DE69111671T2

DE69111671T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Dekontaminierung durch Ionenätzen.

Info

Publication number: DE69111671T2
Application number: DE1991611671
Authority: DE
Inventors: Philippe Bosch; Jean-Joseph Maurel
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1991-04-25
Publication date: 1996-04-04
Anticipated expiration: 2011-04-26
Also published as: JPH04230898A; FR2661544B1; EP0454584A1; FR2661544A1; EP0454584B1; DE69111671D1; JP2892857B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dekontaminierung.
Sie findet vor allem Anwendung bei der Dekontaminierung von Objekten, die durch radioaktive Materialien verseucht wurden.
Man kennt schon Techniken zum Dekontaminieren solcher Objekte.
Diese bekannten Techniken bestehen darin, mechanische oder elektrolytische Reibe- bzw. Wischbearbeitungen dieser abjekte durchzuführen.
Diese bekannten Techniken weisen folgende Nachteile auf:
- sie erfordern die Verwendung von flüssigen Abwässern,
- die kontaminierenden Produkte befinden sich in diesen Abwässern und sind gelöst in Gasen, die im Laufe der Durchführung dieser Techniken verwendet werden,
- sie sind spezifisch für kontaininierende Produkte,
- sie sind abhängig von der Art der Oberflächen, die diese kontaminierenden Produkte tragen.
Die vorliegende Erfindung hat die Zielsetzung, diese Nachteile zu beheben.
Zu diesem Zweck verwendet die Erfindung zum Kontaminieren eines verseuchten Objekts eine Technik des Kathodenzerstäubens bzw. Sputterns und ein Substrat, oder Kollektor, um das kontaminierende Material zu sammeln.
Genaugenommen betrifft die vorliegende Erfindung zunächst ein Dekontaminierungsverfahren eines Objekts, dessen Oberfläche verseucht ist durch ein kontaminierendes Material, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man wenigstens einen Teil der Oberflache durch ein Gehäuse überdeckt, daß man durch Kathodenzerstaubung diesen als Target genommenen Teil dekapiert bzw. reinigt, daß man das so entfernte, kontaminierte Material sammelt auf einem in dem Gehäuse enthaltenen Substrat.
Die vorliegende Erfindung weist folgende Vorteile auf:
- sie verwendet Kathodenzerstäubung bzw. Sputtern, ein physikalisches Phänomen, das bei jeder Art kontaminierender Abscheidung angewendet werden kann und bei jedem diese Abscheidung tragenden Oberflächentyp,
- bei der vorliegenden Erfindung erfolgt die Übertragung von kontaminierendem Material unter Gaspartialdruck, Atom für Atom, geradlinig, und es gibt daher keinerlei Abwässer.
Die Verwendung des Sputterns zur Reinigung ist an sich bekannt: s. GB-A-2 159 753 und DE-A-3 114 543. In diesen Dokumenten wird keine spezielle Maßnahme ergriffen, um das zerstäubte Material wirksam zu sammeln.
Das Objekt kann zumindest oberflächlich elektrisch leitend sein. In diesem Fall, einer besonderen Anwendungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend, liegt das Target an einer Gleichspannung mit hohem Absolutwert, negativ in bezug auf die Erde.
Das Objekt hingegen kann elektrisch isolierend sein. In diesem Fall, einer anderen besonderen Anwendungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend, ist das Substrat elektrisch leitend und man legt an dieses Substrat eine elektrische Wechselspannung mit einem hohen Maximalwert und einer hohen Frequenz (z.B. in der Größenordnung von 10 MHz). In diesem Fall spielt das Substrat die Rolle der Antenne.
Nach einer speziellen Anwendungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens führt man außerdem eine Relativverschiebung des Substrats in bezug auf das Objekt durch, um nacheinander eine Vielzahl von Teilstücken der kontaminierten Oberflüche zu dekapieren.
Die Nutzung des Sputterns ist ebenfalls vorteilhaft aufgrund der Tatsache, daß es möglich ist, nach dem Dekapieren der Oberfläche und des kontaminierenden Materials darauf, eine dünne Schicht, z.B. aus Chrom, abzuscheiden, die eine Einschließung des restlichen kontaminierenden Materials und folglich einen biologischen Schutz gewahrleistet.
