スパッタリング成膜装置の処理の流れ

1. ボンバード洗浄基板

1.1) スパッタリングコーティング機は、グロー放電を使用して基板を洗浄します。すなわち、チャンバー内にアルゴンガスを充填し、放電電圧は1000V程度です。電源投入後、グロー放電を発生させ、アルゴンイオン衝撃により基板をクリーニングします。

1.2) 高級装飾品を工業的に生産するスパッタリングコーティング装置では、主に小型アーク源から放出されるチタンイオンが洗浄に使用されます。スパッタリングコーティング機には小型アーク源が装備されており、小型アーク源の放電によって生成されたアークプラズマ中のチタンイオン流を使用して基板に衝撃を与え、洗浄します。

2. 窒化チタンコーティング

窒化チタン薄膜を成膜する場合、スパッタリング用のターゲット材料はチタンターゲットです。ターゲット材料はスパッタリング電源の負極に接続され、ターゲット電圧は400~500Vです。アルゴン流束は固定、制御真空度は(3~8)×10^-1PA。基板はバイアス電源の負極に接続されており、電圧は100～200Vです。

スパッタリングチタンターゲットの電源を入れるとグロー放電が発生し、高エネルギーのアルゴンイオンがスパッタリングターゲットに衝突し、ターゲットからチタン原子がスパッタリングされます。

反応ガスである窒素が導入され、コーティングチャンバー内でチタン原子と窒素がイオン化されてチタンイオンと窒素イオンとなる。基板に印加される負のバイアス電場の引力の下で、チタンイオンと窒素イオンが基板の表面に加速して化学反応および堆積を起こし、窒化チタン膜層を形成する。

3. 基板を取り出します

所定の膜厚に達したら、スパッタ電源、基板バイアス電源、エア源を切ります。基板温度が120℃以下になったら、コーティングチャンバー内を空気で満たし、基板を取り出します。

この記事の公開元はマグネトロンスパッタリング塗装機メーカー– 広東振華。