JPH05279844A - レーザーアブレーション装置 - Google Patents
レーザーアブレーション装置Info
- Publication number
- JPH05279844A JPH05279844A JP7645692A JP7645692A JPH05279844A JP H05279844 A JPH05279844 A JP H05279844A JP 7645692 A JP7645692 A JP 7645692A JP 7645692 A JP7645692 A JP 7645692A JP H05279844 A JPH05279844 A JP H05279844A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- vacuum chamber
- target
- substrate holder
- ablation device
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄膜デバイスに利用される超伝導体や強誘電
体等の膜形成に用いられるレーザーアブレーション装置
において、レーザー光照射時に発生する粒塊を基板に到
達させないようにするレーザーアブレーション装置を提
供することを目的とする。 【構成】 ターゲット７と基板ホルダー８との間の側面
に設けられた正電位の電極９の間をレーザー光照射によ
り蒸発したターゲット物質を通過させることにより、レ
ーザー照射によって生成されたプラズマで負の電位にな
った粒塊を取り除き、薄膜中に混入する粒塊を除去でき
る。
体等の膜形成に用いられるレーザーアブレーション装置
において、レーザー光照射時に発生する粒塊を基板に到
達させないようにするレーザーアブレーション装置を提
供することを目的とする。 【構成】 ターゲット７と基板ホルダー８との間の側面
に設けられた正電位の電極９の間をレーザー光照射によ
り蒸発したターゲット物質を通過させることにより、レ
ーザー照射によって生成されたプラズマで負の電位にな
った粒塊を取り除き、薄膜中に混入する粒塊を除去でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜デバイスに利用され
る超伝導体や強誘電体等の膜形成に用いるレーザーアブ
レーション装置に関するものである。
る超伝導体や強誘電体等の膜形成に用いるレーザーアブ
レーション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】以下に、従来のレーザーアブレーション
装置について説明する。
装置について説明する。
【０００３】従来のレーザーアブレーション装置は真空
槽内に置かれた被加工物にしきい値以上のエネルギー密
度のレーザー光を照射すると物質が飛び出し、この物質
を基板に付着させるものであった。レーザーは一般に短
波長のパルスレーザー光を高エネルギー密度に集光して
照射している。
槽内に置かれた被加工物にしきい値以上のエネルギー密
度のレーザー光を照射すると物質が飛び出し、この物質
を基板に付着させるものであった。レーザーは一般に短
波長のパルスレーザー光を高エネルギー密度に集光して
照射している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法では、被加工物が局所的に短時間で高温になるため
に、数μｍ以下の熔けた粒塊（一般に、ドロプレットと
言う）が飛び出し、これが薄膜中に混在するために、薄
膜デバイスの基本条件である平滑な表面が得られないと
いう課題があった。
法では、被加工物が局所的に短時間で高温になるため
に、数μｍ以下の熔けた粒塊（一般に、ドロプレットと
言う）が飛び出し、これが薄膜中に混在するために、薄
膜デバイスの基本条件である平滑な表面が得られないと
いう課題があった。
【０００５】そこで本発明は、上記課題に鑑み、レーザ
ー光照射時に発生する粒塊を電気的に吸着させたり、ま
たは、反発させたりして、粒塊が基板に到達することの
ないレーザーアブレーション装置の提供を目的とする。
ー光照射時に発生する粒塊を電気的に吸着させたり、ま
たは、反発させたりして、粒塊が基板に到達することの
ないレーザーアブレーション装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、レーザー発振器と、レーザー光を集光す
るレンズと、真空槽と、前記真空槽に設けられたレーザ
ー入射窓と、前記真空槽内にありレーザーが照射される
ターゲットと、前記ターゲット上にある基板ホルダーと
を備え、ターゲットと基板ホルダーとの間の側面に設け
られた正電位の電極の間をレーザー光照射により蒸発し
たターゲット物質が通過するレーザーアブレーション装
