(57)【要約】【課題】ＥＵＶ光の発生効率のさらなる向上を図りうる光源装置および方法を提供する。【解決手段】光源装置１によれば「第１状態」および「第２状態」が交互に実現される。「第１状態」において、空洞共振器１０に形成された定在波のエネルギーにより空洞体２０の内部にプラズマを発生させ、当該プラズマが放出する極端紫外光を空洞共振器１０の外部へ放出させる。「第２状態」では、定在波およびプラズマを消失させる。磁石３００による磁界が、当該プラズマを構成する電子のラーモア半径が、磁界方向に対して垂直な方向について空洞体２０のサイズよりも小さくなるように調節等される。【選択図】  図１
2016129083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窓を有する空洞共振器と、
電気絶縁性かつ非磁性の材料からなり、かつ、前記空洞共振器の内部空間に配置されている空洞体と、
前記空洞共振器の内部空間に対して電磁波を供給することにより定在波を形成するように構成されている電磁波供給装置と、
前記空洞体の内部に磁界を形成するように構成されている磁石と、を備えている光源装置であって、
前記光源装置は、前記電磁波供給装置に前記空洞共振器の内部空間に対して電磁波を供給させ、前記空洞体の内部に存在する希ガスまたは希ガスを含む混合ガスに前記定在波のエネルギーを吸収させることにより、プラズマを発生させるとともにその電子温度を上昇させ、当該プラズマが放出する極端紫外光を前記窓経由で前記空洞共振器の外部へ放出させる第１状態と、
前記電磁波供給装置に前記空洞共振器の内部空間に対する電磁波の供給を停止させることにより、前記プラズマを消失させる第２状態と、を交互に繰り返しながら実現するように構成され、
前記磁石が、前記空洞体の内部に発生した前記プラズマを構成する電子のラーモア半径が、前記磁界の方向に対して垂直な方向について前記空洞体のサイズよりも小さくなるような磁界を形成するように構成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１記載の光源装置において、
前記空洞体が前記空洞共振器の内部空間に延在する円筒部材または有底円筒部材により形成され、
前記磁石が前記円筒部材または前記有底円筒部材の延在方向に方向が一致する磁界を前記空洞体の内部に形成するように構成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
極端紫外光を発生させる方法であって、
電気絶縁性かつ非磁性の材料からなり、かつ、窓を有する空洞共振器の内部空間に配置されている空洞体に、希ガスまたは希ガスを含む混合ガスを供給するステップと、
前記空洞共振器の内部空間に対して電磁波を供給させることにより定在波を形成し、前記空洞体の内部に存在する希ガスまたは希ガスを含む混合ガスに前記定在波のエネルギーを吸収させることにより、プラズマを発生させるとともにその電子温度を上昇させ、当該プラズマが放出する極端紫外光を前記窓経由で前記空洞共振器の外部へ放出させる第１ステップと、
前記空洞共振器の内部空間に対する電磁波の供給を停止させ、前記プラズマを消失させ、極端紫外光の放出を停止させる第２ステップと、
前記空洞体の内部に発生した前記プラズマを構成する電子のラーモア半径が、磁界の方向に対して垂直な方向について前記空洞体のサイズよりも小さくなるような磁界を前記空洞体の内部に形成するステップと、を含み、
前記第１ステップと前記第２ステップとを交互に繰り返すことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハに回路パターンを形成する等の目的で用いられる極端紫外光を発生させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ等に用いられる極端紫外光（以下適宜「ＥＵＶ光」という。）を発生させる光源装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０５４３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＥＵＶ光の発生効率の観点から改良の余地が残されている。
【０００５】
そこで、本発明は、ＥＵＶ光の発生効率のさらなる向上を図りうる光源装置および方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光源装置は、窓を有する空洞共振器と、電気絶縁性かつ非磁性の材料からなり、かつ、前記空洞共振器の内部空間に配置されている空洞体と、前記空洞共振器の内部空間に対して電磁波を供給することにより定在波を形成するように構成されている電磁波供給装置と、前記空洞体の内部に磁界を形成するように構成されている磁石と、を備えている光源装置であって、前記光源装置は、前記電磁波供給装置に前記空洞共振器の内部空間に対して電磁波を供給させ、前記空洞体の内部に存在する希ガスまたは希ガスを含む混合ガスに前記定在波のエネルギーを吸収させることにより、プラズマを発生させるとともにその電子温度を上昇させ、当該プラズマが放出する極端紫外光を前記窓経由で前記空洞共振器の外部へ放出させる第１状態と、前記電磁波供給装置に前記空洞共振器の内部空間に対する電磁波の供給を停止させることにより、前記プラズマを消失させる第２状態と、を交互に繰り返しながら実現するように構成され、前記磁石が、前記空洞体の内部に発生した前記プラズマを構成する電子のラーモア半径が、前記磁界の方向に対して垂直な方向について前記空洞体のサイズよりも小さくなるような磁界を形成するように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
前記空洞体が前記空洞共振器の内部空間に延在する円筒部材または有底円筒部材により形成され、前記磁石が前記円筒部材または前記有底円筒部材の延在方向に方向が一致する磁界を前記空洞体の内部に形成するように構成されていることが好ましい。
【０００８】
本発明の極端紫外光を発生させる方法は、電気絶縁性かつ非磁性の材料からなり、かつ、窓を有する空洞共振器の内部空間に配置されている空洞体に、希ガスまたは希ガスを含む混合ガスを供給するステップと、前記空洞共振器の内部空間に対して電磁波を供給させることにより定在波を形成し、前記空洞体の内部に存在する希ガスまたは希ガスを含む混合ガスに前記定在波のエネルギーを吸収させることにより、プラズマを発生させるとともにその電子温度を上昇させ、当該プラズマが放出する極端紫外光を前記窓経由で前記空洞共振器の外部へ放出させる第１ステップと、前記空洞共振器の内部空間に対する電磁波の供給を停止させ、前記プラズマを消失させ、極端紫外光の放出を停止させる第２ステップと、前記空洞体の内部に発生した前記プラズマを構成する電子のラーモア半径が、磁界の方向に対して垂直な方向について前記空洞体のサイズよりも小さくなるような磁界を前記空洞体の内部に形成するステップと、を含み、前記第１ステップと前記第２ステップとを交互に繰り返すことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体リソグラフィ用光源装置を含む半導体リソグラフィ装置の概略構成図を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体リソグラフィ用光源装置の概略構成図を示す。