Noch genauer kann man die ausgeführte Dekapierung vervollständigen, indem man die dekapierte Oberfläche mit einer Schutzschicht abdeckt, die die Einschließung des restlichen Materials ermöglicht, wobei dieses Abdecken durchgefuhrt wird durch Sputtern von einem Target aus, das aus dem die Schutzschicht bildenden Material besteht.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls eine Dekontaminierungsvorrichtung eines Objekts, das wenigstens oberflächlich elektrisch leitend ist und dessen Oberfläche verseucht ist durch ein kontaminierendes Material, wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Einrichtungen zum Sputtern enthalt, vorgesehen, die als Target genommene Oberfläche zu dekapieren bzw. zu reinigen, wobei diese Sputtereinrichtungen umfassen:
- ein Gehäuse zum Überdecken von wenigstens einem Teil der zu dekontaminierenden Oberfläche,
- ein Substrat zum Sammeln des durch Sputtern entfernten Materials, wobei dieses Substrat enthalten ist in dem Gehäuse und eine Sammelfläche aufweist, die größer oder gleich der Fläche des besagten Teils ist,
- Vorspannungseinrichtungen, um das Target auf eine bezüglich der Erde negative Gleichspannung mit einem hohen Absolutwert bringen,
- Pumpeinrichtungen zur Herstellung von Unterdruck in dem Gehäuse, und
- Versorgungseinrichtungen des Gehäuses mit einem plasmaerzeugenden Gas.
Das Gehäuse kann so vorgesehen werden, daß es die Gesamtheit der zu dekontaminierenden Fläche uberdeckt, wobei die Dekontaminationsfläche des Substrats großer oder gleich groß ist wie die zu dekontaminierende Flache.
In diesem Fall, wenn das Gehause aus einem elektrisch leitenden Material gemacht ist, kann man das Gehäuse selbst als Substrat benutzen oder, genauer ausgedrückt, die Innenwand dieses Gehäuses. Dies ermöglicht, eine große Zahl von im Innern dieses Gehäuses befindlichen Teilstucken zu dekontaminieren, wobei dieses letztere das kontaminierende Material von jedem von diesen Teilstücken aufnimmt.
Im Gegensatz dazu kann vorgesehen werden, das Gehäuse auf die zu dekontaminierende Fläche zu stellen und so einen Teil dieser letzteren zu überdecken hinsichtlich einer Dekontaminierung dieses überdeckten Teils. In diesem Fall kann die erfindungsgemäße Vorrichtung außerdem Reativverschiebungseinrichtungen des Gehäuses und des Substrats bezüglich des Objekts umfassen, um nacheinander eine Vielzahl von Teilstücken der kontaminierten Fläche zu dekapieren bzw. zu reinigen.
Man kann somit flache Strukturen dekontaminieren, die bezüglich des Gehäuses sehr große Abmessungen aufweisen. Vorzugsweise, wobei dann die als Target genommene, zu dekontaminierende Fläche an Masse gelegt wird, gibt man dem Substrat eine Form, die quasi-identisch ist mit der des Gehäuses, und man legt an dieses Substrat eine hohe positive Gleichspannung.
Das Substrat kann einen Träger umfassen und einen elektrisch leitenden dunnen Film, der diesen Träger bedeckt.
Man sieht also, daß die Erfindung ermöglicht, das kontaminierende Material, das man entfernt bzw. abgebaut hat, niederzuschlagen und festzusetzen auf einem dünnen Film, der einen Schutzschirm von einfacher Form und kleiner Fläche bildet, was die spätere Behandlung dieses abgebauten, verseuchenden Materials vereinfacht, wohingegen die weiter oben erwähnten bekannten Techniken nicht ermoglichen, das durch diese Techniken abgebaute Material festzusetzen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht nicht nur das Dekontaminieren von ebenen Flächen, sondern auch von Flächen, die nicht ganz eben sind, z.B. von mechanischen Teilen, die Schweißnähte tragen, und sogar von nichtebenen Flächen wie z.B. bei Formstücken.
Das Substrat kann sich an die Form des Gehäuses anpassen und diesem nahe sein, d.h. mit Wanden, die denen des Gehäuses nahe sind, um die Verseuchung dieses letzteren bei der Dekontaminierung zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Dekontaminierung eines Objekts, das elektrisch isolierend ist und dessen Oberfläche verseucht ist durch ein kontaminierendes Material, wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Sputtereinrichtungen zum Dekapieren bzw. Reinigen der als Target genommenen Oberflache enthält, wobei diese Sputtereinrichtungen umfassen:
