スパッタリング真空の圧力は通常、0.5 mTorrから100 mTorrの範囲である。この範囲は、薄膜を均一に成膜するために重要な、ターゲット材料に衝突するイオンの適切なエネルギーレベルを維持するために必要である。スパッタリングプロセスでは、真空チャンバーをベース圧力まで排気してH2O、空気、H2、Arなどの汚染物質を除去し、高純度の不活性ガス（通常はアルゴン）で埋め戻す。アルゴンは、その質量と、スパッタリングプロセスを駆動するガスイオンを発生させるプラズマ中の分子衝突時の運動エネルギーを伝達する能力から好ましい。
スパッタリング圧力の制御は、いくつかの理由から非常に重要である：
- 均一な薄膜形成:スパッタリングガスの圧力は、イオンがターゲット材料に均一に衝突するための適切なエネルギーを確保するために注意深く制御されなければならない。この均一性は、成膜される薄膜の品質と特性にとって不可欠です。
- 汚染の防止:特定の真空レベルを維持することで、空気やその他のガスによる薄膜の汚染を防ぐことができます。これは、蒸着された薄膜の完全性と性能にとって極めて重要です。
- エネルギー移動:圧力はプラズマのエネルギーと密度に直接影響し、プラズマからターゲット材料へのエネルギー伝達に影響します。このエネルギー伝達により、ターゲット材料が基板上に放出され、堆積される。
ガス圧に加えて、ターゲットと基板の距離や電気的条件（ターゲットに印加される直流電流や基板に印加される正電荷など）といった他の要因も、スパッタリングプロセスにとって重要である。これらのパラメーターはスパッタリング圧力と連動して、成膜プロセスを最適化する。
プロセス環境の制御をさらに強化するために、エラストマーシールの代わりに金属シールを使用するなどの改良を実施することができる。銅やアルミニウムのような金属シールは、真空システムの汚染源となりうるガスの透過を防ぐ。このように環境を制御することで、不要なガスによる干渉を最小限に抑えながらスパッタリング工程を行うことができ、製造される薄膜の品質と一貫性を維持することができます。
まとめると、スパッタリング真空の圧力は、薄膜の適切なエネルギー伝達と均一な成膜を促進し、汚染を防止して成膜プロセス全体の品質を確保するために、特定の範囲（0.5 mTorr～100 mTorr）内で注意深く制御されなければならない重要なパラメーターです。
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