【図３】空洞体の内部が真空の状態で半導体リソグラフィ用光源装置を動作させた場合の各エネルギーの推移を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（構成）
図１に示されている本発明の一実施形態としての光源装置１は、半導体ウェハＷに回路パターンを形成するための極端紫外光を発生させるように構成されている半導体リソグラフィ用光源装置である。
【００１１】
光源装置１は、半導体ウェハＷに回路パターンを転写させる半導体リソグラフィ装置Ｕに対してその構成要素として組み込まれている。具体的には、半導体リソグラフィ装置Ｕは、光源装置１と、半導体ウェハＷを配置するステージＳと、ステージＳ上の半導体ウェハＷに転写させる回路パターンが形成されたマスク（図示しない）と、光源装置１からの光をマスクに導く光学系Ｍとを備えている。
【００１２】
半導体リソグラフィ装置Ｕは、ステージＳ、マスクおよび光学系Ｍが密閉構造のケーシングＣに内装されており、光源装置１がケーシングＣの外面に連設されている。半導体リソグラフィ装置Ｕには、ケーシングＣ内の空間を真空にするためのロータリーポンプおよびターボ分子ポンプ（図示しない）がケーシングＣに接続されている。
【００１３】
光源装置１は、内部空間１０１が形成された空洞共振器１０と、電気絶縁性を有する非磁性の材料で形成され、内部に希ガスまたは希ガスが充填される空洞体２０と、空洞共振器１０の内部空間１０１に電磁波を供給するための電磁波供給装置３と、空洞共振器１０の軸線方向に磁界を形成する電磁石３１および永久磁石３２とを備えている。空洞体２０は、ＥＵＶ光を放出可能に構成されるとともに、空洞共振器１０の内部空間１０１に少なくとも部分的に配置されている。また、空洞共振器１０は、空洞体２０から放出されるＥＵＶ光を外部へ放出可能な窓または光放出部１０４が形成されている。光源装置１は、空洞体２０に希ガスまたは希ガスを含んだ混合ガスを供給するためのガス供給装置４を備えている。
【００１４】
空洞共振器１０は、電気抵抗値が低い無酸素銅等、導電性が高い金属材料から形成されている。そして、空洞共振器１０は、図２に示すように上端から下端に向かって掘り下げられ、上端を開放させた空間が形成された共振器本体１００と、該共振器本体１００の上端を閉塞する蓋体１１０とを備えている。
【００１５】
共振器本体１００は、円筒形状に形成された周壁部１０２と、周壁部１０２の一端開口を閉塞する底部１０３とで構成されている。さらに、共振器本体１００は、周壁部１０２の内径が、電磁波の最低次の共振モードに合わせて設定されている。より具体的には、電磁波の最低次の共振モードとしてＴＭ０１０モードを採用しているため、周壁部１０２は、内径が６［ｃｍ］に設定されている。
【００１６】
共振器本体１００には、空洞体２０の内部で発生した希ガスのプラズマが放出するＥＵＶ光を内部空間１０１から外部（ケーシングＣの内部）へ放出可能な光放出部１０４（または窓）が形成されている。光放出部１０４は底部１０３の中心に穿設された貫通孔により構成されている。光源装置１は、ケーシングＣに連設されているため、光放出部１０４は、ケーシングＣに向けて光を放出することができる。共振器本体１００は、出力アンテナ３０（後述する。）を挿通させるため、周壁部１０２に接続孔１０５が穿設されている。
【００１７】
蓋体１１０は、共振器本体１００の上側に嵌合されることによって、上端開口を閉塞する閉塞部１１１と、閉塞部１１１の上端部から径方向外方に延出したフランジ部１１２とを備えている。
【００１８】
閉塞部１１１は、外径が共振器本体１００の内径と略同じ大きさに設定された円柱状に形成されている。これにより、空洞共振器１０は、閉塞部１１０が共振器本体１００の上端開口を隙間なく閉塞するように構成されている。
【００１９】
