知識構造化手法に基づく半導体製造プロセスフルシミュレータの開発

基于知识结构化方法的半导体全制造工艺模拟器开发

• 批准号: 13555044
• 负责人: 松本 洋一郎
• 金额: $ 6.08万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13555044/
• 关键词: 知識構造化; フルシュミレータ; CVDプロセス; 分子軌道計算; 古典的軌道計算; DSMC計算

本研究では,電子間相互作用から分子間衝突及び反応・輸送特性といった異なる時空間スケールにおいて生じている現象の相互作用を解析してプロセスの体系的なモデリングを行ない,さらに,それらの結果を希薄気体力学に基づく数値解析システムに組み込むことにより,装置全体の熱流動現象の詳細な解析を行なうことを目的として研究を進めてきた.本年度はフルシュミレータ構築の第一段階としてSiH_4/H_2系に注目してモデル化を実施した.まず非経験的分子軌道法を用いて様々な位相や重心間距離に対してSiH_4-H_2, SiH_4-SiH_4の分子間相互作用を計算し,その結果を忠実に再現し得るsite-siteポテンシャルモデルの構築を行なった.次に,このポテンシャルモデルを用いてSiH_4-H_2, SiH_4-SiH_4の二体衝突について古典的軌道計算を行なって各種衝突モデルを構築した.初期エネルギ,位相及び衝突径数を種々に変化させて多数回の軌道計算を実行して結果を統計的に処理することにより,全衝突断面積モデル及び散乱角分布モデルを構築することに成功した.また,これらの分子間衝突モデルをDSMC計算に導入することによって最終的なフルシュミレータを構築した.さらに性能を評価するためにJet-CVDプロセスのDSMC解析を行なった結果,従来までの単純なモデルとは大きく異なる解析結果が得られることが明らかとなった.以上より,本研究で提唱される知識構造化手法が半導体製造プロミスに対しても非常に有効であることが示された.

In this study, we analyzed the interaction between electrons and molecular conflicts and their transport characteristics, and analyzed the interaction between electrons and molecular systems. Detailed analysis of thermal flow phenomena in the whole device This year, the first stage of SiH_4/H_2 system construction was carried out. The molecular interaction between SiH_4-H_2, SiH_4-SiH_4 was calculated by using the molecular orbital method, and the results were reproduced accurately. Secondly, the binary collision of SiH_4-H_2, SiH_4-SiH_4 is used to calculate the classical orbit. In the initial stage, the phase and the number of collision paths are transformed into the orbit calculation of most loops, and the result is statistically processed. The total collision area and the scattered angle distribution are successfully constructed. This is the first time that a DSMC calculation has been conducted. Jet-CVD DSMC analysis results for the performance evaluation, and the analysis results for the purity and diversity of Jet-CVD DSMC analysis results. The above mentioned knowledge construction methods are very useful for semiconductor production.

项目成果

Y.Sakiyama, S.Takagi, Y.Matsumoto: "Full Simulation of Silicon Chemical Vapor Deposition Process"Rarefied Gas Dynamics 22nd International Symposium. 206-213 (2001)

Y.Sakiyama、S.Takagi、Y.Matsumoto：“硅化学气相沉积过程的完全模拟”稀薄气体动力学第22届国际研讨会。

Y.Matsumoto, N.Tsuboi, T.Tokumasu, N.Yamanishi: "Multi-scale analysis of non-equilibrium hypersonic rarefied gas flows"Computational Fluid Dynamics JOURNAL. 9・1. 459-470 (2001)

Y.Matsumoto、N.Tsuboi、T.Tokumasu、N.Yamanishi：“非平衡高超音速稀薄气流的多尺度分析”《计算流体动力学杂志》9・1（2001）。

崎山幸紀, 高木 周, 松本洋一郎: "DSMC法による化学反応計算の拡張とLPCVDプロセスへの応用"日本機械学会論文集(B編). 68・667(掲載予定). (2002)

Yukinori Sakiyama、Shu Takagi、Yoichiro Matsumoto：“使用 DSMC 方法的化学反应计算及其在 LPCVD 工艺中的应用”，日本机械工程学会会刊（B 版）（2002 年出版）。

T.Kimura, S.Maruyama: "A Molecular Dynamics Simulation of Heterogeneous Nucleation of a Liquid Droplet on Solid Surface"Microscale Thermophysical Engineering. 6・1. 3-13 (2002)

T.Kimura、S.Maruyama：“固体表面液滴异质成核的分子动力学模拟”微型热物理工程 6・1（2002 年）。

S.Maruyama: "FT-ICR Reaction Experiments and Molecular Dynamics Simulations of Precursor Clusters for SWNTs"Perspectives of Fullerene Nanotechnology. 131-142 (2002)

S.Maruyama：“单壁碳纳米管前体簇的 FT-ICR 反应实验和分子动力学模拟”富勒烯纳米技术的观点。