Способ получения ионного луча для размерной обработки материалов

О П И С А Н И Е 243104

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(:ТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 12Х.1967 (№ 1155453/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05Х.1969. Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 22. IX.1969

Кл. 21g, 36

МПК H 05h

УДК 621.384.66 (088.8) Каыитет по делам изобретений и открытий при Сосете Министров

СССР

Автор изобретения

А. В. Дружинин

Заявитель д . ЗИ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОННОГО ЛУЧА ДЛЯ РАЗМЕРНОЙ

ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области электронной и ионной обработки поверхностей материалов.

В известных способах получения ионных лучей используют источники ионов, коллимированные магнитным полем, при высоких потенциалах ускорения электрического поля. Строение ионного луча достигается введением ограничительных диафрагм и электрических линз.

С целью понижения. потенциала ускоряющего ионы поля и сужения ионного луча согласно предлагаемому способу получения ионного луча для размерной обработки материалов, электронный луч-зонд направляют на обрабатываемый объект; вблизи последнего создают повышенное давление газа, ионами которого желательно проводить размерную обработку.

Потенциал объекта обработки выбирают таким, чтобы создать в рабочем пространстве установки тормозящее электроны электрическое поле. В результате ионизации газа электронным ударом по пути движения электронного луча образуются ионы, которые ускоряются при движении к объекту и обрабатывают его поверхность. Вследствие фокусирующего влияния электронного пространственного за,ряда ионы приближаются к центру электронного пучка.

Для пояснения способа на фиг. 1 схематично изображен поток заряженных частиц; на фиг. 2 — распределение потенциала.

В потоке заряженных частиц (см. фиг. 1) сплошными линиями со стрелками схематично представлены траектории электронов вблизи объекта обработки, а пунктирными линиями— траектории ионов.

Целесообразно создать такое распределение потенциала на пути движения электронного зонда, чтобы в некоторой точке А был бы самый высокий положительный потенциал (распределение потенциала, соответствующее этому случаю, см. на фиг. 2).

Ионы, образующиеся перед седловой точкой А, не проникают к объекту обработки; ионы, имеющие энергию меньше пороговой, не производят распыление объекта, поэтому ионы, принимающие участие в эффективной ионной бомбардировке катода, образуются только на пути движения электронного зонда от эквипотенциали А-А до эквипотенциали

25 В-В, потенциал которой превышает потенциал объекта С-С на величину, равную порогу катодного распыления.

Для уменьшения тепловой нагрузки объекта потенциал в точке А, потенциал объекта, 30 величина электронного тока и расстояние от

243104

Предмет изобретения

Фиг. 2

Редактор В. Смирягииа Техред А. А. Камышникова Корректоры: A. Николаева и Л. Корогод

Заказ 2385/4 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

3 эквипотенциали А-А до объекта могут быть выбраны такими, чтобы вблизи поверхности объекта образовался относительный минимум потенциала (кривая б, фиг. 2). При этом значительно увеличивается площадь объекта, облучаемая электронами, и соответственно снижается тепловая нагрузка на объект.

Указанные параметры могут быть выбраны и такими, чтобы снижался или даже совсем .прекращался электронный ток на объект.

В этом случае должен существовать особый электрод для отбора электронного тока. Необходимым условием для сохранения малого диаметра ионного обрабатывающего луча является отсутствие в .пространстве .между эквипотенциалями А-А и В-В электронов (кроме заключенных внутри узкого электронного зонда).

Способ получения ионного луча для размер= ной обработки материалов с использованием

5 ионизации газа электронным лучом, отличаюи ийся тем, что, с целью уменьшения размеров ионного луча и понижения ускоряющего ионы электрического поля, направляют электронный луч-зонд.в область тормозящего элект10 роны электрического поля, которое создают с помощью соответствующих электрических потенциалов, сообщаемых поверхности обрабатываемого материала и экрану, располагаемому перед обрабатываемым материалом, 15 электронным лучом производят ионизацию газа в области тормозящего электроны электрического поля, а получаемыми положительными ионами обрабатывают поверхность материала.