プラズマ技術の最新パラダイム -その材料技術とのコラボレーションを目指して- 2006年5月発行 定価99,750円(消費税込み) 住ベリサーチの調査研究レポート 住ベリサーチ株式会社 技術調査部 〒140-0002 品川区東品川2-5-8 天王洲パークサイドビル18F TEL 03-5462-7036 FAX 03-5462-7040 本レポートの概略目次に戻る http://www.sb-r.co.jp/report/report32_plasma.htm ↓レポートのご注文はこちらから↓ http://www.sb-r.co.jp/report/report.htm - order その他のレポートもご覧頂けます プラズマ技術の最新パラダイム 詳細目次 第 1章 緒 言 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 第 2章 プラズマ―プラズマディスプレイの場 合 2.1 蛍 光 灯 の構 造 1 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 4 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・ 4 2.2 PDPの原 理 、構 造 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・ 4 2.3 ディスプレイの性 能 比 較 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・ 5 2.4 PDPの今 後 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 5 2.4.1 開 発 の体 制 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・ 5 2.4.2 市 場 の動 き ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・ 6 2.4.3 技 術 開 発 最 新 状 況 の具 体 例 (N H K ) 2.5 PDPに使 われる高 分 子 材 料 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 6 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・ 7 -i- 第 3章 表 面 改 質 のためのプラズマ源 3.1 プラズマ技 術 に関 する用 語 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 8 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・ 8 3.2 プラズマ電 源 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 11 3.3 プラズマ診 断 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13 3.3.1 分 光 計 測 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・ 3.3.2 プラズマのパラメータと手 法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3.3.3 プラズマのパラメータと実 際 の装 置 3.3.4 プラズマシミュレーション 13 13 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 14 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・ 16 3.4 プラズマが高 分 子 材 料 に及 ぼす作 用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 18 3.5 高 分 子 表 面 改 質 後 の評 価 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・ 19 3.5.1 接 触 角 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 19 3.5.2 XPS(ESCA) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・ 19 3.5.3 FT-IR ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 20 3.5.4 電 子 顕 微 鏡 、AFM ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・ 20 3.5.5 表 面 物 性 3.5.6 ラマン分 光 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・ 20 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・ 21 第 4章 大 気 圧 グロー放 電 プラズマ(大 気 圧 低 温 プラズマ、APG) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 22 4.1 大 気 圧 グロー放 電 プラズマの歴 史 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 22 4.2 大 気 圧 グロー放 電 プラズマの概 要 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 24 4.2.1 従 来 の大 気 圧 グロー放 電 プラズマが、不 安 定 であった理 由 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 24 4.2.2 大 気 圧 グロー放 電 の安 定 条 件 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 24 4.2.3 大 気 圧 グロー放 電 安 定 の理 由 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 24 4.2.4 従 来 の大 気 圧 プラズマとの違 い ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 25 4.2.4.1 バリア誘 電 体 放 電 (D B D )との違 い ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 25 4.2.4.2 コロナ放 電 との違 い ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・ 25 4.3 大 気 圧 グロー放 電 プラズマの研 究 進 捗 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 25 4.3.1 大 気 圧 グロー放 電 プラズマの研 究 進 捗 (1 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 25 4.3.1.1 端 緒 となった研 究 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・ 26 4.3.1.2 A P G メカニズムの考 察 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 27 4.3.1.2-1 放 電 電 流 の測 定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・ 27 4.3.1.2-2 発 光 スペクトルの測 定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 4.3.1.2-3 グロー放 電 開 始 、消 失 電 圧 の測 定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 28 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 28 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 29 4.3.1.3 電 極 形 状 を変 えた場 合 のA P G 4.3.1.4 H e 以 外 のガスによるA P G 他 27 4.3.1.5 A P G によるプラズマ重 合 膜 (低 圧 グロー放 電 法 との比 較 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 31 4.3.1.6 A P G の応 用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・ 34 4.3.2 大 気 圧 グロー放 電 プラズマの研 究 進 捗 (2) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 35 4.3.2.1 A P G とD B D との違 いの検 証 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ -ii- 35 4.3.2.2 カーボンナノチューブ合 成 のためのA P G ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 36 4.3.3 大 気 圧 グロー放 電 プラズマの研 究 進 捗 (3) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 37 4.3.3.1 名 古 屋 大 マイクロ波 励 起 大 気 圧 プラズマ装 置 4.3.3.2 東 北 大 の研 究 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 37 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・ 38 4.3.3.3 埼 玉 大 導 電 セラミックスをトリガーとする大 気 圧 非 平 衡 プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・ 38 4.3.4 大 気 圧 グロー放 電 プラズマの研 究 進 捗 (4) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 