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基于 COMSOL 的 Ion-Filter ICP 腔室仿真
Published in 2015
为抑制离子轰击靶材，提高亚稳态原子密度而提出了离子筛选 ICP（I-F ICP）设备，可以有效地抑制带电粒子到达靶材表面，亚稳态原子与电子/离子数量比值明显提高，有助于 CVD 工艺中靶材表面的活化。本文通过 COMSOL Multiphysics® 中耦合等离子体和流场接口对 I-F ICP 腔室建模仿真，腔室结构见图1，应用氩气放电仿真研究了离子筛网的过滤效果。首先对比有无耦合流场的结果，结果显示了耦合流场仿真的必要性。用等离子体场与流场耦合计算，等离子体场为流场提供流体的特性参数密度和动力学粘度系数，流场接口为等离子体接口提供速度场和决定压力等参数并提供进、出气口，详细的计算流程见图2。仿真结果显示离子筛网能够改变等离子体放电参数（电子/亚稳态原子数密度、电子温度、电子电势等）的分布，有效地阻止带电粒子到达靶材表面，增加靶材表面发生反应的亚稳态原子比重；其次，通过对比发现流场对于整体腔室内部的等离子体参数分布影响不大，但是它能有效地提高亚稳态原子通过离子筛网时的扩散速度，有效地提高了靶材表面亚稳态原子数密度；最后，验证了不同材料筛网对亚稳态原子的扩散影响较大。
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