WO2004003964A2 - Source de rayonnement, notamment ultraviolet, a decharges - Google Patents

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WO2004003964A2
WO2004003964A2 PCT/FR2003/002002 FR0302002W WO2004003964A2 WO 2004003964 A2 WO2004003964 A2 WO 2004003964A2 FR 0302002 W FR0302002 W FR 0302002W WO 2004003964 A2 WO2004003964 A2 WO 2004003964A2
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gas
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conduit
anode
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Inventor
Christophe Cachoncinlle
Rémi DUSSART
Claude Fleurier
Jean-Michel Pouvesle
Eric Robert
Raymond Viladrosa
Original Assignee
Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S.)
Universite D'orleans
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/56—One or more circuit elements structurally associated with the lamp
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/52—Cooling arrangements; Heating arrangements; Means for circulating gas or vapour within the discharge space
    • H01J61/523—Heating or cooling particular parts of the lamp
    • H01J61/526—Heating or cooling particular parts of the lamp heating or cooling of electrodes

Definitions

  • the invention relates to a radiation source, and in particular a radiation source in the ultraviolet or extreme ultraviolet spectral range.
  • One field of application of the invention relates to the production of ultraviolet radiation used in the manufacturing by lithography of integrated circuits.
  • circuits having constituent parts of dimensions less than 70 nanometers by using sources of ultraviolet radiation, hence the need to decrease the wavelength of the ultraviolet radiation produced by these to lower values, for example at 13.5 nanometers.
  • synchrotron sources sources of radiation produced by laser and sources produced by electrical discharges.
  • the discharge occurs between an anode and a cathode in a space filled with gas.
  • the discharge excites the gas molecules which emit radiation to de-excite.
  • the invention aims to obtain a source of radiation by discharge making it possible to increase the amount of energy radiated.
  • the invention relates to a radiation source, comprising:
  • gas introduction conduit into the discharge space, the gas introduction conduit being electrically connected to the anode or to the cathode,
  • the gas introduction pipe is supplied with gas by a supply pipe gas, arranged to form between its part connected to the gas introduction conduit and another of its parts, connected to a fixed potential, an electrical impedance such that it obstructs the creation of electric discharges inside the gas introduction pipe.
  • the inventors have discovered that in known sources the connection of the gas introduction conduit in the discharge space to the cathode was the cause of the appearance of a large number of discharges in the gas located in the conduit. introduction and not into the discharge space, thereby further decreasing the amount of energy radiated.
  • the number of parasitic electrical discharges in the gas located in the introduction conduit is reduced or even eliminated, which increases the number of discharges taking place in the discharge space and consequently the quantity of radiated energy.
  • the source further includes an anode cooling system
  • the cooling system is circulating cooling fluid in or on the anode
  • the cooling fluid comprises water
  • - or the cooling fluid comprises air; - or the cooling fluid comprises oil;
  • the electrical impedance formed by the gas supply pipe comprises an electrical inductance
  • the gas supply conduit comprises an electrically conductive material and is wound to form said inductance
  • the gas supply pipe is wound against and at a distance from an electrically insulating part for assembling the source;
  • the means for creating a discharge in the discharge space comprise at least one charge storage capacitor electrically connected by a first terminal to the cathode and by a second terminal to a first terminal of at least one switching capacitor connected electrically by its second terminal at the anode, electrical switching means being provided between the first and second terminals of the at least one switching capacitor and a load voltage source being provided between the first and second terminals of the at least one switching capacitor switching; the switching means comprise a switch controlled in single-shot mode;
  • the switching means comprise a switch controlled in pulsed mode at a repetition frequency less than or equal to 10 kHz;
  • the load voltage source and the switching means are such that the at least one charge storage capacitor is charged by the load voltage source shortly before the switching means are switched;
  • the cathode has an annular part connected to a central part connected to the discharge space, and the charge storage capacitors are distributed around the central part by being connected by their first terminal to the annular part and by their second terminal to a conductive ring electrically connected to the first terminal of the at least one switching capacitor;
  • the anode has a frustoconical hole for passage of the radiation emitted in the discharge space, the hole being connected by its small base to the discharge space and by its large base towards the outside for the passage towards the outside radiation emitted into the discharge space;
  • the anode has a central cylindrical hole for passage of the radiation emitted in the discharge space, the hole being connected to the discharge space for the passage to the outside of the radiation emitted in the discharge space;
  • the cathode has a central frustoconical hole for the passage of gas, the small base of which is connected to the discharge space and the large base of which is connected to the gas introduction conduit;
  • the cathode has a central cylindrical hole for the passage of gas, connected on the one hand to the discharge space and on the other hand to the gas introduction conduit.