40 4.3.4.1 フランスUniversite Paul Sabatier のMassiners の研 究 4.3.4.2 英 国 University of Surrey のShenton の研 究 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 40 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 40 4.3.4.3 国 際 ワークショップ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・ 41 4.4 大 気 圧 グロー放 電 プラズマの実 用 化 状 況 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 41 4.4.1 大 気 圧 グロー放 電 プラズマの実 用 化 状 況 1(積 水 化 学 の状 況 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 41 4.4.2 大 気 圧 グロー放 電 プラズマの実 用 化 状 況 2(松 下 電 工 の状 況 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 41 4.4.3 大 気 圧 グロー放 電 プラズマの実 用 化 状 況 3(コニカミノルタの状 況 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 42 4.4.4 大 気 圧 グロー放 電 プラズマの実 用 化 状 況 4(国 内 研 究 機 関 、企 業 での状 況 ) ・・・・・・ 42 4.4.5 大 気 圧 グロー放 電 プラズマの実 用 化 状 況 5(ダウコーニングの状 況 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・ 42 4.5 大 気 圧 グロー放 電 プラズマの今 後 の展 望 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 43 第 5章 マイクロプラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・ 44 5.1 マイクロプラズマの概 要 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・ 5.1.1 マイクロプラズマの状 況 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・ 5.1.1.1 マイクロプラズマ全 般 の状 況 44 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 44 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 44 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・ 45 5.1.1.2 PDP最 新 技 術 の状 況 5.1.2 マイクロプラズマの実 例 44 5.1.2.1 マイクロプラズマの実 例 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 45 5.1.2.2 極 微 細 プラズマ(ナノプラズマ)の実 例 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 46 5.1.3 マイクロプラズマの特 徴 と研 究 の方 向 5.2 マイクロプラズマの研 究 状 況 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 47 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 48 5.2.1 マイクロプラズマの研 究 例 (1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 48 5.2.2 マイクロプラズマの研 究 例 (2) マイクロプラズマジェットによるシリコンナノコーンの生成 ・・ 49 5.2.3 マイクロプラズマの研 究 例 (3) 液 滴 を用 いたマイクロプラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 50 第 6章 パルス変 調 プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・ 52 6.1 連 続 プラズマの問 題 解 決 としてのパルス変 調 プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 52 6.2 パルス変 調 プラズマのエッチング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 54 6.2.1 パルス変 調 ECRプラズマの場 合 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 54 6.2.2 使 用 ガスを考 慮 したパルス変 調 ICPプラズマの場 合 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 55 6.3 パルス変 調 プラズマのCCD素 子 製 造 プラズマプロセスへの応 用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 56 6.4 パルス変 調 プラズマのCVDへの応 用 (1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 58 6.5 パルス変 調 プラズマのCVDへの応 用 (2) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 58 6.6 パルス変 調 プラズマのCVDへの応 用 (3) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 59 -iii- 第 7章 中 性 粒 子 ビームとその応 用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 60 7.1 装 置 と中 性 化 のメカニズム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・ 60 7.2 中 性 粒 子 ビームの応 用 (1)ゲート電 極 のエッチング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 62 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 63 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 63 7.3 中 性 粒 子 ビームの応 用 (2)ゲート窒 化 膜 の改 質 7.4 中 性 粒 子 ビームの応 用 (3)量 子 ドット 7.5 中 性 粒 子 ビーム装 置 の関 連 特 許 と装 置 の開 発 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 第 8章 プラズマイオン注 入 法 (PBII:Plasma Base Ion Implantation) 8.1 PBIIの概 要 64 ・・・・・・・・・・・・・・ 65 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 65 8.2 RFパルスバイアス同 時 印 可 型 PBII ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 66 8.3 バイポーラパルスPBII ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・ 8.4 同 軸 真 空 アークコーティング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 8.5 負 イオンビームのイオン注 入 ・イオンビーム蒸 着 法 への応 用 69 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 70 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 71 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・ 73 8.6 極 低 エネルギーイオンビーム技 術 と材 料 開 発 への応 用 8.7 配 管 内 壁 の処 理 67 8.8 コンビナトリアル手 法 による、イオン注 入 条 件 の設 定 (参 考 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 第 9章 高 周 波 プラズマとマイクロ波 プラズマの最 新 動 向 (ICP、CCP、表 面 波 、ECRプラズマ、ヘリコン波 プラズマ) 9.1 高 周 波 プラズマ最 新 動 向 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 75 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・ 75 9.1.1 選 択 的 運 動 量 制 御 型 プラズマ(茨 城 大 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 76 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 76 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・ 77 9.1.2 内 挿 アンテナICP(東 芝 ) 9.1.3 SLA-ICP(アネルバ) 74 9.1.4 2周 波 重 畳 マグネトロンCCP(東 芝 ) 9.1.5 NLDプラズマ(アルバック) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 78 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 79 9.1.6 ガスパフプラズマ(三 菱 電 機 ) 9.2 マイクロ波 帯 プラズマ最 新 動 向 