JPH03188274A - レーザｐｖｄ装置 - Google Patents
レーザｐｖｄ装置Info
- Publication number
- JPH03188274A JPH03188274A JP1326249A JP32624989A JPH03188274A JP H03188274 A JPH03188274 A JP H03188274A JP 1326249 A JP1326249 A JP 1326249A JP 32624989 A JP32624989 A JP 32624989A JP H03188274 A JPH03188274 A JP H03188274A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- laser
- laser beam
- deposition rate
- rotation axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、レーザＰＶＤ装置の機構に関するものであ
る。
る。
〔従来の技術］
第４図は従来のレーザＰＶＤ装置を示す構成図である。
このレーザＰＶＤ装置は精密工学会誌（５３／１／１９
８７）、第８５頁〜第９０頁や、電総研ニュース（１９
８３年、６月、４０１号）第７頁〜第９頁に記載されて
いるものである。図において、（１）は集光レンズ、（
２）はレーザビーム、（３）はターゲラｌ−、（４１は
基板、（５）はターゲット回転軸、（６）は真空排気装
置、（７）は真空チャンバー、（８）はレーザ導入ウィ
ンドーである。図中、矢印ＡはクーゲラＩ−（３１の回
転方向を示している。
８７）、第８５頁〜第９０頁や、電総研ニュース（１９
８３年、６月、４０１号）第７頁〜第９頁に記載されて
いるものである。図において、（１）は集光レンズ、（
２）はレーザビーム、（３）はターゲラｌ−、（４１は
基板、（５）はターゲット回転軸、（６）は真空排気装
置、（７）は真空チャンバー、（８）はレーザ導入ウィ
ンドーである。図中、矢印ＡはクーゲラＩ−（３１の回
転方向を示している。
次に動作について説明する。集光レンズ（１）により集
束されたレーザビーム（２）をターゲラｌ−（３１に照
射し、その熱作用でターゲット（３）を蒸発させる。
束されたレーザビーム（２）をターゲラｌ−（３１に照
射し、その熱作用でターゲット（３）を蒸発させる。
蒸発した飛散粒子を対向する基板（４）に堆積させ、膜
を成形する。円柱状のターゲット（３）を側面全体にわ
たって均一に消耗させるため、ターゲラｌ−（３１を回
転軸（５）を中心に矢印Ａ方向に回転させ、又それと同
時に図において紙面に対して垂直方向に往復運動させる
。尚、真空排気装置（６）により真空チャンバー（７）
は通常１０−’Ｔｏｒｒ台の真空度に保たれる。
を成形する。円柱状のターゲット（３）を側面全体にわ
たって均一に消耗させるため、ターゲラｌ−（３１を回
転軸（５）を中心に矢印Ａ方向に回転させ、又それと同
時に図において紙面に対して垂直方向に往復運動させる
。尚、真空排気装置（６）により真空チャンバー（７）
は通常１０−’Ｔｏｒｒ台の真空度に保たれる。
この従来のレーザＰＶＤ装置では、レーザビーム（２）
をクーゲラｌ−ｆ３１の回転軸（５）に対し垂直方向か
ら照射していた。このため照射点が少しずれただけて、
ターゲラＩ−（３１に対する入射角がかなり変化するた
め、照射点でのパワー密度が変化し、それに伴って蒸着
速度も太き（変化した。第５図はり−ゲラ＋−ｆ３）及
びその回転軸（５）を第６図の矢印Ｂ方向に上下させた
時の蒸着速度と基準位置がらのずれ、ｘ （ｍ−）の関
係を示したものである。尚、縦軸に示す蒸着速度は基準
位置での蒸着速度を１としており、Ｘの符号はターゲッ
ト（３）を基準位置に対し上下へずらした時をプラス、
下方へずらした時をマイナスとした。又、この時用いた
ターゲラ１〜径は５９ｍｍφであり、焦点距離は６５０
ｍｍであった。ターゲット（３）の上下方向の位置がず
