JP2005002469A - 樹脂容器の成膜監視装置及び成膜監視方法並びに樹脂容器の製造システム - Google Patents

Abstract

【課題】製造過程において、その製造履歴を判断することで、製造と同時に成膜状態を監視することができる樹脂容器の成膜監視装置及び成膜監視方法並びに樹脂容器の製造システムを提供する。
【解決手段】樹脂容器の成膜監視装置は、樹脂容器１１の内に成膜原料である原料ガス１２を供給し、プラズマ手段１３により成膜を施す成膜装置１４と、上記成膜の際に上記樹脂容器１１内部で発生するプラズマ光１５を樹脂容器１１の外部で受光する受光部１６と、上記受光部１６で受光されたプラズマ光１５の光情報を計測する計測手段１７とを具備してなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、樹脂容器の内部に成膜を施す際にその成膜状態を良好に監視することができる樹脂容器の成膜監視装置及び成膜監視方法並びに樹脂容器の製造システムに関する。

ガスバリア性等の向上の目的で樹脂容器の内面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を蒸着するために、ＣＶＤ（ＣＨＥＭＩＣＡＬ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、化学気相成長)法、特にプラズマＣＶＤ法を用いた蒸着装置の提案がある（特許文献１）。

このＤＬＣ膜とは、ｉカーボン膜又は水素化アモルファスカーボン膜(ａ−Ｃ：Ｈ) と呼ばれる膜のことであり、硬質炭素膜も含まれる。またＤＬＣ膜は、アモルファス状の炭素膜であり、ＳＰ³結合も有する。このＤＬＣ膜を成膜する原料ガスとしては炭化水素系ガスを用いる。このようなＤＬＣ膜を樹脂容器の内壁面に形成することにより、炭酸飲料や発泡飲料等の容器として使用可能な容器を得ている。

このようなＤＬＣ膜を成膜した樹脂容器においては、その製造後、被膜の膜厚が不十分であるものや、被膜の一部に欠損部分が生じているもの等は不良ボトルとして排除する必要がある。

そこで、図３０に示すように、内面に被膜を有する樹脂容器１に対して白色系蛍光管を光源２として透過撮像を撮像手段３で行い、得られた画像の濃淡を確認して被膜の良否を判定手段４により判定することが考えられる。即ち、炭素含有ガス等を原料ガスとして蒸着された膜は淡い茶色に着色されている。こうした被膜を透過光によって撮像することにより、ボトル全体の色合いや部分的な濃淡を確認するようにしている（特許文献２）。

特開平８−５３１１７号公報 特開２００３−４６５０号公報

しかしながら、特許文献２の提案では、容器の外部から照射された光が容器の内部に入りその光がさらに外部に透過したものを計測するようにしているので、透過層全部の状態を合成した情報しか得ることができず、成膜プロセスの時間的履歴が不明である、という問題がある。

また、複数の成膜を施すような場合においては、膜の積層方向の詳細構造が不明瞭であるという、問題がある。特に、樹脂容器の内面との密着性及びガスバリア性を向上させた傾斜構造を有するＤＬＣ膜の積層過程の評価をすることができない、という問題がある。

本発明は、上記問題に鑑み、製造過程において、その製造履歴を判断することで、製造と同時に成膜状態を監視することができる樹脂容器の成膜監視装置及び成膜監視方法並びにそれを用いた樹脂容器の製造システムを提供することを課題とする。

前述した課題を解決する第１の発明は、樹脂容器内に成膜原料を供給し、プラズマ手段により成膜を施す成膜装置と、上記成膜の際に上記樹脂容器内部で発生するプラズマ光を樹脂容器の外部で受光する受光部と、上記受光部で受光されたプラズマ光の光情報を計測する計測手段とを具備することを特徴とする樹脂容器の成膜監視装置にある。

第２の発明は、樹脂容器内に成膜原料を供給し、プラズマ手段により成膜を施す成膜装置と、上記成膜の際に上記樹脂容器内部で発生するプラズマ光を樹脂容器の外部で受光する受光部と、上記受光部で受光されたプラズマ光の光情報を計測する計測手段と、予め標準の成膜変化状態を計測した基準情報と上記計測手段の計測情報を比較して評価する成膜評価手段とを具備することを特徴とする樹脂容器の成膜監視装置にある。

