SEDE ソフトプラズマエッチング装置

SEDEシリーズの特殊電極と均一照射が
様々なアプリケーションへの応用を実現

100×100PET 大判フィルム表面親水化処理

表面間相互作用力測定の前処理

PDMS試料の接合

基板の表面改質・親水化処理

STEM観察中のコンタミ除去

有機物ソフトプラズマクリーニング

太陽電池用半導体薄膜の解析

TEMグリッドの親水化処理

PDMSを用いた無線駆動水晶振動子バイオセンサの作製事例


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100×100PET 大判フィルム表面親水化処理

SEDE-PFA使用事例が2012年文献に掲載されました。

 

PETフィルム(100×100㎜)の全面親水化処理後、セルロース水分散液をコーティング
SEDE-PFAは、大口径φ148㎜ステージでほぼ全面プラズマ照射ができるため、化学処理せずに以下の条件で短時間親水化処理ができます。

PLAフィルム(3W5分処理) 
PETフィルム(6W1分処理)
 

親水化後にセルロースを塗布したフィルムは、高い透明度を保ちつつ酵素のバリア機能を持ちます。

100×100PET 大判フィルム表面親水化処理

 

資料御提供:
東京大学大学院 農学生命科学研究科 生物材料科学専攻 製紙科学研究室 磯貝 明様 齋藤 継之様 福住 早花様

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表面間相互作用力測定の前処理

AFMによる溶液中での表面相互作用力測定

 

AFMのフォースカーブを用いてカンチレバーの先端に付けたシリコンビーズとアルミナ基板の 表面間力を液中で測定した事例です。アルミナ基板表面に付着したコンタミ物質をクリーニン グする事により、本来の斥力及び引力の測定を行うことが可能になります。

表面間相互作用力測定の前処理

 

資料御提供:
広島大学 工学部 山本 徹也 様

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PDMS大判でも、コンスタントな完全接着での実績

PDMS試料の接合用プラズマ処理では、PDMS基板とマイクロ流路加工を行ったガラス基板を接着 剤、加熱溶融処理などは不要で、失敗なくコンスタントに接合できます。 大きめの試料なら、90×45㎜2枚程度(基板とシリコン等)のPDMS全面接合が可能です。 PDMS-PS(ポリスチレン)やPDMS-PVC(ポリ塩化ビニール)も接合可能です。

PDMS大判でも、コンスタントな完全接着での実績

 

資料御提供:
広島大学 ナノデバイス・バイオ融合科学研究所 村上 裕二 様

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基板の表面改質・親水化処理に

[PMMA]

 

疎水性の高いPMMAをアルゴンガスを用いて6W、30分処理したところ、処理前の接触角56.9°に 対して24.2°まで親水化処理できました。
PMMAの他、PSやガラス、金、PDMS等の基板について親水化処理の実績があります。

PMMAの親水化処理

 

[ポリイミド基板]

 

ポリイミド基板の親水化処理

 

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STEM観察前の触媒(TiO2)極表面クリーニング

STEM観察中のコンタミを除去

 

触媒(TiO2)を走査透過電子顕微鏡(STEM)で観察する際に発生するコンタミを除去するため、プラズマエッチング装置の使用が有効ですが、従来のエッチング装置を使用すると、マイクログリッドのカーボン膜が30秒で無くなったり、条件設定がラフで再現性がとれなかったりします。
SEDE ソフトプラズマエッチング装置なら、サンプルによってクリーニング条件を細かく設定で き、ソフトで均一なエッチング処理が出来る為、サンプルに全くコンタミが着かず、カーボン膜 もダメージがありません。
特に1nm以下の微小なコンタミだけを除去できます。安定した均一なプラズマ放電により常に同じ結果が得られ、また最大φ148mmまでのサンプルが処理できる点が非常に有用です。



