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PolySim Ver.1.9 新機能のご紹介
GUI Version 1.9.6 Solver version 1.9.5

PolySim は、シーメンス法による多結晶シリコン結晶成長専用シミュレーションソフトウェアです。PolySim は、シーメンス法プロセス内の対流、熱移動、化学種の拡散、及び気相・表面反応等の物理現象を考慮して、シーメンス法プロセスの特性をシミュレーションすることが出来ます。
■主な新機能 ポップコーン状態でない結晶表面の面積の予測（”Popcorn free-area”）
Ver1.9.より、ポップコーン現象の可能性(Popcorn non-appearance)だけではなく、ポップコーン状態ではない結晶表面の面積(Popcorn free-area) も予測する事が可能です。
リ ア ク タ ー 全 体 を 通 し て 平 均 化 さ れ た 条 件 を 用 い て 算 出 さ れ た ”Popcornnon-appearance ”だけでは、異なるプロセスにおけるポップコーン状態の面積を比較する事は適切ではありませんでした。その値が増加したとしても、必ずしもポップコーン状態の表面積が小さいと判断する事は難しいです。
Ver1.9 では、”Popcorn free-area”の出力によりポップコーン状態ではない結晶表面の面積（ポップコーン状態の面積）を把握する事が可能です。
“Popcorn free-area”の計算は、ロッド面積全体のポップコーン状態ではない面積の割合として計算されます。また、ポップコーンの厚みは計算されません。ただし、”Popcorn non-appearance ”の値が高い場合は、その厚みは小さいことが推測されます。
“Popcorn free-area”の計算を考慮される場合は、”Account for flow non-uniformity”にチェックを入れてください。（図 1）“Popcorn free-area”は、Solver Setting/”Correction of the popcorn appearance”と“Correction of the non-unifomity scale”の補正パラメータで調節する事が出来ます。その際、”Average rod temperature”の値は、より正確に設定する必要があります。
注意：”Popcorn non-appearance”や”Popcorn free-area”は、プロセス初期のポップコーン現象を正確に考慮する事はできません。なぜならば、ポップコーン現象は、初期の表面の乱れに起因して起こり始めるためです。したがって、プロセス初期において、”Popcorn non-appearance criterion”が負であったとしても、ポップコーンは形成されずに、ロッド表面が滑らかなままの場合も考えられます。
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 1D ソルバーの改良
Ver1.9 において、計算の収束速度を上げるために、1D ソルバーの改良が行われまし た 。 こ の 改 良 に よ っ て 、 収 束 速 度 を 上 げ る た め に よ り 大 き な ”innerrelaxation”(0.5-0.8)を使用する事が可能です。
 “Outer relaxation factor”の自動修正機能
Ver1.9 において、”Outer relaxation factor”の自動修正機能が追加されました。
通常”Outer relaxation factor”は、0.7-0.9 程度の範囲が適用されます。この範囲を使用している場合、自動的にパラメータの修正が適応されます。もし、収束が難しい場合は、手動で規定値よりも下げる必要があります。
 “Rerun simulation”機能の追加
Ver1.9 において、”Rerun simulation"機能が追加されました。この”Rerun simulation”
機能は、PolySim GUI/”2.Progress”にて設定する事が出来ます。
（図 2）この機能を使用する事によって、前回の計算で収束した Point の計算がスキップされます。次の様な場合に有効な機能です。
1) 前回の計算で収束しなかった Point の計算のみ次の計算で実行されます。
2) 前回の計算の後、幾つかの Point のパラメータを変更した際、次の計算で変更した Point のみ計算されます。
3) 前回の計算の後、幾つか Point を追加した場合に、次の計算で追加した Point のみ計算されます。
以上の様に、計算が収束済みの Point を再度計算する必要がなくなりますので、総計算時間を短縮する事が出来ます。ただし、現在のところ Local point の計算には適用されません。
 Point 間のデータ補間精度に関する機能
Ver1.9 において、Point 間のデータ補間精度に関する機能が追加されました。より精度の高いプロセス特性を得るために、より多くの計算ポイントが必要な場合は、
PolySim GUI/2 Progress/Console output にメッセージが表示されます。

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 “Rate of the electric current increase”の出力
Ver1.9 より、”Rate of the electric current increase”の計算結果が出力されます。
これは、成長プロセス中のロッド内電流の増加速度として計算されます。（図 3）
従って、この結果は”Rod diameter based setting”でロッド直径の変化を考慮している場合、または”Time based setting”で時間変化を考慮している場合のみ出力されます。この結果は、電流の変化を考慮したプロセスレシピの開発に有効です。
注意：この結果は、ドープ無多結晶シリコンフィラメントを考慮しているので、小さいロッド直径かつドープ有多結晶シリコンの場合、計算された電流は実験と異なる可能性があります。
 残差プロットの追加
Ver1.9 よ り 、 PolySim GUI/2 Progress/Convergencen の プ ロ ッ ト 画 面 に お いて、”Growth rate”以外に”Residual” (温度と化学種の残差プロット)が追加されました。収束は、この二つで制御されます。（図 4） パラメータの単位の初期設定の変更
Ver1.9 より、入力出力パラメータの単位の初期設定を変更する事が可能です。
PolySim GUI/Menu/Advanced/”Defaults”で変更することが出来ます。
（図 5）
 Results におけるスクロールの際の問題の修正
前バージョンまでは、PolySim GUI/3 Results で、スクロールした際にパラメータ名や単位の表示が隠れてしまう問題がありました。Ver1.9 では、表示を固定しスクロールの際も隠れないように改良されています。
 収束しなかったポイントの表示の改良
Ver1.9 より、収束しなかった”Point”に関して、3 Results で”Point”が赤く表示されます。
 出力結果部分の色分け
Ver1.9 より、PolySim GUI/3 Results において、入力パラメータと出力パラメータの背景が色分けされます。（図 6）

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図 1. “Popcorn free-area”の設定と出力結果画面

図 2. “Rerun simulation”の設定画面

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図 3. “Rate of the electric current increase”の出力結果画面

図 4. Residual plot(残差プロット)画面

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図 5. パラメータの単位の初期設定の変更画面

図 6. 出力結果部分の色分け

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