第３の発明は、第１又は２の発明において、上記光情報が、プラズマ光の光強度、スペクトルの経時変化、線スペクトルの少なくとも一つであることを特徴とする樹脂容器の成膜監視装置にある。

第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、上記受光部を複数設けてなることを特徴とする樹脂容器の成膜監視装置にある。

第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、上記成膜がＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜であることを特徴とする樹脂容器の成膜監視装置にある。

第６の発明は、第５の発明において、上記成膜が傾斜構造のＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜であることを特徴とする樹脂容器の成膜監視装置にある。

第７の発明は、樹脂容器内に成膜原料を供給し、プラズマ手段により成膜を施す成膜工程と、上記成膜の際に樹脂容器の内部で発生するプラズマ光を樹脂容器の外部で受光する受光工程と、上記受光部で受光されたプラズマ光の光情報を計測する計測工程とを具備することを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法にある。

第８の発明は、樹脂容器内に成膜原料を供給し、プラズマ手段により成膜を施す成膜工程と、上記成膜の際に樹脂容器の内部で発生するプラズマ光を樹脂容器の外部で受光する受光工程と、上記受光部で受光されたプラズマ光の光情報を計測する計測工程と、予め標準の成膜変化状態を計測した基準情報と上記計測手段の計測情報を比較して評価する成膜評価工程とを具備することを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法にある。

第９の発明は、第７又は８の発明において、上記光情報が、プラズマ光の光強度、スペクトルの経時変化、線スペクトルの少なくとも一つであることを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法にある。

第１０の発明は、第９の発明において、上記光情報が、発光スペクトルの内、３００〜６００ｎｍの波長領域の発光を成膜の監視に用いることを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法にある。

第１１の発明は、第９の発明において、上記光情報が、発光スペクトルの内、６００ｎｍ以上の波長領域の発光を成膜の監視に用いることを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法にある。

第１２の発明は、第９の発明において、上記光情報が、発光スペクトルの内、３００〜６００ｎｍの波長領域の発光と、６００ｎｍ以上の波長領域の発光を成膜の監視に用いることを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法にある。

第１３の発明は、第９の発明において、上記光情報が、発光スペクトルの内、３００〜６００ｎｍの波長領域の発光を成膜の監視に用い、成膜及びガスバリア性を評価することを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法にある。

第１４の発明は、上記光情報が、発光スペクトルの内、６００ｎｍ以上の波長領域の発光を成膜の監視に用い、成膜工程の異常の有無を判定することを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法にある。

第１５の発明は、第７乃至１４のいずれか一つの発明において、上記受光工程が複数位置でプラズマ光を受光することを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法にある。

第１６の発明は、第７乃至１５のいずれか一つの発明において、上記成膜がＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜であることを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法にある。

第１７の発明は、第１６の発明において、上記成膜が傾斜構造のＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜であることを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法にある。

第１８の発明は、樹脂容器が連続して成膜する工程に第７乃至１７のいずれか一つの樹脂容器の成膜監視方法を用いてなる樹脂容器の製造システムにある。

本発明によれば、樹脂容器内に成膜原料を供給し、プラズマ手段により成膜を施す成膜装置と、上記成膜の際に上記樹脂容器内部で発生するプラズマ光を樹脂容器の外部で受光する受光部と、上記受光部で受光されたプラズマ光の光情報を計測する計測手段とを設けたので、成膜過程の基準情報と比較することで、成膜の状態及び構造をオンラインで評価することができる。よって、その製造履歴を判断することで、製造と同時に成膜状態を監視することができることとなる。

また、成膜時に評価することができるので、従来のような成膜後に別途評価ラインを設けることが不要となり、製造工程の簡略化及び製造設備の簡略化を図ることができる。
この成膜監視方法を用いることで、製造設備の簡略化を図り、効率のよい樹脂容器を製造することができる樹脂容器の製造システムを提供することができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は本実施例にかかる成膜監視装置の概略図である。図２は樹脂容器及びその成膜構造の概略図である。図３はプラズマ光の変化の状態を示す図である。図４は成膜時間変化と参照波長強度の変化を示す図である。図５はＤＬＣコーティング層の厚さと波長透過率との関係を示す図である。

