(57)【要約】【課題】発生したプラズマシートを均一化することができるプラズマ光源を提供する。【解決手段】プラズマ光源１は、互いに対向配置され、極端紫外光を放射するプラズマ７を発生すると共にプラズマ７を閉じ込める一対の同軸状電極１０と、同軸状電極１０に対して放電電圧を印加する電圧印加装置２０と、を備える。同軸状電極１０は、単一の中心軸線Ａに沿って延びる棒状の中心電極１１と、中心電極１１の周囲に設けられた複数の棒状の外部電極１２と、中心電極１１と外部電極１２との間を絶縁する絶縁体１３と、を有する。外部電極１２は、中心軸線Ａ方向の一端側に向かうにつれて、互いに間隔を保ちつつ、中心軸線Ａに対する周方向の位置が変化するように設けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向配置され、極端紫外光を放射するプラズマを発生すると共に前記プラズマを閉じ込める一対の同軸状電極と、
前記同軸状電極に対して放電電圧を印加する電圧印加装置と、を備え、
前記同軸状電極は、単一の中心軸線に沿って延びる棒状の中心電極と、前記中心電極の周囲に設けられた複数の棒状の外部電極と、前記中心電極と前記外部電極との間を絶縁する絶縁体と、を有し、
前記外部電極は、前記中心軸線方向の一端側に向かうにつれて、互いに間隔を保ちつつ、前記中心軸線に対する周方向の位置が変化するように設けられている、プラズマ光源。
【請求項２】
前記外部電極は、前記中心軸線に関してらせん状に延びている、請求項１に記載のプラズマ光源。
【請求項３】
前記外部電極は、前記周方向で隣り合う第１外部電極と第２外部電極とを含み、
前記第１外部電極が配置された前記周方向の第１角度範囲と、前記第２外部電極が配置された前記周方向の第２角度範囲とは、連続しているか又は重なっている、請求項１または請求項２に記載のプラズマ光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極端紫外光を生成するプラズマ光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
極端紫外光を生成するプラズマ光源は、半導体回路の微細化を進めるための次世代のフォトリソグラフィ用光源として有力視されている。プラズマ光源として、たとえば特許文献１，２に記載された技術が知られている。これらのプラズマ光源は、互いに対向配置された同軸状電極と、同軸状電極に対して放電電圧を印加する電圧印加装置とを備えている。同軸状電極は、軸線上に延びる棒状の中心電極と、中心電極の周りに設けられた６本の棒状の外部電極とを備える。中心電極と外部電極とは、絶縁体によって絶縁されている。複数の外部電極が配置されることで、中心電極の全周に亘って初期放電が発生し、環状の面状放電が形成される。面状放電は、電流シートまたはプラズマシートとも呼ばれる。
【０００３】
中心電極と外部電極との間には、たとえばリチウム（Ｌｉ）等のプラズマ媒体が導入される。中心電極と外部電極との間にリチウム（Ｌｉ）の薄膜が形成される、または、中心電極にリチウム（Ｌｉ）が供給されると、面状放電により、リチウム（Ｌｉ）を含むガスが発生する。面状放電が移動し、同軸状電極の先端に到達すると、プラズマ媒体が高温かつ高密度になり、同軸状電極間に単一のプラズマが形成される。この状態で、電圧印加装置からプラズマの発光エネルギに相当するエネルギを供給し続けることにより、極端紫外光を含むプラズマ光が発生する。
【０００４】
６本の外部電極は、中心電力の周方向に沿って等間隔に（すなわち６０°毎に）配置されている。引用文献１に記載のプラズマ光源では、中心電極と各外部電極との間隔が、相手の同軸状電極とは反対側に向かうにつれて増加している。引用文献２に記載のプラズマ光源では、外部電極において中心電極に対向する側面が、中心電極に向けて突出する曲面になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−８９６３５号公報
