(57)【要約】【課題】レーザビームの照射による初期プラズマの発生後、できるだけ速やかに電極間で放電を発生させて効率よく初期プラズマを加熱してＥＵＶ放射を発生させること。【解決手段】リセット回路部７１は、可飽和リアクトルＳＲ３の２次巻線ＬＲ３に対して、可飽和リアクトルＳＲ３に流れる電流に基づき生ずる残留磁束と同方向に磁束が生ずるようにリセット電流を流す。スイッチＳＷをｏｎにし、磁気スイッチＳＲ１がｏｎとなると、コンデンサＣ０に蓄えられた電荷が移行してコンデンサＣ２に充電されるとともに、レーザが電極２ａに塗布されている高温プラズマ原料に照射される。これにより高温プラズマ原料は気化し対向する第２の電極２ｂに達する。可飽和リアクトルＳＲ３は、上記リセット電流により飽和してｏｎとなっており、コンデンサＣ２から回転電極２ａ，２ｂに直ちにパルス電力が印加され、電極２ａ，２ｂ間に大きな電流が流れ高温プラズマが発生する。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極端紫外光を放射させるための液体または固体の原料を供給する原料供給手段と、エネルギービームを上記原料に照射して当該原料を気化するエネルギービーム照射手段と、
気化された上記原料を放電により上記容器内で加熱励起し高温プラズマを発生させるための、所定距離だけ離間した一対の電極と、
電極にパルス電力を供給するパルス電力供給手段とを備えた極端紫外光光源装置において、
上記パルス電力供給手段は、充電器（ＣＨ）と、
負荷である一対の電極と接続するコンデンサ（Ｃ２）と、
負荷である一対の電極と上記コンデンサとの間に接続される可飽和リアクトル（ＳＲ３）を有しており、
上記可飽和リアクトル（ＳＲ３）の２次巻線に対して、当該可飽和リアクトルを介して上記電極に流入する電流に基づき生ずる磁束と同方向に残留磁束が発生する向きにリセット電流を流すリセット電流供給手段（ＬＲ３）が設けられている
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の極端紫外光光源装置において、
上記パルス電力供給手段は、
上記充電器により充電される第２のコンデンサ（Ｃ０）と、
上記第１のコンデンサ（Ｃ２）と上記第２のコンデンサ（Ｃ０）との間に接続される第２の可飽和リアクトル（ＳＲ１）と、をさらに備えた高繰り返しが可能なパルス電力供給手段であって、
該第２の可飽和リアクトル（ＳＲ１）には、その２次巻線に対して、当該可飽和リアクトルを介して上記第１のコンデンサ（Ｃ２）に流入する電流に基づき生ずる磁束と反対方向に残留磁束が発生する向きにリセット電流を流す第２のリセット電流供給手段（ＬＲ１）が設けられている
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項３】
上記可飽和リアクトル（ＳＲ３）の２次巻線に対してリセット電流を流すリセット電流供給手段（ＬＲ３）と、上記第２のリセット電流供給手段（ＬＲ１）は接続されて一つの回路として構成されており、
第２のリセット電流供給手段（ＬＲ１）の巻線は、リセット電流供給手段（ＬＲ３）の巻線と反対方向に巻かれている
ことを特徴とする請求項２に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項４】
上記可飽和リアクトル（ＳＲ３）の２次巻線に対してリセット電流を流すリセット電流供給手段（ＬＲ３）と、上記第２のリセット電流供給手段（ＬＲ１）は別々の回路として構成されており、
第２のリセット電流供給手段（ＬＲ１）に流れる電流に向きと、（第１の）リセット電流供給手段に流れる電流の向きは反対である
ことを特徴とする請求項２に記載の極端紫外光光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電により生成したプラズマより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、放電電極近傍に供給された極端紫外光発生用高温プラズマ原料にエネルギービームを照射して気化して、気化後の高温プラズマ原料から放電により生成したプラズマより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。
【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〜ｌ４ｎｍ、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。
【０００３】
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。
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、ＥＵＶ発生用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。
【０００４】
以下、ＤＰＰ各方式に基づくＥＵＶ放射のメカニズムを簡単に説明する。
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。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以下程度である。
ここで、放電により電極間を流れる電流の自己磁場の作用により、上記した初期プラズマは収縮される。これにより初期プラズマの密度は高くなり、プラズマ温度が急激に上昇する。
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。
【０００５】
次に、ＬＡＧＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置について説明する。ここでは、回転電極型のＬＡＧＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置について説明する。
近年、ＤＰＰ方式において、放電が発生する電極表面に供給された固体もしくは液体のＳｎやＬｉに対してレーザビーム等のエネルギービームを照射することにより気化し、その後放電によって高温プラズマを生成する方法が特許文献１において提案されている。
以下、エネルギービームがレーザビームである場合を説明する。また、上記したこの方式をＬＡＧＤＰＰ（Ｌａｓｅｒ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｇａｓ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式と称することにする。
以下、特許文献１に示されたＥＵＶ光源装置について説明する。同公報図１はＥＵＶ光源装置の断面図である。
【０００６】
以下、特許文献１に示されたＥＵＶ光源装置について説明する。図７は、同公報の図１に示されているＥＵＶ光源装置の断面図である。
２１，２２は円盤状の電極であり、所定の圧力に調整された放電空間２０内に配置される。電極２１および２２は予め定義された領域２３において、所定間隔だけ互いに離間しており、２１ａ，２２ａを回転軸として回転する。
２４は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放射する高温プラズマ用原料である。高温プラズマ原料２４は、加熱された溶融金属（ｍｅｌｔｅｄ  ｍｅｔａｌ）であり、コンテナ２６に収容される。溶解金属２４の温度は、コンテナ２６内に設けられた温度調整手段２５により調整される。
電極２１，２２は、その一部が溶融金属２４を収容するコンテナ２６の中に浸されるように配置される。電極２１，２２の表面上に乗った液体状の溶融金属２４は、電極２１，２２が回転することにより、上記領域２３の表面に輸送される。上記領域２３の表面に輸送された溶解金属２４に対して（すなわち、上記領域２３において、所定間隔だけ互いに離間した電極２１、２２の表面に存在する溶解金属２４に対して）、図示を省略したレーザ源よりレーザビームＬＢが照射される。レーザビームＬＢが照射された溶解金属２４は気化する。
