DE1253841B - Vorrichtung zur Materialbearbeitung mittels eines Ladungstraegerstrahles - Google Patents

Description

DEUTSCHES #IW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 21h-32/20

Nummer: 1 253 841

Aktenzeichen: Z 9520 VIII d/21 h

1253 841 Anmeldetag: 11. Juli 1962

Auslegetag: 9. November 1967

Bei der Materialbearbeitung mittels eines Ladungsträgerstrahles wird das zu bearbeitende Objekt normalerweise im Vakuum angeordnet. Dies bringt jedoch, insbesondere bei der Bearbeitung sehr vieler Objekte nacheinander, vakuumtechnische und apparative Schwierigkeiten mit sich.

Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, die zu bearbeitenden Objekte in einem Raum höheren Druckes, insbesondere in einem unter Atmosphärendruck stehenden Raum anzuordnen. In diesem Fall ist zwischen dem Bearbeitungsraum und dem unter Hochvakuum stehenden Strahlerzeugungsraum eine Druckstufenstrecke vorgesehen, welche aus mehreren, ständig mit Vakuumpumpen verbundenen Zwischendruckkammern besteht. Eine solche Druckstufenstrecke trennt also den Strahlerzeugungsraum vom Bearbeitungsraum, wobei sie den Austritt des Ladungsträgerstrahles in den Bearbeitungsraum ohne Behinderung durch materielle Fenster erlaubt. Der Druck in den Zwischendruckkammern steigt dabei vom Strahlerzeugungsraum zum Bearbeitungsraum stufenweise an.

Jede der Zwischendruckkammern einer solchen Druckstufenstrecke ist mit zwei Strömungsdrosselblenden versehen, wobei die erste Blende den Eintritt des Ladungsträgerstrahles in die Zwischendruckkammer und die zweite Blende den Austritt des Ladungsträgerstrahles aus der Zwischendruckkammer ermöglicht. Die Blendenöffnungen müssen also so groß sein, daß sie einen unbehinderten Durchtritt des Ladungsträgerstrahles gestatten. Andererseits müssen die Strömungsdrosselblenden so beschaffen sein, daß sie dem Eindringen des Gases aus dem Raum höheren Druckes einen möglichst großen Widerstand entgegensetzen. Bei der Konstruktion von Druckstufenstrecken besteht also die Aufgabe, diese beiden Forderungen miteinander in Einklang zu bringen.

Es ist eine Druckstufenstrecke bekannt, bei welcher die einzelnen Zwischendruckkammern konisch ineinandergeschachtelt sind. Eine solche Druckstufenstrecke weist den Nachteil auf, daß der Durchmesser der Strömungsdrosselblenden entsprechend dem Durchmesser des auf das Werkstück fokussierten Ladungsträgerstrahles an der betreffenden Stelle relativ groß sein muß. Es ist also zur Erzielung einer bestimmten Druckdifferenz erforderlich, mehrere Zwischendruckkammern vorzusehen, wodurch die Länge der Druckstufenstrecke unerwünscht groß wird.

Zur Erzielung einer weiteren Platzersparnis ist es bekannt, Teile der zur Strahlfokussierung dienen-

Vorrichtung zur Materialbearbeitung
mittels eines Ladungsträgerstrahles

Anmelder:

United Aircraft Corporation, East Hartford,
Conn. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dr.-Ing. A. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann

und Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke, Patentanwälte,

München 27, Möhlstr. 22

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Phys. Dr. Wilhelm Scheffels,
Germering bei München

den elektronenoptischen Linse als Zwischendruckkammer oder als Teil einer solchen Kammer auszubilden. Insbesondere ist es bekannt, eine Druckstufenstrecke so zu gestalten, daß zwischen den Polschuhen einer elektromagnetischen Fokussierungslinse eine Zwischendruckkammer entsteht. Dies bedingt, daß die Polschuhbohrungen relativ klein sein müssen, was jedoch zu einem unerwünscht großen öffnungsfehler dieser Linse führt.

Weiterhin ist es bekannt, bei einer aus nur zwei Zwischendruckkammern bestehenden Druckstufenstrecke eine elektromagnetische Linse vorzusehen, welche den Ladungsträgerstrahl in die Ebene der Strömungsdrosselblende fokussiert. Der durch diese Blende hindurchtretende Ladungsträgerstrahl wird dann mit Hilfe einer weiteren Fokussierungslinse auf das zu bearbeitende Werkstück fokussiert. Eine solche Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß infolge des Platzbedarfes jeder Einzellinse die Länge der Druckstufenstrecke relativ groß ist. Dies bringt die Gefahr mit sich, daß der Ladungsträgerstrahl durch Zusammenstöße mit den Gasmolekülen auf seinem Weg durch die Druckstufenstrecke in unzulässiger Weise gestreut wird.

