マイクロ波プラズマ処理

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20.7 マイクロ波プラズマの応用例

このマイクロ波プラズマ化学反応の代表的応用例として、半導体工業における各種エッチング工程やポリプロピレンなどの高分子材料の表面改質工程に利用されている。前者は関連論文も多数あり、専門外でもあり本稿では触れないことをご承知願いたい。

後者については、図20.6.1 に示すようにプラズマ処理を実施することによりポリプロピレンなどの接触角が数秒で改善され(言い換えれば水濡れ性が良くなり親水性が大幅に改善される)、この効果を利用したものである。先に記した表20.5.1 のプラズマ処理と一般の表面改質法との比較表より、マイクロ波プラズマ処理が優位であることが判るものの、設備費が高価なことに問題が残る。

低温プラズマ処理は使用ガスの種類により次のような処理方法が実用化されている。

@ 酸素ガス(+窒素ガス)

合成樹脂各種整形製品(自動車用バンパ−・インパネ、ゴルフボ−ル、重箱、家電機器用部品、医療用部品など)の親水性(水濡れ性)改善、塗装性改善など。

Aフレオンガス

液晶、半導体集積回路部品(IC、LSIなど)などのドライエッチング処理(CDE)。

Bメタンガス+水素ガス

ダイヤモンド薄膜の生成。
得られたダイヤモンドは装飾品ではなく、  機械工具の硬度確保や熱伝導率が大きいことを生かした集積回路部品などのパッキング材に混入し除熱量のアップを図るのに利用される。

C窒素ガス

金属の窒化処理(一種の焼き入れ)。

D水素ガス

銅部品など酸化膜の還元処理。

図20.7.1 酸素スに窒素ガスを混入した際の活性化度
図20.7.1 酸素スに窒素ガスを混入した際の活性化度

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