(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向配置され、極端紫外光を放射するプラズマを発生すると共に前記プラズマを閉じ込める一対の同軸状電極と、各前記同軸状電極に対して極性を反転させた放電電圧を印加する電圧印加装置と、レーザー装置とを備え、
各前記同軸状電極は、単一の軸線上に延びる棒状の中心電極と、前記中心電極の外周を囲むように設けられた外部電極と、前記中心電極及び前記外部電極の間を絶縁する絶縁体とを有し、
前記レーザー装置は、前記一対の同軸状電極の中心電極のうち、相対的に負電位となる中心電極の先端部に電子の放出を促進させる予備加熱用レーザー光を照射すると共に、各前記同軸状電極の前記中心電極又は前記絶縁体に形成されたプラズマ媒体領域にプラズマ生成用レーザー光を照射して当該照射領域のアブレーションを行うことを特徴とするプラズマ光源。
【請求項２】
前記レーザー装置は更に、前記一対の同軸状電極の各中心電極において相対的に正電位となる中心電極の先端部にも予備加熱用レーザー光を照射することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ光源。
【請求項３】
前記予備加熱用レーザー光は、前記プラズマ生成用レーザー光の照射時から、前記アブレーションによって発生した前記中心電極及び前記外部電極間のプラズマシートが前記中心電極の前記先端部に到達するまでの期間内に照射されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプラズマ光源。
【請求項４】
前記外部電極は、複数の棒状電極によって構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のプラズマ光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極端紫外光を生成するプラズマ光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセスルールを決定する一要因であるフォトリソグラフィは、半導体回路の微細化を進める上で極めて重要な技術である。現在、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）と液浸技術を組み合わせることで４５ｎｍ程度のプロセスルールが得られているが、更なる微細化に対応するためには更に波長の短い光が必要である。このような状況の中、上記レーザー光よりも短い光を生成する次世代のフォトリソグラフィ用光源として、極端紫外（ＥＵＶ）光源（軟Ｘ線源とも称される）が最も有力視されている。
【０００３】
極端紫外光の生成方式として、高エネルギー密度プラズマを利用したものがある。この方式では、プラズマ光源において高温プラズマを生成し、その輻射光として放射される極端紫外光を露光に用いる。高温プラズマは主に、パルスレーザーの照射を用いるレーザー生成プラズマ（ＬＰＰ：Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）方式、又はパルス放電を用いる放電プラズマ（ＤＰＰ：Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）方式によって生成される。なお、上記方式の何れにおいても、生成される光はパルス光である。
【０００４】
特許文献１は、本願の発明者によって創案されたプラズマ光源及びプラズマ光発生方法を開示している。同文献のプラズマ光源は、対称面に対して対向配置された一対の同軸状電極を備えている。各同軸状電極は、中心電極と、ガイド電極と、絶縁部材とから構成され、両者の同軸状電極の中心軸が同一線上に位置している。ガイド電極は中心電極の周りを囲む円筒電極であり、ガイド電極と中心電極とによって同軸構造が形成される。絶縁部材は、中心電極とガイド電極の間で、且つ対称面から離れた場所に位置し、中心電極及びガイド電極の位置を規定すると共に、両者を支持している。絶縁部材の表面には後述のプラズマ媒体になるＬｉなどの金属が蒸着されている。
【０００５】