フランジ部１１２は、閉塞部１１１から突出した部分に複数個のネジ孔１１４が穿設されており、雄ネジ体１１５を螺合させることができるようになっている。雄ネジ体１１５は、ネジ孔１１４に螺合された状態で先端が共振器本体１００の上面に接触するように構成されている。
【００２０】
蓋体１１０にはその中心軸を通る貫通孔１１３が穿設されている。貫通孔１１３は、上端側が後述する配管４０を挿通可能な配管挿通孔１１３ａを構成し、下端側が空洞体２０を挿通可能な空洞体挿通孔１１３ｂを構成している。
【００２１】
蓋体１１０は、閉塞部１１１を共振器本体１００の上端開口に嵌合させた状態で上下方向または内部空間１０１の軸線方向に可動に構成されている。これにより、空洞共振器１０は、共振器本体１００の上端側を確実に閉塞しつつ、内部空間１０１の高さ、ひいてはＱ値を調整することができるように構成されている。
【００２２】
空洞体２０は、電気絶縁性かつ非磁性の材料により形成され、かつ、空洞共振器１０の内部空間１０１に少なくとも部分的に配置されている。たとえば、空洞体２０は、耐熱ガラス（石英ガラス）、セラミックスまたはサファイヤにより形成されている。
【００２３】
少なくとも空洞体２０の一部が、空洞共振器１０の内部空間１０１において定在波の電界振幅が最大となる位置に配置されている。具体的には、空洞共振器１０の内部空間１０１が円柱状に形成され、空洞体２０が空洞共振器１０の内部空間１０１の中心軸（ＴＭ０１０モードの定在波の電界強度が最大となる箇所）に沿って延在する管状部材により形成されている。これにより、空洞体２０に存在する希ガス等またはプラズマによる、空洞共振器１０の内部空間１０１における定在波エネルギーの吸収効率の向上が図られている。
【００２４】
空洞体２０は、両端が開口した筒状体により構成されておいる。空洞体２０の内径は約１〜３［ｍｍ］に設計されている。空洞体２０は、光放出部１０３と貫通孔１１３の下端側（空洞体挿通孔１１３ｂ）とに挿通された状態で空洞共振器１０の内部空間１０１に少なくとも一部が位置するように配置されている。空洞体２０は、略円柱状の空洞共振器１０の内部空間１０１の軸方向に延在している。
【００２５】
電磁波供給装置３としてマグネトロンが採用されている。電磁波供給装置３は、出力アンテナ３０によって空洞共振器１０と接続されている。出力アンテナ３０として、導波管が採用されており、一端側が電磁波供給装置３に接続され、他端側が空洞共振器１０に設けられた接続孔１０５に挿通されている。
【００２６】
一対の電磁石３１は、空洞共振器１０の内部空間の上側および下側のそれぞれにおいて、当該空洞共振器１０を略円筒状に囲むように配置されている。一対の永久磁石３２は、空洞共振器１０の上端部および下端部のそれぞれに配置されている。一対の電磁石３１および一対の永久磁石３２のうち一部が省略されてもよい。
【００２７】
磁石３１，３２により空洞体２０の内部に形成される磁界の方向は、当該空洞体２０の延在方向に対して平行である。磁界の強さは、空洞体２０の内部に存在する電子のラーモア半径が、当該空洞体２０の内径よりも小さくなるように、電磁石３１を構成するコイルに流される電流が調節される。たとえば空洞体２０におけるプラズマの電子温度が２０［ｅＶ］であり、かつ、磁束密度Ｂが０．１［Ｔ］に調節されている場合、ラーモア半径ｒは１．５１×１０-5［ｍ］となって空洞体２０の内径１〜３×１０-3［ｍ］よりも著しく小さいことがわかる。電子のラーモア半径ｒは、空洞体２０の内径（磁界方向に対して垂直な方向のサイズ）よりも１／１０以下程度であって、電子と空洞体２０との衝突による電子温度の低下を防止する観点から十分に小さい。ここでは、プラズマを構成する電子の有効質量が自由電子の有効質量に等しいと仮定している。
【００２８】
