(57)【要約】    【課題】  電子線透過率が高く且つ長寿命な電子線透過窓、その製造方法及び電子線照射装置を提供する。    【解決手段】  シリコン基板の一方の面上にダイヤモンド核を形成した後、化学気相成長法によりこのシリコン基板の一方の面上に、電子線透過膜としてダイヤモンド膜４を形成する。次に、シリコン基板の中央部に開口部を形成してダイヤモンド膜４の一方の面にシリコン支持枠２を形成する。その後、ダイヤモンド膜４の他方の面にシリコン支持枠２と共にダイヤモンド膜４の周辺部を挟むアルミニウム支持枠３を形成して、電子線透過窓１とする。【選択図】    図１
2006090873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンドを主成分として電子線を透過する電子線透過膜と、前記電子線透過膜の周辺部を挟むようにその表面及び裏面に設けられた第１及び第２の支持枠と、を有することを特徴とする電子線透過窓。
【請求項２】
前記電子線透過膜の少なくとも一方の面には、前記第１及び第２の支持枠が設けられていない領域上に電子線を透過する耐酸化膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子線透過窓。
【請求項３】
前記耐酸化膜は、ＳｉＣ、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＡｌＯ、Ａｌ及びＴｉからなる群から選択された少なくとも１種の材料により形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電子線透過窓。
【請求項４】
前記第１の支持枠は、シリコン又は炭化珪素により形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子線透過膜。
【請求項５】
前記第２の支持枠は、シリコン、炭化珪素、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・℃以上である金属材料及び水素吸蔵材料からなる群から選択された１種の材料により形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子線透過窓。
【請求項６】
前記電子線透過膜には、Ｂがドープされていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子線透過窓。
【請求項７】
シリコン又は炭化珪素からなる基板の一方の面上にダイヤモンド核を形成する工程と、化学気相成長法により前記基板の一方の面上にダイヤモンドを主成分とする電子線透過膜を形成する工程と、前記基板の中央部に開口部を形成して前記電子線透過膜の一方の面に第１の支持枠を形成する工程と、前記電子線透過膜の他方の面に前記第１の支持枠と共に前記電子線透過膜の周辺部を挟む第２の支持枠を形成する工程と、を有することを特徴とする電子線透過窓の製造方法。
【請求項８】
前記ダイヤモンド核を形成する工程は、ダイヤモンド粉末により前記基板の表面を研磨、ダイヤモンド粉末の懸濁液中で前記基板を超音波処理、前記基板の表面にダイヤモンド粉末を均一に塗布及び前記基板を炭素含有プラズマへ暴露からなる群から選択された少なくとも１種の処理を行うことを特徴とする請求項７に記載の電子線透過窓の製造方法。
【請求項９】
前記電子線透過膜の少なくとも一方の面の前記第１又は第２の支持枠が形成されていない領域上に、電子線を透過する材料により耐酸化膜を形成する工程と、を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の電子線透過窓の製造方法。
【請求項１０】
前記電子線透過膜を形成する工程において、雰囲気ガスにジボランを添加し、前記電子線透過膜にＢをドープすることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の電子線透過窓の製造方法。
【請求項１１】
前記電子線透過膜を形成する工程において、雰囲気ガスに酸素含有ガス、希ガス及び窒素含有ガスからなる群から選択された少なくとも１種のガスを添加することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の電子線透過窓の製造方法。