  • FIG. 1 shows schematically in axial section a radiation source according to the invention
  • FIG. 2 shows schematically the source according to Figure 1 seen from the rear
  • the source 1 of radiation according to the invention comprises an anode 2 and a cathode 3, both conductive of electricity and separated l 'from one another by an electric discharge space 4.
  • the anode 2 is for example formed by a part of generally circular metallic circular shape with a longitudinal axis 5, while the cathode 3 is for example formed by a metal part in the form of a cap, comprising a central part 6 in the form of a pot. circular cylindrical with axis 5, the bottom 7 of which faces the discharge space 4 and the open part of which is connected to an annular part 8 with axis 5.
  • the anode and / or the cathode are made of conductive materials having a high melting point, for example thoriated tungsten, for example 3%.
  • the discharge space 4 is for example formed by a capillary directed along the axis 5 and delimited transversely to the axis 5 by an electrically insulating disc 9 mounted between the bottom 7 of the part 6 and the anode 2.
  • the anode 2 has in its center a frustoconical hole 10, for example with a half-angle at the top equal to 25 °, whose small base is connected to the discharge space 4 and whose large base 11, distant from the discharge space 4 and the disc 9, opens outward to allow the radiation emitted by the discharge to pass through space 4.
  • the bottom 7 of the cathode 3 also has a frustoconical hole 12, for example with a half-angle at the top equal to 25 °, the small base of which is connected to the discharge space 4 and the large base of which is directed towards the annular part 8.
  • the holes 10 and 12 can also be cylindrical with an axis 5.
  • the disc 9 is for example made of ceramic and has a longitudinal thickness of 0.1 to 40 mm and for example equal to 10 mm.
  • An electrically conductive ring and axis 5 is fixed around the central part 6, at a distance from the annular part 8, electrically insulating from the part 6.
  • a plurality of charge storage capacitors 14 are arranged around the central part 6 while being connected by their first electrical terminal 15 to the annular part 8 and by their second electrical terminal 16 to the ring 13.
  • the ring 13 is connected, on a part of its remote side on the side of connection to the terminals 16, to a conductor 17 for connection to a first electrical terminal 18 of one or more switching capacitors 19 connected by its or their second electrical terminal 20 to a conductive ring 21, for example of steel, at the center of which the anode 2 is mounted, the anode 2 being in electrical contact with the inner face 22 of the ring 21 by means of a contact piece 23.
  • the electrical circuit for creating discharges in space 4 is for example of the Blumlein type, as is known.
  • electrical switching means for connecting them, these comprising for example a thyratron or any other suitable switch and being for example controlled by an external generator delivering current pulses at repetition frequencies which can range from 1 Hz to 10 kHz, in particular from 1 Hz to 5 kHz, and for example equal to 1 kHz.
  • a voltage source for example continuous of a value up to 30 kV or pulsed at a frequency between 0, 1 and 1 kHz and for example equal to 1 kHz.
  • six charge storage capacitors 14 are shown, each with a value of 4 nF capable of supporting 20 kV. However, any number of capacitors 14 can be provided for an overall capacitance of between a few nF and a few tens of nF, and for example a single capacitor 14.
  • An electrically insulating centering ring 24 is mounted between the ring 21 and the disc 9 around the anode 2.
  • a cylindrical part 25 of axis 5 In front of and in the center of the ring 21 is mounted a cylindrical part 25 of axis 5, having an external opening 26 letting the radiation from the hole 10 pass.
  • a conduit 30 for introducing discharge gas into the discharge space 4 is mounted on the cathode 3, inside its central part 6.
  • the conduit 30 for introducing gas has a longitudinal wall 31 defining a longitudinal circular cylindrical space 32 for gas passage, which ends on the one hand in a gas-tight manner at the hole 12 and which is closed on the other hand in a gas-tight manner by a fixed plug 33 gas tight, for example screwed, inside the wall 31.
  • An electrically insulating ring 34 is mounted against the annular part 8, and is crossed in its center by the gas introduction conduit 30.
  • the rings 21 and 34 are fixed to each other by means of rods 35 arranged around the elements mentioned above and electrically insulating, for example made of PVC.
  • Each rod 35 is fixed to the ring 34 and the ring 21 by screws 36, respectively 37 of longitudinal compression.
  • the rings 21 and 34 are compressed longitudinally towards one another by the rods 35 so that the connections between the gas introduction conduit 30 and the cathode 3, the cathode 3 and the discharge space 4, the discharge space 4 and anode 2 are made gas tight.
  • the wall 31 of the gas introduction conduit 30 has a transverse through hole 41, which opens on the one hand into the gas passage space 32 and into which is inserted on the other hand a gas-tight connection 42 of a conduit 43 for discharging gas.
  • the gas supply conduit 43 has a part 44, remote from the connector 42 and connected to a fixed electrical potential.
  • the gas supply pipe 43 is connected, upstream of or in its part 44 to a source 50 of discharge gas, to send the gas through the pipe 43, the fitting 42, space 32 for passage and hole 12 in space 4 for discharge.
  • the connector 42 is electrically conductive and metallic.
  • the prior charge of the storage capacitors 14 and then the adequate control of the switching means causes the appearance of an electric discharge in the gas present in the discharge space 4 and the emission of radiation therein towards the hole 10 and opening 26.
  • the gas is for example xenon, oxygen, nitrogen, argon or krypton.
  • the gas is for example chosen to produce by discharges extreme ultraviolet radiation having a wavelength between 10 and 50 nm and for example 13.5 nm.
  • the gas supply conduit 43 is such that it defines, between its part 44 connected to the fixed potential and its part 42 connected to the gas introduction conduit 30, an electrical impedance obstructing the creation of electric discharges at the inside the gas introduction conduit 30.
  • this fixed potential is grounded as is the anode, while the cathode is at a potential below that of ground, which advantageously makes it possible to provide a cooling system by circulation of any cooling fluid in the body of the anode 2 or on the body of the latter, whether the cooling fluid is electrically conductive or not.
  • the cooling system of the anode 2 comprises a recess 45 in the body of the latter, in which the cooling fluid circulates.
  • the invention thus offers the possibility of using a good coolant, such as water, which conducts electricity and which is inexpensive.
  • the coolant can be or include water, air or oil.
  • the impedance formed by the conduit 43 for supplying gas between its part 42 and its part 44 comprises for example an electrical inductance, formed by the winding of the conduit 43 partially or entirely of electrically conductive material between its parts 42 and 44. This winding is for example formed by a little more than one turn of the conduit 43 from the part 42 towards the part 44 around the conduit 30.
  • the conduit 43 is located at a distance from the ring 34 and the others parts of the source 1, and is surrounded transversely and at a distance by the rods 35 and the screws 36. The arrangement of the conduit 43 for supplying gas at a distance and against the ring 34 makes it possible to reduce its bulk.
  • the winding of the gas supply duct 43 can be in a spiral or in a coil or, as shown in FIG. 3, have its internal part 45 and radially close to the gas introduction pipe 30 closer longitudinally to the ring 34 than its radially outer part 46 and away from the pipe 30.
  • the electrical inductance formed by the conduit 43 for supplying gas has a value making it possible to annihilate the electric discharges in the conduit 30 for introducing gas.
  • the gas supply conduit 43 makes it possible both to prevent electrical discharges from appearing in the gas introduction conduit 30 and to supply the latter with gas, by saving additional electrical components.
  • the electrical energy supplying the storage capacitors 14 for charging them is no longer wasted in parasitic electrical discharges in the gas introduction conduit 30, thereby increasing the energy efficiency of emission of radiation from the source, with equal power supply.
  • this efficiency is further increased by charging the storage capacitors 14 only immediately or shortly before each switching of the switching means.
  • This switching can be carried out in single-shot mode or in pulsed mode up to 10 kHz.

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Abstract

L'invention concerne une source de rayonnement, comportant une anode (2), une cathode (3), un espace (4) de décharge électrique entre l'anode (2) et la cathode (3) et un conduit (30) d'introduction de gaz dans l'espace (4) de décharge. Le conduit (30) d'introduction de gaz est relié électriquement à l'anode ou à la cathode. L'invention est caractérisée en ce que le conduit (30) d'introduction de gaz est alimenté en gaz par un conduit (43) d'amenée de gaz, agencé pour former entre sa partie (42) reliée au conduit (30) d'introduction de gaz et une autre de ses parties, reliée à un potentiel fixe, une impédance électrique telle qu'elle fait obstacle à la création de décharges électriques à l'intérieur du conduit (30) d'introduction de gaz.