【特許文献２】特開２０１３−８９６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラズマをより高温かつ高密度にするためには、リング状の初期プラズマシートを同一平面上に均一に形成することが望ましい。しかし、沿面放電を用いる場合には、放電ごとに起点が変わる場合がある。放電は、リチウムが一定の密度に達した場所から起こるため、プラズマシートが均一に形成されない場合もあり得る。初期プラズマシートが同一平面上に形成できず歪んだような形状になる場合には、プラズマ源の中間地点への到達時間に遅れを伴うプラズマがあることになる。プラズマが同時に収束できないことに起因し、エネルギの集中が不十分となり、温度・密度が低下する可能性がある。
【０００７】
本発明は、発生したプラズマシートを均一化することができるプラズマ光源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係るプラズマ光源は、互いに対向配置され、極端紫外光を放射するプラズマを発生すると共にプラズマを閉じ込める一対の同軸状電極と、同軸状電極に対して放電電圧を印加する電圧印加装置と、を備え、同軸状電極は、単一の中心軸線に沿って延びる棒状の中心電極と、中心電極の周囲に設けられた複数の棒状の外部電極と、中心電極と外部電極との間を絶縁する絶縁体と、を有し、外部電極は、中心軸線方向の一端側に向かうにつれて、互いに間隔を保ちつつ、中心軸線に対する周方向の位置が変化するように設けられている。
【０００９】
このプラズマ光源によれば、放電時、面状のプラズマシート（若しくは電流シート）は、中心電極および外部電極に沿って中心へ向かっていく。外部電極の周方向の位置は、中心軸線方向の一端側に向かうにつれて変化する。外部電極がこのように設けられていることにより、プラズマシートは隣の外部電極に近づくようにして移動していく。そのため、各外部電極においてプラズマ媒体の濃度の差があったとしても、中心に向かう過程でその濃度は均一化される。よって、対向中心（一対の同軸状電極の間）には、均一なプラズマが到着する。その結果として、対向する２つのプラズマ源は、中心で衝突する際に高温かつ高密度な状態に達し、強度の高い極短紫外光を発生させることができる。
【００１０】
いくつかの態様において、外部電極は、中心軸線に関してらせん状に延びている。この場合、外部電極は、一端側に向かうにしたがって回転しているため、発生したプラズマも回転しながら移動する。これにより、発生初期は不均一だったプラズマであっても、回転により均一化が図られる。
【００１１】
いくつかの態様において、外部電極は、周方向で隣り合う第１外部電極と第２外部電極とを含み、第１外部電極が配置された周方向の第１角度範囲と、第２外部電極が配置された周方向の第２角度範囲とは、連続しているか又は重なっている。この場合、プラズマは、隣にある外部電極の位置に存在していたプラズマ媒体を巻き込んで進みやすい。よって、上記した濃度の均一化がより一層効果的に発揮され得る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のいくつかの態様によれば、発生したプラズマシートを均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ光源の概略構成図である。
【図２】中心軸線に垂直な断面に沿った同軸状電極の断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は、図１のプラズマ光源の作動状態を時系列で示す図である。
【図４】一対の同軸状電極を示す図である。
【図５】同軸状電極を中心軸線方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１を参照して、実施形態に係るプラズマ光源１について説明する。プラズマ光源１は、対向型プラズマフォーカス方式の光源であり、たとえば、半導体素子を製造するための露光装置に適用される。プラズマ光源１は、たとえば波長１３．５ｎｍの極端紫外光（ＥＵＶ光）を発生可能に構成されている。プラズマ光源１は、ＥＵＶ光を発生させることにより、微細なパターンを生成するフォトリソグラフィを可能にする。
【００１６】
