JP2003508874A - 界面化学のための電子ビームプラズマ形成 - Google Patents
界面化学のための電子ビームプラズマ形成Info
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Abstract
(57)【要約】
１つ以上の電子ビーム管（１１）が、空気または他の雰囲気ガス中の電子ビーム（１５）をターゲット物体（３１）へ向けるように構成される。電子ビーム（１５）は空気をイオン化し、プラズマ（２１）またはグロー放電を生成する。ビーム軌道における電場または磁場が、ビーム電子が周囲の雰囲気と衝突することにより形成された二次電子をトラップすることによりプラズマ（２１）を持続させる。ターゲット物体（３１）は滅菌などの表面処理のために、または薄膜成長のために、場内に配置され得る。後者の場合、装置はハウジング（５１）で取囲まれ、ビーム軌道中に反応性ガスが導入される。このガスは、たとえば有機シリコン化合物などの、電子ビームまたはプラズマによりクラッキング可能なものであり、シリコンを遊離させてイオン化酸素と結合させ、基板上に二酸化シリコン層を形成するとされる。
Description
【０００１】
本発明は、表面の薄膜堆積、グラフト、清浄、パイロジェン除去（depyrogena
tion）および滅菌を含む、界面化学において用いるための電子ビーム持続性高圧
気体プラズマの形成に関する。
tion）および滅菌を含む、界面化学において用いるための電子ビーム持続性高圧
気体プラズマの形成に関する。
【０００２】
界面化学とは、表面の上または内部で化学反応を起こすことを意味する。前者
の場合、薄膜の成長または、有機物（バクテリアもしくはパイロジェンとして知
られるその副産物など）の不活性化は、イオンまたは電子ビームを用いて、通常
低圧で起こることが公知である。後者の場合、シリコンなどの特定の表面が表面
反応に伴って酸化物に転化され得る。このような転化の例として、シリコンウエ
ハの表面近傍に反応性酸素種を通常真空で導入することにより、そのウェハ表面
を二酸化シリコンに転化させるものがある。
の場合、薄膜の成長または、有機物（バクテリアもしくはパイロジェンとして知
られるその副産物など）の不活性化は、イオンまたは電子ビームを用いて、通常
低圧で起こることが公知である。後者の場合、シリコンなどの特定の表面が表面
反応に伴って酸化物に転化され得る。このような転化の例として、シリコンウエ
ハの表面近傍に反応性酸素種を通常真空で導入することにより、そのウェハ表面
を二酸化シリコンに転化させるものがある。
【０００３】
Ａ．ローリン（A. Roulin）他の米国特許第５，５０８，０７５号は、表面上
に実装用薄板として酸素障壁層を形成することを開示する。プラズマ増速化学気
相成長（ＰＥＣＶＤ）を行なうために真空チャンバ内でプラズマが形成される。
このプラズマ中で有機シリコン化合物が酸素と結合されるので、これら２つの化
合物が反応して表面上に堆積し、かつ表面に化学結合される。酸化シリコンは表
面上に直接形成され得る。この特許によれば、好ましい基板または表面は、可撓
性のある熱可塑性材料である。
に実装用薄板として酸素障壁層を形成することを開示する。プラズマ増速化学気
相成長（ＰＥＣＶＤ）を行なうために真空チャンバ内でプラズマが形成される。
このプラズマ中で有機シリコン化合物が酸素と結合されるので、これら２つの化
合物が反応して表面上に堆積し、かつ表面に化学結合される。酸化シリコンは表
面上に直接形成され得る。この特許によれば、好ましい基板または表面は、可撓
性のある熱可塑性材料である。
【０００４】
表面処理に電子ビームが有用であることは公知である。Ｇ. ワカロプロス（G.
