(57)【要約】本発明は、特に、処理区間を有する真空チャンバ（３）内をほぼ連続的に移動する金属基板（１）を清浄および／または加熱するための処理方法に関し、大気圧未満の圧力に維持した気体内で、少なくとも電極を形成する基板（１）と、少なくとも１つの対向電極（９）との間で、電気放電（１０）すなわちプラズマおよび磁界を発生させて、電気放電（１０）内に生成されたイオンが基板（１）に衝突する。かかる方法は、処理区間内で基板（１）の周囲全体に閉じ込め誘導磁界を生成して、電気放電（１０）内に放出される電子の閉じ込めにより、前記処理区間内で基板（１）の周囲の領域に電気放電（１０）も同様に閉じ込めるようにすることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に、処理区間を有する真空チャンバ（３）を通ってほぼ連続的に供給される金属基板（１）を清浄および／または加熱するための処理方法であって、前記処理区間内で、大気圧未満の圧力に維持した気体内で、少なくとも、電極として作用する前記基板（１）と、少なくとも１つの対向電極（９）との間で、電気放電（１０）すなわちプラズマおよび磁界を発生させて、前記電気放電（１０）内に生成されたイオンが前記基板（１）に衝突することができる処理方法において、前記処理区間内で前記基板（１）の周囲全体に閉じ込め誘導磁界を生成して、前記電気放電（１０）内に放出される電子の閉じ込めにより、この処理区間内で前記基板（１）の周囲の領域に前記電気放電（１０）も閉じ込めるようにすることを特徴とする、処理方法。
【請求項２】
前記処理区間を通る前記基板（１）８の移動軸（２）にほぼ平行に、この処理区間内で誘導磁界を発生させて、前記基板（１）の周囲に延在する経路（１７）に沿った前記放電からの電子の循環によって、前記基板（１）の周囲にマグネトロン放電を形成可能とすることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
誘導磁界が生成され、前記移動軸（２）と平行なその成分は少なくとも１０−３Ｔ（１０ガウス）に等しく、好ましくは、前記処理区間内で１０−３Ｔ（１０ガウス）と０．２５Ｔ（２５００ガウス）との間であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記処理区間内の前記基板の周囲全体に、少なくとも１つの磁気鏡が生成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記基板（１）の前記移動軸（２）をほぼ横切るように誘導磁界が生成され、その強度は、前記基板（１）から前記磁気鏡に向かって、少なくとも２倍だけ増大することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記基板（１）が通過する少なくとも２つの磁気鏡が構成され、これにより前記処理区間の入口および出口を規定し、前記基板（１）が前記処理区間を通って移動する軸にほぼ平行な方向に前記放電を閉じ込めることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記磁気鏡によって、前記基板（１）の前記移動軸にほぼ平行な誘導磁界が形成され、その強度は、各鏡から前記処理区間の中央への距離が増大すると低下することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記磁気鏡の中央において誘導磁界が生成され、これは、前記処理区間を通る前記移動軸にほぼ平行な方向の前記誘導磁界のいかなる値よりも高い値を有し、好ましくは、前記処理区間内の前記基板（１）の近傍の最小誘導磁界の値の少なくとも２倍に等しいことを特徴とする、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
磁気鏡によって生成される最大誘導磁界は、少なくとも５．１０−３Ｔ（５０ガウス）に等しいことを特徴とする、請求項６から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
電極として作用する前記基板（１）と前記対向電極（９）との間に直流電圧を印加して、この対向電極（９）に対して前記基板（１）が負の極性を有するようにすることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
電極として作用する前記基板（１）と前記対向電極（９）との間に交流電圧を印加することを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板（１）と前記対向電極（９）との間に、１ｋＨｚおよび１ＭＨｚ間、好ましくは１０ｋＨｚおよび１００ｋＨｚ間の周波数で交流電圧を印加することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記対向電極（９）が前記基板（１）に対して正の極性を有する時間よりも短い時間だけ、前記対向電極が負の極性を有することを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板（１）を加熱するため、１Ｐａ（０．０１ｍｂａｒ）以上、好ましくは１０Ｐａ（０．１ｍｂａｒ）および１０００Ｐａ（１０ｍｂａｒ）間の圧力に維持した気体内で電気放電を生成することを特徴とする、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板（１）に正のイオンが衝突することによって前記基板を清浄するため、１Ｐａ（０．０１ｍｂａｒ）未満、好ましくは前記処理区間内で１Ｐａ（０．０１ｍｂａｒ）および０．０１Ｐａ（１０−４ｍｂａｒ）間の圧力に維持した気体内で電気放電を生成することを特徴とする、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
アルゴンまたはヘリウム等の希ガス、および／または水素、窒素、酸素、および／または炭化水素化合物等の分子性気体において、前記電気放電を生成することを特徴とする、請求項１から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記基板（１）の単位表面積当たり１Ｗｃｍ−２および２００Ｗｃｍ−２間の平均電力密度で、前記対向電極（９）と前記基板（１）との間の最大電位差を１０００Ｖ以下に維持しつつ、前記対向電極（９）と前記基板（１）との間で電気放電を生成することを特徴とする、請求項１から１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
特に、請求項１から１７のいずれか１項に記載の方法を機能させるための、金属基板を処理するための装置であって、金属基板（１）をほぼ連続的に供給する真空チャンバ（３）と、電気放電を発生させる処理区間と、前記電気放電内に生成された電子を閉じ込めるための磁気手段と、電極として作用する前記基板（１）に対向して配置され、この電気放電を発生させることができる少なくとも１つの対向電極（９）と、を備える装置において、前記磁気閉じ込め手段は、前記基板（１）に相対的に配置されて、前記電気放電内に生成されたイオンが、前記基板（１）の周囲全体に維持され、従って後者の表面に衝突することができることを特徴とする、装置。
