Файл: Носков Д.А. Электронно-ионное оборудование технологического назначения.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.07.2024
Просмотров: 117
Скачиваний: 0
решив;. Импужьоный режим создается путей отпирания запертой пушки при поотупденин на катодный электрод подояительвого импульса. На рис.3-2-6 приведена конструкция эдект- ( ронной пушки для размерной обработки материалов. В качестве катода используемся вольфрамовая ни»* погруженная в от- >
верстие плоского :;атсдного электрода. Анод наготовлен |
в |
||||
форме плоской диафрап'.ч и электрически соединен о |
корпу |
||||
сом пушки. Ускоряющее напряжение |
подается на катод, Катод- |
||||
РЫЙ электрод укреплен на проходном иаоляторе, в который |
|||||
вмонтированы вводы для питаниг какала и управляющего |
элек |
||||
трода, . |
. |
|
i |
|
|
Грехэлектродные управляемые |
пушки разработаны |
также.; |
|||
я на напряжение |
|
.ds. Катодные |
эхэктроды таких |
пушек | |
|
имеют сравнительно |
простую форму и могут быть легко изго |
||||
товлены. В та^лицг |
рве.3-2-7 приведены охемы в параметры |
трехалектродных пуяек с подогревннни катодами из гексабо-
рнд |
лантана, |
применяемые в установках А.306.02 и А.306.05. |
||||
• * |
3 |
IS! |
I |
|
г* Г |
~ |
|
f l |
|||||
tj |
|
|
Jim |
|
||
|
l b |
I f |
|
|
||
ЧЕ |
|
|
|
|
|
|
3 |
100 |
IB |
г |
0.4—3fi |
12 |
|
1 |
160 |
to |
|
0.6—03 |
10 |
1 — \ |
» |
|
|||||
9 |
160 |
в |
4 |
0.4—0.6 |
is |
|
О |
875 |
«0 |
в* |
0,9-1.0 |
10 |
|
A3 |
320 |
26 |
. л |
|
12 |
IP* |
«.7i |
«00 |
30 |
12 |
0.6-0* |
li |
|
Piic. 3-2-7
Из вабдицы видно, чко о помощью ал ктродов сравнительно
простой конфигурации мпиво получить электрические |
п о л у |
||||
пригодные для предварительного формирования |
пучков |
с вы |
|||
с о к и плотностью |
тока. Приведенные в таблице |
данные |
|
||
вполне пригодна для выбора OCHOJHHX размеров электродов |
|||||
пушки, необходимых для ее констр-арования. |
|
|
|
||
Конструкция |
электроклой |
пулю установки |
А.Ю6.02 |
с |
|
нагнитчой линзой |
пс.сэ^ана на |
р и с . 3 . 2 . 8 . Кзтодный узел |
о |
Рн0.3-2-8. Общк4 влд и конструкция aJiJKspoHHbfl пушки установку A.306.05J
I-подогреватель катодаs 2-кетодный элыярод; 3-катод5 <ианод; З-электромагиитиая ланая,
подогревный гек",ибор1 дным катсдоа. ^укреплен m наодяторе» внутра которого яроходяг ь^оды каходм и аакалр подигреватель. Анод виеев потенциал корпуса у-таеовки (заземлен) и
выполнен |
в виде |
диафрагмы, установленной в дерзе-Евлг, ss- |
|
яехдаавноа |
водой* |
Пугакз реочвзаля на ?5 sz г |
гачербруе* |
иучоа о токи |
200 tea. Ma*ьлад /ч.чекгродоч |
а их pgsaojia. |
подсараютоз не г«льке ss yw - вэй 5£=ку^арАгки а ковдоо*» - ау^йа» но Ё !м jsre-isa $деазр.?ч*01гй прочное*»: увкоряяце*
r e jpriHea ^'iKa. Чз опыта эксплуатации гушак следует, чтй напряжение пробоя при одинаковых vcfloeHHX увеличиваегоя для следующего рчда материалов: графит, алюминий, издь, келезо, никель, молибден, вольфрам.
