(57)【要約】【課題】放電チャンネルの位置を画定可能とし、放電チャンネルにおける高温プラズマ原料の密度を適宜設定できるようにし、また、ロングパルス化を可能するとすること。【解決手段】高温プラズマ原料２１に第１のエネルギービーム２３を照射して気化させる。気化した原料が放電領域に到達したとき、電極１１，１２間にパルス電力を印加するとともに第２のエネルギービーム２４を照射する。これにより、プラズマが加熱励起されてＥＵＶ放射が行われる。放射されたＥＵＶ放射はＥＵＶ集光鏡２により集光され取り出される。第１、第２のレーザビーム２３，２４を照射しているので、高温プラズマ原料の空間密度分布を所定の分布に設定するとともに、放電チャンネルの位置を画定することが可能となる。また、放電経路にイオン密度が極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しい原料ガスを供給することで、ＥＵＶ放射のロングパルス化が可能となる。【選択図】          図９
2008270149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、この容器内に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、
第１の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第１の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、
上記一対の電極による放電の放電領域内で生成された上記高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光光学手段と、上記集光される極端紫外光を取り出す極端紫外光取出部とを有する極端紫外光光源装置において、
上記極端紫外光光源装置は、更に、電力が印加された電極間に第２のエネルギービームを照射することにより、上記放電領域内で放電を始動し、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路を画定する第２のエネルギービーム照射手段を有し、
上記第１のエネルギービーム照射手段は、上記放電領域を除く空間であって、上記気化された原料が放電領域に到達できる空間内に供給された原料に対して、第１のエネルギービームを照射する
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項２】
容器と、この容器内に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、
第１の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第１の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１μｓ以上のパルス電力を供給するパルス電力供給手段と、
上記一対の電極による放電の放電領域内で生成された上記高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光光学手段と、上記集光される極端紫外光を取り出す極端紫外光取出部とを有する極端紫外光光源装置において、
上記極端紫外光光源装置は、更に、電力が印加された電極間に第２のエネルギービームを照射することにより、上記放電領域内で放電を始動し、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路を画定する第２のエネルギービーム照射手段を有し、
上記第１のエネルギービーム照射手段は、上記放電経路外の空間であって、気化された原料が放電経路に到達できる空間内に配置された原料に、第１のエネルギービームを照射し、上記電極間に放電経路が画定された後、上記放電経路に、イオン密度が極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しい原料ガスを供給する
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項３】
上記第１のエネルギービーム照射手段と第２のエネルギービーム照射手段は、空間密度分布が所定の分布である気化した原料の少なくとも一部が放電領域に到達したタイミングで、放電領域で発生した放電の放電電流が所定の閾値以上であるように、各々の動作タイミングが設定されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項４】
上記原料供給手段による原料供給は、上記原料をドロップレット状にして重力方向に滴下することより行われる
ことを特徴とする請求項１，２もしくは請求項３に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項５】
上記原料供給手段による原料供給は、上記原料を線状原料として、当該線状原料を連続的に移動することにより行われる
ことを特徴とする請求項１，２もしくは請求項３に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項６】
上記原料供給手段は原料供給円盤を備え、
上記原料供給手段による原料供給は、上記原料を液体原料として、当該液体原料を上記原料供給円盤に供給し、上記液体原料が供給された原料供給円盤を回転させて上記原料供給円盤の液体原料の供給部をエネルギービームの照射位置まで移動させることにより行われる
ことを特徴とする請求項１，２もしくは請求項３に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項７】
上記原料供給手段はキャピラリーを備え、
上記原料供給手段による原料供給は、上記原料を液体原料として、当該液体原料を上記キャピラリーを介してエネルギービームの照射位置に供給することにより行われる
ことを特徴とする請求項１，２もしくは請求項３に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項８】
上記原料のエネルギービーム照射位置に管状ノズルを設け、
エネルギービームの照射により気化した原料の少なくとも一部が上記管状ノズルより噴出する
ことを特徴とする請求項１，２もしくは請求項３に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項９】
上記管状ノズルの内部の一部に狭窄部を設けた
ことを特徴とする請求項８記載の極端紫外光光源装置。
【請求項１０】
上記放電領域に対して、上記一対の電極間で発生する放電方向と略平行に磁場を印加する磁場印加手段を更に設けた
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８もしくは請求項９に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項１１】
上記一対の電極は円盤状の電極であり、電極表面における放電発生位置が変化するように回転駆動されている
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９もしくは請求項１０に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項１２】
上記円盤状である一対の電極は、両電極の周縁部のエッジ部分が、所定距離だけ離間して互いに向かい合うように配置されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項１３】
上記エネルギービームがレーザビームである
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１もしくは請求項１２に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項１４】
内部に一対の電極を含む容器内に供給される極端紫外光を放射させるための液体または固体の原料に第１のエネルギービームを照射して気化し、気化された上記原料を上記一対の電極による放電により加熱励起して高温プラズマを生成して極端紫外光を発生させる極端紫外光発生方法において、
上記第１のエネルギービームは、上記放電領域を除く空間であって、上記気化された原料が放電領域に到達できる空間内に供給された原料に対して照射されるものであり、
放電領域に照射される第２のエネルギービームにより、上記一対の電極による放電の放電領域内で放電が始動され、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路が画定される
ことを特徴とする極端紫外光発生方法。
【請求項１５】
内部に一対の電極を含む容器内に供給される極端紫外光を放射させるための液体または固体の原料に第１のエネルギービームを照射して気化し、気化された上記原料を上記一対の電極による放電により加熱励起して高温プラズマを生成して極端紫外光を発生させる極端紫外光発生方法において、
上記第１のエネルギービームは、上記放電領域を除く空間であって、上記気化された原料が放電領域に到達できる空間内に供給された原料に対して照射されるものであり、
放電領域に照射される第２のエネルギービームにより、上記一対の電極による放電の放電領域内で放電が始動され、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路を画定し、
上記電極間に放電経路が画定された後、上記第１のエネルギービームにより、上記放電経路に、イオン密度が極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しい原料ガスを供給し、
放電により、上記原料ガスを極端紫外光放射条件を満たす温度まで加熱し、連続的に２００ｎｓ以上の極端紫外光を発生させる
ことを特徴とする極端紫外光発生方法。
【請求項１６】
空間密度分布が所定の分布である気化した原料の少なくとも一部が放電領域に到達したタイミングで、放電領域で発生した放電の放電電流が所定の閾値以上であるように、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの照射タイミングがそれぞれ設定されている
ことを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の極端紫外光発生方法。
【請求項１７】
放電開始タイミングの時間データと放電電流が所定の閾値に到達するタイミングの時間データを取得し、両時間データに基づき、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの照射タイミングを修正する
ことを特徴とする請求項１６に記載の極端紫外光発生方法。
【請求項１８】
上記のように照射タイミングが設定された第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの照射に先んじて、第１のエネルギービームを上記原料に１回以上照射する
ことを特徴とする請求項１４，１５，１６または請求項１７に記載の極端紫外光発生方法。
【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および極端紫外光発生方法に関し、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および極端紫外光発生方法に関する。
【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１３〜１４ｎｍ、特に波長１３．５ｎｍの極端紫外光（以下、ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）光ともいう）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。
【０００３】
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（例えば非特許文献１参照）。
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。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。
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】
近年、高温プラズマの生成方式として、高温プラズマ原料に対し、レーザビームの照射と、放電に基づく大電流による加熱とを組み合わせる方式（以下、ハイブリッド方式ともいう）が提案されている。
ハイブリッド方式を採用したＥＵＶ光源装置については、例えば、特許文献１に記載されている。以下、概略を説明する。
特許文献１に記載されたＥＵＶ光源装置におけるハイブリッド方式は、以下の手順で行われる。特許文献１の図４Ｃは、ハイブリッド方式を採用したＥＵＶ光源装置の説明図である。
【０００５】
同図において、接地されている外側電極は放電容器を形成している。外側電極の内側には絶縁体が設置され、さらに絶縁体の内側に高電圧側の内側電極が設置される。高温プラズマ原料としては、例えば、キセノン（Ｘｅ）ガス、もしくはキセノン（Ｘｅ）とヘリウム（Ｈｅ）の混合ガスが用いられる。こういった高温プラズマ原料ガスは、内側電極に設けられたガス経路から放電容器内に供給される。放電容器内には、高温プラズマ原料ガスを予備電離するためのＲＦプレイオン化コイル、レーザビームを集束するための集束レンズ等が配置される。
ＥＵＶ放射の発生は、以下のようにして行われる。
まず、放電容器内に導入された高温プラズマ原料である原料ガスが、ＲＦプレイオン化コイルにパルス電力が供給されることにより、予備電離される。次に、集光レンズを通過したレーザビームが放電容器内の所定の領域に集光される。高温プラズマ原料ガスは予備電離されているため、レーザ焦点近くで分解される。
次いで、外側電極、内側電極間にパルス電力が印加され、放電が発生する。放電によるピンチ効果により、高温プラズマ原料が加熱励起されて高温プラズマが生成し、この高温プラズマからＥＵＶ放射が発生する。
【０００６】
ここで、レーザ焦点近傍では、電子放出により導電率が低下している。よって、放電領域（電極間の放電が発生する空間）における放電チャンネルの位置は、レーザ焦点を設定した位置に画定される。すなわち、プラズマピンチ位置は、レーザビームにより画定される。そのため、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上する。
ＥＵＶ光源装置が、露光用光源として使用される場合、発光点のポインティングスタビリティの高精度化が要請される。特許文献１に記載されたハイブリッド方式のＥＵＶ光源装置は、上記要請に応える例と言える。
【０００７】
また、近年は、ＥＵＶ発生用高温プラズマ原料（以下、高温プラズマ原料ともいう）に対し、レーザビームの照射による気化と、放電に基づく大電流による加熱とを組み合わせて高温プラズマを生成し、当該高温プラズマからＥＵＶ放射を発生させる方式が提案されている（例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５等参照）。以下この方式をＬＡＧＤＰＰ（Ｌａｓｅｒ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｇａｓ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ＰｒｏｄｕｃｅｄＰｌａｓｍａ）方式と称する。
【０００８】
上記した各方式の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、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。
【０００９】
次に、図３８を用いて、上記した各方式に基づくＥＵＶ放射にいたるメカニズムを簡単に説明する。
図３８は、高温プラズマ原料（図３８では例として燃料固体と記載されている）が、どのような状態変化の経路をとってＥＵＶ放射の条件を満足する条件に達するかを示す図である。
同図において、縦軸はイオン密度（ｃｍ-3）であり、横軸は電子温度（ｅＶ）である。同図は、縦軸を下方向に進むと、高温プラズマ原料は膨張してイオン密度が減少し、上方向に進むと圧縮されイオン密度が増加することを示している。また、横軸を右方向に進むと、高温プラズマ原料は加熱されて電子温度が上昇することを示している。
【００１０】
ＬＰＰ方式では、例えばＳｎやＬｉといった高温プラズマ原料の固体や液体等のターゲット（図３８左上に燃料固体として示す。固体状態においては、ＳｎやＬｉといった金属のイオン密度はおよそ１０22ｃｍ-3であり、電子温度は１ｅＶ以下である）に対して強いレーザビームを照射する。レーザビームが照射された高温プラズマ原料は、例えば電子温度が３００ｅＶを越えるまで一気に加熱されて気化し、高温プラズマが生成される。生成された高温プラズマは膨張して、やがて高温プラズマ内のイオン密度は１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が２０〜３０ｅＶ程度となる。このような状態に到達した高温プラズマからは、ＥＵＶが放射される。（図３８の経路１）
すなわち、ＬＰＰ方式では、レーザビームで加熱されて生成したプラズマが膨張することにより、当該プラズマは、上記したようなＥＵＶ放射条件（すなわち、イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度が２０〜３０ｅＶ）を充足する。
【００１１】
一方、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。
例えば高温プラズマ原料であるＳｎは、スタナン（ＳｎＨ4 ）という気体状態で放電容器内に供給され、放電により初期プラズマが形成される。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以下程度であり、上記したようなＥＵＶ放射条件（すなわち、イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度が２０〜３０ｅＶ）を充足していない（図３８のピンチの初期状態）。
ここで、放電により電極間を流れる直流電流の自己磁場の作用により、上記した初期プラズマは放電流路径方向に収縮される。これにより初期プラズマの密度は高くなり、プラズマ温度も急激に上昇する。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。（図３８の経路２）
すなわち、ＤＰＰ方式では、生成したプラズマが圧縮されることにより、当該プラズマは、上記したようなＥＵＶ放射条件（すなわち、イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度が２０〜３０ｅＶ）を充足する。
【００１２】
また、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以下程度であり、上記したようなＥＵＶ放射条件（すなわち、イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度が２０〜３０ｅＶ）を充足していない（図３８のピンチの初期状態）。その後、放電電流駆動による圧縮と加熱によって、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。
ＬＡＧＤＰＰの例は、特許文献３、特許文献４、特許文献５に記載されている。いずれも、レーザ照射にて高温プラズマ原料を気化して「冷たいプラズマ」を生成し、放電電流によるピンチ効果を用いて高温プラズマを生成し、当該高温プラズマからＥＵＶを放射させることが記載されている。すなわち、従来例によれば、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。すなわち、図３８において、経路３→経路２を経由してＥＵＶ放射条件を充足する高温プラズマが形成される。
【００１３】
ＬＰＰ方式の場合、高温プラズマ原料にレーザビームを照射して生成された高温プラズマは短時間のうちに膨張が進み冷却される。したがって、ＥＵＶ放射条件に達した高温プラズマは、短時間（例えば１０ｎｓ）の内に冷却されてＥＵＶ放射条件を充足しなくなり、プラズマからのＥＵＶ放射が停止する。
一方、ＤＰＰ方式やＬＡＧＤＰＰ方式の場合は、上記したように、放電電極間にパルス状の放電電流が流れ、高温プラズマ原料の初期プラズマは、ピンチ効果により圧縮加熱されてＥＵＶ放射条件に達する。
しかし、放電流路径方向に収縮された高温プラズマは、放電電流の急速な減少に伴い短時間の内に放電流路方向に急激に膨張してピンチ効果が消失し、密度が低下するとともに冷却される。その結果、放電領域におけるプラズマは、ＥＵＶ放射条件を充足しなくなるので、プラズマからのＥＵＶ放射が停止する。
【００１４】
なお、電極間における放電は、比較的広い領域でのレーザトリガによる真空アーク放電から開始され、高温プラズマ原料料供給にともないガス放電（ピンチ放電も含む）に移行する。その後、放電コラム（プラズマ柱）が形成されるが、本明細書では「放電領域」とは、そのすべての放電現象を含む空間と定義する。
また、上記の放電領域内において、放電が放電コラム（プラズマ柱）の成長にともない内部の電流密度が増大しガス放電へと移行する際、放電コラムの中で放電駆動電流が支配的に流れている電流密度の高い空間領域を「放電チャンネル」と定義する。ここで、放電チャンネルが放電駆動電流が支配的に流れている領域であることから、この放電チャンネルを放電経路あるいは放電電流経路ともいう。
【００１５】
次に、ＥＵＶ放射のロングパルス化について説明する。
上記したように、ＥＵＶ放射は短時間の内にパルス状に発生する。よって、エネルギー変換効率は著しく小さい。半導体露光用光源としてＥＵＶ光源装置を使用する場合、ＥＵＶ光源装置には、できるだけ高効率と高出力を両立した稼動が求められる。高効率のＥＵＶ発生条件を長時間維持することができれば高効率高出力のＥＵＶ光源が可能となる。結果として、発光パルス幅のロングパルス化が期待される。
特許文献６、特許文献７には、ＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置において、ＥＵＶ放射をロングパルス化する方法が開示されている。以下、特許文献６、７に基づき、従来のロングパルス化方法について、図３９、図４０を用いて説明する。
図３９、図４０は、いずれも、放電開始からの経過時間に対して、（ａ）プラズマ電流Ｉ、（ｂ）プラズマ半径柱のｒ、（ｃ）ＥＵＶ放射出力の関係を示した図であり、横軸に時間、縦軸にプラズマ電流Ｉ、プラズマ柱の半径ｒ、ＥＵＶ放射出力を示すものである。  特許文献６、７におけるＥＵＶ放射のロングパルス化は、ＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置において、プラズマの加熱および圧縮工程と高温高圧状態の維持工程とを分離して制御することにより実現される。
【００１６】
従来のＤＰＰ方式においては、図３９に示すように、一対の電極間に形成された一様なプラズマ柱の内部を流れるプラズマ電流Ｉの波形は、放電開始後時間経過とともに増加し、ピークを過ぎると減少する波形である。以下、理解を容易にするため、電流Ｉの波形を正弦波形とする。
プラズマ電流Ｉの増大とともにプラズマの加熱および圧縮が発生する。すなわち、発生したプラズマ柱の半径ｒは、プラズマ電流Ｉが流れるにつれてピンチ効果により徐々に小さくなり、プラズマ電流Ｉの値がピークを越えて下がり始めた時に最小になる。
プラズマ電流Ｉの波形のピーク近傍で、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内（例えば図３８に示すように、電子温度が５〜２００ｅＶ、イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度）に到達している期間Ａの間、ＥＵＶ放射が発生する。
しかしながら、プラズマ電流Ｉの波形のピークを過ぎると、電流値が時間経過とともに減少するので、ピンチ効果も弱まり、プラズマが膨張しプラズマ温度が低下する。膨張するプラズマは大きな運動エネルギーを有し、放電領域から速やかに離脱する。
結果として、ＥＵＶ放射は終了する。ＥＵＶ放射の持続時間は、例えば、わずか１０ｎｓ程度である。
【００１７】
一方、特許文献６、７に記載の方法は、一対の電極間を流れるプラズマ電流Ｉの波形が図４０に示すような波形となるように構成するものである。すなわち、プラズマ電流Ｉの波形を、放電開始後時間経過とともに増加し、ピークを過ぎた近傍（例えば、プラズマがピンチされてＥＵＶ放射が開始する時点近傍）で、さらに時間経過とともに増加するようにしたものである。
図４０に示すように、プラズマ電流Ｉの波形は、加熱電流波形部（Ｍ）とそれに続く閉じ込め電流波形部（Ｎ）とからなるように構成される。加熱電流波形部（Ｍ）は、図３９に示すプラズマ電流Ｉの波形とある時点まで同等である。図４０では、理解を容易にするために、加熱電流波形部（Ｍ）は正弦波形として示される。
【００１８】
加熱電流波形部（Ｍ）の期間内では、プラズマ電流Ｉの増大とともにプラズマの加熱および圧縮が発生する。すなわち、発生したプラズマの半径ｒは、プラズマ電流Ｉが流れるにつれてピンチ効果により徐々に小さくなり、プラズマ電流Ｉの値がピークを越えて下がり始めた時に最小になる。プラズマ電流Ｉの波形のピーク近傍で、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内（例えば図３８に示すように、電子温度が５〜２００ｅＶ、イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度）に到達し、ＥＵＶ放射が発生する。
ＥＵＶ放射が発生後、プラズマ電流Ｉの波形は、閉じ込め電流波形部（Ｎ）に移行する。
上記したように、ピンチ効果により圧縮されたプラズマは、大きな運動エネルギーにて膨張しようとする。ここで、プラズマ電流Ｉの強さを大きくして自己磁場の作用を強力にすると、膨張しようとするプラズマを圧縮状態に維持することが可能となる。
【００１９】
上記したようなピンチ状態にあるプラズマの圧力をＰpp、プラズマの密度をｎpp、ボルツマン係数をｋ、プラズマの温度をＴppとするとき、ピンチ状態のプラズマの圧力Ｐppは、ｎppｋＴppに比例する。
Ｐpp∝ｎppｋＴpp              （１０１）
一方、プラズマ電流Ｉが作る自己磁場Ｂによる圧縮圧力ＰB は、真空中の透磁率をμ0 、プラズマ半径をｒとするとき、
ＰB ＝μ0 Ｉ2 ／２πｒ        （１０２）
となる。ここで、
ＰB ≧Ｐpp                    （１０３）
なる条件を満たせば、プラズマはピンチ状態が維持される。ここで、ピンチ状態のプラズマは、プラズマ密度ｎppおよびプラズマ温度Ｔppが大きい高温プラズマとなっているので、（１０３）式を成立するためには、プラズマ電流Ｉを大きくする必要がある。
【００２０】
すなわち、プラズマがピンチされてからプラズマ電流Ｉを増大させて、その後電流値を一定に維持することにより、ピンチ効果を維持して、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内にある状態（プラズマ半径が小さい状態）を維持する。
理論的には、プラズマ温度およびイオン密度が所定の範囲内にある状態が維持されている間（図４０の期間Ｂ）は、ＥＵＶ放射は継続される。すなわち、ＥＵＶ放射のロングパルス化が可能となる。
図４０では、プラズマがピンチされてプラズマ半径が最小となる時点を、加熱電流波形部（Ｍ）から閉じ込め電流波形部（Ｎ）への移行点とした例が示されている。
【００２１】
なお、実際には、加熱電流波形部（Ｍ）のピークを越えるような電流値ピークを維持する閉じ込め電流波形部（Ｎ）を有するプラズマ電流Ｉであっても、流体不安定性の成長によるプラズマ柱の崩壊などの理由により高温プラズマを長時間圧縮した状態で維持するのは難しい。そのため、閉じ込め電流波形部（Ｎ）はやがて時間の経過とともに減少し、ピンチ効果も弱まり、プラズマが膨張し、プラズマ温度が低下する。結果として、ＥＵＶ放射は終了する。特許文献６の例では、ＥＵＶ出力の維持時間（高温プラズマの維持時間）を３０ｎｓ程度にロングパルス化することができたと記載されている。
【００２２】
図４１は、特許文献６、７に記載されたＥＵＶ放射のロングパルス化方法を実現するためのＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の構成例である。
放電容器であるチャンバ１内に、原料供給・排気ユニット１６より高温プラズマ原料が導入される。高温プラズマ原料は、チャンバ１内の高温プラズマ発生部１０で波長１３．５ｎｍのＥＵＶ放射を放出する放射種を形成するための原料であり、例えば、キセノン（Ｘｅ）やＳｎ蒸気などである。導入された高温プラズマ原料はチャンバ１内を流れてガス排出口１７に到達する。
原料供給・排気ユニット１６は、真空ポンプ等の排気手段（不図示）を有しており、排気手段は、チャンバのガス排出口１７と接続されている。
すなわちガス排出口１７に到達した高温プラズマ原料は、原料排気・供給ユニット１６が具える排気手段により排気される。
【００２３】
チャンバ１内にはリング状の第１の主放電電極（カソード）１１と第２の主放電電極（アノード）１２とが絶縁材１ｆを介して配置される。チャンバ１は導電材で形成された第１の主放電電極側の第１の容器１ｄと、同じく導電材で形成された第２の主放電電極側の第２の容器１ｅから構成される。これらの第１の容器１ｄと第２の容器１ｅとは、上記絶縁材１ｆにより分離、絶縁されている。
チャンバ１の上記第２の容器１ｄと第２の主放電電極１２は接地され、上記第１の容器１ｄと第１の主放電電極１１には、パルス電力発生部５からおよそ−５ｋＶ〜−２０ｋＶの電圧が印加される。その結果、リング状の第１、第２の各主放電電極１１，１２間の高温プラズマ発生部１０には、放電が発生し、上記したようなピンチ効果により高温プラズマが生成され、この高温プラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ放射が発生する。発生したＥＵＶ放射は、第２の主放電電極１２側に設けられたＥＵＶ集光鏡２により反射され、ＥＵＶ光取出部７より図示しない照射部に出射される。
【００２４】
ところで、図４０の（ａ）に示すプラズマ電流（放電電流）波形は、例えば、以下のようにして得られる。正弦波形を有する電流に、他の正弦波形ではない他の電流を重畳させる。すなわち、加熱電流波形部（Ｍ）を有する電流に、加熱電流波形部（Ｍ）とは異なるパターンの電流を重畳して、閉じ込め電流波形部（Ｎ）を形成する。
このような電流波形を得るために、高電圧パルス発生部５を、例えば、図４１のように独立したスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２を有する放電回路部を並列に構成する。
【００２５】
図４１に示すパルス電力発生部５は、コンデンサＣ１、スイッチＳＷ１の直列回路からなる放電回路部Ａ１と、コンデンサＣ２、スイッチＳＷ２の直列回路から放電回路部Ａ２とが、負荷（第１の主放電電極１１、第２の主放電電極１２）に対して並列に接続されて構成される。ここで、高電圧電源ＣＨはコンデンサＣ１，Ｃ２を充電するためのものである。また、コイルＬ１は、コンデンサＣ１の寄生インダクタンスおよびコンデンサＣ１、スイッチＳＷ１、負荷が作る回路ループのインダクタンスを合成したインダクタンス成分を表している。同様に、コイルＬ２は、コンデンサＣ２の寄生インダクタンスおよびコンデンサＣ２、スイッチＳＷ２、負荷が作る回路ループのインダクタンスを合成したインダクタンス成分を表している。また、各ダイオードＤ1 、Ｄ2 は、各コンデンサＣ１、Ｃ２に蓄えられた電気エネルギーが負荷にのみに移行するように電流方向を規制するためのものである。
【００２６】
図４１に示す高電圧パルス発生部は、以下のように動作する。まず高電圧電源ＣＨにより、各ダイオードＤ1 、Ｄ2 を介して各放電回路部のコンデンサＣ１，Ｃ２を充電する。次に、放電回路部１の第１のスイッチＳＷ１をＯＮにして第１のコンデンサＣ１に蓄えられた電気エネルギーを第１の主放電電極１１、第２の主放電電極１２間に印加して放電を開始する。このとき、第１の放電電極１１と第２の放電電極１２間に流れる電流は、プラズマのピンチに用いられる。すなわち、ピンチ効果によるジュール加熱によって、高温プラズマが生成される。この電流は、図４０（ａ）の波形においては加熱電流波形部（Ｍ）に相当する。
【００２７】
