Способ установки ионного пучка относительно обрабатываемого изделия

 

(1% (19

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5g Н 01 1 37 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ н втаеснсмм свидатиюьстаМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21.) 3516889/18 21 (22) 29.11.82 (46.). 07.02.84. Вюл. Р 5 (72) В.Г:.Назаров и B.A.ÏîëèíîâcêèÔ (71) Всесоюзный заочный машййоам емтельный институт (53 ) 621. 383.(088 ; 8,) (56) 1. Габович м .Д. Физика и техника плазменных источников ионов. N., Атомиэдат, 1972..

2. Патейт Франции 9 245З892, кл. H 01 J 37/30, 1981.(54){57) 1. СПОСОБ УСТАНОВКИ ИОННОГО

ПУЧКА ОТНОСИТЕЛЬНО OBPABATÛÂAÅÈOÃO

ИЗДЕЛИЯ„, включавший контроль положения .пучка с помощью шаблона, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью .повьыепия точности и производительности обработки изделия, в рабочем сечении ионного пучка выбирают контрольные участки и установку положения ионного пучка осуществляют перемещениями ионного источника до совмещения контрольных участков ионно° ro пучка с контрольными точками поверхности шаблона в геометрическом его центре и на окружности, диаметр которой равен световому диаметру обрабатываемого изделия.

2. Способ по п. 1, отличаюшийся тем, что момент совмещения контрольных участков ионного пучка с контрольными точками поверхности шаблона определяют по заранее определенной контрольной величине I ионного тока.

1072148

Изобретение относится к технологии ионного травления, а более конкретно к способам получения точных поверхностей изделий.

Известен способ установки ионного пучка относительно обрабатываемо- 5 го иэделия, основанный на задании размеров, определяющих взаимное расположение источника ионов, и приспособлении для закрепления изделия в вакуумной камере установки ионного Я травления.L13.

При этом не учитываются возможные отклонения ионного пучка относительно элементов конструкции ионного источника, которые(приводят к различию действительного и требуемого положений ионного пучка относительно обрабатываемой поверхности. Поскольку при ионно-лучевой обработке иэделий ионный пучок является интрументом, погрешность его установки относительно изделия вызывает дополнительную погрешность обработки и. снижает точность поверхности, получаемой на каждом сеансе доводки. Для повышения точности обработки увеличивают количество повторных сеансов доводки по результатам промежуточноI"o контроля, что снижает производи.,тельность процесса в целом.

Известен также способ установки изделия относительно .пучка электронов, включающий контроль положения пучка с помощью шаблона f2j.

Известный способ реалйзуется,в электронном микроскопе и осуществляется устройством, содержащим детекторы и приспособление для визуализации электронного луча, достаточно простым в осуществлении.

Однако известный способ не приме- 40 ним для установки ионного пучка относительно обрабатываемого изделия из-за неоднородности ионного пучка большого поперечного. сечения.

Цель изобретения - повышение точ- 45 ности и производительности процесса ионной обработки поверхностей изде лий.

Указанная цель достигается тем, что .согласно способу установки ионного пучка относительно обрабатываемого изделия, включающему контроль положения ионного пучка с пОмощью шаблрна, в рабочем сечении ионного пучка, выбирают контрольные участки и установку положения ионного пучка осуществляют перемещениями ион-.

Ного источника до .совмещения контрольных участков ионного пучка с контрольными точками IIGBepxHocTH шаблона в геометрическом его центре и на окружности, диаметр которой равен световому диаметру обрабатываемого изделия.

При этом момент совмещения конт" рольных участков ионного пучка с 65 контрольными точками поверхности шаблона определяют по заранее определенной контрольной величине ионного тока.

В частности., при центрировании оси вращения изделия с осью ионного пучка, обладающего осевой симметрией распределения ионного тока и экстремумом тока на оси, юстировку осуществляют перемещениями ионного источника до регистрации в точке пересечения поверхности шаблона с осью вращения изделий экстремальной величины ионного тока, соответствующей току на оси пучка.

На фиг..1 изображено устройство для установки ионного пучка относительно изделия; иа фиг. 2 — схема установки положения ионного пучка относительно обрабатываемого изделия в установке ионно-лучевого травления.

Устройство (фиг.1) содержит шаблон 1„. имеющий, например, форму диска с внешним (установочным) диаметром, равным установочному диаметру изделия, и датчики 2-4,регистрирующие ионный ток, сигналы которых подаются на входы приборов 5 для измерения величины тока. Датчики 2-4 выполнены в виде проводящих зондов и установлены в контрольных тачках поверхности шаблона 1. Датчик 2, служащий для центрирования оси ионного пучка с осью вращения изделия, размещен в геометрическом центне шаблона, датчики 3-4, используемые при . проверке точности рабочих перемещений ионного пучка относительно изделия — на окружности, диаметр которой равен световому диаметру изделия в противолежащих относительно центра точках.