Description

Source de rayonnement, notamment ultraviolet, à décharges
L'invention concerne une source de rayonnement, et notamment une source de rayonnement dans le domaine spectral ultraviolet ou ultraviolet extrême.
Un domaine d'application de l'invention concerne la production de rayonnement ultraviolet utilisé dans la fabrication par lithographie de circuits intégrés.
L'augmentation de la densité d'intégration des circuits intégrés implique nécessairement une diminution des dimensions de leurs parties constitutives.
Ainsi, on souhaite réaliser des circuits ayant des parties constitutives de dimensions inférieures à 70 nanomètres en utilisant des sources de rayonnement ultraviolet, d'où la nécessité de diminuer à des valeurs inférieures la longueur d'onde du rayonnement ultraviolet produit par celles-ci, par exemple à 13,5 nanomètres.
Il existe plusieurs types de sources pouvant émettre dans le domaine extrême ultraviolet : des sources synchrotrons, des sources de rayonnement produites par laser et des sources produites par décharges électriques.
Le document "Spectroscopic and energetic investigation of capillary discharges devoted to EUV production for new lithography génération" de Eric Robert, Branimir Blagojevic, Rémi Dussart, Smruti R. Mohanty, Moulay M. Idrissy, Dunpin Hong, Raymond Viladrosa, Jean-Michel Pouvesle, Claude Fleurier et Christophe Cachoncinlle, « Emerging Lithographie Technologies V, Proceedings of SPIE » Vol. 4343 (2001) décrit une source de rayonnement dans le domaine extrême ultraviolet, par décharges électriques.
La décharge se produit entre une anode et une cathode dans un espace rempli de gaz. La décharge excite les molécules de gaz qui émettent un rayonnement pour se désexciter.
L'un des inconvénients des sources de rayonnement à décharge est leur faible quantité d'énergie rayonnée.
L'invention vise à obtenir une source de rayonnement par décharge permettant d'augmenter la quantité d'énergie rayonnée. A cet effet, l'invention a pour objet une source de rayonnement, comportant :
- une anode,
- une cathode, - un espace de décharge électrique entre l'anode et la cathode,
- un conduit d'introduction de gaz dans l'espace de décharge, le conduit d'introduction de gaz étant relié électriquement à l'anode ou à la cathode,
- des moyens pour créer dans le gaz présent dans l'espace de décharge une décharge électrique provoquant l'émission du rayonnement vers l'extérieur, caractérisée en ce que le conduit d'introduction de gaz est alimenté en gaz par un conduit d'amenée de gaz, agencé pour former entre sa partie reliée au conduit d'introduction de gaz et une autre de ses parties, reliée à un potentiel fixe, une impédance électrique telle qu'elle fait obstacle à la création de décharges électriques à l'intérieur du conduit d'introduction de gaz.
Les inventeurs ont découvert que dans les sources connues la liaison du conduit d'introduction du gaz dans l'espace de décharge à la cathode était la cause de l'apparition d'un grand nombre de décharges dans le gaz situé dans le conduit d'introduction et non dans l'espace de décharge, diminuant ainsi d'autant plus la quantité d'énergie rayonnée.
Grâce à l'invention, le nombre de décharges électriques parasites dans le gaz se trouvant dans le conduit d'introduction est diminué voire éliminé, ce qui augmente le nombre de décharges ayant lieu dans l'espace de décharge et par conséquent la quantité d'énergie rayonnée.
