公募研究
液中プラズマと高分子表面との相互作用は、固体・液体・気体・プラズマが時間的、空間的に近接して存在し作用する重相構造プラズマの実験系であり極めて複雑である。そのため、液体との相互作用を用いた反応場を安定かつ制御性よく調査するためのプラズマ生成装置が重要である。新たに開発した方式により扁平プラズマを水中気泡内に生成させ高分子表面へプラズマ照射しナノ界面現象の調査を行った。高分子材料には半導体プロセス工程で用いられる種々のレジスト材料を取り扱った。また高分子材料に対するナノ界面の反応現象を検討するために、レジスト材料に高密度・高エネルギーのイオン注入を行うことで界面でのレジスト材のナノ構造を能動的に変えることにより影響を調査した。ノボラック樹脂をベースとするレジスト膜に、様々なエネルギー、注入密度でイオン注入を行った。一般に、イオン注入されたレジスト材料は硬化し除去が困難となることが知られている。注入イオン種の質量が大きくなるほどアッシング速度が減少するものの、ある一定の厚みのレジストが除去されるとアッシング速度が増加することが分かった。また、過去に研究された湿潤オゾン照射や水素ラジカル照射時のレジストとの表面反応に関わる研究成果より、注入イオン種の質量の違いによってレジスト材の膜厚方向に対する分布が異なることが分かっている。本研究で行った液中プラズマ照射において、アッシング速度が変化するレジスト層の厚さは、レジスト材料が硬化すると推定される膜厚とほぼ一致することから、高分子ナノ界面での反応速度は高分子の架橋により硬化する度合いに強く依存することが明らかとなった。またマイクロ波励起の液中プラズマによる固体表面の高分子膜の除去速度は、常温環境であるにも関わらず従来の手法と比べて極めて速いことが分かった。重相構造プラズマ環境がナノ界面反応を促進しているものと考えられる。
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Clinical Plasma Medicine
10.1016/j.cpme.2014.01.001
Applied Physics Letters
巻: 103 ページ: 142101_1-5
10.1063/1.4823530
Journal of Physics D: Applied Physics
巻: 46 ページ: 425401_1-8
doi:10.1088/0022-3727/46/42/425401
http://ridb.kanazawa-u.ac.jp/public/detail.php?id=4031#tab2
