JP2001143983A - 電子線照射処理方法 - Google Patents
電子線照射処理方法Info
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- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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- B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 真空管型の電子線管と被処理物との距離が長
くなっても、大きなエネルギーの電子線を被照射物に照
射できるようにし、ワークが厚かったり、大きなワーク
であっても処理できるようにすること。 【解決手段】 電子線管３（ＥＢ管）から放射される電
子線は、窓４を介して処理室５内に放射され、ワーク１
上に塗布されたレジストやインキ等の被照射物２に照射
される。処理室５内は、空気（窒素）よりも低い密度の
気体（ヘリウム、窒素とヘリウムの混合ガス、ネオン
等）の雰囲気とする。処理室５内を、空気（窒素）より
も密度の低い気体の雰囲気としたので、電子線管から照
射される電子線が到達する距離を長く、また、到達する
範囲を広くすることができる。
くなっても、大きなエネルギーの電子線を被照射物に照
射できるようにし、ワークが厚かったり、大きなワーク
であっても処理できるようにすること。 【解決手段】 電子線管３（ＥＢ管）から放射される電
子線は、窓４を介して処理室５内に放射され、ワーク１
上に塗布されたレジストやインキ等の被照射物２に照射
される。処理室５内は、空気（窒素）よりも低い密度の
気体（ヘリウム、窒素とヘリウムの混合ガス、ネオン
等）の雰囲気とする。処理室５内を、空気（窒素）より
も密度の低い気体の雰囲気としたので、電子線管から照
射される電子線が到達する距離を長く、また、到達する
範囲を広くすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等に
塗布されたレジストの硬化や、各種印刷物に塗布された
インキの乾燥など、電子線を被照射物に照射して被照射
物を化学変化させて処理する電子線照射処理方法に関す
る。
塗布されたレジストの硬化や、各種印刷物に塗布された
インキの乾燥など、電子線を被照射物に照射して被照射
物を化学変化させて処理する電子線照射処理方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハ等のに塗布されたレジスト
の硬化、基板等に塗布された塗料、インキ、接着剤、保
護用樹脂の乾燥や硬化のために、電子線照射を利用する
ことが提案されてきている。電子線管には、電界放出型
と熱電子放出型の２種類がある。いずれの方式において
も、チャンバの中に、カソードとアノードとを備えた電
子線源を備え、該チャンバ内に被照射物を配置するもの
である。電界放出型の電子線管としては、例えば、特表
平１１−５０５６７０号公報の図１に示すものが知られ
ている。電界放出型の電子線管は、被照射物を配置する
チャンバ内を高真空にする必要がある。
の硬化、基板等に塗布された塗料、インキ、接着剤、保
護用樹脂の乾燥や硬化のために、電子線照射を利用する
ことが提案されてきている。電子線管には、電界放出型
と熱電子放出型の２種類がある。いずれの方式において
も、チャンバの中に、カソードとアノードとを備えた電
子線源を備え、該チャンバ内に被照射物を配置するもの
である。電界放出型の電子線管としては、例えば、特表
平１１−５０５６７０号公報の図１に示すものが知られ
ている。電界放出型の電子線管は、被照射物を配置する
チャンバ内を高真空にする必要がある。
【０００３】一方、近年、窓を有する真空管型の電子線
管が市販されるようになった（例えば、特表平１０−５
１２０９２号公報参照）。上記電子線管は、電子線を透
過させる窓を有する真空容器内に熱電子放射部と電子線
加速部を設け、上記熱電子放射部から放出される熱電子
を上記電子線加速部で加速して上記窓から放射させるよ
うにしたものである。このような電子線管を用いると、
電子線管の窓から常圧空気中に電子線を取出すことがで
きる。このため、被照射物が配置される雰囲気を減圧す
る必要がなく、減圧のための真空ポンプや真空チャンバ
が不要となり、電子線照射処理装置の構成が簡単で取扱
いも容易になる。
管が市販されるようになった（例えば、特表平１０−５
１２０９２号公報参照）。上記電子線管は、電子線を透
過させる窓を有する真空容器内に熱電子放射部と電子線
加速部を設け、上記熱電子放射部から放出される熱電子
を上記電子線加速部で加速して上記窓から放射させるよ
うにしたものである。このような電子線管を用いると、
電子線管の窓から常圧空気中に電子線を取出すことがで
きる。このため、被照射物が配置される雰囲気を減圧す
る必要がなく、減圧のための真空ポンプや真空チャンバ
が不要となり、電子線照射処理装置の構成が簡単で取扱
いも容易になる。
【０００４】図６に、上記窓を有する真空管型の電子線
管（以下ＥＢ管と呼ぶ）を用いて被照射物に電子線を照
射する電子線照射処理装置の概略構成を示す。同図にお
いて、１は被照射物が塗布されたウエハや基板等（以下
では、被照射物が塗布された基板等のことをワークと呼
ぶ）、２はワーク１上に塗布されたレジストやインキ等
の被照射物、３は前記した真空管型の電子線管（ＥＢ
管）、４は電子線が放射される窓である。ワーク１は常
圧、窒素雰囲気中の処理室５内に置かれている。なお、
窒素の密度は１．２５g/l 、空気の密度は１．２８g/l
であり両者の密度に大きな違いがないので、ここでは窒
素雰囲気を空気雰囲気と同等であるとして説明する。電
子線はＥＢ管３内で作られ、窓４から外部に出射され
る。ＥＢ管３を、実際に被照射物に電子線を照射する装
