게시 및 게시 날짜 : 2002/12/19

바카라 규칙 및 가스 공정 분석을위한 계산 프로그램 완료

-플라즈마 프로세스 기술 개발 비용의 지원 감소-

포인트

  • 개발 된 계산 프로그램은 가스 흐름, 바카라 규칙 거동 및 바카라 규칙과 진공 용기 내벽 또는 스퍼터링 및 에칭과 같은 샘플 표면 사이의 상호 작용을 컴퓨터 분석 할 수 있습니다
  • 계산모듈그룹을 준비하고 목적에 따라 그룹을 선택하고 통합함으로써 일반적인 목적 컴퓨터를 사용하여 다양한 가스 단계 및 플라즈마 공정의 전체 시스템을 분석 할 수있게되었습니다
  • 장치 개발 및 개선이 더 효율적일 것으로 예상되며 실험 및 프로토 타입 비용이 크게 줄어들 것입니다


요약

최근에 플라즈마를 사용한 재료 가공 기술은 반도체, 플라즈마 디스플레이, 태양 전력 패널, 박막 센서 등의 제조 분야에서 급속히 발전해 왔으며, 플라즈마를 사용한 재료 가공 기술의 급속한 발전으로 "통합 플라즈마 및 가스 계산 시스템"에서 Plasma Manufacturitation Technology에 대한 광범위한 플라즈마 및 가스 계산 시스템을 개발하려는 강력한 욕구가 있습니다 그러나, 과정에 관련된 전자, 이온, 중성 라디칼 등은 기체 단계와 장비 및 기판 표면에서 다양한 물리적 및 화학 반응을 유발하며, 이들의 시간과 공간 규모는 매우 다르며, 비평 형 플라즈마의 강력한 비선형 성은 단일 물리적 또는 수학적 모델을 사용하여 단일 물리적 또는 수학적 모델을 얻는 데 어려움을 겪고있다 이를 극복하는 전체 시스템의 플라즈마

고도로 고도로 코팅 연구 그룹의 선임 연구원 인 Miyagawa Yoshiko의 선임 연구원 인 Miyagawa Yoshiko의 선임 연구원 (Yoshikawa Hiroyuki 회장)은 Pegasus Software Co, Ltd (CEO Takasaki Toshihide)와의 바카라 규칙 공정 및 희귀 가스 분석을위한 통합 계산 프로그램을 공동으로 완료했습니다 이를 통해 공정의 가스 흐름, 바카라 규칙의 거동, 바카라 규칙과 진공 용기 내벽 또는 스퍼터링 및 에칭과 같은 샘플 표면 사이의 상호 작용에 대한 컴퓨터 분석을 수행 할 수 있습니다

개발 된 계산 프로그램은 많은 모듈이며, 이러한 모듈을 목적에 따라 선택하고 통합하여 광범위한 응용 기술로 쉽게 확장 할 수 있습니다 전체 시스템의 프로세스 분석을 위해이 계산 프로그램을 사용함으로써 장치 개발 및 개선의 효율성을 향상시키고 실험 및 프로토 타입의 비용을 크게 줄일 것으로 예상됩니다

이 계산 프로그램을 사용하면 PECVD 장치, 에칭 장치, 플라즈마 디스플레이 패널, 마그네트론 스퍼터링 장치, 이온 임플란트 장치 및 기타 진공 장치를 포함한 다양한 진공 장치의 공정 분석이 가능합니다

바카라 규칙 및 가스 공정 분석을위한 완료된 계산 프로그램은 "Pegasus"라고하며 8 월부터 Pegasus Software Co, Ltd가 회원들에게 판매되었지만 12 월부터 대중에게 판매를 시작할 것입니다 이 회사는 또한 각 장치에 최적의 모듈의 조합에 대한 컨설팅을 제공합니다


예제 시뮬레이션 결과의 그림

시뮬레이션 결과의 예 :
양의 펄스 전압 (최대 전압 2kv, 펄스 길이 5μs)이 H 자형 단면이있는 공작물에 적용될 때 생성 된 바카라 규칙 밀도의 공간 분포 공작물 주변에서 높은 밀도의 바카라 규칙이 생성되는 것으로 나타났습니다



연구 배경

바카라 규칙 재료 과학은 일본의 국가 전략 기본 과학과 일본이 전 세계적으로 자랑스럽게 생각하는 기본 과학으로 점점 더 중요 해지고 있습니다 그러나 불행히도 최근 몇 년 동안 많은 학문 분야에서 혁신적인 결과를 얻은 "컴퓨터 과학"의 적용은이 분야에서 상당히 뒤처졌습니다 그 이유는 (1) 고체, 가스 및 플라즈마 사이의 복잡한 상호 작용에도 불구하고, 연구원 및 제조 및 설계 엔지니어와의 협력에 대한 개발 연구가 거의 없으며 (2) 바카라 규칙 시뮬레이션은 일반적으로 상당한 계산 시간이 필요하며 (3) 다양한 반응 데이터베이스의 준비 지연이 필요합니다 이러한 과제를 극복하는 "통합 바카라 규칙 및 가스 계산 시스템"을 개발하고 만들어야 할 필요가있었습니다

연구 기록

10438_10514Dynamic-Sasamal먼저 개발되었습니다

현재 우리는 바카라 규칙 소스 이온 표면 수정 기술 (PIII/D)에 대한 연구를 진행하고 있으며,이 PIII/D 프로세스를 분석해야하기 때문에 Pegasus Software Co, Ltd와 협력하여 동적 사사미를 이미 개발 한 IONS 및 재료 계산 섹션에 동적 사사미를 통합 한 바카라 규칙 프로세스 분석을위한 계산 프로그램을 개발하고 있습니다

