(57)【要約】      （修正有）【課題】軸線方向の両側から移動して衝突する初期プラズマの到達時間のずれを低減して、極端紫外光の発光量を増大させる。【解決手段】プラズマ光源１は、中央面Ｐを挟んで対向する一対の同軸状電極１０を備える。同軸状電極１０は、中央面Ｐと直交する方向に延在する中心電極１１と、中心電極１１の軸線Ａを中心とする仮想円の周方向に離間し、中央面Ｐに向かって延在する複数の外部電極１２と、を備える。プラズマ光源１は、中央面Ｐ上であり、周方向に隣り合う外部電極１２を結ぶ仮想線よりも外側に配置され、プラズマ媒質を保持するプラズマ媒質保持部と、プラズマ媒質保持部に保持されたプラズマ媒質にレーザを照射するレーザ照射部３１と、径方向において、プラズマ媒質保持部と外部電極１２との間に配置され、プラズマ媒質保持部で蒸発した媒質蒸気が拡散する方向を制限する制限部５１と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央面を挟んで対向する一対の同軸状電極を備えたプラズマ光源であって、
前記同軸状電極は、前記中央面と直交する方向に延在する中心電極と、
前記中心電極の軸線を中心とする仮想円の周方向に離間し、前記中央面に向かって延在する複数の外部電極と、を備え、
前記プラズマ光源は、前記中央面上であり、前記周方向に隣り合う外部電極を結ぶ仮想線よりも外側に配置され、プラズマ媒質を保持するプラズマ媒質保持部と、
前記プラズマ媒質保持部に保持された前記プラズマ媒質にレーザを照射するレーザ照射部と、
前記仮想円の径方向において、前記プラズマ媒質保持部と前記外部電極との間に配置され、前記プラズマ媒質保持部で蒸発した媒質蒸気が拡散する方向を制限する制限部と、を備えるプラズマ光源。
【請求項２】
前記制限部には、前記媒質蒸気を通過させる一対の貫通孔が形成されており、
前記制限部は、前記貫通孔の周囲に配置され前記媒質蒸気を遮蔽する遮蔽部を備え、
前記一対の貫通孔は、前記中央面を挟んで対称に形成されている請求項１に記載のプラズマ光源。
【請求項３】
前記一対の貫通孔は、前記軸線と交差する方向に延びる矩形状のスリットである請求項２に記載のプラズマ光源。
【請求項４】
前記貫通孔の前記中央面側の部分の開口幅が、前記貫通孔の前記中央面とは反対側の部分の開口幅よりも狭い請求項２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、極端紫外光を発生させるプラズマ光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
当該分野の技術として、特許文献１に記載されたプラズマ光源が知られている。このプラズマ光源は、中心電極と外部電極との間に電位差を発生させている状態において、中心電極と外部電極との間にプラズマ媒質の蒸気を供給して放電を発生させる。特許文献１では、この蒸気の原料となるプラズマ媒質は、中心電極の側面に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２５４６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、プラズマ媒質の蒸気は、固体又は液体のプラズマ媒質にレーザ光が照射されることで、プラズマ媒質から蒸発して発生する。中心電極及び外部電極を備える同軸状電極は、プラズマを発生させるプラズマ源として機能する。中心電極と外部電極との間にプラズマ媒質の蒸気が供給されて、発生した初期プラズマは、電磁力によって中心電極の先端に移動して収束し高温・高密度状態になる。
【０００５】
特許文献１に記載の従来技術は、対向型プラズマフォーカス方式が適用され、一対の同軸状電極が中心電極の軸線方向に対向して配置されている。この特許文献１では、両側から中心電極の先端に到達したプラズマを衝突させて、プラズマをより高温・高密度の状態として、極端紫外光を発生させている。このような従来技術では、一対の同軸状電極において、プラズマ媒質の蒸気が供給されるタイミングにずれが生じると、初期プラズマが電極の先端に到達する時間にずれが生じ、極端紫外光の発光量の低下を招くおそれがある。
【０００６】
