(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】ＥＵＶ光源装置１によれば、電磁波が連続的に空洞共振器１０に対して供給されることにより、当該空洞共振器１０に形成された定在波のエネルギーにより中空体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ＥＵＶ光を空洞共振器１０の外部へ放出させる。プラズマを構成する電子のラーモア半径またはラーモア周波数が、磁界方向に対して垂直な方向について中空体２０のサイズ等の環境因子に応じて磁石３００による磁界が調節または設定される。【選択図】  図１
2016062846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有する空洞共振器と、
希ガスまたは希ガスを含む混合ガスの供給源に連通する一方で前記空洞共振器の内部空間から遮断されている内部空間を有し、かつ、少なくとも一部が前記空洞共振器の内部空間に配置されている非磁性絶縁体からなる中空体と、
前記空洞共振器の内部空間に電磁波を連続的に供給することにより定在波を発生させるように構成されている電磁波供給装置と、
前記中空体の内部空間に磁界を形成するように構成されている磁石と、を備え、
前記中空体の内部空間が、かつ、
前記中空体の内部空間で希ガスまたは希ガスを含む混合ガスが前記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し、当該プラズマから発せられるＥＵＶ光が前記貫通孔を通じて前記空洞共振器の外部空間に放出されるように構成され、かつ、
前記磁界により前記プラズマを構成する電子のラーモア半径またはラーモア周波数が前記プラズマの環境因子に応じて制御されるように構成されていることを特徴とするＥＵＶ光源装置。
【請求項２】
請求項１記載のＥＵＶ光源装置において、
前記磁石が、前記プラズマを構成する電子のラーモア半径が、前記プラズマの環境因子としての、前記磁界の方向に対して垂直な方向について前記中空体の内部空間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ＥＵＶ光源装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のＥＵＶ光源装置において、
前記定在波が、前記中空体の内部に当該中空体の延在方向軸線回りの回転電場が形成されるようなモードを有し、
前記磁石が、前記プラズマを構成する電子のラーモア周波数と前記プラズマの環境因子としての前記電磁波の周波数とを一致させる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ＥＵＶ光源装置。
【請求項４】
請求項１記載のＥＵＶ光源装置において、
前記中空体が前記貫通孔に嵌め込まれ、
前記貫通孔の側壁を通じて前記中空体を冷却するための冷却機構をさらに備えていることを特徴とするＥＵＶ光源装置。
【請求項５】
請求項１記載の光源装置において、
前記中空体が、前記空洞共振器が有する前記貫通孔および他の貫通孔のそれぞれに嵌め込まれた筒状部材により構成され、前記中空体の内部空間が、前記中空体の少なくとも一端を通じて前記供給源に連通していることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項１記載の光源装置において、
前記中空体が、前記貫通孔に嵌め込まれた有底筒状部材により構成され、前記中空体の閉端が前記空洞共振器の内部空間に位置し、前記中空体の開端を通じて前記供給源に連通していることを特徴とする光源装置。
【請求項７】
ＥＵＶ光を発生させる方法であって、
空洞共振器の内部空間から遮断されている内部空間を有し、かつ、少なくとも一部が前記空洞共振器の内部空間に配置されている非磁性絶縁体からなる中空体に、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連続的に供給することにより定在波を発生させるステップと、
前記中空体の内部において前記定在波のエネルギーを吸収した希ガスまたは混合ガス由来のプラズマを構成する電子のラーモア半径またはラーモア周波数を、前記プラズマの環境因子に応じて制御するために前記中空体の内部に磁界を形成するステップと、を含んでいる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、半導体ウエハのフォトリソグラフィ等に用いられるＥＵＶ光（極端紫外光）を発生させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願発明者によりリソグラフィ等に用いられるＥＵＶ光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２０１２−０７９８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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】