図１に示すように、本実施例にかかる樹脂容器の成膜監視装置は、樹脂容器１１の内に成膜原料である原料ガス１２を供給し、プラズマ手段１３により成膜を施す成膜装置１４と、上記成膜の際に上記樹脂容器１１内部で発生するプラズマ光１５を樹脂容器１１の外部で受光する受光部１６と、上記受光部１６で受光されたプラズマ光１５の光情報を計測する計測手段１７とを具備してなるものである。

ここで、上記成膜装置１４は公知の成膜手段を用いればよく、特に限定されるものではない。本実施例では成膜装置の詳細は省略しており、その概要としては、内部を所定の真空状態とすることができる外部電極である金属製の密閉容器２１と、上記密閉容器２１内に配設した樹脂容器１１内に外部から原料ガス（アセチレンガス等の炭化水素）１２を供給すると共に内部電極棒を兼用する供給管２２と、プラズマ発生のためのマッチングユニット（整合器）２３及び高周波電源（ＲＦ電源）２４とを備えてなるものである。上記密閉容器２１は二分割可能とし、密閉手段（Ｏリング及び銅製バネ）により内部の密閉及び導通状態を保持している。上記供給する原料ガス１２は例えばアセチレン、メタン、エチレン等の炭化水素を用いるようにしている。
そして、密閉容器２１内を真空とし、内部に原料ガス１２を導入して均一に拡散させた後、外部電極である密閉容器２１にマッチングユニット２３を介して上記高周波電源２４からＲＦ出力を供給し、外部電源と内部電源との間にプラズマを発生させ、樹脂容器１１の内面にＤＬＣ膜を形成している。

本実施例では、上記受光部１６は、上記密閉容器２１の壁面に沿って所定間隔を持って複数（本実施例では３箇所）配設された受光レンズであり、該受光部１６で受光したプラズマ光は光ファイバ３１により伝送され、該光ファイバ３１の端部に設けられた計測手段１７である分光器又は回析格子等へ導入している。

そして、上記樹脂容器１１内で発生したプラズマ光は、形成されたＤＬＣ膜及び樹脂容器の壁面を透過し、該透過したプラズマ透過光の光情報が計測手段１７である分光器で分光され、信号線３２を介してその光情報が情報処理手段である成膜評価手段３３に伝送されている。

上記光情報としては、例えばプラズマ光の光強度、スペクトルの経時変化、線スペクトルの少なくとも一つであり、これらを適宜組み合わせるようにしてもよい。

このように、本発明においては、成膜装置１４の樹脂容器１１の密閉容器２１の壁面に沿って所定個所設けた受光部１６により、樹脂容器内部で発生し、その後成膜されたＤＬＣ膜及び樹脂容器の壁を透過したプラズマ光を受光することとしている。
受光部には分光機能を有するので、プラズマ光の強度のみでなく、スペクトルの時間変化を計測することができる。
また、樹脂容器の内部のプラズマは気体成分、電力密度等で強度のみでなくスペクトルも変化するので、その変化の状態も計測することができる。

また、樹脂容器内部に成膜されるＤＬＣ膜は、青色領域から紫外領域にかけて吸光するので成膜が進むにつれて透過光のスペクトルが徐々に変化するので、該成膜の進行に応じて透過光が変化する。この変化を予め基準成膜状態のスペクトルとして、その情報を成膜評価手段３３に蓄積しておく。
そして、樹脂容器１１の成膜状態を製造過程において、常時監視し、基準情報と成膜時における情報とを比較することで、成膜状態の過程をオンラインで詳細に把握することができる。

図２は樹脂容器１１のＤＬＣ膜４１の断面図であり、その要部拡大図を示す。本実施例では樹脂容器１１の壁面４２側より、アモルファスカーボン層４３、ＤＬＣ緻密層４４、及び比較的緻密なＤＬＣ層４５の三層構造を形成している。

