(57)【要約】【課題】  ホイルトラップを設けることなく、高速イオンや高速原子を捕捉し、高速イオンや高速原子によるＥＵＶ集光鏡のダメージを抑制できるようにすること。【解決手段】  放電ガスをプラズマ生成部２に供給し、高電圧パルス発生部１１の放電回路１１ａから第１、第２の主放電電極２ａ、２ｂ間に高電圧パルス電圧を印加する。これにより高温プラズマが発生し波長１３．５ｎｍの極端紫外光が放射される。この極端紫外光は集光反射鏡４により集光されＥＵＶ光取出部６から出射する。また、第１、第２の主放電電極２ａ、２ｂ間に放電が発生するタイミングと略同一タイミングで第２の主放電電極２ｂと第３の電極１５間に放電回路１１ｂからパルス電力を供給する。これにより、プラズマＰ２が生成され、生成されたプラズマＰ２により生ずる電界と磁界により、上記高温プラズマに起因して生ずる高速粒子を捕捉する。【選択図】          図１
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【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原料を供給する原料供給手段と、上記容器内で放電により上記原料を加熱励起して高温プラズマを含む第１のプラズマを発生させるための第１の電極および第２の電極とからなる一対の主放電電極と、上記一対の主放電電極に高電圧パルスを印加する高電圧パルス発生部と、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、上記集光光学手段を介して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、
一対の主放電電極と集光光学手段との間の空間に第２のプラズマを発生させる手段を設けた
ことを特徴とする極端紫外光光源装置。
【請求項２】
上記一対の主放電電極のうちの少なくとも一つが放電中に回転するように構成されている
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】
上記第２のプラズマを発生させる手段は、少なくとも上記第１のプラズマが生じている期間中、上記第２のプラズマが持続するように、上記第２のプラズマを発生させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項４】
上記第２のプラズマを発生させる手段は、第３の電極と、電極として機能する部材から構成されており、上記電極として機能する部材と第３の電極との間に高電圧パルスが印加されるように構成されている
ことを特徴とする請求項１，２または請求項３に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項５】
上記第２のプラズマを発生させる手段は、第３の電極と第４の電極から構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項６】
上記電極として機能する部材が、チャンバ内の一対の主放電電極が配置される空間と集光光学手段が配置される空間とを区画する、開口が設けられた隔壁である
ことを特徴とする請求項４に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項７】
上記極端紫外光光源装置は、更に極端紫外光を放射させるための原料ガスあるいは極端紫外光に透明なガスを供給するガス供給手段を有し、
上記第３の電極にはガス排出口が設けられていて、
ガス供給手段からのガス供給は上記第３の電極のガス排出口から上記一対の主放電電極のある方向に噴出するように構成されている
ことを特徴とする請求項４、５、６のいずれか１項に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項８】
上記集光光学手段が表面に反射膜が構成された反射鏡であり、上記第３の電極の材質が上記反射鏡の反射膜を構成する物質と同一である
ことを特徴とする請求項４、５、６、７のいずれか１項に記載の極端紫外光光源装置。
【請求項９】
原料を加熱励起して高温プラズマを発生させ、この高温プラズマから放出される極端紫外光を取り出す極端紫外光光源装置における高速粒子の捕捉方法であって、  放電によりプラズマを発生させ、発生したプラズマにより生ずる電界と磁界により、上記高温プラズマにより生ずる高速粒子を捕捉する
ことを特徴とする極端紫外光光源装置における高速粒子の捕捉方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
極端紫外光を放出する極端紫外光光源装置及び極端紫外光光源装置における高速粒子の捕捉方法に関し、詳細には極端紫外光の放出の際発生する高速イオンや高速原子に起因する極端紫外光集光手段のダメージを抑制することが可能な極端紫外光光源装置及び極端紫外光光源装置における高速粒子の捕捉方法に関するものである。
【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、エキシマレーザー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（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ：以下、ＥＵＶ光ともいう）光を放出する極端紫外光発生装置（以下、ＥＵＶ光発生装置ともいう）が開発されている。
ＥＵＶ光発生装置においてＥＵＶ光を発生させる方法は幾つか知られているが、そのうちの一つにＥＵＶ光放射種の加熱・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出されるＥＵＶ光を取り出す方法がある。
このＥＵＶ光発生装置は、高温プラズマの生成方式により、ＬＰＰ（ＬａｓｅｒＰｒｏｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｍａ，レーザ生成プラズマ）方式とＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｍａ，放電生成プラズマ）方式とに大きく分けられる。
【０００３】
ＬＰＰ方式のＥＵＶ光発生装置は、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放射光を利用するものである。
一方、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光発生装置は、電流駆動によって生成した高温プラズマからのＥＵＶ放射光を利用するものである。ＤＰＰ方式のＥＵＶ光発生装置における放電方式には、Ｚピンチ方式、キャピラリー放電方式、プラズマフォーカス方式、ホローカソードトリガーＺピンチ方式等がある。ＤＰＰ方式のＥＵＶ光発生装置は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光発生装置と比較して、光源装置の小型化、光源システムの消費電力が小さいといった利点あり、実用化への期待も大きい。
上記した両方式のＥＵＶ光発生装置において、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放出する放射種、すなわち、高温プラズマ用原料として、現在、１０価前後のキセノン（Ｘｅ）イオン、８〜１３価のスズ（Ｓｎ）イオン、２価のリチウム（Ｌｉ）イオンが知られている。このうち、スズは、高温プラズマの発生に必要な電気入力と波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光出力の比、すなわちＥＵＶ変換効率（＝光出力／電気入力）が最も大きく、例えば、キセノンの変換効率より数倍大きい。このため、量産型大出力ＥＵＶ光源の放射種としてスズが有力視されている。例えば、特許文献１に開示されているように、ＥＵＶ放射種であるスズを供給するための原料としてガス状のスズ化合物（例えば、スタナンガス：ＳｎＨ4 ガス）を使ったＥＵＶ光源開発も進んでいる。
【０００４】
（１）ＥＵＶ光源装置の構成例
図１０に、ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す。
図１０に示すように、ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置は、放電容器であるチャンバ１を有する。チャンバ１には、例えば、フランジ状の第１の主放電電極（カソード）２ａとリング状の第２の主放電電極（アノード）２ｂとがリング状の絶縁材２ｃを挟んで取り付けられる。ここで、チャンバ２および第２の主放電電極２ｂは接地されている。