【テスト条件】
サンプルをセットし調整後、写真を撮影、すぐにSTEM(500万倍)で数分間観察を行い、倍率を300万倍に下げて写真撮影を行いました。

 

STEM観察前後のコンタミの比較画像

 

資料御提供:
名古屋大学大学院 工学研究科 電子情報システム専攻 川﨑 忠寛 様

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有機物ソフトプラズマクリーニング

高熱や有機培養を用いず、ダメージフリークリーニング

 

下のSEM 画像は、金属ナノ細孔体の1 つである"白金ナノ粒子" です。
炭素の含量が多すぎるために、触媒としての活性が低いという問題点からSEDE ソフト エッチング装置により、この白金ナノ粒子の生成時に生じたアセトン由来の残渣ポリマーから生 じる炭素の除去をしました。
加熱処理による燃焼除去の場合と比較して温度による影響がほぼないため、凝集せず生成時の形状を保持したまま細孔を埋めていた炭素を除去できました。

白金ナノ粒子のソフトプラズマクリーニング

 

資料御提供:
千葉大学理学部 化学科 加納 博文 様

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太陽電池用半導体薄膜の解析

東京工業大学 炭素循環エネルギー研究センター 伊原様の研究室では、良質な結晶を作製すること が困難なβ-FeSi2半導体の結晶薄膜を、ZMC(Zone Melting Crystallization)法を用いることにより、酸化シリコン膜上に作製することに成功しました。
しかしSiO2に覆われた状態では、作製した結晶薄膜の電気物性が測定できませんでした。
そこでSEDEソフトエッチングデバイスにアルゴンガスを導入してcap層のSiO2をエッチングすることにしました。
結晶化させる前の薄膜にエッチングを施すと、上記画像のようにsample層にダメージなく、cap層 を削ることができました。結晶化した薄膜でもフッ酸等の化学薬品を用いずにエッチング処理する こができ、電気物性の測定も可能となりました。
実際の太陽電池への応用がますます期待されています。

 

太陽電池用半導体薄膜の解析のエッチングイメージ画像

 

サンプルホルダーの傾きによるbottom層の厚さの変化を補正したあとのSEM画像を見比べると、 エッチングされていることが視覚的に確認できます。

 

cap層+sample層のエッチング前後の比較画像

 

資料御提供:
東京工業大学 伊原研究室 井上 建 様

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TEMグリッドの親水化処理

水に浮いた超薄片を水面下からすくい上げる際、疎水性のある支持膜の場合、支持膜を切片に近づけると切片が逃げてしまいすくうことが出来ません。疎水性の強いカーボン膜には、親水化が必要です。低出力でプラズマ処理できるSEDEならば、脆いカーボン膜もダメージなく処理することができます。

TEMグリッドの親水化処理画像

PDMSを用いた無線駆動水晶振動子バイオセンサの作製事例

PDMSを用いたマイクロ流路デバイスは、生体医工学分野や機械工学分野などで試験的に使用するデバイスとして使われております。PSMSは、シリコンゴム製の材料で、成型が容易で、硬化した基板は、柔軟性・耐熱性・絶縁性などの面に優れている為、試験用途は多岐に渡ります。機械工学分野では、PDMSの特性を活かし、エンジン内部環境の計測、制御などの用途として期待されています。

PDMSを用いたマイクロ流路デバイス1

ラムネ瓶中を自由に動き回るガラス玉と同様に、薄板水晶振動子が微小流路中を自由に動けるよう、機械的に固定することなく支持した状態でパッケージしたラムネ型水晶振動子を使用したバイオセンサ(RAMNE-Q)の作製に使われました。 マイクロ流路内にサンプル溶液を流し、一方のアンテナから水晶の基本共振周波数(56MHz~)となる電磁波を印加することで発振させ、同時に、もう一方のアンテナを通じて水晶からの信号を無線により計測します。

PDMSを用いたマイクロ流路デバイス2

PDMSを用いたマイクロ流路デバイス3

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