RU2770950C1

RU2770950C1 - Source of fast neutral particles

Info

Publication number: RU2770950C1
Application number: RU2021134665A
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Трифонов; Дмитрий Константинович Кострин; Сергей Александрович Марцынюков
Priority date: 2021-11-26
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2022-04-25

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of mechanical engineering, and more specifically to devices for generating flows of accelerated neutral particles. A source of fast neutral particles consists of a main cathode, an additional hollow cathode, an anode and a gas distribution plate with holes. The plate divides the quasi-closed volume formed by main and additional cathodes into inlet and working volumes. There are holes in the inlet volume for the inlet of working gas. The main cathode is made in the form of a solid, massive block of a curved shape, on the working surface of which channels are opened. Additionally, there is a solenoid located outside main and additional cathodes to create a magnetic field that organizes the ordered nature of the movement of ions in the direction of the main cathode.

EFFECT: improvement of the quality of surface treatment is achieved.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области генерации потоков ускоренных нейтральных частиц, предназначенных для очистки и подготовки поверхностей разнообразного назначения к нанесению покрытий.The invention relates to the field of generating streams of accelerated neutral particles intended for cleaning and preparing surfaces for various purposes for coating.

Применение потоков быстрых нейтральных частиц представляется многообещающим методом обработки поверхностей полупроводников и диэлектриков. Использование для этих целей ионных пучков приводит к возникновению потенциала на обрабатываемой поверхности, что замедляет дальнейшую обработку. Обработка поверхности пучками быстрых нейтральных частиц позволяет производить очистку широкозонных полупроводников и диэлектриков и не приводит к возникновению потенциала на поверхности. Кроме этого, в процессе обработки быстрыми нейтральными частицами деградирование поверхности из-за зарядовых эффектов не наблюдается.The use of streams of fast neutral particles seems to be a promising method for surface treatment of semiconductors and dielectrics. The use of ion beams for these purposes leads to the appearance of a potential on the treated surface, which slows down further processing. Surface treatment with beams of fast neutral particles makes it possible to clean wide-gap semiconductors and dielectrics and does not lead to the appearance of a potential on the surface. In addition, in the process of processing with fast neutral particles, surface degradation due to charge effects is not observed.

Для получения структур высокого качества необходимо осуществлять обработку поверхности в технологической камере при низком давлении. Уменьшение давления увеличивает расстояние, на котором будет происходить термализация потока частиц. Этот факт позволяет увеличить расстояние между обрабатываемой поверхностью и источником быстрых нейтральных частиц.To obtain high quality structures, it is necessary to carry out surface treatment in the process chamber at low pressure. Reducing the pressure increases the distance over which thermalization of the particle flow will occur. This fact makes it possible to increase the distance between the treated surface and the source of fast neutral particles.

Известен источник быстрых нейтральных частиц [Бабинов Н. А., Барченко В. Т., Лисенков А. А., Быстров Ю. А. Патент на полезную модель
№ 148505. Источник быстрых нейтральных частиц. Опубликовано 10 декабря 2014 года]. В состав рассматриваемого источника входит три изолированных электрода: анод, основной катод, представляющий собой комплекс плоскопараллельных пластин, и полый отражающий электрод, у которого выходная апертура по форме и размерам соответствует основному катоду. При этом основной и дополнительный катоды располагаются так, что образуют квазизамкнутый объем между собой. Анод источника электрически присоединяется к стенкам камеры. Основной катод подключается к отрицательному напряжению источника питания. Отражающий электрод изолирован, потенциал на нем относительно анода устанавливается из условия равенства электронного и ионного токов. Так как масса электронов существенно меньше массы ионов, и электронный ток насыщения, соответственно, значительно больше, на отражающем электроде возникает отрицательный потенциал, тормозящий электроны, величина которого обуславливается процессами внутри плазмы и особенностями горения тлеющего разряда. Вследствие этого возможно отражение электронов электростатическим полем отражающего электрода.A known source of fast neutral particles [Babinov N. A., Barchenko V. T., Lisenkov A. A., Bystrov Yu. A. A patent for a utility model
No. 148505. Source of fast neutral particles. Published December 10, 2014]. The source under consideration includes three isolated electrodes: an anode, a main cathode, which is a complex of plane-parallel plates, and a hollow reflecting electrode, in which the output aperture corresponds in shape and size to the main cathode. In this case, the main and additional cathodes are located so that they form a quasi-closed volume between them. The source anode is electrically connected to the chamber walls. The main cathode is connected to the negative voltage of the power supply. The reflecting electrode is isolated, the potential on it relative to the anode is set from the condition of equality of the electron and ion currents. Since the mass of electrons is significantly less than the mass of ions, and the electron saturation current, respectively, is much larger, a negative potential appears on the reflecting electrode, which slows down the electrons, the magnitude of which is determined by the processes inside the plasma and the features of glow discharge combustion. As a result, the reflection of electrons by the electrostatic field of the reflecting electrode is possible.