【請求項１９】
前記基板（１）を供給する前記処理区間の周囲に少なくとも１つの磁気鏡を配し、前記基板（１）に、これから遠ざかる前記電子を反射して送り返し、これによって、この区間内の前記基板（１）の周囲の領域に前記電気放電を閉じ込めることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記磁気鏡は、少なくとも２つの連続したソレノイド（６）を並置することによって構成され、前記ソレノイドを通り過ぎるように前記基板（１）を供給し、これらソレノイドは前記基板（１）の移動軸に沿って配置され、前記移動軸を通じて互に逆方向に電流を連続的に流すことを特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記磁気鏡は、前記基板（１）の移動方向に沿って互に逆方向に磁化され、前記基板（１）を通過させることができる開口を有する少なくとも２つの連続した磁石によって構成されることを特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
前記磁気鏡は、前記基板に向かって前記電子を反射することができるように、いずれかの側に前記処理区間の周囲に配置され、前記基板（１）の移動方向を横切る方向に磁化された一連の磁石から成ることを特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
前記磁石は、同じ方向に磁化され同じ方向に配置された磁石アセンブリから成ることを特徴とする、請求項２１又は２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記処理区間の周囲に、前記基板（１）の移動軸にほぼ平行な軸を有する少なくとも１つのソレノイド（６）を有することを特徴とする、請求項１８ないし２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
前記基板（１）の移動方向に、前記処理区間を区切る少なくとも２つの磁気鏡を有することを特徴とする、請求項１８から２４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
前記基板（１）の移動方向に配置された同じ方向に磁化され、この基板（１）を通過させることができる開口を有する少なくとも２つの連続した磁石を有することを特徴とする、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記基板（１）の移動方向の互に逆方向に磁化され、前記基板（１）を通過させることができる開口を有する少なくとも２つの連続した磁石を有することを特徴とする、請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記基板（１）の移動方向に誘導磁界を生成し、この基板（１）の移動軸のまわりに配置して誘導磁界中に後者を供給可能とすることができる少なくとも２つのソレノイド（６）を有することを特徴とする、請求項２５に記載の装置。
【請求項２９】
前記対向電極（９）は、前記磁気鏡のほぼ近傍に配置され、前記磁気鏡を通り過ぎるように前記基板（１）を供給可能である（１）ことを特徴とする、請求項１８から２８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３０】
前記真空チャンバ（３）は、非磁性体の壁で区切られた閉じ込めエンクロージャ（１１）であり、これは前記基板（１）および前記対向電極（９）から電気的に絶縁されていることを特徴とする、請求項１８から２９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
前記磁気閉じ込め手段は、前記閉じ込めエンクロージャ（１１）の外部に、後者の外壁と前記真空チャンバ（３）の内壁との間に配置されていることを特徴とする、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記磁気閉じ込め手段は、前記真空チャンバの外部に配置され、この場合、その壁は非磁性体から成ることを特徴とする、請求項１８から３０のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、処理方法に関し、具体的には、ワイヤ、チューブ、ビーム、ストリップ、および／またはシートの形態の製品等の金属基板を、放電すなわちプラズマによって清浄および／または加熱することに関する。このプロセス中、処理対象の基板を、処理区間を有するエンクロージャを通して所与の方向に移動させ、対向電極と基板との間で、後者の表面の近くで放電を発生させる。
【０００２】
このプロセスによって、例えば表面の金属酸化物や表面の炭素等の汚染層を基板から除去することができ、この後で真空堆積技術を用いてこの製品に塗布するコーティングの付着を助勢する。
【０００３】
また、このプロセスは、基板を効果的に加熱することができ、従って、金属製品のアニーリングを行う手段として用いることができる。これは、軟鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、胴、およびその他の金属製の基板に用いることができる。
【０００４】
プラズマによって金属製品を清浄または加熱する既知の方法には、様々な欠点がある。例えば、従来の技術で既知の方法では、製品の外表面全体を単一の動作で処理することができない。
【０００５】
具体的には、上面および下面を有する平坦な金属ストリップを処理する場合、２つの表面を１面ずつ、その近傍でプラズマを発生させることによって、２つの表面を順次処理する。この手法の大きな欠点は、第１のステップ中に処理された表面は、第２のステップ中に第２の表面を処理している間に、再び汚染する恐れがあることである。
【０００６】
金属ストリップの効率的な処理を可能とするために、処理対象の表面の裏側に磁石システムを配置することで、その表面上にマグネトロン放電を発生させる。
【０００７】
この既知の方法における別の大きな欠点として、磁石システムの大きさをストリップの幅に合わせるという問題があり、この技法ではワイヤおよびチューブの処理は不可能であるという事実がある。
【０００８】
本発明の主な目的の１つは、この種の欠点を克服することができる方法を提案することである。
【０００９】
このため、本発明が提案する方法は、処理対象の領域において基板の周囲全体に閉じ込め誘導磁界を発生させて、電気放電内に放出される電子を閉じ込めることにより、基板の周囲全体の領域に電気放電を閉じ込めて、基板の周囲全体に高密度プラズマを形成可能とすることにある。
