RFマグネトロンスパッタリングとDCマグネトロンスパッタリングの違いは、その電源、電圧要件、チャンバー圧力、およびターゲット材料の適合性にあります。
1. 電源：
- DCスパッタリングでは、電源として直流電流を使用する。
- RFスパッタリングは、高電圧交流（AC）電源を使用して電波を発生させる。
2. 電圧要件：
- DCスパッタリングには2,000～5,000ボルトが必要である。
- RFスパッタリングでは、同じ成膜速度を達成するために1,012 ボルト以上が必要である。
3. チャンバー圧力：
- DCスパッタリングでは、約100 mTorrのチャンバー圧が必要である。
- RFスパッタリングでは、15 mTorr以下と大幅に低いチャンバー圧を維持できる。
4. ターゲット材料の適合性：
- DCスパッタリングは導電性材料に適している。
- RFスパッタリングは導電性・非導電性スパッタリング材料の両方に有効であり、特に絶縁材料に適している。
多層構造の成膜に関しては、マグネトロンスパッタリングは、複数のターゲットを使用するか、成膜プロセス中に異なるターゲット間で基板を回転させることで実現できる。この技術により、光学コーティングや高度な電子デバイスなど、特定の用途向けに特性を調整した複雑な多層膜を作成することができる。
ターゲット材料の選択は、成膜された薄膜の特性に影響を与える。DCスパッタリングとRFスパッタリングの比較では、DCスパッタリングが広く使用されており、大量の基板に効果的である。一方、RFスパッタリングはコストが高く、スパッタ収率も低いため、基板サイズが小さい場合に適している。
マグネトロンスパッタリングでは、磁場の利用がマグネトロンスパッタリングソースからの荷電イオン粒子の速度と方向の制御に役立つ。マグネトロンスパッタリングは、導電性材料にも非導電性材料にも使用できる。DCマグネトロンスパッタリングは導電性材料にのみ適用され、高圧で行われることが多いが、RFマグネトロンスパッタリングは真空チャンバー内のイオン化粒子の割合が高いため、低圧で行うことができる。
まとめると、RFマグネトロンスパッタリングとDCマグネトロンスパッタリングの主な違いは、電源、必要電圧、チャンバー圧力、ターゲット材料の適性である。RFスパッタリングは特に絶縁材料に適しており、より低いチャンバー圧力で行うことができ、導電性材料と非導電性材料の両方に対応する。DCスパッタリングは広く使用されており、大量の基板に有効で、主に導電性材料に対応する。
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