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公開番号2025076957
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-16
出願番号2023188945
出願日2023-11-02
発明の名称プラズマ着火装置及びプラズマ着火方法
出願人東亜電子機材株式会社
代理人個人
主分類H05H 1/46 20060101AFI20250509BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】簡易な構成でありながら、印加する電圧が低く抑えられるようなプラズマ着火装置及びプラズマ着火方法を提供する。
【解決手段】プラズマ着火装置1は、内部のガスに電圧を印加してプラズマ化する真空槽10と、真空槽10にガスを供給するガス源20と、ガス源20と真空槽10とを結びガスが流れる流路30と、流路30に設けられ、ガス源20から真空槽10に向けて流れるガスの流量を絞る絞り手段40と、絞り手段40と真空槽10との間の流路30に設けられ、流路30を開閉する開閉弁50と、絞り手段40と開閉弁50との間の流路30に設けられ、所定量のガスを貯留するガス貯留部60とを備えることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内部のガスに電圧を印加してプラズマ化する真空槽と、
前記真空槽にガスを供給するガス源と、
前記ガス源と前記真空槽とを結びガスが流れる流路と、
前記流路に設けられ、前記ガス源から前記真空槽に向けて流れるガスの流量を絞る絞り手段と、
前記絞り手段と前記真空槽との間の前記流路に設けられ、前記流路を開閉する開閉弁と、
前記絞り手段と前記開閉弁との間の前記流路に設けられ、所定量のガスを貯留するガス貯留部とを備える
ことを特徴とするプラズマ着火装置。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記ガス貯留部が、前記絞り手段と前記開閉弁との間の前記流路自体からなる
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ着火装置。
【請求項３】
前記絞り手段が、長手方向に貫通する孔を有するパイプからなり、当該孔をガスが流れる際に抵抗が働く
ことを特徴とする請求項２に記載のプラズマ着火装置。
【請求項４】
前記パイプの前記孔の断面積が、前記絞り手段と前記開閉弁との間の前記流路の断面積より小さい
ことを特徴とする請求項３に記載のプラズマ着火装置。
【請求項５】
前記絞り手段が開度を調整可能なバルブである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ着火装置。
【請求項６】
前記ガス源が大気である
ことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のプラズマ着火装置。
【請求項７】
ガス源から供給されたガスを真空槽の内部でプラズマ化するプラズマ着火方法であって、
上流の前記ガス源と下流の前記真空槽とを結ぶ流路に設けられた開閉弁を閉鎖するステップと、
前記開閉弁より上流側に設けられたガス貯留部に所定量のガスを貯留するステップと、
前記真空槽の内部を低圧にするステップと、
前記真空槽に所定の電圧を印加するステップと、
前記開閉弁を開放して前記ガス貯留部のガスを前記真空槽に導入するステップとを備える
ことを特徴とするプラズマ着火方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ着火装置及びプラズマ着火方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電子顕微鏡における試料室の汚染の除去や、フォトレジストを剥離するプロセス（アッシング）等に、プラズマが利用される。例えば電子顕微鏡に関しては、プラズマクリーナーと呼ばれるプラズマ生成装置を使用して洗浄される（特許文献１参照）。特許文献１に示すようなプラズマ生成装置は、酸素が導入された低圧雰囲気の真空槽に高周波電圧を印加することで、プラズマが生成されるよう構成されている。
【０００３】
プラズマクリーナーが適用される電子顕微鏡のうち、ＣＤ－ＳＥＭ（測長走査型電子顕微鏡：ＣｒｉｔｉｃａｌＤｉｍｅｎｓｉｏｎ－ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）は、半導体ウェハーに形成された微細パターンの寸法測定などに使用される装置である。ＣＤ－ＳＥＭを用いて半導体デバイスの配線幅を測定する際に、真空槽の中に汚染物質であるハイドロカーボンが存在すると、測定誤差が生じてしまう。そのため、ＣＤ－ＳＥＭの真空槽内のハイドロカーボンを除去する目的で、プラズマクリーナーが利用される。
【０００４】
ところで、半導体素子であるトランジスタの構造は近年微細化が進んでおり、Ｆｉｎ－ＦＥＴ構造やＧＡＡ－ＦＥＴ構造と呼ばれる複雑な三次元的構造が出現している。このような複雑な半導体の構造を測定するためには、一般的にはＣＤ－ＳＥＭでは足りず、ＦＩＢ－ＳＥＭ（集束イオンビーム走査型電子顕微鏡：ＦｏｃｕｓｅｄＩｏｎＢｅａｍ－ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）が必要となる。
【０００５】
ＦＩＢ－ＳＥＭでは、ＣＤ－ＳＥＭより広範囲にクリーニングを行う必要がある。そのため、高真空で高密度のプラズマが必要となる。しかし、パッシェンの法則によれば、高真空の下でプラズマを着火させるために必要な電圧は、急激に高くなる。そのため、プラズマ着火の際だけ必要となる高い電圧に対応して、大容量の電源が必要となる。
【０００６】
一方で、プラズマを着火する方法であって、原料ガスの圧力を調整することで、印加する電圧を抑えるような方法が知られている（特許文献２参照）。特許文献２に開示される方法は、印加する電圧を一定に保った状態で、原料ガスの圧力を調整することによってプラズマを着火するよう構成されている（特許文献２の段落００３６～００３８参照）。この方法では、原料ガスの圧力は、真空槽内の圧力を検出した上で、圧力制御部が圧力調整部（マスフローコントローラなど）を時々刻々と制御することで調整されるよう構成されている。すなわち、この方法は、マスフローコントローラのような装置及びそれを制御する装置を必要とし、プラズマを着火する装置全体が複雑となるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１６－５４１３６号公報
特開２０１７－１７４７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記問題点を鑑みて、本発明は、簡易な構成でありながら、印加する電圧が低く抑えられるようなプラズマ着火装置及びプラズマ着火方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るプラズマ着火装置は、内部のガスに電圧を印加してプラズマ化する真空槽と、前記真空槽にガスを供給するガス源と、前記ガス源と前記真空槽とを結びガスが流れる流路と、前記流路に設けられ、前記ガス源から前記真空槽に向けて流れるガスの流量を絞る絞り手段と、前記絞り手段と前記真空槽との間の前記流路に設けられ、前記流路を開閉する開閉弁と、前記絞り手段と前記開閉弁との間の前記流路に設けられ、所定量のガスを貯留するガス貯留部とを備えることを特徴とする
【００１０】
この発明によれば、印加する電圧が低く抑えられ、確実な着火が可能なプラズマ着火装置を提供することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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