JP2016172889A - 成膜装置および成膜方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】成膜の再現性がより向上する成膜装置および成膜方法を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、成膜装置は、プラズマガンと、検知部と、制御部と、を備える。プラズマガンは、プラズマガスを噴出し、プラズマガスが晒される加工対象物に膜を形成することが可能とされる。検知部は、プラズマガスが噴出される方向におけるプラズマガス中の温度または発光強度を検知する。制御部は、検知部から取得した温度または発光強度に基づいて、温度が第1温度以上第2温度以下の範囲にあるプラズマガス、または、発光強度が第1発光強度以上第2発光強度以下の範囲にあるプラズマガスが加工対象物に照射されるように、加工対象物とプラズマガンとの距離を制御する。
【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、成膜装置および成膜方法に関する。
成膜装置のひとつとして、プラズマガンからプラズマガスを噴出し、プラズマガスが晒された基板上に膜を形成する成膜装置がある。プラズマガンから噴出されたプラズマガスは、例えば、プラズマ温度等の状態がプラズマの中でばらついている場合がある。その場合、プラズマガンと基板との距離に応じて、膜の膜質や成膜速度などが変わり、成膜毎の再現性が得られないことがある。
特開平5−44008号公報
本発明の実施形態は、成膜の再現性がより向上する成膜装置および成膜方法を提供する。
実施形態によれば、プラズマガスを噴出し、前記プラズマガスが晒される加工対象物に膜を形成することが可能なプラズマガンと、前記プラズマガスが噴出される方向における前記プラズマガス中の温度または発光強度を検知する検知部と、前記検知部から取得した前記温度または前記発光強度に基づいて、前記プラズマガスの温度が第1温度以上第2温度以下の範囲にある前記プラズマガス、または、前記プラズマガスの発光強度が第1発光強度以上第2発光強度以下の範囲にある前記プラズマガスが前記加工対象物に照射されるように、前記加工対象物と前記プラズマガンとの距離を制御する制御部と、を備えた成膜装置が提供される。
図1(a)及び図1(b)は、第1実施形態に係る成膜装置の模式図である。 第1実施形態に係る成膜装置の模式図である。 第1実施形態に係る成膜装置の特性の一例を示すグラフである。 第2実施形態及び第3実施形態に係る成膜装置の模式図である。 第2実施形態に係る成膜装置の特性の一例を示すグラフである。 第3実施形態に係る成膜装置の特性の一例を示すグラフである。 第4実施形態に係る成膜装置の模式図である。 第4実施形態に係る成膜装置を用いた成膜方法の一例を示すフローチャートである。
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
(第1実施形態)
図1(a)及び図1(b)は、第1実施形態に係る成膜装置の模式図である。
図2は、第1実施形態に係る成膜装置の模式図である。
図1(b)は、成膜装置(以下、例えば、プラズマ成膜装置101)の模式断面図である。図2は、成膜装置101から噴出されるプラズマガス60の模式図である。図1(a)、図1(b)及び図2において、ノズル11は、断面で示されている。
図1(a)に示すように、本実施形態にかかる成膜装置101は、プラズマガン10と、検知部20と、制御部30と、を有している。
プラズマガン10は、プラズマガス60を噴出する。プラズマガン10は、プラズマガス60の噴出先(例えば、プラズマガン10の直下)にセットされたワーク(加工対象物)にプラズマガス60を晒し、膜を形成することが可能である。加工対象物とは、例えば、半導体基板、機械部品等である。プラズマガン10は、ノズル11を有する。プラズマガス60は、ノズル11から噴出される。本実施形態では、加工対象物は、部材71である。膜は、部材71の表面71aに形成される。
本実施形態においては、プラズマガン10は、Z方向(鉛直方向)に移動自在に設けられている。プラズマガン10は、ある基準点からみて、Z方向に、例えば、500mm(ミリメートル)移動する。これにより、プラズマガン10のZ方向位置が変化する。
