本 研 究 で は,RFカ ソー ドの 電 子 電 流 値 の 向 上 を 目的 と し,投 入RF周 波 数 が 電 子 放 出 性 能 に 与 え る影 響 に着 目 した.従 来 用 い て き た13.56MHzを 基 準 に,6.78MHz,27.12MHzの 上 下2種 類 を加 え た 計3種 類 のRF周 波 数 を 対 象 と し,本 研 究 で はRF周 波 数6.78MHz,13.56MHzを 用 い た 実 験 を 行 い,2015年 度 に 行 わ れ たRF周 波 数13.56MHz,27.12MHzを 用 い た 実 験 の 結 果 と合 わ せ て, RF/Cに お け る 投 入ew周 波 数 の 電 子 放 出 特 性 に 与 え る 影 響 を 評 価 す る こ とで 以 下 の 結 果 を 得 た.
RF周 波 数13.56MHz27.12MHzを 用 い た 実 験
1.投 入RF周 波 数6.78MHz,1356MHz共 に,RF電 力 増 加 に 伴 い,電 子 電 流 は 増 加 し て い く こ と が 確 認 さ れ た.ま た,タ ー ゲ ッ ト電 圧80Vの 時,ガ ス 流 量0.2mg/s,RF電 力300Wに お い て 最 大 電 子 電 流[email protected],[email protected]を 得 ら れ,投 入RF周 波 数13.56MHzの 方 が 多 く の 電 子 電 流 を 得 ら れ る こ と が 明 ら か に な っ た.
2.電 子 電 流IAを 引 き 出 す の に 必 要 な 最 小 タ ー ゲ ッ ト電 圧 は,投 入RF周 波 数6.78MHzで は 31.8V@ガ ス 流 量0.3mg/s,13.56MHzで は18.6V@ガ ス 流 量0.3mg/sで あ る.ま た,電 子 電 流 lAを 達 成 す る 最 小RF電 力 は,投 入RF周 波 数6.78MHzで は160W@ガ ス 流 量0.1mg/s, 13.56MHzで は100W@ガ ス 流 量0.1,0.2,0.3mg/sで あ る.以 上 よ り,ホ ー ル ス ラ ス タ に 電 子 電 流IAを 供 給 す る 場 合,投 入eW周 波 数13.56MHzの 方 が 低RF電 力 ・低 接 触 電 圧 で 供 給 で き る た め,優 位 で あ る こ と が 明 ら か に な っ た.
3.投 入RF周 波 数13.56MHzに お け るRF電 力 の 増 加 に 対 す る 負 荷 イ ン ピ ー ダ ン ス の 変 化 は, プ ラ ズ マ の 状 態 の 変 化 と 対 応 し て い る こ と が 確 認 さ れ た.し か し,投 入RF周 波 数6.78MHz で は 対 応 は 確 認 で き ず,高 周 波 プ ラ ズ マ の 種 類 の 違 い や 周 辺 機 器 と の 結 合 に よ る 高 周 波 伝 送 経 路 の 変 化 に 伴 う負 荷 イ ン ピ ー ダ ン ス 構 成 回 路 の 違 い に よ る も の だ と 考 え ら れ る.
4.RF/Cの 電 子 放 出 性 能 は 投 入RF周 波 数6.78MHzよ り も13.56MHzの 方 が 優iれ て い る こ と が 明 ら か に な っ た.
投 入RF周 波 数6.78MHzI3.56MHz27.12MHzがRF/Cの 電 子 放 出 特 性 に 与 え る 影 響 の 評 価 1.投 入RF周 波 数6.78MHz,13.56MHzの 比 較 と投 入RF周 波 数1356MHz,27.12MHzの 比 較 そ
れ ぞ れ でRF周 波 数 が 高 い 方 が 電 子 放 出 特 性 が 優 れ て い る こ と が 確 認 され た.相 関 的 に RF/Cの 電 子 放 出 特 性 の 向 上 に は,従 来 の 投 入RF周 波 数13.56MHzよ り高 い 値 を 用 い る こ
と が 望 ま しい と判 断 で き た.