【請求項１２】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子線透過窓を有することを特徴とする電子線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイヤモンド薄膜を使用した電子線透過窓、その製造方法及びこの電子線透過窓を備えた電子線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空中において電圧を印加することにより電子を加速し、この加速された電子を減圧又は常圧ガス雰囲気中に取り出して対象物に照射する電子線照射法は、制御性がよく、プロセス速度が速く、対象物に熱が加熱されない等の利点があるため、塗料、印刷インキ、接着剤、粘着剤及びその他の樹脂製品の架橋又は硬化、表面改質、脱硫・脱硝並びに殺菌等、幅広い分野で利用されている。また、素子回路の微細化及び高集積化が著しい半導体製造プロセスにも電子線照射法が多用されている。
【０００３】
このような理由から、近時、電子線照射装置の開発が盛んに行われている（例えば、特許文献１乃至３参照）。図９（ａ）は従来の電子線照射装置を示す断面図であり、図９（ｂ）はその電子線透過窓の構造を示す断面図である。図９（ａ）に示すように、従来の電子線照射装置１０１には、内部が高真空に保たれた真空室を備えた真空容器１０３と、この真空室に電子を放出する電子離脱電極を備えた電子離脱器１０４とが設けられている。また、真空容器１０３内には、電子離脱器１０４から離脱する電子を加速して電子線を生成する加速電極（図示せず）が設けられており、真空容器１０３の真空室は、電子線透過窓１０５を介して照射対象物を搬送する搬送部１０２に連結されている。
【０００４】
この電子線照射装置１０１における電子線透過窓１０５は、一般に、図７（ｂ）に示すように、チタン、アルミニウム、ケイ素又はケイ素化合物等からなり極めて薄く電子線を透過する電子線透過膜１０６と、電子線が透過しない程度に厚く電子線透過膜を支持する支持枠１０７とで構成されている。
【０００５】
このような従来の電子線照射装置１０１においては、電子離脱器１０４から放出された電子が真空室において加速されて電子線が生成し、この電子線が電子線透過窓１０５の電子線透過膜１０６を透過して搬送部１０２内に設置された対象物に照射される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３３７１９９号公報
【特許文献２】特開２００４−１０５３００号公報
【特許文献３】特開２００４−２３９８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述の従来の技術には以下に示す問題点がある。特許文献１乃至３に記載されているような従来の電子線照射装置は、電子線透過窓における電子線の透過率が電子線透過膜の厚さに応じて変化する。このため、電子線の透過率を高めて、電子線透過窓の超寿命化及び電子線照射装置の性能向上を図るためには、電子線透過膜をできるだけ薄くすることが望ましいが、電子線透過窓は搬送部と真空容器との間の真空隔壁でもあるため、電子線透過膜を薄くすると真空隔壁としての機能が低下するという問題点がある。
【０００８】
また、従来の電子線透過窓においては、電子線の一部が電子線透過膜で吸収され、それにより生じたジュール熱によって温度が上昇し、電子線透過膜に熱変形、破壊、強度低下及び支持枠からの剥離等が発生するという問題点がある。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、電子線透過率が高く且つ長寿命な電子線透過窓、その製造方法及び電子線照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願第１発明に係る電子線透過窓は、ダイヤモンドを主成分として電子線を透過する電子線透過膜と、前記電子線透過膜の周辺部を挟むようにその表面及び裏面に設けられた第１及び第２の支持枠と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、電子線透過膜をダイヤモンドにより形成し、更に、このダイヤモンド膜の両面に夫々第１及び第２の支持枠を設けているため、従来の電子線透過窓に比べて、電子線透過率が向上すると共に長寿命化することができる。
【００１２】
前記電子線透過膜の少なくとも一方の面には、前記第１及び第２の支持枠が設けられていない領域上に電子線を透過する耐酸化膜が形成されていてもよい。これにより、高温処理工程における電子線透過膜の酸化を防止することができるため、耐久性が向上する。この耐酸化膜は、例えば、ＳｉＣ、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＡｌＯ、Ａｌ及びＴｉからなる群から選択された少なくとも１種の材料により形成することができる。
