プラズマ用RFパワーは通常、13.56MHzの高周波で作動する。この周波数は、反応ガスを解離させてプラズマを発生させるために使用され、膜応力に大きな影響を与える。さらに、通常500 kHz以下の低い周波数の二次RF電力を使用して、イオンボンバードメントを強化し、膜応力を修正し、成膜のステップカバレッジを向上させることができる。RFパワーの周波数の選択は、成膜中の化学反応とイオンボンバードメントに影響を与え、所望の膜特性を達成するための調整を可能にします。
キーポイントの説明
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一次RFパワー周波数：
- 周波数と機能： 一次RFパワーは通常、13.56 MHzの高周波で動作します。この周波数が選ばれる理由は、工業用として広く利用でき、プラズマを発生させるために反応ガスを解離させるのに効果的だからである。
- 膜応力への影響： 高周波RFパワーの使用は、膜応力に強い影響を与える。これはガスのイオン化と解離によるもので、蒸着膜内の構造的完全性と応力レベルに影響を与える可能性があります。
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二次（バイアス）RFパワー：
- 周波数と目的： 二次RFパワーは、通常500kHz以下の低い周波数で作動する。この低い周波数は、サンプル表面により多くのイオン衝撃を与えるために使用されます。
- 成膜における役割： 二次RFパワーは、さらなるイオン衝撃を与えることで、膜応力をよりよく制御し、トレンチ形状への成膜のステップカバレッジを向上させます。これは、均一で高密度の膜を得るために特に有用です。
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RFパワーの調整
- 周波数の調整： RFパワーの周波数を調整することで、成膜プロセス中の化学反応やイオンボンバードメントに影響を与えることができます。この柔軟性により、特定の要件を満たすように膜特性を変更することができます。
- 二周波リアクター： 二重周波数リアクターで低周波と高周波の混合信号を使用することで、蒸着プロセスの制御をさらに強化することができます。このアプローチにより、プラズマ密度と膜特性の両方を最適化することができます。
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RFパワーがチャンバー圧力に与える影響：
- RFシステムの低圧化： RFシステムでは、DCスパッタリングに必要とされる高圧に比べ、プラズマをはるかに低い圧力、しばしば15 mTorr未満に維持することができる。こ の 低 圧 力 に よ り 、タ ー ゲ ッ ト 材 料 の 粒 子 と ガ ス イ オ ン の 衝 突 が 低 減 し 、粒 子 が 基 板 に 到 達 す る よ り 直 接 的 な 経 路 が 形 成 さ れ る 。
- 絶縁材料にとっての利点： より低い圧力と直流電流の代わりに電波を使用するという組み合わせにより、RFスパッタリングは絶縁性を持つターゲット材料に理想的です。
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均一性と膜質：
- 高周波の利点： 高周波（13.56 MHz）で成膜すると、低周波に比べて均一性が向上する。これは、高周波が基板全体の電界強度を均一化し、プレートの端と中央の蒸着速度の差を小さくするためです。
- トレードオフ： 高周波はより高密度の膜を作る一方で、基板へのダメージも大きくなる。したがって、RFパワー周波数の慎重な選択と調整は、膜質と基板の完全性のバランスをとる上で極めて重要である。
RFパワーの設定を理解し操作することで、ラボ機器の購入者は、プラズマ生成プロセスを最適化し、所望の膜特性を達成することができます。
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