【００１０】
好都合なことに、前記処理区間を通して基板を供給する軸にほぼ平行にこの処理区間内に誘導磁界を生成し、これによって、基板の周囲に延在する経路に沿って放電からの電子を循環させることで、基板の周囲にマグネトロン放電を形成可能とする。
【００１１】
本発明が提案する方法の１つの特に有利な変形においては、少なくとも部分的に基板の周囲に少なくとも１つの磁気鏡を生成して、この磁気鏡によって基板の周囲の処理区間に電気放電を概ね閉じ込めるようにする。
【００１２】
実用的な目的のために、誘導磁界は、基板の移動方向をほぼ横切るように延出し、電気放電を閉じ込めた基板の表面の近くで最小値を有するように生成される。特に、この磁界の強度は、基板から前記磁気鏡まで、少なくとも２倍増大する。この結果、基板から遠ざかると、電子は反射して基板へと送り返され、その効果は、基板の周囲に電気放電を閉じ込めることである。
【００１３】
別の有利な実施形態では、少なくとも２つの磁気鏡が生成され、基板にこれを通過させ、処理区間の入口および出口を規定する。これらの磁気鏡によって、処理区間を介して基板を供給する軸にほぼ平行な方向に、電気放電を閉じ込めることができる。
【００１４】
これらの磁気鏡によって、基板の供給方向にほぼ平行に誘導磁界を形成する。この誘導磁界の強度は、各鏡から処理区間の中央に向かって距離が大きくなると低下する。
【００１５】
また、本発明は、金属基板を処理するため、特に金属基板を清浄および／または加熱するための装置に関し、これは、基板の入口開口および出口開口を備えた真空チャンバを備える。基板は、この真空チャンバを通して供給することができ、真空チャンバは、ほぼ連続的に電気放電が生成される処理区間を構成する。この装置は、電気放電内に生成された電子を閉じ込めるための磁気手段と、電極として作用する基板に対向して配置された少なくとも１つの対向電極とを有する。
【００１６】
本発明が提案する装置は、磁気閉じ込め手段を、基板に相対的に配置して、電気放電内に生成されたイオンが、基板の周囲全体に維持され、従ってその表面に衝突することができることを特徴とする。更に具体的には、磁気閉じ込め手段は、少なくとも部分的に処理区間の周囲に設けられる。
【００１７】
基板を供給する処理区間の周囲に、少なくとも１つの磁気鏡を配置し、これが基板に向けて、基板からの電子を反射して送り返し、これによって基板の周囲のこの区間に電気放電を閉じ込めると好都合である。
【００１８】
磁気閉じ込め手段は、好ましくは、処理区間の周囲に少なくとも１つのソレノイドを備え、その軸は基板の供給方向にほぼ平行である。その軸に垂直なソレノイドの断面は、一般に、いかなる形状とすることも可能であり、例えば、円筒形のソレノイドの場合には円形であり、平行六面体のソレノイドの場合には矩形である。
【００１９】
本発明の１つの特に実用的な実施形態では、装置は、入口開口と出口開口との間に少なくとも２つの磁気鏡を有し、基板を供給する方向に処理区間を区切る。
【００２０】
本発明の他の詳細および特徴は、添付図面を参照して、限定を意図するわけでなく例示の形態で本発明の具体的な実施形態を概説した以下の説明から、明らかになろう。
【００２１】
異なる図面において、同一または同様の要素を表すために、同一の参照番号を用いる。
【００２２】
本発明が提案する方法は、例えば、以下の元素の１つ以上を含む気体混合物中で、清浄または加熱する基板の表面の近傍でプラズマを生成することにある。元素は、Ａｒ、Ｈｅ、Ｈ２、Ｏ２、またはＮ２、または炭化水素化合物である。気体は、大気圧未満の圧力Ｐに維持されて、基板を清浄し温度を上昇させることができるラジカルおよびイオンを発生させる。圧力Ｐは、例えば１０−２Ｐａおよび１０００Ｐａの間とすることができる。
【００２３】
低圧に維持された気体中に高密度ｎのプラズマを生成することで、このプロセスにより、高度に動的な基板を清浄または加熱することができる。このプラズマ密度ｎは、一般に、１０１０ｃｍ−３および１０１２ｃｍ−３間の電子密度に相当する。プラズマが高密度であるので、基板の表面に、主にイオンのボンバードメントの形態で、高レベルの電力を消費させることができる。
【００２４】
具体的には、電気放電を発生させるには、基板の単位表面積当たり１Ｗｃｍ−２および２００Ｗｃｍ−２間の平均電力密度で、基板と対向電極との間の最大電位差を１０００Ｖ以下に維持する。
【００２５】
プラズマを発生させるために必要な放電は、連続的または間欠的に対向電極に対して基板に負の極性を持たせることで得られる。前者の状況では、電気放電は連続的であり、対向電極はアノードである。第２の状況では、交流放電があり、その間、対向電極に対して基板が負の極性を有する時にのみ、基板にイオンが衝突する。
【００２６】
交流放電に用いる電圧信号の形状は、パルス電流の場合は正弦波、単純整流、方形波、または一般にいかなる他の形状とすることも可能である。電圧信号の正の部分の継続時間は、必ずしも、１サイクルの負の部分のものと同じである必要はない。励起周波数は、通常、１ｋＨｚおよび１ＭＨｚの間であり、好ましくは１０ｋＨｚおよび１００ｋＨｚの間である。基板は、接地すると好都合である。
【００２７】
好ましくは、基板の表面に対して対向電極が負の極性を有する時間は、それが正の極性を有する時間よりも短い。
【００２８】
２つ以上の磁気鏡を通り過ぎるように金属基板を供給し、磁気鏡間の放電内に電子を閉じ込めることによって、後者の周囲に発生するプラズマの密度を増大させることができる。
【００２９】
本発明の状況において、磁気鏡とは、隣接する磁界に比べて比較的高い値の磁界を意味する。このため、隣接する磁界に存在し、高い値の磁界に向かって移動するいかなる電子も、低い値の磁界が広がる区間内に反射させることができる。
【００３０】
これらの磁気鏡は、例えば金属基板を取り囲む２つのソレノイドの形態で、または永久磁石として設けることができる。
【００３１】
本発明が提案する方法は、長い、または連続的な基板を処理する特に実用的な方法を提供する。この場合、基板を、プラズマを生成させるエンクロージャを通して長手方向に移動させる。
【００３２】
好適な構成では、磁気鏡は、それらが基板の移動軸にほぼ平行な誘導磁界を発生するように位置付け、磁界は各鏡の方向で強くなる。磁気鏡の中央に生成された誘導磁界は、少なくとも５．１０−３Ｔすなわち５０ガウスに等しいと好ましい。
【００３３】
図１５に概略的に示したように、基板１の表面に放電イオンが衝突することで発生し、基板の表面を取り囲むシース１６内で加速した二次電子は、イオン化プロセスで運動エネルギの大部分を失うまで、磁気鏡によって反射する。
【００３４】
実際、基板１の移動方向にほぼ平行な誘導磁界の方向に垂直な電子の速度ベクトルｖｐｅｒｐの成分のある臨界値を超えると、電子は２つの隣接する磁気鏡間に閉じ込められたままとなる。
【００３５】