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention,
- le potentiel fixe et l'anode sont à la masse et le conduit d'introduction de gaz est relié électriquement à la cathode ;
- la source comporte en outre un système de refroidissement de l'anode ;
- le système de refroidissement est à circulation de fluide de refroidissement dans ou sur l'anode ;
- le fluide de refroidissement comprend de l'eau ;
- ou le fluide de refroidissement comprend de l'air ; - ou le fluide de refroidissement comprend de l'huile ;
- l'impédance électrique formée par le conduit d'amenée de gaz comprend une inductance électrique ; - entre sa partie reliée au potentiel fixe et sa partie reliée au conduit d'introduction de gaz, le conduit d'amenée de gaz comprend un matériau conducteur de l'électricité et est enroulé pour former ladite inductance ;
- le conduit d'amenée de gaz est enroulé contre et à distance d'une pièce électriquement isolante d'assemblage de la source ;
- les moyens de création de décharge dans l'espace de décharge comportent au moins un condensateur de stockage de charge relié électriquement par une première borne à la cathode et par une deuxième borne à une première borne d'au moins un condensateur de commutation relié électriquement par sa deuxième borne à l'anode, des moyens de commutation électrique étant prévus entre les première et deuxième bornes du au moins un condensateur de commutation et une source de tension de charge étant prévue entre les première et deuxième bornes du au moins un condensateur de commutation ; - les moyens de commutation comprennent un interrupteur piloté en mode mono-coup ;
- ou les moyens de commutation comportent un interrupteur piloté en mode puisé à une fréquence de répétition inférieure ou égale à 10 kHz ;
- la source de tension de charge et les moyens de commutation sont tels que le au moins un condensateur de stockage de charge est chargé par la source de tension de charge peu avant la commutation des moyens de commutation ;
- une pluralité de condensateurs de stockage de charge sont prévus, la cathode comporte une partie annulaire connectée à une partie centrale reliée à l'espace de décharge, et les condensateurs de stockage de charge sont répartis autour de la partie centrale en étant reliés par leur première borne à la partie annulaire et par leur deuxième borne à un anneau conducteur connecté électriquement à la première borne du au moins un condensateur de commutation ; - l'anode comporte un trou tronconique de passage du rayonnement émis dans l'espace de décharge, le trou étant raccordé par sa petite base à l'espace de décharge et par sa grande base vers l'extérieur pour le passage vers l'extérieur du rayonnement émis dans l'espace de décharge ; - ou l'anode comporte un trou central cylindrique de passage du rayonnement émis dans l'espace de décharge, le trou étant raccordé à l'espace de décharge pour le passage vers l'extérieur du rayonnement émis dans l'espace de décharge ; - la cathode comporte un trou central tronconique de passage de gaz, dont la petite base est raccordée à l'espace de décharge et dont la grande base est raccordée au conduit d'introduction de gaz ;
- ou la cathode comporte un trou central cylindrique de passage de gaz, raccordé d'une part à l'espace de décharge et d'autre part au conduit d'introduction de gaz.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement en coupe axiale une source de rayonnement suivant l'invention ;
- la figure 2 représente schématiquement la source suivant la figure 1 vue de l'arrière; et
- la figure 3 représente schématiquement en vue de côté la source suivant les figures 1 et 2. Aux figures, la source 1 de rayonnement suivant l'invention comporte une anode 2 et une cathode 3, toutes deux conductrices de l'électricité et séparées l'une de l'autre par un espace 4 de décharge électrique.
L'anode 2 est par exemple formée par une pièce de forme générale cylindrique circulaire métallique d'axe longitudinal 5, tandis que la cathode 3 est par exemple formée par une pièce métallique en forme de chapeau, comportant une partie centrale 6 en forme de pot cylindrique circulaire d'axe 5, dont le fond 7 est tourné vers l'espace 4 de décharge et dont la partie ouverte est raccordée à une partie annulaire 8 d'axe 5. L'anode et/ou la cathode sont en des matériaux conducteurs ayant un point de fusion élevé, par exemple en tungstène thorié, par exemple à 3%.
L'espace 4 de décharge est par exemple formé par un capillaire dirigé suivant l'axe 5 et délimité transversalement à l'axe 5 par un disque 9 électriquement isolant monté entre le fond 7 de la partie 6 et l'anode 2. L'anode 2 comporte en son centre un trou tronconique 10, par exemple de demi-angle au sommet égal à 25°, dont la petite base est raccordée à l'espace 4 de décharge et dont la grande base 11 , éloignée de l'espace 4 de décharge et du disque 9, s'ouvre vers l'extérieur pour laisser passer le rayonnement émis par la décharge dans l'espace 4. Le fond 7 de la cathode 3 comporte également un trou tronconique 12, par exemple de demi- angle au sommet égal à 25°, dont la petite base est raccordée à l'espace 4 de décharge et dont la grande base est dirigée vers la partie annulaire 8. Les trous 10 et 12 peuvent également être cylindriques d'axe 5. Le disque 9 est par exemple en céramique et d'une épaisseur longitudinale de 0.1 à 40 mm et par exemple égale à 10 mm. Un anneau 13 conducteur de l'électricité et d'axe 5 est fixé autour de la partie centrale 6, à distance de la partie annulaire 8, de manière électriquement isolante de la partie 6. Une pluralité de condensateurs 14 de stockage de charge est disposée autour de la partie centrale 6 en étant connecté par leur première borne électrique 15 à la partie annulaire 8 et par leur deuxième borne électrique 16 à l'anneau 13. En outre, l'anneau 13 est relié, sur une partie de son côté éloigné du côté de connexion aux bornes 16, à un conducteur 17 de connexion à une première borne électrique 18 d'un ou de plusieurs condensateurs 19 de commutation reliés par sa ou leur deuxième borne électrique 20 à un anneau 21 conducteur, par exemple en acier, au centre duquel est montée l'anode 2, l'anode 2 étant en contact électrique avec la face intérieure 22 de l'anneau 21 par l'intermédiaire d'une pièce 23 de contact.