- ein Gehause zum Uberdecken der zu dekontaminierenden Fläche,
- ein elektkrisch leitendes Substrat zum Sammeln des durch Sputtern entfernten Materials, wobei dieses Substrat enthalten ist in dem Gehäuse und eine Sammelfläche aufweist, die größer oder gleich der zu dekontaminierenden Fläche ist,
- Vorspannungseinrichtungen, um an das Substrat eine Wechselspannung mit einem hohen Maximalwert und einer hohen Frequenz zu legen,
- Pumpeinrichtungen zur Herstellung von Unterdruck in dem Gehäuse, und
- Einrichtungen zur Versorgung des Gehäuses mit einem plasmaerzeugenden Gas.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann außerdem Einrichtungen zur Erzeugung eines magnetischen Feldes umfassen, das senkrecht ist zu dem elektrischen Feld, das erzeugt wird in dem Raum, der beim Sputtern enthalten ist zwischen dem Substrat und der zu dekontaminierenden Fläche, und das die Ionendichte in diesem Raum erhoht und dadurch die Sputtergeschwindigkeit.
Wenn diese Magnetfelderzeugungseinrichtungen abwechselnde Verschiebungsbewegungen ausführen, ist die Dekontaminierung homogen.
Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich durch die Lektüre der anschließenden Beschreibung von erläuternden und keinesfalls einschränkenden Ausführungsbeispielen, bezogen auf die beigefügten Zeichnungen:
- die Figur 1 ist eine schematische Ansicht einer speziellen Ausführungsart der erfindungsgemaßen Erfindung,
- die Figuren 2 bis 5 zeigen schematisch weitere Ausführungsarten der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
- die Figur 6 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Bedeckung einer dekontaminierten Fläche durch eine dünne Schutzschicht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, in Figur 1 schematisch dargestellt, dient der Dekontaminierung eines Metallstücks 2, dessen Oberfläche 4 eben ist und kontaminiert wurde durch ein verseuchendes Material 5, z.B. ein radioaktives Material.
Diese Vorrichtung ermöglicht die Kathodenzerstäubung bzw. das Sputtering der Flache 4, die in dem dargestellten Beispiel an Masse liegt.
Selbstverständlich könnte man diese Vorrichtung auch verwenden, um ein elektrisch isolierendes Objekt zu dekontaminieren, oberflächlich durch eine elektrisch leitende Schicht bedeckt, das verseucht worden ist, wobei es dann diese leitende Schicht wäre, die man an Masse legen würde.
Die in Figur 1 schematisch dargestellte Vorrichtung umfaßt ein glockenförmiges Gehäuse 6, das aus einem elektrisch isolierenden Material wie z.B. Glas gefertigt sein kann oder, im Gegenteil, aus einem elektrisch leitenden Material wie z.B. Stahl oder Aluminium.
In diesem letzteren Fall liegt das Gehäuse 6 ebenfalls an Masse (Fall der Figur 1).
Die Vorrichtung umfaßt ebenfalls Pumpeinrichtungen 8 zur Herstellung von Vakuum in dem Gehäuse 6.
Dieses Vakuum kann primär oder sekundär sein, je nach dem angestrebten, genauen Zweck (Sputtergeschwindigkeit, schwer oder leicht zu dekapierende Produkte, Dampfspannung dieser Produkte).
Im Falle eines Primärvakuums können die Vakuumeinrichtungen eine Radialschieberpumpe umfassen. Bei bestimmten Konfigurationen kann die Radialschieberpumpe ergänzt werden z.B. durch eine Turbomolekularpumpe.
Die Vorrichtung umfaßt ebenfalls Einrichtungen 10 zum Einleiten eines plasmaerzeugenden Gases in das Gehäuse 6, z.B. Argon unter schwachem Druck, z.B. in der Größenordnung von lPa.
Die Vorrichtung umfaßt auch ein elektrisch leitendes Substrat 12, z.B. aus nichtoxidierbarem Stahl. Dieses Substrat 12, in dem Gehäuse 6 angeordnet, dient dem Sammeln des verseuchenden Materials und spielt ebenfalls die Rolle der Elektrode. Es paßt sich im wesentlichen der Form des Gehäuses an und seine Wände befinden sich nahe bei den Wänden dieses Gehäuses: sie sind um einige Zentimeter beabstandet, z.B. 2 bis 3 cm bei einem Gehäuse, dessen Durchmesser ungefähr 30 cm beträgt.