Главными недостатками данного источника являются: а) распыление материала отражающего электрода и, как следствие этого, наличие в генерируемом пучке частиц большого числа атомов металла электрода; б) неэффективная обработка поверхностей сложной формы.The main disadvantages of this source are: a) sputtering of the reflecting electrode material and, as a consequence, the presence of a large number of electrode metal atoms in the generated beam of particles; b) inefficient processing of surfaces of complex shape.

Известен источник быстрых нейтральных частиц [Бабинов Н. А., Барченко В. Т., Виноградов М. Л., Лисенков А. А., Быстров Ю. А. Патент на полезную модель № 148499. Источник быстрых нейтральных частиц. Опубликовано 10 декабря 2014 года]. В состав данного источника входит три изолированных электрода: анод, основной катод, представляющий собой комплекс плоскопараллельных пластин, и дополнительный полый катод, у которого выходная апертура по форме и размерам соответствует основному катоду. Основной и дополнительный катоды располагаются так, что образуется квазизамкнутый объем между собой. Анод источника электрически присоединяется к стенкам камеры. Основной и дополнительный катоды подключаются к отрицательному напряжению от двух разных источников питания. На дополнительный катод подается меньшее напряжение для уменьшения его распыления. В дополнительном катоде имеется отверстие, через которое осуществляется напуск рабочего газа. За счет напуска газа в квазизамкнутый объем, с учетом непрерывной откачки газа из внешнего объема, возможно создание перепада давлений между областью существования газового разряда и внешним объемом источника, что позволяет уменьшить его рабочее давление. Однако пластинчатый катод источника обладает высокой газовой проводимостью, из-за чего перепад давлений мал. Давление в газоразрядном объеме источника приблизительно в 2.5 раза превышает давление вне источника, из-за этого при давлении 2 Па в технологической камере напряжение существования газового разряда в источнике составляет около 1500 В. Этот факт ограничивает его применение при меньшем давлении, поскольку требуемое напряжение источника питания становится слишком большим.A known source of fast neutral particles [Babinov N. A., Barchenko V. T., Vinogradov M. L., Lisenkov A. A., Bystrov Yu. A. Utility model patent No. 148499. Source of fast neutral particles. Published December 10, 2014]. This source includes three isolated electrodes: an anode, the main cathode, which is a complex of plane-parallel plates, and an additional hollow cathode, in which the output aperture corresponds in shape and size to the main cathode. The main and additional cathodes are arranged so that a quasi-closed volume is formed between them. The source anode is electrically connected to the chamber walls. The main and additional cathodes are connected to negative voltage from two different power sources. A lower voltage is applied to the additional cathode to reduce its sputtering. The additional cathode has a hole through which the working gas is admitted. Due to the admission of gas into a quasi-closed volume, taking into account the continuous pumping of gas from the external volume, it is possible to create a pressure difference between the region of existence of the gas discharge and the external volume of the source, which makes it possible to reduce its working pressure. However, the plate cathode of the source has a high gas conductivity, due to which the pressure drop is small. The pressure in the gas-discharge volume of the source is approximately 2.5 times higher than the pressure outside the source, because of this, at a pressure of 2 Pa in the technological chamber, the voltage of the existence of a gas discharge in the source is about 1500 V. This fact limits its use at a lower pressure, since the required voltage of the power source becomes too big.