第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂは、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金属からなる。また、絶縁材２ｃは、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド等からなる。
【０００５】
フランジ状の第１の主放電電極２ａ、リング状の第２の主放電電極２ｂ、リング状の絶縁材２ｃは、それぞれの貫通穴が略同軸上に位置するように配置し、連通穴を構成している。
第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂは、高電圧パルス発生部１１と電気的に接続され、高電圧パルス発生部１１よりパルス電力が供給されるよう構成される。第１の主放電電極２ａおよび第２の主放電電極２ｂ間にパルス電力が供給されると、上記連通穴、もしくは、連通穴近傍にて高温プラズマＰが発生する。この高温プラズマＰから、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放出される。
以下、第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ、絶縁材２ｃ総称して放電部２、また、上記連通穴、および、連通穴近傍を高温プラズマ発生部と称することにする。
【０００６】
フランジ状の第１の主放電電極２ａの凸部には、管状の予備電離用絶縁材８ａが設けられる。更に、予備電離用絶縁材８ａには、原料導入管７ａが接続される。この原料導入管７ａに接続された原料供給ユニット７より、ＥＵＶ放射種を含む原料がチャンバ１内に供給される。上記原料は例えばＳｎＨ4 ガス、Ｘｅガス、Ｌｉ蒸気、Ｓｎ蒸気等である。
チャンバ１内には、ＥＵＶ集光鏡４が設けられる。ＥＵＶ集光鏡４は、例えば、径の異なる回転楕円体、または、回転放物体形状のミラーを複数枚具える。これらのミラーは、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸を重ねて配置され、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等からなる平滑面を有する基体材料の反射面側に、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびロジウム（Ｒｈ）などの金属膜を緻密にコーティングすることで、０°〜２５°の斜入射角度のＥＵＶ光を良好に反射し、かつ、集光できるように構成されている。
上記した放電部２とＥＵＶ集光鏡４との間には、高温プラズマと接する金属（例えば、放電電極）が上記プラズマによってスパッタされて生成する金属粉等のデブリや、放射種に起因するデブリ等の捕捉や運動エネルギーを低下させるとともにＥＵＶ光を通過させるためのホイルトラップ３が設置される。
【０００７】
ホイルトラップは、例えば特許文献２に記載されているように、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からなる。
すなわち、ホイルトラップは、例えば、図１１に示すように、同心円状に配置された内部リング３ａと外部リング３ｂの２個のリングと、この２個のリングにより両側が支持されて放射状に配置された複数の薄いプレート３ｄから構成されている。プレート３ｄは配置した空間を細かく分割することにより、その部分の圧力を上げ、デブリの運動エネルギーを低下させるとともに、プレート３ｄやリングに捕捉する。一方、このホイルトラップは高温プラズマから見ると、２個のリングを除けばプレートの厚みしか見えず、ＥＵＶ光のほとんどは通過する。
【０００８】
チャンバ１には、ホイルトラップ３を支持するためのフレームによりホイルトラップ支持壁５が形成される。チャンバ１は、ホイルトラップ３およびホイルトラップ支持壁５を境として、ＥＵＶ集光鏡４が配置される空間と放電部２が配置される空間とに分割される。
チャンバ１の放電部２が配置される空間には、高温プラズマ発生部の圧力をモニタする圧力モニタ１３およびガス排気ユニットに接続されるガス排出口９ａが設けられる。ガス排気ユニット９は、この圧力モニタ１３の測定値に基づき、高電圧パルス発生部の圧力調整やチャンバ内排気を行う。
なお、チャンバ１のＥＵＶ集光鏡４が配置される空間側に、バッファガスユニット１２を接続して、ＥＵＶ光の発光に関係のないガスを導入してもよい。
【０００９】
バッファガスはＥＵＶ集光鏡４側から、ホイルトラップ３を通過して放電部２側に流れ、排気路を通って排気ユニット９から排気される。このようなバッファ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、放電部２側からＥＵＶ集光鏡４側に流れ込むのを防ぎ、デブリによるＥＵＶ集光鏡４のダメージを少なくすることができる。
また、図１０に示すＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置は、制御部２１を有する。この制御部２１は、露光機制御部２２からのＥＵＶ発光指令等に基づき、高電圧パルス発生部１１、原料供給ユニット７、ガス排気ユニット９、バッファーガスユニット１２を制御する。
【００１０】
（２）ＥＵＶ光源装置の動作例
このようなＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置において、ＥＵＶ放射種を含む原料が供給された第１、第２の主放電電極２ａ，２ｂ間に高電圧パルス発生部１１よりパルス電力が供給されると、絶縁材２ｃ表面に沿面放電（ｃｒｅｅｐｉｎｇ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が発生して第１、第２の主放電電極２ａ，２ｂ間は実質、短絡状態になり、パルス状の大電流が流れる。
このとき、略同軸上に配置された第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ａ、絶縁材２ｃが形成する連通穴もしくは連通穴近傍にプラズマが形成される。その後、ピンチ効果によるジュール加熱によって、プラズマが加熱され励起される。その結果、上記プラズマの略中心部に高温プラズマＰが形成される。この高温プラズマＰから波長が１３．５ｎｍであるパルス状のＥＵＶ放射が放出される。
【００１１】
高温プラズマＰから放射された波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光は、上記したＥＵＶ集光鏡４により集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部６より外部に取り出される。このＥＵＶ光取出部６は、図示を省略した露光機の露光機筐体に設けられたＥＵＶ光入射部と連結される。すなわち、ＥＵＶ集光鏡４より集光されるＥＵＶ光は、ＥＵＶ光取出部６、ＥＵＶ入射部を介して露光機へ入射する。
【００１２】
ここで、ＤＰＰ方式光源装置には、チャンバ１内で放電を発生させるときにチャンバ１内に供給されたＥＵＶ放射種を含む原料を予備電離する予備電離手段を設けても良い。ＥＵＶ光を発生させる際、高温プラズマ発生部の圧力は、例えば、１〜２０Ｐａに調節される。このような低い圧力下においては、電極構造によっては放電が発生し難くなり、結果としてＥＵＶ光の出力が不安定となる場合もある。放電が発生し難い状況下で安定した放電を生じさせるには、予備電離を行うことが望ましい。
図１０においては、予備電離ユニット８は、導電性である第１の主放電電極２ａの凸部と、第１の主放電電極２ａの凸部に挿入された管状の予備電離用絶縁材８ａと、この予備電離用絶縁材８ａに挿入された導電性の原料導入管７ａとにより構成される。
【００１３】
導電性である第１の主放電電極２ａの凸部および原料導入管７ａは、予備電離用電源部８ｂと接続される。予備電離用電源部８ｂから電圧パルスが第１の主放電電極２ａの凸部および原料導入管７ａの間に印加されると、図１０に示すように、予備電離用絶縁材８ａの内表面に沿面放電が発生し、チャンバ１内に導入されるＥＵＶ放射種を含む原料の電離を促進する。なお、上記予備電離用電源部８ｂは、制御部２１により制御される。
ここで、同軸状に配置されている第１の主放電電極２ａの凸部、予備電離用絶縁材８ａ、原料導入管７ａは、ＥＵＶ放射種を含む原料を供給する原料供給経路も兼ねている。
なお、ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置に予備電離ユニット８を組み合わせた例については、例えば特許文献３に開示されている。
