Файл: Носков Д.А. Электронно-ионное оборудование технологического назначения.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.07.2024

Просмотров: 132

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

- 57

-

 

 

 

 

 

 

 

 

Пользуясь данными кривыми^можно выбрать основные размеры

электродов одиночной

линзы и изготовить

их с учеггы

 

тре­

бований элект±.ачг о::ой

прочности.

 

 

 

 

 

 

 

 

Примеры м о н с т и к и й линз

покаааны на рис.3-3-5

ч ч

 

3-3-6. Электростатичегчая линаа электронного микроскоп1.

 

 

 

состоит

из двух

кони­

 

 

чески:-

электродов,

 

 

 

подключенных

к

зазем­

 

 

ленному

корпусу

ми«сроо

 

 

скола и среднего алев-

 

 

трэд.'1 , на который ' по­

 

 

дается

высокое

напряг

 

 

не»шз череэ специаль-?

 

 

ны.. изолятор,

 

Коаиче-?

 

 

екая

фо;.'ма электролог

Р и с . 3 - 3 - 5 . ЭлектростЕТИчесгэ я

дает

возможность повы­

линаа эде" . тронвог о микроскопа

сить' электрическув.

 

 

прочность

лиазг

эа

 

 

 

"чей1

увеличения

по­

 

 

верхности

крепленич л

 

 

за счет увеличения ра­

 

 

диуса

закруглений

на

 

 

краях

электродов. Лин-

 

 

эа

для импульсной

ус ­

 

 

тановки на 1п 0 кв

об-

 

 

рекована

двум.: дисковы­

 

 

ми

электродами.тсладной

 

 

5 мм и средним,

ныгам-

 

 

тодщиву 10 ни.

Крайние

 

 

электроды

ииеит

потен­

 

 

циал

корпуса,

 

а на

 

 

 

средний,

установленный

 

 

на

иголяторз,

 

подается

Pac.J-;;-fi. Одиночная электро­

отрицательный, поте зци ал,

раьний ус.£ор*.лщему

на­

статическая линза установка

пряжении. В установки

для размерной обработки

пр^дусн* рело

 

питание

 

 

 

 

 

ланзы

a

jfle>• троило4 гуа-

 

 

м

от одного

клтуль:ного

 

 

ясточ^ка

Высокого

ньлра»


- 68 -

жения. Для повышения устойчивости работы л.шзы и уменьше­ ния вероятности пробоев ыеждуэл'зктродных п.огзжутков . электроды ли.:зы тщательно обрабатываются и по. ируются. В некоторых конструкциях линз предусматривается экречирование электродов л«шзы от запилзния испаряющимися продукта­ ми и продуктами эрозии. В кячество экранов пелесообразно использовы'ь диафрагмы с отверстиями, соответствующими диаметру луча на выходе из линзы» что зяачательно умень­ шит 1.оличезт""0 поступающих н? электроды линзы продуктов ьроачи. \

Значительного увелтения устойчивости работы линзы можно достигнуть за счет уменьшения напряжения на среднем электроде линзы. Для упрощения схе"ы питания линзы в этом случае целесообразно запитывать линзу от делителя запрянепня, подкаченного к источнику ускоряющего напряжения.Дан­ ная регомзндация относится гяаввум ооразок л установим с чмцульсн-ы питанием, когда по-ери Ы041. JCTH на делителе не опасны. Для LiiCTt.j, работающих на постоянном напряжении, шгчнн^ линз целеоообраано осуществлять от автоночного лоточника.

3-3-3. Кзадрувдльвчо линзы

Рассмотренные электростатические и ыагн..тнче линзы можно считать продольными форсирующим!, системами, по­ скольку траектории части" в кочечг эы счете совпадают с напылением свловыу ЛИНИЙ '•ОЛЯ. В таких системах для фокусирэви пучков используется .аишь небольшая по сравне­ нию с продольной пп перечнаа сосивдяющая пол... В связи с этим такгз лииэг иногда называют спа^ыми линзами. Для фркусировкй и иных иучкив и электронов с высокими энер­ гиями бол^е эффективными являются системы с направлением силовых линя'1 поперек пучча. Поперечные системы ооладают новыми jneK ронно-огтическими сзоС;твами, в частности, при использовании лопере .Них полей UJHHO создать фокуси­

рующие ^исте«1., свободные от аберраций. Так же как

и

продольные,и поперечную системы могут быть магнитными

г,

6'„ -

электростатическими. Они обычно создатсл четырьмя магнит­ ными катушками или четырьмя электродами, расположенными вокоуг оси. Прослвомложные полюса имеют одчиакояую поляр­

Рис.3-3-1.Принцип

Рис.3-3-2. Распределение з д е м р а -

расположения

элек­

ческих и Ыогнии'ных полей в кзад-

тродов и полюсов в

рупольных

электростатических

с

квадрупс тьной

лин­

магнитных

линзах-

 

зе.

 

 

 

 

ность, а соседние-разную. Принцип расположения электродов или полюсов магнитив доказан на рис-З-3-I . Такие системы получили название квадрупольгж линз. По: э линз обладает двумя плоскостями симметрии и не имеет осевой составляющей

поля. Распределение полей

и составляющие сил, действующих .

