マグネトロンスパッタリングに関して、DCとRFの主な違いはターゲットに印加する電圧の種類にある。
考慮すべき5つのポイント
1.電圧の種類
DCマグネトロンスパッタリングでは、一定の電圧が印加される。
RFマグネトロンスパッタリングでは、高周波の交番電圧が使用される。
2.スパッタリングプロセス
DCマグネトロンスパッタリング：
ターゲット材料にプラズマからの高エネルギーイオンを衝突させる。
これにより原子がターゲットから放出され、基板上に堆積する。
この方法は、導電性材料には簡単で効率的である。
電圧が一定であるためプラズマが安定し、スパッタリング速度も一定である。
しかし、DCスパッタリングでは、特に絶縁材料をスパッタリングする場合に、ターゲット表面に電荷が蓄積することがある。
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、通常無線周波 数（13.56 MHz）の交流電圧を使用する。
このため、ターゲット表面に電荷が蓄積するのを防ぐことができる。
このため、RFスパッタリングは特に絶縁材料に適している。
RFスパッタリングは、DCスパッタリング（約100 mTorr必要）に比べ、かなり低いチャンバー圧力（15 mTorr以下）でガスプラズマを維持することができる。
この低圧により、荷電プラズマ粒子とターゲット材料との衝突回数が減少し、より直接的なスパッタリング経路が得られる。
3.利点と欠点
RFスパッタリング：
RFスパッタリングには、金属材料と誘電体材料の両方を、アーク放電のリスクなしに効果的にスパッタリングできるという利点がある。
しかし、RFスパッタリングの電力供給システムは、DCスパッタリングよりも複雑で効率が悪い。
RF電源は一般に効率が悪く、より高度な冷却システムを必要とするため、特に高出力レベルでは、運転コストが高くなる。
4.アプリケーション
RFマグネトロンスパッタリングは、SiO2、Al2O3、TiO2、Ta2O5などの誘電体材料の成膜に特に効果的である。
これらの材料は、マイクロエレクトロニクスや半導体用途で一般的に使用されている。
RFスパッタリングは、DCスパッタリングに比べて成膜速度は遅いものの、電荷の蓄積を避けることができ、さまざまな材料に対応できる汎用性があるため、特定の用途では貴重な技術となっている。
5.正しい方法の選択
DCマグネトロンスパッタリングとRFマグネトロンスパッタリングのどちらを選択するかは、成膜する材料の特定の要件と成膜システムの制約によって決まる。
各手法には長所と短所がある。
多くの場合、その決定は、特定の材料や用途向けに成膜プロセスを最適化する必要性によって導かれます。
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