プラズマを構成する陽イオンの質量は、電子の質量と比較して著しく大きいので、当該磁場によって旋回運動速度成分は無視されうる。
【００２９】
ガス供給装置４は、配管４０を介して空洞体２０に接続されている。より具体的には、配管４０は、蓋体１１０の上端から下端に亘って貫通する貫通孔１１３の上端側（配管挿通孔１１３ａ）に挿通されている。空洞体２０は、一端部が貫通孔１１３の下端側（空洞体挿通孔１１３ｂ）に挿通されているため、ガス供給装置４は、空洞体２０の一端から、空洞体２０の内部に希ガスまたは希ガスを含んだ混合ガスを充填または流通させることができるように構成されている。
【００３０】
光学系Ｍは、Ｍｏ／Ｓｉの多層膜Ｍで構成されている。Ｍｏ／Ｓｉの多層膜Ｍは、湾曲形状に形成されており凹面鏡の如く形成されている。光学系Ｍは、光源装置１の光軸に反射面を対応させるように配置されており、光軸と略平行な線上に配置されたステージＳ上の半導体ウェハＷに対してＥＵＶ光を照射できるようになっている。ステージＳおよびマスクは、一般的な構成であるため詳細な説明を省略する。
【００３１】
（機能）
半導体リソグラフィ装置Ｕを構成する光源装置１の機能、すなわちＥＵＶ光の発光動作について説明する。それに先立ち、空洞共振器１０のチューニングの規準となるＱ値の説明と、当該チューニング方法とに関して説明する。
【００３２】
（Ｑ値）
光源装置１は、空洞共振器１０の内部空間１０１に蓄えることができる定在波エネルギーＥQと関連付けられるＱ値を最大化するための調整が可能に構成されている。Ｑ値は、空洞共振器１０に供給された電磁波のエネルギーＥMおよび空洞共振器１０に発生する定常波のエネルギーＥQに基づき、式（１）にしたがって表現される。
【００３３】
Ｑ＝２πＥQ／ＥM  …（１）。
【００３４】
Ｑ値が「１０，０００」である空洞共振器１０に対してＥM＝１［ＫＷ］の電磁波が供給された場合、式（１）から空洞共振器１０における電磁界のエネルギーＥQは１．６［ＭＷ］と推定される。
【００３５】
（チューニング）
空洞共振器１０のチューニング（Ｑ値調節）により、空洞共振器１０に生じる電磁界（定在波）のエネルギーの増大または最大化が図られる。具体的には、蓋体１１０（可動壁部）を空洞共振器１０の中心線方向に手動または自動の駆動機構を用いて移動させ、内部空間１０１の高さを調整することに加え、マイクロ波が空洞共振器１０に入射する手前に設置されたスタブチューナー３２によって空洞共振器１０のＱ値が調整される。
【００３６】
Ｑ値調節により、空洞共振器１０の内部空間１０１において、電磁波供給装置３により供給された電磁波と、当該電磁波が内部空間１０１を画定する内面に反射して生じた反射波とが重なり合って共振することができる。その結果、内部空間１０１には、そこに供給された電磁波に比してＱ値に応じた分だけ振幅ひいてはエネルギーが増幅された定在波を生じさせることができる。
【００３７】
（発光動作）
空洞体２０には、内部に希ガスまたは希ガスを含んだ混合ガスが充填される。空洞体２０の内部にＸｅガスが充填された状態で、内圧が１［Ｐａ］等、０．５〜２．０［Ｐａ］の範囲に含まれるように制御される。
【００３８】
空洞共振器１０の内部空間１０１に対して、電磁波供給装置３から発生された電磁波が内部空間１０１に供給される。本実施形態では、Ｓバンドに属する２．４５［ＧＨｚ］のマイクロ波が電磁波として空洞共振器１０の内部空間１０１に対して供給される。空洞共振器１０の内部空間１０１に供給された電磁波と、内部空間１０１を画定する壁部における当該電磁波の反射波とが重なりあって共振する。その結果、内部空間１０１に定在波（電磁界）が発生する。
【００３９】
