(57)【要約】【課題】放電チャンネルの位置を画定可能とし、当該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すること。【解決手段】高温プラズマ原料２１を例えば滴下しレーザビーム２３を照射して気化させる。レーザビーム２３は１対の電極１１，１２間の放電領域を通過して高温プラズマ原料２１に照射され、気化した原料の少なくとも一部が放電領域に到達したとき、放電電流が所定の閾値となるように電極１１，１２間にパルス電力を印加する。これにより、電極間で放電が開始し、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放射はホイルトラップ３を通過してＥＵＶ集光鏡２により集光され取り出される。レーザビーム２３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ことが可能となり、また放電チャンネルの位置を画定することが可能となる。【選択図】          図４
2009099390.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、
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、電力が印加された電極間を介してレーザビームを照射するものであって、
上記エネルギービーム照射手段は、電力が印加された電極間を通過する上記レーザビームにより、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チャンネルを画定する
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項２】
エネルギービーム照射手段からエネルギービームを照射した際、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となるように、
エネルギービームが放電領域を通過するときのタイミングと高温プラズマ原料に照射されるタイミング、放電領域におけるエネルギービームのエネルギー、高温プラズマ原料に照射される位置でのエネルギービームのエネルギー、エネルギービームの照射方向、および放電領域に対する高温プラズマ原料の供給位置が設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項３】
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もしくは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もしくは２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もしくは２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もしくは２に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項７】
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もしくは２に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項８】
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７記載の極端紫外光光源装置。
【請求項９】
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もしくは請求項８に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項１０】
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１０に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項１２】
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もしくは請求項１１に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項１３】
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エネルギービーム照射して気化し、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、
上記エネルギービームは、上記放電領域を除く空間であつて、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電力が印加された電極間を介して照射されるものであり、
電力が印加された電極間を通過する上記レーザビームにより、上記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チャンネルが画定される
ことを特徴とする極端紫外光発生方法。
【請求項１４】
エネルギービームが照射された際、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となるように、
エネルギービームが放電領域を通過するときのタイミングと高温プラズマ原料に照射されるタイミング、放電領域におけるエネルギービームのエネルギー、高温プラズマ原料に照射される位置でのエネルギービームのエネルギー、エネルギービームの照射方向、および放電領域に対する高温プラズマ原料の供給位置が設定されている
ことを特徴とする請求項１３に記載の極端紫外光発生方法。
【請求項１５】
放電開始タイミングの時間データを取得し、当該時間データに基づき、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１４に記載の極端紫外光発生方法。
【請求項１６】
上記のように照射タイミングが設定されたエネルギービームの照射に先んじて、一対の電極による放電を休止した状態で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もしくは請求項１５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。
なお、電極間における放電は、比較的広い領域で真空アーク放電から開始され、燃料供給に伴いガス放電（ピンチ放電を含む）へと成長するが、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真空アーク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ともいう。
【０００７】
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
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、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を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、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、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、原料へのエネルギービームの照射方向、エネルギービーム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。
【００１１】
即ち、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。
さらに、こ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、エネルギービームがレーザビームであるとき、レーザビームを放電領域の所定の位置を、所定のパワー密度で通過させることにより、放電チャンネルの位置は、レーザビームが通過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、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、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。
【００１２】
ここで、エネルギービームの照射により位置が画定される放電チャンネルにおいて、所定の空間密度分布を有する気化原料の、少なくとも一部が当該放電チャンネルに到達した時、放電領域で発生した放電の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、エネルギービームの照射タイミングと電極間へのパルス電力の印加タイミングとを適宜設定す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。
【００１３】
以下、（１）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、エネルギービームの照射位置の相互関係、（３）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る。  まず、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）にトリガ信号が入力（時刻Ｔｄ）し、スイッチング手段はｏｎ状態とする（同図（ａ））。
【００１４】
Δｔｄ後に、電極間電圧が閾値Ｖｐに到達する（同図（ｂ））。
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）。
【００１５】
電極間電圧が閾値Ｖｐに到達した時点（Ｔｄ＋Δｔｄ）以降の時点ＴＬにおいて、レーザビームが放電領域に照射される（同図（ｃ））。
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））。
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（ＴＬ＋Δｔｉ）以降のΔｔｐ期間中に、放電領域を通過後高温プラズマ原料に照射された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、これによりＥＵＶ光が放射される（同図（ｅ）（ｆ））。
【００１６】
ここで、レーザビームが放電領域に照射される時点とレーザビームが高温プラズマ原料に照射される時点との遅延時間は非常に小さいので、実質的に、同時と見なしても差し支えない。よって、レーザビームが高温プラズマ原料に照射される時点も、レーザビームが放電領域に照射される時点と同様、ＴＬとする。
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、ＴＬ＋Δｔｉ≦ＴＬ＋Δｔｇ≦ＴＬ＋Δｔｉ＋Δｔｐなる関係が成立する（同図（ｅ））。
【００１７】
（２）電極位置、原料供給位置、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、一つのレーザビームにより、放電領域への気化原料の供給、放電の始動、放電領域の画定を実施する。その位置関係の例を以下に示す。
例として、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、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。  
【００１８】
図２、図３は、上記位置関係を説明するための概略構成図である。同図において、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（図示せず）によって、一対の電極１１，１２と極端紫外光集光鏡（以下、ＥＵＶ集光鏡ともいう、ここでは図示されていない）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。
本発明のＥＵＶ光源装置は、レーザ源から放出されるレーザビームが第１の電極１１と第２の電極１２との間の放電領域を通過して、高温プラズマ原料２１に照射されるように構成される。
図２は、レーザビーム２３を集光光学系２３ｃにより点集光させる例を示す。集光光学系２３ｃとしては、例えば、凸レンズが使用される。また、電極としては一対の回転電極が例示されている。
【００１９】
ここで、放電領域を通過するレーザビーム２３の集光強度が比較的大きい場合、電極１１，１２間の絶縁破壊が誘発される。これにより、放電チャンネルは、レーザビーム２３の光軸を含む空間に画定される。
さらに、放電領域を通過したレーザビーム２３が所定の集光強度で高温プラズマ原料２１に照射されると、高温プラズマ原料２１は気化する。気化した高温プラズマ原料は、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。
レーザビーム２３は放電領域を通過して高温プラズマ原料２１に照射されるので、照射位置は、高温プラズマ原料表面の放電領域に面する側となる。よって、気化した高温プラズマ原料は、放電領域の方向に広がる。
【００２０】