Wakalopulos）の米国特許第５，９０９，０３２号は、表面処理に適した線状ま
たはストライプ状の電子ビームを生成する電子ビーム管の構成を開示する。この
Wakalopulos特許は、薄窓を通じて空気などの周囲環境（電子ビームが生成され
る管内部の真空環境に対して比較的高圧の環境）内へビームを放出する密閉真空
管である、電子ビーム管を特徴とする。Wakalopulosの管の構造は、米国特許第
５，６３７，９５３号および第５，４１４，２６７号に示されており、これらは
ともに本発明の譲受人に譲渡されている。
Wakalopulos）の米国特許第５，９０９，０３２号は、表面処理に適した線状ま
たはストライプ状の電子ビームを生成する電子ビーム管の構成を開示する。この
Wakalopulos特許は、薄窓を通じて空気などの周囲環境（電子ビームが生成され
る管内部の真空環境に対して比較的高圧の環境）内へビームを放出する密閉真空
管である、電子ビーム管を特徴とする。Wakalopulosの管の構造は、米国特許第
５，６３７，９５３号および第５，４１４，２６７号に示されており、これらは
ともに本発明の譲受人に譲渡されている。
【０００５】
上述のビーム管は電子ビームを出し、それが空気と相互作用して空気のイオン
化を起こし、ビームの一次電子とともに表面処理に加わる二次電子を作り出す。
ここで遭遇する問題の１つは、このビームが一過性のものであり、すぐに中和さ
れてしまうことである。ビームが連続的であることから、このビームの一過性の
性質が重要な問題とならない適用例もある。一方、所望の効果を達成するために
はより持続性のビームを必要とする適用例もある。
化を起こし、ビームの一次電子とともに表面処理に加わる二次電子を作り出す。
ここで遭遇する問題の１つは、このビームが一過性のものであり、すぐに中和さ
れてしまうことである。ビームが連続的であることから、このビームの一過性の
性質が重要な問題とならない適用例もある。一方、所望の効果を達成するために
はより持続性のビームを必要とする適用例もある。
【０００６】
以前から、滅菌には電子ビームが用いられてきた。しかしながら、微生物の残
骸が表面に強く粘着するので、タンパク質材料の残留物が残ってしまう場合が多
い。微生物を不能にすることにより、その微生物を表面に保持している化学結合
が必ずしも損なわれることはない。
骸が表面に強く粘着するので、タンパク質材料の残留物が残ってしまう場合が多
い。微生物を不能にすることにより、その微生物を表面に保持している化学結合
が必ずしも損なわれることはない。
【０００７】
本発明の目的は、表面の滅菌用に持続性のビームを有し、また処理された表面
からのタンパク質材料を不活性化するための持続放電を有する、高圧電子ビーム
管装置を考案することであった。
からのタンパク質材料を不活性化するための持続放電を有する、高圧電子ビーム
管装置を考案することであった。
【０００８】
本発明の別の目的は、化学気相成長、グラフト、および特に薄膜形成のための
、高圧プラズマ装置を考案することであった。
、高圧プラズマ装置を考案することであった。
【０００９】
上記の目的は、Wakalopulosの電子ビーム管に加えて外部の電場または磁場を
用いて、この管により放出される、１００ｋＶ未満のビームエネルギを有する電
子ビームにより生成された荷電粒子を瞬間的に閉じ込めることにより、達成され
ている。この外部の閉じ込め場の効果は、電子ビームが空気またはその他の気体
と相互作用して構築された気体プラズマを持続させることである。ビーム管の外
部の構造は、空気環境または他の特殊用途の気体などの、周囲温度および雰囲気
圧となり得る。
用いて、この管により放出される、１００ｋＶ未満のビームエネルギを有する電
子ビームにより生成された荷電粒子を瞬間的に閉じ込めることにより、達成され
ている。この外部の閉じ込め場の効果は、電子ビームが空気またはその他の気体
と相互作用して構築された気体プラズマを持続させることである。ビーム管の外
部の構造は、空気環境または他の特殊用途の気体などの、周囲温度および雰囲気
圧となり得る。
【００１０】
電場の場合、ビーム管外部の陽極および陰極が用いられる。ビーム管の最も近
くにあるのはスクリーン陽極であり、これは電子ビームがスクリーンを通過でき
るようにする。わずかに遠い距離にあるのは制動陰極であり、これは電子をスク
リーン陽極へ向けて跳ね返し、電子トラップを形成する。電子ビームがビーム管
から出ていくにつれて、電子は空気分子をイオン化し、グロー放電と同様、電子
