BRPI0617798A2 - detector para detectar a intensidade de um feixe eletrÈnico gerado ao longo de um trajeto, e, método para irradiar uma área alvo com um feixe eletrÈnico emitido ao longo de um trajeto - Google Patents

Abstract

<B>DETECTOR PARA DETECTAR A INTENSIDADE DE UM FEIXE ELETRÈNICO GERADO AO LONGO DE UM TRAJETO, E, MéTODO PARA IRRADIAR UMA AREA ALVO COM UM FEIXE ELETRÈNICO EMITIDO AO LONGO DE UM TRAJETO <D>Um detector (104) é exposto para detectar uma intensidade de um feixe eletrónico (106) gerado ao longo de um. trajeto. Um detector típico inclui um condutor exposto (105) afixado a um suporte (112) que é configurado para localizar o condutor exposto (105) dentro de um trajeto de um feixe eletrónico (106); um condutor aterrado (107) isolado do condutor exposto (105), o condutor aterrado (107) parcialmente circundando o condutor exposto (105) para formar uma blindagem de plasma tendo uma janela posicionada pelo menos em uma direção do trajeto do feixe eletrónico.

Description

"DETECTOR PARA DETECTAR A INTENSIDADE DE UM FEIXEELETRÔNICO GERADO AO LONGO DE UM TRAJETO, E, MÉTODOPARA IRRADIAR UMA ÁREA ALVO COM UM FEIXE ELETRÔNICOEMITIDO AO LONGO DE UM TRAJETO"FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Feixes eletrônicos são usados em uma variedade deaplicações inclusive, porém, sem estar limitada à irradiação de materiaisde embalagem para fins de esterilização. Por exemplo, materiais deembalagem tais como caixas (de papelão) usadas para alojar líquidos paraconsumo humano são esterilizadas usando irradiação por feixe eletrônico.Para proporcionar controle em linha da intensidade do feixe eletrônico, emonitorar variações de uniformidade, sensores eletrônicos são usadospara medição da intensidade de dose. Um sinal emitido pelo sensor éanalisado e realimentado ao interior de um sistema de controle de feixeeletrônico. Na esterilização de material de embalagem, a ditarealimentação de sensor pode ser usada para assegurar um nível suficientede esterilização. Diferentes níveis de esterilização podem ser selecionadosdependendo da duração da vida armazenada desejada e de se adistribuição e armazenamento das embalagens são realizados a umatemperatura gelada ou ambiente.

Um tipo de sensor existente para medir a intensidade do feixeeletrônico, baseado sobre métodos de medição direta, utiliza um condutorsituado no interior de uma câmara de vácuo. A câmara de vácuo é usada paraproporcionar isolamento do ambiente circundante. Devido aos sensoresbaseados em vácuo poderem ser relativamente grandes, eles são localizadosem posições fora do trajeto de feixe eletrônico direto para evitar interaçãonegativa entre barras de regulação direta de objeto alvo. A interação negativapode, por exemplo, prevenir a correta irradiação (e assim, a corretaesterilização) do material de embalagem. Por conseguinte, estes sensoresconfiam sobre informações secundárias provenientes de uma periferia dofeixe, ou informações provenientes da irradiação secundária, paraproporcionar uma medição.

Em operação, elétrons provenientes do feixe eletrônico quepossuem energia suficiente penetrarão uma janela, tal como uma janela detitânio (Ti) da câmara de vácuo e ser absorvidos pelo condutor. Os elétronsabsorvidos estabelecem uma corrente no condutor. A grandeza desta correnteé uma medida do número de elétrons penetrando a janela da câmara de vácuo.Esta corrente proporciona uma medição da intensidade do feixe eletrônico naposição do sensor.

Um sensor de feixe eletrônico conhecido tendo uma câmara devácuo com um revestimento protetor, e um eletrodo representando um fio desinal no interior da câmara, é descrito no pedido de patente publicado, US n°2004/0119024. As paredes da câmara são usadas para manter um volume devácuo em torno do eletrodo. A câmara de vácuo tem uma janela exatamentealinhada com o eletrodo para detectar a densidade do feixe eletrônico. Osensor é configurado para colocação em uma posição, em relação a um artigomóvel sendo irradiado, oposto ao gerador de feixe eletrônico para detectar airradiação secundária.

