JPH0445266A - レーザ・スパッタリング装置 - Google Patents
レーザ・スパッタリング装置Info
- Publication number
- JPH0445266A JPH0445266A JP2153670A JP15367090A JPH0445266A JP H0445266 A JPH0445266 A JP H0445266A JP 2153670 A JP2153670 A JP 2153670A JP 15367090 A JP15367090 A JP 15367090A JP H0445266 A JPH0445266 A JP H0445266A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- film
- laser
- substrate
- laser beam
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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
本発明は、薄膜デバイス等の薄膜形成を行うレーザを用
いたスパッタリング装置に関する。
いたスパッタリング装置に関する。
従来の技術
従来、この種のレーザを用いたスパッタリング装置は、
筆者コムラ氏他によるジャパニーズ・ジャーナル・オブ
・アプライド・フィジックスの１９８８年版に示されて
いるようなものがあり、第４図のような構成になってい
る。
筆者コムラ氏他によるジャパニーズ・ジャーナル・オブ
・アプライド・フィジックスの１９８８年版に示されて
いるようなものがあり、第４図のような構成になってい
る。
本従来例の構成は、真空槽１５内にバルク状のターゲッ
ト１６と、ターゲット１６に対向して基板台１７を設け
て、基板台１７の上には基板１８を取り付け、可視光の
ＱスイッチＹＡＧレーザの第２高周波（波長５３２ ｎ
ｍ ）レーザ光１９をレンズ２０で集光し、真空槽１
５に取り付けられた真空封じ窓２１を通して、ターゲッ
ト１６に照射し、基板１８上にターゲット１６の材料の
材料の薄膜を堆積させるものである。
ト１６と、ターゲット１６に対向して基板台１７を設け
て、基板台１７の上には基板１８を取り付け、可視光の
ＱスイッチＹＡＧレーザの第２高周波（波長５３２ ｎ
ｍ ）レーザ光１９をレンズ２０で集光し、真空槽１
５に取り付けられた真空封じ窓２１を通して、ターゲッ
ト１６に照射し、基板１８上にターゲット１６の材料の
材料の薄膜を堆積させるものである。
発明が解決しようとする課題
しかし、このような構成のものでは、レーザ光照射時に
ターゲットの厚さ方向の温度勾配が太き（なる。その結
果、ターゲットから噴出するスパッタ粒子の大きさを十
分に制御することが出来ず、例えば誘電体材料を用いて
形成した薄膜中に直径０．１〜数μｍの粒塊が混入し、
膜特性を低下させるという課題のあることが判明した。
ターゲットの厚さ方向の温度勾配が太き（なる。その結
果、ターゲットから噴出するスパッタ粒子の大きさを十
分に制御することが出来ず、例えば誘電体材料を用いて
形成した薄膜中に直径０．１〜数μｍの粒塊が混入し、
膜特性を低下させるという課題のあることが判明した。
本発明は上記した課題に鑑み、膜構造の制御を精度良（
行うことのできるレーザ・スパッタリング装置を提供す
るものである。
行うことのできるレーザ・スパッタリング装置を提供す
るものである。
課題を解決するための手段
上記目的を達成するために本発明のレーザ・スパッタリ
ング装置は、レーザ発振器から出射されたパルス・レー
ザ光を真空槽内に設けられた厚さ１０μｍ以下のターゲ
ット上に照射させ基板上に膜形成させるもので、厚さの
興なる複数のターゲットをレーザ照射位置に供給するこ
とが可能で、さらにターゲットはターゲット材料よりも
熱伝導性の悪い材料にて支持されるものである。
ング装置は、レーザ発振器から出射されたパルス・レー
ザ光を真空槽内に設けられた厚さ１０μｍ以下のターゲ
ット上に照射させ基板上に膜形成させるもので、厚さの
興なる複数のターゲットをレーザ照射位置に供給するこ
とが可能で、さらにターゲットはターゲット材料よりも
熱伝導性の悪い材料にて支持されるものである。
作 用
上記構成をなすことにより、ターゲットのレーザ光を照
射された部分は温度上昇するが、厚さが１０μｍ以下と
薄いため厚さ方向の温度勾配もバルク型ターゲットに比
べ小さい。例えば厚さ０．０５μｍのＮｉターゲットに
５．５Ｘ１０ Ｗ／−のレーザ光を照射した時、表裏