Le circuit électrique pour créer des décharges dans l'espace 4 est par exemple du type Blumlein, ainsi que cela est connu.
Entre les bornes 18 et 20 de la capacité 19 de commutation sont prévus des moyens de commutation électrique non représentés pour les relier entre elles, ceux-ci comprenant par exemple un thyratron ou tout autre commutateur adéquat et étant par exemple pilotés par un générateur externe délivrant des impulsions de courant à des fréquences de répétition pouvant aller de 1 Hz à 10 kHz, notamment de 1 Hz à 5 kHz, et par exemple égale à 1 kHz. Entre les bornes 18 et 20 du condensateur 19 de commutation est prévue, en parallèle avec les moyens de commutation, une source de tension, par exemple continue d'une valeur pouvant aller jusqu'à 30 kV ou puisé suivant une fréquence comprise entre 0,1 et 1 kHz et par exemple égale à 1 kHz. A la figure 2, six condensateurs 14 de stockage de charge sont représentés, chacun d'une valeur de 4 nF pouvant supporter 20 kV. Toutefois, un nombre quelconque de condensateurs 14 peut être prévu pour une capacité globale comprise entre quelques nF et quelques dizaines de nF, et par exemple un seul condensateur 14.
Un anneau 24 de centrage électriquement isolant est monté entre l'anneau 21 et le disque 9 autour de l'anode 2. Devant et au centre de l'anneau 21 est montée une pièce cylindrique 25 d'axe 5, comportant une ouverture extérieure 26 laissant passer le rayonnement venant du trou 10. Un conduit 30 d'introduction de gaz de décharge dans l'espace 4 de décharge est monté sur la cathode 3, à l'intérieur de sa partie centrale 6. Le conduit 30 d'introduction de gaz comporte une paroi longitudinale 31 délimitant un espace 32 cylindrique circulaire longitudinal de passage de gaz, qui aboutit d'une part de manière étanche au gaz au trou 12 et qui est obturé d'autre part de manière étanche au gaz par un bouchon 33 fixé de manière étanche au gaz, par exemple vissé, à l'intérieur de la paroi 31.
Un anneau 34 électriquement isolant est monté contre la partie annulaire 8, et est traversé en son centre par le conduit 30 d'introduction de gaz. Les anneaux 21 et 34 sont fixés l'un à l'autre par l'intermédiaire de tiges 35 disposées autour des éléments mentionnés ci-dessus et électriquement isolantes, par exemple en PVC. Chaque tige 35 est fixée sur l'anneau 34 et l'anneau 21 par des vis 36, respectivement 37 de compression longitudinale. Les anneaux 21 et 34 sont comprimés longitudinalement l'un vers l'autre par les tiges 35 afin que les liaisons entre le conduit 30 d'introduction de gaz et la cathode 3, la cathode 3 et l'espace 4 de décharge, l'espace 4 de décharge et l'anode 2 soient rendues étanches au gaz.
La paroi 31 du conduit 30 d'introduction de gaz comporte un trou traversant transversal 41 , qui débouche d'une part dans l'espace 32 de passage de gaz et dans lequel est inséré d'autre part de manière étanche au gaz un raccord 42 d'un conduit 43 d'amenée de gaz de décharge.
Le conduit 43 d'amenée de gaz comporte une partie 44, éloignée du raccord 42 et reliée à un potentiel électrique fixe.