Die Vorrichtung umfaßt ebenfalls Einrichtungen 14, vorgesehen um eine hohe positive Gleichspannung an das Substrat 12 zu legen.
Das Substrat 12 ist selbstverstandlich nicht in Kontakt mit der Oberfläche 4.
Das Gehäuse 6 ruht mittels Dichtungseinrichtungen 16, z.B. einem Dichtring, auf der Oberfläche 4, die das Vakuum in dem Gehäuse 6 aufrechterhalten.
Die Einrichtungen 14 sind mit dem Substrat 12 elektrisch verbunden mittels eines elektrischen Leiters 22, der an dem Substrat 12 befestigt ist mittels nichtdargestellten Einrichtungen und der die Oberseite des Gehäuses 6 durchquert in einer dichten Durchführung 24, wobei diese Durchführung ebenfalls elektrisch isolierend ist, wenn das Gehäuse elektrisch leitend ist.
Der Leiter 22 wird in dieser dichten Durchführung festgehalten und tragt das Substrat 12.
Nun wird die Verwendung der in Figur 1 schematisch dargestellten Vorrichtung erklärt.
An das Substrat 12 wird ein hohes positives Potential gelegt, bezogen auf die Oberfläche 4, die überdeckt wird von dein Gehäuse 6 und die hier die Rolle des Targets spielt.
Es entsteht dann ein elektrisches Feld zwischen diesem Substrat und dem Target (an Masse liegend).
Durch Einleitung des plasmaerzeugenden Gases schafft man ein Plasma zwischen dem Substrat und dem Target.
Dieses Target wird durch aus dem Plasma stammende positive Ionen bombardiert.
Beim Auftreffen auf das Target ubertragen diese Ionen ihre Energie auf die Oberflächenatome dieses Targets, die dadurch herausgeschlagen werden und sich auf der Innenwand des Substrats 12 abscheiden.
Um nacheinander verschiedene Teile der Fläche 4 zu dekontaminieren, kann man die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung verschieben, indem man sie nacheinander uber diesen Teilen der Fläche 4 anordnet.
Dies ist vorteilhaft für den Fall, daß das Stück 2 groß ist und nicht transportierbar.
Um die Vorrichtung zu verschieben, kann man einen klassischen Fernbedienungsarm 28 vorsehen, der den Behälter 6 tragt.
Als Variante, wenn das Stück 2 beweglich ist, ist die Vorrichtung ortsfest und man verschiebt das Stück 2 vor dieser Vorrichtung, um nacheinander die verschiedenen Teile der Fläche 4 zu dekontaminieren.
Wenn einer der Teile der Fläche 4 dekontaminiert worden ist, unterbricht man das Vakuum in dem Gehäuse 6, verschiebt die Vorrichtung in bezug auf das zu dekontaminierende Stück oder dieses Stück in bezug auf die Vorrichtung, um diese Vorrichtung über dem nächsten Teil anzuordnen, und stellt das Vakuum in dem Gehäuse 6 wieder her.
Eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung ist schematisch in Figur 2 dargestellt. Diese andere Vorrichtung ist bestimmt zum Dekontaminieren eines Metallstücks 2, dessen Oberfläche z.B. kontaminiert wurde durch ein radioaktives Material. Das Stück ruht auf einer ebenen Fläche 30. Wenn diese letztere elektrisch leitend ist, wird sie an Masse gelegt und das Stuck 2 ruht auf dieser Flache 30 mittels eines elektrisch isolierenden Tragers 31.
Die Vorrichtung der Figur 2 umfaßt ein Gehäuse, das an Masse liegt und das zu dekontaminierende Stück 2 überdeckt, die Pumpeinrichtungen 8 und die Gaseinleitungseinrichtungen 10. Die Vorrichtung umfaßt auch das elektrisch leitende Substrat 12, das im Falle der Figur 2 nicht mehr an die Form des Gehäuses 6 angepaßt ist, sondern eine flache Form aufweist und eine größere Oberfläche als das Stuck 2. Das Substrat 12 ist dem Stück 2 gegenüber und in dessen Nähe angeordnet und aufgehängt an dem Leiter 22, der in der Vorrichtung der Figur 2 an Masse liegt.
Die Dekontaminierung erfolgt wieder durch Sputtern, wobei am Stück 2 eine negative Gleichspannung mit hohem Absolutwert liegt, geliefert durch Einrichtungen 32, die mit dem Stück 2 über einen elektrischen Leiter 33 verbunden sind, der das Gehause durchquert in einer dichten und elektrisch isolierenden Durchfuhrung 34.
Das Substrat 12 der Figur 2 kann eventuell vor dem Beginn der Dekontaminierung mit einen elektrisch leitenden Schutzfilm 26 bedeckt werden, bestimmt nach Beenden der Dekontamination verdichtet zu werden. Bei einer nicht dargestellten Variante der Figur 2 ist das Substrat 12 elektrisch isolierend und man dekontaminiert das Stück 2 durch Anlegen einer negativen Wechselspannung mit hohem Absolutwert, bezogen auf die Masse.
