JPH0483866A - レーザ蒸着装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、レーザを用いてセラミックス等を基材面に
蒸着するためのレーザ蒸着装置に関するものである。

［従来の技術１ 第３図は、例えば特開昭５９−１１６３７３号公報に記
載された従来のレーザ蒸着装置を示し、図において、（
１０）はレーザ発振器（図示せず）から放射されるレー
ザ光、（４０）はこのレーザ光（１０）の光路を変換す
るための平面鏡、（３）はレーザ光を集光するための集
光しンズ、（４）は真空チャンバ（５）にレーザ光（１
０）を導入するための透過窓、（４１）は真空チャンバ
（５）内てレーザ光（］０）の光路を変換するための平
面鏡、（７ンはリング状に形成された被照射試料、（８
）は薄膜を形成するための基材、（４２）は蒸着時間を
調整するためのシャッタ、＜４３）は被照射試料（７）
を加熱するためのヒータである。

次に動作について説明する６レ一ザ発振器から放射され
るレーザ光（１０）は平面鏡（４０）により光路を変換
され、集光レンズ（３）を透過した後、透過窓（４）を
通して真空チャンバ（５）内に導入され、平面鏡（４１
）により再び光路変換された後に５リング状に形成され
た被照射試ｆ４　（７）表面に集光照射される。このと
き、集光レンズ（３）は被照射試料（７）表面で焦点が
結ばれるように配置されている。

また、被照射試料（７）はリング中心軸の回りを任意速
度で回転し、さらに、リング中心軸方向に被照射試料（
７）の長さだけ揺動運動が可能なため、被照射試料（７
）全体を均一に加熱でき、試料を一様に蒸発させること
ができる。

レーザ光（１０）の照射により、被照射試料（７）から
蒸発粒子が放出され、被照射試料（７）の対向部に配置
された基材（８）面に堆積する。基材（８）の前面に可
動のシャッタ（４２）を設けておけば、蒸着時間を任意
に調整できる。また、被照射試料（７）が熱割れを生じ
やすい材質のものであれば、ヒタ（４３）により被照射
試料（７）の外周を予熱することにより、被照射試料（
７）の破損を防止する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のレーザ蒸着装置は以上のように構成されているの
で、レーザ光の被照射試料に対する吸収効率は必ずしも
最適化されておらず、したがって、蒸発粒子の堆積速度
を向上させるためにレーザパワーを上げるなどして対処
していた。しかし、この方法では、レーザ透過窓への熱
負荷を増大させ熱歪みを発生させる、被照射試料の温度
が上昇し破損を招く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、し−ザ光の被照射試料に対する吸収効率を最
適化し、高効率で被照射試料を加熱、蒸発できるレーザ
蒸着装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るレーザ蒸着装置は、ドーザ発振器から放
射される直線偏光のレーザ光を用い、しザ入射面内で振
動する光（以ｆ！　Ｐ波という）を適当な角度で被照射
試料に集光照射するようにしたものである。

［作　用］ この発明においては、レーザ光の被照射試料に対する吸
収効率を最適化しているのて、高効率で被照射試料を加
熱、蒸発てきる結果、レーザパワを上げることなく堆積
速度の向上が図れる。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例を第１図、第２図について説
明する。

第１図において、（１）はレーザ発振器（図示せず）か
ら放射された直線偏光のレーザ光、くθ１）はレーザ光
（１）と被照射試料（７）面の垂線とのなす角（入射角
）である。

その他、第３図と同一符号は同一ないし相当部分である
。

次に動作について説明する。レーザ発振器から放射され
た直線偏光のレーザ光（１）、たとえば直線偏光のＣ０
２レーザ光（波長：　１０．６ｕｍ）は、集光レンズ（
３）により集光されつつ、透過窓（４）、たとえばセレ
ン化亜鉛（ＺｎＳｅ）製の窓を通して真空チャンバ（５
）内に配置された被照射試料（７）、例えば酸化シリコ
ン（ＳｉＯ□）、アルミナ（＾１２０３）等のセラミッ
クス試料表面に集光照射される。このとき、被照射試料
（７）表面でレーザ光（１）の焦点が結ばれるように、
集光レンズ（３）と被照射試料〈７〉の距離が前もって
調整されている。被照射試料（７）上にレーザ光（１）
が集光照射されることによって、被照射試料（７）表面
が加熱され、蒸発粒子か照射部の法線方向に放出され、
被照射試料（７）に対向して配置された基材（８）面に
堆積し、薄膜を形成する。

本発明者らは、レーザ光（１）の被照射試料（７）への
照射に対してレーザ光（１）の偏光成分が被照射試料（
７）の吸収に密接に関連していることを見いだした。

第２図は、例えば酸化シリコンの場合のレーザ光（１）
の偏光成分と被照射試料（７）の入射角に対する反射率
の関係を示したものである。図においてＳは入射面（レ
ーザ光（１）と被照射試料（７）面の垂線から形成され
る面）に対して垂直に振動する光（以後Ｓ波という〉を
示し、Ｐは入射面に対して平行に振動する光（以後Ｐ波
という）を示している。

またＲ、、ＲｐはそれぞれＳ波、Ｐ波に対する反射率を
示している。この図から直線偏光成分としてＰ波を用い
、被照射試料（７）への入射角（θｌ）を５０〜７０度
の範囲とすれば、被照射試料（７）での反射がほとんど
ないことがわかる。すなわち入射面に対して平行に振動
するＰ波を被照射試料（７）に照射すると反射損失を極
力小さくできるため吸収効率を増大できる。

なお、上記実施例では、Ｃ０２レーザ光を用いた場合に
ついて説明したが、Ｙ肛し−ザ、エキシマレーザ、色素
し−ザ、ガラスレーザ等を用いた蒸着装置であってもよ
く、上記実施例と同様の効果を奏する８ 「発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、直線偏光レーザを用
い、特に入射面に対して平行に振動する光（Ｐ波）を入
射角５０〜７０度の範囲で被照射試料に照射するように
したので、レーザ光は効率よく吸収され、蒸発速度を増
加できる結果、レーザパワーを上げることなく堆積速度
の向上が達成でき、エネルギー効率の高い装置が得られ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の一部断両立面図、第２図
は同じく酸化シリコンを用いた場合の偏光成分と反射率
の関係線図、第３図は従来のし−ザ蒸着装置の一部断両
立面図である。 （１）・　直線偏光のレーザ光、＜３）　　　集光トン
グ、（４）　　　透過窓、（５）　　　真空チャシバ（
７）　　　・被照射試料、（８）　　　基材。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代　　理　　人　　　　　曾　　我　　道　　照第１図 第２図 入射角　θｔ　　（ｄｅｇ”３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 真空チャンバ内に配置された被照射試料にレーザ発振器
   からのレーザ光をレンズおよび透過窓を介して集光照射
   し、前記被照射試料からの蒸発物質を前記被照射試料に
   対向して配置された基材面に堆積して薄膜を形成するレ
   ーザ蒸着装置において、 前記レーザ発振器から放射される前記レーザ光を直線偏
   光とし、前記レーザ光の前記被照射試料への入射面に対
   して平行に振動する偏光成分を入射角５０〜７０度の範
   囲で前記被照射試料に照射することを特徴とするレーザ
   蒸着装置。