バリア放電/真空紫外光の相乗効果を用いた汚染ガス分解装置開発の基礎研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09555083
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 酒井 洋輔 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20002199)
• 研究分担者: 河野 仁志 株式会社 朝日工業社, 技術研究所, 副主任研究員 ; 五十嵐 龍志 ウシオ電機株式会社, 技術研究所, 次長(研究職) ; 菅原 広剛 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90241356)
• キーワード: 非平衡プラズマ / 分光診断 / フルオロカーボン / 薄膜堆積 / 層間絶縁

研究概要

フルオロカーボン(C_7F_<16>,(C_3F_7)_3N/(C_4F_4)_3N,C_8F_8/C_8F_<16>O)を直流とRF放電プラズマならびに真空紫外線照射のハイブリッド方式により、固化無害化することを目的にその基礎研究を行った。新たに、フルオロカーボン蒸気プラズマの発光スペクトルを観測し、分解種を同定すると同時に電極表面にCF系の薄膜が堆積することを示し、本薄膜の特性評価と応用について論じた。
1)〜10Torrのフルオロカーボン蒸気をプラズマ分解することにより、電極表面に薄膜の堆積することが確認された。
2)プラズマ相においては、CF、CF_2、CF_3、C_2F_3、C_2F_5、C_3F_3、C_3F_5、C_3F_6等の分解生成種が質量分析装置で検出され、これと薄膜の特性の相関が検討された。
3)フルオロカーボン分解実験においては、NO_2分解で見られた、紫外線による分解の相乗効果は顕著には見られなかった。
4)本研究で得られた薄膜は、意外にも低誘電率で高絶縁耐力があり、半導体集積回路の絶縁層や電気機器の絶縁補助に利用できる可能性を示した。本応用に関しては現在も研究を続けている。
5)汚染粒子分解用放電プラズマの性能向上に関しては、モデリングと励起種の計測から種々の知見を得た。

研究成果

• [文献書誌] H. Kohno: "Destruction of volatile organic compounds used in a semiconductor industry by a capillary tube discharge reactor"IEEE TRANS. ON INDUSTRY APPLICATIONS. 30(5). 935-966 (1998)
• [文献書誌] C. P. Lungu: "Fluorinated carbon films with low dielectric constant made from novel fluorocarbon source materials by RF plasma enhanced chemical vapor deposition"Jpn. J. Appl. Phys.. 38(12B). L1544-L1546 (1999)
• [文献書誌] C. P. Lungu: "CxFy polymer film deposition in DC and RF fluorinert vapor plasmas"The Second International Symposium on Applied Plasma Sciences, Osaka, Japan, September 20-24, 1999. 253-260 (1999)
• [文献書誌] C. P. Lungu: "DC and RF fluorocarbon (C_7F_<16>) discharges and CFx film deposition"電気学会基礎・材料・共通部門大会論文集. 191-196 (1999)
• [文献書誌] C. P. Lungu: "Spatial and temporal distribution of species in a plasma excited by dc discharge and UV irradiation"The XXIV International Conference on Phenomena in Ionized Gases, Warsaw, Poland, July 11-16. 97-98 (1999)
• [文献書誌] C. P. Lungu: "Decomposition of fluorocarbon polymer films in plasma excited by dc discharge and UV irradiation"The XXIV International Conference on Phenomena in Ionized Gases, Warsaw, Poland, July 11-16. 43-44 (1999)
• [文献書誌] C. P. Lungu: "C_7F_<16> decomposition in low temperature plasma excited by dc discharge and UV irradiation"平成11年春季第46回応用物理学会全国大会. 30p-G-8 (1999)
• [文献書誌] A. Oda: "1-dimensional modeling of low frequency and high-pressure Xe barrier discharges for design of excimer lamps"J. Phys. D : Appl. Physics. 32(21). 2726-2736 (1999)
• [文献書誌] C. P. Lungu: "CxFy polymer film deposition in DC and RF fluorinert vapor plasmas"Vacuum(発表予定). (2000)