Um die Wahrscheinlichkeit der Ionisierung der Gasatome zu erhöhen und folglich die Geschwindigkeit der Materialablösung von dem Target (Stück 2) zu erhöhen, kann man, wie in Figur 2 zu sehen, Einrichtungen 35 vorsehen, angeordnet unterhalb der Fläche 30 und auf Höhe des Targets und vorgesehen, um ein magnetisches Feld aufzubauen, das senkrecht ist zu dem in dem Raum zwischen Target und Substrat erzeugten elektrischen Feld.
Als Einrichtung 35 kann man z.B. einen Satz Stabmagnete verwenden, derart angeordnet, daß sie eine Abtragungszone induzieren, die einen geschlossen geometrischen Kreis bildet. Damit diese Abtragungszone homogen ist über die gesamte Oberfläche des Stücks 2, sind Einrichtungen 36 vorhanden, um die Einrichtungen 35 und folglich das magnetische Feld mit einer abwechselnden Verschiebungsbewegung zu versehen.
Dies setzt selbstverständlich voraus, daß die die Fläche 30 bildenden Materialien keine magnetische Abschirmung bilden.
Es ist ebenfalls möglich, die Einrichtungen 35 im Falle der Vorrichtung der Figur 1 zu verwenden. Diese Einrichtungen 35 werden dann hinter dem Stück 2 angeordnet (davon ausgehend, daß sich das Gehäuse 6 vor diesem Stuck 2 befindet). Dies setzt voraus, daß das das Stuck 2 bildende Material keine magnetische Abschirmung bildet. Man kann die Einrichtungen 35 mit Wechsel- Verschiebungseinrichtungen 36 versehen, um eine homogene Abtragzone der zu dekontaminierenden Oberflache zu erhalten.
Fur den Fall, daß man die Vorrichtung der Figur 1 verschiebt, empfiehlt es sich, die Einrichtungen 35 ebenfalls so zu verschieben, daß sie sich immer unter dem Gehäuse 6 befinden.
Dies ist zum Beispiel realisierbar, indem man die Einrichtungen 35 (oder die Einrichtungen 36 und die Einrichtungen 35, wenn die Einrichtungen 36 verwendet werden) auf Verschiebungseinrichtungen 37 montiert und indem man nicht dargestellte Regelungseinrichtungen verwendet, die ermöglichen, die Relativstellung der Einrichtungen 35 bezüglich des Gehäuses 6 beizubehalten, wenn dieses letztere durch den Fernbedienungsarm 28 verschoben wird, indem man auf die Verschiebungseinrichtungen 37 einwirkt.
Im Falle der Vorrichtung der Figur 1, wenn man über ausreichend leistungsstarke Pumpeinrichtungen 8 verfügt, kann man sich mit wenig dichten Einrichtungen 16 begnügen und einfach ein dynamisches Vakuum mit einer im wesentlichen konstanten Undichtheitsrate aufrechterhalten, was ermöglicht, die Vorrichtung in bezug auf die Fläche 4 zu verschieben, ohne den Dekontaminierungsprozeß anzuhalten.
Mit ausreichend starken Pumpeinrichtungen 8 kann man mit der in Figur 1 schematisch dargestellten Vorrichtung auch ein Schweißnähte aufweisendes Stuck 2 dekontaminieren, wobei man sich mit einem dynamischen Vakuum zufriedengibt, wenn die Dichteinrichtungen 16 sich über einer Schweißnaht befinden.
Die in Figur 1 schematisch dargestellte Vorrichtung ist ebenfalls bei Stücken einsetzbar, deren zu dekontaminierende Fläche 4 nicht eben ist, sondern gekrümmt oder "zufällig" (wie bei Formstücken).
Wie in Figur 3 zu sehen, wird dann als Abdichteinrichtung 16 ein weicher Schurz verwendet, der den Unterteil des Gehäuses 6 umsäumt und diesen Unterteil verbindet mit der zu dekontaminierenden Fläche 4, wobei dieser Schurz die Aufrechterhaltung eines dynamischen Vakuums ermöglicht (mit ausreichend starken Pumpeinrichtungen).
Rein informatorisch und keinesfalls einschränkend kann man im Falle der Figur 1 an das Substrat bezüglich des Targets ein Spannung von z.B. +2000 V legen indem man dieses Substrat mit einem Strom in der Größenordnung von 60 mA speist, und in dem Gehäuse einen Argondruck der Großenordnung 5 Pa herstellen; man erhält dann - ohne magnetische Hilfe - eine Dekontaminierungsgeschwindigkeit in der Großenordnung von 0,06 nm/s und ein Dekontaminierungsverhältnis der Größenordnung 1/1000.
