スパッタリングプロセスによる薄膜事業の　研究・開発・生産　をサポートします。

 　長期から短期まで各種コンサルティング業務

• プラスチック,ガラス、金属基板など
• 多品種少量生産、量産装置など
• 金属膜、化合物膜、傾斜膜、多層膜など
• 装置開発、改造、コストダウン,密着性,アーキング（異常放電）などのトラブル対策まで
• お気軽にご相談ください。

コンサルティング料金に関しましては、

ご要望内容によって、ご希望を相談させていただきます。

スパッタ技術をもっと活用して頂き、多少の社会貢献もできたら良いかと思っております。

どうぞお気軽にご相談ください。

スパッタ装置を初めて扱う方、生産上でのトラブルで困っている方、革新的なスパッタ方式を考えたい方など.....

歓迎します。　

 オープンイノベーションが注目されています。グローバル市場での競争の激化、消費者ニーズの早い変化に対応するために、従来型の自前主義の閉鎖的方法ではなく、必要な研究開発能力、技術、を広く外部市場から調達し効率的なイノベーションを目指すいわゆるオープンイノベーションが世界の潮流となってきています。これらの動きに、貢献することが、目標です。

スパッタリングのキーワード

スパッタを行うに際して生じる重要な現象や、スパッタで用いる電源など最近の動向を踏まえてスパッタのキーワードを選んでみました。ロールコーターは、フィルム基板に必要ですし、開発補助手段として、シミュレーションの活用も期待されています。

薄膜コーティングにおける密着性は、製品化する場合に大変重要なコンテンツです。コーティングは、基板の表面に薄膜をスパッタして作成し、様々な機能を付加することで、新たな価値を創成します。そこで密着性が悪く剥がれてしまったら、コーティングの役割は果たせませんし、価値が無くなってしまいます。生産現場にて、密着性を向上する、密着性を維持した安定な生産条件を構築することは、コーティング製品の必須条件です。

密着性を向上するポイント

①基板、ターゲット及びチャンバー内の清浄化

②基板と膜の相互作用の最大化　物理的なアンカー効果、化学的な反応による結合効果

③薄膜全内部応力の最小化

これ等のポイントを考えながら、密着性を向上するスパッタプロセス条件を検討します。スパッタ条件は、多くの場合にトレイドオフの関係にあります。使用する装置のコンポーネント（電源、カソード、アノード、ガス配管、排気ポンプ、モニター、基板搬送機構など）の最適化を図りながら、スパッタ条件を決定します。また、アーキング（異常放電）には、注意が必要です。ターゲットなどに、痕跡がないかチェックしたら良いかと思います。

スパッタリングによってできる膜は、再現性が良く、均質であることが利点です。しかし様々な条件によって、目的とした膜が成膜出来ません。膜質を向上させ、均一な膜を安定して作るためには、何が必要でしょうか？

膜質向上対策としてのポイント

①ガス導入の均一性

②プラズマの均一性

③スパッタ条件の適正な組み合わせ

ガスが均一にターゲット表面に供給されているか、プラズマはカソード上で均一に生じているか、経時変化はないか、またスパッタパラメーターとして、T-S（ターゲット基板）間距離は適正か、ガス圧力、パワー、温度などをチェックする必要があります。できるだけプロセスをリアルタイムで把握するには、各種モニターを活用することが好ましいです。発光モニターは、有効な手段の一つです。同時に、アーキング（異常放電）をチェックすることも必要です。大きなアーキング（異常放電）のみでなく、マイクロアーキング（小さな異常放電）も監視することも重要です。また、電力方式は、エネルギー源として重要ですのでRF、DC,パルスなど、どの方法にするかよく検討する必要があります。欲しい膜ができた場合には、コストが重要ですので、スケールアップを見据えながらのプロセス選択となります。

スパッタリングを用いた成膜でしばしば問題になるのは、基板、あるいはすでにコーティングした膜へのダメージです。ITO膜などでは、酸素負イオンなどが議論されています。ここでの提案としては、以下の３点を挙げておきます。

①成膜速度の高速化

②アーキング（異常放電）の極小化

③プラズマ技術の高度化

成膜速度を高速化することにより、ダメージが加わる時間の短縮（主として反応性スパッタでの高速化）、アーキング（異常放電）の生じる条件を極小化（ロータリーカソードを用いた全面エロージョン化とパルス、サイン波などの波形の最適化）、デュアルロータリーカソードとアクティブアノードを併用することで、カソード電圧を下げ、アクティブアノードによる電子捕捉の効率化によるダメージ抑制など。