ビームによる電子の超過を除いてほぼ中性のプラズマを形成する。二次電子、お
よびビーム電子の実質的な部分（fraction）は、スクリーン陽極と制動陰極との
間の物体に突き当たる。ビーム管はストライプ状のビームを生成し、これはター
ゲット表面の帯状領域（swath）において反応する。物体をプラズマ中へ運ぶベ
ルトまたはウェブにより、このような物体の表面を、表面処理のために電子に晒
すことができる。
くにあるのはスクリーン陽極であり、これは電子ビームがスクリーンを通過でき
るようにする。わずかに遠い距離にあるのは制動陰極であり、これは電子をスク
リーン陽極へ向けて跳ね返し、電子トラップを形成する。電子ビームがビーム管
から出ていくにつれて、電子は空気分子をイオン化し、グロー放電と同様、電子
ビームによる電子の超過を除いてほぼ中性のプラズマを形成する。二次電子、お
よびビーム電子の実質的な部分（fraction）は、スクリーン陽極と制動陰極との
間の物体に突き当たる。ビーム管はストライプ状のビームを生成し、これはター
ゲット表面の帯状領域（swath）において反応する。物体をプラズマ中へ運ぶベ
ルトまたはウェブにより、このような物体の表面を、表面処理のために電子に晒
すことができる。
【００１１】
磁場の場合は、ビーム管外部のコイルが用いられる。このコイルは、ビーム管
に平行なまたは管の軸に対してある角度をなす軸を持つ場を有しうる。ビーム管
からの電子は磁束線に従うので、滅菌すべき表面を有するもの（たとえばバイア
ル）はその磁束の通路に置かれる。滅菌のために、プラズマは微生物を不能にし
、また表面上の分子の残留物と相互作用してパイロジェンを除去し、表面から感
染性の有機物をなくす。パイロジェン除去の後、純水で簡単に洗浄することによ
り、灰を取除くことができる。
に平行なまたは管の軸に対してある角度をなす軸を持つ場を有しうる。ビーム管
からの電子は磁束線に従うので、滅菌すべき表面を有するもの（たとえばバイア
ル）はその磁束の通路に置かれる。滅菌のために、プラズマは微生物を不能にし
、また表面上の分子の残留物と相互作用してパイロジェンを除去し、表面から感
染性の有機物をなくす。パイロジェン除去の後、純水で簡単に洗浄することによ
り、灰を取除くことができる。
【００１２】
スクリーン陽極および制動陰極の電極またはコイル構造は、通常空気中の電子
ビームに対応づけられる一過性のプラズマよりも高密度高持続性のプラズマを作
る場を持続させる傾向にある。このようなプラズマは、独立電源により通電され
る持続場に存在すると言われている。
ビームに対応づけられる一過性のプラズマよりも高密度高持続性のプラズマを作
る場を持続させる傾向にある。このようなプラズマは、独立電源により通電され
る持続場に存在すると言われている。
【００１３】
プラズマが密閉ハウジング中の不活性環境で生成される場合、電子ビームと相
互作用することになる特殊な気体が電子ビーム中に導入され得る。このような気
体の例としては有機シリコンガスがあり、これは分解して、単に有機シリコンガ
スをビーム中に導入することにより成長可能な二酸化シリコンまたは同様の膜材
料になる。同様に、プラズマ増速化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）のために他の分解
ガスを導入することもできる。
互作用することになる特殊な気体が電子ビーム中に導入され得る。このような気
体の例としては有機シリコンガスがあり、これは分解して、単に有機シリコンガ
スをビーム中に導入することにより成長可能な二酸化シリコンまたは同様の膜材
料になる。同様に、プラズマ増速化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）のために他の分解
ガスを導入することもできる。
【００１４】
図１を参照して、電子ビーム管１１が、ビーム１５が出てくる薄窓１３を有し
て示される。ビーム１５は静電集束構造物１４の前にある陰極１２から生成され
、螺旋コイル１６により生成された磁場によってさらに集束される。ビーム管１
１の詳細な構造は、Ｇ．Wakalopulosの米国特許第５，６１２，５８８号に記載
されており、この特許は本発明の譲受人に譲渡されている。薄窓１３の厚さは数
マイクロメータ以下しかないので、窓を貫通する際のビームエネルギの損失はほ
とんどない。この窓は原子番号の小さい材料からなるのが好ましく、それによっ
て電子はこの材料を容易に貫通できるが気体分子は貫通できないようにする。こ
