模拟

目标侵蚀

Gencoa和利物浦大学的合作已经产生了一种蒙特卡洛代码,可以预测任何磁控管几何形状和磁阵列类型的等离子体分布和目标侵蚀。

该代码使用磁场的三维有限元模型提供的数据来预测三维目标表面上的电子运动和电离影响。

该软件允许直接模拟目标侵蚀,消除了在设计过程中进行等离子体测试的需要。这一强大的工具允许优化现有的磁性设计和创建新的磁性设计的最小测试和风险。

磁造型

使用2D和3D磁建模是仿真过程的第一阶段。它解决了磁问题,并提供精确的磁数据,如场强和目标表面任何位置的电子轨迹。

电子密度分布

初始位置是根据磁路形状的概率分布产生的。开始时电子以温度为5ev的麦克斯韦分布生成,而离子则是在室温下生成。过程中进一步描述的粒子相互作用,以及他们与边界交互——在目标有二次电子产生的离子轰击,平面的对称粒子镜像到另一半的几何,和其他边界粒子消失。在这段时间里,它们在电磁场的影响下运动,它们的位置被记录下来,如图所示。碰撞是根据零碰撞技术产生的。与计算每一步的碰撞概率不同,自由飞行时间是从最大横截面计算出来的(见右图)。

电离冲击和侵蚀分布

下面的例子说明了扫描FFE型等离子体的电离分布和目标侵蚀深度。在任何时间点,侵蚀都可以被估计,然后随着时间的推移,结果被平均,以提供最终目标侵蚀和优化磁学。

40%的保证

这种模型已经得到了很好的应用。例如,Gencoa对高产率(HY)磁体的性能非常有信心,如果(按重量计算)至少40%的目标未能实现,我们将退还HY成本。这是基于100,125,150和200毫米宽的粘结目标类型在正常运行条件下。实际的目标使用量应该是50-60% -任何少于40%的情况下,你将获得HY磁补剂的费用退款。

有限元建模

Gencoa目前使用2D和3D有限元建模软件包来创建特定于客户要求的磁场设计。需要考虑的因素包括磁控管的尺寸和类型、靶材料、靶厚度、工艺要求以及可能存在于真空室中的任何铁磁元件。一旦设计了磁场阵列,就会产生磁场图像,从中可以获得有价值的信息,如磁场强度和形状、平衡水平和侵蚀点。然后利用这些信息优化,例如,目标侵蚀,涂层均匀性,阳极位置,基片位置和基片轰击。为了创造一个完美的设计,需要考虑到许多因素,任何设计都需要多次迭代。

由于Gencoa的一些磁性设计的复杂性,使用3D磁性模拟是必不可少的。标准的磁学是一个简单的2极设计,如上所示。高成品率(HY)型磁体是一种更复杂的多极系统,它能更好地控制等离子体以提高靶材的利用率。矩形和圆形FFE型磁控管具有高速扫描磁场,需要三维时间分辨分析来提供磁场图像,从而使设计得以优化。

Gencoa还为其他制造商的阴极模拟和设计磁系统。这些磁包可以被改装到现有的磁控管中,以提高产品在目标使用或涂层均匀性方面的性能。

改进了可旋转磁控管的磁包设计,以减少转弯时增强的目标侵蚀,并可作为可改造的磁棒提供给任何制造商的可旋转磁控管。

磁模型的生成是优化过程的第一步。然后利用这些数据来预测等离子体分布和靶材的三维侵蚀,以确保最佳的靶材使用。

产品宣传册

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