3-3. Электронные линзы
Для фокусировки пучков заряженных чрчтиц в технологи
ческих установках, как и в других ионно-и |
электронно-луче |
||
вых :;рибпрах, |
пргченяют опециадьные электронно-оптические |
||
у с 1 р о й о т . " д , |
создающие к.азистатические, |
электрические |
и |
магнитные поля, обладающие |
с в о й с т в о м |
изменять |
траектории: |
частиц и фокусировать их в |
лучТакие |
систе"ы |
принято на- |
выватх электронными линзами. В электронно-лучевых |
^станов |
|||
гзх наиболее ширс<".о применяются электромагнитные |
линзы |
й |
||
значительно реге и о ы л ь з у Е Я о т электростатические |
линзы. В |
|||
гонно-луэвых у с т р о й с т р ч х преи-1уществеьно |
примоияютс |
|
||
элегьр^оташическио одиночные ьли ьвадруполные двазыс |
|
|||
3-3-1. Э^евтроввгнитчые |
товар |
|
|
|
Электримагнинея линза обычно представляет |
с о б о й |
со |
||
леноид, при пропускании тока по к о х о р о н у |
создается |
|
ак- |
|
сиально-сиуметричное магнитное поде, обладающее |
фокуси- |
|||
р,ющими свойствами. Для уменьшения ппотяаевностн |
магнит |
|||
ного поля и увеличения его напряженности соленс/ды |
дела |
|||
ют короткими и с н а б У в ю т магнитопровотом о зазором. |
Прин |
цип устройства линаы пойман на рис . 3 - 3 - 1 . Магнитное п о ле сосредоточено * зазоре ма±нитопровоДа.
Одно*! из основных задач прл разработке электромагнит н о й линзы я п я е т с я спредале„ие профиля поверхности п л ю с - ных чаконе-ш-яв, обеспечивающих ыилиыальное значение ко
эффициента с ф е р и ч е с к о й аберрации» а такае |
конструктивное |
р е ш е н и е от,-,олъных деталей линзы и узлов ее |
оочлен^гия с |
другими элементами элект^о.;но-оптической сн^твгч, исклю чающих или с!-одящ*1х к минимуму ошибку юстировки, является одной и з п р и ч и н возникновения о с е в о г о астигмо-- тиэма.
-63 -
Зависимость нейду зазором линзы,
диаметром канала, аиперзитками ка тушки и оптической силой линзы с
достаточной д..я инженерных расчетов
точностью, |
подученлая пучем |
аппрок |
||
симации универсальн-к кривис Либьа- |
||||
на, |
иыеет |
вид |
|
|
|
г |
г5 |
(S+]))U |
(3-3-1) |
|
|
|
|
|
где |
- |
фокусное расстояние; |
||
Рис . 3 - 3 - 1 . Электро |
- |
заэор иагнитной |
линчы; |
|
магнитная линза |
J) - |
диаметр канала? |
|
|
|
- |
ускоряющее напряжение} |
2W - емпервитки катушки. Аналогичным образом получена формула для приближенного опре деления коэффициента сферической аберрации:
Конструктивное офсрылбние магнитных линз в значительной сте пени определяется наояачениеы устаьоыси. В тех случаях,когда не требуется ьолучать тонкий луч,линзы. распила~ают снаружи вакуумного патрубка, соединяющего пушку с рабочей камерой. В устройствах, преднаэьаченных для получения тонких пучков в большинстве случаев линаа консгрукт.".вно объединяется с элек тронной пушкой. 1<JK в сварочных установках линза крепится к
анодному блоку и помещается внутрь рабочей камеры. |
Одна ич |
||
конструкций nyc;jK, сочлененной |
о линзой, приведена |
на рио.з-3-2. |
|
t Корпус •"нивы изгсовлеч |
из |
ферромагнитного |
материал^ |
и выполняет функцию магннтопровода |
п;шзы. В ряде гсонструкций |
линз предусмотрено охлаждение деталей линз, нагреваемых пас ованными ьлектронами. Канаги для охдиадеь^.. изготавливаются
в тех |
местах, когорьа л г д в е р 1 а в т с я |
наиболее интенсивной |
бом |
|
бардировке* |
|
|
|
|
В |
адекг r.c г "«-лучевых установках |
для |
иикрос~вр>а и |
раз |
мерной |
обряСч.г;<г а'ек?рлмагаа5-ны8 лиьзь |
ч.конструьрщпны |
в |
-• 64 -
форме состаышх частей электронно-оптической системы, непод
вижно укрзнленкзй на рабочей камере. В нонсрукциях |
|
лклз |
|||
U другчх детале!' |