れにより、管の内部を真空圧にし、かつ管の外部を雰囲気圧（通常は大気圧）に
することが可能になる。陽極として作用するこの窓は、安全上の理由から接地電
位に維持され、一方、陰極は負の電位、たとえば窓の電位に対して−５０（ｋＶ
）に維持される。ビームエネルギの約５０％が窓１３外部の気体分子との衝突で
損失されるとすれば、元のビームエネルギのほぼ半分が残ってターゲット表面へ
運ばれることになる。このような電子エネルギレベルは、種々の材料の表面を滅
菌するのには十分であるが、ほとんどのターゲット材料に対して、表面から数１
０マイクロメータより深く貫通するには不十分である。これは、厚さ３ミクロン
の薄い管の窓とは異なり、ターゲット材料はより厚いので、低エネルギビームで
は認め得るほどの深さまで貫通できない。
て示される。ビーム１５は静電集束構造物１４の前にある陰極１２から生成され
、螺旋コイル１６により生成された磁場によってさらに集束される。ビーム管１
１の詳細な構造は、Ｇ．Wakalopulosの米国特許第５，６１２，５８８号に記載
されており、この特許は本発明の譲受人に譲渡されている。薄窓１３の厚さは数
マイクロメータ以下しかないので、窓を貫通する際のビームエネルギの損失はほ
とんどない。この窓は原子番号の小さい材料からなるのが好ましく、それによっ
て電子はこの材料を容易に貫通できるが気体分子は貫通できないようにする。こ
れにより、管の内部を真空圧にし、かつ管の外部を雰囲気圧（通常は大気圧）に
することが可能になる。陽極として作用するこの窓は、安全上の理由から接地電
位に維持され、一方、陰極は負の電位、たとえば窓の電位に対して−５０（ｋＶ
）に維持される。ビームエネルギの約５０％が窓１３外部の気体分子との衝突で
損失されるとすれば、元のビームエネルギのほぼ半分が残ってターゲット表面へ
運ばれることになる。このような電子エネルギレベルは、種々の材料の表面を滅
菌するのには十分であるが、ほとんどのターゲット材料に対して、表面から数１
０マイクロメータより深く貫通するには不十分である。これは、厚さ３ミクロン
の薄い管の窓とは異なり、ターゲット材料はより厚いので、低エネルギビームで
は認め得るほどの深さまで貫通できない。
【００１５】
ビーム１５は、窓の電位であり得るスクリーン陽極１７を通過する。スクリー
ン陽極１７は金網のアルミニウムの網戸に類似している。このビームはスクリー
ン陽極を通る際に気体をイオン化して二次電子を生成し、室温の気体プラズマを
形成し、実質的な電子の部分はウェブ３１の表面処理に利用可能である。大きな
負の電位（たとえば−１０００ボルト）のワイヤループなどの反射陰極３３によ
り、ビームから電子が偏向されて陽極へ向けて跳ね返され、それによってプラズ
マを持続させる。
ン陽極１７は金網のアルミニウムの網戸に類似している。このビームはスクリー
ン陽極を通る際に気体をイオン化して二次電子を生成し、室温の気体プラズマを
形成し、実質的な電子の部分はウェブ３１の表面処理に利用可能である。大きな
負の電位（たとえば−１０００ボルト）のワイヤループなどの反射陰極３３によ
り、ビームから電子が偏向されて陽極へ向けて跳ね返され、それによってプラズ
マを持続させる。
【００１６】
ビーム１５は、処理表面である、または処理（たとえば滅菌）すべき表面を運
搬するウェブ３１の方へ窓１３の外へ向けられて示されている。窓１３の大きさ
は、ビーム１５中の電子および周囲環境からのイオン化された気体からなるプラ
ズマ雲２１を作り出すのに十分な大きさである。スクリーン陽極１７および反射
陰極３３により持続されるこのプラズマは、プラズマ中のターゲット表面、すな
わちウェブ３１上に作用する。
搬するウェブ３１の方へ窓１３の外へ向けられて示されている。窓１３の大きさ
は、ビーム１５中の電子および周囲環境からのイオン化された気体からなるプラ
ズマ雲２１を作り出すのに十分な大きさである。スクリーン陽極１７および反射
陰極３３により持続されるこのプラズマは、プラズマ中のターゲット表面、すな
わちウェブ３１上に作用する。
【００１７】
電源は直流電源または交流電源のいずれであってもよい。後者の場合、プラズ
マを電極間の容積に閉じ込めるために無線周波数が好ましい。典型的なｒ．ｆ．
周波数は１３ＭＨｚから２７ＭＨｚの範囲となるであろう。
マを電極間の容積に閉じ込めるために無線周波数が好ましい。典型的なｒ．ｆ．
周波数は１３ＭＨｚから２７ＭＨｚの範囲となるであろう。
【００１８】