ＤＬＣ膜の形成は電源（ＲＦからマイクロ波の周波数：例えば０．１〜２．５ＧＨｚ）、真空度（０．０１〜５Ｔｏｒｒ）及びガス組成（炭化水素、空気、酸素、水素等）の諸条件により変化することができる。
積層構造は、特に限定されるものではないが、例えば樹脂容器の壁面側に近い部分は水素リッチにし、順次炭素分を増加させることで、傾斜積層構造とすることができる。
よって、この諸条件が所定範囲にない場合には、所望の成膜ができないものとなるが、上記成膜監視装置により、それを成膜時に監視することができる。
なお、樹脂容器内の成膜状態は、積層構造に限定されるものではなく、単層における成膜の厚さも監視することができる。

図３はプラズマ光の変化を示した一例であり、スペクトル（１）は樹脂の壁面３２のみを通過したスペクトル、スペクトル（２）はアモルファスカーボン層３３の成膜後のスペクトル、スペクトル（３）はＤＬＣ緻密層３４の成膜後のスペクトル、スペクトル（４）は比較的緻密なＤＬＣ層３５の成膜後のスペクトルを各々示す。時間の経過と共に、６００ｎｍ以下の強度変化が顕著なものとなっている。

図４は時間変化と参照波長強度の関係図であり、図３の各位置（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）での時間の経過とスペクトル強度との関係を示す。これにより、成膜過程の経過時間の変化によるスペクトル強度変化を計測できる。

図５はＤＬＣ膜の成膜の厚さと波長透過率との関係を示す一例であり、これに基づきＤＬＣ膜の厚みの確認ができる。

このように、本実施例によれば、ＤＬＣ膜の過程において、樹脂の外周部に分光機能を有する受光部を配設することで、成膜時におけるプラズマ光のスペクトルの時間変化をオンラインで計測することができる。

そして、誤差レンジを考慮した望ましい成膜状態の受光スペクトルの時間変化の基準情報（例えばパターン）を情報処理手段である成膜評価手段３３に蓄積しておき、該蓄積情報と逐次比較することで、製造プロセスをオンラインで監視することができる。そして、基準外の成膜品を発見した場合には、その製品番号を記憶情報手段に記憶させ、該基準外製品を所定の排出位置で、製造ラインから外すようにすればよい。

このように、本発明によれば、オンラインで成膜状態を監視することができ、しかもその光情報は成膜の際に用いるプラズマ光の膜を透過した透過光であるので、成膜の過程において、その成膜が良好か否かを瞬時に監視することができる。よって、１時間に数千または２万以上の樹脂容器を製造するラインに適用することで、製造ラインのオンライン監視が可能となる。

次に、本発明にかかる発光スペクトルの情報を元にして成膜工程における成膜の良否について監視する具体的な方法について説明する。

ＤＬＣ膜４１の光透過率は前述したように、６００ｎｍ以上では大きく、ＤＬＣ膜厚による透過光の減衰が小さい。また、プラズマ発光の内、６００ｎｍ以上の波長域をプラズマの監視に用いることで、膜厚に影響されずに、異常放電に伴う発光強度の変化や、無放電状態等の異常を検出することができる。

また、ＤＬＣ膜４１の光透過率は前述したように、その成膜によって６００ｎｍ以下では波長が短くなるほど低下する。よって、６００ｎｍ以下の波長で特定の発光スペクトルを監視し、その強度の時間変化を測定することにより、膜厚を算出することができる。
さらに、膜厚とガスバリア性との関係から、ガスバリア特性を評価することができる。

樹脂容器のＤＬＣ膜を成膜する場合、プラズマＣＶＤの原料ガスとしてアセチレン（Ｃ₂Ｈ₂）を用いる場合、そのプラズマ発光では、３００〜８００ｎｍの範囲で図６に示すスペクトル分布が観測される。図６中、横軸は波長であり、縦軸は発光強度である。図６において、波長６５６ｎｍ近傍の鋭いピークはＨα線である。