成膜装置101は、ガン移動手段40をさらに有している。ガン移動手段40はプラズマガン10を移動させる。ガン移動手段40は、例えば、制御部30によって制御される。
ガン移動手段40は、プラズマガン10を移動させるための動力源としてのアクチュエータを有している。アクチュエータとしては、例えば、ステッピングモータやサーボモータ等が挙げられる。制御部30が、アクチュエータのドライバに、例えば、所定のパルス数を入力する。これにより、アクチュエータが駆動して、プラズマガン10は、例えば、μm(マイクロメートル)単位で移動する。プラズマガン10のZ方向位置が調整される。
図1(b)に示すように、成膜時におけるプラズマガン10のノズル11の噴出口11aと部材71の表面71aとの距離(以下、「溶射距離Dn」という)が調整される。
図1(b)に示すように、プラズマガン10には、プラズマ化を支援する支援ガス(キャリアガス)、膜73の材料となる溶射材料及び電源等が、供給される(図1(b)中の矢印Su1参照)。溶射材料としては、例えば、SiC(炭化ケイ素)やY(酸化イットリウム)等が挙げられる。溶射材料は、例えば、粉体やスラリーである。溶射材料は、部材71の表面71aに衝突し、膜73を形成する。
溶射材料としてSiCを用いた場合、膜73の結晶構造としては、例えば、立方晶(3C−SiC)、六方晶(4H−SiC、6H−SiC)等が挙げられる。膜73の特性(例えば、熱伝導率や腐食性等)は、膜73の結晶構造によって異なる。膜73の結晶構造は、例えば、成膜温度によって変化する。
図2に示すように、プラズマガス60は、プラズマガス60が噴出された方向において、温度分布を有している。プラズマガス60の温度は、成膜の際に、形成される膜の膜質を変化させる因子である。ここで、膜質とは、形成される膜の結晶性及び膜の配向性である。プラズマガス60は、先端側ほど温度が低い。プラズマガス60は、例えば、5000℃の領域と、3000℃の領域と、2000℃の領域とを有している。
検知部20は、プラズマガス60の状態を検知する。ここで、プラズマガス60の状態とは、プラズマガス60の温度およびプラズマガス60の発光強度のいずれかを意味する。
検知部20は、温度検知部21を含む。温度検知部21は、プラズマガス60の状態として温度を検知する。温度検知部21は、例えば、非接触型の温度センサ(例えば、温度モニター)を含む。
制御部30は、温度モニターによってプラズマガス60の温度を監視し、プラズマガス60の温度があらかじめ設定された温度に到達しない場合、装置の異常として警報を発報するようにしてもよい。この場合、プラズマガス60を加工対象物に照射しない。すなわち、成膜工程を行わない。ここで、あらかじめ設定された温度とは、例えば、室温であってもよい。
制御部30は、検知部20によって得たプラズマガス60の状態に基づいて、溶射距離Dnを調整する。
制御部30は、例えば、コンピュータのCPU(Central Processing Unit)である。以下に説明する制御部の有する各手段は、制御部30が所定のプログラムを実行することで実現される。
制御部30は、距離制御手段31を有する。
距離制御手段31は、温度検知部21によって検知されるプラズマガス60の温度に基づいて、所定の成膜温度にするための目的距離Tn1を取得し、ガン移動手段40を用いてプラズマガン10を移動させ距離Dnを目的距離Tn1にする。
距離制御手段31は、ガン移動手段40を用いて、プラズマガン10を移動させてプラズマガン10のZ方向位置を逐次変化させつつ、温度検知部21によってプラズマガス60の温度を検知する。これにより、プラズマガン10のZ方向位置とプラズマガス60の温度との対応関係、すなわち、プラズマガス60の温度分布が取得される。
図3は、第1実施形態に係る成膜装置の特性の一例を示すグラフである。
図3は、プラズマガス60の温度分布の一例である。図3において、横軸はプラズマガン10のZ方向位置Zg(mm)を表し、縦軸は温度Tp(℃)を表している。
距離制御手段31は、プラズマガス60の温度が、予め距離制御手段31に設定された温度範囲(第1温度Tp1以上第2温度Tp2以下)に入っている間のプラズマガン10のZ方向位置の範囲(Zg1〜Zg2。以下、「第1範囲」という)を記録する。ここで、温度範囲とは、例えば、所定の結晶構造を有する膜を成膜可能な温度範囲である。6H−SiCの結晶構造を有する膜を成膜可能な温度範囲は、例えば、3000プラスマイナス100℃である。