Юстировку положения ионного пучка относительно. обрабатываемого изделия (в данном случае центрировку оси пучка с осью вращения изделия) осуществляют следующим образом (фиг.2).

Шаблон 1 с датчика уя 2-4, выходы которых соединены с измерительными. приборами 5, устанавливают в приспособление б для крепления иэделия, расположенное вместе с ионным источником 7 в вакуумной камере 8 установ-! ки ионного травления.

Рабочие перемещения источника 7 вдоль оси Х задаются приводом 9 рабочих перемещений, а юстировочные перемещения вдоль оси У и наклоны в плоскостях ХО- и УО, перпендикулярных плоскости рабочих перемещений

ХОУ, - приводом 10 -остировочных перемещений. Вращение шаблона 1 с,приспособлением б осуществляют от при- вода 11 вращения изделия. Юстировку начального положения пучка относительно изделия .производят подвижками источника 7, предварительно уста1072148

25 новленного напротив датчика 2 устройства (положение 12, фиг.2), вдоль осей Х и У и наклонами источника относительно оси .Z . При этом определяют положейие источника, соответствующее совмещению оси симметрии ионного пучка с осью вращения иэделия по моменту регистрации датчи.ком 2 тока, равного ионному току на

-оси ионного пучка, причем колебания величины .сигнала с датчика 2 при по- 10 воротах шаблона 1 от привода 11 должны отсутствовать °

Проверку точности рабочих перемещений ионного пучка относительно изделия производят, перемещая источник 7 вдоль оси Х из исходного положения (положение 12, фиг.2) поочередно в положения 13 и 14, причем величины перемещений задаются равными половине светового. диаметра изделия 2О

9 и поворотами шаблона 1 .с приспо соблением 6 от привода 11, добиваясь получения с датчиков 3 и 4 сигнала, равного или близкого по величине ионному току на оси пучка.

Разность между величиной ионного тока на оси пучка и сигналами, получаемыми с датчиков 3 и 4 в пола» жениях ионного источника 13 и 14 соответственно, не. устраняемая поворотами шаблона 1 вокруг оси вращения иэделия, свидетельствует о погрешности линейного рабочего перемещения, пучка. Величину этой погрешности определяют как сумму перемещений вдоль оси, которые требуется дополнительно З задать источнику 7 в положениях 13 и: 14 относительно датчиков 3 и 4 соответственно, чтобы получить с этих датчиков сигналы, равные величине ионного тока на оси пучка.

Для проверки точности угловых перемещений иэделия относительно ионного пучка источник 7 устанавливают соосно с датчиком 3 в положении 13, что соответствует получению с этого 45 датчика сигнала, равного по величине току на оси пучка, а затем, задавая шаблону 1 с приспособлением 6 от. привода 11 поворот на 180О, устанавливают напротив источника датчик 4 и регистрируют сигнал с него.

Разность сигналов с датчиков 3. и 4, не устраняемая перемещениями источника 7 вдоль оси Х, свидетельствует о наличии погрешности угловых перемещений изделия относительно ионного пучка. . Величину этой погрешности определяют как угол дополнительного по. сравнению с 180 поворота, который необходимо задать шаблону 1 от привода 11, чтобы получить с датчика сигнал, равный по величине сигналу с датчика 3 при его соосном положении относительно ионного пучка. При необходимости юстировки другого начального положения ионного пучка относительно обрабатываемого изделия или проверки точности других рабочих перемещений источника ионов регистрирующие датчики располагают в соответствующих точках поверхности шаблона в нужном количестве и процесс юстирбвки проводят аналогично описанному выше.

Использование предлагаемого способа установки положеня ионного пучка относительно обрабатываемого изделия обеспечивает по сравнению с известными способами умечьшение погрешности обработки.на каждом сеансе доводки за счет повышения точности начальной установки взаимного положения ионного пучка и изделия на основе непосредственного контроля положения ионного пучка при юстировке, за счет повышения точности рабочих перемещений ионного источника путем коррекции программы рабочих перемещений на основе измеренных по предлагаемому способу погрешностей этих перемещений. В результате этого повышается производительность процесса обработки-за счет сокращения количества сеансов доводки и промежуточного контроля, требуемых для получения поверхности изделия заданной точности.

1072148

Заказ 136/46 Тираж 683 .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная., 4

Составитель В. Александров

Редактор С:Квятковская Техред С.Мигунова Корректор В.Бутяга