ここで、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て、放電領域において高温プラズマ原料が所定の空間密度分布で存在する間に、放電後の放電電流が所定の値に到達すると、所定の強度のＥＵＶ放射が得られる。
すなわち、レーザビーム２３が放電領域を通過するときのタイミングと高温プラズマ原料２１に照射されるタイミング、放電領域におけるレーザビーム２３の集光強度、高温プラズマ原料２１に照射される位置でのレーザビーム２３のエネルギー、レーザビーム２３の照射方向、放電領域と高温プラズマ原料２１との位置関係等を適宜設定することにより、所定の強度のＥＵＶ放射が得られる。
また、放電チャンネルがレーザビームの光軸を含む空間に画定されるので、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上する。
【００２１】
図２に示す例においては、比較的長い焦点距離の集光光学系を使用することにより、放電領域におけるレーザビームの集光強度と、高温プラズマ原料上のレーザビームの集光強度との間に、大きな差がない配置を実現することが可能となる。
例えば、レーザビームの焦点位置を高温プラズマ原料上とし、集光光学系のレイリー長（Ｒａｙｌｅｉｇｈ  ｒａｎｇｅ）を放電領域の中心と高温プラズマ原料の中心との距離とするとよい。なお、当然ながら、この場合もレーザビームの照射方向やエネルギー等が適宜設定される。
【００２２】
図３は、レーザビームを集光光学系２３ｃにより線集光する例を示す。集光光学系２３ｃとしては、例えば、２枚のシリンドリカルレンズ２３１，２３２が使用される。図３に示す２枚のシリンドリカルレンズ２３１，２３２は、レーザビーム２３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。
図３に示す配置例は、図２に示す配置例と同様、レーザ源２３ａから放出されるレーザビーム２３が第１の回転電極１１と第２の回転電極１２との間の放電領域を通過して、高温プラズマ原料２１に照射されるように構成されたＥＵＶ光源装置を示す。
図３に示す配置例においても、放電領域を通過するレーザビームの集光強度が比較的大きい場合、電極１１，１２間の絶縁破壊が誘発される。特に、電極近傍である放電領域の所定の地点に対して、レーザビーム２３を線状に集光することにより、放電チャンネルの位置はレーザビーム２３の集光線上に画定される。
レーザビーム２３は放電領域を通過して高温プラズマ原料２１に照射されるので、上記したように、気化した高温プラズマ原料は放電領域の方向に広がる。
【００２３】
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て、放電領域において高温プラズマ原料が所定の空間密度分布で存在する間に、放電後の放電電流が所定の値に到達すると、所定の強度のＥＵＶ放射が得られる。
すなわち、図２に示す配置例のときと同様、レーザビーム２３が放電領域を通過するときのタイミングと高温プラズマ原料２１に照射されるタイミング、放電領域におけるレーザビーム２３の集光強度、高温プラズマ原料２１に照射される位置でのレーザビーム２３のエネルギー、レーザビーム２３の照射方向、放電領域と高温プラズマ原料２１との位置関係等を適宜設定することにより、所定の強度のＥＵＶ放射が得られる。
また、放電チャンネルがレーザビームの集光線上に画定されるので、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上する。
【００２４】
図３に示すように、例えば、レーザビーム２３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２枚のシリンドリカルレンズ２３１，２３２の曲率を互いに相違するように設定してもよい。このように２枚のシリンドリカルレンズを構成することにより、レーザビーム２３を、放電領域では放電方向に細長く、原料上では比較的丸型の小さなスポット状に集光することが可能となる。よって、効率的に放電チャンネルの画定、並びに、気化原料の放電領域への供給を実現することが可能となる。なお、当然ながら、この場合もレーザビームの照射方向やエネルギー等が適宜設定される。
【００２５】
（３）レーザビームのエネルギーについて
図１に戻り、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Δｔｇは、放電領域とレーザビームが照射された原料との距離、および、気化した高温プラズマ原料が広がる速度により求められる。
ここで、放電領域とレーザビームが照射される高温プラズマ原料との距離は、レーザビームの照射時における原料の位置および高温プラズマ原料へのレーザビームの照射方向に依存する。
一方、上記したように、レーザビームの照射により気化した高温プラズマ原料は、レーザ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。上記所定の速度は、原料に照射するレーザビームの照射エネルギーに依存する。
結局、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Δｔｇは、放電領域と原料の位置、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。
【００２６】
以上まとめると、
Ｔｄ＋Δｔｄ≦ＴＬ                                                （２６）
ＴＬ＋Δｔｉ≦ＴＬ＋Δｔｇ≦ＴＬ＋Δｔｉ＋Δｔｐ                  （２７）
なる関係が成立するように、放電領域と原料の位置、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、レーザビームの照射タイミング等を設定することにより、所定の強度のＥＵＶ放射が得られる。また、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上する。
【００２７】
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）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、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、電力が印加された電極間を介してレーザビームを照射する。そして、電力が印加された電極間を通過する上記レーザビームにより、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チャンネルを画定する。
（２）上記（１）において、エネルギービーム照射手段からエネルギービームを照射した際、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となるように、エネルギービームが放電領域を通過するときのタイミングと高温プラズマ原料に照射されるタイミング、放電領域におけるエネルギービームのエネルギー、高温プラズマ原料に照射される位置でのエネルギービームのエネルギー、エネルギービームの照射方向、放電領域に対する高温プラズマ原料の供給位置を設定する。
（３）上記（１）（２）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。
（４）上記（１）（２）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。
（５）上記（１）（２）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。
（６）上記（１）（２）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。
（７）上記（１）（２）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。
（８）上記（７）において、管状ノズルの内部の一部に狭窄部を設ける。
（９）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。
（１０）上記（１）（２）（３）（４）（５）（６）（７）（８）（９）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。
（１１）上記（１０）において、上記円盤状である一対の電極を、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する。
（１２）上記（１）（２）（３）（４）（５）（６）（７）（８）（９）（１０）（１１）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。
（１３）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、電力が印加された電極間を通過する上記レーザビームにより、上記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チャンネルを画定させる。
（１４）上記（１３）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となるように、エネルギービームが放電領域を通過するときのタイミングと高温プラズマ原料に照射されるタイミング、放電領域におけるエネルギービームのエネルギー、高温プラズマ原料に照射される位置でのエネルギービームのエネルギー、エネルギービームの照射方向、放電領域に対する高温プラズマ原料の供給位置を設定する。
（１５）上記（１４）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、エネルギービームの照射タイミングを修正する。
（１６）上記（１４）（１５）において、照射タイミングが設定されたエネルギービームの照射に先んじて、一対の電極による放電を休止した状態で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】
【００２８】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）１つのエネルギービームの照射により、放電が開始して放電領域における放電チャンネルの位置が画定されるとともに、位置が画定される放電チャンネルにおいて原料が所定の空間密度分布に維持されているタイミングで、放電後の放電電流が所定の値に到達するようにしているので、効率のよいＥＵＶ放射が実現可能となる。
また、放電チャンネルがエネルギービームの集光線上に画定されるので、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上する。
（２）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となるように、エネルギービームが放電領域を通過するときのタイミングと高温プラズマ原料に照射されるタイミング、放電領域におけるエネルギービームのエネルギー、高温プラズマ原料に照射される位置でのエネルギービームのエネルギー、エネルギービームの照射方向、放電領域に対する高温プラズマ原料の供給位置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、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。
また、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。
（６）照射タイミングが設定されたエネルギービームの照射に先んじて、一対の電極による放電を休止した状態で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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
１．実施例
図４、図５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４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５は、本実施例のＥＵＶ光源装置の上面図である。
図４、図５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。
【００３０】
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４、図５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。
【００３１】
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４、図５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４、図５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４、図５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。
【００３２】