【０００５】
本発明のＥＵＶ光源装置は、貫通孔を有する空洞共振器と、希ガスまたは希ガスを含む混合ガスの供給源に連通する一方で前記空洞共振器の内部空間から遮断されている内部空間を有し、かつ、少なくとも一部が前記空洞共振器の内部空間に配置されている非磁性絶縁体からなる中空体と、前記空洞共振器の内部空間に電磁波を連続的に供給することにより定在波を発生させるように構成されている電磁波供給装置と、前記中空体の内部空間に磁界を形成するように構成されている磁石と、を備え、前記中空体の内部空間が、かつ、前記中空体の内部空間で希ガスまたは希ガスを含む混合ガスが前記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し、当該プラズマから発せられるＥＵＶ光が前記貫通孔を通じて前記空洞共振器の外部空間に放出されるように構成され、かつ、前記磁界により前記プラズマを構成する電子のラーモア半径またはラーモア周波数が前記プラズマの環境因子に応じて制御されるように構成されていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態としてのＥＵＶ光源装置の構成説明図。
【図２】本発明の第２実施形態としてのＥＵＶ光源装置の構成説明図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。
【図４】本発明の第３実施形態としてのＥＵＶ光源装置の構成説明図。
【図５】本発明の第４実施形態としてのＥＵＶ光源装置の構成説明図。
【図６】本発明の第５実施形態としてのＥＵＶ光源装置の構成説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（第１実施形態）
（構成）
図１に示されている本発明の第１実施形態としてのＥＵＶ光源装置は、空洞共振器１と、中空体２と、電磁波供給装置１０と、希ガス供給装置２０と、一対の電磁石４１１および４１２と、一対の永久磁石４２１および４２２と、を備えている。説明の便宜上、図中右を「上」と表現し、図中左を「下」と表現する。
【０００８】
空洞共振器１の下側にはチャンバＣが連接されている。空洞共振器１の内部空間は、当該空洞共振器１の下端壁１１によってチャンバＣの内部空間と区画されている。ロータリーポンプおよびターボ分子ポンプのうち少なくとも一方により構成される真空吸引装置Ｖにより、チャンバＣの壁部に設けられている連通孔を通じてその内部空間が真空吸引される。
【０００９】
チャンバＣの内部空間には、ＥＵＶ光源装置からチャンバＣの内部空間に放射されるＥＵＶ光を集光するように構成されている光学系と、半導体ウエハを配置するステージと、ステージ上の半導体ウエハに転写させる回路パターンが描画されたマスク（レチクル）と、が収容されている（図示略）。光学系は、各ＥＵＶ光源装置からのＥＵＶ光をマスク経由で半導体ウエハに照射するように構成されている。ＥＵＶ光源装置は、当該ステージ、マスクおよび光学系とともに、半導体リソグラフィ装置を構成する。
【００１０】
空洞共振器１（マイクロ波キャビティ）は、無酸素銅等の導電率が高い（電気抵抗値が低い）金属により形成され、略円柱状の内部空間を有している。空洞共振器１の内側表面は、Ｑ値向上のためにメッキ処理および鏡面加工処理のうち少なくとも一方が施されていてもよい。側壁１４の適当な箇所に結合孔１４２が穿設され、そこに導波管１０２が挿通され、電磁波供給装置１０により導波管１０２を通じて空洞共振器１の内部空間に対して電磁波（たとえば周波数ｆ＝２．４５［ＧＨｚ］）マイクロ波）が供給される。空洞共振器１は、内部空間の径および高さを含めて、電磁波供給装置１０により当該内部空間に供給される電磁波の周波数ｆに応じて、ＴＭ０１０モードの定在波が形成されるように設計されている。ＴＭ０１０は、空洞共振器１の略円柱の内部空間における電場がその中心軸線付近において最大となるような共振モードである。電磁波供給装置１０（マイクロ波発振器）としては、発信周波数の安定性の観点から適当なダイオードまたはトランジスタなどを用いたソリッドステート発振器が用いられることが好ましいが、マグネトロンまたはクライストロンが用いられてもよい。
【００１１】