• 日本表面真空学会：　
• 表面技術協会：
• 情報機構：２０２０年２月１２日　スパッタセミナー「反応性高速スパッタ　基礎から応用トラブル対策まで」
• 　　　　　　　　

• 日刊工業新聞社：２００８年８月「現場のスパッタリング薄膜Ｑ＆Ａ」の本を出版。３８４ページ　３１５０円（税込）　小島啓安著
• 真空ジャーナル：２００８年１月号（Vol116）に、特集記事「高速スパッタリング」の解説
• （株）情報機構：２００７年８月「ディスプレー光学部材における薄膜製造技術」に、「スパッタリングにおけるトラブル対策」執筆
• （株）技術情報協会：２００７年７月「ぬれと（超）撥水、（超）親水技術、そのコントロール」に、「大気圧プラズマ親水化処理によるＦＰＤ基板洗浄技術への応用」執筆
• コンバーテック　２００８年１０月号「現場に見るスパッタ法による薄膜化技術と応用」　　など執筆掲載
• （株）技術情報協会２００９年１月「スパッタ実務Ｑ＆Ａ集」　反応性スパッタ、ターゲットなどに関するＱ＆Ａ執筆
• 加工技術研究会　２００９年１０月　「新コーティングのすべて」に　「現場に見るスパッタ法による薄膜化技術と応用」執筆
• シーエムシー出版　２０１１年３月「ロールtoロール技術の最新動向」に「ロールtoロールスパッタプロセスにおける成膜速度の向上」執筆
• シーエムシー出版　２０１１年４月　「最新ガスバリア薄膜技術」に「反応性高速スパッタ技術」執筆
• サイエンス＆テクノロジー　２０１２年８月「フィルム加工トラブル対策技術」に「スパッタリングにおける成膜過程の問題」執筆
• （株）技術情報協会２０１３年４月「フィルム成型・加工とトラブル対策」に「ロールtoロールプロセスにおける成膜速度向上と膜欠陥への対策」執筆
• （株）技術情報協会２０１３年６月「光学薄膜の最適設計・成膜技術と膜厚・膜質・光学特性の制御」に「反応性高速スパッタ法による光学薄膜の作製技術と膜質制御」執筆
• 表面技術協会２０１３年７月特集「最近のスパッタリング動向」に「低ダメージのためのロータリーカソード技術と高速成膜技術」を執筆
• 日刊工業新聞社：２０１５年２月「現場のスパッタリング薄膜Q&A」第２版を出版。４３７ページ　３５６０円（税込）
• 表面技術協会２０１６年１２月特集「車載用カメラの反射防止膜技術」を執筆
• 表面技術協会２０１７年１２月特集「最新のPVD技術」執筆　

スパッタリングのコンサルタントを始めてから１5年が経ちました。お陰さまで、多くの会社の研究開発や製造に関わらせて頂きました。有難うございました。今後共、よろしくお願い申し上げます。

また、日刊工業新聞社から発行致しました「現場のスパッタリング薄膜Ｑ＆Ａ]も、大変好評頂きました。有難うございます。ささやかですが、スパッタリングを含めた薄膜技術や事業を通じて、社会に貢献出来たら嬉しいと思っています。

初版を出版してから１０年、第２版からは３年経ちました。スパッタリングを用いた製品・プロセス開発あるいは製造現場では、様々トラブルに出会います。一般的にお問合せが多い薄膜のトラブルとしては、密着性とアーキング（異常放電）、膜質向上の問題があります。回答を試みて頂くとスパッタの理解のお役に立つかと思います。密着性の設問は４問、アーキング（異常放電）２問入れました。

• Ｑ１密着性とガス圧力は関係ありますか？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　186p,196p　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
• Ｑ２密着性の向上には、十分な基板洗浄が不可欠ですが、どのような方法がありますか？                              19p,  19p
• Ｑ３ターゲットへの電力の投入量は、どんなファクターで制限されますか？　　　　　　　　　　　　　　　　146p, 155p
• Ｑ４アノード消失とはどのような現象でしょうか？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　153p, 163p
• Ｑ５デュアルカソードは、シングルカソードに比べてメリットはありますが、２つ挙げてください。　　　　　136p,141p
• Ｑ６回転カソードは、プレーナーカソードと比べてアーキング（異常放電）を減少させるのに有利ですが、なぜですか？　  _ _ _ 133p
• Ｑ７アーキング（異常放電）は、なぜ起きるのですか？　対策は？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　148p,159p
• Ｑ８パルス電源が多く使われるようになりましたが、デューティー比とはなんですか？　　　　　　　　　　　  --------      59p　　　
• Ｑ９密着性にとって、T-S間距離は注意事項ですがなぜですか？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　204p, 218p　
• Q10密着性を向上させるには、どうすれば良いですか？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　                203p, 217p

　ご質問は　右記へ　　earth-tech@r9.dion.ne.jp

　　　                                 ＊＊＊＊＊昨年の春、神奈川県立花菜ガーデンにて＊＊＊＊＊

今月の話題ということで、毎月スパッタ、プラズマ、その開発について関連したテーマを取り上げ紹介するコーナーを作りました。内容としては、本、論文、トピックス、スパッタに関する用語などを考えています。スパッタの初心者にも役立つかと思います。

ここでは概略を記載し、ブログには少し詳しく書きたいと思いますので、興味のある方は、どうぞブログにもお立ち寄りください。

Up dated 2020,2,1