FR2883410A1 - Source de photons comprenant une source de plasma d'ions multicharges a la resonance cyclotron electronique. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une source de photons comprenant une source de plasma d'ions multichargés à la résonance cyclotron électronique (RCE) qui comprend une chambre à plasma cylindrique sous vide (CH), un guide (GD) pour injecter des micro-ondes dans la chambre, un dispositif (I) pour injecter un gaz dans la chambre, un système de pompage (P) pour évacuer le gaz ionisé qui résulte de l'action des micro-ondes sur le gaz (g), et une structure magnétique cylindrique (1, 2, 3a, 3b, 4) qui entoure la chambre (CH) et qui produit au moins deux surfaces fermées (S) alignées selon l'axe de la chambre et sur lesquelles le champ magnétique prend la valeur du champ de résonance RCE, les photons étant extraits par une ouverture (02) alignée avec l'axe de la chambre.L'invention s'applique à la lithographie EUV.

Description

SOURCE DE PHOTONS COMPRENANT

UNE SOURCE DE PLASMA D'IONS MULTICHARGÉS À LA RÉSONANCE CYCLOTRON ÉLECTRONIQUE Domaine technique et art antérieur La présente invention concerne une source de photons et, plus particulièrement, une source de photons comprenant une source de plasma d'ions multichargés à la résonance cyclotron électronique (RCE) plus communément appelée source RCE.

Une application de la source de photons selon l'invention est, par exemple, la production de photons EUV (EUV pour Extrême Ultra-Violet ) pouvant être utilisée pour la lithographie.

Différentes sources de lumière sont utilisées pour la lithographie EUV, telles que, par exemple, les plasmas laser (LPP), la lumière synchrotron, les sources à décharges (Z-pinch, cathode creuse, source capillaire). Ces sources EUV présentent, selon les cas, les problèmes suivants: fonctionnement pulsé et puissance trop faible pour certains lasers; production de débris néfastes aux optiques (miroirs) ; - coût élevé (lasers, synchrotron) ; - pompage important; - reproductibilité et durée de vie de la source médiocres.

Récemment un nouveau type de source de 30 lumière EUV a été proposé (cf. référence [1]). Il s'agit d'une source de lumière basée sur la désexcitation d'ions multichargés. La source de lumière divulguée comprend une source de plasma d'ions multichargés à la résonance cyclotron électronique (RCE). La source de plasma comprend une cavité dans laquelle un champ magnétique de résonance est distribué selon une surface non fermée qui intercepte les parois de la cavité. La source de lumière produit des photons de longueur d'onde 13,5nm à partir de la désexcitation d'ions Xelo+ Des photons ayant une telle longueur d'onde permettent avantageusement de réaliser des gravures inférieures à 65nm (cf. abrégé référence [1]).

Par rapport aux sources de lumière mentionnées ci-dessus, l'utilisation d'une source RCE 15 présente de nombreux avantages: -fonctionnement continu et stable; - pas de débris en sortie; - pas d'usure (temps d'utilisation très long dû à l'absence de filament ou de cathode) ; faible pression (10-5-10-4 mbar) permettant de limiter les dimensions des pompes et les vibrations éventuelles; - faible coût, si la structure magnétique est réalisée en aimants permanents.

Malgré les avantages mentionnés ci-dessus, un problème majeur d'une telle source de photons qui produit des photons à partir d'une source RCE est la très faible puissance qu'elle émet. Comme cela apparaîtra ci-dessous, l'invention ne présente pas cet inconvénient.

La production d'ions multichargés dans une source RCE a été décrite dans de nombreux brevets et articles.

La référence [2] décrit la réalisation d'une source RCE entièrement en aimants permanents produisant un fort flux d'ions Xelo+ à l'extraction pour créer un faisceau d'ions.

