スパッタプロセスでは、主にガスイオン化によってプラズマが生成される。
この方法にはいくつかの重要なステップと条件が含まれる。
以下はその詳細である：
1.ガス導入と圧力制御
プロセスは、希ガス（通常はアルゴン）を真空チャンバーに導入することから始まる。
チャンバー内の圧力は慎重に制御され、通常は最大0.1Torrに達する。
この低圧環境は、その後のイオン化プロセスにとって非常に重要です。
2.高電圧の印加
目的の圧力に達したら、ガスに高電圧を印加します。
この電圧はDC（直流）でもRF（高周波）でもよい。
アルゴン原子をイオン化する必要がある。
アルゴンのイオン化ポテンシャルは約15.8電子ボルト（eV）である。
イオン化を開始するには、印加する電圧がこれに打ち勝たなければならない。
3.プラズマの形成
印加された電圧により、アルゴン原子は電子を失い、正電荷を帯びたイオンに変化する。
このイオン化の過程でプラズマが形成される。
プラズマとは、電子が原子核から解離した物質の状態のことである。
こうして形成されたプラズマには、アルゴンイオン、電子、およびいくつかの中性原子が混在している。
4.ターゲット物質との相互作用
プラズマは、スパッタされるターゲット材料（通常は金属またはセラミック）に近接して生成される。
ターゲットはマグネットアセンブリの近くに配置される。
プラズマが活性化すると、電界によってアルゴンイオンがターゲットに向かって加速される。
これらの高エネルギーイオンはターゲット表面と衝突し、ターゲットから原子を離脱させる。
スパッタリングとコーティング
ターゲットから外れた原子は気相中に放出され、近くの基板上に堆積して薄膜を形成することができる。
このプロセスはスパッタリングと呼ばれる。
スパッタリングの速度は、スパッタ収率、ターゲットのモル重量、材料密度、イオン電流密度など、いくつかの要因に依存する。
強化技術
スパッタリングプロセスを改善するために、3極スパッタリングなどの技法を採用することができる。
この方法は、グロー放電を強化するために熱線アーク放電を使用する。
しかし、これらの方法は、大面積に均一なコーティングを行うには困難が伴うため、産業界では一般的に使用されていない。
要約すると、スパッタリングにおけるプラズマは、制御された低圧条件下で高電圧を用いてアルゴンのような希ガスをイオン化することによって生成される。
このプラズマがターゲット材料と相互作用して原子を放出し、基板上に薄膜として堆積させることができる。
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