スパッタリングは、基板上に薄膜を堆積させるために使用される物理蒸着技術である。成膜チャンバー内を真空にする、スパッタリングガスを導入する、電圧を印加してプラズマを発生させる、ガスをイオン化する、ターゲットに向けてイオンを加速させる、そして最後に放出されたターゲット材料を薄膜として基板上に堆積させる。
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真空を作る:蒸着チャンバーはまず、通常10^-6torr程度の非常に低い圧力まで排気される。このステップは、チャンバーからほとんどすべての分子を除去し、成膜プロセスのためのクリーンな環境を確保するために非常に重要です。
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スパッタリングガスの導入:真空が確立された後、スパッタリングガス（通常はアルゴンなどの不活性ガス）がチャンバー内に導入される。ガスの選択は成膜する材料によって異なり、アルゴン、酸素、窒素などのガスを使用することができる。
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プラズマの発生:チャンバー内の2つの電極間に電圧を印加し、プラズマの一種であるグロー放電を発生させる。このプラズマは、ガス原子をイオン化するために不可欠であり、スパッタプロセスを発生させるために必要なステップである。
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ガスのイオン化:プラズマ内で自由電子がスパッタリングガスの原子と衝突し、原子は電子を失って正電荷を帯びたイオンになる。このイオン化プロセスは、その後ターゲットに向かってイオンを加速するために重要である。
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ターゲットへのイオン加速:印加された電圧により、スパッタリングガスの正イオンはカソード（ターゲット材料）に向かって加速される。これらのイオンは高い運動エネルギーでターゲット材料に衝突します。
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放出された材料の堆積:イオンとターゲット材料との高エネルギー衝突により、ターゲットから原子または分子が材料格子から気体状態に放出（スパッタリング）される。放出された粒子はチャンバー内を移動し、基板上に堆積して薄膜を形成する。成膜は、セットアップとチャンバー内の条件によって、直接視線によって、あるいは電気的な力による付加的なイオン化と加速によって行われる。
このプロセスは高度に制御されており、さまざまな材料を高純度かつ高精度に蒸着することができるため、エレクトロニクス、光学、コーティングなど、さまざまな産業で重宝されています。
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