates between the center electrode 12 and the guide electrode 14.
  • the center electrodes 12 are positioned on the same axis ZZ, and are symmetrically spaced apart from each other.
  • the discharge environment holding device 20 supplies the plasma medium into the coaxial electrode 11 and holds the coaxial electrode 11 at a temperature and pressure suitable for plasma generation.
  • the discharge environment holding device 20 can be constituted by, for example, a vacuum chamber, a temperature controller, a vacuum device, and a plasma medium supply device.
  • the voltage application device 30 applies a discharge voltage with the polarity reversed to each coaxial electrode 11.
  • the voltage application device 30 includes a positive voltage source 32, a negative voltage source 34, and a trigger switch 36.
  • the positive voltage source 32 applies a positive discharge voltage higher than that of the guide electrode 14 to the center electrode 12 of the coaxial electrode 11 on one side (left side in this example).
  • the negative voltage source 34 applies a negative discharge voltage lower than that of the guide electrode 14 to the center electrode 12 of the other coaxial electrode 11 (right side in this example).
  • the trigger switch 36 simultaneously activates the positive voltage source 32 and the negative voltage source 34 to apply positive and negative discharge voltages to the respective coaxial electrodes 12 simultaneously.
  • the plasma light source of the present invention forms a tubular discharge between the pair of coaxial electrodes 11 to contain the plasma in the axial direction.
  • FIG. 2A to 2D are operation explanatory views of the plasma light source of FIG.
  • FIG. 2A shows the occurrence of a planar discharge
  • FIG. 2B shows the movement of the planar discharge
  • FIG. 2C shows the plasma formation
  • FIG. 2D shows the plasma confinement magnetic field formation.
  • the plasma light generation method will be described with reference to this drawing.
  • the pair of coaxial electrodes 11 described above are arranged to face each other, a plasma medium is supplied into the coaxial electrode 11 by the discharge environment holding device 20, and held at a temperature and pressure suitable for plasma generation. Then, the voltage application device 30 applies a discharge voltage with the polarity reversed to each coaxial electrode 11.
  • planar discharge 2 is a planar discharge current that spreads two-dimensionally, and is hereinafter referred to as a “current sheet”.
  • the center electrode 12 of the left coaxial electrode 11 is applied with a positive voltage (+)
  • the guide electrode 14 is applied with a negative voltage ( ⁇ )
  • the center electrode 12 of the right coaxial electrode 11 is applied with a negative voltage ( ⁇ ).
  • the guide electrode 14 is applied to a positive voltage (+).
  • planar discharge 2 moves in the direction of being discharged from the electrode by the self magnetic field (the direction toward the center in the figure).
  • the pair of opposed center electrodes 12 are a positive voltage (+) and a negative voltage ( ⁇ ).
  • the pair of opposed guide electrodes 14 are also connected to a positive voltage (+) and a negative voltage. Since ( ⁇ ), as shown in FIG. 2D, the planar discharge 2 is switched to a tubular discharge 4 that discharges between a pair of opposed center electrodes 12 and between a pair of opposed guide electrodes 14. .
  • the tubular discharge 4 means a hollow cylindrical discharge current surrounding the axis ZZ.
  • a plasma confinement magnetic field (magnetic bin) indicated by reference numeral 5 in the figure is formed, and the plasma 3 can be sealed in the radial direction and the axial direction.
  • the central portion of the magnetic bin 5 is large due to the pressure of the plasma 3 and both sides thereof are small, and a magnetic pressure gradient in the axial direction toward the plasma 3 is formed. Furthermore, the plasma 3 is compressed (Z pinch) in the center direction by the self-magnetic field of the plasma current, and the restraint by the self-magnetic field also acts in the radial direction. In this state, if the energy corresponding to the light emission energy of the plasma 3 is continuously supplied from the voltage application device 30, the plasma light 8 (EUV) can be stably generated for a long time with high energy conversion efficiency.
  • EUV plasma light 8
  • a pair of coaxial electrodes 11 arranged opposite to each other are provided, and a planar discharge current (planar discharge 2) is generated in each of the pair of coaxial electrodes 11 to thereby generate a planar discharge.
  • a single plasma 3 is formed at the opposite intermediate position of each coaxial electrode 11, and then the planar discharge 2 is switched to a tubular discharge 4 between a pair of coaxial electrodes to contain the plasma 3. Since the magnetic field 5 (magnetic bin 5) is formed, plasma light for EUV radiation can be stably generated for a long time (on the order of ⁇ sec).