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５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。
【００３３】
後述するように、両電極１１，１２にパルス電力発生器８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５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。
【００３４】
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５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１１，１２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５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。
【００３５】
本実施例のハイブリッド方式のＥＵＶ光源装置は、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。
【００３６】
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４、図５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。
【００３７】
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。
【００３８】
図４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としても機能するパルス電力発生器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。
【００３９】
（２）放電始動機構
本実施例のＥＵＶ光源装置においては、高温プラズマ原料と放電領域の所定の地点とにレーザビーム２３を照射するレーザ源２３ａならびに当該レーザ源２３ａの動作を制御するレーザ制御部２３ｂ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レーザビーム２３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。
【００４０】
レーザビーム２３を放出するレーザ源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、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。
【００４１】
前記図２は、比較的長い焦点距離を有する凸レンズにより点集光する例を示す。
電極１１，１２近傍である放電領域の所定の地点に対して、レーザビーム２３を点状に集光することにより、電極１１，１２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。
また前記図３は、２枚のシリンドリカルレンズ２３１，２３２により線集光する例を示す。２枚のシリンドリカルレンズ２３１，２３２は、レーザビーム２３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。
このようにして、電極１１，１２近傍である放電領域の所定の地点に対して、レーザビーム２３を線状に集光することにより、電極１１，１２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、レーザビーム２３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。
【００４２】
（３）パルス電力発生器
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４、図５にパルス電力発生器の構成例を示す。
図４、図５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。
【００４３】
図４、図５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。
【００４４】
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。
【００４５】
（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。
【００４６】
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、レーザ源２３ａから放出されるレーザビーム２３により照射されて気化する。
上記したように、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、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。
ここで、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。
【００４７】
しかし、レーザビーム２３は、高温プラズマ原料２１だけでなく、放電領域の所定の地点にも照射するために、放電電極１１，１２側から照射されることになる。したがって、気化後の高温プラズマ原料は、放電電極１１，１２の方向、即ち放電領域の方向に広がるので、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。
上記したように、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、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、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。
【００４８】
（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。
【００４９】
（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４、５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。
【００５０】
図４に示すように、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。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２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。
【００５１】
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、高密度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。
【００５２】
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２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。
【００５３】
（７）隔壁
放電空間１ａの圧力は、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４、図５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１ｂ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１ａと集光空間１ｂ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。
【００５４】
（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２１の位置をモニタする。例えば、図６に示すように、原料供給ユニット２０から滴下される原料２１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２１が位置Ｐ１に到達した時点からレーザビーム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。
【００５５】
（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７、図８は本実施例の動作を示すフローチャート、図９はタイムチャートであり、以下図７−図９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状態とな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１１，１２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、レーザビーム２３が原料２１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。
【００５６】
一般に、放電電極に印加される電圧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２１が所定の位置（例えば、図６のＰ１）に到達した時点から、レーザビーム２３が原料２１に照射される位置（例えば、図６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γ、ε、およびパルス電力発生器８のスイッチング手段に主トリガ信号が出力される時点から、当該主トリガ信号がパルス電力発生器８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γ、εについては、後述する。
【００５７】
まず、ＥＵＶ光源装置の制御部２６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７のステップＳ５０１、図９のＳ６０１）。
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７のステップＳ５０２、図９のＳ６０２）。
【００５８】
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７のステップＳ５０３、図９のＳ６０３）。
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２１（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、後述する図６の位置Ｐ１に原料２１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７のステップＳ５０４、図９のＳ６０４）。
なお、この時点では、滴下する原料２１はレーザビーム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。
【００５９】
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７のステップＳ５０５、図９のＳ６０５）。
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７のステップＳ５０６、図９のＳ６０６）。
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。
【００６０】
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８の充電器ＣＨに送信する（図７のステップＳ５０７、図９のＳ６０７）。
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７のステップＳ５０８）。
【００６１】
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７のステップＳ５０９）、初回パルスの場合には、ステップＳ５０９からステップＳ５１０に行く。また初回パルスでない場合には、ステップＳ５１６に行く。
ステップＳ５１０で、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、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を出力するタイミング、レーザ源２３ａの動作を制御するレーザ制御部２３ｂへの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、Δｔｍ、ｄ１、γに基づき、上記タイミングを決定する。
【００６２】
なお、図１に示すように、実際は、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、レーザビームが照射される時間ＴＬを設定することが望ましい。
本実施例では、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を出力する時点Ｔｄ´から、当該主トリガ信号がパルス電力発生器８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、パルス電力発生器８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。