Le conduit 43 d'amenée de gaz est relié, en amont de ou en sa partie 44 à une source 50 de gaz de décharge, pour envoyer le gaz par le conduit 43, le raccord 42, l'espace 32 de passage et le trou 12 dans l'espace 4 de décharge. Le raccord 42 est conducteur de l'électricité et métallique. La charge préalable des condensateurs 14 de stockage puis la commande adéquate des moyens de commutation provoque l'apparition d'une décharge électrique dans le gaz présent dans l'espace 4 de décharge et l'émission d'un rayonnement dans celui-ci vers le trou 10 et l'ouverture 26. Le gaz est par exemple du xénon, de l'oxygène de l'azote, de l'argon ou du krypton. Le gaz est par exemple choisi pour produire par décharges un rayonnement ultraviolet extrême ayant une longueur d'onde comprise entre 10 et 50 nm et par exemple de 13,5 nm. Le conduit 43 d'amenée de gaz est tel qu'il définit, entre sa partie 44 reliée au potentiel fixe et sa partie 42 reliée au conduit 30 d'introduction de gaz une impédance électrique faisant obstacle à la création de décharges électriques à l'intérieur du conduit 30 d'introduction de gaz.
Par exemple, ce potentiel fixe est à la masse de même que l'anode, tandis que la cathode est à un potentiel inférieur à celui de la masse, ce qui permet avantageusement de prévoir un système de refroidissement par circulation de tout fluide de refroidissement dans le corps de l'anode 2 ou sur le corps de celle-ci, que le fluide de refroidissement soit conducteur de l'électricité ou non. A la figure 1 , le système de refroidissement de l'anode 2 comprend un évidement 45 dans le corps de celle-ci, dans lequel circule le fluide de refroidissement. L'invention offre ainsi la possibilité d'utiliser un fluide de refroidissement bon caloporteur, tel que l'eau, qui conduit l'électricité et qui est bon marché. Le fluide de refroidissement peut être ou comprendre de l'eau, de l'air ou de l'huile.
L'impédance formée par le conduit 43 d'amenée de gaz entre sa partie 42 et sa partie 44 comprend par exemple une inductance électrique, formée par l'enroulement du conduit 43 partiellement ou entièrement en matériau conducteur de l'électricité entre ses parties 42 et 44. Cet enroulement est par exemple formé par un peu plus d'un tour du conduit 43 à partir de la partie 42 vers la partie 44 autour du conduit 30. Le conduit 43 se trouve à distance de l'anneau 34 et des autres parties de la source 1 , et est entouré transversalement et à distance par les tiges 35 et les vis 36. La disposition du conduit 43 d'amenée de gaz à distance et contre l'anneau 34 permet de diminuer son encombrement.
L'enroulement du conduit 43 d'amenée de gaz peut être en spirale ou en bobine ou, ainsi que représenté à la figure 3, avoir sa partie intérieure 45 et radialement proche du conduit 30 d'introduction de gaz plus proche longitudinalement de l'anneau 34 que ne l'est sa partie radialement extérieure 46 et éloignée du conduit 30.
Ainsi l'inductance électrique formée par le conduit 43 d'amenée de gaz a-t-elle une valeur permettant d'annihiler les décharges électriques dans le conduit 30 d'introduction de gaz. Le conduit 43 d'amenée de gaz permet à la fois d'empêcher les décharges électriques d'apparaître dans le conduit 30 d'introduction de gaz et d'alimenter en gaz ce dernier, en faisant l'économie de composants électriques supplémentaires. Ainsi, l'énergie électrique alimentant les condensateurs 14 de stockage pour les charger n'est-elle plus gaspillée en décharges électriques parasites dans le conduit 30 d'introduction de gaz, augmentant ainsi le rendement énergétique d'émission de rayonnement de la source, à alimentation électrique égale.
En outre, ce rendement est encore augmenté en ne chargeant les condensateurs 14 de stockage qu'immédiatement ou peu avant chaque commutation des moyens de commutation. Cette commutation peut être effectuée en mode mono-coup ou en mode puisé jusqu'à 10 kHz.

Claims

REVENDICATIONS
1. Source de rayonnement, comportant :
- une anode (2),
- une cathode (3, 8), - un espace (4) de décharge électrique entre l'anode (2) et la cathode (3),
- un conduit (30) d'introduction de gaz dans l'espace (4) de décharge, le conduit (30) d'introduction de gaz étant relié électriquement à l'anode (2) ou à la cathode (3, 8), - des moyens (13 à 23) pour créer dans le gaz présent dans l'espace (4) de décharge une décharge électrique provoquant l'émission du rayonnement vers l'extérieur, caractérisée en ce que le conduit (30) d'introduction de gaz est alimenté en gaz par un conduit (43) d'amenée de gaz, agencé pour former entre sa partie (42) reliée au conduit (30) d'introduction de gaz et une autre (44) de ses parties, reliée à un potentiel fixe, une impédance électrique telle qu'elle fait obstacle à la création de décharges électriques à l'intérieur du conduit (30) d'introduction de gaz.