次いでプラズマのピンチ効果により波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光の放出が開始した時点で、放電回路部Ａ２の第２のスイッチＳＷ２をＯＮにして第２のコンデンサＣ２に蓄えられた電気エネルギーを第１の主放電電極１１、第２の主放電電極２ｂ間に印加にすると、第１の放電電極１１と第２の放電電極２ｂ間に流れる電流に、第２のコンデンサＣ２からの電流が加算される。この電流が高温高密度プラズマのピンチ状態を維持するための電流として用いられる。図４０（ａ）の波形においては、閉じ込め電流波形部（Ｎ）に相当する。
なお、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２の制御、原料供給・排気ユニット１６の制御は、メインコントローラ２６により行われる。メインコントローラ２６は、露光機の制御部２７からの動作指令信号に基づき、上記制御要素を制御する。
【００２８】
【非特許文献１】「リソグラフィ用ＥＵＶ（極端紫外）光源研究の現状と将来展望」J.Plasma Fusion Res.Vol.79.No.3, P219-260,2003年3 月
【特許文献１】特表２００５−５２２８３９号
【特許文献２】特開２００４−２１４６５６号公報
【特許文献３】特表２００７−５１５７４１号公報
【特許文献４】特表２００７−５０５４６０号公報
【特許文献５】国際公開第２００５／１０１９２４パンフレット
【特許文献６】国際公開第２００６／１２０９４２パンフレット
【特許文献７】特開２００７−１２３１３８号公報
【特許文献８】特表２００２−５０４７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、特許文献１に示されたような装置の構成では、次のような問題がある。  上記ＥＵＶ光源装置によれば、レーザビームの照射により、放電チャンネルの位置が画定される。しかしながら、効率のよいＥＵＶ放射の生成を実現するには、放電チャンネルにおける高温プラズマ原料（ガス）分布を所定の空間密度分布に設定する必要がある。
すなわち、放電チャンネルの位置が画定したとしても、例えば、放電チャンネルにおける高温プラズマ原料（ガス）の密度分布が所定の空間密度分布でないと、放電により生成したプラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が発生しない。
特許文献１のＥＵＶ光源装置においては、原料ガスは、内側電極に設けられたガス経路から放電容器内に供給される。しかしながら、能動的に放電チャンネルにおける高温プラズマ原料（ガス）の空間密度分布をコントロールすることは不可能であるため、必ずしも放電チャンネルにおいて、ＥＵＶ放射に好適な高温プラズマ原料（ガス）の空間密度分布が得られるわけではない。
【００３０】
一方、前記した従来技術のＥＵＶ放射のロングパルス化方法において、特許文献６、７に示されるＥＵＶ放射のロングパルス化は、ＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置において、プラズマの加熱および圧縮工程と高温高圧状態の維持工程とを分離して制御することにより実現される。  すなわち、プラズマのピンチ状態を維持するために、図４０（ａ）に示すように、従来のＤＰＰ方式と比較して、プラズマがピンチ状態に到達後のプラズマ電流Ｉの値が、プラズマがピンチ状態に到達する前のプラズマ電流Ｉの値より大きくなるように、放電空間にエネルギーを供給する必要がある。
【００３１】
ＥＵＶ放射の終了後、放電空間に供給したエネルギーは熱に変換される。従来のロングパルス化方法を採用したＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置においては、プラズマのピンチ状態を維持するために、ロングパルス化技術を採用しない一般的なＤＰＰ方式より大きな放電電流が流れる。そのため、このようなＥＵＶ発生装置では、従来のＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置と比較して、電極への熱入力が大きくなってしまう。そのため、熱負荷により電極の一部が溶融、蒸発し、もしくはスパッタされてデブリとなり、当該デブリがＥＵＶ集光鏡にダメージを与えるという問題が発生しやすくなる。
【００３２】
また、プラズマのピンチ状態を維持するために、図４０（ａ）に示すようにプラズマ電流Ｉの波形を変化させる必要がある。ここで、図４０（ａ）に示すプラズマ電流Ｉの波形の加熱電流波形部（Ｍ）によって、プラズマが高温の状態にピンチされている時間は約１０ｎｓであり、ピンチ状態を維持するためには、この期間内にプラズマ電流Ｉの波形の閉じ込め電流波形部（Ｎ）が生成されるようにプラズマ電流Ｉを流す必要がある。
すなわち、電流波形の閉じ込め電流波形部（Ｎ）が生成するための電流を流す時間の許容誤差は約１０ｎｓ以下としなければならず、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の動作タイミングの同期には、高精度な制御が要求される。
【００３３】
本発明は上記のような事情に鑑みなされたものであって、本発明の第１の課題は、放電チャンネルの位置が画定可能であるとともに、当該放電チャンネルにおける高温プラズマ原料（ガス）の密度を適宜設定することが可能なＥＵＶ光源装置、並びに、ＥＵＶ発生方法を提供とすることにある。
また、本発明の第２の課題は、上記第１の課題を達成でき、さらに従来のように電極に大きな熱負荷を与えず、かつ、高精度な制御を必要することなく、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することが可能な極端紫外光発生方法および極端紫外光光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
本発明のＥＵＶ光源装置は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放出する放射種、すなわち、高温プラズマ用原料である固体もしくは液体のＳｎやＬｉ等に対して、第１のエネルギービームを照射することにより気化する。気化した高温プラズマ原料は、エネルギービームが入射する高温プラズマ原料表面の法線方向を中心にして、所定の速度で広がる。
よって、第１のエネルギービームの照射により気化して所定の速度で広がる高温プラズマ原料は、放電領域と原料の位置、原料への第１のレーザビームの照射方向、第１のエネルギーの照射エネルギー等を適宜設定することにより、放電領域に供給される。
エネルギービームとしては、レーザビーム、イオンビーム、電子ビーム等を採用することができる。
【００３５】
ここで第１のエネルギービームの強度（エネルギー）、照射方向を適宜設定することにより、放電領域における気化した高温プラズマ原料の空間密度分布を所定の分布に設定することが可能となる。
一方、第２のエネルギービームを放電領域の所定の位置に照射することにより、放電が開始するとともに、放電チャンネルの位置を第２のエネルギービームの照射位置に画定することが可能となる。例えば、第２のエネルギービームがレーザビームであるとき、レーザビーム（始動用レーザビーム）を放電領域の所定の位置に集光することにより、放電チャンネルの位置は、レーザ焦点を設定した位置に画定することが可能となる。そのため、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上する。
また、上記したように、第２のエネルギービームが放電領域の所定の位置に照射された時点で放電が開始するので、第２のエネルギービームの照射タイミングを制御することにより、放電の開始タイミングを制御することが可能となる。
【００３６】
ここで、第１のエネルギービームの照射タイミングと第２のエネルギービームの照射タイミングを適宜設定することにより、位置が画定される放電チャンネルにおいて、空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が当該放電チャンネルに到達している状態で、放電電流の大きさが所定強度のＥＵＶ放射を得るために必要な放電電流値の下限以上となっているように、放電を発生させることが可能となる。
この結果、効率のよいＥＵＶ放射が実現可能となる。
【００３７】
以下、（１）第１のエネルギービーム（原料用エネルギービーム）、第２のエネルギービーム（始動用エネルギービーム）の照射タイミング、（２）電極位置、原料供給位置、原料用エネルギービームの照射位置の相互関係、（３）原料用エネルギービームのエネルギー、について説明する。以下、エネルギービームとしては、レーザビームを例に取る。（１）タイミング
以下、タイミングチャートを用いて、本発明におけるＥＵＶ生成方式を説明する。
図１、図２は、本発明におけるＥＵＶ生成方式を説明するためのタイミングチャートであり、図１は第１のレーザビームが第２のレーザビームより速く照射される場合を示し、図２は、第１のレーザビームが第２のレーザビームより遅く照射される場合を示す。
まず、図１、図２に示すように一対の電極間にパルス電力を印加するパルス電力供給手段のスイッチング手段（例えば、ＩＧＢＴ）にトリガ信号を入力（時刻Ｔｄ）し、スイッチング手段をｏｎ状態とする（図１、図２（ａ）参照）。
【００３８】
Δｔｄ後に、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達する（同図（ｂ）参照）。この閾値Ｖｐは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ｉｐ（閾値Ｉｐに関する説明は後述する）以上となる場合の電圧値である。すなわち、閾値Ｖｐ未満で放電が発生した場合、放電電流のピーク値は、閾値Ｉｐに到達しない。
なお、仮にこのまま放電が発生しない場合、電極間電圧は最大電圧に到達し、維持される。（同図（ｂ）の破線）
電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時点以降の時点Ｔ２（Ｔ２＝Ｔｄ＋Δｔｄ）において、第２のレーザビーム（始動用レーザビーム）が放電領域に照射される（同図（ｃ）参照）。なお、第２のレーザビームは、一対の電極のいずれか一方の電極に照射してもよい。以下、放電領域は電極表面も含むものとする。
【００３９】
第２のレーザビーム（始動用レーザビーム）の照射により放電が開始し、Δｔｉ後に、放電電流の大きさが上記した閾値Ｉｐに達する（同図（ｄ）参照）。この閾値Ｉｐは、所定強度のＥＵＶ放射を得るために必要な放電電流値の下限である。なお、放電電流値が閾値Ｉｐ以上である期間をΔｔｐとする。
この時点（Ｔ２＋Δｔｉ）以降のΔｔｐ期間中に、第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）により気化し、所定の速度で広がる高温プラズマ原料のうち、空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達しているように、第１のレーザビームが原料へ照射される。
第１のレーザビームが原料に照射された時点から空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達するまでの時間をΔｔｇとするとき、（Ｔ２＋Δｔｉ−Δｔｇ）〜（Ｔ２＋Δｔｉ＋Δｔｐ−Δｔｇ）期間中の時点（Ｔ１）で原料用レーザビームは照射される（同図（ｅ）参照）。これにより、ＥＵＶ光が放射される（同図（ｆ）参照）。    
ここで、図１は、放電電流の立ち上がりが早く、第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）照射後、第２のレーザビーム（始動用レーザビーム）が照射される例を示す。
一方、図２は、放電電流の立ち上がりが遅く、第２のレーザビーム照射後、第１のレーザビームが照射される例を示す。
【００４０】
（２）電極位置、原料供給位置、原料用レーザビームの照射位置の相互関係について
上記したように、本発明のＥＵＶ光源装置では、第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）によって気化した高温プラズマ原料を放電領域に到達させる。その位置関係の例を以下に示す。
例として、第１のレーザビームのターゲットとなる高温プラズマ原料の供給を、ドロップレット状にして滴下する場合について示す。なお、高温プラズマ原料の供給方法は、これに限るものではない。例えば、後で示すように、ワイヤー状の高温プラズマ原料を供給するようにしてもよい。
【００４１】
図３は、上記位置関係を説明するための概略構成図であり、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は正面図である。すなわち、図３（ｂ）は、図３（ａ）を矢印方向から見た図である。同図において、１１は電極（アノード）、１２は電極（カソード）、２は極端紫外光集光鏡（以下、ＥＵＶ集光鏡ともいう）、２０は原料供給手段、２１は原料、２３は第１のレーザビーム（原料用のレーザビーム）である。
第１のレーザビーム２３は、滴下された高温プラズマ原料２１に対して照射される。照射位置は、滴下された高温プラズマ原料２１が放電領域近傍に到達した位置である。
図３に示す例では、板状の一対の電極１１，１２が所定間隔離間して配置される。放電領域は一対の電極１１，１２の離間空間内に位置する。高温プラズマ原料２１は、原料供給手段２０によって、一対の電極１１，１２と極端紫外光集光鏡２との間の空間であり、かつ、放電領域近傍に対して重力方向に供給される。
【００４２】
高温プラズマ原料２１が、放電領域近傍に到達した際、第１のレーザビーム２３が高温プラズマ原料２１に対して照射される。第１のレーザビーム２３の照射により気化した高温プラズマ原料は、第１のレーザビーム２３が入射する高温プラズマ原料表面の法線方向を中心にして広がる。
そのため、第１のレーザビーム２３を、原料供給手段２０により供給される高温プラズマ原料２１の表面の放電領域に面する側に対して照射すると、気化した高温プラズマ原料２１’は、放電領域の方向に広がる。
ここで、上記したＥＵＶ集光鏡２は、光軸が一方向となるように集光方向を設定する斜入射光学系を構成する場合が多い。このような斜入射光学系を構成するには、一般に、複数枚の薄い凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置した構造のＥＵＶ集光鏡が用いられる。このような構造のＥＵＶ集光鏡は光軸に略一致した支柱および当該支柱から放射状に伸びる支持体により、上記した複数枚の薄い凹面ミラーが支持される。
【００４３】
図３においては、第１のレーザビーム２３を集光鏡２で規定される光軸方向から導入して高温プラズマ原料２１に照射する。そのため、第１のレーザビーム２３の照射位置と高温プラズマ原料位置２１との同期にずれが生じたりすると、第１のレーザビーム２３はＥＵＶ集光鏡２に照射されてしまい、場合によっては、ＥＵＶ集光鏡２にダメージを与える可能性もある。
このように、第１のレーザビーム２３の誤照射時に第１のレーザビーム２３がＥＵＶ集光鏡２に到達しないようにする必要がある場合は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、第１のレーザビーム２３の進行方向をＥＵＶ集光鏡２に到達しない方向に調整してもよい。
【００４４】
ところで、上記したように第１のレーザビーム２３の照射により気化した高温プラズマ原料は、第１のレーザビーム２３が入射する高温プラズマ原料表面の法線方向を中心にして広がる。よって、第１のレーザビーム２３を高温プラズマ原料２１表面の放電領域に面する側に対して照射すると、気化後の高温プラズマ原料２１’は、放電領域の方向に広がる。
ここで、第１のレーザビーム２３の照射により放電領域に供給された気化後の高温プラズマ原料２１’のうち、放電による高温プラズマ形成に寄与しなかったものの一部、あるいは、プラズマ形成の結果分解生成する原子状ガスのクラスタの一部は、デブリとしてＥＵＶ光源装置内の低温部と接触し、堆積する。
【００４５】
例えば、高温プラズマ原料がＳｎの場合、高温プラズマ形成に寄与しなかったものの一部、あるいは、プラズマ形成の結果分解生成する原子状ガスのＳｎ、Ｓｎｘといった金属クラスタの一部は、デブリとしてＥＵＶ光源装置内の低温部と接触しスズ鏡を作る。
ここで、図４（ｂ）に示すように、原料供給手段によって、高温プラズマ原料２１が一対の電極１１，１２のＥＵＶ集光鏡２を臨まない空間側に供給された場合、第１のレーザビーム２３は、気化後の高温プラズマ原料２１’が放電領域に供給されるように、ＥＵＶ集光鏡２側から高温プラズマ原料２１に対して照射される。
この場合、第１のレーザビーム２３の照射により気化した高温プラズマ原料は、放電領域およびＥＵＶ集光鏡２の方向に広がる。すなわち、高温プラズマ原料２１への第１のレーザビーム２３の照射、および、電極１１，１２間で発生する放電により、ＥＵＶ集光鏡２に対してデブリが放出される。デブリがＥＵＶ集光鏡２に堆積した場合、ＥＵＶ集光鏡２の１３．５ｎｍに対する反射率が低下し、ＥＵＶ光源装置の装置性能が劣化してしまう。
そこで、図３および図４（ａ）に示すように、高温プラズマ原料を一対の電極１１，１２とＥＵＶ集光鏡２との間の空間であり、かつ、放電領域近傍の空間に対して供給することが好ましい。
【００４６】
このように供給された高温プラズマ原料２１に対し、第１のレーザビーム２３を上記のように高温プラズマ原料表面の放電領域に面する側に対して照射すると、気化後の高温プラズマ原料２１’は放電領域の方向に広がるが、ＥＵＶ集光鏡２の方向に広がらない。
すなわち、上記したように高温プラズマ原料２１の供給、および、第１のレーザビーム２３の照射位置を設定することとにより、デブリがＥＵＶ集光鏡２に進行するのを抑制することが可能となる。
【００４７】
ここで、所定距離だけ離間する一対の電極が、図５に示すように柱状である場合を考える。ここで、図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は正面図である。すなわち、図５（ｂ）は、図５（ａ）を矢印方向から見た図である。
この場合は、高温プラズマ原料２１を、光軸に対して垂直な平面上の空間であり、かつ、放電領域近傍に対して供給し、第１のレーザビーム２３を光軸と垂直な方向から高温プラズマ原料２１に対して照射するようにしても、気化後の高温プラズマ原料２１’は、ＥＵＶ集光鏡２の方向には広がらない。よって、高温プラズマ原料２１への第１のレーザビーム２３の照射、および、電極１１’，１２’間で発生する放電により生成するデブリは、ＥＵＶ集光鏡２に対してほとんど進行しない。
なお、当然ながら、所定距離だけ離間する一対の電極が柱状である場合においても、図３および図４（ａ）に示すように、高温プラズマ原料を、原料供給手段によって、一対の電極とＥＵＶ集光鏡との間の空間であり、かつ、放電領域近傍の空間に対して供給してもよい。
【００４８】
（３）原料用レーザビームのエネルギーについて
第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３が原料に照射された時点から気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達するまでの時間Δｔｇは、放電領域と第１のレーザビーム２３が照射された原料との距離、および、気化した原料が広がる速度により求められる。
ここで、放電領域と第１のレーザビームが照射された原料２１との距離は、第１のレーザビーム２３の照射時における放電領域と原料２１の位置および原料２１への第１のレーザビーム２３の照射方向に依存する。
一方、上記したように、第１のレーザビーム２３の照射により気化した高温プラズマ原料２１’は、第１のレーザビーム２３が入射する高温プラズマ原料表面の法線方向を中心にして、所定の速度で広がる。上記所定の速度は、原料２１に照射する第１のレーザビーム２３の照射エネルギーに依存する。
【００４９】
結局、第１のレーザビーム２３が原料に照射された時点から空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達するまでの時間Δｔｇは、放電領域と原料２１の位置、原料２１への第１のレーザビーム２３の照射方向、第１のレーザビーム２３の照射エネルギーに依存し、これらのパラメータを適宜設定することにより、所定の時間に設定される。
なお、これらのパラメータを適宜設定することにより、気化した高温プラズマ原料の空間密度分布を所定の分布に設定することも可能となる。
【００５０】
上述した第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３を原料に照射し気化させるに際し、第１のレーザビームの照射条件および放電電流を適切に選定することにより、前述したロングパルス化も可能となる。
すなわち、ピンチ効果によるプラズマの圧縮状態を維持するために大電流を放電領域に流すことなく、上記したようなＥＵＶ放射条件（すなわち、イオン密度１０17〜１０20ｃｍ-3、電子温度が２０〜３０ｅＶ程度）を充足する高温プラズマを維持して、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現する。
【００５１】
図６を用いて、本発明のＤＰＰ方式における高温プラズマ生成について説明する。なお、図６の縦軸と横軸は図３８と同様である。
放電領域外に配置された固体や液体の高温プラズマ原料（図６では、例として燃料固体と記載されている）に対して、エネルギービームを照射する。エネルギービームとしては、例えば、レーザビームを使用する。以下、レーザビームを例にとって説明する。
レーザビームが照射された固体や液体の高温プラズマ原料は、加熱されて気化し、放電領域のあらかじめ形成されている放電チャンネルに達する。ここで、気化した高温プラズマ原料は、放電領域に達した時のプラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度の低温プラズマガスとなるように、レーザビームの照射エネルギーを適宜設定しておく。すなわち、高温プラズマ原料にレーザビームを照射することにより、プラズマ内のイオン密度はＥＵＶ放射条件を充足するが電子温度が低温であるような低温プラズマガスを形成する。（図６の経路（Ｉ））
【００５２】
上記低温プラズマが、電極間の放電領域にあらかじめ形成されている放電チャンネルに供給され、当該低温プラズマが放電電流により加熱される。ここで、低温プラズマガスのイオン密度に関しては既にＥＵＶ放射条件を充足しているので、従来のＤＰＰ方式のようなピンチ効果による圧縮の効果は小さくてよい。すなわち、電極間を流れる電流は、主として低温プラズマの加熱のみに寄与する。加熱によりプラズマの電子温度が２０〜３０ｅＶに到達し、ＥＵＶ放射条件となった高温プラズマからＥＵＶが放射される（図６の経路（ＩＩ））。
【００５３】
ここで、上記した低温プラズマガスを、あらかじめ電極間に形成しておいた放電チャンネルに連続的に供給することにより、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することが可能となる。以下、図７、図８を用いて、ロングパルス化方法について説明する。
なお、図７はマルチピンチ方式、図８は非ピンチ方式の場合をそれぞれ示す。
【００５４】
図７はマルチピンチ方式の場合のプラズマ電流、低温プラズマ半径、ＥＵＶ放射を説明する図である。
電極間に電力を供給し、ｔ＝ｔ0 の時点で（トリガをかけることにより）真空放電が開始し電流が流れ始め、放電チャンネル（放電電流経路）が形成される（図７（ａ））。電流Ｉが後述する閾値Ｉｐに到達した時点ｔｐにおいて、放電チャンネルの断面サイズは、電流の自己磁場の影響を受け細くなっている。
一方、上記した時点ｔｐにおいて、レーザビームが照射され気化した高温プラズマ原料（すなわち、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い低温プラズマガス）が放電領域を流れる細い放電チャンネルに選択的に到達するようにする。
ここで、電流の閾値Ｉｐは、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、
ＰB ≫Ｐp                       （１０４）
となるように設定される。すなわち、自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値としておく。
なお、上記閾値Ｉｐは、低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
【００５５】
上記した細い放電チャンネルに選択的に供給される低温プラズマは、上記したように、固体または液体状の高温プラズマ原料にレーザビームを照射することにより生成される。レーザビームの照射条件は、放電領域外に配置された高温プラズマ原料から放電領域までの距離等に基づき適宜設定される。照射エネルギーは、固体または液体状の高温プラズマ原料を気化させるが、電子温度をあまり上昇させない程度のエネルギーであり（※図６に示すように、レーザ照射により電子温度は若干上昇している）、例えば１０5 Ｗ／ｃｍ2 〜１０16Ｗ／ｃｍ2 の範囲である。
このようなレーザビームを固体または液体状の高温プラズマ原料に照射することにより、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い高温プラズマ原料（低温プラズマガス）を、１０μｓ程度の期間連続的に電極間に供給することができる。
一般に、従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式における放電持続時間は、２μｓ程度である。すなわち、従来の放電持続時間と比較すると、上記した低温プラズマガスの供給は定常的な連続供給と見なすことができる。
【００５６】
低温プラズマガスが上記した細い放電チャンネルに選択的に到達するように、レーザビームの照射条件、高温プラズマ原料の配置等の条件を適宜調整する。このような調整により、指向性が良好な気化した高温プラズマ原料（低温プラズマガス）フローを構成して、当該フローが細い放電チャンネル付近に集中して供給されるよう設定する。このように構成することにより、低温プラズマガスが細い放電チャンネルに対して選択的に連続供給される。
なお、固体または液体の高温プラズマ原料を放電領域内に配置したのでは、放電によるエネルギーが高温プラズマ原料に直接作用し、高温プラズマ原料を気化させる条件が刻々と変化する。そのため、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い低温プラズマガスを細い放電チャンネルに対して選択的に連続供給することができない。
【００５７】
細い放電チャンネルに供給された低温プラズマガスは、閾値Ｉｐ以上の値の電流によるピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果により加熱されて高温プラズマとなり、この高温プラズマからＥＵＶが放射される。
ここで、ＥＵＶの放射は、図６の（ＩＩ）の経路を経て実現されるので、ピンチ効果による圧縮作用は小さく、自己磁場による閉じ込め効果とジュール加熱による加熱工程が占める割合が大きくなる。すなわち、従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流ではなく、比較的小電流を放電領域に流してもＥＵＶ放射が可能となる。また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力（すなわち、加熱）することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
【００５８】
さて、圧縮されていた上記高温プラズマは、最大圧縮直後に放電チャンネル軸方向のプラズマ密度勾配に沿って押し出され、主として放電チャンネルの軸方向に離脱する。同時に放電チャンネルは径方向に広がり、その結果、急激に放電チャンネル内部のプラズマ密度と電子温度が下がる。従来はこの時点でＥＵＶ放射が終了していた。
しかしながら、上記したように、放電チャンネルの周囲には、低温プラズマガスの定常流が存在するので、放電チャンネル内のプラズマ密度が下がった空間に、時間差なく低温プラズマガスが供給されてくる。よって、放電チャンネルの径がそれほど広がらないうちに、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果により、放電チャンネルが再び細くなり、低温プラズマガスが加熱され、上記したようなメカニズムでＥＵＶ放射が継続する。（図７の（ｂ）（ｃ））
【００５９】
このようなピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果の繰り返しは、放電電流が継続している間持続する。
なお、上記したように、本発明においては電流の高速短パルス化を必要としないので、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。すなわち、連続的にピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果の繰り返しを長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる。なお、連続的なピンチ効果を利用する本方式を、以下、マルチピンチ方式と呼ぶことにする。
【００６０】
従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式は、低いイオン密度の高温プラズマ原料ガスが放電領域に供給される。（図６のピンチの初期状態）。低密度ガスは、放電容器（放電領域）全体に一様に充満している。低密度ガス雰囲気で放電によって生成する初期プラズマによる放電チャンネルは初期状態では放電容器の径程度に太いので、ピンチ効果により放電チャンネルを細くし、初期プラズマを高温プラズマとするためには、大パワーの電流パルスが必要となる。また、放電によるプラズマへのエネルギー入力効率を高くするためには、放電電流の高速短パルス化が行わなければならない。従って、ＥＵＶ放射は１回のピンチ効果をもって終了し、ＥＵＶ放射のパルス幅はせいぜい２００ｎｓ程度となる。（図３８の経路２）
【００６１】
また、従来のＤＰＰ方式では、１回目のピンチが終了し、放電チャンネル内部のプラズマ密度が下がった領域に、放電容器内の低密度ガス（高温プラズマ原料）が侵入してくるので、放電チャンネルは太くなり、１回目のピンチ効果における初期状態のときの放電チャンネルの径まで戻る。よって、仮にマルチピンチを実施しようとすると、１回目のピンチのときと同様、大電流が必要となる。実際は、上記したように、放電電流は高速短パルスであるので、１回目のピンチ終了後の残り時間で、２回目のピンチを実施することは不可能となる。
ＬＡＧＤＰＰ方式においても、ピンチ効果を使用しており、図３８の経路３を経て、経路２を経由してＥＵＶ放射が発生する。すなわち、高温プラズマ原料へのレーザ照射により、低密度の高温プラズマ原料ガスが放電領域に供給される。
以下、ＤＰＰ方式のときと同様、低密度ガス雰囲気で放電により初期プラズマが生成され、ピンチ効果により初期プラズマを高温プラズマとするために、大パワーの電流パルスが必要となり、また、放電電流の高速短パルス化を実現する必要がある。よって、ＥＵＶ放射は１回のピンチ効果をもって終了する。
【００６２】
また、特許文献５にあるように、ＬＡＧＤＰＰ方式では、レーザビームの照射による高温プラズマ原料ガスの放出後に放電を発生させているので、加熱されずに放電領域から離脱する高温プラズマ原料ガスの割合が大きくなり、効率的ではない。
すなわち、従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式において、ＥＵＶ放射のロングパルスを実現するためには、特許文献６もしくは特許文献７のように、プラズマの加熱および圧縮工程と圧縮維持工程とを分離して制御し、プラズマがピンチ状態に到達後のプラズマ電流の値が、プラズマがピンチ状態に到達する前のプラズマ電流の値より大きくなるように、放電空間にエネルギーを供給するような方法を採用せざるを得ない。
【００６３】
ところで、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、電流の閾値を、
ＰB ≧Ｐp                                             （１０５）
となるような値Ｉｐ２に設定し、自己磁場により低温プラズマガスを弱く圧縮する（低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持される）ような電流値とした場合においても、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現できる。
