イオンビームスパッタリングとマグネトロンスパッタリングの主な違いは、プラズマの存在と制御、イオンボンバードメントの性質、ターゲットと基板の用途の多様性にある。
イオンビームスパッタリング：
- プラズマが存在しない： マグネトロンスパッタリングとは異なり、イオンビームスパッタリングでは基板とターゲットの間にプラズマが存在しない。プラズマが存在しないため、プラズマによるダメージのリスクがなく、高感度基板への成膜に適しています。
- 低スパッタガス封入： プラズマがないため、スパッタガスの成膜への混入が少なく、より純粋な成膜が可能。
- ターゲットと基板用途の多様性： 従来のイオンビームスパッタリングでは、基材とターゲットの間にバイアスがかかりません。この特性により、導電性と非導電性の両方のターゲットと基板を使用することができ、適用範囲が広がります。
- パラメータの独立制御： イオンビームスパッタリングは、イオンエネルギー、フラックス、イオン種、入射角度を広い範囲で個別に制御できるというユニークな利点があり、成膜プロセスを精密に制御できます。
マグネトロンスパッタリング
- 高いイオン化効率： マグネトロンスパッタリングシステムはイオン化効率が高く、プラズマの密度が高くなります。この高密度プラズマにより、ターゲットへのイオン衝突が増加し、イオンビームスパッタリングと比較して、より高いスパッタリングおよび成膜速度が得られます。
- 運転パラメーター： 高いイオン化効率により、マグネトロンスパッタリングは、より低いチャンバー圧力（10^-2 mbarに対し10^-3 mbar）およびより低いバイアス電圧（-2～-3 kVに対し～-500 V）で運転することができ、これは特定の用途に有利である。
- 構成の多様性： マグネトロンスパッタリングは主に2つの方法で構成できる：バランスドマグネトロンスパッタリング (BM) とアンバランスドマグネトロンスパッタリング (UBM) であり、それぞれプラズマ分布が異なるため、成膜の均一性と速度に影響を与える。
まとめると、イオンビームスパッタリングは、プラズマのない環境と、さまざまなターゲットや基板材料に対応できる汎用性が特徴であり、マグネトロンスパッタリングは、緻密なプラズマ環境による高い成膜速度と運転効率に優れている。2つの方法のどちらを選択するかは、基材の感度、コーティングの所望の純度、必要な蒸着速度など、アプリケーションの特定の要件によって決まります。
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