シースとは、充電区間の領域を意味し、その厚さは一般に数ミリメートル以下であり、設定されて、当然、プラズマと接触するあらゆる表面を分離する。この表面が電極のものであり、この電極が対向電極またはアノードのものに対して負の電位となった場合、そこから形成されたシースは、カソード・シースとして知られる。従って、このカソードと対向電極すなわちアノードとの間に印加される電位差の大部分は、このカソード・シースを有するレベルに存在する。このため、カソード・シースは、正のイオンがカソードに向かって加速する場所であり、カソードとのイオンの衝突後に放出されたあらゆる二次電子がプラズマに向かって加速する場所である。
【００３６】
Ｂｍｉｎが、２つの連続する鏡間の最小誘導磁界を表し、Ｂｍａｘが、各鏡についてのレベルで発生したこれら２つの鏡間の中央軸と平行な誘導磁界に相当する場合、Ｂｍｉｎが基板１を移動させる方向に平行である場合の対称性のため、電子の速度の垂直成分ｖｐｅｒｐの、その合計速度係数ｖに対する比が、ｓｉｎθｃｒ＝（Ｂｍｉｎ／Ｂｍａｘ）１／２の臨界値よりも大きいならば、電子は、これら２つの鏡間に閉じ込められたままであることが実証できる。ここで、θは、誘導磁界の方向と合計速度ｖとの間の角度である。例えば、「Ｊ． Ｒ． Ｒｏｔｈ， Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｖｏｌ．１， ＩＯＰ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ（１９９５年）、ＩＳＢＮ ０ ７５０３ ０３１８ ２、７５〜９０ページ」を参照のこと。図１５を参照のこと。
【００３７】
放電角度θが臨界放電角度θｃｒよりも小さい場合、電子は鏡から逃げ出す。これは、以下の式によって数学的に表現される。
【数１】
2004506096.tif 000003
【００３８】
シース１６の電界Ｅは、常に誘導磁界Ｂに垂直である。なぜなら、後者は処理対象の基板１の移動軸とほぼ並んでおり、シース１６の電圧が高いという事実のためである。このため、電子ｖｐｅｒｐの速度ベクトルの垂直成分は、常に、誘導磁界ｖｐａｒａと平行なその成分よりもはるかに大きい。なぜなら、後者は、はるかに弱い運動エネルギに相当する、プラズマ中の電子の平均熱速度にほぼ対応するからである。電子の熱エネルギは、通常、このタイプのプラズマでは、１０ｅＶ未満である。これによって、非弾性衝突のために、二次電子がカソード・シース１６内で加速されて得られるほとんど全てのエネルギを失う点まで、二次電子の磁気閉じ込めが極めて有効であり続ける理由が説明される。従って、これらの電子は、シース１６で得られたエネルギが消耗されるまで、磁気鏡間で反射される。
【００３９】
シース１６の電圧は、通常、約７００ボルトである。
【００４０】
この長手方向の動きとは別に、電子は、誘導磁界に垂直な方向および電界に垂直な方向の（図１６参照）、基板（１）の周囲でも運動する。最後に、従って、これらの電子は、被清浄基板１の周囲の螺旋状の経路１７に沿っても運動し、シース１６内での加速によって得られたエネルギが消耗されるまで、磁気鏡間で連続的に反射される。実際、被清浄または被加熱基板１の周囲で、２つの連続する鏡間に閉じ込められたマグネトロン放電が得られる。その放電角θが臨界角θｃｒよりも小さい電子のみが、閉じ込め区間から逃げることができ、鏡を有するレベルでの鏡Ｂｍａｘ間の誘導磁界Ｂｍｉｎの比に応じた比率で可能である。実際には、多数の衝突の過程で「熱化した」電子のみが、磁気鏡を介して逃げることができる。「熱化した」電子とは、運動エネルギが低下し、電気放電内の電子のエネルギ分布のエネルギの平均値に達した電子を意味する。従って、二次電子は熱化される前に捕捉される危険なく、対向電極またはアノードは、磁気鏡を有するレベルに位置することができる。磁気鏡間に閉じ込められた完全に熱化した電子の部分Ｆｔｈは、以下であると実証できる。
【数２】
2004506096.tif 000004
【００４１】
異なる具体的な構成を用いて、電子を閉じ込め、従って、プラズマを基板の外表面に閉じ込めることができる。
【００４２】
第１の方法は、図１、５、および７に示すように、軸方向に磁界が存在するため、基板を移動させる軸に垂直な方向の２つの隣接する鏡間に放電を閉じ込めることに基づく。後者によって、供給軸に垂直な方向のプラズマ両極性拡散係数Ｄｐｅｒｐ（ａ）を、この同じ方向の電子の拡散係数Ｄｐｅｒｐ（ｅ）の値に低下させることができる。この値は、非磁化放電Ｄの両極性拡散係数の値よりもはるかに小さい。（Ｍ． Ａ． Ｌｉｅｂｅｒｍａｎ， Ａ． Ｊ． Ｌｉｃｈｔｅｎｂｅｒｇ、 Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， Ｗｉｌｅｙ Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ， ＩＳＢＮ ０４７１００５７７０， ＮＹ（１９９４年）、１２９〜１４５ページ）を参照のこと。
【００４３】
実際、基板の移動方向に誘導磁界が存在することによって、電子が、例えば原子または気体分子等の別の粒子と衝突するまで、誘導磁界の線を中心に電子を回転させることで、この誘導磁界の線に垂直な、基板の移動方向を横切るように配された方向のプラズマの拡散が制限される。また、この構成は、処理された基板の周囲にマグネトロン放電を発生させるという利点を有し、その効果は、基板の周囲へのプラズマの閉じ込めを更に改善する。この構成は、同じ方向に磁界を発生させる２つの磁気鏡を用いて形成することができる。
【００４４】
かかるマグネトロン放電を発生させるために、基板の供給軸に平行な誘導磁界は、少なくとも１０−３Ｔ（１Ｔ＝１テスラ）に等しいと好都合であり、好ましくは、処理区間において１０−３Ｔおよび０．２５Ｔの間である。
【００４５】
本発明の好適な実施形態では、基板を移動させる方向における他の手段によって、例えば、２つの磁気鏡間に第３のソレノイドを組み込むことによって、または鏡の間に永久磁石を存在させることによって、誘導磁界を増大させる。
【００４６】
また、処理区間が充分に長く、この同じ区間内で発生するプラズマに対してこの区間の入口および出口におけるプラズマの損失を低く保つことができるならば、処理区間に、基板の移動方向に平行な誘導磁界を１つのみ設けて、磁気鏡を備える必要を無くすことも可能である。
【００４７】
第２の方法は、図３および９に示すように、磁気カスプの名前で知られる２つの鏡の特定の構成を用いることで、２つの鏡によって区切られる空間に二次電子を閉じ込めることである。この例では、供給軸に平行な２つの隣接する鏡が生成する磁界は、カスプにおいて反転し、その効果は、基板の移動方向およびこの方向に垂直な方向の双方で、電子の閉じ込め区間を生成することである。
【００４８】