置として適用する場合、図６に示すように、窓４の近辺
に、窓冷却手段７を設ける必要がある。
管（以下ＥＢ管と呼ぶ）を用いて被照射物に電子線を照
射する電子線照射処理装置の概略構成を示す。同図にお
いて、１は被照射物が塗布されたウエハや基板等（以下
では、被照射物が塗布された基板等のことをワークと呼
ぶ）、２はワーク１上に塗布されたレジストやインキ等
の被照射物、３は前記した真空管型の電子線管（ＥＢ
管）、４は電子線が放射される窓である。ワーク１は常
圧、窒素雰囲気中の処理室５内に置かれている。なお、
窒素の密度は１．２５g/l 、空気の密度は１．２８g/l
であり両者の密度に大きな違いがないので、ここでは窒
素雰囲気を空気雰囲気と同等であるとして説明する。電
子線はＥＢ管３内で作られ、窓４から外部に出射され
る。ＥＢ管３を、実際に被照射物に電子線を照射する装
置として適用する場合、図６に示すように、窓４の近辺
に、窓冷却手段７を設ける必要がある。
【０００５】電子線の通過によりＥＢ管３の窓４が昇温
するので、窓冷却手段７により窓４を冷却する。具体的
には、例えば窓近辺に設けた配管から冷却風を窓４に向
かって吹きつけることにより冷却する。従来の電子線照
射処理装置は、上記のように窓冷却手段７を設ける必要
があるため、ＥＢ管３と被照射物２との間に１５ｍｍ〜
３０ｍｍ程度の空間が必要であった。
するので、窓冷却手段７により窓４を冷却する。具体的
には、例えば窓近辺に設けた配管から冷却風を窓４に向
かって吹きつけることにより冷却する。従来の電子線照
射処理装置は、上記のように窓冷却手段７を設ける必要
があるため、ＥＢ管３と被照射物２との間に１５ｍｍ〜
３０ｍｍ程度の空間が必要であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の電子線照射処理装置は窓冷却手段７を設ける必要があ
るため、ＥＢ管３と被照射物２との間に１５ｍｍ〜３０
ｍｍ程度の空間が必要となる。さらに、ワーク１の電子
線照射処理室への搬送のしやすさ、立体物や厚いワ一ク
を処理可能とすること等を考慮すると、ＥＢ管３の窓４
とワ一ク１との距離が大きくても電子線照射処理ができ
ることが好ましい。すなわち、電子線照射処理として
は、以下の条件を満たすことが望まれる。 窓からの距離が大きくなっても、被照射物に電子線
が照射されること。 窓からの距離が大きくなっても、被照射物の広い面
積に電子線が照射されること。 窓からの距離が大きくなっても、被照射物の上部と
下部とで同じ面積に電子線照射がされること（被処理物
の厚さ方向における電子線照射範囲が均一であるこ
と）。 本発明は上記した事情に鑑みなされたものであって、本
発明の目的は、ＥＢ管と被処理物との距離が長くなって
も、大きなエネルギーの電子線を被照射物に照射できる
ようにし、ワークが厚かったり、大きなワークであって
も処理をすることが可能な電子線照射処理方法を提供す
ることである。
の電子線照射処理装置は窓冷却手段７を設ける必要があ
るため、ＥＢ管３と被照射物２との間に１５ｍｍ〜３０
ｍｍ程度の空間が必要となる。さらに、ワーク１の電子
線照射処理室への搬送のしやすさ、立体物や厚いワ一ク
を処理可能とすること等を考慮すると、ＥＢ管３の窓４
とワ一ク１との距離が大きくても電子線照射処理ができ
ることが好ましい。すなわち、電子線照射処理として
は、以下の条件を満たすことが望まれる。 窓からの距離が大きくなっても、被照射物に電子線
が照射されること。 窓からの距離が大きくなっても、被照射物の広い面
積に電子線が照射されること。 窓からの距離が大きくなっても、被照射物の上部と
下部とで同じ面積に電子線照射がされること（被処理物
の厚さ方向における電子線照射範囲が均一であるこ
と）。 本発明は上記した事情に鑑みなされたものであって、本
発明の目的は、ＥＢ管と被処理物との距離が長くなって
も、大きなエネルギーの電子線を被照射物に照射できる
ようにし、ワークが厚かったり、大きなワークであって
も処理をすることが可能な電子線照射処理方法を提供す
ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、窓を備えた真空管型の電子線管
により被照射物に電子線を照射して被照射物を処理する
に際し、被照射物が置かれる雰囲気を、空気（窒素）よ
りも低い密度の気体の雰囲気とした。これにより、電子
線管から照射される電子線が到達する距離を長く、ま
た、到達する範囲を広くすることができる。このため、
被照射物との距離を十分に大きく取ることができ、ワー
クが厚かったり、立体物である場合であっても処理が可
能となる。また、厚い被照射物であっても厚さ方向に均
一な処理が可能になる。
め、本発明においては、窓を備えた真空管型の電子線管
により被照射物に電子線を照射して被照射物を処理する
に際し、被照射物が置かれる雰囲気を、空気（窒素）よ
りも低い密度の気体の雰囲気とした。これにより、電子
線管から照射される電子線が到達する距離を長く、ま
た、到達する範囲を広くすることができる。このため、
被照射物との距離を十分に大きく取ることができ、ワー
クが厚かったり、立体物である場合であっても処理が可
能となる。また、厚い被照射物であっても厚さ方向に均
一な処理が可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例で使用した
電子線照射処理装置の構成を示す。同図において、１は
被照射物が塗布されたウエハや基板等のワーク、２はワ
ーク１上に塗布されたレジストやインキ等の被照射物、
３は前記したＥＢ管、４は電子線が放射される窓であ
る。また、５は処理室であり、処理室５には、ガス導入
口５ａ、ガス導出口５ｂが設けられており、該ガス導入
口５ａから処理室５内に空気（窒素）よりも低い密度の
気体（ヘリウム、ネオン等、あるいはそれらの混合気
体）を導入し、ガス導出口５ｂから処理室５内のガスを
排出する。これにより、処理室５内は上記気体に置換さ
れる。なお、図１には図示されていないが、前記図６に
示したように、窓４の近辺には窓冷却手段が設けられて
いる。
電子線照射処理装置の構成を示す。同図において、１は
被照射物が塗布されたウエハや基板等のワーク、２はワ
ーク１上に塗布されたレジストやインキ等の被照射物、
３は前記したＥＢ管、４は電子線が放射される窓であ
る。また、５は処理室であり、処理室５には、ガス導入
口５ａ、ガス導出口５ｂが設けられており、該ガス導入
口５ａから処理室５内に空気（窒素）よりも低い密度の
気体（ヘリウム、ネオン等、あるいはそれらの混合気
体）を導入し、ガス導出口５ｂから処理室５内のガスを
排出する。これにより、処理室５内は上記気体に置換さ
れる。なお、図１には図示されていないが、前記図６に
示したように、窓４の近辺には窓冷却手段が設けられて
いる。
【０００９】図１に示す装置を用い、ガス導入口５ａか
ら処理室５内に、窒素、ヘリウム、ヘリウムと窒素がそ
れぞれ５０％の混合気体（以下ヘリウム５０％と略記す
る）、ネオンを導入し、以下の実験を行った。 （１）実験条件 ５ｍｍ角の何も塗布されていないアルミ板をワーク１と
し、ＥＢ管３から電子線を照射しつつ、窓４から距離ｈ
の位置に置いたアルミ板を水平方向（図１における左右
方向）に移動させながら該アルミ板に流れる電流値を測
定した。図１に示すように、ワーク１であるアルミ板に
は電線が取り付けられ、電線は処理室５外の電流検出器
に接続される。アルミ板には電子線が照射されると電流
が発生し、発生した電流は電流検出器によって検出され
る。この電流の積算値は電子線照射量に対応すると考え
られる。
ら処理室５内に、窒素、ヘリウム、ヘリウムと窒素がそ
れぞれ５０％の混合気体（以下ヘリウム５０％と略記す
る）、ネオンを導入し、以下の実験を行った。 （１）実験条件 ５ｍｍ角の何も塗布されていないアルミ板をワーク１と
し、ＥＢ管３から電子線を照射しつつ、窓４から距離ｈ
の位置に置いたアルミ板を水平方向（図１における左右
方向）に移動させながら該アルミ板に流れる電流値を測
定した。図１に示すように、ワーク１であるアルミ板に
は電線が取り付けられ、電線は処理室５外の電流検出器
に接続される。アルミ板には電子線が照射されると電流
が発生し、発生した電流は電流検出器によって検出され
る。この電流の積算値は電子線照射量に対応すると考え
られる。
【００１０】図２に、例として、常圧窒素雰囲気、距離
ｈ＝２０ｍｍ及び５０ｍｍにおける上記アルミ板の水平
方向の位置に対するアルミ板に流れる電流値〔μＡ〕
（同図の縦軸）の変化を示す。横軸はアルミ板の水平方
向の距離であり、水平距離０は、ＥＢ管３の窓の中心直
下の位置を意味する。また、同図のは距離ｈ＝２０ｍ
ｍ、はｈ＝５０ｍｍのときの電流値を示す。なお、図
２は１本のＥＢ管を使用して、該ＥＢ管３に５０ｋＶの
電圧を印加し（電流２００μＡ）、５ｍｍ角のアルミ板
に流れる電流を測定した結果を示したものである。
ｈ＝２０ｍｍ及び５０ｍｍにおける上記アルミ板の水平
方向の位置に対するアルミ板に流れる電流値〔μＡ〕
（同図の縦軸）の変化を示す。横軸はアルミ板の水平方
向の距離であり、水平距離０は、ＥＢ管３の窓の中心直
下の位置を意味する。また、同図のは距離ｈ＝２０ｍ
ｍ、はｈ＝５０ｍｍのときの電流値を示す。なお、図
２は１本のＥＢ管を使用して、該ＥＢ管３に５０ｋＶの
電圧を印加し（電流２００μＡ）、５ｍｍ角のアルミ板
に流れる電流を測定した結果を示したものである。
【００１１】 実験では、前記した各気体を処理室５
内に導入し、いくつかの距離ｈに対して、図２のような
電流の変化曲線を測定し、電流値を積分した積分電流値
を求めた。この積分電流値の大小をもって距離ｈにおけ
る電子線照射量と定義した。距離ｈが大きくなっても、
積分電流値が変化しない（一定の値）であることが理想
的である。電流の変化曲線より半値幅（変化曲線のピー
ク値をＰとしたときＰ／２のときの変化曲線の幅）を求
め、この半値幅を持って電子線が照射される面積と定義
した。半値幅が同一の場合、電流の変化曲線の形状は一
致すると仮定している。距離ｈが大きくなるほど、半値
幅が大きくなることが理想的である。 被処理物の厚さ方向における電子線照射範囲の均一
性を調べるため、７．５μｍのポリイミド箔によりアル
ミ板を覆ったワークと、ポリイミド箔のないワークを使
用し上記電流値の半値幅を調べた。すなわち、ポリイミ
ド箔をワークに塗布された被処理物と仮定し、上記電流
値の半値幅を求めてポリイミド箔のないワークの半値幅
と比較し、このポリイミド箔の有無における半値幅の差
をもって、被処理物の厚さ方向における電子線照射範囲
の均一性と定義した。
内に導入し、いくつかの距離ｈに対して、図２のような
電流の変化曲線を測定し、電流値を積分した積分電流値
を求めた。この積分電流値の大小をもって距離ｈにおけ
る電子線照射量と定義した。距離ｈが大きくなっても、
積分電流値が変化しない（一定の値）であることが理想
的である。電流の変化曲線より半値幅（変化曲線のピー
ク値をＰとしたときＰ／２のときの変化曲線の幅）を求
め、この半値幅を持って電子線が照射される面積と定義
した。半値幅が同一の場合、電流の変化曲線の形状は一
致すると仮定している。距離ｈが大きくなるほど、半値
幅が大きくなることが理想的である。 被処理物の厚さ方向における電子線照射範囲の均一
性を調べるため、７．５μｍのポリイミド箔によりアル
ミ板を覆ったワークと、ポリイミド箔のないワークを使
用し上記電流値の半値幅を調べた。すなわち、ポリイミ
ド箔をワークに塗布された被処理物と仮定し、上記電流
値の半値幅を求めてポリイミド箔のないワークの半値幅
と比較し、このポリイミド箔の有無における半値幅の差
をもって、被処理物の厚さ方向における電子線照射範囲
の均一性と定義した。