【００６３】
一方、トリガ信号が送出された時点ＴＬ’からレーザビーム２３が照射されるまでの遅延時間ｄＬ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。  レーザ源２３ａが、例えばＱスイッチ式Ｎｄ：ＹＡＧレーザ装置の場合、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を出力した時点Ｔｄ’を基準として、レーザ源２３ａの動作を制御するレーザ制御部２３ｂへのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’を設定することにより、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た時点Ｔｄを基準としたレーザビームが照射される時間ＴＬの設定が実現される。
【００６４】
主トリガ信号を送信する時点を基準（時刻Ｔｄ’）とするとき、レーザ制御部２３ｂへのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’は以下のように求められる。
図１から明らかなように、レーザビームが照射されるタイミングＴＬは、パルス電力発生器８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、
ＴＬ≧Ｔｄ＋Δｔｄ…（２６）
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レーザ源２３ａの動作を制御するレーザ制御部へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ´は
ＴＬ’＋ｄＬ≧（Ｔｄ’＋ｄ１）＋Δｔｄ…（２８）
となる。ここで、遅延時間ｄＬは無視できる程小さいので、トリガ信号の送出タイミングＴＬ’は
ＴＬ’≧Ｔｄ’＋ｄ１＋Δｔｄ…（２９）
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、レーザビーム２３が照射されるように、レーザビーム２３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γと定義し、式（２９）を変形すると、
ＴＬ’≧Ｔｄ’＋ｄ１＋Δｔｄ＋γ…（３０）
となる。
本実施例では、
ＴＬ’＝Ｔｄ’＋ｄ１＋Δｔｄ＋γ…（３１）
とする。なお、当然ながら、ＴＬ’の設定は、（３１）式に限るものではなく、（３０）式を満たせばよい。例えば、ＴＬ’＝Ｔｄ’＋ｄ１＋Δｔｄとしてもよい。
【００６５】
上記したように、レーザビーム２３が原料２１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とレーザビーム２３が高温プラズマ原料２１に照射される時点ＴＬとは、
ＴＬ＋Δｔｉ≦ＴＬ＋Δｔｇ≦ＴＬ＋Δｔｉ＋Δｔｐ…（２７）
なる関係が成立する必要がある。ここで、（２７）式においては、レーザビームが高温プラズマ原料に照射される時点とレーザビームが放電領域に照射される時点とは、実質的に同時と見なしている。
【００６６】
（２７）式をレーザ制御部へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’とΔｔｇとの関係式に変形すると、下記（３２）式のようになる。
ＴＬ’＋Δｔｉ≦ＴＬ’＋Δｔｇ≦ＴＬ’＋Δｔｉ＋Δｔｐ…（３２）
すなわち、ΔｔｇとΔｔｉとの関係は、
Δｔｉ≦Δｔｇ≦Δｔｉ＋Δｔｐ…（３３）
となる。
上記したように、Δｔｇは、放電領域と原料の位置、原料２１へのレーザビーム２３の照射方向、レーザビーム２３の照射エネルギーに依存する。これらのパラメータは、（３３）式が成立するように適宜、設定される。
【００６７】
本実施例では、放電電流が確実に閾値Ｉｐを越えた時点で、気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達するように、Δｔｇを設定する。すなわち、Δｔｇの長さをΔｔｉより幾分長く設定する。この補正時間εと定義すると、ΔｔｉとΔｔｇとの関係は以下のようになる。
Δｔｇ＝Δｔｉ＋ε  （ε≦Δｔｐ）…（３４）
すなわち、放電領域と原料の位置、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といったパラメータは、（３４）式が成立するように適宜設定される。
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トリガ信号の送出タイミングＴＬ’は、（３１）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６における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’、トリガ信号の送出タイミングＴＬ’は同期している必要がある。
【００６８】
図６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、
ＴＬ＝Ｔｍ＋Δｔｍ…（３５）
が成立している必要がある。
（３２）式を、トリガ信号の送出タイミングＴＬ’の式に変形すると、
（ＴＬ’＋ｄＬ）＝Ｔｍ＋Δｔｍ…（３６）
となる。ここで、遅延時間ｄＬは無視できる程小さいので、（３６）式は、
ＴＬ’＝Ｔｍ＋Δｔｍ…（３７）
となる。
【００６９】
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’、レーザ制御部２３ｂへのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’は以下のように求められる。
Ｔｄ’＝Ｔｍ＋（Δｔｍ−Δｔｄ）−ｄ１−γ…（３８）
ＴＬ’＝Ｔｍ＋Δｔｍ…（３７）
【００７０】
ここで、Δｔｍは、図６から、以下のように求められる。
図６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２１をモニタする位置をＰ１、レーザビームの照射位置をＰ２とし、Ｐ０とＰ１の距離をＬ、Ｐ０とＰ２の距離をＬｐとする。
また、原料がＰ０に位置する時間を原点とし、上記したように、原料がＰ１に到達した時点をＴｍ、原料が照射位置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。（１７）（１８）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）
【００７１】
すなわち、ステップＳ５１０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、Δｔｍ、ｄ１、γに基づき、式（３８）（３７）（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’、レーザ制御部へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’を求める（図９のＳ６０８）。
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Ｓ５０７で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。
【００７２】
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７のステップＳ５１１、図９のＳ６０４、Ｓ６０７）。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。
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、ステップＳ５１１で設定した基準時点Ｔｍを基準として、式（３８）（３７）（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’、レーザ制御部２３ｂへのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’で、主トリガ信号、トリガ信号を、それぞれ、パルス電力発生器８のスイッチング手段、レーザ制御部２３ｂへ送信する（図７のステップＳ５１２、図９のＳ６０９、Ｓ６１３）。
【００７３】
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、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８のステップＳ５１３、図９のＳ６１２、Ｓ６１６）。なお、電圧カウンタと、電流カウンタは、露光装置の制御部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、トリガ信号の出力後、ΔｔｇとΔｔｉとの関係が（３４）式を満たしているかどうかを確認するためのものである。
【００７４】
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’、レーザ制御部へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’は、最初の一回目（初回パルス）は、上記のように、式（３８）（３７）（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（３８）（３７）（１９）を、前記電圧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。
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、図４、図５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８のステップＳ５１４、図９のＳ６１２、Ｓ６１６）。
【００７５】
ステップＳ５１２において、（３８）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発生器８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９のＳ６０９、Ｓ６１０）。
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９のＳ６１０、Ｓ６１１）。
【００７６】
上記したように、ステップＳ５１２において、（３７）式に基づくタイミングＴＬ’で、トリガ信号がレーザ制御部２３ｂ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ＴＬにおいて、レーザビームが放電領域に照射される（図９のＳ６１３、Ｓ６１４）。
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９のＳ６１４、Ｓ６１５）。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。
【００７７】
一方、レーザビーム２３が放電領域を通過するときのタイミングと高温プラズマ原料２１に照射されるタイミングはほぼ同時と見なしてよい。ここで、高温プラズマ原料２１に照射される位置でのレーザビーム２３のエネルギー、レーザビーム２３の照射方向、放電領域と高温プラズマ原料２１との位置関係が（２６）式、（２７）式を満たすように適宜設定されている。
よって、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は、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期間中に到達する（図９のＳ６１７）
【００７８】
すなわち、ステップＳ５１２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８のステップＳ５１５）。
【００７９】
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２１の供給位置、高温プラズマ原料２１へのレーザビーム２３の照射方向、レーザビーム２３の照射エネルギー等が、ＥＵＶ放射ができるだけ効率的に発生するように適宜設定される。
また、放電チャンネルの位置が、レーザビーム２３の照射により所定の位置に画定され、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。
【００８０】
以上のように初回のＥＵＶ放射が終わると、次いで、ステップＳ５０６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Ｓ５０７、Ｓ５０８を経て、ステップＳ５０９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Ｓ５０９からステップＳ５１６に行く。
ステップＳ５１６において、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、ステップＳ５１４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、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、レーザ制御部へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’のフィードバック演算を以下の式により行う。
