DE69113332T2 - Vakuum-Ultraviolettlichtquelle. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vakuum- Ultraviolett-(VUV)-Lichtquelle zum Erzeugen eines Ultraviolettlichtes durch Verwendung von Strahlungslicht, das von einem Entladungsplasma ausgeht.
• In dem Fall, in welchem ein amorpher Siliciumdünnfilm durch die direkte Zersetzung von SiH&sub4; durch Licht gebildet wird, ist es erforderlich, Vakuum-Ultraviolettlicht zu verwenden.
• Eine sogenannte π-Typ-Entladungsröhre, wie diese in Figur 10 gezeigt ist, ist als eine Lichtquelle zum Erzeugen von Vakuum-Ultraviolettlicht mit einer Wellenlänge unterhalb 180 nm wohl bekannt.
• Dieser Typ von Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle umfaßt eine zylindrische Entladungsröhre 1, und ein Paar von Elektroden 2 und 3 sind in der Entladungsröhre in einer beabstandeten Beziehung gelegen. Ein Fenster 4 ist an einem Seitenende der Entladungsröhre 1 vorgesehen, um Ultraviolettlicht herauszuführen. Ein Kühlungsdurchgang 5 befindet sich außerhalb der Entladungsröhre 1, um einen Fluß eines Kühlmittels zu erlauben. Die Entladungsröhre ist innerhalb angemessen evakuiert, und ein Edelgas, Wasserstoff oder Deuterium ist in die Entladungsröhre 1 in einem Maß gefüllt, daß ein vorbestimmter Druck in der Entladungsröhre aufrechterhalten werden kann. Eine Leistungsquelle 6 speist eine zur Erzeugung einer Entladung zwischen den Elektroden 2 und 3 erforderliche Leistung ein. Die Leistungsquelle 6 ladet einen Speicherkondensator 8 über eine Gleichstromversorgung 7 auf, und ein Schalter 9 wird verwendet, um eine Impulsspannung an die Elektroden 2 und 3 zu legen. Wenn die Impulsspannung an den Elektroden 2 und 3 anliegt, wird eine Impulsentladung über den Elektroden 2 und 3 erzeugt, um Ultraviolettlicht durch ein enthaltenes Plasma zu strahlen. Das Ultraviolettlicht wird aus dem Fenster 4 herausgenommen.
• Die so aufgebaute herkömmliche Vakuum-Ultraviolett- Lichtquelle beinhaltet das folgende Problem. Das heißt, um einen hohen Ausgang an Ultraviolettlicht zu gewinnen, ist eine Entladung hoher Stromdichte für einen Strom einer raschen Anstiegszeit und eines hohen Spitzenwertes erforderlich. In der oben erwähnten herkömmlichen Lichtquelle resultiert ein hoher Strompegel in einer instabilen Entladung. Es ist daher nicht möglich, stabil die Entladung hoher Dichte aufrechtzuerhalten. Da in der herkömmlichen Lichtquelle ein Entladungsplasma nicht stabil in einem breiteren Entladungsraum in einer räumlich gleichmäßigen Weise hervorgerufen werden kann, ist ein entsprechender Ultraviolettlicht-Strahldurchmesser relativ klein in der Größenordnung von etwa 30 nm, was stark den Anwendungsbereich der Lichtquelle einschränkt.
• In der herkömmlichen Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle sind daher der Strahlungswirkungsgrad und der Leistungsausgang des Vakuum-Ultraviolettlichtes niedrig, und daher ist es schwierig, einen Ultraviolettstrahl eines großen Durchmessers zu erzielen.
• Es ist demgemäß die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle zu schaffen, die eine hohe Strahlungswirksamkeit, einen hohen Leistungsausgang und eine lange Servicelebensdauer gewährleistet und die Ultraviolettlicht einer großen Bohrung erhalten kann.
• Um die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist eine Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle zum Erzeugen einer Impulsentladung in einem Niederdruckgas und zum Abziehen von Ultraviolettlicht von einem in dieser Entladung hervorgerufenen Plasma vorgesehen, umfassend:
• Einen Entladungsraum,
• eine plattenähnliche Anode, die in dem Entladungsraum gelegen ist,
• eine Vielzahl von Hohlkathoden, die in dem Entladungsraum gegenüber und in beabstandeter Beziehung zu der Anode gelegen sind,