【００１２】ポリイミド箔の有無において、半値幅がほ
ぼ一致していれば、被処理物の上面と下面とにおいて、
電子線が照射される範囲は一致し、したがって、被処理
物の厚さ方向に均一に処理できることを意味する。しか
し、ポリイミド箔有りの場合の半値幅が、ポリイミド箔
なしの場合の半値幅よりも小さい場合は、被処理物の下
面において電子線が照射される範囲が、上面のそれより
も狭いということになり、被照射物の厚さ方向における
処理が不均一になることを意味する。これは処理不良の
原因となる。距離が大きくなってもポリイミド箔の有無
において、半値幅がほぼ一致することが理想的である。
電子線が該ポリイミド箔を通過するためには、２０ｋＶ
以上のエネルギーを有する必要があることがわかってい
る。したがって、ポリイミド箔を通過すると半値幅が狭
くなるということは、被照射物に照射される電子線のエ
ネルギーが小さいということを示す。
ぼ一致していれば、被処理物の上面と下面とにおいて、
電子線が照射される範囲は一致し、したがって、被処理
物の厚さ方向に均一に処理できることを意味する。しか
し、ポリイミド箔有りの場合の半値幅が、ポリイミド箔
なしの場合の半値幅よりも小さい場合は、被処理物の下
面において電子線が照射される範囲が、上面のそれより
も狭いということになり、被照射物の厚さ方向における
処理が不均一になることを意味する。これは処理不良の
原因となる。距離が大きくなってもポリイミド箔の有無
において、半値幅がほぼ一致することが理想的である。
電子線が該ポリイミド箔を通過するためには、２０ｋＶ
以上のエネルギーを有する必要があることがわかってい
る。したがって、ポリイミド箔を通過すると半値幅が狭
くなるということは、被照射物に照射される電子線のエ
ネルギーが小さいということを示す。
【００１３】以上の前提の基に、処理室５内の気体を変
えて、上記距離ｈに対する積算電流値、距離ｈに対する
電流値曲線の半値幅および距離ｈに対するポリイミド箔
の有無における電流値曲線の半値幅を測定した。なお圧
力は常圧である。 （２）実験結果１：距離ｈに対する積算電流値 まず、ポリイミド箔のないアルミ板を用い、前記距離ｈ
に対する積算電流値を調べた。その結果を図３に示す。
図３において、横軸は、ＥＢ管３の窓からアルミ板まで
の距離ｈ〔ｍｍ〕、縦軸は、前記した積算電流値〔μ
Ａ〕である。なお、図３は図２と同様、１本のＥＢ管３
を使用して、該ＥＢ管３に５０ｋＶの電圧を印加し（電
流２００μＡ）、５ｍｍ角のアルミ板を使用した場合を
示したものである。
えて、上記距離ｈに対する積算電流値、距離ｈに対する
電流値曲線の半値幅および距離ｈに対するポリイミド箔
の有無における電流値曲線の半値幅を測定した。なお圧
力は常圧である。 （２）実験結果１：距離ｈに対する積算電流値 まず、ポリイミド箔のないアルミ板を用い、前記距離ｈ
に対する積算電流値を調べた。その結果を図３に示す。
図３において、横軸は、ＥＢ管３の窓からアルミ板まで
の距離ｈ〔ｍｍ〕、縦軸は、前記した積算電流値〔μ
Ａ〕である。なお、図３は図２と同様、１本のＥＢ管３
を使用して、該ＥＢ管３に５０ｋＶの電圧を印加し（電
流２００μＡ）、５ｍｍ角のアルミ板を使用した場合を
示したものである。
【００１４】図３において、は常圧窒素雰囲気の場合
である。常圧窒素雰囲気の場合には、距離ｈが大きくな
るにつれて積算電流値は徐々に低下し、距離ｈ＝６０ｍ
ｍでほぼ０になる。はヘリウム雰囲気の場合である。
ヘリウム雰囲気の場合には、距離ｈの範囲が１００ｍｍ
内であれば、積算電流値は、変動があるもののほとんど
低下せず、距離ｈが１００ｍｍ以上であっても電流値が
検出される。即ち、距離ｈを大きくしても、充分に大き
な電子線の照射量が得られることがわかる。は、ヘリ
ウム５０％雰囲気の場合である。ヘリウム５０％雰囲気
の場合には、距離ｈが大きくなるにつれて積算電流値は
減少するが、電流値が０になるのは距離ｈ＝９０ｍｍ
で、窒素雰囲気下よりも３０ｍｍ長くなった。は、ネ
オン雰囲気の場合である。ネオン雰囲気の場合には、ヘ
リウムの場合に比べて効果は小さいが、電流値が０にな
るのは、距離ｈ＝７０ｍｍで、窒素雰囲気下よりも１０
ｍｍ長くなった。
である。常圧窒素雰囲気の場合には、距離ｈが大きくな
るにつれて積算電流値は徐々に低下し、距離ｈ＝６０ｍ
ｍでほぼ０になる。はヘリウム雰囲気の場合である。
ヘリウム雰囲気の場合には、距離ｈの範囲が１００ｍｍ
内であれば、積算電流値は、変動があるもののほとんど
低下せず、距離ｈが１００ｍｍ以上であっても電流値が
検出される。即ち、距離ｈを大きくしても、充分に大き
な電子線の照射量が得られることがわかる。は、ヘリ
ウム５０％雰囲気の場合である。ヘリウム５０％雰囲気
の場合には、距離ｈが大きくなるにつれて積算電流値は
減少するが、電流値が０になるのは距離ｈ＝９０ｍｍ
で、窒素雰囲気下よりも３０ｍｍ長くなった。は、ネ
オン雰囲気の場合である。ネオン雰囲気の場合には、ヘ
リウムの場合に比べて効果は小さいが、電流値が０にな
るのは、距離ｈ＝７０ｍｍで、窒素雰囲気下よりも１０
ｍｍ長くなった。
【００１５】（３）実験結果２：距離ｈに対する半値幅 上記（２）と同様にポリイミド箔のないアルミ板を用
い、前記距離ｈに対する半値幅を調べた。その結果を図
４に示す。図４において、横軸は、前記距離ｈ〔ｍ
ｍ〕、縦軸は、前記した半値幅〔ｍｍ〕であり、前記と
同様、１本のＥＢ管３を使用して、該ＥＢ管３に５０ｋ
Ｖの電圧を印加し（電流２００μＡ）、５ｍｍ角のアル
ミ板を使用した場合を示したものである。図４におい
て、が窒素雰囲気の場合である。窒素雰囲気の場合、
電流値の半値幅は距離ｈ＝３０ｍｍをピークに徐々に狭
くなる。は、ヘリウム雰囲気の場合である。ヘリウム
雰囲気の場合、距離ｈが大きくなるにつれて、半値幅は
増加した。即ち、距離ｈを大きくしても、広い範囲に電
子線が照射されることになる。は、へリウム５０％雰
