高周波プラズマについて教えてください

質問

高周波プラズマで何らかのパターンがついた基板（例えば金属配線パターンがあるSi基板）を処理するとき、プラズマが金属上に集中しやすいとよく聞くのですが、これはなぜなんでしょうか？教えてください。

回答No.3

oshiete_goo · ベストアンサー

1Ωの抵抗と100kΩの抵抗を並列つなぎにして電圧Vをかけるとどうなるか...といえば, ほとんどの電流は1Ωの抵抗の方を流れます.
もともとは全体に同じ電圧がかかっても, 一番流れやすいところに電流は集中するので, 金属部分に集まりやすいのであろうと推測しますが, 残念ながらそれ以上の説得力のある説明は思い当たりません.

なお, 雷については, 必ずしも金属に落ちると決まっているわけではなく, 高く突き出したところや, 特に尖ったところ(電荷が集まりやすく電場が強くなりやすい)が危険なのは知られており, 一番弱いところに最初に電流が流れて空気中に電離した状態の経路が生じると, そこはさらに流れやすい状態になるとかいう話は聞いた記憶がありますが, 幾何学的配置など他の条件にほとんど差がなければ金属部分の方が抵抗が小さく, 最初に電流が流れやすく, 結果として電流が集中しやすいのではないのかと思います. ただし, 裏付けを取っていませんので, 確信はありません.

お礼

ありがとうございました

回答No.2

oshiete_goo

＞同じ表面でもその中で金属部分に集中しやすいのはなぜか？という質問です。
どうも, ご質問の趣旨を誤解していたようで失礼しました.
プラズマは荷電粒子の集まりなので, 雷が導体に落ちやすいのと同じで, もともと導体部分に集まりやすいということなのではないかと推測しますが, 確信はなしです.

#1の回答の趣旨の補足(高周波ということだったので, てっきりこれかと思い込んでいました.)
『表皮効果』は導体内の電流分布についての話です.
導体に電流を流すとき, 断面を一様な密度で流れるわけではなく, 高周波になるほど表面近くの浅い部分に電流が集中します. これが表皮効果です.
その結果, 実効的な抵抗が増加したり, また, 相対的に表面の粗さが信号の伝達に影響しやすくなったりします.
http://www.sf.t.u-tokyo.ac.jp/~fuji/skin_effect.html
http://www.sf.t.u-tokyo.ac.jp/~fuji/skin_effect2.html
上の方が基礎理論で, 下が応用的な話のようです.

参考URL：

http://www.sf.t.u-tokyo.ac.jp/~fuji/skin_effect.html,http://www.sf.t.u-tokyo.ac.jp/~fuji/skin_effect2.html

お礼

ありがとうございます。今、仕事でプラズマ装置をいぢってまして（ぜんぜんプラズマとか高周波の専門家ではないのですが。。。）、質問の趣旨からは外れたのですが表皮効果の話（最初の回答で教えていただいたURL）、参考になりました。で、ohiete_gooさん、お詳しいようですが、プラズマ中で導体に集まりやすい理由（雷が導体に落ちやすい理由）、素人（一応理系の大学は出てますが）にわかりやすいように教えてもらうことできませんか？

回答No.1

oshiete_goo

高周波電流ほど表面に集中しやすい,いわゆる『表皮効果』のためではないのでしょうか．
原理としての話しか知らないので，詳しくはご専門の方の説明を待ったほうが良いかも知れません．

http://www.mwave-lab.jp/skin_effect.htm

参考URL：

http://www.mwave-lab.jp/skin_effect.htm

お礼

回答ありがとうございます。が、質問が言葉たらずだったかもしれません。同じ表面でもその中で金属部分に集中しやすいのはなぜか？という質問です。ご存知でしたら教えてください。