【００１３】
また、前記第１の支持枠は、例えばシリコン又は炭化珪素により形成することができ、前記第２の支持枠は、シリコン、炭化珪素、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・℃以上である金属材料及び水素吸蔵材料からなる群から選択された１種の材料により形成することができる。
【００１４】
更に、前記電子線透過膜には、Ｂがドープされていてもよい。これにより、電子線透過膜に導電性が付与されるため、チャージアップを防止することができると共に、熱伝導率が向上するため、耐久性が向上する。
【００１５】
本願第２発明に係る電子線透過窓の製造方法は、シリコン又は炭化珪素からなる基板の一方の面上にダイヤモンド核を形成する工程と、化学気相成長法により前記基板の一方の面上にダイヤモンドを主成分とする電子線透過膜を形成する工程と、前記基板の中央部に開口部を形成して前記電子線透過膜の一方の面に第１の支持枠を形成する工程と、前記電子線透過膜の他方の面に前記第１の支持枠と共に前記電子線透過膜の周辺部を挟む第２の支持枠を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、基板上にダイヤモンド核を形成した後で、ダイヤモンドを主成分とする電子線透過膜を成膜しているため、ピンホール等の欠陥がない電子線透過膜を形成することができる。これにより、電子線透過率が高く、長寿命な電子線透過窓が得られる。
【００１７】
前記ダイヤモンド核を形成する工程は、ダイヤモンド粉末により前記基板の表面を研磨、ダイヤモンド粉末の懸濁液中で前記基板を超音波処理、前記基板の表面にダイヤモンド粉末を均一に塗布及び前記基板を炭素含有プラズマへ暴露からなる群から選択された少なくとも１種の処理を行ってもよい。これにより、基板表面に、容易にダイヤモンド核を形成することができる。
【００１８】
この電子線透過窓の製造方法においては、更に、前記電子線透過膜の少なくとも一方の面の前記第１及び第２の支持枠が形成されていない領域上に電子線を透過する材料により耐酸化膜を形成してもよい。これにより、高温処理工程における電子線透過膜の酸化を防止することができるため、耐久性が向上する。
【００１９】
また、前記電子線透過膜を形成する工程において、雰囲気ガスにジボランを添加し、ダイヤモンド膜にＢをドープすることもできる。これにより、これにより、ダイヤモンド膜に導電性が付与されるため、チャージアップを防止することができると共に、熱伝導率が向上するため、耐久性が向上する。
【００２０】
更に、前記電子線透過膜を形成する工程において、雰囲気ガスに酸素含有ガス、希ガス及び窒素含有ガスからなる群から選択された少なくとも１種のガスを添加してもよい。これにより、熱伝導率が向上するため、耐久性が向上する。
【００２１】
本願第３発明に係る電子線照射装置は、前記電子線透過窓を有することを特徴とする。本発明においては、電子線透過膜の主成分をダイヤモンドとし、その周辺部を第１及び第２の支持枠で挟んだ電子線透過窓を使用しているため、従来の電子線照射装置に比べて、電子線透過窓における電子線透過率が向上すると共に電子線透過窓を長寿命化することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、電子線透過膜の主成分がダイヤモンドであるため、電子線透過率を向上させることができ、更に、この電子線透過膜を２つの支持枠で挟んでいるため電子線透過膜が破損しにくくなり、電子線透過窓を長寿命化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態に係る電子線照射窓について説明する。電子線透過窓用の電子線透過膜に要求される特性としては、電子線が照射されても変質しにくく且つ熱伝導性が優れること、電子線透過率が高いこと、二次電子放出性が優れること、電気伝導性を示すこと、膜厚が均一であること、機械的強度が高く真空隔壁となり得ること、ピンホールがないこと、残留応力が小さいこと等が挙げられる。従来、これらの特性を全て満たす電子線透過膜は実現困難であったが、本発明者等は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition法：化学気相成長）法により形成したダイヤモンド膜は上述の特性を全て満たすことを見出した。ダイヤモンド膜は、例えば、特開２００２−２１７０９４号公報に記載されているように、熱伝導性及び機械的強度が優れている。しかしながら、その一方で、「高温下で酸化エッチングされる」、「ピンホールがない膜を形成することが容易でない」、「残留応力を制御することが難しく目的とする機械的強度が得られない」等の課題がある。そこで、本発明者等は、電子線透過窓の構成及びダイヤモンド膜の形成方法を工夫することにより、ダイヤモンド膜を電子線透過膜として使用した理想的な電子線透過窓、即ち、本発明に至った。