光源装置１は、Ｘｅガスが定在波のエネルギーを吸収することによりプラズマが発生するまでの極めて短時間に、内部空間１０１に発生する定在波のエネルギーを空洞共振器１０のＱ値に応じた値にまで到達させるように構成されている。
【００４０】
たとえば、Ｑ値が「１０，０００」である場合、１０００［Ｗ］のエネルギーを有する電磁波が空洞共振器１０の内部空間１０１に対して供給されることにより、内部空間１０１に生成される定在波のエネルギーは１．６［ＭＷ］になる（式（１）参照）。
【００４１】
これにより、電子温度がＥＵＶ光を放射可能な所定の電子温度範囲（たとえば２０〜５０［ｅＶ］）に含まれるようなプラズマを発生させるために必要なエネルギーを、定在波から空洞体２０に存在するＸｅガスに吸収させることができる。
【００４２】
図３（ａ）には、空洞体２０が真空の場合における、電磁波供給装置３により空洞共振器１０に供給される電磁波のエネルギーＥMおよび当該電磁波により空洞共振器１０に形成される定在波のエネルギーＥQのそれぞれの時間変化態様が概念的に示されている。時刻Ｔ１において電磁波供給装置３により空洞共振器１０の内部空間１０１に対して電磁波の供給が開始された後、定在波エネルギーＥQが徐々に増大し、時刻Ｔ２において所定値に達した後、当該所定値に安定する。
【００４３】
図３（ｂ）には、空洞体２０に１［Ｐａ］のＸｅガスが充填されている場合におけるＥM、ＥQおよびプラズマのエネルギー（電子温度）ＥPのそれぞれの時間変化態様が概念的に示されている。時刻Ｔ３において電磁波供給装置３により空洞共振器１０の内部空間１０１に対して電磁波の供給が開始された後、定在波エネルギーＥQが上昇し、時刻Ｔ４において所定値に達する。
【００４４】
時刻Ｔ３と時刻Ｔ４との時間間隔Ｔは、空洞共振器１０のＱ値および電磁波供給装置３から供給される電磁波の振動周期ＴMに基づき、式（２）によって表現される。
【００４５】
Ｔ＝（Ｑ／２π）ＴM…（２）。
【００４６】
Ｑ値が「１０，０００」、ＴMが０．４１［ｎｓ］（周波数２．４５［ＧＨｚ］）である場合、式（２）にしたがって当該時間Ｔは約０．６４［μｓ］と推定される。これは、所定値に等しいエネルギーＥQを有する定在波が極めて短時間で形成されることを意味している。
【００４７】
時刻Ｔ３と時刻Ｔ４と時間間隔Ｔは、時刻Ｔ１と時刻Ｔ２との時間間隔と略同一である（図３（ａ）および図３（ｂ）参照）。これは、空洞体２０の内部が真空である場合と、空洞体２０の内部にＸｅガスが充填されている場合とで、定在波エネルギーＥQが所定値に達するまでの時間はほぼ同一であることを意味している。
【００４８】
定在波エネルギーＥQが所定値に達した後、時刻Ｔ５において空洞体２０の内部に満たされたＸｅガスは、定在波のエネルギーを吸収し始める。これにより、時刻Ｔ５以降、空洞体２０の内部にプラズマが発生してそのエネルギーＥPが上昇する。一方、時刻Ｔ５以降、定在波のエネルギーＥQが低下する。定在波のエネルギーＥQの低下は、Ｘｅガス由来のプラズマも含めた空洞共振器１０（正確にはこれらの等価回路）の実効的なＱ値が低下することを意味する。
【００４９】
プラズマのエネルギーＥPは時刻Ｔ６において、プラズマがＥＵＶ光を放射することができる程度に高い極大値（または最大値）に至る。これにより、光源装置１はＥＵＶ光をケーシングＣ内に放射し、ケーシングＣ内に配置された光学系Ｍを経て半導体ウェハＷに照射される（図１参照）。
【００５０】
時刻Ｔ６以降もプラズマは定在波エネルギーＥQを吸収し続けるが、定在波のエネルギーＥQは、ＥＵＶ光を発生するだけの高い電子温度ＥPを有するプラズマを生成することができない程度に低下する。このため、時刻Ｔ６以降、定在波エネルギーＥQおよびプラズマエネルギーＥPは低下し、プラズマが平衡状態に到達してしまい、空洞共振器１０に対する電磁波供給が継続されてもプラズマエネルギーＥPを上昇させることはできない。