Um sensor de feixe eletrônico similar é descrito na publicaçãode patente WO 2204 061890. Em uma modalidade deste sensor, a câmara devácuo é removida e o eletrodo é provido de uma camada ou película isolante.A camada isolante é prevista para evitar a influência proveniente de camposeletrostáticos e de elétrons plasma criada pelo feixe eletrônico desubstancialmente influírem sobre a saída do eletrodo.

A patente US n° 6 657 212 descreve um dispositivo deprocessamento da irradiação do feixe eletrônico no qual uma película isolanteé prevista sobre um condutor, tal como um condutor em aço inoxidável, deuma unidade de detecção de corrente colocada no exterior de uma janela deuma válvula de feixe eletrônico. Uma unidade de medição de corrente incluium medidor de corrente que mede a corrente detectada. A patente em causadescreve as vantagens de um detector revestido de cerâmica.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um detector é apresentado para detectar a intensidade de umfeixe eletrônico gerado ao longo de um trajeto. Uma detecção típica inclui umcondutor exposto afixado a um suporte que é configurado para localizar ocondutor dentro de um trajeto de um feixe eletrônico; um segundo condutorisolado do condutor exposto, o segundo condutor sendo conectado com umpotencial de tensão e parcialmente circundando o condutor exposto paraformar uma blindagem de plasma, a blindagem de plasma tendo uma janelapela qual o condutor exposto é exposto ao feixe eletrônico, a janela sendoposicionada pelo menos em uma direção do trajeto de feixe eletrônico.

Um aparelho é apresentado para detectar a intensidade de umfeixe eletrônico gerado ao longo de um trajeto. O aparelho típico incluidispositivos para conduzir uma corrente estabelecida pelos elétrons do feixeeletrônico; e dispositivos de blindagem para proteger os dispositivoscondutores contra o plasma, os dispositivos de blindagem tendo uma janelaaberta localizada para expor diretamente pelo menos uma parte dosdispositivos condutores a um trajeto do feixe eletrônico.

Um detector é exposto para detectar a intensidade de um feixeeletrônico gerado ao longo de um trajeto. Um detector típico inclui umcondutor exposto afixado a um suporte que é configurado para localizar ocondutor dentro de um trajeto de um feixe eletrônico, e um segundo condutorisolado do condutor exposto e posicionado para exercer uma influência doselétrons secundários sobre o condutor exposto substancialmente limitando aexposição do dito condutor pelo menos a direção do trajeto de feixeeletrônico.

Um método é exposto para irradiar uma área alvo com umfeixe eletrônico emitido ao longo de um trajeto. Um método típico éapresentado para emitir um feixe eletrônico através de uma janela de saída deelétrons e ao longo de um trajeto; detectar o feixe eletrônico emitido pelajanela de saída de elétrons, a detecção sendo efetuada usando um condutorexposto e um segundo condutor isolado do condutor exposto, o segundocondutor parcialmente circundando o condutor exposto para formar umablindagem de plasma tendo uma janela posicionada pelo menos em umadireção do trajeto de feixe eletrônico; e manter um material alvo móvel emuma posição de medição desejada em relação ao condutor exposto.

DESCRIÇÃO SUCINTA DOS DESENHOS

Demais aspectos característicos e modalidades se evidenciarãoaqueles versados na técnica pela leitura da seguinte descrição detalhada demodalidades preferenciais em conjunção com os desenhos apensos, nos quaisnumerais de referência idênticos foram usados para designar elementosidênticos, e de acordo com os quais:

A figura 1 mostra um sistema típico para irradiar uma áreaalvo com um feixe eletrônico de acordo com uma modalidade típica;

As figuras 2 e 3A-3B ilustram modalidades típicas deconfigurações de múltiplos detectores; e

As figuras 4A-4K e 5 mostram modalidades alternativas de umdetector de feixe eletrônico.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERENCIAIS

A figura 1 mostra um aparelho, representado como um sistematípico 100, para irradiar uma área alvo dentro de um feixe eletrônico emitidoao longo do trajeto. O sistema 100 pode incluir um aparelho, tal como umdetector 104, para detectar a intensidade de um feixe eletrônico gerado aolongo de um trajeto. O detector 104 pode incluir um dispositivo, tal como umcondutor exposto 105, para conduzir uma corrente estabelecida pelos elétronsdo feixe eletrônico. Em uma modalidade típica, o condutor exposto 105 éafixado a um suporte 112 que é configurado para localizar o condutor dentrode um trajeto de um feixe eletrônico 106.