一対の同軸状電極には、互いに極性を反転させた高電圧パルスを印加する。この高電圧パルスの印加によって、各同軸状電極の中心電極とガイド電極の間には面状の放電電流（面状放電）が発生する。面状放電は、自己磁場による力を受け、対称面に向かって移動する。さらに、各面状放電が各同軸状電極の先端に達すると、２つの面状放電間に挟まれたプラズマ媒体が高密度且つ高温になり、２つの中心電極の間に単一のプラズマが発生する。
【０００６】
一方、対向する一対の中心電極のそれぞれに印加された電圧の極性は互いに逆である。同様に、対向する一対のガイド電極のそれぞれに印加された電圧の極性も互いに逆である。従って、各同軸状電極における中心電極とガイド電極の間の面状放電は、一対の中心電極の間の放電と、一対のガイド電極の間の放電とに置き換えられる。置き換えられた後の放電は、各同軸状電極の中心軸に沿った中空で管状の放電（管状放電）に変わる。
【０００７】
管状放電が生成されると、中心電極間に発生したプラズマを閉じ込める磁場（磁気ビン）が形成される。さらに、磁気ビン内のプラズマはＺピンチされる。即ち、磁気ビン内のプラズマは、自己磁場によって各同軸状電極に共通の中心軸に向けて圧縮される。
【０００８】
一方、各同軸状電極には電圧印加装置が接続されており、この電圧印加装置から、生成されたプラズマの発光エネルギーに相当するエネルギーが供給されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１４７２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
フォトリソグラフィでは露光時間の制御が極めて重要である。そのため、十分な強度の光を確保するだけでなく、その強度を安定に得る必要がある。つまり、上述したようなプラズマ光源においては毎回の放電を確実に行い、パルス状のプラズマを連続的に発生させることが肝要である。
【００１１】
上記の事情を鑑み、本発明は、極端紫外光を放射するプラズマを生成するための放電を安定に発生させることが可能なプラズマ光源の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様はプラズマ光源であって、互いに対向配置され、極端紫外光を放射するプラズマを発生すると共に前記プラズマを閉じ込める一対の同軸状電極と、各前記同軸状電極に対して極性を反転させた放電電圧を印加する電圧印加装置と、レーザー装置とを備え、各前記同軸状電極は、単一の軸線上に延びる棒状の中心電極と、前記中心電極の外周を囲むように設けられた外部電極と、前記中心電極及び前記外部電極の間を絶縁する絶縁体とを有し、前記レーザー装置は、前記一対の同軸状電極の中心電極のうち、相対的に負電位となる中心電極の先端部に電子の放出を促進させる予備加熱用レーザー光を照射すると共に、各前記同軸状電極の前記中心電極又は前記絶縁体に形成されたプラズマ媒体領域にプラズマ生成用レーザー光を照射して当該照射領域のアブレーションを行うことを要旨とする。
【００１３】
前記レーザー装置は更に、前記一対の同軸状電極の各中心電極において相対的に正電位となる中心電極の先端部にも予備加熱用レーザー光を照射してもよい。
【００１４】
前記予備加熱用レーザー光は、前記プラズマ生成用レーザー光の照射時から、前記アブレーションによって発生した前記中心電極及び前記外部電極間のプラズマシートが前記中心電極の前記先端部に到達するまでの期間内に照射されてもよい。
【００１５】
前記外部電極は、複数の棒状電極によって構成されてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、極端紫外光を放射するプラズマを生成するための放電を安定に発生させることが可能なプラズマ光源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ光源の概略構成図である。