本発明は、軸線方向の両側から移動して衝突する初期プラズマの到達時間のずれを低減して、極端紫外光の発光量を増大させることが可能なプラズマ光源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のプラズマ光源は、中央面を挟んで対向する一対の同軸状電極を備えたプラズマ光源であって、同軸状電極は、中央面と直交する方向に延在する中心電極と、中心電極の軸線を中心とする仮想円の周方向に離間し、中央面に向かって延在する複数の外部電極と、を備え、プラズマ光源は、中央面上であり、周方向に隣り合う外部電極を結ぶ仮想線よりも外側に配置され、プラズマ媒質を保持するプラズマ媒質保持部と、プラズマ媒質保持部に保持されたプラズマ媒質にレーザを照射するレーザ照射部と、仮想円の径方向において、プラズマ媒質保持部と外部電極との間に配置され、プラズマ媒質保持部で蒸発した媒質蒸気が拡散する方向を制限する制限部と、を備える。
【０００８】
このプラズマ光源では、プラズマ媒質保持部で蒸発した媒質蒸気は、制限部によって拡散する方向が制限されるので、放電開始位置（所望の位置）に好適に供給される。また、このプラズマ光源では、中央面上に媒質保持部が配置されているので、中央面を挟んで対向する一対の同軸状電極に対して、互いに等しい距離となるようにプラズマ媒質が保持される。これにより、プラズマ媒質から蒸発した媒質蒸気が一対の同軸状電極に供給されるまでの時間差を、小さく抑えることができる。そのため、プラズマ光源では、一対の同軸状電極で発生した初期プラズマが中央面に到達するまでの到達時間のずれを抑制することができる。また、このプラズマ光源では、周方向に隣り合う外部電極同士を結ぶ仮想線より外側に、媒質保持部が配置されているので、仮想円の径方向において、媒質保持部と中心電極との距離を確保することができる。これにより、プラズマ媒質から蒸発した媒質蒸気が、中心電極と外部電極との間に供給されるまでに、中心電極の周方向に均一に拡散されやすくなる。そのため中心電極の周囲に形成されるリング状の初期プラズマの周方向の分布を均一化させ易くなる。このプラズマ光源では、初期プラズマの中央面への到達時間のずれが抑制されることに加えて、周方向に均一化されたリング状の初期プラズマを中心電極の先端部に収束させることで、プラズマの高温化及び高密度化が促進され、極端紫外光の発光量を増大させることができる。
【０００９】
また、制限部には、媒質蒸気を通過させる一対の貫通孔が形成されており、制限部は、貫通孔の周囲に配置され媒質蒸気を遮蔽する遮蔽部を備え、一対の貫通孔は、中央面を挟んで対称に形成されている構成でもよい。この構成によれば、対向する一対の同軸状電極に対して、対称性を高めて媒質蒸気を供給することができ、周方向に均一化されたリング状の初期プラズマを同時に発生させ易くなる。発生した初期プラズマは、その後において同時に進行し、最終的なプラズマの収束が同時に行われ、プラズマの高温化及び高密度化が促進される。また、この構成によれば、遮蔽部によって媒質蒸気が遮蔽されるので、放電開始位置以外の位置への媒質蒸気の拡散が防止される。これにより、媒質蒸気による汚れを抑制することができる。
【００１０】
また、一対の貫通孔は、軸線と交差する方向に延びる矩形状のスリットであってもよい。これにより、軸線が延在する方向において、媒質蒸気の拡散を制限することができると共に、軸線と交差する方向において、媒質蒸気の拡散を確保することができる。その結果、初期プラズマの周方向における分布を均一化させ易くなる。
【００１１】
また、貫通孔の中央面側の部分の開口幅が、貫通孔の中央面とは反対側の部分の開口幅よりも狭い構成でもよい。この構成によれば、軸線が延在する方向において、放電開始位置より先端側に、比較的濃度が薄い媒質蒸気を供給することができる。これにより、放電開始位置で発生した初期プラズマが中心電極の先端側に移動するまでに、さらに媒質蒸気を供給し、プラズマの密度を高くすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、軸線方向の両側から移動して衝突する初期プラズマの到達時間のずれを低減して、極端紫外光の発光量を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態のプラズマ光源の構成を示す図である。
【図２】図１中の仮想面における同軸状電極の端面、及び軸線方向から見たプラズマ媒質供給部の配置を示す図である。
【図３】中央面を挟んで対向して配置された一対の同軸状電極、及び中央面上に配置されたプラズマ媒質供給部を示す側面図である。
