JPH0452271A - レーザ蒸着装置 - Google Patents
レーザ蒸着装置Info
- Publication number
- JPH0452271A JPH0452271A JP16356790A JP16356790A JPH0452271A JP H0452271 A JPH0452271 A JP H0452271A JP 16356790 A JP16356790 A JP 16356790A JP 16356790 A JP16356790 A JP 16356790A JP H0452271 A JPH0452271 A JP H0452271A
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- laser
- vapor deposition
- power
- laser power
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- Physical Vapour Deposition (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〕
この発明は、レーザを熱源として薄膜形成を行う装置に
関するもので、特にそのターゲットの移動の仕方の改良
に関するものである。
関するもので、特にそのターゲットの移動の仕方の改良
に関するものである。
第４図は例えば特願平１−１１８１９９号に示された従
来のレーザ蒸着装置を示す断面図である。
来のレーザ蒸着装置を示す断面図である。
図において、レーザ透過窓１を備えた真空槽２には真空
排気設備３が取り付けられる。４は膜形成を行いたい材
料、例えばＡ１１０：＋ Ｓ ｉ Ｏ□などのセラミッ
クスで構成された円筒状のターゲットである。基板５の
後ろには加熱用のヒータ６が取り付けられている。７は
熱源となるレーザビーム８を放出するレーザ発振器で、
ターゲットとしてＡｆｆｉ、 Ｏ，を使用する場合であ
れば、Ｃｏｔ レーザ発振器が適当である。９はレーザ
ビーム８の光路を変えるミラー １０は集束レンズであ
る。
排気設備３が取り付けられる。４は膜形成を行いたい材
料、例えばＡ１１０：＋ Ｓ ｉ Ｏ□などのセラミッ
クスで構成された円筒状のターゲットである。基板５の
後ろには加熱用のヒータ６が取り付けられている。７は
熱源となるレーザビーム８を放出するレーザ発振器で、
ターゲットとしてＡｆｆｉ、 Ｏ，を使用する場合であ
れば、Ｃｏｔ レーザ発振器が適当である。９はレーザ
ビーム８の光路を変えるミラー １０は集束レンズであ
る。
次に動作について説明する。
真空槽２内の圧力は真空排気設備３によって通常１０−
４〜１０−’Ｔｏｒｒの範囲に保たれている。
４〜１０−’Ｔｏｒｒの範囲に保たれている。
ターゲット４は第５図に示した様に回転と往復運動を繰
り返している。往復運動する距離は図かられかるように
、ターゲットの幅よりも若干狭く設定しである。
り返している。往復運動する距離は図かられかるように
、ターゲットの幅よりも若干狭く設定しである。
回転および往復運動の速度は用いるターゲットの融点、
レーザパワーによって大きく異なるが、例えばターゲッ
トが５ｉＯｚ、パワーが３０Ｗの時、それぞれ５ｒｐｍ
、５０ｍｍ／分程度の比較的小さな値である。
レーザパワーによって大きく異なるが、例えばターゲッ
トが５ｉＯｚ、パワーが３０Ｗの時、それぞれ５ｒｐｍ
、５０ｍｍ／分程度の比較的小さな値である。
発振器７を出射したレーザビーム８は集束レンズ１０に
よって集束され、透過窓１を通った後、ターゲット４を
照射する。ターケント４上でのビーム径はレンズ１０の
焦点距離ｆによって異なるが、例えばｆ＝４００閣の時
、〜１閤程度である。
よって集束され、透過窓１を通った後、ターゲット４を
照射する。ターケント４上でのビーム径はレンズ１０の
焦点距離ｆによって異なるが、例えばｆ＝４００閣の時
、〜１閤程度である。
このようにスポット径が小さいためレーザ照射点では非
常に大きなパワー密度が発生し、ＳｉＯ２やＡＡｚ０３
などの高融点物質も容易に溶融し、蒸気となって飛散す
る。飛散した蒸気のうち、基板５に飛来したものは凝縮
し薄膜が形成される。
常に大きなパワー密度が発生し、ＳｉＯ２やＡＡｚ０３
などの高融点物質も容易に溶融し、蒸気となって飛散す
る。飛散した蒸気のうち、基板５に飛来したものは凝縮
し薄膜が形成される。
蒸発が起こればその点は次第に減っていくが、ターゲッ
ト４が回転・往復しているため、−点のみが消費される
ことはない。しかもターゲットが往復運動する距離はタ
ーゲットの幅よりも狭いためターゲットは常時レーザに
照射されていることになり、蒸着が跡切れることなく進
行する。
ト４が回転・往復しているため、−点のみが消費される
ことはない。しかもターゲットが往復運動する距離はタ
ーゲットの幅よりも狭いためターゲットは常時レーザに
照射されていることになり、蒸着が跡切れることなく進
行する。
ところで、ターゲット４からの蒸発粒子は量的には多く
ないにしても、透過窓１に付着するので、長時間蒸着を
行っていると、付着物に吸収される分だけ次第に蒸着に
実際に寄与できるレーザパワーは減少する。これに伴い
蒸着速度も減少する。
ないにしても、透過窓１に付着するので、長時間蒸着を
行っていると、付着物に吸収される分だけ次第に蒸着に
実際に寄与できるレーザパワーは減少する。これに伴い
蒸着速度も減少する。
このため、蒸発速度を一定にするために、レーザパワー
を随時モニターする必要があるが、従来の装置は以上の
ようにレーザがターゲットを常時照射しているため、モ
ニターすることが不可能であった。
を随時モニターする必要があるが、従来の装置は以上の
ようにレーザがターゲットを常時照射しているため、モ