O detector 104 também pode incluir um dispositivo (deblindagem), tal como um segundo condutor 107, para proteção dosdispositivos condutores em relação ao plasma, o dispositivo de blindagemtendo uma janela localizada para expor os dispositivos condutores a umtrajeto do feixe eletrônico. O segundo condutor 107 pode ser isolado docondutor exposto 105, e pode ser configurado para parcialmente circundar ocondutor exposto para formar uma blindagem de plasma. A blindagem deplasma pode, por exemplo, incluir uma janela pela qual pelo menos uma partedo condutor exposta é diretamente exposta ao feixe eletrônico, a janela sendoposicionada pelo menos em uma direção do trajeto de feixe eletrônico.

Em uma modalidade típica, o segundo conduto 107 éconectado com um potencial de tensão tal como um potencial terrestre dodetector (e.g., um potencial terrestre do sistema típico 100), ou é conectadocom um potencial de tensão suficiente para exercer um impacto sobre a taxa àqual os elétrons são extraídos do plasma em uma vizinhança do detector.

Conforme aqui reportado, esta taxa pode ser determinadaempiricamente ajustando a tensão aplicada ao segundo condutor até um níveldesejado de consistência e precisão na medição da intensidade do feixeeletrônico ser atingido através de um período de tempo especificado. Duranteeste período de tempo especificado, a intensidade do feixe eletrônico pode sermonitorada, por exemplo, conectando o segundo condutor com um potencialde teste, e por simultaneamente usar um segundo detector independente(configurado similarmente ao detector da figura 1, ou outra configuraçãoapropriada, com sua camada externa ao potencial terrestre). O segundodetector pode ser periodicamente colocado no trajeto de feixe eletrônicoatravés do período de tempo especificado para medir a intensidade do feixeeletrônico durante uma fase de ajuste. O segundo detector, quandoperiodicamente inserido no interior do trajeto de feixe eletrônico, pode serusado para obter uma medição que é comparada contra a medição obtidausando o detector da figura 1 (que é continuamente mantido dentro do trajetode feixe eletrônico). Entre medições, o segundo detector pode ser removidodo trajeto do feixe eletrônico e qualquer acúmulo de plasma pode serdescarregado. O potencial de tensão sobre o detector da figura 1 pode serajustado através de diferentes ciclos de fase de ajuste até um potencial detensão aplicado ao segundo condutor ser identificado que proporciona umaconsistência e precisão desejadas das medições do detector da figura 1. Emuma modalidade típica, um potencial de tensão da ordem de 0 a 10 volts podeser aplicado ao segundo condutor.

Na modalidade da figura 1, o segundo condutor 107 éposicionado abaixo do condutor 105 de tal maneira que a "janela" é formadapor uma parte exposta do condutor 105 que não está em relação direta deconfronte o segundo condutor 107. Modalidades típicas adicionais da janelaserão expostas posteriormente com respeito à figura 4. O segundo condutor107 é isolado do condutor exposto e posicionado para exercer uma influênciados elétrons secundários sobre o condutor exposto por substancialmentelimitar a exposição do condutor exposto pelo menos a uma direção do trajetode feixe eletrônico.

O detector típico 104 pode ser usado em cominação comoutras partes do sistema 100 da figura 1. Na figura 1, o sistema 100 incluidispositivos para emitir elétrons, tal como um gerador de feixe eletrônico 102,para emitir o feixe eletrônico 106 ao longo de um trajeto. Um dispositivo, talcomo o suporte 114, é previsto para suportar um material alvo em uma áreaalvo 108. O detector 104 pode ser usado para detectar uma intensidade de umfeixe eletrônico 106 gerado pelo gerador de feixe eletrônico ao longo de umtrajeto que irradia uma área alvo 108.

O gerador de feixe eletrônico 102 para emitir um feixeeletrônico 106 ao longo de um trajeto inclui uma câmara de vácuo 110. Osuporte 112 é previsto para suportar o detector de feixe eletrônico em umaposição ao longo do trajeto entre a câmara de vácuo e a área alvo. O detector104 é isolado do suporte 112 através de um isolador 109. O detector de feixeeletrônico 104 pode ser formado com um condutor exposto localizado emuma posição ao longo do trajeto entre a câmara de vácuo 110 e a área alvo108 para detectar e temporariamente medir a intensidade do feixe eletrônico106 que egressa da câmara de vácuo.

