Die HF-Leistung wird beim Sputtern in erster Linie eingesetzt, um die Abscheidung von Isoliermaterialien zu erleichtern und den Aufbau von Ladungen auf dem Zielmaterial zu steuern. Hier ist eine detaillierte Erklärung:
1. Abscheidung von isolierenden Materialien:
Das HF-Sputtern ist besonders effektiv für die Abscheidung dünner Schichten aus isolierenden Materialien. Im Gegensatz zum DC-Sputtern, das auf dem direkten Beschuss mit Elektronen beruht, wird beim RF-Sputtern Hochfrequenzenergie verwendet, um das Gas in der Kammer zu ionisieren. Dieser Ionisierungsprozess ist von entscheidender Bedeutung, da isolierende Materialien Elektrizität nicht gut leiten und daher für das DC-Sputtern, bei dem ein kontinuierlicher Elektronenfluss erforderlich ist, nicht geeignet sind. Die HF-Energie, in der Regel mit einer Frequenz von 13,56 MHz, erzeugt ein Plasma, das selbst nichtleitende Zielmaterialien effektiv sputtern kann.2. Management des Ladungsaufbaus:
Eine der größten Herausforderungen beim Sputtern ist die Ansammlung von Ladung auf dem Targetmaterial, die zu Lichtbogenbildung und anderen Problemen bei der Qualitätskontrolle führen kann. Beim RF-Sputtern wird dieses Problem durch einen Wechsel des elektrischen Potenzials des Stroms gelöst. Während des positiven Halbzyklus der HF-Welle werden Elektronen vom Target angezogen, wodurch es eine negative Vorspannung erhält und alle positiven Ladungen neutralisiert werden. Während des negativen Halbzyklus wird der Ionenbeschuss fortgesetzt, wodurch eine kontinuierliche Zerstäubung gewährleistet wird. Durch diesen abwechselnden Prozess wird die Oberfläche des Targets wirksam von Ladungsansammlungen "gereinigt", was Lichtbögen verhindert und einen stabilen Sputterprozess gewährleistet.
3. Effizienz und Vielseitigkeit:
Das RF-Sputtern kann bei niedrigeren Drücken (1 bis 15 mTorr) unter Beibehaltung des Plasmas betrieben werden, was seine Effizienz steigert. Diese Technik ist vielseitig und kann zum Sputtern einer Vielzahl von Materialien eingesetzt werden, darunter Isolatoren, Metalle, Legierungen und Verbundstoffe. Der Einsatz von HF-Energie verringert auch das Risiko von Aufladungseffekten und Lichtbögen, die beim DC-Sputtern häufig auftreten, insbesondere bei isolierenden Targets.
