스퍼터링 공정에 일반적으로 사용되는 RF 주파수는 일반적으로 5~30MHz 범위이며, 가장 자주 사용되는 주파수는 13.56MHz입니다. 이 주파수는 통신 서비스와의 간섭을 피하기 위해 산업, 과학 및 의료(ISM) 기기에 대한 ITU 무선 규정에 의해 표준화되어 있습니다. 13.56MHz의 선택은 효과적인 스퍼터링에 중요한 아르곤 이온이 타겟으로 운동량을 전달할 수 있는 충분한 시간을 허용할 만큼 충분히 낮기 때문에 전략적인 선택입니다. 주파수가 높을수록 이온의 역할이 줄어들고 전자빔 증발과 유사하게 전자 지배적인 공정이 됩니다.
RF 스퍼터링에서 13.56MHz를 사용하는 것은 절연 재료를 증착하는 데 특히 유리합니다. 전도성 재료에 적합한 직류(DC) 스퍼터링과 달리 RF 스퍼터링은 절연 특성을 가진 재료를 처리할 수 있는 무선 주파수 전원 공급 장치를 활용합니다. 이 방법을 사용하면 높은 압력(약 100mTorr)이 필요한 DC 스퍼터링에 비해 낮은 압력(15mTorr 미만)에서 불활성 가스 플라즈마를 유지할 수 있습니다. 이 낮은 압력 환경은 대상 물질 입자와 가스 이온 간의 충돌을 줄여 기판에 보다 직접적으로 증착할 수 있는 경로를 제공합니다.
RF 스퍼터링의 메커니즘은 타겟 표면에 전하가 쌓이는 것을 방지하기 위해 무선 주파수에서 전위를 번갈아 가며 발생시킵니다. RF 전류의 각 사이클은 한 방향으로의 지속적인 전류 흐름으로 축적되는 전하 축적을 역전시켜 타겟 표면을 효과적으로 청소합니다. 이러한 세정 효과는 특히 전하 축적이 증착 공정을 방해할 수 있는 절연 타겟의 경우 스퍼터링 공정의 효율을 유지하는 데 매우 중요합니다.
요약하면, 13.56MHz의 RF 주파수는 ISM 표준과의 호환성, 절연 재료 취급에 대한 효율성, 낮은 압력에서 작동하여 증착 공정의 직접성과 효율성을 향상시키는 능력으로 인해 스퍼터링에 광범위하게 사용되고 있습니다.
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