空洞共振器１の下端壁１１の中央部に貫通孔１１２が穿設され、上端壁１２の中央部に貫通孔１２２が穿設されている。
【００１２】
空洞共振器１の下端壁１１は複数の部材（たとえば上下一対の略円盤状の部材）により構成され、当該複数の部材のうち少なくとも１つに凹部または溝部が形成されている。当該複数の部材が下端壁１１を構成するように組み合わせられた際に、当該凹部または溝部により画定される閉空間に下側の永久磁石４２１が収容されている。同様に、空洞共振器１の上端壁１２は複数の部材は複数の部材により構成され、当該複数の部材のうち少なくとも１つに凹部または溝部が形成されている。当該複数の部材が上端壁を構成するように組み合わせられた際に、当該凹部または溝部により画定される閉空間に上側の永久磁石４２２が収容されている。
【００１３】
ＥＵＶ光源装置は、空洞共振器１の内部空間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。空洞共振器１のチューニング（Ｑ値調節）により、空洞共振器１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、マイクロ波が空洞共振器１に入射する手前に設置されたスタブチューナーによって空洞共振器１のＱ値が調整される。空洞共振器１の側壁に穿設された開口を通じて金属製の針状、柱状または筒状の部材を空洞共振器１の内部空間に突出させ、当該突出量が調節される方法がＱ値チューニング方法として採用されてもよい。空洞共振器１の上端壁１２が側壁１４に対して上下方向または軸線方向に動かされて空洞共振器１の内部空間の高さが調整されてもよい。
【００１４】
Ｑ値調節により、空洞共振器１の内部空間において、電磁波供給装置１０により供給された電磁波と、当該電磁波が空洞共振器１の内壁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、空洞共振器１の内部空間には、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。
【００１５】
中空体２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などの非磁性絶縁体により上端（一端）および下端（他端）が開いている略円筒状に形成されている。中空体２の内部空間の横断面形状として略円形のほか、略楕円形、略矩形、略六角形等の様々な形状が採用されうる。中空体２は、貫通孔１１２および１２２を通じて空洞共振器１の内部空間にその中心軸線に沿って延在している。中空体２の内部空間は空洞共振器１の内部空間に対して遮断されている一方、チャンバＣの内部空間に対して下端を通じて連通し、希ガス供給装置２０を構成する希ガス供給経路に対して上端を通じて連通している。
【００１６】
一対の電磁石４１１および４１２は、空洞共振器１の下部および上部のそれぞれ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４２１および４２２は、空洞共振器１の下部および上部のそれぞれに配置されている。
【００１７】
電磁石４１１および４１２ならびに永久磁石４２１および４２２により中空体２の内部に形成される磁界の方向は、当該中空体２の延在方向に対して平行である。磁界の強さは、中空体２の内部に存在する電子のラーモア半径が、当該中空体２の内径よりも小さくなるように、電磁石４１１および４１２を構成するコイルに流される電流が調節される。たとえば中空体２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］となって中空体２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、中空体２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、電子と中空体２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。
【００１８】
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。なお、電磁石４１１および４１２ならびに永久磁石４２１および４２２のうち一部が省略されてもよい。
【００１９】
（機能）
前記構成のＥＵＶ光源装置によれば、希ガス供給装置２０から中空体２の内部空間に対してＸｅガスまたはＮｅガスなどの希ガスが供給される。希ガスの供給気圧Ｐは、たとえば手動または電動式の流量調節弁を用いて１０〜４０［Ｐａ］、好ましくは１０〜３０［Ｐａ］、より好ましくは１５〜２５［Ｐａ］の範囲に含まれるように制御される。