の温度差はほとんどない。また本発明のターゲットから
噴出するスパッタ粒子の形状は、噴出時の温度が高くな
るにつれ、金属ターゲットの場合には、直径数μｍ以下
の球状から平板状、さらに微粒子状、膜状へと変化する
。したがって、ターゲット内の温度勾配を小さくするこ
とによって、スパッタ粒子の形状をレーザ照射条件によ
って制御することが可能になる。また膜厚が異なると、
レーザ照射時の温度上昇が同じとなる条件でも、スパッ
タ粒子の形態は同じでも大きさに差異がみられるので、
膜圧の異なるターゲットを供給可能とすることで、スパ
ッタ粒子によって形成される膜構造の制御精度がさらに
広（なる。
射された部分は温度上昇するが、厚さが１０μｍ以下と
薄いため厚さ方向の温度勾配もバルク型ターゲットに比
べ小さい。例えば厚さ０．０５μｍのＮｉターゲットに
５．５Ｘ１０ Ｗ／−のレーザ光を照射した時、表裏
の温度差はほとんどない。また本発明のターゲットから
噴出するスパッタ粒子の形状は、噴出時の温度が高くな
るにつれ、金属ターゲットの場合には、直径数μｍ以下
の球状から平板状、さらに微粒子状、膜状へと変化する
。したがって、ターゲット内の温度勾配を小さくするこ
とによって、スパッタ粒子の形状をレーザ照射条件によ
って制御することが可能になる。また膜厚が異なると、
レーザ照射時の温度上昇が同じとなる条件でも、スパッ
タ粒子の形態は同じでも大きさに差異がみられるので、
膜圧の異なるターゲットを供給可能とすることで、スパ
ッタ粒子によって形成される膜構造の制御精度がさらに
広（なる。
実施例
以下、本発明の実施例のレーザ・スパッタリング装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。
ついて、図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の第１の実施例におけるレーザ・スパッ
タリング装置の構成図を示すものである。第１図におい
て、１はレーザ発振器、２はパルス化されたレーザ光、
３は反射鏡、４は集光レンズ、５は真空封じ窓、６は真
空槽、７ａと７ｂは蒸着フィルム、８は基板、９は走行
ロールである。レーザ発振器ｌから出射され、たパルス
化されたレーザ光２は、反射鏡３によって集光レンズ４
に誘導され、真空封じ窓５を通して真空槽６内に設けら
れた蒸着フィルム７ａに集光・照射される。蒸着フィル
ム７ａのターゲットでレーザ光の照射された部分は急激
に温度上昇し、スパッタリング作用により飛び出した粒
子によって、基板８上に堆積層が形成される。蒸着フィ
ルム７ａを順次移動させこのプロセスが繰り返されるこ
とで膜形成がなされる。蒸着フィルム７ａまたは７ｂの
ターゲットの厚さは１０μｍ以下とすることによって、
レーザ照射時の厚さ方向の温度勾配を小さく出来、基板
８上に堆積するスパッタリング粒子の形状も良好な制御
が可能となる。また膜厚１μｍ以下ではターゲット単体
での保持は困難な場合が多いので、片面をターゲット材
料よりも熱伝導性の悪い材料で支持することで、レーザ
照射時の温度勾配を大きくすることな（、ターゲットを
供給することができる。また、ターゲット膜厚に寄因し
てスパッタリング粒子の形状も影響をうけるので、種々
な膜厚のターゲットをレーザ加工点に移動させることで
、より高精度なスパッタリング粒子形状の制御が行える
。
タリング装置の構成図を示すものである。第１図におい
て、１はレーザ発振器、２はパルス化されたレーザ光、
３は反射鏡、４は集光レンズ、５は真空封じ窓、６は真
空槽、７ａと７ｂは蒸着フィルム、８は基板、９は走行
ロールである。レーザ発振器ｌから出射され、たパルス
化されたレーザ光２は、反射鏡３によって集光レンズ４
に誘導され、真空封じ窓５を通して真空槽６内に設けら
れた蒸着フィルム７ａに集光・照射される。蒸着フィル
ム７ａのターゲットでレーザ光の照射された部分は急激
に温度上昇し、スパッタリング作用により飛び出した粒
子によって、基板８上に堆積層が形成される。蒸着フィ
ルム７ａを順次移動させこのプロセスが繰り返されるこ
とで膜形成がなされる。蒸着フィルム７ａまたは７ｂの
ターゲットの厚さは１０μｍ以下とすることによって、
レーザ照射時の厚さ方向の温度勾配を小さく出来、基板
８上に堆積するスパッタリング粒子の形状も良好な制御
が可能となる。また膜厚１μｍ以下ではターゲット単体
での保持は困難な場合が多いので、片面をターゲット材
料よりも熱伝導性の悪い材料で支持することで、レーザ
照射時の温度勾配を大きくすることな（、ターゲットを