囲気の場合である。へリウム５０％雰囲気の場合、距離
ｈ＝７０ｍｍまで半値幅は大きくなり、その後減少す
る。しかし、距離ｈ＝９０ｍｍになっても、窒素雰囲気
下における最大の半値幅に近い半値幅を有している。
は、ネオン雰囲気の場合である。ネオン雰囲気の場合、
ヘリウムの場合に比べて効果は小さいが、距離ｈが大き
くしても、窒素雰囲気下における半値幅よりも大きい。
い、前記距離ｈに対する半値幅を調べた。その結果を図
４に示す。図４において、横軸は、前記距離ｈ〔ｍ
ｍ〕、縦軸は、前記した半値幅〔ｍｍ〕であり、前記と
同様、１本のＥＢ管３を使用して、該ＥＢ管３に５０ｋ
Ｖの電圧を印加し（電流２００μＡ）、５ｍｍ角のアル
ミ板を使用した場合を示したものである。図４におい
て、が窒素雰囲気の場合である。窒素雰囲気の場合、
電流値の半値幅は距離ｈ＝３０ｍｍをピークに徐々に狭
くなる。は、ヘリウム雰囲気の場合である。ヘリウム
雰囲気の場合、距離ｈが大きくなるにつれて、半値幅は
増加した。即ち、距離ｈを大きくしても、広い範囲に電
子線が照射されることになる。は、へリウム５０％雰
囲気の場合である。へリウム５０％雰囲気の場合、距離
ｈ＝７０ｍｍまで半値幅は大きくなり、その後減少す
る。しかし、距離ｈ＝９０ｍｍになっても、窒素雰囲気
下における最大の半値幅に近い半値幅を有している。
は、ネオン雰囲気の場合である。ネオン雰囲気の場合、
ヘリウムの場合に比べて効果は小さいが、距離ｈが大き
くしても、窒素雰囲気下における半値幅よりも大きい。
【００１６】ここで、広い面積のワークを全面にわたっ
て処理する場合、電子線を均一に照射するためには、複
数のＥＢ管を並べて配置することになる。ＥＢ管同士を
配置する間隔は、経験的には、上記の半値幅と同じか、
やや狭い間隔にするのが適切である。即ち、半値幅が狭
いと、同じ面積を照射するのに対し、より多くのＥＢ管
が必要になる。また、ＥＢ管は、使用時間（電子線照射
時間）に対して保証寿命が決められている。複数のＥＢ
管を使用する場合、それらのＥＢ管が常に保証寿命内に
有るように保全しておく必要がある。したがって、半値
幅が狭ければそれに応じて多くのＥＢ管を使用する必要
があり、ランニングコストが高くなる。これに対し、半
値幅が広いと、ＥＢ管の配置間隔を広くする、すなわ
ち、所定の面積に対するＥＢ管の本数を少なくすること
ができ、ランニングコストを下げることができる。
て処理する場合、電子線を均一に照射するためには、複
数のＥＢ管を並べて配置することになる。ＥＢ管同士を
配置する間隔は、経験的には、上記の半値幅と同じか、
やや狭い間隔にするのが適切である。即ち、半値幅が狭
いと、同じ面積を照射するのに対し、より多くのＥＢ管
が必要になる。また、ＥＢ管は、使用時間（電子線照射
時間）に対して保証寿命が決められている。複数のＥＢ
管を使用する場合、それらのＥＢ管が常に保証寿命内に
有るように保全しておく必要がある。したがって、半値
幅が狭ければそれに応じて多くのＥＢ管を使用する必要
があり、ランニングコストが高くなる。これに対し、半
値幅が広いと、ＥＢ管の配置間隔を広くする、すなわ
ち、所定の面積に対するＥＢ管の本数を少なくすること
ができ、ランニングコストを下げることができる。
【００１７】（４）実験結果３：被処理物の厚さ方向に
おける電子線照射範囲の均一度 ポリイミド箔のないアルミ板と、ポリイミド箔で覆った
アルミ板を使用して、前記距離ｈに対する半値幅を調べ
た。その結果を図５に示す。図５において、横軸は、前
記距離ｈ〔ｍｍ〕、縦軸は、前記した半値幅〔ｍｍ〕で
あり、前記と同様、１本のＥＢ管３を使用して、該ＥＢ
管３に５０ｋＶの電圧を印加し（電流２００μＡ）、５
ｍｍ角のアルミ板を使用した場合を示したものである。
また、ポリイミド箔の厚さは７．５μｍｔである。図５
において、は窒素雰囲気下・ポリイミド箔なしの時の
半値幅、が窒素雰囲気下・ポリイミド箔ありの時の半
値幅である。、を比較すると、距離ｈ＝２０ｍｍま
では、ポリイミド箔の有無において半値幅は一致する。
しかし、距離ｈ＝２０ｍｍ以上になると、はより小
さくなり、はｈ＝４０ｍｍで半値幅がほぼ０となる。
すなわち、窒素雰囲気においては、被照射物の上面と下
面とで電子線が照射される範囲が異なることになる。特
に距離ｈ＝４０ｍｍになると、被照射物の上面には電子
線が照射され処理されるが、下面には電子線が到達せず
処理ができないことになる。
おける電子線照射範囲の均一度 ポリイミド箔のないアルミ板と、ポリイミド箔で覆った
アルミ板を使用して、前記距離ｈに対する半値幅を調べ
た。その結果を図５に示す。図５において、横軸は、前
記距離ｈ〔ｍｍ〕、縦軸は、前記した半値幅〔ｍｍ〕で
あり、前記と同様、１本のＥＢ管３を使用して、該ＥＢ
管３に５０ｋＶの電圧を印加し（電流２００μＡ）、５
ｍｍ角のアルミ板を使用した場合を示したものである。
また、ポリイミド箔の厚さは７．５μｍｔである。図５
において、は窒素雰囲気下・ポリイミド箔なしの時の
半値幅、が窒素雰囲気下・ポリイミド箔ありの時の半
値幅である。、を比較すると、距離ｈ＝２０ｍｍま
では、ポリイミド箔の有無において半値幅は一致する。
しかし、距離ｈ＝２０ｍｍ以上になると、はより小
さくなり、はｈ＝４０ｍｍで半値幅がほぼ０となる。
すなわち、窒素雰囲気においては、被照射物の上面と下
面とで電子線が照射される範囲が異なることになる。特
に距離ｈ＝４０ｍｍになると、被照射物の上面には電子
線が照射され処理されるが、下面には電子線が到達せず
処理ができないことになる。
【００１８】また、はへリウム雰囲気下でポリイミド
箔なしの時の半値幅、はヘリウム雰囲気下でポリイミ
ド箔ありの時の半値幅である。とを比較すると、距
離ｈ＝４０ｍｍまでは、ポリイミド箔の有無にかかわら
ず半値幅が一致する。すなわち、窒素雰囲気の場合と比
べ、距離ｈが大きくなっても被照射物の厚さ方向に関し
て均一な電子線照射範囲を得られることとなる。また、