処理対象表面はロール２５から巻かれ、巻取ロール２７により張力をかけて維
持される。供給ロール２５および巻取ロール２７により、プラズマ容積中で処理
対象材料が無限に供給される。これに代えて、装置製造中のシリコンウエハの態
様で、コンベア上で処理対象表面を運ぶこともできる。
持される。供給ロール２５および巻取ロール２７により、プラズマ容積中で処理
対象材料が無限に供給される。これに代えて、装置製造中のシリコンウエハの態
様で、コンベア上で処理対象表面を運ぶこともできる。
【００１９】
図２では、管４１、４３および４５の線形アレイが、スクリーン陽極１７と反
射陰極３３との間に間隔をあけて置かれたウェブ３１上に突き当たる電子ビーム
４２、４４および４６をそれぞれ生成する。管４１、４３および４５の構造は図
１のビーム管１１と同様である。発生する電子ビーム４２、４４および４６は、
ウェブ３１の幅にわたって配置され得るストライプ状のビームであるので、ウェ
ブ表面全体が、供給ウェブ２５から巻取ウェブ２７へ巻かれる材料として処理さ
れ得る。ビーム管から発生する電子ビームによってウェブの全幅が処理され得る
ように、何個のビーム管をアレイ中に配置してもよい。ここでもまた、スクリー
ン陽極１７と反射電極１３との間に気体のプラズマが形成される。この気体プラ
ズマは、直流モードで、接地または正電圧をスクリーン陽極１７に与え負電圧を
反射陰極３３に与える、電源２３により持続される。
射陰極３３との間に間隔をあけて置かれたウェブ３１上に突き当たる電子ビーム
４２、４４および４６をそれぞれ生成する。管４１、４３および４５の構造は図
１のビーム管１１と同様である。発生する電子ビーム４２、４４および４６は、
ウェブ３１の幅にわたって配置され得るストライプ状のビームであるので、ウェ
ブ表面全体が、供給ウェブ２５から巻取ウェブ２７へ巻かれる材料として処理さ
れ得る。ビーム管から発生する電子ビームによってウェブの全幅が処理され得る
ように、何個のビーム管をアレイ中に配置してもよい。ここでもまた、スクリー
ン陽極１７と反射電極１３との間に気体のプラズマが形成される。この気体プラ
ズマは、直流モードで、接地または正電圧をスクリーン陽極１７に与え負電圧を
反射陰極３３に与える、電源２３により持続される。
【００２０】
複数の管を結合させることにより、表面上のより大きな帯状領域を処理するこ
とができる。これらの管は、ビームのストライプが材料の幅にわたって並列する
ように整列されていてもよく、または、ビームが材料の幅にわたるようにわずか
に重なりながら、一方が他方の少し後ろになるように互い違いにされてもよい。
図２では、ストライプの長さに沿ったビームを有する管が示されているように見
えるが、実際には、これらのビームは上述のようにウェブの横方向に互い違いに
なっている。これらのビームは空気中で作用し、空気をイオン化して、スクリー
ン陽極と反射陰極との間の容積中にグロー放電を生じさせる。この放電がビーム
と組合わされて表面処理の役割を果たし、硬化、滅菌または化学反応の開始を行
ない、そのうちいくつかが、現在は化学気相成長において行なわれているように
、シリコンウエハ上に結果的に薄膜を成長させることになる。空気環境の代替例
として、図３に示すように、不活性ガスまたはその他の環境を設けることもでき
る。
とができる。これらの管は、ビームのストライプが材料の幅にわたって並列する
ように整列されていてもよく、または、ビームが材料の幅にわたるようにわずか
に重なりながら、一方が他方の少し後ろになるように互い違いにされてもよい。
図２では、ストライプの長さに沿ったビームを有する管が示されているように見
えるが、実際には、これらのビームは上述のようにウェブの横方向に互い違いに
なっている。これらのビームは空気中で作用し、空気をイオン化して、スクリー
ン陽極と反射陰極との間の容積中にグロー放電を生じさせる。この放電がビーム
と組合わされて表面処理の役割を果たし、硬化、滅菌または化学反応の開始を行
ない、そのうちいくつかが、現在は化学気相成長において行なわれているように
、シリコンウエハ上に結果的に薄膜を成長させることになる。空気環境の代替例
として、図３に示すように、不活性ガスまたはその他の環境を設けることもでき
る。
【００２１】
図３を参照して、閉じられた気密ハウジング５１がビーム管１１を取囲み、こ
のビーム管が窓１３を通じて電子ビーム１５をウェブ表面３１上に投射する。上
述のとおり、ビーム付近にプラズマ雲２１が形成される。ハウジング５１はまず