供給することができる。また、ターゲット膜厚に寄因し
てスパッタリング粒子の形状も影響をうけるので、種々
な膜厚のターゲットをレーザ加工点に移動させることで
、より高精度なスパッタリング粒子形状の制御が行える
。
第２図は本発明の第２の実施例におけるレーザ・スパッ
タリング装置の構成図を示すものである。第２図におい
て、１０ａと１０ｂはガラス基板上にそれぞれ膜厚を変
えて薄膜の形成されたターゲット、１１はターゲットの
加工位置への移動機構、１２はスパッタ後のターゲット
である。
タリング装置の構成図を示すものである。第２図におい
て、１０ａと１０ｂはガラス基板上にそれぞれ膜厚を変
えて薄膜の形成されたターゲット、１１はターゲットの
加工位置への移動機構、１２はスパッタ後のターゲット
である。
ターゲット１０ａまたは１０ｂは移動機構１１によって
レーザ光照射地点に供給され、スパッタ後のターゲット
１２は回収される。他の動作は第１の実施例と同様であ
る。以上のように、ターゲットの基板がガラス板を用い
ると第１の実施例における有機フィルムを用いた場合に
比べ融点が高く、基板の損傷も軽減されるため、スパッ
タ膜への基板材料等の不純物の混入も少な（することが
できる。
レーザ光照射地点に供給され、スパッタ後のターゲット
１２は回収される。他の動作は第１の実施例と同様であ
る。以上のように、ターゲットの基板がガラス板を用い
ると第１の実施例における有機フィルムを用いた場合に
比べ融点が高く、基板の損傷も軽減されるため、スパッ
タ膜への基板材料等の不純物の混入も少な（することが
できる。
第３図は本発明の第３の実施例におけるレーザ・スパッ
タリング装置の構成図を示すものである。第３図におい
て、１３は蒸着装置、１４はセラミック回転基板である
。蒸着装置１３から回転するセラミック回転基板上で所
定の薄膜を形成するようにターゲット材料が供給される
。回転基板１４上に形成されたターゲットにはレーザ光
が照射されスパッタ粒子が飛び出すとともに、このプロ
セスが繰り返されて基板８上にはスパッタ膜が形成され
る。他の動作は第１及び第２の実施例と同様である。以
上のように、回転するセラミック基板上にターゲット薄
膜を形成する方式は、ターゲット材料の供給料とセラミ
ック基板の回転数との組み合せにより、ターゲット膜厚
を自由に設定することができる。
タリング装置の構成図を示すものである。第３図におい
て、１３は蒸着装置、１４はセラミック回転基板である
。蒸着装置１３から回転するセラミック回転基板上で所
定の薄膜を形成するようにターゲット材料が供給される
。回転基板１４上に形成されたターゲットにはレーザ光
が照射されスパッタ粒子が飛び出すとともに、このプロ
セスが繰り返されて基板８上にはスパッタ膜が形成され
る。他の動作は第１及び第２の実施例と同様である。以
上のように、回転するセラミック基板上にターゲット薄
膜を形成する方式は、ターゲット材料の供給料とセラミ
ック基板の回転数との組み合せにより、ターゲット膜厚
を自由に設定することができる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、厚さ１０μｍ以下の膜厚
の興なるターゲットにレーザ光を照射することにより、
ターゲットの厚さ方向の温度勾配を小さく出来る結果、
スパッタ粒子の形状をレーザ照射条件によって制御する
ことが可能となる。
の興なるターゲットにレーザ光を照射することにより、
ターゲットの厚さ方向の温度勾配を小さく出来る結果、
スパッタ粒子の形状をレーザ照射条件によって制御する
ことが可能となる。
さらに、厚さの異なる複数のターゲットを供給可能な機
構を設けることにより、膜厚に依存したスパッタ粒子の
形状を制御も可能となり、膜構造の制御範囲が広（なる
。
構を設けることにより、膜厚に依存したスパッタ粒子の
形状を制御も可能となり、膜構造の制御範囲が広（なる
。
第１図は本発明の第１の実施例におけるレーザ・スパッ
タリング装置の構成図、第２図は本発明の第２の実施例
におけるレーザ・スパッタリング装置の構成図、第３図
は本発明の第３の実施例におけるレーザ・スパッタリン
グ装置の構成図、第４図は従来のレーザ・スパッタリン
グ装置の構成図である。 ２・・・・・・パルス・レーザ光、７ａ、７ｂ・・・・
・・蒸着フィルム、９・・・・・・走行ロール、１０ａ
、１０ｂ・・・・・・ガラス基板ターゲット、１１・・
・・・・移動機構、１３・・・・・・蒸着装置、１４・