• Hilfselektroden, die innerhalb jeder Hohlkathode befestigt und elektrisch von der jeweiligen Hohlkathode isoliert sind, in der sie gelegen sind,
• eine Gasflußeinrichtung, die, während ein Druck in dem Entladungsraum konstant gehalten ist, ein Gas längs einer Strecke in dem Entladungsraum fließen läßt, nachdem es durch einen Innenraum in jeder Hohlkathode verlaufen ist,
• eine Leistungsversorgung zum Einspeisen elektrischer Leistung zum Erzeugen einer Hauptentladung über den Hohlkathoden und der Anode, nachdem eine Vorentladung über jeder Hohlkathode und ihrer jeweiligen Hilfselektrode erzeugt ist, und
• eine Ultraviolett-Abnahmeeinrichtung zum Abnehmen von Ultraviolettlicht, das von einem Plasma ausgestrahlt ist, das durch eine Entladung in dem Entladungsraum erzeugt ist.
• Um ein Ultraviolettlicht einer großen Bohrung bzw. lichten Weite abzuziehen, ist es erforderlich, daß ein breiter Entladungsplasmaerzeugungsbereich in dem Entladungsraum gesichert ist. Es ist daher notwendig, einen größeren Elektrodenbereich aufzunehmen. Der breitere Elektrodenbereich verursacht die Erzeugung eines Entladungsplasmas in räumlich gleichmäßiger Weise und damit in einer unstetigen Weise. Dies führt zu einem Abfall in dem Ausgang und in der Strahlungsenergiewirksamkeit des Ultraviolettlichtes.
• In der Lichtquelle der vorliegenden Erfindung umfaßt die Kathodenseite wenigstens eine Vielzahl von Kathoden, die von dem Gleichstrom und seiner zugeordneten Schaltung isoliert sind. Diese so angeordneten Kathoden können ein Entladungsplasma in einem breiteren Entladungsbereich in einer räumlich gleichmäßigen, stabilen Weise erzeugen. Es ist auch möglich, ein Ultraviolettlicht einer großen Bohrung zu erzielen. Da die Kathodenseite aus der Vielzahl von Hohlkathoden besteht, ist es möglich, die Bereitschaft, mit der eine Entladung stabil gemacht ist, zu erhalten und die Strahlungsenergiewirksamkeit und eine Steigerung im eingeschlossenen Ausgangswert zu verbessern. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorentladung zwischen der jeweiligen Hohlkathode und der Hilfselektrode in der Hohlkathode erzeugt und zu einer Hauptentladung verschoben. Aus diesem Grund kann die Anstiegszeit einer Stromentladung vermindert werden. Um Vakuum-Ultraviolettlicht aus dem Entladungsplasma herauszunehmen, ist es im allgemeinen erforderlich, daß eine größere Entladung durch einen Spitzenstrom für eine kurze Anstiegszeit erzeugt wird. Es sei angenommen, daß beispielsweise Licht, dessen Wellenlänge 147 nm beträgt, das heißt, eine Resonanzlinie von Vakuum-Ultraviolettlicht (siehe Xenongas) aus dem Entladungsplasma herausgenommen wird. Da in diesem Fall die angeregte Energie der Resonanzlinie 8,4 eV beträgt, ist es erforderlich, die Anregungsrate der Resonanzlinie zu beschleunigen, indem die mittlere Elektronenenergie erhöht wird, und die angeregte Atomdichte zu steigern. Eine Entladung mit einer schnellen Anstiegszeit und einem hohen Strom ist daher wirksam. Bei einer Stromanstiegszeit ist insbesondere eine höhere Ionisationsrate aufgrund der hohen mittleren Energie der vorliegenden Elektronen eingeschlossen. Eine Anstiegszeit des Stromes ist wünschenswert für eine möglichst kurze Zeitdauer. Nach experimenteller Untersuchung kann eine Impulsstrombreite für eine Entladung in der Größenordnung von 1 Mikrosekunde liegen. Eine Vorentladung über der jeweiligen Hohlkathode und der zugeordneten Hilfselektrode trägt zu einer Verkürzung einer Hauptstromanstiegszeit bei. Ein fortgesetzter großer Strom verursacht eine Verschiebung von einem Glimmentladungsmodus zu einem Bogenentladungsmodus, was eine Verminderung in der mittleren Elektronenenergie und damit in der Anregungsrate verursacht. Wenn eine Entladung vor der Erzeugung einer Bogenentladung gestoppt