Ebenfalls rein informatorisch und keinesfalls einschränkend kann man im Falle der Figur 2 in das Target 2 eine elektrische Leistung in der Größenordnung von 10 W/cm² einspeisen und in dem Gehäuse einen Argondruck der Größenordnung 5 Pa herstellen; man erhalt dann mit magnetischer Hilfe eine Dekontaminierungsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 2 Nanometer pro Sekunde und ein Dekontaminierungsverhaltnis der Größenordnung 1/10000.
Bei der in Figur 4 schematisch dargestellten speziellen Ausführungsart liegt das Gehäuse 6, das elektrisch leitend ist, an Masse und spielt die Rolle des Substrats. Es überdeckt das zu dekontaminierende Stuck 2, das wieder mittels des isolierenden Trägers 31 auf der Fläche 30 ruht. An das Stück 2 wird eine hohe negative Gleichspannung mit hohem Absolutwert gelegt, durch die Vorspannungseinrichtungen 32 mittels des Leiters 33, der im Falle der Figur 4 die Fläche 30 in einer dichten und elektrisch isolierenden Durchführung 34a durchquert. Die Pumpeinrichtungen 8 und die Gasversorgungseinrichtungen 10 sind mit dem Innern des Gehäuses 6 durch die Fläche 30 hindurch verbunden. Mittels Kathodenzerstäubung scheidet sich das aus der Oberfläche des Stücks 2 herausgeschlagene kontaminierende Material auf der Innenwand des Gehäuses 6 ab.
Bei der speziellen, in Figur 5 dargestellten Ausführungsart ist das zu dekontaminierende Stück 2a elektrisch isolierend. Es ruht wieder mittels des isolierenden Trägers 31 auf der Fläche 30 (an Masse liegend).
Das an Masse liegende Gehäuse 6 überdeckt das Stück 2a und ruht auf der Fläche 30 mittels Dichtungseinrichtungen 16. Das Substrat 12 entspricht dem der Vorrichtung der Figur 1 und paßt sich folglich der Form des Gehäuses 6 an. Wieder sind bei der Vorrichtung der Figur 5 Pumpeinrichtungen und Versorgungseinrichtungen mit plasmaerzeugendem Gas vorgesehen. Bei dieser Vorrichtung wird an das Substrat 12 eine Wechselspannung des Hochfrequenztyps gelegt, z.B. in der Größenordnung von 10 MHz und mit einem hohen Wert, z.B. in der Größenordnung von 1000 V. Diese Spannung wird durch Vorspannungseinrichtungen 14a geliefert und an das Substrat 12 gelegt über einen Leiter 22, der die Durchführung 24 durchquert und der das Substrat 12 trägt. In dieser Vorrichtung kann man wieder die magnetischen Einrichtungen 25 und die Verschiebungseinrichtungen 36 verwenden, die weiter oben schon erwähnt wurden.
Nachdem man die Fläche 4 eines kontaminierten Stücks 2 (Figur 6) dekontaminiert hat, kann man, falls erforderlich, diese Fläche mit einer biologischen Schutzschicht 38 überziehen, die somit das kontaminierende Material bedeckt, das sich noch auf der Fläche 4 befinden kann.
Dazu verwendet man wieder eine Vorrichtung der weiter oben beschriebenen Art, jedoch wird in diesem Fall das Substrat ersetzt durch eine leitende Scheibe 12a, an die eine negative Gleichspannung gelegt wird mit Hilfe geeigneter Einrichtungen 40, mit denen sie über den elektrischen Leiter 22 verbunden ist.
In diesem Fall werden die Fläche 4 ebenso wie das Gehäuse 6, wenn letzteres elektrisch leitend ist, wieder an Masse gelegt.
Außerdem ist die Scheibe 12a, die dann im Laufe des Sputterns die Rolle des Targets spielt, gemacht aus dem Grundmaterial der Schicht 38, die man bilden will, zum Beispiel aus Chrom.
Dieses Material wird dann aus der Scheibe 12a herausgeschlagen und auf den Teil der Fläche 4 geschleudert, der abgegrenzt wird durch das Gehäuse 6, wobei dieser Teil dann die Rolle des Substrats spielt.
Man kann, wenn nötig, noch die Vorrichtung bezüglich des Stücks verschieben (oder das Stück bezuglich der Vorrichtung), um nacheinander verschiedene Teile der Fläche 4 mit einer Schutzschicht zu überziehen.
Die Scheibe 12a kann durch einen elektrisch isolierenden Deckel 44 bedeckt werden, um diese Scheibe gegen das Gehäuse zu isolieren.
Um einen geeigneten Überzug der Fläche 4 durch die Schutzschicht zu erhalten, wird die Scheibe 12a, die die Rolle des Targets spielt, vorzugsweise in einem Abstand in der Größenordnung von 2 bis 3 cm von der Flache 4 gehalten, die die Rolle des Substrats spielt.