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 79 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 80 9.2.1 表 面 波 プラズマ、R L S A マイクロ波 励 起 プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 80 9.2.2 表 面 波 プラズマの例 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・ 81 9.2.2.1 リングスロット型 アンテナによるマイクロ波 励 起 表 面 波 プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 81 9.2.2.2 スロットアンテナのプラズマ源 (東 芝 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 81 9.2.3 体 積 波 プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・ 82 9.2.4 ギャップ放 電 によるマイクロ波 励 起 大 気 圧 プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 9.2.5 マイクロストリップラインを用 いたマイクロ波 励 起 大 気 圧 プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 83 83 9.2.6 小 型 システムのマイクロ波 励 起 大 気 圧 プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 84 9.3 ECR プラズマの最 新 動 向 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・ 84 9.3.1 EC R 装 置 の改 良 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・ 84 9.3.2 UHF 帯 E C R プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・ 9.3.3 EC R 装 置 のパルスバイアス ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ -iv- 85 85 9.4 ヘリコン波 プラズマの最 新 動 向 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 9.4.1 ヘリコン波 エッチングC V D 複 合 機 9.4.2 大 容 量 へリコン波 励 起 の装 置 86 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 86 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 86 9.5 大 面 積 プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・ 87 9.5.1 低 インダクタンス内 部 アンテナ方 式 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 87 9.5.2 ラダー型 電 極 方 式 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・ 88 第 10章 電 子 ビーム励 起 プラズマ(EBEP:Electron Beam Excited Plasma) ・・・・・・・・ 90 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 90 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 91 10.1 中 部 地 域 コンソーシアムの研 究 開 発 10.2 EBEPの装 置 (日 本 電 子 の装 置 ) 10.3 EBEP関 連 (名 古 屋 大 の研 究 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 91 10.3.1 パルス変 調 型 電 子 ビーム励 起 プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 91 10.3.2 コンパクトDCコントロール電 子 ビーム励 起 プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 92 第 11章 コロナ放 電 処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・ 93 11.1 パルスコロナ放 電 法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・ 93 11.2 流 体 安 定 化 コロナ放 電 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・ 94 11.3 コロナトーチ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 95 11.4 櫛 形 電 極 によるコロナ放 電 処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 95 第 12章 熱 プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・ 96 12.1 熱 プラズマについて ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・ 96 12.1.1 熱 プラズマの生 成 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・ 96 12.1.2 熱 プラズマの特 徴 と応 用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 97 12.2 熱 プラズマにおけるパルス変 調 (無 機 材 研 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 97 12.2.1 高 周 波 誘 導 プラズマの、エネルギー制 御 法 としての、パルス変 調 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 97 12.2.2 金 沢 大 の研 究 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・ 98 12.2.3 無 機 材 研 (1)ZnO関 連 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 99 12.3 無 機 材 研 (2)電 池 関 連 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・ 12.4 ナノ粒 子 合 成 (東 工 大 の研 究 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 12.5 高 周 波 誘 導 熱 プラズマの初 期 点 火 改 善 12.6 プラズマジェット 広 島 大 のプロジェクト 100 102 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 104 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 105 12.7 放 電 プラズマ焼 結 SPS ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・ 106 12.7.1 放 電 プラズマ焼 結 装 置 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 107 12.7.2 応 用 (1)傾 斜 機 能 材 料 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 107 12.7.3 応 用 (2)MEMS分 野 への成 形 品 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 108 12.8 プラズマ溶 射 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・ 109 12.8.1 ハイブリッドプラズマによるプラズマ溶 射 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 109 12.8.2 ツインハイブリッドプラズマスプレイシステム -v- ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 111 第 13章 高 分 子 材 料 のプラズマによる処 理 、改 質 13.1 プラズマ処 理 概 要 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 112 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・ 112 13.1.1 化 学 変 化 と物 理 変 化 の分 離 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 112 13.1.2 プラズマ中 の要 素 の分 離 (電 子 、イオン、ラジカルの分 離 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 113 13.1.3 高 分 子 材 料 の組 成 の影 響 (ポリエステル3種 の比 較 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 113 13.1.4 プラズマの特 性 の影 響 リモートプラズマとダイレクトプラズマの比 較 13.1.4.1 リモートプラズマの効 果 PTFEの場 合 ・・・・・・・・・・・・・・ 114 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 114 13.1.4.2 リモートプラズマの効 果 液 晶 ポリマーの場 合 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 