L'ionisation du gaz pour obtenir des ions multichargés du type Xeq+ s'effectue pas à pas, par 10 impact électronique. Il vient alors: Xe(q1)+ + e > Xeq+ + e- + e- Il apparaît que les conditions suivantes doivent être établies pour obtenir des ions Xeq+ a) une puissance micro-ondes de fréquences typiquement comprises entre 2,45 GHz et 50 GHz est injectée dans une cavité sous vide située dans une structure magnétique, produisant l'ionisation d'un gaz ou d'une vapeur métallique, par exemple du Xénon, qui est introduit, par ailleurs, dans la cavité à une pression comprise entre 10-5mbar et 10-9 mbar, b) le terme Rq de production de l'ion Xeq+ s'écrit: Rq = ne <Ve 6q-1, q> nq_1 où ne est la densité électronique, nq_l la densité d'ions Xe (q-1)+ et <Ve aq_1,q> le produit de la section efficace d'ionisation par impact électronique par la vitesse des électrons en tenant compte de leur distribution en énergie, c) l'énergie des électrons incidents doit être suffisante pour effectuer l'ionisation (une 2883410 4 énergie de 400eV est optimale pour l'obtention d' ions Xelo+ (Xe9+ + e- -> Xel + +e-+e-)), d) le transfert d'énergie de la puissance micro-onde injectée aux électrons du plasma se produit en un lieu de champ magnétique Bres tel que la condition de résonance cyclotron électronique soit établie, c'est-à-dire lorsqu'il y a égalité entre la pulsation de l'onde haute fréquence (HF et la pulsation cyclotronique de l'électron: (OHF = (OCE = qe Bres / me (par exemple pour f= 10 GHz, Bres = 0.36 T et pour f = 14 GHz, Bres=0 É 5T) Il résulte de ceci qu'une configuration magnétique particulière est nécessaire pour obtenir 15 des ions donnés dans une source RCE.

De ce point de vue, les brevets français FR 2475798 et FR 2640411 divulguent également que, pour augmenter le confinement magnétique et, en conséquence, le temps de vie des ions et des électrons, le champ magnétique de résonance est distribué, à l'intérieur de la chambre à plasma, selon une surface fermée sur laquelle il prend une valeur sensiblement constante BresÉ Cette surface fermée, dite surface de résonance, n'a aucun contact avec les parois et est elle-même située à l'intérieur d'une surface sur laquelle le champ magnétique prend une valeur Bd sensiblement égale au double de la valeur Bres (Bd>_2xBres) Cette configuration magnétique à surface de 30 résonance fermée est produite par la juxtaposition d'un miroir magnétique axial produit, par exemple, par deux solénoïdes ou deux couronnes d'aimants permanents et d'une structure multipolaire, par exemple un hexapôle constitué de six aimants en alternance de pôle, le champ magnétique résultant étant la somme vectorielle des deux contributions axiale et radiale.

Exposé de l'invention L'invention concerne une source de photons comprenant une source de plasma d'ions multichargés à la résonance cyclotron électronique (RCE). La source de photons comprend: - une chambre à plasma cylindrique sous vide, d'axe AA, munie d'une ouverture par laquelle les photons 15 sont extraits de la chambre, - au moins un guide d'injection de micro-ondes pour injecter des micro-ondes dans la chambre, - un dispositif d'injection de gaz pour injecter un gaz dans la chambre, un système de pompage pour pomper des particules électriquement neutres présentes dans la chambre, et - une structure magnétique cylindrique qui entoure la chambre et qui produit, à l'intérieur de la chambre, un champ magnétique distribué selon au moins deux surfaces fermées alignées selon l'axe AA, sur lesquelles le champ magnétique a une valeur sensiblement égale à la valeur du champ de résonance cyclotron électronique, ces surfaces étant séparées les unes des autres, sans contact avec les parois de la chambre et situées à l'intérieur d'une surface supplémentaire, sans contact avec la chambre, sur laquelle le champ magnétique prend une valeur sensiblement constante égale ou supérieure à deux fois la valeur (BRCE) du champ de résonance cyclotron électronique (IBI >-2 I BRcE)- Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, la structure magnétique comprend deux cylindres magnétiques creux à aimantation transversale, l'aimantation d'un premier cylindre creux ayant un sens opposé à l'aimantation du second cylindre creux, N cylindres magnétiques creux multipolaires, N étant un nombre supérieur ou égal à 2 et N-1 cylindres magnétiques creux à aimantation longitudinale, les deux cylindres magnétiques creux à aimantation transversale, les N cylindres magnétiques creux multipolaires et les N-1 cylindres magnétiques creux à aimantation longitudinale étant alignés selon l'axe AA de la chambre, les N cylindres magnétiques creux multipolaires et les N-1 cylindres magnétiques creux à aimantation longitudinale étant placés entre les deux cylindres creux à aimantation transversale, un cylindre magnétique creux multipolaire alternant avec un cylindre creux à aimantation longitudinale, un premier cylindre magnétique creux multipolaire jouxtant un premier cylindre magnétique creux à aimantation transversale et un deuxième cylindre magnétique creux multipolaire jouxtant le second cylindre magnétique creux à aimantation transversale.

Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, les N cylindres magnétiques creux multipolaires sont des hexapôles de type Halbach.

Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, les N cylindres magnétiques creux multipolaires sont des cylindres quadrupolaires.

Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, les N cylindres magnétiques creux multipolaires sont des cylindres hexapolaires.

Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, les N cylindres magnétiques creux multipolaires sont des cylindres octopolaires.

Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, les N cylindres magnétiques creux multipolaires sont des cylindres dodécapolaires.

Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, un cylindre magnétique creux à aimantation longitudinale supplémentaire entoure sensiblement l'ensemble constitué des N cylindres magnétiques creux multipolaires et des N-1 cylindres magnétiques creux à aimantation longitudinale.

Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, le gaz introduit dans la chambre est du Xénon dont la pression est comprise entre 10-5 mbar et 10-4 mbar.

Dans une source de plasma RCE d'ions multichargés, la densité maximale d'électrons énergétiques et d'ions multichargés est située sur la surface de résonance (surface équimodule B=Bres) ou au voisinage de celle-ci. Le lieu d'émission maximale de photons se situe donc également sur la surface de résonance Bres ou au voisinage de celle-ci.

Selon l'invention, l'augmentation du flux de photons selon un axe particulier est obtenue en augmentant le nombre de surfaces de résonance selon cet axe. Contrairement à une source d'ions multichargés conventionnelle qui comprend une seule surface de résonance, la source d'ions multichargées de l'invention comprend ainsi une pluralité de surfaces de résonance sensiblement alignées selon un axe donné qui permettent d'accroître très sensiblement la puissance émise selon cet axe.

Dans le cadre de l'invention, les surfaces de résonance du champ magnétique peuvent être des surfaces qui ne se referment pas à l'intérieur de la chambre et qui interceptent les parois de la chambre ou des surfaces fermées sans contact avec les parois de la chambre. Toutefois, selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention, les surfaces de résonance du champ magnétique sont des surfaces fermées sans contact avec les parois, car alors les durées de vie des ions et des électrons sont très sensiblement allongées.

La puissance obtenue selon l'axe de la chambre est avantageusement sensiblement proportionnelle au nombre de surfaces fermées de résonance présentes dans la chambre.

Brève description des figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel fait en référence aux figures jointes, parmi lesquelles: - la figure 1 représente un exemple de source de photons EUV selon l'invention, - la figure 2 représente une vue en coupe d'une première couronne d'aimants qui participe à la source de photons représentée en figure 1; - la figure 3 représente une vue en coupe d'une deuxième couronne d'aimants qui participe à la source de photons représentée en figure 1; - les figures 4a, 4b représentent, à titre d'exemple, des vues en coupe de structures magnétiques hexapolaires qui participent à la source de photons représentée en figure 1; - la figure 5 représente une vue en coupe d'une structure magnétique à aimantation longitudinale qui participe à la source de photons représentée en figure 1; - la figure 6 représente un perfectionnement de la source de photons représentée en figure 1; - la figure 7 représente une vue en coupe d'une structure magnétique à aimantation longitudinale qui participe à la source de photons selon le perfectionnement de la figure 6.

Sur toutes les figures, les mêmes repères 30 désignent les mêmes éléments.

Description détaillée de modes de mise en uvre de l'invention La figure 1 représente un exemple de source de photons selon l'invention.

La source de photons comprend une source de plasma d'ions multichargés à la résonance cyclotron électronique (RCE). La source de plasma d'ions multichargés à la résonance cyclotron électronique comprend une chambre à plasma cylindrique sous vide CH, un guide d'ondes GD d'injection de microondes, un dispositif I d'injection de gaz g, un dispositif de pompage P et une structure magnétique 1, 2, 3a, 3b, 4. Une ouverture 02 est pratiquée dans la chambre CH pour permettre l'extraction des photons. De façon préférentielle, l'ouverture 02 est sensiblement alignée avec l'axe AA de la chambre.

Le guide GD d'injection de micro-ondes injecte des micro-ondes dans la chambre CH. Le guide GD est muni d'une fenêtre d'étanchéité air/vide (non représentée sur la figure). La pression à laquelle le gaz g est injecté dans la chambre CH par le dispositif I est, par exemple, comprise entre 10-5 mbar et 10-4 mbar. Le système de pompage P permet d'évacuer les particules électriquement neutres qui sont présentes dans la chambre. Le débit du pompage est, par exemple, de 300 litres par seconde.

La structure magnétique cylindrique 1, 2, 3a, 3b, 4 entoure la chambre CH et produit, à l'intérieur de la chambre, un champ magnétique distribué sur une succession de surfaces fermées S, sur lesquelles le champ magnétique a une valeur sensiblement égale à la valeur BRCE du champ de résonance RCE, ces surfaces fermées S étant sensiblement alignées selon l'axe AA de la chambre, indépendantes les unes des autres, sans contact avec les parois de la chambre CH et situées à l'intérieur d'une surface fermée E sur laquelle le champ magnétique prend une valeur sensiblement constante, égale ou supérieure à deux fois la valeur BRCE du champ de résonance O B 2 BRCE I) La courbe V représente la variation du champ magnétique le long de l'axe AA, à l'intérieur de la chambre CH. Il apparaît que cette variation est sensiblement sinusoïdale, son expression mathématique s'écrivant alors: B (z) # Burin+B1 (l+sin (z) ) (1), avec -z une variable qui paramètre le déplacement selon l'axe AA, et Bmin< BRCE<Bmax Burin+ (2 x B1) ; B1#0 Le diamètre de la chambre à plasma CH doit être relativement grand, limité par le diamètre interne de la structure magnétique qui produit les surfaces fermées S globalement incluses dans la surface équimodule E. La chambre CH est une cavité circulaire multimodes pour les ondes électromagnétiques. En conséquence, si le diamètre de la chambre est inférieur à la longueur d'onde de coupure 1c du mode fondamental de propagation dans la cavité (mode TE11), aucune onde ne peut se propager dans la chambre.

Le tableau ci-dessous donne, pour quatre 30 modes de propagation successifs, dont le mode de propagation fondamental TE11r la valeur des longueurs d'onde de coupure A, : Mode TE11 2, 5cm TM01 3, 28cm TE21 4, 1cm TMll 5, 2cm A titre d'exemple non limitatif, dans le cas où le diamètre de la chambre est égal à 4,4cm, l'onde peut ainsi se propager selon les modes TE11r TM01r TE21 et être absorbée par résonance sur les différentes surfaces S (il n'y a pas de réflexion de l'onde à l'entrée de la cavité).

Rigoureusement, les conditions de propagation mentionnées ci-dessus sont vérifiées pour une propagation dans le vide ou dans l'air. En présence de plasma, l'onde se propage différemment.

L'expérience montre cependant que, en respectant la condition selon laquelle le diamètre de la chambre est supérieur à la longueur d'onde de coupure du mode fondamental (Xc (TE11)) , il y a propagation d'ondes électromagnétiques dans la chambre, absorption de ces ondes par résonance et création de plasma.

Selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention, la chambre à plasma CH est un cylindre creux, par exemple en acier inoxydable amagnétique, ou en aluminium, ou en cuivre, à double paroi externe pour la circulation d'un liquide de refroidissement.

A titre d'exemple non limitatif, le diamètre externe de la chambre peut être égal à 4,80cm, le diamètre interne à 4,40cm et la longueur à 61cm.