置である。
に、本発明は、レーザー発振器と、レーザー光を集光す
るレンズと、真空槽と、前記真空槽に設けられたレーザ
ー入射窓と、前記真空槽内にありレーザーが照射される
ターゲットと、前記ターゲット上にある基板ホルダーと
を備え、ターゲットと基板ホルダーとの間の側面に設け
られた正電位の電極の間をレーザー光照射により蒸発し
たターゲット物質が通過するレーザーアブレーション装
置である。
【０００７】
【作用】この構成によりレーザー照射によって生成され
たプラズマで負の電位になった粒塊を取り除き薄膜中に
混入する粒塊を除去できる。
たプラズマで負の電位になった粒塊を取り除き薄膜中に
混入する粒塊を除去できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづ
いて説明する。
いて説明する。
【０００９】図１において、例えば、エキシマレーザー
１から発振されたレーザー光２は、レンズ３で集光され
真空封じ用窓４を通過して、真空槽５に入射される。真
空槽５には、真空排気用ポンプ６が付けてある。レーザ
ー光２は、真空槽５内に設置されたターゲット７に照射
される。ターゲット７と基板ホルダー８との間には例え
ば２０mm×８０mmの一対の平板電極９ａ，９ｂが設置さ
れており、電極９ａと電極９ｂの例えば２０mmの間を通
って電極９ａと電極９ｂの中央にレーザー光２が照射さ
れるようになっている。
１から発振されたレーザー光２は、レンズ３で集光され
真空封じ用窓４を通過して、真空槽５に入射される。真
空槽５には、真空排気用ポンプ６が付けてある。レーザ
ー光２は、真空槽５内に設置されたターゲット７に照射
される。ターゲット７と基板ホルダー８との間には例え
ば２０mm×８０mmの一対の平板電極９ａ，９ｂが設置さ
れており、電極９ａと電極９ｂの例えば２０mmの間を通
って電極９ａと電極９ｂの中央にレーザー光２が照射さ
れるようになっている。
【００１０】このような構造において、シリンドリカル
レンズ３によりターゲット７上で、例えば１．５mm×２
０mmに集光されたレーザー光２によりターゲット７の物
質はたたき出され、図２に示すように、ターゲット７の
構成物質のイオン１０、中性原子１１、粒塊１２等が生
成され、基板１３には薄膜が形成される。このとき、電
極９に電源１４より例えば＋１ＫＶを印加すると、レー
ザー照射によりターゲット上に発生したプラズマ１５に
よって負の電位にチャージアップされた粒塊１２は電極
９に吸着される。
レンズ３によりターゲット７上で、例えば１．５mm×２
０mmに集光されたレーザー光２によりターゲット７の物
質はたたき出され、図２に示すように、ターゲット７の
構成物質のイオン１０、中性原子１１、粒塊１２等が生
成され、基板１３には薄膜が形成される。このとき、電
極９に電源１４より例えば＋１ＫＶを印加すると、レー
ザー照射によりターゲット上に発生したプラズマ１５に
よって負の電位にチャージアップされた粒塊１２は電極
９に吸着される。
【００１１】なお、電極９は一対の平板としたが円筒形
でも同じ効果を奏する。次に本発明の第２の実施例につ
いて説明する。
でも同じ効果を奏する。次に本発明の第２の実施例につ
いて説明する。
【００１２】図３は第２の実施例を示しており、例え
ば、エキシマレーザー２１から発振されたレーザー光２
２は、レンズ２３で集光され真空封じ用窓２４を通過し
て、真空槽２５に入射される。真空槽２５には、真空排
気用ポンプ２６が付けてある。レーザー光２２は、真空
槽２５内に設置されたターゲット２７に照射される。基
板ホルダー２８は真空槽２５とは電気的に絶縁されてい
る。
ば、エキシマレーザー２１から発振されたレーザー光２
２は、レンズ２３で集光され真空封じ用窓２４を通過し
て、真空槽２５に入射される。真空槽２５には、真空排
気用ポンプ２６が付けてある。レーザー光２２は、真空
槽２５内に設置されたターゲット２７に照射される。基
板ホルダー２８は真空槽２５とは電気的に絶縁されてい
る。
【００１３】このような構造において、レンズ２３によ
りターゲット２７上で、例えば１．５mm×２mmに集光さ
れたレーザー光２２によりターゲット２７の物質はたた
き出される。基板ホルダー２８に電源２９より例えば−
１００Ｖを印加すると、レーザー照射によりターゲット
上に発生したプラズマ３０によって負の電位にチャージ
アップされた粒塊３１は基板ホルダー２８の近傍で反発
される。
りターゲット２７上で、例えば１．５mm×２mmに集光さ
れたレーザー光２２によりターゲット２７の物質はたた
き出される。基板ホルダー２８に電源２９より例えば−
１００Ｖを印加すると、レーザー照射によりターゲット
上に発生したプラズマ３０によって負の電位にチャージ
アップされた粒塊３１は基板ホルダー２８の近傍で反発