図５から明らかなように、へリウム雰囲気下であれば、
ポリイミド箔有りの場合、距離ｈを大きくしても半値幅
が０になることがない。このことは、ヘリウム雰囲気下
であれは、被照射物の下面が処理されない（電子線が到
達しない）ということがないということを意味してい
る。ポリイミド箔の有る場合と無い場合とで、半値幅が
一致する距離ｈが長い方が、ＥＢ管と被照射物の照射面
との距離を長く取ることができる。したがって、ワーク
を配置するスペースが確保でき有利となる。また、同じ
距離ｈにおいては、より厚い（より高い電子エネルギー
に相当する）被照射物を厚さ方向に均一に処理すること
ができる。
箔なしの時の半値幅、はヘリウム雰囲気下でポリイミ
ド箔ありの時の半値幅である。とを比較すると、距
離ｈ＝４０ｍｍまでは、ポリイミド箔の有無にかかわら
ず半値幅が一致する。すなわち、窒素雰囲気の場合と比
べ、距離ｈが大きくなっても被照射物の厚さ方向に関し
て均一な電子線照射範囲を得られることとなる。また、
図５から明らかなように、へリウム雰囲気下であれば、
ポリイミド箔有りの場合、距離ｈを大きくしても半値幅
が０になることがない。このことは、ヘリウム雰囲気下
であれは、被照射物の下面が処理されない（電子線が到
達しない）ということがないということを意味してい
る。ポリイミド箔の有る場合と無い場合とで、半値幅が
一致する距離ｈが長い方が、ＥＢ管と被照射物の照射面
との距離を長く取ることができる。したがって、ワーク
を配置するスペースが確保でき有利となる。また、同じ
距離ｈにおいては、より厚い（より高い電子エネルギー
に相当する）被照射物を厚さ方向に均一に処理すること
ができる。
【００１９】（５）まとめ 以上の実験から、処理室５の雰囲気を、窒素（＝空気）
にかえて、ヘリウム、ヘリウムと窒素の５０％の混合気
体、ネオンとすることにより、ＥＢ管から照射される電
子線が到達する距離が長く、また、照射範囲が広くなる
ことが確認された。これは、空気の密度が約１．２８g/
l 、窒素の密度が１．２５g/l であるのに対し、ヘリウ
ムは密度＝０．１７９g/l 、ヘリウムと窒素の５０％の
混合気体は密度＝約０．７１g/l 、ネオンは密度＝０．
９０g/l であり、電子線が通過する雰囲気（気体）の密
度が低くなるため、電子線が雰囲気分子と衝突する確率
が小さくなり、電子線が到達する距離及び範囲が大きく
なるものと考えられる。また、電子線が雰囲気分子と衝
突する確率が小さくなるので、ＥＢ管と被処理物との距
離が長くなっても、電子線のエネルギーが大きい状態で
保持される。したがって、ポリイミド箔のようなエネル
ギー障壁があっても、通過できる電子線が多くなる、と
考えられる。
にかえて、ヘリウム、ヘリウムと窒素の５０％の混合気
体、ネオンとすることにより、ＥＢ管から照射される電
子線が到達する距離が長く、また、照射範囲が広くなる
ことが確認された。これは、空気の密度が約１．２８g/
l 、窒素の密度が１．２５g/l であるのに対し、ヘリウ
ムは密度＝０．１７９g/l 、ヘリウムと窒素の５０％の
混合気体は密度＝約０．７１g/l 、ネオンは密度＝０．
９０g/l であり、電子線が通過する雰囲気（気体）の密
度が低くなるため、電子線が雰囲気分子と衝突する確率
が小さくなり、電子線が到達する距離及び範囲が大きく
なるものと考えられる。また、電子線が雰囲気分子と衝
突する確率が小さくなるので、ＥＢ管と被処理物との距
離が長くなっても、電子線のエネルギーが大きい状態で
保持される。したがって、ポリイミド箔のようなエネル
ギー障壁があっても、通過できる電子線が多くなる、と
考えられる。
【００２０】なお、以上では、処理室５内の気体を窒素
とした場合、ヘリウム、ヘリウムと窒素を５０％の割合
で混合した混合気体、ネオンとした場合について示した
が、ネオンと窒素等を混合した混合気体や、その他、空
気より低い密度の気体である水素、メタン、あるいは、
これらと窒素等の混合気体であっても同様の効果が得ら
れるものと考えられる。
とした場合、ヘリウム、ヘリウムと窒素を５０％の割合
で混合した混合気体、ネオンとした場合について示した
が、ネオンと窒素等を混合した混合気体や、その他、空
気より低い密度の気体である水素、メタン、あるいは、
これらと窒素等の混合気体であっても同様の効果が得ら
れるものと考えられる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
以下の効果を得ることができる。 （１）電子線を被照射物に照射する際の処理室を、空気
（もしくは窒素）よりも密度の低い、ヘリウムやネオン
等の気体の雰囲気とすることにより、ＥＢ管から照射さ
れる電子線が到達する距離を長く、また、到達する範囲
（＝半値幅）を広くすることができる。したがって、Ｅ
Ｂ管の窓を冷却する手段を、ＥＢ管と被照射物との間に
設けても、被照射物との距離を十分に大きく取ることが
でき、ワークが厚かったり、立体物である場合であって
も処理ができる。 （２）電子線が到達する範囲を広くできる。このため、
広い面積に均一な電子線を照射するために複数のＥＢ管
を配置する場合、ＥＢ管の個数を減らすことができる。
したがって、ＥＢ管が常に保証寿命内にあるように保全
しておく手間が減り、ランニングコストを低減化するこ
とができる。 （３）ある被処理物に対して、ＥＢ管と被処理物との距
離が長くなっても、被照射物の上面において電子線が照
射される範囲と、下面において電子線が照射される範囲
とが等しくすることができる。このため、ＥＢ管と被処
理物とのスペースを十分に取れるとともに、同じ距離で
あれば、厚い被照射物であっても厚さ方向に均一な処理
が可能になる。
以下の効果を得ることができる。 （１）電子線を被照射物に照射する際の処理室を、空気
（もしくは窒素）よりも密度の低い、ヘリウムやネオン
等の気体の雰囲気とすることにより、ＥＢ管から照射さ