ЭОС |
пре |
|||
дусмотрены |
элементы |
лля |
|||
исгиролкя. |
При коне*" жуи |
||||
ровании линз для |
макро- |
||||
обработки пред^сыатр-вв- |
|||||
ется |
раз^щение деТиЛей |
||||
микроскопа |
или других |
||||
устройств для |
наблюдения. |
||||
На рис.3-Ъ-Ъ изобра |
|||||
жена |
электронно-оптичес |
||||
кая система |
импульсной |
||||
электроннп-лучевий уста |
|||||
новки |
с двумя |
ливаами. |
|||
Перьая линзе, |
гыполняю- |
||||
щая ролх. кок.'.енсооной, |
|||||
имев" |
зазор |
в |
средней |
||
части |
внутреннего |
магнито- |
|||
провода. 3?зор |
второй лин |
гис . 3 - 3 -- 1 . Электпонно-опткчеи- кая система сварочной установ-
1-ввод напряжения! 2-изоллтор',
3-6a.jh юстиров;л; 4-г.зтодный узел; 5-изолятор анода, 6-линза; 7 защатнк;; ко»ух
зы несколько c_bi':це-1 в
сторону сЗрябатьчаомсЯ детали. В поиведенной конструкции ЭОС обр катуш ки ли.;з вынесевы из вакуу ма. Герметизация немагнит ного зезора осуществляется льJo с помощью пайки вкла дыша из латунч, либо с по ишь» резиногых уплотнений. Благодаря такой герметпе - цйи значительно уменьшает ся поверхность гавоотделе-
ни я „ улучаемся уиьгия
охлаждения к а д о к линз.
*
- 65 -
г |
г |
з |
4 |
I
Рве.3-3-3. Электроиао-оптичеоьая система импульсной установки для сверления твердых материалов:
Z-ааолятор; 2-катодный узел; 3-анод;
% И 5-ЯИИВЫ
3-3-2. влектросхатичеокис) лвнвы |
J |
Для некоторых специализированных установок, например предназначенных для удаления вещества в небольших ибьемах (удаление пленки, ПОДГОНЕ» сопротивлений я т.д.),мо^ут пряменятьоя одиночные данаы, успеино применяемые в качестве . объективных и ироекцьрнных линз электронных микроскопов. Основным доетслнстлоМ льнз является независимость фокусного раостояния I T скорости ядектронов, что позволит значательно снизить требования к стабидьн стн источников ускоряющего напряжения. Одинлчная линза не требует автономного источнпка питания. Для е^ питания можно использовать ускоряющее напряжение (унипотенциалы^я линза) или часть этого напря жения. Все эхо :.озво1.)Т значительно упростить схему литания установки. Ремрчоважное саачегяе имеет простора конструкции Одиночной линзы, в С-даиннсгве случаев состоящей ка трех плоских днафрагс. Несмотря на наличие таких недостатков,"ак необходимость изменять геометрические размеры в случае на добности упра-лять п^ело-,ляющой силой линзы и недостаточно высокая надежность, обусловливая напылеыем на электрода 4t ;тиц обрабатчлвыогс материала и образование!, пленок в
|
|
- 66 |
- |
|
результате |
бомбардировки |
отраженными с пептонами, одиноч |
||
ные |
линзн |
находят првиенегие для |
<<&окусировг.п ионик,: пучков |
|
и в |
некоторых электронно-лучегьтс |
устройствах. |
Оптическая сила линзы зависгт ov ге->метрйчесг, х разме ров ер электродов. Конфигурация электродов и расстояния между няни j o r y i быть подобиям по экспериментальным кри вым, полученным дрденнс для ускоряюще : чапряжениЛ до 50 кв, пока не сказываются релятивистские эффекты. Для болей высо ких напряженьй зависимость че-ду рабочиц расстоянием (рас-
отояьие от кран |
ълняи |
до миюеви) и геоыегрч ческвма |
раэиерв- |
ии элект^эдев, |
снятая |
экспериментально, дается на |
р и с . 3 - 3 - 4 . |
|
|
ц |
|
г- j» |
о « |
|
|
|
|
|
|
1мм |
0-и |
|
|
hiВ |
|
|
|
|
(о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£3 |
- - N |
|
|
|
|
|
|
I! |
It Ькп |
|
|
|
Рис.3-3-4. Зависивсоть оаборчго .ра^ств^нив электростати ческой одиночной линзы, ог. размеров, ее .^лдаяродов;
*-рабочее расстояние.* . d. -расстояние.между среднем
и |
крэйн*ч электродами,- 6 --телщвда срежете гпектр >да; |
^ |
-диаметр кан°ла ^редлего электрода |