【図２】図１に示す同軸状電極の要部を示す図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るプラズマ光源の動作説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るプラズマ光源の動作説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る同軸状電極の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一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。
【００１９】
まず、本実施形態のプラズマ光源における同軸状電極について説明する。図１は、本実施形態のプラズマ光源を示す概略構成図である。この図に示すように、本実施形態のプラズマ光源は、一対の同軸状電極１０、パルスレーザー装置（以下、レーザー装置）２０及び電圧印加装置３０を備える。一対の同軸状電極１０は図示しないチャンバー内に設置され、その周囲は真空に保たれている。なお、チャンバーは接地されている。
【００２０】
一対の同軸状電極１０は、対称面１に対して対称に位置している。即ち、各同軸状電極１０は対称面１を中心として、一定の間隔を隔てて互いに対向するよう配置される。各同軸状電極１０は、中心電極１２と、複数の外部電極１４と、絶縁体１６とを備える。中心電極１２と外部電極１４の間には極端紫外光を放射するプラズマ媒体が導入される。プラズマ媒体は、例えばＬｉ、Ｘｅ、Ｓｎの少なくとも１つを含むガスである。後述するように、このガスは中心電極１２の側面に設けられたプラズマ媒体領域としての金属層（薄膜）２７のアブレーションによって得られる。
【００２１】
図１〜図３に示すように、中心電極１２は、各同軸状電極１０に共通する単一の軸線Ｚ−Ｚを中心軸（以下、この軸を中心軸Ｚと称する）として、この中心軸Ｚ上に延びる棒状の導電体である。中心電極１２は、高温プラズマによる損傷に耐え得る金属を用いて形成される。このような金属は、例えばタングステンやモリブデン等の高融点金属が挙げられる。
【００２２】
本実施形態において、対称面１に対向する中心電極１２の端面は半球状の曲面になっている。ただし、この端面は半球状の曲面に限られず、例えば単なる平面でもよい。また、端面が形成される部分は、頂点が対称面１に対向する略円錐状に形成されていてもよい。
【００２３】
中心電極１２の側面には、プラズマ媒体領域として、Ｌｉを含む金属層（薄膜）２７が形成されている。この金属層２７には、レーザー装置２０のレーザー光２４ａ（２４ｂ）が照射される。金属層２７は中心軸Ｚの周方向に亘って全体的に形成してもよく、図１に示すようにレーザー光２４ａ（２４ｂ）が照射される箇所のみに形成してもよい。図１に示す例では、中心軸Ｚを挟む２箇所に金属層２７が形成されている。
【００２４】
外部電極１４は、中心電極１２の中心軸Ｚと平行に延びる棒状の導電体であり、中心電極１２と一定の間隔Ｇ（図２参照）を隔てながら、中心電極１２の周方向に沿って角度θ（図３参照）毎に複数配置されている。換言すると、各外部電極１４は中心電極１２と平行に配置され、中心電極１２の周囲を囲むように設けられている。図３に示す例では、６本の外部電極１４が中心電極１２の周りで６０°毎に配置されている。
【００２５】
特許文献１に示すガイド電極と比較すると、本実施形態の外部電極１４は、特許文献１のガイド電極を周方向に沿って複数の電極に分割し、更に、分割した各電極の中心電極１２に対向する側の表面を、当該中心電極１２に向けて突出する（凸となる）曲面にしたと捉えることもできる。
【００２６】
このように、中心電極１２の周りに複数の外部電極１４を配置することで、図４（Ｂ）に示す面状放電２に至る初期放電（例えば沿面放電）を各外部電極１４と中心電極１２との間で発生させることができる。即ち、中心電極１２の全周に亘って初期放電が発生するので、環状の面状放電２の形成が容易になる。なお、面状放電は２次元的に広がる面状の放電電流であり、電流シート又はプラズマシートとも呼ばれる。
【００２７】
なお、外部電極１４は、中心電極１２と同じく、高温プラズマによる損傷に耐え得るタングステンやモリブデン等の高融点金属等を用いて形成される。また、対称面１に対向する外部電極１４の端面は曲面、平面の何れでもよい。さらに、特許文献１のガイド電極と同じく円筒でもよい。
【００２８】