【図４】図４（ａ）は、プラズマ媒質供給部を軸線Ａ側から覆う制限部を示す図である。図４（ｂ）は、第１変形例に係る制限部を示す図である。図４（ｃ）は、第２変形例に係る制限部を示す図である。図４（ｄ）は、第３変形例に係る制限部を示す図である。
【図５】プラズマ光源の動作時に形成される電流経路を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、第４変形例に係る制限部を示す断面図である。図６（ｂ）は、第５変形例に係る制限部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１に示されたプラズマ光源１は、たとえば、半導体素子を製造するための露光装置に適用される。プラズマ光源１は、たとえば波長１３．５ｎｍの極端紫外光（ＥＵＶ光）を発生可能に構成されている。プラズマ光源１は、ＥＵＶ光を発生させることにより、微細なパターンを形成するフォトリソグラフィを可能にする。
【００１６】
プラズマ光源１は、いわゆる対向型プラズマフォーカス方式が採用されたものである。プラズマ光源１は、プラズマを発生させる一対の同軸状電極１０と、同軸状電極１０に電位差を生じさせる電圧印加装置２０（電圧印加部）と、媒質蒸気を形成する一対の媒質蒸気形成部３０と、プラズマ媒質４３を保持するプラズマ媒質供給部４１と、を備える。
【００１７】
一対の同軸状電極１０は、チャンバ２内に収容されており、軸線Ａ上において互いに対面するように配置されている。一対の同軸状電極１０は、仮想の中央面（対称面）Ｐに関して面対称に配置されている。一対の同軸状電極１０の間には、一定の間隔（空間）が設けられている。チャンバ２には一又は複数の排気管３が設けられており、排気管３には真空ポンプ等（図示せず）が接続される。チャンバ２内は所定の真空度に維持される。また、チャンバ２は接地されている。
【００１８】
同軸状電極１０は、１本の中心電極１１と、複数の外部電極１２と、１つの絶縁体１３とを備える。中心電極１１は、軸線Ａ上に沿って延びる棒状の導電体である。一対の同軸状電極１０の中心電極１１は、軸線Ａ上で互いに対向して配置されている。そして、中央面Ｐを挟んで、中心電極１１の先端部１１ａ同士が対向して配置されている（図３参照）。
【００１９】
中心電極１１は、高温に対して耐性の高い金属からなることが望ましい。中心電極１１は、たとえばタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属からなる。中心電極１１の軸線Ａは、上記した中央面Ｐに直交する。中央面Ｐに対面する中心電極１１の先端部１１ａは、たとえば半球状をなしている。中心電極１１の側面１１ｂは、たとえば円錐状をなしている。
【００２０】
外部電極１２は、対向する同軸状電極１０に向かって延びる棒状の導電体である。外部電極１２は、軸線Ａに対して傾いた方向に延びている構成でもよい。例えば、円錐状をなす中心電極１１の側面１１ｂから外部電極１２までの距離が常に一定になるように、外部電極１２は側面１１ｂに対して平行である方向に延びていてもよい。外部電極１２は、高温に対して耐性の高い金属からなることが望ましい。外部電極１２は、たとえばタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属からなる。中央面Ｐに対面する外部電極１２の端面は、曲面であってもよく、平面であってもよい。
【００２１】
また、外部電極１２は、図２に示されるように、中心電極１１の周囲に配置されている。外部電極１２は、中心電極１１に対して所定の間隔を有している。複数の外部電極１２は、軸線Ａを中心とする仮想円Ｆの周方向において等間隔に（すなわち回転対称に）配置されている。同軸状電極１０は、６本の外部電極１２を有する。６本の外部電極１２は、軸線Ａを基準として６０°毎に配置されている。なお、外部電極１２の本数は６本に限定されず、中心電極１１および外部電極１２の大きさや形状、これらの間隔などに応じて適宜設定され得る。中心電極１１のまわりに複数の外部電極１２が配置されることにより、初期放電（たとえば沿面放電、アーク放電）が、中心電極１１と外部電極１２との間に発生する。この初期放電は、面状放電６に至る（図５参照）。
【００２２】
図１に示される絶縁体１３は、たとえば円板状をなすセラミックス板である。絶縁体１３は、中心電極１１と外部電極１２の基部を支持し、これらの間隔を規定する。絶縁体１３は、中心電極１１と外部電極１２とを電気的に絶縁する。
【００２３】