れると、レーザビーム（２）のターゲット（３）に対す
る入射角がかなり変わり、蒸着速度を大きく変化させる
ことになる。特にターゲット（３）を下方にずらした場
合には、３ｎ＋ｍ程度のずれでも蒸着速度は嵐程度に減
少する。レーザＰＶＤ装置の運転中、ターゲラ１〜（３
）の消耗に伴い、ターゲット径が減少するので、第５図
で示した様な位置のずれが起こり、蒸着速度を大幅に低
下させることになる。蒸着速度を一定に保つためには、
ターゲット径の減少と連動させてターゲラＩ−Ｔ３１を
上方に移動させ、レーザビーム（２）の照射点が常に同
じ位置にくるように操作する必要があった。
をクーゲラｌ−ｆ３１の回転軸（５）に対し垂直方向か
ら照射していた。このため照射点が少しずれただけて、
ターゲラＩ−（３１に対する入射角がかなり変化するた
め、照射点でのパワー密度が変化し、それに伴って蒸着
速度も太き（変化した。第５図はり−ゲラ＋−ｆ３）及
びその回転軸（５）を第６図の矢印Ｂ方向に上下させた
時の蒸着速度と基準位置がらのずれ、ｘ （ｍ−）の関
係を示したものである。尚、縦軸に示す蒸着速度は基準
位置での蒸着速度を１としており、Ｘの符号はターゲッ
ト（３）を基準位置に対し上下へずらした時をプラス、
下方へずらした時をマイナスとした。又、この時用いた
ターゲラ１〜径は５９ｍｍφであり、焦点距離は６５０
ｍｍであった。ターゲット（３）の上下方向の位置がず
れると、レーザビーム（２）のターゲット（３）に対す
る入射角がかなり変わり、蒸着速度を大きく変化させる
ことになる。特にターゲット（３）を下方にずらした場
合には、３ｎ＋ｍ程度のずれでも蒸着速度は嵐程度に減
少する。レーザＰＶＤ装置の運転中、ターゲラ１〜（３
）の消耗に伴い、ターゲット径が減少するので、第５図
で示した様な位置のずれが起こり、蒸着速度を大幅に低
下させることになる。蒸着速度を一定に保つためには、
ターゲット径の減少と連動させてターゲラＩ−Ｔ３１を
上方に移動させ、レーザビーム（２）の照射点が常に同
じ位置にくるように操作する必要があった。
以上のように、従来のレーザＰＶＤ装置において、蒸着
速度を一定に保つためには、レーザビームの照射点が常
に同じ位置になるようにターゲットを移動させる駆動装
置及びその制御装置が必要となり、レーザＰＶＤ装置の
複雑化、高コスト化などの問題点があった。
速度を一定に保つためには、レーザビームの照射点が常
に同じ位置になるようにターゲットを移動させる駆動装
置及びその制御装置が必要となり、レーザＰＶＤ装置の
複雑化、高コスト化などの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ターゲットを移動させる駆動装置及びその制
御装置を用いずに、あるいは従来よりも簡単な機構の装
置により、安定した蒸着速度て成膜てきるレーザＰＶＤ
装置を得ることを目的とする。
たもので、ターゲットを移動させる駆動装置及びその制
御装置を用いずに、あるいは従来よりも簡単な機構の装
置により、安定した蒸着速度て成膜てきるレーザＰＶＤ
装置を得ることを目的とする。
この発明に係るレーザＰＶＤ装置は、ターゲットの回転
軸とレーザビームとが同一平面上に位置するようにした
ものである。
軸とレーザビームとが同一平面上に位置するようにした
ものである。
この発明におけるレーザＰＶＤ装置においては、照射点
位置が多少ずれても入射角の変化はほとんどないので蒸
着速度の変化も少ない。従ってターゲットの消耗に伴う
ターゲット径の減少がレーザの焦点深度内であれば、タ
ーゲットを移動させる駆動装置及びその制御装置を用い
ずに安定した蒸着速度が得られる。
位置が多少ずれても入射角の変化はほとんどないので蒸
着速度の変化も少ない。従ってターゲットの消耗に伴う
ターゲット径の減少がレーザの焦点深度内であれば、タ
ーゲットを移動させる駆動装置及びその制御装置を用い
ずに安定した蒸着速度が得られる。
以下、この発明を図について説明する。第１図において