実際の条件においては、この構成は、製品を通過させる磁気鏡に加えて、処理区間において基板の周囲に磁気鏡を発生させるという利点を有する。供給軸に平行な誘導磁界の成分は、カスプ点において消滅する。（Ｊ． Ｒ． Ｒｏｔｈ， Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｖｏｌ．１， ＩＯＰ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ（１９９５年）、ＩＳＢＮ ０ ７５０３ ０３１８ ２、８３ページ）を参照のこと。
【００４９】
第３の方法は、基板を通過させる２つの磁気鏡間で、処理対象の基板を取り囲む回転面上で多極磁気閉じ込めを用いることである。この多極閉じ込めは、例えば図１１に示すように、永久磁石を並置することによって生成することができる。
【００５０】
別の既知の方法は、製品を取り囲み相互に離間した閉鎖ソレノイドを介して逆方向に電流を流すことである（図１３）。これらのソレノイドは、逆方向に連続的に電流を流す製品を取り囲むワイヤに変えることができる。（Ｊ． Ｒ． Ｒｏｔｈ， Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｖｏｌ．１， ＩＯＰ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ（１９９５年）、ＩＳＢＮ ０ ７５０３ ０３１８ ２、８８〜９０ページ）および、（Ｍ． Ａ． Ｌｉｅｂｅｒｍａｎ， Ａ． Ｊ． Ｌｉｃｈｔｅｎｂｅｒｇ、 Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， Ｗｉｌｅｙ Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ， ＩＳＢＮ ０４７１００５７７０， ＮＹ（１９９４年）、１４６〜１５０ページ）を参照のこと。
【００５１】
本発明が提案する方法の大きな利点は、従来のマグネトロン・エッチング・プロセスとは異なり、これによって、異なる形状の断面を有する基板の周囲でマグネトロン放電を発生可能なことである。この方法は、例えば、Ｔ、Ｉ、またはＵ字形のビーム、ワイヤまたはワイヤの束、ストリップ、シート等の形態の基板を清浄するのに適している。また、これを用いて、シーティングの縁部を処理することも可能である。本発明が提案する方法は、実際、基板の裏側に配置した永久磁石の存在を必要とせず、また、異なる幅のストリップに適合させるための複雑な装置も必要としない。例えば、ＥＰ５３５５６８、ＥＰ７８０４８５、ＥＰ８７９８９７、Ｄ１３６０４７、ＥＰ８７８５６５、ＥＰ９０８５３５、（Ｓ． Ｓｃｈｉｌｌｅｒ， Ｕ． Ｈｅｉｓｉｇ， Ｋ． Ｓｔｅｉｎｆｅｌｄｅｒ ａｎｄ Ｋ． Ｇｅｈｎ， Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ， ５１（１９７８年）１９１）を参照のこと。
【００５２】
この方法を用いて、製品の外表面にプラズマからのイオンが衝突することで、その外表面を清浄することができる。この場合、高度に動的な清浄作用を確実とするために、充分に低い圧力、好ましくは１Ｐａ未満の圧力で動作させて、カソード・シース内で加速させたイオンが基板の表面に当たる前に、イオンの衝突を防ぐことが好ましい。
【００５３】
基板を清浄するために、気体内で電気放電を発生させる。気体は、１Ｐａ未満の圧力に維持すると好都合であり、好ましくは、処理区間内で１Ｐａおよび０．０１Ｐａ間であると好ましい。
【００５４】
このプロセスを、金属製品をアニーリングする手段として用い、イオン・ボンバードメントによる外表面の摩滅を防ぐことが望ましい場合、イオンがカソード・シース内で加速される際に、イオンが原子または気体分子と多数回、衝突するような圧力で動作させることが好ましい。多数の粒子によって基板の表面にエネルギが加えられるので、基板の表面は、ごくわずかな程度、摩滅する。実際、粒子は、金属製品の外表面に達した場合、表面の原子を粉砕するのに充分な運動エネルギを持っていない。一般に、加熱プロセスは、１Ｐａを超える圧力、好ましくは約１０Ｐａの圧力で行われる。
【００５５】
基板を加熱するために、気体内で電気放電を生成する。気体は、１０Ｐａおよび１０００Ｐａ間に維持すると好都合である。
【００５６】
図１は、本発明が提案する装置の第１の実施形態を示す。基板１は、真空チャンバを構成しポンピング・ユニット４に接続されたタンク３を通って、移動軸２に沿って、矢印１２の方向に移動する。ポンピング・ユニット４は、タンク３内の気体を低い圧力に保つことができる。タンク３の壁をチューブ５が貫通し、清浄または加熱に必要な気体または気体混合物をタンク内に注入することができる。
【００５７】
この特定の例では、この装置には、タンク３の内部に配置された６つの同軸ソレノイド６（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、およびＦ）が設けられており、ソレノイド６の中央に、移動軸２にほぼ平行な誘導磁界Ｂを形成することができる。
【００５８】
ソレノイド６が生成する誘導磁界の線の概略的なパターンを、線８によって示す。
【００５９】
ソレノイド６の各々の内部には、矩形または円筒形の横断面を有する対向電極９が設けられており、これは基板１の全表面を取り囲むようになっている。
【００６０】
ソレノイド６と対向電極９との間の間隙には、静電閉じ込めエンクロージャ１１が設けられており、タンク３の壁に対する電気的絶縁を与える。この静電閉じ込めエンクロージャ１１は、基板１およびタンク３から電気的に絶縁されており、従って、基板１の電位およびタンク３の電位に対して浮動電位に保たれる。これによって、タンク３の壁における放電の生成を回避し、ソレノイド６は、清浄中、基板１から除去された物質から保護される。また、エンクロージャ１１によって、イオンのボンバードメントによって基板から引き剥がされた金属を回収することができる。これは、設計上、管状であることが好ましい。
【００６１】
基板１と対向電極９との間に、放電１０が生成される。ソレノイド６によって発生した誘導磁界Ｂを介して、図１の面に垂直な矢印７の向きで示されるのと同じ方向に電流が供給され、誘導磁界Ｂは移動軸２と実質的に平行である。結果として、誘導磁界Ｂの向きは、ほぼ一定である。後者の強度は、移動軸２に沿って変動する。矢印７は、その端部の一方から見た電流ベクトルを表す。
【００６２】
図２に明白に示されるように、誘導磁界は、各ソレノイドを有するレベルでその最大値およびＢｍａｘの値になり、２つの連続したソレノイド６間で最小値（Ｂｍｉｎ）になる。
【００６３】
この結果、放電角θが臨界放電角θｃｒよりも大きい限り、電子は、２つの連続したソレノイド間に概ね閉じ込められる。ソレノイドは、充分に近接しているので、移動軸２に平行にゼロでない最小の誘導磁界Ｂｍｉｎが存在することができる。結果として、処理対象の製品の周囲の２つの連続したソレノイド間で、マグネトロン放電が生成される。
【００６４】