wird, wird eine Entladungsleistung als eine nutzlose elektrische Leistung in dem Fall einer Vakuum-Ultraviolett-Lichtstrahlung zerstreut und verursacht ein Absinken in der Strahlungsenergiewirksamkeit. Im allgemeinen liegt die Zeitdauer, in welcher eine Verschiebung von einem Glimmentladungsmodus zu einem Bogenentladungsmodus bewirkt wird, in der Größenordnung von 0,1 bis 1 us abhängig von den Arten der Gase und dem Gasdruck. Es ist daher erforderlich, daß die Impulsentladungsstrombreite höchstens innerhalb 1 us liegt. Ein Unterdrücken der Impulsentladungsstrombreite innerhalb der Zeitdauer, wie oben angegeben, kann durch Verwenden der Schaltung erreicht werden.
• Diese Erfindung kann vollständiger aus der anschließenden Detailbeschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
• Figur 1 eine teilweise geschnittene Diagrammdarstellung ist, die eine Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und deren zugeordnete Verbindung zeigt,
• Figur 2 eine Schnittdarstellung längs einer Linie A-A in einer Pfeilrichtung in Figur 1 ist,
• Figuren 3 bis 7 Schnittdarstellungen sind, die eine Variante der Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle zeigen,
• Figur 8 ein Graph ist, der eine Beziehung eines Verhältnisses von einem Xenongas in einem Heliumgas zu der Intensität von Vakuum-Ultraviolettlicht, dessen Wellenlänge 147 nm beträgt, zeigt,
• Figur 9 ein Graph ist, der eine Beziehung einer Eingangsleistung zu der Strahlungsstärke von Vakuum-Ultraviolettlicht zeigt, dessen Wellenlänge 147 nm beträgt, und
• Figur 10 eine schematische Darstellung ist, die einen Hauptteil einer herkömmlichen Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle zeigt.
• Figur 1 ist eine schematische Anordnung, die eine Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Die Lichtquelle der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Behälter 11, der einen Entladungsraum P definiert. Der Behälter 11 umfaßt eine zylindrische Wand 12 und ein Paar von gegenüberliegenden Wänden 13 und 14 zum hermetischen Einschließen eines Paares von offenen Enden der zylindrischen Wand 12. Ein aufwärts ausgesparter Abschnitt ist in der Mitte der geschlossenen Wand 13 in einem Entladungsraum P, von der Achse der zylindrischen Wand 12 aus gesehen, angeordnet.
• Ein Fenster 15 ist in einer Wand des ausgesparten Abschnittes vorgesehen und besteht aus einem Material, wie Magnesiumfluorid, Lithiumfluorid und Kalziumfluorid. Ein abwärts ausgesparter Abschnitt ist in dem Entladungsraum in einer entgegengesetzten Beziehung zu dem Fenster 15 des aufwärts ausgesparten Abschnittes 14, in der Achse der zylindrischen Wand 12 gesehen, angeordnet. Ein Reflexionsspiegel 16 liegt in einer entgegengesetzten Beziehung zu dem Fenster 15.
• Eine plattenähnliche Anode 17 ist auf der rechtsseitigen Abstandszone mit dem Reflexionsspiegel 16 für einen Bezug gelegen.
• Wie in Figur 2 gezeigt ist, erstreckt sich die Anode 17 in einer Richtung senkrecht zu der Achse der Zylinderwand 12. Ein Ende eines leitenden Stabes 18 ist mit einer Mitte oder einem nahe der Mitte gelegenen Bereich der Rückfläche der Anode 17 verbunden, und der andere Endteil des leitenden Stabes 18 ist an der zylindrischen Wand 12 in einer isolierenden, luftdichten Weise befestigt, und Ultraviolettlicht, das von einer Entladung ausgeht, wird durch das Fenster 15 zu einer Außenseite geleitet.
• Fünf Löcher (vergleiche Figur 2) sind als eine parallele Anordnung in dem Randkantenteil der geschlossenen Wand 14 längs denjenigen Linien vorgesehen, die parallel zu der sich longitudinal erstreckenden Oberfläche der Anode 17 sind. Zylinder 19 ... sind hermetisch an einem Ende mit den inneren Rändern der fünf Löcher in einer Eins-zu-Eins-Beziehung verbunden. Der andere Endteil jedes Zylinders 19 erstreckt sich abwärts, wie dies in Figur 1 gezeigt ist, in einer Richtung parallel zu der Achse der zylindrischen Wand 12, ist U-förmig gebogen und weist sein extremes Ende auf, das mit einer nicht gezeigten Gasversorgungsquelle verbunden ist.