【０００７】
溶解金属２４がレーザビームＬＢの照射により気化された状態で、電極２１，２２に、パルス電力が印加されることにより、領域２３においてパルス放電が開始し、プラズマＰが形成される。放電時に流れる大電流によりプラズマＰが加熱励起され高温化すると、この高温プラズマからＥＵＶ放射が発生する。ＥＵＶ放射は図面上側に取り出される。
すなわち、上記した特許文献１に記載されている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以下程度である。その後、放電電流駆動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。すなわち、この特許文献１に記載されている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。なお、２７は電源に相当するキャパシターバンクであり、絶縁性のフィードライン２９を介してコンテナ２６に収容された溶融金属２４と電気的に接続されている。溶融金属２４は導電性であるので、キャパシターバンク２７より、溶融金属２４を介して、一部が溶融金属２４に浸漬している電極２１，２２に電気エネルギーが供給される。
【０００８】
本方式によれば、常温では固体であるＳｎやＬｉを放電が発生する放電領域の近傍で気化させることが容易になる。すなわち、放電領域に効率よく気化したＳｎやＬｉを供給できるので、放電後、効果的に波長１３．５ｎｍのＥＵＶ放射を取り出すことが可能となる。
また、特許文献１に記載されたＥＵＶ光源装置においては、電極を回転させているので、次のような利点がある。
（ア）常に新しいＥＵＶ発生種である固体または液体状の高温プラズマ原料を放電領域に供給することができる。
（イ）電極表面における、レーザビームが照射される位置、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。
【０００９】
上記したように、ＤＰＰ方式やＬＡＧＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、放電によりＥＵＶ放射を発生させているので一般にパルス光源となる。このようなＥＵＶ光源装置を露光用光源として採用する場合、当該ＥＵＶ光源装置には、露光の制御性の観点からできるだけ高繰り返しのＥＵＶ放射動作が要求される。また、ＥＵＶを放射する高温プラズマを効率よく生成するには、電極間を流れる放電電流のパルス幅はある程度短パルスであることが望ましい。
よって、ＤＰＰ方式やＬＡＧＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、電極間において高繰り返しで短パルスの放電を発生させるためのパルス電力発生器を備える。特許文献２には、このようなパルス電力発生器が開示されている。
【００１０】
以下、ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置に用いられるパルス電力発生器について、図８により説明する。
図８は、昇圧用のパルストランス方式を採用したＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置に用いられるパルス電力発生器３０を簡潔に示した構成例である。
ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置においては、リング状の第１電極（カソード）３１と第２電極（アノード）３２とがリング状の絶縁体３３を挟み、それぞれの貫通穴が略同軸上に位置するように配置され、原料ガス供給ユニット３４からＥＵＶ放射種を含む原料ガスが供給される。また、予備電離ユニット３５が設けられ、第１電極３１、第２電極３２間にパルス電力を供給し、主放電を発生させる前に予備電離が行われる。
例えば、予備電離は、予備電離ユニット３５にて沿面放電を発生させて、容器内に導入されたガス状の高温プラズマ原料の電離を促進する。予備電離ユニットの構成例については、例えば特許文献３に開示されている。
【００１１】
このようなＤＰＰ方式光源装置において、予備電離ユニット３５により予備電離放電を発生させたのちに、第１電極３１、第２電極３２間にパルス電力発生器３０よりパルス電力が供給されると、絶縁体３３表面に沿面放電が発生して第１電極３１、第２電極３２間は実質、短絡状態になり、パルス状の大電流が流れる。このとき、略同軸上に配置されたリング状の第１電極３１、第２電極３２、絶縁体３３が形成する連通穴もしくは連通穴近傍にプラズマが形成される。その後、ピンチ効果およびジュール加熱等によって、上記プラズマの略中心部に高温プラズマ領域が形成され、この高温プラズマ領域から波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
図８に示すパルス電力発生器は、高繰り返しが可能なように、可飽和リアクトルからなる２個の磁気スイッチＳＲ２、ＳＲ３を用いた２段の磁気パルス圧縮回路部を有する。磁気スイッチＳＲ１は、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子である固体スイッチＳＷでのスイッチングロスの低減用のものであり、磁気アシストとも呼ばれる。
なお、本明細書においては、以降、充電器ＣＨにより充電されるコンデンサをＣ０、一対の電極と接続するコンデンサをＣ２、一対の電極とコンデンサＣ２との間に接続される可飽和リアクトルをＳＲ３と呼ぶことにする。
【００１２】
図８において、まず、充電器ＣＨによる充電電圧が所定の値（Ｖｓｅｔ）に調整され、充電器ＣＨが動作状態となる。その結果、コンデンサＣ０が所定の電圧まで充電される。このとき、スイッチＳＷはｏｆｆになっている。コンデンサＣ０の充電が完了後、充電器ＣＨの動作状態はｏｆｆとなる。その後、スイッチＳＷがｏｎとなる。
スイッチＳＷがｏｎとなったとき、磁気スイッチＳＲ１を設けない場合は、コンデンサＣ０の電圧はスイッチＳＷの両端にかかる。しかしながら、磁気スイッチＳＲ１を設けているので、コンデンサＣ０の電圧は主に磁気スイッチＳＲ１の両端にかかる。その後、磁気スイッチＳＲ１が飽和してｏｎとなる。
磁気スイッチＳＲ１に電圧が印加されてから磁気スイッチＳＲ１がｏｎとなるまでの時間は、スイッチＳＷが完全にｏｎとなるまでの時間である。すなわち、磁気スイッチＳＷ１は、スイッチＳＷが完全にｏｎとなるまで、電圧を保持する。
磁気スイッチがｏｎとなると、コンデンサＣ０、磁気スイッチＳＲ１、昇圧トランスＴｒ１の１次側、スイッチＳＷ、コンデンサＣ０のループに電流が流れる。同時に、昇圧トランスＴｒ１の２次側、コンデンサＣ１のループに電流が流れ、コンデンサＣ０に蓄えられた電荷が移行してコンデンサＣ１に充電される。
【００１３】
この後、コンデンサＣ１における電圧の時間積分値が磁気スイッチＳＲ２の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチＳＲ２が飽和してｏｎとなる。そして、コンデンサＣ１、磁気スイッチＳＲ２、コンデンサＣ２、コンデンサＣ１のループに電流が流れ、コンデンサＣ１に蓄えられた電荷が移行してコンデンサＣ２に充電される。
さらにこの後、コンデンサＣ２における電圧の時間積分値が磁気スイッチＳＲ３の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチＳＲ３が飽和してｏｎとなる。そして、負荷である第１電極３１と第２電極３２との間にパルス幅の短いパルス電力が印加される。
ここで、磁気スイッチＳＲ２、コンデンサＣ１、及び、磁気スイッチＳＲ３、コンデンサＣ２で構成される２段の容量移行型回路のインダクタンスを後段に行くにつれて小さくなるように設定することにより、各段を流れる電流パルスのパルス幅が順次狭くなるようなパルス圧縮動作が行われ、第１の主放電電極、第２の主放電電極間に短パルスの電力が印加される。
尚、詳細な図示を省略したが、スイッチＳＷへの駆動信号は制御部２４より送信される。例えば、スイッチＳＷがＩＧＢＴである場合、制御部２４から送信される駆動信号は、ゲート信号としてスイッチＳＷに入力される。また、スイッチＳＷへは大電流が流れることになるので、スイッチＳＷは、例えば、複数のＩＧＢＴを並列に接続して構成される。  この場合、制御部２４から送信される駆動信号であるゲート信号は、各ＩＧＢＴに入力される。
【００１４】
次に、上記磁気スイッチＳＲ１〜ＳＲ３のリセット動作について説明する。
可飽和リアクトルである磁気スイッチＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３は、磁気スイッチ動作後には、飽和状態から非飽和状態に戻る。しかしながら、可飽和リアクトルを構成する磁性体（コア）には残留磁束が存在する。そのため次回動作時には、可飽和リアクトルのインダクタンスは十分に大きくならず、磁気スイッチＳＲ２，ＳＲ３を用いたパルス圧縮部でのパルス圧縮が十分には達成されない。そのため、通常、磁気スイッチのリセット動作が行われる。
図９にリセット機能を付加した可飽和リアクトルの模式図を示す。
図９に示すように、可飽和リアクトルは、磁性体であるコアＴｃに主巻線Ｍ１が巻きつけられている。図９に示す可飽和リアクトルが磁気スイッチＳＲ２である場合、コンデンサＣ１からの電流が主巻線Ｍ１を流れる。また、可飽和リアクトルが磁気スイッチＳＲ３である場合、コンデンサＣ２からの電流が主巻線Ｍ１を流れる。
リセット回路Ｒｓは、コアＴｃの２次巻線Ｍ２にインダクタンスＬ１を介して定電流源Ｉｓｓより電流を流す構成である。その際、２次巻線Ｍ２を流れるリセット電流の向きは、コアＴｃの残留磁束を打ち消す方向に磁束が発生するように設定される。
【００１５】
以下、磁気パルス圧縮回路における可飽和リアクトルの動作を、図１０に示す可飽和リアクトルのコアの磁化曲線を用いて説明する。
ここで理解を容易にするために、初期状態において、可飽和リアクトルの動作点は０点にあるものとする。
（１）まず、コアＴｃに巻かれた２次巻線Ｍ２に流れるリセット電流により、コアの動作点が０点から(i) 点に移動する。
（２）可飽和リアクトルの前段のコンデンサ（ＳＲ２の場合Ｃ１、ＳＲ３の場合Ｃ２）からコアＴｃの主巻線Ｍ１に電流（励磁電流）が流れると、磁界強度Ｈが増加し、可飽和リアクトルのコアＴｃの動作点は図１０の点(i) から点(ii)を通り点(iii) に向かって移動する。
（３）励磁電流により動作点が点(iii) に達すると、可飽和リアクトルのコアＴｃ内の磁束密度が飽和磁束密度以上となり可飽和リアクトルは飽和する。このとき可飽和リアクトルのインダクタンスが急激に低下するため、前段のコンデンサ（ＳＲ２の場合Ｃ１、ＳＲ３の場合Ｃ２）から飽和状態にある可飽和リアクトルを介して、電流が後段へ流れる。可飽和リアクトルＳＲ２の場合、電流がコンデンサＣ２に流れ込みこれを充電する。一方、可飽和リアクトルＳＲ３の場合は、コンデンサＣ２に充電された電力が電極間に供給され、電極間で放電が発生する。
【００１６】
（４）可飽和リアクトルが飽和しているときのコアＴｃの動作点は、点(iii) よりもはるかに磁界強度Ｈが大きい点(iv)にあるが、電流の減少とともにＨが小さい方（点(iv)から点(iii) への方向）に移動する。
このとき可飽和リアクトルのインダクタンスが急激に増加するので、可飽和リアクトルに流れる電流は急激に減少する。電流が０となったときの動作点は点(v) となり、リセット電流が流れていない場合、動作点は点(v) で停止して可飽和リアクトルのコアＴｃに磁束が残る（残留磁束）。
（５）ここで、点(v) にコアの動作点がある状態で再び図８のスイッチＳＷを投入すると、コアの動作点は点(v) から点(iii) を通り点(iv)へ移動するが、この場合の磁束密度変化量は小さいため非飽和時の可飽和リアクトルのインダクタンスが十分大きくならず、磁気パルス圧縮はほとんど行えなくなる。
（６）よって、磁気パルス圧縮を行った後はコアの動作点を図１０の点(v) を介して点(i) に戻すように磁気リセットを行う。
【特許文献１】特表２００７−５０５４６０号公報
【特許文献２】特開２００８−５３６９６号公報
【特許文献２】特開２００３−２１８０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記したように、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置では、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、例えば、図８に示すパルス電力発生器を用いて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。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以下程度である。その後、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。
ここでＤＰＰ方式の光源装置においては、図８に示すパルス電力発生器の可飽和リアクトルＳＲ３が飽和状態となったとき（すなわち、磁気スイッチＳＲ３（可飽和リアクトルＳＲ３）がｏｎ状態となったとき）、電極３１，３２間に高電圧が印加され、放電が開始される。
なお、一般に、内部に電極が配置された放電容器内の圧力は１〜２０Ｐａに調節される。このような低い圧力下においては、電極構造によっては放電が発生し難くなり、結果としてＥＵＶ光の出力が不安定となる場合もある。
よって、前記したように、放電が発生し難い状況下で安定した放電を生じさせるために予備電離が行われる。すなわち、予備電離後に可飽和リアクトルＳＲ３が飽和状態となるようにパルス電力発生器が設定される。これにより、放電が安定に発生する。
【００１８】
一方、ＬＡＧＤＰＰ方式の場合、放電が発生する電極表面に供給された固体もしくは液体のＳｎやＬｉ（高温プラズマ原料）に対してレーザビームを照射することにより気化し、その後、放電によって高温プラズマを生成する。
ここで、電極間における放電は、電極表面に供給された高温プラズマ原料にレーザビームが照射されることにより発生する真空アーク放電から開始され、やがて、真空アーク放電が発生した空間に気化した高温プラズマ原料が十分に供給され、更に、電極間にパルス電力発生器により高電圧が印加されるにともないガス放電（ピンチ放電も含む）に移行する。すなわち、ＬＡＧＤＰＰ方式の場合、放電はレーザビームを高温プラズマ原料に照射されるタイミングにて開始する。
【００１９】
図１１に、ＬＡＧＤＰＰ方式の光源装置において、図８に示すパルス電力発生器を用いて電極間にパルス電力を印加した場合のレーザビームの照射からＥＵＶ放射が発生するまでの時間的経過を示す。
図１１（ａ）は、放電プラズマの時間的経過、（ｂ）は、図８のコンデンサＣ２、可飽和リアクトルＳＲ３、電極（回転電極２１，２２）からなる回路ループを流れる電流の電流波形、（ｃ）は、コンデンサＣ２の電圧の電圧波形を示す。
（１）時点（１）において、レーザビームが電極表面に供給されている高温プラズマ原料（例えば、Ｓｎ）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の一部は気化し、ガス状の高温プラズマ原料が初期プラズマとして噴出する。なお、初期プラズマにおけるイオン密度、電子温度は、例えば、１０16ｃｍ-3程度、１ｅＶ以下程度である。
なお、レーザビームによって生成された初期プラズマが電極間を電気的に接続する（以下、電気的に接続することを橋絡するという）のとほぼ同時刻、あるいはそれより数１００ｎｓ〜数ｎｓ早く、コンデンサＣ２の電圧が所定値となるように、ＳＷをＯＮ状態にする。
【００２０】
（２）時点（２）において、初期プラズマによる電極間橋絡状態となり、真空アーク放電が開始する。放電開始直後の初期プラズマの形状は、細い形状を示す。