【００８１】
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、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７のステップＳ５１６、図９のＳ６０８）。
【００８２】
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発生器８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、パルス電力発生器８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。
【００８３】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、ステップＳ５１６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’、レーザ制御部２３ｂへのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’を次式により決定する（ステップＳ５１７、図９のＳ６０８）。
Ｔｄ’＝Ｔｍ＋（Δｔｍ−Δｔｄ）−ｄ１−γ−ｔｖｃａｌ…（３９）
ＴＬ’＝Ｔｍ＋Δｔｍ…（３７）
Δｔｍ＝（２Ｌｐ／Ｇ）1/2 −（２Ｌ／Ｇ）1/2 …（１９）
【００８４】
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７のステップＳ５１８、図９のＳ６０４、Ｓ６０７）。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。
次いで、ステップＳ５１８５に移行し、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、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ｔｉｃａｌで補正したΔｔｉとΔｔｇとの関係を検定する。
すなわち、Δｔｉ＋ｔｉｃａｌとΔｔｇとの大小を検定する。検定の結果、Δｔｇ＜Δｔｉ＋ｔｉｃａｌであるとき、ステップＳ５１８６に移行する。一方、Δｔｇ≧Δｔｉ＋ｔｉｃａｌのときステップＳ５１９に移行する。
【００８５】
Δｔｇ＜Δｔｉ＋ｔｉｃａｌである場合、放電電流が閾値Ｉｐに到達する以前に、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しまう。そのため、上記気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達してから放電電流が閾値Ｉｐに到達するまでの期間、不所望な発光が発生する。結果として、放電領域から放射されるＥＵＶ放射に、波長１３．５ｎｍ以外の帯域外光が含まれてしまう。すなわち、ＥＵＶ光源装置から放出されるＥＵＶ放射のスペクトル純度が悪化する。ステップＳ５１８６において、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、露光装置の制御部２７に、スペクトル純度の悪化を示す警告信号を送信する（図９のＳ６１８）。
【００８６】
警告信号の送信後もＥＵＶ光源装置の稼動を続行する場合は、ステップＳ５１９に移行する。
なお、スペクトル純度の悪化を検出後、ＥＵＶ光源装置の稼動を停止する場合は、上記ステップＳ５１８６においてＥＵＶ光源装置の稼動を停止する。そして、放電領域と原料の位置、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といったパラメータを再設定して、（３４）式が成立するようにする。
【００８７】
本実施例においては、警告信号の送信後もＥＵＶ光源装置の稼動を続行するものとする。一方、ステップＳ５１８５において、Δｔｇ≧Δｔｉ＋ｔｉｃａｌの場合は、放電電流が閾値Ｉｐに到達した時点以降に、気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達することになる。よって、スペクトル純度が悪化することもないので、そのまま、図７のステップＳ５１９に移行する。
上記したステップＳ５１８５の検定は、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Δｔｉのジッタの影響を排除するためのものである。（３４）式における補正時間ε（ε≦Δｔｐ）が、上記ジッタの大きさより十分大きいと判明している場合には、ステップＳ５１８５の検定を省略することが可能となる。
図７のステップＳ５１９において、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、ステップＳ５１８で設定した基準時点Ｔｍを基準として、式（３９）（３７）（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’、レーザ制御部へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’で、主トリガ信号、トリガ信号を、それぞれ、パルス電力発生器８のスイッチング手段、レーザ制御部へ送信する（図９のＳ６０９、Ｓ６１３）。
【００８８】
次いで、図８のステップＳ５１３に移行し、ＥＵＶ光源装置の制御部２３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９のＳ６１２、Ｓ６１６）。なお、上記したように、電圧カウンタと、電流カウンタは、露光装置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４、５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８のステップＳ５１４、図９のＳ６１２、Ｓ６１６）。
ステップＳ５１９において、（３９）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発生器８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９のＳ６０９、Ｓ６１０）。
【００８９】
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９のＳ６１０、Ｓ６１１）。
上記したように、ステップＳ５１９において、（３７）式に基づくタイミングＴＬ’で、トリガ信号がレーザ制御部へ送出される。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ＴＬにおいて、レーザビーム２３が放電領域に照射される（図９のＳ６１３、Ｓ６１４）。
【００９０】
レーザビーム２３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９のＳ６１４、Ｓ６１５）。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。
一方、レーザビーム２３が放電領域を通過するときのタイミングと高温プラズマ原料２１に照射されるタイミングはほぼ同時と見なしてよい。ここで、高温プラズマ原料２１に照射される位置でのレーザビーム２３のエネルギー、レーザビーム２３の照射方向、放電領域と高温プラズマ原料との位置関係が（２６）式、（２７）式を満たすように適宜設定されている。
よって、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は、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期間中に到達する（図９のＳ６１７）
【００９１】
すなわち、ステップＳ５１９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８のステップＳ５１５）。
【００９２】
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、レーザビームの照射により所定の位置に画定され、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、隔壁に設けられた開口、ホイルトラップを通過して集光空間に配置された斜入射型のＥＵＶ集光鏡により集光され、チャンバに設けられたＥＵＶ光取出部より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
【００９３】
以下、露光工程が継続する間は、ステップＳ５０６乃至ステップＳ５１５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Ｓ５１５の後、エンドとなる。
以上のように動作させることにより、レーザビーム２３が放電領域を通過するときのタイミングと高温プラズマ原料２１に照射されるタイミング、放電領域におけるレーザビーム２３の集光強度、高温プラズマ原料２１に照射される位置でのレーザビーム２３のエネルギー、レーザビーム２３の照射方向、放電領域と高温プラズマ原料２１との位置関係等が適宜設定される。
よって、空間密度分布が所定の分布である気化した高温プラズマ原料２１の少なくとも一部が放電領域に到達して、放電領域において高温プラズマ原料２１が所定の空間密度分布で存在する間に、レーザビーム２１の照射により開始した放電の放電電流が所定の値に到達し、所定の強度のＥＵＶ放射が得られる。
【００９４】
すなわち、本実施例においては、１つのレーザビームの照射により、放電が開始して放電領域における放電チャンネルの位置が画定されるとともに、位置が画定される放電チャンネルにおいて原料が所定の空間密度分布に維持されているタイミングで放電後の放電電流が所定の値に到達する。よって、効率のよいＥＵＶ放射が実現可能となる。
また、放電チャンネルがレーザビームの集光線上に画定されるので、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上する。
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、パルス電力発生器８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。
【００９５】
なお、図５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。
ここで、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）が小さくなり、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。
【００９６】
２．前記実施例の変形例
本発明のＥＵＶ光源装置は、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。
上記実施例の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。しかし、当然ながら、高温プラズマ原料の供給機構は、この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。
（１）第１の変形例
図１０、図１１は実施例の第１の変形例を説明するための図である。詳細には、図１０は本発明のＥＵＶ光源装置の正面図であり、ＥＵＶ放射は同図左側へ取り出される。すなわち、図１０は、図４に示す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１０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４と同等である。
一方、図１１は本発明のＥＵＶ光源装置の上面図であり、図１０と同様、ＥＵＶ光源装置の一部は省略されている。
【００９７】
図１０、図１１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１０、図１１において図示を省略した制御部により駆動制御される。
【００９８】
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、レーザ源２３ａから放出されるレーザビーム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、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。
【００９９】
そして、線状原料３１が供給され、かつ、線状原料３１にレーザビーム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、レーザ源２３ａから放出されるレーザビーム２３の光軸、および、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１０および図１１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、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、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。