外部電極１４は図３に示す断面円形の棒状体に限定されず、少なくとも中心電極１２に対向する側が中心電極１２に向けて突出する（凸となる）曲面を有していればよい。例えば、外部電極１４は半円の断面を有し、その円弧を中心電極１２に向けて配置してもよい。
【００２９】
各外部電極１４は中心電極１２の周方向に沿って等間隔に配列することが望ましい。例えば、加工や組み立ての観点から、各外部電極１４は中心電極１２に対して回転対称な位置に設置することが望ましい。しかしながら、本発明はこのような配列は厳密なものではない。また、外部電極１４の本数も６本に限定されず、中心電極１２及び外部電極１４の大きさや形状、両者の間隔Ｇなどに応じて適宜設定される。
【００３０】
絶縁体１６は例えばセラミックを用いて形成され、中心電極１２と外部電極１４の各基部を支持して間隔Ｇを規定すると共にその間を電気的に絶縁する。絶縁体１６は例えば円盤状に形成される。
【００３１】
次に、本実施形態のプラズマ光源における電気系統について説明する。図４に示すように、プラズマ光源は各同軸状電極１０に接続する電圧印加装置３０を備える。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。
【００３２】
具体的には、電圧印加装置３０は、負電圧源（ＨＶ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）３２と、正電圧源（ＨＶ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）３４とを備える。
【００３３】
負電圧源３２の出力側は、一方（例えば図１の左側）の同軸状電極１０の中心電極１２にその外部電極１４よりも低い負の放電電圧を印加する。例えば、この外部電極１４が接地されている場合、対応する中心電極１２の電位は負である。
【００３４】
正電圧源３４の出力側は、他方（例えば図１の右側）の同軸状電極１０の中心電極１２にその外部電極１４よりも高い正の放電電圧を印加する。例えば、この外部電極１４が接地されている場合、対応する中心電極１２の電位は正である。
【００３５】
なお、各中心電極１２を経由した電流をオシロスコープ（Ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ）で観察するため、負電圧源３２および正電圧源３４の各コモン側（リターン側）には、ロゴスキーコイル等を用いて誘導結合された線路を設けてもよい。
【００３６】
上述の通り、各中心電極１２の周囲には複数の外部電極１４が設けられている。理想的な面状放電２を得るには、各外部電極１４と中心電極１２との間で放電が発生する必要がある。このため本実施形態の各外部電極１４は、中心電極１２に対向する面を曲面にして、優先的に放電する箇所を固定している。一方、各外部電極１４と中心電極１２との間の放電を厳密に同時に発生させることは困難である。即ち、各放電の発生タイミングには多少のずれがある。従って、負電圧源３２および正電圧源３４から供給される放電エネルギーは最初に発生した放電に対して優先的に費やされる可能性がある。この場合、複数の放電を略同時に発生させることが困難になる。
【００３７】
そこで、本実施形態のプラズマ光源は、電圧印加装置３０からの放電電圧を放電エネルギーとして外部電極１４毎に蓄積するエネルギー蓄積回路５０を備えている。エネルギー蓄積回路５０は、例えば図１に示すように中心電極１２と各外部電極１４との間を個別に接続する複数のコンデンサＣで構成される。各コンデンサＣは、負電圧源３２または正電圧源３４の出力側及びコモン側に接続される。
【００３８】
このように、放電エネルギーを蓄積するコンデンサＣを外部電極１４毎に設けることで、全ての外部電極１４において放電を発生させることができる。即ち、最初に発生した放電によって多くの放電エネルギーが消費されることを防止でき、中心電極１２の全周に亘って発生する理想的な面状放電２を得ることができる。
【００３９】
