RFスパッタリングで使用される周波数は、通常5～30 MHzの範囲内である。
しかし、最も一般的な周波数は13.56 MHzである。
この周波数が選ばれるのは、ITU無線規則で産業・科学・医療（ISM）機器用に割り当てられているからである。
この割り当てにより、電気通信サービスに干渉しないことが保証されている。
さらに、13.56MHzはアルゴンイオンの運動量がターゲットに移動するのに十分な時間を確保するのに十分な低さである。
これはスパッタリング・プロセスにとって極めて重要です。
なぜ13.56MHzなのか？4つの戦略的理由
1.ISMバンド割り当て
国際電気通信連合（ITU）は、13.56MHzをISMバンドに指定しています。
これは特に産業、科学、医療用アプリケーションのためのものです。
この指定は、他の無線周波数通信との干渉を防ぐのに役立ちます。
これにより、スパッタリングプロセスが他のRFベースの技術に邪魔されたり、妨害されたりすることなく動作することが保証されます。
2.運動量伝達効率
この周波数では、アルゴンイオンからターゲット材料への運動量の効率的な移動に適した時間スケールとなっている。
もし周波数がもっと高ければ、イオンが運動量を効果的に伝達するのに十分な時間がないため、これは非常に重要である。
このため、スパッタリング効率が低下する可能性がある。
3.電子ダイナミクス
13.56MHzの周波数は、電子ダイナミクスの面でもバランスが取れている。
周波数が高くなると、電子がスパッタリングプロセスでより支配的になる。
これにより成膜特性が変化し、より電子ビーム蒸着に近くなる。
13.56MHzを使用することで、イオンと電子の両方が重要な役割を果たすバランスが保たれる。
しかし、イオンは固定化されないため、効果的なスパッタリングが保証される。
4.規制遵守と実用上の考慮点
まとめると、RFスパッタリングにおける13.56 MHzという周波数は、規制遵守と実用上の考慮事項の両方から生まれたものである。
これらの考慮点は、スパッタリングプロセス中のイオンと電子の相互作用の物理学に関連している。
この周波数は、スパッタリングシステムの効率的で干渉のない動作を保証する。
そのため、特に非導電性材料の薄膜成膜に理想的です。
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