真空にされ、その後、供給タンク５３からアルゴンなどの不活性ガスが充填され
る。クラッキング対象となる第２のガスが供給タンク５５からノズル２３を介し
て注入される。この反応性ガスは、シリコン−炭化水素化合物などの半無機ガス
である。反応性ガスは電子ビームおよびプラズマ雲によりクラッキングされるの
で、シリコンまたは他の材料の薄膜は、この反応性ガスに依存して、ウェブ上に
堆積され得る。不活性ガスの典型的な気圧は７６０Ｔｏｒｒである。反応性ガス
の典型的な気圧も同様に７６０Ｔｏｒｒである。反応性ガスの流量は、ハウジン
グ５１内を軽い過供給状態に維持するように調整される。クラッキングはビーム
１５の真正面で最も効率よく起こるので、ノズル２３はビームに近接してオリフ
ィスを有し、反応性ガスがビームの通路を横断するように強いる。
のビーム管が窓１３を通じて電子ビーム１５をウェブ表面３１上に投射する。上
述のとおり、ビーム付近にプラズマ雲２１が形成される。ハウジング５１はまず
真空にされ、その後、供給タンク５３からアルゴンなどの不活性ガスが充填され
る。クラッキング対象となる第２のガスが供給タンク５５からノズル２３を介し
て注入される。この反応性ガスは、シリコン−炭化水素化合物などの半無機ガス
である。反応性ガスは電子ビームおよびプラズマ雲によりクラッキングされるの
で、シリコンまたは他の材料の薄膜は、この反応性ガスに依存して、ウェブ上に
堆積され得る。不活性ガスの典型的な気圧は７６０Ｔｏｒｒである。反応性ガス
の典型的な気圧も同様に７６０Ｔｏｒｒである。反応性ガスの流量は、ハウジン
グ５１内を軽い過供給状態に維持するように調整される。クラッキングはビーム
１５の真正面で最も効率よく起こるので、ノズル２３はビームに近接してオリフ
ィスを有し、反応性ガスがビームの通路を横断するように強いる。
【００２２】
図４において、電子管１１が標準圧力の周囲環境において用いられ、衛生およ
び医療用の消毒液で充填されることになるバイアル６１の滅菌およびパイロジェ
ン除去を行なう。最初に、電子ビーム１５を単独で用いて空のバイアルの内壁を
照射し、プラズマ雲２１で微生物をすべて殺す。このプラズマは管１１からの電
子および二次電子により形成される。その後、電磁コイル６３においてＲＦ場が
励磁されることにより、それが壁面近傍の二次電子にさらなるエネルギを与え、
微生物の残骸を酸化させて不活性の状態にする。このコイルは軸方向の磁場を有
する単純な螺旋状に巻かれたコイルである。このコイルはＣＷまたはパルスモー
ドのいずれかで作動され得る。磁場の強さは数百ガウス程度であり、電子を磁束
線に従わせるのに十分な強さである。コイルの寸法は、磁束線がバイアルの壁の
近傍にくるように選択される。磁場の線により閉じ込められた電子はバイアルの
表面上に突き当たり、パイロジェン除去を起こす。バイアルは自動的にコイル内
に配置され得る。
び医療用の消毒液で充填されることになるバイアル６１の滅菌およびパイロジェ
ン除去を行なう。最初に、電子ビーム１５を単独で用いて空のバイアルの内壁を
照射し、プラズマ雲２１で微生物をすべて殺す。このプラズマは管１１からの電
子および二次電子により形成される。その後、電磁コイル６３においてＲＦ場が
励磁されることにより、それが壁面近傍の二次電子にさらなるエネルギを与え、
微生物の残骸を酸化させて不活性の状態にする。このコイルは軸方向の磁場を有
する単純な螺旋状に巻かれたコイルである。このコイルはＣＷまたはパルスモー
ドのいずれかで作動され得る。磁場の強さは数百ガウス程度であり、電子を磁束
線に従わせるのに十分な強さである。コイルの寸法は、磁束線がバイアルの壁の
近傍にくるように選択される。磁場の線により閉じ込められた電子はバイアルの
表面上に突き当たり、パイロジェン除去を起こす。バイアルは自動的にコイル内
に配置され得る。
【００２３】
図５は図４と同様の構成を示しており、直列な２つの区分６５および６７を有
する螺旋状に巻かれたコイルが設けられており、共通の軸方向の磁場がバイアル
６１を包んでいる。２つのコイル区分６５と６７とは間隔が空けられており、こ
れらの区分間でコンベア６９がコンベア上の一連のバイアルを運べるようになっ
ている。より正確には、バイアル６１はコンベアベルト６９によってコイル区分
６５および６７の軸方向の磁場を通って運ばれる。バイアルが電子ビーム１５の
通路にあり、かつ軸方向の磁場の中心にあるとき、それは瞬間的に停止し、電子
がバイアルの外表面上に突き当たることができるようにする。あるバイアルが電
