反応性プラズマ中の電界分布測定法の開発

本研究は反応性プラズマ中の電界分布測定にプローブ法とレーザ法の両者を適用し、標準的な測定法として確立することを目的としている。本年度のプローブ法は、まず被膜汚染と振動雑音に抗して、正確なプローブ特性が得られるための技術の開発及び独特なレーザ加熱エミツシブプローブによる空間電位の直接測定を目指している。レーザ法は、リュードベリ法とシュタルクミキシング法による電界測定の可能性及びその測定精度、測定下限の研究を内容としている。現在までに、1.プローブ法に関しては、回路的にイオンボンバーメント及びサンプリングの手法を工夫することによって、シランプラズマ中で長時間の安定した測定と、変動するArプラズマ中での精密測定が可能となった。また、レーザ加熱エミツシブプローブが動作することを確認し、空間電位の直接測定を可能とした。2.レーザ法に関しては、リュードベリ法によりHe直流放電のカソード電極近傍の電界を±1V/mmの高精度、0.2mm以下の高分解能で計測できることを明らかにした。また、スペクトル幅で制限される測定下限は、n=19の高準位へ励起することによって、14.5V/mmまでを達成することができた。今後は、これまでに達成された成果を用いて、プローブによるRF放電の時分解測定を行い、時間平均的な測定結果と比較し、その差を明らかにする。また、実際の反応性プラズマに適用し、シース中を含めて、空間電位分布の正確な測定を行い、それらから最終的に電界分布の値を求める。レーザ法は、リュードベリ法を反応性プラズマに適用し、その測定下限及び精度を明確にするほか、より一般性があり、局所測定が可能なシュタルクミキシング法の実験を行い、Bclプラズマ中などにおける測定精度、検出限界などの検討を行う。更にはプローブ法とレーザ法の結果を比較し、測定法としての有用性を検討する予定である。

本研究は反応性プラズマ中の電界分布測定にプローブ法とレーザ法の両者を適用し、標準的な測定法として確立することを目的としている。本年度のプローブ法は、まず被膜汚染と振動雑音に抗して、正確なプローブ特性が得られるための技術の開発及び独特なレーザ加熱エミツシブプローブによる空間電位の直接測定を目指している。レーザ法は、リュードベリ法とシュタルクミキシング法による電界測定の可能性及びその測定精度、測定下限の研究を内容としている。現在までに、1.プローブ法に関しては、回路的にイオンボンバーメント及びサンプリングの手法を工夫することによって、シランプラズマ中で長時間の安定した測定と、変動するArプラズマ中での精密測定が可能となった。また、レーザ加熱エミツシブプローブが動作することを確認し、空間電位の直接測定を可能とした。2.レーザ法に関しては、リュードベリ法によりHe直流放電のカソード電極近傍の電界を±1V/mmの高精度、0.2mm以下の高分解能で計測できることを明らかにした。また、スペクトル幅で制限される測定下限は、n=19の高準位へ励起することによって、14.5V/mmまでを達成することができた。今後は、これまでに達成された成果を用いて、プローブによるRF放電の時分解測定を行い、時間平均的な測定結果と比較し、その差を明らかにする。また、実際の反応性プラズマに適用し、シース中を含めて、空間電位分布の正確な測定を行い、それらから最終的に電界分布の値を求める。レーザ法は、リュードベリ法を反応性プラズマに適用し、その測定下限及び精度を明確にするほか、より一般性があり、局所測定が可能なシュタルクミキシング法の実験を行い、Bclプラズマ中などにおける測定精度、検出限界などの検討を行う。更にはプローブ法とレーザ法の結果を比較し、測定法としての有用性を検討する予定である。