ES2479894B1

ES2479894B1 - Electro-optical device and method to obtain high density and low energy ion beams

Info

Publication number: ES2479894B1
Application number: ES201201264A
Authority: ES
Inventors: Ángel GONZÁLEZ UREÑA; Vitaly RUDNEV; Jesús TORNERO LÓPEZ
Original assignee: Universidad Complutense de Madrid
Current assignee: Universidad Complutense de Madrid
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2015-10-13
Anticipated expiration: 2032-12-21
Also published as: ES2479894A2; ES2479894R1

Abstract

Dispositivo electroóptico y método para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía.#Se describe un dispositivo electroóptico formado por tres elementos consecutivos: una primera lente Einzel, un elemento cilíndrico y una segunda lente Einzel, cuyo uso permite enfocar y frenar haces iónicos de gran densidad y energía. Esto se lleva a cabo mediante la utilización de pulsos de voltaje aplicados al elemento cilíndrico mientras es atravesado por los iones. Paralelamente, el uso de las dos lentes Einzel permite enfocar el haz de iones y asegurar una gran densidad de corriente en el plano imagen.#Este dispositivo resulta de gran utilidad en aplicaciones espectroscópicas y analíticas para detectar especies iónicas con gran resolución y sensibilidad, así como en otros usos más tecnológicos como el grabado o la implantación iónica en la industria de semiconductores u otras similares.Electro-optical device and method for obtaining high density and low energy ion beams. # An electro-optical device consisting of three consecutive elements is described: a first Einzel lens, a cylindrical element and a second Einzel lens, the use of which makes it possible to focus and brake ionic beams of Great density and energy. This is accomplished by using voltage pulses applied to the cylindrical element while being traversed by the ions. In parallel, the use of the two Einzel lenses allows focusing the ion beam and ensuring a high current density in the image plane. # This device is very useful in spectroscopic and analytical applications to detect ionic species with high resolution and sensitivity, as well as in other more technological uses such as etching or ion implantation in the semiconductor industry or similar.

Description

Dispositivo clectroóptico y méwdo para obtener haces jónicos de gran densidad y baja energía. Cleo-optical and méwdo device to obtain high density and low energy ionic beams.

Sector dc 1.:1 técnica Esta invención se encuadra en el sector de la tecnologías para análisis instrumental, Illás concretamente en el de fabric<lción de aparatos para el manejo de haces jónicos. Technical sector 1.:1 This invention falls within the field of technologies for instrumental analysis, specifically in the manufacture of devices for handling ionic beams.

Eslmlo dc la técnic~l Desde el comienzo de la cspeclromctría de masas los cicntWlcos han mostrado una cierta fascinación por estudiar la estructura, energía y rcactividad de los iones, tanto positivos (cationes) como negativos (aniones). Sin embargo, los estudios espectroscópicos de estas especies han presentado serias dificultades; por tina parte debido a la baja densidad de las fuentes y de aira, debido a las condiciones extremas en las que normalmente habia que producirlos. Technique llllo Since the beginning of mass spectrometry, the CicntWlcos have shown a certain fascination for studying the structure, energy and reactivity of ions, both positive (cations) and negative (anions). However, spectroscopic studies of these species have presented serious difficulties; on the other hand due to the low density of the sources and air, due to the extreme conditions in which they normally had to be produced.

Este escenario hizo que los primeros estudios tuvieran lugar midiendo los especlros de emisión de las descargas cuya complejidad, baja densidad y variedad de estados exc itados hacía diticil la asignación de bandas y la subsiguiente idenlilicación de las especies presentes. Estas dilicul1adcs estimularon el dcs<1rrollo de técnicas sofisticadas para producir iones específicos COll altos rendimientos, lo que sin duda ha conducido a que hoy día la espectrusl:opia iúnil:<I Sl:a llll campu delllífico de gran rdevand a. This scenario made the first studies take place by measuring the emission spectra of the discharges whose complexity, low density and variety of states excited made band allocation and subsequent identification of the species present difficult. These dilutions stimulated the development of sophisticated techniques to produce specific ions with high yields, which has undoubtedly led to the spectrusl: opia iúnil: <I Sl: a large country camp.

En la actualidad el estudio de iones moleculares y su interacción con gases o matcria condcnsada constituye un c","po científico de gran inlcres tanto cn investigación básica como en diversas aplicaciones tccnológicas. At present, the study of molecular ions and their interaction with gases or conditrated matcria constitutes a c "," po scientist of great inlcres both in basic research and in various technological applications.

Áreas cicntíficas tan diversas como: la Espectroscopia Molecular y la Química Analítica, la Astrofísica, la Física de plasmas, la Biofísica o la Implantación de iones en la industria de semiconductores, son claros ejemplos donde la experimentación con iones resulta imprescindible para el aumento del conocimiento y su desarrollo tecnológico. Cyclic areas as diverse as: Molecular Spectroscopy and Analytical Chemistry, Astrophysics, Plasma Physics, Biophysics or Ion Implantation in the semiconductor industry, are clear examples where ion experimentation is essential for increasing knowledge and its technological development.

El dcsaJTollo de la espectroscopia de iones de aila sensibilidad descansa en tres aspectos esenciales para tal fin: a) la fuente de iones, b) la se!ccción de la masa de los iones y e) su detección óptica. The dCsaJTollo of the aila sensitivity ion spectroscopy rests on three essential aspects for this purpose: a) the source of ions, b) the sectioning of the mass of the ions and e) their optical detection.

5 El primer requisito implica la preparación del ion a estudiar con una gran densidad. En general todos los esquemas de producción de iones producen una mezcla de iones, por lo que la selección de su masa es imprescindible para su identificación. Sin embargo, la selección de la masa de los iones debe preservar su densidad, lo que demanda guiar los iones de una manera adecuada hacia la zona donde tiene lugar la medida con técnicas de 5 The first requirement involves the preparation of the ion to be studied with a high density. In general, all ion production schemes produce a mixture of ions, so the selection of their mass is essential for their identification. However, the selection of the mass of the ions should preserve their density, which requires guiding the ions in an appropriate manner towards the area where the measurement takes place with techniques of

lOgran sensibilidad. lGreat sensitivity.

En algunos esquemas experimentales se usa la espectroscopia ¡{¡ser para garan tizar I~l grnn sensibilidad del método, mientras que en otros esquemas los iones se almacenan, por ejemplo, en trampas para integrar la densidad o aumentar el tiempo de interacción. In some experimental schemes, the spectroscopy is used to ensure the sensitivity of the method, while in other schemes the ions are stored, for example, in traps to integrate the density or increase the interaction time.