図７に樹脂容器にＤＬＣ膜を成膜した場合と成膜しない場合について、波長と透過率との関係を示す。樹脂容器の光の透過率に対し、ＤＬＣ膜を成膜した容器では光の波長領域３００〜６００ｎｍで透過率が下がる（図７中実線で示す。）が、ＤＬＣ膜を成膜されている場合でも、光の波長領域６００〜８００ｎｍでは光の透過率の変化は少ない。図７において、横軸は波長であり、縦軸は透過率である。

一般に，透過光強度は式（１）のようになる。
Ｉ＝Ｉ₀ ｅｘｐ(−ａＬ)・・・（１）
ここで、式中、Ｉは透過光強度、Ｉ₀ は発光強度、ａは吸収係数及びＬは膜厚を示す。また、図８に示すように、プラズマＣＶＤにおいて、ＤＬＣ膜の膜厚は時間と共に厚くなる。なお、図８中横軸は成膜時間であり、縦軸はＤＬＣの膜厚Ｌである。

また、ガスバリア性（緻密性）はDLC膜厚の厚さに依存し、膜厚が厚いほどバリア性は高くなる。この関係を図９に示す。図９中、横軸は膜厚Ｌであり、縦軸はガスバリア性である。図９により、成膜の付着量が少なすぎると、ガスバリア性に影響があり、付着量が多すぎると、膜の色が濃くなる問題がある。

次に、プラズマ発光が良好であるか否かを判定する監視方法について説明する。
図１０に示すように、プラズマ発光の波長６００〜８００ｎｍの領域では、ＤＬＣ膜の成膜状況にほとんど影響されずに、発光スペクトルを観測することが可能となる。例えば、図６のＨα線（６５６ｎｍ）の強度の時間変化を観測することにより、例えば異常放電の発生及びプラズマの消失などを監視することが可能である。

異常放電の例として、特には例えば以下のような場合が考えられる。
図１１に示す異常放電は、成膜初期プラズマ着火不良である（Ｈα線（６５６ｎｍ）の発光強度Ｉを測定した、以下同様）。図１２に示す異常放電は、プラズマの途中消失である。図１３に示す異常放電は、プラズマ不安定状態である。図１４に示す異常放電は、アーク放電の発生である。

次に、ＤＬＣ膜が正常であり、所定のガスバリア性を具備しているか否かを判定する膜厚監視の方法を説明する。
図１５に示すように、プラズマ発光の波長３００〜６００ｎｍの領域では、プラズマ容器内面に成膜されたＤＬＣ膜の膜厚に依存して、観測されるプラズマ発光強度が時間的に変化する。そして、放電初期と放電終了時の発光強度を比較することにより、前述した式(1)より膜厚（図１６）及びガスバリア性（図１７）を推定することが可能となる。すなわち、成膜が進むと膜厚が厚くなるので、透過率が低下することになる。よって、図１５に示すように、時間と発光強度との関係を示すグラフにおいて発光強度の低下ΔＩとＩｍａｘとの関係から適正範囲を求めることができる。

正常な放電の場合には、図１５乃至図１７に示すグラフで膜厚を監視することができるが、異常放電があった場合には、発光強度の低下ΔＩのみに着目した場合には、正確な監視ができない。
そこで、放電の状況を考慮した監視が必要となる。

すなわち、図１８に示すように、プラズマ発光の波長６００〜８００ｎｍの領域での発光強度経時変化を計測（規格化しない）。次に、図１９に示すように、プラズマ発光の波長３００〜６００ｎｍの領域での発光強度経時変化測定値を、規格化した６００〜８００ｎｍの発光強度経時変化の値(図１８)で割る。
その結果は、図２０に示す。図２０に示すように、正常値よりも補正値の方において、強度低下が低く、所定膜厚となっていないことが判明する。
よって、放電異常が発生した場合でも、ΔＩ’／I'ｍａｘで膜厚推定及びバリア性推定の補正が可能となる(図２０、図２１参照)。