Главными недостатками данного источника являются: распыление материала дополнительного катода и, как следствие этого, наличие в генерируемом пучке частиц большого числа атомов металла электрода; б) неэффективная обработка поверхностей сложной формы.The main disadvantages of this source are: sputtering of the additional cathode material and, as a result, the presence of a large number of electrode metal atoms in the generated particle beam; b) inefficient processing of surfaces of complex shape.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является источник быстрых нейтральных частиц [Бабинов Н. А., Виноградов М. Л., Лисенков А. А. Патент на полезную модель № 158216. Источник быстрых нейтральных частиц. Опубликовано 07 июля 2015 года]. В состав данного источника входит анод, основной катод, представляющий собой комплекс плоскопараллельных пластин, дополнительный полый катод, у которого выходная апертура по форме и размерам соответствует основному катоду, и газораспределитель, имеющий вид пластины с отверстиями. Основной и дополнительный катоды располагаются так, что образуется квазизамкнутый объем между собой. У основного и дополнительного катодов имеются вводы для подачи отрицательного напряжения от двух разных источников питания. Анод имеет ввод для заземления. В дополнительном катоде имеется отверстие для напуска газа. Газораспределитель делит квазизамкнутый объем, образованный основным и дополнительным катодами, на две части (входной и рабочий объемы), при этом во входной объем введен вспомогательный электрод, имеющий ввод для подачи положительного напряжения источника питания.Closest to the claimed technical solution is a source of fast neutral particles [Babinov N. A., Vinogradov M. L., Lisenkov A. A. Utility model patent No. 158216. Source of fast neutral particles. Published July 07, 2015]. This source includes an anode, a main cathode, which is a complex of plane-parallel plates, an additional hollow cathode, in which the output aperture corresponds in shape and size to the main cathode, and a gas distributor in the form of a plate with holes. The main and additional cathodes are arranged so that a quasi-closed volume is formed between them. The main and additional cathodes have inputs for supplying negative voltage from two different power sources. The anode has an input for grounding. The additional cathode has a hole for gas inlet. The gas distributor divides the quasi-closed volume formed by the main and additional cathodes into two parts (input and working volumes), while an auxiliary electrode is introduced into the input volume, having an input for supplying a positive voltage of the power source.

Главным недостатком этого источника является то, что он не позволяет эффективно производить обработку поверхностей сложной формы, а также то, что не все быстрые ионы из потока нейтрализуются на стенках пластин, и обрабатываемая поверхность подвергается воздействию высокоэнергетичных ионов. В некоторых случаях воздействие высокоэнергетических ионов приводит к образованию дефектов. При длительной обработке на поверхности образовывается потенциал, сопоставимый с энергией ионов, что способствует формированию пробоя тонких диэлектрических пленок, а также к другим повреждениям поверхности.The main disadvantage of this source is that it does not allow effective processing of surfaces of complex shape, and also that not all fast ions from the flow are neutralized on the walls of the plates, and the treated surface is exposed to high-energy ions. In some cases, exposure to high-energy ions leads to the formation of defects. During long-term treatment, a potential is formed on the surface that is comparable to the energy of ions, which contributes to the formation of breakdown of thin dielectric films, as well as to other surface damage.

Задачей, решаемой изобретением является: уменьшение содержания высокоэнергетических ионов в выходном потоке частиц источника, что, в свою очередь, приведет к получению технического результата, заключающегося в улучшении качества обработки поверхности сложной формы.The problem to be solved by the invention is to reduce the content of high-energy ions in the output particle stream of the source, which, in turn, will lead to a technical result, which consists in improving the quality of surface treatment of complex shapes.

Указанный технический результат возникает за счет того, что источник быстрых нейтральных частиц, содержит основной катод, дополнительный полый катод, у которого выходная апертура по форме и размерам соответствует основному катоду, при этом основной и дополнительный катоды расположены таким образом, что создают квазизамкнутый объем, а также анод и газораспределительную пластину с отверстиями, при этом газораспределительная пластина делит квазизамкнутый объем, образованный основным и дополнительным катодами, на входной и рабочий объемы, во входном объеме имеются отверстия для напуска рабочего газа, основной катод изготовлен в виде цельного, массивного блока изогнутой формы, соответствующей профилю обрабатываемой детали, на рабочей поверхности которого вскрыты каналы, отверстия которых ориентированы под углом по отношению к рабочей плоскости основного катода, и дополнительно содержит соленоид, расположенный снаружи основного и дополнительного катодов, предназначенный для создания магнитного поля, организовывающего упорядочиваемый характер движения ионов в направлении основного катода.This technical result arises due to the fact that the source of fast neutral particles contains the main cathode, an additional hollow cathode, in which the output aperture corresponds in shape and size to the main cathode, while the main and additional cathodes are located in such a way that they create a quasi-closed volume, and also an anode and a gas distribution plate with holes, while the gas distribution plate divides the quasi-closed volume formed by the main and additional cathodes into the input and working volumes, there are openings in the input volume for the inlet of the working gas, the main cathode is made in the form of a solid, massive block of a curved shape, corresponding to the profile of the workpiece, on the working surface of which channels are opened, the openings of which are oriented at an angle with respect to the working plane of the main cathode, and additionally contains a solenoid located outside the main and additional cathodes, designed to create a magnetic th field, which organizes the ordered nature of the movement of ions in the direction of the main cathode.