15 En general, dos han sido las técnicas más empIcadas para la producción de uniones: u) el bombardeo electrónico y b) la descarga eléctrica, bien continua o pulsada, de alto voltaje, generalmente en haz molecular y. cspeciJicamente, en la zona de expullsión supersónica. Estos métodos han sido aplicados por diversos grupos cicntílicos, como por ejemplo, entre In general, two have been the most empirical techniques for the production of unions: u) the electronic bombardment and b) the electrical discharge, either continuous or pulsed, of high voltage, generally in molecular beam and. Specifically, in the area of supersonic expulsion. These methods have been applied by various cyclic groups, such as between

20 otros, los de Linenberger (Ervin K.M. and Lineberger W.e., Adw/I1cr::) in Gas Pitase 10l1s Cltell1i~"fry, Ed. Adams, N.O. and I3abcock, L.M. 1992), Neumark (Neurnark D.M., J. Chem. /'hys., 2006,125. 132303) Y McCarthy (MeCarthy M.C. el al, !1slhophys. J, 2006, 652, L141 , McCarthy M.e. et al 1. Cllem. Pltys.,2008, 129,054314) que han realizado contribuciones muy notables no solo en la espectroscopin de aniones, aislados o 20 others, those of Linenberger (Ervin KM and Lineberger We, Adw / I1cr: :) in Gas Pitase 10l1s Cltell1i ~ "fry, Ed. Adams, NO and I3abcock, LM 1992), Neumark (Neurnark DM, J. Chem. / 'hys., 2006,125. 132303) And McCarthy (MeCarthy MC al.,! 1slhophys. J, 2006, 652, L141, McCarthy Me et al 1. Cllem. Pltys., 2008, 129.054314) who have made contributions very notable not only in anion spectroscopy, isolated or

25 solvatados, es decir en forma de c\usters, sino también en el eslUdio dc su dinámica de rotodisociación. 25 solvated, that is to say in the form of c \ usters, but also in the esdUdio dc its dynamics of rotodissociation.

En lo que concierne a los métodos de detección, la técnica de espectroscopia de fOlOcleclrones ( Plloto-Elee/roll Spee/roseopy PES) es la mas convencional y usae]¡) para As far as detection methods are concerned, the fOlOclone spectroscopy technique (Plloto-Elee / roll Spee / roseopy PES) is the most conventional and uses] ¡) to

30 analizar la estructura molecular de los aniones. En ella el anión es excitado mediante un ratón láser que extrae el electrón. 30 analyze the molecular structure of the anions. In it, the anion is excited by a laser mouse that extracts the electron.

La técnica PES se ha usado para el estudio de una gran variedad de sistemas como átomos, moléculas orgánicas, complejos metal-ligando así como una gran variedad de cJustcrs y especies aniónicas. The PES technique has been used to study a wide variety of systems such as atoms, organic molecules, metal-ligand complexes as well as a wide variety of cJustcrs and anionic species.

5 Por otra parte recientemente se ha desarrol lado la técnica MALOI (Malrix-Assisled Lasa Desurpf¡on lunizalion) para el análisis químico dc biollloléculas y polímeros que, conectada a [a espcctrometría de masas por transformada de Fouricr acoplada a [a resonancia de ion ciclotrón, ha supuesto un gran avance en el análisis químico de estos compuestos. El inconveniente más notorio de estas técnicas es la gran dificultad en atrapar 5 On the other hand, the MALOI (Malrix-Assisled Lasa Desurpf¡on lunizalion) technique has recently been developed for the chemical analysis of biolllollecules and polymers which, connected to [a Fouricr transform mass spectrometry coupled to [ion resonance] Cyclotron has been a breakthrough in the chemical analysis of these compounds. The most notable drawback of these techniques is the great difficulty in catching

10 eficientemente los iones de mayor masa. 10 efficiently the ions of greater mass.

Los últimos años han visto un incremento notable de la investigación con baccs de iones de baja energía debido a su papel relevante en Astrofísica, su creciente aplicación cn grabados cn seco, en el crecimiento de películas y en la implantación de ioncs. The last few years have seen a remarkable increase in research with low-energy ion baccs due to their relevant role in Astrophysics, their increasing application with dry cn engravings, in the growth of films and in the implantation of ioncs.

15 El método más adecuado para obtener haces iónicos intensos es extraerlos de una fuente adecuada usando un voltaje óptimo que garantice su intcnsidad. Normalmente la separación de las especies iónicas de distinta masa se lleva a cabo usando un filtro magnético. Posteriormcnte la encrgía cinética dc los iones se cambia al valor deseado 15 The most appropriate method of obtaining intense ionic beams is to extract them from a suitable source using an optimum voltage that guarantees their intimacy. Normally the separation of ionic species of different mass is carried out using a magnetic filter. Subsequently the kinetic encrgy of the ions is changed to the desired value.

20 mediante el liSO de lentes eléctricas, para acelerar o desacclcrar los iOllcs según la aplicación requerida. 20 through the liSO of electric lenses, to accelerate or unclog the iOllcs according to the required application.

Al objeto de maximizar la interacción entrc, por ejemplo, Ull láser y la nubc de iones, si sc trala de realizar una medida espectroscópica, el esquema cxperimcntal más usado consistc In order to maximize the interaction between, for example, laser and ion cloud, if you try to perform a spectroscopic measurement, the most commonly used scheme consists of

25 en guiar el haz jónico con una gran energía para evitar pérdidas por repulsión de carga espacial y, tras aplicar un filtro para seleccionar la masa del ion a estudiar, aplicar algún método para dcsacelcrur el haz antes de quc entrc en la zona dc interacción COIl la racliílción láser. 25 in guiding the ionic beam with great energy to avoid losses by repulsion of spatial charge and, after applying a filter to select the mass of the ion to be studied, apply some method to dcsacelcrur the beam before it entered the zone of COIl interaction laser racliílción.

30 La desaceleración de un haz iónico para rcducir su energía cinética no es un tcma trivial ya que el campo desaeelcrador actlla también como una lente cambiando, por tanto, la forma espacial del haz. 30 The deceleration of an ionic beam to reduce its kinetic energy is not a trivial matter since the de-elliving field also acts as a lens, thus changing the spatial shape of the beam.

El ensanchamiento del diúmctro del haz jónico debido a la repulsión de la carga cspaciul durante su propagación es un grave inconveniente en cualquier aparato donde se trabaje con estos haces de baja energía. The widening of the ionic beam beam due to the repulsion of the cspaciul charge during its propagation is a serious inconvenience in any device where working with these low energy beams.

Dicho ensanchamiento reduce la intensidad del haz y su densidad de corriente al incidir sobre el objeto donde se quiere aplicar o al atmvcsar la zOlla de interacción donde se efectúa la medida correspondiente. Puesto que el grado de ensanchamiento aumenta con el cociente entre la velocidad radial y la velocidad axial del mencionado haz resulta necesario el uso de óptica electrostática con e1lin de reducir la divergencia de estos haces. Said broadening reduces the intensity of the beam and its current density when it affects the object where it is to be applied or when the interaction zone where the corresponding measurement is carried out is applied. Since the degree of widening increases with the ratio between the radial velocity and the axial velocity of said beam, it is necessary to use electrostatic optics in order to reduce the divergence of these beams.