図１に示されるように、プラズマ光源１は、プラズマを発生させる一対の同軸状電極１０，１０と、同軸状電極１０に電位差を生じさせる電圧印加装置２０と、プラズマ媒体にレーザ光を照射するレーザ装置３０と、を備える。
【００１７】
一対の同軸状電極１０は、極端紫外光を放射するプラズマを発生し、プラズマを閉じ込める。一対の同軸状電極１０は、チャンバ２内に収容されており、互いに対向するように配置されている。一対の同軸状電極１０は、これらの間に延在する仮想の中央面Ｐに関して面対称に配置されている。一対の同軸状電極１０の間には、一定の間隔（空間）が設けられている。チャンバ２には一または複数の排気管３が設けられており、排気管３には真空ポンプ（図示せず）が接続される。チャンバ２内は所定の真空度に維持される。チャンバ２は、接地されている。
【００１８】
プラズマ光源１において、プラズマ媒体は、必要とされる紫外線の波長に応じて選択され得る。たとえば、１３．５ｎｍの紫外光が必要な場合は、プラズマ媒体は、リチウム（Ｌｉ）、キセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）等の少なくとも１つのガスであり、６．７ｎｍの紫外光が必要な場合は、プラズマ媒体は、カドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）等の少なくとも１つのガスである。
【００１９】
図１および図２に示されるように、各同軸状電極１０は、１本の中心電極１１と、複数の外部電極１２と、１つの絶縁体１３とを備える。一方の同軸状電極１０と、他方の同軸状電極１０とは、共通かつ単一の中心軸線Ａを有している。
【００２０】
中心電極１１は、中心軸線Ａに沿って延びる棒状の導電体である。中心軸線Ａは、中心電極１１の中心に位置している。中心電極１１は、高温プラズマに対して損傷され難い金属からなる。中心電極１１は、たとえばタングステンやモリブデン等の高融点金属からなる。一対の同軸状電極１０において、中心軸線Ａは共通である。中心電極１１の中心軸線Ａは、上記した中央面Ｐに直交する。
【００２１】
中央面Ｐに対向する中心電極１１の端面１１ａは、たとえば半球状をなしている。中心電極１１の側面１１ｂは、たとえば円錐状をなしている。中心電極１１の側面１１ｂには、プラズマ媒体領域としての金属層１６が形成されている。金属層１６は、リチウム（Ｌｉ）またはカドリニウム（Ｇｄ）等のＥＵＶ光を発する金属を含む。金属層１６は、側面１１ｂにおいて、全周にわたって形成され得る。金属層１６は、周方向の一部に形成されてもよい。金属層１６は、対向する２箇所に形成されてもよい。リチウム（Ｌｉ）が用いられる場合、リチウム（Ｌｉ）は、液体または固体で供給される。
【００２２】
図１および図２に示されるように、外部電極１２は、外部電極１２の周囲に配置された棒状の導電体である。外部電極１２は、高温プラズマに対して損傷され難い金属からなる。外部電極１２は、たとえばタングステンやモリブデン等の高融点金属からなる。中央面Ｐに対向する外部電極１２の端面は、半球状等の曲面であってもよく、平面であってもよい。
【００２３】
外部電極１２は、中心電極１１に対して所定の間隔を有している。複数の外部電極１２は、周方向に等間隔に（すなわち回転対称に）配置されている。具体的には、プラズマ光源１には、６本の外部電極１２が設けられている。６本の外部電極１２は、中心軸線Ａを基準として６０°毎に配置されている。なお、外部電極１２の本数は６本に限定されず、中心電極１１および外部電極１２の大きさや形状、これらの間隔などに応じて適宜設定され得る。
【００２４】
中心電極１１の周りに複数の外部電極１２が配置されることにより、図３（ａ）に示される初期放電（たとえば沿面放電）が、中心電極１１と外部電極１２との間に発生し得る。この初期放電は、面状放電６（図３（ｂ）参照）に至る。面状放電６は、電流シートまたはプラズマシートとも呼ばれる。
【００２５】
特に、プラズマ光源１においては、発生したプラズマシートの均一化を図るべく、複数の外部電極１２の形状および配置に工夫がなされている。図４に示されるように、各外部電極１２は、中心電極１１に巻き付くようならせん形状をなしている。なお、図１および図３においては、同軸状電極１０は模式的に図示されているため、らせん形状は図に表れていない。中心軸線Ａにおける外部電極１２の長さは、中心電極１１の長さと同等であってもよい。各外部電極１２は、各外部電極１２の形状は、たとえば同一である。