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−２７９２４６号公報
【特許文献２】特表２００２−５０４７４６号公報
【特許文献３】特開２００３−２１８０２５号公報
【特許文献４】特開２００３−１３３１００号公報
【特許文献５】国際公開第２００５／０２５２８０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記したように、ＥＵＶ放射種を含む原料が供給された第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間に発生したプラズマは、両電極間を流れるパルス状の大電流により生じた磁界によって、径方向に収縮されるピンチ効果を受ける。このピンチ効果によるジュール加熱によって、上記プラズマの略中心部に高温プラズマであるピンチプラズマ領域が生成される。生成されるピンチプラズマは、電気的にほぼ中性の状態であり、中性原子とイオンと電子により構成される。
その後、放電電流値の減少と共に放電電流の自己磁場が減衰する。そのため、プラズマを収縮させる力が低下し、ピンチプラズマの維持が徐々に困難となり、ピンチプラズマは、立体角４π方向へ断熱膨張する。すなわち、ピンチプラズマが崩壊し、イオンや中性原子が高速で、デブリとして四方八方に飛び散る。例えば、上記原料がＸｅであるとき、高速で飛び散るＸｅイオンの速度は、数１０００ｍ／ｓ以上になる。
【００１６】
高速のイオンは、ガス中を移動する際に中性原子と衝突して荷電交換したり、電子と衝突して再結合したりすることで、プラズマから距離が離れるに従い中性原子化する。
これら高速のイオンまたは原子がＥＵＶ集光鏡の反射膜に衝突すると、高速のイオンまたは中性原子と反射膜原子との弾性衝突により、高速のイオンまたは中性原子の運動エネルギーが反射膜原子に与えられて反射膜原子がガス中に飛び出し、結果的にＥＵＶ集光鏡４から剥がされる。あるいは、高速のイオンまたは中性原子が、ＥＵＶ集光鏡４の反射膜内部に注入される。
高速のイオンまたは中性原子であるＥＵＶ放射種に起因するデブリがＥＵＶ集光鏡４に衝突すると、ＥＵＶ光に対して高反射率を持つＥＵＶ集光鏡表面に施されている反射膜がダメージを受け、ＥＵＶ集光鏡４のＥＵＶ光に対する反射率が低下するという問題が生じる。
【００１７】
（１）従来の対策１
このような高速イオンまたは高速中性原子（以下、高速粒子ともいう）の衝突によるＥＵＶ集光鏡４のダメージを軽減する方策として、高速粒子の速度を減速して高速粒子の運動エネルギーを小さくすることが考えられる。
上記したホイルトラップ３は、高速粒子の減速手段として機能する。上記したように、ホイルトラップ３は、ＥＵＶ放射が通過する空間を複数の薄いプレートにより細かく分割されている。これにより分割空間のガス圧力（例えば、ＥＵＶ放射に寄与しなかったＳｎＨ4 ガス等の原料ガスの圧力）が上昇し、その結果、当該空間を通過する高速粒子の速度は減速される。
また、ホイルトラップ３のＥＵＶ放射の入力側にガスを導入してもよい。すなわち、高速粒子の飛散経路中にガスを導入することにより、導入ガス原子または分子と、高速粒子（高速のイオンまたは中性原子）との衝突頻度を増加させ、高速のイオンまたは中性原子の運動エネルギーの一部を飛散経路中の導入ガス原子または分子に移行させる。これにより、高速粒子の運動エネルギーは低下し、高速粒子の飛散スピードは減少する。
【００１８】
ここで、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置が露光用光源装置として使用される場合、露光処理のスループットが大きいＨＶＭ（ｈｉｇｈ  ｖｏｌｕｍｅ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）装置として稼動することが要請される。そのためには、できるだけＥＵＶ放射の平均パワーが大きいことが望ましい。高温プラズマ発生部からホイルトラップ３に入力される輻射エネルギーは莫大となり、場合によっては、ホイルトラップ３の光学的透過率を大きくするために薄く製作されたプレートが溶解してしまう可能性もある。
また、高速粒子の運動エネルギーも著しく増大し、ホイルトラップ３による減速作用による当該運動エネルギーの低下が不十分となる可能性も大きくなる。
【００１９】
一方、ホイルトラップ３と上記した導入ガスを併用する場合でも、以下の理由により、高速粒子の減速は困難になる。
すなわち、ガスを導入する場合、導入ガス（例えば、Ｈｅガス）によるＥＵＶ放射の吸収の影響を考慮する必要がある。ＥＵＶ放射を効率よく取り出すためには、高温プラズマ発生部からＥＵＶ光取出部までの光路中でのＥＵＶ放射の吸収をできるだけ低く維持する必要がある。よって、上記光路中は、１００Ｐａ以下の真空度を保持する必要がある。
そのため、上記した飛散経路中に導入するガスの圧力も１００Ｐａより大きく設定することはできない。この程度の圧力範囲では、高速粒子を十分に減速させることは難しい。  すなわち、ＨＶＭ装置としてＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置が稼動する場合、ホイルトラップ、あるいはホイルトラップと導入ガスによる高速粒子の減速は不十分である。よって、ＥＵＶ集光鏡の反射膜のダメージ発生を十分に抑制することは困難であり、このようなＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、稼働時間が長い露光装置用光源としては、短寿命であり、実用的ではない。
【００２０】
（２）従来の対策２
一方、高速粒子の衝突によるＥＵＶ集光鏡４のダメージを軽減する方策として、ＥＵＶ集光鏡４に高速粒子が衝突しない方向に高速粒子の進行方向を偏向させることも考えられる。
例えば特許文献４に示すように、高速粒子の進行方向を偏向するために、ＥＵＶ放射生成用プラズマと独立して飛散物除去用プラズマを別途生成する。そして、ＥＵＶの放射方向に進行する高速粒子（イオン、原子）と、飛散物除去用プラズマとを衝突させて、高速粒子の進行方向を変化させる。すなわち、高速粒子（イオン、原子）の進行方向をＥＵＶ放射の進行方向とは異なる方向に偏向させ、高速粒子の進行方向をＥＵＶ集光鏡に高速粒子が衝突しない方向とする。
【００２１】
図１２は、特許文献４に記載されている高速粒子の進行方向を偏向させる構成を示す図である。図１２に示す例は、ＬＰＰ方式によりＥＵＶ放射を生成するものであり、ＥＵＶ放射源２は、ターゲット３にレーザビーム１を照射してＥＵＶ放射するプラズマを生成する方式を採用している。一方、飛散物除去用プラズマ６は、ターゲット７にレーザビーム５を照射することにより生成される。
ＥＵＶ放射源２より放射されるＥＵＶ放射は、アパーチャ４で整形される。飛散物除去用プラズマ６は、ＥＵＶ放射源２とアパーチャ４との間の光路中に生成される。ＥＵＶ放射源２から飛来する高速粒子は、飛散物除去用プラズマ６と衝突し、ＥＵＶ放射の軌道から分離されるのでアパーチャ４を通過せず、結果として、アパーチャ４における放射の出射側に到達しない。
【００２２】
しかしながら、このような方法では、以下のような問題点がある。
すなわち、チャンバ内において、高温プラズマ発生部とＥＵＶ集光鏡との間に、別途、飛散物除去用プラズマの生成機構が必要となるので、構造が複雑になる。
また、高温プラズマ発生部（ＥＵＶ放射源２）とターゲット７との距離はある程度大きくする必要がある。両者の距離が小さいと、ターゲット７は高温プラズマ発生部から入力される輻射エネルギーにより溶解し、飛散物除去用プラズマ６の生成が困難となる。特に、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置が上記したようなＨＶＭ装置として稼動する場合、高温プラズマ発生部からターゲットに入力される輻射エネルギーは莫大となり、高温プラズマ発生部とターゲット７との距離は更に大きくなる。
【００２３】
一方、高温プラズマ発生部から放出される高速粒子は、高温プラズマ発生部から放射状に飛来する。よって、ＥＵＶ集光鏡に入射する高速粒子が光軸と垂直な仮想断面上を通過する領域は、高温プラズマ発生部から遠ざかるに従って大きくなる。
すなわち、図１３に示すように、ＥＵＶ集光鏡４に入射する高速粒子が光軸と垂直な仮想断面Ａ上を通過する領域Ａと、当該高速粒子が光軸と垂直な仮想断面Ｂ上を通過する領域Ｂとを比較すると、高温プラズマ発生部からの距離が仮想断面Ａより大きい仮想断面Ｂ上の領域Ｂの方が、領域Ａより大きくなる。よって、仮想断面Ｂ近傍においては、飛散物除去用プラズマは、領域Ｂをカバーするように広範囲に生成する必要がある。