また、上述した方法以外に、ΔＩ’だけでも、図２１の様なデータを前もって取得しておくことで膜厚推定及びバリア性推定の補正が可能である。

ここで、例えば放電異常が生じた場合には、３００〜６００ｎｍでの発光強度は低下する（ΔＩは増加する）が、放電異常のため、ＤＬＣ膜は正常値より薄いものとなる。この際、６００〜８００ｎｍの発光強度で補正する(割る)ことで、膜厚・バリア性の推定が可能となる。

次に、図２２を参照して成膜の良否を判定する判定方法について説明する。
図２２はプラズマモニタ５１と膜厚モニタ５２での測定及び判定のフローチャートである。
図２２に示すように、プラズマモニタ５１側においては、波長６００〜８００ｎｍの領域での発光強度経時変化の波形を測定する（Ｓ１０１）。
次に、この波形から発光強度波形診断と、放電異常の有無を検出する（Ｓ１０２）。この検出は図１１乃至図１４のグラフの波形から判断する。

一方、膜厚モニタ５２側では、波長３００〜４００ｎｍの領域での発光強度経時変化の波形を測定する（Ｓ１１１）。
次に、プラズマモニタ５１側での波長６００〜８００ｎｍの領域での発光強度経時変化の波形から波形補正を行う（Ｓ１１２）。この補正は図２０のグラフから判断する。
次に、発光強度低下量ΔＩを算出する（Ｓ１１３）。
次に、膜厚推定及びガスバリア性の推定を行う（Ｓ１１４）。
この推定は図２１グラフの波形から判断する。
この両者のモニタ５１，５２の結果により、成膜の良否を判定する（Ｓ１１５）。

なお、上述した判定ではプラズマ発光の波長６００〜８００ｎｍの発光強度経時変化を、その最大値で規格化せずに行っているが、規格化して計測するようにしてもよい。
この規格化する場合のフローチャートを図２３に示す。図２３に示すように、プラズマモニタ５１側においては、波長６００〜８００ｎｍの領域での発光強度経時変化の波形を測定する（Ｓ２０１）。
次に、Ｉｍａｘ及び波形の規格化を行う（Ｓ２０２）。
次に、この波形から発光強度波形診断と、放電異常の有無を検出する（Ｓ２０３）。この検出は図１１乃至図１４のグラフの波形から判断する。

一方、膜厚モニタ５２側では、波長３００〜４００ｎｍの領域での発光強度経時変化の波形を測定する（Ｓ２１１）。
次に、Ｉｍａｘ及び波形の規格化を行う（Ｓ２１２）。
次に、プラズマモニタ５１側での波長６００〜８００ｎｍの領域での発光強度経時変化の波形から波形補正を行う（Ｓ２１３）。この補正は図２０のグラフから判断する。
次に、発光強度低下量ΔＩを算出する（Ｓ２１４）。
次に、膜厚推定及びガスバリア性の推定を行う（Ｓ２１５）。
この推定は図２１グラフの波形から判断する。
この両者のモニタ５１，５２の結果により、成膜の良否を判定する（Ｓ２１６）。

次に、成膜監視装置の一例を図２４乃至２７に示す。
図２４に示すように、本実施例にかかる樹脂容器の成膜監視装置は、樹脂容器１１の内に成膜原料である原料ガス（アセチレンガス）１２を供給管２２から供給し、供給管２２を内部電極とし、密閉容器２１を外部電極としており、高周波電源２４からなるプラズマ手段により容器内部にＤＬＣ膜を成膜するものである。前記密閉容器２１には、端部に受光部１６を有する光ファイバ３１によりそのプラズマ発光情報が分光器３４で計測され、その計測情報をＣＰＵ３５で演算処理するようにしている。

図２５は分光器３４を用いる代わりに、３００〜６００ｎｍの領域を計測する光検出器３６−１と、６００〜８００ｎｍの領域を計測する光検出器３６−２とを設けたものである。

図２６は分光器３４を用いる代わりに、４２０〜４４０ｎｍの特定領域の波長フィルタ３７−１を有する光検出器３６−１と、６５６ｎｍ近傍の波長フィルタ３７−２を有する光検出器３６−２とを設けたものである。