Les micro-ondes injectées dans la chambre CH par le guide d'injection GD sont émises, par exemple, par un émetteur à fréquence variable centrée sur une fréquence de 10 GHz, l'ajustement de la fréquence étant effectué par optimisation du flux de photons produits. La puissance micro-ondes injectée dans la chambre est, par exemple, égale à 1 kW. A titre d'exemple non limitatif, le guide d'onde GD peut introduire les micro- ondes dans la chambre par une ouverture 01 située à l'opposé de l'ouverture 02 par laquelle les photons sont extraits de la chambre. Selon d'autres modes de réalisation de l'invention, les micro-ondes peuvent être introduites en différents endroits à la fois, par exemple au niveau de chaque surface fermée de résonance.

La structure magnétique cylindrique qui entoure la chambre CH est constituée, par exemple, de deux cylindres magnétiques creux à aimantation transversale 1 et 2, d'un ensemble de cylindres magnétiques creux multipolaires 3a, 3b et d'un ensemble de cylindres magnétiques creux à aimantation longitudinale 4.

Par cylindre magnétique à aimantation transversale, il faut entendre un cylindre magnétique dont l'aimantation coupe l'axe du cylindre perpendiculairement à cet axe. Les figures 2 et 3 illustrent de tels cylindres creux. La figure 2 illustre un cylindre magnétique creux à aimantation transversale dont l'aimantation ml est dirigée vers l'axe du cylindre alors que la figure 3 illustre un cylindre magnétique creux dont l'aimantation m2 est dirigée vers l'extérieur.

Les cylindres 1 et 2 sont placés aux deux extrémités de la chambre. Le cylindre 1 est placé, par exemple, du côté d'une ouverture 01 par laquelle les micro-ondes sont introduites dans la chambre et le cylindre 2 du côté de l'ouverture 02 par laquelle les photons sont extraits de la chambre.

Avantageusement, les lignes de champ magnétiques divergent de l'axe AA au niveau des cylindres 1 et 2. Il s'en suit que les électrons et les ions sont déviés de l'axe AA en sortie de la source de photons, permettant à cette dernière de n'émettre sensiblement que des photons. Les cylindres 1 et 2 ont préférentiellement des côtes identiques. La longueur des cylindres 1 et 2 est égale, par exemple, à 11cm, le diamètre externe (Dl, D2) à 30cm et le diamètre interne (dl, d2) à 5cm.

Par cylindre magnétique multipolaire, il faut entendre un cylindre ayant 2P pôles en alternance de pôles régulièrement distribués sur une circonférence, P aimants d'orientation Nord-Sud alternant régulièrement avec P aimants d'orientation Sud-Nord.

Les cylindres magnétiques multipolaires peuvent être, par exemple, des cylindres magnétiques quadrupolaires (P=2), hexapolaires (P=3), octopolaires (P=4) ou encore dodécapolaires (P=6). Les figures 4a et 4b représentent des vues en coupe de cylindres hexapolaires.

Le cylindre hexapolaire 3a représenté en figure 4a est un hexapôle magnétique qui comprend six aimants distribués régulièrement sur une circonférence, un aimant d'orientation Nord/Sud alternant avec un aimant d'orientation Sud/Nord.

Le cylindre hexapolaire 3b représenté en figure 4b est un hexapôle de type Halbach qui comprend également six aimants distribués régulièrement sur une circonférence, un aimant d'orientation Nord/Sud alternant avec un aimant d'orientation Sud/Nord, des aimants intercalaires permettant l'établissement d'aimantations de transition entre un aimant d'orientation Nord/Sud et l'aimant d'orientation Sud/Nord qui le suit ou le précède.

Par cylindre magnétique à aimantation longitudinale, il faut entendre un cylindre magnétique dont l'aimantation est en tout point parallèle à l'axe du cylindre. La figure 5 représente la vue en coupe d'un cylindre magnétique à aimantation longitudinale 4 dont l'aimantation m3 est parallèle à l'axe du cylindre.

A titre d'exemple non limitatif, la structure magnétique de la source de photons représentée en figure 1 comprend, entre les deux cylindres magnétiques creux à aimantation transversale 1, 2 situés aux deux extrémités de la chambre, cinq cylindres magnétiques creux hexapolaires 3a, 3b et quatre cylindres magnétiques creux à aimantation longitudinale 4, ces derniers étant régulièrement intercalés entre les cinq cylindres magnétiques creux hexapolaires. Les cylindres 1 et 2 sont chacun au contact d'un hexapôle magnétique, de type Halbach ou non.

