スパッタリングの成膜プロセス

スパッタリングの成膜プロセスについて説明します。
成膜プロセスは、真空引き、エッチング、コーティングの3つのステップで構成されています。
真空引き
真空引きとヒーティングにより、装置内の空気、水分、および異物を排除し、装置内を真空状態にします。
エッチング
製品表面の酸化被膜や不純物を除去するため、エッチング処理を行います。
不活性ガスとしてアルゴンを注入します。
製品とチャンバー内壁との間で放電を開始します。
アルゴンガスがイオン化し、アルゴンイオンとなります。
アルゴンイオンが高エネルギーで製品に衝突し、表面の酸化被膜や不純物を除去します。
ブラックのコーティング
不活性ガスとしてアルゴンを注入します。
成膜金属であるターゲットにマイナスの高電圧をかけると、グロー放電が発生します。
放電によりアルゴンがプラスイオンになり、マイナスになっているターゲットの表面に高速で衝突します。
ターゲットからチタン粒子が弾き出され、プラズマ中でイオン化しチタンイオンになります。
プロセスガスとして窒素とアセチレンガスを注入します。
プラズマ中で、窒素は窒素イオンに、アセチレンは炭素イオンに変換します。
チタンイオンは窒素イオンおよび炭素イオンと反応して炭窒化チタンを形成し、製品表面に高速で衝突していきます。
製品は自転・公転しながらターゲットの前を通過する度に炭窒化チタンが堆積されます。
幾層にもわたって堆積され、密着力の高いブラックのセラミック膜が形成されます。