Die HF-Leistung für Plasma wird in der Regel mit einer hohen Frequenz von 13,56 MHz betrieben.
Diese Frequenz wird verwendet, um Reaktionsgase zu dissoziieren und ein Plasma zu erzeugen, das einen erheblichen Einfluss auf die Schichtspannung hat.
Zusätzlich kann eine sekundäre HF-Leistung mit einer niedrigeren Frequenz, in der Regel weniger als 500 kHz, verwendet werden, um den Ionenbeschuss zu verstärken und die Schichtspannung zu verändern sowie die Stufenbedeckung bei der Schichtabscheidung zu verbessern.
Die Wahl der HF-Leistungsfrequenz kann die Chemie und den Ionenbeschuss während der Abscheidung beeinflussen, so dass Anpassungen möglich sind, um die gewünschten Schichteigenschaften zu erzielen.
5 wichtige Punkte erklärt: Was Sie über RF-Leistung für Plasma wissen müssen
1. Primäre RF-Leistungsfrequenz
Frequenz und Funktion: Die primäre HF-Leistung arbeitet in der Regel mit einer hohen Frequenz von 13,56 MHz. Diese Frequenz wird gewählt, weil sie für den industriellen Einsatz weithin verfügbar ist und die Reaktionsgase zur Erzeugung von Plasma wirksam dissoziiert.
Auswirkungen auf die Filmspannung: Die Verwendung von Hochfrequenz-HF-Leistung hat einen starken Einfluss auf die Filmspannung. Dies ist auf die Ionisierung und Dissoziation von Gasen zurückzuführen, die die strukturelle Integrität und das Spannungsniveau innerhalb der abgeschiedenen Schichten beeinflussen können.
2. Sekundäre HF-Leistung (Vorspannung)
Frequenz und Zweck: Die sekundäre HF-Leistung arbeitet mit einer niedrigeren Frequenz, in der Regel weniger als 500 kHz. Diese niedrigere Frequenz wird verwendet, um einen stärkeren Ionenbeschuss der Probenoberfläche zu bewirken.
Rolle bei der Filmabscheidung: Durch den zusätzlichen Ionenbeschuss ermöglicht die sekundäre HF-Leistung eine bessere Kontrolle der Schichtspannung und kann die stufenweise Abdeckung der Schichtabscheidung in Gräben verbessern. Dies ist besonders nützlich, um gleichmäßige und dichte Schichten zu erzielen.
3. Einstellen der RF-Leistung für die gewünschten Ergebnisse
Frequenzanpassung: Die Frequenz der HF-Leistung kann angepasst werden, um die Chemie und den Ionenbeschuss während des Abscheidungsprozesses zu beeinflussen. Diese Flexibilität ermöglicht die Anpassung der Schichteigenschaften an die jeweiligen Anforderungen.
Zweifrequenz-Reaktor: Die Verwendung einer Mischung aus Nieder- und Hochfrequenzsignalen in einem Zweifrequenzreaktor kann die Kontrolle über den Abscheidungsprozess weiter verbessern. Dieser Ansatz ermöglicht die Optimierung sowohl der Plasmadichte als auch der Schichteigenschaften.
4. Einfluss der RF-Leistung auf den Kammerdruck
Niedrigerer Druck für RF-Systeme: In HF-Systemen kann das Plasma bei einem viel niedrigeren Druck aufrechterhalten werden, oft unter 15 mTorr, verglichen mit den höheren Drücken, die für das DC-Sputtern erforderlich sind. Dieser niedrigere Druck reduziert die Kollisionen zwischen den Partikeln des Zielmaterials und den Gasionen und ermöglicht den Partikeln einen direkteren Weg zum Substrat.
Vorteile für Isoliermaterialien: Die Kombination aus niedrigerem Druck und der Verwendung von Radiowellen anstelle von Gleichstrom macht das RF-Sputtern ideal für Zielmaterialien mit isolierenden Eigenschaften.
5. Gleichmäßigkeit und Filmqualität
Vorteile bei hohen Frequenzen: Die Abscheidung von Schichten bei hohen Frequenzen (13,56 MHz) führt zu einer besseren Gleichmäßigkeit im Vergleich zu niedrigen Frequenzen. Dies liegt daran, dass hohe Frequenzen die elektrische Feldstärke über das Substrat ausgleichen und so die Unterschiede in den Abscheideraten zwischen dem Rand und der Mitte der Platte verringern.
Kompromisse: Hohe Frequenzen erzeugen zwar dichtere Schichten, können aber auch größere Schäden am Substrat verursachen. Daher ist eine sorgfältige Auswahl und Anpassung der HF-Leistungsfrequenzen entscheidend für das Gleichgewicht zwischen Schichtqualität und Substratintegrität.
Durch das Verständnis und die Einstellung der HF-Leistung können die Käufer von Laborgeräten den Plasmaerzeugungsprozess optimieren, um die gewünschten Schichteigenschaften zu erzielen und qualitativ hochwertige und konsistente Ergebnisse bei verschiedenen Anwendungen zu gewährleisten.
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