2005 Fiscal Year Annual Research Report
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17760133
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
米村 茂 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (00282004)
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| Keywords | プラズマプロセシング / 非平衡プラズマ / PIC / MCシミュレーション / 粒子モデリング / 衝突断面積 / 数値シミュレーション / 自己バイアス電位 |
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| Research Abstract |
半導体デバイス製造に用いられるプロセスプラズマの粒子シミュレーションのためには,プラズマを構成する電子,イオンなどの荷電粒子や原子,分子,ラジカルなどの中性ガス粒子の間の衝突モデルが必要であるが,衝突断面積などの素過程のデータは決定的に不足している.本年度は,希ガスプラズマ中のイオン-原子間衝突モデルを構築することを試みた.イオン-原子間衝突は電極付近の強電界で加速されて基板に入射するイオンのエネルギーに大きな影響を与えるため材料加工を考える上で重要である.また,イオンのエネルギーと運動量を放電ガスに与えるため中性ガス流れを考える上でも重要である.アルゴン原子-アルゴンイオン衝突については,イオンのドリフト速度や拡散係数などのスウォームパラメータが実験結果と一致する良好なモデルを構築することができた.本モデルは従来のモデルに比べて,計算負荷を大幅に軽減できる利点もある.現在同様なモデル化を他の希ガス原子(ヘリウム,ネオン,クリプトン,キセノン)について行っているが,アルゴンほど良いモデルはできていない.これらのガスについても良好なモデルを構築して雑誌に投稿する予定である.
また,高周波放電では基板電極に負の自己バイアス電位が発生する.この自己バイアス電位によりイオンが加速されるため,これも上記と同じ理由で重要であるが,マグネトロン放電のような磁化プラズマにおける自己バイアス電位の特性は良くわかっていない.本研究では磁場強度と自己バイアスの関係をセルフコンシステントなParticle-in-Cell/Monte Carlo(PIC/MC)シミュレーションで調べ,国際会議ICRP-6/SPP-23で発表した.この成果は現在,英文誌に投稿中である.
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