なお、上記閾値Ｉｐ２は、低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
【００６４】
図８は非ピンチ方式の場合のプラズマ電流、低温プラズマ半径、ＥＵＶ放射を説明する図であり、以下、図８を用いて非ピンチ方式について説明する。
電極間に電力が供給され、ｔ＝ｔ0 の時点で放電が開始し電流が流れ始める（図８（ａ））。電流Ｉが閾値Ｉｐ２に到達した時点ｔｐにおいて、放電チャンネルの断面サイズは、電流の自己磁場の影響を受け細くなっている。なお、マルチピンチ効果を使用する場合の電流の閾値Ｉｐと上記閾値Ｉｐ２を比較すると、Ｉｐ＞Ｉｐ２となるので、放電チャンネルの断面サイズは、マルチピンチ効果を使用する場合よりは大きい。
一方、上記した時点ｔｐにおいて、マルチピンチ効果を使用する場合と同様、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度であって電子温度の低い低温プラズマガスが放電領域を流れる細い放電チャンネルに選択的に到達するようにする。なお、上記と同様、低温プラズマガスは、細い放電チャンネルに対して選択的に連続供給されるように構成する。
【００６５】
細い放電チャンネルに供給された低温プラズマガスは、閾値Ｉｐ２以上の値の電流により、ほとんど圧縮されることなく、当該低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持された状態で加熱されて高温プラズマとなり、この高温プラズマからＥＵＶが放射される。すなわち、低温プラズマガスのイオン密度は当初からＥＵＶ放射条件を満足しているので、イオン濃度を維持しながら加熱することにより、ＥＵＶの放射が実現される、（図６の（ＩＩ）の経路）
よって、従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流ではなく、比較的小電流を放電領域に流してもＥＵＶ放射が可能となる。また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力（すなわち、加熱）することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
【００６６】
ここで、放電チャンネルの周囲には低温プラズマガスの定常流が存在するので、放電チャンネルには、所定のイオン密度を有する低温プラズマガスが定常的に供給される。よって、放電電流が継続している間、放電チャンネル内で低温プラズマガスの加熱が維持され、ＥＵＶ放射が継続する。（図８の（ｂ）（ｃ））
この場合においても、電流の高速短パルス化を必要としないので、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。すなわち、連続的な低温プラズマガスの加熱および高温プラズマの生成を長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる。
本方式では、電流の閾値Ｉｐ２を、自己磁場により低温プラズマガスを弱く圧縮する（低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持される）ような電流値としているので、低温プラズマは、見かけ上収縮せずに加熱されて、高温プラズマとなる。よって、本方式を以下、非ピンチ方式と呼ぶことにする。
【００６７】
ここで、前述したマルチピンチ方式であるか非ピンチ方式であるかは、駆動電流値が同じであれば放電チャンネルの太さにより定まり、放電電極の形状、照射するレーザ光のビーム径等を選択して、放電チャンネルが細くなるようにすればマルチピンチ方式となり、放電チャンネルが太くなるようにすれば非ピンチ方式となる。
なお、非ピンチ方式においては、放電チャンネルの径がマルチピンチ方式よりも大きいので、高温プラズマのサイズもマルチピンチ方式より大きくなる。すなわち、ＥＵＶ放射源としてのサイズがマルチピンチ方式より大きくなるので、本発明を露光用ＥＵＶ光源装置に適用する場合は、非ピンチ方式よりもマルチピンチ方式を採用したほうが、ＥＵＶ放射源のサイズをより小さくできるので好ましい。
【００６８】
ＥＵＶ光の取り出しをマルチピンチ方式で行う場合、同等のエネルギー変換効率で同等のＥＵＶ出力を１回のピンチで取り出す場合と比べて、一回のピンチにおけるピークパワー入力が小さくなる。従って、電極へのピークパワー入力を抑えることが可能になり、電極のスパッタリングによるデブリ発生を低減させることができる。また、一回のピンチにおけるＥＵＶの発光に寄与するイオンの数は少ない。従って光源サイズを小さくできるので、露光光学系の設計において有利になる。
【００６９】
以上のように、本発明においては以下のようにしてＥＵＶ放射のロングパルス化を実現する。
（ｉ）あらかじめ、放電領域に細い放電チャンネルを生成する。
（ｉｉ）放電領域外で、固体または液体の高温プラズマ原料にエネルギービームを照射して気化させ、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガス（図６の燃料蒸気：イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）を形成する。
（ｉｉｉ）そして、放電電流の値が所定の閾値（ＩｐまたはＩｐ２）に到達した時点で、上記低温プラズマガスが上記細い放電チャンネルに到達するように、細い放電チャンネルに対して、選択的に低温プラズマガスの定常流を供給する。その結果、低温プラズマに放電が作用して電子温度が上昇し、図６の経路ＩＩを通過して、ＥＵＶ放射条件を満たした高温プラズマが形成されＥＵＶ放射が発生する。
（ｉｖ）ここで、あらかじめ形成した放電チャンネルに対して低温プラズマガスを供給するので、放電電流パルスは大電流・高速短パルスである必要はなく、電流パルスを従来の電流パルスより立ち上がりの遅いロングパルスとしても差し支えない。ＥＵＶ放射は、ある程度細い放電チャンネルが持続する間、継続する。よって、放電電流パルスが従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式より長くなるように放電回路を構成して放電電流パルスをロングパルス化することにより、細い放電チャンネルの持続時間を従来と比較して長くすることが可能となり、その結果ＥＵＶ放射のロングパルス化が実現される。
（ｖ）なお、マルチピンチ方式とし、電流の閾値をＩｐとなるように設定したときは、放電電流パルスが継続している時間内において、細い放電チャンネルの径は脈動するものの相対的に細い状態に保たれたまま、低温プラズマのピンチが繰り返し行われ、ＥＵＶ放射が発生する。
また、非ピンチ方式として、電流の閾値をＩｐ２となるように設定したときは、放電電流パルスが継続している時間内において、細い放電チャンネルの径はマルチピンチ方式の場合よりは太いものの相対的に細い状態に保たれたまま、低温プラズマの加熱が持続し、ＥＵＶ放射に必要なプラズマの温度および密度が維持されて、ＥＵＶ放射が発生する。
なお、非ピンチ方式においては、前述したように、放電チャンネルの径がマルチピンチ方式よりも大きいので、高温プラズマのサイズもマルチピンチ方式より大きくなる。
【００７０】
以上に基づき、本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
（１）液体または固体の原料を供給する原料供給手段と、第１の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第１の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、上記一対の電極による放電の放電領域内で生成された上記高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光光学手段と、上記集光される極端紫外光を取り出す極端紫外光取出部とを有する極端紫外光光源装置において、電力が印加された電極間に第２のエネルギービームを照射することにより、上記放電領域内で放電を始動し、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路を画定する第２のエネルギービーム照射手段を設ける。
上記第１のエネルギービーム照射手段は、上記放電領域を除く空間であって、上記気化された原料が放電領域に到達できる空間内に供給された原料に対して、第１のエネルギービームを照射する。
（２）液体または固体の原料を供給する原料供給手段と、第１の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第１の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１μｓ以上のパルス電力を供給するパルス電力供給手段と、上記一対の電極による放電の放電領域内で生成された上記高温プラズマから放射される極端紫外光を集光する集光光学手段と、上記集光される極端紫外光を取り出す極端紫外光取出部とを有する極端紫外光光源装置において、電力が印加された電極間に第２のエネルギービームを照射することにより、上記放電領域内で放電を始動し、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路を画定する第２のエネルギービーム照射手段を設ける。
上記第１のエネルギービーム照射手段は、上記放電経路外の空間であって、気化された原料が放電経路に到達できる空間内に配置された原料に、第１のエネルギービームを照射し、上記電極間に放電経路が画定された後、上記放電経路に、イオン密度が極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しい原料ガスを供給する。
（３）上記（１）（２）において、第１のエネルギービーム照射手段と第２のエネルギービーム照射手段は、空間密度分布が所定の分布である気化した原料の少なくとも一部が放電領域に到達したタイミングで、放電領域で発生した放電の放電電流が所定の閾値以上であるように、各々の動作タイミングを設定する。
（４）上記（１）（２）（３）において、原料供給手段による原料供給は、原料をドロップレット状にして重力方向に滴下することより行われる。
（５）上記（１）（２）（３）において、原料供給手段による原料供給は、上記原料を線状原料として、当該線状原料を連続的に移動することにより行われる。
（６）上記（１）（２）（３）において、原料供給手段が原料供給円盤を備え、原料供給手段による原料供給は、上記原料を液体原料として、当該液体原料を上記原料供給円盤に供給し、上記液体原料が供給された原料供給円盤を回転させて上記原料供給円盤の液体原料の供給部をエネルギービームの照射位置まで移動させることにより行われる。
（７）上記（１）（２）（３）において、上記原料供給手段がキャピラリーを備え、原料供給手段による原料供給は、上記原料を液体原料として、当該液体原料を上記キャピラリーを介してエネルギービームの照射位置に供給することにより行われる。
（８）上記（１）（２）（３）において、原料のエネルギービーム照射位置に管状ノズルを設け、エネルギービームの照射により気化した原料の少なくとも一部を上記管状ノズルより噴出させる。
（９）上記（８）において、管状ノズルの内部の一部に狭窄部を設ける。
（１０）上記（１）（２）（３）（４）（５）（６）（７）（８）において、放電領域に対して、上記一対の電極間で発生する放電方向と略平行に磁場を印加する磁場印加手段を更に設ける。
（１１）上記（１）（２）（３）（４）（５）（６）（７）（８）（９）（１０）において、上記一対の電極を円盤状の電極とし、電極表面における放電発生位置が変化するように回転駆動する。
（１２）上記（１１）において、上記円盤状である一対の電極は、両電極の周縁部のエッジ部分が、所定距離だけ離間して互いに向かい合うように配置されている。
（１３）上記（１）（２）（３）（４）（５）（６）（７）（８）（９）（１０）（１１）（１２）において、エネルギービームとしてレーザビームを用いる。
（１４）内部に一対の電極を含む容器内に供給される極端紫外光を放射させるための液体または固体の原料に第１のエネルギービームを照射して気化し、気化された上記原料を上記一対の電極による放電により加熱励起して高温プラズマを生成して極端紫外光を発生させる極端紫外光発生方法において、上記第１のエネルギービームを、上記放電領域を除く空間であって、上記気化された原料が放電領域に到達できる空間内に供給された原料に対して照射し、放電領域に照射される第２のエネルギービームにより、上記一対の電極による放電の放電領域内で放電を始動させ、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路を画定する。
（１５）内部に一対の電極を含む容器内に供給される極端紫外光を放射させるための液体または固体の原料に第１のエネルギービームを照射して気化し、気化された上記原料を上記一対の電極による放電により加熱励起して高温プラズマを生成して極端紫外光を発生させる極端紫外光発生方法において、上記第１のエネルギービームは、上記放電領域を除く空間であって、上記気化された原料が放電領域に到達できる空間内に供給された原料に対して照射し、放電領域に照射される第２のエネルギービームにより、上記一対の電極による放電の放電領域内で放電が始動され、かつ、放電領域の所定の位置に放電経路を画定し、上記電極間に放電経路が画定された後、上記第１のエネルギービームにより、上記放電経路に、イオン密度が極端紫外光放射条件におけるイオン密度にほぼ等しい原料ガスを供給し、放電により、上記原料ガスを極端紫外光放射条件を満たす温度まで加熱し、連続的に２００ｎｓ以上の極端紫外光を発生させる。
（１６）上記（１５）において、空間密度分布が所定の分布である気化した原料の少なくとも一部が放電領域に到達したタイミングで、放電領域で発生した放電の放電電流が所定の閾値以上であるように、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの照射タイミングをそれぞれ設定する。
（１７）上記（１６）において、放電開始タイミングの時間データと放電電流が所定の閾値に到達するタイミングの時間データを取得し、両時間データに基づき、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの照射タイミングを修正する。
（１８）上記（１６）（１７）において、照射タイミングが設定された第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの照射に先んじて、第１のエネルギービームを上記原料に１回以上照射する。
【発明の効果】
【００７１】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）第１のエネルギービームの強度、照射方向を適宜設定することにより、放電領域における気化した高温プラズマ原料の空間密度分布を所定の分布に設定することが可能となる。
また、第２のエネルギービームを放電領域の所定の位置に照射することにより、放電チャンネルの位置を画定することが可能となり、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性を向上させることができる。さらに、第２のエネルギービームの照射タイミングを制御することにより、放電の開始タイミングを制御することが可能となる。
（２）第１のエネルギービームの照射により、空間密度分布が所定の分布である気化した原料の少なくとも一部が放電領域に到達し、かつ、放電領域で発生した放電の放電電流が所定の閾値以上となるタイミングで第２のエネルギービームが照射されるように、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの照射タイミングを設定することにより、効率のよいＥＵＶ放射が可能となる。
（３）放電領域に対して、上記一対の電極間で発生する放電方向と略平行に磁場を印加する磁場印加手段を設けることにより、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、ＥＵＶの放射時間を長くすることが可能となる。
（４）一対の電極を円盤状の電極とし、電極表面における放電発生位置が変化するように回転駆動することにより、電極の磨耗スピードが減少させ、電極の長寿命化が可能となる。
（５）放電開始タイミングの時間データと放電電流が所定の閾値に到達するタイミングの時間データを取得し、両時間データに基づき、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの照射タイミングを修正することにより、確実に効率のよいＥＵＶ放射を実現することができる。
（６）照射タイミングが設定された第１のエネルギービームと第２のエネルギービームの照射に先んじて、第１のエネルギービームを上記原料に１回以上照射することにより、放電電極間で放電が発生しやすくなり、所望のタイミングで確実に放電を発生させることができる。
（７）予め放電領域に細い放電チャンネルを生成し、放電領域外から、この細い放電チャンネルに対してＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガスの定常流を選択的に供給し、低温プラズマガスに放電を作用させ、ＥＵＶ放射を発生させているので、放電電流は従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流である必要はなく、比較的小電流を放電領域に流してもＥＵＶ放射が可能となる。
また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
また、放電電流パルスが従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式より長くなるように放電回路を構成して放電電流パルスをロングパルス化することにより、細い放電チャンネルの持続時間を従来と比較して長くすることが可能となり、その結果ＥＵＶ放射のロングパルス化が実現される。
例えば、放電チャンネルの継続時間を少なくとも１μｓ以上にしたとき、放電チャンネルが継続する時間を確実に２００ｎｓより長くすることができる。すなわち、放電チャンネルの継続時間を１μｓ以上に設定すると、確実にＥＵＶ放射の継続時間を、従来のＥＵＶ放射の継続時間（２００ｎｓ）より長くすることが可能となる。
【００７２】
（８）ロングパルス化において、放電電流が従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流である必要はなく、また、放電電流の高速短パルス化を実施する必要はない。従って、電極に与える熱負荷を従来と比較して小さくすることが可能となり、デブリの発生を抑制することが可能となる。
（９）従来のロングパルス化技術のように、高温プラズマのピンチ状態を維持するようにプラズマ電流波形を制御する必要がないので、放電空間に大電流を流す必要がない。また、ピンチ効果を維持するために、プラズマ電流の波形を変化させる必要がないので、高精度な同期制御や電流制御を必要としない。
（１０）放電経路（放電チャンネル）に放電経路固定用エネルギービームを照射し、該エネルギービームにより放電経路を固定することにより、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７３】
１．実施例
図９、図１０に、本発明の実施例の極端紫外光（ＥＵＶ）光源装置の構成（断面図）を示す。図９は本実施例のＥＵＶ光源装置の正面図であり、ＥＵＶ放射は同図左側から取り出される。図１０は、本実施例のＥＵＶ光源装置の上面図である。
図９、図１０に示すＥＵＶ光光源装置は、放電容器であるチャンバ１を有する。チャンバ１は、開口を有する隔壁１ｃを介して、大きく２つの空間に分割される。一方の空間には放電部が配置される。放電部は、ＥＵＶ放射種を含む高温プラズマ原料を加熱して励起する加熱励起手段である。放電部は、一対の電極１１，１２等により構成される。
【００７４】
他方の空間には、高温プラズマ原料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取出部７より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導くＥＵＶ集光鏡２、および、放電によるプラズマ生成の結果生じるデブリがＥＵＶ光の集光部へ移動するのを抑制するためのデブリトラップが配置される。本実施例においては、図９、図１０に示すようにデブリトラップは、ガスカーテン１３ｂならびにホイルトラップ３から構成される。
以下、放電部が配置される空間を放電空間１ａ、ＥＵＶ集光鏡が配置される空間を集光空間１ｂと呼ぶことにする。
【００７５】
放電空間１ａには真空排気装置４、集光空間１ｂには真空排気装置５が連結される。なお、ホイルトラップ３は、例えば、ホイルトラップ保持用隔壁３ａによりチャンバ１の集光空間１ｂ内に保持される。すなわち、図９、図１０に示す例では、集光空間１ｂはホイルトラップ保持用隔壁３ａにより、さらに２つの空間に分割されている。
なお、図９、図１０においては、放電部がＥＵＶ集光部より大きいように示されているが、これは理解を容易にするためであり、実際の大小関係は図９、図１０の通りではない。実際は、ＥＵＶ集光部が放電部より大きい。すなわち、集光空間１ｂが放電空間１ａより大きい。
【００７６】
以下、本実施例のＥＵＶ光源装置の各部及びその動作について説明する。
（１）放電部
放電部は、金属製の円盤状部材である第１の放電電極１１、同じく金属製の円盤状部材である第２の放電電極１２とからなる。第１および第２の放電電極１１，１２は、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金属からなり、所定距離だけ離間して互いに向かい合うように配置される。ここで、２つの電極１１，１２のうち一方が接地側電極であり、他方が高電圧側電極である。
両電極１１，１２の表面は同一平面上に配置してもよいが、図１０に示すように、放電が発生しやすいように、電力印加時に電界が集中する周縁部のエッジ部分が、所定距離だけ離間して互いに向かい合うように配置することが好ましい。すなわち、各電極表面を含む仮想平面が交差するように各電極を配置することが好ましい。なお上記所定距離は、両電極の周縁部のエッジ部分間距離が最も短い部分での距離である。
【００７７】
後述するように、両電極１１，１２にパルス電力供給手段よりパルス電力が印加されると、上記周縁部のエッジ部分において放電が発生する。一般的には、両電極１１，１２の周縁部のエッジ部分間距離が最も短い部分で多く放電が発生する。
仮に、両電極１１，１２の表面を同一平面上に配置する場合を考える。この場合、上記所定距離は、各電極の側面間の距離が最も短い部分での距離となる。この場合、放電の発生位置は、円盤状電極の側面と当該側面に垂直な仮想平面とを接触したときにできる仮想接触線上となる。放電は、各電極の仮想接触線上の任意の位置で発生しうる。よって、両電極表面を同一平面上に配置する場合は、放電位置が安定しない可能性がある。
一方、図１０のように、各電極１１，１２の周縁部のエッジ部分が所定距離だけ離間して互いに向かい合うように配置すると、上記したように両電極１１，１２の周縁部のエッジ部分間距離が最も短い部分で多く放電が発生するので、放電位置が安定する。以下、両電極間の放電が発生する空間を放電領域と呼ぶことにする。
【００７８】
上記したように、各電極１１，１２の周縁部のエッジ部分が所定距離だけ離間して互いに向かい合うように配置した場合、図１０に示すように上方から俯瞰すると、第１および第２の放電電極の表面を含む仮想平面が交差する位置を中心として、両電極は放射状に配置されることになる。図１０においては、放射状に配置されている両電極の周縁部のエッジ部分間距離が最も長い部分は、上記仮想平面の交差位置を中心としたとき、後述するＥＵＶ集光鏡とは反対側に位置するように設置されている。
ここで、放射状に配置されている両電極１１，１２の周縁部のエッジ部分間距離が最も長い部分は、上記仮想平面の交差位置を中心としたとき、ＥＵＶ集光鏡２と同じ側に位置するように設置することも可能である。しかしこの場合、放電領域とＥＵＶ集光鏡２との距離が長くなってしまい、その分、ＥＵＶ集光効率も低下するので実際的ではない。
【００７９】
本実施例のハイブリッド方式のＥＵＶ光源装置は、第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）の照射により気化した高温プラズマ原料を放電による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。高温プラズマ原料の加熱励起手段は、一対の電極１１，１２間に発生した放電による大電流である。よって、電極１１，１２は放電に伴う大きな熱的負荷を受ける。また、高温プラズマは放電電極近傍に発生するので、電極１１，１２はこのプラズマからも熱的負荷を受ける。このような熱的負荷により電極は徐々に磨耗し金属デブリが発生する。
ＥＵＶ光源装置は、露光装置の光源装置として使用される場合、高温プラズマから放出されるＥＵＶ放射をＥＵＶ集光鏡２より集光し、この集光したＥＵＶ放射を露光装置側へ放出する。金属デブリは、ＥＵＶ集光鏡２にダメージを与え、ＥＵＶ集光鏡２におけるＥＵＶ光反射率を劣化させる。
また、電極１１，１２は徐々に磨耗することにより、電極形状が変化する。これにより、一対の電極１１，１２間で発生する放電が徐々に不安定になり、その結果、ＥＵＶ光の発生も不安定となる。
【００８０】
上記したハイブリッド方式のＥＵＶ光光源装置を量産型の半導体露光装置の光源として用いる場合、上記したような電極の消耗を抑制し、電極寿命をできるだけ長くすることが必要となる。
このような要求に対応するため、図９、図１０に示すＥＵＶ光源装置においては、第１の電極１１、第２の電極１２の形状を円盤上とし、かつ、少なくとも放電時に回転するように構成している。すなわち、第１および第２の電極１１，１２を回転させることにより、両電極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の電極１１，１２が受ける熱的負荷は小さくなり、電極１１，１２の磨耗スピードが減少し、電極の長寿命化が可能となる。以下、第１の電極１１を第１の回転電極、第２の電極１２を第２の回転電極ともいう。
【００８１】
具体的には、円盤上の第１の回転電極１１、第２の回転電極１２の略中心部には、それぞれ、第１のモータ２２ａの回転軸２２ｅ、第２のモータ２２ｂの回転軸２２ｆが取り付けられている。第１のモータ２２ａ、第２のモータ２２ｂが、それぞれ回転軸２２ｅ，２２ｆを回転させることにより、第１の回転電極１１、第２の回転電極１２は回転する。なお、回転の方向は特に規制されない。ここで、回転軸２２ｅ，２２ｆは、例えば、メカニカルシール２２ｃ，２２ｄを介してチャンバ１内に導入される。メカニカルシール２２ｃ，２２ｄは、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転軸の回転を許容する。
【００８２】
図９に示すように、第１の回転電極１１は、その一部が導電性の給電用溶融金属１１ａを収容する導電性の第１のコンテナ１１ｂの中に浸されるように配置される。同様に、第２の回転電極１２は、その一部が導電性の給電用溶融金属１２ａを収容する導電性の第２のコンテナ１２ｂの中に浸されるように配置される。
第１のコンテナ１１ｂおよび第２のコンテナ１２ｂは、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持可能な絶縁性の電力導入部１１ｃ，１２ｃを介して、パルス電力供給手段である電力発生器８と接続される。上記したように、第１、第２のコンテナ１１ｂ，１２ｂ、および、給電用溶融金属１１ａ，１２ａは導電性であり、第１の回転電極１１の一部および第２の回転電極１２の一部は、上記給電用溶融金属１１ａ，１２ａに浸漬しているので、第１のコンテナ１１ｂおよび第２のコンテナ１２ｂ間にパルス電力発生器８からパルス電力を印加することにより、第１の回転電極１１および第２の回転電極１２間にパルス電力が印加される。
なお、給電用溶融金属１１ａ，１２ａとしては、放電時、ＥＵＶ放射に影響を及ぼさない金属が採用される。また、給電用溶融金属１１ａ，１２ａは、各回転電極１１，１２の放電部位の冷却手段としても機能する。なお、図示を省略したが、第１のコンテナ１１ｂ、第２のコンテナ１２ｂには、溶融金属を溶融状態に維持する温度調節手段が備えられている。
【００８３】
（２）放電始動機構
本実施例のＥＵＶ光源装置においては、放電領域の所定の地点に第２のレーザビーム（始動用レーザビーム）２４を照射する第２のレーザ源２４ａならびに当該第２のレーザ源２４ｂの動作を制御する第２のレーザ制御部２４ｂを設ける。
上記したように、各回転電極１１，１２の周縁部のエッジ部分が所定距離だけ離間して互いに向かい合うように配置したので、両電極１１，１２の周縁部のエッジ部分間距離が最も短い部分で多く放電が発生する。よって、放電位置が安定する。しかしながら、放電による磨耗等でエッジ部分の変形が発生すると、放電位置の安定性は低下する。
ここで、放電領域の所定の位置に始動用レーザビーム２４を集光すると、レーザ焦点近傍では、電子放出により導電率が低下している。よって、放電チャンネルの位置は、レーザ焦点を設定した位置に画定される。そのため、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上する。
【００８４】
第２のレーザビーム（始動用レーザビーム）２４を放出する第２のレーザ源２４ａとしては、例えば、炭酸ガスレーザ源や、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4 レーザ、ＹＬＦレーザ等の固体レーザ源、ＡｒＦレーザ、ＫｒＦレーザ、ＸｅＣｌレーザ等のエキシマレーザ源等を採用することができる。
また本実施例では、放電領域の所定の地点に照射するエネルギービームとしてレーザビームを照射しているが、レーザビームの代わりにイオンビーム、電子ビームを高温プラズマ原料に照射するようにしてもよい。
【００８５】
図１１に第２のレーザビーム（始動用レーザビーム）２４の集光例について示す。図１１（ａ）は、第２のレーザビーム２４を、放電領域の所定の地点に対して点集光する例である。集光光学系２４ｃとしては、例えば、凸レンズ２４ｄが使用される。電極近傍である放電領域の所定の地点に対して、第２のレーザビーム２４を点状に集光することにより、電極間の絶縁破壊が誘発される。ここで、レーザ焦点（集光点）近傍では、電子放出により導電率が低下している。よって、放電チャンネルの位置は、レーザの集光点を設定した位置に画定される。
すなわち、絶縁破壊の発生点をレーザ照射で固定することにより、放電チャンネルの位置が放電領域の局所的な領域に固定される。そのため、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上する。特に、点集光することにより、ＥＵＶ放射の発生点を小さくすることが可能となる。
【００８６】
図１１（ｂ）は、第２のレーザビーム２４を、放電領域の所定の地点に対して線集光する例である。集光光学系２４ｂとしては、例えば、２枚のシリンドリカルレンズ２４ｅ，２４ｆが使用される。周知の通り、シリンドリカルレンズは、一軸方向にのみ、光を集束、もしくは、拡散する機能を有する。図１１（ｂ）に示す２枚のシリンドリカルレンズ２４ｅ，２４ｆは、いずれも一軸方向に第２のレーザビーム２４を集束する機能を有するものである。なお、２枚のシリンドリカルレンズは、始動用レーザビーム２４を集束する軸方向が互いに直交するように配置されている。
電極近傍である放電領域の所定の地点に対して、第２のレーザビーム２４を線状に集光することにより、電極間の絶縁破壊が誘発される。点集光のときと同様、放電チャンネルの位置はレーザの集光線上に画定される。
すなわち、第２のレーザビーム２４の線集光位置をレーザ照射で固定することにより、放電チャンネルの位置が放電領域の局所的な領域に固定される。そのため、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上する。
【００８７】
（３）パルス電力発生器
パルス電力供給手段であるパルス電力発生器８は、コンデンサと磁気スイッチ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のコンテナ１１ｂと第２のコンテナ１２ｂ、すなわち、第１の回転電極１１と第２の回転電極１２との間にパルス幅の短いパルス電力を印加する。
図９、図１０にパルス電力発生器の構成例を示す。
図９、図１０のパルス電力発生器は、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を有する。コンデンサＣ１、第１の磁気スイッチＳＲ２、コンデンサＣ２、第２の磁気スイッチＳＲ３により２段の磁気パルス圧縮回路を構成している。