子によって擦られた後、このコンベアは進み、別のバイアルが同様に処理される
。
する螺旋状に巻かれたコイルが設けられており、共通の軸方向の磁場がバイアル
６１を包んでいる。２つのコイル区分６５と６７とは間隔が空けられており、こ
れらの区分間でコンベア６９がコンベア上の一連のバイアルを運べるようになっ
ている。より正確には、バイアル６１はコンベアベルト６９によってコイル区分
６５および６７の軸方向の磁場を通って運ばれる。バイアルが電子ビーム１５の
通路にあり、かつ軸方向の磁場の中心にあるとき、それは瞬間的に停止し、電子
がバイアルの外表面上に突き当たることができるようにする。あるバイアルが電
子によって擦られた後、このコンベアは進み、別のバイアルが同様に処理される
。
【図１】 材料のウェブの表面処理のために電子ビームを持続電場へ放出す
る電子ビーム管の側面図である。
る電子ビーム管の側面図である。
【図２】 材料のウェブの処理のために複数のビームを単一の持続電場へ放
出するための複数の電子ビーム管の側面図である。
出するための複数の電子ビーム管の側面図である。
【図３】 持続電場を有するプラズマ増速化学気相成長のためのチャンバ内
の電子ビーム管の側面図である。
の電子ビーム管の側面図である。
【図４】 バイアルの表面処理のための、電子ビームをビーム管と同軸の持
続磁場内へ放出する電子ビーム管の側面図である。
続磁場内へ放出する電子ビーム管の側面図である。
【図５】 バイアルの表面処理のための、電子ビームをビーム管の軸を横断
する持続磁場内へ放出する電子ビーム管の側面図である。
する持続磁場内へ放出する電子ビーム管の側面図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ２１Ｋ 5/04 Ｇ２１Ｋ 5/04 Ｅ
Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｃ
Ｆターム(参考） 4C058 AA24 AA30 BB06 CC02 EE26
KK03 KK06 KK22
4G075 AA24 AA30 BB10 BC04 CA39
CA42 CA47 DA02 DA18 EB01
EB31 EC01 EC21 EC30 FC11
4K030 AA06 BA44 FA12 KA30
5F045 AA08 AA14 AB32 AC16 AE29
AF11 DP23 DQ16 EH01
Claims (12)
- 【請求項１】 表面処理装置であって、 電子源を有する真空管本体と、前記電子源から間隔を空けられた内部陽極と、
電子透過性気体不透性の薄膜の前記陽極近くに位置する窓とを有する電子ビーム
管を含み、前記窓は、前記陽極により加速された電子が前記窓を通過してビーム
状で気体周囲環境内へ入るように配置されており、前記陽極は、前記窓を通過す
る電子が７５ｋＶより小さいエネルギを有しかつ気体周囲環境との衝突により二
次電子を形成するような電位を有しており、前記表面処理装置はさらに、 前記ビーム管の外側であって、前記管の窓に近接しかつ周囲環境内にある場を
含み、前記電子ビームが前記場内へ入り、それによって電子がトラップされ、前
記表面処理装置はさらに、 前記ビームの通路内および前記場内であって、前記ビーム管外部に配置される
処理対象表面を含む、表面処理装置。 - 【請求項２】 前記周囲環境が空気環境である、請求項１に記載の装置。
- 【請求項３】 選択された気体を前記処理対象表面へ向けて注入するノズル
をさらに含み、前記周囲環境が前記選択された気体により形成される、請求項１
に記載の装置。 - 【請求項４】 前記選択された気体により形成された周囲環境を取り囲む気
密ハウジングをさらに含む、請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 前記場が、前記管外部の陽極および陰極により形成された電
場であり、前記ビームにより生成された二次電子をトラップする場を有する、請
求項１に記載の装置。 - 【請求項６】 前記場が、前記管外部のコイルにより形成された磁場であり
、前記ビームにより生成された二次電子をトラップする場を有する、請求項１に
記載の装置。 - 【請求項７】 前記処理対象表面が、２つの対向する部材間で張力をかけら
れたウェブであり、前記ウェブは、前記管外部の陽極と陰極との間を、かつ電子
トラップを通過する、請求項５に記載の装置。 - 【請求項８】 ビーム管外部の前記陽極が導電性のスクリーンである、請求
項５に記載の装置。 - 【請求項９】 ビーム管外部の前記陰極が導電性のスクリーンである、請求