【００５１】
そこで、本発明の光源装置１によれば、時刻Ｔ７（たとえば、プラズマエネルギーＥQが極大値の１／１０程度まで低下した時刻）において、電磁波供給装置３による空洞共振器１０への電磁波の供給を停止させる。これに応じて、定在波エネルギーＥQおよびプラズマエネルギーＥPは０に低下し、光源装置１の発光動作が停止する。その後、電磁波供給装置３による空洞共振器１０への電磁波の供給を再開させることにより、光源装置１がＥＵＶ光を再び発生させることができる。
【００５２】
これにより、光源装置１によれば、ＥＵＶ光が断続的またはパルス的に放出される。光源装置１により放出されるＥＵＶ光のパルス周期およびデューティー比は、電磁波供給装置３による１回あたりの電磁波供給期間τ1（図３（ｂ）の時刻Ｔ３から時刻Ｔ７までの期間）および１回あたりの電磁波供給停止期間τ2が制御されることにより調節されうる。たとえば、τ1が１００［μｓ］に制御され、かつ、τ2が１５０［μｓ］に制御されることにより、パルス周期が２５０［μｓ］であり、デューティー比が０．４０のＥＵＶ光が生成される。τ1およびτ2がともに２００［μｓ］に制御されることにより、パルス周期が４００［μｓ］であり、デューティー比が０．５０のＥＵＶ光が生成される。
【００５３】
（光源装置の作用効果）
前記機能を発揮する光源装置１によれば、空洞共振器１０の内部空間１０１に電磁波が供給されることにより生成された定在波のエネルギーを、空洞体２０の内部に存在する希ガス等に吸収させることができる。これにより、希ガス等由来のプラズマを発生させるとともに、ＥＵＶ光を放出する観点からプラズマの電子温度（エネルギー）ＥQを十分に上昇させることができる（図３（ｂ）時刻Ｔ５〜Ｔ６参照）。そして、空洞共振器１０の窓１０４を通じてこのＥＵＶ光を外部に放出させる「第１状態」を実現することができる。
【００５４】
磁石３００により空洞体２０の内部に形成される磁界により、プラズマを構成する電子を、空洞体２０の内径よりも著しく小さい旋回半径（ラーモア半径）で旋回させることができる。そのため、第１状態において電子が空洞体２０の内壁に衝突する頻度の低下が図られ、当該衝突に由来するプラズマの電子温度の低下が抑制される。これにより、第１状態におけるプラズマによるＥＵＶ発光強度の十分な上昇が図られる。
【００５５】
その一方、ＥＵＶ光のほか、主に可視光の放出に伴いプラズマの電子温度ＥQが低下すると、プラズマが定在波から吸収するエネルギーと、発光により放出するエネルギーとが釣り合う平衡状態に遷移する（図３（ｂ）時刻Ｔ６以降参照）。このため、空洞共振器１０の内部空間１０１に対して電磁波が連続的に供給されても、ＥＵＶ光を発生可能な程度にまでプラズマの電子温度ＥQを上昇させ、第１状態を再現することができない。平衡状態においてもプラズマから光は放出されるものの、それはＥＵＶ光よりも低エネルギーの光であってＥＵＶ光成分を含まない。
【００５６】
そこで、空洞共振器１０の内部空間１０１に対する電磁波の供給が停止されることにより、プラズマを消失させ、当該プラズマによる極端紫外光の放出を停止させる「第２状態」が実現される（図３（ｂ）時刻Ｔ７以降参照）。すなわち、光源装置１が第１状態から第２状態にリセットされる。このリセット後の空洞共振器１０への電磁波の供給再開により、第１状態が再現される。よって、光源装置１は、ＥＵＶ光を断続的または間欠的に放出することができる。
【００５７】
光源装置１にはターゲット物質および電極が用いられていない。このため、回路パターンの形成を阻害するデブリを発生することがなく、プラズマの発生による光から半導体ウェハＷに高集積化した回路（微細化した回路）を形成するのに最適な短波長の光成分（ＥＵＶ光成分）を窓１０４から放出して半導体ウェハＷに対して直接的または間接的に照射することができる（図１参照）。