115 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 116 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 117 13.1.5 高 分 子 中 の特 定 部 位 の改 質 の例 (ETFE) 13.1.6 パルスプラズマの効 果 13.1.7 プラズマ処 理 の経 時 変 化 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 118 13.2 接 着 性 改 良 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・ 120 13.2.1 接 着 性 改 良 (1)半 導 体 MIRAIプロジェクト関 連 13.2.2 接 着 性 改 良 (2)フィルム(電 磁 遮 蔽 用 フィルム) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 120 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 122 13.2.3 接 着 性 改 良 (3)銀 塩 感 材 付 きフィルム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 123 13.2.4 接 着 性 改 良 (4)フィルム(PPフィルムと銅 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 123 13.2.5 接 着 性 改 良 (5)フィルム(PETフィルムの印 刷 性 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 124 13.2.6 接 着 性 改 良 (6)フィルム(ACF関 連 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 125 13.2.7 接 着 性 改 良 (7)フィルム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 126 13.2.8 接 着 性 改 良 (8)ポリイミドフィルムと銅 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 127 13.2.9 接 着 性 改 良 (9)フッ素 系 フィルムと銅 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 129 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 130 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・ 130 13.2.10 接 着 性 改 良 (10)成 形 品 (レンズ) 13.2.11 IOFのコート技 術 13.2.12 エラストマーの処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・ 13.3 親 水 化 ・撥 水 化 ・ぬれ性 ・官 能 基 付 与 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 131 132 13.3.1 有 機 TFT関 連 自 己 整 合 プロセス ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 132 13.3.2 親 水 化 (1)フィルム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・ 133 13.3.3 親 水 化 (2)フィルム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・ 135 13.3.4 疎 水 化 フィルム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・ 136 13.3.5 マイクロプラズマによる局 所 官 能 基 付 与 (ポリエチレン表 面 の任 意 の場 所 にアミノ基 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 136 13.3.6 走 査 型 大 気 圧 マイクロラジカルジェット方 式 による局 所 親 水 化 処 理 (ポリカーボネートのぬれ性 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 137 13.3.7 ぬれ性 (ポリカーボネート) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 138 13.3.8 親 水 性 (PTFE) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・ 139 13.4 医 薬 品 DDSへの表 面 溶 解 性 改 良 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13.4.1 DDSに使 用 する高 分 子 の分 類 、選 別 13.4.2 プラズマ処 理 による乾 式 DDS ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 140 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 142 13.4.3 大 気 圧 グロー放 電 プラズマの応 用 13.5 チューブ内 面 処 理 140 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 144 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・ 145 -vi- 13.5.1 チューブ内 面 処 理 (1)軟 質 塩 ビチューブ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13.5.2 チューブ内 面 処 理 (2)PETチューブの処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 145 146 13.5.3 チューブ内 面 処 理 (3)PETチューブの処 理 (2) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 147 13.5.4 チューブ内 面 処 理 (4)PBIIによる処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 148 13.5.5 チューブ内 面 処 理 (5)PTFE、PSチューブの処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 149 13.6 分 離 膜 の処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・ 150 13.6.1 分 離 膜 の処 理 (1)PP膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 150 13.6.2 分 離 膜 の処 理 (2)PAN膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 151 13.6.3 分 離 膜 の処 理 (3)PSF、PAN膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 151 13.7 粉 末 ・繊 維 の改 質 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・ 153 13.7.1 粉 末 のプラズマ処 理 例 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 153 13.7.2 繊 維 のプラズマ処 理 例 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 155 13.8 コロナ処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 156 13.8.1 コロナとプラズマの比 較 (ポリオレフィンの処 理 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 156 13.8.2 超 高 分 子 量 ポリエチレン繊 維 とエポキシ樹 脂 の複 合 化 13.8.3 パルスコロナ放 電 の利 用 (エレクトレットフィルタ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 157 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 158 13.8.4 コロナトーチ (1)PETの処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 158 13.8.5 コロナトーチ (2)PETの処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 160 13.8.6 ナイロンとゴムのコロナ処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 162 13.8.7 生 分 解 性 プラスチックのコロナ処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 163 13.8.8 ポリエチレンシートのコロナ処 理 13.9 イオンビームによる処 理 具 体 例 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 164 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 165 13.9.1 PBIIによる改 質 (1)PETのガスバリア性 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13.9.2 PBIIによる改 質 (2)PSF表 面 へのヘパリン固 定 化 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 165 166 13.9.3 フィルムへのイオン注 入 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 167 ⅰ.