電圧印加装置２０は、同軸状電極１０に同極性又は逆極性の放電電圧を印加することにより、電位差を生じさせる。電圧印加装置２０は、たとえば２台の高圧電源（ＨＶ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）２１，２２を備える。高圧電源は１台でもよく、３台以上でもよい。第１高圧電源２１の出力側は、一方の（たとえば図示左側の）同軸状電極１０の中心電極１１に接続されている。第１高圧電源２１は、その中心電極１１に対応する外部電極１２よりも高い正の放電電圧を印加する。なお、第１高圧電源２１は、その中心電極１１に対応する外部電極１２よりも低い負の放電電圧を印加してもよい。第２高圧電源２２の出力側は、他方の（たとえば図示右側の）同軸状電極１０の中心電極１１に接続されている。第２高圧電源２２は、その中心電極１１に対応する外部電極１２よりも高い正の放電電圧を印加する。なお、第２高圧電源２２は、その中心電極１１に対応する外部電極１２よりも低い負の放電電圧を印加してもよい。いずれの外部電極１２も接地されていてもよい。以下の説明では、第１高圧電源２１を単に電源２１という。同様に、第２高圧電源２２を単に電源２２という。
【００２４】
なお、たとえば電源２１，２２のコモン側（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が設けられてもよい。これらの線路により、中心電極１１を経由した電流（すなわち、すべての放電電流）をオシロスコープ（Ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ）で観察することができる。
【００２５】
プラズマ光源１は、さらに、電圧印加装置２０からの放電電圧を放電エネルギとして外部電極１２毎に蓄積するエネルギ蓄積回路２６を備えている。エネルギ蓄積回路２６は、中心電極１１と外部電極１２との間を個別に接続する複数のコンデンサＣを含む。コンデンサＣは、電源２１，２２の出力側及びコモン側に接続されている。放電エネルギを蓄積するコンデンサＣが外部電極１２毎に設けられることにより、すべての外部電極１２において放電が発生し得る。すなわち、中心電極１１の周方向における放電分布に偏りが生じて、偏在的に多くの放電エネルギが消費されることが防止される。エネルギ蓄積回路２６を備えることにより、同軸状電極１０において、中心電極１１の全周に亘って発生する理想的な面状放電６が得られる。
【００２６】
プラズマ光源１は、さらに、電圧印加装置２０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２８を備えている。放電電流阻止回路２８は、外部電極１２と電圧印加装置２０（具体的には電源２１，２２のコモン側）との間を接続するインダクタＬを含む。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ため、中心電極１１及び外部電極１２を経由した放電電流は、その発生源であるエネルギ蓄積回路２６に戻され得る。これにより、コンデンサＣに蓄積された放電エネルギが当該コンデンサＣに直結した外部電極１２以外の外部電極１２に供給されることを防止できる。その結果、中心電極１１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。
【００２７】
媒質蒸気形成部３０は、レーザ装置（レーザ照射部）３１を備える。また、媒質蒸気形成部３０は、図示しないビームスプリッタ（ハーフミラー）及びミラーを含む。レーザ装置３１から出射されたレーザ光３２は、ビームスプリッタ及びミラーを介してプラズマ媒質供給部４１に照射される。このレーザ光３２の照射によって、プラズマ媒質４３のアブレーションが発生し、プラズマ媒質４３の蒸気（媒質蒸気Ｖ）が発生する。レーザ装置３１はたとえばＹＡＧレーザであり、アブレーションを行うために基本波又は基本波の二倍波を短パルスのレーザ光として出力する。
【００２８】
レーザ装置３１は、レーザ光３２を出射する。レーザ光３２は、ビームスプリッタやミラー等の光学素子により、２本のレーザ光３２ａ，３２ａに分岐され、プラズマ媒質供給部４１に照射される。レーザ光３２ａ，３２ａが照射されたプラズマ媒質４３の表面（照射面）では、アブレーションによってプラズマ媒質４３の一部が媒質蒸気Ｖとなって放出される。ここで媒質蒸気Ｖは、中性ガス又はイオンを含む。
【００２９】
