VSimPD 案例研究

磁控溅射是等离子体气相沉积(PVD)技术的几种类型之一,用于在表面上铺设薄的、高质量的、附着力强的膜。磁控溅射最常用于制造工业涂层,如那些提供耐腐蚀性或抗反射性的涂层,或用于生产微电子的金属层。通过使用高功率磁铁来捕获靠近目标表面的电子,磁控溅射是一个有效的过程,可以提供比其他 PVD 技术更高的沉积率。

尽管磁控溅射在20世纪70年代首次被描述,但许多公司仍在继续研究理想的条件,以实现最大的工艺效率。为了进行这一重要的商业研究,LG 显示器有限公司的工程师们寻找可以用来模拟其玻璃显示板制造中使用的大规模等离子体溅射侵蚀过程的软件。通过使用模拟软件,LG 公司的团队希望确定理想的条件和设计规格,以便以最小的风险、成本和测试来提高效率。

Plasma Discharge Simulation for Magnetron Sputtering

当他们研究各种软件应用时,LG 的工程师们知道他们需要使用一个能够进行静电、电离和粒子相互作用的自洽带电粒子模拟的粒子式代码。 准确地模拟磁控溅射是计算密集型的,他们还需要找到一个工具,能够处理现实结果所需的离子穿越时间尺度。 在了解了 Tech-X 的 VORPAL 代码,也就是负责 VSim 模拟的引擎后,他们决定看看该工具是否能满足他们的独特需求。

使用 VSim,LG 的研究人员开始模拟他们特定的磁控溅射过程。 他们测量了他们设备中溅射靶材上的吸收电流模式,据信这与靶材侵蚀模式相关。 然后他们使用VSim 进行同样的测量,看到的结果与他们的溅射模式密切相关。 由于 VSim 是一种并行计算产品,可以有效地扩大挑战性问题的规模,他们能够将模拟工作进行到离子交叉时间尺度。 在观察到 VSim 忠实地再现了他们测量的溅射模式后,他们将 VSim 整合到他们的设计过程中,以改善他们未来的产品。

"VSim 是我们进行磁控溅射模拟的重要工具,"LG显示器有限公司 CI 工艺团队经理 Geejo Lee 说。 "多亏了 VSim 提供的大量功能,包括物理学及其并行计算,我们能够准确预测我们当前设计的侵蚀曲线,而且 VSim 还能让我们继续优化我们未来的设计。 在最初的设置和建模过程中,Tech-X 的支持人员也给予了极大的帮助。"

VSim 模拟的平面磁控溅射系统(顶部)。VSim 结果显示溅射铜原子的空间分布(下)。基于这些结果,显示了溅射图案的测量侵蚀形状(右中),这与他们的测量轮廓密切相关。

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