ここで、電極間で放電が開始したことにより、図８のコンデンサＣ２、可飽和リアクトルＳＲ３、電極（回転電極２１，２２）からなる回路ループ内で電流が流れる。
（３）上記したように、可飽和リアクトルＳＲ３（磁気スイッチＳＲ３）のコアの動作点は、初期状態では、図９に示すようなリセット回路により図１０の(i) 点に設定されている。そして、上記回路ループ内で電流が流れる（すなわち、コアＴｃの主巻線Ｍ１に励磁電流が流れる）ことにより、コアＴｃにおける磁界強度Ｈが増加し、可飽和リアクトルのコアＴｃの動作点は図１０の点(i) から点(ii)を通り点(iii) に向かって移動する。
【００２１】
（４）励磁電流により動作点が点(iii) に達すると、可飽和リアクトルのコアＴｃ内の磁束密度が飽和磁束密度以上となり、図１１の時点（３）において、可飽和リアクトルＳＲ３は飽和する。このとき可飽和リアクトルのインダクタンスが急激に低下するため、コンデンサＣ２に充電された電力が、電極間に供給され、電極間で放電が発生する。なお、この時点で放電が発生する空間には高温プラズマ原料が十分に供給されているので、電極間で発生する放電はガス放電となる。
（５）電極間で放電発生後、電極間を流れる大電流によるピンチ効果により、レーザビームの照射により生成した初期プラズマは加熱される（時点（４）〜（５））。
（６）時点（６）において、加熱により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。
【００２２】
ここで、期間（２）〜（３）においては、電極間では真空アーク放電が開始して初期プラズマが形成されるが、可飽和リアクトルＳＲ３が飽和していないので可飽和リアクトルのインダクタンスが高く、電極間にコンデンサＣ２に充電された電力が殆ど印加されない。
そのため、この期間内にて、初期プラズマの形状は膨張し崩れてしまう。
よって、時点（３）以降電極間を流れる大電流によるピンチ効果によって初期プラズマを加熱する際、初期プラズマの形状が膨張により太くなっているので、ピンチ効果による圧縮が十分行われずＥＵＶを放射する高温プラズマのサイズが大きくなってしまう。高温プラズマのサイズが大きくなることは、ＥＵＶ光源装置をリソグラフィ用光源として使用する際には、好ましくない。
また、場合によっては、ピンチ効果によっても高温プラズマの密度を十分に高くすることができず、ＥＵＶ放射を得ることができない。
【００２３】
すなわち、放電の開始がレーザビームの照射に依存しているので、可飽和リアクトルにより構成される磁気スィッチＳＲ３がｏｎとなるタイミングと、放電の開始タイミングとの間にある程度の遅延が生じる。この遅延の間に、レーザビームの照射により形成される初期プラズマの形状が太くなってしまうので、効果的にコンデンサＣ２のエネルギーを初期プラズマに注入することが難しくなり、効率よく初期プラズマを加熱することが困難になる。
本発明の課題は、上記した磁気スイッチによる遅延の影響を抑制することにあり、レーザビームの照射により初期プラズマが発生したあと、できるだけ速やかに電極間で放電を発生させて、効率よく初期プラズマを加熱してＥＵＶ放射を発生させることが可能なＥＵＶ光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
以上のように、ＬＡＧＤＰＰ方式の光源装置においては、放電の開始がレーザビームの照射に依存しているので、前記図８に示すパルス電力発生器を用いた場合、可飽和リアクトル（磁気スイッチ）が飽和するまでの時間遅れにより、レーザ照射のタイミングと、放電の開始タイミングとの間にある程度の遅延が生じ、効率よくプラズマを加熱してＥＵＶ放射を発生できない。したがって、上記可飽和リアクトル（磁気スイッチ）による遅れのできるだけ小さくするのが望ましい。
本発明においては、電極表面に供給されている高温プラズマ原料にレーザビームを照射して初期プラズマを形成する（真空アーク放電が開始する）時点と、電極間で放電が開始する時点との間の遅延時間をできるだけ短くするように構成する。
このため、遅れが特に問題となる可飽和リアクトル（ＳＲ３）の２次巻線に対して、当該可飽和リアクトル（ＳＲ３）を介して上記電極に流入する電流に基づき生ずる磁束と同方向に残留磁束が発生する向きにリセット電流を流す。
これにより、放電を開始させるとき、可飽和リアクトル（ＳＲ３）は飽和し、ｏｎ状態であり、高温プラズマ原料にレーザビームを照射し、気化した高温プラズマ原料により電極間に橋絡が発生したとき、コンデンサ（Ｃ２）に充電されたエネルギーが直ちに電極に印加されて、電極間で放電を開始させることができる。
なお、上記可飽和リアクトル（ＳＲ３）は、後述するように、放電発生後に生ずる反転電流により、コンデンサ（Ｃ２）が逆方向に充電されるのをブロックする機能を有しており、上記可飽和リアクトル（ＳＲ３）を省略するのは好ましくない。
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）極端紫外光を放射させるための液体または固体の原料を供給する原料供給手段と、エネルギービームを上記原料に照射して当該原料を気化するエネルギービーム照射手段と、気化された上記原料を放電により上記容器内で加熱励起し高温プラズマを発生させるための、所定距離だけ離間した一対の電極と、電極にパルス電力を供給するパルス電力供給手段とを備えた極端紫外光光源装置において、上記パルス電力供給手段は、充電器（ＣＨ）と、負荷である一対の電極と接続するコンデンサ（Ｃ２）と、負荷である一対の電極と上記コンデンサとの間に、１次巻線が接続される可飽和リアクトル（ＳＲ３）を有し、上記可飽和リアクトル（ＳＲ３）の２次巻線に対して、当該可飽和リアクトルを介して上記電極に流入する電流に基づき生ずる磁束と同方向に残留磁束が発生する向きにリセット電流を流すリセット電流供給手段（ＬＲ３）を設ける。
（２）上記（１）の極端紫外光光源装置において、上記パルス電力供給手段を、上記充電器により充電される第２のコンデンサ（Ｃ０）と、上記第１のコンデンサ（Ｃ２）と上記第２のコンデンサ（Ｃ０）との間に接続される第２の可飽和リアクトル（ＳＲ１）とから構成し、第２の可飽和リアクトル（ＳＲ１）には、その２次巻線に対して、当該可飽和リアクトル（ＳＲ１）を介して上記第１のコンデンサ（Ｃ２）に流入する電流に基づき生ずる磁束と反対方向に残留磁束が発生する向きにリセットして電流を流す第２のリセット電流供給手段（ＬＲ１）を設ける。
（３）上記（２）において、可飽和リアクトル（ＳＲ３）の２次巻線に対してリセット電流を流すリセット電流供給手段（ＬＲ３）と、上記第２のリセット電流供給手段（ＬＲ１）を一つの回路として構成し、リセット電流供給手段（ＬＲ３）と上記第２のリセット電流供給手段（ＬＲ１）に対して共通の電源から電流を供給する。そして、第２のリセット電流供給手段（ＬＲ１）の巻線の巻方向に対して、リセット電流供給手段（ＬＲ３）の巻線を反対方向に巻く。
（４）上記（２）において、可飽和リアクトル（ＳＲ３）の２次巻線に対してリセット電流を流すリセット電流供給手段（ＬＲ３）と、上記第２のリセット電流供給手段（ＬＲ１）を別々の回路として構成し、それぞれの回路に電源を設けて、それぞれの電源から電流を供給する。
そして、第２のリセット電流供給手段（ＬＲ１）に流れる電流の向きと、第１のリセット電流供給手段（ＬＲ３）に流れる電流の向きを反対とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）ＬＡＧＤＰＰ方式の光源装置に用いられるパルス電力供給手段において、高温プラズマを発生させるための一対の電極に直列接続される最終段の可飽和リアクトル（ＳＲ３）の２次巻線に対して、当該可飽和リアクトルを介して上記電極に流入する電流に基づき生ずる磁束と同方向に残留磁束が発生する向きにリセット電流を流すようにしたので、レーザ照射から放電発生までの時間を短くすることができ、変換効率のよいＥＵＶ放射を得ることができる。
