| 研究実績の概要 |
半導体の洗浄に用いられるメガソニック洗浄を, ナノデバイスにダメージを与えないような確立した洗浄手法にするためには, その粒子除去メカニズムを明らかにする必要がある. 本研究では, メガソニック洗浄における粒子除去メカニズムを検討するために, メガソニック場中の気泡挙動の流体解析と付着粒子の構造解析の連成解析手法を構築した. メガソニック場中の気泡挙動の流体解析については開発済みであったので, 本年度は, 拡張個別要素法による付着粒子挙動の解析手法の構築と流体解析との連成について検討を行った. 個別要素法由来の力のほかに付着粒子に与える力として, 壁面との間のVan der Waals力, 壁面間にすべり方向に力が作用した際の摩擦力, 流体からの抗力と圧力勾配による力を考慮し, 気泡振動が誘起する圧力分布に対して運動する粒子挙動を模擬することが可能となった. さらに流体側との連成のために付着粒子が存在する領域から固相割合を定義して流体側に与えることで, 粒子が存在する際の流体挙動についても検討可能となった. また, 付着粒子を再現するために個別要素法において要素間に考慮するばねのばね定数, 粘性抵抗を表すダッシュポットの粘性係数及び連続体を再現するために導入する間隙ばねのばね定数といった各種パラメータを決定する必要がある. そこで本研究では, モデル化した粒子に一方向の単純な力を与えて, 与えた力と付着パラメータに対してどのような付着挙動になるのかを検討し, 材料の弾性パラメータなどからばね定数を与えたものが良好な結果を示すことがわかった.
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