さらに、本実施形態のプラズマ光源は、電圧印加装置３０に放電電流が帰還することを阻止する放電電流阻止回路５２を備えてもよい。放電電流阻止回路５２は、例えば図１に示すように各外部電極１４と電圧印加装置３０（具体的には負電圧源３２及び正電圧源３４のコモン側）との間を接続するインダクタＬで構成される。インダクタＬは、放電電流に対して十分に高いインピーダンスを有する。従って、中心電極１２及び外部電極１４を経由した放電電流を、その発生源であるエネルギー蓄積回路５０に戻すことができる。つまり、各コンデンサＣに蓄積された放電エネルギーが、当該コンデンサＣに直結した外部電極１４以外の外部電極１４に供給されることを防止できるため、中心電極１２の周方向における放電の発生分布に偏りが生じることを防止できる。
【００４０】
上記の構成により、一対の同軸状電極１０間に管状放電（後述）が形成され、軸方向にプラズマを封じ込められる。
【００４１】
上述したように、本実施形態のプラズマ光源は、レーザー装置２０を備える。レーザー装置２０は例えばＹＡＧレーザーであり、アブレーションを行うために基本波の二倍波を短パルスのレーザー光２４として出力する。
【００４２】
レーザー光２４は、ビームスプリッタ（ハーフミラー）２６ａやミラー２６ｂ等の光学素子により、プラズマ生成用レーザー光として少なくとも２本のレーザー光２４ａ、２４ｂに分岐し、各中心電極１２の金属層（プラズマ媒体領域）２７に照射される。これらのレーザー光２４ａ、２４ｂが照射された金属層２７の表面では、アブレーションが発生する。
【００４３】
一方、レーザー光２４ａ、２４ｂの照射時には、各同軸状電極１０の中心電極１２と外部電極１４に電圧印加装置３０による放電電圧が印加されている。従って、アブレーションによって金属層２７の一部がガス（又はプラズマ）として放出されると、中心電極１２と各外部電極１４間の放電が誘発される。さらにこの放電によって図４（Ｂ）に示す面状放電２が形成される。
【００４４】
なお、上記放電の発生箇所は、レーザー光２４ａ（２４ｂ）の照射領域及びその近傍に制限される可能性がある。従って、レーザー光２４ａ（２４ｂ）は中心軸Ｚの周方向に沿って間隔を置いて、複数且つ同時に照射することが好ましく、その数は少なくとも２箇所である（図１参照）。
【００４５】
これは、誘発された放電の領域が、中心電極１２の軸を基点に１８０度以上の開き角があった実験結果に基づいている。この結果を考慮すると、照射箇所の数が少ないほど中心電極１２に対して回転対称な位置にレーザー光２４ａ、２４ｂを照射することが望ましい。なお、複数のレーザー光の同時照射は、ビームスプリッタ及びミラー等の光学素子を用いて光路長を合わせた複数の光路を形成することで容易に達成できる。
【００４６】
さらに、レーザー装置２０は、一対の同軸状電極１０、１０の中心電極１２、１２のうち相対的に負電位となる中心電極１２の先端部１２ａに、予備加熱用レーザー光としてのレーザー光２４ｃを照射する。即ち、図１に示す実施形態では、左側の中心電極１２の先端部１２ａにレーザー光２４ｃが照射される。
【００４７】
レーザー光２４ｃは、例えば、レーザー光２４の光路中にビームスプリッタ２６ｃを配置することで得られる。或いは図１の点線で示すように、パルスレーザー装置と同期したパルスレーザー装置（レーザー装置）２２を別途設けてもよい。何れの場合においても、レーザー光２４ｃは、照射領域においてアブレーションが発生する程度に加熱するエネルギーが必要である。レーザー光２４ｃの照射によって先端部１２ａにおける電子放出を促進させることができる。
【００４８】
先端部１２ａにおける電子放出が促進されると、両中心電極１２、１２間でのプラズマ３の発生確率が向上する。その理由は次の通りである。中心電極１２が正電位の場合、放電発生時の電子放出源はその周りに位置する外部電極１４が担う。図５（Ａ）は、正電位の中心電極１２の先端部１２ａ付近に面状放電２が到達したときの電子流Ｆを示す。この図に示すように、面状放電２に寄与する電子は外部電極１４の先端部１４ａから中心電極１２の先端部１２ａに向かって流れる。
【００４９】
一方、中心電極１２が負電位の場合、放電発生時の電子放出源は当該中心電極１２が担う。図５（Ｂ）は、負電位の中心電極１２の先端部１２ａ付近に面状放電２が到達したときの電子流Ｆを示す。この図に示すように、面状放電２に寄与する中心電極１２の先端部１２ａから電子は外部電極１４の先端部１４ａに向かって流れる。
