RF sputtering

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RF sputtering
(1) sputtering plasma 발생 oscillating power source를 사용하므로 DC방법보다 많은 장 점이 있다.
- 부도체재료를 sputter 할 수 있고, 낮은 압력하에서 사용가능하다.
(2) 주파수가 50kHz이상이면, negative glow region에 있는 전자들은 기체 원자들을 직접 이온화 할 수 있는 충분한 에너지를 갖게 되어 실질적으로 discharge를 유지하는데 필요한 전자들의 수가 감소한다. 또한 impedance라 하더라도 전극으로 사용할 수 있으므로 양전극이 모두 도체일 필요는 없다. 효과적인 sputtering을 위해서는 coupled electrode의 키기가 direct electrode의 크기보다 작아야 한다. RF 발생기를 직접 ground를 연결하거나 chamber의 벽 또는 기판 고정 장치에 ground를 시켜서 작은 크기의 coupled 전극을 만들 수 있다. 하지만 이러한 공명 circuit을 이루는데 필요한 inductance를 만들기 위해서는 RF 발생기와 load 사이에 impedance-matching network를 필요로 한다. RF system에서는 inductive, capacitive 손실 감소를 위해 적당한 접지, 도선 길이의 최소화, 불필요한 연결부분을 제거하는 것이 중요하다.

<중 략>

workpiece의 표면 heating은 구조에 별 영향을 미치지 않는다.
- 전자 충돌의 쓰임
증착전의 기판 heating, 기판 표면의 약하게 흡착된 분자 제거
② 이온 충돌은 불활성과 반응성 이온을 이용하여 넓은 에너지 영역을 사용한다.
- 이온과 표면의 상호 작용의 여러 type
plasma process와 비교하여, 전형적 에너지와 등가 유속 밀도 구역에 의해 정의됨
(6) 이온 충돌의 두 가지 범주
① 낮은 기판 온도(T< 0.3Tm)에서 high energy ion 충돌
a) coating 특성에 해롭고, resputtering 발생, cascade형성, gas atom과 불순물 포함
b) vacancy같은 점 결함이 표면 아래 형성되어 잔류 응력 증가, 전위 생성, void 생성
c) 기판에서 구성요소의 sputtering yield가 다양해져 non-stoichiometric 막을 형성한다.
d) 증착전에 기판 cleaning을 위해 고에너지 이온들이 자주 이용된다.
→ 이 때 결함을 발생시키는 과잉의 이온 충돌을 피해야 한다.

참고 자료

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