Claims

1. Verfahren zur Dekontaminierung eines Gegenstandes (2, 2a), dessen Oberfläche durch ein kontaminierendes Material verseucht ist, Verfahren

dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens einen Teil der Oberfläche durch ein Gehäuse (6) überdeckt, daß man durch Ionenätzen bzw. Rücksputtern diesen als Target genommenen Teil dekapiert bzw. reinigt, daß man das so entfernte, kontaminierende Material sammelt auf einem Substrat (12), enthalten in dem Gehäuse.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (2) wenigstens oberflächlich elektrisch leitend ist, und daß das Target bezuglich der Erde auf eine negative Gleichspannung mit einem hohen Absolutwert gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand wenigstens oberflächlich elektrisch leitend ist, und daß das Substrat elektrisch leitend ist, und daß das Substrat bezüglich des Gegenstands auf eine negative Gleichspannung mit einem hohen Absolutwert gebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (2a) elektrisch isolierend ist, daß das Substrat (12) elektrisch leitend ist, und daß man an dieses Substrat eine elektrische Wechselspannung mit einem großen Maximalwert und einer hohen Frequenz legt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man außerdem eine Relativverschiebung des Substrats (12) in bezug auf den Gegenstand (2) ausführt, um nacheinander eine Vielzahl von Teilen der kontaminierten Oberfläche zu dekapieren.

6. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die dekapierte Oberflache uberdeckt mit einer Schutzschicht (38), die die Einschließung des Restmaterials ermöglicht, wobei diese Überdeckung hergestellt wird durch Kathodenzerstäubung bzw. Sputtern von einem Target 12a aus, das aus dem die Schutzschicht bildenden Material gefertigt ist.

