マグネトロンスパッタリングは、ターゲットとなる材料から原子を放出させて薄膜を作るプロセスである。このプロセスでは、プラズマ（気体が帯電した物質の状態）を発生させる。ここでは、マグネトロンスパッタリングでどのようにプラズマが発生するかを簡単に説明する。
マグネトロンスパッタリングにおけるプラズマ発生の6ステップ
1.真空チャンバーのセットアップとガスの導入
プロセスは、真空チャンバー内を高真空にすることから始まる。これにより、汚染物質を避け、バックグラウンドガスの圧力を下げることができる。ベース圧力が達成されると、スパッタリングガス（通常はアルゴン）がチャンバー内に導入される。圧力は、圧力制御システムを用いてミリTorrの範囲に保たれる。
2.プラズマ発生の開始
カソード（ターゲット材料）とアノードの間に高電圧が印加される。この電圧によりプラズマ発生が開始される。必要な電圧は、使用するガスとその圧力によって異なる。アルゴンの場合、イオン化ポテンシャルは約15.8電子ボルト（eV）である。
3.磁場によるプラズマ効率の向上
マグネトロンスパッタリングでは、ターゲット表面に閉じた磁場が加えられる。この磁場により、ターゲット表面付近での電子とアルゴン原子の衝突が促進され、プラズマの発生効率が高まる。プラズマ中の電子は、ターゲットの後方に配置された磁石によって発生する磁場により、ターゲットの周囲を螺旋状に回転する。この螺旋状の電子が近くの原子と衝突してイオン化し、プラズマ生成と密度を高める。
4.イオンボンバードメントとスパッタリング
発生したプラズマにより、イオン化したガス原子（イオン）がターゲット表面に衝突する。この衝突により、ターゲット表面から原子がはじき出される。放出された原子は基板上に堆積し、薄膜を形成する。
5.マグネトロンスパッタリングのバリエーション
従来のマグネトロンスパッタリング法では、プラズマがターゲットの上方に集中するため、イオンの衝突が大きくなり、基板上の膜にダメージを与える可能性がある。これを軽減するために、アンバランスマグネトロンスパッタリング法が用いられる。ここでは、磁場がプラズマを広げるように配置されるため、基板近傍のイオン濃度が低下し、膜質が向上する。
6.マグネトロンの種類
スパッタリング装置に使用されるマグネトロンは、DC（直流）とRF（高周波）の2種類がある。その選択は、希望する成膜速度、膜質、材料の適合性に依存する。DCマグネトロンは直流電源を使用し、RFマグネトロンは高周波電源を使用します。
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