、（１）は集光レンズ、（２）はレーザビームで、この
場合はＣＯ□レーザ、（３）はターゲラ下・で、この場
合は直径５９ＩＩＩｍの５ｉ０２、（４１は基板で、こ
の場合は厚さ２ 、５ ａｍのステンレス板、（５）は
ターゲット回転軸、（６）は真空排気装置、（７）は真
空チャンバー、（８）はレーザ導入ウィンドーで、レー
ザビーム（２）とターゲット回転軸（５）とは同一平面
上に位置している。又、レーザビーム（２）の傾斜角は
例えば６０°である。図中、矢印Ａはターゲット回転軸
（５）の回転方向、矢印Ｃはターゲット（３）の往復運
動の方向を示している。
、（１）は集光レンズ、（２）はレーザビームで、この
場合はＣＯ□レーザ、（３）はターゲラ下・で、この場
合は直径５９ＩＩＩｍの５ｉ０２、（４１は基板で、こ
の場合は厚さ２ 、５ ａｍのステンレス板、（５）は
ターゲット回転軸、（６）は真空排気装置、（７）は真
空チャンバー、（８）はレーザ導入ウィンドーで、レー
ザビーム（２）とターゲット回転軸（５）とは同一平面
上に位置している。又、レーザビーム（２）の傾斜角は
例えば６０°である。図中、矢印Ａはターゲット回転軸
（５）の回転方向、矢印Ｃはターゲット（３）の往復運
動の方向を示している。
次に動作について説明する。集光レンズ（１）により集
束したレーザビーム（２）をターゲット（３）に照射し
、その熱作用でターゲット（３）を蒸発させる。蒸発し
た飛散粒子を対向する基板上（４）に堆積させ、膜を成
形する。円柱状ターゲットを側面全体にわたって均一に
消耗させるため、ターゲット（３）を回転軸（５］を中
心に矢印Ａ方向に回転させ、又それと同時に第１図にお
いて矢印Ｃ方向に示すように横方向に往復運動させる。
束したレーザビーム（２）をターゲット（３）に照射し
、その熱作用でターゲット（３）を蒸発させる。蒸発し
た飛散粒子を対向する基板上（４）に堆積させ、膜を成
形する。円柱状ターゲットを側面全体にわたって均一に
消耗させるため、ターゲット（３）を回転軸（５］を中
心に矢印Ａ方向に回転させ、又それと同時に第１図にお
いて矢印Ｃ方向に示すように横方向に往復運動させる。
尚、真空排気装置（６）により真空チャンバー（７）は
通常１０−’Ｔｏｒｒ台の真空度に保たれる。
通常１０−’Ｔｏｒｒ台の真空度に保たれる。
レーザビーム（２）の照射点が正規の位置からずれた場
合の影響を、先ずレーザビームが紙面に対し垂直方向に
ずれた場合から説明する。
合の影響を、先ずレーザビームが紙面に対し垂直方向に
ずれた場合から説明する。
レーザビームと回転軸は同一平面上にあるから、レーザ
ビームが紙面に対し垂直方向にずれた場合の入射角の変
化Ｃよ少ない。例えば、レーザビームが紙面に対し３ｍ
ｍずれた場合の入射角の変化は６°以下である。蒸着速
度は入射角（θ）に対し、ｃｏｓ”θ （ｎ ２〜３
）で変化する。従って、この場合蒸着速度は２％程度低
下するだけだと予想される。このためレーザ照射点を従
来のように正確に合わせる必要がない。
ビームが紙面に対し垂直方向にずれた場合の入射角の変
化Ｃよ少ない。例えば、レーザビームが紙面に対し３ｍ
ｍずれた場合の入射角の変化は６°以下である。蒸着速
度は入射角（θ）に対し、ｃｏｓ”θ （ｎ ２〜３
）で変化する。従って、この場合蒸着速度は２％程度低
下するだけだと予想される。このためレーザ照射点を従
来のように正確に合わせる必要がない。
又、ターゲット（３）が消耗してターゲット径が減少し
ても、ターゲット（３）に対する入射角は変化せず、照
射点がし〜ザの焦点からずれるだけである。
ても、ターゲット（３）に対する入射角は変化せず、照
射点がし〜ザの焦点からずれるだけである。
第２図は入射角を一定にし、クーデ’７ ＋−（３１を
焦点位置からずらしたときの蒸着速度と基準位置、即ち
焦点位置からのずれを表わしたものである。焦点距離は
２９０ｍｍとしている。この図はターゲットの回転軸（
５）に対しレーザビーム（２）が垂直方向から入射した
場合の実験結果を表わしているが、焦点位置からのずれ