Un método normalmente usado para desacelerar un haz de iOlles es el empleo de un electrodo de varios elementos, por ejemplo tres, llamado "lente zoom" (Liebl et al, Re. Sci. InslrulJI., 1987,58 (10), 1830) en el cual el cociente de desaceleración vienc determinado por el cociente entre los voltajes del tercer y primer electrodo, mientras el segundo elemento, el intermedio, se usa para ajustar la distancia de la imag.en, es decir, como elemcnto de cnfoque. One method normally used to decelerate an iOlles beam is the use of a multi-element electrode, for example three, called a "zoom lens" (Liebl et al, Re. Sci. InslrulJI., 1987,58 (10), 1830) in which the deceleration quotient is determined by the quotient between the voltages of the third and first electrode, while the second element, the intermediate one, is used to adjust the distance of the image in, that is, as a focus element.

En la bibliografta se han publicado diversos tipos de lentcs dcsaceleradoras CIllrc las que se Various types of CIllrc dcsacelerators lentcs have been published in the bibliography.

pueden citar las de Hennan de 13 electrodos (Herman el al, Rev. Sei. 111.\"11'/1111. , 1969, 40, They can cite those of Hennan of 13 electrodes (Herman el al, Rev. Sei. 111. \ "11 '/ 1111., 1969, 40,

538) que logra desacelerar haces iónicos hasta 30 eV, y la de Liebl el al (Rev. Sci l/1slrlllll. , 538) which manages to decelerate ionic beams up to 30 eV, and that of Liebl el al (Rev. Sci l / 1slrlllll.,

1987,58 (10), 1830), ambas con tres elemcntos, retrasando haces iónicos hasta energías dc 50 eV y 100 eV, respectivamente. También hay que citar la patentc US 2002/0100880A I donde se describe c[ LISO de UIl juego de electrodos que enfocan y liltran los iones scgún su cnergía. Esle desarrollo estú disei'íado para reducir la energía de los iones hasta energías por debajo de I keV (típicamente 0,5keV) consiguiendo eliminar la contaminación de energía de las partículas ncutras y controlar la implantación de iones en la industria de scmiconductores. 1987,58 (10), 1830), both with three elements, delaying ionic beams to energies of 50 eV and 100 eV, respectively. It is also necessary to mention the patentc US 2002 / 0100880A I where it is described c [LISO of the set of electrodes that focus and filter the ions according to their energy. This development is designed to reduce the energy of ions to energies below I keV (typically 0.5keV) by eliminating the contamination of energy from the particles and controlling ion implantation in the conductor industry.

Anúlogos desarrollos se han llevado a cabo para implantar iones cn [a preparación de semiconductores, procedimientos adecuados para bajas dcnsidadcs de ioncs, como sc protege en la patente US 6441382131. Analog developments have been carried out to implant cn ions [to semiconductor preparation, suitable procedures for low ionc densities, as sc protects in US Patent 6441382131.

En la patente US 5196706 se describe un dcs<lcelerador de iones formndo por dos lentes, cada ulla de tres electrodos, que permite optimizar la energia de los iones bajo determinadas condiciones para llevar u cabo la deposición de los iones, aunque en CSIa invención no se describe la eficiencia en la eliminación de las partículas neutras que viajan con los iones. In US 5196706, a dcs <ion accelerator is described, consisting of two lenses, each three electrode ulcer, which allows to optimize the energy of the ions under certain conditions to carry out the deposition of the ions, although in CSI the invention does not Efficiency in the elimination of neutral particles traveling with ions is described.

Recientemente se ha desarrollado un nuevo método de desaceleración de iones adecuado para su acoplmnicl1lo en la espectroscopia de resonancia de ion ciclotrón por transformada de rourícr (Frankcvich V. el al, Rapid COII/IIIIII1. Mass Speclroll'l. 2001, 15,2035) que utiliza una célula cilíndrica abicrla siluuda antes de la cavidad de entrada a la célula del cspectrofotómetro. Este nuevo método ha resultado eficaz para el análisis dl: iOlles de gran peso molecular producidos por MALDI. Recently, a new ion deceleration method has been developed suitable for coupling in the cyclotron ion resonance spectroscopy by rouricre transform (Frankcvich V. el al, Rapid COII / IIIIII1. Mass Speclroll'l. 2001, 15,2035) which uses a cylindrical cell abicr it siluuda before the entrance cavity to the cell of the cspectrophotometer. This new method has proved effective for the dl analysis: high molecular weight ols produced by MALDI.

El liSO de varios electrodos cilíndricos se ha utilizado con gran éxito en la técnica de crecimiento de películas mediante el empIco de haces iónicos de baja energía. De hecho Shimizu S. et al (Rev. Sci. II1SII'lIllI. , 1996, 67 (10), 3664,) dl:sarrollaron esta técnica para producir haces iónicos seleccionados en masa y de gran densidad de corriente optimizado pnra la deposición de haces iónicos. The liSO of several cylindrical electrodes has been used with great success in the technique of film growth by means of the empire of low energy ion beams. In fact, Shimizu S. et al. (Rev. Sci. II1SII'lIllI., 1996, 67 (10), 3664,) dl: developed this technique to produce ionic beams selected in mass and with a high current density optimized for the deposition of ionic beams

Una venl<lja importante dc la presente invención con respecto a los desarrollos anteriores es que usa de nUll1era combinada, pero independiente, UIl electrodo cilíndrico y varias Icntes tipo Einzcl lo quc permite realizar y optimizar, de manera independiente, no solo el frenado sino también el enfoque del haz iÓllico. Con ello se obtienen haces jónicos de b'Ua energía y gran densidad característica. diliciles de alcanzar con el liSO de forma individual de los componcntes que forman el presentc dispositivo. An important point of the present invention with respect to the previous developments is that it uses a combined, but independent, cylindrical electrode and several Einzcl type Ic what makes it possible to perform and optimize, independently, not only braking but also the focus of the wind beam. This results in ionic beams of b'Ua energy and high characteristic density. It can be achieved with the liSO individually of the components that form the presentc device.

Este dispositivo compacto puede ser acoplado a cualquier técnica donde se utilicen haces jónicos, bien para realizar espectroscopia, bien para realizar grabado o implantación de iones. This compact device can be coupled to any technique where Ionic beams are used, either to perform spectroscopy, or to perform ion engraving or implantation.