2.ジ ュ ー ル 加 熱,統 計 加 熱 の 式 とRF/Cの 等 価 回 路 か ら,投 入RF周 波 数 の 増 加 に よ るRF/C の 電 子 電 流 の 向 上 は,容 量 結 合 プ ラ ズ マ に お け る 吸 収 電 力 の 増 加 に よ りプ ラ ズ マ 密 度 が 増 加 し た た め と 考 察 す る.
以 上 の 結 果 よ り,他 研 究 機 関 か ら報 告 され た 結 果 と 同様 に,投 入RF周 波 数 を13.56MHzよ り も増 加 させ た 方 がRF/Cの 電 子 電 流 が 向 上 す る結 果 が 得 られ た.本 研 究 に よ り,RF/Cに 用 い る 投 入RF周 波 数 を 増 加 させ るべ き と い うRF周 波 数 選 定 の 指 針 を得 る こ とが で き た.
謝辞
1号 館2階 の 竹 ヶ 原 先 生 の 居 室 の ドア を ノ ッ ク して か ら,3年 が 経 と う と して お りま す.何 度 あ の ドア を ノ ッ ク し,竹 ヶ原 先 生 と お 話 し した こ と か わ か りま せ ん.思 い 返 す と,竹 ヶ 原 先 生 に ご 理 解 して 頂 く た め に,ド ア を ノ ッ ク す る ま で の 道 す が ら,何 度 も 要 点 を 整 理 し,効 率 良 く話 す こ
と を 考 え て い た こ とが 思 い 出 され ま す.
竹 ヶ 原 先 生 に は,研 究 に お い て 知 識 ・経 験 か ら私 が 見 落 と し,思 い 付 か な い 視 点 で の 意 見 を 多 く頂 き ま し た 。研 究 に 悩 ん だ 際 に は,私 の 話 を 受 け 止 め て 頂 き,次 の 道 筋 を 示 し て 頂 き ま した.
こ の 場 を お 借 り しま して,竹 ヶ原 先 生 に 感 謝 の 言 葉 を 申 し上 げ さ せ て 頂 き ま す.ま た,渡 邊 先 生 に は,私 の 考 え に 対 して 適 切 な 指 摘 を 頂 き ま して,間 違 い を 正 す 機 会 を頂 き ま し た.
イ オ ン チ ー ム の 先 輩 ・後 輩 の 仲 間 と は,多 く の 時 間 を 共 有 す る と共 に,互 い に 意 見 を ぶ つ け 合 い な が ら,相 手 の 考 え を 理 解 し,相 手 に 自分 の 考 え を正 し く伝 え る こ と を 通 し て,己 を 高 め る こ とが で き た と感 じ て お りま す.特 に,同 期 の 市 村 君 とは,何 度 も何 時 間 も意 見 をぶ つ け 合 い,互 い の 考 え を 正 し,共 通 の 認 識 を持 っ て,協 力 して 研 究 を 進 め て い く こ とが で き ま した.私 に と っ て 本 当 に 貴 重 な 時 間 で した.
3年 間 の研 究 生 活 を 通 して,学 部 卒 の1年 間 の 研 究 だ け で は 決 して 得 られ な い 経 験 と成 長 を得 られ た こ と は,私 の 人 生 に お い て 大 き な 糧 と な る と確 信 し て お り ま す.高 周 波 に よ る様 々 な ト ラ ブ ル や 自 分 の 考 え を 相 手 に 正 し く 理 解 して も ら うた め に は ど うす れ ば い い か な ど の 経 験 は, 苦 し く も い い 経 験 ・思 い 出 と な っ て お りま す.
こ の 掛 け 替 え の な い3年 と い う時 間 を過 ごせ た の も,竹 ヶ原 先 生,渡 邊 先 生,市 村 君,潤 さん, 出 口 さ ん,竹 ヶ 原 研 究 室 の 皆 さん と 出 会 う こ とが で き た か ら で す.最 後 に,こ の 出 会 い に 感 謝 す る と共 に,皆 さ ん に 幸 多 か ら ん こ と を.
2017年2月 三 浦 唯 貴