図３に示す本発明の実施形態は、逆方向に連続的に電流が流れる３つのソレノイド６間に放電が発生する点で、先の実施形態とは異なっている。この場合、誘導磁界８は、ソレノイド６を有するレベルでのみ、移動軸２とほぼ平行なままである。２つの連続するソレノイド間では、それは、移動軸２に対して横切るように位置する。従って、誘導磁界８は、ソレノイドＡ、Ｂ、およびＣの中央で、絶対値の点で、その最大値にある。一方、図４に示されるように、移動軸２に平行な誘導磁界は、製品の近傍において２つのソレノイド間では急速に消滅する。図３に明白に示すように、この構成では、２つの連続したソレノイド間で製品の周囲に誘導磁界の線８が集中しているため、２つの連続したソレノイド間で製品１の周囲に磁気鏡を形成することができる。
【００６５】
この結果、プラズマ１０も、軸２に垂直な方向に閉じ込められる。なぜなら、２つの連続したソレノイドが生成する誘導磁界の逆転のため、この方向の誘導磁界の強度が増大するからである。従って、プラズマは、２つの連続したソレノイド６によって制限された区間に閉じ込められ、これは、一方で、移動軸に垂直な磁気鏡を形成し、他方で、基板１を囲む磁気鏡を形成する。基板１を囲む磁気鏡は、一般的にいかなる断面も有し、製品の形状に合致する。すなわち、ストリップおよび円筒形の場合は矩形であり、ビームまたはワイヤの場合は２つの連続したソレノイド間に配置される。
【００６６】
図４は、移動軸に平行な誘導磁界Ｂが消滅し、軸２上で逆転する点の存在を明らかに示す。
【００６７】
図５に示す本発明の実施形態は、３つの連続したソレノイドＡ、Ｂ、およびＣが、同じ方向の電流を供給され、同じ方向の磁界を発生するという好ましい状況に相当する。
【００６８】
２つの連続したソレノイド６間で、基板１の周囲にマグネトロン放電が生成される。鏡ＡおよびＣならびに第３のソレノイドＢによって、移動軸２に平行に誘導磁界を生成することができる。この構成は、一般に、高密度のプラズマを用いた比較的均一な条件のもとで、いかなる長さにも基板１の周囲にマグネトロン放電を発生可能であるので、特に実用的である。矩形の断面を有するソレノイドＡ、Ｂ、およびＣを用いることで、例えば、ワイヤ、ビーム、またはチューブ等の金属ストリップを処理することができる。
【００６９】
出力角θが臨界角θｃｒ（上記参照）よりも大きい限り、放電からの電子は、ソレノイドＡおよびＣが形成する磁気鏡によって、ソレノイドＢの内側に閉じ込められる。図６に示すように、移動軸２と平行な誘導磁界の強度は、ソレノイドＡおよびＣの中央でその最大となり、ソレノイドＢの中央で最小となる。
【００７０】
各鏡（ソレノイドＡまたはＣ）の後にタイプＢのソレノイドを置くようにして、このタイプの連続的なアセンブリを次々と設置することができ、これによって、ＡＢＡＢＡＢというタイプのシーケンスで、マグネトロン放電を発生させることができる。
【００７１】
図７に示す本発明が提案する装置の構成は、磁気びんタイプの構成であり、図１に示したのと同じ方向に電流が流れるソレノイドから形成されておらず、製品２を移動させる方向と平行な方向に磁化した永久磁石１３から成る。
【００７２】
３つの永久磁石１３は、移動軸２の方向に取り付けられている。磁石のうち１つの北極は、隣接する磁石の南極に対向するように配置されている。この結果、２つの隣接する磁石間の磁界は、同じ方向に並んでいる。これは、移動軸２にほぼ平行であり、図８に示すように、２つの連続する磁石間の区間の中央で最小値となる。放電１０の二次電子は、磁石の磁極で構成される鏡によって反射され、ここでは磁界はその最大値でありＢｍａｘに等しい。放電は、連続磁石の各対の間に閉じ込められる。２つの連続する磁石間に位置する各区間において、基板の周囲にマグネトロン放電が形成される。明らかに、磁界の戻りによって、永久磁石間の自由通路で誘導磁界の方向が逆転させられ、製品を通過可能とする。この構成は、金属ワイヤを処理する手段として特に実用的である。
【００７３】
図９に示す、本発明が提案する装置の別の実施形態は、３つの永久磁石１３が、これらの磁石のうち１つの北極が隣接する磁石の北極に対向して並んでおり、逆に、南極が隣接する磁石の南極に対向して取り付けられているという点で、図７のものと異なる。従って、図３に示す装置と同様に、供給方向２の誘導磁界と平行な成分において、カスプを得ることができる。図１０に示すように、２つの連続する磁石間で、誘導磁界の軸２に平行な成分の符号が逆転する点の存在が見られる。
【００７４】
プラズマ１０は、同じ極を有する２つの相互に対向する磁石の表面間に、軸２に沿って閉じ込められている。プラズマ１０は、製品を取り囲む表面上の磁気鏡の形成によって半径方向に閉じ込められ、２つの連続する磁石間で軸２から遠ざかる磁界の線Ｂの集中によって閉鎖される。
【００７５】
図１１に示す本発明が提案する装置の実施形態では、２つの磁気鏡ＡおよびＣ間に放電が生成され、これによって電子を軸方向に閉じ込めることができる。プラズマは、静電エンクロージャ１１の周囲に配置された一連の永久磁石１４によって、製品の周囲に閉じ込められる。これらの磁石は、電子を磁気的に押し、従って、このエンクロージャ１１から製品１へとプラズマを戻す。
【００７６】
実際上、これらの永久磁石１４は一連の磁気鏡を構成し、これによって、基板１の方向へと電子を強制的に戻す。参考文献（Ｊ． Ｒ． Ｒｏｔｈ， Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｖｏｌ．１， ＩＯＰ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ（１９９５年）、ＩＳＢＮ ０ ７５０３ ０３１８ ２）に記載したもののように、異なるレイアウトで磁石を配置可能であることは、言うまでもない。この構成は、プラズマ１０の閉じ込め区間内では磁界が存在しないことが望ましい場合に、特に実用的である。図１２に示すように、磁気鏡ＡおよびＣ間の移動軸２を有するレベルでは、磁界は無視することができる。また、この構成によって、プラズマ１０を大きい容量の区間に生成することができる。
【００７７】
図１３に示す装置の構成は、エンクロージャ１１の表面における磁界を生成するために用いる手段を除いて、上述のものと同一である。この場合、永久磁石は、実際、逆方向に連続的に電流を通す一連のソレノイド１５によって置換する。
【００７８】
図１４に示すように、図１３に示す装置の誘導磁界の変動は、図１２に示すものと同一である。
【００７９】
図１５は、２つの磁気鏡間に配された処理区間における放電および電子の挙動を示す。ここでは、誘導磁界ＢはＢｍｉｎに等しい。磁気鏡は、基板１の移動軸２に垂直な面に配されている。後者は、対向電極９に対して負の極性を有する。
【００８０】