• Eine Hohlkathode 21 ist in dem Zylinder 19 in der Nachbarschaft der geschlossenen Wand 14 befestigt und durch ein Trägerglied an der Innenfläche des Zylinders 19 so festgelegt, daß sein Ende auf der Seite des Entladungsraumes P um eine vorbestimmte Entfernung von einer Grenze zu diesem Entladungsraum P zurückgezogen ist.
• Eine Hilfselektrode 24 ist innerhalb der Hohlkathode 21 in einer Weise vorgesehen, daß sie konzentrisch zu der Hohlkathode 21 ist. Die Hilfselektrode 24 ist durch eine Isolation 25 auf ihrer äußeren Mantelfläche abgeschirmt, wobei lediglich der obere Endteil freiliegt, wie dies in Figur 1 gezeigt ist. Der untere Endteil der jeweiligen Hilfselektrode 24 erstreckt sich in isolierender, luftdichter Weise durch die Umfangswand des Zylinders 19 zu einer Außenseite, wie dies in Figur 1 gezeigt ist.
• Ein Kühlmitteldurchgang 26 ist durch das Trägerglied 22, die äußere Umfangs- oder Mantelfläche der Hohlkathode 21 und die Innenfläche des Zylinders 19 festgelegt und mit Kühlmittelleitrohren 27 und 28 verbunden. Die Kühlmittelleitrohre 27 und 28 sind mit einer nicht gezeigten Kühlmittelversorgungsquelle verbunden.
• Ein Gasauslaßrohr 29 ist nahe der geschlossenen Wand 14 an einem Bereich gegenüber zu der Anode 17 vorgesehen. In der erfindungsgemäßen Lichtquelle wird ein Arbeitsgas zu jedem Zylinder 19 gespeist, wie dies durch einen Strichpfeil 30 in Figur 1 gezeigt ist. Das Gas strömt hinter der entsprechenden Hohlkathode 21 in die Entladungskammer P und wird über das Gasauslaßrohr 29 nach oben zur Außenseite ausgegeben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet ein Gasversorgungssystem ein Mischgas, das Heliumgas von über 90 % und Xenongas von unter 10 % enthält. Das Mischgas wird kontinuierlich zu der Entladungskammer P gespeist, während ein Druck in dem Entladungsraum P bei einem vorbestimmten Druck gehalten ist.
• Die Anode 17, die Hohlelektrode 21 und die Hilfselektrode 24 sind mit einer entsprechenden Leistungsversorgung 31 verbunden. In der Leistungsversorgung 31 ist eine Serienkombination eines Speicherkondensators 32 und eines Widerstandes 34 über den Ausgangsklemmen einer nicht gezeigten Gleichstromquelle verbunden, und ein Thyratronschalter 35 liegt über beiden Anschlüssen der Serienkombination des Kondensators 32 und des Widerstandes 34. Ein Verbindungspunkt des Thyratronschalters 35 und des Widerstandes 34 ist mit der Anode 17 und der Hohlelektrode 21 über einen Spitzenwertkondensator 36 verbunden, dessen Kapazitätswert kleiner als derjenige des Speicherkondensators 32 ist. Ein Verbindungspunkt des Speicherkondensators 32 und des Widerstandes 34 ist mit der Hilfselektrode 24K und der zugeordneten Hohlelektrode 21 verbunden, wobei der Kondensator 36 kleiner als der Kondensator 32 ist. Der Thyratronschalter 35 ist von einem derartigen Typ, daß er ein Triggersignal T empfängt, das mit einem Ladezyklus synchronisiert ist.
• Der Betrieb des so aufgebauten Ausführungsbeispiels wird im folgenden erläutert.