  • a single plasma 3 is formed at an intermediate position where a pair of coaxial electrodes 11 face each other, and the energy conversion efficiency is greatly improved (10 times or more).
  • the thermal load on each electrode during plasma formation is reduced, and the damage caused by the thermal load on the components can be greatly reduced.
  • the plasma 3 which is a light emission source of plasma light is formed at an intermediate position where the pair of coaxial electrodes 11 are opposed to each other, the effective radiation solid angle of the generated plasma light can be increased.
  • the above-described plasma light source can greatly improve the energy conversion efficiency compared with the prior art, the energy conversion efficiency is still low (for example, about 10%) and can be generated for 1 kW of electric power input to the light source unit.
  • the output of the plasma light is only about 0.1 kW. Therefore, if the power input to the light source is significantly increased in order to achieve the plasma light output (for example, 1 kW) required for the lithography light source, the thermal load becomes excessive, the electrode wears out, and the life of the apparatus is increased. May be shortened.
  • FIG. 3A and 3B are views of a first embodiment of a plasma light source system according to the present invention, where FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a side view.
  • the plasma light source system of the present invention includes a plurality (four in this example) of plasma light sources 10 (in this example, 10A, 10B, 10C, 10D) and a condensing device 40.
  • the plurality (four) of plasma light sources 10 periodically emit plasma light 8 at a predetermined light emitting point 1a.
  • the period is preferably 1 kHz or more, the emission time of plasma light is 1 ⁇ sec or more, and the output of plasma light is preferably 0.1 kW or more.
  • it is preferable that the period, the light emission time, and the output of each plasma light source 10 are equal.
  • each plasma light source 10 supplies a plasma medium into a pair of coaxial electrodes 11 arranged opposite to each other as shown in FIG. 1, and maintains the temperature and pressure suitable for plasma generation.
  • a discharge environment holding device 20 and a voltage applying device 30 for applying a discharge voltage with the polarity reversed to each coaxial electrode 11 to form a tubular discharge between the pair of coaxial electrodes 11 to generate plasma. It can be contained in the axial direction.
  • the condensing device 40 condenses the plasma light 8 at the plurality of light emitting points 1 a of the plasma light source 10 at a single condensing point 9.
  • the plurality of light emitting points 1 a of the plasma light source 10 are installed on the same circumference around a single central axis 7.
  • the intervals on the circumference are preferably set equal to each other.
  • the light collecting device 40 includes a single reflecting mirror 42, a single rotating device 44, and a plurality (four in this example) of light collecting mirrors 46 (in this example, 46A, 46B, 46C). , 46D).
  • the reflection mirror 42 is located on the central axis and reflects the plasma light 8 from each light emitting point 1a of the plasma light source 10 toward the condensing point 9 located on the central axis 7.
  • the reflection mirror 42 is preferably a concave mirror, but may be a plane mirror.
  • the rotating device 44 rotates the reflecting mirror 42 around the central axis 7 so that the reflecting mirror 42 faces the plasma light source when each plasma light source 10 emits light.
  • a plurality (four) of condensing mirrors 46 (46A, 46B, 46C, 46D) condense the plasma light 8 of each light emitting point 1a toward the reflecting mirror 42. Moreover, the shape of the condensing mirror 46 and the reflecting mirror 42 is set so that the plasma light 8 at each light emitting point 1a is condensed to a single condensing point 9 by both of them.
  • the discharge environment holding device 20 and the voltage applying device 30 constituting the plasma light source 10 are preferably provided in each of the plurality of plasma light sources 10, but some or all of them may be shared.
  • the number of plasma light sources 10 is four, but may be two or three or five or more.
  • the larger the number the more preferable, for example, 10 or more.
  • the plasma movement amount ⁇ during discharge is 2 ⁇ R ⁇ N ⁇ ⁇ .
  • N 100 (10 heads, 1 kHz)
  • ⁇ 5 ⁇ s
  • R 5 cm
  • the plasma movement amount ⁇ is about 160 ⁇ m, and can be set to a minute size applicable to the EUV plasma light source.
  • a plurality of plasma light sources 10 are installed on the same circumference, and the condensing point 9 by the condensing system composed of the condensing mirror 46 and the reflecting mirror 42 is set at the center of the circle.
  • the reflection mirror 42 is formed on the axis and focused on the vertical axis passing through the center of the circle by the reflecting mirror 42, and further synchronized with the emission timing of each plasma light source 10 arranged on the circumference.
  • FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a second embodiment of the plasma light source system according to the present invention.