図２７は図２５において、樹脂容器１１の上部、胴部、下部の三箇所を同時に計測する光検出器を設けたものであり、複数の場所を同時モニタすることにより、発光分布測定による膜厚分布推定及び異常放電場所の特定を行うようにしている。

次に、本発明の監視装置を用いて、樹脂容器にＤＬＣ膜を連続して成膜する連続式成膜装置の概略を示す。
図２８は連続成膜装置の概略図である。図２８に示すように、回転する架台６１の周囲には、複数の成膜装置が配設されている。そして、所定に位置で容器の供給工程、真空排気工程、放電・成膜工程、大気開放工程、容器排出工程に応じて容器が供給され、内部にＤＬＣ膜を連続して成膜している。成膜装置はそれぞれに分光器または光検出器を取り付けて、全数・成膜診断を行うようにしている。

この連続式成膜装置を用いた、成膜フローチャートを図２９に示す。
先ず、成膜装置にボトル供給を行う（Ｓ１１）。
次に、成膜装置を閉じる（Ｓ１２）。
次に、成膜装置内を真空排気する（Ｓ１３）。
次に、原料ガスの供給を行う（Ｓ１４）。
次に、高周波電力を供給し、プラズマを容器内部に生成させる（Ｓ１５）。
次に、大気開放する（Ｓ１６）。
次に、成膜装置を開ける（Ｓ１７）。
次に、容器を成膜装置から取り出す（Ｓ１８）。
最後に、容器選別を行う（Ｓ１９）。
この容器選別（Ｓ１９）に先立って、Ｓ１５の工程において、成膜の診断（Ｓ１５−１）、成膜状態判定（Ｓ１５−２）を行い、成膜良否の判定（Ｓ１５−３）を行う。

本実施例によれば、発光スペクトルの内、３００〜６００ｎｍの波長領域の発光と、６００ｎｍ以上の波長領域の発光を成膜の監視に用いることでオンラインで成膜状態を監視することができ、しかもその光情報は成膜の際に用いるプラズマ光の膜を透過した透過光であるので、成膜の過程において、その成膜が良好か否かを瞬時に監視することができ、連続した樹脂容器の成膜製造ラインのオンライン監視が簡易且つ迅速にできる。
このように、本発明にかかる成膜監視方法を用いることで、製造設備の簡略化を図り、効率のよい樹脂容器を製造することができる樹脂容器の製造システムを確立することができる。

以上のように、本発明にかかる成膜監視装置は、オンラインで成膜状態を監視することができ、しかもその光情報は成膜の際に用いるプラズマ光の膜を透過した透過光であるので、成膜の過程において、その成膜が良好か否かを瞬時に監視することができ、樹脂容器の成膜製造ラインのオンライン監視に用いて適している。

本実施例にかかる成膜監視装置の概略図である。 樹脂容器及びその成膜構造の概略図である。 プラズマ光の変化の状態を示す図である。 成膜時間変化と参照波長強度の変化図である。 ＤＬＣコーティング層の厚さと波長透過率との関係図である。 ＤＬＣ膜の発光スペクトル図である。 ＤＬＣ膜の波長と透過率との関係図である。 ＤＬＣ膜の成膜時間と膜厚との関係図である。 ＤＬＣ膜の膜厚とガスバリア性との関係図である。 発光強度の変化図である。 成膜初期プラズマ着火不良を示す図である。 プラズマ失火を示す図である。 プラズマ不安定状態を示す図である。 アーク放電の発生を示す図である。 発光強度の変化を示す図である。 発光強度低下と膜厚との関係図である。 発光強度低下とガスバリア性を示す図である。 発光強度の変化を示す図である。 発光強度の変化を示す図である。 発光強度の変化を示す図である。 発光強度低下とガスバリア性を示す図である。 成膜判定のフローチャートである。 他の成膜判定のフローチャートである。 分光器を用いた成膜監視装置の概略図である。 波長の異なる検出器を用いた成膜監視装置の概略図である。 波長フィルタ及び検出器を用いた成膜監視装置の概略図である。 複数の分検出器を用いた成膜監視装置の概略図である。 連続成膜装置の概略図である。 成膜工程のフローチャートである。 従来の成膜監視装置の概略図である。