【００２０】
空洞共振器１の内部空間に対して電磁波供給装置１０からマイクロ波が連続的に供給されることにより、空洞共振器１の内部空間にＴＭ０１０モードの定在波（電磁界）が連続的に形成される。これにより、ＥＵＶ光を放射可能な範囲（たとえば２０〜５０［ｅＶ］）に含まれる電子温度を有するプラズマを発生させるために必要なエネルギーを、定在波から空洞共振器１の内部空間に延在する中空体２に存在する希ガスに吸収させることができる。
【００２１】
ただし、中空体２の内部空間の全部においてプラズマが発生するのではなく、空洞共振器１の内部空間に含まれている部分でのみプラズマが発生する。すなわち、中空体２のうち空洞共振器１の窓１１１に嵌め込まれているまたは挿通されている部分における内部空間にＸｅガス等の希ガスが存在していても、ここにはプラズマは発生せず、発生したプラズマが流れ込んでくることもほとんどない。
【００２２】
（作用効果）
第１実施形態のＥＵＶ光源装置によれば、空洞共振器１の内部空間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、中空体２の内部空間に存在する希ガスに吸収させることができる。これにより、希ガス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。そして、空洞共振器１の下端壁１１の貫通孔１１２を通じてこのＥＵＶ光をチャンバＣの内部空間（空洞共振器１の外部空間）に放出させることができる。
【００２３】
磁石４１１、４１２、４２１および４２２によって中空体２の内部空間に形成される磁界により、プラズマを構成する電子を、中空体２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、電子が中空体２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、プラズマによるＥＵＶ発光強度の十分な上昇が図られる。加えて、プラズマを構成する電子の衝突に伴う中空体２の温度上昇が抑制される。
【００２４】
ＥＵＶ光源装置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ほとんど発生することがなく、プラズマの発生による光からウエハ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）を下側貫通孔１１２からチャンバＣの内部空間に放出し、当該チャンバＣの内部空間に接地されている半導体ウエハに対してに照射することができる。
【００２５】
（第２実施形態）
（構成）
図２に示されている本発明の第２実施形態としてのＥＵＶ光源装置に関して、図１に示されている本発明の第１実施形態としてのＥＵＶ光源装置と比較して相違する構成について説明し、共通する構成については同一符号を用いるとともに説明を省略する。
【００２６】
空洞共振器１の上端壁１２には貫通孔が設けられていない。空洞共振器１の下端壁１１の内部には水または空気などの冷却媒体が流される略円形状の冷却媒体経路Ｃ０が形成されている。図３に示されているように冷却媒体経路Ｃ０は導入口Ｃ０１および導出口Ｃ０２のそれぞれを通じて外部に連通している。冷却媒体は導入口Ｃ０１を通じて冷却媒体経路Ｃ０に導入され、導出口Ｃ０２を通じて冷却媒体経路Ｃ０から導出される。
【００２７】
中空体２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などの非磁性絶縁体により上端（一端）が閉じている一方で下端（他端）が開いている略円筒状に形成されている。中空体２は、下側貫通孔１１２を通じて空洞共振器１の内部空間に延在している。中空体２の内部空間は空洞共振器１の内部空間に対して遮断されている一方、チャンバＣの内部空間（空洞共振器１の外部空間）に対して下端を通じて連通している。中空体２はその下端から径方向外側に張り出している略円環状の拡径部２２を有している。
【００２８】
希ガス供給装置２０はチャンバＣの内部空間に対して希ガスを供給することにより、中空体２の下端からその内部空間に対して希ガスを供給する。
【００２９】
中空体２の下端部は空洞共振器１の下側貫通孔１１２に嵌め込まれている。中空体２はその中腹部において、下側貫通孔１１２の上側段差箇所に配置されているシールリング２１２（Ｏ−リング）に対して全周にわたり密接している。これにより、冷却媒体経路Ｃ０と空洞共振器１の内部空間とが遮断されている。拡径部２２の下側において、下側貫通孔１１２の下側段差箇所に配置されているシールリング２２２（Ｏ−リング）に対して全周にわたり密接している。これにより、冷却媒体経路Ｃ０とチャンバＣの内部空間とが遮断されている。