される。
【００１４】次に本発明の第３の実施例について説明す
る。図４は第３の実施例を示しており、例えば、エキシ
マレーザー４１から発振されたレーザー光４２は、レン
ズ４３で集光され真空封じ用窓４４を通過して、真空槽
４５に入射される。真空槽４５には、ガス導入口４６と
真空排気用ポンプ４７が付けてある。レーザー光４２
は、真空槽４５内に設置されたターゲット４８に照射さ
れる。基板ホルダー４９は真空槽４５とは電気的に絶縁
されている。
る。図４は第３の実施例を示しており、例えば、エキシ
マレーザー４１から発振されたレーザー光４２は、レン
ズ４３で集光され真空封じ用窓４４を通過して、真空槽
４５に入射される。真空槽４５には、ガス導入口４６と
真空排気用ポンプ４７が付けてある。レーザー光４２
は、真空槽４５内に設置されたターゲット４８に照射さ
れる。基板ホルダー４９は真空槽４５とは電気的に絶縁
されている。
【００１５】このような構造において、レンズ４３によ
りターゲット４８上で、例えば１．５mm×２mmに集光さ
れたレーザー光４２によりターゲット４８の物質はたた
き出される。基板ホルダー４９に高周波電源５０より例
えば１３．５６ＭHzを印加し、ガス導入口４６から例え
ば酸素ガスを供給すると基板ホルダー４９の周辺に酸素
プラズマ５１が発生する。また、レーザー照射によりタ
ーゲット上に発生したプラズマ５２によって負の電位に
チャージアップされた粒塊５３は基板ホルダー４９のプ
ラズマシース５４で反発される。
りターゲット４８上で、例えば１．５mm×２mmに集光さ
れたレーザー光４２によりターゲット４８の物質はたた
き出される。基板ホルダー４９に高周波電源５０より例
えば１３．５６ＭHzを印加し、ガス導入口４６から例え
ば酸素ガスを供給すると基板ホルダー４９の周辺に酸素
プラズマ５１が発生する。また、レーザー照射によりタ
ーゲット上に発生したプラズマ５２によって負の電位に
チャージアップされた粒塊５３は基板ホルダー４９のプ
ラズマシース５４で反発される。
【００１６】次に本発明の第４の実施例について説明す
る。図５は第４の実施例を示しており、この実施例は、
基板ホルダー４９の周辺のプラズマ発生手段が第３の実
施例と大きく異なる所である。基板ホルダー４９の近傍
にマイクロ波放射手段５５がある。
る。図５は第４の実施例を示しており、この実施例は、
基板ホルダー４９の周辺のプラズマ発生手段が第３の実
施例と大きく異なる所である。基板ホルダー４９の近傍
にマイクロ波放射手段５５がある。
【００１７】次に本発明の第５の実施例について説明す
る。図６は第５の実施例を示しており、例えば、エキシ
マレーザー６１から発振されたレーザー光６２は、レン
ズ６３で集光され真空封じ用窓６４を通過して、真空槽
６５に入射される。真空槽６５には、真空排気用ポンプ
６６が付けてある。レーザー光６２は、真空槽６５内に
設置されたターゲット６７に照射される。基板ホルダー
６８には絶縁物基板６９が取り付けてある。電子ビーム
発生源７０は電子ビーム７１を基板６９に照射できるよ
うになっている。
る。図６は第５の実施例を示しており、例えば、エキシ
マレーザー６１から発振されたレーザー光６２は、レン
ズ６３で集光され真空封じ用窓６４を通過して、真空槽
６５に入射される。真空槽６５には、真空排気用ポンプ
６６が付けてある。レーザー光６２は、真空槽６５内に
設置されたターゲット６７に照射される。基板ホルダー
６８には絶縁物基板６９が取り付けてある。電子ビーム
発生源７０は電子ビーム７１を基板６９に照射できるよ
うになっている。
【００１８】このような構造において、レンズ６３によ
りターゲット６７上で、例えば１．５mm×２mmに集光さ
れたレーザー光６２によりターゲット６７の物質はたた
き出される。このとき、例えば、１０Hzのパルスで基板
６９全体に電子ビーム７１を照射すると、基板６９は負
の電位にチャージアップされる。レーザー照射によりタ
ーゲット上に発生したプラズマ７２によって負の電位に
チャージアップされた粒塊７３は基板６９の近傍で反発
される。
りターゲット６７上で、例えば１．５mm×２mmに集光さ
れたレーザー光６２によりターゲット６７の物質はたた
き出される。このとき、例えば、１０Hzのパルスで基板
６９全体に電子ビーム７１を照射すると、基板６９は負
の電位にチャージアップされる。レーザー照射によりタ
ーゲット上に発生したプラズマ７２によって負の電位に
チャージアップされた粒塊７３は基板６９の近傍で反発
される。
【００１９】
【発明の効果】本発明のレーザーアブレーション装置に
よれば、ターゲットと基板との間に電界を発生させるこ
とにより、レーザー照射によって生成されたプラズマで
負の電位になった粒塊を取り除き、薄膜中に混入する粒