すなわち、上記したように、高温プラズマ発生部とターゲット７との距離が大きくなると、広範囲に渡って飛散物除去用プラズマ６を生成する必要がある。そのため、ターゲット５やレーザビーム７からなる飛散物除去用プラズマの生成機構が大掛かりとなってしまう。
【００２４】
更に、飛散物除去用プラズマ６を使用する方法は、高速粒子（イオン、原子）の進行方向をＥＵＶ放射の進行方向とは異なる方向に偏向させているだけで、低速化はしていない。そのため、偏向が完全でない場合、ＥＵＶ反射鏡に大きなダメージが発生する可能性がある。
本発明は上述した事情に鑑みなされたものであって、特に露光用のＨＶＭ装置として使用される場合において、ホイルトラップ不要とすることにより、高入力エネルギー入射によるホイルトラップ溶解という不具合の生ずる可能性を回避し、また、格別の飛散物除去用プラズマ生成機構を設けることなく高速イオンや高速原子を捕捉し、高速イオンや高速原子によるＥＵＶ集光鏡のダメージを抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明においては、原料を加熱励起して高温プラズマを発生させ、この高温プラズマから放出される極端紫外光を取り出す極端紫外光光源装置において、放電によりプラズマを発生させ、発生したプラズマにより生ずる電界と磁界により、上記高温プラズマに起因して生ずる高速粒子を捕捉する。
すなわち、本発明においては、次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原料を供給する原料供給手段と、上記容器内で放電により上記原料を加熱励起して高温プラズマを含む第１のプラズマを発生させるための第１の電極および第２の電極とからなる一対の主放電電極と、上記一対の主放電電極に高電圧パルスを印加する高電圧パルス発生部と、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、上記集光光学手段を介して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、一対の主放電電極と集光光学手段との間の空間に第２のプラズマを発生させる手段を設ける。
（２）上記（１）において、一対の主放電電極のうちの少なくとも一つを放電中回転させる。
（３）上記（１）（２）において、上記第２のプラズマを発生させる手段は、少なくとも上記第１のプラズマが生じている期間中、上記第２のプラズマが持続するように、上記第２のプラズマを発生させる。
（４）上記（１）（２）（３）において、第２のプラズマを発生させる手段を、第３の電極と、電極として機能する部材から構成し、上記電極として機能する部材と第３の電極との間に高電圧パルスを印加し、放電により第２のプラズマを発生させる。
（５）上記（４）において、第２のプラズマを発生させる手段を、第３の電極と第４の電極から構成する。
（６）上記（４）において、上記電極として機能する部材として、チャンバ内の一対の主放電電極が配置される空間と集光光学手段が配置される空間とを区画する開口が設けられた隔壁を用いる。
（７）上記（４）（５）（６）において、極端紫外光光源装置に、更に極端紫外光を放射させるための原料ガスあるいは極端紫外光に透明なガスを供給するガス供給手段を設け、上記第３の電極にガス排出口を設け、ガス供給手段からのガス供給を上記第３の電極のガス排出口から上記一対の主放電電極のある方向に噴出するように構成する。
（８）上記（４）（５）（６）（７）において、集光光学手段を表面に反射膜が構成された反射鏡とし、上記第３の電極の材質を上記反射鏡の反射膜を構成する物質と同一とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）極端紫外光を放射させるための第１のプラズマを発生させるとともに、電極に高電圧を印加して第２のプラズマを発生させ、第２のプラズマにより生ずる電界と磁界により高速粒子を捕捉し、低速化し中性化しているので、フォイルトラップを設けることなく、高速イオンや高速原子によるＥＵＶ集光鏡のダメージを抑制することができる。
（２）原料を加熱励起して高温プラズマを含む第１のプラズマを発生させるための一対の主放電電極を備えた極端紫外光光源装置において、上記一対の主放電電極のうちの少なくとも一つを放電中回転させるように構成することにより、主放電電極の長寿命化を図ることができる。
（３）ＥＵＶ放射の出射側に、上記一対の主放電電極に加えて第３の電極を設け、第３の電極により第２のプラズマを発生させることにより、電界の作用により高速粒子の進行方向を偏向させ、また、磁界の作用により高速粒子の低速化および進行方向のランダム化を行うことができる。このため、ＥＵＶ集光鏡に高速粒子が衝突することにより発生するＥＵＶ集光鏡のダメージを著しく減少させることが可能となる。
また、第３の電極を設け、第３の電極により第２のプラズマを発生させることにより、第２のプラズマの生成機構を簡単に構成することができる。
（４）少なくとも上記第１のプラズマが生じている期間中、上記第２のプラズマが持続するように、上記第２のプラズマを発生させることにより、上記高温プラズマにより発生する高速粒子を効果的に捕捉することができる。
また、第２のプラズマの生成タイミングを第１のプラズマの生成タイミングより早くすることにより、予備電離ユニットを設けることなく、予備電離を実施することが可能となる。
（５）第３の電極にガス排出口を設け、該第３の電極のガス排出口から一対の主放電電極のある方向に、極端紫外光を放射させるための原料ガスを噴出させることにより、高温プラズマ発生部における原料ガスの濃度をある程度の量に保持することができ、ＥＵＶ光の放射強度を安定性を向上させることができる。
また、上記第３の電極のガス排出口から極端紫外光に透明なガスを噴出させることにより、原料ガスの拡散を抑制することができ、また、このガスとして、例えばＨ2 を供給すれば、第２のプラズマによりラジカル化、プラズマ化させＥＵＶ集光鏡表面に付着する不純物を除去することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（１）実施例１
図１に本発明の第１の実施例であるＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す。
なお、前記図１０と共通する構成要素については説明を省略する。
図１０に示した従来例に対し、図１に示す実施例１の構成例が相違する点は、ホイルトラップに代えて、第２の主放電電極２ｂとＥＵＶ集光鏡４との間に第３の電極１５を設置し、当該第３の電極１５にパルス電力を供給する点にある。その他の構成・動作は前記図１０に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号を付している。なお、図１では図１０に示した予備電離ユニット８は省略されるている。
第３の電極の材質としては、第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂと同様、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）等の高融点金属が採用される。なお後に示す理由により、第３の電極１５の材質として、ＥＵＶ集光鏡４の表面に施された反射膜と同一の材質、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、またはロジウム（Ｒｈ）を採用してもよい。
【００２８】
第３の電極１５へのパルス電力の供給は、高電圧パルス発生部１１よりなされる。高電圧パルス発生部１１は放電回路１１ａおよび放電回路１１ｂを備える。なお、図１に示す放電回路１１ａ、放電回路１１ｂは簡略化した等価回路であり、放電回路１１ａは主としてコンデンサＣ０、可飽和リアクトルからなるパルス圧縮部ＳＲ、スイッチＳＷ１とからなる。一方、放電回路１１ｂは、主としてコンデンサＣ１、スイッチＳＷ２とからなる。なお、各コンデンサＣ０、Ｃ１への充電器はここでは省略されている。
第１の主放電電極２ａおよび接地されている第２の主放電電極２ｂ間に、高電圧パルス発生部１１に設けられた放電回路１１ａよりパルス電力が供給される。すなわち、第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間には、コンデンサＣ０に蓄えられたエネルギーＥ１が供給される。
【００２９】