O suporte 114 que é ρ revisto para suportar um material alvodentro da vizinhança da área alvo 108 pode ser associado com, por exemplo,um dispositivo fixador de material de embalagem 116. Em uma modalidadetípica, o suporte 114 para o material alvo pode ser um rolo transportador dafolha contínua de material de embalagem ou qualquer outro dispositivoapropriado. O suporte 114 pode ser usado para manter o material alvo na áreaalvo em uma posição de medição desejada em relação ao condutor exposto dodetector de feixe eletrônico 104.

A posição de medição desejada pode, por exemplo, ser umaposição que está a uma distância estável do condutor exposto.Alternativamente, pode ser uma posição que está a uma distância variávelreproduzível controlada do condutor exposto. Como tal, a posição de mediçãodesejada pode ser uma de múltiplas condições quando um material alvo émovido em e em torno de uma vizinhança do feixe eletrônico 106.

O suporte 112 para o detector de feixe eletrônico 104 pode serconfigurado para localizar o detector entre o gerador de feixe eletrônico e aárea alvo 108, dentro de um trajeto direto de um feixe eletrônico a ser geradopelo gerador de feixe eletrônico 102. Como reportado aqui, a frase "dentro deum trajeto direto" refere-se a uma locação entre a saída de feixe eletrônico deuma janela de saída de feixe eletrônico e a área alvo, de tal maneira que todosos elétrons ao longo de uma largura desejada do feixe 106 sejam detectados, enão apenas os elétrons de uma área limitada. Os elétrons do feixe em trajetosparalelos incidem sobre qualquer objeto alvo colocado na área alvo 108.

O gerador de feixe eletrônico 102, como mostrado namodalidade típica da figura 1, inclui uma fonte de alimentação de alta tensão118, própria para aplicar tensão suficiente para ativar o gerador de feixeelétrico para a aplicação desejada. O gerador de feixe eletrônico tambéminclui uma fonte de alimentação de energia de alta tensão 118

118 com uma tensão de saída apropriada para um filamentoemissor de elétrons 122 do gerador de feixe eletrônico. Além disso, a fonte dealimentação de energia de alta tensão inclui um controle de grade 119.

O filamento 122 pode ser alojado em um refletor no interior dacâmara de vácuo 110. Em uma modalidade típica, a câmara de vácuo 110pode ser hermeticamente selada. Em operação, os elétrons (e') do filamento122 são emitidos ao longo de um trajeto de feixe eletrônico, tal como o trajetoao longo do feixe eletrônico 106, em uma direção no sentido da área alvo 108.

Na modalidade típica da figura 1, o detector 104 é mostradocomo sendo independente do gerador de feixe eletrônico 102. O feixeeletrônico 108 gerado pelo filamento 122 pode passar através de uma janelade saída de elétrons 124 do gerador de feixe eletrônico. Os elétricos que atingem o detector de feixe eletrônico 104podem ser detectados e medidos. Por exemplo, um medidor de corrente 126pode ser previsto para medir a corrente elétrica no condutor exposto dodetector de feixe eletrônico 104, como uma medida de intensidade do feixeeletrônico. Uma saída do medidor de corrente pode ser fornecida a umcontrolador 128, que pode servir como um dispositivo para ajustar aintensidade do feixe eletrônico em resposta a uma saída do detector de feixeeletrônico. Por exemplo, a intensidade do feixe eletrônico pode ser regulada aum ponto prefixado usando a realimentação do controlador 128. Emmodalidades típicas, o feixe eletrônico pode ser emitido com uma energia de,por exemplo, menos de 100 keV ou menor ou maior conforme desejado (e.g.,60 a80 keV).

O medidor de corrente 126 pode ser qualquer dispositivopróprio para medir uma intensidade do feixe eletrônico quer direta querindiretamente. Por exemplo, o medidor de corrente pode ser um voltímetroem combinação com um resistor, ou um amperímetro, ou qualquer outrodispositivo apropriado.

O detector de feixe eletrônico típico 104 inclui um condutorexposto que pode, por exemplo, ser formado como uma sonda de fio nu. Emuma modalidade típica, o condutor exposto do detector 104 pode ser um fiode cobre ou de aço inoxidável ou qualquer outro condutor apropriado. Paraproteger o fio em relação ao ambiente ele pode ser revestido com umrevestimento condutivo. Por exemplo, o revestimento condutivo externo podeser de um material condutivo inerte, tal como ouro ou diamante.

O condutor, quando introduzido no feixe eletrônico, podecapturar elétrons que podem ser gravados como uma corrente elétricarepresentando uma medição temporária de intensidade de feixe eletrônico. Ocondutor pode ser configurado de dimensões relativamente pequenas para seajustar em qualquer geometria.