Изобретение поясняется чертежом на фиг. 1, где приведена схема источника быстрых нейтральных частиц.The invention is illustrated by the drawing in Fig. 1, which shows a diagram of a source of fast neutral particles.

Предлагаемый источник быстрых нейтральных частиц (фиг. 1) включает в себя три электрода: анод 1, основной катод 2 и дополнительный катод 3.The proposed source of fast neutral particles (Fig. 1) includes three electrodes: anode 1, main cathode 2 and additional cathode 3.

Основной катод 2 изготовлен в виде цельного, массивного блока изогнутой формы, соответствующей профилю обрабатываемой детали, на рабочей поверхности которого вскрыты отверстия 4, которые ориентированы под углом по отношению к рабочей плоскости основного катода 2. Дополнительный катод 3 выполнен полым, его выходная апертура по форме и размерам соответствует основному катоду 2. Основной катод 2 и дополнительный катод 3 расположены так, что создают квазизамкнутый объем, разделенный на две части газораспределительной пластиной 5: на входной объем 6 и рабочий объем 7. Газораспределительная пластина является металлической с отверстиями 8. Во входном объеме имеются отверстия 9 для напуска рабочего газа. Снаружи основного катода 2 и дополнительного катода 3 расположен соленоид 10, предназначенный для создания магнитного поля, которое организовывает упорядочиваемый характер движения ионов в направлении основного катода 2.The main cathode 2 is made in the form of a solid, massive block of a curved shape corresponding to the profile of the workpiece, on the working surface of which holes 4 are opened, which are oriented at an angle with respect to the working plane of the main cathode 2. The additional cathode 3 is made hollow, its output aperture is shaped and dimensions corresponds to the main cathode 2. The main cathode 2 and the additional cathode 3 are located so that they create a quasi-closed volume, divided into two parts by the gas distribution plate 5: into the input volume 6 and the working volume 7. The gas distribution plate is metal with holes 8. In the input volume there are holes 9 for the inlet of the working gas. Outside the main cathode 2 and additional cathode 3 there is a solenoid 10 designed to create a magnetic field that organizes the orderly nature of the movement of ions in the direction of the main cathode 2.

Устройство устанавливается в вакуумную камеру и его принцип работы заключается в следующем. Анод 1 заземляется, на основной катод 2 и дополнительный катод 3 подаются отрицательные напряжения от двух разных источников питания. Установка меньшего напряжения на дополнительном катоде 3, чем на основном катоде 2, позволяет уменьшить распыление дополнительного катода 3.The device is installed in a vacuum chamber and its principle of operation is as follows. The anode 1 is grounded, the main cathode 2 and the additional cathode 3 are supplied with negative voltages from two different power sources. Setting a lower voltage on the additional cathode 3 than on the main cathode 2 makes it possible to reduce the sputtering of the additional cathode 3.

Рабочий газ подается во входной объем 6, образованный дополнительным катодом 3 и газораспределительной пластины 5 через отверстие напуска 9. Далее газ поступает в рабочий объем 7 через отверстия 8 газораспределительной пластины 5.The working gas is supplied to the inlet volume 6 formed by the additional cathode 3 and the gas distribution plate 5 through the inlet 9. Then the gas enters the working volume 7 through the holes 8 of the gas distribution plate 5.

При наличии рабочего газа в рабочем объеме 7 источника и подачи отрицательного напряжения на основной катод 2 возникает газовый разряд, занимающий рабочий объем 7. В газовом разряде возникают ионы, которые ускоряются катодным падением напряжения. Процесс нейтрализация ионов происходит в основном при отражении их от стенок каналов основного катода 2, но при этом, незначительная часть ионов нейтрализуется в разряде за счет процесса резонансной перезарядки.If there is a working gas in the working volume 7 of the source and a negative voltage is applied to the main cathode 2, a gas discharge occurs, which occupies the working volume 7. Ions appear in the gas discharge, which are accelerated by the cathode voltage drop. The process of neutralization of ions occurs mainly when they are reflected from the walls of the channels of the main cathode 2, but at the same time, an insignificant part of the ions is neutralized in the discharge due to the process of resonant recharging.