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、固体スイッチＳＷは、前述したスイッチング手段であり、以下ではスイッチング手段ともいう。
【００８８】
図９、図１０に従って回路の構成と動作を以下に説明する。まず、充電器ＣＨの充電電圧が所定の値Ｖinに調整され、主コンデンサＣ０が充電器ＣＨにより充電される。このとき、ＩＧＢＴ等の固体スイッチＳＷはｏｆｆになっている。
主コンデンサＣ０の充電が完了し、固体スイッチＳＷがｏｎとなったとき、固体スイッチＳＷ両端にかかる電圧は主に磁気スイッチＳＲ１の両端にかかる。
磁気スイッチＳＲ１の両端にかかる主コンデンサＣ０の充電電圧Ｖ０の時間積分値が磁気スイッチＳＲ１の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチＳＲ１が飽和して磁気スイッチが入り、主コンデンサＣ０、磁気スイッチＳＲ１、昇圧トランスＴｒ１の１次側、固体スイッチＳＷ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、主コンデンサ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。
【００８９】
この後、コンデンサＣ１における電圧Ｖ１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が飽和して磁気スイッチが入り、コンデンサＣ１、磁気スイッチＳＲ２、コンデンサＣ２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Ｖ２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が飽和して磁気スイッチが入り、第１のコンテナと第２のコンテナ、すなわち、第１の回転電極と第２の回転電極との間に高電圧パルスが印加される。
ここで、磁気スイッチＳＲ２、ＳＲ３及びコンデンサＣ１、Ｃ２で構成される各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の回転電極と第２の回転電極間において短パルスの強い放電を実現することが可能となり、プラズマへの入力エネルギーも大きくなる。
【００９０】
（４）原料供給および原料気化機構
極端紫外光を放射するための高温プラズマ原料２１は、チャンバ１に設けた原料供給ユニット２０から液体または固体の状態で、放電領域（第１の回転電極１１の周縁部のエッジ部分と第２の回転電極１２の周縁部のエッジ部分との間の空間であって、放電が発生する空間）近傍に供給される。具体的には、高温プラズマ原料２１は、放電領域を除く空間であって、気化された高温プラズマ原料が放電領域に到達できる空間に供給される。
上記原料供給ユニット２０は、例えば、チャンバ１の上部壁に設けられ、高温プラズマ原料２１は、上記放電領域の近傍の空間に、ドロップレット状にして供給（滴下）される。
ドロップレット状にして供給される高温プラズマ原料は、滴下され、放電領域近傍の空間に到達した際、第１のレーザ源２３ａから放出される第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３により照射されて気化する。
【００９１】
第１のレーザビーム２３を放出する第１のレーザ源２３ａとしては、例えば、炭酸ガスレーザ源や、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4 レーザ、ＹＬＦレーザ等の固体レーザ源、ＡｒＦレーザ、ＫｒＦレーザ、ＸｅＣｌレーザ等のエキシマレーザ源等を採用することができる。  また本実施例では、高温プラズマ原料２１に照射するエネルギービームとしてレーザビームを照射しているが、レーザビームの代わりにイオンビーム、電子ビームを高温プラズマ原料に照射するようにしてもよい。
上記したように、第１のレーザビーム２３の照射により気化した高温プラズマ原料は、第１のレーザビーム２３が入射する高温プラズマ原料表面の法線方向を中心にして広がる。よって、第１のレーザビーム２３は、気化後の高温プラズマ原料が放電領域の方向に広がるように、高温プラズマ原料表面の放電領域に面する側に対して照射する必要がある。  
【００９２】
ここで、第１のレーザビーム２３の照射により放電領域に供給された気化後の高温プラズマ原料のうち、放電による高温プラズマ形成に寄与しなかったものの一部、あるいは、プラズマ形成の結果分解生成する原子状ガスのクラスタの一部は、デブリとしてＥＵＶ光源装置内の低温部と接触し、堆積する。
そのため、気化後の高温プラズマ原料がＥＵＶ集光鏡の方向に広がらないように、高温プラズマ原料２１を供給し、かつ、第１のレーザビーム２３を高温プラズマ原料２１に照射することが好ましい。
具体的には、高温プラズマ原料２１が一対の電極１１，１２とＥＵＶ集光鏡２との間の空間であり、かつ、放電領域を除く空間であって、気化された高温プラズマ原料が放電領域に到達できる空間に対して供給されるよう原料供給ユニット２０が調整される。更に、第１のレーザビーム２３がこの空間に供給された原料に対して、気化後の高温プラズマ原料が放電領域の方向に広がるように高温プラズマ原料表面の放電領域に面する側に対して照射されるように、第１のレーザ源２３が調整される。
以上のように調整することにより、デブリがＥＵＶ集光鏡２に進行するのを抑制することが可能となる。
【００９３】
上記したように、第１のレーザビーム２３の照射により気化した高温プラズマ原料は第１のレーザビーム２３が入射する高温プラズマ原料表面の法線方向を中心にして広がる。詳細には、第１のレーザビーム２３の照射により気化し飛散する高温プラズマ原料の密度は、上記法線方向が最も高密度になり、上記法線方向から角度が増すごとに低くなる。
上記を踏まえ、放電領域に対する高温プラズマ原料２１の供給位置、並びに、第１のレーザビーム２３の照射エネルギー等の照射条件は、放電領域に供給される気化後の高温プラズマ原料の空間密度分布が、放電領域において高温プラズマ原料が加熱励起後効率的にＥＵＶ放射が取り出されるような条件となるように、適宜設定される。
なお、高温プラズマ原料が供給される空間の下方には、気化しなかった高温プラズマ原料を回収する原料回収手段２５を設けても良い。
【００９４】
（５）ＥＵＶ光集光部
放電部により放出されるＥＵＶ光は、ＥＵＶ光集光部に設けられた斜入射型のＥＵＶ集光鏡２により集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部７より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
この斜入射型のＥＵＶ集光鏡２は、一般に、複数枚の薄い凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置した構造である。各凹面ミラーの反射面の形状は、例えば、回転楕円面形状、回転放物面形状、ウォルター型形状であり、各凹面ミラーは回転体形状である。ここで、ウォルター型形状とは、光入射面が、光入射側から順に回転双曲面と回転楕円面、もしくは、回転双曲面と回転放物面からなる凹面形状である。
上記した各凹面ミラーの基体材料は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等である。波長が非常に短いＥＵＶ光を反射させるので、凹面ミラーの反射面は、非常に良好な平滑面として構成される。この平滑面に施される反射材は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびロジウム（Ｒｈ）などの金属膜である。各凹面ミラーの反射面には、このような金属膜が緻密にコーティングされる。
このように構成することにより、ＥＵＶ集光鏡は、０°〜２５°の斜入射角度のＥＵＶ光を良好に反射し、かつ、集光することが可能となる。
【００９５】
（６）デブリトラップ
上記した放電部とＥＵＶ光集光部との間には、ＥＵＶ集光鏡２のダメージを防ぐために、放電後生成する高温プラズマと接する第１、第２の回転電極１１，１２の周縁部が当該高温プラズマによってスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、高温プラズマ原料中のＥＵＶ放射種であるＳｎやＬｉ等に起因するデブリ等を捕捉してＥＵＶ光のみを通過させるためのデブリトラップが設置される。
前記したように、図９、７に示す本実施例のＥＵＶ光源装置においては、デブリトラップはガスカーテン１３ｂおよびホイルトラップ３から構成されている。
【００９６】
ガスカーテン１３ｂは、ガス供給ユニット１３からノズル１３ａを介してチャンバ１内に供給されるガスにより構成される。
図９に、ガスカーテン機構が示されている。ノズル１３ａは、直方体形状であり、ガスが放出される開口は細長い四角形状となっている。ガス供給ユニット１３からノズル１３ａにガスが供給されると、ノズル１３ａの開口からシート状のガスが放出され、ガスカーテン１３ｂが形成される。ガスカーテン１３ｂは、上記デブリの進行方向を変化させ、デブリがＥＵＶ集光鏡２に到達するのを抑制する。ここでガスカーテン１３ｂに使用されるガスは、ＥＵＶ光に対して透過率の高いガスが望ましく、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の希ガスや水素（Ｈ2 ）などが用いられる。
さらに、ガスカーテン１３ｂとＥＵＶ集光鏡２との間には、ホイルトラップ３が設けられる。ホイルトラップ３については、例えば、特許文献８に「フォイルトラップ」として記載されている。ホイルトラップ３は、高温プラズマから放射されるＥＵＶ光を遮らないように、高温プラズマ発生領域の径方向に設置される複数のプレートと、そのプレートを支持するリング状の支持体とから構成されている。
【００９７】
ガスカーテン１３ｂとＥＵＶ集光鏡２との間にこのようなホイルトラップ３を設けると、高温プラズマとホイルトラップ３との間の圧力が増加する。圧力が増加すると、その場に存在するガスカーテンのガス密度が増加し、ガス原子とデブリとの衝突が増加する。デブリは衝突を繰り返すことにより、運動エネルギーを減少する。よって、ＥＵＶ集光鏡２にデブリが衝突する際のエネルギーが減少して、ＥＵＶ集光鏡２のダメージを減少させることが可能となる。
なお、チャンバ１の集光空間１ｂ側に、ガス供給ユニット１４を接続して、ＥＵＶ光の発光に関係のないバッファーガスを導入してもよい。ガス供給ユニット１４から供給されたバッファーガスはＥＵＶ集光鏡２側から、ホイルトラップ３を通過して、ホイルトラップ保持用隔壁３ａと隔壁１ｃとの間の空間を通って真空排気装置４から排気される。このようなガスの流れが生じることにより、ホイルトラップ３では捕捉しきれなかったデブリがＥＵＶ集光鏡２側に流れ込むのを防ぎ、デブリによるＥＵＶ集光鏡２のダメージを少なくすることができる。
【００９８】
ここで、バッファーガスに加えて、塩素（Ｃｌ2 ）等のハロゲンガスや水素ラジカルをガス供給ユニット１４から集光空間に供給してもよい。これらのガスは、デブリトラップで除去されずにＥＵＶ集光鏡２に堆積したデブリと反応して当該デブリを除去するクリーニングガスとして機能する。よって、デブリ堆積によるＥＵＶ集光鏡の反射率低下といった機能低下を抑制することが可能となる。
【００９９】
（７）隔壁
放電空間１ａの圧力は、原料用レーザビーム照射により気化した高温プラズマ原料を加熱励起するための放電が良好に発生するように設定され、ある程度以下の真空雰囲気に保持する必要がある。
一方、集光空間１ｂは、デブリトラップでデブリの運動エネルギーを小さくする必要があるので、デブリトラップ部分で所定の圧力を維持する必要がある。
図９、図１０では、ガスカーテンから所定のガスを流し、ホイルトラップ３で所定の圧力を維持して、デブリの運動エネルギーを小さくする。そのために、集光空間は、結果として数１００Ｐａ程度の圧力の減圧雰囲気に維持する必要がある。
ここで、本発明のＥＵＶ光源装置においては、チャンバ１内を放電空間と集光空間とに区画する隔壁１ｃが設けられている。この隔壁１ｃには、両空間を空間的に連結する開口が設けられる。開口は圧力抵抗として機能するので、放電空間を真空排気装置４、集光空間を真空排気装置５でそれぞれ排気する際、ガスカーテン１３ｂからのガス流量、開口の大きさ、各真空排気装置の排気能力等を適宜考慮することにより放電空間１ａを数Ｐａ、集光空間１ｂを適切な圧力に維持することが可能となる。
【０１００】
（８）原料モニタ
原料モニタ２０ａは、上記した原料供給ユニット２０よりドロップレット状にして滴下される原料の位置をモニタする。例えば、図９に示すように、原料供給ユニット２０から滴下される原料が、原料モニタ２０ａ近傍の位置Ｐ１に到達した時点をモニタする。後述するように、このモニタ結果により、原料が位置Ｐ１に到達した時点から第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３が照射される位置Ｐ２に到達するまでの時間が求められる。モニタリングは、例えば、公知のレーザ計測法を用いて行われる。原料の検出信号は、原料供給モニタ２０ａより制御部２６へ送信される。上記したように原料２１はドロップレット状にして滴下されるので、原料の検出信号は断続的なパルス信号となる。
【０１０１】
（９）極端紫外光（ＥＵＶ）光源装置の動作
本実施例のＥＵＶ光源装置は、露光用光源として用いられる場合、例えば、以下のように動作する。図１３、図１４は本実施例の動作を示すフローチャート、図１５はタイムチャートであり、以下図１３−図１５により、本実施例の動作を説明する。
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、図１，２に示した時間データΔｔｄ、Δｔｉ、Δｔｇを記憶している。
すなわち、Δｔｄは、パルス電力供給手段（パルス電力発生器８）のスイッチング手段にトリガ信号が入力した時点（時刻Ｔｄ）から、スイッチング手段がｏｎ状態とって電極間電圧が閾値Ｖｐに到達するまでの時間である。Δｔｉは、放電開始後、電極間を流れる電流の大きさが閾値Ｉｐに到達するまでの時間である。Δｔｇは、第１のレーザビームが原料に照射された時点から空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達するまでの時間である。
【０１０２】
一般に、放電電極１１，１２に印加される電圧Ｖが大きいと、放電電極間の電圧波形の立ち上がりは速くなる。よって、上記したΔｔｄは、放電電極１１，１２に印加される電圧Ｖに依存することになる。ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、予め実験等で求めた電圧Ｖと時間Δｔｄとの関係をテーブルとして記憶している。
また、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、原料が所定の位置（例えば、図１２のＰ１）に到達した時点から、第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３が原料２１に照射される位置（例えば、図１２のＰ２）に到達するまでの時間Δｔｍを記憶している。
更に、制御部２６は、補正時間α、β、およびパルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号が出力される時点から、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段のスイッチング手段に入力してスイッチング手段がｏｎとなる時点までの遅延時間ｄ１を記憶している。この補正時間α、βについては、後述する。
【０１０３】
まず、ＥＵＶ光源装置の制御部からのスタンバイ指令が、真空排気装置５，真空排気装置４、ガス供給ユニット１３，ガス供給ユニット１４、第１のモータ２２ａ、第２のモータ２２ｂに送信される（図１３のステップＳ１０１、図１５のＳ２０１）。
スタンバイ指令を受信した、真空排気装置５，真空排気装置４、並びに、ガス供給ユニット１３，ガス供給ユニット１４は動作を開始する。すなわち、真空排気装置４が動作し、放電空間が真空雰囲気となる。一方、真空排気装置５が動作するとともに、ガス供給ユニット１３が動作してガスカーテン１３ｂが形成され、ガス供給ユニット１４が動作して集光空間１ｂ内にバッファーガス、クリーニングガスが供給される。その結果、集光空間１ｂが所定の圧力に到達する。また、第１のモータ２２ａ、第２のモータ２２ｂが動作して、第１の回転電極１１、第２の回転電極１２が回転する。以下、上記した動作状態を総称してスタンバイ状態と呼ぶ（図１３のステップＳ１０２、図１５のＳ２０２）。
【０１０４】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、このようなスタンバイ状態後、原料供給ユニット２０および原料モニタ２０ａに動作開始指令信号を送信する（図１３のステップＳ１０３、図１５のＳ２０３）。
動作開始指令信号を受信した原料供給ユニット２０は、ＥＵＶ放射を行うための液体状または固体状の高温プラズマ原料（例えば液体状のスズ）をドロップレット状にして滴下を開始する。一方、動作開始指令信号を受信した原料モニタ２０ａはモニタリング動作を開始し、後述する位置Ｐ１に原料が到達したとき、原料検出信号をＥＵＶ光源装置の制御部２６に送信する（図１３のステップＳ１０４、図１５のＳ２０４）。
なお、この時点では、滴下する原料２１は第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３に照射されていないので、そのまま原料回収手段２５により回収される。
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、露光装置の制御部２７にスタンバイ完了信号を送信する（図１３のステップＳ１０５、図１５のＳ２０５）。
【０１０５】
スタンバイ完了信号を受信した露光装置の制御部２７より、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、発光指令を受信する。なお、ＥＵＶ放射の強度を露光装置側がコントロールする場合、本発光指令には、ＥＵＶ放射の強度データも含まれる。（図１３のステップＳ１０６、図１５のＳ２０６）。
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、充電制御信号をパルス電力発生器８の充電器ＣＨに送信する。充電制御信号は、例えば、放電開始タイミングデータ信号等からなる。上記したように、露光装置の制御部２７からの発光指令にＥＵＶ放射の強度データが含まれる場合、主コンデンサＣ０への充電電圧データ信号も上記充電制御信号に含まれる。
例えば、予め、ＥＵＶ放射強度と主コンデンサＣ０への充電電圧との関係が実験等により求められ、両者の相関を格納したテーブルが作成される。ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、このテーブルを記憶しており、露光装置の制御部２７から受信した発光指令に含まれるＥＵＶ放射の強度データに基づき、テーブルより主コンデンサＣ０の充電電圧データを呼び出す。そして呼び出した充電電圧データに基づき、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、主コンデンサＣ０への充電電圧データ信号を含む充電制御信号をパルス電力発生器の充電器ＣＨに送信する（図１３のステップＳ１０７、図１５のＳ２０７）。
充電器ＣＨは上記したように主コンデンサＣ０の充電を行う。（図１３のステップＳ１０８）。
【０１０６】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、運転を開始してから最初のＥＵＶ光発生（初回パルスという）であるかを判定し（図１３のステップＳ１０９）、初回パルスの場合には、ステップＳ１０９からステップＳ１１０に行く。また初回パルスでない場合には、ステップＳ１１６に行く。
ステップＳ１１０で、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、パルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号を出力するタイミング、第１のレーザ源２３ａの動作を制御する第１のレーザ制御部２３ｂへの第１トリガ信号の送出タイミング、第２のレーザ源２４ａの動作を制御する第２のレーザ制御部２４ｂへの第２トリガ信号の送出タイミングを計算する。
初回パルスの場合は、後述する電圧カウンタ、電流カウンタのカウント値が使用できず、後述するフィードバック補正をできないため、予め記憶している時間データΔｔｄ、Δｔｉ、Δｔｇ、Δｔｍ、ｄ１、α、βに基づき、上記タイミングを決定する。
【０１０７】
なお、図１、図２に示すように、実際は、パルス電力供給手段（パルス電力発生器８）のスイッチング手段に主トリガ信号が入力してスイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄを基準として、第１のレーザビーム、第２のレーザビーム２４が照射される時間Ｔ１、Ｔ２を設定することが望ましい。
本実施例では、パルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号を出力する時点Ｔｄ´から、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段のスイッチング手段に入力してスイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄまでの遅延時間ｄ１を予め求めておく。そして、パルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号を出力した時点Ｔｄ´を上記遅延時間ｄ１で補正して、スイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄを求める。
【０１０８】
一方、第１トリガ信号が送出された時点Ｔ１´から第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３が照射されるまでの遅延時間ｄ２、第２トリガ信号が送出された時点Ｔ２´から第２のレーザビーム（始動用レーザビーム）２４が照射されるまでの遅延時間ｄ３は、ｎｓオーダーと無視できる程小さいので、ここでは、考えないことにする。
第１のレーザ源２３ａ、第２のレーザ源２４ａが、例えばＱスイッチ式ＹＡＧレーザ装置等の場合、パルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号を出力した時点Ｔｄ´を基準として、第１のレーザ源２３ａの動作を制御する第１のレーザ制御部２３ｂへの第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のレーザ源２４ａの動作を制御する第２のレーザ制御部２４ｂへの第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´を設定することにより、パルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号が入力した時点Ｔｄを基準とした第１のレーザビーム２３、第２のレーザビーム２４が照射される時間Ｔ１、Ｔ２の設定が実現される。
【０１０９】
主トリガ信号を送信する時点を基準（時刻Ｔｄ´）とするとき、第１のレーザ制御部２３ｂへの第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のレーザ源２４ａの動作を制御する第２のレーザ制御部２４ｂへの第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´は以下のように求められる。
図１、図２から明らかなように、第２のレーザビーム２３が照射されるタイミングＴ２は、パルス電力供給手段のスイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄを基準としたとき、
Ｔ２≧Ｔｄ＋Δｔ…（１）
となる。
よって、主トリガ信号を送信する時点Ｔｄ´を基準としたときの第２のレーザ源の動作を制御する第２のレーザ制御部への第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´は
Ｔ２´＋ｄ３≧（Ｔｄ´＋ｄ１）＋Δｔｄ…（２）
となる。ここで、遅延時間ｄ３は無視できる程小さいので、第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´は
Ｔ２´≧Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ…（３）
となる。
ここで、電極間電圧が確実に閾値Ｖｐを越えた時点で、第２のレーザビームが照射されるように、第２のレーザビームが照射される時点を、Δｔｄより幾分遅延させてもよい。この遅延時間を補正時間αと定義し、式（３）を変形すると、
Ｔ２´≧Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ＋α…（４）
となる。
本実施例では、
Ｔ２´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ＋α…（５）
とする。なお、当然ながら、Ｔ２´の設定は、（５）式に限るものではなく、（４）式を満たせばよい。例えば、Ｔ２´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄとしてもよい。
【０１１０】
一方、図１、図２より、第１のレーザビーム２３が照射されるタイミングＴ１と、第２のレーザビーム２４が照射されるタイミングＴ２とは以下の関係になる。
Ｔ２＋Δｔｉ≦Ｔ１＋Δｔｇ≦Ｔ２＋Δｔｉ＋Δｔｐ        （６）
本実施例では、放電電流が確実に閾値Ｉｐを越えた時点で、第１のレーザビーム２３が照射されるように第１のレーザビーム２３が照射される時点をΔｔｉより幾分遅延させる。この遅延時間を補正時間βと定義し、タイミングＴ１とＴ２との関係を設定すると、
Ｔ２＋Δｔｉ＋β＝Ｔ１＋Δｔｇ…（７）
となる。
ここで、補正時間βは、
０≦β≦Δｔｐ…（８）
となる。
なお、当然ながら、タイミングＴ１とＴ２との関係の設定は、（７）式に限るものではなく、（６）式を満たせばよい。例えば、Ｔ２＋Δｔｉ＝Ｔ１＋Δｔｇでもよいし、Ｔ２＋Δｔｉ＋Δｔｐ＝Ｔ１＋Δｔｇでもよい。
【０１１１】
（７）式を、第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´と第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´との関係に変形すると、
（Ｔ２´＋ｄ３）＋Δｔｉ＋β＝（Ｔ１´＋ｄ２）＋Δｔｇ…（９）
となる。ここで、遅延時間ｄ２、ｄ３は無視できる程小さいので、（９）式は、
Ｔ２´＋Δｔｉ＋β＝Ｔ１´＋Δｔｇ
Ｔ１´＝Ｔ２´＋Δｔｉ＋β−Δｔｇ…（１０）
となる。
（１０）式に（５）式を代入すると、
Ｔ１´＝（Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ＋α）＋Δｔｉ＋β−Δｔｇ
＝Ｔｄ´＋ｄ１＋（Δｔｄ＋Δｔｉ−Δｔｇ）＋（α＋β）…（１１）
となる。
【０１１２】
上記したように、主トリガ信号を送信する時点Ｔｄ´を基準としたときの第１のトリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のトリガ信号の送出タイミングＴ２´は、それぞれ、（１１）式、（５）式で表される。
ここで、本実施例におけるＥＵＶ光源装置は、原料をドロップレット状にして滴下することにより供給される。よって、滴下される原料が図１２における第１のレーザビームの照射位置Ｐ２に到達している時点と、上記した主トリガ信号を送信する時点Ｔｄ´、第１のトリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のトリガ信号の送出タイミングＴ２´は同期している必要がある。
【０１１３】
図１２における原料が位置Ｐ１に到達した時点をＴｍ、ＴｍからΔｔｍ後に原料が照射位置Ｐ２に到達するものとすると、原料が照射位置Ｐ２に到達する時点は、Ｔｍ＋Δｔｍとなる。
すなわち、時点Ｔｍを基準とする場合、
Ｔ１＝Ｔｍ＋Δｔｍ…（１２）
が成立している必要がある。
（１２）式を、第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´の式に変形すると、
（Ｔ１´＋ｄ２）＝Ｔｍ＋Δｔｍ…（１３）
となる。ここで、遅延時間ｄ２は無視できる程小さいので、（１３）式は、
Ｔ１´＝Ｔｍ＋Δｔｍ…（１４）
となる。
【０１１４】
よって、時点Ｔｍを基準とすると、主トリガ信号を送信する時点Ｔｄ´、第１のレーザ制御部への第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のレーザ源の動作を制御する第２のレーザ制御部への第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´は以下のように求められる。
Ｔｄ´＝Ｔｍ＋（Δｔｍ−Δｔｄ−Δｔｉ＋Δｔｇ）−ｄ１−（α＋β）…（１５）
Ｔ１´＝Ｔｍ＋Δｔｍ…（１４）
Ｔ２´＝Ｔｍ＋（Δｔｍ＋Δｔｇ−Δｔｉ）−β…（１６）  
【０１１５】
ここで、Δｔｍは、図１２から、以下のように求められる。
図１２に示すように、原料供給ユニット２０の原料排出部の位置をＰ０、原料モニタ２０ａが原料をモニタする位置をＰ１、第１のレーザビーム２３の照射位置をＰ２とし、Ｐ０とＰ１の距離をＬ、Ｐ０とＰ２の距離をＬｐとする。
また、原料２１がＰ０に位置する時間を原点とし、上記したように、原料２１がＰ１に到達した時点をＴｍ、原料２１が照射位置Ｐ２に到達した時点をＴｍ＋Δｔｍとする。
位置Ｐ０における原料の落下速度を０、重力加速度をＧとすると、
Ｌ＝（１／２）ＧＴｍ2 …（１７）
Ｌｐ＝（１／２）Ｇ（Ｔｍ＋Δｔｍ）2 …（１８）
となる。（１８）（１９）式より、Δｔｍは（１９）式のように求められる。
Δｔｍ＝（２Ｌｐ／Ｇ）1/2 −（２Ｌ／Ｇ）1/2 …（１９）
【０１１６】
すなわち、図１３のステップＳ１１０において、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、予め記憶している時間データΔｔｄ、Δｔｉ、Δｔｇ、Δｔｍ、ｄ１、α、βに基づき、式（１５）（１４）（１６）（１９）により、時点Ｔｍを基準としたときの主トリガ信号を送信するタイミングＴｄ´、第１のレーザ制御部２３ｂへの第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のレーザ源２４ａの動作を制御する第２のレーザ制御部２４ｂへの第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´を求める（図１５のＳ２０８）。
ここで、時間データΔｔｄは、電圧Ｖと時間Δｔｄとの対応を格納するテーブルより呼び出される。放電電極に印加する電圧Ｖのデータは、例えば、ステップＳ１０７で充電制御信号をパルス電力発生器の充電器ＣＨに送信する際にＥＵＶ放射強度と主コンデンサＣ０への充電電圧との相関を格納したテーブルから呼び出した主コンデンサＣ０の充電電圧データをそのまま使用する。
【０１１７】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、主コンデンサＣ０の充電が安定するまでの時間であるチャージャ充電安定時間ｔｓｔが経過した時点から、最初に原料モニタ２０ａからの原料検知信号を検知した時点を基準時点Ｔｍとする（図１３のステップＳ１１１、図１５のＳ２０４、Ｓ２０７）。なお、基準時点Ｔｍの設定は、チャージャ充電安定時間ｔｓｔ経過した時点から、最初に原料検知信号を検知した時点に限る必要はない。例えば、時間ｔｓｔ経過した時点から、所定回数原料検知信号を検知した時点を基準時点Ｔｍと設定してもよい。
【０１１８】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、ステップＳ１１１で設定した基準時点Ｔｍを基準として、式（１５）（１４）（１６）（１９）により求めた、時点Ｔｍを基準としたときの主トリガ信号を送信するタイミングＴｄ´、第１のレーザ制御部２３ｂへの第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のレーザ源２４ａの動作を制御する第２のレーザ制御部２４ｂへの第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´で、主トリガ信号、第１トリガ信号、第２トリガ信号を、それぞれ、パルス電力供給手段（パルス電力発生器８）のスイッチング手段、第１のレーザ制御部２３ｂ、第２のレーザ制御部２４ｂへ送信する（図１３のステップＳ１１２、図１５のＳ２０９、Ｓ２１３、Ｓ２１７）。