また、レーザ光３２の照射時には、同軸状電極１０の中心電極１１と外部電極１２に電圧印加装置２０による放電電圧が既に印加されている。従って、上述のアブレーションが発生すると、中心電極１１と外部電極１２との間において放電が誘発される。さらに、この放電によって面状放電６が形成される。
【００３０】
放電の発生箇所は、媒質蒸気Ｖの供給領域及びその近傍に制限される可能性がある。従って、レーザ光３２は軸線Ａ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。これは、誘発された放電の領域が、中心電極１１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１１に対して回転対称な位置にレーザ光３２ａを照射することが望ましい。なお、複数のレーザ光３２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。
【００３１】
図１〜図３に示されるように、プラズマ媒質供給部４１は、プラズマ光の発生に用いられるプラズマ媒質４３を保持するものである。プラズマ媒質供給部４１は、固体又は液体であるプラズマ媒質４３と、当該プラズマ媒質４３を保持する保持部（プラズマ媒質保持部）４２と、を備える。プラズマ媒質４３は、必要とされる光の波長に応じて選択され得る。たとえば、１３．５ｎｍの紫外光が必要な場合は、プラズマ媒質４３は、リチウム（Ｌｉ）、キセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）等が用いられる。また、６．７ｎｍの紫外光が必要な場合は、プラズマ媒質４３は、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）等の少なくとも１つが用いられる。また、プラズマ媒質４３は固体、液体、気体のいずれであってもよく、発生させたい光の波長によって選択される。プラズマ光源１では、プラズマ媒質４３として、液体又は固体のリチウムを用いることができる。
【００３２】
プラズマ光源１は、一対の同軸状電極１０に対して共通のプラズマ媒質供給部４１を備える。プラズマ光源１は、中央面Ｐ上で軸線Ａを挟んで対向する一対のプラズマ媒質供給部４１を含む。図１及び図３に示されるように、一対のプラズマ媒質供給部４１は、軸線Ａが延在する方向において、対向する一対の中心電極１１の先端部１１ａから等しい距離に配置されている。なお、プラズマ媒質供給部４１の個数は２個に限定されず、同軸状電極１０の大きさや形状などに応じて適宜設定され得る。
【００３３】
図２に示されるように、一対のプラズマ媒質供給部４１は、同軸状電極１０の周囲に配置されている。具体的には、一対のプラズマ媒質供給部４１は、軸線Ａのまわりに１８０度の間隔をもって配置されている。換言すると、一対のプラズマ媒質供給部４１は、軸線Ａに対して点対称に配置されている。また、一対のプラズマ媒質供給部４１は、軸線Ａからの距離が互いに等しい位置に配置されている。さらに、一対のプラズマ媒質供給部４１は、軸線Ａを中心とする仮想円Ｆの周方向において、等間隔に配置されている。
【００３４】
プラズマ媒質供給部４１は、中心電極１１及び外部電極１２と物理的に接触していない。図１に示されるように、軸線Ａに直交する仮想平面Ｐ２を規定し、この仮想平面Ｐにおける同軸状電極１０の端面が図２に示されている。図２では、軸線Ａが延在する方向において、外側から中央面Ｐ側を見た場合のプラズマ媒質供給部４１の配置も図示されている。
【００３５】
そして、仮想円Ｆの周方向に隣り合う外部電極１２の軸線Ｂを通る仮想線Ｂ２を規定する。そうすると、同軸状電極１０では、６本の仮想線Ｂ２が規定され、これら６本の仮想線Ｂ２に囲まれた六角形状の領域ＢＳが規定されている。中心電極１１は、この領域ＢＳの中心に配置される。一方、プラズマ媒質供給部４１は、この領域ＢＳの外側に配置されている。要するに、プラズマ媒質供給部４１は、すべての外部電極１２を含むと共に中心電極１１を囲む閉じた領域ＢＳの外側に配置される。また、プラズマ媒質供給部４１と中心電極１１とは、仮想線Ｂ２を挟んで配置されるとも言える。
【００３６】
ここで、プラズマ媒質供給部４１は、保持部４２で蒸発した媒質蒸気Ｖが拡散する方向を制限する制限部５１を備える。制限部５１は、軸線Ａと直交する方向（仮想円の径方向）において、保持部４２と同軸状電極１０との間に配置されている。なお、図２では、制限部５１の図示を省略している。
【００３７】