【００５８】
光源装置１は、空洞共振器のＱ値を調節するように構成されている調節機構をさらに備えている（前記（チューニング）参照）。調節機構は、空洞共振器１０の内部空間１０１を画定する壁部の一部であって当該壁部の他の部分に対して可動に構成されている可動壁部（蓋部）１１０と、可動壁部１１０を駆動する駆動機構（ネジ孔１１４および雄ネジ体１１５）と、さらに、スタブチューナー３２により構成されている。空洞共振器１０に入射される電磁波の反射が可能な限り抑制されるように、スタブチューナー３２が調整される。
【００５９】
前記構成によれば、空洞共振器１０のＱ値の高低が調節されることにより、第１状態の継続期間の長短が調節されうる。このため、第１状態の継続期間と、空洞共振器１０への電磁波供給期間とを整合させることができる。これにより、空洞共振器１０に供給される電磁波のエネルギーの、ＥＵＶ光の放出のために必要なプラズマ発生エネルギーへの変換効率の向上が図られる。
【００６０】
空洞体２０を構成する管状部材が、ガス供給装置４に一端が連通し、かつ、空洞共振器１０の底部１０３に窓１０４として形成されている貫通孔に他端が連通するように配置されている。これにより、希ガス等が連続的に空洞体に供給されるため、プラズマ化効率が低下した希ガス等が空洞体の内部に滞留することが回避される。したがって、ＥＵＶ光を効率的に放出する観点から適当な状態のプラズマを定常的に発生させることができる。
【００６１】
光源装置１は、パルス的に発生するＥＵＶ光を間欠的に放出することができ、極めて短時間でＥＵＶ光を発生させることができる。これにより、１パルスあたりのＥＵＶ光の強度が変動しても、ＥＵＶ光を放射する回数が調整されることにより、半導体ウェハＷに対して均一な回路パターンの転写が可能となる。
【００６２】
（本発明の他の実施形態）
前記実施形態において、電磁波の最低次の共振モード（ＴＭ０１０モード）に合わせて空洞共振器１０の形状（円筒形状）および周壁部１０２の内径を含む寸法が設計されていたが、そのほか、電磁波の最低次の共振モードとして他のモードが採用され、当該採用モードに合わせて角筒状の空洞共振器等、空洞共振器の形状および寸法が様々な形態で設計されてもよい。
【００６３】
前記実施形態において、電磁波供給装置３としてマグネトロンが採用されたが、そのほか、より安定性が高い電磁波を空洞共振器１０に供給する観点からクライストロンが採用されてもよい。
【００６４】
前記実施形態において、ケーシングＣの内部空間を真空にするためにロータリーポンプが用いられたが、そのほかロータリーポンプにターボ分子ポンプが直列に接続されることでケーシングＣの内部空間の真空が実現されてもよい。
【００６５】
前記実施形態において、希ガスとしてＸｅガスが採用されたが、そのほかＮｅガスが採用されてもよい。
【００６６】
電磁波供給装置３が、空洞共振器１０の内部空間１０１に対する電磁波供給期間および電磁波供給停止期間のそれぞれの長短を調節可能に構成されていてもよい。
【００６７】
前記構成の光源装置１によれば、第１状態の継続期間と、空洞共振器１０への電磁波供給期間とを整合させることができる。これにより、空洞共振器１０に供給される電磁波のエネルギーの、ＥＵＶ光の放出のために必要なプラズマ発生エネルギーへの変換効率の向上が図られる。
【符号の説明】
【００６８】
１‥光源装置、１０‥空洞共振器、２０‥空洞体、３１‥電磁石、３２‥永久磁石。
【図１】
2016129083.tif 000003
【図２】
2016129083.tif 000004
【図３】
2016129083.tif 000005