  • the reflecting mirror 42 is a concave mirror 43 that condenses the plasma light 8 from each light emitting point 1 a toward the condensing point 9 located on the central axis 7.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a first embodiment of the concave mirror 43 of FIG. 4B.
  • an intersection point between a plane including a plurality of light emitting points 1 a and the central axis 7 is an origin O
  • a line connecting the origin O and the light emitting point 1 a is an X axis
  • 9 is defined as the Y axis, and the line connecting the light emitting point 1a and the condensing point 9 as the symmetry axis C.
  • the concave mirror 43 is a multilayer mirror, and the shape of the reflecting surface thereof is formed so that the incident angle and the reflecting angle with respect to the normal to the reflecting surface coincide with each other and are symmetrical with respect to the symmetry axis C. .
  • the plasma light 8 from each light emitting point 1a can be condensed toward the condensing point 9 located on the central axis 7 by the single concave mirror 43. Accordingly, in synchronization with the light emission timings of the individual plasma light sources 10 arranged on the circumference, the reflecting surface of the concave mirror 43 is rotated so as to face the plasma light source 10, thereby providing a single condensing point 9.
  • the high-power and minute-size plasma light 8 can be emitted periodically.
  • mirrors in the EUV region have a low reflectance (for example, around 70%), it is known that the use efficiency of the generated EUV light is greatly reduced in the configuration of a plurality of mirrors.
  • the plasma light 8 is condensed at the condensing point 9 by one reflection by the single concave mirror 43, so that the reflection efficiency can be increased and the utilization efficiency of the generated EUV light can be increased. Can be big.
  • FIG. 6 is a second embodiment of the concave mirror 43 of FIG. 4B.
  • the concave mirror 43 is a multilayer mirror, and the shape of the reflection surface thereof is formed so that the incident angle and the reflection angle with respect to the normal line to the reflection surface coincide with each other and are symmetrical with respect to the symmetry axis C.
  • the angle ⁇ formed by the straight line connecting the intersection point O between the concave mirror 43 and the central axis 7 and each light emitting point 1a with respect to the X axis is not 0 degree, but is set to, for example, 10 to 45 degrees. .
  • Each light emitting point 1a may be set on the negative side of the Y axis, and the angle ⁇ may be set negative.
  • the curve on the XY plane of the reflecting surface of the concave mirror 43 is expressed by Equation (1) in Expression 1.
  • the positions on the XY axes of the light emitting points 1a and the condensing points 9 are S (cos ⁇ , sin ⁇ ) and F (Y, 0).
  • Other configurations are the same as those in FIG.
  • This curve is an elliptical arc passing through the point O with the points S and F as two focal points.
  • the mirror curved surface is a curved surface obtained by rotating this curve on the XY plane around the axis of symmetry C by a certain angle.
  • FIG. 7 is a diagram showing a third embodiment of the concave mirror 43 of FIG. 4B.
  • the concave mirror 43 is a multilayer mirror, and the shape of the reflecting surface thereof is formed so that the incident angle and the reflecting angle with respect to the normal to the reflecting surface coincide with each other and are symmetrical with respect to the symmetry axis C. .
  • the distance from the origin O to each light emitting point 1a (the radius R of the circle centering on the central axis 7) and the distance to the condensing point 9 are set equal.
  • the curve on the XY axis of the reflecting surface of the concave mirror 43 is expressed by Expression (2) of Formula 2.
  • Other configurations are the same as those in FIG.
  • the plasma light 8 can be condensed at the condensing point 9 symmetrically with respect to the optical axis.
  • the irradiation angle of the plasma light 8 from the condensing point 9 is the same as the irradiation angle of the plasma light 8 from the light emitting point 1a.
  • Other effects are the same as in FIG.
  • FIG. 8A and 8B are views of a third embodiment of the plasma light source system according to the present invention.
  • FIG. 8A is a plan view and FIG. 8B is a side view.
  • the plasma light source system of the present invention includes a plurality (four in this example) of plasma light sources 10 (in this example, 10A, 10B, 10C, 10D) and a condensing device 40.
  • the light collecting device 40 has a single rotating body 48, a single rotating device 44, and a single light collecting mirror 46.
  • the rotating body 48 installs a plurality of (four) light emitting points 1 a of the plasma light source 10 on the same circumference centered on a single central axis 7.
  • the rotating device 44 rotates the rotating body 48 around the central axis 7 so that the light emission point 1a of each plasma light source 10 is located at the same position (the right light emission point 1a in the drawing) when each plasma light source 10 emits light.