基板１の表面において、カソード・シース１６の形成を見ることができる。このシース１６の内部で、電界Ｅによって、イオンを基板表面に向かって加速することができる。後者の衝撃で、放出される二次電子は、同じ電界によってプラズマへと加速し、その結果、それらの速度の垂直成分ｖｐｅｒｐは、磁界Ｂの方向に対して、この同じ速度の平行成分ｖｐａｒａよりも、平均してはるかに大きい。従って、閉じ込め角θは、それらのエネルギの大部分が非弾性衝突で失われない限り、臨界閉じ込め角θｃｒよりも大きい。結果として、この条件が満足されると、これらの電子は放電中で経路１７に沿って反射される。対向電極９によって、運動エネルギを失い、従って熱化した電子は、ジェネレータに向かって戻ることができる。これは図には示されていない。
【００８１】
対向電極は、直流を用いるアノードとして、または交流の場合には間欠的にカソードおよびアノードとして動作することができる。この場合、製品に対して負の極性を有する場合にイオンによって後者が攻撃されることを防ぐために、いくつかの手段を用いることができる。
【００８２】
第１の手段では、アノードを、磁気鏡を有するレベルにのみ、すなわち、プラズマ密度が２つの鏡間よりも通常低い区間にのみ配置する。なぜなら、ここが、電子が押し戻される所だからである。
【００８３】
第２の手法は、対向電極が正の極性を有する時間に比べて、それが負の極性を有する時間を短くすることである。実際、基板が負の極性を有する時間は、これが正の極性を有する時間よりもはるかに長い場合がある。なぜなら、電子は、それらの質量がはるかに小さいため、イオンよりも迅速に移動するからである。この結果、パルス電流を用いたジェネレータまたは簡単に整流した（平滑化されていない）電流を用いたジェネレータを用いることができる。交流による放電を用いることの利点は、処理対象の製品の表面上に依然として存在するグリースまたは酸化物等の誘電性不純物の表面に、電荷の電気的な中和が形成されることによって、「ユニポーラ」アークが処理表面上に現れる可能性が急激に低下することである。これらの電荷は、イオン・ボンバードメントの間に自然に形成され、対向電極に対して製品が正の極性を有する場合に、電子の流れによって中和される。
【００８４】
通常、１０ｋＨｚおよび１００ｋＨｚの間の周波数で、交流を用いる。
【００８５】
直流を用いる場合、一般的に言って、アノードはどこにでも配置することができる。好ましくは、基板は、取り付けの接地電位に保つ。
【００８６】
図１６は、移動方向２に垂直な横方向の断面を示す。従って、磁界Ｂは、このページの平面に垂直である。この図は、磁界およびシース１６の電界の影響が組み合わされた中で、電子が経路１７に沿って基板１の周囲でどのように移動するかを示す。従って、図１６に示すように、基板の周囲にマグネトロン放電が形成される。この結果、プロセスは、当然、基板１の厚さ（ｔｈ）および幅（ｗ）のいかなる変動にも適合する。
【００８７】
電子は、磁界の線を中心として回転するが、イオンは、基板１に衝突する。電子の経路１７は、シースの電界に垂直な方向に誘導磁界が配され、これは常に基板の表面と垂直に並ぶという事実の結果である。
【００８８】
磁気閉じ込めデバイスは、全て、（様々な図に示したように）タンク３の内部か、または外部に配して用いることができる。後者の場合、タンク３は、ステンレス鋼またはアルミニウム等の非磁性体で形成して、誘導磁界がタンク３の内部を貫通することができなければならない。
【００８９】
同じ理由で、閉じ込めエンクロージャ１１も、非磁性体で形成しなければならない。
【００９０】
（実際の用途の例）
１．熱間圧延した軟鋼シートの清浄
図５に示した構成を用いて、熱間圧延した軟鋼シートを清浄するための装置を組み立てた。
【００９１】
この装置では、移動軸２に垂直な矩形の横断面を有する３つのソレノイドＡ、Ｂ、およびＣは、同一の寸法である。各ソレノイドの長さは４００ｍｍであるが、矩形の断面の平均寸法は、４００ｍｍｘ１０００ｍｍである。各ソレノイドは、銅線の巻線から成る。
【００９２】
磁気鏡ＡおよびＣを構成する２つの外側のソレノイドは、各々、２．２４０ｋＷの電力を消費する。中央のソレノイドには、８００Ｖで０．７Ａの直流を供給する。すなわち５６０Ｗの電力消費である。従って、誘導磁界Ｂを発生するために必要な合計電力消費は、約５ｋＷである。３つのソレノイドを、タンク３の内部で製品を取り囲む磁界に透過可能な封止したカーカス内に配置する。
【００９３】
この構成によって、アルゴンにおいて基板の周囲でマグネトロン放電が生成し、０．５Ｐａ（５ｍｂａｒ）に維持した中央の区間で、５．１０−２の最大磁界Ｂｍａｘ、および、２．５１０−２の最小誘導磁界Ｂｍｉｎを得ることができる。
【００９４】
これらの条件のもとで、アノードとカソードとの間の電圧は、３０４Ａの電流について約５００Ｖ、すなわち、放電における電力消費は１５２ｋＷである。
【００９５】
この結果、アルゴン・イオンのボンバードメントのため、約１９Ｗ／ｃｍ２の平均電力が、システムのカソードを構成する基板の表面に分散され、これは、プラズマ中で１．１４ｘ１０１２ｃｍ−３の電子密度に相当する。これらの条件のもとで、電子の臨界放電角θｃｒは、ｓｉｎθｃｒ＝（２５０／５００）１／２であるので、４５度である。
【００９６】
従って、シース内で加速した二次電子は、非弾性衝突の前に磁気鏡によって著しく閉じ込められ、加速直後の放電角θは事実上８４度であり、これは４５度より大きい。また、これらの条件のもとでは、「熱化した」電子の７１％は、２つの磁気鏡ＡおよびＣ間に閉じ込められることが実証できる。
【００９７】
従って、鏡ＡおよびＣを有するレベルに位置する対向電極に向かって電流が戻るのは、放電角が４５度よりも小さい電子のためであり、これは、「熱化」した電子の全体数の２９％に相当する。５００Ｖで加速した二次電子の回転半径は３ｍｍであり、従って、基板の表面において約０．５ｍｍであるカソード・シースの厚さの値を超えている。
【００９８】
シース内で加速され、この加速中に衝突を受けていないので、イオンは、実質的に垂直な入射で基板の表面に衝突した。
【００９９】
上述のタイプの４つの装置によって、１００ｍ／分の速度でシートを充分に清浄することができ、１ミリメートル厚さでシートの２つの表面上に「イオンめっき」を行うことによって、厚さ７μｍの亜鉛の堆積による優れた付着性を保証し、その温度は処理後に摂氏１００度以下であった。
【０１００】
シートは接地に保ったが、対向電極には４０ｋＨｚのパルス電流を供給した。後者は、電圧サイクルの大部分で、システムのアノードとして機能した。この対向電極のアノード相の間、シートの表面にアルゴン・イオンが衝突し、一方、対向電極の短いカソード相によって、シート表面の正の電荷を中和することができ、これによって電気アークのない放電が保証された。
【０１０１】
同じ装置によって、これより幅が狭く異なる厚さのシートを、電力消費を適合させる以外は装置にいかなる変更も加える必要なく、処理することができた。次いで、一連のワイヤまたは平行なストリップを、処理対象の製品に適合するように電力を適合させる以外は清浄プロセスにいかなる変更も加えずに、処理することができた。
【０１０２】
２．コールド・プラズマによる真空下のアニーリング・プロセスにおける冷間圧延したスチール・シートの加熱