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Ferner ist eine aus mehreren Strömungsblenden bestehende Druckstufenstrecke bekannt, bei welcher aufeinanderfolgende Drosselblenden jeweils eine mit einer Vakuumpumpe verbundene Zwischendruckkammer bilden. Diese Druckstufenstrecke dient zur Ausschleusung eines in einem Raum niederen Druckes erzeugten Elektronenstrahles in einen Raum höheren Druckes. Es ist hier zur Fokussierung des Elektronenstrahles auf das zu bearbeitende Werkstück eine elektromagnetische Linse vorgesehen, welche jedoch so betrieben ist, daß sie den Elektronenstrahl nur einmal fokussiert. Bei dieser bekannten Druckstufenstrecke müssen die Blendenöffnungen so groß sein, daß sie einen ungehinderten Durchtritt des nicht fokussierten Ladungsträgerstrahles gestatten. Dies bedeutet, daß die Strömungsdrosselblenden eine verhältnismäßig große Öffnung aufweisen müssen und daß demzufolge an die Zwischendruckkammern leistungsfähige Vakuumpumpen angeschlossen werden müssen. Der Pumpaufwand bei einer solchen Druckstufenstrecke ist also ziemlich groß.

Es ist auch schon eine Druckstufenstrecke zur Ausschleusung eines in einem Raum niederen Druckes erzeugten Elektronenstrahles in einen Raum höheren Druckes bekannt. Diese Druckstufenstrecke besteht aus mehreren Strömungsdrosselblenden, wobei aufeinanderfolgende Drosselblenden jeweils eine mit einer Vakuumpumpe verbundene Zwischendruckkammer bilden. Jede einzelne Zwischendruckkammer ist bei dieser bekannten Einrichtung mit einer elektronenoptischen Fokussierungslinse versehen, und alle diese Fokussierungslinsen sind so erregt, daß der Elektronenstrahl in jeder Blendenöffnung einer Strömungsdrosselblende jeweils einen Fokus bildet. Die Linsen sind also hier so erregt, daß sie den Strahl nur einmal fokussieren. Diese bekannte Druckstufenstrecke weist den Nachteil auf, daß infolge des Platzbedarfs jeder Einzellinse die Gesamtlänge der Druckstufenstrecke relativ groß ist. Dadurch wird der Elektronenstrahl auf seinem Weg durch die Druckstufenstrecke durch Zusammenstöße mit den Gasmolekülen in unzulässiger Weise gestreut. Durch diese Streuung verschlechtert sich der Richtstrahlwert des Strahles, d. h., der auf dem zu bearbeitenden Objekt erzeugbare Fleck hat einen verhältnismäßig großen Durchmesser. Außerdem ist bei dieser bekannten Druckstufenstrecke der Aufwand ziemlich groß, da für jede Zwischendruckkammer eine Fokussierungslinse vorgesehen sein muß. Auch der Justieraufwand ist ziemlich groß. Sämtliche Linsen müssen hinsichtlich ihrer Anordnung genau justiert sein, da eine kleine Verkippung jeder Linse eine Abweichung des Linsenfeldes von der Geräteachse bedingt. Es ist also eine spezielle und ziemlich aufwendige Justierung der Linsen erforderlich, oder es ist erforderlich, die Öffnungen der Strömungsdrosselblenden verhältnismäßig groß auszubilden. Hierdurch wird aber die Wirksamkeit der Strömungsdrosselblenden herabgesetzt, d. h., der notwendige Pumpaufwand wird vergrößert.