【００２６】
より詳細には、各外部電極１２は、中心軸線Ａに関してらせん状に延びている。各外部電極１２が回転する向きは、同じ向きである。各外部電極１２は、中心軸線Ａ方向の先端側（端面１１ａ側）に向かうにつれて、互いに間隔を保ちつつ、周方向の位置が変化している。言い換えれば、各外部電極１２は、中心軸線Ａを含む仮想平面に対して、周方向に向けて交差する。各外部電極１２は、円錐状をなす中心電極１１の側面１１ｂに対応して、直径が変化するらせん状をなしている。すなわち、中心電極１１と各外部電極１２との距離は、中心軸線Ａ方向において一定に保たれている。各外部電極１２の螺旋の直径は、中心軸線Ａ方向の先端側（端面１１ａ側）に向かうにつれて、縮小されている。なお、中心電極１１と各外部電極１２との距離は、中心軸線Ａ方向において一定でなくてもよい。
【００２７】
一対の同軸状電極１０において、らせん状に配置された外部電極１２の回転の向きは、適宜設定され得る。たとえば、一方の同軸状電極１０の外部電極１２の配置および形状と、他方の同軸状電極１０の外部電極１２の配置および形状とは、中央面Ｐに関して面対称であってもよい。この場合、共通の中心軸線Ａを基準として、外部電極１２の回転の向きは同じである。図４に示されるように、一方の同軸状電極１０の外部電極１２の配置および形状と、他方の同軸状電極１０の外部電極１２の配置および形状とは、中央面Ｐを通り中心軸線Ａに直交する直線に関して線対称であってもよい。この場合、共通の中心軸線Ａを基準として、外部電極１２の回転の向きは反対である。
【００２８】
さらに、図５に示されるように、隣り合う２本の外部電極１２において、第１外部電極１２が配置された周方向の第１角度範囲と、第２外部電極１２が配置された周方向の第２角度範囲とは、連続している（すなわち接している）。外部電極１２全体に関して、外部電極１２が回転する角度範囲は、たとえば６０°程度である。外部電極１２は６０°毎に配置されているから、上記した第１角度範囲と第２角度範囲とは、連続している。同軸状電極１０全体で見れば、６本の外部電極１２によって、ほぼ隙間なく、６つの角度範囲が連続している。言い換えれば、中心軸線Ａ方向から見て、外部電極１２の先端部１２ａは、隣の外部電極１２の基端部１２ｃとほぼ同じ角度位置にあり、その関係が６本の外部電極１２に関して成り立っている（図５参照）。外部電極１２の本数をｎ本とすると、３６０°をｎで除した角度範囲で各外部電極１２が設けられた場合に、複数の角度範囲が連続する。なお、これらの角度範囲は、互いに重なっていてもよい（６０°より大きくてもよい）。これらの角度範囲は、互いに離間していてもよい（６０°より小さくてもよい）。
【００２９】
プラズマ光源１では、上記のような外部電極１２を含む同軸状電極１０によって、発生したプラズマシートの均一化が図られる。
【００３０】
図１に戻り、絶縁体１３は、たとえばセラミックからなる。絶縁体１３は、たとえば円板状をなしている。絶縁体１３は、中心電極１１と外部電極１２の各基部を支持し、これらの間隔を規定する。絶縁体１３は、中心電極１１と外部電極１２とを電気的に絶縁する。
【００３１】
電圧印加装置２０は、各同軸状電極１０に放電電圧を印加することにより、各同軸状電極１０において、中心電極１１と外部電極１２との間に電位差を生じさせる。電圧印加装置２０は、一方の同軸状電極１０と、他方の同軸状電極１０とに対して、同極性の放電電圧を印加する。電圧印加装置２０は、一方の同軸状電極１０と、他方の同軸状電極１０とに対して、逆極性の放電電圧を印加してもよい。
【００３２】
