RFスパッタリングの原理は、高周波(RF)エネルギーを使って真空チャンバー内にプラズマを発生させ、基板上に材料の薄膜を堆積させるというものである。この方法は、特に非導電性材料に有効である。
1.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(成膜される材料)と基板(ターゲット材料が成膜される材料)を真空チャンバー内に置くことから始まる。この環境は、汚染を防ぎ、最適な蒸着条件をコントロールするために不可欠である。2.不活性ガスの導入:
アルゴンなどの不活性ガスをチャンバー内に導入する。これらのガスは、チャンバー内の材料と化学反応を起こさず、蒸着プロセスの完全性を保証するために選択される。
3.ガス原子のイオン化:
RF電源を使ってガス中にエネルギー波を送り、ガス原子をイオン化する。このイオン化プロセスによってガス原子にプラスの電荷が与えられ、プラズマが形成される。プラズマは、スパッタリング・プロセスに必要な高エネルギー・イオンを含む重要な要素である。4.RFマグネトロンスパッタリング:
RFマグネトロンスパッタリングでは、強力な磁石を使用して電子をターゲット表面付近に閉じ込めることでイオン化プロセスを促進し、不活性ガスのイオン化率を高める。このセットアップにより、ターゲット表面の電荷蓄積を制御することで、非導電性材料の効率的なスパッタリングが可能になる。
5.薄膜の蒸着:
イオン化されたガス原子はプラズマ状態となり、RF電源が作り出す電界によってターゲット材料に向かって加速される。これらのイオンがターゲット材料に衝突すると、原子や分子が放出(スパッタリング)され、基板上に堆積する。
6.電荷蓄積の制御: