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3次元希薄気体解析ソフトウェア

DSMC-Neutrals はモンテカルロ直接法 ( DSMC- Direct Simulation Monte Carlo ) を用いた3次元希薄気体解析ソフトウェアです。 非構造メッシュを用いることにより、複雑な形状のシミュレーションが可能です。 また、化学反応の計算も可能であり、真空チャンバー内の希薄なガス流れはもちろんのこと、化学蒸着 ( CVD - Chemical Vapor Deposition )などの半導体製造における薄膜生成のシミュレーションにも適しています。

シャワーヘッドシミュレーション

シャワーヘッド型CVD装置内のガス流れのシミュレーション解析事例を以下に示す。モデルの概要は次の通りである。シャワーヘッドのノズルの径は1[mm]程度であり、ノズルの数は42個である。実際の装置に比べて大きさは小さいが、サイズが大きくなっても同等な計算精度の結果を得ることができる。また、ここで紹介した形状で圧力が1[Pa]程度であれば、装置内の径が1[m]程度であったとしても並列計算を行うことで半日程度で結果を得ることができる。また、DSMC-Neutralsは反応を考慮したCVDシミュレーションが可能である。化学反応を考慮することで基板上の成膜速度や各粒子種の濃度分布などを調べることができる。また、蒸発や吸着を考慮した蒸着モデルのシミュレーションも可能である。自由分子流モデルの解析ソフトでは評価できない、中真空内のガス流れにおける装置のコンダクタンスの評価にも応用できる。

FIg.1    シャワーヘッド1/4 モデル

シャワーヘッド1/4 モデル ※ クリックで拡大表示

FIg.2    シャワーヘッド部分の詳細と流入ガス条件

シャワーヘッド部分の詳細と流入ガス条件 ※ クリックで拡大表示

Fig.3    圧力分布 [ Pa ]

圧力分布 [ Pa ] ※ クリックで拡大表示

Fig.4    密度分布 [ /m3 ]

密度分布 [ /m3 ] ※ クリックで拡大表示

Fig.5    温度分布 [ K ]

温度分布 [ K ] ※ クリックで拡大表示

Fig.6    速度分布 [ m/s ]

速度分布 [ m/s ] ※ クリックで拡大表示

Fig.7    速度ベクトル分布 [ m/s ]

速度ベクトル分布 [ m/s ] ※ クリックで拡大表示

Fig.8    X-Y 平面の圧力分布 [ Pa ] のZ依存

X-Y 平面の圧力分布 [ Pa ] のZ依存 ※ クリックで拡大表示

Fig.9    X-Y 平面の密度分布 [ /m3 ] のZ依存

X-Y 平面の密度分布 [ /m3 ] のZ依存 ※ クリックで拡大表示

Fig.10    X-Y 平面の温度分布 [ K ] のZ依存

X-Y 平面の温度分布 [ K ] のZ依存 ※ クリックで拡大表示

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