01
直線型マイクロ波プラズマ源開発・研究
最大2.0メートルの一様な直線型プラズマが生成でき、大面積の表面処理が可能です。
真空装置を必要としない大気圧中での直線型プラズマ源も開発中です。
- フィルム・プラスチック等の樹脂関連に対する大面積表面処理（フィルムの前処理、酸化処理など）技術の開発
- 次世代大口径シリコンウェハーの表面処理技術の開発（φ300・450ｍｍ）
- フラットパネルディスプレイ用ガラス基板に対する大面積表面処理（成膜、エッチング、有機EL前処理など）技術の開発
- 太陽電池用成膜装置
- UV発光源としての応用
02
工業用プラズマ測定技術及び装置の販売
絶縁状態でプラズマ測定が可能な測定装置を開発しました。
スパッタやドライエッチング装置等、各種プラズマの性能評価に威力を発揮します。
- 新型プラズマ測定装置の販売・お客様所有の装置での測定や技術支援
- プラズマ電位モニター装置による反応性スパッタの遷移領域測定・制御の技術支援
- 半導体製造プラズマ装置の絶縁壁内プラズマ測定・制御の技術支援
- フラットパネルディスプレイ用プラズマ装置の測定・制御の技術支援
03
共同開発事業
当社所有のプラズマ発生装置を使用し、研究課題に応じた受託研究開発を行います。
また、設計から試作まで可能な設備がありますので開発のスピードアップに貢献させて頂けるのも当社の強みです。
研究課題 概要提案 お見積り 定期的な研究報告 研究開発結果報告 設計・試作
PLASMA GENERATING APPARATUS
プラズマ発生装置
大規模直線型マイクロ波プラズマ発生装置の原理と基礎
本プラズマ源はメータ級の大規模で直線型のプラズマをマイクロ波で発生させる装置であり、各種の大面積の基板処理への応用を目的としたものです。 マイクロ波を導波管で伝送させ、導波管モードの長波長特性を利用して大規模に直線上に一様なプラズマを発生させる装置です。
図（Fig.1）に示されているように、導波管内のマイクロ波波長は導波管の寸法に依存して変わります。このマイクロ波をスロットアンテナを通して放射させ、大規模に直線上のプラズマを発生させるのが本装置の原理です。周波数2.45GHzのマイクロ波電源からテーパ導波管を介してプラズマ生成部スロットから放射させ直線型プラズマを生成します。 導波管最終端にはショートプランジャーを設置し、マイクロ波の位相を調整することが出来ます。
写真には実際に生成された直線型プラズマを示しました。プラズマの長さは２メートルです。一様な直線型プラズマが生成されているのが分かります。この写真はマイクロ波電力導入側から見たものですが、ショートプランジャー側から見た写真でも 両者には差異は見られません。すなわち、一様な直線プラズマが生成出来ることを示しています。
大気圧直線型マイクロ波プラズマによる大面積表面処理
大気圧直線型マイクロ波プラズマ発生装置をプラスチック等大面積表面処理用として提供する。下図はSiウエハに大気圧直線型プラズマを照射したもので、直線上領域が親水化されているのが分かる。本直線型プラズマは２ｍ長(低圧プラズマ)、40ｃｍ(大気圧)が可能であり、２ｍ長(大気圧)は現在開発中である。
下の図は「H.Shindo,H.Kuwahata and.M.Isomura,Journal of Vacuum Society of Japan, 60, 105(2017)」からの引用である。
水の噴霧実験結果
接触角測定結果
プラズマ照射部の接触角は超親水性（接触角10°以下）になった。この結果より、表面改質が可能であることが分かり、大気圧ラインプラズマの応用が可能であることが示された。
「新型プラズマ測定装置」について
本プラズマ測定装置は、半導体製造プラズマ装置等の材料プロセスプラズマに多用される絶縁壁内プラズマの測定技術として、電子放出可能な浮遊型プローブ法を提案し、絶縁状態でプラズマ量の測定が可能な測定装置を世界で初めて開発したものです。全てのプラズマ量が浮遊状態で測定可能で、プラズマ電子エネルギー分布測定もオプションによっては可能です。 また、SF6やO2等の実ガスプラズマでの測定も可能です。
写真は測定装置の実際を示しました。生の測定データであるΔVFとVFの測定例がディスプレイ上に現れている。本プラズマ測定装置におけるプローブ実装では、オプションとしてΦ６のプローブ導入が可能です。
図（Fig.1）に示すように、従来の測定法（プローブ法）はプラズマから正味の電流を引き出して、その電流値の大きさからプラズマ量を計る方法ですが、この原理では電流のリターン電極（例えばプラズマ容器）が無い絶縁壁内プラズマの測定は不可能です。そこで、本測定装置では図にあるように、プラズマから正味の電流を引き出さないで、電圧変化だけでプラズマ量を測定することを原理としています。 測定は数十ｋHzのパルス電圧で加熱したフィラメントプローブ（従来のエミッシブプローブ）の浮遊電位の変化を測定するものです。プローブが電子放出可能な状態でパルス電圧Offの点における浮遊電位VFがプラズマ電位の測定を可能にします。またパルス電圧がOnになるときの浮遊電位の変化量ΔVFにはプラズマ電子のエネルギーの情報が入っており、ΔVFの測定からプラズマ電子の温度と密度が測定でき、全てが絶縁状態で測定可能となります。更に、本測定法のプローブが 電子放出していないときの本プローブ法は従来のダブルプローブ法やトリプルプローブ法に近いです。
プラズマ電位モニター装置による反応性スパッタの遷移領域制御
酸化物や窒化物に代表される反応性スパッタの成膜速度は下図のように遷移領域を境に大きく変わり、また膜質も大きく変わる。遷移領域内で安定した成膜が可能となれば膜質制御の点から意義は大きい。この遷移領域内でのスパッタ成膜をプラズマ測定装置の応用でフィードバック制御し、安定した反応性スパッタ成膜を可能とする装置を開発する。その前段階として、遷移領域を含めて、プラズマ電位等のパラメータ測定での技術支援を行う。下図は本測定装置（FT-EP-24V)による測定の一例である。「M. Isomura et al,Jpn.J.Appl.Phys.:Reduction：Reduction of Plasma Potential by Appling DC Cathode Bias in RF Magnetron Sputter, 55, 116201(2016)」からの引用である。
反応性ガス流量と
薄膜成長速度のヒステリシス
※スパッタ入力一定
反応性スパッタでの
プラズマ電位測定例