Ferner ist eine Vorrichtung für die Behandlung von Gegenständen mit Hilfe von Korpuskularstrahlen bekannt. Diese Vorrichtung umfaßt eine Vakuumkammer, in der auf die jeweils zu behandelnden Gegenstände Kathodenstrahlbündel gerichtet werden, die von einer Telefokussierungskathode her durch einen Wehneltzylinder hindurch abgegeben werden. Die betreffenden Kathodenstrahlen werden

bei einer speziellen Ausführungsform dieser bekannten Vorrichtung durch eine Druckstufenstrecke hin-, durchgeleitet, bevor sie auf den jeweils zu behandelnden Gegenstand auftreffen. Die betreffende Druckstrecke enthält drei durch zum Teil kegelförmig ausgebildete Düsenzwischenböden begrenzte Druckstufenkammern, an die jeweils ein Absaugkanal angeschlossen ist. Von Nachteil hierbei ist jedoch, daß eine in dieser Druckstufenstrecke erfolgende Beeinflussung des Kathodenstrahles durch z. B. außerhalb der betreffenden Vorrichtung herrschende starke Magnetfelder relativ leicht dazu führen kann, daß der zu behandelnde Gegenstand nicht mehr in gewünschter Weise behandelt wird.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zu schaffen, mit Hilfe derer eine Materialbearbeitung mittels eines Ladungsträgerstrahles vorgenommen werden kann und die die den bisher bekannten Vorrichtungen anhaftenden, vorstehend aufgezeigten Nachteile vermeidet. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung zur Bearbeitung von in einem Raum höheren Druckes angeordneten Objekten mit Hilfe eines in einem Raum niederen Druckes erzeugten Ladungsträgerstrahles, enthaltend eine zur Ausschleusung des Strahles in den Raum höheren Druckes dienende Druckstufenstrecke, welche aus mehreren Strömungsdrosselblenden besteht, in deren Blendenöffnungen der Strahl jeweils einen Fokus bildet, und bei welcher aufeinanderfolgende Drosselblenden jeweils eine mit einer Vakuumpumpe verbundene Zwischendruckkammer bilden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Fokussierung des Ladungsträgerstrahles auf das zu bearbeitende Objekt nur eine elektronenoptische Linse vorgesehen ist, welche so betrieben wird, daß sie den Strahl wenigstens zweimal fokussiert und daß am Ort jedes Fokus innerhalb der Linse eine eine dem Strahldurchmesser entsprechende Öffnung aufweisende Strömungsdrosselblende angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bringt den Vorteil mit sich, daß die bei ihr vorgesehene Druckstufenstrecke in ihrer gesamten Länge kleiner ist als die in Strahlrichtung gemessene Länge der einzigen vorgesehenen Fokussierungslinse. Die Druckstufenstrecke erfordert also keinen zusätzlichen Platz, und der Weg der Ladungsträger in Räumen höheren Druckes ist außerordentlich kurz gehalten. Dadurch tritt auch nur eine sehr geringe Streuung der Ladungsträger ein. so daß man einen sehr guten Richtstrahlwert des Ladungsträgerstrahles erhält. Demzufolge kann auch der Durchmesser des Fleckes auf dem zu bearbeitenden Objekt wesentlich kleiner gehalten werden als bei den bisher bekannten Druckstufenstrecken.

Von Vorteil ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ferner, daß die wirksame Brennweite der Linse sehr klein ist, so daß damit auch der Durchmesser des Fokus am Ort der Blende sehr klein gehalten werden kann. Damit können aber auch die Öffnungen der Strömungsdrosselblenden sehr klein gehalten werden. Die Strömungsdrosselblenden weisen also eine gute Wirkung auf und der zu treibende Pumpaufwand bleibt kein. Ferner kann man bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Polschuhe der elektromagnetischen Fokussierungslinse klein halten, da der Strahl zwischen den aufeinanderfolgenden Fokussierungspunkten nicht weit auseinander-

läuft. Dies bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß der Öffnungsfehler der Linse nicht so stark ins Gewicht fällt wie bei anderen elektromagnetischen Fokussierungslinsen mit großen Polschuhen und großem Strahldurchmesser. Auch dies wirkt sich in Richtung auf eine Verkleinerung des erreichbaren Flecks auf dem zu bearbeitenden Objekt aus.

Da der Ladungsträgerstrahl zwischen aufeinanderfolgenden Fokussierungspunkten nur sehr wenig auseinanderläuft, kann man die einzelnen Zwischendruckkammern auch seitlich sehr eng begrenzen. Da somit die Zwischendruckkammer einen sehr kleinen Durchmesser hat, kann sie in gewissem Umfang selbst als Strömungsdrosselblende wirken.

