電子ビーム注入による浮遊微粒子の空間分布制御

电子束注入悬浮颗粒的空间分布控制

• 批准号: 13780389
• 负责人: 大津 康徳
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Saga University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780389/
• 关键词: 電子ビーム; 浮遊微粒子; レーザー光散乱法; 電位構造; スパッタ法; 凝集成長; 電子ビーム発生器; フィラメント; メッシュ電極; 微粒子; ラングミュアプローブ; レーザ光散乱法

本研究では、負バイアスしたメッシュ電極裏側から電子ビームを注入することにより、電極近傍の電位構造を変化させ、電極前面の浮遊微粒子の空間分布を制御することを目的とした。更に、メッシュ電極に、高周波電圧を印加して、実際のプロセスプラズマ中での浮遊微粒子の挙動も検討した。本年度は、(1)高周波バイアスした電極近傍における浮遊微粒子の空間挙動計測、(2)高周波振動電位分布の計測、(3)スパッタ法による微粒子導入の検討及び空間分布の計測について検討を行った。(1)高周波バイアス電極近傍における浮遊微粒子の空間分布計測導入微粒子として、Al、SiO_2、SiCの微粒子を使用し、振動法により、プラズマ中に導入し浮遊させた。これらの微粒子は、電極近傍では、電極シース構造に起因する円環状の空間分布を示すことが分かった。(2)高周波振動電位分布の計測エミッシブプローブを用いたinflection point法により、高周波電極近傍の電位分布の計測を行った。電極近傍には、イオンシースを形成する電位構造になることが分かった。更に、印加する電圧を増加させると、シース電位も負に深くなる構造になることが分かった。(3)スパッタ法による微粒子導入の検討と空間分布の計測スパッタ電極には、グラファイト円板を用いた。スパッタ微粒子を発生させるために、電極に高周波電力300Wを10分間注入し、その後、凝集成長させるために、10W程度に低下させて実験を行った。スパッタ微粒子の観測には、半導体レーザーによる光散乱法を用いた。浮遊微粒子の空間構造は、凝集成長による粒径の増加に伴い、電極近傍で、様々な空間挙動の時間推移を示した。具体的には、10Wに低下させた時間から、微粒子ははじめ電極端部に浮遊し、その後、凝集による粒径の増加により、中央部に移動し、最後には、重力と微粒子に作用する他の力との不均衡により、落下することが分かった。

This study で は, negative バ イ ア ス し た メ ッ シ ュ electrode in lateral か ら electronic ビ ー ム を injection す る こ と に よ り を, nearly alongside の electrode potential structure - the さ せ, front electrode の floating particles の spatial distribution を suppression す る こ と を purpose と し た. More に, メ ッ シ ュ electrode に, high frequency electric 圧 を Inca し て, be interstate の プ ロ セ ス プ ラ ズ マ in で の floating particles の 挙 dynamic も beg し 検 た. は this year, (1) high frequency バ イ ア ス し た electrode near alongside に お け る floating particles の 挙 dynamic measuring space, (2) the high frequency vibration potential distribution の measuring, (3) ス パ ッ タ method に よ る particles import の 検 for spatial distribution and び の measuring に つ い て 検 line for を っ た. (1) high frequency バ イ ア ス electrode near alongside に お け る floating particles の spatial distribution measuring import particles と し て, Al, SiO_2, SiC の を particles using し, vibration に よ り, プ ラ ズ マ に in import し planktonic さ せ た. こ れ ら の particles は, electrode near alongside で は, electrode シ ー ス tectonic cause に す る has drifted back towards &yen; annular の spatial distribution を shown す こ と が points か っ た. (2) the high frequency vibration potential distribution の measuring エ ミ ッ シ ブ プ ロ ー ブ を with い た inflection point method に よ り, high-frequency electrode potential distribution in nearly alongside の の measuring line を っ た. Near the electrode, に に and <s:1> シ シ シ スを スを スを スを スを スを スを スを スを form a する potential structure, which is further divided into になる とが とが とが った. More に, Inca す る electric 圧 を raised plus さ せ る と, シ ー ス も negative potential に deep く な る tectonic に な る こ と が points か っ た. (3) ス パ ッ タ method に よ る particles import の beg と 検 spatial distribution の measuring ス パ ッ タ electrode に は, グ ラ フ ァ イ ト を has drifted back towards &yen; boards with い た. Born ス パ ッ タ particles を 発 さ せ る た め に, electrode に high frequency electric power 300 w を 10 points between injection し, そ の, aggregation growth after さ せ る た め に, the low degree of 10 w に さ せ て be 験 を line っ た. For the measurement of スパッタ micro-particles by 観, に た, and for semiconductors by レ, ザ, and による, the light dispersion method を is used with を た. The spatial structure of suspended micro-particles <s:1>, their aggregation and growth による, the increase of particle size <e:1> に accompanied by に, the electrode vicinity で, the 々な spatial 挙 movement <e:1>, and the passage of time を indicate the た. Low specific に は, 10 w に さ せ た time か ら, particles は は じ め に of electrode end planktonic し, そ の, agglutination に よ る size の raised plus に よ り, central department に mobile し, finally に は, gravity と in micro particle に す る he の force と の uneven に よ り, falling す る こ と が points か っ た.

项目成果

Y.Ohtsu: "Characteristics of charged particles in narrow gap capacitively coupled RF plasma"Proceedings of 25th International Conference on Phenomena in Ionized Gases. 3. 207-208 (2001)

Y.Ohtsu：“窄隙电容耦合射频等离子体中带电粒子的特性”第 25 届国际电离气体现象会议论文集。

Y.Ohtsu: "Behaviors of charged particles in narrow gap Capacitively Coupled RF Discharge"Bulletin of the American Physical Society 54th Annual Gaseous Electronics Conference. 46・6. 35 (2001)

Y.Ohtsu：“带电粒子在窄间隙电容耦合射频放电中的行为”美国物理学会第 54 届年度气体电子会议公报 46・6.35 (2001)。

Y.Ohtsu: "Temporal evolution of sputtered carbon particles in radio frequency plasma"Proceedings of Fine Particle Plasmas : Basis and Applications Second Workshop on Fine Particle Plasmas. 15 (2001)

Y.Ohtsu：“射频等离子体中溅射碳颗粒的时间演化”细颗粒等离子体论文集：基础和应用第二次细颗粒等离子体研讨会。

Y.Ohtsu: "Annular Profile of Dust Density near RF-Powered Electrode in a Capacitively Coupled Plasma"Japanese Journal Applied Physics. 41・4. 2195-2198 (2002)

Y.Ohtsu：“电容耦合等离子体中射频供电电极附近的灰尘密度的环形分布”日本应用物理学杂志 41・4（2002 年）。

Y.Ohtsu: "Temporal evolution of sputtered carbon particle levitation in a capacitively coupled RF plasma"Proceedings of Joint Conference of 16^<th> European Conference on Atomic & Molecular Physics of Ionized Gases and 5^<th> International Conference on R

Y.Ohtsu：“电容耦合射频等离子体中溅射碳粒子悬浮的时间演化”第 16 届欧洲原子会议联合会议论文集