距離制御手段31は、上記取得したプラズマガン10の第1範囲に基づいて、所定の結晶構造を有する膜を成膜するための目的距離Tn1を算出する。目的距離Tn1は、例えば、上記取得したプラズマガン10の第1範囲の平均値に基づいて算出される。
距離制御手段31は、ガン移動手段40を用いて、プラズマガン10を移動させ、距離Dnを目的距離Tn1にする。
以下、本実施形態に係る成膜装置101を用いた成膜方法の一例について説明する。
成膜装置101のプラズマガン10には、支援ガス、溶射材料及び電源等が、供給される。ノズル11からプラズマガス60が、噴出される。
制御部30の距離制御手段31は、ガン移動手段40に、例えば、ステッピングモータのパルス数を通知する。これにより、プラズマガン10が移動し、プラズマガン10のZ方向位置が変化する。これに伴い、距離制御手段31は、温度検知部21を用いてプラズマガス60の温度を計測する。これにより、プラズマガス60の温度分布が取得され、この温度分布に基づいて、所定の成膜温度にするための目的距離Tn1が取得される。距離制御手段31は、ガン移動手段40を用いて、プラズマガン10を移動させ、距離Dnを目的距離Tn1にする。
成膜を行う。
以上のように、第1実施形態においては、目的距離Tn1を取得し、溶射距離Dnを取得した目的距離Tn1にすることで、成膜毎に所望の成膜温度で膜を成膜することができる。これにより、形成される膜の膜質のばらつきが抑制されて、膜質が実質的に一定になる第1実施形態によれば、成膜の再現性が向上する。例えば、第1実施形態によれば、所望の結晶構造(例えば、6H−SiC)を有する膜が成膜可能になる。
(第2実施形態)
図4は、第2実施形態及び第3実施形態に係る成膜装置の模式図である。
図4に示すように、第2実施形態(及び第3実施形態)に係る成膜装置102は、プラズマガン10と、検知部20と、制御部30と、を有している。検知部20は、発光強度検知部22を有している。制御部30は、距離制御手段31に加えて、判断手段32をさらに有している。成膜装置102において、制御部30の判断手段32以外は、成膜装置101と同様である。
図5は、第2実施形態に係る成膜装置の特性の一例を示すグラフである。
図5(a)は、プラズマガス60を噴出させたときの、時間Tpと発光強度Ipとの関係を表している。図5(a)において、縦軸は発光強度Ip(A.U.:Arbitrary Unit、任意単位)を表し、横軸は噴出開始からの時間Tp(s:second、秒)を表している。図5(a)に示す例においては、約8sで電源が供給開始され、約18sで支援ガスが供給開始された。図5(b)は、図5(a)中の範囲An1を拡大したものである。
図5(a)に示すように、プラズマガス60の発光強度は、支援ガス供給開始から暫くの間(約18s〜約30s)、1000以下である。プラズマガス60の発光強度は、約30sを過ぎたころに、急上昇している。プラズマガス60の発光強度は、約35s以降では、ほぼ2500前後で安定している。
このように、プラズマガス60の発光強度が安定するには、電源供給開始から、例えば数10秒を要する。プラズマガス60の状態が安定しないうちに成膜を開始すると、例えば、膜質のばらつきが生じる。例えば、膜厚のばらつきが生じる。安定的な成膜ができない。
そこで、本実施形態において、制御部30の判断手段32は、例えば、第1実施形態に関して説明したように目的距離Tn1を取得し距離Dnを制御する前に、発光強度検知部22を用いて、プラズマガス60の状態が安定したか否かの判断をする。以下、発光強度検知部22及び判断手段32についてさらに説明する。
発光強度検知部22は、プラズマガス60の状態として、発光強度を検知する。発光強度検知部22は、例えば、発光強度を検知するプラズマプロセスモニターである。本実施形態において発光強度検知部22は、プラズマ発光プローブ22aを有している。発光強度は、例えば、プラズマガス60の所定位置について検知される。
制御部30は、プラズマプロセスモニターによってプラズマガス60の発光強度を監視し、プラズマガス60の発光強度があらかじめ設定された発光強度に到達しない場合、装置の異常として警報を発報するようにしてもよい。この場合、プラズマガス60を加工対象物に照射しない。すなわち、成膜工程を行わない。
判断手段32は、発光強度検知部22によって検知される発光強度に基づいて、プラズマガス60の状態が安定したか否かの判断処理を行う。
判断手段32は、発光強度検知部22によって逐次検知される発光強度を監視して、例えば、以下の2つの条件を満たしたときに、プラズマガス60の状態が安定したと判断する。
1つ目の条件は、図5(b)に示すように、プラズマガス60の発光強度の所定時間あたりの増加量ΔIpが、予め設定された第1閾値ThI以下になることである。
2つ目の条件は、図5(a)に示すように、プラズマガス60の発光強度が予め設定された第2閾値ThA以上(本例では、例えば、1900以上)になることである。
判断手段32は、プラズマガス60の状態が安定していない、と判断した場合、所定時間(例えば、数ms)経過後、再度判断処理を行う。
以下、本実施形態に係る成膜装置102を用いた成膜方法の一例について説明する。
成膜装置102のプラズマガン10には、支援ガス、溶射材料及び電源等が、供給される。ノズル11からプラズマガス60が、噴出される。
制御部30の判断手段32は、発光強度検知部22によって検知される発光強度に基づいて、プラズマガス60の状態が安定したか否かの判断処理を行う。判断手段32は、プラズマガス60の状態が安定していない、と判断した場合、所定時間経過後、再度判断処理を行う。判断手段32は、プラズマガス60の状態が安定したと判断した場合、判断処理を終了する。
プラズマ60の状態が安定したと判断された場合、例えば、成膜工程が開始される。例えば、第1実施形態に関して説明したように目的距離Tn1が取得され距離Dnが制御される。
以上のように、第2実施形態においては、判断手段32は、発光強度検知部22によって検知される発光強度に基づいて、プラズマガス60の安定性を判断する。これにより、より安定して膜を形成することが可能である。第2実施形態においても、成膜の再現性がより向上する。
(第3実施形態)
図6は、第3実施形態に係る成膜装置の特性の一例を示すグラフである。
図6は、プラズマガン10のZ方向位置とプラズマガス60の発光強度Ipとの関係を表している。図6において、縦軸は発光強度Ip(A.U.)を表し、横軸はプラズマガン10のZ方向位置(mm)を表している。
図6に示すように、プラズマガス60は、安定状態において、プラズマガス60が噴出された方向において、発光強度分布を有している。
上述したように、プラズマガス60の発光強度は、プラズマガス60の密度及びプラズマガス60の解離状態に関係している。プラズマガス60において、例えば、発光強度の高い箇所におけるプラズマガス60の密度は、発光強度の低い箇所におけるプラズマガス60の密度よりも、高い。プラズマガス60の発光強度は、形成される膜の成膜速度に関係する因子である。例えば、プラズマガス60の密度がばらつくと、例えば、成膜速度が実質的に一定にならない。形成される膜73の膜厚が実質的に一定にならない。
そこで、本実施形態においては、成膜装置102の距離制御手段31は、発光強度検知部22によって検知されるプラズマガス60の発光強度に基づいて、所定の成膜速度にするための目的距離Tn2を取得する。具体的には、例えば、距離制御手段31は、ガン移動手段40を用いて、プラズマガン10を移動させてプラズマガン10のZ方向位置を逐次変化させつつ、発光強度検知部22によってプラズマガス60の発光強度を検知する。これにより、プラズマガン10のZ方向位置とプラズマガス60の発光強度との対応関係、すなわち、プラズマガス60の発光強度分布が取得される。そして、距離制御手段31は、プラズマガス60の発光強度が、予め距離制御手段31に設定された発光強度範囲(第1発光強度Ip1以上第2発光強度Ip2以下)に入っている間のプラズマガン10のZ方向位置の範囲(Zg3〜Zg4。以下、「第2範囲」という)を記録する。ここで、発光強度範囲とは、例えば、所定の膜を所定の成膜速度で成膜可能な発光強度範囲である。所定の成長速度で膜を成膜可能な発光強度範囲は、例えば、Zプラスマイナス1mmである。その為、プラズマガン10には、高分解能なアクチュエーター(例えば ステッピングモーターもしくは、サーボモーター)を搭載する必要が有る。
距離制御手段31は、上記取得したプラズマガン10の第2範囲(Zg3〜Zg4)に基づいて、所定の成膜速度で成膜するための目的距離Tn2を算出する。目的距離Tn2は、例えば、上記取得したプラズマガン10の第2範囲(Zg3〜Zg4)の平均値に基づいて算出される。
以下、本実施形態に係る成膜装置102を用いた成膜方法の一例について説明する。
成膜装置101のプラズマガン10には、支援ガス等が供給される。ノズル11からプラズマガス60が噴出される。
制御部30の距離制御手段31は、ガン移動手段40を用いてプラズマガン10を移動させ、プラズマガンのZ方向位置を変化させる。これに伴い、距離制御手段31は、発光強度検知部22を用いてプラズマガス60の発光強度を計測する。これにより、プラズマガス60の発光強度分布が取得され、この発光強度分布に基づいて、成膜速度を所定速度にするための目的距離Tn2が取得される。
制御部30は、成膜工程において、ガン移動手段40を用いてプラズマガン10を移動させ、溶射距離Dnが目的距離Tn2になるように、プラズマガン10のZ方向距離を調整する。成膜を行う。
以上のように、第3実施形態においては、目的距離Tn2を取得し、溶射距離Dnを取得した目的距離Tn2にすることで、成膜速度を所定の速度にすることができる。これにより、より安定して膜を形成することが可能である。第3実施形態においても、成膜の再現性がより向上する。
(第4実施形態)
図7は、第4実施形態に係る成膜装置の模式図である。
図7は、本実施形態に係る成膜装置103の全体概要を示す斜視図である。
図7に示すように、成膜装置103は、プラズマガン10と、検知部20と、制御部30と、を有する。成膜装置103は、プラズマ温度センスユニット81と、プラズマ発光モニタユニット82と、コーティングユニット83と、プラズマガン10を前述ユニットに移動させる搬送ロボット(図示なし)と、をさらに有する。
検知部20は、温度検知部21と、発光強度検知部22と、を有する。
制御部30は、距離制御手段31と、判断手段32と、を有する。
温度検知部21は、プラズマ温度センスユニット81に設けられている。発光強度検知部22は、プラズマ発光モニタユニット82に設けられている。コーティングユニット83は、部材71をセットして部材71に成膜(コーティング)するためのセット台83aを有する。搬送ロボットは、プラズマガン10を各ユニット間で移動させる。搬送ロボットは、例えば、制御部30によって制御可能である。
図7に示すように、プラズマ温度センスユニット81は、プラズマ発光モニタユニット82及びコーティングユニット83に隣り合うように配置されている。プラズマ発光モニタユニット82は、コーティングユニット83に隣り合うように配置されている。
プラズマ温度センスユニット81においては、プラズマガン10から噴出されるプラズマガス60の温度が計測される。プラズマ発光モニタユニット82においては、プラズマガン10から噴出されるプラズマガス60の発光強度が計測される。コーティングユニット83においては、部材71への成膜が行われる。
制御部30の距離制御手段31は、プラズマガス60の温度及びプラズマガス60の発光強度に基づいて、目的距離Tn3を取得する。溶射距離Dnを目的距離Tn3にする。これにより、形成される膜の膜質を実質的に一定にすることができる。形成される膜の膜厚を実質的に一定にすることができる。成膜の再現性がより向上する。
以下、成膜装置103を用いた成膜方法の一例について図8を参照しながら説明する。
図8は、第4実施形態に係る成膜装置を用いた成膜方法の一例を示すフローチャートである。
成膜装置103のセット台83aにコーティングする部材71をセットする(第1ステップST1)。
予め、プラズマガン10をプラズマ発光モニタユニット82に移動させておく。プラズマガン10に電源を投入する(第2ステップST2)。プラズマガン10に支援ガス等を供給する(第3ステップST3)。これにより、プラズマガス60が発生し、ノズル11からのプラズマガス60の噴出が開始される(第4ステップST4)。