Da der auf die Strömungsdrosselblenden fallende Ladungsträgerstrom besonders bei falscher Einstellung des Strahles und der Linse sehr hoch sein kann, ist es vorteilhaft, die Strömungsdrosselblenden selbst bzw. ihre Halterungen mit einer Kühlung zu versehen. Da die Fokussierungslinse sehr hoch durchflutet werden muß, ist es notwendig, auch sie zu kühlen. Dazu wird zweckmäßig eine Wasserkühlung vorgesehen, welche sowohl die Strömungsdrosselblenden als auch die Linse selbst kühlt.

In vielen Fällen kann das zu bearbeitende Objekt der als Strahlaustrittsblende wirkenden Strömungsdrosselblende sehr weit genähert werden. Es ist in diesen Fällen vorteilhaft, diese Strömungsdrosselblende mit einer zusätzlichen, ständig direkt mit einer Vakuumpumpe verbundenen Öffnung zu versehen. Durch die Pumpwirkung dieser Vakuumpumpe entsteht dann in dem an die Strahl austrittsblende anschließenden Raum ein Druck, welcher kleiner gehalten werden kann als der Druck im Außenraum. Liegt der in Strahlrichtung gesehen vorletzte Fokus innerhalb der Linse, so ist es vorteilhaft, den unteren Polschuh der Fokussierungslinse mit einer ständig mit einer Vakuumpumpe verbundenen Öffnung zu versehen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird bei einer Vorrichtung, bei welcher im Raum niedrigeren Druckes ein Elektronenstrahl erzeugt wird, in Strahlrichtung gesehen hinter den einzelnen Strömungsdrosselblenden jeweils eine gegenüber diesen Blenden auf negativer Spannung liegende Absaugelektrode angeordnet. Die Absaugelektroden sind dabei ringförmig ausgebildet und liegen zentrisch zur Strahlachse.

Der durch die Strömungsdrosselblenden tretende Elektronenstrahl ionisiert insbesondere im Fokus das in die jeweilige Zwischendruckkammer eindringende Gas. Diese Gasionen wandern zur Absaugelektrode, d. h., sie werden entgegengesetzt zu ihrer Strömungsrichtung bewegt. Das Absaugfeld stellt also hier eine zusätzliche elektrische Strömungsdrosselblende dar.

Es kann vorteilhaft sein, die Spannung an den Absaugelektroden so hoch zu wählen, daß sich jeweils zwischen einer Strömungsdrosselblende und der zugeordneten Absaugelektrode eine Gasentladung ausbildet. Diese vergrößert den Ionisierungseffekt, wobei sich eine zusätzliche Verstärkung dieses Effektes dadurch ergibt, daß die Gasentladung im Magnetfeld der Fokussierungslinse brennt. Durch entsprechende Ausbildung der Strömungsdrosselblenden und der Absaugelektroden kann dafür gesorgt werden, daß die Gasentladung in der Nähe der Blendenöffnung am stärksten brennt. Dies bedeutet, daß dann

hier die Ionisierungswirkung und damit die Wirkung der elektrischen Strömungsdrosselblende am stärksten ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den F i g. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung, bei welcher eine aus zwei Zwischendruckkammern bestehende Druckstufenstrecke ίο vorgesehen ist,

F i g. 2 einen Teilschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel, bei welchem nur eine Zwischendruckkammer vorgesehen ist,

F i g. 3 einen Teilschnitt durch eine Strömungsdrosselblende in vergrößerter Darstellung,

F i g. 4 einen Teilschnitt durch ein Ausführungsbeispiel, bei welchem vor den einzelnen Strömungsdrosselblenden jeweils eine Absaugelektrode angeordnet ist.

ao In F i g. 1 ist mit 1 ein Strahlerzeugungsgerät bezeichnet, welches eine elektromagnetische Fokussierungslinse 2 enthält. Diese Linse ist so erregt, daß sie den Ladungsträgerstrahl 3 insgesamt viermal fokussiert. Der in Strahlrichtung gesehene letzte Fokus liegt dabei auf dem zu bearbeitenden Werkstück 4. Am Ort des ersten Fokus ist eine Strömungsdrosselblende 5, am Ort des zweiten Fokus eine Strömungsdrosselblende 6 und am Ort des dritten Fokus eine Strömungsdrosselblende 7 vorgesehen.