（２）可飽和リアクトル（ＳＲ３）の２次巻線に対して、当該可飽和リアクトルを介して上記電極に流入する電流に基づき生ずる磁束と同方向に残留磁束が発生する向きにリセット電流を流し、可飽和リアクトル（ＳＲ３）を飽和させるようにしたので、可飽和リアクトル（ＳＲ３）による遅れを小さくすることができる。このため、繰り返し周波数を大きくすることが可能となる。また、可飽和リアクトル（ＳＲ３）は、放電発生後に生ずる反転電流に対してはインダクタとして作用するので、放電発生後に生ずる反転電圧により上記電極間に逆方向に電流が流れるのをブロックすることができる。
（３）ＬＡＧＤＰＰ方式の光源装置に用いられるパルス電力供給手段を、充電器（ＣＨ）と、負荷である一対の電極と接続するコンデンサ（Ｃ２）と、負荷である一対の電極と上記コンデンサとの間に、１次巻線が接続される可飽和リアクトル（ＳＲ３）と、上記可飽和リアクトル（ＳＲ３）の２次巻線に対して、当該可飽和リアクトルを介して上記電極に流入する電流に基づき生ずる磁束と同方向に残留磁束が発生する向きにリセット電流を流すリセット電流供給手段（ＬＲ３）とから構成し、回路動作を遅延させる回路素子を極力少なくしたので、回路動作を高速化することができ、繰り返し周波数を大きくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１に本発明が適用されるＥＵＶ光源装置の構成例を示す。
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は、放電部２とＥＵＶ光集光部３とを内部に有する。放電部２は、ＥＵＶ放射種を加熱して励起する加熱励起手段である。
ＥＵＶ光集光部３は、放電部２においてＥＵＶ放射種が加熱励起されて生成した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４より、図示を省略した露光装置の照射光学系へ導く。チャンバ１は排気装置５と接続されていて、チャンバ１内部はこの排気装置５により減圧雰囲気とされる。
放電部２は、第１の放電電極２ａと第２の放電電極２ｂとが絶縁材２ｃを挟むように配置された構造である。両電極はともに金属製の円盤状部材であり、両者の中心は略同軸上に配置され、絶縁材２ｃの厚みの分だけ離間した位置に固定されている。絶縁材２ｃの厚み、すなわち、第１の放電電極２ａと第２の放電電極２ｂの離間距離は１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。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。
【００２７】
第２の放電電極２ｂの中心には、モータ６の回転軸６ａが取り付けられている。上記したように、第１の放電電極２ａの中心と第２の放電電極２ｂの中心は、ほぼ一致して固定されているので、回転軸６ａが回転すると、第１の放電電極２ａと第２の放電電極２ｂは、同じ回転中心を中心として回転する。回転軸６ａは、例えば、メカニカルシール６ｂを介してチャンバ１内に導入される。メカニカルシール６ｂは、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転軸６ａの回転を許容する。
第２の放電電極２ｂ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７ａおよび第２の摺動子７ｂが設けられている。第２の摺動子７ｂは第２の放電電極２ｂと電気的に接続される。一方、第１の摺動子７ａは第２の放電電極を貫通する貫通孔２ｅを介して第１の放電電極２ａ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２ａと電気的に接続される第１の摺動子７ａと、第２の放電電極２ｂ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。
【００２８】
第１の摺動子７ａと第２の摺動子７ｂ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、パルス電力発生器７と接続される。
パルス電力発生器７は、第１の摺動子７ａ、第２の摺動子７ｂを介して、第１の放電電極２ａと第２の放電電極２ｂとの間にパルス電力を供給する。すなわち、モータ６が動作して第１の放電電極２ａと第２の放電電極２ｂとが回転していても、第１の放電電極２ａと第２の放電電極２ｂとの間には、第１の摺動子７ａ、第２の摺動子７ｂを介して、パルス電力発生器７よりパルス電力が印加される。
パルス電力発生器７は、コンデンサＣと磁気スイッチＳＲとからなる磁気パルス圧縮回路部を介して、負荷である第１の放電電極２ａと第２の放電電極２ｂとの間にパルス幅の短いパルス電力を印加する。なお、パルス電力発生器７から第１の摺動子７ａ、第２の摺動子７ｂ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、パルス電力発生器７から第１の摺動子７ａ、第２の摺動子７ｂとの電気的接続を可能とする。
【００２９】
金属製の円盤状部材である第１の放電電極２ａ、第２の放電電極２ｂの周辺部は、エッジ形状に構成される。パルス電力発生器７より第１の放電電極２ａ、第２の放電電極２ｂ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。第２の放電電極２ｂの周辺部には溝部２ｄが設けられ、この溝部２ｄに、原料供給ユニット８から、高温プラズマ用原料である固体スズ（Ｓｎ）や固体リチウム（Ｌｉ）が供給される。
原料供給ユニット８を用いる場合、原料供給ユニット８に加熱機構を持たせ、原料となるＳｎやＬｉを加熱により液化させ、この液化した原料を第２の放電電極２ｂに形成した溝部の中に供給するように構成してもよい。
モータ６は一方向にのみ回転し、モータ６が動作する事により回転軸６ａが回転し、回転軸６ａに取り付けられた第２の放電電極２ｂ及び第１の放電電極２ａが一方向に回転する。第２の放電電極２ｂに供給されたＳｎまたはＬｉは、第２の放電電極２ｂの回転により放電部２におけるＥＵＶ光出射側であるＥＵＶ光集光部３側に移動する。
【００３０】
一方、チャンバ１には、上記ＥＵＶ集光部３側に移動したＳｎまたはＬｉに対してレーザ光を照射するレーザ照射機９が設けられる。レーザ照射機９からのレーザ光は、上記ＥＵＶ集光部３側に移動した原料（ＳｎまたはＬｉ）上に照射される。レーザ光が照射された原料は、第１の放電電極２ａ、第２の放電電極２ｂ間で気化し一部は電離する。
このような状態下で、第１、第２の放電電極２ａ，２ｂ間にパルス電力発生器７より電圧が約＋２０ｋＶ〜−２０ｋＶであるようなパルス電力を印加すると、両電極２ａ，２ｂの周辺部に設けられたエッジ形状部分間で放電が発生する。このとき両電極２ａ，２ｂ間で気化した原料の一部電離した部分に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２ａ，２ｂ間の周辺部には、気化した原料による高温プラズマが形成され、この高温プラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
【００３１】
放電部２により放出されたＥＵＶ光は、ＥＵＶ光集光部３に設けられた斜入射型のＥＵＶ集光鏡３ａにより集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部４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３ａは、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、ＥＵＶ集光鏡３ａにおける、複数のミラーの支持は、ミラーの径方向に伸びるスパイダと呼ばれる棒状の固定用部材で行われる。
【００３２】
上記した放電部２とＥＵＶ光集光部３との間には、ＥＵＶ集光鏡３ａのダメージを防ぐために、ホイルトラップ１１が設置される。ホイルトラップ１１は、第１および第２の放電電極２ａ，２ｂが高温プラズマによってスパッタされて生じる金属粉等のデブリや、原料のＳｎまたはＬｉに起因するデブリを捕捉してＥＵＶ光のみを通過させる。