7. Vorrichtung zur Dekontaminierung eines Gegenstands (2), der wenigstens oberflächlich elektrisch leitend ist und dessen Oberfläche verseucht ist durch ein kontaminierendes Material, Vorrichtung

dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zum Ionenätzen bzw. Sputtern enthält, um die als Target genommene Oberfläche zu reinigen, wobei diese Sputtereinrichtungen umfassen:

- ein Gehäuse (6) zum Überdecken wenigstens eines Teils der zu dekontaminierenden Fläche,

- ein Substrat (12) zum Sammeln des durch Kathodenzerstäubung bzw. Rücksputtern entfernten Materials, wobei dieses Substrat enthalten ist in dem Gehäuse und eine Sammelfläche aufweist, die größer oder gleich der Fläche des besagten Teils ist;

- Vorspannungseinrichtungen (32), um das Target bezüglich der Erde auf eine negative Gleichspannung mit einem hohen Absolutwert zu bringen,

- Pumpeinrichtungen (8) zur Herstellung von Unterdruck in dem Gehäuse, und

- Einrichtungen (10) zur Versorgung des Gehäuses mit einem plasmaerzeugenden Gas.

8. Vorrichtung zur Dekontaminierung eines Gegenstands (2), der wenigstens oberflächlich elektrisch leitend ist und dessen Oberfläche verseucht ist durch ein kontaminierendes Material, Vorrichtung

dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zum Ionenätzen bzw. Sputtern enthalt, um die als Target genommene Oberfläche zu reinigen, wobei diese Sputtereinrichtungen umfassen:

- ein Gehäuse (6) zum Uberdecken wenigstens eines Teils der zu dekontaminierenden Flache,

- ein elektrisch leitenes Substrat (12) zum Sammeln des durch Kathodenzerstaubung bzw. Rucksputtern entfernten Materials, wobei dieses Substrat enthalten ist in dem Gehäuse und eine Sammelfläche aufweist, die großer oder gleich der Fläche des besagten Teils ist,

- Vorspannungseinrichtungen (14), um das Substrat bezüglich des Gegenstands auf eine positive Gleichspannung mit einem hohen Absolutwert zu bringen,

- Pumpeinrichtungen (8) zur Herstellung von Unterdruck in dem Gehäuse, und

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, das das Gehäuse (6) vorgesehen ist, um die Gesamtheit der zu dekontaminierende Fläche zu überdecken, wobei die Dekontaminierungsflache des Substrats größer oder gleich der zu dekontaminierenden Flache ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehause (6) elektrisch leitend ist, und daß das Substrat durch die Innenwand dieses Gehäuses gebildet wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) vorgesehen ist, um auf die zu dekontaminierende Flache gestellt zu werden, derart einen Teil von dieser letzteren überdeckend hinsichtlich der Dekontaminierung dieses überdeckten Teils.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Einrichtungen (28) zur Relativverschiebung des Gehäuses (6) und des Substrats (12) in bezug auf den Gegenstand (2) umfaßt, um nacheinander eine Vielzahl von Teilen der dekontaminierten Fläche zu reinigen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat einen Träger (12) und einen elektrisch leitenden, dunnen Film (26) umfaßt, der diesen Träger bedeckt.

14. Vorrichtung nach einem der Anspruche 7, 8, 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (12) an die Form des Gehäuses (6) angepaßt ist und sich nahe bei diesem Gehäuse befindet.

15. Vorrichtung zur Dekontaminierung eines Gegenstands (2a), der wenigstens oberflachlich elektrisch isolierend ist und dessen Oberflache verseucht ist durch ein kontaminierendes Material, Vorrichtung

- ein Gehäuse (6) zum Überdecken der zu dekontaminierenden Fläche,

- ein elektrisch leitendes Substrat (12) zum Sammeln des durch Kathodenzerstäubung bzw. Rücksputtern entfernten Materials, wobei dieses Substrat enthalten ist in dem Gehäuse und eine Sammelfläche aufweist, die größer oder gleich der zu dekontaminierenden Fläche ist;

- Vorspannungseinrichtungen (14a), um an das Substrat eine Wechselspannung mit einem großen Maximalwert und einer hohen Frequenz zu legen,

- Pumpeinrichtungen (8) zur Herstellung von Unterdruck in dem Gehäuse, und

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Einrichtungen (35) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes umfaßt, das senkrecht ist zu dem elektrischen Feld, entstanden in dem Raum, der beim Ionenätzen bzw. Rücksputtern enhalten ist zwischen dem Substrat (12) und der zu dekontaminierenden Flache und das die Ionendichte in diesem Raum erhöht.