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2018 年度 実績報告書

分子ガスを用いた大気圧長尺マイクロ波プラズマによる幅広ラジカル生成とその応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 16H03893
研究機関名古屋大学

研究代表者

豊田 浩孝  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70207653)

研究分担者 鈴木 陽香  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (80779356)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード大気圧プラズマ / マイクロ波プラズマ / プラズマ加工
研究実績の概要

本年度の研究において、非対称断面構造を持つ導波管構造を採用することにより、大気圧長尺マイクロ波プラズマの生成をより容易にすることに成功したことを受け、本年度はO2プラズマを用いたレジストの高速アッシングに取り組んだ。その結果、100%O2プラズマあるいは10%CF4添加O2プラズマを用いることにより、レジストを最大で50ミクロン/分の世界トップレベルの高除去速度で除去することに成功した。さらに、プラズマからレジスト基板への距離によるアッシング速度の減少について検討をおこない、主な原因としてプラズマにおいて生成された酸素原子が気相中において再結合消滅することに起因するものであることを示した。また、CF4添加時のプラズマ発光分光計測により、酸素原子発光がCF4添加により数十倍増加することを確認し、CF4添加によりO原子生成が促進されていることを確認できた。
また、マイクロ波プラズマの長尺均一化のメカニズムを明らかにするため、導波管内部のマイクロ波がスロット内に生成されるプラズマに斜め入射されるときのマイクロ波伝搬に関する検討をおこなった。その結果、斜め入射されたマイクロ波がプラズマ界面において屈折し、導波管に沿った方向に電磁波伝搬がおこなわれていることを確認した。この結果は、導波管方向に沿ったプラズマ密度の不均一を抑制する方向に働いているものと思われ、導波管内部における電磁界分布よりもプラズマ密度分布がはるかに均一になっている原因のひとつになっていると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 12件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] 大気圧マイクロ波放電による高密度長尺ラインプラズマ2019

    • 著者名/発表者名
      豊田浩孝、鈴木陽香
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: Vol.88No.2 ページ: pp.101-104

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of atmospheric pressure microwave plasma with dielectric half-mirror resonator and its application to polymer surface treatment2018

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Sasai, Kazuki Keyamura, Haruka Suzuki, and Hirotaka Toyoda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: Vol.57No.6 ページ: pp.066201-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atmospheric pressure water-vapor plasma in an air-shielded environment by water flow2018

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Senba, Haruka Suzuki and Hirotaka Toyoda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: Vol.58No.SA ページ: pp.SAAC05-1-5

    • 査読あり
  • [学会発表] Time-resolved microscopic measurement of cross-sectional structure of slot excited atmospheric pressure microwave plasma スロット励起大気圧マイクロ波プラズマの断面構造の時分解顕微観測2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Baba, Haruka Suzuki, Hirotaka Toyoda 馬場賀己, 鈴木陽香, 豊田浩孝
    • 学会等名
      SPP-36/SPMS-32、 第36回プラズマプロセシング研究会と第31回プラズマ材料科学シンポジウム
  • [学会発表] メートル級長尺スロット型プラズマ源における 大気圧マイクロ波プラズマの顕微計測2019

    • 著者名/発表者名
      小間 浩嗣、 小池 洋右、 鈴木 陽香、 豊田 浩孝、
    • 学会等名
      SPP-36/SPMS-32、 第36回プラズマプロセシング研究会と第31回プラズマ材料科学シンポジウム
  • [学会発表] シミュレーションを援用した大気圧マイクロ波プラズマ源の非対称断面導波管内電磁界分布の解析 A Systematic Analysis of Modified Waveguide Structure for Atmospheric-Pressure Microwave Plasma Source via Simulations2019

    • 著者名/発表者名
      チュー マン・フン、鈴木 陽香、 豊田 浩孝
    • 学会等名
      SPP-36/SPMS-32、 第36回プラズマプロセシング研究会と第31回プラズマ材料科学シンポジウム
  • [学会発表] スロット型大気圧マイクロ波プラズマの時空間分解計測2019

    • 著者名/発表者名
      馬場 賀己,鈴木陽香,豊田 浩孝
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 大気圧長尺マイクロ波プラズマによる大面積高速表面処理2019

    • 著者名/発表者名
      小間 浩嗣 ,杉山 敦士 ,鈴木 陽香,本田 剛 ,豊田 浩
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Oxygen Radical Measurement of Atmospheric Pressure Microwavw Line Plasma by Vacuum Ultraviolet Absorption Spectroscop2019

    • 著者名/発表者名
      Hansin Bae, Koike Yosuke, Hirotsugu Koma, Haruka Suzuki Hirotaka Toyoda
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 長尺大気圧マイクロ波プラズマ生成と表面処理の応用2019

    • 著者名/発表者名
      豊田浩孝
    • 学会等名
      表面技術協会 第139回講演大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Time-resolved Measurement of Cross-Sectional Structure of a Narrow Gap Plasma Produced by an Atmospheric Pressure Microwave Discharge2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Baba, Haruka Suzuki and Hirotaka Toyoda
    • 学会等名
      ISPlasma/IC-PLANTS2019,Nagoya Institute of Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimized waveguide structure for atmospheric pressure microwave plasma2019