Quando um elétron emitido pelo filamento 122 da figura 1 sepropaga no sentido da área alvo, colidirá com moléculas de ar ao longo destetrajeto. Os elétrons emitidos podem ter energia suficiente para ionizar o gásao longo deste trajeto, desse modo criando um plasma que contém íons eelétrons. Os elétrons de plasma são elétrons secundário, ou elétrons térmicos,com baixa energia comparados com os elétrons do feixe eletrônico. Oselétrons de plasma têm velocidade vetorial randomizada e podem somente sepropagar por uma distância, a extensão da qual é uma pequena fração dotrajeto livre médio para os elétrons do feixe.

Em modalidades típicas, o detector pode ser formado comouma unidade mapeadora de dose. Por exemplo, a figura 2 mostra umamodalidade típica na qual duas medições dimensionais de intensidade de feixeeletrônico podem ser providas Aqui, um conjunto típico de detectores éformado como uma grade para detectar a intensidade de um feixe eletrônicoem cada uma de múltiplas locações dentro de duas dimensões de uma seçãotransversal do trajeto do feixe eletrônico (isto é, em um plano transversal aotrajeto de feixe eletrônico).

No detector 300 da figura 2, um conjunto de detectores 302pode ser provido em um conjunto de grade que pode ser afixado a uma janelade saída de elétrons 306. O detector 300 pode assim ser considerado comouma malha de detectores, ou uma unidade mapeadora de dose. Informaçõesprovenientes de cac^.—-j- -- '

sinal, posições de condutores e assim por diante), podem ser usadas paraproduzir uma representação de intensidade de emissão através de umprocessador 304. Além disso, a disposição em grade pode funcionar comouma proteção para a janela de saída 306.

Além disso, na modalidade típica da figura 2, os detectores302 podem ser dispostos a ângulos entre si, e/ou a ângulos em relação a umadireção de transporte desejada de um material alvo na área alvo, e em umplano transversal ao trajeto do feixe eletrônico. Uma configuração deste tipopode resultar em uma interação negativa entre barras de regulação de ummaterial alvo passando sob a grade.

Por exemplo, onde um objeto alvo, tal como um material deembalagem, passa por uma parte inferior do diagrama, por exemplo, na figura2 para um topo do diagrama, todas as patês do material de embalagem serãoigualmente irradiadas pelo feixe eletrônico quando o material passa. Osdetectores angulares detectarão o feixe eletrônico em múltiplas locaçõesatravés de sua seção transversal bidimensional, dessa maneira proporcionandouma representação gráfica exata da intensidade do feixe eletrônico semexercer um impacto sobre o método de esterilização. Todavia, deve serentendido que em uma modalidade típica (não mostrada) o ângulo podeigualmente ser de 0 ou 90 graus, isto é, o detector pode ser posicionado emângulos retos com a janela de saída de elétrons.

As figuras 3A e 3B mostram modalidades típicas nas quaisjanelas de saída 308 e 310, respectivamente são formadas como estruturastendo suportes em colméia. A janela de saída pode ser formada usando umafolha suportada sobre a estrutura em colméia. Os orifícios da estrutura emcolméia permitem a passagem do feixe eletrônico da câmara de vácuo nosentido de um detector 104a na figura 3A. Na figura 3B, múltiplos detectores104b, 104c, 104d e 104e são providos em uma disposição simétrica. Qualquernúmero dos ditos detectores pode, naturalmente, ser usado. Os detectoresnestas modalidades podem igualmente funcionar como uma proteção dejanela.

As figuras 4A-4K mostram ainda modalidades adicionais dedetectores típicos.

Estes detectores podem ser usados de acordo com modalidadestípicas como o detector 104 da figura 1.

Na figura 4A, um detector é mostrado compreendendo umcondutor exposto 404 que é usado para detectar a intensidade temporária doselétrons no feixe eletrônico. Um segundo condutor 402 do detector 104 éformado como uma camada externa que é isolada do condutor exposto 404por uma camada isolante 406. O segundo condutor 402 é conectado com umpotencial de tensão, tal como potencial terrestre ou qualquer outro potencialdesejado, de uma maneira conforme exposta com respeito ao segundocondutor 107 da modalidade da figura 1.

