Die HF-Frequenz für das Sputtern beträgt normalerweise 13,56 MHz.
Diese Frequenz wird aus mehreren Gründen gewählt.
1. Kompatibilität mit ISM-Bändern
Die Frequenz von 13,56 MHz liegt in den ISM-Funkbändern (Industrial, Scientific, and Medical).
Diese Bänder sind weltweit für die nicht-kommerzielle Nutzung reserviert, um Interferenzen mit Telekommunikationsdiensten zu vermeiden.
Diese Standardisierung ermöglicht eine weit verbreitete und einheitliche Nutzung der HF-Sputtertechnologie ohne regulatorische Konflikte.
2. Effiziente Ioneninteraktion
Die Frequenz von 13,56 MHz ist niedrig genug, um bei jedem Zyklus genügend Zeit für die Impulsübertragung von Argon-Ionen auf das Zielmaterial zu haben.
Dies ist für ein effektives Sputtern von entscheidender Bedeutung, da es sicherstellt, dass die Ionen genügend Zeit haben, um auf das Target aufzutreffen und Partikel abzulösen, ohne zu schnell zu sein, um effektiv zu interagieren.
3. Elektronenschwingung und Plasmarate
Die Frequenz ist auch hoch genug, damit die Elektronen im Plasma oszillieren können, was zu einer hohen Plasmadichte führt.
Diese hohe Plasmarate ermöglicht niedrigere Betriebsdrücke (10^-1 bis 10^-2 Pa), was zur Abscheidung von dünnen Schichten mit anderen Mikrostrukturen führen kann als bei höheren Drücken.
4. Vermeidung von Ladungsansammlungen
Beim HF-Sputtern trägt das wechselnde elektrische Potenzial dazu bei, die Bildung von Ladungen auf dem Targetmaterial zu verhindern, insbesondere bei isolierenden Materialien.
Dies ist von entscheidender Bedeutung, da der Aufbau von Ladungen zu Lichtbogenbildung und anderen Problemen bei der Qualitätskontrolle im Sputterprozess führen kann.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Verwendung von 13,56 MHz beim HF-Sputtern das Ergebnis eines optimalen Gleichgewichts zwischen effizientem Ionenbeschuss und der Vermeidung elektrischer Ladungsansammlungen auf dem Target ist, wobei gleichzeitig die internationalen Funkfrequenzvorschriften eingehalten werden.
Diese Frequenz eignet sich besonders gut für das Sputtern sowohl von leitenden als auch von nichtleitenden Materialien, was es zu einer vielseitigen und weit verbreiteten Technik für die Dünnschichtabscheidung macht.
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