スパッタ装置の作成・・・

質問

現在、直流電源(600V)を用いたスパッタ装置を作成中なのですが、素人なものでチャンバー内部をどのように作成してよいか分かりません。
スパッタガン、直流電源、Arガスはあります。

他にどのようなものが必要でしょうか？

また、基板ホルダーはどのような材質のもので作成すると良いのでしょうか？
ポンプは、DPとRPを使用しています。

ただし、直流電源には電圧・電流をコントロールする様なスイッチは付いていません。
これを、可変のものにするには、どうしたらよいでしょうか？

回答No.1

kenojisan

私は類似の真空装置を使ってますが、残念ながらスパッター装置の使用経験は無いので、分かる範囲で回答します。

まず、この種の装置も様々な仕様が可能なので、利用目的を述べられた方が答えやすいと思いますよ。
　一般的な回答をしますと、まずチェンバーですが、小型で一番シンプルな作り方はガラス製のベルジャーでしょう。今後いろいろと機能を付加する可能性が有るなら、ICFと呼ばれる規格の接続口（フランジ）をいくつか設けたステンレス製の円筒型のチェンバーで、天井部分を開け閉めする構造にするのが便利だと思います。高真空の真空チェンバーを自作するのは高度な溶接技術が要るので、真空容器の作製経験が有る工作業者に依頼するのが簡単だと思います。
　次に配置ですが、普通は底部にスパッター源となるターゲットを置き、それに向き合うようにして上方に蒸着基板を設置しますが、基板だけを横向きにする場合もあるようです。大型装置では、共に横向きにするケースも聞いています。確か、ターゲットはスパッターによる温度上昇を抑えるために水冷される場合があったと思います。
　基板ホルダーですが、基板加熱しないなら何でも良いと思います。ただ、高真空で使うので、有機物や蒸気圧の高い亜鉛を含んだ合金（真鍮など）は避けた方が良いでしょう。基板加熱を行う場合、700℃以上に加熱するならタンタルやモリブデンなどの耐熱性金属を、それ以下ならステンレスが一般的ですね。
　電源は、多分可変形式が便利だと思いますが詳しくは知りません。電流値が大きくないなら、途中にワット数の大きい可変抵抗をかませれば制御出来るかも知れませんが。
　他に要りそうなものとしては、Arガスを入れるための流量調節バルブ、真空計、DPとチェンバーの間に設ける大口径のバルブ（ゲートバルブかバタフライバルブ？）ぐらいでしょうか？あと、原料となるスパッターターゲットも、長持ちはしますが結構値段の高いものですから、よく考えて購入してください。

お礼

細かくご指摘いただき、ありがとうございます。
参考にします。