電圧印加装置２０は、２台の高圧電源（ＨＶ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）２１，２２を備える。第１高圧電源２１の出力側は、一方の（たとえば図示左側の）同軸状電極１０の中心電極１１に接続されている。第１高圧電源２１は、その中心電極１１に対応する外部電極１２よりも高い正の放電電圧を印加する。なお、第１高圧電源２１は、その中心電極１１に対応する外部電極１２よりも低い負の放電電圧を印加してもよい。第２高圧電源２２の出力側は、他方の（たとえば図示右側の）同軸状電極１０の中心電極１１に接続されている。第２高圧電源２２は、その中心電極１１に対応する外部電極１２よりも高い正の放電電圧を印加する。なお、第２高圧電源２２は、その中心電極１１に対応する外部電極１２よりも低い負の放電電圧を印加してもよい。いずれの外部電極１２も接地されていてもよい。以下の説明では、第１高圧電源２１および第２高圧電源２２を、それぞれ第１高圧電源２１および電源２２という。
【００３３】
なお、電源２１，２２の各コモン側（リターン側）には、ロゴスキーコイル等を用いて誘導結合された線路が設けられてもよい。これらの線路により、各中心電極１１を経由した電流（すなわち、すべての放電電流）をオシロスコープ（Ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ）で観察することができる。
【００３４】
プラズマ光源１は、さらに、電圧印加装置２０からの放電電圧を放電エネルギとして外部電極１２毎に蓄積するエネルギ蓄積回路２６を備えている。エネルギ蓄積回路２６は、中心電極１１と各外部電極１２との間を個別に接続する複数のコンデンサＣを含む。各コンデンサＣは、高圧電源２１，２２の各出力側及び各コモン側に接続される。電エネルギを蓄積するコンデンサＣが外部電極１２毎に設けられることにより、すべての外部電極１２において放電が発生し得る。すなわち、各放電の発生タイミングに多少のずれが生じた場合でも、最初に発生した放電によって多くの放電エネルギが消費されることが防止される。エネルギ蓄積回路２６を備えることにより、同軸状電極１０において、中心電極１１の全周に亘って発生する理想的な面状放電６が得られる。
【００３５】
プラズマ光源１は、さらに、電圧印加装置２０に放電電流が帰還することを阻止する放電電流阻止回路２８を備えている。放電電流阻止回路２８は、各外部電極１２と電圧印加装置２０（具体的には電源２１，２２の各コモン側）との間を接続するインダクタＬを含む。インダクタＬは、放電電流に対して十分に高いインピーダンスを有するため、中心電極１１及び外部電極１２を経由した放電電流は、その発生源であるエネルギ蓄積回路２６に戻され得る。これにより、各コンデンサＣに蓄積された放電エネルギが当該コンデンサＣに直結した外部電極１２以外の外部電極１２に供給されることを防止できる。その結果、中心電極１１の周方向における放電の発生分布に偏りが生じることを防止できる。
【００３６】
レーザ装置３０は、中心電極１１上の金属層１６にレーザ光を照射するレーザ発生装置３１を備える。レーザ発生装置３１は、レーザ光の照射により、プラズマ７の媒体を放出させ、プラズマ７の初期放電（すなわち面状放電６）を発生させる。レーザ発生装置３１は例えばＹＡＧレーザであり、アブレーションを行うために基本波又は基本波の二倍波を短パルスのレーザ光として出力する。このレーザ光は、ビームスプリッタ（ハーフミラー）３４やミラー３５等の光学素子により、少なくとも２本のレーザ光３２，３３に分岐する。レーザ光３２，３３は、各中心電極１１の金属層１６に照射される。レーザ光３２，３３が照射された金属層１６の表面では、アブレーションによって金属層１６の一部がプラズマ媒体である中性ガス又はイオンとなって放出される。
【００３７】
レーザ光３２，３３の照射時には、各同軸状電極１０の中心電極１１と外部電極１２に対し、電圧印加装置２０による放電電圧が印加されている。上述したアブレーションが発生すると、中心電極１１と各外部電極１２間の放電が誘発され、さらに、この放電によって面状放電６（図３（ｂ）参照）が形成される。複数の（少なくとも２本の）レーザ光が、中心軸線Ａの周方向に間隔をあけて、同時に照射されることが好ましい。レーザ光の照射箇所が少ないほど、レーザ光は、中心電極１１に対して回転対称な位置に照射されることが望ましい。プラズマ光源１では、レーザ照射点は、対向する２箇所に設定されている（図２参照）。なお、複数のレーザ光の同時照射は、ビームスプリッタ及びミラー等の光学素子を用い、光路長を合わせた複数の光路を形成することによって容易に達成され得る。