  • the condensing mirror 46 condenses the plasma light 8 from the same position (the light emitting point 1a on the right side in the figure) toward the condensing point 9.
  • the discharge environment holding device 20 and the voltage application device 30 constituting the plasma light source 10 are preferably provided in each of the plurality of plasma light sources 10, but some or all of them may be shared. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • a plurality of plasma light sources 10 are installed on the same circumference, rotated, and at the timing when each plasma light source 10 reaches a position facing the condenser mirror 46.
  • the plurality of plasma light sources 10 that periodically emit the plasma light 8 at the predetermined light emitting point 1a are provided.
  • the output of the generated plasma light can be greatly increased while suppressing the load.
  • the condensing device 40 that condenses the plasma light 8 at the plurality of light emitting points 1a of the plasma light source 10 to the single condensing point 9 is provided, the plasma is emitted from the single condensing point 9 as the EUV light source for lithography. Light can be emitted periodically.

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Abstract

　所定の発光点１ａでプラズマ光８を周期的に発光する複数のプラズマ光源１０と、プラズマ光源の複数の発光点におけるプラズマ光を単一の集光点９に集光する集光装置４０とを備える。

Description

プラズマ光源システム
　本発明は、ＥＵＶ放射のためのプラズマ光源システムに関する。
　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板上に縮小投影し、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、１０１８ｃｍ－３程度，Ｌｉの場合で２０ｅＶ、１０１８ｃｍ－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。
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」
　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。
　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。
　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、発生するプラズマ光の出力を大幅に高めることができ、かつ熱負荷及び電極消耗を抑えて装置寿命を延ばすことができるプラズマ光源を提供することにある。
　本発明によれば、所定の発光点でプラズマ光を周期的に発光する複数のプラズマ光源と、
　前記プラズマ光源の複数の発光点におけるプラズマ光を単一の集光点に集光する集光装置と、を備えたことを特徴とするプラズマ光源システムが提供される。
　本発明の実施形態によれば、前記プラズマ光源の複数の発光点は、単一の中心軸を中心とする同一の円周上に設置されており、
　前記集光装置は、前記中心軸上に位置し前記発光点からのプラズマ光を前記集光点に向けて反射する反射ミラーと、
　前記反射ミラーを各プラズマ光源の発光時に該プラズマ光源に向くように、前記中心軸を中心に回転させる回転装置と、を有する。
　また、前記集光装置は、前記各発光点のプラズマ光を前記反射ミラーに向けて集光する複数の集光ミラーを有し、
　該集光ミラーと反射ミラーにより、各発光点におけるプラズマ光を単一の集光点に集光する。
　本発明の別の実施形態によれば、前記集光点は、前記中心軸上に位置しており、前記反射ミラーは、前記発光点からのプラズマ光を前記集光点に向けて集光する凹面ミラーである。
　また、前記複数の発光点を含む平面と前記中心軸との交点から、各発光点までの距離と前記集光点までの距離が等しく設定されている、ことが好ましい。
　また、本発明の別の実施形態によれば、前記集光装置は、前記プラズマ光源の複数の発光点を、単一の中心軸を中心とする同一の円周上に設置する回転体と、