Descripción de la in"ención La presente invención se rclicre n un dispositivo c)cctroóptico combinado de tres elementos (Iig. 1): una lenfc EinzcJ (1), un elemento cilíndrico (2) y una segunda lente Einzcl (3); cuyo uso permite desacelerar haces jónicos de gran energía gracias al liSO de pulsos de voltaje aplicados al elemento cilíndrico (2), mientras es atravesado por los iones. Paralelamente, el uso de las dos lentes Einzcl (1) y (3) extremas pennitc enfocar el haz de iones y asegurar una gran densidad de corriente en el plano imagen. El dispositivo debe instalarse a continuación de la fuente de iones mediante fijación mecánica. DESCRIPTION OF THE INTRODUCTION The present invention relates to a combined c) electro-optical device of three elements (Fig. 1): an EinzcJ (1), a cylindrical element (2) and a second Einzcl (3) lens; use allows to decelerate ionic beams of great energy thanks to the liSO of voltage pulses applied to the cylindrical element (2), while it is crossed by the ions.In parallel, the use of the two Einzcl lenses (1) and (3) extreme pennitc focus the ion beam and ensure a high current density in the image plane.The device must be installed next to the ion source by mechanical fixation.

La solución propuesta, Lente EinzcJ-Electrodo Cilíndrico-Lente Einzcl (LECILE), resulta de gran utilidad para llevar a cabo estudios espectroscópicos y analiticos de gran resolución y sensibilidad de especies jónicas, así como en otros usos mús tecnológicos como el grabado o la implantación iónica en la industria de scmiconductores. The proposed solution, EinzcJ-Cylindrical Electrode-Einzcl Lens (LECILE), is very useful to carry out spectroscopic and analytical studies of high resolution and sensitivity of Ionic species, as well as in other technological uses such as engraving or implantation ionic in the scmiconductor industry.

La fuente de iones y el delectar no forman parte de la invención y puede usarse cualquier dispositivo, bien ad'luiriéndolos comercialmente o bien construyéndolos en los talleres disponibles en las empresas o laboratorios donde vaya a usar la técnica global. El único requisito es que la distancia entre ellos se ha de mantener constante. The ion source and the delectate are not part of the invention and any device can be used, either commercially or by building them in the workshops available in the companies or laboratories where the global technique will be used. The only requirement is that the distance between them must be kept constant.

El primer elemento es una lente Einzel (1) formada por tres discos (11), (12) Y (13), figum 2 b), cuyos diámetros externo, dI, e interno se pueden optimizar según la aplicación correspondiente, tan lO cielltíJica de lJboratorio C01110 técnica. Esta lenle sirve pam enfocar los iones extraídos de la fuente hacia el interior del cilindro. Estos discos cSlilll f".:tbricados en duralum inio, acero inoxidable o cualquier airo malerial conductor. The first element is an Einzel lens (1) formed by three discs (11), (12) Y (13), figum 2 b), whose external, dI, and internal diameters can be optimized according to the corresponding application, such as the ceiling. of technical laboratory C01110. This lenle serves to focus the ions extracted from the source into the cylinder. These discs cSlilll f ".: Manufactured in duralum inio, stainless steel or any conductive malerial air.

El elemento cilíndrico (2) está situado entre las dos lentes Einzel (1) y (3) Y sirve para frenar el haz 'lue incide con una energía inicial El hasta una energía nnal E2 (Jigura 3). Este elemento intermedio del dispositivo eSlá I~lbricado en duraluminio, acero inoxid¡lble o cualquier material otro conductor (ligura 2 a). The cylindrical element (2) is located between the two Einzel lenses (1) and (3) and serves to slow down the beam, which impacts with an initial energy of El up to an N2 energy (Figure 3). This intermediate element of the device is made of duralumin, stainless steel or any other conductor material (Figure 2 a).

La lente Einzel linal (3) es similar a la lenle (1) y está realizada en el mismo material de duraluminio, acero inoxidable o cualquier otro material conductor. Estn constituida por tres discos (31), (32) Y (33) de sección circular, de dimensiones ligeramente diferentcs de las de la lente (1), scgún se dClalla en la figu ra 2 c). The final Einzel lens (3) is similar to the lenle (1) and is made of the same duralumin material, stainless steel or any other conductive material. They consist of three discs (31), (32) and (33) of circular section, of dimensions slightly different from those of the lens (1), as stated in Figure 2 c).

El disco (32) tiene una longitud Ln. Los discos (3 1) Y el (33) son simétricos enlre sí y nuís lnrgos, ya que constan de dos picz,¡s cilíndricas. de longitudes L31 y LJ2; donde el diámetro interior d 32 se mantiene constante pero los diámetros exteriores d)1 y d)) son distintos. La función de esta segunda lente es rccnrocar el haz de iones que ha sido frenado en el elemento cilíndrico en un punto posterior según la apl icación deseada. Así se evita su divergencia tras su desaceleración por el elemento t.:ilíndrico. The disk (32) has a length Ln. The disks (3 1) and the (33) are symmetrical between themselves and our lnrgos, since they consist of two picz, cylindrical. of lengths L31 and LJ2; where the inner diameter d 32 remains constant but the outer diameters d) 1 and d)) are different. The function of this second lens is to control the ion beam that has been braked in the cylindrical element at a later point according to the desired application. This avoids its divergence after its slowdown by the t.:ilíndrico element.

Los discos de cada lenle van aislados con abalorios de cerámica o macar al objeto de que [os tres elementos estén eléctricamente aislados. Cada uno de los tres discos tiene un pequeño agujero roscado en su parle superior p<lrc:J conectarlos, mediante un cable eléctrico, a un determinado potencial. The disks of each lion are insulated with ceramic beads or macar in order that the three elements are electrically isolated. Each of the three discs has a small threaded hole in its upper part p <lrc: J connect them, by means of an electric cable, to a certain potential.

Todos los elementos mcncionados ticnen una sccción circular con cuatro agujeros a 90° grados por donde se introducen sendas varillas roscadas que los engarzan para darle solidez y garantizar su alineamiento axial a lo largo de la dirección de propagación del haz de iones «(¡gura 2 b). All the mechanized elements have a circular section with four holes at 90 ° degrees through which threaded rods are inserted, which grip them to give them solidity and guarantee their axial alignment along the direction of propagation of the ion beam «(Figure 2 b).

Dichas varillas van roscadas en la cara externa de la ruente de iones, o bien a un disco paralelo a ella que garantice el alineamiento de este elemento LEC1LE con el haz inicial de iones rormado en la fue nte. Debe, por tanto, garantizarse que la dirección del haz dc iones esté bien alineada a lo largo del eje central del dispositivo. Said rods are threaded on the external face of the ion wheel, or to a disc parallel to it that guarantees the alignment of this LEC1LE element with the initial ion beam rormed on the source. Therefore, it must be ensured that the direction of the beam is well aligned along the central axis of the device.

En esta descripción se hace uso de la incorporación de las varillas roscadas como metodo de fijación, pero su aplicación no queda limitada a esta solución sino que cualquier otro procedimicnto de fijación es igualmente válido. This description makes use of the incorporation of threaded rods as a fixing method, but its application is not limited to this solution but any other fixing procedure is equally valid.