【０１１９】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、主トリガ信号の出力開始で電極間電圧が閾値Ｖｐまで到達するまでを計測する電圧カウンタ（不図示）を動作させる。また、第２トリガ信号の出力開始で放電電流が閾値Ｉｐまで到達するまでを計測する電流カウンタ（不図示）を動作させる（図１４のステップＳ１１３、図１５のＳ２１２、Ｓ２１６）。
なお、電圧カウンタと、電流カウンタは、露光機の制御部２７から発光指令信号が入力されたとき、０クリアされている。電圧カウンタは、主トリガ信号の出力後、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達するまでの時間を一定にするためにフィードバック制御するためのものである。一方、電流カウンタは、第２トリガ信号の出力後、放電電流が閾値Ｉｐに到達するまでの時間を一定にするためにフィードバック制御するためのものである。
すなわち、時点Ｔｍを基準としたときの主トリガ信号を送信するタイミングＴｄ´、第１のレーザ制御部への第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のレーザ源の動作を制御する第２のレーザ制御部への第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´は、最初の一回目（初回パルス）は、上記のように、式（１５）（１４）（１６）（１９）に基づいて決定するが、２回目以降は後述するように上記式（１５）（１４）（１６）（１９）を、前記電圧カウンタ、電流カウンタのカウント値に基づき補正した値に基づいて決定する。
【０１２０】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、図９、７に不図示の電圧モニタにより電極間電圧が閾値Ｖｐに到達したタイミングを検出し、電圧カウンタを停止させる。また、不図示の電流モニタにより放電電流が閾値Ｉｐに到達したタイミングを検出し、電流カウンタを停止させる（図１４のステップＳ１１４、図１５のＳ２１２、Ｓ２１６）。
図１３のステップＳ１１２において、（１５）式に基づくタイミングＴｄ´で主トリガ信号が送出され、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段のスイッチング手段に入力されてから遅延時間ｄ１経過すると、スイッチング手段（例えば、ＩＧＢＴ）がｏｎとなる（図１５のＳ２０９、Ｓ２１０）。
スイッチング手段がｏｎとなると、第１の回転電極１１、第２の回転電極１２間の電圧が立ち上がり、時間Δｔｄ後に、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達する。上記したように、この閾値Ｖｐは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ｉｐ以上となる場合の電圧値である（図１５のＳ２１０、Ｓ２１１）。
【０１２１】
上記したように、ステップＳ１１２において、（１６）式に基づくタイミングＴ２´で、第２トリガ信号が第２のレーザ制御部２４ｂへ送出される。その結果、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時点（Ｔｄ＋Δｔｄ）以降の時点Ｔ２において、第２のレーザビーム（始動用レーザビーム）２４が放電領域に照射される（図１５のＳ２１３、Ｓ２１４）。
第２のレーザビーム２４が放電領域に照射されて、放電領域にて放電が開始する。放電開始後、Δｔｉ後に、放電電流の大きさが上記した閾値Ｉｐに達する（図１５のＳ２１４、Ｓ２１５）。この閾値Ｉｐは、所定強度のＥＵＶ放射を得るために必要な放電電流値の下限である。なお、放電電流値が閾値Ｉｐ以上である期間をΔｔｐとする。
また、上記したように、ステップＳ１１２において、（１４）式に基づくタイミングＴ１´で、第１トリガ信号が第１のレーザ制御部２３ｂへ送出される。その結果、（Ｔ２＋Δｔｉ−Δｔｇ）〜（Ｔ２＋Δｔｉ＋Δｔｐ−Δｔｇ）期間中の時点Ｔ１で第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３は照射される（図１５のＳ２１５、Ｓ２１７、Ｓ２１８）。
【０１２２】
すなわち、ステップＳ１１２でＥＵＶ光源装置の制御部２６が各トリガ信号を送信した結果、放電チャンネルの位置が所定の位置に画定される。また、位置が画定される放電チャンネルにおいて、空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が放電チャンネルに到達している状態で、放電電流の大きさが所定強度のＥＵＶ放射を得るために必要な放電電流値の下限以上となっているように、放電が発生する。
放電は、第１の回転電極１１、第２の回転電極１２の周縁部のエッジ部分間で発生し、プラズマが形成される。プラズマを流れるパルス状の大電流によりプラズマが加熱励起され高温化すると、この高温プラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ放射が発生する（図１４のステップＳ１１５、図１５のＳ２１９）。
【０１２３】
なお、上記した所定の空間密度分布は、ＥＵＶ放射ができるだけ効率的に発生するように設定されている。具体的には、放電領域に対する高温プラズマ原料の供給位置、高温プラズマ原料への第１のレーザビーム２３の照射方向、第１のレーザビーム２３の照射エネルギー等が上記したような好適な空間密度分布が設定されるように適宜設定される。
また、放電チャンネルの位置が、第２のレーザビーム２４の照射により所定の位置に画定されるので、プラズマが生成する位置の位置安定性は向上する。
すなわち、ＥＵＶ光源装置の制御部２６が各トリガ信号を送信した結果、効率のよいＥＵＶ放射の発生、および、ＥＵＶ放射の発生位置の安定化が実現される。
プラズマから放射されたＥＵＶ放射は、隔壁１ｃに設けられた開口、ホイルトラップ３を通過して集光空間１ｂに配置された斜入射型のＥＵＶ集光鏡２により集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部７より、図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
【０１２４】
以上のように初回のＥＵＶ放射が終わると、次いで、図１３のステップＳ１０６に戻り、露光装置からの発光指令を待機する。
発光指令受信後、上記したステップＳ１０７、Ｓ１０８を経て、ステップＳ１０９に移行する。次回のＥＵＶ放射は、初回のパルスではないので、ステップＳ１０９からステップＳ１１６に行く。ステップＳ１１６において、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、ステップＳ１１４において計測した主トリガ信号の出力開始後電極間電圧が閾値Ｖｐまで到達するまでの時間である電圧カウンタの値、および、第２トリガ信号の出力開始後放電電流が閾値Ｉｐまで到達するまでの時間である電流カウンタの値を基に、第１のレーザ制御部２３ｂへの第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のレーザ源２４ａの動作を制御する第２のレーザ制御部２４ｂへの第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´のフィードバック演算を以下の式より行う。
【０１２５】
ｔｖｃａｌ＝（ｄ１＋Δｔｄ）−ｔｖｃ…（２０）
ｔｉｃａｌ＝Δｔｉ−ｔｉｃ…（２１）
ここで、ｔｖｃａｌは、主トリガ信号の出力開始後電極間電圧が閾値Ｖｐまで到達するまでの時間の補正値であり、ｔｖｃは電圧カウンタで計測した時間である。また、ｔｉｃａｌは、第２トリガ信号の出力開始後放電電流が閾値Ｉｐまで到達するまでの時間の補正値であり、ｔｉｃは電流カウンタで計測した時間である。（図１３のステップＳ１１６、図１５のＳ２０８）。
【０１２６】
なお、（２０）式から明らかなように、ｔｖｃａｌは、主トリガ信号を出力する時点Ｔｄ´から、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段のスイッチング手段に入力してスイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄまでの遅延時間ｄ１と、スイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄから電極間電圧が閾値Ｖｐまで到達するまでの時間の総和の補正値である。
上記したように、パルス電力供給手段のスイッチング手段である固体スイッチＳＷは、大電流を流すことが可能なＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子が使用されることが多い。このようなＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子は、ゲート信号（本実施例の主トリガ信号に相当）が入力して実際にｏｎとなる時間はある程度、ばらつく。すなわち、（２０）式は、スイッチング素子のばらつきの補正も考慮されたものである。
【０１２７】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、ステップＳ１１６において求めた補正値を考慮して、時点Ｔｍを基準としたときの主トリガ信号を送信するタイミングＴｄ´、第１のレーザ制御部２３ｂへの第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のレーザ源２４ａの動作を制御する第２のレーザ制御部２４ｂへの第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´を次式により決定する（図１３のステップＳ１１７、図１５のＳ２０８）。
Ｔｄ´＝Ｔｍ＋（Δｔｍ−Δｔｄ−Δｔｉ＋Δｔｇ）−ｄ１−（α＋β）−（ｔｖｃａｌ＋ｔｉｃａｌ）…（２２）
Ｔ１´＝Ｔｍ＋Δｔｍ…（１４）
Ｔ２´＝Ｔｍ＋（Δｔｍ＋Δｔｇ−Δｔｉ）−β−ｔｉｃａｌ…（２３）  
Δｔｍ＝（２Ｌｐ／Ｇ）1/2 −（２Ｌ／Ｇ）1/2 …（１９）
【０１２８】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、主コンデンサＣ０の充電が安定するまでの時間であるチャージャ充電安定時間ｔｓｔが経過した時点から、最初に原料モニタか２０ａらの原料検知信号を検知した時点を基準時点Ｔｍとする（図１３のステップＳ１１８、図１５のＳ２０４、Ｓ２０７）。
なお、基準時点Ｔｍの設定は、チャージャ充電安定時間ｔｓｔ経過した時点から、最初に原料検知信号を検知した時点に限る必要はない。例えば、時間ｔｓｔ経過した時点から、所定回数原料検知信号を検知した時点を基準時点Ｔｍと設定してもよい。
次に、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、ステップＳ１１８で設定した基準時点Ｔｍを基準として、式（２２）（１４）（２３）（１９）により求めた、時点Ｔｍを基準としたときの主トリガ信号を送信するタイミングＴｄ´、第１のレーザ制御部２３ｂへの第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のレーザ源２４ａの動作を制御する第２のレーザ制御部２４ｂへの第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´で、主トリガ信号、第１トリガ信号、第２トリガ信号を、それぞれ、パルス電力供給手段のスイッチング手段、第１のレーザ制御部２３ｂ、第２のレーザ制御部２４ｂへ送信する（図１３のステップＳ１１９、図１５のＳ２０９、Ｓ２１４、Ｓ２１７）。
【０１２９】
次いで、図１４のステップＳ１１３に移行し、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、主トリガ信号の出力開始で電極間電圧が閾値Ｖｐまで到達するまでを計測する電圧カウンタを動作させる。また、第２トリガ信号の出力開始で放電電流が閾値Ｉｐまで到達するまでを計測する電流カウンタを動作させる（図１５のＳ２１２、Ｓ２１６）。なお、上記したように、電圧カウンタと、電流カウンタは、露光機の制御部から発光指令信号が入力されたとき、０クリアされている。
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、図９、図１０に不図示の電圧モニタにより電極間電圧が閾値Ｖｐに到達したタイミングを検出し、電圧カウンタを停止させる。また、不図示の電流モニタにより放電電流が閾値Ｉｐに到達したタイミングを検出し、電流カウンタを停止させる（図１４のステップＳ１１４、図１５のＳ２１２、Ｓ２１６）。
【０１３０】
ステップＳ１１２において、（２２）式に基づくタイミングＴｄ´で主トリガ信号が送出され、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段のスイッチング手段に入力されてから遅延時間ｄ１経過すると、スイッチング手段がｏｎとなる（図１４のＳ２０９、Ｓ２１０）。
スイッチング手段がｏｎとなると、第１の回転電極１１、第２の回転電極１２間の電圧が立ち上がり、時間Δｔｄ後に、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達する（図１５のＳ２１０、Ｓ２１１）。
上記したように、ステップＳ１１２において、（２３）式に基づくタイミングＴ２´で、第２トリガ信号が第２のレーザ制御部２４ｂへ送出される。その結果、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時点（Ｔｄ＋Δｔｄ）以降の時点Ｔ２において、第２のレーザビーム（始動用レーザビーム）２４が放電領域に照射される（図１５のＳ２１３、Ｓ２１４）。
第２のレーザビーム２４が放電領域に照射されて、放電領域にて放電が開始する。放電開始後、Δｔｉ後に、放電電流の大きさが上記した閾値Ｉｐに達する（図１５のＳ２１４、Ｓ２１５）。
【０１３１】
上記したように、ステップＳ１１２において、（１４）式に基づくタイミングＴ１´で、第１トリガ信号が第１のレーザ制御部２３ｂへ送出される。その結果、（Ｔ２＋Δｔｉ−Δｔｇ）〜（Ｔ２＋Δｔｉ＋Δｔｐ−Δｔｇ）期間中の時点Ｔ１で第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）は照射される（図１５のＳ２１５、Ｓ２１７、Ｓ２１８）。
すなわち、ステップＳ１１９でＥＵＶ光源装置の制御部２６が各トリガ信号を送信した結果、放電チャンネルの位置が所定の位置に画定される。また、位置が画定される放電チャンネルにおいて空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が当該放電チャンネルに到達している状態で、放電電流の大きさが所定強度のＥＵＶ放射を得るために必要な放電電流値の下限以上となっているように、放電が発生する。
【０１３２】
放電は、第１の回転電極１１、第２の回転電極１２の周縁部のエッジ部分間で発生し、プラズマが形成される。プラズマを流れるパルス状の大電流によりプラズマが加熱励起され高温化すると、この高温プラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ放射が発生する（図１４のステップＳ１１５、図１５のＳ２１９）。
なお、上記した所定の空間密度分布は、ＥＵＶ放射ができるだけ効率的に発生するように設定されている。
また、放電チャンネルの位置が所定の位置に画定されるので、プラズマが生成する位置の位置安定性は向上する。
すなわち、ステップＳ１１９でＥＵＶ光源装置の制御部が各トリガ信号を送信した結果、効率のよいＥＵＶ放射の発生、およびＥＵＶ放射の発生位置の安定化が実現される。
【０１３３】
プラズマから放射されたＥＵＶ放射は、隔壁１ｃに設けられた開口、ホイルトラップ３を通過して集光空間に配置された斜入射型のＥＵＶ集光鏡２により集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部７より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
以下、露光工程が継続する間は、ステップＳ１０６乃至ステップＳ１１５間の工程が繰り返される。露光工程が終了する場合は、ステップＳ１１５の後、エンドとなる。
以上のように動作させることにより、第１のレーザビーム２３の照射により放電領域に供給される気化した高温プラズマ原料の空間密度分布は、ＥＵＶ放射ができるだけ効率的に発生するように設定される。なお、第１のレーザビーム２３の照射の結果、このような好適な空間密度分布が設定されるように、放電領域に対する原料の供給位置、原料への第１のレーザビーム２３の照射方向、第１のレーザビーム２３の照射エネルギー等が、予め、適宜設定されている。
一方、第２のレーザビーム２４を放電領域の所定の位置に集光することにより、放電が開始するとともに、放電チャンネルの位置がレーザ焦点を設定した位置に画定される。そのため、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上する。
【０１３４】
ここで、第１のレーザビーム２３の照射タイミングと第２のレーザビーム２４の照射タイミングを上記のように設定しているので、位置が画定される放電チャンネルにおいて、空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が当該放電チャンネルに到達している状態で、放電電流の大きさが所定強度のＥＵＶ放射を得るために必要な放電電流値の下限以上となっているように、放電が発生する。
この結果、効率のよいＥＵＶ放射が実現可能となる。
特に、本実施例では、主トリガ信号の出力後電極間電圧が閾値Ｖｐに到達するまでの時間、および、第２トリガ信号の出力後、放電電流が閾値Ｉｐに到達するまでの時間が一定となるようにフィードバック制御を行っている。そのため、例えば、パルス電力供給手段のスイッチング手段である固体スイッチＳＷとして使用されるＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子の動作にばらつきが生じたとしても、確実に効率のよいＥＵＶ放射を実現することが可能となる。
なお、図１０に示すように、プラズマが生成される放電領域近傍に磁石６を設けて、プラズマに対し磁場をかけてもよい。
【０１３５】
上記したように、本発明のＥＵＶ光源装置においては、真空雰囲気にある放電空間の放電領域近傍の空間に高温プラズマ原料を供給し、供給した高温プラズマ原料にレーザビームを照射して当該高温プラズマ原料を気化して気化後の高温プラズマ原料を放電領域に供給する。次いで、放電領域に気化したガスが供給された時点で放電を発生させてＥＵＶ放射を行うプラズマを生成する。このようにして発生したプラズマは、放電領域における気化後の高温プラズマ原料の粒子密度勾配のために拡散し、消失すると考えられる。すなわち、プラズマが拡散するので、プラズマサイズは大きくなると考えられる。
【０１３６】
ここで、第１および第２の回転電極間で発生する放電方向と略平行に一様な磁場を印加した場合を考える。
一様な磁場中にある荷電粒子はローレンツ力を受ける。ローレンツ力は、磁場に垂直な方向に働くので、磁場に垂直な平面では荷電粒子は等速円運動をする。一方、磁場に平行な方向では、荷電粒子は外力を受けないので初期速度のまま等速度運動をする。よって、荷電粒子の運動は上記を合成した運動になるので磁界に沿って（磁界方向に）、一定のピッチの螺旋運動をする。
よって、第１および第２の回転電極１１，１２間で発生する放電方向と略平行に一様な磁場を印加する際、磁力線の周りを螺旋運動する荷電粒子の旋回半径が十分小さくなるような磁場を印加した場合は、上記したプラズマの拡散量を減らすことができると推定される。すなわち、磁場を印加しない場合と比較すると、プラズマサイズを小さくすることができると考えられる。また、プラズマ寿命は拡散して自然消失するよりは長い時間を保つことができると考えられるので、上記のように磁場を印加すると、当該磁場を印加しない場合と比較して、ＥＵＶをより長く放射させることが可能になると考えられる。
【０１３７】
すなわち、磁場を上記のように印加すると、ＥＵＶを放射する高温プラズマのサイズ（すなわち、ＥＵＶ光源のサイズ）を小さくし、ＥＵＶの放射時間を長くすることが可能となる。よって、本発明のＥＵＶ光源装置は、磁場を印加することにより、露光用光源としてより好ましくなる。
また、上記した荷電粒子の旋回半径が、プラズマ生成位置からＥＵＶ集光鏡２までの最短距離より十分小さい場合には、高温プラズマ原料に起因するデブリのうち高速イオンであるデブリは、この旋回半径で螺旋運動をして集光鏡まで到達しない。すなわち、磁場を印加することによりイオンであるデブリの飛散量を減らすことができると推定される。
【０１３８】
２．図９、図１０に示した実施例の変形例
本発明のＥＵＶ光源装置において、極端紫外光を放射するための高温プラズマ原料は、液体または固体の状態で、放電領域近傍に供給される。前記実施例１に示すＥＵＶ光源装置においては、上記原料は、ドロップレット状にして供給される。
当然ながら、高温プラズマ原料の供給機構は、前記実施例に示す構成に限るものではない。以下、高温プラズマ原料の原料供給ユニットのその他の例について述べる。
【０１３９】
（１）第１の変形例
図１６、図１７は前記実施例の第１の変形例を説明するための図である。詳細には、図１６は本発明のＥＵＶ光源装置の正面図であり、ＥＵＶ放射は同図左側から取り出される。すなわち、図１６は、図９に示す実施例のＥＵＶ光源装置において、原料供給ユニットの部分を置換したものを示している。なお、理解を容易にするために、図１６は、原料供給ユニットの配置、構成に重点をおいて示したものであり、ＥＵＶ光源装置の一部は省略されている。なお、省略された部分は、図９と同等である。
一方、図１７は本実施例のＥＵＶ光源装置の上面図であり、図１６と同様、ＥＵＶ光源装置の一部は省略されている。
【０１４０】
図１６、図１７に示す変形例においては、高温プラズマ原料として線状原料３１が使用される。具体的には、極端紫外光放射種を含む金属ワイヤーであり、例えば、Ｓｎ（スズ）を含む。
第１の変形例における原料供給ユニット３０は、線状原料３１を所定の空間に供給する機能を有する。当該原料供給ユニット３０は、リール３０ａ、リール３０ｅ、位置決め手段３０ｂ、位置決め手段３０ｃ、線状原料３１、駆動機構３０ｄから構成される。なお、駆動機構３０ｄは、図１６、図１７において図示を省略した制御部により駆動制御される。
【０１４１】
線状原料３１は、リール３０ａおよびリール３０ｅに巻きついている。リール３０ａは線状原料３１を送出する上流側のリールである。一方、リール３０ｅは、リール３０ａから送出される線状原料３１を巻き取る下流側のリールである。線状原料３１は、駆動機構３０ｄによりリール３０ｅが回転駆動されることによりリール３０ａから送出される。
リール３０ａから送出された線状原料３１は、第１のレーザ源２３ａから放出される第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３が照射されたとき、気化する。上記したように、気化した高温プラズマ用原料の広がる方向は、第１のレーザビーム２３の原料３１への入射位置に依存する。
よって、線状原料３１への第１のレーザビーム２３の入射位置が放電領域を臨むように、線状原料３１は、位置決め手段３０ｂ、位置決め手段３０ｃにより位置決めされる。なお、この位置決めされた位置は、線状原料３１に第１のレーザビーム２３が照射されることにより気化した原料が、放電領域に到達可能な位置である。
【０１４２】
そして、線状原料３１が供給され、かつ、線状原料３１に第１のレーザビーム２３を照射したとき、気化後の高温プラズマ原料（液体原料）が放電領域の方向に広がるように、第１のレーザ源２３ａから放出される第１のレーザビーム２３の光軸、および、第１のレーザビーム２３のエネルギーが調整される。
ここで、放電領域と線状原料３１との距離は、レーザビーム照射により放電領域の方向に広がる気化後の高温プラズマ原料が、所定の空間密度分布で放電領域に到達するように設定される。
なお、図１６および図１７に示すように、線状原料３１は、一対の電極１１，１２とＥＵＶ集光鏡２との間の空間に対して供給することが好ましい。
このように供給された線状原料３１に対し、第１のレーザビーム２３を上記のように線状原料表面の放電領域に面する側に対して照射すると、気化後の線状原料は放電領域の方向に広がるが、ＥＵＶ集光鏡２の方向に広がらない。
すなわち、上記したように放電領域に対する線状原料３１の供給位置、および、第１のレーザビーム２３の照射位置を設定することとにより、デブリがＥＵＶ集光鏡２に進行するのを抑制することが可能となる。
【０１４３】
（２）第２の変形例
図１８、図１９、図２０は前記実施例の第２の変形例を説明するための図である。詳細には、図１８は本実施例のＥＵＶ光源装置の正面図であり、ＥＵＶ放射は同図左側から取り出される。すなわち、図１８は、図９に示す実施例のＥＵＶ光源装置において、原料供給ユニット２０の部分を置換したものを示している。
なお、理解を容易にするために、図１８は、原料供給ユニットの配置、構成に重点をおいて示したものであり、ＥＵＶ光源装置の一部は省略されている。なお、省略された部分は、図９と同等である。
一方、図１９は本発明のＥＵＶ光源装置の上面図、図２０は本発明のＥＵＶ光源装置の側面図であり、図１８と同様、ＥＵＶ光源装置の一部は省略されている。なお、図１９では、摺動子を介して電極１１，１２へ給電する場合を示しており、例えば、電極１２へのパルス電力の給電は、同図に示すように、電力導入部１２ｃから摺動子１２ｄを介して行なわれる。
【０１４４】
図１８、図１９、図２０に示す第２の変形例においては、高温プラズマ原料として液体原料が使用される。具体的には、極端紫外光放射種を含む液体原料であり、例えば、Ｓｎ（スズ）を含む。
第２の変形例における原料供給ユニット４０は、液体原料を所定の空間に供給する機能を有する。当該原料供給ユニット４０は、液体原料供給手段４０ａ、原料供給円盤４０ｂ、第３のモータ４０ｃから構成される。なお、液体原料供給手段４０ａ、図示を省略した第３のモータ駆動機構は、図１８、図１９、図２０において図示を省略した制御部により駆動制御される。
【０１４５】
原料供給用円盤４０ｂの側面部には溝部が設けられる。まず、液体原料は、液体原料供給手段４０ａにより上記溝部の中に供給される。次いで、原料供給円盤４０ｂを第３のモータ４０ｃにより一方向に回転させる。溝部に供給された液体原料は、溝部の回転とともに移動する。
溝部に供給された液体原料は、第１のレーザ源２３ａから放出される第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３が照射されたとき、気化する。上記したように、気化した高温プラズマ用原料の広がる方向は、第１のレーザビーム２３の原料への入射位置に依存する。よって、溝部に供給された液体原料への第１のレーザビーム２３の入射位置が放電領域を臨むように、原料供給用円盤４０ｂは放電領域に対して配置される。
具体的には、溝部が設けられた側面部が放電領域を臨むように原料供給用円盤４０ｂは配置される。なお、原料供給用円盤４０ｂが配置される位置は、溝部に供給された液体原料に第１のレーザビーム２３が照射されることにより気化した原料が、放電領域に到達可能な位置である。
【０１４６】
そして、液体原料が供給され、かつ、放電領域を臨む溝部へ第１のレーザビーム２３を照射したとき、気化後の高温プラズマ原料（液体原料）が放電領域の方向に広がるように、第１のレーザ源２３ａから放出される第１のレーザビーム２３の光軸、および、第１のレーザビーム２３のエネルギーが調整される。
放電領域と原料供給用円盤４０ｂとの距離は、第１のレーザビーム２３の照射により放電領域の方向に広がる気化後の高温プラズマ原料が、所定の空間密度分布で放電領域に到達するように設定される。
【０１４７】
ここで、溝部に供給された液体原料は溝部の回転とともに移動するので、液体原料供給手段４０ａにより溝部の中に液体原料を連続的に供給することにより、所定の第１のレーザビーム２３の照射位置に連続的に供給することが可能となる。
なお、図１８、図１９、図２０に示すように、第２の変形例の構成においては、溝部に供給された液体原料は光軸に対して垂直な平面上の空間であり、かつ、放電領域近傍に対して移動し、第１のレーザビーム２３は、光軸と垂直な方向から溝部に供給された液体原料に対して照射される。そのため、気化後の高温プラズマ原料（液体原料）は、ＥＵＶ集光鏡２の方向には広がらない。よって、高温プラズマ原料への第１のレーザビーム２３の照射、および、電極間で発生する放電により生成するデブリは、ＥＵＶ集光鏡２に対してほとんど進行しない。
【０１４８】
（３）第３の変形例
図２１、図２２は前記実施例の第３の変形例を説明するための図である。詳細には、図２１は本実施例のＥＵＶ光源装置の上面図であり、ＥＵＶ放射は同図左側から取り出される。一方、図２２は、本発明のＥＵＶ光源装置の側面図である。
図２１、図２２は、図９に示す実施例のＥＵＶ光源装置において、原料供給ユニット２０の部分および電極を置換したものを示している。なお、理解を容易にするために、図２１は、原料供給ユニットの配置、構成に重点をおいて示したものであり、ＥＵＶ光源装置の一部は省略されている。なお、省略された部分は、図９と同等である。
図２１、図２２に示す第３の変形例においては、高温プラズマ原料として液体原料が使用される。具体的には、極端紫外光放射種を含む液体原料であり、例えば、Ｓｎ（スズ）を含む。
第３の変形例における原料供給ユニット５０は、液体原料を所定の空間に供給する機能を有する。当該原料供給ユニット５０は、液体原料バス５０ａ、キャピラリー５０ｂ、ヒータ５０ｃ、液体原料バス制御部５０ｄ、ヒータ用電源５０ｅから構成される。なお、液体原料バス制御部５０ｄ、ヒータ用電源５０ｅは、図２１、図２２において図示を省略した制御部により駆動制御される。
【０１４９】
液体原料バス５０ａは、極端紫外光放射種を含む液体原料を収容するものである。液体原料バス５０ａには、極細管であるキャピラリー５０ｂが設けられている。キャピラリー５０ｂは、液体原料バス５０ａの液体原料収容部に貫通している。第３の変形例における原料供給ユニット５０においては、液体原料バス５０ａに収容される液体原料は、毛細管現象により、キャピラリー５０ｂ内部を輸送されキャピラリー５０ｂ先端へ導かれる。
液体原料バス５０ａに収容される極端紫外光放射種を含む液体原料としては、例えば、Ｓｎ（スズ）が用いられる。液体原料バスの温度は、Ｓｎが液体状態を維持するように、液体原料バス制御部５０ｄにより制御される。また、キャピラリー５０ｂは、管中での液体原料の固化を回避するために、ヒータ５０ｃにより加熱される。ヒータ５０ｃへの電力供給は、ヒータ用電源５０ｅにより行われる。
【０１５０】
キャピラリー５０ｂの先端に到達した液体原料に第１のレーザ源２３ａから放出される第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３が照射されたとき、液体原料は気化する。上記したように、気化した高温プラズマ用原料の広がる方向は、第１のレーザビーム２３の原料への入射位置に依存する。
よって、キャピラリー５０ｂ先端に到達した液体原料への第１のレーザビーム２３の入射位置が放電領域を臨むように、キャピラリー５０ｂの先端は配置される。なお、キャピラリー５０ｂの先端が配置される位置は、キャピラリー５０ｂ先端に供給された液体原料に第１のレーザビーム２３が照射されることにより気化した原料が、放電領域に到達可能な位置である。
【０１５１】
そして、液体原料がキャピラリー５０ｂ先端に供給され、かつ、キャピラリー先端に第１のレーザビーム２３を照射したとき、気化後の高温プラズマ原料（液体原料）が放電領域の方向に広がるように、第１のレーザ源２３ａから放出されるレーザビームの光軸、および、第１のレーザビーム２３のパワーが調整される。
ここで、放電領域とキャピラリー５０ｂ先端との距離は、レーザビーム照射により放電領域の方向に広がる気化後の高温プラズマ原料が、所定の空間密度分布で放電領域に到達するように設定される。
また、キャピラリー５０ｂ先端に供給される液体原料は毛細管現象により液体原料バス５０ａより移動するので、所定の原料用レーザビーム２３の照射位置に連続的に供給することが可能となる。
【０１５２】