O segundo condutor 402, e a camada isolante 406, somentecircunda parcialmente o condutor 404 de forma que o condutor 404 é expostoatravés de uma janela 408 a um ângulo de blindagem/exposição desejado. Namodalidade típica descrita aqui, o ângulo de exposição é um ângulo querepresenta a parte do condutor 404 que é diretamente exposta ao feixeeletrônico 106 (e.g., o feixe emitido através da janela de feixe eletrônico 124).

Na figura 4A, a parte exposta do condutor 404 éaproximadamente de 60 graus de tal modo que o ângulo deblindagem/exposição seria de 300 graus. Naturalmente qualquer ângulo deblindagem/exposição pode ser usado, inclusive porem não limitado a ângulosde 180 graus, menores ou maiores.

Na modalidade da figura 4A, quando o material alvo estáposicionado a uma distância estável do condutor, plasma não afetarásubstancialmente a intensidade do feixe eletrônico. O plasma serásubstancialmente atraído para o material alvo e não será capturado pelocondutor 404.

As figuras 4A-4K mostram modalidades de um detector quepode ser usado, por exemplo, em casos onde a distância do detector para omaterial alvo flutua. Estes detectores também podem ser usados, por exemplo,para distâncias estáveis ou distâncias que variam de uma maneira controlada.

A figura 4B mostra uma modalidade alternativa quecompreende um condutor exposto 404 e um segundo condutor 402 mantido aum potencial de tensão tal como o potencial terrestre. O segundo condutor éformado com uma seção transversal em forma de U, e como mostrado, umângulo de blindagem/exposição de 180 graus. O segundo condutor 402 éprevisto de forma que variações na quantidade de elétrons plasma próximosao condutor exposto 404 serão substituídas pelo segundo condutor 402.

O segundo condutor 402 pode ser usado para minimizar oimpacto de plasma sobre as medições de corrente e formar uma blindagempara o condutor 404, prevenindo que seja substancialmente afetado peloselétrons plasma circundantes. Os elétrons plasma em vez disso serão atraídospelo condutor aterrado 402. Na modalidade ilustrada na figura 4B o ar entre ocondutor 404 e o condutor aterrado 402 serve como isolante. Configuraçõesalternativas ao uso de um condutor cilíndrico 404 se evidenciarão aquelesversados na técnica. Por exemplo, de preferência a um cilindro, um condutorquadrado pode ser formado.

Na figura 4C, o condutor aterrado 402 é formado com umaconfiguração mais esquadrejada, com um ângulo de blindagem/exposição de180 graus.

As figuras 4D-4AJ, como a figura 4A, incluem um materialisolante entre o condutor exposto 404 e o condutor aterrado 402 comoisolamento.

As figuras 4D-4J mostram configurações alternadas dodetector 104, na qual para fins de ilustração, o ângulo de blindagem/exposiçãoé de 180 graus.

Na figura 4D, seções transversais mais esquadrejadas sãousadas para o condutor exposto 404 e o condutor aterrado 402, e um materialisolante 406 é previsto entre os dois condutores.

A figura 4E mostra um detector compreendendo um condutorexposto 404 tendo uma seção transversal retangular, e um segundo condutorformado como um substrato aterrado 402, com um membro isolante 406intercalado.

A figura 4F mostra uma configuração similar, na qual osubstrato 402 é formado para casar com o perfil da camada isolante 406 e docondutor exposto 404.

Na figura 4G, uma disposição da figura 4F é usada com umcondutor exposto cilíndrico 402. Na figura 40, observe-se que o segundocondutor 402 circunda uma superfície superior da camada isolante 406confrontando o gerador de feixe eletrônico.

Na figura 4H, um condutor exposto de forma cilíndrica e umcondutor aterrado são usados, no qual o segundo condutor 402 tem a janela408 formada como uma abertura em uma direção confrontante com o geradorde feixe eletrônico.

Na figura 41 outra modalidade é mostrada na qual o detector éformado como um sanduíche com seção transversal em 'U' compreendendoum condutor exposto 404 e um segundo condutor 402 com uma camadaisolante 406 interposta.

Na figura 4J é mostrada uma modalidade algo similar àquelada figura 1, na qual a camada isolante 406 tem uma seção transversal em 'U'.O segundo condutor 402 é dividido em duas partes, com isto cada respectivaparte é provida sobre uma extremidade de perna do U. O condutor exposto404 é previsto sobre o lado interno da camada isolante em forma de 'U' e éisolado do segundo condutor 402.