    • 著者名/発表者名
      Manh Hung Chu,Haruka Suzuki ,Hirotaka Toyoda
    • 学会等名
      ISPlasma/IC-PLANTS2019,Nagoya Institute of Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] Oxygen radical measurement of atmospheric pressure microwave plasma employing vacuum ultraviolet absorption spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Hansin Bae, Koike Yosuke, Hirotsugu Koma, Haruka Suzuki Hirotaka Toyoda
    • 学会等名
      ISPlasma/IC-PLANTS2019,Nagoya Institute of Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] Microscopic Measurement of Long Microwave Plasma at Atmospheric Pressure2019

    • 著者名/発表者名
      Hirotsugu Koma, Yosuke Koike, Haruka Suzuki,Hirotaka Toyoda
    • 学会等名
      ISPlasma/IC-PLANTS2019,Nagoya Institute of Technolog
    • 国際学会
  • [学会発表] Meter-scale atmospheric-pressure microwave plasma for molecular gas processes2018

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Toyoda
    • 学会等名
      19th International Congress on Plasma Physics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Long-scale atmospheric-pressure microwave plasma -production mechanism and its application-2018

    • 著者名/発表者名
      H. Toyoda, H. Suzuki Y. Koike, H. Koma, Y. Baba, J.H. Qiu, M.H. Chu, A. Sugiyama
    • 学会等名
      JAPAN-RUB Workshop on Plasma Science
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Meter-scale atmospheric pressure microwave line plasma and its applications.2018

    • 著者名/発表者名
      H. Toyoda
    • 学会等名
      Xth INTERNATIONAL WORKSHOP on MICROWAVE DISCHARGES: Fundamentals and Applications
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電磁界シミュレーションを用いた大気圧長尺マイクロ波プラズマにおける定在波抑制2018

    • 著者名/発表者名
      小池 洋右、小間 浩嗣、鈴木 陽香、豊田 浩孝
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] メートル級長尺大気圧マイクロ波プラズマの顕微計測2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木 陽香、小池 洋右、小間 浩嗣、馬場 賀己、豊田 浩孝
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 大気圧メートル級長尺マイクロ波ラインプラズマの顕微計測2018

    • 著者名/発表者名
      小間 浩嗣、小池 洋右、鈴木 陽香、豊田 浩孝
    • 学会等名
      平成30年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会講演論文集
  • [学会発表] スロット励起大気圧マイクロ波プラズマにおけるスロット断面構造の顕微観測2018

    • 著者名/発表者名
      馬場賀己, 鈴木陽香,豊田浩孝
    • 学会等名
      平成30年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会講演論文集
  • [学会発表] Scaling of Microwave Absorption in Atmospheric Pressure Microwave Line Plasma2018

    • 著者名/発表者名
      Ivan Ganachev, Haruka Suzuki, and Hirotaka Toyoda
    • 学会等名
      The Eighteenth Biennial IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation (CEFC2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of cross sectional plasma structure in a gap of an atmospheric pressure microwave discharge2018

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Toyoda Yoshiki Baba Haruka Suzuki
    • 学会等名
      71st Annual Gaseous Electronics Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimal design of atmospheric-pressure plasma source for industrial application2018

    • 著者名/発表者名
      Haruka Suzuki
    • 学会等名
      The 40th International Symposium on Dry Process
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ring-shaped microwave plasma production in liquid flow environment for nanoparticle synthesis2018

    • 著者名/発表者名
      S. Fujimura, S. Yang, K. Sasai, H. Suzuki and H. Toyoda
    • 学会等名
      The 40th International Symposium on Dry Process
    • 国際学会
  • [学会発表] High speed photoresist removal using slot-excited atmospheric-pressure microwave O2/CF4 plasma2018

    • 著者名/発表者名
      Shota Ishikaw, Haruka Suzuki, Tsuyoshi Honda and Hirotaka Toyoda
    • 学会等名
      The 40th International Symposium on Dry Process
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気圧下でのメートル級マイクロ波プラズマの生成と応用2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木陽香、豊田浩孝
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会 第35回年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 大気圧マイクロ波ラインプラズマにおける酸素原子の紫外吸収分光計測2018

    • 著者名/発表者名
      BAE Hansin,小池洋右,小間浩嗣,鈴木陽香,豊田浩孝
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会 第35回年会
  • [学会発表] 新規大気圧マイクロ波プラズマ源の開発と応用2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木陽香
    • 学会等名
      高機能トライボ表面プロセス部会 第12回例会 「トライボロジーと表面技術」
    • 招待講演
  • [学会発表] スロット励起マイクロ波プラズマを用いた水蒸気プラズマ処理プロセス/Water Vapor Plasma Treatment Process using Slot-Excited Microwave Plasma2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木陽香、豊田浩孝
    • 学会等名
      第28回 日本MRS年次大会, 28th Annual Meeting of MRS-Japan 2018
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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