A titre d'exemple non limitatif, les dimensions des cylindres 3a, 3b et 4 sont les suivantes.

a) Cylindre 3a: - diamètre externe Dia = 15,8cm, - diamètre interne d3a = 5cm, - longueur = 8cm.

b) Cylindre 3b: - diamètre externe D3b = 15,8cm, - diamètre interne d3b = 5cm, - longueur = 3cm.

c) Cylindre 4: - diamètre externe D4 = 15,8cm, - diamètre interne d4 = 5cm, - longueur = 3cm.

De façon plus générale, la structure magnétique de la source de photons selon l'invention comprend, entre les deux cylindres magnétiques creux à aimantation transversale 1 et 2, N cylindres magnétiques creux multipolaires, N étant un nombre supérieur ou égal à 2, et N-1 cylindres magnétiques creux à aimantation longitudinale régulièrement intercalés entre les N cylindres magnétiques creux hexapolaires. Le nombre de surfaces fermées S est alors égal à N. Avantageusement, au plus le nombre N est élevé, au plus le nombre de photons recueillis selon l'axe AA de la chambre CH est élevé.

La matière qui constitue les cylindres magnétiques est, par exemple, un alliage Fer-Néodyme-Bore. Également à titre d'exemple non limitatif, le champ rémanent Br a une valeur sensiblement égale à 1,33 Tesla et la coercivité à 200C est sensiblement égale à 1360 kA/m.

La figure 6 représente un perfectionnement de la source de photons représentée en figure 1. En plus des éléments représentés en figure 1, la structure magnétique de la source de photons comprend un cylindre magnétique creux supplémentaire 5 à aimantation longitudinale qui entoure sensiblement l'ensemble des cylindres magnétiques 3a, 3b et 4. La figure 7 représente une vue en coupe d'un cylindre magnétique creux 5 à aimantation longitudinale m4. Des moyens de fixation sont alors prévus pour fixer le cylindre 5 sur au moins un des cylindres magnétiques 3a, 3b ou 4. Ainsi, le cylindre supplémentaire 5 peut-il comprendre, sur sa face interne, des excroissances permettant de le fixer sur au moins un cylindre magnétique creux à aimantation longitudinale 6 dont le diamètre extérieur est alors réduit (par exemple, diamètre extérieur de 12cm au lieu de 15,8cm comme indiqué précédemment). Le cylindre supplémentaire 5 et l'un des cylindres 4 peuvent également constituer une structure unique monobloc. Le cylindre 5 permet avantageusement d'augmenter l'intensité du champ axial au centre de la chambre. A titre d'exemple non limitatif, les dimensions du cylindre creux d'aimantation longitudinale supplémentaire 5 peuvent être: diamètre externe D5 = 28cm, - diamètre interne d5 = 16cm, - longueur = 26cm.

A titre d'exemple non limitatif, sont données, ci-dessous, les caractéristiques magnétiques obtenues, dans le cadre de l'invention, pour une source de photons conforme à la figure 6.

cinq surfaces fermées de résonance élémentaires S sont présentes dans la chambre CH, sur lesquelles le champ magnétique Bres vaut sensiblement 0, 36T, une surface équimodule E sur laquelle le champ vaut sensiblement 0, 72T (2x0,36T) entourant les cinq surfaces fermées élémentaires S, l'expression du champ magnétique B(z) selon l'axe 15 AA de la chambre CH s'écrit (cf. équation (1) précédente): B(z) = Bmin + B1 (l+sin (z)) , avec avec Bmin= 0,31T, Bres= 0,36T, Bmax= 0,6T, B1=0, 145 T - l'intensité du champ magnétique maximal obtenu aux 20 extrémités de la chambre est sensiblement égale à 0,81T.

REFERENCES

[1] "Permanent magnet ECR source for generation of EUV light", S.K. Hatho et al., Lithography Int. Sematech, Santa Clara, CA-USA, Source Workshop, 22 février 2004.