• Zunächst wird der Entladungsraum P des Behälters 11 in angemessener Weise durch eine (nicht gezeigte) Vakuumpumpe entleert, und ein Arbeitsgas wird von einer (nicht gezeigten) Gasversorgungsvorrichtung in den Entladungsraum gespeist. Das Arbeitsgas strömt in den Entladungsraum P durch die Hohlkathode 21 und wird über das Gasentladungsrohr 29 ausgelassen. Ein Kühlmittel, wie beispielsweise Wasser, fließt von der Kühlmittelversorgungsvorrichtung in den Kühlmitteldurchgang 26. Mit der eingeschalteten, nicht gezeigten Gleichstromversorgung wird der Speicherkondensator 32 in entsprechender Weise aufgeladen. Das Triggersignal T liegt in einer vorbestimmten Zeitbeziehung zu dem Thyratronschalter 35 an. Bei eingeschaltetem Thyratronschalter 35 tritt eine Entladung über der Hilfselektrode 24 und der Hohlkathode 21 auf, und der Spitzenwertkondensator 36 wird aufgeladen. Als ein Ergebnis tritt eine "Glimmentladung" über der Anode 17 und der Hohlkathode 21 auf, und ein Plasma wird in dem Entladungsraum P aufgrund der Erzeugung der Entladung erzeugt. Einiges von dem Plasma ausgestrahltes VUV-Licht wird direkt auf das Fenster 15 gerichtet, und einiges VUV- Licht wird zurück von dem Reflexionsspiegel 16 reflektiert und auf den Reflexionsspiegel 15 gerichtet. Das VUV-Licht wird von dem Fenster 15 zu einer Außenseite abgestrahlt.
• Da in diesem Fall die Kathodenseite aus einer Vielzahl von Hohlkathoden 21 besteht, die gleichstrommäßig getrennt sind, ist es möglich, räumlich gleichmäßig ein Entladungsplasma in einem breiteren Entladungsraum in einer stabilen Weise hervorzurufen und ein VUV-Licht eines größeren Durchmessers zu erhalten.
• Da die Kathodenseite aus einer Vielzahl von Hohlkathoden 21 besteht, ist es einfacher, eine Entladung zu stabilisieren. Als Ergebnis ist es möglich, den Strahlungsenergiewirkungsgrad und damit einen Leistungsausgang zu verbessern. Das heißt, die Stabilität der Hohlkathodenentladung hängt von der Art und dem Druck eines Gases sowie der Form der Elektroden ab. Wenn, wie in Figur 8 gezeigt ist, etwa mehr als 90 % einem Xenongas beigefügt ist, ist es möglich, die Stabilität der Hohlkathodenentladung zu erzielen. Es hat sich experimentell bestätigt, daß für etwa einige Prozent eines Xenongases (Xe) die Strahlungsintensität des VUV- Lichtes, dessen Wellenlänge 147 nm beträgt, im Pegel maximal ist.
• Figur 9 ist ein Graph, der einen Vergleich in der Strahlungsintensität des VUV-Lichtes einer Wellenlänge von 147 nm für etwa 1 % an einem Xenongas (Xe) und 100 % an Xenongas zeigt. Es hat sich gezeigt, daß nach einem Vergleich der beiden bei einer Eingangsleistung von 50 W die Strahlungsintensität des VUV-Lichtes der Wellenlänge von 147 nm für etwa 1 % eines Xenongases eine Steigerung für etwa das 2,5-fache ergibt. Weiterhin wird nach einem Vergleich von deren Entladungsleistungen zu dieser Zeit eine Entladung bei etwa 60 W für 100 % eines Xenongases instabil, und der Leistungsausgang wird nicht verfügbar. Es hat sich gezeigt, daß bei etwa 1 % eines Xenongases wenigstens noch mehr als das 3-fache der eingespeisten Leistung verfügbar ist. Es hat sich daher gezeigt, daß wenigstens mehr als 90 % eines Heliumgases gemischt werden können, um stabil eine Hohlkathodenentladung bei einer hohen elektrischen Leistungsdichte auszuführen.
• Weiterhin ist die Hilfselektrode 24 für die jeweilige Hohlkathode 21 vorgesehen. Nachdem eine Vorentladung über der Hohlkathode 21 und der Hilfselektrode 24 durchgeführt ist, erfolgt eine Hauptentladung in einem steuerbaren Modus. Es ist daher möglich, eine Anstiegszeit des Entladungsstromes zu verkürzen.
• In dem Fall, in welchem das Fenster 15 in einer Richtung weg von dem Mittelpunkt der Entladungskammer P wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt, ist es möglich, eine Beschädigung des Materials des Fensters 15 durch die geladenen Teilchen in einem Plasma zu vermeiden und damit eine Lichtquelle einer langen Servicelebensdauer zu gewährleisten. Wenn weiterhin der Reflexionsspiegel 16 in einer entgegengesetzten Beziehung zu dem Fenster 15 gelegen ist, wie dies in Figur 1 gezeigt ist, wobei das hervorgerufene Plasma wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Umgrenzung bildet, kann der Strahlungsverlust vermindert werden, was ein erhöhtes Ausgangssignal ergibt. In dem Fall, in welchem der Reflexionsspiegel 16 in einer Richtung weg von dem Mittelpunkt der Entladungskammer P gelegen ist, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, ist es möglich, eine Beschädigung des Gliedes des Reflexionsspiegels 16 durch die geladenen Teilchen des Plasmas zu unterdrücken und damit eine Lichtquelle einer längeren Servicelebensdauer zu gewährleisten.
• Da das vordere Ende der Hohlkathode 21 zurück von einer Umgrenzung zu der Entladungskammer P zurückgezogen ist, ist es möglich, ein Eintreten von Elektrodenmaterialteilchen, die durch Sputtern herausgeschlagen sind, in den Entladungsraum P und damit einen Abfall in der Elektronentemperatur und in der Anregungsrate zu verhindern und einen Abfall in dem Pegel der Strahlung der VUV-Lichtes zu vermeiden.
• Wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Leistungsversorgung 31 aus einer Impulsschaltung eines veränderlichen Kapazitätstyps, und die Lichtquelle des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann insgesamt kompakt gestaltet werden. Eine Abnahme in dem Kapazitätswert des Spitzenwertkondensators kann eine erhaltene Impulsbreite schmal machen und die Beleuchtungswirksamkeit der Lichtquelle verbessern.
• Wie beispielsweise in Figur 3 gezeigt ist, kann der Reflexionsspiegel 16 derart angeordnet werden, daß seine Randkante mit der Innenfläche der geschlossenen Wand 14 fluchtet. Nicht nur der Reflexionsspiegel, sondern auch ein Reflexionsspiegel 41 eines flachen Typs können hergestellt werden, wie dies in Figur 4 gezeigt ist.
• Um eine Steigerung im Energieverlust bei der Kathode infolge der Bewegung eines Kathodenglühens zu einer Stromaufseite (beispielsweise einer Gasleitungslinie) der Hohlkathode 21 zu verhindern und einen Abfall in der Strahlungsenergiewirksamkeit zu vermeiden, können Unterringe 42, 43 und 44 auf der Stromaufseite der Hohlkathode 21 befestigt werden, wobei deren Innendurchmesser auf einige Millimeter reduziert ist, wie dies in den Figuren 5, 6 und 7 gezeigt ist, damit ein Plasma in der Hohlkathode 21 in einem möglichen größten Ausmaß begrenzt ist. Die Hohlkathode ist nicht auf insbesondere zylindrische Konfiguration eingeschränkt und kann ein polygonaler Zylinder sein. Die Hohlkathoden sind in der Anzahl nicht auf fünf eingeschränkt. Die Anode kann von einem gespaltenen Typ sein.
• Das Arbeitsgas ist nicht nur auf ein Mischgas beschränkt, das mehr als 90 % an Heliumgas in einem Xenongas enthält. Selbst wenn ein Mischgas verwendet wird, das aus einer Kombination von zwei Arten von Edelgasen besteht, die aus der Gruppe gewählt sind, die Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon aufweist, ist es möglich, eine stabile Hohlkathodenentladung zu erzielen, wenn mehr als 90 % Gas als ein Gas einer höchsten Ionisationsspannung enthalten ist. Somit kann VUV- Licht wirksam aus einer Resonanz-"Edelgas"-Linie abgezogen werden. Der gleiche Effekt kann auch erhalten werden, wenn eine Kombination des Edelgases mit einem anderen Gas, wie beispielsweise Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff verwendet wird.
• Verschiedene Änderungen oder Abwandlungen der vorliegenden Erfindung können durchgeführt werden, ohne von dem Geist und dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Um eine Diffusion einer Entladung in den Entladungsraum zu verhindern, kann beispielsweise eine Teilungswand vorgesehen werden, um eine solche Entladung zu begrenzen.
• Der vordere Endteil der Hohlkathode auf der Entladungsraumseite kann derart vorgesehen werden, daß er sich von der Wandoberfläche des Entladungsraumes heraus erstreckt.
• Somit kann die vorliegende Erfindung eine VUV-Lichtquelle mit großer Bohrung und großer Ausgangsleistung von hoher Wirksamkeit und langer Servicelebensdauer schaffen.

