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

基本信息

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

项目摘要

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。

在这项研究中，我们的目的是通过从负偏压网状电极的背面注入电子束来改变电极附近的电势结构，从而控制电极前面悬浮颗粒的空间分布。此外，我们向网状电极施加高频电压，以检查实际工艺等离子体中悬浮颗粒的行为。今年，我们研究了（1）高频偏压电极附近悬浮颗粒的空间行为的测量，（2）高频振荡电位分布的测量，以及（3）通过溅射检查颗粒引入和空间测量分配。 (1)高频偏压电极附近悬浮颗粒的空间分布的测量引言使用振动方法将Al、SiO_2和SiC的细颗粒引入等离子体中并悬浮。发现由于电极护套结构，这些细颗粒在电极附近呈现环形空间分布。 (2)高频振荡电位分布的测量使用发射探针通过拐点法测量高频电极附近的电位分布。研究发现，电位结构在电极附近形成离子鞘。此外，发现当施加的电压增加时，鞘电位变得更负。 (3)基于溅射法的微粒导入及空间分布的测定使用石墨圆盘作为溅射电极。为了产生溅射细颗粒，将300W的高频功率注入电极10分钟，然后将功率降低至约10W以引起内聚生长。溅射粒子的观察采用使用半导体激光器的光散射法。随着颗粒尺寸由于团聚生长而增加，悬浮颗粒的空间结构显示出电极附近空间行为的各种时间变化。具体来说，从功率减小到10W时起，颗粒首先漂浮在电极末端，然后由于聚集而导致颗粒尺寸增大而向中心移动，最后由于重力等因素的作用而向中心移动。发现物体由于受力不平衡而下落。