上記のＥＵＶ光顔装置によれば、第１および第２の放電電極２ａ，２ｂが回転しているので、両電極２ａ，２ｂにおいてパルス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２ａ，２ｂ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２ａ，２ｂの長寿命化が可能となる。
なお、ＥＵＶ光源装置は、上記の原料供給ユニット８、排気装置５、パルス電力発生器７、モータ６、レーザ照射器９などを制御する制御部１０を備える。また、制御部１０はＥＵＶ光源装置が取り付けられる露光機（不図示）の制御部１００と信号のやり取りを行う。
【００３３】
図２に本発明の実施例のパルス電力発生部の構成例を示す。
なお、前記したように、本実施例と本実施例の変形例（図４）においても、充電器ＣＨにより充電されるコンデンサをＣ０、一対の電極と接続するコンデンサをＣ２、一対の電極とコンデンサＣ２との間に接続される可飽和リアクトルをＳＲ３と呼ぶことにする。
図２のパルス電力発生器７は、前記図８に示すパルス電力発生器３０から昇圧トランスＴｒ１、コンデンサＣ１、磁気スイッチＳＲ２を除去したものであり、可飽和リアクトルからなる磁気スイッチＳＲ１、ＳＲ３を有する。磁気スイッチＳＲ１は、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子である固体スイッチＳＷでのスイッチングロスの低減用の磁気アシストであり、可飽和リアクトルＳＲ３に比べ、コアが飽和するまでのＶＴ積（印加される電圧と印加時間の積）は小さく、電圧が印加されると比較的短時間で飽和する。
【００３４】
図２のパルス電力発生器７は、充電器ＣＨと、この充電器により充電されるコンデンサＣ０と、該コンデンサＣ０に並列に接続され、ターンオン動作によりコンデンサＣ０からコンデンサＣ２へのエネルギー移行を行うスイッチＳＷと磁気スイッチＳＲ１とコンデンサＣ２を直列接続した直列回路と、コンデンサＣ２の一方の端子と第２の回転電極２ｂ間に接続される可飽和リアクトルＳＲ３から構成され、コンデンサＣ２の他方の端子は、第１の回転電極２ａに接続される。
また、図２には、図８では省略されているリセット回路部７１が示されており、リセット回路部７１は、可飽和リアクトルＳＲ１、ＳＲ３の２次巻線（リセット巻線）ＬＲ１，ＬＲ３に、インダクタンスＬを介して定電流源Ｉｓｓより電流を流す。
なお、同図の矢印の方向に流れるリセット電流通流時、磁気スイッチ（磁気アシスト）ＳＲ１の２次巻線と可飽和リアクトルＳＲ３の２次巻線は、逆方向に磁束が発生するようにコアに巻き回されている。
【００３５】
次に、図２に示したパルス電力発生器の動作を説明する。
充電器ＣＨによる充電電圧が所定の値（ＶＣＨ）に調整され、充電器ＣＨが動作状態となる。その結果、コンデンサＣ０は充電される。コンデンサＣ０の充電が完了後、スイッチＳＷがｏｎとなる。
スイッチＳＷがｏｎとなったとき、コンデンサＣ０の電圧は主に磁気スイッチＳＲ１の両端にかかる。その後、磁気スイッチＳＲ１が飽和してｏｎとなる。
磁気スイッチＳＲ１がｏｎとなると、コンデンサＣ０、スイッチＳＷ、磁気スイッチＳＲ１、コンデンサＣ２、コンデンサＣ０のループに電流が流れ、コンデンサＣ０に蓄えられた電荷が移行してコンデンサＣ２に充電される。
ここで、コンデンサＣ０からコンデンサＣ２への電荷の移行が完了し、コンデンサＣ２が十分に充電されると、レーザが第１の電極２ａに塗布されているＥＵＶ発生種である高温プラズマ原料に照射される。
【００３６】
レーザを照射された高温プラズマ原料は気化し、気化した高温プラズマ原料は対向する第２の電極２ｂに達し、電極間に橋絡が発生する。
なお、後述するように、可飽和リアクトルＳＲ３の２次巻線に対しては、コンデンサＣ２から可飽和リアクトルＳＲ３を介して電極２ａ，２ｂに流れる励磁電流による磁束と同方向に磁束が発生する向きにリセット電流を流しているので、可飽和リアクトルＳＲ３は飽和してｏｎとなっている。
そして、負荷である第１の回転電極２ａと第２の回転電極２ｂとの間にパルス幅の短いパルス電力が印加され、第１の電極２ａと第２の電極２ｂとの間に大きな電流が流れ高温プラズマが発生する。
【００３７】
ここで、リセット回路部７１は、磁気スイッチ（磁気アシスト）ＳＲ１の２次巻線ＬＲ１に対しては、インダクタンスＬを介して定電流源Ｉｓｓより電流を流す構成であり、リセット電流の向きは、通常の磁気スイッチと同様である。すなわち、上記磁気スイッチＳＲ１がｏｎとなり、コンデンサＣ０から、スイッチＳＷ、磁気スイッチＳＲ１、コンデンサＣ２に流れる電流により生ずる磁気スイッチＳＲ１のコアの残留磁束を打ち消す方向にリセット電流を流す。
一方、リセット回路部７１は、可飽和リアクトルＳＲ３の２次巻線ＬＲ３に対しては、当該可飽和リアクトルＳＲ３を介して上記電極２ａ，２ｂに流入する電流に基づき生ずる残留磁束と同方向に磁束が生ずるようにリセット電流を流す。
すなわち、コンデンサＣ２、可飽和リアクトルＳＲ３、電極（回転電極２ａ、２ｂ）からなる回路ループにおいて、可飽和リアクトルＳＲ３のコアの初期動作点を磁束密度Ｂが正である側に設定する。
このように、リセット回路部７１においては、磁気スイッチＳＲ１に対するリセット電流と可飽和リアクトルＳＲ３に対するリセット電流は流す方向が反対になる。
そのため、図２に示すように、磁気スイッチＳＲ１の２次巻線（リセット電流手段）ＬＲ１と、可飽和リアクトルＳＲ３の２次巻線（リセット電流手段）ＬＲ３とが直列に接続され一つの回路として構成されている場合は、２次巻線（リセット電流供給手段）ＬＲ３の巻線を、２次巻線（リセット電流手段）ＬＲ１の巻線と反対方向に巻くことで、リセット電流の方向を反対にすることができる。  
【００３８】
上記したように、コンデンサＣ２と電極との間に設けられ可飽和リアクトルＳＲ３は飽和しており、コンデンサＣ２が充電されている期間のインダクタンスが大きくならないように設定される。
よって、コンデンサＣ２が充電されると、直ちにコンデンサＣ２の電圧は負荷である第１の回転電極と第２の回転電極との間に印加される。なお、コンデンサＣ２、可飽和リアクトルＳＲ３、電極からなる回路ループのインダクタンスは小さく設定されるので、第１の回転電極と第２の回転電極との間に印加されるパルス電力のパルス幅は短パルスとなる。
なお、詳細な図示を省略したが、スイッチＳＷへの駆動信号は制御部１０より送信される。例えば、スイッチＳＷがＩＧＢＴである場合、制御部１０から送信される駆動信号は、ゲート信号としてスイッチＳＷに入力される。また、スイッチＳＷへは大電流が流れることになるので、スイッチＳＷは、例えば、複数のＩＧＢＴを並列に接続して構成される。
この場合、制御部１０から送信される駆動信号であるゲート信号は、各ＺＧＢＴに入力される。
【００３９】
次に、上記可飽和リアクトルＳＲ３についてさらに説明する。
本発明のＥＵＶ光源装置は、電極表面に供給されている高温プラズマ原料にレーザビームを照射して初期プラズマを形成する（真空アーク放電が開始する）時点と、電極間で放電が開始する時点との間の遅延時間をできるだけ短くするように構成するものである。
具体的には、図２のコンデンサＣ２、可飽和リアクトルＳＲ３、電極（回転電極２ａ、２ｂ）からなる回路ループにおいて、可飽和リアクトルＳＲ３のコアの初期動作点を磁束密度Ｂが正である側に設定する。すなわち、可飽和リアクトルＳＲ３のコアの２次巻線ＬＲ３にインダクタンスＬを介して定電流源Ｉｓｓより電流を流す構成のリセット回路部７１において、２次巻線ＬＲ３を流れるリセット電流の向きは、可飽和リアクトルＳＲ３を介して電極２ａ，２ｂに流入する電流に基づき生ずる磁束と同方向に残留磁束が発生するように設定する。
【００４０】
以下、可飽和リアクトルＳＲ３の動作を、図３に示す可飽和リアクトルのコアの磁化曲線を用いて説明する。
ここで理解を容易にするために、初期状態において、可飽和リアクトルの動作点は０点にあるものとする。