2. Source de rayonnement suivant la revendication 1 , caractérisée en ce que le potentiel fixe et l'anode (2) sont à la masse et le conduit (30) d'introduction de gaz est relié électriquement à la cathode (3, 8).
3. Source de rayonnement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'elle comporte en outre un système (45) de refroidissement de l'anode (2).
4. Source de rayonnement suivant les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le système (45) de refroidissement est à circulation de fluide de refroidissement dans ou sur l'anode (2).
5. Source de rayonnement suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le fluide de refroidissement comprend de l'eau.
6. Source de rayonnement suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le fluide de refroidissement comprend de l'air.
7. Source de rayonnement suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le fluide de refroidissement comprend de l'huile.
8. Source de rayonnement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'impédance électrique formée par le conduit (43) d'amenée de gaz comprend une inductance électrique.
9. Source de rayonnement suivant la revendication 8, caractérisée en ce qu'entre sa partie (44) reliée au potentiel fixe et sa partie (42) reliée au conduit (30) d'introduction de gaz, le conduit (43) d'amenée de gaz comprend un matériau conducteur de l'électricité et est enroulé pour former ladite inductance.
10. Source de rayonnement suivant la revendication 9, caractérisée en ce que le conduit (43) d'amenée de gaz est enroulé contre et à distance d'une pièce (34) électriquement isolante d'assemblage de la source.
11. Source de rayonnement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (13 à 23) de création de décharge dans l'espace (4) de décharge comportent au moins un condensateur (14) de stockage de charge relié électriquement par une première borne (15) à la cathode (3, 8) et par une deuxième borne (16) à une première borne (17) d'au moins un condensateur (19) de commutation relié électriquement par sa deuxième borne (20) à l'anode (2), des moyens de commutation électrique étant prévus entre les première et deuxième bornes (18, 20) du au moins un condensateur (19) de commutation et une source de tension de charge étant prévue entre les première et deuxième bornes (18, 20) du au moins un condensateur (19) de commutation.
12. Source de rayonnement suivant la revendication 11, caractérisée en ce que les moyens de commutation comprennent un interrupteur piloté en mode mono-coup.
13. Source de rayonnement suivant la revendication 11, caractérisée en ce que les moyens de commutation comportent un interrupteur piloté en mode puisé à une fréquence de répétition inférieure ou égale à 10 kHz.
14. Source de rayonnement suivant l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisée en ce que la source de tension de charge et les moyens de commutation sont tels que le au moins un condensateur (14) de stockage de charge est chargé par la source de tension de charge peu avant la commutation des moyens de commutation.
15. Source de rayonnement suivant l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce qu'une pluralité de condensateurs (14) de stockage de charge sont prévus, la cathode (3, 8) comporte une partie annulaire (8) connectée à une partie centrale (6) reliée à l'espace (4) de décharge, et les condensateurs (14) de stockage de charge sont répartis autour de la partie centrale (6) en étant reliés par leur première borne (15) à la partie annulaire (8) et par leur deuxième borne (16) à un anneau (13) conducteur connecté électriquement à la première borne (18) du au moins un condensateur (19) de commutation.
16. Source de rayonnement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'anode (2) comporte un trou (10) tronconique de passage du rayonnement émis dans l'espace (4) de décharge, le trou étant raccordé par sa petite base à l'espace (4) de décharge et par sa grande base vers l'extérieur pour le passage vers l'extérieur du rayonnement émis dans l'espace (4) de décharge.
17. Source de rayonnement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que l'anode (2) comporte un trou central cylindrique de passage du rayonnement émis dans l'espace (4) de décharge, le trou étant raccordé à l'espace (4) de décharge pour le passage vers l'extérieur du rayonnement émis dans l'espace (4) de décharge.
18. Source de rayonnement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cathode (3, 8) comporte un trou central (12) tronconique de passage de gaz, dont la petite base est raccordée à l'espace (4) de décharge et dont la grande base est raccordée au conduit (30) d'introduction de gaz.
19. Source de rayonnement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisée en ce que la cathode (3, 8) comporte un trou central cylindrique de passage de gaz, raccordé d'une part à l'espace (4) de décharge et d'autre part au conduit (30) d'introduction de gaz.
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