　各プラズマ光源の発光時に該プラズマ光源の発光点が同一位置に位置するように、前記回転体を前記中心軸を中心に回転させる回転装置と、を有する。
　また、前記集光装置は、前記同一位置からのプラズマ光を前記集光点に向けて集光する集光ミラーを有する。
　また、前記各プラズマ光源は、対向配置された１対の同軸状電極と、該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、１対の同軸状電極間に管状放電を形成してプラズマを軸方向に封じ込めるようになっている。
　上述した本発明の構成によれば、所定の発光点でプラズマ光を周期的に発光する複数のプラズマ光源を備えるので、これを順次動作させることにより、個々の光源の熱負荷を抑制しつつ、発生するプラズマ光の出力を大幅に高めることができる。
　また、前記プラズマ光源の複数の発光点におけるプラズマ光を単一の集光点に集光する集光装置を備えるので、リソグラフィ用ＥＵＶ光源として、単一の集光点からプラズマ光を周期的に発光させることができる。
　本発明の実施形態によれば、複数のプラズマ光源を同一円周上に設置し、集光ミラーと反射ミラーからなる集光系による集光点を上記円の中心軸線上に作り、円の中心部に設置した反射ミラーで円中心を通る垂直軸上に集光させる配置とし、さらに、円周上に配置された個々のプラズマ光源の発光タイミングと同期して、反射ミラーの反射面がそのプラズマ光源に対面するように回転させることにより、単一の集光点から高出力、かつ微小サイズのプラズマ光を周期的に発光させることができる。
　また本発明の別の実施形態によれば、単一の凹面ミラーによる１回の反射でプラズマ光を集光点に集光するので、反射効率を高くでき、発生したＥＵＶ光の利用効率を大きくできる。
　また本発明の別の実施形態によれば、複数のプラズマ光源を同一円周上に設置し、これらを回転させ、各プラズマ光源が集光ミラーに対向する位置に達したタイミングで、それぞれのプラズマ光源の放電、プラズマ発光を行うことで、単一の集光点から高出力、かつ微小サイズのプラズマ光を周期的に発光させることができる。
 
本発明と関連するプラズマ光源の実施形態図である。 図１のプラズマ光源の面状放電の発生時の作動説明図である。 図１のプラズマ光源の面状放電の移動中の作動説明図である。 図１のプラズマ光源のプラズマの形成時の作動説明図である。 図１のプラズマ光源のプラズマ閉込め磁場の形成時の作動説明図である。 本発明によるプラズマ光源システムの第１実施形態の平面図である。 本発明によるプラズマ光源システムの第１実施形態の側面図である。 本発明によるプラズマ光源システムの第２実施形態の平面図である。 本発明によるプラズマ光源システムの第２実施形態の側面図である。 図４Ｂの凹面ミラーの第１実施形態図である。 図４Ｂの凹面ミラーの第２実施形態図である。 図４Ｂの凹面ミラーの第３実施形態図である。 本発明によるプラズマ光源システムの第３実施形態の平面図である。 本発明によるプラズマ光源システムの第３実施形態の側面図である。
　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、本発明と関連するプラズマ光源の実施形態図であり、このプラズマ光源１０は、１対の同軸状電極１１、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１１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１１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。
　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、例えばＸｅ，Ｓｎ，Ｌｉ等のガスである。
　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。
　１対の同軸状電極１１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１１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１１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、温度調節器、真空装置、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。
　電圧印加装置３０は、各同軸状電極１１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。
　正電圧源３２は、一方（この例では左側）の同軸状電極１１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１１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。
　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、それぞれの同軸状電極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１１間に管状放電を形成してプラズマを軸方向に封じ込めるようになっている。
　図２Ａ～図２Ｄは、図１のプラズマ光源の作動説明図である。この図において、図２Ａは面状放電の発生時、図２Ｂは面状放電の移動中、図２Ｃはプラズマの形成時、図２Ｄはプラズマ閉込め磁場の形成時を示している。
　以下、この図を参照して、プラズマ光発生方法を説明する。