制御部30の判断手段32は、発光強度検知部22を用いてプラズマガス60の発光強度を監視して、判断手段32を用いてプラズマガス60の状態が安定したか否かを判断する(第5ステップST5)。このステップは、適宜、省略することができる。判断手段32は、プラズマガス60の状態が安定していないと判断した場合、所定時間(例えば、数ms)経過後、再度判断処理を行う。判断手段32は、プラズマガス60の状態が安定したと判断した場合、判断処理を終了する。
プラズマガス60の状態が安定したと判断された場合、プラズマガン10をプラズマ温度センスユニット81に移動させる(図7中の矢印Aw1参照)。
制御部30の距離制御手段31は、ガン移動手段40を用いてプラズマガン10を移動させつつ、温度検知部21を用いて、プラズマガス60の温度が予め距離制御手段31に設定された温度範囲内に入っているか否かを判断する(第6ステップST6)。プラズマガン10の第1範囲(Zg1〜Zg2)が記録される。
プラズマガン10をプラズマ発光モニタユニット82に移動させる(図7中の矢印Aw2参照)。
制御部30の距離制御手段31は、ガン移動手段40を用いてプラズマガン10を移動させつつ、発光強度検知部22を用いて、プラズマガス60の発光強度が予め距離制御手段31に設定された発光強度範囲内に入っているか否かを判断する(第7ステップST7)。第1範囲内であって、プラズマガス60の温度が予め距離制御手段31に設定された発光強度範囲内に入っている間のプラズマガン10の第2範囲(Zg3〜Zg4)が記録される。第2範囲は、第1範囲に含まれる。プラズマガン10の移動が、第1範囲内で行われるようにしてもよい。
制御部30の距離制御手段31は、第1範囲及び第2範囲に基づいて、所定の結晶構造の膜を成膜するため、かつ、所定の成膜速度で成膜するための目的距離Tn3を算出する。目的距離Tn3は、例えば、上記取得したプラズマガン10の第2範囲の平均値に基づいて算出される。
プラズマガン10をコーティングユニット83に移動させる(図7中の矢印Aw3参照)。
制御部30は、ガン移動手段40を用いてプラズマガン10を移動させ、溶射距離Dnが目的距離Tn3になるように、プラズマガン10のZ方向距離を調整する。部材をコーティングする(第8ステップST8、成膜工程)。
以上のように、第4実施形態においては、目的距離Tn3を取得し、溶射距離Dnを取得した目的距離Tn3にすることで、所定の結晶構造の膜を、所定の成膜速度で成膜することができる。従って、膜の膜質及び膜の膜厚を実質的に一定にすることができる。第4実施形態においても、成膜の再現性がより向上する。
ある部材に対して成膜が終わった後、続けて他の部材に対して成膜をする場合、プラズマガス60は、他の部材をセット台83aにセットするまでの間、ずっと噴出させておいてもよいし、いったん噴出を中断してもよい。プラズマガス60の噴出を中断して再開する場合、再度第1ステップST1を行って、プラズマガス60の状態が安定したか否かを確認してもよい。
制御部30によって、例えば、第3ステップST3〜第8ステップST8は、自動的に行われる。
第6ステップST6及び第7ステップST7は、第8ステップST8(成膜工程)の前工程として毎回行ってもよいし、所定条件下で第6ステップST6及び第7ステップST7を行って目的距離Tn3を予め取得しておき、その目的距離Tn3を用いて第8ステップST8(成膜工程)を行ってもよい。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、成膜装置に含まれるプラズマガン、検知部及び制御部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたもの、すなわち、第1〜第4実施形態の少なくとも2つを複合させた実施例も、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した成膜装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての成膜装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10…プラズマガン、 11…ノズル、 11a…噴出口、 20…検知部、 21…温度検知部、 22…発光強度検知部、 22a…プラズマ発光プローブ、 30…制御部、 31…距離制御手段、 32…判断手段、 40…ガン移動手段、 60…プラズマガス、 71…部材、 71a…表面、 73…膜、 81…プラズマ温度センスユニット、 82…プラズマ発光モニタユニット、 83…コーティングユニット、 83a…セット台、 101〜103…成膜装置、 ΔIp…増加量、 An1…範囲、 Aw1〜Aw3、Su1…矢印、 Dn…溶射距離、 Ip…発光強度、 Tp…時間、 ThI…第1閾値、 ThA…第2閾値