【００５０】
両先端部１２ａ、１４ａにおいて、面状放電２に寄与する電子放出の面積を有効電子放出面積Ｓと称する。同軸状電極１０の構造上、負電位の外部電極１４が負電位の中心電極１２よりも大きい有効電子放出面積Ｓを有する。つまり、中心電極１２に対して外部電極１４が負電位に設定されている場合（図５（Ａ）の電位配置）の方が、外部電極１４に対して中心電極１２が負電位に設定されている場合（図５（Ｂ）の電位配置）よりも、空間的に広範囲で且つ持続的な電子放出を得やすい。従って、図５（Ａ）の電位配置における面状放電２は、図５（Ｂ）の電位配置における面状放電２よりも、先端部１２ａに到達しやすい。
【００５１】
逆に言えば、図５（Ｂ）の電位配置における面状放電２は、先端部１２ａに進行するに連れて電子の供給不足により減衰し易い。その結果、両中心電極１２、１２でのプラズマ３の発生確率が減少する可能性がある。本実施形態では、負電位に設定された中心電極１２の先端部１２ａにレーザー光２４ｃを照射し、照射領域周辺の電子放出を促進させる。これにより面状放電２への電子の供給不足が解消され、図５（Ｂ）の電位配置においても面状放電２は、先端部１２ａまで円滑に到達できる。その結果、両中心電極１２、１２間のプラズマ３（図４（Ｄ）参照）の発生確率を向上させることができる。
【００５２】
レーザー光２４ｃの照射タイミングに関しては、面状放電２の先端部１２ａまでの到達を促す観点から、金属層２７のアブレーションを行うレーザー光２４ａ、２４ｂの照射時から、この照射によって発生した中心電極１２及び外部電極１４間の面状放電２が中心電極１２の先端部１２ａに到達するまでの期間内に設定される。この期間は、レーザー光２４ａ、２４ｂの照射点から中心電極１２の先端部１２ａまでの長さや、面状放電２の電流量などに応じて適宜設定される。
【００５３】
なお、図１の点線で示すように、一対の同軸状電極１０、１０の中心電極１２、１２のうち相対的に正電位となる中心電極１２の先端部１２ａに、上述の予備加熱用レーザー光としてのレーザー光２４ｄを照射してもよい。即ち、図１に示す実施形態では、左側の中心電極１２の先端部１２ａへのレーザー光２４ｃの照射と共に、右側の中心電極１２の先端部１２ａにもレーザー光２４ｄが照射される。この場合、何れの同軸状電極１０の先端においても電子の供給が豊富になるため、両中心電極１２、１２間のプラズマ３（図４（Ｄ）参照）の発生確率をさらに向上させることができる。
【００５４】
なお、レーザー光２４ｄは、レーザー光２４ｃと同様に、レーザー装置２０から発したレーザー光２４の光路中にビームスプリッタ２６ｄを配置することで得てもよいし、パルスレーザー装置（レーザー装置）２２から得てもよい。
【００５５】
図４は、図１に示すプラズマ光源の作動説明図である。この図において、（Ａ）はレーザー光２４ａ、２４ｂの照射時、（Ｂ）は面状放電２の発生時、（Ｃ）は面状放電２の移動中、（Ｄ）はプラズマ３の形成時、（Ｅ）は面状放電２と管状放電の繋ぎ換え時、（Ｆ）はプラズマ封込み磁場の形成時の各状態を示している。
【００５６】
以下、この図を参照して、本実施形態のプラズマ光源の動作を説明する。
上述の通り、本実施形態のプラズマ光源では、チャンバー（図示せず）内に一対の同軸状電極１０が対向配置される。チャンバー内は、プラズマの発生に適した温度及び圧力に保持される。各同軸状電極１０には、電圧印加装置３０により極性を反転させた放電電圧が印加される。図４では電極の相対的な極性各図の（＋）、（−）で示している。
【００５７】
図４（Ａ）に示すように、放電電圧が印加された状態で各中心電極１２の金属層２７に、レーザー光２４ａ又はレーザー光２４ｂが同時に照射される。その直後、図４（Ｂ）に示すように、各同軸状電極１０の中心電極１２及び外部電極１４の間で放電が発生する。上述したように、複数の外部電極１４を設け、それぞれに対して中心電極１２との間で放電が生じるので、中心電極１２の全周に亘って放電が分布する面状放電２が得られる。面状放電２の形成により、各同軸状電極１０において、金属層２７からＬｉが蒸発し、Ｌｉを含むガスを発生する。
【００５８】
