スパッタリング・ターゲットのプロセスでは、スパッタリング・ターゲットと呼ばれる固体材料を使用する。このターゲットは、真空チャンバー内で気体イオンによって小さな粒子に分解される。この粒子がスプレーとなって基板をコーティングし、薄膜を形成する。スパッタ蒸着または薄膜蒸着として知られるこの技術は、半導体やコンピューター・チップの製造によく使われている。
スパッタ・ターゲット・プロセスの7つの主要ステップ
1.真空チャンバーのセットアップ
プロセスは、基本圧力が極めて低い真空チャンバー内で開始される。これは通常の大気圧の約10億分の1である。この真空環境は、薄膜の汚染を防ぐために非常に重要である。
2.不活性ガスの導入
制御されたガス、通常は化学的に不活性なアルゴンがチャンバー内に導入される。ガス原子はプラズマ内で電子を失って正電荷を帯びたイオンになる。
3.プラズマの発生
スパッタリングターゲット材料を含むカソードに電流を流す。これにより自立プラズマが発生する。金属、セラミック、あるいはプラスチックなどのターゲット材料は、このプラズマにさらされる。
4.スパッタリングプロセス
正電荷を帯びたアルゴンイオンは、高い運動エネルギーでターゲット材料に向かって加速される。ターゲットに衝突すると、ターゲット材料から原子や分子が転位し、これらの粒子の蒸気流が発生する。
5.基板への蒸着
スパッタされた材料は蒸気状となり、チャンバーを通過して基材に衝突し、そこで付着して薄膜またはコーティングを形成する。この基板は通常、半導体やコンピューターチップなど、薄膜が必要とされる場所である。
6.冷却と制御
プロセス中、プラズマを制御するためにターゲット内部にマグネットアレイを使用することがあり、発生した熱を放散するためにターゲットシリンダー内に冷却水を循環させる。
7.スパッタリングターゲットの製造
スパッタリングターゲットの製造工程は、材料とその使用目的によって異なる。従来のホットプレスや真空ホットプレス、コールドプレスや焼結、真空溶解や鋳造などの技法が用いられる。各製造ロットは、高品質を保証するために厳格な分析プロセスを受けます。
この詳細なプロセスにより、高品質の薄膜の成膜が保証されます。この薄膜は、さまざまな技術用途、特にエレクトロニクス産業において不可欠なものです。
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