ニターすることが不可能であった。
また蒸着を跡切れさせないため、ターゲット４の両端に
はレーザが照射されていない。このため、ターゲット４
は第６図に示された様に、糸巻き状に減少することにな
り、高価なターゲットを一部利用しないまま捨てざるを
えなかった。
はレーザが照射されていない。このため、ターゲット４
は第６図に示された様に、糸巻き状に減少することにな
り、高価なターゲットを一部利用しないまま捨てざるを
えなかった。
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、実際に蒸着に寄与するレーザパワーを随時モ
ニターでき、しかもターゲットを均一に消費できるレー
ザ蒸着装置を得ることを目的としている。
たもので、実際に蒸着に寄与するレーザパワーを随時モ
ニターでき、しかもターゲットを均一に消費できるレー
ザ蒸着装置を得ることを目的としている。
この発明に係るレーザ蒸着装置は、ターゲットが往復運
動する距離を延ばすことによってターゲットが行き戻り
する際に必ず一旦はレーザからターゲットが外れるよう
にしたものである。
動する距離を延ばすことによってターゲットが行き戻り
する際に必ず一旦はレーザからターゲットが外れるよう
にしたものである。
この発明においては、レーザがターゲットを照射しない
時間が随時存在するため、このレーザパワーを随時モニ
ターすることが可能になる。
時間が随時存在するため、このレーザパワーを随時モニ
ターすることが可能になる。
〔実施例］
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例によるレーザ蒸着装置の重要
な部分のみを取り出して示した構成図である。
な部分のみを取り出して示した構成図である。
図において、１１はレーザビーム８の光路上にターゲッ
ト４よりも後方に設けられたパワーモニタを示す。
ト４よりも後方に設けられたパワーモニタを示す。
次に動作について説明する。
蒸着が行われる原理は従来例と全く同じである。
実線で示されたターゲット４は往復運動の左端にいる状
態を示している。この状態ではターゲットにはレーザが
照射されていないため蒸着は進行しない。その代わりレ
ーザはパワーモニタ１工に吸収され、その出力が記録さ
れる。パワーモニタの出力が定常値を示すまでには通常
数秒を要する。
態を示している。この状態ではターゲットにはレーザが
照射されていないため蒸着は進行しない。その代わりレ
ーザはパワーモニタ１工に吸収され、その出力が記録さ
れる。パワーモニタの出力が定常値を示すまでには通常
数秒を要する。
左端にいるターゲットは回転しながら順次右方向に移動
し、レーザビーム８にあたり始めると同時に蒸着が開始
する。蒸着が始まればレーザパワーは検出されなくなる
。
し、レーザビーム８にあたり始めると同時に蒸着が開始
する。蒸着が始まればレーザパワーは検出されなくなる
。
点線で示されたターゲット４°は往復運動の右端にいる
ことを表わしている。この状態では再度レーザパワーの
検出が可能になる。以後、ターゲットは反転し、往復運
動を繰り返す。
ことを表わしている。この状態では再度レーザパワーの
検出が可能になる。以後、ターゲットは反転し、往復運
動を繰り返す。
−往復に要する時間はターゲット４の幅、往復速度に依
存する０例えば幅５０ｓｉ、速度５０閣／分とすれば一
往復に約２分を要することになる。
存する０例えば幅５０ｓｉ、速度５０閣／分とすれば一
往復に約２分を要することになる。
パワーの検出に要する時間は先に述べたようにｌＯ秒程
度でよいから蒸着が行われない時間は数％程度でしかな
いため、蒸着が進行しないことによって生じる生産性の
低下はさほど大きくない。
度でよいから蒸着が行われない時間は数％程度でしかな
いため、蒸着が進行しないことによって生じる生産性の
低下はさほど大きくない。
第２図に長時間蒸着した後に得られたターゲットの形状
を示す。レーザがターゲット表面を全域隈なく走査する
ため均一に消耗することになり、従来のように無駄に捨
てられる部分がない。
を示す。レーザがターゲット表面を全域隈なく走査する
ため均一に消耗することになり、従来のように無駄に捨
てられる部分がない。
なお、上記実施例では、移動速度を一定にした場合につ
いて説明したが、レーザがターゲットを照射している時
の速度とそうでない時の速度は一定である必要はない。
いて説明したが、レーザがターゲットを照射している時
の速度とそうでない時の速度は一定である必要はない。
照射している時の速度を遅く、あるいは照射していない
時の速度を速くすれば、蒸着が進行しないために生じる
生産性の低下を抑えることが出来る。
時の速度を速くすれば、蒸着が進行しないために生じる
生産性の低下を抑えることが出来る。
また、ターゲットにレーザが照射されているかどうかを
検出するために、パワーモニタ１１の出力を利用しても
よいが、レーザ照射時に生じる発光を光検出器で検出す
るようにしてもよい。
検出するために、パワーモニタ１１の出力を利用しても
よいが、レーザ照射時に生じる発光を光検出器で検出す
るようにしてもよい。
第３図は光検出器としてフォトダイオードを利用した例
を示している。検出器に蒸気が付着することを防ぐため
に検出器は発光が観測できる範囲内でなるべく下方に置
くのがよい。
を示している。検出器に蒸気が付着することを防ぐため
に検出器は発光が観測できる範囲内でなるべく下方に置
くのがよい。
従来の装置のようにターゲットの端部が残るのであれば
、第３図における右側あるいは左側に検出器を置（と次
第に発光が観測されなくなる恐れがあったが、この方法
では端部が残らないためこのような心配はいらない。
、第３図における右側あるいは左側に検出器を置（と次
第に発光が観測されなくなる恐れがあったが、この方法
では端部が残らないためこのような心配はいらない。
レーザパワーの検出はターゲットが反転する毎に行う必
要はなく、適当な間隔毎に行えば良いことは言うまでも
ない。レーザパワーの検出を行わない時は上記検出器で
レーザがターゲットを照射しなくなったことを確認次第
、瞬時にターゲットを反転することもできる。こうすれ
ば生産性の低下はほとんど無視できるようになる。
要はなく、適当な間隔毎に行えば良いことは言うまでも
ない。レーザパワーの検出を行わない時は上記検出器で
レーザがターゲットを照射しなくなったことを確認次第
、瞬時にターゲットを反転することもできる。こうすれ
ば生産性の低下はほとんど無視できるようになる。
なお、本発明は使用するレーザやターゲットの種類によ
って限定されるものではなく、ＹＡＧレーザやエキシマ
レーザと超電導物質との組み合わせにおいても同様の効
果を奏する。
って限定されるものではなく、ＹＡＧレーザやエキシマ
レーザと超電導物質との組み合わせにおいても同様の効
果を奏する。
以上のように、この発明に係るレーザ蒸着装置によれば
、ターゲットがレーザに照射されない時間が発生するよ
うに装置を構成したので、レーザパワーを随時モニタで
きるようになり、またターゲットを無駄なく使える効果
がある。
、ターゲットがレーザに照射されない時間が発生するよ
うに装置を構成したので、レーザパワーを随時モニタで
きるようになり、またターゲットを無駄なく使える効果
がある。
第１図はこの発明の一実施例によるレーザ蒸着装置の主
要部を示す構成図、第２図はこの発明の実施例における
ターゲットの減り方を示す平面図、第３図はこの発明の
他の実施例を示す構成図、第４図および第５図は従来の
装置を示す構成図、第６図は従来装置におけるターゲッ
トの減り方を示す平面図である。 図において、４は蒸着材料であるターゲット、７はレー
ザ発振器である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図
要部を示す構成図、第２図はこの発明の実施例における
ターゲットの減り方を示す平面図、第３図はこの発明の
他の実施例を示す構成図、第４図および第５図は従来の
装置を示す構成図、第６図は従来装置におけるターゲッ
トの減り方を示す平面図である。 図において、４は蒸着材料であるターゲット、７はレー
ザ発振器である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図
Claims (1)
- （１）蒸着材料からなるターゲットを回転・往復運動さ
せ、該ターゲットに、レーザを照射させて蒸着を行う装
置において、 上記ターゲットがレーザの照射から必ず一旦は外れるこ
とがあるような往復運動を行うようにしたことを特徴と
するレーザ蒸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16356790A JPH0452271A (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | レーザ蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16356790A JPH0452271A (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | レーザ蒸着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0452271A true JPH0452271A (ja) | 1992-02-20 |
Family
ID=15776365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16356790A Pending JPH0452271A (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | レーザ蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0452271A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020089180A3 (de) * | 2018-10-31 | 2020-06-25 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Beschichtungsvorrichtung, prozesskammer, sowie verfahren zum beschichten eines substrats und substrat beschichtet mit zumindest einer materialschicht |
-
1990
- 1990-06-20 JP JP16356790A patent/JPH0452271A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020089180A3 (de) * | 2018-10-31 | 2020-06-25 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Beschichtungsvorrichtung, prozesskammer, sowie verfahren zum beschichten eines substrats und substrat beschichtet mit zumindest einer materialschicht |
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