れる電子線が到達する距離を長く、また、到達する範囲
（＝半値幅）を広くすることができる。したがって、Ｅ
Ｂ管の窓を冷却する手段を、ＥＢ管と被照射物との間に
設けても、被照射物との距離を十分に大きく取ることが
でき、ワークが厚かったり、立体物である場合であって
も処理ができる。 （２）電子線が到達する範囲を広くできる。このため、
広い面積に均一な電子線を照射するために複数のＥＢ管
を配置する場合、ＥＢ管の個数を減らすことができる。
したがって、ＥＢ管が常に保証寿命内にあるように保全
しておく手間が減り、ランニングコストを低減化するこ
とができる。 （３）ある被処理物に対して、ＥＢ管と被処理物との距
離が長くなっても、被照射物の上面において電子線が照
射される範囲と、下面において電子線が照射される範囲
とが等しくすることができる。このため、ＥＢ管と被処
理物とのスペースを十分に取れるとともに、同じ距離で
あれば、厚い被照射物であっても厚さ方向に均一な処理
が可能になる。
【図１】本発明の実施例で使用した電子線照射処理装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図２】窒素雰囲気におけるＥＢ管の照射分布特性を示
す図である。
す図である。
【図３】ヘリウム、ヘリウム混合気体、ネオン、窒素雰
囲気における距離ｈに対する積算電流値を示す図であ
る。
囲気における距離ｈに対する積算電流値を示す図であ
る。
【図４】ヘリウム、ヘリウム混合気体、ネオン、窒素雰
囲気における距離ｈに対する半値幅を示す図である。
囲気における距離ｈに対する半値幅を示す図である。
【図５】ヘリウム、窒素雰囲気においてポリイミド箔の
有／無の場合における距離ｈに対する半値幅を示す図で
ある。
有／無の場合における距離ｈに対する半値幅を示す図で
ある。
【図６】真空管型の電子線管を用いて被照射物に電子線
を照射する電子線照射処理装置の概略構成を示す図であ
る。
を照射する電子線照射処理装置の概略構成を示す図であ
る。
１ ワーク ２ 被照射物 ３ 電子線管（ＥＢ管） ４ 窓 ５ 処理室 ５ａ ガス導入口 ５ｂ ガス導出口
Claims (1)
- 【請求項１】 窓を備えた真空管型の電子線管により、
被照射物に電子線を照射し、被照射物を処理する電子線
照射方法であって、 空気よりも低い密度の気体の雰囲気において被照射物に
電子線を照射することを特徴とする電子線照射処理方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32287599A JP2001143983A (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | 電子線照射処理方法 |
| TW089118981A TW498422B (en) | 1999-11-12 | 2000-09-15 | Electron beam irradiation processing method |
| EP00124525A EP1100109A1 (en) | 1999-11-12 | 2000-11-09 | Electron beam irradiation processing method |
| KR1020000066986A KR20010051635A (ko) | 1999-11-12 | 2000-11-11 | 전자선 조사 처리방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32287599A JP2001143983A (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | 電子線照射処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001143983A true JP2001143983A (ja) | 2001-05-25 |
Family
ID=18148599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32287599A Pending JP2001143983A (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | 電子線照射処理方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1100109A1 (ja) |
| JP (1) | JP2001143983A (ja) |
| KR (1) | KR20010051635A (ja) |
| TW (1) | TW498422B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003102942A1 (fr) * | 2002-06-04 | 2003-12-11 | Toyo Ink Mfg. Co., Ltd. | Disque optique et son procede de fabrication |
| US7348129B2 (en) | 2003-03-28 | 2008-03-25 | Tokyo Electron Limited | Electron beam processing method and apparatus |
| US11097310B2 (en) | 2019-03-28 | 2021-08-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Paint hardening device and paint hardening method |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW464947B (en) * | 1999-11-29 | 2001-11-21 | Ushio Electric Inc | Measuring apparatus of electron beam quantity and processing apparatus of electron beam irradiation |