なお、図２１、図２２に示す第３の変形例においては、柱状電極である第１電極１１’、第２電極１２’が採用されている。これらの第１電極１１’、第２電極１２’は、所定距離だけ離間して配置され、両者はパルス電力発生器８に接続される。勿論、電極として回転電極を採用することも可能である。
また、図２１、図２２に示すように、第３の変形例の構成においては、液体原料が供給されるキャピラリー５０ｂ先端は光軸に対して垂直な平面上の空間に位置し、第１のレーザビーム２３は、上記位置に配置されたキャピラリー５０ｂ先端に供給された液体原料に対して照射される。そのため、気化後の高温プラズマ原料（液体原料）は、ＥＵＶ集光鏡２の方向には広がらない。よって、高温プラズマ原料への原料用レーザビームビームの照射、および、電極間で発生する放電により生成するデブリは、ＥＵＶ集光鏡２に対してほとんど進行しない。
【０１５３】
（４）気化原料放出ノズル
上記したように、本発明においては、高温プラズマ原料に第１のエネルギービーム（原料用エネルギービーム）２３を照射して気化する。気化した高温プラズマ原料は所定の速度で広がる。放電領域に対する原料の供給位置、原料への第１のエネルギービーム２３の照射方向、第１のエネルギービーム２３の照射エネルギー等を適宜設定することにより、放電領域内に、気化した高温プラズマ原料が供給される。また、上記設定により、放電領域における気化した高温プラズマ原料の空間密度分布を所定の分布に設定することが可能となる。
このとき、第１のエネルギービームの照射により放電領域方向へと広がる高温プラズマ原料は、できるだけ多く放電領域に到達する方が好ましい。放電領域以外に到達した高温プラズマ原料が多いと、供給した高温プラズマ原料からのＥＵＶ放射の取り出し効率が低下し好ましくない。また、放電領域以外に到達した高温プラズマ原料の一部は、デブリとしてＥＵＶ光源装置内の低温部と接触し、堆積する可能性もある。
【０１５４】
そこで、図２３に示すように、高温プラズマ原料の第１のエネルギービーム２３の照射位置に原料噴出用の管状ノズルを取り付けてもよい。
図２３は管状ノズルを使用した場合の概念図である。
図２３（ａ）に示すように、第１のエネルギービーム２３は、管状ノズル６０ａの貫通孔を通過する。管状ノズル６０ａを通過した第１のエネルギービーム２３が高温プラズマ原料２１に照射されると、原料は気化する。図２３（ｂ）に示すように、気化原料２１’は、管状ノズル６０ａを通過し、管状ノズル６０ａより噴出する。
管状ノズル６０ａより噴出する気化原料２１’は、管状ノズル６０ａにより噴射角度が制限される。そのため、指向性が良好で高密度の気化原料を放電領域に供給することが可能となる。
【０１５５】
なお、管状ノズルの形状は、図２３に示すような直管形状に限るものではない。例えば、図２４に示す概念図のように、ノズル内部の一部に狭窄部を設けた高速噴射用ノズル形状でもよい。
図２４（ａ）に示すように、第１のエネルギービーム２３は、高速噴射用ノズル６０ｂの貫通孔を通過する。高速噴射用ノズル６０ｂを通過した第１のエネルギービーム２３が高温プラズマ原料２１に照射されると、原料は気化する。ここで、高速噴射用ノズル６０ｂ内部に狭窄部６２が設けられているので、当該狭窄部６２と、高温プラズマ原料２１の第１のエネルギービーム２３が照射される部分との間の空間（図２４（ｂ）の圧力上昇部６３）内は、気化した原料により圧力が急激に上昇する。そして、図２４（ｂ）に示すように、気化原料は、狭窄部６２の開口部分から加速され、かつ、指向性のよい高速ガス流として噴射される。
ここで、高速ガス流の噴射方向は、高速噴射用ノズル６０ｂの方向に依存する。すなわち、気化原料２１’の進行方向は、第１のエネルギービーム２３の高温プラズマ原料２１への入射方向には依存しない。
【０１５６】
なお、狭窄部６２の開口は断面積が小さいので、第１のエネルギービーム２３が高温プラズマ原料２１に照射されない時間が長いと、高温プラズマ原料２１が固化し、開口が閉塞してしまうことも考えられる。よって、図２４（ｃ）に示すように、高温プラズマ原料２１が高速噴射用ノズル６０ｂ内部で固化しないように、高速噴射用ノズル６０ｂをヒータ６４等で加熱してもよい。
図２３、図２４に示した管状ノズル６０ａ、高速噴射用ノズル６０ｂは、前記した実施例や各変形例に適用可能である。しかしながら、管状ノズル６０ａ、高速噴射用ノズル６０ｂは、できるだけ高温プラズマ原料２１に近接した方が、より効果的である。
特に、高速噴射用ノズル６０ｂは、圧力上昇部６３を構成する必要があるので、高速噴射用ノズル６０ｂ内部に狭窄部６２と、高温プラズマ原料２１の第１のエネルギービーム２３が照射される部分との間の空間は、できるだけ気密な空間として構成することが望ましい。例えば、図２５に示すように、高温プラズマ原料２１を収容する原料収容部６０ｃと高速噴射用ノズル６０ｂとを一体に構成した原料供給ユニット６０を使用することが好ましい。
【０１５７】
なお、整流機構は上記した例に限定されるものではない。例えば、固体状の高温プラズマ原料２１において、図２６のように、レーザビーム２３が照射される位置に予め凹部６１ａを形成するようにしてもよい。
レーザビーム２３が高温プラズマ原料２１の凹部６１ａに照射されると、高温プラズマ原料２１は気化し、低温プラズマガス２１’が生成される。ここで、凹部６１ａより噴出する低温プラズマガス２１’は当該凹部８ａの壁状ノズルにより噴射角度が制限される。そのため、指向性が良好な低温プラズマガスフローを放電チャンネルに選択的に連続供給することが可能となる。
【０１５８】
（５）前記実施例の変形例におけるＥＵＶ光源装置の動作
上記した種々の変形例においては、第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３の照射位置に高温プラズマ原料が連続的に供給される。よって、これらの変形例におけるＥＵＶ光源装置の動作例は、前記実施例におけるＥＵＶ光源装置の動作例と幾分相違する。  以下、第１の変形例を例にとって、ＥＵＶ光源装置の動作を説明する。
図２７、図２８は本実施例の動作を示すフローチャート、図２９はタイムチャートであり、以下図２７−図２９により、本実施例の動作を説明する。なお、本変形例と、先に説明した実施例では、その動作に大きな違いはないので、前記図１３−図１５で説明したのと同様な部分については簡単に説明する。
【０１５９】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、前記したように時間データΔｔｄ、Δｔｉ、Δｔｇを記憶している。なお、前述したようにΔｔｄは、パルス電力供給手段のスイッチング手段にトリガ信号が入力した時点（時刻Ｔｄ）から、スイッチング手段がｏｎ状態とって電極間電圧が閾値Ｖｐに到達するまでの時間、Δｔｉは、放電開始後、電極間を流れる電流の大きさが閾値Ｉｐに到達するまでの時間、Δｔｇは、第１のレーザビームが原料に照射された時点から気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達するまでの時間である。
また、予め実験等で求めた電圧Ｖと時間Δｔｄとの関係をテーブルとして記憶し、さらに、前記した補正時間α、β、およびパルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号が出力される時点からスイッチング手段がｏｎとなる時点までの遅延時間ｄ１を記憶している。
【０１６０】
まず、ＥＵＶ光源装置の制御部２６からのスタンバイ指令が送信され（図２７のステップＳ３０１、図２９のＳ４０１）、前述したように、スタンバイ指令を受信した真空排気装置４，５、ガス供給ユニット１３，１４等が動作を開始する。これにより、放電空間１ａが真空雰囲気となる。また、集光空間１ｂ内にバッファーガス、クリーニングガスを供給され、集光空間１ｂが所定の圧力に到達する。また、第１のモータ２２ａ、第２のモータ２２ｂが動作して、第１の回転電極１１、第２の回転電極１２が回転する。更に、駆動機構３０ｄによってリール３０ｅが回転駆動されることにより、リール３０ａから送出され、スタンバイ状態となる（図２７のステップＳ３０２、図２９のＳ４０２）。
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、露光装置の制御部２７にスタンバイ完了信号を送信する（図２７のステップＳ３０５、図２９のＳ４０５）。
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は露光装置の制御部２７より、発光指令を受信する（図２７のステップＳ３０６、図２９のＳ４０６）。
【０１６１】
スタンバイ状態実現後、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、充電制御信号をパルス電力発生器８の充電器ＣＨに送信する。充電制御信号は、例えば、放電開始タイミングデータ信号等からなり、主コンデンサＣ０への充電電圧データ信号も上記充電制御信号に含まれる。ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、前述したようにＥＵＶ放射強度と主コンデンサＣ０への充電電圧との関係を格納したテーブルを参照して、主コンデンサＣ０の充電電圧データを求め、主コンデンサＣ０への充電電圧データ信号を含む充電制御信号をパルス電力発生器の充電器ＣＨに送信する（図２７のステップＳ３０７、図２９のＳ４０７）。
充電器ＣＨは上記したように主コンデンサＣ０の充電を行う（図２７のステップＳ３０８）。
ついで、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、運転を開始してから最初のＥＵＶ光発生（初回パルスという）であるかを判定し（図２７のステップＳ３０９）、初回パルスの場合には、ステップＳ３０９からステップＳ３１０に行く。
また初回パルスでない場合には、ステップＳ３１６に行く。
【０１６２】
ステップＳ３１０で、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、第１のレーザ源２３ａの動作を制御する第１のレーザ制御部２３ｂへの第１トリガ信号の送出タイミング、第２のレーザ源２４ａの動作を制御する第２のレーザ制御部２４ｂへの第２トリガ信号の送出タイミングを計算する。
初回パルスの場合は、前述したようにフィードバック補正をできないため、予め記憶している時間データΔｔｄ、Δｔｉ、Δｔｇ、ｄ１、α、βに基づき、上記タイミングを決定する。
すなわち、前述したようにパルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号を出力する時点Ｔｄ´を基準として、前記（１１）式、（５）式から、第１のレーザ源２３ａの動作を制御する第１のレーザ制御部２３ｂへの第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のレーザ源２４ａの動作を制御する第２のレーザ制御部２４ｂへの第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´を求める（図２９のＳ４０８）。
これにより、パルス電力供給手段のスイッチング手段に主トリガ信号が入力した時点Ｔｄを基準とした第１のレーザビーム、第２のレーザビームが照射される時間Ｔ１、Ｔ２を設定することができる。
【０１６３】
次にＥＵＶ光源装置の制御部２６は、主コンデンサＣ０の充電が安定するまでの時間であるチャージャ充電安定時間ｔｓｔが経過した時点後、主トリガ信号をパルス電力供給手段のスイッチング手段に送信する。そのときのタイミングをＴｄ´とする（図２７のステップＳ３１１、図２９のＳ４０９）。
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、主トリガ信号を送信した時点Ｔｄ´を基準として、式（５）（１１）によりステップＳ３１０で求めた、第１のレーザ制御部２３ｂへの第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のレーザ制御部２４ｂへの第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´で、第１トリガ信号、第２トリガ信号を、それぞれ、第１のレーザ制御部２３ｂ、第２のレーザ制御部２４ｂへ送信する（図２７のステップＳ３１２、図２９のＳ４１３、Ｓ４１７）。
【０１６４】
また、前述したようにＥＵＶ光源装置の制御部２６は、主トリガ信号の出力開始で電極間電圧が閾値Ｖｐまで到達するまでを計測する電圧カウンタと、第２トリガ信号の出力開始で放電電流が閾値Ｉｐまで到達するまでを計測する電流カウンタを動作させる（図２８のステップＳ３１３、図２９のＳ４１０、Ｓ４１２）。
なお、電圧カウンタと電流カウンタは、前述したように、主トリガ信号の出力後、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達するまでの時間、及び第２トリガ信号の出力後、放電電流が閾値Ｉｐに到達するまでの時間を一定にするためにフィードバック制御するためのものである。すなわち、第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´は、最初の一回目（初回パルス）は、上記のように、式（５）（１１）に基づいて決定するが、２回目以降は、上記式（５）（１１）を、前記電圧カウンタ、電流カウンタのカウント値に基づき補正した値に基づいて決定する。
【０１６５】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、不図示の電圧モニタにより電極間電圧が閾値Ｖｐに到達したタイミングを検出し、電圧カウンタを停止させ、また、不図示の電流モニタにより放電電流が閾値Ｉｐに到達したタイミングを検出し、電流カウンタを停止させる（図２８のステップＳ３１４、図２９のＳ４１２、Ｓ４１６）。
ここで、ステップＳ３１１において、タイミングＴｄ´で主トリガ信号が送出されると、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段のスイッチング手段に入力されてから遅延時間ｄ１経過後、スイッチング手段（例えば、ＩＧＢＴ）がｏｎとなる（図２９のＳ４０９、Ｓ４１０）。
スイッチング手段がｏｎとなると、第１の回転電極１１、第２の回転電極１２間の電圧が立ち上がり、時間Δｔｄ後に、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達する。上記したように、この閾値Ｖｐは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ｉｐ以上となる場合の電圧値である（図２９のＳ４１０、Ｓ４１１）。
【０１６６】
上記したように、ステップＳ３１２において、（５）式に基づくタイミングＴ２´で、第２トリガ信号が第２のレーザ制御部２４ｂへ送出される。その結果、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時点（Ｔｄ＋Δｔｄ）以降の時点Ｔ２において、第２のレーザビーム（始動用レーザビーム）２４が放電領域に照射される（図２９のＳ４１３、Ｓ４１４）。
第２のレーザビーム２４が放電領域に照射されて、放電領域にて放電が開始する。放電開始後、Δｔｉ後に、放電電流の大きさが上記した閾値Ｉｐに達する（図２９のＳ４１４、Ｓ４１５）。この閾値Ｉｐは、所定強度のＥＵＶ放射を得るために必要な放電電流値の下限である。
【０１６７】
上記したように、ステップＳ３１２において、（１１）式に基づくタイミングＴ１´で、第１トリガ信号が第１のレーザ制御部２３ｂへ送出される。その結果、（Ｔ２＋Δｔｉ−Δｔｇ）〜（Ｔ２＋Δｔｉ＋Δｔｐ−Δｔｇ）期間中の時点Ｔ１で第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３は照射される（図２９のＳ４１５、Ｓ４１７、Ｓ４１８）。  すなわち、ＥＵＶ光源装置の制御部２６が、ステップＳ３１１において主トリガ信号を送信し、ステップＳ３１２において第１トリガ信号、第２トリガ信号を送信した結果、放電チャンネルの位置が所定の位置に画定される。また、位置が画定される放電チャンネルにおいて、空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が当該放電チャンネルに到達している状態で、放電電流の大きさが所定強度のＥＵＶ放射を得るために必要な放電電流値の下限以上となっているように、放電が発生する。
これにより、プラズマが形成され、プラズマを流れるパルス状の大電流によりプラズマが加熱励起され高温化すると、この高温プラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ放射が発生する（図２８のステップＳ３１５、図２９のＳ４１９）。
プラズマから放射されたＥＵＶ放射は、前記したように、隔壁１ｃに設けられた開口、ホイルトラップ３を通過して集光空間１ｂに配置された斜入射型のＥＵＶ集光鏡２により集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部７より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
【０１６８】
以上のように初回のＥＵＶ放射が終わると、次いで、ステップＳ３０６に戻り、露光装置からの発光指令を待機する。発光指令受信後、上記したステップＳ３０７、Ｓ３０８を経て、ステップＳ３０９に移行する。次回のＥＵＶ放射は、初回のパルスではないので、ステップＳ１０９からステップＳ３１６に行く。ステップＳ３１６において、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、電圧カウンタの値、および、電流カウンタの値を基に、第１のレーザ制御部への第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のレーザ源の動作を制御する第２のレーザ制御部への第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´のフィードバック演算を前記（２０）（２１）式より行う（図２７のステップＳ３１６、図２９のＳ４０８）。
【０１６９】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、ステップＳ３１６において求めた補正値を考慮して、主トリガ信号を送信した時点Ｔｄ´を基準としたときの第１のレーザ制御部２３ｂへの第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のレーザ源２４ａの動作を制御する第２のレーザ制御部２４ｂへの第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´を次式により決定する（図２７のステップＳ３１７、図２９のＳ４０８）。
Ｔ２´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ＋α＋ｔｖｃａｌ…（２４）
Ｔ１´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋（Δｔｄ＋Δｔｉ−Δｔｇ）＋（α＋β）＋（ｔｖｃａｌ＋ｔｉｃａｌ）…（２５）
【０１７０】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、主コンデンサＣ０の充電が安定するまでの時間であるチャージャ充電安定時間ｔｓｔが経過した時点時点後、主トリガ信号を送信する。そのときのタイミングをＴｄ´とする（図２７のステップＳ３１８、図２９のＳ４０９）。
そして、主トリガ信号をパルス電力供給手段のスイッチング手段に送信した時点Ｔｄ´を基準として、式（２４）（２５）により求めた、時点Ｔｄ´を基準としたときの第１のレーザ制御部２３ｂへの第１トリガ信号の送出タイミングＴ１´、第２のレーザ源２４ａの動作を制御する第２のレーザ制御部２４ｂへの第２トリガ信号の送出タイミングＴ２´で、第１トリガ信号、第２トリガ信号を、それぞれ、第１のレーザ制御部２３ｂ、第２のレーザ制御部２４ｂへ送信する（図２７のステップＳ３１９、図２９のＳ４１３、Ｓ４１７）。
【０１７１】
次いで、図２８のステップＳ３１３に移行し、前述したように、主トリガ信号の出力開始で電極間電圧が閾値Ｖｐまで到達するまでを計測する電圧カウンタを動作させ、また、第２トリガ信号の出力開始で放電電流が閾値Ｉｐまで到達するまでを計測する電流カウンタを動作させる（図２９のＳ４１０、Ｓ４１２）。
そして、不図示の電圧モニタにより電極間電圧が閾値Ｖｐに到達したタイミングを検出し、電圧カウンタを停止させる。また、不図示の電流モニタにより放電電流が閾値Ｉｐに到達したタイミングを検出し、電流カウンタを停止させる（図２８のステップＳ３１４、図２９のＳ４１２、Ｓ４１６）。
【０１７２】
ここで、ステップＳ３１１において、タイミングＴｄ´で主トリガ信号が送出されると、前述したようにスイッチング手段がｏｎとなり（図２９のＳ４０９、Ｓ４１０）、時間Δｔｄ後に、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達する（図２９のＳ４１０、Ｓ４１１）。
ステップＳ３１２において、（５）式に基づくタイミングＴ２´で、第２トリガ信号が第２のレーザ制御部２４ｂへ送出され、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時点（Ｔｄ＋Δｔｄ）以降の時点Ｔ２において、第２のレーザビーム（始動用レーザビーム）２４が放電領域に照射される（図２９のＳ４１３、Ｓ４１４）。
第２のレーザビームが放電領域に照射されて、放電領域にて放電が開始し、放電開始後、Δｔｉ後に、放電電流の大きさが上記した閾値Ｉｐに達する（図２９のＳ４１４、Ｓ４１５）。
【０１７３】
上記したように、ステップＳ３１２において（１１）式に基づくタイミングＴ１´で、第１トリガ信号が第１のレーザ制御部２３ｂへ送出される。その結果、（Ｔ２＋Δｔｉ−Δｔｇ）〜（Ｔ２＋Δｔｉ＋Δｔｐ−Δｔｇ）期間中の時点Ｔ１で第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３が照射される（図２９のＳ４１５、Ｓ４１７、Ｓ４１８）。
これにより、ステップＳ３１８およびＳ３１９でＥＵＶ光源装置の制御部が各トリガ信号を送信した結果、放電チャンネルの位置が所定の位置に画定される。
また、位置が画定される放電チャンネルにおいて、空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が当該放電チャンネルに到達している状態で、放電電流の大きさが所定強度のＥＵＶ放射を得るために必要な放電電流値の下限以上となっているように、放電が発生する。
【０１７４】
放電は、第１の回転電極１１、第２の回転電極１２の周縁部のエッジ部分間で発生し、プラズマが形成される。プラズマを流れるパルス状の大電流によりプラズマが加熱励起され高温化すると、この高温プラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ放射が発生する（図２８のステップＳ３１５、図２９のＳ４１９）。
プラズマから放射されたＥＵＶ放射は、隔壁１ｃに設けられた開口、ホイルトラップ３を通過して集光空間１ｂに配置された斜入射型のＥＵＶ集光鏡２により集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部７より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
以下、露光工程が継続する間は、ステップＳ３０６乃至ステップＳ３１５間の工程が繰り返される。露光工程が終了する場合は、ステップＳ３１５の後、エンドとなる。
【０１７５】
以上のように動作させることにより、前述したように、第１のレーザビーム２３の照射により、放電領域に供給される気化した原料の空間密度分布は、ＥＵＶ放射ができるだけ効率的に発生するように設定される。また、第２のレーザビーム２４を放電領域の所定の位置に集光することにより、放電チャンネルの位置がレーザ焦点を設定した位置に画定される。そのため、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上する。
第１のレーザビーム２３の照射タイミングと第２のレーザビーム２４の照射タイミングを上記のように設定しているので、空間密度分布が所定の分布である気化原料の少なくとも一部が当該放電チャンネルに到達している状態で、放電電流の大きさが所定強度のＥＵＶ放射を得るために必要な放電電流値の下限以上となっているときに放電が発生する。この結果、効率のよいＥＵＶ放射が実現可能となる。
また、前述したように主トリガ信号の出力後電極間電圧が閾値Ｖｐに到達するまでの時間、および、第２トリガ信号の出力後、放電電流が閾値Ｉｐに到達するまでの時間が一定となるようにフィードバック制御を行っているので、パルス電力供給手段のスイッチング手段である固体スイッチＳＷとして使用される半導体スイッチング素子の動作にばらつきが生じたとしても、確実に効率のよいＥＵＶ放射を実現することが可能となる。
【０１７６】
（６）調整照射
放電電極間で放電が発生しやすいように、第１のエネルギービーム２３の調整照射を行っても良い。以下、このような放電の始動性の改善策について、簡単に説明する。
例として、前記図９、図１０の実施例に示すＥＵＶ光源装置において、調整照射の実施手順を説明する。図３０に調整照射を実施する場合のタイミングチャートを示す。
上記したように、前記実施例に示すＥＵＶ光源装置においては、原料供給用の第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３と放電始動用の第２のエネルギービーム（始動用レーザビーム）２４との照射タイミングを適宜設定することにより、所定の空間密度分布である気化した高温プラズマ原料の少なくとも一部が放電領域に到達したタイミングで、放電領域で発生した放電の放電電流が所定の閾値以上であるように設定する。
本手順においては、第２のレーザビーム２４との照射タイミングが適宜設定された第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３を照射するのに先んじて、当該第１のレーザビーム２３を高温プラズマ原料に１回以上照射するものである。
【０１７７】
図３０に示す例においては、第２のレーザビーム２４との照射タイミングが適宜設定された第１のレーザビーム２３の前に、３回、第１のレーザビーム２３が照射される。このようなレーザビームの照射を調整照射と呼ぶことにする。
調整照射が実施されると、気化した高温プラズマ原料が放電領域に到達する。調整照射される第１のレーザビーム（原料用レーザビーム）２３は放電始動用の第２のレーザビーム２４とは相関関係がなく、かつ、第２のレーザビーム２４は照射されないので、放電領域に到達した気化した高温プラズマ原料の一部は、第１の放電電極１１、第２の放電電極１２に付着する。
このような状態で、第２のエネルギービーム２３が放電領域の所定の位置に照射されると、放電領域近傍に位置する上記第１の放電電極１１、第２の放電電極１２に付着した高温プラズマ原料の一部が気化する。気化した原料は放電に寄与するので、放電電極間で放電が確実に発生しやすくなる。すなわち、放電の始動性が改善される。
なお、放電電極１１，１２に付着した高温プラズマ原料の一部が気化するためには、第２のエネルギービーム２４の少なくとも一部が、放電電極１１，１２の高温プラズマ原料が付着した部分照射される必要がある。
【０１７８】
３．ロングパルス化
次に、本発明におけるＥＵＶ放射のロングパルス化について説明する。
以下では（１）本発明のＥＵＶ発生方法を実施するＥＵＶ光源装置の基本構成例、（２）本発明のＥＵＶ発生手順、（３）エネルギービーム（レーザビーム）の照射タイミング、（４）原料供給システム、（５）整流機構、（６）電極位置、高温プラズマ原料供給位置、エネルギービーム（レーザビーム）照射位置の相互関係、（７）原料気化用エネルギービームのエネルギー、（８）具体的な構成例、について説明する。以下、エネルギービームとしてはレーザビームを例に取って説明するが、エネルギービームが電子ビームなどであってもよい。
【０１７９】
（１）本発明のＥＵＶ発生方法を実施するＥＵＶ光源装置の基本構成例
まず、基本構成例について説明する。図３１に、本発明に基づくロングパルス化したＥＵＶ光源装置の基本構成例を示す。
同図において、放電容器であるチャンバ１の内部に第１の電極１１および第２の電極１２が設置されている。例えば、第１の電極１１はカソードであり、第２の電極１２はアノードであって、第２の電極１２は接地される。すなわち、両電極間には、負極性の高電圧が印加される。
両電極には、パルス電力供給手段１５が接続される。パルス電力供給手段１５は、両電極間にパルス幅の長い電流を流すために、例えば、ＰＦＮ（Ｐｕｌｓｅ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）回路方式が採用される。
【０１８０】
また、上記した一対の電極の近傍ではあるが放電領域外に、高温プラズマ原料８が設置される。高温プラズマ原料２１としては、例えば、スズ（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）等の金属が用いられる。これらは、固体であっても液体であってもよい。図３１では、高温プラズマ原料２１が固体金属である例を模式的に示している。
低温プラズマ（気化した高温プラズマ原料）を生成するために、レーザ源２３ａが用いられる。レーザ源２３ａから放出されるレーザビーム２３は、チャンバ１内部に導光され固体もしくは液体の高温プラズマ原料２１に照射される。レーザの照射エネルギーは、固体または液体状の高温プラズマ原料を気化させるが、電子温度をあまり上昇させない程度のエネルギーであり、例えば１０8 Ｗ／ｃｍ2 〜１０19Ｗ／ｃｍ2 の範囲である。
高温プラズマ原料２１にレーザビームが照射されると、高温プラズマ原料２１の少なくとも一部が気化し、低温プラズマガス２１’となって噴出する。照射するレーザビームの条件を適宜設定することにより、例えば、固体状の高温プラズマ原料２１から１０μｓ程度の期間、連続的に気化した高温プラズマ原料（低温プラズマガス２１’）が噴出される。
【０１８１】
上記したように、低温プラズマガスは、プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度の状態で、あらかじめ電極間において形成されている放電チャンネルに対して選択的に供給するように構成される。
なお、放電チャンネルは放電電流の自己磁場で細くなっている。一般に、レーザビームの照射により、固体材料もしくは液体材料から噴出する材料蒸気は、三次元方向に膨張しながら進行する。よって、高温プラズマ原料２１から噴出する低温プラズマガスは、図示を省略した整流機構により、指向性のよい定常流へと整流される。なお、整流機構の例は後で述べる。
【０１８２】
（２）本発明のＥＵＶ発生手順
図３２に示すタイミングチャートを用いて、本発明におけるＥＵＶ生成方式を説明する。例として、マルチピンチ方式を例に取る。
まず、一対の電極１１，１２間にパルス電力を印加するパルス電力供給手段１５のスイッチング手段（例えば、ＩＧＢＴ）にトリガ信号が入力（時点Ｔｄ）し（図３２の（ａ））、スイッチング手段はｏｎ状態となる。
それに伴い、電極間電圧が上昇する（図３２の（ｂ））。そして電圧がある閾値Ｖｐに到達した時点Ｔ１（＝Ｔｄ＋Δｔｄ）で放電を発生させる（図３２の（ｃ））。放電発生は、図３１で図示を省略した放電始動手段の動作により行われる。この閾値Ｖｐは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ｉｐ以上（もしくは、非ピンチ方式の場合Ｉｐ２以上）となる場合の電圧値である。すなわち、閾値Ｖｐ未満で放電が発生した場合、放電電流のピーク値は、閾値ＩｐもしくはＩｐ２に到達しない。
【０１８３】
時点Ｔ１より電極間で放電電流が流れ始め、放電チャンネルが形成される。そして、Δｔｉ経過した時点（Ｔ１＋Δｔｉ）にて、放電電流の値は、閾値Ｉｐに到達する。この閾値Ｉｐは、上記したように、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、ＰB ≫Ｐp （前記（１０４）式）となるように設定される。すなわち、自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値となる。
なお、上記閾値Ｉｐは、低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。
また、時点（Ｔ１＋Δｔｉ）において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は十分細くなっている。