に対する効果は、回転軸（５）とレーザビーム（２）が
同一平面上にある場合でも、同様の結果が又られるもの
と考えられる。
焦点位置からずらしたときの蒸着速度と基準位置、即ち
焦点位置からのずれを表わしたものである。焦点距離は
２９０ｍｍとしている。この図はターゲットの回転軸（
５）に対しレーザビーム（２）が垂直方向から入射した
場合の実験結果を表わしているが、焦点位置からのずれ
に対する効果は、回転軸（５）とレーザビーム（２）が
同一平面上にある場合でも、同様の結果が又られるもの
と考えられる。
尚、蒸着速度は基準位置での蒸着速度を１としており、
Ｘの符号は第３図に示すようにクーゲラ１− ＋３１を
基準位置対して左上方へずらした時をプラス、右下方に
ずらした時をマイナスとした。Ｘの大きさは照射点のず
れの上下方向成分の大きさを表わしている。第２図によ
れば、入射角が変化しない場合、基準位置からのずれが
５ｍｍでも、蒸着速度の減少は１２％程度におさまり、
第５図に示す入射角が変化する場合に比べ、大幅に改善
される。従って、第１図の様にレーザビーム（２）とタ
ーゲットの回転軸（５）が同一平面上に位置する場合、
ターゲット（３）に対する入射角は変化しないので、タ
ーゲット（３）が消耗してターゲット径が減少しても、
安定した蒸着速度で成膜できる。又、第２図においては
、焦点距離が２９０ｍｍ＋の場合であるが、焦点距離を
さらに長くすれば、焦点深度が深くなるので、さらに安
定した蒸着速度が得られるものと期待されろ。
Ｘの符号は第３図に示すようにクーゲラ１− ＋３１を
基準位置対して左上方へずらした時をプラス、右下方に
ずらした時をマイナスとした。Ｘの大きさは照射点のず
れの上下方向成分の大きさを表わしている。第２図によ
れば、入射角が変化しない場合、基準位置からのずれが
５ｍｍでも、蒸着速度の減少は１２％程度におさまり、
第５図に示す入射角が変化する場合に比べ、大幅に改善
される。従って、第１図の様にレーザビーム（２）とタ
ーゲットの回転軸（５）が同一平面上に位置する場合、
ターゲット（３）に対する入射角は変化しないので、タ
ーゲット（３）が消耗してターゲット径が減少しても、
安定した蒸着速度で成膜できる。又、第２図においては
、焦点距離が２９０ｍｍ＋の場合であるが、焦点距離を
さらに長くすれば、焦点深度が深くなるので、さらに安
定した蒸着速度が得られるものと期待されろ。
尚、上記実施例ではレーザ（２）としてＣＯ□レーザ、
基板（４）にステンレス、クーゲラｌ−（３１にＳｉＯ
□を用いｔこものを示したが、レーザの種類及び材料の
組合わせは必ずしも同一のものである必要はなく、他の
レーザや材料にも適用できる。又、レーザビーム（２）
の傾斜角も６０°である必要はなく、これ以外の傾斜角
でもよい。
基板（４）にステンレス、クーゲラｌ−（３１にＳｉＯ
□を用いｔこものを示したが、レーザの種類及び材料の
組合わせは必ずしも同一のものである必要はなく、他の
レーザや材料にも適用できる。又、レーザビーム（２）
の傾斜角も６０°である必要はなく、これ以外の傾斜角
でもよい。
以上のように、乙の発明によれば、レーザビームとター
ゲラ１−の回転軸を同一平面上に位置するように構成し
たので、安定した蒸着速度で成膜でき、蒸着速度を安定
化するための８１＃Ｉｉｌが簡略化されて装置のコスト
も低減されるレーザＰＶＤ装置が得られる効果がある。
ゲラ１−の回転軸を同一平面上に位置するように構成し
たので、安定した蒸着速度で成膜でき、蒸着速度を安定
化するための８１＃Ｉｉｌが簡略化されて装置のコスト
も低減されるレーザＰＶＤ装置が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるレーザＰＶＤ装置を
示す構成図、第２図は一実施例に係、ターゲットに対す
る入射角を一定としたときの蒸着速度と基準−からのず
れの関係を示すグラフ、第３図ば一実施例に係り、レー
ザビームの基準位置からのずれを説明する説明図、第４