・・・・・セラミック回転基板。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名第 図 Ａミーイナロ−）Ｌ １〜１０ｂ−−刀うス養Ａ友タゲ、７Ｙ−ネ多勧ａ嬶 第 図 ３−菓１」 １４− −じうξ・ノリＦＩＬ表勿（
タリング装置の構成図、第２図は本発明の第２の実施例
におけるレーザ・スパッタリング装置の構成図、第３図
は本発明の第３の実施例におけるレーザ・スパッタリン
グ装置の構成図、第４図は従来のレーザ・スパッタリン
グ装置の構成図である。 ２・・・・・・パルス・レーザ光、７ａ、７ｂ・・・・
・・蒸着フィルム、９・・・・・・走行ロール、１０ａ
、１０ｂ・・・・・・ガラス基板ターゲット、１１・・
・・・・移動機構、１３・・・・・・蒸着装置、１４・
・・・・・セラミック回転基板。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名第 図 Ａミーイナロ−）Ｌ １〜１０ｂ−−刀うス養Ａ友タゲ、７Ｙ−ネ多勧ａ嬶 第 図 ３−菓１」 １４− −じうξ・ノリＦＩＬ表勿（
Claims (3)
- （１）レーザ発振器から出射されたパルス・レーザ光を
真空槽内に設けられた厚さ１０μｍ以下のターゲット上
に照射させ、前記ターゲットと対向した基板上に膜形成
を行うレーザ・スパッタリング装置。 - （２）厚さの異なるターゲットがレーザ照射位置に供給
されることを特徴とする請求項１記載のレーザ・スパッ
タリング装置。 - （３）ターゲットはターゲット材料よりも熱伝導性の悪
い材料にて支持されたことを特徴とする請求項１記載の
レーザ・スパッタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2153670A JP2890686B2 (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | レーザ・スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2153670A JP2890686B2 (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | レーザ・スパッタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0445266A true JPH0445266A (ja) | 1992-02-14 |
| JP2890686B2 JP2890686B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=15567609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2153670A Expired - Fee Related JP2890686B2 (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | レーザ・スパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2890686B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011233890A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Pratt & Whitney Rocketdyne Inc | レーザ焼結下板を有する基板 |
| JP2014234519A (ja) * | 2013-05-30 | 2014-12-15 | 国立大学法人東京工業大学 | 成膜装置 |
-
1990
- 1990-06-12 JP JP2153670A patent/JP2890686B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011233890A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Pratt & Whitney Rocketdyne Inc | レーザ焼結下板を有する基板 |
| JP2014234519A (ja) * | 2013-05-30 | 2014-12-15 | 国立大学法人東京工業大学 | 成膜装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2890686B2 (ja) | 1999-05-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |