真空プラズマ装置とは
真空プラズマ装置とは、真空状態の容器内でプラズマを発生させて対象物の表面を処理する装置です。
プラズマは固体・液体・気体に次ぐ、物質の第4の状態と呼ばれます。気体に高いエネルギーを与えると、気体分子がプラスの電気を帯びたイオンとマイナスの電気を帯びた電子に分かれた状態になります。この電離した気体がプラズマです。
真空プラズマ装置は真空ポンプで容器内部の空気を抜いて真空状態にした後、アルゴンや酸素などのガスを導入します。そこに高周波の電力を加えることで、導入したガスをプラズマ状態へ変化させます。作り出したプラズマの高いエネルギーを利用して、対象物の表面の洗浄や性質の変化を実行する仕組みです。新しい薄膜を作りだすことも可能で、様々な分野・場面の表面処理に使用されます。
真空プラズマ装置の使用用途
以下のような用途で使用されます。
1. 半導体
半導体の製造プロセスでは、不要な薄膜を除去するエッチングや、回路作成後の感光材を除去する工程でプラズマを利用します。また、絶縁膜や導電膜といった高機能な薄膜をウェハ上に形成する成膜工程にも不可欠です。プラズマを用いることで、低温で高品質な膜を精密に制御しながら作製できるため、半導体の高集積化と高性能化を支える基幹技術です。
2. 光学部品
レンズやセンサーなどの光学部品の性能向上にも、真空プラズマ装置を使用します。代表的な例がレンズ表面の反射防止膜の形成です。プラズマを利用して複数の薄膜をナノレベルの厚さで積層させることで、特定の波長の光の反射を効果的に防ぎます。また、メガネのレンズやスマートフォンのカメラレンズなどの傷を防止する硬質膜を成膜するためにも活用されます。
3. 医療機器
医療分野では、手術器具やインプラントの精密洗浄や滅菌に利用されます。プラズマによる処理は熱に弱い素材を傷めることなく、細菌やウイルスを不活性化できる点が特徴です。また、材料表面の性質を変化させ、生体の拒絶反応を起きにくくするための表面改質にも応用されます。