| DE102008025868A1 (de) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | Krones Ag | Vorrichtung zum Sterilisieren von Behältnissen mittels Ladungsträgern |
| KR101042250B1 (ko) * | 2009-05-29 | 2011-06-17 | 한국원자력연구원 | 탄도전자 방출소자를 이용한 리소그래피 장치 |
| JP2022147372A (ja) * | 2021-03-23 | 2022-10-06 | 本田技研工業株式会社 | 塗装方法および自動車の車体 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE475222A (ja) * | 1942-05-07 | |||
| US2820165A (en) * | 1951-07-13 | 1958-01-14 | High Voltage Engineering Corp | Means for cooling the windows of acceleration tubes for electrostatic generators |
| DE1075826B (de) * | 1956-11-21 | 1960-02-18 | General Electric Company, Sehe nectady N Y (V St A) | Verfahren zum Herab setzen der Oxydationsempfindlichkeit und Dehnfahigkeit von Polyamiden |
| GB861409A (en) * | 1959-03-24 | 1961-02-22 | Ontario Research Foundation | Improvements in or relating to an apparatus for spectrochemical analysis by means ofx-rays |
| US3418155A (en) * | 1965-09-30 | 1968-12-24 | Ford Motor Co | Electron discharge control |
| DE2061246C3 (de) * | 1970-12-12 | 1973-10-04 | Fa. Werner & Pfleiderer, 7000 Stuttgart | Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Beschichtungen mit Elektronenstrahlen |
| US4143468A (en) * | 1974-04-22 | 1979-03-13 | Novotny Jerome L | Inert atmosphere chamber |
| DE19816246C1 (de) * | 1998-04-11 | 1999-12-30 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Elektronenbestrahlung von Schichten auf Oberflächen von Objekten sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
-
1999
- 1999-11-12 JP JP32287599A patent/JP2001143983A/ja active Pending
-
2000
- 2000-09-15 TW TW089118981A patent/TW498422B/zh active
- 2000-11-09 EP EP00124525A patent/EP1100109A1/en not_active Withdrawn
- 2000-11-11 KR KR1020000066986A patent/KR20010051635A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003102942A1 (fr) * | 2002-06-04 | 2003-12-11 | Toyo Ink Mfg. Co., Ltd. | Disque optique et son procede de fabrication |
| US7348129B2 (en) | 2003-03-28 | 2008-03-25 | Tokyo Electron Limited | Electron beam processing method and apparatus |
| US11097310B2 (en) | 2019-03-28 | 2021-08-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Paint hardening device and paint hardening method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1100109A1 (en) | 2001-05-16 |
| KR20010051635A (ko) | 2001-06-25 |
| TW498422B (en) | 2002-08-11 |
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