上記の１．において述べたものと同じ装置であって、各々が磁気鏡の中央にカソードを有する３つの連続ソレノイドの４つのユニットを備えるものによって、１ｍ幅および０．１８ｍｍ厚さのシートを、１００ｍ／分の速度で６００℃の温度に加熱することができ、その後、金属冷却ロールで定圧で冷却し、次いで水で冷却した。イオン・ボンバードメントによるシートの過剰な摩滅を防ぐため、アルゴン圧力を１０Ｐａに維持した。４つの加熱ユニットの各々は、１８０ｋＷの電力を消費し、これは合計７２０ｋＷの電力に相当した。処理区間に分散した電力の密度は２２．５Ｗ／ｃｍ２であった。４つの加熱ユニットは、８ｍに分散し、温度の平均上昇率は、１２５℃／ｓと推定された。加熱ユニットの数および加熱ユニットが消費する電力を変更することによって、得られる温度および温度上昇率を変更することができた。同じ装置によって、これより狭い幅および異なる厚さのシートを、電力消費を適合させる以外は装置にいかなる変更も加えることなく、処理することができた。
【０１０３】
３．亜鉛によるコーティングの前の軟鋼ワイヤの清浄
図７に示したタイプの装置を用いて、軟鋼ワイヤを清浄した。ワイヤは、各々が一対の永久磁石ＮｅＦｅＢによって区切られた１１の処理ユニットを通過した。各処理区間の有効長は１０ｃｍであった。すなわち、合計で１．１ｍの有効処理長であった。３００ｍ／分の速度で供給される直径５ｍｍのスチール・ワイヤを、約１５ｋＷの電量を消費する０．５Ｐａのアルゴン圧での「イオンめっき」により、亜鉛によるコーティングの前に有効に清浄した。この場合の平均電力密度は９０Ｗ／ｃｍ２であり、ワイヤの温度上昇は４０Ｋ未満を維持した。
【０１０４】
この記載において説明したように、本発明は、あらゆる場合において、金属基板を供給する際に、この外表面の周囲に磁気的に閉じ込められた放電を生成することができるという大きな利点を有し、これによって、処理対象の基板の形状には無関係に、その外表面の全体を連続的に処理することができる。電力を適合させること以外に、変更は必要ない。
【０１０５】
本発明が提案する方法の１つの特に実用的な構成では、製品の周囲の放電を閉じ込めることとは別に、製品に平行な誘導磁界の存在によって、高密度のマグネトロン放電を後者の周囲に生成させることができる。この場合、磁気鏡の使用は、有効であるが、処理区間の入口および出口においてプラズマ損失を制限するための不可欠な手段ではないことは明らかである。
【０１０６】
当然、本発明は、先に記載し、添付の図面に例示した方法および装置の異なる実施形態に制限されるわけではなく、本発明の範囲から逸脱することなく、特に、タンク３の構造および形状、ソレノイドまたは永久磁石の位置および形状、および磁気鏡の数に関して、他の変形も考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が提案する装置の第１の実施形態の、製品を供給する軸に平行な断面を示す概略図である。
【図２】図１に示す装置を介して基板を供給する方向の、基板の近傍の誘導磁界の成分の値を示すグラフである。
【図３】本発明が提案する装置の第２の実施形態の、装置を介して製品を供給する軸に平行な断面を示す概略図である。
【図４】図３に示す装置を介して基板を供給する方向の、基板の近傍の誘導磁界の成分の値を示すグラフである。
【図５】本発明の第３の実施形態の、製品を供給する軸に平行な断面を示す概略図である。
【図６】図５に示す装置を介して基板を移動する方向の、基板の近傍の誘導磁界の成分の値を示すグラフである。
【図７】本発明が提案する装置の第４の実施形態の、製品を供給する軸に平行な断面を示す概略図である。
【図８】図７に示す装置を介して基板を移動する方向の、基板の近傍の誘導磁界の成分の値を示すグラフである。
【図９】本発明が提案する装置の第５の実施形態の、製品を供給する軸に平行な断面を示す概略図である。
【図１０】図９に示す装置を介して基板を移動する方向の、基板の近傍の誘導磁界の成分の値を示すグラフである。
【図１１】本発明が提案する装置の第６の実施形態の、製品を供給する軸に平行な断面を示す概略図である。
【図１２】図１１に示す装置を介して基板を移動する方向の、基板の近傍の誘導磁界の成分の値を示すグラフである。
【図１３】本発明が提案する装置の第７の実施形態の、製品を供給する軸に平行な断面を示す概略図である。
【図１４】図１３に示す装置を介して基板を移動する方向の、基板の近傍の誘導磁界の成分の値を示すグラフである。
【図１５】製品を供給する軸に平行な断面を詳細に示し、この図は、２つの磁気鏡間の電子の挙動を示す放電の概略図である。
【図１６】製品の移動方向に垂直な断面を示す概略図であり、製品の周囲でどのようにマグネトロン放電が形成されるかを示す。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年10月14日(2002.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
特に、処理区間を有する真空チャンバ（３）を通ってほぼ連続的に供給される金属基板（１）を清浄および／または加熱するための処理方法であって、前記処理区間内で、大気圧未満の圧力に維持した気体内で、少なくとも、電極として作用する前記基板（１）と、少なくとも１つの対向電極（９）との間で、電気放電（１０）すなわちプラズマおよび磁界を発生させて、前記電気放電（１０）内に生成されたイオンが前記基板（１）に衝突することができる処理方法において、磁気鏡を通るように前記基板（１）を供給し、前記磁気鏡を備えた閉じ込め誘導磁界を前記処理区間内で後者の周囲全体に生成し、前記電気放電（１０）内に放出される電子の閉じ込めにより、この処理区間内で前記基板（１）の周囲の領域に前記電気放電（１０）も閉じ込めるようにすることを特徴とする、処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１８】
特に、請求項１から１７のいずれか１項に記載の方法を機能させるための、金属基板を処理するための装置であって、金属基板（１）をほぼ連続的に供給する真空チャンバ（３）と、電気放電を発生させる処理区間と、前記電気放電内に生成された電子を閉じ込めるための磁気手段と、電極として作用する前記基板（１）に対向して配置され、この電気放電を発生させることができる少なくとも１つの対向電極（９）と、を備える装置において、前記磁気閉じ込め手段は、前記基板（１）を供給する前記処理区間の周囲に配された少なくとも１つの磁気鏡を備え、前記基板（１）に、後者から遠ざかる前記電子を反射して送り返し、これによって、この区間内の前記基板（１）の周囲の領域に前記電気放電を閉じ込めて、前記電気放電内に生成されるイオンが前記基板（１）の周囲全体に維持され、従って後者の表面に衝突することを可能とすることを特徴とする、装置。
【国際調査報告】
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