RU189632U1

RU189632U1 - Ion beam aperture

Info

Publication number: RU189632U1
Application number: RU2019106610U
Authority: RU
Inventors: Константин Владиславович Шаломов; Владимир Владимирович Овчинников; Сеиф Османович Чолах
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2019-05-29

Abstract

Полезная модель относится к ионно-пучковой обработке и может быть использована в конструкциях ионных имплантеров, а также других установках для ионного облучения. Диафрагма ионного пучка состоит из двух пластин из вакуумных материалов, в каждой из которых выполнено отверстие, расположенных плоскопараллельно друг над другом так, что их отверстия не перекрываются в начальный момент времени, причем одна из пластин приводится в движение соленоидами, с сердечниками которых она соединена, при подаче на них регулируемых по длительности и величине импульсов напряжения с блока управления, таким образом, что отверстия обеих пластин перекрываются на требуемый в зависимости от задачи временной интервал и величину дозы облучения. Технический результат - повышение долговечности диафрагмы ионного пучка в условиях вакуума и высоких температур, обеспечение равномерности облучения и уменьшение дозы ионного облучения, отсутствие вибраций при работе. 2 ил.The invention relates to ion-beam processing and can be used in the construction of ion implanters, as well as other installations for ion irradiation. The ion beam aperture consists of two plates of vacuum materials, each of which has an opening, are arranged parallel to each other so that their openings do not overlap at the initial time, and one of the plates is driven by solenoids, with the cores of which it is connected, when applied to them adjustable in duration and magnitude of voltage pulses from the control unit, so that the openings of both plates overlap by the required time interval depending on the task and radiation dose pattern. The technical result is an increase in the durability of the ion beam diaphragm under vacuum and high temperatures, ensuring uniformity of irradiation and reducing the dose of ion irradiation, and the absence of vibrations during operation. 2 Il.

Description

Полезная модель относится к ионно-пучковой обработке и может быть использована в конструкциях ионных имплантеров, а также других установках для ионного облучения.The invention relates to ion-beam processing and can be used in the construction of ion implanters, as well as other installations for ion irradiation.

Уровень техникиThe level of technology

Из уровня техники известно устройство электромагнитного затвора [Патент РФ №2103709, МПК G 03 B 9/14 27.01.1998г]. Устройство содержит два лепестка затвора, кольцо установки экспозиции, поворачиваемое импульсным шаговым двигателем, кулачок установки экспозиции для открытия лепестков, прилив и спусковой кулачок, и фокусировочное кольцо, пружину обратного хода для обеспечения обратного хода фокусировочного кольца, деблокирующие средства для блокировки фокусировочного кольца, контактор, центральный процессор для управления поворотом импульсного шагового двигателя в соответствии с сигналом, поступившим со схемы определения освещенности и расстояния до объекта. The prior art device electromagnetic closure [RF Patent №2103709, IPC G 03 B 9/14 27.01.1998g]. The device contains two shutter lobes, an exposure adjustment ring, rotated by a pulsed stepper motor, an exposure adjustment cam for opening the petals, a tide and a trigger cam, and a focusing ring, a reverse spring for reversing the focusing ring, unlocking means for locking the focusing ring, a contactor, CPU to control the rotation of the pulse stepper motor in accordance with the signal received from the scheme for determining the illumination and distance tions to the subject.

Однако этот затвор имеет сложную конструкцию с большим количеством движущихся частей, которые не обеспечивают одинаковую дозу для каждой точки облучаемого объекта.However, this shutter has a complex structure with a large number of moving parts that do not provide the same dose for each point of the irradiated object.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является шторный затвор, имеющий независимое движение шторок, электронное управление выдержки и электромагнит, управляющий закрывающей шторкой, в котором механизм компенсации временной задержки движения шторок выполнен в виде двух соосно размещенных рычагов, на одном из которых установлен эксцентрик, управляющий шторками затвора и кинематически связанный через рычаг спускового механизма с регулируемыми микровинтом контактами включения схемы электромагнита [Авторское свидетельство СССР 318008, МПК G 03 B 9/13, публ. 19.10.1971г.].The closest analogue (prototype) is a curtain shutter having independent shutter movement, electronic control of exposure and an electromagnet controlling the closing shutter, in which the compensation mechanism for the time delay of the shutter movement is made in the form of two coaxially placed levers, one of which has an eccentric that controls the shutters the shutter and kinematically connected through the lever of the trigger mechanism with adjustable micro-screw contacts enable the electromagnet circuit [USSR Author's certificate 318008, M For G 03 B 9/13, publ. 10.19.1971].