制限部５１は、板状を成す制限板５２を含む。制限板５２の厚み方向は、中央面Ｐに沿う方向に配置されている。制限板５２は、中央面Ｐに直交するように配置されている。制限板５２は、図４（ａ）に示されるように、矩形状を成すように形成されている。制限板５２の長手方向は、軸線Ａが延在する方向に沿うように配置されている。
【００３８】
また、制限板５２には、一対のスリット（貫通孔）５３が設けられている。一対のスリット５３は、中央面Ｐを挟んで対称に形成されている。スリット５３では、軸線Ａと交差する方向に延びる辺５３ａが軸線Ａに沿う方向に配置された辺５３ｂよりも長い矩形状を成している。一対のスリット５３の大きさ及び位置は、このスリット５３を通過した媒質蒸気Ｖが所望の位置（放電開始位置Ｈ）に到達できるように設定される。
【００３９】
具体的には、図３に示されるように、プラズマ媒質４３におけるレーザ照射位置４３ａと、放電開始位置Ｈとを結ぶ直線ＬＶ上に、スリット５３が配置されている。また、スリット５３の開口の大きさは、媒質蒸気Ｖを分布させたい範囲を考慮して決定される。スリット５３の軸線Ａに沿う方向の長さを大きくすることで、媒質蒸気Ｖが分布される範囲を軸線Ａ方向に広げることができる。スリット５３の軸線Ａと交差する方向の長さを大きくすることで、媒質蒸気Ｖが分布される範囲を軸線Ａと交差する方向に広げることができる。
【００４０】
また、制限板５２をプラズマ媒質４３に接近させるほど、スリット５３の開口の大きさを小さく設定することができると共に、制限板５２の面積を小さくすることができる。
【００４１】
また、制限部５１は、制限板５２の周囲を囲むように配置された側壁（不図示）を備える構成でもよい。側壁は、制限板５２の４辺からプラズマ媒質供給部４１側に延びるように配置されている。このような側壁によって、プラズマ媒質供給部４１で蒸発した媒質蒸気Ｖの側方への拡散を防止することができる。ここでの「側方」とは、プラズマ媒質４３の表面に沿う方向をいう。また、制限板５２及び側壁の材質としては、レーザ光を透過可能なものでもよく、レーザ光を透過しないものでもよい。制限板５２及び側壁は、媒質蒸気Ｖの拡散を抑制できればよい。
【００４２】
また、図３に示されるように、軸線Ａが延在する方向において、放電開始位置Ｈと中央面Ｐとの距離Ｌ１は、たとえば１５ｍｍである。放電開始位置Ｈは、媒質蒸気Ｖが供給されて放電が開始されて、初期プラズマが発生する位置である。放電開始位置Ｈは、初期プラズマが加速されて所望のエネルギが得られるように設定される。距離Ｌ１を長くすることにより、初期プラズマが加速される距離を増加させることができる。
【００４３】
また、プラズマ媒質４３の照射面（レーザ照射位置４３ａ）と、軸線Ａとの距離Ｌ２が短い場合には、チャンバ２の小型化を図ることができる。距離Ｌ２が長い場合には、同軸状電極１０までの距離を確保することができ、媒質蒸気Ｖを中心電極の周方向に均一に分布させやすくなる。
【００４４】
次に、プラズマ光源１の動作について説明する。
【００４５】
まず、チャンバ２内は、プラズマ（初期プラズマ）の発生に適した温度及び圧力に保持される。放電前の同軸状電極１０には、電圧印加装置２０により放電電圧が印加される。電圧印加装置２０は、電源２１，２２によりコンデンサＣに電荷を予め蓄積（充電）し、同軸状電極１０に放電電圧を印加する。
【００４６】
放電電圧が印加された状態で、プラズマ媒質供給部４１のプラズマ媒質４３にレーザ光３２ａが照射される。これにより、プラズマ媒質４３の表面のレーザ照射位置４３ａでプラズマ媒質４３が蒸発して、媒質蒸気Ｖが発生する。媒質蒸気Ｖは、プラズマ媒質４３の表面の法線方向に拡散する。たとえば法線を中心として、余弦則に沿って拡散することが想定される。
【００４７】
プラズマ媒質４３から蒸発した媒質蒸気Ｖの一部は、制限板（遮蔽部）５２によって遮蔽される。これにより、媒質蒸気Ｖが拡散する方向が制限される。媒質蒸気Ｖの残りの一部は、一対のスリット５３を通過して、直線ＬＶに沿って進行して、一対の同軸状電極１０に向かって進行する。媒質蒸気Ｖは、設定された放電開始位置Ｈに向かって移動する。
【００４８】
そして、媒質蒸気Ｖが、放電開始位置Ｈ近傍に到達し、中心電極１１と外部電極１２との間における媒質蒸気Ｖの濃度が上昇すると、図５に示されるように、電圧印加装置２０において、電流経路Ｋが形成され、コンデンサＣの正極側から負極側へ電流が流れる。この電流は、コンデンサＣに蓄積された電荷量に相当する電流が電気回路の時定数に従ってパルス的に流れる。つまり、電荷は、電流経路Ｋにおいて、中心電極１１、面状放電６、及び外部電極１２の順に流れ、最終的にコンデンサＣの負極側に戻る。このようにして、放電開始位置Ｈにおいて放電が開始され、中心電極１１の周方向に沿うリング状（面状）の面状放電６が生じる。
