| 研究課題/領域番号 |
02452115
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
小林 敏雄 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50013206)
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| 研究分担者 |
佐賀 徹雄 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (30013220)
谷口 伸行 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10217135)
松本 洋一郎 東京大学, 工学部, 助教授 (60111473)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1991
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| 研究課題ステータス |
完了 (1991年度)
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| 配分額 *注記 |
6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
1991年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1990年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
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| キーワード | 数値流体力学 / 薄膜製造技術 / 希薄気体流 / 分子動力学 / モンテカルロ法 / 数値反応槽 / コンピュ-タグラフィックス / 希薄流体 / モンテカルロ直接シミュレ-ション / 減圧CVD法 / 数値反応炉 / 等方散乱モデル / グラフィックス |
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| 研究概要 |
本研究は薄膜製造技術の一つである減圧CVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)法を主対象とし、ポルツマン方程式のモデル化手法であるモンテカルロ直接シミュレ-ション(DSMC)法を中心に希薄気体流の数値解析の実用化を検討した。特に、槽内の混合化学反応や表面蒸着等の現象に対して分子動力学(MD)法を適用して分子動力学法による解析とモンテカルロ直接シミュレ-ションによる解析との統合を図り、設計・製造に有用な統括的な解析手法を確立することを目的とした。そのために、設備備品費なでにより3次元流れ解析プログラムを作成し試験的運用を行うためのハ-ドウェア-システムを得て、(1)減圧CVD反応槽内希薄流の数値解析、(2)反応・蒸着過程の解析、(3)コンピュ-タによる成膜過程の画像表示、(4)希薄気体用数値反応槽の構成の4つの課題について研究を進展させた。課題1については、反応槽内に多数のウェハ-が挿入された状態を解析するための3次元DSMC解析コ-ドを構築し、解析結果と実験デ-タの巨視的評価から、中間領域の希薄気体流解析において導入した数学モデルが定性的に有効性であることを確認した。課題2に対しては、分子動力学(MD)法を用いた解析コ-ドを試作して、固体表面における反応・蒸着のメカニズムを解析した。これにより成膜上の境界条件の数学モデルの改良に関する一つの研究方法を開拓した。また、分子相互作用に関する数種の数学モデルについてDSMC法の試行計算を行い、影響が比較的小さいことを示した。さらに課題3において、流動状態および粒子運動に関する3次元的で非定常な情報を表示するアニメ-ションを実際に作成し、本研究の実用化の方向を例示した。また、一般に実用上の課題となる格子生成法についても検討した。以上の成果に基づき反応槽内流動解析を複数の条件下で計算し、工学的に有効であるとの検証を得た。
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