El funcionamiento del disposilivo es el siguiente: The operation of the device is as follows:

Se varía el voltaje del disco (12), la de enroque, de la primera lente Einzcl (1), con el tin de conseguir la máxima seilal de iones en el detector. Nonnalmelllc, en la mayoría de los instrumentos estos detectores están formados por placas con micro· canales qllC, sometidas a un vahaje positivo, amplifican la sei'ial de iones The voltage of the disc (12), the screw, of the first Einzcl lens (1) is varied, in order to achieve the maximum ion signal in the detector. Nonnalmelllc, in most of the instruments these detectors are formed by plates with micro qllC channels, subjected to a positive range, amplify the ion signal

• •

(negmivos) en unos tres órdenes de magnitud por cada placa, así el vahaje al que (negative) in about three orders of magnitude for each plate, thus the vahaje to which

cada una de ellas está sometida es del orden de mil voltios o más. Each one of them is subject to the order of one thousand volts or more.

s s: El voltaje se hace variar hasta consegui r el enfoque múximo, la máx ima seiial, en el detector sin variar ningún otro parámetro del dispositi vo cuyo disciio y operación motivan esta patente. Un ejemplo de opl imi7..aci6n de enroque de esta primcfl:I It::n1C se ilustra en la fi gura 4. The voltage is varied until the maximum focus, the maximum signal, is achieved in the detector without changing any other parameters of the device whose design and operation motivate this patent. An example of opi imi7..aci6n of castling of this primcfl: I It :: n1C is illustrated in Figure 4.

10 15 10 15: Una vez alcanzada esta primera fase se opti miza la operación del elemento cilíndrico intermedio para frenar la energía de los iones. Para ello hay que tener en cuenta que, cuando Jos iones con una energía ci nética El están dentro del elemento cilíndrico, éste se conCCl a a un vollajc V inferior él El tal que los iones continúan moviénd ose dentro del cilindro con una cncrgia Ez dada por: E2::; E,-eV donde e es la carga del electrón pues en este desarrollo nos referimos a iones con una sola carga. El desarrollo es igualmente valido para iones con múltiples cargas, solo que en este caso en la ecuación anterior hay que multiplicar por el númcro de cargas el factor cV. Once this first phase is reached, the operation of the intermediate cylindrical element is optimized to slow down the energy of the ions. For this, it must be borne in mind that, when the ions with a kinetic energy are within the cylindrical element, this is connected to a lower volt V, so that the ions continue moving within the cylinder with a given Ez : E2 ::; E, -eV where e is the charge of the electron because in this development we refer to ions with a single charge. The development is equally valid for ions with multiple charges, only in this case in the previous equation the factor cV must be multiplied by the number of charges.

20 twenty: En un momento dado, y antes de que los iones abandonen el elemento ci línd rico, el voltaje se lleva a cero, el cili ndro se lleva a masa, con lo ellal el ion sale del elemento cilíndrico eOIl una energía inferior E2 dada por la relación anterior (figura 3). At a given time, and before the ions leave the cylindrical element, the voltage is brought to zero, the cylinder is brought to ground, with which the ion leaves the cylindrical element eOIl a lower energy E2 given by the previous relationship (figure 3).

25 25: P¡lra llevar a cabo esta realización sc recomienda usar un osciloscopio digital que permita medi r no sólo la intensi dad del haz y su tiempo de llegada, SillO tam bién grabar los pulsos que se deseen para poder realizar medidas eomparmivas disminuyendo notablemente el ruido que pueda tener una sola medida. In order to carry out this embodiment, sc recommends using a digital oscilloscope that allows measuring not only the intensity of the beam and its arrival time, but also recording the desired pulses in order to be able to carry out self-measuring measures, significantly reducing the noise I can have only one measure.

30 30: Hay que tener en eueJlla que e l voltaje V ha de ser positivo si el haz q ue se pretende frenar esta formado por eati oll es y negativo si el haz estuviera forrnado por aniones. It must be taken into account that the voltage V must be positive if the beam to be braked is formed by eati oll is negative if the beam is lined by anions.

El Ji"cnado del haz de iones es bastante efectivo pero tiene el inconveniente de que el haz saliente y de menOr energía adquiere una divcrgcnci¿l mucho mayor que la del b~lZ in<:idcntc. The Ji "ion beam cnado is quite effective but has the disadvantage that the outgoing and lower energy beam acquires a much greater division than that of the bZ in <: idcntc.

Para corregir este problema se ha diseñado la segunda lente Einzel (3). Este tercer elemento del disposilivo, tras la aplicólción de un voltaje a optimizar en su disco (32) y estando los disco (31) Y (33) conectados a I ierra, consigue cnfocar de nuevo el haz de iones en el punto imagen deseado, es decir en el detector, sin que se haya frenado o acelerado la energía del haz reSlJltantc. To correct this problem, the second Einzel lens (3) has been designed. This third element of the device, after the application of a voltage to be optimized in its disk (32) and with the discs (31) and (33) connected to it, manages to refocus the ion beam at the desired image point, that is to say in the detector, without the energy of the reSlJltantc beam being slowed or accelerated.

Este dispositivo se utiJi7..a para haces de iones tanto pulsados como continuos. This device is used for both pulsed and continuous ion beams.

Modo de rCllliz~lción de ha invención Una vez formado el haz jónico mediante descarga de corona de la mezcla deseada, a COnlinuacióll se optimiz¡\ la densidad y velocidad del haz usando el dispositivo objeto de esta invención. Method of implementation of the invention Once the Ionic beam was formed by corona discharge of the desired mixture, the density and velocity of the beam were optimized using the device object of this invention.

Tanto las lentes Einzel (1) y (3) como el elemento cilíndrico (2) se han w llstruido en duralU111 ¡nio. Both the Einzel (1) and (3) lenses and the cylindrical element (2) have been constructed in dural.

Las dimensiones utilizadas son para la lente Einzel (1): L = 30 111111 Y di = 40 mm. Estú IOrBmda por trcs discos (11), ( 12) Y (13) del mismo diámctro di y un espesor e de 6 I11Ill cada llllO. Cada disco es atravesado por cuatro cilindros de macar, de diillllctro d2 de 4 m111, para aislarlos entre sí y que se colocan entre los cuatro agujeros de los discos como se ve en la figura 2 b). El diámctro el] de los agujeros es de 7 mm. The dimensions used are for the Einzel lens (1): L = 30 111111 and di = 40 mm. It is organized by three discs (11), (12) and (13) of the same diameter and a thickness of 6 I11lll each llllO. Each disk is traversed by four macar cylinders, of 4 m111 diillllctro d2, to isolate them from each other and that are placed between the four holes of the discs as seen in Figure 2 b). The diameter of the holes is 7 mm.