符号の説明

１１ 樹脂容器
１２ 原料ガス
１３ プラズマ手段
１４ 成膜装置
１５ プラズマ光
１６ 受光部
１７ 計測手段

Claims (18)

1. 樹脂容器内に成膜原料を供給し、プラズマ手段により成膜を施す成膜装置と、
   上記成膜の際に上記樹脂容器内部で発生するプラズマ光を樹脂容器の外部で受光する受光部と、
   上記受光部で受光されたプラズマ光の光情報を計測する計測手段とを具備することを特徴とする樹脂容器の成膜監視装置。
2. 樹脂容器内に成膜原料を供給し、プラズマ手段により成膜を施す成膜装置と、
   上記成膜の際に上記樹脂容器内部で発生するプラズマ光を樹脂容器の外部で受光する受光部と、
   上記受光部で受光されたプラズマ光の光情報を計測する計測手段と、
   予め標準の成膜変化状態を計測した基準情報と上記計測手段の計測情報を比較して評価する成膜評価手段とを具備することを特徴とする樹脂容器の成膜監視装置。
3. 請求項１又は２において、
   上記光情報が、プラズマ光の光強度、スペクトルの経時変化、線スペクトルの少なくとも一つであることを特徴とする樹脂容器の成膜監視装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
   上記受光部を複数設けてなることを特徴とする樹脂容器の成膜監視装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
   上記成膜がＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜であることを特徴とする樹脂容器の成膜監視装置。
6. 請求項５において、
   上記成膜が傾斜構造のＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜であることを特徴とする樹脂容器の成膜監視装置。
7. 樹脂容器内に成膜原料を供給し、プラズマ手段により成膜を施す成膜工程と、
   上記成膜の際に樹脂容器の内部で発生するプラズマ光を樹脂容器の外部で受光する受光工程と、
   上記受光部で受光されたプラズマ光の光情報を計測する計測工程とを具備することを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法。
8. 樹脂容器内に成膜原料を供給し、プラズマ手段により成膜を施す成膜工程と、
   上記成膜の際に樹脂容器の内部で発生するプラズマ光を樹脂容器の外部で受光する受光工程と、
   上記受光部で受光されたプラズマ光の光情報を計測する計測工程と、
   予め標準の成膜変化状態を計測した基準情報と上記計測手段の計測情報を比較して評価する成膜評価工程とを具備することを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法。
9. 請求項７又は８において、
   上記光情報が、プラズマ光の光強度、スペクトルの経時変化、線スペクトルの少なくとも一つであることを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法。
10. 請求項９において、
    上記光情報が、発光スペクトルの内、３００〜６００ｎｍの波長領域の発光を成膜の監視に用いることを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法。
11. 請求項９において、
    上記光情報が、発光スペクトルの内、６００ｎｍ以上の波長領域の発光を成膜の監視に用いることを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法。
12. 請求項９において、
    上記光情報が、発光スペクトルの内、３００〜６００ｎｍの波長領域の発光と、６００ｎｍ以上の波長領域の発光を成膜の監視に用いることを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法。
13. 請求項９において、
    上記光情報が、発光スペクトルの内、３００〜６００ｎｍの波長領域の発光を成膜の監視に用い、成膜及びガスバリア性を評価することを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法。
14. 請求項９において、
    上記光情報が、発光スペクトルの内、６００ｎｍ以上の波長領域の発光を成膜の監視に用い、成膜工程の異常の有無を判定することを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法。
15. 請求項７乃至１４のいずれか一つにおいて、
    上記受光工程が複数位置でプラズマ光を受光することを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法。
16. 請求項７乃至１５のいずれか一つにおいて、
    上記成膜がＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜であることを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法。
17. 請求項１６において、
    上記成膜が傾斜構造のＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜であることを特徴とする樹脂容器の成膜監視方法。
18. 樹脂容器が連続して成膜する工程に請求項７乃至１７のいずれか一つの樹脂容器の成膜監視方法を用いてなる樹脂容器の製造システム。

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