на электрон, показаны на

рис . 3 - 3 - 2 • Из рисунка ви^но, что

одна линза ф кусирует пучок только в одной алэслсоста., а%в

другой-рассеиза*т его. Это значкг,

4wo -одна линза создает

на

»"шени л., ни:., или

штриховой фокус. Для фокуоиродки.пучка

в

двух плоскостях ч

получения т оче«: :иго .фокуса ;Прадовяли

так на-ывеемые «ублети, состоящие

из л зух линя., подя-^отй-

рнх повернуты на 90°. Расчет кьадрудольнах дииз.-вводятся к

выбору

дзяны

электродов агш лолюсс^.. .потенциалов, на ьях

или

анпервиткоз,

чозс'уждаы'чх.дагклтвое поде,-.по э&дь^ному

фо­

кусному

расса-оп' Й Р . Для ««яределвн-аи. размело» э-екгроствтг-

чеекхгс

данз

s u . ^еьы.-пр«с^не"инр;гбл»аеаные формулы

 



 

 

 

 

 

 

 

• Т О

 

 

 

 

 

I

=

 

 

 

 

( З - З - П

 

где

8

• г

 

ц

-

длина

электродов

и расстояние от электро­

да

до

оси

 

U.

*

KB

-

потенциал

на электроде и на

оси.

Для

магнитных

квадрупольных ЛРНЗ

 

 

 

 

 

 

.

/ = л ! Х Е _ ш

сз - з - 4)

 

 

 

 

 

J

 

 

P.J.W

 

 

где

R

-

радиус

поверхности, на

которой юасполокены

сед-

лообраанье

катушгш,содержа ,ие w

витков.

 

 

Конструкции квадрупольных линз зависят от ст руктурч

элгктронно-огт/'ческой системы, от энеогии частиц и от

 

диаметра

подлежащего фокусировке пучга.

 

 

ллектрость.гические

квадиупольн-'е линзы обычно изготав­

ливают в ви^е стержнеГ, закреплениях ьа изоляторах непос­

редственно " вакуумном патрубке. Профиль

сучения стержней

согласно теории до^'Чв быть гиперболличе

кич. Одпко

при

^ост1.точни боои-шях ао сравнению о дьаметроы п у ч ы р а

с с т о я ­

ниях между стержня*!! модно использовать более проотые в из ­ готовлении цили"драческие,сте1тли. В некоторых случаях вмес­ то гтрржцей )iotuo использовать поовгдлиие полоски, занесен­ ные на стенки диэлектрического цилиндра.

Мсгнитньв квадрувольные линзы выполняют об ~чпо в виде двух рпевтромагнитных блоков, располаггтмы;-. онаружи вакуум­ ного кангпа, в котором движутся фокусируемые частицы.

В некоторых конструкциях ЕЛНЗ с целью уменьшения энер­ гоемкости полюсные наконечники вводят внутрь вакуумного ка-

HC 18 .

3-4. Отклоняющие системы ялектр"нно--ионных установок.

К отклонению жучков в установках технологического наз­ начения прибегают в нескольких случаях: для перемещения пучка по обрабатываемой детали, для юстировки пучка и цент-


К а т у ш е в

рирования его относительно оптической оси системы, для создания импульсного режима обработки при питании перемен­

ным ил" лоотиянным напряхением. В соответствии с этими

назначениями разработ ни oneiy "злкзированвые системы

откло­

нения, полнившие соотлетс .вующие названия. Отклоняющими

системами принято называтт системы, предназначенные

для

развертывания луча по растру или перемещения его по обра­

батываемому

контуру H I поверхности детали. Юстирующие

сис-

те

ы

полн

стью соответствуют своему назначению,

а

систе­

мы,

предназначенные для

сов^ания импульсного резина

путеи

пропускания

сканирующег

с веданной частотой луча черва ще­

левую диафрагму, называют

блаакирующими или иногда

отклоняю­

щими

системами.

 

 

 

 

 

Для оишонения пучка используются электрические и маг­

нитные п-ля, создаваемые с помощью электростатических,

 

электромагнитных систем

и комбинированные отклоняющие,

юс­

т и р у ю щ ие и бланкирующие

системы. Расчет этих систем

в

о б ­

шей случае заключаете в определении геометрических разме­

ров

параметров полей

(электрических или

нагнисных)

по из ­

данному углу отклонения о достаточной для практика

точно­

стью, Угол ыоьет быть

определен по Р э в е з т Е ы м В электронной

оптике

соотношениям:

 

 

 

 

 

у =

: V - пт I-W't

(3-4-1)

где

д

- длина пластин и отклоняющих

катучек;

 

£- расстояние ыевду пластинами}

Un и LW - потенциал плаотин и анпервптки отклонения;

1/уск - ускоряющее Напряжение.

Конструкция систем определяется в обпм случае их назначе­ нием и конструкцией электронно-оптической системы, в состав

которой

они входят.

 

 

Как

отклоняющие, так

и юстирующие системы в бол^иннотве

случаов

устанавливаются

непосредственна л вакууме, и

только

в некоторых устьновках магнитные оистемы располагают

с н а р у ­

жи корпуса электронно-оптической системы. Отклоняющие

с и о -