Dentro de las varillas cilíndricas de macor se alojan cuatro varill,ls cilíndricas de acero inoxidable quc al ajustarse le dan solidez a lodo el dispositivo. Y Jx.:rmite su engarce cn cmdquier placa o elemenlo de sujeción externo donde vaya finahnclllc colocad. El elemento cilíndrico tiene una longitud L de 70 mm; un diámetro exterior d~.~l de 36 mm y un diámetro interior c\¡11l de 34 mm. (Figura 2 a) La lente Einzcl (3) tiene una longitud total de 63 mm y un di{lIm:tro externo d31 de 36 mm. Las longitudes utilizadas de lo:) discos son: L31= 10111 111 Y L]2= J5tnlll. Los diámetros exteriores son: d31= 38 mm y d)3= 34 mm, manteniéndose el diámetro interior d32 en 26 mm. Inside the cylindrical rods of macor four rods are housed, the cylindrical stainless steel quc which, when adjusted, gives solidity to the device. And Jx.: sends its crimp cn cm to any plate or external clamping element where it finishes. The cylindrical element has a length L of 70 mm; an outer diameter d ~. ~ l of 36 mm and an inner diameter c \ 11l of 34 mm. (Figure 2 a) The Einzcl lens (3) has a total length of 63 mm and an external diameter d31 of 36 mm. The lengths used of the :) disks are: L31 = 10111 111 and L] 2 = J5tnlll. The outer diameters are: d31 = 38 mm and d) 3 = 34 mm, keeping the inner diameter d32 at 26 mm.

5 Para aislar las lentes se han utilizado piezas de macar. Todo el conjunto licne una longitud total de 163 m111. 5 To isolate the lenses, macar parts have been used. The whole set binds a total length of 163 m111.

Inicialmente se trabaja con la primera lente Einzcl manteniendo lo::; potenciales de los Initially it works with the first Einzcl lens maintaining the ::; potentials of

10 discos a tierra y vmiando sólo el potencial del disco que actúa de roco. Un potencial típico COIl bllena señal en la descarga de nitrógeno suele ser 700V, aunque éste se Jluede variar ligerame nte segun las distintas condiciones de presión. Este ajuste lino se hace de manera suave tratando de ver señal de iones en el detector colocado frontalmente al linal del dispositivo. Una vez se ha visto sei'íal, se trata de maximizar la intensidad de la seJial 10 discs to ground and only the potential of the disc that acts as a rock. A typical potential for the full signal in the nitrogen discharge is usually 700V, although this can vary slightly according to the different pressure conditions. This linen adjustment is done smoothly trying to see ion signal in the detector placed frontally at the end of the device. Once the signal has been seen, it is about maximizing signal intensity

15 variando suavemente el pOlencial del disco. 15 by gently varying the potential of the disc.

Optimizada la señal usando solo la descarga de Nitrógeno para mayor facilidad, se mide un espectro de tiempo de vuclo de iones Nf producidos en una descarga de gases N2 y posteriormente extraídos con un potencial positivo (figura 4). En ordenadas se muestra la Optimized the signal using only the Nitrogen discharge for greater ease, a voucher time spectrum of Nf ions produced in a discharge of N2 gases and subsequently extracted with a positive potential is measured (Figure 4). In ordinates the

20 intensidad de la señal en unidades arbitrarias. En el eje dc las abscisas se rcgislra cl liclllPO de vuelo: el ticmpo que tardan los iones en llegar al detector desde que se eOIlCl:ta la primera lente Einzel (1), con el disco intermedio (12) que hace de roco, a un potencial ncgalÍvo. 20 signal strength in arbitrary units. On the axis of the abscissa, the flight license is recorded: the time it takes for the ions to reach the detector since it is eOlCl: the first Einzel lens (1), with the intermediate disk (12) that makes roco, a a potential ncgalÍvo.

La traza superior más bien plana corresponde a un espectro de tiempo de vuelo donde no hay apenas sClial pues no se ha aplicado potencial alguno a la primera lente Einze!. La traza inferior corresponde al espectro medido cuando se Ila aplicado un potencial de -600V al foco (l2) de la primera lente Einzcl (1). Nótese el pico de señal que aparece justo dcbido al enfoque logrado cuando el disco central que hace de foco de la primera lente Einzcl (1) The rather flat upper trace corresponds to a time-of-flight spectrum where there is hardly any sClial since no potential has been applied to the first Einze! Lens. The lower trace corresponds to the measured spectrum when a potential of -600V is applied to the focus (l2) of the first Einzcl lens (1). Note the peak of the signal that appears just due to the focus achieved when the central disk that focuses on the first Einzcl lens (1)

30 es conectado a -600V. 30 is connected to -600V.

Experimentos llevados a cabo recientemente con haces de aniones producidos al expandir nitrógeno con bcnzonitrilo IllUcstnlll la clicacia de este nuevo método, tal y COIllO se ilustra en los espectros de las liguras 5 y 6. Experiments carried out recently with anion beams produced by expanding nitrogen with bcnzonitrile IllUcstnlll the click of this new method, as COIllO is illustrated in the spectra of Figures 5 and 6.

En la figura 5 se describe un espectro de tiempo de vuelo tomado tras la ionización de un haz que contiene nitrógeno. En dicha tigura se observan dos picos correspondientes a este anión. El primero, el de In izquil!rda, que ocurn! a menos tiempo y por 1a11l0, dado que la distancia entre la fuente y el detector es fija, tiene mas energía cinética corresponde a la situación donde no se usa el elemento cilíndrico (2). Es decir, este elemento esta concctado a tierra. En este caso se lisa la primera lente Einzcl para enrocar los iones en el detector. El pico que aparece a la derecha es el obtenido cuando se hacc actuar el elemento cilíndrico (2) para retardar los iones. Nótese como en este caso el tiempo de vuelo del anión Nitrógeno aumenta en 14,1 microscgllJldos, es dcci r de aproximadamente de 19~1s pasa a 33, 1 ~ts. A time-of-flight spectrum taken after ionization of a beam containing nitrogen is described in Figure 5. In this figure two peaks corresponding to this anion are observed. The first, that of In izquil! Rda, may they occur! in less time and for 11-11, since the distance between the source and the detector is fixed, it has more kinetic energy corresponds to the situation where the cylindrical element (2) is not used. That is, this element is grounded. In this case, the first Einzcl lens is lysed to encode the ions in the detector. The peak that appears on the right is the one obtained when the cylindrical element (2) is actuated to retard the ions. Note how in this case the flight time of the Nitrogen anion increases by 14.1 microscgllJldos, it is approximately 19 ~ 1s to 33, 1 ~ ts.

La Figura Ó muestra dos espectros de tiempo dc vuelo realizados con el mismo haz iónico. En el primero se usan la lente Einzel (1) Y el elemento cilíndrico (2) en las misnws condiciones que las señaladas anteriormente (figura 5). En un segundo experimento los potcnciales de la primera [ente Einzel (1) y del elemento cilíndrico (2) son [os mismos. La única direrencia entre los dos eSpC(lros, cn cuanto a parámetros e.xpcrimclltalcs, cs quc, mientras en primer espc(tro, el que liclJ\! el primer pico de mayor intensidad, no se ha usado la segunda lente Einzel (3), en d segundo cspectro, el que tiene el segundo pico con mayor intensidad, sí. Figure Ó shows two flight time spectra made with the same ionic beam. In the first one, the Einzel lens (1) and the cylindrical element (2) are used under the same conditions as those indicated above (figure 5). In a second experiment the potentials of the first [Einzel entity (1) and the cylindrical element (2) are [yourselves. The only direction between the two eSpC (lros, cn as for parameters e.xpcrimclltalcs, cs quc, while in the first espc (tro, the one that liclJ \! The first peak of greater intensity, the second Einzel lens has not been used (3 ), in d second cspectro, the one with the second peak with greater intensity, yes.