（１）コアに巻かれた２次巻線ＬＲ３に流れるリセット電流により、コアの動作点が０点から(vii) 点に移動する。
（２）可飽和リアクトルＳＲ３の前段のコンデンサＣ２からコアの主巻線に電流（励磁電流）が流れると、磁界強度Ｈが増加し、可飽和リアクトルのコアの動作点は図８の点(vii) から点(viii)に向かって移動する（飽和状態）。
（３）動作点(vii) →(viii)の経路においては、Ｂ−Ｈ特性の傾き（透磁率）が小さい。すなわち、磁界強度の変化（電流の変化）はほとんど磁束の変化を起こさないので、可飽和リアクトルＳＲ３は磁気スイッチとしては機能しない。すなわち、動作点(vii) (viii)における磁気スイッチのインダクタンスが非常に小さい状態であるので、コンデンサＣ２に充電された電圧は直ちに電極２ａ，２ｂ間に印加される。
【００４１】
（４）可飽和リアクトルが飽和しているときのコアの動作点は、点(vii) よりもはるかに磁界強度Ｈが大きい点(viii)にあるが、電流の減少とともにＨが小さい方（点(viii)から点(vii) への方向）に移動する。電流が０となったときの動作点は点(vi)となり、リセット電流が流れていない場合、動作点は点(vi)で停止して可飽和リアクトルＳＲ３のコアに磁束が残る（残留磁束）。
（５）この状態で、再び図２のスイッチＳＷを投入するとコアの動作点は点(vi)から点(vii) を通り点(viii)に移動する。
上記と同様、動作点(vi)→(vii) →(viii)の経路においても可飽和リアクトルＳＲ３のインダクタンスは小さい状態であるので、コンデンサＣ２に充電された電圧は直ちに電極２ａ，２ｂ間に印加される。
但し、電流が０となったときの動作点である点(vi)の位置は必ずしも安定しない。なぜならＢ−Ｈ曲線の第２象現において、Ｈが負の領域でもｄＢ／ｄＨ（すなわち透磁率、あるいはインダクタンス）の小さい領域が若干存在する。したがって、一般的にサイン波形である電流が半周期流れた後、逆方向電流が一瞬流れる。
【００４２】
その後、Ｂ−Ｈ曲線の非飽和（高インダクタンス）領域によって電流は遮断される。そのときの残留磁束密度は、放電条件によって異なるため、電流が０となったときの動作点である点(vi)の位置は必ずしも安定しない。
そのため、初回の放電動作以降もコアの残留磁束と同方向に磁束が発生するような方向にリセット電流を常時流し続けておくことにより、常に放電動作においてコアの動作点が点(vii) となるように設定する。このように設定することにより、コンデンサＣ２に充電された電力が電極間に印加される動作が安定に行われ、結果として放電ｐｕｌｓｅ  ｔｏ  ｐｕｌｓｅの安定性が向上する。
なお、図２に示すリセット回路部７１において、２次巻線ＬＲ１にリセット電流が流れることにより、磁気アシストＳＲ１のコアの残留磁束と逆方向に磁束が発生する。
すなわち、図２の矢印の方向に流れるリセット電流通電時、磁気アシストＳＲ１のコアの残留磁束と逆方向に磁束が発生するように２次巻線ＬＲ１はコアに巻き回されている。これに対し、可飽和リアクトルＳＲ３の残留磁束と同方向に磁束が発生するように、２次巻線ＬＲ３はコアに巻き回されている。
【００４３】
ここで、上記可飽和リアクトルＳＲ３が必要な理由について説明する。
ＬＡＧＤＰＰ方式の光源装置においては、上記可飽和リアクトルＳＲ３を省略した場合においても、レーザ照射のタイミングと高電圧パルス発生器７のスイッチＳＷがｏｎとなるタイミングを調整することで、原理的には本発明と同様に、レーザ照射タイミングと放電開始タイミングとの遅延時間を小さくすることが可能である。
しかし、上記回路ループから可飽和リアクトルＳＲ３を省略すると、放電発生後、反転電流により生ずる逆方向の電流が電極間に流れることになり、放電が安定しないという問題が生ずる。
上記ように、可飽和リアクトルＳＲ３を設けることで、反転電流方向に対して可飽和リアクトルＳＲ３は高インダクタンスを示すので、実質的にコンデンサＣ２、可飽和リアクトルＳＲ３、電極２ａ，２ｂ（回転電極）からなる回路ループに流れる反転電流はブロックされる。
よって、逆方向に充電されるコンデンサＣ２への電力の殆どをパルス電力発生器の充電側に回生することが可能となり、ＥＵＶ光源装置の運転効率が上昇する。なお、パルス電力発生器における回生方法に関しては、公知であるのでここでは説明を省略する。
【００４４】
以上のように本発明では、可飽和リアクトルＳＲ３の２次巻線にリセット電流を流して、可飽和リアクトルＳＲ３を飽和状態にすることにより、スイッチＳＷをｏｎにしてから、コンデンサＣ２に充電された電圧が電極２ａ，２ｂに印加とされるまでの遅延時間を減少させているが、可飽和リアクトルＳＲ３を飽和状態にせずに、可飽和リアクトルＳＲ３による遅れに合わせて、レーザの照射タイミングを遅らせることも考えられる。
しかし、この方法は、次のような理由で実現が難しい。
すなわち、ＥＵＶ光源装置においては、その出力を制御するため、充電器ＣＨの電圧を制御することが行われているが、磁気スイッチは電圧が変わるとそれに応じて飽和するまでの時間が変化する。このため、可飽和リアクトルＳＲ３を本発明のように飽和状態にさせない場合には、充電器ＣＨの電圧を変える毎に、磁気スイッチの遅れに合わせて、レーザの照射タイミングを変える必要がでてくる。
しかし、このように、磁気スイッチの遅れ時間に合わせてレーザの照射タイミングを変えるのは難しく、通常は、高電圧パルス発生器のスイッチＳＷをｏｎにしてからレーザ照射するまでのタイミングを調整している。このため、可飽和トランス（磁気スイッチ）の遅れ時間が変わると、レーザの照射タイミングがずれてしまうことになる。本発明のような構成することで、磁気スイッチの遅れに殆ど影響されることなく、レーザの照射タイミングを設定することができる。
なお、可飽和リアクトルＳＲ０は磁気アシストであり、遅れ時間も小さいので、この可飽和リアクトルによる遅れはあまり問題とならない。
【００４５】
以上のように、本実施例においては、可飽和リアクトル（ＳＲ３）の２次巻線に対して、当該可飽和リアクトルを介して上記電極に流入する電流に基づき生ずる磁束と同方向に残留磁束が発生する向きにリセット電流を流すようにしたので、スイッチＳＷをｏｎにしてから放電発生までの時間を短くすることができ、レーザ照射のタイミングに合わせて、放電を発生させることが可能となり、変換効率のよいＥＵＶ放射を得ることができる。
また、可飽和リアクトル（ＳＲ３）による遅れを小さくすることができ、また、回路動作を遅延させる回路素子を極力少なくしたので、回路動作を高速化することができ、繰り返し周波数を大きくすることが可能となる。
【００４６】
図４は、上記実施例の変形例を示す図であり、図２の高電圧パルス発生器において、リセット回路部を分割し、可飽和リアクトルＳＲ１に対するリセット電流手段ＬＲ１と、可飽和リアクトルＳＲ３に対するリセット電流手段ＬＲ３を別々の回路として構成した例であり、その他の構成は、図２と同じである。
すなわち、図４に示すように、磁気スイッチＳＲ１の２次巻線ＬＲ１にリセット電流を流す定電流源Ｉｓｓ１とインダクタンスＬ１の直列回路からなる第１のリセット回路７１−１と、可飽和リアクトルＳＲ３の２次巻線ＬＲ３にリセット電流を流す定電流源Ｉｓｓ２とインダクタンスＬ２の直列回路からなる第２のリセット回路７１−２を設ける。そして、同図の矢印に示すように、第１のリセット回路７１−１と第２のリセット回路７１−２の電流方向を逆方向とする。
このように構成すれば、リセット電流供給手段ＬＲ３の巻線とリセット電流供給手段ＬＲ１の巻線が同じ方向に巻かれていても、それぞれの回路の電流の向きを反対にすることで、可飽和リアクトルＳＲ３に対するリセット電流と可飽和リアクトルＳＲ１に対するリセット電流の方向を反対にすることができる。                    
【００４７】
図５に、レーザビームの照射からＥＵＶ放射が発生するまでの時間的経過を説明するための図を示す。