Assim, nestas configurações, pelo menos uma parte docondutor 404 é diretamente exposta ao feixe eletrônico emitido pelo geradorde feixe eletrônico. Naturalmente, aqueles versados na técnica apreciarão queoutras configurações e perfis e seleções de materiais para o condutor exposto,segundo condutor e camada isolante podem ser usadas. Por exemplo, ocondutor exposto pode ser formado como uma superfície condutiva de umsubstrato. Da mesma maneira o segundo condutor pode ser formado comouma superfície condutiva de um substrato. O substrato pode ser uma camadaou membro isolante, na qual ambos os condutores são formados.

A figura 4K mostra uma modalidade alternativa na qual ocondutor exposto 404 é incluído dentro de um isolador formado como camadaisolante 406 que tem uma configuração em Η. O segundo condutor 402 éprovido no interior de uma parte do membro isolante configurada em H 406,de tal maneira que está isolado do condutor exposto 404, e não é diretamenteexposto ao feixe eletrônico 106 emitido, por exemplo, por uma janela de saídade elétrons 104. Os condutores 402, 404 podem ser formados como fios nus.

Cada condutor exposto 404 e o segundo condutor 402 podemser conectados com dispositivos medidores, tais como medidores de corrente412 e 414 que produzem saídas A1 e A2, respectivamente. As saídas dosmedidores de corrente 412 e 414 podem ser fornecidas ao controlador 128 dafigura 4. A intensidade do feixe eletrônico pode ser determinada como umamedida ArA2, na qual A1 é uma medida de corrente proporcional a ambos oselétrons e plasma, ao passo que A2 é uma medida de plasma somente. Estasdimensões também podem ser usadas para determinar a intensidade de feixeeletrônico.

Na figura 5 é ilustrada uma modalidade algo similar àquela dafigura 4A. Um condutor exposto 504 é previsto, que de preferência éproduzido de um metal, por exemplo, alumínio. O condutor 504 éparcialmente coberto por uma camada isolante 506 produzida de um óxido,por exemplo, óxido de alumínio (Al2O3). A camada isolante podealternativamente ser produzida de outro material isolante tal como, porexemplo, um polímero. Um segundo condutor 502 é formado sobre o exteriorda camada isolante 506. O segundo condutor 502 de preferência é produzidode ouro (Au). O segundo condutor 502 e a camada isolante 506 somenteparcialmente circunda o condutor 504 na área do alvo, de forma que ocondutor 504 é exposto através de uma janela 508. Todavia, a janela 508 nãose estende ao longo da inteira extensão do detector, somente na área alvo, istoé, no trajeto do feixe eletrônico. Nas extremidades do detector o fio dealumínio é exposto para atuar como conectores para o detector. O detector deacordo com a presente modalidade pode ser manufaturado pelo fato de um fiode alumínio ser coberto por uma espessa camada do óxido de alumíniousando, por exemplo, um método de anodização. A camada de ouro édepositada usando, por exemplo, a técnica de deposição de vapor de plasma.Posteriormente, a janela 508 é esmerilhada para expor o fio 504.

A modalidade descrita na figura 5 pode alternativamentecompreender uma camada isolante 506 produzida de um tubo de cerâmica,por exemplo, de um tubo de óxido de alumínio (AI2O3). O condutor exposto504 pode ser um fio de aço inoxidável, possivelmente com uma delgadacamada de ouro. O diâmetro do fio de preferência é ligeiramente menor que odiâmetro interno do tubo, para que o fio possa ser empurrado para o interiordo tubo durante a manufatura do detector. Desta maneira o detector seráinsensível à expansão térmica. O tubo é revestido com um segundo condutorna forma de uma camada de ouro 502 sobre sua superfície exterior.Posteriormente, a janela 508 é esmerilhada para expor o fio 504. A janelapode ter qualquer formato, tal como retangular, elíptico.

Será apreciado por aqueles versados na técnica que a presenteinvenção ode ser incorporada em outras formas específicas sem se afastar doseu espírito ou de suas características essenciais. As modalidadespresentemente expostas são, por conseguinte, consideradas sob todos osaspectos como ilustrativas e não limitativas. O âmbito da invenção é indicadopelas reivindicações apensas mais exatamente do que pela descriçãoprecedente e todas as variações que se enquadrem dentro do significado,alcance e equivalência da mesma são propostas para serem nelas abrangidas.