【０１００】
（２）第２の変形例
図１２、図１３、図１４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１２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１２は、図４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１２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６と同等である。
一方、図１３は本発明のＥＵＶ光源装置の上面図、図１４は本発明のＥＵＶ光源装置の側面図であり、図１２と同様、ＥＵＶ光源装置の一部は省略されている。
【０１０１】
図１２、図１３、図１４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１２、図１３、図１４において図示を省略した制御部により駆動制御される。
【０１０２】
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、レーザ源２３ａから放出されるレーザビーム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、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。
【０１０３】
そして、液体原料が供給され、かつ、放電領域を臨む溝部へレーザビーム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、レーザ源２３ａから放出されるレーザビーム２３の光軸、および、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、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。
【０１０４】
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１２、図１３、図１４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、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。
【０１０５】
（３）第３の変形例
図１５、図１６は実施例の第３の変形例を説明するための図である。詳細には、図１５は本発明のＥＵＶ光源装置の上面図であり、ＥＵＶ放射は同図左側へ取り出される。一方、図１６は、ＥＵＶ光源装置の側面図である。
図１５、図１６は、図４に示す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１５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４と同等である。
図１５、図１６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１５、図１６において図示を省略した制御部により駆動制御される。
【０１０６】
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。
【０１０７】
キャピラリー５０ｂの先端に到達した液体原料にレーザ源２３ａから放出されるレーザビーム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、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。
【０１０８】
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、レーザ源２３ａから放出されるレーザビームの光軸、および、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。
【０１０９】
なお、図１５、図１６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１５、図１６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、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。
【０１１０】
（４）実施例の変形例におけるＥＵＶ光源装置の動作
上記した種々の実施例の変形例においては、レーザビーム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、これらの実施例の変形例における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光源装置の動作例を示す。
図１７、図１８は本実施例の動作を示すフローチャート、図１９はタイムチャートであり、以下図１７−図１９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く、ここでは、前述したのと同様な部分については簡単に説明する。
【０１１１】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、前記したように図１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、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り、Δｔｇは、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。
前述したように、放電電極に印加される電圧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ので、上記したΔｔｄは放電電極に印加される電圧Ｖに依存することになる。
【０１１２】
前述したように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、補正時間γ、ε、およびパルス電力発生器８のスイッチング手段に主トリガ信号が出力される時点から、当該主トリガ信号がパルス電力発生器８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。
まず、ＥＵＶ光源装置の制御部２６からのスタンバイ指令が、真空排気装置４，５、ガス供給ユニット１３，１４、第１のモータ２２ａ、第２のモータ２２ｂ，駆動機構３０ｄに送信される（図１７のステップＳ７０１、図１９のＳ８０１）。
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、第１のモータ２２ａ、第２のモータ２２ｂ、駆動機構３０ｄ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、ガスカーテンが形成され、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。
【０１１３】
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１７のステップＳ７０２、図１９のＳ８０２）。
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１７のステップＳ７０５、図１９のＳ８０５）。
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。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１７のステップＳ７０６、図１９のＳ８０６）。
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。
【０１１４】
前述したように、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、上記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し、この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８の充電器ＣＨに送信する（図１７のステップＳ７０７、図１９のＳ８０７）。
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１７のステップＳ７０８）。
【０１１５】
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１７のステップＳ７０９）、初回パルスの場合には、ステップＳ７０９からステップＳ７１０に行く。また初回パルスでない場合には、ステップＳ７１６に行く。
ステップＳ７１０で、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、レーザ源２３ａの動作を制御するレーザ制御部２３ｂへの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、ｄ１、γに基づき、上記タイミングを決定する。
【０１１６】
なお、前述した図１に示すように、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、レーザビーム２３が照射される時間ＴＬを設定することが望ましい。
本実施例では、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を出力する時点Ｔｄ’から、当該主トリガ信号がパルス電力発生器８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を予め求めておき、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。
一方、トリガ信号が送出された時点ＴＬ’からレーザビームが照射されるまでの遅延時間ｄＬ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。
すなわち、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を出力した時点Ｔｄ’を基準として、レーザ源２３ａの動作を制御するレーザ制御部２３ｂへのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’を設定することにより、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た時点Ｔｄを基準としたレーザビーム２３が照射される時間ＴＬの設定が実現される。
【０１１７】
主トリガ信号を送信する時点を基準（時刻Ｔｄ’）とするとき、レーザ制御部２３ｂへのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’は以下のように求められる。
前述したように、レーザビームが照射されるタイミングＴＬは、パルス電力発生器８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、前記（２６）式が成り立ち、主トリガ信号を送信する時点Ｔｄ’を基準としたときのレーザ源の動作を制御するレーザ制御部へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’は、（２８）式となるが、前述したように、遅延時間ｄＬが無視できる程小さいので、トリガ信号の送出タイミングＴＬ’は
ＴＬ’≧Ｔｄ’＋ｄ１＋Δｔｄ…（２９）
となる。ここで、前述したように、電極間電圧が確実に閾値Ｖｐを越えた時点で、レーザビームが照射されるように、レーザビーム２３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γと定義し、式（２９）を変形すると、
ＴＬ’≧Ｔｄ’＋ｄ１＋Δｔｄ＋γ…（３０）となる。
本実施例でも前述したように、
ＴＬ’＝Ｔｄ’＋ｄ１＋Δｔｄ＋γ…（３１）
とする。なお、当然ながら、ＴＬ’の設定は、（３１）式に限るものではなく、（３０）式を満たせばよい。例えば、前述したように、ＴＬ’＝Ｔｄ’＋ｄ１＋Δｔｄとしてもよい。
【０１１８】
上記したように、レーザビーム２３が原料３１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とレーザビームが高温プラズマ原料に照射される時点ＴＬとは、前記（２７）式の関係が成立する必要がある。
（２７）式をレーザ制御部へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’とΔｔｇとの関係式に変形すると、前記（３２）式のようになり、ΔｔｇとΔｔｉとの関係は前記したように  Δｔｉ≦Δｔｇ≦Δｔｉ＋Δｔｐ…（３３）
となる。
上記したように、Δｔｇは、放電領域と原料の位置、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する。これらのパラメータは、（３３）式が成立するように適宜、設定される。
【０１１９】