図は従来のレーザＰＶＤ装置を示す構成図、第５図は従
来のレーザＰＶＤ装置に係、ターゲットを上下方向にず
らした時の蒸着速度と基準位置からのずれの関係を示す
グラフ、第６図は、従来のレーザＰＶＤ装置に係り、レ
ーザビームの基準位置からのずれを説明する説明図であ
る。 図において、（１）は集光レンズ、（２）はレーザビー
ム、（３１はターゲット、（４）は基板、（５）はター
ゲラ）・回転軸、（６）は真空排気装置、（７）は真空
チャンバーである。 尚、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
示す構成図、第２図は一実施例に係、ターゲットに対す
る入射角を一定としたときの蒸着速度と基準−からのず
れの関係を示すグラフ、第３図ば一実施例に係り、レー
ザビームの基準位置からのずれを説明する説明図、第４
図は従来のレーザＰＶＤ装置を示す構成図、第５図は従
来のレーザＰＶＤ装置に係、ターゲットを上下方向にず
らした時の蒸着速度と基準位置からのずれの関係を示す
グラフ、第６図は、従来のレーザＰＶＤ装置に係り、レ
ーザビームの基準位置からのずれを説明する説明図であ
る。 図において、（１）は集光レンズ、（２）はレーザビー
ム、（３１はターゲット、（４）は基板、（５）はター
ゲラ）・回転軸、（６）は真空排気装置、（７）は真空
チャンバーである。 尚、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 円柱状のターゲットを回転させながら、その側面にレー
ザビームを照射し、成膜を行うレーザＰＶＤ装置におい
て、上記ターゲットの回転軸と上記レーザビームとが同
一平面上に位置するようにしたことを特徴とするレーザ
ＰＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1326249A JPH03188274A (ja) | 1989-12-16 | 1989-12-16 | レーザｐｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1326249A JPH03188274A (ja) | 1989-12-16 | 1989-12-16 | レーザｐｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03188274A true JPH03188274A (ja) | 1991-08-16 |
Family
ID=18185663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1326249A Pending JPH03188274A (ja) | 1989-12-16 | 1989-12-16 | レーザｐｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03188274A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5622567A (en) * | 1992-11-30 | 1997-04-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film forming apparatus using laser |
-
1989
- 1989-12-16 JP JP1326249A patent/JPH03188274A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5622567A (en) * | 1992-11-30 | 1997-04-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film forming apparatus using laser |
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