ポリイミド(電 気 特 性 、光 学 特 性 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 168 ⅱ.シリコーンゴム、ポリスチレン(ぬれ性 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 168 ⅲ.セグメント化 ポリウレタン(細 胞 接 着 制 御 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 168 ⅳ.コラーゲン(生 体 高 分 子 の一 種 )(細 胞 と血 小 板 の接 着 性 を独 立 制 御 ) ・・・・・・・・・・・・・ 168 13.9.4 PBIIによるゴム用 金 型 の表 面 改 質 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13.10 プラスチック基 板 に関 連 したプラズマ処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 170 171 13.10.1 常 温 結 晶 化 技 術 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・ 171 13.10.1.1 技 術 の詳 細 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・ 13.10.1.2 具 体 的 な応 用 状 況 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 171 173 13.10.1.3 コンソーシアム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・ 173 13.10.1.4 a-Si 薄 膜 の結 晶 化 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 173 13.10.2 有 機 太 陽 電 池 用 ITO電 極 の酸 素 プラズマ処 理 効 果 13.11 高 温 高 密 度 プラズマによる処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 173 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 175 第 14章 プラズマによる高 分 子 材 料 のエッチング、微 細 加 工 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 176 -vii- 14.1 エッチング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 176 14.1.1 Low-k膜 のエッチング MIRAIプロジェクト、ポーラスシリカおよびプラズマ重 合 膜 のエッチング ・・・・・・・・・・・・・ 176 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 178 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 179 14.1.2 ポーラスシリカの要 素 プロセス技 術 (MIRAIプロジェクト、2005) 14.1.3 NLDプラズマによるLow-k膜 のエッチング 14.1.4 層 間 絶 縁 膜 のエッチング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 180 14.1.5 ラジカル注 入 を用 いたECRエッチング装 置 によるSiLK TM のエッチング ・・・・・・・・・・・・・・ 14.1.6 有 機 Low-k材 エッチング用 N 2 /H 2 2周 波 容 量 結 合 プラズマのモデリング 14.1.7 RLSAマイクロ波 励 起 プラズマ源 によるLowーk膜 のエッチング 181 ・・・・・・・・・・ 182 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 184 14.2 有 機 膜 、フィルムのエッチング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 184 14.2.1 有 機 膜 のエッチング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・ 184 14.2.2 有 機 膜 エッチング用 大 気 圧 プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 186 14.2.3 使 用 ガスのポリマー堆 積 を抑 制 するシリコン酸 化 膜 のエッチング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 187 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 188 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・ 190 14.2.4 高 分 子 フィルムのエッチング 14.3 レジスト関 連 14.3.1 レジスト材 開 発 の例 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・ 14.3.2 レジストの問 題 と対 策 の状 況 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 14.3.2.1 レジストの問 題 と対 策 の状 況 (1)モデリングと、実 際 の比 較 ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 14.3.2.2 レジストの問 題 と対 策 の状 況 (2)LER(Line Edge Roughness)関 連 ・・・・・・・・・ 191 193 193 196 14.3.2.3 レジストの問 題 と対 策 の状 況 (3)レジスト倒 れの問 題 と対 策 ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 198 14.4 プラズマ技 術 による高 分 子 材 料 関 連 の微 細 加 工 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 200 14.4.1 高 アスペクト比 の微 細 加 工 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 14.4.1.1 高 アスペクト比 エッチング 14.4.1.2 Bosch法 200 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 200 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・ 201 14.4.2 Bosch法 以 後 の発 展 MEMS関 連 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 202 14.4.2.1 デンソーの加 速 度 センサー(1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 202 14.4.2.2 デンソーの加 速 度 センサー(2) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 204 14.4.2.3 大 日 本 印 刷 のボッシュ法 関 連 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 205 14.4.2.4 サムコのボッシュ法 関 連 プラズマ装 置 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 206 14.4.2.5 アルバックMEMS関 連 プラズマ装 置 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 206 14.4.3 大 気 圧 マイクロプラズマジェット(熱 プラズマ)の微 細 加 工 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 207 14.4.4 バイオチップへの応 用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・ 208 14.4.5 ポリイミドへのビアホール加 工 14.4.6 デスミア・デスカム処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 209 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 210 14.5 プラズマ技 術 のナノ微 細 パターニング加 工 での利 用 14.5.1 ナノインプリントでのエッチング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 211 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 211 14.5.2 ポリマーのミクロ相 分 離 構 造 を利 用 したナノパターン加 工 と記 録 媒 体 への応 用 ・・・ 213 14.5.3 超 微 細 パターン凹 構 造 の形 成 方 法 14.6 高 分 子 を一 部 含 む材 料 のエッチング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 216 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 217 14.6.1 ITO膜 のエッチング(1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 217 -viii- 14.6.2 ITO膜 のエッチング(2)(参 考 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 218 第 15章 プラズマ技 術 による高 分 子 材 料 の洗 浄 、クリーニング、分 解 ・・・・・・・・・・・・・・ 220 15.1 洗 浄 、クリーニング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・ 