レーザー光２４ｃは、レーザー光２４ａ、２４ｂと同時に、図中左側の中心電極１２の先端部１２ａに照射される。または、面状放電２が先端部１２ａに到達するまでの期間内に同先端部１２ａに照射される。レーザー光２４ｃの照射によって照射領域とその周囲が予備的に加熱され、電子が放出される。なお、レーザー光２４ｄ（点線で示す）も照射する場合はレーザー光２４ｃと同時に照射される。
【００５９】
図４（Ｃ）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（同図の対称面１に向かう方向）に移動する。
【００６０】
図４（Ｄ）に示すように、面状放電２が一対の同軸状電極１０の先端に達すると、一対の面状放電２の間に挟まれていたプラズマ媒体６（図４（Ｃ）参照）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（即ち、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。
【００６１】
図４（Ｅ）に示すように、各面状放電２がさらに移動して互いが接すると、単一のプラズマ３は、各面状放電２によって軸方向に囲まれ、保持される。
【００６２】
対向する一対の中心電極１２はそれぞれ、正電圧（＋）と負電圧（−）に印加され、且つ、その周囲の外部電極１４は、対応する中心電極１２とは逆の極性の電圧に印加されている。従って図４（Ｆ）に示すように、面状放電２は、対向する一対の中心電極１２の間で放電すると共に、対向する外部電極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（中心軸Ｚ）を囲む中空円筒状の放電電流を意味する。
【００６３】
この管状放電４が形成されると、プラズマ封込み磁場（磁気ビン）５が形成され、その結果、プラズマ３が半径方向及び軸方向に封じ込まれる。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。
【００６４】
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、極端紫外光を含むプラズマ光８を長時間に亘って発生させることができる。
【００６５】
本実施形態よれば、中心電極１２の先端部１２ａへのレーザー光２４ｃの照射によって、中心電極１２からの電子放出が促進される。従って、互いに向けて進行する一対の面状放電２、２が消滅することなく各中心電極１２の中間（即ち対称面１）で衝突する。つまり、プラズマ３を生成するための放電が安定に発生するので、プラズマ３の発生確率を向上させることができ、その結果、極端紫外光を長時間、安定に得ることができる。
【００６６】
なお、図６に示すように、プラズマ媒体領域としてＬｉを放出する金属層（薄膜）２７を、中心電極１２と外部電極１４との間の絶縁体１６の表面上に形成してもよい。或いはこの表面をＬｉが含有した材料で形成してもよい。何れの場合においても、レーザー光２４ａ（２４ｂ）の照射位置はこの表面上になる。照射位置は中心電極１２に対して回転対称な少なくとも２箇所にすることが望ましい。この場合では、レーザー光２４ａ（２４ｂ）の照射によって絶縁体１６の表面上に沿面放電が発生し、その後は上述の同様の面状放電２が得られる。
【００６７】
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。
【符号の説明】
【００６８】
１…対称面、２…面状放電、３…プラズマ、４…管状放電、５…磁気ビン、６…プラズマ媒体、  ８…プラズマ光、１０…同軸状電極、１２…中心電極、１２ａ…中心電極の先端部、１４…外部電極、１４ａ…外部電極の先端部、１６…絶縁体、２０…レーザー装置、２２…レーザー装置、  ２４…レーザー光、２７…金属層（プラズマ媒体領域）、３０…電圧印加装置、３２…負電圧源、  ３４…正電圧源、５０…エネルギー蓄積回路、５２…放電電流阻止回路
【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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