スパッタ装置は、スパッタリングと呼ばれるプロセスによって薄膜を作成するために使用される装置である。
これは、高エネルギー粒子による砲撃によって、固体ターゲット材料から原子または分子を放出させるものである。
スパッタ技術は、半導体加工、精密光学、表面仕上げなど、さまざまな産業で広く利用されている。
均一性、密度、密着性に優れた薄膜を製造できることで知られている。
スパッタ装置とは？5つのポイントを解説
1.スパッタリングの原理
スパッタリングは物理的気相成長（PVD）技術の一つである。
このプロセ スでは、高エネルギー粒子による砲撃によってターゲット表面から材料が放出される。
このプロセスは、不活性ガス（通常はアルゴン）で満たされた真空チャンバー内で行われる。
高電圧が印加されるとグロー放電が発生し、ターゲットに向かってイオンが加速される。
このイオンがターゲットに衝突すると、ターゲットから原子や分子が放出され、蒸気雲が形成され、ターゲットの反対側に配置された基板上に薄いコーティングとして堆積する。
2.スパッタリングの種類
スパッタリングは、カソードスパッタリング、ダイオードスパッタリング、RFまたはDCスパッタリング、イオンビームスパッタリング、反応性スパッタリングなど、いくつかの種類に分類することができる。
それぞれのタイプは、電圧の印加方法やスパッタリングプロセスの性質によって異なる。
しかし、基本的な原理は同じである。すなわち、イオン砲撃によるターゲットからの材料の放出である。
3.用途と利点
スパッタリング技術は、自動車市場における装飾用ハードコーティングやトライボロジーコーティングの形成に特に有利である。
また、コーティングの厚さを正確に制御できるため、光学コーティングの製造にも不可欠である。
このプロセスの特徴は、水冷式ターゲットを使用することで、分解することなく、ほとんどすべての金属ターゲット材を使用することができます。
非導電性材料も高周波（RF）または中周波（MF）電力を使用してスパッタリングすることができる。
4.装置の設計と操作
スパッタリング装置は通常、小型の密閉チャンバーで構成され、ターゲット材 料に高エネルギー粒子を衝突させる。
これによって原子が放出され、チャンバー内の試料物体上に堆積する。
この技術はコーティングだけでなく、表面のエッチングや化学組成の分析にも用いられる。
スパッタリング装置の設計は柔軟性に富んでおり、カソードはチャンバー内でさまざまな方向に配置できる。
5.短所
多くの利点があるにもかかわらず、スパッタ技術には欠点もある。
蒸発法に比べて成膜速度が遅いことや、アーク技術に比べてプラズマ密度が低いことなどである。
これらの制限は、製造されるコーティングの優れた品質と制御によってバランスが保たれています。
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