La comparación de ambos espectros indit.:i;l daramente quc cuando se lISU [a segunda lente Einzel (3) la señal correspondiente a los iones más lentos (mayor tiempo de vl1elo) aumenta, mientras que la correspondiente al menor tiempo de vuelo disminuye. Es decir la segunda lente Einzc1 (3) sirve para reenrocar los iones cuya energía se ha frenado por el clemento cilíndrico (2). The comparison of both spectra indit.:i;l dac quc when lISU [to second Einzel lens (3) the signal corresponding to the slowest ions (longer time) increases, while that corresponding to the shorter flight time decreases . That is, the second lens Einzc1 (3) serves to reincarnate the ions whose energy has been stopped by the cylindrical clement (2).

Obviamcnte este dispositivo y el modo de rcalización puedcn servir de ejemplo p;:lra su funcionamiento a pequcña csca[a. No obstante, los cxpcrtos en la técnica podnin encontrar Obviously this device and the mode of localization can serve as an example for: lra its operation a pequcña csca [a. However, cxpcrtos in the art may not find

fácilmente las variaciones necesarias para aplicar este dispositivo a aIra escala, incluso a escala industrial. Easily the variations needed to apply this device on an air scale, even on an industrial scale.

Breve dcscrillción dc las Figunls 5 La ¡igura 1 muestra un esquema del dispositivo objeto de esta invención. Brief dcscrillción dc the Figunls 5 Figure 1 shows a diagram of the device object of this invention.

La figura 2 muestra esquemáticamente los tres elementos del dispositivo con Ulla vista frontal y lateral, a saber: a) Vista lateral y frontal del elemento cilíndrico; Figure 2 schematically shows the three elements of the device with a front and side view, namely: a) Side and front view of the cylindrical element;

10 b) Vista frontal y lateral de la lenle Einzcl 1; e) Vistas de la lente Einzcl 11: a la izquierda, la visla lateral izquierda; en el centro, la vista frontal y a la derecha, la visla lateral derecha. 10 b) Front and side view of the Lenin Einzcl 1; e) Views of the Einzcl 11 lens: on the left, the left side view; in the center, the front view and on the right, the right side view.

La figura 3 muestra un diagrama energético simplilicado de la pérdida de energía cinética 15 del ion que entra en el clemento cilíndrico (2). Figure 3 shows a simplified energy diagram of the loss of kinetic energy 15 of the ion entering the cylindrical clement (2).

La figura 4 muestra un espectro de tiempo de vuelo de iones N2' producidos en una dcscarga de gases Nz y posteriormcnte extraídos con un potencial positivo. Figure 4 shows a flight time spectrum of N2 ions produced in a charge of Nz gases and subsequently extracted with a positive potential.

20 La figura 5 muestra dos espectros de tiempo de vuclo correspondientes a un haz de N2, cuando se emplean la primera lente EinzeJ (1) Y el elemento cilíndrico (2). 20 Figure 5 shows two time spectra corresponding to a beam of N2, when the first EinzeJ lens (1) and the cylindrical element (2) are used.

La figura 6 muestra espectros de tiempo dc vuclo para el mismo haz jónico de la figura 5, cuando se emplea también la segunda lente Einzcl (3). Figure 6 shows vcclo time spectra for the same Ionic beam of Figure 5, when the second Einzcl lens (3) is also used.

Aplicación industrial La presente invención resulta de gran utilidad para llevar a cabo estudios espectroscópicos y analíticos dc gran resolución y sensibilidad de especies iónicas así como en otros usos más tecnológicos como el grabado o implantación iónica en la industria de Industrial application The present invention is very useful for carrying out spectroscopic and analytical studies of high resolution and sensitivity of ionic species as well as in other more technological uses such as etching or ion implantation in the industry of

30 semiconductores. 30 semiconductors

Claims

1. Cyclotrophic device to obtain high density and low energy ion beams

characterized in that it comprises at least. a) a first Einzel lens (1), b) an intermediate cylindrical element (2), e) a second Einzcl lens (3), the) means for clamping and aligning the elements with each other and with the iOlles beam.

2. 2.: Dispositivo clcClroóptico para obtener haces jónicos de gran densidad y baja cnl:rgía según la reivindicación 1 caracterizado porque la primera lellle Einzel (1) cstú rormada por tres discos (11), (12) Y (13) cuyos diámetros externo e interno se optimizan según la aplicación en In que van a ser utilizados. Clc Chloroptic device for obtaining high density and low cnl Ionic beams: according to claim 1, characterized in that the first Einzel lellle (1) is formed by three disks (11), (12) and (13) whose external and internal diameters are optimized depending on the application in In that they will be used.

3. 3.: Dispositivo cJcclroóptico para obtener haces jónicos de gran densidad y baja encrgía scgún la reivindicación 1 caractcrizado porquc cl clcmento cilíndrico intcrmcdio (2) csta situado entre Ins dos lentes Einzcl y porque está fabricado cn cualquier material conductor. CJcclroóptic device for obtaining high density and low encrgy ionic beams according to claim 1, characterized in that the cylindrical intcrmcdio clcment (2) is located between two Einzcl lenses and because any conductive material is manufactured.

4. Four.: Dispositivo elcctroóptico para obtcncr haccs iónieos dc gran dcnsidad y baja encrgía según la reivindicación 1 caractcrizado porque la segunda lente Einzc\ (3) estú !ormada por «e, di,cos (3\), (32) Y(33). Elcctrooptic device for obtaining large-scale ionic and low-encrgy as per claim 1, characterized in that the second Einzc \ (3) lens is formed by «e, di, cos (3 \), (32) Y (33).

5. 5.: Dispositivo e!cclroóplieo pma obtener haces jónicos de gran dcnsidad y baja energía según las reivindicacioncs I y 4 caracterizado porque los discos lateralcs (31) y (33) son simétricos entre sí y más largos quc el disco central. Device e! Cclroóplieo pma obtain ionic beams of great strength and low energy according to claims I and 4 characterized in that the lateral discs (31) and (33) are symmetrical with each other and longer than the central disc.

6. 6.: Dispositivo electroóptieo para obtener haccs iónicos dc gran densidad y baja cncrgía scgúll las reivindicacioncs 1,2,4 Y 5 caraclcrizado porquc los discos (11), (12,) (13), (31), Electro-optic device for obtaining high density and low cnccronic ionic haccs claims 1,2,4 and 5 characterized by the disks (11), (12,) (13), (31),

(32) And (33) of the Einzcl lenses (1) and (2) are manufactured with any driver.