【００３０】
（作用効果）
第２実施形態のＥＵＶ光源装置によれば、第１実施形態のＥＵＶ光源装置と同様に、磁石４１１、４１２、４２１および４２２の磁界によって、中空体２の内部おいて発生するプラズマによるＥＵＶ発光強度の十分な上昇が図られる。加えて、プラズマを構成する電子の衝突に伴う中空体２の温度上昇が抑制される。さらに、冷却媒体経路Ｃ０を流れる水などの冷却媒体によって、中空体２の下端部が冷却されるので、その温度上昇のさらなる抑制が図られる。
【００３１】
（第３実施形態）
（構成）
図４に示されている本発明の第３実施形態としてのＥＵＶ光源装置に関して、図２に示されている本発明の第２実施形態としてのＥＵＶ光源装置と比較して相違する構成について説明し、共通する構成については同一符号を用いるとともに説明を省略する。
【００３２】
中空体２の下端側は、空洞共振器１の内部空間の外側（下側）に向かうにつれて徐々に拡径する略円錐台側面状の第１拡径部２１と、第１拡径部２１の下端に連接され、径方向外側に張り出している略円環状の第２拡径部２２と、を有している。
【００３３】
中空体２の下端部は空洞共振器１の下側貫通孔１１２に嵌め込まれている。第１拡径部２１の上端部において、下側貫通孔１１２の上側段差箇所に配置されているシールリング２１２（Ｏ−リング）に対して全周にわたり密接している。これにより、冷却媒体経路Ｃ０と空洞共振器１の内部空間とが遮断されている。第２拡径部２２の下側において、下側貫通孔１１２の下側段差箇所に配置されているシールリング２２２（Ｏ−リング）に対して全周にわたり密接している。これにより、冷却媒体経路Ｃ０とチャンバＣの内部空間とが遮断されている。
【００３４】
中空体２の延在方向軸線または中心軸線に対する第１拡径部２１の開き角度θがたとえば４５°に設計されている。中空体２の下端部におけるＥＵＶ光の放射立体角Ωが第１拡径部２１の角度θに応じてΩ＝２π（１−ｃｏｓθ）と定義される。たとえばθ＝４５°であり、ｄ＝２０［ｍｍ］である場合、ＥＵＶ光の立体放射角Ωは１．８４［ｓｒ］となる。中空体２の内部空間の軸線方向に垂直な断面の面積Ｓを用いてＥＵＶ光源のエタンデュＥはΩ×Ｓと定義される。このため、θが４５°であり、かつ、円筒状の中空体２の内径が１［ｍｍ］である場合、Ｅ＝π×０．５2［ｍｍ2］×１．８４［ｓｒ］＝１．４４［ｍｍ2・ｓｒ］と計算される。
【００３５】
（作用効果）
第３実施形態のＥＵＶ光源装置によれば、第２実施形態のＥＵＶ光源装置と同様に、中空体２の内部おいて発生するプラズマによるＥＵＶ発光強度の十分な上昇が図られ、かつ、中空体２の温度上昇が抑制される。さらに、中空体２の内部空間に生じたプラズマから発せられたＥＵＶ光が、中空体２および中間部材１５などにより遮られる程度が軽減されるので、チャンバ５０の内部空間へのＥＵＶ光の放射効率の向上が図られる。
【００３６】
（第４実施形態）
（構成）
図５に示されている本発明の第４実施形態としてのＥＵＶ光源装置に関して、図１に示されている本発明の第１実施形態としてのＥＵＶ光源装置と比較して相違する構成について説明し、共通する構成については同一符号を用いるとともに説明を省略する。
【００３７】
空洞共振器１の下側のみならず上側からもＥＵＶ光が放出されるように、ＥＵＶ光源装置が空洞共振器１の上下について略対称に構成されている。図５では下側の構成に対して対称な上側の構成には同一符号に「’」を付している。下側のチャンバＣおよび上側のチャンバＣ’が連通している場合、上側の希ガス供給装置２０’、および真空吸引装置Ｖ’は省略されてもよい。
【００３８】
（作用効果）
第４実施形態のＥＵＶ光源装置によれば、第１実施形態のＥＵＶ光源装置と同様に、中空体２の内部おいて発生するプラズマによるＥＵＶ発光強度の十分な上昇が図られ、かつ、中空体２の温度上昇が抑制される。さらに、中空体２の下端部および上端部のそれぞれからＥＵＶ光が別個のチャンバＣおよびＣ’のそれぞれの内部空間に対して放射される。すなわち、空洞共振器１の下側のみならず上側からもその外部空間に対してＥＵＶ光が放出される。
【００３９】
したがって、各チャンバＣおよびＣ’に収容されている光学系が、中空体２の両端部から放出されたＥＵＶ光が当該各チャンバに収容されているウエハに照射されるように構成されることにより、ＥＵＶ光によるフォトリソグラフィの処理効率の向上が図られる。
【００４０】
（第５実施形態）
（構成）
図６に示されている本発明の第５実施形態としてのＥＵＶ光源装置に関して、図２に示されている本発明の第２実施形態としてのＥＵＶ光源装置と比較して相違する構成について説明し、共通する構成については同一符号を用いるとともに説明を省略する。