本実施例でも、放電電流が確実に閾値Ｉｐを越えた時点で、気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達するように、Δｔｇを設定する。すなわち、前記したようにΔｔｇの長さをΔｔｉより幾分長く設定し、この補正時間εと定義すると、ΔｔｉとΔｔｇとの関係は以下のようになる。
Δｔｇ＝Δｔｉ＋ε  （ε≦Δｔｐ）…（３４）
すなわち、放電領域と原料の位置、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といったパラメータは、（３４）式が成立するように適宜設定される。
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トリガ信号の送出タイミングＴＬ’は、（３１）式で表される。
【０１２０】
すなわち、ステップＳ７１０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、ｄ１、γに基づき、式（３１）により、主トリガ信号を送信するタイミングＴｄ’を基準としたときのレーザ制御部２３ｂへのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’を求める（図１９のＳ８０８）。
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１１，１２に印加する電圧Ｖのデータは、例えば、ステップＳ７０７で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。
【０１２１】
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発生器８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１７のステップＳ７１１、図１９のＳ８０９）。
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、ステップＳ７１１で主トリガ信号を送信した時点Ｔｄ’を基準として、式（３１）により求めた、時点Ｔｄ’を基準としたときのレーザ制御部２３ｂへのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’で、トリガ信号をレーザ制御部２３ｂへ送信する（図１７のステップＳ７１２、図１９のＳ８１３）。
【０１２２】
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、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１８のステップＳ７１３、図１９のＳ８１２、Ｓ８１６）。
なお、前述したように電圧カウンタと、電流カウンタは、露光装置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。電圧カウンタは、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り、電流カウンタは、トリガ信号の出力後、ΔｔｇとΔｔｉとの関係が（３４）式を満たしているかどうかを確認するためのものである。
すなわち、主トリガ信号を送信した時点Ｔｄ’を基準としたときのレーザ制御部２３ｂへのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’は、最初の一回目（初回パルス）は、上記のように、式（３１）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（３１）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。
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１８のステップＳ７１４、図１９のＳ８１２、Ｓ８１６）。
【０１２３】
ステップＳ７１１において、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発生器８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１９のＳ８０９、Ｓ８１０）。
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１９のＳ８１０、Ｓ８１１）。
上記したように、ステップＳ７１２において、（３１）式に基づくタイミングＴＬ’で、トリガ信号がレーザ制御部２３ｂ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ＴＬにおいて、レーザビーム２３が放電領域に照射される（図１９のＳ８１３、Ｓ８１４）。
【０１２４】
レーザビーム２３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１９のＳ８１４、Ｓ８１５）。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。
一方、レーザビーム２３が放電領域を通過するときのタイミングと高温プラズマ原料３１に照射されるタイミングはほぼ同時と見なしてよい。ここで、高温プラズマ原料３１に照射される位置でのレーザビーム２３のエネルギー、レーザビーム２３の照射方向、放電領域と高温プラズマ原料３１との位置関係が（２６）式、（２７）式を満たすように適宜設定されている。
よって、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は、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期間中に到達する（図１９のＳ８１７）
【０１２５】
すなわち、ステップＳ７１１、Ｓ７１２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１８のステップＳ７１５）。
【０１２６】
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、放電領域に対する原料の供給位置、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等が、ＥＵＶ放射ができるだけ効率的に発生するように適宜設定される。
また、放電チャンネルの位置が、レーザビームの照射により所定の位置に画定され、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、隔壁に設けられた開口、ホイルトラップを通過して集光空間に配置された斜入射型のＥＵＶ集光鏡により集光され、チャンバに設けられたＥＵＶ光取出部より図示を省略した露光装置の照射光学系へ導かれる。
【０１２７】
以上のように初回のＥＵＶ放射が終わると、次いで、ステップＳ７０６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Ｓ７０７、Ｓ７０８を経て、ステップＳ７０９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Ｓ７０９からステップＳ７１６に行く。
ステップＳ７１６において、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、ステップＳ７１４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、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、レーザ制御部へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’のフィードバック演算を前記（２０）（２１）式より行う。
ｔｖｃａｌ＝（ｄ１＋Δｔｄ）−ｔｖｃ…（２０）
ｔｉｃａｌ＝Δｔｉ−ｔｉｃ…（２１）
ここで、前記したように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、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１７のステップＳ７１６、図１９のＳ８０８）。
【０１２８】
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発生器８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、パルス電力発生器８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。
【０１２９】
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、ステップＳ７１６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レーザ制御部へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’を次式により決定する（図１７のステップＳ７１７、図１９のＳ８０８）。
ＴＬ’＝Ｔｄ’＋ｄ１＋Δｔｄ＋γ＋ｔｖｃａｌ                        （４０）
また、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１７のステップＳ７１８、図１９のＳ８０９）。
次いで、ステップＳ７１８５に移行し、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、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ｔｉｃａｌで補正したΔｔｉとΔｔｇとの関係を検定する。すなわち、Δｔｉ＋ｔｉｃａｌとΔｔｇとの大小を検定する。検定の結果、Δｔｇ＜Δｔｉ＋ｔｉｃａｌであるとき、ステップＳ７１８６に移行する。一方、Δｔｇ≧Δｔｉ＋ｔｉｃａｌのときステップＳ７１９に移行する。
【０１３０】
Δｔｇ＜Δｔｉ＋ｔｉｃａｌである場合、放電電流が閾値Ｉｐに到達する以前に、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しまう。そのため、上記気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達してから放電電流が閾値Ｉｐに到達するまでの期間、不所望な発光が発生する。
結果として、放電領域から放射されるＥＵＶ放射に、波長１３．５ｎｍ以外の帯域外光が含まれてしまう。すなわち、ＥＵＶ光源装置から放出されるＥＵＶ放射のスペクトル純度が悪化する。ステップＳ７１８６において、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、露光装置の制御部２７に、スペクトル純度の悪化を示す警告信号を送信する（図１９のＳ８１８）。
【０１３１】
警告信号の送信後もＥＵＶ光源装置の稼動を続行する場合は、ステップＳ７１９に移行する。
なお、スペクトル純度の悪化を検出後、ＥＵＶ光源装置の稼動を停止する場合は、上記ステップＳ７１８６においてＥＵＶ光源装置の稼動を停止する。そして、放電領域と原料の位置、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といったパラメータを再設定して、（３４）式が成立するようにする。
本実施例においては、警告信号の送信後もＥＵＶ光源装置の稼動を続行するものとする。
一方、ステップＳ７１８５において、Δｔｇ≧Δｔｉ＋ｔｉｃａｌの場合は、放電電流が閾値Ｉｐに到達した時点以降に、気化原料の少なくとも一部が放電領域に到達することになる。よって、スペクトル純度が悪化することもないので、そのままステップＳ７１９に移行する。
【０１３２】
上記したステップＳ７１８５の検定は、前述したように、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Δｔｉのジッタの影響を排除するためのものである。（３４）式における補正時間ε（ε≦Δｔｐ）  が、上記ジッタの大きさより十分大きいと判明している場合には、ステップＳ７１８５の検定を省略することが可能となる。
ステップＳ７１９において、ＥＵＶ光源装置の制御部２６は、ステップＳ７１８で主トリガ信号をパルス電力発生器８のスイッチング手段に送信した時点Ｔｄ’を基準として、式（４０）により求めた、時点Ｔｄ’を基準としたときのレーザ制御部へのトリガ信号の送出タイミングＴＬ’を、レーザ制御部へ送信する（図１７のステップＳ７１９、図１９のＳ８１３）。
【０１３３】
次いで、図１８のステップＳ７１３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１９のＳ８１２、Ｓ８１６）。なお、上記したように、電圧カウンタと、電流カウンタは、露光装置の制御部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。
ＥＵＶ光源装置の制御部２６は前述したように、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１８のステップＳ７１４、図１９のＳ８１２、Ｓ８１６）。
【０１３４】
ステップＳ７１８において、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発生器８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となり（図１９のＳ８０９、Ｓ８１０）、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１９のＳ８１０、Ｓ８１１）。
