Устройство для фокусировки пучков ускоренных заряженных частиц

Полезная модель относится к технике фокусировки пучков ускоренных заряженных частиц и может быть использована для повышения производительности технологических процессов, в которых применяются пучки ускоренных заряженных частиц. Устройство располагается в вакууммируемом объеме. Фокусировка пучков ускоренных заряженных частиц осуществляется с помощью фокусирующей линзы, представляющей собой диэлектрический канал, заполненный легкоплавким диэлектриком. В линзу параллельно ее оси вводится пучок ускоренных частиц из источника. Для осуществления фокусировки пучка ускоренных заряженных частиц легкоплавкий диэлектрик облучается потоком заряженных частиц от источника до формирования в нем сквозного суживающегося канала. После этого пучок направляется на облучаемый объект.

Предлагаемая полезная модель относится к технике фокусировки пучков ускоренных заряженных частиц и может быть использована для повышения производительности технологических процессов, в которых применяются пучки ускоренных заряженных частиц, в частности, при генерации рентгеновского излучения, ионной имплантации и др.

Известно электронно-оптическое устройство, состоящее из множества электростатических квадрупольных линз, которые могут включить электроды, разделенные двумя или больше квадрупольными линзами. Данное устройство обеспечивает фокусировку пучков заряженных частиц путем разбиения начального пучка на множество параллельных пучков, каждый из которых фокусируется одной квадрупольной линзой. (Патент США 4392080 (А))

Известное устройство имеет недостатки, связанные со сложностью конструкции и с наличием элементов, потребляющих энергию от внешнего источника.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является простое энергонезависимое устройство для фокусировки пучков ионов - стеклянный конический капилляр, располагаемый внутри металлического корпуса соосно с фокусируемым пучком. (T.Nebiki, T.Yamamoto, T.Narusawa et. al. Focusing of Mev ion beams by means of tapered glass capillary optics. // J.Vac. Sci. Technol. A21(5), Sep / Oct 2003, прототип.)

Недостатком прототипа является необходимость использования сложных в изготовлении прецизионных конических капилляров микронных и субмикронных размеров для получения соответствующих пучков.

Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу упрощения изготовления устройства для фокусировки пучков заряженных частиц при сохранении энергонезависимости конструкции.

Поставленная техническая задача решается тем, что в устройстве для фокусировки пучков ускоренных заряженных частиц, размещенном в вакууммируемом объеме и содержащим фокусирующую линзу, состоящую из диэлектрического канала, заполненного легкоплавким диэлектриком и располагаемую между источником ускоренных заряженных частиц и облучаемым объектом соосно с фокусируемым пучком.

Сущность полезной модели состоит в том, что при облучении легкоплавкого диэлектрика происходит образование сквозного суживающегося канала. Фокусировка пучка осуществляется посредством электростатического поля, возникающего при электризации диэлектрической стенки в результате взаимодействия пучка с поверхностью стенки канала. Формирование сквозного суживающегося канала и электризация его стенок осуществляется самоорганизованно с пучком таким образом, что электростатическое поле заряженной стенки обеспечивает прохождение пучка внутри канала без ионизационных потерь энергии.

Схема предлагаемого технического решения показана на фиг.1. Устройство для фокусировки пучков заряженных частиц расположено в вакууммируемом объеме 1 и содержит фокусирующую линзу, состоящую из диэлектрического канала, заполненного легкоплавким диэлектриком 2, располагаемое между источником ускоренных заряженных частиц 4 и облучаемым объектом 5, в процессе облучения пучком заряженных частиц в легкоплавком диэлектрике самоорганизованно формируется сквозной суживающийся канал 3. Фокусировка пучков ускоренных заряженных частиц осуществляется следующим образом.

Фокусирующая 2 линза помещается в герметично закрытый объем 1, который вакууммируется до остаточного давления не более 10^-4 Па. В линзу параллельно ее оси вводится пучок ускоренных частиц из источника 4. Для осуществления фокусировки пучка ускоренных заряженных частиц легкоплавкий диэлектрик облучается потоком заряженных частиц от источника до формирования в нем сквозного суживающегося канала 3. После этого пучок направляется на облучаемый объект 5.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает фокусировку пучков ускоренных заряженных частиц без применения дополнительных внешних устройств, потребляющих энергию. По сравнению с прототипом предлагаемая полезная модель обеспечивает существенное упрощение изготовления устройства для фокусировки пучков заряженных частиц при сохранении ее энергонезависимости.

Устройство для фокусировки пучков ускоренных заряженных частиц, размещаемое в вакууммируемом объеме, содержащее фокусирующую линзу, состоящую из диэлектрического канала, располагаемую между источником ускоренных заряженных частиц и облучаемым объектом, отличающееся тем, что диэлектрический канал заполняется легкоплавким диэлектриком, в котором в процессе облучения пучком заряженных частиц самоорганизованно формируется сквозной суживающийся канал.