DE63493T1 - Verfahren und vorrichtung fuer die bearbeitung von werkstuecken mittels ionen. - Google Patents

Verfahren und vorrichtung fuer die bearbeitung von werkstuecken mittels ionen.

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DE63493T1 DE198282302006T DE82302006T DE63493T1 DE 63493 T1 DE63493 T1 DE 63493T1 DE 198282302006 T DE198282302006 T DE 198282302006T DE 82302006 T DE82302006 T DE 82302006T DE 63493 T1 DE63493 T1 DE 63493T1
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Kiyoshi Setagayaku Tokyo Inoue
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STHKlIL SCIIÜMKL-IIOI'F SCHULZ 82 302 006.0 17. Dezember 1982 INOUE-JAPAX RESEARCH INC. DET-25 945 Übersetzung der Patentansprüche
1. Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Strahl von energiereichen Ionen, umfassend
Anordnen eines schlanken rohrförmigen Elements derart, daß sein offenes Ende in evakuierter Atmosphäre dem Werkstück mit Abstand gegenüber steht, wobei ein kleiner Spalt einer Größe zwischen 10 und 1000 ym dazwischen vorhanden ist;
Versorgen des rohrförmigen Elements mit einem ionisierbaren Gas, um dieses durch das offene Ende in den Spalt zu leiten;
Anregen des zugeführten Gases zur Ausbildung von Ionen und Anlegen eines elektrischen Potentials an die so erzeugten Ionen, um zu bewirken, daß diese in einem Strahl durch den kleinen Spalt angetrieben werden und auf einen begrenzten Bereich der dem besagten offenen Ende gegenüberstehenden Werkstückoberfläche auftreffen; und
Halten des Druckes in dem kleinen Spalt über dem Druck der den kleinen Spalt umgebenden Atmosphäre.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Spaltgröße nicht größer ist als 5O ym.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Drucke der Atmosphäre und innerhalb des kleinen Spalts im Bereich zwischen 1O~ und 1O~4 Torr (13,3 χ 1O~5 und 13,3 χ 10~3 Pa) bzw. im Bereich zwischen 1O~4 und 10~1 Torr (13,3 χ 1O~3 und 13,3 Pa) gehalten werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Druck in dem kleinen Spalt um mindestens eine Größenordnung Torr
über dem Druck der besagten Atmosphäre gehalten wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Drucke durch kontinuierliche Zuführung des Gases in das s chlanke Rohrelement bei kontinuierlicher Evakuierung der besagten Atmosphäre aufrecht erhalten werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
das besagte ionisierbare Gas Argon und/oder Stickstoff und/oder Wasserstoff und/oder Sauerstoff ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das ionisierbare Gas mindestens eine Substanz ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Fluor und Chlor enthaltenden polyhalogenierten Kohlenwasserstoffen; Fluoriden; und Chloriden besteht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin umfassend das Anlegen eines magnetischen Feldes einer magnetischen Flußdichte über 500 Gauss (0,05 T) an die Ionen in dem Bereich des kleinen Spaltes, um die Streuung der auf das Werkstück in dem kleinen Spalt auftreffenden Ionen in gesteuerter Weise zu ermöglichen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiterhin umfassend die relative Verschiebung des Werkstücks und des schlanken rohrförmigen Elements in einer zur Längsachse des schlanken rohrförmigen Elements im wesentlichen senkrechten Ebene längs einer vorgeschriebenen Bahn, um die besagte Oberfläche in tastender Weise über einen vorgegebenen Bereich nach und nach zu bearbeiten.
10. Verfahren nach -einem der Ansprüche 1 bis 9, weiterhin umfassend die Verschiebung des schlanken rohrförmigen Elements relativ zu dem Werkstück in Richtung der Längsachse des schlanken rohrförmigen Elements, um die besagte Spaltgröße im
wesentlichen konstant zu halten.
■v
11. Verfahren nach Anspruch 10, weiterhin umfassend die
elektrische Abtastung der Spaltgröße zur Erzeugung eines Steuersignals und in Abhängigkeit von diesem Steuersignal die axiale Verschiebung des schlanken rohrförmigen Elements in Richtung des Werkstücks, um die Spaltgröße im wesentlichen auf einem vorgegebenen Wert zu halten.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das schlanke rohrförmige Element mindestens teilweise aus elektrisch leitfähigem Material aufgebaut ist, um eine Elektrode eines Elektrodenpaars bezüglich des die andere Elektrode darstellenden Werkstücks zum Aufbau eines elektrischen Potentials dazwischen zu bilden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das schlanke rohrförmige Element mindestens in einem Teil des offenen Endes aus dem die besagte eine Elektrode bildenden elektrisch leitfähigen Material aufgebaut ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Ionen innerhalb des kleinen Spalts unter dem besagten elektrischen Potential gebildet werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das elektrische Potential zwischen 1 und 10 kV liegt.
16. Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Ionenstrahl, umfassend
ein mit einer Einlaßleitung in Verbindung stehendes schlankes rohrförmiges Element mit einem offenen Ende;
Mittel zur Positionierung des schlanken rohrförmigen Elements derart, daß das offene Ende in evakuierter Atmosphäre dem Werkstück in Abstand gegenübersteht, wobei ein kleiner Spalt einer Größe zwischen 10 und 1000 pm vorhanden ist;
Q063A93
Mittel zur Zuführung von ionisierbarem Gas durch die Einlaßleitung in das schlanke rohrförmige Element und Leitung des Gases durch das besagte offene Ende in den kleinen Spalt;
Mittel zur Anregung des zugeführten Gases zur Bildung von Ionen und Anlegen eines elektrischen Potentials an die so gebildeten Ionen, um zu bewirken, daß diese in einem Strahl durch den schmalen Spalt angetrieben werden und auf einen begrenzten Bereich der dem offenen Ende gegenüberstehenden Werkstückoberfläche auftreffen; und
Mittel zum Halten des Druckes in dem kleinen Spalt über dem Druck der den kleinen Spalt umgebenden Atmosphäre.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das zuletzt genannte Mittel einen Behälter zur Aufnahme des Werkstücks und mindestens eines Teils des offenen Endes des schlanken rohrförmigen Elementes sowie ein Vakuumpumpen-Mittel zum Halten des Druckes der Atmosphäre innerhalb des Behälters in einem Bereich ζwische
umfaßt.
zwischen 10 6 und 10 4 Torr (13,3 χ 10 5 und 13,3 χ 10 3 Pa)
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Zuführmittel ein einen Teil des Mittels zur Druckerhaltung bildendes Ventil-Mittel umfaßt, das zwischen der Einlaßleitung und einer Quelle des besagten Gases angeordnet ist, wobei das Ventil-Mittel derart einstellbar ist, daß der Druck innerhalb des kleinen
— 4 Spalts im Bereich zwischen 10 ι 13,3 Pa) aufrecht erhalten wird.
—4 -1 -3
Spalts im Bereich zwischen 10 und 10 Torr (13,3 χ 10 und
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, ferner umfassend ein
auf eine Änderung des Druckes in dem kleinen Spalt ansprechendes Mittel zur Steuerung des Vakuumpumpen-Mittels und/oder des Ventil-Mittels.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, ferner umfassend ein auf eine Änderung der besagten Spaltgröße an-
sprechendes Mittel zur Relativverschiebung des schlanken rohrförmigen Elements und des Werkstücks, um die besagte Spaltgröße im wesentlichen auf einem vorgegebenen Wert zu halten.
21. Vorrichtung nach Ansprüchen 16 bis 20, ferner umfassend ein Mittel zur Relativverschiebung des Werkstücks und des schlanken rohrförmigen Elements in einer zur Längsachse des schlanken rohrförmigen Elements im wesentlichen senkrechten Ebene längs einer vorgeschriebenen Bahn, um die Werkstückoberfläche in tastender Weise über einen vorgegebenen Bereich nach und nach zu bearbeiten.
22. Vorrichtung nach Ansprüchen 16 bis 21, wobei das schlanke rohrförmige Element mindestens teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material aufgebaut ist, um eine Elektrode eines Elektrodenpaares bezüglich des die andere Elektrode darstellenden Werkstücks zur Ausbildung des besagten elektrischen Potentials dazwischen zu bilden.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei das besagte rohrförmige Element mindestens in einem Teil des offenen Endes aus dem die besagte eine Elektrode bildenden elektrisch leitfähigen Material aufgebaut ist. .
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, wobei die besagte eine Elektrode als Anode und die besagte andere Elektrode als Kathode gepolt ist.
25. Vorrichtung nach Ansprüchen 16 bis 24, wobei das schlanke rohrförmige Element einen Innendurchmesser im Bereich zwischen 0,1 und 0,5 mm hat.
26. Vorrichtung nach Ansprüchen 16 bis 25, ferner umfassend ein Mittel zum Anlegen eines Magnetfeldes einer Magnetflußdichte über 500 Gauss (0,05 T) an den Ionenstrahl im Bereich des kleinen Spaltes, um eine Streuung der auf das Werkstück
auftreffenden Ionen in gesteuerter Weise zu ermöglichen.
27. Erzeugnis, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.
28. Erzeugnis, hergestellt unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26.
DE198282302006T 1981-04-20 1982-04-20 Verfahren und vorrichtung fuer die bearbeitung von werkstuecken mittels ionen. Pending DE63493T1 (de)

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