Die Blenden 5 und 6 sind mit Hilfe eines Rohres 32 gehaltert. Der Durchmesser der Strömungsdrosselblenden 5, 6 und 7 entspricht dabei dem jeweiligen Strahldurchmesser, wie dies insbesondere aus F i g. 3 ersichtlich ist. Zwischen den Strömungsdrosselblenden 6 und 7 entsteht eine Zwischendruckkammer 8, welche über eine Leitung 9 ständig mit einer Vakuumpumpe 10 verbunden ist. Die zwischen den Strömungsdrosselblenden 5 und 6 liegende Zwischendruckkammer 11 ist über eine Leitung 12 ständig mit einer Vakuumpumpe 13 verbunden. Der oberhalb der Strömungsdrosselblende 5 gelegene Hochvakuumraum liegt über eine Leitung 14 ständig an einer Vakuumpumpe 15.

Der untere Polschuh 16 der Fokussierungslinse 2 ist mit einer Bohrung 17 versehen, welche ständig mit einer Vakuumpumpe 18 in Verbindung steht. Diese Vakuumpumpe dient dazu, den Bearbeitungsraum 19 vorzuevakuieren. Der Bearbeitungsraum 19 ist hier durch den Polschuh 16, eine mit diesem Polschuh verbundene z. B. ringförmige Dichtung 20 und das Werkstück 4 gebildet.

Die Lage des letzten Fokus 21 kann durch eine geringfügige Änderung der Erregung der Linse 2 in gewissen Grenzen in Strahlrichtung verschoben werden. Bei einer solchen Verschiebung ändert sich die Lage der darüberliegenden Fokussierungspunkte praktisch nicht, so daß also die Lage der Strömungsdrosselblenden 5, 6 und 7 unverändert bleiben kann. Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Fokussierungslinse 2 so erregt, daß sie den Ladungsträgerstrahl 3 insgesamt dreimal fokussiert. Am Ort des ersten Fokus ist, durch das Rohr 32 gehaltert, die Strömungsdrosselblende 22, am Ort des zweiten Fokus die Strömungsdrosselblende 23 und am Ort des dritten Fokus das zu bearbeitende Werkstück 24 angeordnet. Die zwischen den beiden Strömungsdrosselblenden 22 und 23 entstehende Zwischendruckkammer 27 ist über eine Leitung 25

Claims (5)