【００４９】
このとき、プラズマ媒質４３から一対の同軸状電極１０までの距離が等しく、共通のプラズマ媒質４３から媒質蒸気Ｖが発生して放電開始位置Ｈに向かって移動するので、一対の同軸状電極１０において、媒質蒸気Ｖの濃度が同様に上昇し、一対の同軸状電極１０において同時に面状放電６が発生する。
【００５０】
そして、面状放電６は、中心電極１１と外部電極１２との間で放電しながら、自己磁場（電磁力）によって、軸線Ａ方向に中心電極１１の先端に向かって移動する。換言すると、一対の同軸状電極１０で発生した初期プラズマは、中央面Ｐに向かって両側から進行する。
【００５１】
また、プラズマ光源１はエネルギ蓄積回路２６を備えているため、エネルギ蓄積回路２６と複数の外部電極１２との協働により、面状放電６の発生確率が高められている。間隔をあけて非連続的に配置される複数の外部電極１２は、連続した管状（筒状）の外部電極が採用される場合に比して、面状放電６の形成を容易にするという観点で有利である。
【００５２】
そして、面状放電６に伴うプラズマは同軸状電極１０の先端に達する。面状放電６が中心電極１１の先端に達したことで、その放電電流の出発点は中心電極１１の側面１１ｂから先端部１１ａに移行する。この電流の移行によって、一対の面状放電６に伴って移動してきたプラズマは収束し、高密度かつ高温になる。
【００５３】
この現象は中央面Ｐを挟んだ同軸状電極１０で進行するため、初期プラズマは、一方の同軸状電極１０から他方の同軸状電極１０に向かって押し出される。その結果、初期プラズマは、軸線Ａに沿う両方向からの圧力を受けて同軸状電極１０が対面する中間位置（すなわち中央面Ｐの位置）に移動し、プラズマ媒質を成分とする単一のプラズマが形成される。そして、プラズマが形成された後も、面状放電６を通じて電流が流れ続け、プラズマを全体的に包囲し、プラズマを一対の中心電極１１の中間付近に保持する。
【００５４】
面状放電６が発生している間は、プラズマの高密度化および高温化が進行し、イオンの電離が進行する。その結果、プラズマ媒質に応じた光を含むプラズマ光が放射される。この状態において、面状放電６を通じて電流が流れ続けることにより、長時間に亘って、プラズマ光が発生し得る。
【００５５】
このプラズマ光源１では、保持部４２で蒸発した媒質蒸気Ｖは、制限板５２によって拡散する方向が制限されて放電開始位置Ｈに好適に供給される。また、このプラズマ光源１では、中央面Ｐ上に保持部４２が配置されているので、中央面Ｐを挟んで対向する一対の同軸状電極１０に対して、互いに等しい距離となるようにプラズマ媒質４３が保持される。これにより、プラズマ媒質４３から蒸発した媒質蒸気Ｖが、一対の同軸状電極１０に供給されるまでの時間差を小さくすることができる。そのため、プラズマ光源１では、一対の同軸状電極１０で発生した初期プラズマが中央面Ｐに到達するまでの到達時間のずれが抑制される。
【００５６】
また、このプラズマ光源１では、保持部４２と中心電極１１との距離を従来と比較して長くすることができる。これにより、プラズマ媒質４３から蒸発した媒質蒸気Ｖが、放電開始位置Ｈにおいて、中心電極１１と外部電極１２との間に供給されるまでに、中心電極１１の周方向に均一に拡散されやすくなる。そのため中心電極１１の周囲に形成されるリング状の初期プラズマの周方向の分布が均一化される。その結果、周方向に均一化されたリング状の初期プラズマを中心電極１１の先端部１１ａに収束させて、プラズマの高温化及び高密度化を促進することができ、極端紫外光の発光量を増大させることができる。
【００５７】
次に、図４（ｂ）〜図４（ｄ）を参照して変形例に係る制限板５２Ｂ〜５２Ｄについて説明する。制限板５２Ｂ〜５２Ｄが、制限板５２と違う点は貫通孔５６〜５８の形状が異なっている点である。貫通孔５６〜５８では、中央面Ｐに近い方の部分が、中央面Ｐより遠い方の部分よりも開口幅（軸線Ａと交差する方向の長さ）が狭くなっている。
【００５８】
図４（ｂ）に示される第１変形例の制限板５２Ｂの貫通孔５６は、中央面Ｐに近い方にスリット部分５９よりも開口幅が狭い拡張部分６０が形成されている。この拡張部分６０は、平面視（厚み方向から見て）において矩形状を成している。