【００３８】
続いて、図３を参照してプラズマ光源１の動作について説明する。図３（ａ）はレーザ光３２，３３の照射時の状態、図３（ｂ）は面状放電６の発生時の状態、図３（ｃ）は面状放電６の移動中の状態、図３（ｄ）はプラズマ７の発生時の状態、図３（ｅ）はプラズマ７の初期の閉じ込め時の状態、図３（ｆ）は高温・高密度化されたプラズマ７の状態を示している。
【００３９】
まず、チャンバ２内は、プラズマ７の発生に適した温度及び圧力に保持される。放電前の各同軸状電極１０には、電圧印加装置２０により放電電圧が印加される。図３（ａ）に示されるように、放電電圧が印加された状態で、各中心電極１１の金属層１６にレーザ光３２及びレーザ光３３が同時に照射される。レーザ光を照射された位置の金属層１６がアブレーションし，リチウム（Ｌｉ）を含むガス又はイオンが放出される。複数の外部電極１２のそれぞれに対してリチウムの濃度が一定に達した箇所から、中心電極１１との間で放電が生じる。図３（ｂ）に示されるように、中心電極１１の全周に亘って分布する面状放電６が得られる。面状放電６の形成により、各同軸状電極１０において、金属層１６からリチウム（Ｌｉ）を含むガス又はイオンが放出される。
【００４０】
図３（ｃ）に示されるように、面状放電６は、自己磁場によって電極から排出される方向（中央面Ｐに向かう方向）に移動する。このときの面状放電６の形状は、中心軸線Ａから見て略環状（すなわちリング状）である。
【００４１】
ここで、プラズマ光源１はエネルギ蓄積回路２６を備えているため、エネルギ蓄積回路２６と複数の外部電極１２との協働により、面状放電６の発生確率が高められている。間隔をあけて非連続的に配置される複数の外部電極１２は、連続した管状（筒状）の外部電極が採用される場合に比して、面状放電６の形成を容易にするという観点で有利である。
【００４２】
しかも、上述したように、同軸状電極１０の外部電極１２の配置および形状が工夫されており、発生したプラズマシートの均一化が図られている。たとえば、外部電極１２へのアブレーションガスの到達時間が異なれば、放電のタイミングは外部電極毎に異なってしまう可能性がある。このような場合でも、プラズマシートは、中央面Ｐへ向かってにつれて、従来であれば通過しなかった他の外部電極１２のある位置を通過していく。そのため、各電極位置においてリチウム濃度に差があったとしても、中央面Ｐに向かう過程で、リチウム濃度は平均化される。それによって、プラズマシートは、同一平面上に形成される。
【００４３】
その後、図３（ｄ）に示されるように、面状放電６は同軸状電極１０の先端に達する。面状放電６が中心電極１１の先端に達したことで、その放電電流の出発点は中心電極１１の側面１１ｂから端面１１ａに移行する。この電流の移行によって、一対の面状放電６に伴って移動してきたリチウム（Ｌｉ）を含むプラズマは収束し、高密度かつ高温になる。
【００４４】
この現象は中央面Ｐを挟んだ各同軸状電極１０で進行するため、初期プラズマは、一方の同軸状電極１０から他方の同軸状電極１０に向かって押し出される。その結果、初期プラズマは、中心軸線Ａに沿う両方向からの圧力を受けて同軸状電極１０が対面する中間位置（すなわち中央面Ｐの位置）に移動し、プラズマ媒体を成分とする単一のプラズマ７が形成される。
【００４５】
図３（ｅ）に示されるように、プラズマ７が形成された後も、面状放電６を通じて電流が流れ続け、プラズマ７を全体的に包囲し、プラズマ７を各中心電極１１の中間付近に保持する。
【００４６】
面状放電６が発生している間は、プラズマ７の高密度化および高温化が進行し、リチウム（Ｌｉ）を含むイオンの電離が進行する。その結果、図３（ｆ）に示されるように、プラズマ７からは極端紫外光を含むプラズマ光９が放射される。この状態において、面状放電６を通じて電流が流れ続けることにより、長時間に亘って、プラズマ光９が発生し得る。
【００４７】
