スパッタリングでプラズマを作るには、いくつかの重要なステップがあります。ここでは、そのプロセスをよりよく理解するための詳細な内訳を説明する。
スパッタリングでプラズマを作るプロセスを理解するための11のステップ
ステップ1：真空チャンバーのセットアップ
スパッタリング・プロセスは真空チャンバーから始まる。このチャンバーには、ターゲット材料、基板、RF電極が入っている。
ステップ2：スパッタリングガスの導入
アルゴンやキセノンなどの不活性ガスをチャンバー内に導入する。これらのガスは、ターゲット材料や他のプロセスガスと反応しないため選択される。
ステップ3：高電圧の印加
カソードとアノードの間に高電圧を印加する。カソードはスパッタリングターゲットの真後ろに位置し、アノードは電気的なアースとしてチャンバーに接続されている。
ステップ4：電子の加速
スパッタリングガス中に存在する電子は、カソードから離れる方向に加速される。これにより、スパッタリングガスの近傍の原子と衝突する。
ステップ5：衝突によるイオン化
この衝突によって静電反発が生じます。これにより、スパッタリングガスの原子から電子がたたき落とされ、イオン化が起こります。
ステップ6：正イオンの加速
プラスに帯電したスパッタリングガスイオンは、マイナスに帯電したカソードに向かって加速される。これにより、ターゲット表面との高エネルギー衝突が起こる。
ステップ7：ターゲット原子の放出
衝突のたびに、ターゲット表面の原子が真空環境に放出されます。これらの原子は、基板表面に到達するのに十分な運動エネルギーを持つ。
ステップ8：成膜
放出されたターゲット原子は移動し、フィルムとして基板上に堆積します。これにより、目的のコーティングが形成される。
ステップ9：成膜速度の向上
成膜速度を上げるため、スパッタリングガスには通常、アルゴンやキセノンなどの高分子量ガスが選択される。反応性スパッタリングでは、酸素や窒素のようなガスを成膜中に導入することができる。
ステップ10：高圧でのプラズマ生成
プラズマは比較的高い圧力（10-1～10-3mbar）で生成される。残留ガスによる汚染を避けるため、アルゴンを導入する前に低い圧力から始めることが重要です。
ステップ11：ターゲットの形状と材質を変える
スパッタリングターゲットの形状や材質を変えることで、1回のスパッタリングでさまざまな種類の薄膜や合金を形成することができます。
要約すると、スパッタリングにおけるプラズマは、スパッタリングガス（通常はアルゴンのような不活性ガス）を高エネルギー電子との衝突によって電離させることによって生成される。その後、これらのイオンがターゲット材料に衝突し、原子を放出させ、薄膜として基板上に堆積させます。
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