К недостаткам описанного приспособления следует отнести так же невозможность обеспечения одинаковой дозы каждой точки облучаемого объекта и невозможность обеспечить надежность использования конструкции в вакууме и при высоких температурах в процессе облучения.The disadvantages of the described device should also include the inability to ensure the same dose of each point of the irradiated object and the inability to ensure the reliability of the use of the structure in vacuum and at high temperatures during irradiation.

Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of the utility model

Задачей предлагаемой полезной модели является создание диафрагмы для уменьшения времени нахождения образца под ионным пучком с повышенными эксплуатационными характеристиками в условиях вакуума, а также безопасность работы других частей вакуумной камеры (отсутствие вибраций и ударов при работе диафрагмы).The objective of the proposed utility model is to create a diaphragm to reduce the residence time of the sample under the ion beam with enhanced performance under vacuum conditions, as well as the safety of other parts of the vacuum chamber (no vibrations and shocks when the diaphragm is working).

Технический результат - повышение долговечности диафрагмы ионного пучка в условиях вакуума и высоких температур, обеспечение равномерности облучения и уменьшение дозы ионного облучения, отсутствие вибраций при работе.The technical result is an increase in the durability of the ion beam diaphragm under vacuum and high temperatures, ensuring uniformity of irradiation and reducing the dose of ion irradiation, and the absence of vibrations during operation.

Предлагаемое устройство диафрагмы ионного пучка иллюстрируется графическими изображениями:The proposed device aperture of the ion beam is illustrated by graphic images:

Фиг.1 – вид сверху, где 1 и 2 – соленоиды, 3 и 4 – пластины с отверстиями, 5 – источник ионного пучка.Figure 1 is a top view, where 1 and 2 are solenoids, 3 and 4 are plates with holes, 5 is an ion beam source.

Фиг.2 – сечение А-А фиг.1Figure 2 - section aa of figure 1

Пластины 3 и 4 из вакуумного материала (например, нержавеющая сталь), в каждой из которых выполнено отверстие, располагают плоскопараллельно друг над другом так, что их отверстия не перекрываются в начальный момент времени, таким образом, пучки ионов (от источника 5) не попадают на образец. Пластина 3 приводится в движение соленоидами 1 и 2, с сердечниками которых она соединена. При подаче напряжения на соленоиды пластина 3 смещается, таким образом, что отверстия пластин 3 и 4 перекрываются, образуя сквозное отверстие и открывая тем самым на время область над образцом, каждая точка которого получает одну и ту же дозу облучения. Пластина 3 соединена с сердечниками соленоидов 1 и 2 так, что можно проводить неограниченное количество перемещений пластины, поочередно подавая напряжение на соленоиды. Регулируя количество экспозиций и ширину сквозного отверстия, можно контролировать дозу облучения. Plates 3 and 4 of vacuum material (for example, stainless steel), in each of which a hole is made, are arranged parallel to one another so that their holes do not overlap at the initial time, thus ion beams (from source 5) do not fall on the sample. Plate 3 is driven by solenoids 1 and 2, with the cores of which it is connected. When voltage is applied to the solenoids, plate 3 is displaced, so that the openings of plates 3 and 4 overlap, forming a through hole and thereby opening up the area above the sample, each point of which receives the same radiation dose. Plate 3 is connected to the cores of the solenoids 1 and 2 so that it is possible to carry out an unlimited number of movements of the plate, alternately applying voltage to the solenoids. By adjusting the number of exposures and the width of the through-hole, you can control the dose of radiation.

Работа системы осуществляется следующим образом.The operation of the system is as follows.

Блок управления подает импульс напряжения на соленоид 1 до перекрытия отверстий пластин 3 и 4. Для завершения движения пластины 3 подается импульс на противоположный соленоид 2, который полностью её останавливает. При необходимости процесс повторяется в обратном порядке. Контроль с помощью блока управления перемещения пластины 3 позволяет исключить возможные столкновения частей диафрагмы внутри вакуумной камеры. Регулируя блоком управления время подачи и длительность импульсов напряжения, осуществляется настройка системы с учетом конструктивных особенностей.The control unit applies a voltage pulse to the solenoid 1 to cover the holes of the plates 3 and 4. To complete the movement of the plate 3, a pulse is applied to the opposite solenoid 2, which stops it completely. If necessary, the process is repeated in reverse order. Control using the control unit of the movement of the plate 3 eliminates possible collisions of parts of the diaphragm inside the vacuum chamber. By adjusting the supply time and the duration of the voltage pulses by the control unit, the system is adjusted to the design features.

Claims

The ion beam aperture consisting of two plates of vacuum materials, each of which has a hole, are arranged parallel to each other so that their holes do not overlap at the initial time, and one of the plates is driven by solenoids, with the cores of which it is connected , when applying for them adjustable in duration and magnitude of voltage pulses from the control unit, so that the openings of both plates overlap by the required time interval depending on the task the magnitude of the radiation dose.