　上記プラズマ光発生方法では、上述した１対の同軸状電極１１を対向配置し、放電環境保持装置２０により同軸状電極１１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１１に極性を反転させた放電電圧を印加する。
　図２Ａに示すように、この電圧印加により、１対の同軸状電極１１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、以下「電流シート」と呼ぶ。
　なおこの際、左側の同軸状電極１１の中心電極１２は正電圧（＋）、ガイド電極１４は負電圧（－）に印加され、右側の同軸状電極１１の中心電極１２は負電圧（－）、そのガイド電極１４は正電圧（＋）に印加されている。
　図２Ｂ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２Ｃに示すように、面状放電２が１対の同軸状電極１１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１１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（－）であり、同様に対向する１対のガイド電極１４も、正電圧（＋）と負電圧（－）であるので、図２Ｄ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、及び対向する１対のガイド電極１４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で示すプラズマ閉込め磁場（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。
　上述した装置と方法によれば、対向配置された１対の同軸状電極１１を備え、１対の同軸状電極１１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１１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閉込め磁場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、従来のキャピラリー放電や真空光電金属プラズマと比較すると、１対の同軸状電極１１の対向する中間位置に単一のプラズマ３が形成され、かつエネルギー変換効率を大幅（１０倍以上）に改善できるので、プラズマ形成中における各電極の熱負荷が小さくなり、構成機器の熱負荷によるダメージを大幅に低減できる。
　また、１対の同軸状電極１１の対向する中間位置にプラズマ光の発光源であるプラズマ３が形成されるので、発生したプラズマ光の有効な放射立体角を大きくできる。
　しかし、上述したプラズマ光源により、従来技術と比較してエネルギー変換効率を大幅に改善できるが、そのエネルギー変換効率は依然として低く（例えば１０％程度）、光源部に投入する電力１ｋＷに対して発生可能なプラズマ光の出力は０．１ｋＷ程度に過ぎない。
　そのため、リソグラフィ光源に要求されるプラズマ光の出力（例えば１ｋＷ）を達成するために、光源部に投入する電力を大幅に高めると、熱負荷が過大となり、電極の消耗が激しくなり、装置の寿命が短縮する可能性がある。
　図３Ａと図３Ｂは、本発明によるプラズマ光源システムの第１実施形態図であり、図３Ａは平面図、図３Ｂは側面図である。
　この図において、本発明のプラズマ光源システムは、複数（この例では４つ）のプラズマ光源１０（この例では、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）と、集光装置４０を備える。
　複数（４つ）のプラズマ光源１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）は、それぞれ、所定の発光点１ａでプラズマ光８を周期的に発光する。この周期は１ｋＨｚ以上、プラズマ光の発光時間は１μｓｅｃ以上、プラズマ光の出力は０．１ｋＷ以上であるのがよい。また、各プラズマ光源１０の周期、発光時間および出力はそれぞれ等しいことが好ましい。
　また、各プラズマ光源１０は、図１に示したように対向配置された１対の同軸状電極１１と、同軸状電極１１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する放電環境保持装置２０と、各同軸状電極１１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とを備え、１対の同軸状電極１１の間に管状放電を形成してプラズマを軸方向に封じ込めるようになっている。
　集光装置４０は、プラズマ光源１０の複数の発光点１ａにおけるプラズマ光８を単一の集光点９に集光する。
　この例において、プラズマ光源１０の複数の発光点１ａは、単一の中心軸７を中心とする同一の円周上に設置されている。円周上の間隔は、好ましくは互いに等しく設定するのがよい。
　また、この例において、集光装置４０は、単一の反射ミラー４２、単一の回転装置４４、および複数（この例では４つ）の集光ミラー４６（この例では、４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ）を有する。
　反射ミラー４２は、前記中心軸上に位置し、プラズマ光源１０の各発光点１ａからのプラズマ光８を中心軸７上に位置する集光点９に向けて反射するようになっている。反射ミラー４２は、凹面ミラーであるのが好ましいが、平面ミラーであってもよい。
　回転装置４４は、各プラズマ光源１０の発光時に反射ミラー４２がそのプラズマ光源に向くように、中心軸７を中心に反射ミラー４２を回転させるようになっている。
