プラズマ強度を瞬時に判断できるプラズマインジケータを開発【NEDO】

2015年6月1日

プラズマ強度を瞬時に判断できるプラズマインジケータを開発
―量産ラインの装置稼働率の向上、装置間の機差解消に貢献―

NEDOのプロジェクトにおいて、㈱サクラクレパスは、プラズマにより変色する材料を用い、変色度合いの違いによりプラズマの不均一要因を視覚的に瞬時に判断できるプラズマインジケータ「PLAZMARK^®」（耐熱性ラベル型）を開発しました。
今回開発した「PLAZMARK^®」は、従来、有機材料で構成されていた変色色材を、新たに開発した無機材料に替え、基材にポリイミドを採用、高い耐熱性（200℃）と放出ガスの低減を実現しました。
これにより、高温での加工と清浄性が求められる半導体製造プロセスにおいて、量産ラインの装置稼働率の向上、装置間の機差解消に貢献することができ、今後、半導体、LED、その他電子デバイス分野の製造装置市場のほか、自動車、医療機器等、他分野の製造装置市場での採用を目指します。
㈱サクラクレパスは、6月1日より販売を開始します。

1．概要

NEDOは、ベンチャー・中小企業等が保有している新エネルギー分野の潜在的技術シーズを活用した技術開発について、その技術面や事業化の面での優位性や独自性等の観点から、有望案件を選抜・育成し、事業化を見据えた支援をする「新エネルギーベンチャー技術革新事業」（新エネベンチャー事業）を行っています。
㈱サクラクレパス（本社：大阪府大阪市、代表者：西村彦四郎代表取締役社長）は、2014年度に新エネベンチャー事業の基盤研究支援（フェーズB）で、太陽光発電分野での活用が期待されるプラズマインジケータの技術開発に取り組み、耐熱性ラベル型「PLAZMARK^®」^※1を開発、6月1日に販売を開始いたします。
なお、6月3日～5日に開催される「JPCA Show　2015」にお披露目出展し、新発売のプラズマインジケータ「PLAZMARK^®」を展示し、卓上プラズマ装置を用いた実演を行う予定です。

「JPCA Show　2015」公式ウェブサイト（サクラクレパス展示説明ページ）

2．今回の成果

プラズマの評価には、プラズマの発光を分光により解析する光学測定や、プラズマ中にプローブ電極を挿入し電気的に評価するプローブ法が一般的に用いられますが、それぞれ分布を評価するという点では課題があります。
㈱サクラクレパスが開発したプラズマインジケータ「PLAZMARK^®」は、プラズマにより変色する材料を用い、変色度合いの違いによりプラズマ強度の違いを視覚的に判別することが可能です。

また、色材に無機材料、基材にポリイミド^※2を採用したことにより高い耐熱性と低放出ガスを実現しました。耐熱性は、有機色材を用いていた従来品の60℃から200℃に向上させ、インジケータからの放出ガスは、TDS^※3測定において、高温でも真空度劣化が1×10-4Pa程度まで低減し、清浄な雰囲気を確保できました。これにより、高温でのプロセスや清浄性が求められる半導体製造プロセスでの活用が可能となりました。
さらに、測定したい場所に手軽に貼り付けることができるよう粘着層付きの構造を採用し、フレキシブル性もあるため曲面に貼ることも可能です。
これらにより、例えば、表面改質評価でよく用いられる接触角測定^※4と比較して測定時間が1/10程度時間短縮できたり、また評価に時間がかかる膜質の評価なども、プラズマの不均一要因を視覚的に瞬時に判断できるため、量産ラインの装置稼働率を上げたり、同型装置の機差^※5を判断することができます。

※変色の色調の違いが電子密度（プローブ計測）に相関することを確認しています。

3．今後の予定

ラベル型インジケータについて、半導体製造装置市場、LED市場、その他電子デバイス市場のほか、自動車、医療機器等他分野での採用を目指すとともに、新エネベンチャー事業の実用化研究開発支援（フェーズC）で半導体メーカーが使用する基板と同一形状の「ウエハ型インジケータ」の開発に取り組みます。

【用語解説】
※1 「PLAZMARK^®」
㈱サクラクレパスの登録商標。
※2 ポリイミド
イミドが多数結合した主鎖をもつ高分子化合物の総称。耐熱性・難燃性にすぐれ、電子回路の絶縁材料として利用され
る。
※3 TDS
昇温脱離ガス分析法。高真空中で試料を昇温加熱した際、試料表面や内部から発生するガスを分析する。
※4 接触角測定
水滴を表面に滴下して水に対するぬれ性（接触角）を測定する方法。
※5 機差
同じ型式の、1台1台の装置の性能の差