【００５９】
第２変形例の制限板５２Ｃの貫通孔５７は、中央面Ｐに近い方にスリット部分５９よりも開口幅が狭い部分を含む拡張部分６１が形成されている。この拡張部分６１は、平面視において三角形を成している。
【００６０】
第３変形例の制限板５２Ｄの貫通孔５８は、中央面Ｐに近い方にスリット部分５９よりも開口幅が狭い部分を含む拡張部分６２が形成されている。この拡張部分６２は、平面視において半円状（半楕円状）を成している。
【００６１】
このように、貫通孔５６〜５８の中央面Ｐ側の拡張部分６０〜６２の開口幅が、貫通孔５６〜５８の中央面Ｐとは反対側に配置されたスリット部分５９の開口幅よりも狭くなっていると、軸線Ａが延在する方向において、放電開始位置Ｈより先端部１１ａ側に、放電開始位置Ｈと比較して濃度が薄い媒質蒸気Ｖを供給することができる。これにより、放電開始位置Ｈで発生した初期プラズマが中心電極１１の先端部１１ａに移動するまでに、さらに媒質蒸気Ｖを供給し、プラズマの密度を高くすることができる。この結果、プラズマのエネルギを増大させて、極端紫外光の発光量を増大させることができる。
【００６２】
また、制限板は平板状に形成されているものに限定されず、図６に示されているように、屈曲されたものでもよく、湾曲しているものでもよい。図６（ａ）に示される第４変形例に係る制限板５２Ｅは、屈曲されて山型を成すように形成されている。図６（ｂ）にしめされる第５変形例に係る制限板５２Ｆは、湾曲されて円弧状を成すように形成されている。
【００６３】
本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。
【００６４】
上記の実施形態では、制限部５１が制限板５２を備える構成としているが、制限部５１は制限板５２を備えるもの限定されず、例えば、ブロック体に貫通孔が形成されているものでもよい。
【００６５】
また、制限部５１は、板状の部材に貫通孔が形成された構成となっているが、複数の板状の部材を組み合わせて、媒質蒸気Ｖが拡散される方向を制限するようにしてもよい。また、上記の実施形態では、制限部５１に一対の貫通孔が形成されているが、中央面Ｐを挟んで、複数対の貫通孔が形成されている構成でもよい。また、貫通孔はスリット５３を含むものに限定されず、円形などその他の形状のものでもよい。
【００６６】
また、プラズマ媒質保持部は、中央面Ｐ上に配置されているとは、プラズマ媒質保持部に保持されたプラズマ媒質が中央面Ｐ上で保持されることを含み、レーザ照射位置４３ａが中央面Ｐ上に存在することを含む。
【００６７】
また、放電開始位置Ｈにおいて、中心電極１１の側面から外部電極１２に向かって突出する突出部が形成されている構成でもよい。同様に放電開始位置Ｈにおいて、外部電極１２の側面から中心電極１１に向かって突出する突出部が形成されている構成でもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１  プラズマ光源
２  チャンバ
３  排気管
６  面状放電（初期プラズマ）
１０  同軸状電極
１１  中心電極
１１ａ  中心電極の先端部
１１ｂ  中心電極の側面
１２  外部電極
１３  絶縁体
２０  電圧印加装置
２１  第１高圧電源
２２  第２高圧電源
３０  媒質蒸気形成部
３１  レーザ装置（レーザ照射部）
３２、３２ａ  レーザ光
４１  プラズマ媒質供給部
４２  保持部（プラズマ媒質保持部）
４３  プラズマ媒質
４３ａ  レーザ照射位置
５１  制限部
５２、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄ、５２Ｅ、５２Ｆ  制限板（遮蔽部）
５３  スリット（貫通孔）
５６〜５８  貫通孔
５９  スリット部分
６０〜６２  拡張部分
Ａ  軸線（中心電極の軸線）
Ｂ  軸線
Ｂ２  仮想線
ＢＳ  領域
Ｆ  仮想円
Ｈ  放電開始位置
Ｋ  電流経路
Ｌ１  放電開始位置Ｈと中央面Ｐとの距離
Ｌ２  プラズマ媒質の照射面と軸線Ａとの距離
Ｌｖ  直線（プラズマ媒質におけるレーザ照射位置と、放電開始位置Ｈとを結ぶ直線）
Ｐ  中央面（対称面）
Ｐ２  仮想平面
Ｖ  媒質蒸気
【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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