220 15.1.1 洗 浄 、クリーニング(1)有 機 系 汚 染 物 質 想 定 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 220 15.1.2 洗 浄 、クリーニング(2)洗 浄 専 用 装 置 の例 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15.1.3 洗 浄 、クリーニング(3)金 メッキ工 程 でのNi化 合 物 のクリーニング 15.1.4 洗 浄 、クリーニング(4)プラズマ洗 浄 のダメージ評 価 221 ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 222 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 223 15.1.5 洗 浄 、クリーニング(5)廃 プラスチックの塗 膜 クリーニング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 224 15.1.6 洗 浄 、クリーニングに関 する評 価 方 法 (エプソンメソッドによるガス削 減 ) ・・・・・・・・・・・ 225 15.2 分 解 、アッシング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・ 227 15.2.1 ナノコピー技 術 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・ 227 15.2.1.1 酸 化 チタン/ポリアクリル酸 から多 孔 性 チタニア膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15.2.1.2 二 次 元 集 積 有 機 ナノ粒 子 を鋳 型 にしたチタニアナノカプセル 15.2.1.3 ケイ酸 ナトリウムとポリカチオンからシリカナノフィルム 227 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 228 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 228 15.2.1.4 チタニアをリソグラフィー(レジスト)して、ナノコピー ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 228 15.2.1.5 チタニアへDNAのナノコピー ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 229 15.2.2 Low-k膜 のアッシング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・ 15.2.3 分 解 、アッシング タイヤの分 解 処 理 15.2.4 分 解 、アッシング(市 販 装 置 ) 229 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 230 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 230 第 16章 プラズマ技 術 による高 分 子 材 料 への薄 膜 形 成 (無 機 膜 、金 属 膜 、カーボン膜 など) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 233 16.1 フレキシブルデバイス ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・ 234 16.1.1 フレキシブルTFT ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・ 234 16.1.1.1 プラスチック基 板 のa-Si TFT(1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 234 16.1.1.2 プラスチック基 板 のa-Si TFT(2) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 235 16.1.1.3 PCVDによるポリシリコン成 膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 235 16.1.1.4 ZnO TFT ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・ 237 16.1.1.4.1 東 北 大 の研 究 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・ 237 16.1.1.4.2 高 知 工 大 の研 究 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 238 16.1.1.5 東 工 大 の研 究 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・ 238 16.1.2 有 機 ELデバイス ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・ 16.1.2.1 有 機 ELデバイスの封 止 技 術 (山 形 大 、パイオニア、凸 版 印 刷 ) 16.1.2.2 有 機 ELデバイスの封 止 技 術 (豊 田 中 研 ) 239 ・・・・・・・・・・・・・・・ 240 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 241 16.1.2.3 有 機 ELデバイスの薄 膜 封 止 技 術 (大 日 本 印 刷 ) (参 考 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 243 16.1.2.4 環 境 調 和 型 有 機 EL ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 244 16.1.2.5 有 機 ELディスプレイ(NHK) (参 考 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 244 16.1.3 フィルム基 板 太 陽 電 池 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 245 16.1.3.1 フィルム基 板 太 陽 電 池 (1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 245 -ix- 16.1.3.2 フィルム基 板 太 陽 電 池 (2)CIS系 電 池 (参 考 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 248 16.1.3.3 フィルム基 板 太 陽 電 池 (3)有 機 薄 膜 太 陽 電 池 (参 考 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 248 16.1.4 フレキシブル基 板 米 国 の動 き ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 16.2 プラズマ技 術 による高 分 子 材 料 への金 属 、金 属 酸 化 膜 形 成 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 248 249 16.2.1 高 分 子 基 板 上 に透 明 導 電 膜 ITO膜 (1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 249 16.2.2 高 分 子 基 板 上 に透 明 導 電 膜 ITO膜 (2) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 250 16.2.3 イオンプレーティングによるITO膜 16.2.4 アルバック ITO膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 251 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・ 252 16.2.5 ECRプラズマスパッタ法 によるITO膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 253 16.2.6 高 分 子 基 板 上 に透 明 導 電 膜 ZnO膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 254 16.2.6.1 高 知 工 大 の研 究 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・ 254 16.2.6.2 アークプラズマ蒸 着 法 によるZnO透 明 導 電 膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 256 16.2.7 反 応 性 スパッタリング法 によるZnO透 明 導 電 膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 258 16.2.8 高 分 子 材 料 上 に金 属 膜 量 産 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 259 16.2.9 IVD法 によるPIフィルムへ銅 薄 膜 成 膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 260 16.2.10 チューブ内 面 コーティング処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 262 16.2.10.1 走 査 ミラー磁 界 型 同 期 ECRプラズマ装 置 による細 管 内 面 コーティング ・・・・・・・ 262 16.2.10.2 同 軸 型 マグネトロンパルスプラズマによる細 管 内 面 コーティング ・・・・・・・・・・・・・・ 263 16.3 プラズマ技 術 による高 分 子 材 料 への無 機 膜 形 成 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 265 16.3.1 次 世 代 DVDナノガラス薄 膜 (酸 化 コバルト膜 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 