上記したように、ステップＳ７１９において、（４０）式に基づくタイミングＴＬ’で、トリガ信号がレーザ制御部２３ｂ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ＴＬにおいて、レーザビーム２３が放電領域に照射される（図１９のＳ８１３、Ｓ８１４）。
【０１３５】
レーザビーム２３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１９のＳ８１４、Ｓ８１５）。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。
一方、レーザビーム２３が放電領域を通過するときのタイミングと高温プラズマ原料に照射されるタイミングはほぼ同時と見なしてよい。ここで、高温プラズマ原料に照射される位置でのレーザビームのエネルギー、レーザビームの照射方向、放電領域と高温プラズマ原料との位置関係が（２６）式、（２７）式を満たすように適宜設定されている。
よって、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は、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期間中に到達する（図１９のＳ８１７）
【０１３６】
すなわち、ステップＳ７１８、Ｓ７１９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１７のステップＳ７１５）。
【０１３７】
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Ｓ７１８、Ｓ７１９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、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。
【０１３８】
以下、露光工程が継続する間は、ステップＳ７０６乃至ステップＳ７１５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Ｓ７１５の後、エンドとなる。
以上のように動作させることにより、レーザビームが放電領域を通過するときのタイミングと高温プラズマ原料に照射されるタイミング、放電領域におけるレーザビームの集光強度、高温プラズマ原料に照射される位置でのレーザビームのエネルギー、レーザビームの照射方向、放電領域と高温プラズマ原料との位置関係等が適宜設定される。
よって、空間密度分布が所定の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て、放電領域において高温プラズマ原料が所定の空間密度分布で存在する間に、放電後の放電電流が所定の値に到達し、所定の強度のＥＵＶ放射が得られる。  
【０１３９】
すなわち、実施例の変形例においても、１つのレーザビームの照射により、放電領域における放電チャンネルの位置が画定されるとともに、位置が画定される放電チャンネルにおいて原料が所定の空間密度分布に維持されているタイミングで放電後の放電電流が所定の値に到達する。よって、効率のよいＥＵＶ放射が実現可能となる。
また、放電チャンネルがレーザビームの集光線上に画定されるので、ＥＵＶ放射の発生点の位置安定性が向上する。
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、パルス電力発生器８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。
【０１４０】
（５）気化原料放出ノズル
エネルギービーム（レーザビーム）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。
そこで、図２０に示すように、高温プラズマ原料６１のエネルギービーム照射位置に原料噴出用の管状ノズル６０ａを取り付けてもよい。図２０は管状ノズル６０ａを使用した場合の概念図である。
図２０（ａ）に示すように、エネルギービーム（レーザビーム２３）は、管状ノズル６０ａの貫通孔を通過する。管状ノズル６０ａを通過したエネルギービームが高温プラズマ原料６１に照射されると、原料は気化する。図２０（ｂ）に示すように、気化原料は、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６１’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。
【０１４１】
なお、管状ノズルの形状は、図２０に示すような直管形状に限るものではない。例えば、図２１に示す概念図のように、ノズル内部の一部に狭窄部６２を設けた高速噴射用ノズル６０ｂの形状でもよい。
図２１（ａ）に示すように、エネルギービームは、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を通過したエネルギービームが高温プラズマ原料６１に照射されると、原料６１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６１のエネルギービームが照射される部分との間の空間（図２１（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２１（ｂ）に示すように、気化原料６１’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、気化原料の進行方向は、エネルギービームの高温プラズマ原料６１への入射方向には依存しない。
【０１４２】
なお、狭窄部６２の開口は断面積が小さいので、エネルギービームが高温プラズマ原料６１に照射されない時間が長いと、高温プラズマ原料６１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２１（ｃ）に示すように、高温プラズマ原料６１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。
なお、図２０、図２１に示した管状ノズル６０ａ、高速噴射用ノズル６０ｂは、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６１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６１のエネルギービーム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２２に示すように、高温プラズマ原料６１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。
【０１４３】
以上のように、本発明のＥＵＶ光源装置においては、１つ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高温プラズマ原料の放電領域への供給、放電の始動、放電チャンネルの画定を実施することが可能となる。
この場合、エネルギービームが放電領域を通過するときのタイミングと高温プラズマ原料に照射されるタイミング、放電領域におけるエネルギービームの強度（エネルギー）、高温プラズマ原料に照射される位置でのエネルギービームのエネルギー、エネルギービームの照射方向、放電領域と高温プラズマ原料との位置関係（放電領域に対する高温プラズマ原料の供給位置）等を適宜設定することにより、空間密度分布が所定の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時、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ことが可能となる。よって、効率のよいＥＵＶ放射が実現可能となる。
【０１４４】
（６）調整照射
ここで、放電電極間で放電が発生しやすいように、エネルギービーム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、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。
本手順においては、例えば前記図４、図５において、第１の放電電極１１、第２の放電電極１２へのパルス電力の印加をしない状態で、レーザビーム２３を高温プラズマ原料２１に１回以上照射するものである。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２１が放電領域に到達する。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。
【０１４５】
このような状態で、第１の放電電極１１、第２の放電電極１２へのパルス電力の印加を行い、エネルギービーム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、エネルギービームの少なくとも一部が、放電電極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。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【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】電極、原料供給位置、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３】電極、原料供給位置、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４】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５】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６】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７】図４、図５に示す実施例の動作を示すフローチャート（１）である。
【図８】図４、図５に示す実施例の動作を示すフローチャート（２）である。
【図９】図４、図５に示す実施例の動作を示すタイムチャートである。
【図１０】図４、図５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１１】図４、図５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１２】図４、図５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１３】図４、図５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１４】図４、図５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１５】図４、図５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１６】図４、図５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１７】図４、図５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１８】図４、図５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１９】図４、図５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２０】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２１】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２２】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。
【符号の説明】
【０１４７】
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（回転電極）
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
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        レーザビーム
２３ａ      レーザ源
２３ｂ      レーザ制御部
２５        原料回収手段
２６        制御部
２７        露光装置（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
６１        原料
６２        狭窄部
６３        圧力上昇部
６４        ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【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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