【００２４】
先ず、本発明の第１の実施形態の電子線透過窓について説明する。図１（ａ）は本実施形態の電子線透過窓を一方の面側から見た平面図であり、図１（ｂ）は他方の面側から見た平面図である。また、図２は図１（ａ）に示すＡ−Ａ線による断面図である。図１（ａ）及び（ｂ）並びに図２に示すように、本実施形態の電子線透過窓１は、電子線透過膜であり、厚さが例えば０．８乃至１０μｍ、直径が例えば０．５乃至１０ｍｍであるダイヤモンド膜４の一方の面上に、第１の支持枠として、厚さが例えば０．５乃至２．０ｍｍ、直径が例えば２５乃至２００ｍｍ、表面が（００１）面により形成されているシリコンからなる支持枠２が設けられている。更に、このダイヤモンド膜４の他方の面上には、第２の支持枠として、厚さが例えば０．０１乃至１ｍｍ、外径が例えば２００ｍｍ、内径が例えば１乃至２０ｍｍであり、アルミニウムからなる支持枠３が、シリコン支持枠２及びダイヤモンド膜４と同軸状に形成されている。
【００２５】
本実施形態の電子線透過窓１は、電子透過膜をダイヤモンドにより形成しているため、従来の電子透過窓に比べて、電子透過膜の熱伝導性、機械的強度及び電子透過性が向上する。このダイヤモンド膜４には、ホウ素（Ｂ）等の不純物がドープされていてもよい。これにより、ダイヤモンド膜に導電性が付与され、電子線透過時のチャージアップを防止することができる。また、Ｂドープダイヤモンド膜は、アンドープダイヤモンド膜に比べて、熱伝導率も向上するため、耐久性が向上する。
【００２６】
また、本実施形態の電子線透過窓１においては、第１の支持枠として、表面が（００１）面により形成されているシリコン支持枠２を使用し、第２の支持枠としてアルミニウム支持枠３を使用しているが、これらの支持枠は、メンブレンアレイ状等の微細なパターニングプロセスにも適合した材料により形成されていればよい。具体的には、第１の支持枠は、シリコン又は炭化珪素により形成することができる。
【００２７】
一方、第２の支持枠は、シリコン、炭化珪素、熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・℃以上の金属材料及び水素吸蔵性材料からなる群から選択された１種の材料により形成することができる。特に、第２の支持枠をアルミニウム及び銀等のように熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・℃以上の金属材料により形成すると、電子線透過膜であるダイヤモンド膜４から効率的に熱を逃すことができる。また、第２の支持枠を非ダイヤモンドカーボン、炭化窒素（ＣＮ）、フラーレン及びチタン等の水素吸蔵性材料により形成すると、電子線透過時の昇温により他方の支持枠から水素が放出されるため、ダイヤモンド表面の水素終端が保持され、高い二次電子放出率を保つことができる。その結果、電子透過膜としての特性が長期間維持され、更にはジュール熱発生も抑制することができる。
【００２８】
なお、本実施形態の電子線透過窓１においては、ダイヤモンド膜４の表面及び裏面に夫々シリコン支持枠２及びアルミニウム支持枠３と、相互に異なる材質の支持枠を設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、２つの支持枠の材質を同じにしてもよい。一方、電子線透過窓１のように、２つの支持枠を相互に異なる材料により形成すると、これらに夫々異なった機能を持たせることができるため、様々な要求及び用途に対応することができる。その場合、第１及び第２の支持枠を、夫々電子線が入射する側及び電子線が出射する側のいずれに配置するかは、目的に応じて適宜選択することができる。
【００２９】
本実施形態の電子線透過窓１は、ダイヤモンド膜４の両面に支持枠を設けているため、電子線透過膜であるダイヤモンド膜４が破損しにくい。このとき、２つの支持枠の位置は、電子線透過窓の機械的強度に大きく影響する。図３（ａ）乃至（ｃ）は電子線透過窓における各支持枠の位置関係を示す断面図である。例えば、図３（ａ）に示すように、ダイヤモンド膜１３を挟むように相互に外径が等しい支持枠１１ａ及び１２ａを配置すると、開口部周縁付近のダイヤモンド膜１３への応力集中が緩和され、図９（ｂ）に示す従来の電子線透過窓のように、支持枠が電子線透過膜の一方の面にしか設けられていない場合よりも、ダイヤモンド膜１３が破損しにくくなる。