塊を除去することができ、高品質の薄膜を基板上に形成
することができた。
よれば、ターゲットと基板との間に電界を発生させるこ
とにより、レーザー照射によって生成されたプラズマで
負の電位になった粒塊を取り除き、薄膜中に混入する粒
塊を除去することができ、高品質の薄膜を基板上に形成
することができた。
【図１】本発明の実施例のレーザーアブレーション装置
の断面図
の断面図
【図２】同動作説明図
【図３】同第２の実施例のレーザーアブレーション装置
の断面図
の断面図
【図４】同第３の実施例のレーザーアブレーション装置
の断面図
の断面図
【図５】同第４の実施例のレーザーアブレーション装置
の断面図
の断面図
【図６】第５の実施例のレーザーアブレーション装置の
断面図
断面図
１ エキシマレーザー ２ レーザー光 ３ レンズ ４ 窓 ５ 真空槽 ７ ターゲット ８ 基板ホルダー ９ 電極
Claims (11)
- 【請求項１】 レーザー発振器と、レーザー光を集光す
るレンズと、真空槽と、前記真空槽に設けられたレーザ
ー入射窓と、前記真空槽内にありレーザーが照射される
ターゲットと、前記ターゲット上にある基板ホルダーと
を備え、前記ターゲットと基板ホルダーとの間の側面に
設けられた正電位の電極の間をレーザー光照射により蒸
発したターゲット物質が通過するレーザーアブレーショ
ン装置。 - 【請求項２】 レーザー発振器はエキシマレーザーであ
る請求項１記載のレーザーアブレーション装置。 - 【請求項３】 正電位の電極は円筒型である請求項１記
載のレーザーアブレーション装置。 - 【請求項４】 正電位の電極はターゲット上の側面に配
置され一対の平板である請求項１記載のレーザーアブレ
ーション装置。 - 【請求項５】 レーザービームは一対の平板電極に平行
な方向に短冊形となるように絞られている請求項４記載
のレーザーアブレーション装置。 - 【請求項６】 レーザー発振器と、レーザー光を集光す
るレンズと、真空槽と、前記真空槽に設けられたレーザ
ー入射窓と、前記真空槽内にありレーザーが照射される
ターゲットと、前記ターゲット上にある基板ホルダー
と、基板ホルダーに負電位を印加できる手段とを備えた
レーザーアブレーション装置。 - 【請求項７】 レーザー発振器と、レーザー光を集光す
るレンズと、真空槽と、前記真空槽に設けられたレーザ
ー入射窓と、ガス導入口と、ガス排気口と、前記真空槽
内にありレーザーが照射されるターゲットと、前記ター
ゲット上にある基板ホルダーと、基板ホルダーに高周波
を印加できる手段を備え、基板ホルダー近傍にプラズマ
を発生する事が出来るレーザーアブレーション装置。 - 【請求項８】 高周波は１３．５６ＭHzである請求項７
記載のレーザーアブレーション装置。 - 【請求項９】 レーザー発振器と、レーザー光を集光す
るレンズと、真空槽と、前記真空槽に設けられたレーザ
ー入射窓と、ガス導入口と、ガス排気口と、前記真空槽
内にありレーザーが照射されるターゲットと、前記ター
ゲット上にある基板ホルダーと、マイクロ波発生手段を
備え、基板ホルダー近傍にプラズマを発生する事が出来
るレーザーアブレーション装置。 - 【請求項１０】 マイクロ波は、２．４５ＧHzである請
求項９記載のレーザーアブレーション装置。 - 【請求項１１】 レーザー発振器と、レーザー光を集光
するレンズと、真空槽と、前記真空槽に設けられたレー
ザー入射窓と、前記真空槽内にありレーザーが照射され
るターゲットと、前記ターゲット上にある基板ホルダー
と、前記基板ホルダーに取り付けられた絶縁物基板と、
電子ビーム発生源と、前記電子ビームを基板に照射でき
る手段とを備え、基板を負にチャージアップさせること
ができるレーザーアブレーション装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7645692A JPH05279844A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | レーザーアブレーション装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7645692A JPH05279844A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | レーザーアブレーション装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05279844A true JPH05279844A (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=13605660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7645692A