一方、接地されている第２の主放電電極２ｂおよび第３の電極１５間には、高電圧パルス発生部１１に設けられた放電回路１１ｂよりパルス電力が供給される。すなわち、第２の主放電電極２ａ、第３の電極１５間には、コンデンサＣ１に蓄えられたエネルギーＥ２が供給される。
なお、エネルギーの大きさはＥ１＞Ｅ２であり、第３の電極１５と第１の主放電電極２ａとは同一極性（−ＨＶ１、−ＨＶ２）となるように設定される。
また、放電回路１１ａと放電回路１１ｂにおける回路の時定数は、放電回路１１ａにおける回路の時定数の方が放電回路１１ｂにおける回路の時定数より小さくなるように設定されている。そのため、第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間には、短パルスの電力が供給される。一方、第２の主放電電極２ｂ、第３の電極１５間には長パルスの電力が供給される。
【００３０】
次に、本発明によるＥＵＶ光源装置の動作例について、図１、図２、図３、図４を用いて説明する。なお、図２はプラズマＰ１，Ｐ２の生成タイミングを示すタイムチャート、図３はプラズマＰ２による高速イオンの偏向の様子を示す図、図４はプラズマＰ２周辺に発生する磁場を説明する図である。
（１）原料供給ユニット７から原料導入管７ａを介して、チャンバ１内に原料（例えば、ＳｎＨ4 ガス）が導入される。原料は単位時間あたり一定の量が導入される。例えば、原料がＳｎＨ4 ガスである場合、チャンバ１内に導入されるＳｎＨ4 ガスの流量が所定の量に設定される。
（２）圧力モニタ１３によって測定される圧力データに基づき、高温プラズマ発生部の圧力が所定の圧力（例えば、１〜２０Ｐａ）となるように、ガス排気ユニット９によりガス排気量が調節される。
（３）次に、図２に示すように、高電圧パルス発生部１１の放電回路１１ａのスイッチＳＷ１がｏｎ状態となる。その結果、コンデンサＣ０に蓄積されていたエネルギーＥ１が第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間に供給される。すなわち、パルス電力が第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間に供給される。なお、第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間に供給されるパルス電力は、放電回路１１ａのパルス圧縮部ＳＲによりパルス圧縮される。
【００３１】
（４）第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間にパルス電力が供給されると、両電極間に放電が発生し、図２に示すようにパルス電流Ｉ１が流れ、プラズマＰ１が生成される。上記したようにプラズマＰ１は、両電極間に生じたプラズマが両電極間を流れるパルス状の大電流により生じた磁界によって径方向に収縮されるピンチ効果を受ける。
このピンチ効果によるジュール加熱によって、プラズマＰ１の略中心部に高温プラズマであるピンチプラズマ領域が生成される。生成されるピンチプラズマは、電気的にほぼ中性の状態であり、中性原子とイオンと電子により構成される。このような高温プラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
（５）その後、放電電流値の減少と共に放電電流の自己磁場が減衰する。そのため、プラズマを収縮させる力が低下し、ピンチプラズマの維持が徐々に困難となり、ピンチプラズマは、立体角４π方向へ断熱膨張する。すなわち、ピンチプラズマが崩壊し、イオンや中性原子が高速で、四方八方に飛び散る。
【００３２】
（６）一方、第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間に放電が発生するタイミングと略同一タイミングで第２の主放電電極２ｂ、第３の電極１５間に放電が発生するように、高電圧パルス発生部１１の放電回路１１ｂのスイッチＳＷ２がｏｎ状態となる。
その結果、コンデンサＣ１に蓄積されていたエネルギーＥ２が第２の主放電電極２ｂ、第３の電極１５間に供給される。すなわち、パルス電力が第２の主放電電極２ｂ、第３の電極１５間に供給される。第２の主放電電極２ａ、第３の電極１５間にパルス電力が供給されると、両電極間に放電が発生し、パルス電流Ｉ２が流れ、プラズマＰ２が生成される。
（７）上記したように、第２の主放電電極２ｂは接地されていて、第３の電極１５の電位は負電圧（−ＨＶ２）であるので、電界の向きは、図３に示すように、第２の主放電電極２ｂから第３の電極１５への方向となる。
ここで、例えば、原料がＳｎＨ4 である場合、高速イオンであるＳｎ+ の進行方向は、この電界により第３の電極１５に向けて偏向される。すなわち、ＥＵＶ集光鏡４へ進行する高速イオンの量を低減することが可能となる。高速原子も高速イオンとの衝突により荷電交換が行われるので、結果的に、高速原子も電界により第３の電極１５に向けて偏向される。
【００３３】
（８）また、図４に示すように、プラズマＰ２周辺には自己磁場が発生する。すなわち、磁界の方向は、電流の方向に対して周方向となる。このような磁場にまず電子が引き寄せられ、この電子に追従して高速イオンである正の電荷のＳｎ+ も引き寄せられる。
その結果、高速イオンはプラズマＰ２に捕捉される。高速原子も高速イオンとの衝突により荷電交換が行われるので、結果的に、高速原子も高速イオンと同様、プラズマＰ２に捕捉される。
（９）プラズマＰ２に捕捉された高速イオンは、プラズマＰ２との衝突により低速化され、また進行方向もランダム化される。また、プラズマＰ２内の電子と結合し、中性化される。そのため、ＥＵＶ集光鏡４へ到達する粒子（Ｓｎ等）の数は減少し、これらの粒子がＥＵＶ集光鏡へ到達したとしても低速化されているので、ＥＵＶ集光鏡４のダメージは、従来の例と比較して著しく減少する。
すなわち、本実施例のＥＵＶ光源装置は、ＥＵＶ放射の出射側に第１の主放電電極２ａと同極性に設定した第３の電極１５を配し、上記した電界の作用により、高速粒子の進行方向を偏向させ、また、磁界の作用により高速粒子をプラズマＰ２に捕捉させ、高速粒子の低速化および進行方向のランダム化を行っているので、ＥＵＶ集光鏡４に高速粒子が衝突することにより発生するＥＵＶ集光鏡４のダメージを著しく減少させることが可能となる。
【００３４】
（１０）高速粒子の放出は、プラズマＰ１が消滅するまで継続する。よって、捕捉用プラズマＰ２は、少なくともプラズマＰ１が消滅するまで持続していることが望ましい。
上記したように、放電回路１１ａと放電回路１１ｂにおける回路の時定数は、放電回路１１ａにおける回路の時定数の方が放電回路１１ｂにおける回路の時定数より小さくなるように設定されている。
そのため、第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間に供給されるパルス電力のパルス幅は、第２の主放電電極２ａ、第３の電極１５間に供給されるパルス電力のパルス幅より短くなる。
よって、上記したように第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間に放電が発生するタイミングと略同一タイミングで第２の主放電電極２ａ、第３の電極１５間に放電が発生するように設定すると、捕捉用プラズマＰ２は、プラズマＰ１が消滅後も暫く持続する。すなわち、確実にＥＵＶ集光鏡に高速粒子が衝突することにより発生するＥＵＶ集光鏡のダメージを減少させることが可能となる。
【００３５】
（１１）高温プラズマから放射された波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光は、上記したＥＵＶ集光鏡４により集光され、チャンバ１に設けられたＥＵＶ光取出部６より外部に取り出される。このＥＵＶ光取出部６は、図示を省略した露光機の露光機筐体に設けられたＥＵＶ光入射部と連結される。すなわち、ＥＵＶ集光鏡４より集光されるＥＵＶ光は、ＥＵＶ光取出部６、ＥＵＶ入射部を介して露光機へ入射する。
【００３６】
なお、上記した第３の電極１５は動作中に高温になるが、動作中の電子放出により冷却される。ここで、図示は省略したが、第３の電極１５内部に冷媒が流れる循環部を構成し、第３の電極１５の動作中に冷媒を用いた冷却を行えば、第３の電極１５の冷却はより効果的に行われる。
また、第３の電極１５の材質を、ＥＵＶ集光鏡４の反射膜を構成する物質と同一としておくと、低温のＥＵＶ集光鏡４の表面に、第３の電極１５からの蒸発物が適度に蒸着される。よって結果的に、ＥＵＶ集光鏡４のエロージョンレートを低下することが可能となる。
