斜入射X線照射下-プラズマプロセスの可視・紫外・X線分光によるその場解析

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750805
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 辻 幸一 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30241566)
• Keywords: グロー放電 / プラズマ / X線分析 / 可視・紫外分光 / グロー放電X線管 / 高電圧放電 / 元素分析 / エネルギー分散型X線検出器

Research Abstract

今回の科学研究費補助金により行った特徴的な実験は、グロー放電プラズマに対してX線分析を行った点である。これまで、グロー放電プラズマは機器分析の分野で可視・紫外光の光源やイオン源として利用されてきた。また、半導体デバイス作成時の表面処理方法としても不可欠であり、プラズマプロセスを制御するために主に可視・紫外光をモニターする研究が行われてきた。今回の研究では、グロー放電管に比較的高い電圧(2〜10kV)を印加し、エネルギー分散型X線検出器を用いてX線分析を行った。特性X線、連続X線が観測されたため、これらX線の起源を明らかとするとともに、グロー放電のX線管としての性能や元素分析への応用などを検討した。その結果、グロー放電X線管は小型・軽量・低廉化・取り扱いが容易といった特徴を有しながら、高強度のX線が比較的安定して得られることがわかった。特に、長さ20mm、直径10mmの小型グロー放電X線管(Review of Scientific Instruments,69,1998,pp.4006-4007)は可搬型小型X線分析装置の開発などに注目を集めている。さらに、今回の科学研究費補助金により、可視・紫外光分光器システムを購入できた。高電圧印加グロー放電プラズマに対して可視・紫外分光測定を行い、高電圧印加領域での分光特性・スパッタリング特性などを調査した。その結果、質量の小さいヘリウムガスを放電ガスに用いた場合でも、アルゴンガスに匹敵する発光強度、スパッタリング速度が得られることが分かった。

Research Products

• [Publications] K.Tsuji: "Fast electrons from Grimm glow discharge He plasmas" Jpn.J.Appl.Phys.36. L446-L448 (1997)
• [Publications] K.Tsuji: "Characteristics of fast electrons from Grimm glow discharge He plasmas as an electron source" Spectrochim.Acta B. 52. 1587-1595 (1997)
• [Publications] 辻 幸一: "高電圧グロー放電からのX線放射" X線分析の進歩. 29. 223-232 (1998)
• [Publications] K.Tsuji: "Grimm glow discharge X-ray tube" Spectrochim.Acta B. 53. 417-426 (1998)
• [Publications] K.Tsuji: "X-ray measurement from the cathede surface of glow discharge tube used as a compact x-ray fluorescence instrument" Spectrochim.Acta B. 53. 1669-1677 (1998)
• [Publications] K.Tsuji: "Compact glow discharge x-ray tube" Rev.Sci.Instrum.69. 4006-4007 (1998)
• [Publications] 辻 幸一: "材料工学の先端実験技術" 日本金属学会, 6 (1998)