以上説明した本実施形態のプラズマ光源１によれば、放電時、面状のプラズマシート（若しくは電流シート）は、中心電極１１および外部電極１２に沿って中心へ向かっていく。外部電極１２の周方向の位置は、中心軸線Ａ方向の一端側（中央面Ｐ側）に向かうにつれて変化する。外部電極１２がこのように設けられていることにより、プラズマシートは隣の外部電極１２に近づくようにして移動していく。そのため、各外部電極１２においてプラズマ媒体の濃度の差があったとしても、中心に向かう過程でその濃度は均一化される。よって、対向中心（一対の同軸状電極の間）には、均一なプラズマ７が到着する。その結果として、対向する２つのプラズマ源は、中心で衝突する際に高温かつ高密度な状態に達し、強度の高い極短紫外光光を発生させることができる。
【００４８】
従来は、レーザアブレーション方式において、中心電極と複数の外部電極との間で同一平面上に同時に初期プラズマシートを発生させるのは難しかった。そのため、たとえば特開２０１３−２５４６９４号公報に記載されるように、外部電極上に突起を設けて、放電位置を規定する方式も検討されてきた。しかし、この場合においても、例えば外部電極へのアブレーションガスの到達時間が異なれば、放電のタイミングは外部電極毎に異なってしまう可能性がある。レーザ照射をより多点にしてアブレーションガスの分布を均一にすることも考えられるが、実際的な装置構成を考慮すると、中心電極１本あたり２ヶ所か４か所程度の照射となる。よって、アブレーションガスの分布には偏りが生じ得る。そのため、結果的に、初期プラズマシートは同一平面上にかつ均一にはできず、最終的に電極の先端部で収束するプラズマの温度と密度が想定より低くなる可能性があった。その結果、プラズマ光の出力は低下することになる。この点、本実施形態のプラズマ光源１によれば、発生したプラズマシートの均一化が図られている。
【００４９】
外部電極１２は、中心軸線Ａに関してらせん状に延びており、一端側（中央面Ｐ側）に向かうにしたがって回転しているため、発生したプラズマ７も回転しながら移動する。これにより、発生初期は不均一だったプラズマ７であっても、回転により均一化が図られる。
【００５０】
複数の外部電極１２のうち、第１外部電極の第１角度範囲と、第２外部電極の第２角度範囲とは、連続しているため、プラズマ７は、隣にある外部電極１２の位置に存在していたリチウムガスを巻き込んで進みやすい。よって、上記した濃度の均一化がより一層効果的に発揮され得る。
【００５１】
本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。たとえば、外部電極１２は、らせん状に湾曲する場合に限られず、直線状に延びてもよい。この場合、中心電極１１と各外部電極１２との距離は、中心軸線Ａにおいて変化し得る。各外部電極１２は、中心軸線Ａに対してねじれの関係にあり、いずれか一点で中心電極１１に対して最も近づく。外部電極１２は、中心軸線Ａを中心にらせん状をなす場合に限られず、中心軸線Ａ以外の点または線を中心に弧状をなしてもよい。
【００５２】
外部電極１２の本数やレーザ照射点の個数等は、それぞれ独立に変更してもよい。また、中心電極１１の形状は、テーパー形状でもある場合に限られず、直線形状であってもよい。
【００５３】
上記実施形態では、レーザアブレーションによりプラズマ７を得る方式について説明したが、本発明は、レーザアブレーション方式に限られず、同軸状電極１０が採用され得る他の方式に適用されてもよい。たとえば、レーザ装置３０を備えずに、トリガスイッチを含む電圧印加装置２０を備えたハイボルテージ型のプラズマ光源であってもよい。この場合、トリガスイッチは、中心電極１１および外部電極１２の間に放電電圧を同時に印加するように構成される。
【符号の説明】
【００５４】
１  プラズマ光源
２  チャンバ
７  プラズマ
９  プラズマ光
１０  同軸状電極
１１  中心電極
１２  外部電極
１３  絶縁体
１６  金属層（プラズマ媒体領域）
２０  電圧印加装置
２１  第１高圧電源
２２  第２高圧電源
２６  エネルギ蓄積回路
２８  放電電流阻止回路
３０  レーザ装置
３１  レーザ発生装置
Ａ  中心軸線
Ｐ  中央面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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