Claims (15)

1. Detector (104; 300) para detectar uma intensidade de umfeixe eletrônico (106) gerado ao longo de um trajeto, caracterizado pelo fatode compreende:um condutor exposto (105; 404) afixado a um suporte (112)que é configurado para localizar o condutor dentro de um trajeto de um feixeeletrônico (106); eum segundo condutor (107; 402) isolado do condutor exposto(105; 404), o condutor (107; 402) sendo conectado com um potencial detensão e parcialmente circundando o condutor exposto e parcialmentecircundando o condutor exposto (105; 404) para formar uma blindagem deplasma, a blindagem de plasma tendo uma janela pela qual o condutorexposto (105; 404) é exposto ao feixe eletrônico (106), a janela sendoposicionada pelo menos em uma direção do trajeto do feixe eletrônico.

2. Detector de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o segundo condutor (107; 402) é conectado com o potencialterrestre do detector (104).

3. Detector de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o segundo condutor (107; 402) é conectado com umpotencial de tensão suficiente para exercer um impacto sobre a taxa à qual oselétrons são extraídos do plasma em uma vizinhança do detector (104).

4. Detector de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende:um medidor de corrente (126) para detectar a corrente elétricano condutor exposto (105) como uma medida de intensidade do feixeeletrônico.

5. Detector de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o condutor exposto (105) é formado com um revestimentocondutivo exterior.

6. Detector de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende:um conjunto de condutores expostos para detectar umaintensidade do feixe eletrônico (106) em cada uma múltiplas locações dentrodo trajeto, eque os condutores expostos do conjunto são dispostos emângulos em relação a uma direção de transporte desejada de um material alvodentro de uma área alvo (108) e em um plano transversal ao trajeto.

7. Detector de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende:um membro isolante (406) conectado com o condutor aterrado (402).

8. Detector de acordo com a reivindicação 1, em combinaçãocom um sistema (100) para irradiar uma área alvo (108) com um feixeeletrônico (106) emitido ao longo de um trajeto, caracterizado pelo fato deque compreende:um gerador de feixe eletrônico (102) para emitir o feixeeletrônico (106) ao longo de um trajeto, no qual o gerador de feixe eletrônico(102) inclui uma janela de saída de elétrons (124), o detector (104) sendolocalizado em uma posição ao longo do trajeto entre o gerador de feixeeletrônico (102) e uma área alvo (108) para detectar uma intensidade do feixeeletrônico (106) emitido pela janela de saída de elétrons (124).

9. Detector de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que o detector (104; 300) é aplicado sobre um exterior da janelade saída de elétrons (124).

10. Detector de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que compreende:um controlador de feixe eletrônico (128) para ajustar aintensidade do feixe eletrônico (106) em resposta a uma saída do detector defeixe eletrônico (104, 300).

11. Detector para detectar a intensidade de um feixe eletrônicogerado ao longo de um trajeto, caracterizado pelo fato de que compreende:um condutor exposto (404) afixado a um suporte (112) que é configurado para localizar o condutor (404) dentro de um trajeto de um feixeeletrônico (106); eum segundo condutor (402) isolado do condutor exposto (404)e posicionado para ter um impacto sobre a influência dos elétrons secundáriossobre o condutor exposto (404) substancialmente limitando a exposição docondutor exposto (404) pelo menos à direção do trajeto de feixe eletrônico.

12. Detector de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que a influência dos elétrons secundários sobre o condutorexposto (404) é obtida limitando substancialmente um ângulo de exposição docondutor à exposição pelo menos na direção do trajeto do feixe eletrônico(106).

13. Detector de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que compreende:um medidor de corrente (126) para medir a corrente elétrica nocondutor exposto (404, 105) como uma medida de intensidade do feixe eletrônico.

14. Método para irradiar uma área alvo (108) com um feixeeletrônico (106) emitido ao longo de um trajeto, caracterizado pelo fato deque compreende;emitir um feixe eletrônico (106) através de uma janela de saída (124) e ao longo de um trajeto;detectar o feixe eletrônico (106) emitido pela janela de saídaeletrônica (124), a detecção sendo realizada usando um condutor exposto(105; 404); eum segundo condutor (107; 402) isolado do condutor exposto(105; 404), o segundo condutor (107; 402) parcialmente circundando ocondutor exposto (105; 404) para formar uma blindagem de plasma tendouma janela (408) posicionada pelo menos na direção do trajeto de feixeeletrônico; emanter um material alvo móvel em uma posição de mediçãodesejada em relação ao condutor exposto (105; 404).

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que o condutor exposto (105; 404) é localizado entre a janela desaída de elétrons (124) e o material alvo.