В итоге нейтрализации образовывается направленный ускоренный поток нейтральных атомов, поступающий на обрабатываемую диэлектрическую поверхность 11.As a result of neutralization, a directed accelerated flow of neutral atoms is formed, which enters the processed dielectric surface 11.

Для поддерживания перепада давлений между входным 6 и рабочим 7 объемами используется газораспределительная пластина 5. Общая газовая проводимость отверстий 8 газораспределительной пластины 5 на порядок ниже проводимости отверстия напуска газа 9. Газораспределительная пластина 5 позволяет повысить скорость истекания газа за счет поддержания перепада давлений между двумя объемами 6 и 7. В зоне транспортировки зависимость давления рабочего газа является спадающей.To maintain the pressure difference between the inlet 6 and working 7 volumes, a gas distribution plate 5 is used. The total gas conductivity of the holes 8 of the gas distribution plate 5 is an order of magnitude lower than the conductivity of the gas inlet 9. The gas distribution plate 5 allows you to increase the rate of gas outflow by maintaining the pressure difference between the two volumes 6 and 7. In the transport zone, the pressure dependence of the working gas is decreasing.

Для получения наибольшего коэффициента ионизации необходимо обеспечить высокое давление в рабочем объеме 7. С другой стороны для транспортирования потока нейтральных частиц в рабочем объеме 7 давление должно быть как можно меньше, чтобы уменьшить вероятность столкновения пучков быстрых нейтральных частиц с атомами остаточного газа.To obtain the highest ionization coefficient, it is necessary to provide a high pressure in working volume 7. On the other hand, to transport the flow of neutral particles in working volume 7, the pressure should be as low as possible in order to reduce the probability of collision of fast neutral particle beams with residual gas atoms.

Для выполнения вышеуказанного условия напуск рабочего газа должен производиться непосредственно во входной объем 6 источника. При условии постоянной откачки вакуумной камеры и напуска рабочего газа в рабочий объем 7 источника, возможно создание между входным объемом 6 и рабочим пространством 12 вакуумной камеры перепада давлений.To fulfill the above condition, the inlet of the working gas must be carried out directly into the inlet volume 6 of the source. Provided that the vacuum chamber is constantly pumped out and the working gas is admitted into the working volume 7 of the source, it is possible to create a pressure difference between the inlet volume 6 and the working space 12 of the vacuum chamber.

Использование газораспределительной пластины 5 позволяет получить разницу давлений между входным объемом 6 источника и рабочим пространством 12 вакуумной камеры.The use of gas distribution plate 5 allows you to get the pressure difference between the input volume 6 of the source and the working space 12 of the vacuum chamber.

Общая газовая проводимость отверстий 4 основного катода 2 на порядок ниже проводимости отверстий 8 газораспределительной пластины 5. Газораспределительная пластина 5 создает равномерный напуск газа в зону для ионизации газа и резонансной перезарядки ионов. Это позволяет достичь равномерного горения разряда во всем рабочем объеме 7 источника, также способствует увеличению скорости течения газа благодаря разнице давлений между входным объемом 6 и рабочим пространством 12 вакуумной камеры.The total gas conductivity of the holes 4 of the main cathode 2 is an order of magnitude lower than the conductivity of the holes 8 of the gas distribution plate 5. The gas distribution plate 5 creates a uniform gas puff into the zone for gas ionization and resonant ion recharging. This makes it possible to achieve uniform discharge burning in the entire working volume 7 of the source, and also contributes to an increase in the gas flow rate due to the pressure difference between the inlet volume 6 and the working space 12 of the vacuum chamber.

Увеличение скорости подачи газа в рабочем объеме 7 источника позволяет повысить число актов ионизации в единицу времени, это позволяет повысить количество ионов, создаваемых в газовом разряде, то есть увеличивает коэффициент ионизации рабочего газа. Таким образом, повышение количества ионов, создаваемых в разряде, в результате, приводит к большому количеству нейтральных атомов в выходном потоке.Increasing the gas supply rate in the working volume 7 of the source allows you to increase the number of ionization events per unit time, this allows you to increase the number of ions created in the gas discharge, that is, it increases the ionization coefficient of the working gas. Thus, increasing the number of ions produced in the discharge results in a large number of neutral atoms in the output stream.