ここで、図１０に示したものと同様、上記ＥＵＶ光源装置の動作は、例えば、制御部２１によりコントロールされる。制御部２１は、高電圧パルス発生部１１、原料供給ユニット７、ガス排気ユニット９、バッファーガスユニット１２等を制御する。また、図１に示すように露光機の制御部２２からの動作指令に基づきＥＵＶ光源装置の動作を制御するように、制御部２１を構成してもよい。
【００３７】
（２）実施例１の変形例１
実施例１においては、プラズマＰ１および捕捉用プラズマＰ２の生成タイミングが略同一タイミングとなるように放電回路１１ａにおけるスイッチＳＷ１、放電回路１１ｂにおけるスイッチＳＷ２がｏｎになるタイミング、並びに、放電回路１１ａ、放電回路１１ｂにおける回路定数が設定されている。
また、捕捉用プラズマＰ２の持続時間がプラズマＰ１の持続時間より長くなるように放電回路１１ａ、放電回路１１ｂにおける回路定数が設定されている。
このような放電回路１１ａ、放電回路１１ｂの設定により、捕捉用プラズマＰ２はプラズマＰ１が消滅後も暫く持続し、上記したように確実にＥＵＶ集光鏡４に高速粒子が衝突することにより発生するＥＵＶ集光鏡４のダメージを減少させることが可能となる。
ここで、図５に示すように、捕捉用プラズマＰ２の生成タイミングがプラズマＰ１の生成タイミングより早く、かつ、捕捉用プラズマＰ２がプラズマＰ１より長く持続しているように、放電回路１１ａにおけるスイッチＳＷ１、放電回路１１ｂにおけるスイッチＳＷ２がｏｎになるタイミング、並びに、放電回路１１ａ、放電回路１１ｂにおける回路定数が設定してもよい。
【００３８】
本構成においても、実施例１と同様捕捉用プラズマＰ２は、プラズマＰ１が消滅後も暫く持続するので、確実にＥＵＶ集光鏡に高速粒子が衝突することにより発生するＥＵＶ集光鏡のダメージを減少させることが可能となる。
更に、本構成によれば、以下のような利点がある。上記したように、捕捉用プラズマＰ２がプラズマＰ１より先に生成されると、高温プラズマ発生部におけるＥＵＶ放射種を含む原料の電離を促進する。すなわち、高温プラズマ発生部における予備電離が実現される。これにより、例えば１〜２０Ｐａ程度の低圧力下においても、第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間に安定した放電を発生させることが可能となり、安定にプラズマＰ１および高温プラズマを生成することが可能となる。
本構成によれば、従来のような予備電離ユニットを設けることなく、予備電離を実施することが可能となる。
【００３９】
（３）実施例１の変形例２
上記した実施例においては、プラズマＰ１を生成するための放電発生と、捕捉用プラズマＰ２を生成するための放電発生との両方に、接地側の電極である第２の主放電電極を使用していたが、この構成に限るものではない。
例えば、図６に示すように、第４の電極１５ａを設けて、第３の電極１５とこの第４の電極１５ａとの間に放電を発生させ捕捉用プラズマＰ２を生成するようにしてもよい。
すなわち、図６に示すように第２の主放電電極２ｂに対してＥＵＶ集光鏡４側に、第２の絶縁材１５ｂを介して第４の電極１５ａを取り付ける。
そして、第１の主放電電極２ａと第２の主放電電極２ｂとの間に放電回路１１ａによりパルス電力を供給して放電を発生させてプラズマＰ１を生成し、第３の電極１５と第４の電極１５ａとの間に放電回路１１ｂよりパルス電力を供給して放電を発生させ捕捉用プラズマＰ２を生成する。
【００４０】
ところで、ＤＰＰ方式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、放電電極寿命の長寿命化が要請される。このような要請に対応するために、近年、放電電極を回転させる回転電極型ＤＰＰ方式ＥＵＶ光光源装置が提案されている。
回転電極型ＤＰＰ方式ＥＵＶ光光源装置によれば、放電電極が回転するので、放電電極における放電発生位置が刻々と変化する。そのため、放電や高温プラズマから放電電極が受ける熱的負荷を小さくすることが可能となる。
熱的負荷が小さくなることにより、放電電極の放電による磨耗が抑制される。よって、放電電極形状変化が小さくなり、ＥＵＶ光の発生の不安定性が抑制される。また、磨耗に起因する金属デブリの発生が小さくなり、金属デブリによるＥＵＶ集光鏡のダメージ発生を抑制することが可能となる。
以下、図７、図８を用いて、回転電極を採用したＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置に対して本発明を適用した場合を説明する。
【００４１】
（４）実施例２
図７に本発明の第２の実施例である回転電極を採用したＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す。
図７に示すＥＵＶ光源装置は、基本的には図１に示すＥＵＶ光源装置において、第１の主放電電極、第２の主放電電極を回転可能に構成したものであり、その他の構成は、図１に示すＥＵＶ光源装置とほぼ同等である。よって、以下、図１と共通する構成要素については説明を省略する。
【００４２】
図７に示す例では、チャンバ１は、放電部２０を収容する放電空間３１とＥＵＶ集光鏡４を収容する集光空間３２とに大きく分割され、放電空間３１と集光空間３２の間には隔壁１ｃが設けられている。
放電空間３１は第１のガス排気ユニット８１と接続され、集光空間３２は第２のガス排気ユニット８２と接続される。各空間は、それぞれに接続されたガス排気ユニット８１，８２により減圧雰囲気とされる。
放電空間３１の圧力と不図示の露光装置の光学系に繋がる集光空間３２の圧力は、放電条件またはその他の要因により、圧力差を生じさせる必要がある場合がある。上記したような排気構成により、両空間を差動排気することが可能となり、各空間の圧力差が所定の値となるように設定することが可能となる。
【００４３】
放電部２０は、金属製の円盤状部材である第１の主放電電極２０ａと、同じく金属製の円盤状部材である第２の主放電電極２０ｂとが絶縁材２０ｃを挟むように配置された構造である。
第１の主放電電極２０ａの中心と第２の主放電電極２０ｂの中心とは略同軸上に配置され、第１の主放電電極２０ａと第２の主放電電極２０ｂは、絶縁材２０ｃの厚みの分だけ離間した位置に固定される。ここで、第２の主放電電極２０ｂの直径は、第１の主放電電極２０ａの直径よりも大きい。
第２の主放電電極２０ｂには、モータ２０ｄの回転軸２０ｅが取り付けられている。ここで、回転軸２０ｅは、第１の主放電電極２０ａの中心と第２の主放電電極２０ｂの中心が回転軸２０ｅの略同軸上に位置するように、第２の主放電電極２０ｂの略中心に取り付けられる。
回転軸２０ｅは、例えば、メカニカルシール２０ｆを介してチャンバ１内に導入される。メカニカルシール２０ｆは、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転軸２０ｅの回転を許容する。
【００４４】
第２の主放電電極２０ｂの下側には、例えばカーボンブラシ等で構成される第１の摺動子２０ｆおよび第２の摺動子２０ｇが設けられている。第２の摺動子２０ｇは第２の主放電電極２０ｂと電気的に接続される。一方、第１の摺動子２０ｆは第２の主放電電極２０ｂを貫通する貫通孔を介して第１の主放電電極２０ａと電気的に接続される。なお、図示を省略した絶縁機構により、第１の主放電電極２０ａと電気的に接続される第１の摺動子２０ｆと第２の主放電電極２０ｂとの間では絶縁破壊が発生しないように構成されている。
第１の摺動子２０ｆと第２の摺動子２０ｇは摺動しながらも電気的接続を維持する電気接点であり、高電圧パルス発生部１１と接続される。高電圧パルス発生部１１は、第１の摺動子２０ｆ、第２の摺動子２０ｇを介して、第１の主放電電極２０ａと第２の主放電電極２０ｂとの間にパルス電力を供給する。
すなわち、モータ２０ｄが動作して第１の主放電電極２０ａと第２の主放電電極２０ｂとが回転していても、第１の主放電電極２０ａと第２の主放電電極２０ｂとの間には、第１の摺動子２０ｆ、第２の摺動子２０ｇを介して、高電圧パルス発生部１１の放電回路１１ａよりパルス電力が供給される。
【００４５】
放電回路１１ａから第１の摺動子２０ｆ、第２の摺動子２０ｇとの配線は、図示を省略した絶縁性の電流導入端子を介してなされる。電流導入端子は、チャンバ１に取り付けられ、チャンバ１内の減圧雰囲気を維持しつつ、高電圧パルス発生部１１から第１の摺動子２０ｆ、第２の摺動子２０ｇとの電気的接続を可能とする。
