スパッタリング装置は、薄膜堆積の製造工程で使用される特殊なツールである。
主に半導体、ディスクドライブ、CD、光学機器などの産業で使用されている。
この装置は、高エネルギーの粒子を基板に衝突させることによって、ターゲット材料から原子を基板上に放出することによって作動する。
スパッタリング装置を理解するための6つのポイント
1.真空環境
スパッタリングプロセスでは、成膜プロセスを妨害する可能性のある他のガスの存在を最小限に抑えるため、真空環境が必要とされる。
スパッタリング装置の真空レベルは、化学気相成長法（CVD）のような他の成膜法で必要とされる真空レベルよりも一般的に高い。
このため、非常に効果的な真空システムが必要となる。
2.不活性ガスの導入
少量の不活性ガス（通常はアルゴン）を真空チャンバーに導入する。
アルゴンが選ばれる理由は、不活性でターゲット材料や基板と反応しないからである。
これにより、蒸着が純粋で汚染されていないことが保証される。
3.ターゲットと基板の配置
蒸着される原子の供給源であるターゲット材料と、蒸着が行われる基板は、チャンバー内に配置される。
通常、ターゲット材料は陰極として働く負電荷を受け、互いに反対側に配置される。
4.電圧印加
ターゲットと基板の間に電圧を印加します。電圧は直流（DC）、高周波（RF）、中周波のいずれかになります。
この電圧によってアルゴンガスがイオン化され、アルゴンイオンと自由電子が生成される。
5.イオン化とスパッタリング
自由電子はアルゴン原子と衝突してイオン化し、プラズマを発生させます。
正電荷を帯びたアルゴンイオンは、電界によって負電荷を帯びたターゲット材料に向かって加速される。
これらのイオンがターゲットに衝突すると、エネルギーが移動し、ターゲットから原子が放出される。
6.基板への蒸着
放出された原子は真空中を移動し、基板上に堆積して薄膜を形成する。
このプロセスを制御することで、他の方法では成膜が難しい高融点や合金など、さまざまな材料の膜を作ることができる。
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