Для организации упорядочиваемого характера движения ионов, полученных в газовом разряде, по направлению к основному катоду 2 применяется внешнее магнитное поле, создаваемое соленоидом 10.To organize the ordered nature of the movement of ions obtained in a gas discharge towards the main cathode 2, an external magnetic field is applied, created by the solenoid 10.

После нейтрализации ионов на основном катоде 2 поток нейтральных частиц попадает на обрабатываемую поверхность 11.After neutralization of the ions on the main cathode 2, the flow of neutral particles falls on the treated surface 11.

Для реализации источника быстрых нейтральных частиц основной катод 2 был выполнен в виде цельного, массивного блока толщиной H изогнутой формы, соответствующей профилю обрабатываемой детали. На рабочей поверхности основного катода 2 вскрыты отверстия 4 радиусом r на межцентровом расстоянии относительно друг друга. Ориентация отверстий по отношению к рабочей плоскости основного катода 2 выполнена под углом α (tgα = r/H). Размеры отверстий 4 подбирались из условия обеспечения прохождения ионов, влетающих перпендикулярно к поверхности, и попадания их на боковые стенки канала, где и происходит процесс нейтрализации. Условия прохождения ионов и их дальнейшая нейтрализация зависят от геометрических размеров основного катода 2: его толщины и радиуса отверстий.To implement a source of fast neutral particles, the main cathode 2 was made in the form of a solid, massive block with a thickness H of a curved shape corresponding to the profile of the workpiece. Holes 4 with radius r are opened on the working surface of the main cathode 2 at a center-to-center distance relative to each other. The orientation of the holes with respect to the working plane of the main cathode 2 is made at an angle α (tgα = r / H ). The sizes of openings 4 were selected from the condition of ensuring the passage of ions flying in perpendicular to the surface and hitting them on the side walls of the channel, where the neutralization process takes place. The conditions for the passage of ions and their further neutralization depend on the geometric dimensions of the main cathode 2: its thickness and the radius of the holes.

Наклон отверстий 4 основного катода 2 подбирается таким образом, чтобы максимально направить поток нейтральных частиц на обрабатываемую поверхность 11.The slope of the holes 4 of the main cathode 2 is selected in such a way as to direct the flow of neutral particles to the treated surface 11 as much as possible.

Максимальная эффективность очистки обрабатываемой поверхности потоком нейтральных частиц достигается при использовании основного катода с отверстиями, ориентированными к рабочей поверхности под углом 12…15°.The maximum efficiency of cleaning the treated surface with a stream of neutral particles is achieved when using the main cathode with holes oriented to the working surface at an angle of 12…15°.

Эффективность нейтрализации ионов на основном катоде исследовалась с помощью зондового метода. Зонды были установлены в разных точках пространства между основным катодом 2 и обрабатываемой поверхностью 11. Анализ зондовых измерений показал, что величина ионного тока от угла ориентации выходных отверстий уменьшается и после 12…15° остается практически постоянной величиной. Исследования также показали, что величина ионного тока на порядок ниже, чем в прототипе.The efficiency of ion neutralization at the main cathode was studied using the probe method. The probes were installed at different points in the space between the main cathode 2 and the treated surface 11. Analysis of the probe measurements showed that the value of the ion current decreases depending on the orientation angle of the outlet holes and after 12–15° remains almost constant. Studies have also shown that the magnitude of the ion current is an order of magnitude lower than in the prototype.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет снизить содержание высокоэнергетических ионов в выходном пучке нейтральных частиц и позволяет производить обработку поверхности сложной формы.Thus, the proposed technical solution makes it possible to reduce the content of high-energy ions in the output beam of neutral particles and makes it possible to process a complex-shaped surface.

Claims

A source of fast neutral particles, consisting of a main cathode, an additional hollow cathode, in which the output aperture corresponds in shape and size to the main cathode, while the main and additional cathodes are located in such a way that they create a quasi-closed volume, as well as an anode and a gas distribution plate with holes, at the same time, the gas distribution plate divides the quasi-closed volume formed by the main and additional cathodes into the input and working volumes; , on the working surface of which channels are opened, the openings of which are oriented at an angle with respect to the working plane of the main cathode, and additionally contains a solenoid located outside the main and additional cathodes, designed to create a magnetic field that organizes ordered nature of the movement of ions in the direction of the main cathode.