図５（ａ）は、放電プラズマの時間的経過、（ｂ）は、図２のコンデンサＣ２、可飽和リアクトルＳＲ３、電極（回転電極）からなる回路ループを流れる電流の電流波形、（ｃ）は、コンデンサＣ２の電圧の電圧波形を示す。
（１）点（１）において、レーザビームが電極表面に供給されている高温プラズマ原料（例えば、Ｓｎ）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の一部は気化し、ガス状の高温プラズマ原料が初期プラズマとして噴出する。
なお、初期プラズマにおけるイオン密度、電子温度は、例えば、１０16ｃｍ-3程度、１ｅＶ以下程度である。また、初期プラズマの密度等は、レーザビームの照射強度を制御することにより調整される。
（２）時点（２）において、初期プラズマによる電極間橋絡状態となり、真空アーク放電が開始する。放電開始直後の初期プラズマの形状は、細い形状を示す。
ここで、電極間で放電が開始したことにより、図２、図４に示す高電圧パルス発生器のコンデンサＣ２、可飽和リアクトルＳＲ３、電極２ａ，２ｂ（回転電極）からなる回路ループ内で電流が流れる。
【００４８】
（３）上記したように、可飽和リアクトルＳＲ３のコアの動作点は、初期状態では、図２に示すようなリセット回路７１により図３の(vii) 点に設定されている。そして、上記回路ループ内で電流が流れる（すなわち、可飽和リアクトルＳＲ３の主巻線に電流が流れる）ことにより、コアにおける磁界強度Ｈが増加し、可飽和リアクトルのコアの動作点は図３の点(vii) から点(viii)に向かって移動する。
（４）上記したように、動作点(vii)(viii) における可飽和リアクトルＳＲ３のインダクタンスが非常に小さい状態であるので、コンデンサＣ２に充電された電力は直ちに電極２ａ，２ｂ間に印加され、電極２ａ，２ｂ間で放電が発生する。なお、この時点で放電が発生する空間には高温プラズマ原料が十分に供給されているので、電極間で発生する放電はガス放電となる。
（５）電極２ａ，２ｂ間で放電発生後、電極間を流れる大電流によるピンチ効果により、レーザビームの照射により生成した初期プラズマは加熱される（時点（４）〜（５））。（６）時点（６）において、加熱により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。
【００４９】
上記期間（２）において、電極２ａ，２ｂ間では真空アーク放電が開始して初期プラズマが形成される。この時点でコンデンサＣ２が充電されていると、可飽和リアクトルＳＲ３のインダクタンスは上記したように小さくなるよう設定されているので、電極間にコンデンサＣ２に充電された電力が直ちに印加される。
そのため、初期プラズマの形状が膨張によって崩れてしまう前に電極間で放電が発生するので、ピンチ効果による圧縮が十分行われ、ＥＵＶを放射する高温プラズマのサイズを小さくすることができる。
よって本発明のＥＵＶ光源装置はリソグラフィ用光源として好適である。このように、初期プラズマの形成時点後、直ちに電極間にて放電を発生させることができるので、効果的にコンデンサＣ２のエネルギーを初期プラズマに注入することが可能となり、初期プラズマは効率よく加熱される。
【００５０】
図６は、ＥＵＶ放射の発光の変換効率と、ＥＵＶ放射の光強度を示す図であり、図６（ａ）にレーザ照射タイミングと放電開始タイミングとの遅延時間を変化させたときのＥＵＶ放射の発光の変換効率を示す。
同図は、横軸がレーザが原料に照射されてから、放電が開始するまでの遅延時間（ｎｓ）であり、縦軸がＥＵＶ放射の変換効率（ＣＥ）である。なお、変換効率とは、プラズマから放射されたＥＵＶのエネルギーを電極間の放電に使われたエネルギーで割った値である。
また、図６（ｂ）は、が本発明の場合のＥＵＶ放射の光強度を示す図であり、図６（ｃ）が従来の場合である。
図６（ｂ）においては、上記したように、可飽和リアクトルＳＲ３のコアの動作点は、リセット回路７１により、図３の(vii) 点に設定されている。そのため、レーザが照射されるとすぐ（約３００ｎｓ後）に、コンデンサＣ２に充電された電力は直ちに電極間に印加され、電極間で放電が発生する。レーザ照射から放電開始までの時間が短いので、レーザ照射により気化したプラズマ原料はあまり大きくは広がっていない。したがって、高密度のプラズマを形成することができ、高い変換効率でＥＵＶが放射される。
【００５１】
一方、図６（ｃ）においては、可飽和リアクトルＳＲ３のコアの動作点は、初期状態では、リセット回路により図１０の(i) 点に設定されている。そのため、レーザが照射されても、コアの動作点が点(iii) に達するまでコンデンサＣ２に充電された電力が電極間に供給されず、放電が始まるまで約９００ｎｓかかる。
そのため、電極２ａ，２ｂ間で放電が発生したときには、レーザ照射により気化した原料ガスは大きく広がって密度の薄いものになっており、したがってプラズマが形成されても、高い変換効率でＥＵＶを放射することができない。
すなわち、図６（ａ）に示すように、遅延時間が短い方がＥＵＶ放射の変換効率は高く、遅延時間が長くなるほど変換効率は低くなるので、本発明のように可飽和リアクトルＳＲ３のコアの動作点を、リセット回路により、図３の(vii) 点に設定しておけば、レーザ照射から放電発生までの時間を短くすることができ、その結果変換効率のよいＥＵＶ放射を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明が適用されるＥＵＶ光源装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施例の高電圧パルス発生部の構成例を示す図である。
【図３】本発明における可飽和リアクトルＳＲ３の動作を説明するための可飽和リアクトルのコアの磁化曲線を示す図である。
【図４】本発明の実施例の高電圧パルス発生部の変形例を示す図である。
【図５】本発明において、レーザビームの照射からＥＵＶ放射が発生するまでの時間的経過を説明する図である。
【図６】ＥＵＶ放射の発光の変換効率と、ＥＵＶ放射の光強度を示す図である。
【図７】ＬＡＧＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の断面図である。
【図８】昇圧用のパルストランス方式を採用したＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置に用いられるパルス電力発生器の構成例を示す図である。
【図９】リセット機能を付加した可飽和リアクトルの模式図である。
【図１０】可飽和リアクトルのコアの磁化曲線を示す図である。
【図１１】ＬＡＧＤＰＰ方式の光源装置に図８に示すパルス電力発生器を用いた場合のレーザ照射からＥＵＶ放射が発生するまでの時間的経過を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１          チャンバ
２          放電部
２ａ，２ｂ  放電電極（回転電極）
２ｃ        絶縁材
３          ＥＵＶ光集光部
４          ＥＵＶ光取出部
５          排気装置
６          モータ
６ａ        回転軸
６ｂ        メカニカルシール
７ａ，７ｂ  摺動子
７          パルス電力発生器
７１        リセット回路部
８          原料供給ユニット
９          レーザ照射機
１０        制御部
ＣＨ            充電器
Ｃ０，Ｃ２    コンデンサ
ＳＲ１、ＳＲ３  磁気スイッチ（可飽和リアクトル）
ＳＷ            スイッチ
ＬＲ１，ＬＲ３  ２次巻線
Ｉｓｓ          定電流源
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２  インダクタンス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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