プラズマはスパッタリングプロセスにおいて重要な役割を果たす。
プラズマは、ターゲット材料から粒子を放出するのに必要な高エネルギーイオンを供給する。
この粒子はその後、基板上に堆積して薄膜を形成する。
プラズマは、通常アルゴンのような不活性ガスをイオン化することで生成される。
これは、DCまたはRF電源を使用して行われます。
5つのポイント
1.プラズマの生成
プラズマは、真空チャンバー内に希ガスを導入することで形成される。
電圧を印加してガスをイオン化する。
このイオン化プロセスが重要である。
スパッタリング・プロセスに不可欠な高エネルギー粒子（イオンと電子）を発生させる。
プラズマからのエネルギーは周囲に伝達される。
これにより、プラズマとターゲット材料との相互作用が促進される。
2.スパッタリングにおける役割
スパッタリングプロセスでは、プラズマの高エネルギーイオンがターゲット材料に向けられる。
これらのイオンがターゲットに衝突すると、エネルギーが移動する。
これにより、ターゲットから粒子が放出される。
この現象はスパッタリングとして知られている。
放出された粒子はプラズマ中を移動し、基板上に堆積する。
薄膜が形成される。
ターゲットに衝突するイオンのエネルギーと角度は、プラズマの特性によって制御される。
ガス圧やターゲット電圧などである。
これらは堆積膜の特性に影響を与える。
その特性とは、膜厚、均一性、密着性などである。
3.膜特性への影響
プラズマの特性を調整することで、堆積膜の特性を調整することができる。
例えば、プラズマ出力や圧力を変化させたり、成膜中に反応性ガスを導入したりすることで、膜の応力や化学的性質を制御することができる。
このためスパッタリングは、コンフォーマルコーティングを必要とする用途には万能な技術である。
しかし、基材が加熱され、プラズマが非正常な性質を持つため、リフトオフ用途には適さない場合がある。
このため、基板上のフィーチャーの側壁をコーティングしてしまうことがある。
4.応用例
プラズマを利用したスパッタリングは、さまざまな産業で広く利用されている。
半導体、ソーラーパネル、ディスクドライブ、光学機器などである。
スパッタリングは、制御された特性を持つ薄膜を成膜できることから利用されている。
プラズマに不活性ガスを使用することで、高いスパッタリングと成膜速度が保証される。
また、ターゲット材料やプロセスガスとの不要な化学反応を防ぐこともできる。
5.まとめ
プラズマはスパッタリングに不可欠である。
プラズマは、ターゲット材料粒子の放出と成膜に必要なエネルギー環境を提供する。
これにより、所望の特性を持つ薄膜の制御された形成が可能になる。
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