金属製の円盤状部材である第１の主放電電極２０ａ、第２の主放電電極２０ｂの周辺部は、エッジ形状に構成される。放電回路１１ａより第１の主放電電極２０ａ、第２の主放電電極２０ｂに電力が供給されると、両電極のエッジ形状部分間で放電が発生する。放電が生じると、第１の主放電電極２０ａ、第２の主放電電極２０ｂの周辺部は放電により高温となるので、第１、第２の主放電電極２０ａ，２０ｂは、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金属からなる。また、絶縁材２０ｃは、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ダイヤモンド等からなる。
第２の主放電電極２０ｂの周辺部には溝部が設けられ、この溝部に高温プラズマ用原料である固体Ｓｎや固体Ｌｉが供給される。原料供給は、予め、溝部に固体Ｓｎや固体Ｌｉを配置するようにしてもよいし、原料供給ユニット６１より供給するようにしてもよい。原料供給ユニット６１は、例えば、固形のＳｎやＬｉを定期的に第２の主放電電極２０ｂの溝部に供給するように構成される。
第２の主放電電極２０ｂの溝部に配置もしくは供給されたＳｎまたはＬｉは、第２の主放電電極２０ｂの回転により放電部２０におけるＥＵＶ光出射側であるＥＵＶ光集光部側に移動する。
【００４６】
一方、チャンバ１には、上記ＥＵＶ集光部側に移動したＳｎまたはＬｉに対してレーザ光を照射するレーザ照射機３０が設けられる。レーザ照射機３０からのレーザ光は、チャンバ１に設けられた不図示のレーザ光透過窓部、レーザ光集光手段を介して、上記ＥＵＶ集光部側に移動したＳｎまたはＬｉ上に集光光として照射される。
上記したように、第２の主放電電極２０ｂの直径は、第１の主放電電極２０ａの直径よりも大きい。よって、レーザ光は、第１の主放電電極２０ａの側面を通過して第２の主放電電極２０ｂの溝部に照射されるように容易にアライメントすることができる。
レーザ照射機３０よりレーザ光が照射されたＳｎまたはＬｉは、第１の主放電電極２０ａ、第２の主放電電極２０ｂ間で気化し、一部は電離する。このような状態下で、第１、第２の主放電電極２０ａ，２０ｂ間に高電圧パルス発生部１１より電圧が約＋２０ｋＶ〜−２０ｋＶであるようなパルス電力を供給すると、第１の主放電電極２０ａ、第２の主放電電極２０ｂの周辺部に設けられたエッジ形状部分間で放電が発生する。
なお、放電空間の圧力値によっては、第２の主放電電極においてレーザ照射機によりレーザが照射される領域付近以外でも、第１の主放電電極２ａ、第２の放電電極２ｂの周辺部に設けられたエッジ形状部分間で不所望な放電が発生する可能性がある。しかしながら、上記したように、放電空間と集光空間を差動排気することにより、放電空間の圧力を所定の圧力に設定することが可能となる。
【００４７】
第３の電極１５は、隔壁１ｃとＥＵＶ集光鏡４との間に設けられる。第３の電極１５と隔壁１ｃとの間に高電圧パルス発生部１１の放電回路１１ｂからパルス電力が供給され、第３の電極１５と隔壁１ｃとの間に放電が発生し、前述したように捕捉用プラズマＰ２が生成される。なお、隔壁１ｃは接地電位であり、第３の電極１５には、負電圧のパルスが印加される。
【００４８】
放電部２０からのＥＵＶ光の放射は以下のようにして行われる。
レーザ照射機３０より、レーザ光がＳｎまたはＬｉに照射される。レーザ光が照射されたＳｎまたはＬｉは、第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間で気化し、一部は電離する。このような状態下で、第１、第２の主放電電極２ａ，２ｂ間に高電圧パルス発生部１１の放電回路１１ａより電圧が約＋２０ｋＶ〜−２０ｋＶであるようなパルス電力を供給すると、第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂの周辺部に設けられたエッジ形状部分間であって、レーザ照射により気化したＳｎまたはＬｉが存在する領域で放電が発生し、高温プラズマが生成され、当該高温プラズマから波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
一方、前述したように第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間に放電が発生するタイミングと略同一タイミングで隔壁１ｃと第３の電極１５間に放電が発生するように、高電圧パルス発生部１１の放電回路１１ｂから隔壁１ｃと第３の電極１５間にパルス電力が供給される。
【００４９】
このように構成することにより、実施例１のＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置と同様、Ｓｎ+ 等の高速イオンや、高速原子の進行方向の偏向や、隔壁１ｃと第３の電極１５との間に生じるプラズマＰ２による高速イオンや高速原子の捕捉が可能となる。
結果として、ＥＵＶ集光鏡４に高速粒子が衝突することにより発生するＥＵＶ集光鏡のダメージを著しく減少させることが可能となる。
なお、隔壁を設けない場合には、回転電極の接地側電極２０ｂと第３の電極１５との間でプラズマを生じさせて、当該プラズマにより上記した高速イオンや高速原子の捕捉を行うようにしてもよい。この場合は、実施例１の時と同様、回転電極の高圧側電極２０ａの極性（−ＨＶ１）と第３の電極１５との極性（−ＨＶ２）は同一となるように設定される。
【００５０】
（５）実施例３
図８は、回転電極を採用したＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置に対して本発明を適用した場合の別の例であり、回転電極の構成が図７に示すものと相違する。その他の構成は、図７に示すＥＵＶ光源装置とほぼ同等である。よって、以下、図７と共通する構成要素については、説明を省略する。
図８に示す回転電極型ＥＵＶ光源装置は、特許文献５に記載されたものに実施例１に示された第３の電極１５を付加したものである。また、図８では、制御部２１、露光機２２などは省略されている。
【００５１】
図８において、金属製の円盤状部材である第１および第２の主放電電極２０ａ，２０ｂは、パルス電力供給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される。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２０ａ，２０ｂ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。このように配置することにより、両電極の周縁部のエッジ部分間距離が最も短い部分（放電部４５）で多く放電が発生するので、放電位置が安定する。
【００５２】
図８に示すＥＵＶ光源装置においては、ＥＵＶ放射種を含む原料であるＳｎやＬｉ等を加熱により液化させてコンテナ４１，４２に貯蔵し、この液化した原料を、回転軸４６を軸として回転する第１および第２の主放電電極２０ａ，２０ｂの一部が通過するように構成したものである。このように構成することにより、ＥＵＶ放射種を含む原料は、各主放電電極２０ａ，２０ｂのエッジ部に供給される。
具体的には、図８に示すように、第１の回転電極２０ａは、その一部が液化したＥＵＶ放射種を含む原料４３を収容する導電性の第１のコンテナ４１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２０ｂは、その一部が液化した原料４３を収容する導電性の第２のコンテナ４２の中に浸されるように配置される。
【００５３】
第１のコンテナ４１および第２のコンテナ４２は、第１のチャンバ１ａ内の減圧雰囲気を維持可能な絶縁性の電力導入部４４を介して高電圧パルス発生部１１の放電回路１１ａと接続される。
原料４３である液化したＳｎやＬｉは導電性であり、第１、第２のコンテナ４１，４２も導電性であるので、第１のコンテナ４１および第２のコンテナ４２間に放電回路１１ａからパルス電力を供給することにより、導電性の原料４３に一部が浸漬している第１の主放電電極２０ａおよび第２の主放電電極２０ｂ間にパルス電力が供給される。
すなわち、図８に示すＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置は、原料供給ユニット（第１、第２のコンテナ）が下側に、ＥＵＶ光取出し部６が上側に位置するように構成される。
【００５４】
導電性の原料４３に一部が浸漬している第１および第２の主放電電極２０ａ，２０ｂが回転すると、原料が付着した電極部分がＥＵＶ光出射側に移動する。ＥＵＶ光出射側にはレーザ照射機３０が設けられ、上記原料に対してレーザ光を照射する。このレーザ光により、上記原料は気化・電離する。
このような状態で、高電圧パルス発生部１１の放電回路１１ａからパルス電力が第１、第２の主放電電極２０ａ，２０ｂに印加されると、電極間周辺部には高温プラズマが発生し、このプラズマからＥＵＶ光が放射される。
【００５５】