7. Elcctrooptic device for obtaining high density and low energy ionic hnccs according to claims 1, 2, 3, 4, 5 and 6 characterized in that the malcrial conductor is du! 'Al umi nio.

S. Clchro-optic device for obtaining high density and low energy ion beams according to claims 1, 2, 4) '5 characterized by the disks (11), (12.) (13), (31).

(32) Y (33) of the EinzcJ lenses (1) and (2) are electrically isolated from each other by means of picZ <ls of any insulating material.

'J. Clcctl'Ooptic device for obtaining high density and low energy ion beams according to claims 1, 2, 4, 5 and 8 characterized in that the insulating material is cl.! rúln ica.

10. 10.: Dispositivo elcctroóptico para obtener haces jónicos de gran densidad y baja energía según las reivindicaciones 1, 2,4,5 Y 8 caracterizado porque el material aislante es macor. Elcctrooptic device for obtaining high density and low energy ionic beams according to claims 1, 2,4,5 and 8 characterized in that the insulating material is macor.

11. eleven.: Dispositivo elcctroóptico para obtcner haces iónicos de gran dcnsidad y baja encrgía scgún las rcivindicacioncs l. 2, 4 Y 5 caracterizado porquc los discos (11). (12,) (13), (31), Elcctroptic device for obtaining ionic beams of great intensity and low encrgy according to the claims l. 2, 4 and 5 characterized by the disks (11). (12,) (13), (31),

(32) And (33) of the Einzcl lenses (1) and (2) have a threaded hole in their upper part to connect them. by means of an electric cable, to a potential stop.

12. 12.: Dispositivo eleetroóptieo para obtencr haces iónicos dc gran dcnsidad y baja cncrgía scgún la reivindicación I caracterizado porque todos los elementos tienen cuatro agl~ieros n 90(1 grados por donde sc introducen los medios prtra sujetar y alinear los elcmentos entre sí y con e[ haz de iones y porquc estos mcdios son ClJatro varillas roscadas introducidas cn dicllos agujeros. Electro-optic device for obtaining ionic beams of great strength and low cnccrity according to claim I, characterized in that all the elements have four agglomerators n 90 (1 degrees where sc introduces the means for holding and aligning the elments with each other and with e [beam of ions and why these mcdios are ClJatro threaded rods introduced with those holes.

13. 13.: Dispositivo c1eetroóptieo para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según las reivindicaciones 1 y 12 caracterizado porque las varillas van roscadas a la fucntc dc iones y porque Se garantiza que la dirección del haz de iones está bien alineado a lo I¡¡rgo del eje central del dispositi vo. Device for obtaining high density and low energy ion beams according to claims 1 and 12 characterized in that the rods are threaded to the fucntc dions and because it is guaranteed that the direction of the ion beam is well aligned with the line of the central axis of the device.

14. 14.: Método para obtener haces iónicos de gran densidad y baja cnergía uti liZ<'lndo el dispositivo eleetroóptieo sei'íalado en de las reivindicaciones 1-13 que comprende al menos [as fases: Method for obtaining high density and low energy ion beams using the electroplating device indicated in claims 1-13 comprising at least [as phases:

--: incidir un haz de iones en [a primera [ente Einzel (1) de[ dispositivo; impact an ion beam on [first [Einzel entity (1) of [device;

vary the voltage of the screw disk (12) of the first Einzcl lens (1) to achieve the maximum focus, the maximum signal, in the ion deletor; impact the ion beam inside the cylindrical element (2); apply a voltage <k determined to the cylindrical element (2); bring the cylindrical element (2) to zero by bringing it to ground; slow down or slow the ion beam e11 inside the cylinder element: or (2); influence a beam of ions on the second Einzel lens (3) of the device; vary the voltage of the cn loop disk (32) of the second Einzcl lens; focus the outgoing ion beam ell the desired image plinth, decreasing SLI divergence, measure beam intensity) 'record the pulses to rC <make comparative measurements.

15. fifteen.: Método para obtencr haces jónicos de gran densidad y baja encrgía según In reivindicación 14 caracterizado rorque cuando lo ioncs con una energía cinética El están dentro del elemento cilíndrico (2) )' sc aplica un voltaje determinado, los iones continúan moviéndose dentro de él con una energía E2 y porque E2 es menor que El. Method for obtaining high density and low encrgy ionic beams according to In claim 14 characterized in that when ioncs with a kinetic energy They are within the cylindrical element (2)) sc applies a certain voltage, the ions continue to move within it with a energy E2 and because E2 is less than El.

16. 16.: Método para obtener haces jónicos de gran densidad y baja cncrgía según las reivindicaciones 14 y 15 caracterizado porque el voltaje aplicado es tal que, multiplicado por la carga del electrón, es igual a la difercncia entre la energía cinctica inicial El mellOS la energía energética ¡¡nal E2. Method for obtaining high density and low cncrgy ionic beams according to claims 14 and 15, characterized in that the applied voltage is such that, multiplied by the electron charge, it is equal to the difference between the initial kinetic energy. nal E2.

17. 17.: Método para obtcner haces iónicos de gran densidad y baja encrgía según la reivindicación 14 caracterizado porque trabaja con haces de iones con una energía cinética comprendida entre Oy 10 KeV. Method for obtaining high density and low encrgy ionic beams according to claim 14 characterized in that it works with ion beams with a kinetic energy comprised between 0 and 10 KeV.

18. 18.: Método para obtcner haces iónicos de gran densidad y baja energía según la rei vindicación 14 caracterizado porque trabaja con haces de iones tanto positivos como negativos. Method for obtaining high density and low energy ion beams according to claim 14 characterized in that it works with both positive and negative ion beams.

19. 19.: Método para obtener haces jónicos de gran dcnsidad y baja energía según las rei vindicaciones 14 y 18 caracterizado porque cuando el haz cstá formado por cationes el voltajc utilizado es positivo. Method for obtaining high intensity and low energy ionic beams according to claims 14 and 18 characterized in that when the beam is formed by cations the voltajc used is positive.

20. twenty.: Método para obtener haces jónicos de gran densidad y bajn energía seg.ún h.ls reivindicaciones 14 y 18 caracterizado porque cuando el haz esta formado por aniones el voltaje utilizado es negativo. Method for obtaining high density and low energy ionic beams according to claims 14 and 18 characterized in that when the beam is formed by anions the voltage used is negative.

21. twenty-one.: Método paro oblener haces jónicos de gran densidad y bnja cncrgia según la reivindicación 14 caracterizado porque trabaja con haces ele iones tanto pulsados como continuos. Method of stopping high density and bnja cncrgia ionic beams according to claim 14 characterized in that it works with both pulsed and continuous ion beams.