【００３０】
また、例えば、支持枠１１ｂとして表面が（１００）面により形成されているシリコン基板を使用し、このシリコン基板（支持枠１１ｂ）上にダイヤモンド膜１３を形成した後、薬液プロセスによりシリコン基板（支持枠１１ｂ）を異方性エッチングすると、図３（ｂ）に示すように、支持枠１１ｂの開口部がダイヤモンド膜１３から遠ざかるに従い大きくなる。このような場合でも、支持枠１１ｂにおけるダイヤモンド膜１３と接している部分、即ち、支持枠１１ｂの最も開口部が小さい部分と同じ開口部の支持枠１２ｂを、ダイヤモンド膜１３を挟んで支持枠１１ｂと相互に対向するように配置しているため、電子線透過膜の破損を抑制することができる。
【００３１】
更に、図３（ｃ）のように、支持枠１１ｃの開口部よりも支持枠１２ｃの開口部の方が小さい場合、電子線透過窓の開口率、即ち、電子線が透過する部分の割合は低下するが、ダイヤモンド膜１３の機械的破損率をより低減することができる。
【００３２】
本実施形態の電子線透過窓１における開口部の形状は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すよな平面視で円形状だけでなく、平面視で楕円形状、矩形状又は多角形状でもよい。図４は平面視で正方形状の開口部が形成された電子線透過窓を示す平面図である。開口部が矩形状である場合、その角部近傍のダイヤモンド膜に応力が集中しやすい。そこで、図４に示す電子線透過窓２１のように、支持枠２３側の開口部の形状を、支持枠２２側の開口部の一辺よりも直径が小さい円形状にする。これにより、ダイヤモンド膜１３への応力集中が緩和されるため、ダイヤモンド膜１３の機械的破損率を低減し、電子線透過窓を長寿命化することができる。
【００３３】
上述したように、本実施形態の電子線透過窓１は、電子透過膜をダイヤモンドにより形成し、更にこのダイヤモンド膜４の両面を夫々支持枠２及び３により支持しているため、従来の電子透過窓に比べて、熱伝導性、機械的強度及び電子透過性を向上させることができる。その結果、電子線透過率が高く、長寿命な電子線透過窓が得られる。
【００３４】
次に、本実施形態の電子線透過窓１の製造方法について説明する。図５（ａ）乃至（ｅ）は本実施形態の電子線透過窓の製造方法をその工程順に示す断面図である。先ず、厚さが例えば０．５乃至２．０ｍｍで、表面が（００１）面により形成されているシリコン基板５に対して、粒径が１μｍ以下のダイヤモンド粉末により表面を研磨、粒径が１μｍ以下のダイヤモンド粉末の懸濁液中で超音波処理、表面に粒径が１μｍ以下のダイヤモンド粉末を均一に塗布及びＣＶＤ装置内での炭素含有プラズマへの暴露から選択された少なくとも１種の表面処理を行った後、図５（ａ）に示すように、このシリコン基板５上にＣＶＤ法により、厚さが例えば０．８乃至１０μｍであり、直径が例えば２００ｍｍであり、電子線透過膜となるダイヤモンド膜４を成膜する。その際、原料ガスであるメタン等の炭化水素及びキャリアガスである水素に加えて、例えば酸素、一酸化炭素、アセトン及びエタノール等の酸素成分含有ガス、例えばアルゴン及びヘリウム等の希ガス又は例えば窒素、アンモニア及びＮＯｘ等の窒素成分含有ガスを添加すると、ダイヤモンド膜の熱伝導率が向上して、耐久性が優れた電子線透過膜が得られる。
【００３５】
次に、図５（ｂ）に示すように、シリコン基板５におけるダイヤモンド膜４が形成されていない側の面に、ＳｉＮ等からなり、開口部６ａが形成されたマスク６を形成する。その後、図５（ｃ）に示すように、ＫＯＨ溶液等により、シリコン基板５のマスク６が形成されていない部分をエッチングし、ダイヤモンド膜４の一方の面にシリコンからなる支持枠２を形成する。次に、図５（ｄ）に示すようにマスク６を除去し、図５（ｅ）に示すようにダイヤモンド膜４の表面に、厚さが例えば０．０１乃至１ｍｍ、外径が例えば２００ｍｍ、内径が例えば１乃至１０ｍｍであり、アルミニウムからなる支持枠３を融着又はパターン蒸着する。
【００３６】