Pending JPH05279844A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | レーザーアブレーション装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05279844A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000013201A1 (de) * | 1998-08-26 | 2000-03-09 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und verfahren zur beschichtung von substraten im vakuum |
| US6558757B1 (en) | 1998-08-26 | 2003-05-06 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Method and device for coating substrates in a vacuum |
| US6799531B2 (en) * | 2001-01-17 | 2004-10-05 | Research Foundation Of The City Of University Of New York | Method for making films utilizing a pulsed laser for ion injection and deposition |
| US20100083901A1 (en) * | 2007-04-23 | 2010-04-08 | Carl Friedrich Meyer | Arrangement for Producing Coatings on Substrates in Vacuo |
| WO2015190617A1 (ja) * | 2014-06-14 | 2015-12-17 | イマジニアリング株式会社 | 分析方法及び分析装置 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP7645692A patent/JPH05279844A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000013201A1 (de) * | 1998-08-26 | 2000-03-09 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und verfahren zur beschichtung von substraten im vakuum |
| US6533908B1 (en) | 1998-08-26 | 2003-03-18 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Device and method for coating substrates in a vacuum utilizing an absorber electrode |
| US6558757B1 (en) | 1998-08-26 | 2003-05-06 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Method and device for coating substrates in a vacuum |
| US6799531B2 (en) * | 2001-01-17 | 2004-10-05 | Research Foundation Of The City Of University Of New York | Method for making films utilizing a pulsed laser for ion injection and deposition |
| US20100083901A1 (en) * | 2007-04-23 | 2010-04-08 | Carl Friedrich Meyer | Arrangement for Producing Coatings on Substrates in Vacuo |
| WO2015190617A1 (ja) * | 2014-06-14 | 2015-12-17 | イマジニアリング株式会社 | 分析方法及び分析装置 |
| JPWO2015190617A1 (ja) * | 2014-06-14 | 2017-06-29 | イマジニアリング株式会社 | 分析方法及び分析装置 |
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