Hauzer Techno Coating

スパッタ技術とは

スパッタリングも、PVD技術のひとつです。

スパッタ技術とは

スパッタリングも、PVD技術のひとつです。スパッタリングは、イオンがターゲット表面に衝突した際に材料が飛び出すことから成るプロセスです。真空容器にアルゴンのような不活性ガスを導入し、高電圧を印加すると、グロー放電が発生し、ターゲット表面に向かってアルゴンイオンが加速されます。アルゴンイオンは、ターゲット表面に衝突し材料物質を叩き出します(スパッタリング)。こうして叩き出された材料物質により、ターゲットに対面する基材にコーティング層が形成されます。多くの場合、窒素やアセチレンなどの反応性のガスを同時に導入し、叩き出された材料物資と反応させます。この技術により様々なコーティングが実現できます。スパッタ技術は装飾コーティングに対してその平滑性から非常に効果的です(例、Ti, Cr, Zr とその炭化物、窒化物)。同様にスパッタ技術は、自動車産業におけるトライボロジーコーティングの分野で頻繁に使用されています(CrN, Cr2Nと様々なダイヤモンドライクカーボン(DLC)との組合せ)。

 

スパッタ技術の特徴

+ 水冷ターゲット、熱輻射を低減可能。
+ 多くの金属ターゲット材料は、組成の変化なしにスパッタに使用可能。
+ 非導電性材料も高周波(RF)または中波(MF)電源によりスパッタが可能。
+ 酸化膜コーティングが可能(反応性プロセス)。
+ 優れた膜厚均一性。
+ 平滑コーティング(ドロップレットフリー)。
+ カソード(長さ2mまで)は、どのような配置でも適応可能で、装置設計に自由度がある。

スパッタ技術の欠点

- アークに比べ成膜速度が遅い。
- プラズマ中のイオン化率がアーク技術に比べ低い(~5%) ので、密着性や膜の密度が比較的低くな
る。


スパッタ技術は多彩なため、ここで全て説明することはできませんが、以下のスパッタ技術は全てハウザー装置で実施可能です。

マグネトロンスパッタは磁場をターゲット前面のプラズマに作用させてイオン衝突頻度を強める技術です。結果、高密度のプラズマが形成されます。
UBMスパッタ は Unbalanced Magnetron Sputtering(非平衡磁場)の略称です。この技術は、磁場用のコイルを追加して製品付近でのプラズマ密度を高めるもので、高密度コーティングが可能です。UBMスパッタでは、基材へのエネルギー が増加するため成膜温度が高くなります。
閉磁場スパッタは磁場がプラズマを閉じ込めるように作用します。ターゲット材料がチャンバー壁で失われ難く、プラズマは基材付近に移動するため、高密度コーティングが可能です。また、真空チャンバーは比較的汚れが少なくなります。
デュアルマグネトロンスパッタリング (DMS) は、非導電膜コーティングに用いられる技術です。カソードとチェンバー壁の間に直流(DC)を印加する代わりに、カソード間で交流 (AC) を印加して、ターゲットのセルフクリーニング効果を実現します。デュアルマグネトロンスパッタリングは、例えば、酸化物の高速度成膜に用いることができます。

 

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