Claims (7)

1. Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle zum Erzeugen einer Impulsentladung in einem Niederdruckgas und zum Abziehen von Ultraviolettlicht aus einem in dieser Entladung hervorgerufenen Plasma, mit:

Einem Entladungsraum (P),

einer in dem Entladungsraum gelegenen plattenähnlichen Anode (17),

einer Vielzahl von Hohlkathoden (21), die in dem Entladungsraum in einer entgegengesetzten, beabstandeten Beziehung zu der Anode gelegen sind,

einer Hilfselektrode (24), die in jeder Hohlkathode befestigt und elektrisch von der jeweiligen Hohlkathode, in der sie gelegen ist, isoliert ist,

einer Gasströmungseinrichtung, die, während ein Druck in dem Entladungsraum konstant beibehalten ist, ein Gas längs einer Strecke in dem Entladungsraum nach Durchgang durch einen Innenraum in jeder Hohlkathode strömen läßt,

einer Leistungsversorgung (31) zum Einspeisen einer elektrischen Leistung zum Erzeugen einer Hauptentladung über den Hohlkathoden und der Anode, nachdem eine Vorentladung über jeder Hohlkathode und ihrer jeweiligen Hilfselektrode erzeugt ist, und

einer Ultraviolettabzieheinrichtung (15, 16) zum Abziehen von Ultraviolettlicht, das von einem Plasma abgestrahlt ist, das durch eine Entladung in dem Entladungsraum erzeugt ist.

2. Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle nach Anspruch 1, bei der die Ultraviolettabzieheinrichtung (15, 16) ein Ultraviolettlichtfenster (15), das einen Teil einer Wand des Entladungsraumes bildet, und einen Reflexionsspiegel (16), der in der Entladungskammer in einer entgegengesetzten Beziehung zu dem Fenster gelegen ist, umfaßt.

3. Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle nach Anspruch 1, bei der jede Hohlkathode derart angeordnet ist, daß ihr Ende auf der Seite des Entladungsraumes (P) um einen vorbestimmten Abstand von einer Umgrenzung zu diesem Entladungsraum (P) zurückgezogen ist.

4. Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle nach Anspruch 1, bei der ein Durchmesser jeder Hohlkathode (21) bei ihrem Ende, das von der Seite des Entladungsraumes (P) entfernt ist, im wesentlichen kleiner als der Durchmesser bei ihrem Ende auf der Seite des Entladungsraumes (P) ist.

5. Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle nach Anspruch 1, bei der jede Hilfselektrode (24) elektrisch mit Ausnahme an ihrem vorderen Endteil, der auf der Seite des Entladungsraumes gelegen ist, isoliert ist.

6. Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle nach Anspruch 1, bei der die Gasströmungeinrichtung ein Mischgas in die Entladungskammer speist, wobei das Mischgas aus einer Kombination von zwei oder mehr Gasen, die wenigstens ein Edelgas enthalten, zusammengesetzt ist, wobei das Edelgas in einem Bereich von über 85 % enthalten ist und das höchste Ionisationspotential hat.

7. Vakuum-Ultraviolett-Lichtquelle nach Anspruch 1, bei der eine Teilungswand in dem Entladungsraum zwischen der plattenähnlichen Anode (17) und den Hohlkathoden (21) gelegen ist und eine Öffnung in einer vorbestimmten Größe in einer Position parallel zu dem Ultraviolettlichtfenster hat, um die erzeugte Entladung zu begrenzen.