RFスパッタリングでは、高周波（RF）電力を用いて真空チャンバー内でスパッタリングガス（通常はアルゴンのような不活性ガス）をイオン化することによりプラズマが形成される。詳しい説明はこちら：
プラズマの形成
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真空チャンバーのセットアップ プロセスは、ターゲット材料、基板、RF電極が置かれる真空チャンバー内で始まります。真空環境は、スパッタリングプロセスの圧力と純度を制御するために非常に重要である。
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不活性ガスの注入： 不活性ガス（通常はアルゴン）をチャンバー内に導入する。アルゴンは化学的に不活性で分子量が大きいため、スパッタリングと成膜速度が向上する。ガスは、チャンバーが特定の圧力（通常は最大0.1Torr）に達するまで注入される。
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RFパワーの印加： 次にRF電源が作動し、高周波電波をチャンバー内に送る。この高周波がアルゴンガス原子をイオン化し、プラズマを生成する。RFスパッタリングでは、直流電界の代わりに高周波交番電界が使用される。この電界はコンデンサーと直列に接続され、直流成分を分離してプラズマの電気的中性を維持するのに役立つ。
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イオン化とプラズマ生成： RF電界は、電子とイオンを両方向に交互に加速する。約50kHz以上の周波数では、イオンは電子に比べて質量が大きいため、急激に変化する電界に追従することができない。その結果、電子がプラズマ内で振動し、アルゴン原子と多数衝突することになり、イオン化プロセスが促進され、プラズマが維持される。
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プラズマの安定性と制御： RF電源の使用は、プラズマを生成するだけでなく、その安定性の維持にも役立つ。電源の周波数は、通常数kHzから数十kHzの範囲で、スパッタされた材料の特性を制御するために調整することができる。
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磁場の役割： さらに、チャンバー内の磁石アセンブリによって生成される磁場が重要な役割を果たす。この磁場によってガスイオンは磁力線に沿って螺旋を描き、ターゲット表面との相互作用が増大する。これにより、スパッタリング速度が向上するだけでなく、基板上へのスパッタリング材料の均一な堆積が保証される。
結論
RFスパッタリングにおけるプラズマ形成は、制御された真空条件下でのスパッタリングガスのイオン化とRF電力の印加を伴う動的プロセスである。電界と磁界の相互作用は、不活性ガスの特性やRF電力の周波数とともに、ターゲットから基板へ材料を効率的にスパッタリングするプラズマを生成し維持する上で極めて重要である。
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