Radiofrequenz (RF) Sputtern ist eine Technik, die verwendet wird, um dünne Filme zu erzeugen, wie sie in der Computer- und Halbleiterindustrie verwendet werden. Wie beim Sputtern mit Gleichstrom (DC) beinhaltet diese Technik das Durchführen einer energetischen Welle durch ein Inertgas, um positive Ionen zu erzeugen. Das Zielmaterial, das letztendlich die Dünnfilmbeschichtung wird, wird von diesen Ionen getroffen und in einen feinen Sprühnebel zerbrochen, der das Substrat, die innere Basis des Dünnfilms, bedeckt. HF-Sputtern unterscheidet sich vom DC-Sputtern in der Spannung, dem Systemdruck, dem Sputter-Abscheidungsmuster und dem idealen Typ des Targetmaterials.
Während des Sputterprozesses beginnen Targetmaterial, Substrat und HF-Elektroden in einer Vakuumkammer. Als nächstes wird das Inertgas, das je nach Größe der Moleküle des Zielmaterials normalerweise Argon, Neon oder Krypton ist, in die Kammer geleitet. Die HF-Energiequelle wird dann eingeschaltet und sendet Radiowellen durch das Plasma, um die Gasatome zu ionisieren. Sobald die Ionen das Zielmaterial berühren, wird es in kleine Stücke zerbrochen, die zum Substrat wandern und beginnen, eine Beschichtung zu bilden.
Da beim HF-Sputtern Radiowellen anstelle eines direkten Elektronenstroms verwendet werden, ergeben sich andere Anforderungen und Auswirkungen auf das Sputtersystem. DC-Systeme benötigen beispielsweise zwischen 2,000 und 5,000 Volt, während HF-Systeme mehr als 1012 Volt benötigen, um die gleiche Sputter-Abscheidungsrate zu erreichen. Dies liegt hauptsächlich daran, dass Gleichstromsysteme den direkten Beschuss der Gasplasmaatome durch Elektronen beinhalten, während HF-Systeme Energie verwenden, um die Elektronen aus den äußeren Elektronenhüllen der Gasatome zu entfernen. Die Erzeugung der Radiowellen erfordert mehr Energiezufuhr, um die gleiche Wirkung wie ein Elektronenstrom zu erzielen. Während eine häufige Nebenwirkung des DC-Sputterns einen Ladungsaufbau auf dem Targetmaterial durch die große Anzahl von Ionen in der Kammer beinhaltet, ist Überhitzung das häufigste Problem bei HF-Systemen.
Aufgrund der unterschiedlichen Stromversorgungsverfahren kann das Inertgasplasma in einem HF-System auf einem viel niedrigeren Druck von weniger als 15 mTorr gehalten werden, verglichen mit den 100 mTorr, die für die Optimierung des DC-Sputterns erforderlich sind. Dies ermöglicht weniger Kollisionen zwischen den Zielmaterialpartikeln und den Gasionen, wodurch ein direkterer Weg für die Partikel zum Substratmaterial geschaffen wird. Die Kombination dieses verringerten Drucks zusammen mit der Methode, Radiowellen anstelle von Gleichstrom als Stromquelle zu verwenden, macht HF-Sputtern ideal für Targetmaterialien mit isolierenden Eigenschaften.