項５に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記処理対象表面が、ビーム外部の陽極と陰極との間を、
かつ電子トラップを通過する、キャリア上に配置されるシリコンウエハである、
請求項５に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記磁場がビームに平行な軸を有する、請求項６に記載の
装置。 - 【請求項１２】 前記磁場がビームを横断する軸を有する、請求項６に記載
の装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/379,543 | 1999-08-23 | ||
| US09/379,543 US6239543B1 (en) | 1999-08-23 | 1999-08-23 | Electron beam plasma formation for surface chemistry |
| PCT/US2000/040309 WO2001015199A1 (en) | 1999-08-23 | 2000-07-06 | Electron beam plasma formation for surface chemistry |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003508874A true JP2003508874A (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=23497689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001519466A Pending JP2003508874A (ja) | 1999-08-23 | 2000-07-06 | 界面化学のための電子ビームプラズマ形成 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1218916A4 (ja) |
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| KR (1) | KR100670714B1 (ja) |
| AU (1) | AU6803500A (ja) |
| TW (1) | TW457511B (ja) |
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| DE102008058913A1 (de) * | 2008-11-25 | 2010-05-27 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Verfahren zur Herstellung hybrider Bauteile für Fluggasturbinen |
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| DE102014001344B4 (de) * | 2014-02-02 | 2015-08-20 | Crosslinking AB | Elektronenstrahleinheit mit schräg zur Transportrichtung ausgerichteten Heizkathodendrähten sowie Verfahren zur Bestrahlung |
| DE102016006880B3 (de) * | 2016-06-06 | 2017-08-17 | Crosslinking AB | Verfahren zum Bestrahlen eines Behältnisses sowie Elektronenbestrahlungseinheit dazu |
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-
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- 1999-08-23 US US09/379,543 patent/US6239543B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
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