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

ряженных частиц, имеют общие принципы построения отдель­ ных узлов я блоков и некоторые оощие свойстве, обуслов­ ленные тходсвом )изичиских явлений, ислсльзуеыых для получения и формирования пучков электронов и ионов.близ­ кими условиями, в которых протекают процессы взаимодей­

цессами их получения и формирования и физическими явле­ ниям!., вызнваеныыи бомбардировкой, и т . д . Любая ЭИУ должна содержать узды и элементы, с помощью которых чсуществляетсл пол;ч°ние, ускорение и формирование пуч­

Поток час-иц, ггаучиный л сфоргчрогэнный в источ­ нике I , фокусируется в системе 2 и устройством управле­ ния 3 направляется ня бомбардируемый сОдакт в рабочую камеру k. С п^могью насосной грушш 5 в пабочей камере и в ускорите, ьной колонне поддерживается опреде/ .-иное давление, при котором происходит формиоованне потока и осуществляв рч воздействие на объект. Питаиие лоточни­ ка частиц и устройств ускорения., формирования фокуси­ ровки и управления потоком осущесг з~летен от блоке танал б.

- 13 -

Рие . 1 - 4 - 1 . Примерная блок-схема электрон^ но-ионной установи; I-источник заряженных частиц; 2-фс.7сврую- Щ8я система; 3~система отклонения ьуч*а; ^-рабочая камера; 5- сродства откачы;

6- бч ок питаия источ­ ника частиц и систем управления пучыв; 7- устройство контро­

ля за ходо* техноло­ гического процесса.

В ряде случаев блок-схема электронной ; ш ионной у с ­ тановки мояет существенно отличаться от рассмотренной. Некоторые специализированные устройства не содержат от­ дельных узлов, представленных на схеме, а снабжаются до­ полнительными блоками, выполняющими специЕЛьшп функция, свойственные; давно!! установке. Например, в установках для конной очистки в газовом разряде нет как такового источ­ ника заряженных частиц. Ионы поступают на обрабатываемую деталь непосредственно из ризрядного промежутка, образо­ ванного катодным и анодным плоскими эле юродами. В уста­

ке для изготп вления интегральви*: схем введен! две системы

ной бомбардировкой. Применена и более сложная схема получения вакуума, чем в электронно-лучевых установках.

-I * -

jjионнь/ и электронно-лучевых установках технологиче­ ского назначения в большинстве случаев используются пучш* зарякенных частиц с энергиями 1-200 кав. Для получения потока частиц з такими энергиями примеляется пря"ое уско­ рение в электрических полях, создаваемых между электрода­ ми электронной пушки или ионного источника. Только в от­ дельных установках, ко^да требуется применять потоки час­ тиц с более высокими энергиями, в устангвку включаются устройс ва д«я дополнительного ускорения. Поток зарякен­ ных частиц с ..ужной анергией, сформированный в электрод­ ной пушке ляп в ионном источнике, направляется в.фс:сусм-

рующие устройства. В электронно-лучевых установках для фокусировки луча используются поеыущест_е1»но магнитные эл^ки-роннье лгчзы и только в некоторых установках можно встгзтитодиночные эле::тростатические линзы. Для фокуси­ ровки ионных пучков применяет электростати еские линзы и квадр^.ольгче магнмтн::е и электростатические линаы.Управдение пучками заряженных частиц осуществляется как с погощью электроотатич-с шх,так и магнитных отклоняющих сис­ тем.

Под распей намеро" устан вк" понимают снабженный

лянный колпак,и существуя установки со сложными вакуум­

-15

Всоответствия с требованиями к уровню гакуума и скоромя откачки можно встретить несколько схем построения вакуум­

Г Л А В А П ИСТОЧНИКИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

В установках технологического назначения в качестве основного технологического средства используются пучкг

в установках используются накаленные катоды из. чистых металлов игл хугоплаышх соединений, а также пдазменныв ИОТОЧВИКИ, основанные па извлечении электронов из плазмы газового разряда. Для получения ионов в техноло­ гических установках используются преимущественно плаз­

в.ехнологачеоках устройствах

Вэдвктронао-дучавых установках технологического назначеыя в ка"естьо электронных эмиттеров использу­ ются главным обраи 01' термоэла: тронные катоды, как наи­

прикосновенгч с атмосферой при разборках для смены об­ рабатываемой мишени, интенсивной бомбардировка ионами остаточного rat.j и вы«еллящихся при обработке мишени паров вещестч устойчивую эмиссионную спосо"ность сохра­ ннытолько катоды из чистых Ut-таллоз, из г^ксвборитов

новые катоды, "агрев катода до рабочей температуры осу­ ществляется лаоо пу.ен пропускания тока (пряьонакальные къ*глы), либо за счет излучзния от специального нагрева­ теля (катоды косвенного ь_,кзла) или электроыний бомбардкго^м" от вспомогательного катода, ^сли в электрона и- чпвидьных м мощных звврочвых установках, в которых чс- вавьву^-ая пучкк ссавнатель..о большого сгчеаия, применяет

- 17 -

преимущественно като,~.ы косвенного накала, то в электрон­ ных, микроскопах и устаногках для размерной обработки при­ меняют главным образом прямонакальные катоды в виде шпиль­ ки из вольфрамовой проволоки, имеющие небольшую элиттирующую поверхность. Деталььо отработаны конструкции катодов а катодных узлов для электронных плавильных и огарочных ус ­ тановок на средние и больпше токи (0,1+10 а) и длл элект­ родных микросколов, а такае для установок грецезионнои размерной обработки и ыикросварки на малые ток*! (0,1+^ма).

дима тщательная юстировка катода относительно фокусирую­ щего электрод'!. Разработаны конструкции катгдов и ! згод-

- 10 -

исходя из условий получения большой плотности тока в кроссовере, следует брать эьпттер с больиой плотностью тока эмиссии при малой рабочей температуре. Эты требо­ ваниям удовлеаворяют оксидные катоды и иыпрегнир ванные катоды. Однако оксидные катоды практически непригодны для работы в разборных установках.

Одна из конструкций катодных узлов с пря-аонакальным катодом показана на рчс . 2 - 1 - 2 . В качестве катода исполь-

зуется 'чольфречовая проволока толщиной 0,2-0,3 Mil,нагревае­ мая npoiусганьеи тока. Вместо проволоки можно

оутствиь мрхайизма вотировки катода относительно катодноги отверстия. В более совершенных -.обструкциях пре­ дусмотрены толкатели, перемещающие катод в двух направ­ лениях. Вторым а.достчтко" прямыакальных като;.ов явля­