연구 컨텐츠

 플라즈마 소스 이온 이식 표면 변형 기술넓은 영역과 복잡한 3 차원 모양의 표면 처리를 허용하지만 실제로 사용하려면 공작물 표면에 균일 한 이온 주입을 실현하는 것이 필수적입니다 이를 위해 (1) 펄스 전압을 공작물에 적용하여 발생하는 시스 모양의 시간 진화, (2) 동반 된 이온 에너지, (3) 이온 전류의 분포 및 (4) 결과는 장치 설계에 반영됩니다 또한, 복잡한 형태의 부품 표면에서 이온 이식 또는 코팅을위한이 새로운 기술을 확립하기 위해, 프로세스의 상세한 분석이 매우 중요하므로 플라즈마 공정 분석을위한 계산 프로그램의 개발이 시급히 필요했습니다

우리의 연구 그룹에서바이폴라 펄스 바카라 규칙 소스 이온 이식 표면 변형 기술에 대한 개발 연구를 연구하고 있으며이 플라즈마 공정 분석 프로그램을 사용한 분석에 따르면 양의 펄스 전압의 적용으로 인해 매우 강한 바카라 규칙이 공작물 주위에서 쉽게 생성 될 수 있으며 외부 플라즈마 공급원이없는 플라즈마 이온 장치의 효과를 보여줍니다 원자 충돌로 인한 여기 및 이온화의 공정 분석 이이 플라즈마 공정 분석 프로그램에 포함되기 때문에 가능합니다 또한 진공 용기 및 샘플 표면의 스퍼터링 현상도 포함됩니다Dynamic-Sasamal에 의해 분석되기 때문에, 마이크로 포어 내부의 바카라 규칙도 올바르게 분석됩니다 [2002 년 9 월 3 일 Ion Beam (Kobe International Conference Center)을 사용하여 13 차 표면 수정에 관한 국제 회의에서 일부 연구 프레젠테이션이 발표되었으며, 2002 년 12 월 20 일 일본 Mrs Academic Symposium (Tokyo Institute of Technology)에서 연구 프레젠테이션이 예정되었습니다

개발 된 플라즈마 공정 분석 계산 프로그램은 저압 가스 플라즈마 분석에서 고압 가스의 흐름에 이르기까지 광범위한 응용을 수용 할 수 있습니다 [Pulse Plasma 고전력 펄스 일본-US 심포지엄에서의 부분 연구 프레젠테이션 (2002 년 8 월 4-8 일, 코나, 하와이)

미래 계획

우리는 다양한 반응 데이터베이스를 즉시 준비 할 것입니다


터미널 설명

◆ 모듈
독립적 인 단일 기능에 가까운 프로그램 그룹
이 계산 프로그램은 상단, 중간, 하부의 세 가지 모듈로 크게 나뉩니다
  • 상단 모듈은 (1) 가스와 플라즈마 사이의 기상 모듈, (2) 하전 입자에 대한 외피 모듈, (3) 고체 및 플라즈마 및 가스를 사용한 나노 솔리드 표면 반응 모듈 및 고체 열 전달 모듈로 구성됩니다
  • 중간 모듈은 (1) 입자 모듈, 유체 모듈, 하이브리드 모듈, (2)Lieberman모듈/Child-Law모듈필드모듈, (3) 셀 방법 모듈로 구성됩니다
  • 하부 모듈은 공통 수치 계산 라이브러리로 구성됩니다
사용자는 GUI (그래픽 사용자 인터페이스)를 통해 사용할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 플라즈마 소스 이온 표면 수정 기술 (piii/d :플라즈마 침지 이온 이식/증착)
바카라 규칙에 재료를 배치하고 이온 임플란트 또는 필름 형성에 음의 펄스 전압을 반복적으로 적용하는 기술
주로 반도체에 불순물을 도입하기 위해 개발 된 이온 임플란트 기술은 이제 Tribo와 Nanocoating 분야에서 새로운 재료를 만드는 기술로 개발되었으며 광범위한 산업에서 사용되고 있습니다 그러나 처리해야 할 대상은 평면 모양과 작은 영역으로 제한되며 3 차원 모양, 넓은 영역 또는 복잡한 모양을 수용 할 수 없으며 실제 산업 제품에 적용하기에는 불충분합니다 대조적으로, 바카라 규칙을 사용한 3D 나노 서페이스 변형 기술에서, 이온 이식 기술은 복수의 워크 피스를 고밀도 바카라 규칙에 배치하고 이온 시스에 음의 펄스 전압을 반복적으로 적용하는 것을 포함하며, 이는 플라즈마로부터 이온으로 재료 표면을 조사하는데 사용된다 이를 통해 복잡한 모양의 표면을 수정하는 기술이되어 파이프의 내부 표면과 같은 넓은 영역으로 인해 저렴하고 생산성이 뛰어납니다 또한,이 기술은 이온 주입 및 바카라 규칙 코팅을 동시에 포함하여 이온 이식의 특징 인 나노 주문 조성 및 구조의 깊이를 쉽게 제어 할 수있게한다[참조로 돌아 가기]
◆ 양극성 펄스 플라즈마 소스 이온 표면 수정 기술
재료가 희귀 가스로 채워진 진공 용기에 배치되는 기술, 그리고 양의 펄스 전압을 직접 적용하여 바카라 규칙을 생성 한 다음 음의 펄스 전압이 임플란트에 적용되거나 이온 이식 또는 필름을 형성합니다
외부 바카라 규칙 소스가 필요할뿐만 아니라 복잡한 형상을 수용하기 위해 이온 임플란트 또는 나노 코팅이 가능합니다 또한, 양의 전압이 적용되기 때문에, 공작물의 전자 가열은 쉽고 온도 제어도 쉽다 (표면 및 코팅 기술156 (2002) 322-327)[참조로 돌아 가기]



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