真空技術、プラズマ技術、薄膜技術
そして微細加工技術を用いる技術者のためのシミュレーションソフトウェア

Plasma Enhanced materials processing
and rarefied GAS dynamics Unified Simulation tools

PEGASUS の特徴● PEGASUS は、装置メーカ、材料メーカそしてデバイスメーカにおいて真空技術を利用した開発、製造に携わる技術者のためのシミュレーションソフトウェアです。
● PEGASUS は、真空薄膜技術で必要とされる多くのプロセスに関連するシミュレーションを行うことができます。
● PEGASUS は、装置サイズの気相シミュレーションからミクロンサイズの基板表面シミュレーションまで行うことができます。
● PEGASUS は、機能が異なる複数のモジュールで構成されています。
一つあるいは複数のモジュールを組み合わせて使用することにより、お客さまの要求に応じたシミュレーションを行うことができます。

PEGASUS の対象となる産業と分野

MEMS

ＩＴ
光ファイバー

宇宙開発

μＴＡＳ

光学

光導波路デバイス
スペースチャンバ

エネルギー

各種コーティング

太陽電池

照明

燃料電池

半導体

バイオチップ

新素材

太陽光発電
カーボンナノチューブ低、高誘電率材料

自動車

シリコン
化合物半導体電子

カーエレクトロニクス
ミラー

窯業
ＬＣＤ

ヘッドランプＰＤＰ 有機ＥＬ

ディスプレイ金属

光ディスク
磁気ディスク

食品／飲料

磁気ヘッド

表面改質
耐腐食
低酸素透過膜パッケージ

ＤＬＣ

ファインセラミックス
蒸着

ＣＶＤ
気相成長

ドライエッチング

硬化
金属加工

表面改質

薄膜プロセスイオン

スパッタ

プレーティング
重合プロセスPEGASUS の用途

希薄気体装置シミュレーション

・各種真空装置、真空ポンプでの希薄気体挙動および粘性流・真空蒸着装置でのキャリアガス流れおよび膜厚分布プラズマ装置シミュレーション

・PECVD/ エッチング装置での母ガス、荷電粒子、励起種、ラジカル挙動

・マグネトロンスパッタ装置でのプラズマ挙動およびスパッタ粒子挙動

真空技術

プラズマ技術放電現象シミュレーション

・マグネトロン /薄膜技術

ホローカソード /沿面放電

微細加工技術・荷電粒子ビーム挙動
・プラズマ源イオン注入
・プラズマ源表面改質
・マイクロプラズマ
形状シミュレーション

・PVD/PECVD/ エッチングにおける微細加工形状

希薄気体シミュレーション

・希薄気体中のナノ粒子挙動
・微細領域での原子・分子挙動
・真空引きPEGASUS 構成モジュールと特長
2 次元気相モジュール
座標系はデカルト座標もしくは軸対称モデルです。

矩形メッシュ生 成、境界条件の設定、そして制御データ生成がGUI により簡単な操作で行えます。使用者は装置条件、運転条件に応じて使用するモジュールを選択します。
● MSSM（ 静磁場解析 ）永久磁石、磁場コイルによる静磁場解析を行います。

荷電粒子種シミュレーション
PEGASUS は非平衡低温プラズマを対象とします。
●PHM（ プラズマ流体 / ハイブリッドモデル ）・流体モデルは電子温度をエネルギー方程式により求め、ハイブリッドモデルでは電子温度をモンテカルロ法によるエネルギー分布関数から求めます。

・流体モデルを選択するときは、TTBEQ を前もって実行し、その出力ファイルを使用することにより精度良い結果が得られます。

・イオン温度を一様と仮定していますが、IMCSMもしくはSMCSM により境界への入射イオン情報が得られます。

● RGS3D（ 3 次元直接シミュレーションモンテカルロ法 ）・DSMC 法に基づき 3 次元任意形状の流れ場を解析します。
・粘性流についても新衝突法のオプションにより解析できます。
・並列版もあります。
●FPSM2D/3D（ 2 次元 /3 次元形状シミュレーション ）・PECVD/ ドライエッチングにおけるすべての物理化学反応を考慮することが比較的容易に行えます。また物質表面の組成依存性を扱うことが比較的容易に行えます。

・複雑な物質、たとえばポーラスなどもランダムに空孔を導入することにより扱えます。
・確率論的手法ですので表面粗さなどのチェックにも使用できます。
3 次元マグネトロンプラズマシミュレーション● MSSM3D（ 静磁場解析 ）● PIC-MCCM3D（ Particle-In-Cell 法 + モンテカルロ衝突法 ）●PIC-MCCM（ Particle-In-Cell 法 + モンテカルロ衝突法 ）・PIC/MCC 法に基づいています。
・電磁界中での電子・イオンの運動方程式および静電位のためのポアソン方 程式を短い時間間隔で解くことにより荷電粒子の挙動を計算します。

・並列版もあります。

表面科学シミュレーション● SASAMAL（ イオン注入シミュレーション ）入射ドーズ量依存のイオン注入の深さ分布、組成分布を求めます。

● SPUTSM（ スパッタリングシミュレーション ）SASAMALにより入射イオンによるスパッタ粒子情報を求めます。

●SMCSM（ シースモンテカルロシミュレーション ）シースモデルもしくは PHM の結果を用いて荷電粒子の入射エネルギー・角度分布を求めます。

中性粒子種シミュレーション

標準装備モジュール● NMEM（ 流体モデル ）混合ガスの運動はナヴィエ - ストークス方程式、温度はエネルギー方程式を解き、各密度分布は移流 - 拡散方程式を解きます。