[2] "An all-permanent magnet ECR ion source for the ORNL MIRF upgrade project", D. Hitz et al., 16 International Workshop on ECR Ion Sources ECRIS'04; 26-30 septembre 2004; Berkeley, USA.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 Source de photons comprenant une source de plasma d'ions multichargés à la résonance cyclotron électronique (RCE), caractérisée en ce qu'elle comprend: - une chambre à plasma cylindrique sous vide (CH), d'axe AA, munie d'une ouverture (02) par laquelle les photons sont extraits de la chambre, - au moins un guide (GD) d'injection de micro-ondes pour injecter des micro-ondes dans la chambre (CH), - un dispositif (I) d'injection de gaz pour injecter un gaz (g) dans la chambre (CH), -un système de pompage (P) pour pomper des particules électriquement neutres présentes dans la chambre, et - une structure magnétique cylindrique (1, 2, 3a, 3b, 4) qui entoure la chambre (CH) et qui produit, à l'intérieur de la chambre, un champ magnétique distribué selon au moins deux surfaces fermées (S) alignées selon l'axe AA, sur lesquelles le champ magnétique a une valeur sensiblement égale à la valeur (BRCE) du champ de résonance cyclotron électronique (RCE), ces surfaces (S) étant séparées les unes des autres, sans contact avec les parois de la chambre (CH) et situées à l'intérieur d'une surface supplémentaire (E) sans contact avec la chambre (CH), sur laquelle le champ magnétique prend une valeur sensiblement constante égale ou supérieure à deux fois la valeur (BRcE) du champ de résonance cyclotron électronique (IB ?2 BRcE) .

2. Source de photons selon la revendication 1 dans laquelle la structure magnétique (1, 2, 3a, 3b, 4) comprend deux cylindres magnétiques creux à aimantation transversale (1, 2), l'aimantation (ml) d'un premier cylindre creux (1) ayant un sens opposé à l'aimantation (m2) du second cylindre creux (2), N cylindres magnétiques creux multipolaires (3a, 3b), N étant un nombre supérieur ou égal à 2 et N-1 cylindres magnétiques creux à aimantation longitudinale (4), les deux cylindres magnétiques creux à aimantation transversale (1, 2), les N cylindres magnétiques creux multipolaires (3a, 3b) et les N-1 cylindres magnétiques creux à aimantation longitudinale (4) étant alignés selon l'axe AA de la chambre, les N cylindres magnétiques creux multipolaires (3a, 3b) et les N-1 cylindres magnétiques creux à aimantation longitudinale (4) étant placés entre les deux cylindres creux à aimantation transversale, un cylindre magnétique creux multipolaire alternant avec un cylindre creux à aimantation longitudinale, un premier cylindre magnétique creux multipolaire jouxtant un premier cylindre magnétique creux à aimantation transversale et un deuxième cylindre magnétique creux multipolaire jouxtant le second cylindre magnétique creux à aimantation transversale.

3. Source de photons selon la revendication 2 dans laquelle les N cylindres magnétiques creux 30 multipolaires sont des hexapôles de type Halbach (3b).

4. Source de photons selon la revendication 2 dans laquelle les N cylindres magnétiques creux multipolaires sont des cylindres quadrupolaires.

5. Source de photons selon la revendication 2 dans laquelle les N cylindres magnétiques creux multipolaires sont des cylindres hexapolaires.

6. Source de photons selon la revendication 2 dans laquelle les N cylindres magnétiques creux multipolaires sont des cylindres octopolaires.

7. Source de photons selon la revendication 2 15 dans laquelle les N cylindres magnétiques creux multipolaires sont des cylindres dodécapolaires.

8. Source de photons selon l'une des revendications 2 à 7, dans laquelle un cylindre magnétique creux à aimantation longitudinale supplémentaire (5) entoure sensiblement l'ensemble constitué des N cylindres magnétiques creux multipolaires (3a, 3b) et des N-1 cylindres magnétiques creux à aimantation longitudinale (4).

9. Source de photons selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le gaz est du Xénon introduit dans la chambre (CH) à une pression comprise entre 10-5 mbar et 10-4 mbar.