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ハイパーシミュレータを用いたマイクロ波プラズマ装置の先進知的制御

研究課題

研究課題/領域番号 21654086
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 プラズマ科学
研究機関神戸大学

研究代表者

八坂 保能  神戸大学, 工学研究科, 教授 (30109037)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2010年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2009年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワードプラズマプロセス / シミュレーション / マイクロ波プラズマ / 均一性制御 / シミュレーション工学
研究概要

LSI生産ラインのプラズマプロセス装置では、処理手順を基にプラズマ源の電力やガス供給などのフィードバック制御を経験的に行っている。本研究では、この制御を高度化するために装置内の生成プラズマ分布の計測と評価、プラズマ電力吸収分布の外部からの制御、およびプラズマ分布を入力しその生成に必要とされる電力吸収分布を出力するような、通常とは入出力が逆に設定されたハイパーシミュレータ、を個々に開発し統合することにより、学理に基づく高機能先進知的制御を実現しようとするものである。
電力吸収分布制御に関して、スロットアンテナのキャビティ空間を半径方向に2つに分割し、2重同軸給電により2系統のマイクロ波電源をそれぞれの分割空間に供給して、放射電界を重ね合わせる方法を確立した。これにより、放射電界の半径方向分布を変化させてプラズマ電力吸収分布を制御でき、生成プラズマの密度分布を凸型や凹型に連続的に制御できることを実証した。さらに、新しい制御手法として、目標とするプラズマ密度の相対分布を入力とし、アンテナ放射電界分布の指標を与える電力吸収分布補正係数を出力とするハイパーシミュレータを開発した。2次元モデルと3次元モデルによる径方向並びに方位角方向密度分布について、目標分布を得るために必要な補正係数が求められ、それが正しく目標分布を生成することを通常シミュレーションにより確認した。
このように、昨年度に開発したフーリエ-ルジャンドル展開によるプラズマの分布評価法を含む個々の新しい要素技術がほぼ完成し、これらを統合することによってこれまでにない高機能なプラズマ分布制御が実現できる見通しが得られた。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Three-Dimensional Fluid Simulations on a Line-Shaped Microwave Plasma2010

    • 著者名/発表者名
      A.Tsuji, Y.Yasaka
    • 雑誌名

      Plasma Sources Science and Technology

      巻: 19

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple Model to Inclusively Understand a Radiated Wave Field in Slot-Excited Microwave Plasmas2010

    • 著者名/発表者名
      A.Tsuji, Y.Yasaka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 49

    • NAID

      40017420089

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Model for Antenna-Plasma Wave Coupling towards Control of Uniformity in Slot-Excited Microwave Discharges2010

    • 著者名/発表者名
      D.Sawada, A.Tsuji, T.Kitsudo, Y.Yasaka, H.Takeno
    • 雑誌名

      Journal of Plasma and Fusion Research Series (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Dynamic Control of Microwave Plasma Source for Material Processing by Using Hyper Simulation2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Yasaka, A.Tsuji
    • 学会等名
      52nd Annual Meeting of the Division of Plasma Physics, American Physical Society
    • 発表場所
      Hyatt Regency Chicago (Chicago, USA)
    • 年月日
      2010-11-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] A New Simulation Approach to Control Plasma Uniformities2010

    • 著者名/発表者名
      A.Tsuji, Y.Yasaka
    • 学会等名
      63rd Annual Gaseous Electronics Conference and 7th Int'l.Conference on Reactive Plasmas
    • 発表場所
      Maison de la Chimie (Paris, France)
    • 年月日
      2010-10-05
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] スロットアンテナからの放射電界に関する数値解析2010

    • 著者名/発表者名
      辻晃弘, 八坂保能, 竹野裕正
    • 学会等名
      第57回 応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Analyses on Radiation Properties of Slot-Excited Microwave Plasma Devices2009

    • 著者名/発表者名
      A.Tsuji, Y.Yasaka, H.Takeno
    • 学会等名
      7th Int'l. Workshop on Microwave Discharges
    • 発表場所
      CURREAC(静岡県)
    • 年月日
      2009-09-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] スロットアンテナからの放射電界とプラズマ分布に関する数値計算2009

    • 著者名/発表者名
      辻晃弘, 八坂保能, 竹野裕正
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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