265 16.3.2 シリカ膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・ 266 16.3.2.1 シリカ膜 (1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・ 266 16.3.2.2 シリカ膜 (2) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・ 267 16.3.2.3 シリカ膜 などの大 気 圧 CVD ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 268 16.3.2.4 セラミック膜 /ポリマー膜 の交 互 ナノ多 層 薄 膜 (層 数 は10~30層 ) ・・・・・・・・・・・・ 268 16.3.2.5 反 射 防 止 コート光 学 フィルム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 269 16.3.3 シリコン窒 化 膜 、シリコン酸 窒 化 膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 269 16.3.4 シリコンカーバイド膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・ 270 16.4 プラズマ技 術 による高 分 子 材 料 へのカーボン膜 の付 着 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 271 16.4.1 ペットボトル用 DLCコーティング(三 菱 重 工 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 273 16.4.2 変 調 RFプラズマCVDによる高 分 子 基 材 へのDLC膜 作 製 (日 新 電 機 ) ・・・・・・・・・・・・・ 274 16.4.3 樹 脂 基 材 へのフレキシブルDLC膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 275 16.4.4 パルス放 電 プラズマCVDによるDLC膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 276 16.4.5 真 空 アーク法 による柔 軟 DLC膜 のゴムへの成 膜 で 摩 擦 特 性 の向 上 (豊 橋 技 術 科 学 大 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 277 16.4.6 セグメント構 造 DLC、ナノパルスCVD ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 278 16.4.6.1 セグメント構 造 DLC ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 278 16.4.6.2 ナノパルスCVDによるDLC膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 279 16.4.7 パルスバイアス電 圧 によるプラズマCVD法 のDLC膜 16.4.8 DLC膜 の剥 離 欠 陥 とその改 善 方 法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 280 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 281 -x- 16.4.9 大 面 積 透 明 DLC成 膜 装 置 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 281 16.4.10 ハイブリッド型 パルス・プラズマ・コーティング(HPPC)システム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 282 16.4.11 ハイブリッド重 畳 方 式 プラズマイオン注 入 によるDLC膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 282 16.4.12 量 産 型 パルスDCプラズマCVD装 置 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 283 第 17章 プラズマ技 術 による高 分 子 膜 の形 成 (プラズマ重 合 、PCVD) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 284 17.1 Low-k膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 284 17.1.1 Low-k膜 (1)NEC p-BCB膜 (プラズマ重 合 膜 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 284 17.1.2 Low-k膜 (2)半 導 体 MIRAIプロジェクトのDVS-BCB ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 286 17.1.3 Low-k膜 (3)MIRAIプロジェクト2005<17.1.2以 後 > ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 288 17.1.4 Low-k膜 (4)分 子 内 細 孔 法 (NEC) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 289 17.1.5 Low-k膜 (5)NCSによるポーラスシリカ膜 (富 士 通 )(参 考 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 290 17.1.6 Low-k膜 (6)RLSAマイクロ波 プラズマ装 置 による、C 5 F 8 の成 膜 ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 291 17.1.7 Low-k膜 (7)フルオロカーボン系 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 292 17.1.8 Low-k膜 (8)ボラジン ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 292 17.1.9 Low-k膜 (9)溶 媒 処 理 との組 み合 わせ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 293 17.2 センサーへの応 用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・ 294 17.2.1 センサーへの応 用 (1)化 学 センサー ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 294 17.2.2 センサーへの応 用 (2)バイオセンシングシステム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 296 17.2.2.1 QCM上 にプラズマ重 合 膜 を成 膜 し、膜 厚 測 定 と制 御 をする ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 296 17.2.2.2 免 疫 センサーの基 体 用 抗 体 固 定 化 高 分 子 としてのプラズマ重 合 膜 ・・・・・・・・・・・ 296 17.2.2.3 マイクロプラズマ重 合 によるバイオセンサーへの応 用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 297 17.2.3 センサーへの応 用 (3)バイオセンサー ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 298 17.2.4 センサーへの応 用 (4)ガスセンサー ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 300 17.2.5 センサーへの応 用 (5)ガスセンサー ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 301 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・ 301 17.3 撥 水 性 ・親 水 性 付 与 17.3.1 PCVDによる超 撥 水 性 ・超 親 水 性 薄 膜 とそのマイクロパターン ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 301 17.3.2 撥 水 性 、親 水 性 材 料 シリコン系 のプラズマ重 合 (1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 303 17.3.3 撥 水 性 、親 水 性 材 料 シリコン系 のプラズマ重 合 (2) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 304 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・ 304 17.4 有 機 無 機 複 合 膜 17.5 大 気 圧 プラズマ重 合 による高 分 子 材 料 の表 面 処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 305 17.5.1 大 気 圧 プラズマ重 合 (1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 306 17.5.2 大 気 圧 プラズマ重 合 (2) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 306 17.5.3 大 気 圧 プラズマ重 合 (3)粘 着 テープの剥 離 剤 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 307 17.5.3.1 大 気 圧 プラズマ重 合 (3)粘 着 テープの剥 離 剤 (1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 