　複数（４つ）の集光ミラー４６（４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ）は、各発光点１ａのプラズマ光８を反射ミラー４２に向けて集光する。
　また、集光ミラー４６と反射ミラー４２は、この両者により、各発光点１ａにおけるプラズマ光８を単一の集光点９に集光するように、形状が設定されている。
　なお、プラズマ光源１０を構成する放電環境保持装置２０と電圧印加装置３０は、複数のプラズマ光源１０にそれぞれ設けるのが好ましいが、その一部又は全部を共用してもよい。
　なお、この実施形態において、プラズマ光源１０は、４台であるが、２～３台でも、５台以上でもよい。また、特に、発光間隔を短縮し、高繰返し運転（１～１０ｋＨｚ）を実現するためには、多いほど好ましく、例えば１０以上であるのが好ましい。
　例えば、図３における中心軸７を中心とする円の半径をＲ、回転速度をＮ、プラズマ光８のパルス幅をτとした場合、放電中のプラズマ移動量Δは、２πＲ・Ｎ・τで表され、Ｎが１００（１０ヘッド、１ｋＨｚ）、τが５μｓ、Ｒが５ｃｍの場合、プラズマ移動量Δは、約１６０μｍであり、ＥＵＶプラズマ光源に適用可能な微小サイズにできる。
　上述した本発明の第１実施形態によれば、複数のプラズマ光源１０を同一円周上に設置し、集光ミラー４６と反射ミラー４２からなる集光系による集光点９を上記円の中心軸線上に作り、円の中心部に設置した反射ミラー４２で円中心を通る垂直軸上に集光させる配置とし、さらに、円周上に配置された個々のプラズマ光源１０の発光タイミングと同期して、反射ミラー４２の反射面がそのプラズマ光源１０に対面するように回転させることにより、単一の集光点９から高出力、かつ微小サイズのプラズマ光を周期的に発光させることができる。
　図４Ａと図４Ｂは、本発明によるプラズマ光源システムの第２実施形態図である。この例において、反射ミラー４２は、各発光点１ａからのプラズマ光８を中心軸７上に位置する集光点９に向けて集光する凹面ミラー４３である。
　その他の構成は、第１実施形態と同様である。
　図５は、図４Ｂの凹面ミラー４３の第１実施形態図である。
　図５において、複数の発光点１ａを含む平面と中心軸７との交点を原点Ｏとし、原点Ｏと発光点１ａを結ぶ線をＸ軸、原点Ｏと中心軸７上に位置する集光点９を結ぶ線をＹ軸、発光点１ａと集光点９を結ぶ線を対称軸Ｃとする。
　図５において、凹面ミラー４３は多層膜ミラーであり、その反射面の形状は、反射面に対する法線に対する入射角と反射角が一致し、かつ対称軸Ｃに対して線対称に形成されている。
　上述した本発明の第２実施形態によれば、単一の凹面ミラー４３により各発光点１ａからのプラズマ光８を中心軸７上に位置する集光点９に向けて集光することができる。
　従って、円周上に配置された個々のプラズマ光源１０の発光タイミングと同期して、凹面ミラー４３の反射面がそのプラズマ光源１０に対面するように回転させることにより、単一の集光点９から高出力、かつ微小サイズのプラズマ光８を周期的に発光させることができる。
　また、ＥＵＶ領域のミラーは反射率が低い（例えば７０％前後）ため、複数ミラーの構成では、発生したＥＵＶ光の利用効率が大きく低下することが知られている。
　これに対し、図５の構成では、単一の凹面ミラー４３による１回の反射でプラズマ光８を集光点９に集光するので、反射効率を高くでき、発生したＥＵＶ光の利用効率を大きくできる。
　図６は、図４Ｂの凹面ミラー４３の第２実施形態図である。
　図６において、凹面ミラー４３は多層膜ミラーであり、その反射面の形状は、反射面に対する法線に対する入射角と反射角が一致し、かつ対称軸Ｃに対して線対称に形成されている。またこの例では、凹面ミラー４３と中心軸７との交点Ｏと各発光点１ａとを結ぶ直線がＸ軸に対してなす角度φは０度ではなく、例えば１０～４５度に設定されている。なお、各発光点１ａをＹ軸の負側に設定し、角度φを負に設定してもよい。
　この場合、凹面ミラー４３の反射面のＸ－Ｙ平面上の曲線は、数１の式（１）で表される。ここで、各発光点１ａと集光点９のＸ－Ｙ軸上の位置をＳ（ｃｏｓφ、ｓｉｎφ）とＦ（Ｙ、０）とする。
　その他の構成は、図５と同様である。
　この曲線は、点Ｓ、Ｆを２つの焦点とし、点Ｏを通る楕円弧となる。
　ミラー曲面は、Ｘ－Ｙ平面上のこの曲線を対称軸Ｃの周りに一定角度回転して得られる曲面である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　図６の構成により、凹面ミラー４３へのプラズマ光８の入射角が４５°未満となり、Ｐ偏光成分（電界振動が入射面に平行）の反射率が0となる入射角度領域を無くす事ができる。
　その他の効果は、図５と同様である。
　図７は、図４Ｂの凹面ミラー４３の第３実施形態図である。
　図７において、凹面ミラー４３は多層膜ミラーであり、その反射面の形状は、反射面に対する法線に対する入射角と反射角が一致し、かつ対称軸Ｃに対して線対称に形成されている。またこの例では、原点Ｏから各発光点１ａまでの距離（中心軸７を中心とする円の半径Ｒ）と集光点９までの距離が等しく設定されている。
　この場合、凹面ミラー４３の反射面のＸ－Ｙ軸上の曲線は、数２の式（２）で表される。
　その他の構成は、図５と同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　図７の構成により、集光点９に光軸対称にプラズマ光８を集光させることができる。またこの場合、集光点９からのプラズマ光８の照射角は、発光点１ａからのプラズマ光８の照射角と同一となる。
　その他の効果は、図５と同様である。
　図８Ａと図８Ｂは、本発明によるプラズマ光源システムの第３実施形態図であり、図８Ａは平面図、図８Ｂは側面図である。