【０１８４】
この時点（Ｔ１＋Δｔｉ）以降にＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガスの少なくとも一部が選択的に細い放電チャンネルに到達しているように、レーザビームが放電領域外に配置された高温プラズマ原料へ照射される（図３２の（ｄ））。レーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間をΔｔｇとするとき、時点（Ｔ１＋Δｔｉ−Δｔｇ）もしくはそれ以降の時点Ｔ２でレーザビームは高温プラズマ原料に照射される。図３２では、時点Ｔ２＝Ｔ１＋Δｔｉ−Δｔｇの場合を示している。
時点（Ｔ１＋Δｔｉ＝Ｔ２＋Δｔｇ）から時間τheat後に、低温プラズマガスに放電が作用し電子温度は２０〜３０ｅＶに到達して高温プラズマとなり、当該高温プラズマからのＥＵＶ放射が開始される（図３２の（ｅ））。
【０１８５】
細い放電チャンネルには上記ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガスが連続的に供給されているので、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。よって、細い放電チャンネルの径は、細くなったり広くなったり脈動状の挙動を示すが相対的に細い状態に保たれる。すなわち、低温プラズマのピンチが繰り返し行われ、ＥＵＶ放射が継続する。
放電領域にて発生したＥＵＶ放射は、ＥＵＶ集光鏡２により反射され、ＥＵＶ光取出部７より図示しない照射部に出射される。
【０１８６】
ここで、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式では、ＥＵＶ放射が維持する時間は、例えば、２００ｎｓ以下であるので、電流値がＩｐである放電チャンネルが継続する時間が、細い放電チャンネルに低温プラズマガスの一部が到達する時点（Ｔ１＋Δｔｉ＝Ｔ２＋Δｔｇ）から（２００ｎｓ＋τheat）以上継続するように、パルス電力供給手段１５および一対の電極（第１の電極１１および第２の電極１２）からなる放電回路を設定することにより、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式と比較してＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することが可能となる。
【０１８７】
従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式では、放電チャンネルの継続時間は長くとも１μｓ以下であり、さらに、初期プラズマをピンチしてＥＵＶ放射が継続する時間（図１０の期間Ａ）は長くとも２００ｎｓ以下であった。
発明者らの実験による検証の結果、本発明においては、放電チャンネルの継続時間を少なくとも１μｓ以上にしたとき、電流値がＩｐ以上またはＩｐ２以上である放電チャンネルが継続する時間を確実に２００ｎｓより長くすることができることが判明した。すなわち、放電チャンネルの継続時間を１μｓ以上に設定すると、確実にＥＵＶ放射の継続時間を、従来のＥＵＶ放射の継続時間（２００ｎｓ）より長くすることが可能となった。
なお非ピンチ方式の場合も閾値をＩｐ２となるように設定すれば、上記と同様のメカニズムでＥＵＶ放射のロングパルス化が実現されるので、詳細な説明は省略する。
【０１８８】
本発明では、プラズマのピンチ状態を維持するようにプラズマ電流波形を制御する特許文献６、７におけるＥＵＶ放射のロングパルス化方法のように、放電空間に大電流を流す必要がない。また、ピンチ効果を維持するために、図４０（ａ）に示すようにプラズマ電流Ｉの波形を変化させる必要がないので、本方式における放電電流（プラズマ電流）波形は変極点を有さない。
【０１８９】
（３）エネルギービーム（レーザビーム）の照射タイミング
上記したＥＵＶ発生手順では、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点以降に低温プラズマガスの少なくとも一部が細い放電チャンネルに到達しているように、レーザビームが高温プラズマ原料へ照射されるタイミングを設定している。
ここで、放電発生後放電電流の値が閾値Ｉｐに到達する時点以前に低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達している場合（ケースＡ）、あるいは、放電発生前に低温プラズマガスの少なくとも一部が、放電後に放電チャンネルが生成される領域に到達している場合（ケースＢ）を考える。
ケースＡやケースＢにおいては、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達するまでは、低温プラズマの加熱が十分に行われず、結果として、ＥＵＶ発光に寄与しない低温プラズマの割合が増えることになり、ＥＵＶ放射効率が低下してしまう。
【０１９０】
また、ケースＡやケースＢにおいては、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達するまでの間に放電後放電チャンネルが生成される領域に、定常流として選択的に供給された高温プラズマ原料である低温プラズマガスが膨張して密度が低下してしまう。よって、放電領域における高温プラズマ原料の密度は、図３８のピンチの初期条件に近づく。このような状態においては放電チャンネルの径が太くなるので、放電チャンネルを細くして高温プラズマとするためには、放電電流としては大電流が必要となる。
特に、ケースＢにおいては、放電前に低温プラズマガスが供給されるので、膨張して密度が低下した高温プラズマ原料ガスのガス放電により放電チャンネルが形成され、放電チャンネルの径はケースＡよりも太くなる。よって、放電チャンネルを細くし、ピンチ効果により初期プラズマを高温プラズマとするためには、ＤＰＰ方式と同様、ある程度大パワーで、高速短パルスの電流パルスが必要となる（図３８の経路２に近くなる）。
【０１９１】
本発明においては、上記したように、放電チャンネルの継続時間を長くするように放電回路を形成しているので、ケースＢにおいて必要とされる電流パルスを実現することは困難となる。
よって、少なくとも放電が開始したあと（ケースＡ）、好ましくは、図３２に示すように、放電電流の値が閾値Ｉｐに到達した時点以降に低温プラズマガスの少なくとも一部が細い放電チャンネルに到達しているように、レーザビームが高温プラズマ原料へ照射されるタイミングを設定することが重要となる。
【０１９２】
（４）原料供給システム
上記したように、本発明は、高温プラズマ原料にレーザビーム等のエネルギービームを照射して、ＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガス（プラズマ内のイオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）を生成し当該低温プラズマを放電領域に供給する。図３１では、高温プラズマ原料が固体金属である例を模式的に示しているが、上記したように、高温プラズマ材料は液体状態でもよい。
固体状の高温プラズマ原料を用いて低温プラズマガスを放電領域に供給する原料供給システムの構成例としては、例えば図３１に模式的に示すように、放電領域の近傍の所定領域に固体金属（例えば、Ｓｎ）を設置してレーザビームを照射するように構成する。
その他の例としては、ワイヤー状に成形した高温プラズマ原料を２組のリールを用いて、レーザビームが照射されたとき生成される低温プラズマガスが所定領域に到達できる空間に供給して、当該ワイヤー状の高温プラズマ原料にレーザビームを照射するように構成する。
【０１９３】
一方、液体状の高温プラズマ原料を用いて低温プラズマガスを放電チャンネルに供給する原料供給システムの構成例としては、例えば、液体状の高温プラズマ原料、ドロップレット状にして、レーザビームが照射されたとき生成される低温プラズマガスが所定領域に到達できる空間に向けて滴下して供給し、上記ドロップレット状の高温プラズマ原料が上記空間に到達したときレーザビームを当該ドロップレット状の高温プラズマ原料に照射するように構成する。
なお、固体状の高温プラズマ原料を用いる例として、特許文献６に記載されているように、電極自体を固体の高温プラズマ原料（例えば、Ｌｉ）で構成し、当該電極にレーザビームを照射して低温プラズマガスを生成し当該低温プラズマガスを放電チャンネルに供給することも考えられる。
【０１９４】
また、液体状の高温プラズマ原料を用いる例として、特許文献４に記載されているような構造が考えられる。すなわち、電極を回転電極構造とし、加熱された溶融金属（ｍｅｔａｌ  ｍｅｌｔ）である液体状高温プラズマ原料をコンテナに収容する。そして回転電極の一部（周辺部）が液体状高温プラズマ原料を収容する上記コンテナの中に浸されるように配置する。そして、電極を回転させることにより、電極の周辺部表面に付着した液体状高温プラズマ原料が放電領域に輸送される。この輸送された液体状高温プラズマ原料にレーザビームを照射することにより低温プラズマガスが生成され、当該低温プラズマが放電チャンネルに供給される。
しかしながら、この構成は高温プラズマ原料を放電領域内に配置するものであり、このような方式に基づく低温プラズマガスの生成および放電チャンネルへの供給は、以下の理由で好ましくない。
特許文献４、６に記載されている構成の場合、レーザビームが電極表面に照射した際に生成されるプラズマ（あるいは中性蒸気）が媒介となって放電が開始される。よって、低温プラズマガスの供給は放電に先立って行われることになり、上記したようにＥＵＶ発光に寄与しない低温プラズマの割合が増えることになり、ＥＵＶ放射効率が低下してしまう。
【０１９５】
また、放電前に低温プラズマガスが供給されるので、膨張して密度が低下した高温プラズマ原料ガス放電により放電チャンネルが形成され、放電チャンネルの径は太くなる。よって、放電チャンネルを細くして高温プラズマを形成するためには、ある程度大パワーの電流が必要となってしまう。
また、低温プラズマガスの放電チャンネルへの供給は、レーザビームの照射による供給に加えて、放電の進展に伴う駆動電流による電極の温度上昇で電極自身（あるいは、電極に付着している液体状高温プラズマ原料）が蒸発することによる供給もある。
よって、低温プラズマガスのパラメータは放電電流に依存して時々刻々変化し、ＥＵＶ放射の出力は変動する。また、放電中の放電チャンネルの変動により、高温プラズマの位置が変動してしまい、見かけ上高温プラズマのサイズが大きくなってしまう。
上記した不具合は、高温プラズマ原料と電極とが一体化し、低温プラズマガスの供給がレーザビームの照射と放電電流（プラズマ電流）の両方に依存することになるために発生するものである。
【０１９６】
よって、本発明においては、高温プラズマ原料と電極とは別体であって、低温プラズマガスの供給がレーザビームの照射のみに依存し、放電電流から独立している。すなわち、図３１に示す構成例やその他既述の構成例（ワイヤ状、ドロップレット状）のように、低温プラズマガスの供給制御と電極間を流れる駆動電流の制御とが互いに独立であるように、原料供給システムを構成する。
【０１９７】
（５）整流機構
上記したように、低温プラズマガスは、電極間で放電が発生後、放電電流の自己磁場で細くなった放電チャンネルに対して選択的に供給するように構成される。通常、レーザビームの照射により固体材料もしくは液体材料から噴出する材料蒸気は、三次元方向に膨張しながら進行する。よって、固体もしくは液体の高温プラズマ原料にレーザビームを照射して低温プラズマガスを噴出させる際は、噴出する低温プラズマガスのフローを整流して、指向性が良好なフローを構成し、当該フローが細い放電チャンネル付近に集中して連続供給されるよう設定する。
上記噴出する低温プラズマガスのフローを整流するための整流機構としては、前記図２３〜図２５に示してものを用いることができる。また、図２６のように構成してもよい。  
【０１９８】
（６）電極位置、高温プラズマ原料位置、エネルギービーム（レーザビーム）照射位置の相互関係
上記したように、本発明においては、レーザビームによって低温プラズマガスを放電チャンネルに到達させる。その位置関係は、例えば前記図４に示したようになる。
すなわち、板状の一対の電極１１，１２が所定間隔離間して配置される。放電チャンネルは一対の電極１１，１２の離間空間に位置する放電領域内に生成される。
レーザビーム２３の高温プラズマ原料２１への照射により気化し、生成された低温プラズマガス２１’は、レーザビームが入射する方向側に広がる。そのため、レーザビーム２３を、高温プラズマ原料２１の放電領域に対面する面に対して照射することにより、低温プラズマガス２１’は、放電領域に生成される放電チャンネルに供給される。
【０１９９】
前述したように、レーザビームの照射により放電チャンネルに供給された低温プラズマガスのうち、高温プラズマ形成に寄与しなかったものの一部、あるいは、高温プラズマ形成の結果分解生成する原子状ガスのクラスタの一部は、デブリとしてＥＵＶ光源装置内の低温部と接触し、堆積する。
ここで図４（ｂ）に示すように、高温プラズマ原料２１が一対の電極１１，１２に対してＥＵＶ集光鏡２を臨まない空間側に供給された場合、前述したように、レーザビーム２３の照射により生成した低温プラズマガス２１’は、放電チャンネルおよびＥＵＶ集光鏡２の方向に広がり、ＥＵＶ集光鏡２に対してデブリが放出される。そこで、図４（ａ）に示すように、高温プラズマ原料２１を一対の電極１１，１２とＥＵＶ集光鏡２との間の空間であり、かつ、放電領域近傍の空間に対して配置することが好ましい。
このように配置された高温プラズマ原料２１に対し、レーザビーム２３を上記のように高温プラズマ原料表面の放電領域に面する側に対して照射すると、低温プラズマガス２１’は放電領域の方向に広がるが、ＥＵＶ集光鏡２の方向に広がらない。
【０２００】
なお、図５に示したように、高温プラズマ原料２１を、光軸に対して垂直な平面上の空間であり、かつ、放電領域近傍に対して配置し、レーザビーム２３を光軸と垂直な方向から高温プラズマ原料２１に対して照射するようにしても、低温プラズマガス２１’はＥＵＶ集光鏡２の方向には広がらない。よって、高温プラズマ原料２１へのレーザビームの照射、および、電極１１，１２間で発生する放電により生成するデブリは、ＥＵＶ集光鏡２に対してほとんど進行しない。
【０２０１】
（７）原料気化用エネルギービームのエネルギー
前述したように、レーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電チャンネルに到達するまでの時間Δｔｇは、放電チャンネルと高温プラズマ原料の位置、高温プラズマ原料へのレーザビームの照射方向、レーザビームの照射エネルギーに依存し、これらのパラメータを適宜設定することにより、所定の時間に設定される。
【０２０２】
以上説明したように、本実施例のロングパルス化したＥＵＶ発生方法は、予め、放電領域に細い放電チャンネルを生成し、放電領域外から、この細い放電チャンネルに対してＥＵＶ放射条件に相当するイオン密度あって電子温度の低い低温プラズマガス（イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）の定常流を選択的に供給する。
ここで、低温プラズマガスの供給タイミングは、放電電流の値が所定の閾値（ＩｐまたはＩｐ２）に到達した時点以降で、低温プラズマガス（イオン密度が１０17〜１０20ｃｍ-3程度、電子温度が１ｅＶ以下程度）が細い放電チャンネルに到達するように設定する。  その結果、低温プラズマガスに放電が作用し、図９の経路ＩＩを通過してＥＵＶ放射条件を満たす高温プラズマが形成されＥＵＶ放射が発生する。
【０２０３】
ここで、放電チャンネルに対して低温プラズマガスを供給し、ＥＵＶの放射は、図６の（ＩＩ）の経路を経て実現されるので、放電電流は従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流である必要はなく、比較的小電流を放電領域に流してもＥＵＶ放射が可能となる。また、従来のように、放電電流の高速短パルス化を実施せずとも、効率的にプラズマにエネルギーを入力することが可能となる。よって、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能となる。
ＥＵＶ放射は、ある程度細い放電チャンネルが持続する間継続する。よって、放電電流パルスが従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式より長くなるように放電回路を構成して放電電流パルスをロングパルス化することにより、細い放電チャンネルの持続時間を従来と比較して長くすることが可能となり、その結果ＥＵＶ放射のロングパルス化が実現される。
【０２０４】
マルチピンチ方式において、閾値Ｉｐは、電流の自己磁場による圧縮圧力をＰB 、プラズマの圧力Ｐp とするとき、前記（１０４）式に示したようにＰB ≫Ｐp となるように設定される。
すなわち、閾値Ｉｐは自己磁場により低温プラズマガスを十分圧縮可能な電流値となる。なお、上記閾値Ｉｐは、低温プラズマガスの電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。ここで、放電電流の値がＩｐとなった時点において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は十分細くなっている。
【０２０５】
細い放電チャンネルへの低温プラズマガスの連続的な供給により、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。このとき、細い放電チャンネルの径は、細くなったり広くなったり脈動状の挙動を示すが相対的に細い状態に保たれる。
このような低温プラズマガスのピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果の繰り返しは、放電電流が継続している間持続する。
上記したように、本発明では、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能であり、連続的なピンチもしくは自己磁場による閉じ込め効果を長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる（マルチピンチ方式）。
【０２０６】
また、非ピンチ方式において、閾値Ｉｐ２は、前記（１０５）式に示したようにＰB ≧Ｐp となるように設定される。すなわち、閾値Ｉｐ２は自己磁場により低温プラズマガスを弱く圧縮する（低温プラズマガスが膨張してイオン密度が減少しない程度に維持される）電流値となる。なお、上記閾値Ｉｐ２は、低温プラズマガスの電子温度を２０〜３０ｅＶもしくはそれ以上に加熱することが可能なエネルギーを有する電流値でもある。ここで、放電電流の値がＩｐ２となった時点において、放電領域を流れる放電チャンネルの径は細くなっている。
【０２０７】
細い放電チャンネルへの低温プラズマガスの連続的な供給により、低温プラズマガスは、膨張してイオン密度が減少しない程度に維持された状態で加熱されて高温プラズマとなり、この高温プラズマからＥＵＶが放射される。
このような低温プラズマガスのイオン濃度を維持しながら加熱は、放電電流が継続している間持続する。上記したように、本発明では、放電電流パルスを従来と比較して長く設定することが可能であり、低温プラズマの加熱を持続してＥＵＶ放射に必要なプラズマの温度および密度を長期間維持することができるので、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる（非ピンチ方式）。
なお、非ピンチ方式においては、放電チャンネルの径がマルチピンチ方式よりも大きいので、高温プラズマのサイズもマルチピンチ方式より大きくなる。
【０２０８】
発明者らの実験による検証の結果、本発明においては、放電チャンネルの継続時間を少なくとも１μｓ以上にしたとき、電流値がＩｐ以上またはＩｐ２以上である放電チャンネルが継続する時間を確実に２００ｎｓより長くすることができることが判明した。すなわち、放電チャンネルの継続時間を１μｓ以上に設定すると、確実にＥＵＶ放射の継続時間を、従来のＥＵＶ放射の継続時間（２００ｎｓ）より長くすることが可能となった。
上記したように、放電電流は従来のＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式のような大電流である必要はなく、また、放電電流の高速短パルス化を実施する必要はない。従って、電極に与える熱負荷を従来と比較して小さくすることが可能となり、デブリの発生を抑制することが可能となる。
また、本発明においては、従来のロングパルス化技術のように、高温プラズマのピンチ状態を維持するようにプラズマ電流波形を制御する必要がないので、放電空間に大電流を流す必要がない。また、ピンチ効果を維持するために、プラズマ電流の波形を変化させる必要がないので、高精度な電流制御を必要としない。すなわち、本方式における放電電流（プラズマ電流）波形は変極点を有さない。
【０２０９】
また、低温プラズマガスの供給制御と電極間を流れる駆動電流の制御とが互いに独立であるように、原料供給システムを構成することが好ましい。
このように構成することにより、低温プラズマの供給が放電電流（プラズマ電流）の影響を受けないので、ＥＵＶ放射の安定性が向上する。
さらには、高温プラズマ原料を一対の電極とＥＵＶ集光鏡との間の空間に配置（もしくは供給）し、レーザビームを高温プラズマ原料表面の放電領域に面する側に対して照射することが望ましい。
このようにすることにより、低温プラズマガスは放電領域の方向に広がるが、ＥＵＶ集光鏡の方向に広がらない。よって、デブリがＥＵＶ集光鏡に進行するのを抑制することが可能となる。
【０２１０】
次に、ロングパルス化したＥＵＶ光源装置の具体的に構成例について説明する。
上記したように、本実施例のＥＵＶ放射方法は、予め規定した細い放電チャンネルに、定常的に低温プラズマガスを供給し、放電電流パルス幅を従来より長く設定することによりＥＵＶ放射のパルス幅をロングパルス化するものである。
よって、真空アーク放電は、低温プラズマガスが到達した時点から徐々にガス放電へと移行する。すなわち、最終的にはガス放電の細い放電チャンネルが確立し、当該ガス放電の細い放電チャンネルに対して選択的に低温ガスプラズマが供給される。
ここで、ガス放電の放電チャンネルの形成位置は、必ずしも真空アークの放電チャンネルが形成された位置と同一というわけではない。真空アーク放電からガス放電へと移行するにつれ、ガス放電チャンネルの位置が変動する場合がある。
【０２１１】
すなわち、ガス放電の放電チャンネルは、真空アーク放電の放電チャンネル位置の近傍に形成されるものの、ガス放電チャンネルの位置の安定性は必ずしも高精度というわけではない。
ＥＵＶ光源を露光用光源として使用する場合は、ＥＵＶ放射源の高い安定性が要求される。すなわち、ガス放電における放電チャンネルの位置安定性の更なる高精度化が求められる。
【０２１２】
図３３は本実施例における電極間の放電の始動の様子を示す図であり、本実施例では、電極間の放電の始動を低温プラズマガスの少なくとも一部が到達した時点で行う。
図３３に示すように、高温プラズマ原料に第１のレーザビームを照射して生成した低温プラズマガスの一部が放電領域に到達し、放電領域がある程度濃度が低い低温プラズマガスで満たされた状態になった時点で、第２のレーザビームを放電領域の所定に位置に集光して放電を始動する。上記したように、放電領域内は濃度の低い低温プラズマガスで満たされているので、この時点における放電はガス放電となる。
ここで、第２のレーザビームの焦点近傍では、電子放出により導電率が増加している。よって、ガス放電の放電チャンネルの位置がレーザ焦点を設定した位置に画定される。すなわち、ガス放電の位置は、第２のレーザビームにより画定される。
このように本実施例に示すＥＵＶ放射方式においては、ガス放電の放電チャンネル自体の位置を画定しているので、ガス放電における放電チャンネルの位置安定性の高精度化が実現することができる。
【０２１３】
（８）本発明におけるロングパルス化したＥＵＶ光源装置の実施例
図３４、図３５に、本発明の極端紫外光（ＥＵＶ）発生方法を採用したＥＵＶ光源装置の実施例を示す。
図３４は上記ＥＵＶ光源装置の構成図であり、ＥＵＶ放射は同図右側から取り出される。図３５は、図３４における電力供給手段の構成例である。
図３４に示す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内には、上記した低温プラズマガスにパワーを入力して高温プラズマを生成する放電空間１ａ、および、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７より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導くＥＵＶ光集光空間１ｂを有する。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により減圧雰囲気とされる。
【０２１４】
以下、各部の構成について説明する。
（ａ）放電部
放電部１ａは、金属製の円盤状部材である第１の放電電極１１と、同じく金属製の円盤状部材である第２の放電電極１２とが絶縁材１１０を挟むように配置された構造である。第１の放電電極１１の中心と第２の放電電極１２の中心とは略同軸上に配置され、第１の放電電極１１と第２の放電電極１２は、絶縁材１１０の厚みの分だけ離間した位置に固定される。ここで、第２の放電電極１２の直径は、第１の放電電極１１の直径よりも大きい。なお、第１の放電電極１１と第２の放電電極１２は回転するので、以下では、回転電極と呼ぶこともある。
【０２１５】
第２の放電電極１２には、モータ２２ａの回転シャフト（回転軸）２２ｅが取り付けられている。ここで、回転シャフト２２ｅは、第１の放電電極１１の中心と第２の放電電極１２の中心が回転シャフト２２ｅの略同軸上に位置するように、第２の放電電極１２の略中心に取り付けられる。
回転シャフト２２ｅは、例えば、メカニカルシール２２ｃを介してチャンバ１内に導入される。メカニカルシール２２ｃは、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転シャフト２２ｅの回転を許容する。
第２の放電電極１２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２２ｇおよび第２の摺動子２２ｈが設けられている。第２の摺動子２２ｈは第２の放電電極１２と電気的に接続される。一方、第１の摺動子２２ｇは第２の放電電極１２を貫通する貫通孔２２ｉを介して第１の放電電極１１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１１と電気的に接続される第１の摺動子２２ｇと第２の放電電極１２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。
【０２１６】
第１の摺動子２２ｇと第２の摺動子２２ｈ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、パルス電力供給手段１５と接続される。パルス電力供給手段１５は、第１の摺動子２２ｄ、第２の摺動子２２ｅを介して、第１の放電電極１１と第２の放電電極１２との間に電力を供給する。
すなわち、モータ２２ａが動作して第１の放電電極１１と第２の放電電極１２とが回転していても、第１の放電電極１１と第２の放電電極１２との間には、第１の摺動子２２ｇ、第２の摺動子２２ｈを介して、パルス電力供給手段１５より電力が印加される。
【０２１７】
パルス電力供給手段１５は、図３１に示すように、ＰＦＮ回路部を含み、負荷である第１の放電電極１１と第２の放電電極１２との間に、例えば、比較的パルス幅の長いパルス電力を印加する。なお、電力供給手段１５から第１の摺動子２２ｇ、第２の摺動子２２ｈ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、電力供給手段から第１の摺動子、第２の摺動子との電気的接続を可能とする。
金属製の円盤状部材である第１の放電電極１１、第２の放電電極１２の周辺部は、エッジ形状に構成される。後で示すように、電力供給手段１５より第１の放電電極１１、第２の放電電極１２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。放電が生ずると、両電極は高温となるので、第１の放電電極１１、第２の放電電極１２は、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金属からなる。また、絶縁材２０ｃは、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド等からなる。
ＥＵＶ放射を発生させるために放電を発生させる際、第１および第２の放電電極１１，１２を回転させる。これにより、両電極において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１１，１２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、放電電極の長寿命化が可能となる。
【０２１８】
（ｂ）電力供給手段
図３５に電力供給手段１５の等価回路の構成例を示す。図３５に示す電力供給手段１５の等価回路は、充電器ＣＨ１、固体スイッチＳＷ、コンデンサＣとコイルＬの組をｎ段に縦続接続したＬＣ分布定数回路構成のＰＦＮ回路部、スイッチＳＷ１とから構成される。  電力供給手段の動作例は以下の通りである。まず、充電器ＣＨ１の設定充電電圧が所定値Ｖｉｎに調整される。そして、固体スイッチＳＷがｏｎとなったとき、ＰＦＮ回路部を構成するｎ個のコンデンサＣが充電され、スイッチＳＷ１がｏｎになると第１の主放電電極、第２の主放電電極間に電圧が印加される。
その後、電極間で放電が発生すると、電極間に電流が流れる。ここで、各コンデンサＣと負荷とが作る回路ループは、それぞれインダクタンスが異なるので、各回路ループを流れる電流の周期は互いに相違する。電極間を流れる電流は各回路ループを流れる電流を重畳したものであるので、結果的に、電極間には、パルス幅の長い電流パルスが流れる。
【０２１９】
（ｃ）低温プラズマガス供給手段
図３４において、低温プラズマガスを供給する手段は、高温プラズマ原料２１、この高温プラズマ原料２１にレーザビーム２３を照射するレーザ源２３ａ、レーザビームが照射された高温プラズマ原料２１から噴出される低温プラズマガスを指向性のよい定常流に整流する整流手段である高速噴射用ノズル６０ｂとから構成される。  
高温プラズマ原料２１は、後で述べるＥＵＶ集光鏡２の光軸に対して略垂直な平面上の空間であって、第１の放電電極１１、第２の放電電極間１２の放電領域の近くに配置される。高速噴射用ノズル６０ｂは、ノズルから噴出される低温プラズマガスが、放電領域内の細い放電チャンネルが生成される領域へ選択的に供給されるように、配置が設定される。
このように高温プラズマ原料２１および高速噴射用ノズル６０ｂを配置することにより、放電チャンネルに供給される低温プラズマガスは、ＥＵＶ集光鏡２の方向には広がらない。よって、高温プラズマ原料２１へのレーザビーム２３の照射、および、電極間で発生する放電により生成するデブリは、ＥＵＶ集光鏡２に対してほとんど進行しない。
【０２２０】
高速噴射用ノズル６０ｂは、図２４（ａ）に示したように内部に狭窄部が設けられた筒状の部材である。高速噴射用ノズル内を通過したレーザビーム２３が高温プラズマ原料２１に照射されると、高温プラズマ原料２１は気化し、低温プラズマガスを生成する。ここで、高速噴射用ノズル６０ｂ内部に狭窄部が設けられているので、当該狭窄部と、高温プラズマ原料のレーザビームが照射される部分との間の空間内は、低温プラズマガスにより圧力が急激に上昇する。そして、低温プラズマガスは、狭窄部の開口部分から加速され、かつ、指向性のよい高速ガス流として噴射される。ここで、高速ガス流の噴射方向は、高速噴射用ノズルの方向に依存する。すなわち、気化原料の進行方向は、レーザビームの高温プラズマ原料への入射方向には依存しない。
【０２２１】
レーザ源２３ａから放出されるレーザビーム２３は、ハーフミラー２３ｅ、集光手段２３ｃ、チャンバ１に設けられた入射窓部２３ｄを介して、高温プラズマ原料２１に入射される。
また、第２レーザ源２４ａから放出される第２のレーザビーム２４の波長は、上記したハーフミラー２３ｅを透過する波長域に設定され、第２のレーザビーム２４は、ハーフミラー２３ｅを透過し、集光手段２３ｃ、チャンバ１に設けられた入射窓部２３ｄを介して、放電空間の所定の位置に集光される。