ständig mit einer Vakuumpumpe 26 verbunden. Der an die Strömungsdrosselblende 22 angrenzende Hochvakuumraum ist über eine Leitung 28 ständig mit einer Vakuumpumpe 29 verbunden. Bildet man die Strömungsdrosselblende 22 so aus, daß sie eine Dicke von etwa 0,5 mm hat, und daß die Blendenöffnung einen Durchmesser von etwa 0,3 mm hat, und gibt man der Strömungsdrosselblende 23 eine Dicke von ebenfalls 0,5 mm und wählt den Durchmesser der Blendenöffnung zu 0,2 mm, so läßt sich ohne weiteres im Hochvakuumraum ein Druck von IO-4 Torr aufrechterhalten, wenn der Druck im Materialbearbeitungsraum 760 Torr beträgt. Der Druck in der Zwischendruckkammer 27 beträgt in diesem Fall etwa 2 Torr. Die Saugleistung der Vorvakuumpumpe 26 sollte dabei in der Zwischendruckkammer 27 etwa 5 1/sec und die Saugleistung der Hochvakuumpumpe 29 im Hochvakuumraum etwa 100 1/sec betragen. Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der untere Polschuh 16 der Linse 2 mit einem Einsatz 38, der beispielsweise aus Messing bestehen kann, versehen. Dieser Einsatz und der Polschuh 16 sind mit einer Durchbohrung 30 versehen, welche ständig mit einer Vakuumpumpe 31 in Verbindung steht. Durch die Bohrung 30 wird also ständig Gas aus dem durch das ringförmige Ansatzstück 39, das Werkstück 24, den Polschuh 16 und die Strahlaustrittsblende 23 gebildeten Bearbeitungsraum abgesaugt. Dabei ist es zu einem einwandfreien Funktionieren der Vorrichtung nicht notwendig, daß das Werkstück 24 vakuumdicht am Ansatzstück 39 anliegt. Die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Strömungsdrosselblenden können, wie in F i g. 3 dargestellt, aus einem Blech bestimmter Stärke bestehen, das eine Blendenbohrung vorgegebener Form und vorgegebenen Durchmessers aufweist. Es ist auch möglich, den Durchmesser der Blendenbohrung etwas größer zu wählen als erforderlich und diese Bohrung mit einer Folie aus Wolfram oder Platin zu bedecken. Beim Einschalten des Ladungsträgerstrahles wird diese Folie vom Ladungsträgerstrahl durchbohrt, wobei die Bohrung genau den Durchmesser des Ladungsträgerstrahles an der betreffenden Stelle hat. Bei dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Strömungsdrosselblenden 35 und 36 so ausgebildet, daß jeweils der Fokus des Elektronenstrahles 3 am unteren Blendenrand liegt. In Strahlrichtung gesehen hinter der Blende 35 ist eine ringförmige Absaugelektrode 33 angeordnet, welche gegenüber der Blende 35 auf negativem Potential liegt. Wird die Blende 35 wie üblich geerdet, so liegt die Elektrode 33 beispielsweise auf einem Potential von — 1 kV. Im Fokus des Elektronenstrahles 3 wird das durch die Blende 36 eingedrungene Gas ionisiert. Die entstehenden Gasionen wandern zur Elektrode 33, d. h., sie bewegen sich entgegengesetzt zu ihrer Strömungsrichtung. Dadurch wird das Eindringen von Gas aus der Zwischendruckkammer 41 in die Blende 35 erschwert. Demselben Zweck dient die hinter der Blende 36 angeordnete Absaugelektrode 34. Wird die Spannung an den Elektroden 33 und 34 so hoch gewählt, daß zwischen diesen Elektroden und den Blenden 35 bzw. 36 eine Gasentladung gezündet wird, so wird der Ionisierungseffekt verstärkt. Zugleich wird ein Teil der Ionen, die auf die Wand des Halterohres 32 auftreffen, in das Material hineingeschossen und dort festgehalten, so daß also eine zusätzliche Pumpwirkung durch Gasaufzehrung entsteht. Werden die Strömungsdrosselblenden von vornherein an vorbestimmten Stellen im Strahlengang angeordnet, so wird zur richtigen Einstellung des Linsenstromes dieser durch die Fokussierungslinse 2 so lange geändert, bis ein am Ort des Werkstückes angeordneter Auffänger maximalen Strahlstrom anzeigt. In diesem Fall ist so fokussiert, daß die einzelnen Fokussierungspunkte in die Ebenen der Strömungsdrosselblenden fallen. Die neue Vorrichtung kann zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere zum Bohren, Fräsen, Löten, Schweißen, Schneiden, Härten oder Wärmebehandeln von Werkstücken Verwendung finden. Mit ihrer Hilfe können jedoch auch Bestrahlungen beispielsweise zum Zweck der Entkeimung oder Sterilisierung durchgeführt werden. Solche Bestrahlungen sollen durch den Ausdruck »Bearbeitung« mit umfaßt sein. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bearbeitung von in einem Raum höheren Druckes angeordneten Objekten mit Hilfe eines in einem Raum niederen Druckes erzeugten Ladungsträgerstrahles, enthaltend eine zur Ausschleusung des Strahles in den Raum höheren Druckes dienende Druckstufenstrecke, welche aus mehreren Strömungsdrosselblenden besteht, in deren Blendenöffnungen der Strahl jeweils einen Fokus bildet und bei welcher aufeinanderfolgende Drosselblenden jeweils eine mit einer Vakuumpumpe verbundene Zwischendruckkammer bilden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fokussierung des Ladungsträgerstrahles auf das zu bearbeitende Objekt nur eine elektronenoptische Linse vorgesehen ist, welche so betrieben wird, daß sie den Strahl wenigstens zweimal fokussiert und daß am Ort jedes Fokus innerhalb der Linse eine eine dem Strahldurchmesser entsprechende öffnung aufweisende Strömungsdrosselblende angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Strahlrichtung gesehen letzte Strömungsdrosselblende mit einer zusätzlichen, ständig direkt mit einer Vakuumpumpe verbundenen Öffnung versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der in Strahlrichtung gesehen vorletzte Fokus innerhalb der Linse liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Polschuh der Fokussierungslinse mit einer ständig mit einer Vakuumpumpe verbundenen Öffnung versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdrosselblenden in an sich bekannter Weise gekühlt sind.

5. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 1, bei welcher im Raum niederen Druckes ein Elektronenstrahl erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in Strahlrichtung gesehen hinter den einzelnen Strömungsdrosselblenden jeweils eine gegenüber diesen Blenden auf negativer Spannung liegende Absaugelektrode angeordnet ist.