　この図において、本発明のプラズマ光源システムは、複数（この例では４つ）のプラズマ光源１０（この例では、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）と、集光装置４０を備える。
　この例において、集光装置４０は、単一の回転体４８、単一の回転装置４４、および単一の集光ミラー４６を有する。
　回転体４８は、プラズマ光源１０の複数（４つ）の発光点１ａを、単一の中心軸７を中心とする同一の円周上に設置する。
　回転装置４４は、各プラズマ光源１０の発光時にそのプラズマ光源の発光点１ａが同一位置（図で右側の発光点１ａ）に位置するように、回転体４８を中心軸７を中心に回転させる。
　また集光ミラー４６は、前記同一位置（図で右側の発光点１ａ）からのプラズマ光８を集光点９に向けて集光する。
　なお、プラズマ光源１０を構成する放電環境保持装置２０と電圧印加装置３０は、複数のプラズマ光源１０にそれぞれ設けるのが好ましいが、その一部又は全部を共用してもよい。
　その他の構成は、第１実施形態と同様である。
　上述した本発明の第３実施形態によれば、複数のプラズマ光源１０を同一円周上に設置し、これらを回転させ、各プラズマ光源１０が集光ミラー４６に対向する位置に達したタイミングで、それぞれのプラズマ光源１０の放電、プラズマ発光を行うことで、単一の集光点から高出力、かつ微小サイズのプラズマ光を周期的に発光させることができる。
　上述したように、本発明の構成によれば、所定の発光点１ａでプラズマ光８を周期的に発光する複数のプラズマ光源１０を備えるので、これを順次動作させることにより、個々の光源の熱負荷を抑制しつつ、発生するプラズマ光の出力を大幅に高めることができる。
　また、プラズマ光源１０の複数の発光点１ａにおけるプラズマ光８を単一の集光点９に集光する集光装置４０を備えるので、リソグラフィ用ＥＵＶ光源として、単一の集光点９からプラズマ光を周期的に発光させることができる。
　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、１ａ　発光点、
２　面状放電（電流シート）、３　プラズマ、
４　管状放電、５　プラズマ閉込め磁場、
６　プラズマ媒体、７　中心軸、
８　プラズマ光（ＥＵＶ）、９　集光点、
１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）　プラズマ光源、
１１　同軸状電極、１２　中心電極、１２ａ　凹穴、
１４　ガイド電極、１４ａ　開口、
１６　絶縁体（多孔質セラミック）、
１８　プラズマ媒体供給装置、１８ａ　リザーバー（ルツボ）、
１８ｂ　加熱装置、２０　放電環境保持装置、
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　集光装置、４２　反射ミラー、４３　凹面ミラー、
４６（４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ）　集光ミラー、
４８　回転体
 

Claims (8)

  1. 　所定の発光点でプラズマ光を周期的に発光する複数のプラズマ光源と、
    　前記プラズマ光源の複数の発光点におけるプラズマ光を単一の集光点に集光する集光装置と、を備えたことを特徴とするプラズマ光源システム。
  2. 　前記プラズマ光源の複数の発光点は、単一の中心軸を中心とする同一の円周上に設置されており、
    　前記集光装置は、前記中心軸上に位置し前記発光点からのプラズマ光を前記集光点に向けて反射する反射ミラーと、
    　前記反射ミラーを各プラズマ光源の発光時に該プラズマ光源に向くように、前記中心軸を中心に回転させる回転装置と、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システム。
  3. 　前記集光装置は、前記各発光点のプラズマ光を前記反射ミラーに向けて集光する複数の集光ミラーを有し、
    　該集光ミラーと反射ミラーにより、各発光点におけるプラズマ光を単一の集光点に集光する、ことを特徴とする請求項２に記載のプラズマ光源システム。
  4. 　前記集光点は、前記中心軸上に位置しており、
    　前記反射ミラーは、前記発光点からのプラズマ光を前記集光点に向けて集光する凹面ミラーである、ことを特徴とする請求項２に記載のプラズマ光源システム。
  5. 　前記複数の発光点を含む平面と前記中心軸との交点から、各発光点までの距離と前記集光点までの距離が等しく設定されている、ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ光源システム。
  6. 　前記集光装置は、前記プラズマ光源の複数の発光点を、単一の中心軸を中心とする同一の円周上に設置する回転体と、
    　各プラズマ光源の発光時に該プラズマ光源の発光点が同一位置に位置するように、前記回転体を前記中心軸を中心に回転させる回転装置と、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システム。
  7. 　前記集光装置は、前記同一位置からのプラズマ光を前記集光点に向けて集光する集光ミラーを有する、ことを特徴とする請求項６に記載のプラズマ光源システム。
  8. 　前記各プラズマ光源は、対向配置された１対の同軸状電極と、該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、
    　１対の同軸状電極間に管状放電を形成してプラズマを軸方向に封じ込める、ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ光源システム。
     
     
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