ダイヤモンド膜は、機械強度、熱伝導性及び化学的安定性が優れ、更に低密度であるため、電子線透過膜に適しているが、従来、ピンホールがない極めて薄い膜を形成することができなかったため、実用化されていなかった。そこで、本発明者等は、ダイヤモンド膜を形成する支持枠の表面に対して上述の処理を行うことにより、シリコン基板２の表面にダイヤモンド核を形成し、ピンホールがない極めて薄いダイヤモンド膜を実現した。このように、シリコン基板５の表面にダイヤモンド核を生成すると、ダイヤモンド膜の結晶性が向上し、ピンホールがない極めて薄い膜を形成することができる。なお、これらの処理は、第１の支持枠を炭化ケイ素により形成した場合でも同様の効果が得られる。
【００３７】
なお、ダイヤモンド膜４は、シリコン基板５の全面に形成する必要はなく、例えば、予めレイアウトを決めておき、所定の領域にのみダイヤモンド膜４を形成してもよい。一般に、シリコン基板等の基板上に成膜されたダイヤモンド膜には膜厚に分布があるが、ダイヤモンド膜は、表面を削って膜厚を均一化することが困難である。そのような場合でも、本実施形態の電子透過窓１においては、ダイヤモンド膜の膜厚分布に応じて開口部の位置及び形状を調節することが可能であるため、例えば、中心部の膜厚が厚く、周辺部の膜厚が薄くなるダイヤモンド成膜の特性を活かしてメンブレンアレイ状にダイヤモンド膜を作製することにより、電子線透過量を均一化することができる。
【００３８】
本実施形態の電子線透過窓１は、例えば、電子線照射装置の電子線取り出し口に取り付けられる。その際、シリコン支持枠２側の面が真空側になるように配置される。これにより、真空封止しやすくなる。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施形態に係る電子線透過窓について説明する。図６は本実施形態の電子線透過窓の構造を示す断面図である。なお、図６においては、図２に示す第１の実施形態の電子線透過窓１における構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図６に示すように、本実施形態の電子線透過窓３１は、電子線透過膜であり、厚さが例えば０．８乃至１０μｍ、直径が例えば２００ｍｍであるダイヤモンド膜４の一方の面上に、第１の支持枠として、厚さが例えば０．５乃至２．０ｍｍ、直径が例えば２５乃至２００ｍｍ、表面が（００１）面により形成されているシリコン支持枠２が設けられており、ダイヤモンド膜４の他方の面上には、第２の支持枠として、厚さが例えば０．０１乃至１ｍｍ、外径が例えば２００ｍｍ、内径が例えば１乃至１０ｍｍであるアルミニウム支持枠３が設けられている。
【００４０】
更に、ダイヤモンド膜４の他方の面には、アルミニム支持枠３が形成されていない領域上に、厚さが例えば０．０１乃至１．００μｍであり、電子線を透過する耐酸化膜７が形成されている。ダイヤモンドは高温になると酸化されやすく、ダイヤモンド膜４を形成した後に、例えば真空接合等のような高温処理を行うと、ダイヤモンド膜４が酸化及びエッチングされ、破損が発生しやすくなる。そこで、本実施形態の電子線透過窓３１のように、ダイヤモンド膜４が露出している部分に耐酸化膜７を形成することにより、高温工程におけるダイヤモンド膜４の破損を防止することができ、耐久性を向上させることができる。また、ダイヤモンド膜４上に耐酸化膜７を形成することにより、ダイヤモンド膜４の残留応力を打ち消したり、ダイヤモンド膜４を補強したりすることもできる。
【００４１】
この耐酸化膜７を形成する材料としては、例えば、ＳｉＣ、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＡｌＯ、Ａｌ、Ｔｉ、ＴｉＯ及びこれらの混合物が挙げられ、更に、前述の材料からなる膜を複数層積層することもできる。また、耐酸化膜７を形成する方法としては、例えば、表面が（００１）面のシリコン基板５上に予め、厚さが例えば０．０１乃至１．００μｍの耐酸化膜７を成膜しておき、その後、シリコン基板５の耐酸化膜７が形成されていない面上にＣＶＤ法によりダイヤモンド膜４を形成する方法がある。又は、マスク６を除去した後、ダイヤモンド膜４上の所定の領域に耐酸化膜７を蒸着し、その後アルミニウム支持枠３を蒸着又は融着してもよい。
【００４２】
この電子線透過窓３１は、例えば、電子線照射装置の電子線取り出し口に取り付けられる。その際、耐酸化膜７が形成されている側、即ち、アルミニウム支持枠３が形成されている側が大気側になるように配置される。これにより、真空接合時におけるダイヤモンド膜４の酸化を防止できる。なお、本実施形態の電子線透過窓３１における上記以外の構成及び効果は、前述の第１の実施形態の電子線透過窓１と同様である。
【００４３】
