电子器件 技术文件COMSOL_分子流模块_44.pptxVIP

分子流模块;为什么仿真?;为什么选用COMSOL?;COMSOLV4.4产品库;COMSOLV4.4产品库;稀薄气体流动接口：

0.01Kn0.1:滑动流

0.1Kn10:过渡流

Kn10:分子流

;?;从x’发射并到达x的分子数依赖于：

x’处的角辐射分布

x和x’之间的距离

面法向与x和x’连线之间的角度

为了计算到达x的分子总数，必须在所有x视线内的面上进行面积分;角系数方法的边界条件与一点上总入射通量G和同一点上的总出射通量J有关，例如：

泵：JG

排气壁：JG

标准壁：J=G

;与数密度类似，在x上的面压力同样由从x’到达它的平均分子速度来决定，这反过来由x’的温度决定。需要计算不同的积分来得到压力和数密度，因为数密度与x法向没有关系，它可以在腔室中的任意位置进行计算。

COMSOL版本的角系数方法包括以上这些积分，以及复原数密度的功能。;比基于粒子的方法快

确定性——不需要统计

精确地计算压力和数密度

精度远远高于近似电导法/手算;;在COMSOL中直接定义几何;2.设定材料和物理场;;4.求解;5.后处理;分子流接口包含各种不同环境下的边界条件;分子流接口：壁边界;;按照以下步骤来建模：;滑动流

;过渡流接口可以处理从NavierStokes到自由分子流范畴的稀薄气体流动

它采用离散速度方法：

选定一组有限数量的速度来表征分子的所有可能出现的速度（选定的速度越多，对稀薄气体的描述越好）

原子赋给这些速度条，接口求解每个条中的数密度。在域中求解一个对流方程，其中有一个表征条之间移动分子的散射项

在边界上假定总累积;除了造近壁的小块区域（Knudsen层），域中可以使用NavierStokes方程

COMSOL滑动流接口可以用来模拟滑动流范畴的层流，等温或热流

可以使用滑动和温度阶跃边界条件来模拟Knudsen层

可以按照以下两种方法指定滑动：

通过指定任意累积系数的Maxwell模型

直接指定粘度和热滑动系数，以及温度阶跃系数;每个COMSOL模块都有对应的案例库，其中的案例用来描述可供使用的特征，案例库中的案例文档均包含一步步的操作步骤，说明如何设定这些模型。;计算一个离子注入机中，沿着离子束运动路径上氢排???的数密度。当离子束撞击到光刻蚀剂掩膜的硅晶圆时，光刻蚀剂消失，排出不需要的物质（包括氢）。如果离子撞击这些排出到离子束路径上的物质，可能会使它们极化，经过加速后撞击到晶圆上，这些次级物质的注入会降低工艺的品级。

通过一个参数化求解评估改变离子束和晶圆之间的角度产生的效果

使用数密度重建特征计算了流动域内沿内部线的数密度;在一个蒸发器中，金属样品加热到融点以上。流体金属蒸发到腔室中，其速度受样品温度控制。本模型显示如何计算晶圆的蒸发膜和系统中壁上沉积的厚度。

使用沉积边界条件来计算腔室壁上的膜厚随时间的变化函数。

使用蒸发特征来指定作为蒸发源的金属上的排气通量，使用表面温度特征来指定源的蒸发温度。;显示如何模拟真空系统中低压情况下，水的瞬态吸附和解吸。当一个预真空锁的门阀开启时，向系统中引入水，模拟接下来水分的迁移和泵出过程。

描述如何模拟腔室排气问题。

给出一个当模拟吸附和解吸时需要指定粘附系数和解吸速率等参数的方程的简单示例。;差动泵浦真空系统使用一个毛细管或细管来连接真空系统中压差特别明显的不同部分，这样的系统特别适用于在较高压力下运行工艺，但是需要使用超高真空（UHV）来进行检测监控的情况。本模型中，通过一个细管流入高度真空腔室的气体近似使用解析表达式来表征管中的流速。

显示如何耦合分子流到细管下游的（等温）过渡流，使用解析表达式来表征管中的流速。

在分子流范畴分析评估分子注入管道的效应

模型可以调整为耦合细管中的过渡流到其他几何;这个基准案例计算了大长径比排气管中的压力，结果与一维仿真和文献中的Monte-Carlo仿真结果进行了比较。;通过粒子追踪接口计算的分子运动轨迹;通过不同方法计算分子束中的一个旋转平板表面上的数密度，表征为板与束之间角度的函数;真空毛细管;采用两种不同方法计算了经过一个S弯管的传递概率，分别是自由分子流动接口的角系数方法，以及数学粒子追踪接口的MonteCarlo方法。两种方法计算得到的传递概率和数密度基本一致。

二维案例显示如何通过粒子追踪和自由分子流来计算传递概率。

模型还显示了如何使用这两种方法来计算域内的数密度。;联系我们