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深層学習による代理モデルを用いたプラズマ解析

― CAEシミュレーションと機械学習の融合 ―

Particle-PLUS ⁄ DL の概要

Particle-PLUS/DL はプラズマ解析のためのアプリケーションであり、深層学習による代理モデルを用いてマグネトロンプラズマ、容量結合プラズマ(CCP)、誘導結合プラズマ(ICP) 等の様々なプラズマをシミュレートします。高速なシミュレーションはパラメトリックスタディを可能にし、成膜プロセスやエッチングプロセスの最適化を支援します。

プラズマシミュレーションの共通課題と解決方法

Particle PLUS ⁄ DL によるプラズマシミュレーションの手順

入力変数
装置の種類	マグネトロンプラズマ	CCP	ICP
装置サイズ	(D)	〇	〇
電極(直流)	〇	×	×
電極(高周波)	×	〇	×
磁石	〇	×	×
磁気コイル	×	×	〇
ガス圧力	(C)	(C)	(C)
混合ガス	(C)	(C)	(C)

出力変数
装置の種類	マグネトロンプラズマ	CCP	ICP
電子密度	〇	〇	〇
イオン流束	〇	〇	〇
電子温度	(C)	(C)	(C)

(C) : 開発を検討中
(D) : 鋭意開発中

深層学習による代理モデルの開発手順

利用者が機械学習用のサンプルデータを用意する必要はありません。なぜなら Particle-PLUS/DL には既に検証済みの代理モデルが組み込まれているからです。それらのモデルは、CAEシミュレーションで得られた結果をニューラルネットワークの手法で学習して作成されています。

システム構成の最小要件

OS: Windows 10
RAM: 4 GB
ディスク容量: 2 GB
ディスプレイ解像度: 1152 x 864
API: .NET Framework 4.6 (これは Windows 10 にプレインストールされています)

更なるシミュレーション

学習範囲の理由から Particle-PLUS/DL では入力パラメータが制限されています。より複雑なプラズマ系 (例えばマグネトロンとCCPの複合、マグネトロンとICPの複合、異なる周波数が重畳されたCCP、混合ガスプラズマ、等のシミュレーションをもしご希望でしたら、次のシミュレータ製品もご検討ください。