前述の第２の実施形態の電子線透過窓３１においては、アルミニウム支持枠３側の面に耐酸化膜７を形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、シリコン支持枠２側に耐酸化膜７を形成してもよい。図７は本発明の第２の実施形態の変形例の電子線透過窓の構造を示す断面図である。なお、図７においては、図６に示す第２の実施形態の電子線透過窓３１における構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図７に示すように、本変形例の電子線透過窓３２においては、ダイヤモンド膜４の一方の面のシリコン支持枠２が形成されていない領域上に、厚さが例えば０．０１乃至１．００μｍで、電子線を透過する耐酸化膜７が形成されている。この耐酸化膜７を形成する方法としては、例えば、ＣＶＤ、熱酸化、スパッタ蒸着等の方法がある。
【００４４】
この電子線透過窓３２は、例えば、電子線照射装置の電子線取り出し口に取り付けられる。その際、耐酸化膜７が形成されている側、即ち、シリコン支持枠２側が大気側になるように配置される。これにより、真空接合時におけるダイヤモンド膜４の酸化を防止できる。なお、本変形例の電子線透過窓３２における上記以外の構成及び効果は、前述の第２の実施形態の電子線透過窓３１と同様である。
【００４５】
次に、本発明の第３の実施形態の電子線照射装置について説明する。図８は本実施形態の電子線照射装置を示す斜視図である。図８に示すように、本実施形態の電子線照射装置４１においては、真空封管４２の中に電子源４３が配置されており、真空封管４２の一方の端部には前述の第１の実施形態の電子線透過窓１が真空接合されている。更に、電子線透過窓１と電子源４３との間には、バイアスグリッド４４が配置されている。
【００４６】
この電子線照射装置４１においては、電子源４３で発生した電子が、バイアスグリッド４４で加速されて電子線となり、電子線透過窓１のダイヤモンド膜４を透過して対象物に照射される。
【００４７】
本実施形態の電子線照射装置４１は、電子透過膜がダイヤモンド膜４であり、その両面に夫々シリコン支持枠２及びアルミニウム支持枠が形成されている電子線透過窓１を使用しているため、従来の電子線照射装置に比べて、電子線透過窓における電子線透過率が向上すると共に長寿命化することができる。
【００４８】
なお、本実施形態の電子線照射装置４１においては、電子線透過窓１を使用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、前述の第２実施形態の電子線透過窓３１及びその変形例の電子線透過窓３２を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態の電子線透過窓を一方の面側から見た平面図であり、（ｂ）は他方の面側から見た平面図である。
【図２】図１（ａ）に示すＡ−Ａ線による断面図である。
【図３】（ａ）乃至（ｅ）は電子線透過窓における各支持枠の位置関係を示す断面図である。
【図４】平面視で正方形状の開口部が形成された電子線透過窓を示す平面図である。
【図５】（ａ）乃至（ｄ）は本発明の第１の実施形態の電子線照射窓の製造方法をその工程順に示す平面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の電子線透過窓の構造を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の変形例の電子線透過窓の構造を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の電子線照射装置を示す断面図である。
【図９】（ａ）従来の電子線照射装置を示す断面図であり、（ｂ）はその電子線透過膜の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１、２１、３１、３２、１０５；電子線透過窓
２、３、１１ａ〜１１ｃ、１２ａ〜１２ｃ、２２、２３、１０７；支持枠
４、１３；ダイヤモンド膜
５；シリコン基板
６；マスク
６ａ；開口部
７；耐酸化膜
４１；電子線照射装置
４２；真空封管
４３；電子源
４４；バイアスグリッド
１０１；電子線照射装置
１０２；搬送部
１０３；真空容器
１０４；電子離脱器
１０６；電子線透過膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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