(57)【要約】  本発明は、プラズマゾーン(18)を画定し、ならびに、軸(A1)を画定しかつプラズマゾーン(18)内に開く内部開口(15)と、前記ゾーン(18)の外側に開く外部開口(16)とをもつ穴(14)を備える、コンテナ(3)のためのハウジング(5)と、電磁波発生器と、穴(14)の軸(A1)上のプラズマゾーン(18)の外側に配置されたセンサ(21)を備える光学プラズマ制御装置(19)とを含む、コンテナ(3)内でバリヤー効果をもつ材料の薄膜のPECVD蒸着のための装置(1)に関する。
2009501277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レセプタクル(3)の内壁(2)上のバリヤー効果材料の薄層のプラズマ増強化学蒸着(PECVD)のための装置(1)であって、
・前記レセプタクル(3)を受ける構造(5)であって、該構造(5)がプラズマ存在ゾーン(18)を画定し、前記構造(5)が軸(A1;A2;A3)を画定しかつ前記プラズマ存在ゾーン(18)中に開く内側開口(15;25;30)と、前記ゾーン(18)の外側に開く外側開口(16;26;31)とを与えるオリフィス(14;24;29)を備えた構造(5)と、
・前記プラズマを励起するための電磁波発生器と、
・分光器(20)と、前記プラズマ存在ゾーン(18)の外側に配置されかつ前記分光器(20)に連結されるピックアップ(21)とを含む光学プラズマ監視装置(19)と、
を含んだ装置において、
前記ピックアップ(21)が、前記オリフィス(14;24;29)の前記軸(A1;A2;A3)上に配置されて、前記プラズマ存在ゾーン(18)に直接光学的に接触していることを特徴とする装置(1)。
【請求項２】
前記オリフィス(14;24;29)が管(14;24)によって画定されていることを特徴とする請求項1に記載の装置(1)。
【請求項３】
ネック(4)を備える前記レセプタクル(3)に対し、前記管(14)が前記ネック(4)を貫通する管状インジェクタ(14)であり、前記レセプタクル(3)内に前駆体ガスを導入し、前記インジェクタ(14)が、前記レセプタクル(3)の内部に開く内側開口(15)を与えていることを特徴とする請求項2に記載の装置(1)。
【請求項４】
前記管(24)がプラズマポストディスチャージゾーン(9)内で、前記レセプタクル(3)の外側に開く内側開口(25)を与えていることを特徴とする請求項2に記載の装置(1)。
【請求項５】
前記オリフィス(29)が、プラズマポストディスチャージゾーン(9)の閉じ込めグリッド(28)中で、前記レセプタクル(3)の外側に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の装置(1)。
【請求項６】
前記グリッド(28)を通り抜けた前記プラズマから導き出された前記ガスをポンプで送り出すためのシステムをさらに含んでいることを特徴とする請求項5に記載の装置(1)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レセプタクル、より詳細には、ポリマーからなり、バリヤー効果材料を含む層で内壁が裏打ちされたレセプタクルを製造することに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ハードタイプ(ダイヤモンド様炭素(DLC))またはソフトタイプ(ポリマー様炭素(PLC))の水素化アモルフォス炭素のそのような層は、一般的にプラズマ増強化学蒸着(PECVD)によって形成される。この技術は、本願出願人の特許文献１で、または実際には特許文献２でよく説明されている。
【０００３】
実行することができるいくつかのタイプの反応を選択することが可能であり、すべては材料に依存するが、レセプタクルの内壁に付着することが望ましい。
【０００４】
ソフトカーボン(PLC)に関する例では、前に部分真空(約0.1ミリバール(mbar))が確立されているレセプタクルに導入される前駆体ガスとしてアセチレン(C2H2)を使用することが好ましく、それからプラズマが励起され、すなわち、アセチレンが冷プラズマ状態をとるようにさせ、励起は、極超短波(UHF)マイクロ波電磁励起(2.45ギガヘルツ(GHz))で、低電力で行われる。生成された核種の中に、レセプタクルの内壁によって形成されたポリマー基質上の薄層(約1600オングストローム(Å)の厚さをもつ)に付着される炭化水素 (CH、CH2、CH3結合)を見つけることができる。
【０００５】
実際上、プラズマ内で生成される核種を制御することは難しい、なぜなら、その組成が動作条件(反応時間、温度、圧力、マイクロ波電力等)に大いに依存するからである。被覆のために望ましくない核種(例えば、酸素または窒素)が、時々現れることがわかった。したがって、損傷したレセプタクルを廃棄することが必要である。レセプタクルの品質管理を行うために、プラズマはそれ自体、組織的に(すなわち、各レセプタクルに対し)監視される。監視は、一般に光学的に行われる。したがって、上述の特許文献２では、光ファイバで分光器に連結されたプローブは、プラズマをその場で監視するために、レセプタクル内に配置される。分光器は、プラズマのままの核種の存在を検出すると考えられ、各核種は特定のスペクトル線で特徴づけられる。それにもかかわらず、実際上、プラズマによって生成された付着物は、測定の品質を妨げる。結果として、上述の文脈の中で、その特許で述べられたように、付着がプローブに起こらないときだけ、測定を行うことができる。
【０００６】
炭素の付着物をつくるとき、そのような構成を使用することは、避けるべきである。数回の繰り返し後、プローブが炭素の付着物によって汚染され、それが測定を使用できなくする。
【０００７】
汚染の問題を避けるために、広く行われているのは、分光器に連結されたピックアップをプラズマ存在ゾーンの外側に配置することにあり、レセプタクルおよびレセプタクルがその中に置かれているエンクロージャの壁を通して(エンクロージャは前述の部分真空がその中に広がっている水晶の円筒形の壁を一般に含む)プラズマを観測する。それにもかかわらず、プラズマからくる光子がその中を通過する材料、および特にレセプタクルのポリマーおよびエンクロージャの水晶によってもたらされる干渉を除去するために、ならびに、生データから、プラズマ中に存在する核種の性質を推論するために、極めて完全な信号プロセシングを、ピックアップで拾われた生データに行うことが必要である。
【特許文献１】欧州特許第1068032号明細書
【特許文献２】米国特許第5522351号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の問題を回避する一方で、プラズマを分析することを可能にする構成の必要がなお感じられる理由がこれである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的のために、本発明は、レセプタクルの内壁上のバリヤー効果材料の薄層のプラズマ増強化学蒸着(PECVD)のための装置であって、
レセプタクルを受ける構造であって、前記構造がプラズマ存在ゾーンを画定し、前記構造が軸(オリフィス自体が少なくとも部分的に前記軸の回転の表面によって画定される)を画定しかつプラズマ存在ゾーン中に開く内側開口と、前記ゾーンの外側に開く外側開口とを与えるオリフィスを備える構造と、
プラズマを励起するための電磁波発生器と、
分光器と、プラズマ存在ゾーンの外側に配置されかつ分光器に連結されるピックアップとを含む光学プラズマ監視装置とを含み、
前記ピックアップが、前記オリフィスの軸上に配置されて、プラズマ存在ゾーンに直接光学的接触することを特徴とする装置を提供する。
【００１０】
1つの実施形態では、前記オリフィスは、管によって画定される。それはその中に前駆体ガスを導入するためにレセプタクルのネックを貫通し、かつレセプタクル内に開く内側開口をもつ管状インジェクタでよく、あるいはレセプタクルの外側のポストディスチャージゾーン内に開く内側開口をもつ嵌合された管でよい。
【００１１】
別の実施形態では、前記オリフィスは、プラズマポストディスチャージゾーンの閉じ込めグリッド中で、レセプタクルの外側に形成される。
【００１２】
そのような状況下で、装置は、例えば、前記グリッドを通り抜けたプラズマから導き出されたガスをポンプで送り出すためのシステムを含む。
【００１３】
本発明の他の目的および利点が、添付の図面を参照するとともに、以下の説明を考慮すると見えてくる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図は、例えばリムを画定するネック4をもつレセプタクル3の内壁2上のバリヤー効果材料の薄層のプラズマ増強化学蒸着(PECVD)のための装置1を示す。
PECVD動作の前に、レセプタクル3は、ブロー成型によってまたはストレッチブロー成型によって形成され、例えば、具体的には、それはポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリマー材料からつくられる。
【００１５】
装置1はレセプタクル3を受けるための構造5を含む。構造5は、電磁マイクロ波に対して透明な材料、例えば水晶からなる円筒形の壁によって画定されるエンクロージャ7を収納する導電性の壁、例えば金属壁を備える実質的に円筒形のキャビティ6を含み、加工のためのレセプタクル3が前記エンクロージャの内部に配置される。
【００１６】
構造5は、キャビティ6の上に重なりかつエンクロージャ7の上方に、イグゾースト10に連結されたポストディスチャージゾーン（post-discharge zone）9を画定する、開口を備えるヨーク8も含む。
【００１７】
構造5は、ヨーク8上に重なりかつエンクロージャ7から離れたポストディスチャージゾーン9を閉じるカバー11をさらに含む。
【００１８】
装置1は、図に部分的に示された導波管12によってキャビティ6に連結された電磁マイクロ波発生器をさらに含む。
レセプタクル3は、レセプタクル3とヨーク8との間に密封を提供するガスケットを備える支持ブロック13によって、エンロージャ7内でそのネック4から吊り下げられる。
【００１９】
装置1は、第1にエンクロージャ7の内側に、かつ第2にポストディスチャージゾーン9を介してレセプタクル3の内側に連結された真空ポンプ(図示せず)を備える。
【００２０】
装置1は、カバー11とヨーク8を貫通して垂直に延び、ポストディスチャージゾーン9を介して通過し、レセプタクル3内で終止する管状インジェクタ14も含む。インジェクタ14は、レセプタクル3内に開口した内側開口15を画定している底部内側端部と、構造5の外側に開口した外側開口16を画定している、底部内側端部離れた上部外側端部とを与える。インジェクタ14は、インジェクタ14の中央通路を画定する内壁の回転の軸である軸A1を与え、この軸A1は、エンロージャ7内に受けられたとき、レセプタクル3の対称の一般の垂直軸と一致する。
【００２１】
したがって、そのカバーを貫通してインジェクタが通過するカバー11に固定されたインジェクタ14は、図1のように、構造5に組み込まれ、その上端(外側開口16)近くで、アセチレンなどの前駆体ガスのための入口17に連結される。
【００２２】
内部バリヤー層を形成するためのレセプタクル3の加工は、以下のように行われる。
レセプタクル3がエンクロージャ7内で所定の位置に置かれると、部分真空(約0.1mbar)がレセプタクル3内とエンクロージャ7内の両方で始めに確立されて、レセプタクル3の壁の両側で圧力平衡が維持される。
【００２３】
その後、レセプタクル3の内部は、インジェクタ14を介して、前駆体ガスによって掃除される。その後、UHF電磁マイクロ波のフラックスが2.5GHzで低電力(数百ワット)において発生され、それによって冷プラズマを前駆体ガス内に励起する(レセプタクル3がつくられているポリマーのガラス転位温度より低い温度に、小さい温度上昇を起こす)。
【００２４】
プラズマは、レセプタクル3の内部体積と、ヨ―ク8で画定されるポストディスチャージゾーン9とを含むプラズマ存在ゾーンと呼ばれるゾーン18に侵入する。マイクロ波のフラックスは、数秒(例えば約3秒)の間、維持され、その間に、プラズマ内に形成された核種は、レセプタクル3の内壁2に付着されて、PLCタイプの水素化アモルファス炭素の薄層を形成する。その後、マイクロ波のフラックスは停止し、プラズマから来るガスはイグゾースト10に吸い出される。
【００２５】
プロセスの間ずっと、プラズマは、それが一様であることを確認するために、かつどの核種が生成されているかを検出するために、分析され、それによって、存在する核種の中に、1つまたは複数の望ましくない核種(例えば、酸素または窒素)が見つかったとき、必要な場合には、(レセプタクル3を取り出すなど)必要な対策がとることができる。
【００２６】
この目的のために、装置1は光学プラズマ監視装置19を含み、その監視装置は分光器20と、プラズマ存在ゾーン18の外側に配置されかつ分光器20に、例えば光ファイバ22を介して連結されるピックアップ21とを含む。
【００２７】
図1に示される第1実施形態では、ピックアップ21は、インジェクタ14の上端に、インジェクタの軸A1上の外側開口16に面して配置され、したがって、レセプタクル3の内側と直接光学的接触する。
【００２８】
より正確には、ピックアップ21と外側開口16の間で、インジェクタ14の上端に、広い通過帯域をもつ(すなわち、光スペクトルの大きな部分またはすべてまでも透過する)材料からなる、例えば、紫外(UV)シリカからなる漏れに対し密なビューイングポート23が置かれる。
【００２９】
レセプタクル3に向かうインジェクタ14内の前駆体ガスの流れの方向が与えられたとすると、ビューイングポート23は、生成された核種によるいかなる汚染にもさらされない。言い換えれば、炭素付着物は、ビューイングポート23上に形成されない。しかし、プラズマで生成された光子は、(4ミリメートル(mm)から5mmの範囲にある内径をもつ)インジェクタ14を上って戻ってきて、ビューイングポート23を通ってピックアップ21に到達する。したがって、この構成はプラズマを光学的に観測することを可能にし、したがって、分光器20がそれを分析することを可能にする。
【００３０】
第2図に示される第2実施形態では、装置1は、ヨーク8に嵌合しかつそれを貫通する管24をもつ。このように構造内に組み込まれた管24は、実質的に軸A1に直交する軸A2(管24の内面の回転の軸)を画定し、管24は、イグゾースト10から離れた側で、ポストディスチャージゾーン9内に開く内部開口25を画定する第1端と、構造5の外側に開く外部開口26を画定する対向する第2端とを与える。
【００３１】
図2からわかるように、ピックアップ21は、外部開口26の近くで、管24の第2端に、その軸A2上で取り付けられ、したがって、プラズマが励起されたとき、プラズマに侵入されるポストディスチャージゾーン9と直接光学的接触する。第1実施形態と同様に、広い通過帯域をもつビューイングポート27はピックアップ21と管24の外側開口26の間に置かれる。
【００３２】
その結果、上述の第1実施形態と同じように、プラズマは、分光器20によって行われるその光学分析で直接観測される。
【００３３】
ビューイングポート27上への核種の付着物は、第1に、管24の直径が、ポストディスチャージゾーン9の断面寸法およびイグゾースト10の断面寸法と比べて小さい(図示された実施形態では、管24の内径は約4mmから約5mmの範囲にある)ために、第2に、マイクロ波のフラックスが停止されると、プラズマから導き出されたガスを送り出すことが、レセプタクル3の内側およびポストディスチャージゾーン9から、イグゾースト10に向かう(すなわち、管24から離れる)流体の流れを構成するために、限定される。
【００３４】
第3図に示される第3実施形態では、ポストディスチャージゾーン9は、プラズマを前記ゾーン9に閉じ込めるグリッド28によって区切られ、一方で、ゾーンをイグゾースト10と連通させる。グリッド28は複数の穴29を与え、その穴を通って、プラズマから来るガスは、ガスを送り出すためのシステム(図示せず)によって生成された(図3に矢印で表された)流体の流れの影響下で通過する。
【００３５】
一例として、グリッド28はレセプタクル3の軸A1に実質的に平行に配置される。その穴29の各々は、ポストディスチャージゾーン9内に開く内側開口30と、(イグゾースト10に向かって開く)対向する、外側開口31とを与える。各穴29は、グリッドに局所的に直交する(したがって、レセプタクルの軸に実質的に直交する)軸A3(穴29を画定する表面の回転の軸)を画定する。
【００３６】
図3に示されるように、ピックアップ21は、穴29の1つの軸A3上で、ヨーク8に組み込まれ、したがって、ポストディスチャージゾーン9と直接光学的な接触をし、おそらく、最初の2つの実施形態と同様に、ビューイングポート32が置かれる。グリッド28がプラズマを閉じ込める機能をもつので、ビューイングポート32は、プラズマによって到達されず、したがって、その上に、そうでない場合には測定を妨げる傾向にある核種の付着物を形成することができない。
【００３７】
したがって、上述の3つからいずれの実施形態が選択されても、装置1はオリフィスを備え(第1実施形態では、このオリフィスは管状インジェクタ14で構成され、第2では、嵌合された管14で構成され、第3では閉じ込めグリッド28内の穴29の1つで構成される。)このオリフィスを通って、プラズマが、オリフィスの軸A1、A2またはA3に沿って、プラズマ存在ゾーン18に向かって見るピックアップ21によって、観測され、その分析が分光器20によって行われる。
【００３８】
そのような配置はプラズマを分析することを可能にし、一方で、ピックアップ21を介してとられた測定を変造する、プラズマから導き出された核種の付着物の任意のリスクを回避する(または限定する)。したがって、プラズマ分析の妥当性が向上し、それによって、具体的には、加工されたレセプタクルの品質に利益を与える。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第1実施形態を構成する装置を示す立面の断面図である。
【図２】本発明の第2実施形態を構成する装置を示す立面の断面図である。
【図３】本発明の第3実施形態を構成する装置を示す概略の立面の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
1    装置
2    内壁
3    レセプタクル
4    ネック
5    構造
6    円筒形キャビティ
7    エンクロージャ
8    ヨーク
9    ポストディスチャージゾーン
10    イグゾースト
11    カバー
12    導波管
13    支持ブロック
14    管状インジェクタ
15    内側開口
16    外側開口
17    入口
18    プラズマ存在ゾーン
19    光学プラズマ監視装置
20    分光器
21    ピックアップ
22    光ファイバ
23    漏れに密なビューイングポート
24    嵌合された管
25    内部開口
26    外部開口
27    ビューイングポート
28    グリッド
29    穴
30    内側開口
31    外側開口
32    ビューイングポート
A1、A2、A3    軸
【図１】
2009501277.tif 000003
【図２】
2009501277.tif 000004
【図３】
2009501277.tif 000005
【国際調査報告】
2009501277.tif 000006
2009501277.tif 000007
2009501277.tif 000008
2009501277.tif 000009
2009501277.tif 000010
2009501277.tif 000011