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2004 年度 研究成果報告書概要

代替パーフルオロカーボンプラズマ中で生成する有害物質の高感度検出

研究課題

研究課題/領域番号 15540476
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ科学
研究機関九州大学

研究代表者

古屋 謙治  九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助教授 (70229128)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
キーワードパーフルオロカーボンプラズマ / SiO2エッチングプロセス / 質量分析 / CF3の2価イオン / 気相分子成長 / リチウムイオン
研究概要

H15年度はプラズマ中に存在するCF_4を高感度かつ簡便に測定する手法として、70eV電子衝撃イオン化でCF_4だけから生成するCF_3^<2+>イオンが利用できることを見出した。これにより、地球温暖化係数(GWP)が大きなCF_4がSiO_2のエッチング領域以降でも生成していることを明らかにした。
H16年度は、パーフルオロカーボン(PFC)プラズマ中で生成する種々のPFC分子を高感度に観測するために低圧型リチウムイオン付着質量分析計(IAMS)を導入し、その性能について検討した。通常の電子衝撃イオン化法では、PFC分子は解離を起こし、親分子を同定することは困難となる。この現象は大きな分子ほど顕著である。リチウムイオン付着イオン化法では、PFC分子をフラグメントフリーでイオン化できるため、親分子にリチウムイオンが付着したイオンだけを観測できる。したがって、あいまいさなく親分子を同定できるという利点がある。プロセシングに利用するPFCプラズマでは、多くの場合全圧が数Paと低圧であるため、このような低圧でも利用可能なIAMSを導入した。この装置では3体衝突によるリチウム付着イオンの安定化が期待できないために、CF_4のような小さな分子の検出効率は悪いが、大きなPFCでは並進エネルギーが振動エネルギーに速やかに分配されるため、高確率でリチウムイオン付着が起こる。この装置を用いてAr/CF_4プラズマ下流における中性分子の質量分析を行ったところ、C_7F_<16>やC_8F_<16>のような大きなPFCが生成していることを発見した。一般に、飽和PFCは化学的に安定で人体には無害であるがGWPが大きい。一方、不飽和PFCでは反応性が高いためにGWPは小さいが、人体に有害である。
以上、科学研究費の研究期間において、CF_4のような小さな分子からC_7F_<16>やC_8F_<16>のような大きなPFCまで高感度に測定できる技術を確立した。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2005 2004 2003

すべて 雑誌論文 (12件)

  • [雑誌論文] Growth of gaseous macromolecules downstream in perfluorocarbon plasmas and its application to thin film formation2005

    • 著者名/発表者名
      K.Furuya, S.Yukita, H.Okumura, R.Nakanishi, M.Makita, A.Harata
    • 雑誌名

      Plasma Science Symposium 2005/The 22nd Symposium on Plasma Processing (Proceedings)

      ページ: 623-624

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Growth of Fluorocarbon Macromolecules in a Gas Phase (I). Mass Spectrometric Investigation of Products in the Downstream Region of Ar/CF_4 Plasmas2005

    • 著者名/発表者名
      Kenji Furuya, Shinobu Yukita, Hiroshi Okumura, Akira Harata
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 34

      ページ: 224-225

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Growth of gaseous macromolecules downstream in perfluorocarbon plasmas and its application to thin film formation2005

    • 著者名/発表者名
      K.Furuya.S.Yukita, H.Okumura, R.Nakanishi, M.Makita, A.Harata
    • 雑誌名

      Plasma Science Symposium 2005/The 22nd Symposium on Plasma Processing, Proceedings

      ページ: 623-624

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Growth of fluorocarbon macromolecules in a gas phase (I). Mass spectrometric investigation of products in the downstream region of Ar/CF_4 plasmas2005

    • 著者名/発表者名
      K.Furuya.S.Yukita, H.Okumura, A.Harata
    • 雑誌名

      Chem.Lett. 34

      ページ: 224-225

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Quantitative Analysis of CF4 Produced in the SiO_2 Etching Process Using c-C_4F_8, C_3F_8, and C_2F_6 Plasmas by In Situ Mass Spectrometry2004

    • 著者名/発表者名
      Kenji Furuya, Yoshihiko Hatano
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 43

      ページ: 342-346

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] ドライエッチング過程で再合成される有害物質の生成機構に関する研究2004

    • 著者名/発表者名
      古屋 謙治
    • 雑誌名

      新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)委託「電子デバイス製造プロセスで使用するエッチングガスの代替ガス・システム及び代替プロセスの研究開発」成果報告書(技術研究組合超先端電子技術開発機構(ASET))

      ページ: 524-538

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Study on the production mechanism of hazardous gases re-synthesized in dry etching processes (in Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      K.Furuya
    • 雑誌名

      Report of Research and Development of Alternative Gas System and Alternative Process Technology for Etching Gases Used in the Manufacture of Electronic Devices

      ページ: 524-538

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Quantitative Analysis of CF_4 Produced in the SiO_2 Etching Process by c-C_4F_8,C_3F_8,and C_2F_6 Plasmas Using In-Situ Mass Spectrometry2004

    • 著者名/発表者名
      K.Furuya, Y.Hatano
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 43

      ページ: 342-346

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Quantitative Analysis of CF_4 Produced in the SiO_2 Etching Process Using c-C_4F_8, C_3F_8, and C_2F_6 Plasmas by In Situ Mass Spectrometry2003

    • 著者名/発表者名
      Kenji Furuya, Yoshihiko Hatano
    • 雑誌名

      Atomic Collision Research in Japan 29

      ページ: 1-2

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] c-C_4F_8、C_3F_8、およびC_2F_6プラズマを用いたSiO_2エッチングプロセスで生成したCF_4のIn Situ質量分析法による定量分析2003

    • 著者名/発表者名
      古屋 謙治, 籏野 嘉彦
    • 雑誌名

      九州大学中央分析センター報告 21

      ページ: 33-41

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Quantitative Analysis of CF_4 Produced in the SiO_2 Etching Process by c-C_4F_8,C_3F_8,and C_2F_6 Plasmas Using In-Situ Mass Spectrometry2003

    • 著者名/発表者名
      K.Furuya, Y.Hatano
    • 雑誌名

      Atomic Collision Research in Japan 29

      ページ: 1-2

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Quantitative Analysis of CF_4 Produced in the SiO_2 Etching Process Using c-C_4F_8,C_3F_8,and C_2F_6 Plasmas by In Situ Mass Spectrometry (in Japanese)2003

    • 著者名/発表者名
      K.Furuya, Y.Hatano
    • 雑誌名

      Report of the Center of Advanced Instrumental Analysis, Kyushu University 21

      ページ: 33-41

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2006-07-11  

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