略４５度に傾けて配置したハーフミラー２３ｅに対し、波長をハーフミラーの反射波長に設定した第１のレーザビーム２３を反射させる。そして、波長をハーフミラー２３ｅの透過波長に設定した第２のレーザビーム２４のハーフミラー２３ｅへの入射方向を、第１のレーザビーム２３の反射方向とほぼ同じ方向にすることにより、チャンバ１に設ける入射窓部２３ｄを１つにすることが可能となる。
第１のレーザビーム２３を放出する第１のレーザ源２３ａ、第２のレーザビームを放出する第２のレーザ源２４ａとしては、例えば、Ｑスイッチ式ＮＤ+ −ＹＡＧレーザ装置が用いられる。第１のレーザビーム２３の波長、第２のレーザビーム２４の波長のいずれか一方は、例えば、波長変換素子により波長変換される。
【０２２２】
前述したように、高温プラズマ原料２１に第１のレーザビーム２３を照射して生成した低温プラズマガスの一部が放電領域に到達し、放電領域がある程度濃度が低い低温プラズマガスで満たされた状態になった時点で、第２のレーザビーム２４を放電領域の所定に位置に集光して放電を始動する。
したがって、放電に先立って第１のレーザビーム２３を高温プラズマ材料２１に照射する必要があり、第１の放電電極１１と第２の放電電極１２との間に電力供給手段１５から高電圧が印加された状態で第１のレーザビーム２３を高温プラズマ材料２１に照射した場合、第１のレーザビーム２３のトリガにより放電が発生してしまうことがある。そのため、第１の放電電極と第２の放電電極との間への高電圧の印加は、第１のレーザビームが第１のレーザ源から放出された後に行う必要がある。
【０２２３】
（ｄ）ＥＵＶ放射集光部
放電空間１ａにより放出されるＥＵＶ放射は、ＥＵＶ放射集光空間１ｂに設けられた斜入射型のＥＵＶ集光鏡２により集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部７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２は、例えば、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、図３４において、放電空間１ａがＥＵＶ光集光空間１ｂより大きいように示されているが、これは理解を容易にするためであり、実際の大小関係は図３４の通りではない。実際は、ＥＵＶ光集光空間１ｂが放電空間１ａより大きい。
【０２２４】
（ｅ）デブリトラップ
上記した放電空間１ａとＥＵＶ光集光空間１ｂとの間には、ＥＵＶ集光鏡２のダメージを防ぐために、高温プラズマと接する第１、第２の放電電極１１，１２の周辺部が高温プラズマによってスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、放射種であるＳｎまたはＬｉに起因するデブリ等を捕捉してＥＵＶ光のみを通過させるためのデブリトラップが設置される。
図３４に示すＥＵＶ光源装置においては、デブリトラップとしてホイルトラップ３が採用されている。ホイルトラップ３については、例えば、特許文献８に「フォイルトラップ」として記載されている。ホイルトラップは、高温プラズマから放射されるＥＵＶを遮らないように、高温プラズマ発生領域の径方向に設置される複数のプレートと、そのプレートを支持するリング状の支持体とから構成されている。ホイルトラップ３は、放電空間１ａとＥＵＶ集光鏡２との間に設けられる。ホイルトラップ３内は、周囲の雰囲気より圧力が増加しているので、ホイルトラップを通過するデブリは、当該圧力の影響により運動エネルギーを減少する。よって、ＥＵＶ集光鏡にデブリが衝突する際のエネルギーが減少して、ＥＵＶ集光鏡のダメージを減少させることが可能となる。
【０２２５】
以下、図３６、図３７を用いて、上記したＥＵＶ光源装置の動作について説明する。例として、マルチピンチ方式を例に取る。
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、時間データΔｔｄ、Δｔｇ、Δｔｓ、γ、δを記憶している。
Δｔｄは、電力供給手段１５のスイッチング手段であるＳＷ１にトリガ信号が入力した時点（時刻Ｔｄ）から、スイッチング手段がｏｎ状態とって電極間電圧が閾値Ｖｐに到達するまでの時間である。Δｔｇは、第１のレーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電領域に到達するまでの時間である。Δｔｓは、低温プラズマガスの少なくとも一部が放電領域に到達した時点を基準として、放電領域における低温プラズマガスの密度がレーザトリガによるガス放電を始動可能な範囲内である時間である。
一方、γ、δは補正時間であり、詳細は後で説明する。
【０２２６】
一般に、放電電極１１，１２に印加される電圧Ｖが大きいと、放電電極１１，１２間の電圧波形の立ち上がりは速くなる。よって、上記したΔｔｄは、放電電極１１，１２に印加される電圧Ｖに依存することになる。ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、予め実験等で求めた電圧Ｖと時間Δｔｄとの関係をテーブルとして記憶している。
更に、制御部２６は、パルス電力供給手段１５のスイッチング手段であるスイッチＳＷ１に主トリガ信号が出力される時点から、スイッチング手段がｏｎとなる時点までの遅延時間ｄ１を記憶している。
【０２２７】
まず、ＥＵＶ光源装置の制御部２６からのスタンバイ指令が、排気装置５、モータ２２ａに送信される（図３６のステップＳ５０１、図３７のＳ６０１）。
スタンバイ指令を受信した、排気装置５は動作を開始する。すなわち、排気装置５が動作し、チャンバ１内が減圧雰囲気となる。また、モータ２２ａが動作して、第１の回転（放電）電極１１、第２の回転（放電）電極１２が回転する。以下、上記した動作状態を総称してスタンバイ状態と呼ぶ（図３６のステップＳ５０２、図３７のＳ６０２）。
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、露光装置の制御部２７にスタンバイ完了信号を送信する（図３６のステップＳ５０３、図３７のＳ６０３）。
スタンバイ完了信号を受信した露光装置の制御部２７より、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、発光指令を受信する。なお、ＥＵＶ放射の強度を露光装置側がコントロールする場合、本発光指令には、ＥＵＶ放射の強度データも含まれる。（図３６のステップＳ５０４、図３７のＳ６０４）。
【０２２８】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、充電制御信号を電力供給手段１５の充電器ＣＨ１に送信する。充電制御信号は、例えば、放電開始タイミングデータ信号等からなる。上記したように、露光装置の制御部２７からの発光指令にＥＵＶ放射の強度データが含まれる場合、電力供給手段１５のＰＦＮ回路部の各コンデンサＣの充電電圧データ信号も上記充電制御信号に含まれる。
例えば、予め、ＥＵＶ放射強度と各コンデンサＣへの充電電圧との関係が実験等により求められ、両者の相関を格納したテーブルが作成される。ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、このテーブルを記憶しており、露光装置の制御部２７から受信した発光指令に含まれるＥＵＶ放射の強度データに基づき、テーブルよりＰＦＮ回路部の各コンデンサＣの充電電圧データを呼び出す。そして呼び出した充電電圧データに基づき、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、各コンデンサＣへの充電電圧データ信号を含む充電制御信号を電力供給手段の充電器ＣＨ１に送信する（図３６のステップＳ５０５、図３７のＳ６０５）。
充電器ＣＨ１は上記したように各コンデンサＣの充電を行う。（図３６のステップＳ５０６）。
【０２２９】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、第１レーザ源２３ａへの第１トリガ信号を出力するタイミングを基準として、電力供給手段１５のスイッチＳＷ１に主トリガ信号を出力するタイミングを計算する。上記タイミングは、予め記憶している時間データｄ１に基づき決定する。また、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、第１レーザ源２３ａへの第１トリガ信号を出力するタイミングを基準として、第２レーザ源２４ａに第２トリガ信号を出力するタイミングを計算する。上記タイミングは、予め記憶している時間データｄ１、Δｔｇ、Δｔｓ、Δｔｄに基づき決定する（図３６のステップＳ５０７、図３７のＳ６０６）。
【０２３０】
なお、実際には、第１レーザ源２３ａに第１トリガ信号を出力し第１レーザ源２３ａから第１のレーザビームが放出される時点ＴＬ１を基準として、電力供給手段１５のスイッチング手段であるスイッチＳＷ１がｏｎとなる時点Ｔｄ、第２レーザ源から第２のレーザビームが放出される時点ＴＬ２を設定することが望ましい。
本実施例では、電力供給手段１５のスイッチング手段に主トリガ信号を出力する時点Ｔｄ´から、当該主トリガ信号がパルス電力供給手段１５のスイッチング手段に入力してスイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄまでの遅延時間ｄ１を予め求めておく。そして、電力供給手段１５のスイッチング手段に主トリガ信号を出力した時点Ｔｄ´を上記遅延時間ｄ１で補正して、スイッチング手段がｏｎとなる時点Ｔｄを求める。
【０２３１】
一方、第１トリガ信号が送出される時点ＴＬ１´から第１のレーザビームが照射されるまでの遅延時間ｄ２は、第１のレーザ源２３ａがＱスイッチ式Ｎｄ+ −ＹＡＧレーザの場合、ｎｓオーダーと無視できる程小さいので、ここでは考えない。また、第２トリガ信号が送出される時点ＴＬ１´から第１のレーザビーム２３が照射されるまでの遅延時間ｄ３は、第１のレーザ源２３ａがＱスイッチ式Ｎｄ+ −ＹＡＧレーザの場合、ｎｓオーダーと無視できる程小さいので、ここでは考えない。すなわち、時点ＴＬ１´＝ＴＬ１、時点ＴＬ２´＝ＴＬ２と見なす。
【０２３２】
すなわち、第１レーザ源２３ａに第１トリガ信号を出力した時点ＴＬ１´を基準として、電力供給手段１５のスイッチＳＷ１に主トリガ信号を出力するタイミングＴｄ´、第２レーザ源２４ａに第２トリガ信号を出力する時点ＴＬ２´を設定することにより、実質的に、第１レーザ源２３ａから第１のレーザビームが放出される時点ＴＬ１を基準とした電力供給手段１５のスイッチング手段であるスイッチＳＷ１がｏｎとなる時点Ｔｄ、第２レーザ源２４ａから第２のレーザビームが放出される時点ＴＬ２の設定が実現される。
【０２３３】
第１トリガ信号を送信する時点ＴＬ１´を基準とするとき、電力供給手段１５のスイッチＳＷ１に主トリガ信号を出力するタイミングＴｄ´は以下のように求められる。
本実施例では、高温プラズマ原料２１に第１のレーザビーム２３を照射して生成した低温プラズマガスの一部が放電領域に到達し、放電領域がある程度濃度が低い低温プラズマガスで満たされた状態になった時点で、第２のレーザビーム２４を放電領域の所定に位置に集光して放電を始動する。
よって、放電に先立って第１のレーザビーム２３を高温プラズマ材料２１に照射する必要がある。ここで、負荷である第１の放電電極１１と第２の放電電極１２との間に電力供給手段から高電圧が印加された状態で第１のレーザビーム２３を高温プラズマ材料２１に照射した場合、第１のレーザビーム２３は放電領域近傍を通過するので、第１のレーザビーム２３のトリガにより放電が発生してしまうことがある。すなわち、第１のレーザビーム２３の一部が放電電極１１，１２に照射された場合、照射された放電電極から熱電子が放出され放電が始動する。
そのため、第１の放電電極１１と第２の放電電極１２との間への高電圧の印加は、第１のレーザビーム２３が第１のレーザ源２３ａから放出された後に行う必要がある。
【０２３４】
すなわち、電力供給手段１５のスイッチング手段であるスイッチＳＷ１がｏｎとなる時点Ｔｄは、第１レーザ源２３ａから第１のレーザビーム２３が放出される時点ＴＬ１を基準とするとき、Ｔｄ≧ＴＬ１…（３０）となる。
よって、第１トリガ信号を送信する時点ＴＬ１´を基準としたときの電力供給手段のスイッチＳＷ１への主トリガ信号送出タイミングＴｄ´は、
Ｔｄ´＋ｄ１≧ＴＬ１´＋ｄ２                                        （３１）
となる。ここで、遅延時間ｄ２は無視できる程小さいので、上記主トリガ信号送出タイミングＴｄ´は
Ｔｄ´＋ｄ１≧ＴＬ１´                                              （３２）
となる。
【０２３５】
本実施例では、第１トリガ信号が送信され第１のレーザビーム２３が確実に放出されてから電圧が印加されるように、主トリガ信号が送信されスイッチＳＷ１がｏｎとなる時点Ｔｄが、第１レーザビーム２３が放出される時点ＴＬ１より幾分遅延するように設定するものとする。このときの遅延時間を補正時間γと定義し、式（３２）を変形すると
Ｔｄ´＋ｄ１＝ＴＬ１´＋γ                                          （３３）
となる。すなわち、第１トリガ信号を送信する時点ＴＬ１´を基準とするとき、電力供給手段のスイッチＳＷ１に主トリガ信号を出力するタイミングＴｄ´は
Ｔｄ´＝ＴＬ１´＋γ−ｄ１                                          （３４）
となる。
【０２３６】
主トリガ信号が送信されてスイッチＳＷ１がｏｎ状態となると、電極間電圧が上昇する。ここで放電は、電極間電圧がある閾値Ｖｐに到達した時点Ｔ１（＝Ｔｄ＋Δｔｄ）以降に発生させる必要がある。上記したように、閾値Ｖｐは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ｉｐ以上もしくはＩｐ２以上となる場合の電圧値である。
すなわち、閾値Ｖｐ未満で放電が発生した場合、放電電流のピーク値は、閾値ＩｐもしくはＩｐ２に到達しない。
本実施例においては、第２のレーザビームを放電領域の所定に位置に集光して放電を始動する。よって、第２のレーザビームの放出タイミングＴＬ２は、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時点Ｔ１以降に設定する必要がある。
すなわち、
ＴＬ２≧Ｔｄ＋Δｔｄ                                                （３５）
となる。
よって、第２のトリガ信号を送出するタイミングＴＬ２´と主トリガ信号を送出するタイミングＴｄ´との関係は、
ＴＬ２´≧Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ                                      （３６）
となる。
【０２３７】
一方、本実施例では、高温プラズマ原料２１に第１のレーザビーム２３を照射して生成した低温プラズマガスの一部が放電領域に到達し、放電領域がある程度濃度が低い低温プラズマガスで満たされた状態になった時点で、第２のレーザビーム２４を放電領域の所定に位置に集光して放電を始動する。上記したように、第１のレーザビーム２３の照射により高温プラズマ原料２１からは低温プラズマガスの定常流が発生する。
放電領域に低温プラズマガスの定常流の先頭が到着した時点（放電領域に低温プラズマガスの少なくとも一部が到達した時点）直後は、放電領域を占める低温プラズマガスの密度は小さく、第２のレーザビーム２４の照射によるレーザトリガによりガス放電プラズマが発生する。
しかしながら、定常流が流れ続けることにより、放電領域を占める低温プラズマガスの密度は時間の経過に伴って増加し、ある所定の値（例えば、イオン密度１０17ｃｍ3 〜１０20ｃｍ3 ）に到達する。この場合、第２のレーザビーム２４をトリガとしてもガス放電は発生しにくく、放電が発生しないか、あるいは、電圧の上昇による火花放電が発生する。すなわち、第２のレーザビーム２４による放電の始動が制御できず、放電チャンネルの位置を画定することはできない。
【０２３８】
よって、第２のレーザビーム２４の照射は、放電領域を占める低温プラズマガスの密度がある程度小さい時間帯に行う必要がある。
低温プラズマガスの少なくとも一部が放電領域に到達した時点を基準として、放電領域における低温プラズマガスの密度が、レーザトリガによるガス放電を始動可能な範囲内である時間をΔｔｓ、第１のレーザビームが高温プラズマ原料に照射された時点から低温プラズマガスの少なくとも一部が放電領域に到達するまでの時間をΔｔｇとするとき、第２のレーザビーム２４の放出タイミングＴＬ２は、以下の式を満足する必要がある。
ＴＬ１＋Δｔｇ≦ＴＬ２≦ＴＬ１＋Δｔｇ＋Δｔｓ                      （３７）
よって、第２のトリガ信号を送出するタイミングＴＬ２´と第１のトリガ信号を送出するタイミングＴＬ１´との関係は、
ＴＬ１´＋Δｔｇ≦ＴＬ２´≦ＴＬ１´＋Δｔｇ＋Δｔｓ                （３８）
となる。
【０２３９】
すなわち、第２のトリガ信号を送出するタイミングＴＬ２´は、以下の式を満足するように設定する必要がある。
ＴＬ２´≧Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ                                      （３６）
ＴＬ１´＋Δｔｇ≦ＴＬ２´≦ＴＬ１´＋Δｔｇ＋Δｔｓ                （３８）
ここで、理解を容易にするために、
ＴＬ２´＝Ｔｄ´＋ｄ１＋Δｔｄ                                      （３９）
とする。
（３９）式は、式（３４）を代入することにより、以下のようになる。
ＴＬ２´＝ＴＬ１´＋γ＋Δｔｄ                                      （４０）
【０２４０】
また、第２のトリガ信号を送出するタイミングＴＬ２´は、低温プラズマガスの少なくとも一部が放電領域に到達した時点ＴＬ１´＋Δｔｇから補正時間ε経過後（０＜ε＜Δｔｓ）の時点に一致するように設定することにする。
すなわち、
ＴＬ２´＝ＴＬ１´＋γ＋Δｔｄ                                      （４０）
ＴＬ２´＝ＴＬ１´＋Δｔｇ＋ε  （０＜ε＜Δｔｓ）                  （４１）
補正時間εと補正時間γとの関係は、
ε＝γ＋Δｔｄ−Δｔｇ                                              （４２）
となる。
【０２４１】
すなわち、本実施例では、第２トリガ信号の送出タイミングＴＬ２´を以下のように設定する。
ＴＬ２´＝ＴＬ１´＋Δｔｇ＋ε  （０＜ε＜Δｔｓ，ε＝γ＋Δｔｄ−Δｔｇ）                                                                          （４３）
第２トリガ信号の送出タイミングＴＬ２´を式（４３）のように設定することにより、第２のレーザビームは、電極間電圧がＶｐに到達し、かつ、放電領域における低温プラズマガスの密度がレーザトリガによるガス放電を始動可能な状態である時間範囲内に照射される。
【０２４２】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、各コンデンサＣの充電が安定するまでの時間であるチャージャ充電安定時間ｔｓｔが経過した時点以降の時点ＴＬ１´を設定し、当該時点ＴＬ１´時点において、第１レーザ源２３ａに対して第１トリガ信号を送信する（図３６のステップＳ５０８、図３７のＳ６０５、Ｓ６０７）。
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、ステップＳ６０７で設定した、時点ＴＬ１´を基準としたときの主トリガ信号を送信するタイミングＴｄ´で、主トリガ信号を電力供給手段１５のスイッチＳＷ１へ送信する。また、時点ＴＬ１´を基準としたときの第２トリガ信号を送信するタイミングＴＬ２´で、第２トリガ信号を第２のレーザ源２４ａへ送信する。（図３６のステップＳ５０９、図３７のＳ６１０、Ｓ６１３）。
ステップＳ６０８おいて第１トリガ信号が送出されるとほぼ同時に第１のレーザビーム２４が高温プラズマ原料２１に照射される（図３６のＳ６０７、Ｓ６０８）。
【０２４３】
第１のレーザビームが高温プラズマ原料に照射されると、高温プラズマ原料から低温プラズマガスの定常流が発生し、時間Δｔｇ後に、低温プラズマガスの少なくとも一部が放電領域に到達する（図３７のＳ６０９）。
上記したように、ステップ６０９において、（３４）式に基づくタイミングＴｄ´で、主トリガ信号が電力供給手段１５のスイッチＳＷ１に送出される。その結果、時間ｄ１後にスイッチＳＷ１がｏｎ状態となり、第１の回転電極１１、第２の回転電極１２間の電圧が立ち上がり、時間Δｔｄ後に、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達する。上記したように、この閾値Ｖｐは、放電が発生したときに流れる放電電流の値が閾値Ｉｐ以上となる場合の電圧値である（図３７のＳ６１０、Ｓ６１１ｌ、Ｓ６１２）
【０２４４】
一方、上記したように、ステップＳ６０９において、（４３）式に基づくタイミングＴＬ２´で、第２トリガ信号が第２レーザ源２４ａへ送出される。
その結果、第２のレーザビーム２４が、電極間電圧がＶｐに到達し、かつ、放電領域における低温プラズマガスの密度がレーザトリガによるガス放電を始動可能な状態である時間範囲内に、放電領域の所定の位置に集光される。
その結果、放電領域内でガス放電が発生する。上記したように、第２のレーザビーム２４の焦点近傍では電子放出により導電率が増加している。よって、ガス放電の放電チャンネルの位置がレーザ焦点を設定した位置に画定される。すなわち、ガス放電の位置は、第２のレーザビームにより画定される（図３７のＳ６１３、Ｓ６１４）。
放電開始後、Δｔｉ経過した時点で、放電電流の大きさが上記した閾値Ｉｐに達する（図３７のＳ６１５）。
【０２４５】
時点Ｔ１＋τheat（＞Ｔ１＋Δｔｉ）において、低温プラズマガスの電子温度は２０〜３０ｅＶに到達して高温プラズマとなり、当該高温プラズマからのＥＵＶ放射が開始される。（図３６のステップＳ５１０、図３７のＳ６１６）。
低温プラズマガスは放電開始前から放電領域への供給が開始し、ガス放電の細い放電チャンネルが形成された後も、当該ガス放電の細い放電チャンネルに低温プラズマガスが連続的に供給されているので、ピンチ効果もしくは自己磁場による閉じ込め効果が繰り返し行われる。よって、細い放電チャンネルの径は、細くなったり広くなったり脈動状の挙動を示すが相対的に細い状態に保たれる。すなわち、低温プラズマのピンチが繰り返し行われ、ＥＵＶ放射が継続する。
【０２４６】
ここで、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式では、ＥＵＶ放射が維持する時間は、例えば、２００ｎｓ以下であるので、電流値がＩｐ以上である放電チャンネルが継続する時間が、細い放電チャンネルへの低温プラズマガスの供給が放電開始時点Ｔ１から（２００ｎｓ＋τheat）以上継続するように、パルス電力供給手段１５および一対の電極（第１の電極１１および第２の電極１２）からなる放電回路を設定することにより、従来のピンチ効果を利用したＤＰＰ方式、ＬＡＧＤＰＰ方式と比較してＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することが可能となる。
高温プラズマから放射されたＥＵＶ放射は、ホイルトラップ３を通過して集光空間に配置された斜入射型のＥＵＶ集光鏡２により集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部７より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
【０２４７】
本実施例のＥＵＶ発生方法においては、実施例１のＥＵＶ発生方法と同様、マルチピンチ方式、非ピンチ方式により、ＥＵＶ放射のロングパルス化を実現することができる。
また、電極に与える熱負荷を従来と比較して小さくすることが可能となり、デブリの発生を抑制することが可能となる。さらに、従来のロングパルス化技術のように、放電空間に大電流を流し、かつ、ピンチ効果を維持するために放電電流の波形を変化させる必要がない。すなわち、高精度な電流制御を必要としない。
特に本実施例においては、高温プラズマ原料に第１のレーザビームを照射して生成した低温プラズマガスの一部が放電領域に到達し、放電領域がある程度濃度が低い低温プラズマガスで満たされた状態になった時点で、第２のレーザビームを放電領域の所定に位置に集光して、真空アーク放電ではなくガス放電を始動する。
【０２４８】
ここで、第２のレーザビームの焦点近傍では、電子放出により導電率が増加している。よって、ガス放電の放電チャンネルの位置がレーザ焦点を設定した位置に画定される。すなわち、ガス放電の位置は、第２のレーザビームにより画定される。
このように本実施例に示すＥＵＶ放射方式においては、ガス放電の放電チャンネル自体の位置を画定しているので、ガス放電における放電チャンネルの位置安定性の高精度化が実現することができる。
なお、ガス放電の放電チャンネル位置を画定する第２のレーザビームのパルス幅は、ある程度短パルスであることが望ましい。第２のレーザビームのパルス幅が短パルスであると、第２のレーザビームのピークパワーが大きくなる。すなわち、第２のレーザビームが集光される領域のイオンのドリフトが小さくなり、かつ、電離度が大きくなる。よって、放電チャンネルの径はより細くなり、しかも放電チャンネルの境界が明確となる。すなわち、ＥＵＶ放射源となる高温プラズマの径が小さくなり、露光用光源として好適なＥＵＶ光源装置を提供することが可能となる。上記パルス幅は、例えば、１ｎｓ以下が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０２４９】
【図１】本発明におけるＥＵＶ生成を説明するタイミングチャート（１）である。
【図２】本発明におけるＥＵＶ生成を説明するタイミングチャート（２）である。
【図３】電極、原料供給位置、原料用レーザビームの照射位置の相互関係を説明するための概略図（１）である。
【図４】電極、原料供給位置、原料用レーザビームの照射位置の相互関係を説明するための概略図（２）である。
【図５】電極、原料供給位置、原料用レーザビームの照射位置の相互関係を説明するための概略図（３）である。
【図６】本発明において高温プラズマ原料がＥＵＶ放射の条件を満足する条件に達するまでの経路を説明する図である。
【図７】本発明のロングパルス化（マルチピンチ方式）方法を説明する図である。
【図８】本発明のロングパルス化（非ピンチ方式）方法を説明する図である。
【図９】本発明の実施例のＥＵＶ光源装置の断面構成（正面図）を示す図である。
【図１０】本発明の実施例のＥＵＶ光源装置の断面構成（上面図）を示す図である。
【図１１】第２のレーザビーム（始動用レーザビーム）の集光例を示す図である。
【図１２】原料供給ユニットより滴下される原料の位置のモニタリングを説明する図である。
【図１３】図９、図１０に示す実施例の動作を示すフローチャート（１）である。
【図１４】図９、図１０に示す実施例の動作を示すフローチャート（２）である。
【図１５】図９、図１０に示す実施例の動作を示すタイムチャートである。
【図１６】図９、図１０に示す実施例のＥＵＶ光源装置の第１の変形例（正面図）を示す図である。
【図１７】図９、図１０に示す実施例のＥＵＶ光源装置の第１の変形例（上面図）を示す図である。
【図１８】図９、図１０に示す実施例のＥＵＶ光源装置の第２の変形例（正面図）を示す図である。
【図１９】図９、図１０に示す実施例のＥＵＶ光源装置の第２の変形例（上面図）を示す図である。
【図２０】図９、図１０に示す実施例のＥＵＶ光源装置の第２の変形例（側面図）を示す図である。
【図２１】図９、図１０に示す実施例のＥＵＶ光源装置の第３の変形例（上面図）を示す図である。
【図２２】図９、図１０に示す実施例のＥＵＶ光源装置の第３の変形例（側面図）を示す図である。
【図２３】第１のエネルギービームの照射位置に原料噴出用の管状ノズルを取り付けた場合の概念図である。
【図２４】第１のエネルギービームの照射位置に原料噴出用の高速噴射用ノズルを設け、ノズル内部の一部に狭窄部を設けた場合を示す図である。
【図２５】高温プラズマ原料を収容する原料収容部と高速噴射用ノズルとを一体に構成した場合を示す図である。
【図２６】高温プラズマ原料のビームが照射される位置に凹部を形成した場合を示す図である。
【図２７】図９、図１０に示す実施例のＥＵＶ光源装置の第１の変形例の動作を示すフローチャート（１）である。
【図２８】図９、図１０に示す実施例のＥＵＶ光源装置の第１の変形例の動作を示すフローチャート（２）である。
【図２９】図９、図１０に示す実施例のＥＵＶ光源装置の第１の変形例の動作を示すタイムチャートである。
【図３０】調整照射を説明する図である。
【図３１】本発明に基づきロングパルス化したＥＵＶ光源装置の基本構成例を示す図である。
【図３２】図３１に示すＥＵＶ光源装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図３３】ロングパルス化した本発明の実施例のＥＵＶ光源装置の動作を説明する図である。
【図３４】ロングパルス化したＥＵＶ光源装置の実施例の構成例を示す図である。
【図３５】電力供給手段の等価回路の構成例を示す図である。
【図３６】図３４に示す実施例の動作を示すフローチャートである。
【図３７】図３４に示す実施例の動作を示すタイムチャートである。
【図３８】高温プラズマ原料がＥＵＶ放射の条件を満足する条件に達するまでの経路を説明する図である。
【図３９】従来のＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置におけるプラズマ電流Ｉ、プラズマ柱の半径ｒ、ＥＵＶ放射出力の関係を示す図である。
【図４０】従来のＤＰＰ方式のＥＵＶ発生装置においてロングパルス化した場合のプラズマ電流Ｉ、プラズマ柱の半径ｒ、ＥＵＶ放射出力の関係を示す図である。
【図４１】ＥＵＶ放射のロングパルス化方法を実現するための従来のＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０２５０】
１          チャンバ
１ａ        放電空間
１ｂ        集光空間
１ｃ        隔壁
２          ＥＵＶ集光鏡
３          ホイルトラップ
４，５      真空排気装置
６          磁石
７          ＥＵＶ取出部
８          パルス電力発生器
１１，１２  放電電極
１１ａ，１２ａ  給電用溶融金属
１１ｂ，１２ｂ  コンテナ
１１ｃ，１２ｃ  電力導入部
１３，１４  ガス供給ユニット
１３ａ      ノズル
１３ｂ      ガスカーテン
１５        パルス電力供給手段
２０        原料供給ユニット
２０ａ      原料モニタ
２１        原料
２２ａ，２２ｂ  モータ
２２ｃ，２２ｄ  メカニカルシール
２２ｅ，２２ｆ  回転軸
２３        原料用レーザビーム（第１のレーザビーム）
２３ａ      第１のレーザ源
２３ｂ      第１のレーザ制御部
２４        始動用レーザビーム（第２のレーザビーム）
２４ａ      第２のレーザ源
２４ｂ      第２のレーザ制御部
２５        原料回収手段
２６        制御部
２７        露光機（制御部）
３０        原料供給ユニット
３１        線状原料
４０        原料供給ユニット
４０ａ      液体原料供給手段
４０ｂ      原料供給用円盤
４０ｃ      モータ
５０        原料供給ユニット
５０ａ      液体原料バス
５０ｂ      キャピラリー
５０ｃ      ヒータ
５０ｄ      液体原料バス制御部
５０ｅ      ヒータ用電源
６０ａ      管状ノズル
６０ｂ      高速噴射用ノズル
６２        狭窄部
６３        圧力上昇部
６４        ヒータ
【図１】
2008270149.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008270149.tif 000005
【図４】
2008270149.tif 000006
【図５】
2008270149.tif 000007
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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