第３の電極１５は、図７に示す構成と同様、隔壁１ｃとＥＵＶ集光鏡４との間に設けられ、第３の電極１５と隔壁１ｃとの間に高電圧パルス発生部１１の放電回路１１ｂからパルス電力が供給される。これにより、第３の電極１５と隔壁１ｃとの間に放電が発生し、前述したように捕捉用プラズマＰ２が生成される。なお、隔壁１ｃは接地電位であり、第３の電極１５には、負電圧のパルスが印加される。
ここで、前述したように、上記第３の電極１５と隔壁１ｃとの間には、第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間に放電が発生するタイミングと略同一タイミングで隔壁１ｃと第３の電極１５間に放電が発生するように、放電回路１１ｂからパルス電力が供給される。
このように構成することにより、実施例１のＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置と同様、Ｓｎ+ 等の高速イオンや、高速原子の進行方向の偏向や、隔壁１ｃと第３の電極１５との間に生じるプラズマによる高速イオンや高速原子の捕捉が可能となる。結果として、ＥＵＶ集光鏡４に高速粒子が衝突することにより発生するＥＵＶ集光鏡４のダメージを著しく減少させることが可能となる。
【００５６】
（６）実施例４
次に、前記図１に示した第１の実施例のＥＵＶ光源装置において、極端紫外光を放射させるための原料ガスあるいは極端紫外光に透明なガスを供給するガス供給手段を設け、第３の電極から、上記ガスを一対の主放電電極のある方向に噴出するように構成した実施例について説明する。
なお、以下の実施例では、第１の実施例において、第３の電極からガスを噴出する例について説明するが、前記第２、第３の実施例において、第３の電極からガスを噴出するように構成してもよい。
図９に本発明の第４の実施例であるＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す。
なお、前記図１と共通する構成要素については、説明を省略する。図１に示す第１の実施例に対し、図９に示す実施例の構成例が相違する点は、第３の電極１５に貫通孔１５ｃを設け、この貫通孔を介して高温プラズマ発生部側へガスを供給する点にある。
【００５７】
図９において、第３の電極１５は、貫通孔１５ｃが設けられる。この貫通孔１５ｃのＥＵＶ集光鏡４に対面する側の端部はガス供給ユニット１６と接続されている。
ガス供給ユニット１６からは、ＥＵＶ放射種を含む原料ガス（例えば、Ｘｅ、ＳｎＨ4 、Ｓｎ蒸気、Ｌｉ蒸気等あるいはこれらと希ガス等との混合ガス：以下原料ガスともいう）あるいは、ＥＵＶ放射にある程度透明なガス（以下動作ガスともいう）が導入される。第３の電極１５の貫通孔１５ｃから放出されるガスは、高温プラズマ発生部に対して供給される。
【００５８】
上記したように、ＥＵＶ放射種を含む原料が供給された第１の主放電電極２ａ、第２の主放電電極２ｂ間の放電により発生したプラズマは、ＥＵＶ放射が発生したのち、放電電流値の減少と共に放電電流の自己磁場が減衰する。そのため、プラズマを収縮させる力が低下し、ピンチプラズマの維持が徐々に困難となり、ピンチプラズマは、立体角４π方向へ断熱膨張する。それに伴い、高温プラズマ発生部に存在したＥＵＶ放射種を含む原料も拡散し、高温プラズマ発生部における原料濃度は減少する。
そのため、次のＥＵＶ放射を発生させるには、高温プラズマ発生部で放電が発生する前までにＥＵＶ放射種を含む原料を供給する必要がある。仮に高温プラズマ発生部への原料の供給が不十分であると、ＥＵＶ放射の発生後、次の放電を発生させて高温プラズマを生成しＥＵＶ放射を発生させても、十分な強度のＥＵＶ放射を得ることが困難となる。また、パルス状のＥＵＶ放射の発生動作において、ＥＵＶ放射強度のｐｕｌｓｅ  ｔｏ  ｐｕｌｓｅの安定性が不安定となる。
【００５９】
よって、このような不具合を回避するためには、原料供給ユニット７からのＥＵＶ放射種を含む原料の単位時間当たりの供給量を大きく設定する必要がある。例えば、当該原料が原料ガスである場合、原料供給ユニット７からチャンバ内への原料ガスの流量の大流量化を実現する必要がある。
ここで、上記したように、第３の電極１５の貫通孔１５ｃから高温プラズマ発生部に対してガスを供給すると、プラズマ拡散時におけるＥＵＶ放射種を含む原料の拡散が抑制され、高温プラズマ発生部における原料濃度の減少が小さくなる。
よって、原料供給ユニットからのＥＵＶ放射種を含む原料の単位時間当たりの供給量を低減することが可能となる。
【００６０】
第３の電極１５の貫通孔１５ｃから高温プラズマ発生部に対して供給されるガスがＥＵＶ放射種を含む原料ガスの場合、原料の拡散を抑制するとともに、高温プラズマ発生部への原料ガスの供給も行われるので、原料供給ユニットからの原料ガスの流量をより低減することが可能となる。
また、パルス状のＥＵＶ放射の発生動作において、高温プラズマ発生部における原料濃度をある程度の量に保持することが可能となるので、ＥＵＶ放射強度のｐｕｌｓｅ  ｔｏ  ｐｕｌｓｅの安定性を向上させることができる。
一方、第３の電極１５の貫通孔１５ｃから高温プラズマ発生部に対して供給されるガスが動作ガスの場合、原料の拡散を抑制することができるので、原料供給ユニットからの原料ガスの流量を低減することが可能となる。特に、動作ガスが水素（Ｈ2 ）である場合、第２の主放電電極２ｂと第３の電極１５間に生じる放電によりラジカル化および／またはプラズマ化し、これらがＥＵＶ集光鏡４表面に付着した不純物（例えば、Ｓｎ）と反応して、当該不純物を除去することが可能となる。よって、ＥＵＶ集光鏡４の長寿命化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１の実施例のＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明におけるプラズマＰ１，Ｐ２の生成タイミングを示すタイムチャートである。
【図３】プラズマＰ２による高速イオンの偏向の様子を示す図である。
【図４】プラズマＰ２周辺に発生する磁場を説明する図である。
【図５】第１の実施例の変形例１であるプラズマＰ２の生成タイミングがプラズマＰ１の生成タイミングより早い場合のタイムチャートである。
【図６】第１の実施例の変形例２を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例の回転電極を採用したＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の概略構成を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施例の回転電極を採用したＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の他の概略構成を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施例であるＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【図１０】ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【図１１】ホイルトラップの構成例を示す図である。
【図１２】特許文献４に記載されている高速粒子の進行方向を偏向させる構成を示す図である。
【図１３】ＥＵＶ集光鏡に入射する高速粒子が光軸と垂直な仮想断面上を通過する領域を説明する図である。
【符号の説明】
【００６２】
１      チャンバ
２      放電部
２ａ    主放電電極（カソード）
２ｂ    主放電電極（アノード）
２ｃ    絶縁材
４      ＥＵＶ集光鏡
６      ＥＵＶ光取出部
７      原料供給ユニット
７ａ    原料導入管
８      予備電離ユニット
８ａ    予備電離用絶縁材
９      ガス排気ユニット
１１    高電圧パルス発生部
１１ａ，１１ｂ  放電回路
１２    バッファガスユニット
１３    圧力モニタ
１５    第３の電極
１５ａ  第４の電極
１５ｂ  絶縁材
１５ｃ  貫通孔
１６    ガス供給ユニット
２０    放電部
２０ａ  第１の主放電電極
２０ｂ  第２の主放電電極
２０ｃ  絶縁材
２０ｄ  モータ
２１    制御部
２２    露光機（制御部）
３０    レーザ照射機
【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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