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

使用超级模拟器对微波等离子体设备进行先进的智能控制

基本信息

批准号：
21654086
负责人：
八坂保能
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

在LSI生产线的等离子体过程设备中，反馈控制（例如等离子体源的功率和气体供应）是根据处理程序经验进行的。在这项研究中，为了改善这种控制，我们旨在通过单独开发和整合与输入和输出成型的投入和输出来实现高性能，先进的智力控制，从而衡量和评估设备中产生的等离子分布，控制等质量功率吸收功率的功能分布，并使功率吸收分布及其产生分布，并产生Plasasma分布的分布。关于功率吸收分布控制，已经建立了一种方法，其中将插槽天线的腔空间分为两个径向分为两个，并通过双轴喂食向每个分隔的空间提供两个微波电源，并且辐射电场重叠。这表明可以通过更改径向电场的径向分布来控制等离子体功率的吸收分布，并且可以在凸面或凹形类型中连续控制生成的等离子体的密度分布。此外，作为一种新的控制方法，已经开发了一种超模拟器，该方法使用目标等离子体密度的相对分布作为输入并输出功率吸收分布校正系数，该系数提供了天线辐射电场分布的索引。对于二维和三维模型的径向和方位密度分布，确定获得目标分布所需的校正系数，并通过正常模拟确认它们正确地生成了目标分布。通过这种方式，包括去年开发的傅立叶 - 跨发展方法在内的单个新元素技术几乎已经完成，并且通过整合这些方法，我们已经实现了实现前所未有的高性能等离子体分布控制的前景。