【００４１】
空洞共振器１の下側のみならず上側からもＥＵＶ光が放出されるように、ＥＵＶ光源装置が空洞共振器１の上下について略対称に構成されている。図６では下側の構成に対して対称な上側の構成には同一符号に「’」を付している。下側のチャンバＣおよび上側のチャンバＣ’が連通している場合、上側の希ガス供給装置２０’、および真空吸引装置Ｖ’は省略されてもよい。
【００４２】
（作用効果）
第５実施形態のＥＵＶ光源装置によれば、第２実施形態のＥＵＶ光源装置と同様に、下側中空体２および上側中空体２’のそれぞれの内部空間において発生するプラズマによるＥＵＶ発光強度の十分な上昇が図られ、かつ、下側中空体２および上側中空体２’のそれぞれの温度上昇が抑制される。さらに、一対の中空体２および２’のそれぞれからＥＵＶ光が各チャンバＣ、Ｃ’の内部空間に対して放射される。
【００４３】
したがって、第４実施形態と同様に、各チャンバＣ、Ｃ’に収容されている光学系が、下側中空体２の下端部および上側中空体２’の上端部のそれぞれから放出されたＥＵＶ光が当該各チャンバＣ、Ｃ’に収容されているウエハに照射されるように構成されることにより、ＥＵＶ光によるフォトリソグラフィの処理効率の向上が図られる。
【００４４】
（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１の形状（円筒形状）および側壁１４の内径を含む寸法が設計されていた。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。たとえば、空洞共振器１の内壁（たとえば上端壁１２の中央部）にリッジが設けられてもよい。導波管１０２が挿通される接続孔１１２の位置および個数が変更されてもよい。
【００４５】
前記のように中空体２は空洞共振器１の中心軸線に沿って延在しており、当該中空体２の内部に発生したプラズマを構成する電子が当該中心軸線と略平行の軸線回りにラーモア運動する。このことに鑑みて、プラズマを構成する電子のラーモア周波数（サイクロトロン周波数）と、マイクロ波の周波数とを一致させることにより、当該電子をマイクロ波と共鳴させて加熱させるような磁界が形成されるように、磁石４１１、４１２、４２１および４２２が構成されている。マイクロ波周波数が２．４５［ＧＨｚ］である場合、磁束密度Ｂが０．０８７５［Ｔ］に調節される。磁束密度が０．０８５０［Ｔ］である一対の永久磁石４２１および４２２が用いられる場合、０．０１［Ｔ］程度の磁束密度を形成可能な一対の電磁石４１１および４１２の電流値が調節されることにより、電子のラーモア周波数と、マイクロ波の周波数とを一致させることが可能となる。
【００４６】
さらに、空洞共振器１に形成される定在波のモードとして、中空体２の内部に当該中空体２の延在方向軸線回りの回転電場が形成されるようなＴＥ１１ｓモード（ｓ＝１，２‥）等のモードが採用されることが好ましい。当該モードによれば、中空体２の内部空間においてその外部空間の少なくとも一部より強い電場が形成される。
【００４７】
これにより、中空体２の内部空間でラーモア運動またはサイクロトロン運動している電子を、空洞共振器１に形成された定在波の電界成分により効率的に加速させることができる。すなわち、中空体２の内部空間に存在する電子に、空洞共振器１に形成された定在波のエネルギーを効率的に吸収させることができる。その結果、当該プラズマによるＥＵＶ発光効率のさらなる向上が図られる。
【００４８】
第１および第４実施形態において、第２および第５実施形態と同様に空洞共振器１の下端壁１１（または下端壁１１および上端壁１２のそれぞれ）に冷却媒体経路Ｃ０が形成されてもよい。これにより、冷却媒体経路Ｃ０を流通する水などの冷却媒体によって中空体２の下端部（または下端部および上端部）の冷却が図られる。第１、第４および第５実施形態において、第３実施形態と同様に中空体２の形状等が変更されることにより、ＥＵＶ光のチャンバＣ（またはＣおよびＣ’）の内部空間に対する放射効率の向上が図られてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１‥空洞共振器、２‥中空体、１０‥電磁波供給装置、２０‥希ガス供給装置、４１１，４１２‥電磁石、４２１，４２２‥永久磁石、Ｃ、Ｃ’‥チャンバ。
【図１】
2016062846.tif 000003
【図２】
2016062846.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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