● DSMCM● GUIM

すべてのモジュールを制御するユーザインターフェイスです。

（ 直接シミュレーションモンテカルロ法 ）・DSMC法に基づいた希薄気体の流れ場の解析に有効です。
・粘性流についても新衝突法のオプションにより妥当な計

原子・分子データベース●IMCSM● TTBEQ（ 2 項近似ボルツマン方程式解法 ）算時間での解析が可能です。

（ イオンモンテカルロシミュレーション ）PHM の出力結果を用いてイオンの挙動を解析し、境界への入射イオンエネルギー・角度分布を求めます。

プラズマ中の電子、イオン、中性粒子間の気相中衝突反応に関するデータです。

・電子輸送係数、平均エネルギー、レート係数などを求めます。
・出力ファイルは PHM で使用されます。

PEGASUS 構成モジュールの仕様
中性粒子種シミュレーション
モジュール名

NMEM

DSMCM

DSMCM3D

RGS3D

2232/3メッシュ形状

矩形

矩形

直方体

3・4 角形 /4 面体、5 面体、6 面体

メッシュ生成方法

GUI

GUI

GUI

3 次元直方体メッシュは GUI、他は市販のプレ

数学モデル

流体モデル

粒子モデル

粒子モデル

粒子モデル

数値解法

差分法

DSMC 法DSMC 法DSMC 法

並列版

有有有有

反応

壁面

壁面

壁面

気相、壁面移動境界－

有有

有、回転基板

解析次元

プラズマシミュレーション
モジュール名MSSM

PIC-MCCM

PHM

IMCSM

MSSM3D

PIC-MCCM3D

TTBEQ

222233０メッシュ形状

矩形

矩形

矩形

直方体

直方体－

メッシュ生成方法

GUIGUIGUIPHM のメッシュを使用
－GUI

GUI－

数学モデル

A-φ法

粒子モデル

ハイブリッド /流体モデル

粒子モデル

T-Ω法

粒子モデル

2 項近似
ボルツマン方程式

数値解法

有限要素法

PIC 法＋
モンテカルロ衝突法

差分法

モンテカルロ法

有限要素法

PIC 法＋
モンテカルロ衝突法

差分法

並列版

－有有－

－

有－

反応

－

気相、壁面気相、壁面気相－気相、壁面気相

中性粒子計算とのカップリング－

NMEM
もしくは DSMCMNMEMもしくは DSMCM

－－－

－

解析次元

表面科学シミュレーション
モジュール名SASAMALSPUTSM

SMCSM

解析次元

1

1

1

メッシュ形状－－－数学モデル

2 体衝突近似モデル

2 体衝突近似モデル

粒子モデル

数値解法

モンテカルロ法

モンテカルロ法

モンテカルロ法

－－

気相

反応

形状ミュレーション
モジュール名FPSM2DFPSM3D

23

メッシュ形状

矩形

直方体

メッシュ生成方法

GUIGUI

数学モデル

粒子モデル

粒子モデル

数値解法

セル法 / モンテカルロ法

セル法 / モンテカルロ法

壁面

壁面

解析次元反応適用事例
各種真空装置での希薄気体挙動シミュレーション
使用モジュール：DSMCM

窒素分子温度分布

使用モジュール：RGS3D

窒素分子速度分布

酸素分子圧力分布

酸素分子速度分布

真空蒸着装置でのキャリアガス流れおよび膜厚分布シミュレーション
使用モジュール：RGS3D

蒸発粒子密度分布

蒸発粒子速度分布と吸着フラックス分布

PECVD 装置での母ガス、荷電粒子、励起種、ラジカル挙動シミュレーション
使用モジュール：PIC - MCCM、NMEM

水素ラジカル密度分布

電子密度分布H3+ 密度分布

混合ガス速度分布

エッチング装置での母ガス、荷電粒子、励起種、ラジカル挙動シミュレーション
使用モジュール：PHM、DSMCM

SF2+ 密度分布

パワー吸収分布F ラジカル密度分布 SF6 密度分布

対向ターゲットマグネトロンスパッタ装置でのプラズマ挙動およびスパッタ粒子挙動シミュレーション
使用モジュール：SPUTSM、DSMCM

スパッタ粒子速度分布

スパッタ粒子密度分布

使用モジュール：MSSM、PIC - MCCM

磁力線

電子密度分布

マグネトロンスパッタ装置での 3 次元プラズマ挙動シミュレーション
使用モジュール：MSSM3D、PIC - MCCM3D

電位分布

電子密度分布

プラズマ源イオン注入 / 表面改質シミュレーション
使用モジュール：PIC-MCCM+

上から電子密度、Ar 密度、電位分布0.1μs 1μs

バイポーラ正パルス

2.5μs 5μs6μs

7.5μs
10 8e-10 6Ar＋2kV

φ0

ホローカソード放電シミュレーション
使用モジュール：PHM（ハイブリッドモデル）

使用モジュール：PHM（流体モデル）

左図：Ar、133[Pa]、‒230[V] (DC)
右図：Ar、1330[Pa]、‒300[V] (DC)

電子密度（右）、電子発生率（左）分布

電子密度（右）、電位（左）分布

エッチング /PVD における微細加工形状シミュレーション
使用モジュール：FPSM2D

使用モジュール：FPSM3D

CF 系プラズマによる SiO2 エッチング

Si エッチング（右）、PVD 蒸着膜（左）形状〒104-0032 東京都中央区八丁堀二丁目 11 番 8 号 平澤ビル 2 階
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