307 17.5.3.2 大 気 圧 プラズマ重 合 (3)粘 着 テープの剥 離 剤 (2) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 308 17.6 フッ素 系 イオン交 換 膜 への応 用 17.7 電 池 への応 用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 309 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・ 310 17.7.1 リチウム二 次 電 池 用 傾 斜 特 性 電 解 質 への応 用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 311 -xi- 17.7.2 メタノール型 燃 料 電 池 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・ 313 17.8 光 ファイバー 増 幅 器 への応 用 (プラズマ開 始 重 合 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 314 17.9 CNx:H フィルム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・ 315 第 18章 湿 式 法 の前 処 理 としてのプラズマ技 術 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 317 18.1 細 孔 フィリング膜 (プラズマ処 理 グラフト重 合 法 による機 能 膜 ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 317 18.2 中 空 糸 表 面 のプラズマ処 理 とプラズマ開 始 グラフト重 合 法 による改 質 (1) ・・・・・・・・・・・・ 319 18.3 中 空 糸 表 面 のプラズマ処 理 とプラズマ開 始 グラフト重 合 法 による改 質 (2) ・・・・・・・・・・・・ 320 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 321 18.4 血 液 循 環 ポンプの抗 血 栓 性 表 面 処 理 18.5 シリコン/アパタイト経 皮 材 料 のコロナグラフト重 合 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 321 18.6 コンタクトレンズ表 面 のプラズマグラフト重 合 法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 323 18.6.1 コンタクトレンズ表 面 のプラズマグラフト重 合 法 (1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 323 18.6.2 コンタクトレンズ表 面 のプラズマグラフト重 合 法 (2) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 323 18.7 マイクロ波 プラズマを用 いた綿 織 物 のグラフト重 合 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 323 18.8 PE繊 維 のグラフト重 合 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・ 325 18.9 スチレンのグラフト重 合 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・ 326 第 19章 プラズマ技 術 の高 分 子 材 料 関 連 への応 用 その他 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 327 19.1 滅 菌 ・殺 菌 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 327 19.1.1 大 気 圧 無 声 放 電 による殺 菌 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 327 19.1.2 大 容 積 マイクロ波 プラズマによる低 温 殺 菌 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 328 19.1.3 低 温 表 面 波 空 気 プラズマによる殺 菌 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 328 19.1.4 大 気 圧 同 軸 マイクロ波 プラズマの殺 菌 滅 菌 ・殺 菌 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 329 19.1.5 殺 菌 に対 する、表 面 波 マイクロプラズマのパルス変 調 の影 響 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 329 19.1.6 パルス変 調 体 積 波 プラズマによる殺 菌 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 330 19.1.7 PBIIによる滅 菌 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・ 331 19.2 環 境 改 善 のための処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・ 331 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・ 332 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・ 332 19.2.1 アスベストの処 理 19.2.2 PCBの処 理 19.2.3 放 射 能 廃 棄 物 の処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・ 333 19.2.4 水 中 難 分 解 物 質 の処 理 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 334 19.2.5 CO 2 の分 解 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・ 334 19.2.6 NOxの分 解 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・ 335 19.2.7 CF 4 の分 解 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・ 336 19.2.8 大 気 圧 プラズマ触 媒 による有 害 ガス対 策 技 術 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 336 19.2.9 ナノ材 料 の安 全 性 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・ 337 19.3 分 析 関 連 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 338 19.3.1 分 析 関 連 (1)マイクロ波 ビーム重 畳 法 を応 用 したプラズマ発 生 分 光 分 析 方 法 ・・ 338 19.3.2 分 析 関 連 (2)微少試料内全元素分析用パルス同期マルチガスプラズマ分析装置 ・・・・・ 339 19.3.3 分 析 関 連 (3)マイクロ化学分析システム(μTAS:Micro Total Analysis System) ・・・・・・・ 339 -xii- 19.4 マイクロプラズマの新 規 な利 用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 340 19.4.1 マイクロプラズマを、プラズマリアクタとして使 う(1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 340 19.4.2 マイクロプラズマを、プラズマリアクタとして使 う(2) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 341 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 342 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・ 342 19.4.3 液 中 環 境 下 マイクロプラズマ合 成 法 19.5 液 体 プラズマ電 極 19.5.1 液 体 プラズマ電 極 を用 いたマイクロ元 素 分 析 器 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 342 19.5.2 液 体 中 プラズマ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・ 343 19.5.3 超 臨 界 流 体 プラズマの生 成 19.6 これからのプラズマ技 術 例 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 344 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 345 19.6.1 高 精 度 プラズマ制 御 技 術 (自 律 型 ナノ製 造 システム) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 345 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 346 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 348 19.6.2 プラズマプロセスでの壁 の影 響 第 20章 終 言 略 語 表 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 349 参 考 文 献 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 352 -xiii-
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