Computer simulation of enhancement of electron heating by partial resonance under high-frequency driving of inductively coupled magnetized plasmas

• Project/Area Number: 24K07448
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21010:Power engineering-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 菅原 広剛 北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (90241356)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2025: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: 誘導結合磁化プラズマ / 高周波駆動 / 部分共鳴 / 電子加熱 / 計算機シミュレーション

Outline of Research at the Start

集積回路等微細加工用誘導結合磁化プラズマを高周波駆動すると，異方性エッチングに適するプラズマ低気圧高密度化や材料損傷低減のために印加する磁界の電子束縛が強くても部分共鳴現象の利用でプラズマ中の電子加熱を増強できプラズマ維持に有用との予想を計算機シミュレーションにより検証する。
産業科学医療用帯域の27.12MHzと40.68MHzでの駆動特性を代表的ラジオ周波数13.56MHzの場合と比較する。共鳴磁界強度は駆動周波数に比例して強まるが強い磁気閉込め下でも共鳴域が励起源アンテナ付近高電界域まで広がることで大体積電子加熱が期待される。領域選択的電子加熱など磁界による高付加価値プラズマ制御の基礎知見を得ることを目指す。