スパッタリングコーティング装置のプロセスフロー

1. 爆撃洗浄基材

1.1) スパッタリングコーティング装置は、グロー放電を用いて基板を洗浄します。つまり、チャンバー内にアルゴンガスを充填し、放電電圧を約1000Vに設定した後、電源を入れるとグロー放電が発生し、アルゴンイオンの衝撃によって基板が洗浄されます。

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、小型アーク源から放出されるチタンイオンが主に洗浄に使用されます。スパッタリングコーティング装置には小型アーク源が備えられており、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用いて基板を照射し、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際、スパッタリング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。アルゴン流量は固定され、制御真空度は（3～8）×10です。^-1PA。基板は、100～200Vの電圧が印加されたバイアス電源の負極に接続される。

スパッタリング用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る。

反応ガスである窒素を導入すると、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、チタンイオンと窒素イオンとなる。基板に印加された負のバイアス電界の引力により、チタンイオンと窒素イオンは基板表面へと加速され、化学反応と堆積を経て窒化チタン膜層を形成する。

3. 基質を取り出す

所定の膜厚に達したら、スパッタリング電源、基板バイアス電源、および空気源をオフにします。基板温度が120℃以下になったら、成膜室に空気を充填し、基板を取り出します。

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