Claims (9)

  1. プラズマガスを噴出し、前記プラズマガスが晒される加工対象物に膜を形成することが可能なプラズマガンと、
    前記プラズマガスが噴出される方向における前記プラズマガス中の温度または発光強度を検知する検知部と、
    前記検知部から取得した前記温度または前記発光強度に基づいて、前記プラズマガスの温度が第1温度以上第2温度以下の範囲にある前記プラズマガス、または、前記プラズマガスの発光強度が第1発光強度以上第2発光強度以下の範囲にある前記プラズマガスが前記加工対象物に照射されるように、前記加工対象物と前記プラズマガンとの距離を制御する制御部と、
    を備えた成膜装置。
  2. 前記制御部は、前記検知部から取得した前記温度および前記発光強度に基づいて、前記プラズマガスの温度が第1温度以上第2温度以下の範囲にあり、および、前記プラズマガスの発光強度が第1発光強度以上第2発光強度以下の範囲にある前記プラズマガスが前記加工対象物に照射されるように、前記加工対象物と前記プラズマガンとの距離を制御する請求項1記載の成膜装置。
  3. 前記制御部は、前記プラズマガスの状態が安定した後に、前記距離を制御する請求項1または2に記載の成膜装置。
  4. 前記制御部は、前記プラズマガスの前記発光強度の所定時間あたりの増加率が第1閾値以下であり、かつ、前記プラズマガスの前記発光強度が第2閾値以上である場合に、前記距離を制御する請求項3記載の成膜装置。
  5. 前記検知部は、前記プラズマガスの前記温度を検知する温度モニターを含み、
    前記制御部は、前記温度モニターによって前記プラズマガスの前記温度を検知し、前記プラズマガスの前記温度が設定された温度に到達しない場合、前記プラズマガスを前記加工対象物に照射しない請求項1〜4のいずれか1つに記載の成膜装置。
  6. 前記検知部は、前記プラズマガスの前記発光強度を検知するプラズマプロセスモニターを含み、
    前記制御部は、前記プラズマプロセスモニターによって前記プラズマガスの前記発光強度を検知し、前記プラズマガスの前記発光強度が設定された発光強度に到達しない場合、前記プラズマガスを前記加工対象物に照射しない請求項1〜5のいずれか1つに記載の成膜装置。
  7. プラズマガンから噴出されるプラズマガスについて、前記プラズマガスが噴出される方向における前記プラズマガス中の温度分布または発光強度分布を取得する工程と、
    前記プラズマガスが晒される加工対象物に膜を形成する前に、取得した前記温度分布または前記発光強度分布に基づいて、前記プラズマガスの温度が第1温度以上第2温度以下の範囲にある前記プラズマガス、または、前記プラズマガスの発光強度が第1発光強度以上第2発光強度以下の範囲にある前記プラズマガスが前記加工対象物に照射されるように、前記加工対象物と前記プラズマガンとの距離を調整する工程と、
    前記加工対象物に前記プラズマガスを照射し、前記加工対象物に膜を形成する工程と、
    を備えた成膜方法。
  8. 前記加工対象物と前記プラズマガンとの距離を調整する前記工程は、前記プラズマガスが晒される加工対象物に膜を形成する前に、取得した前記温度分布および前記発光強度分布に基づいて、前記プラズマガスの温度が第1温度以上第2温度以下の範囲にあり、および、前記プラズマガスの発光強度が第1発光強度以上第2発光強度以下の範囲にある前記プラズマガスが前記加工対象物に照射されるように、前記加工対象物と前記プラズマガンとの距離を調整する請求項7記載の成膜方法。
  9. 前記プラズマガンから噴出される前記プラズマガスの状態が安定してから、前記温度分布または前記発光強度分布を取得する請求項7または8に記載の成膜方法。
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