DE19756348C1 - Verfahren zum Bekeimen und/oder Implantieren und/oder Beschichten und/oder Strukturieren einer Oberfläche und Lasersputteranlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bekeimen und/oder Implantieren und/oder Beschichten und/oder Strukturieren einer Oberfläche und eine Lasersput­ teranlage zur Durchführung des Verfahrens.

Das technische Anwendungsgebiet der Erfindung liegt vor allem in der Aufbau- und Verbindungstechnik für mikroelektronische, mikromechanische und mikroop­ tische Bauelemente und Komponenten. So kann etwa die Erfindung zur Vorberei­ tung der Kontaktierung und Montage von Halbleiterbauelementen in Face-Down- Lage, der sogenannten Flip-Chip-Technik, genutzt werden; bei der Flip-Chip-Tech­ nik werden die zu lötenden bzw. zu montierenden Chips in eine derartige Lage (Face-Down-Lage) gebracht, daß ihre Anschlußflächen direkt gegenüber den Kon­ taktflächen z. B. eines Substrates zu liegen kommen, mit denen dann eine Kontak­ tierung erfolgt. Insbesondere findet die Erfindung Anwendung dort, wo auf Alu­ miniumoberflächen, auch von massiven Werkstücken, benetzbare bzw. lötbare Anschlußflächen, etwa durch Bekeimung oder Implantation, hergestellt werden sollen.

Die Erfindung ist auch verwendbar zur Herstellung von Anschlußflächenschichten auf elektronischen Bauteilen und Substraten für eine spätere elektrische und me­ chanische Kontaktierung. Die Erfindung ist geeignet, um schwer oder nicht lötbare bzw. nicht benetzbare Oberflächen durch Bekeimung oder Implantation benetzbar und damit lötbar zu machen. Ferner ist der Einsatz bei der Strukturierung von Lei­ terbahnen und Anschlußflächenmustern auf beliebigen Substraten von Interesse.

Stand der Technik

Anschlußkontakte von Verdrahtungsträgern und elektronischen Bauelementen können durch Lothöcker elektrisch und mechanisch miteinander verbunden wer­ den. Dabei wird das ungehäuste Bauelement in Face-Down-Lage auf den Verdrah­ tungsträger montiert. Die Lothöcker, die sowohl als Lotdepot dienen als auch die Verbindung zwischen Bauteil und Verdrahtungsträger herstellen, werden auf die Anschlußkontakte des Verdrahtungsträgers oder/und die der Bauelemente aufge­ bracht. Diese Vorgehensweise wird auch verwendet, um Halbleiterchips auf Ver­ drahtungsträgern zu montieren.

Bei bekannten Verfahren zum Aufbringen der Lothöcker treten jedoch Schwierig­ keiten auf, wenn die Anschlußflächen aus schnelloxidierenden Metallen, insbeson­ dere aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, bestehen. Denn auf der Alumi­ niumoberfläche bildet sich bei Luftkontakt eine geschlossene Aluminiumoxid­ schicht, die ein direktes Löten der Anschlußflächen verhindert. Aus diesem Grund werden bekanntermaßen lötbare Metallisierungsschichten zusätzlich auf die An­ schlußflächen aufgebracht. Dazu werden bisher Vakuumverfahren, wie etwa das Sputtern oder das Aufdampfen, oder chemische Verfahren, wie z. B. chemisch-re­ duktive Bäder oder der Zinkat-Prozeß, eingesetzt, wobei es vor der Anwendung dieser Verfahren erforderlich ist, in einem eigenen Prozeßschritt die Oxidschicht abzutragen oder zu durchbrechen. Das erfolgt bei den Vakuumverfahren durch ein Plasma und bei chemischen Verfahren durch eine Zinkat-Ätze. Neben dem Erfor­ dernis, die Oxidschicht in einem vorgelagerten Prozeßschritt zu durchbrechen, be­ steht bei vorgenannten Verfahren ein weiterer Nachteil in dem großen apparativen Aufwand.

Aus der JP 54119357 ist ein Verfahren zur Herstellung eines flächigen Lotüberzugs auf Aluminiumoberflächen bekannt. Dabei wird auf einen vorbestimmten Bereich einer oxidierten Aluminiumoberfläche feinkörniges Lotpulver direkt aufgelegt. Mit Laserstrahlung wird die Oxidschicht auf der Aluminiumoberfläche zerstört und gleichzeitig das Lotpulver aufgeschmolzen, so daß sich ein flacher Lotüberzug auf dem Aluminium ausbildet. Nachteilig ist, daß für kommerziell erhältliches Lotpulver Korngrößen von weniger als 10 µm nicht angeboten werden und somit Strukturen von weniger als 50 µm nicht herstellbar sind. Neben dieser Einschränkung der An­ wendbarkeit hinsichtlich der erreichbaren kleinsten Strukturgrößen besteht ein weiterer Nachteil darin, daß aufgrund der Unregelmäßigkeit des aufgelegten Lot­ pulvers eine definierte, reproduzierbare Wechselwirkung mit der Laserstrahlung nicht gegeben ist.

Aus der DE 195 16 748 A1 ist eine Beschichtungsanlage mit einem speziellen Be­ schichtungsmaterial-Freisetzungsbehälter und ein Beschichtungsverfahren be­ kannt. Die Beschichtungsanlage besteht aus einen Hochvakuumrezipienten, der eine Elektronenquelle, einen Halter für das einzubringende Substrat mit der zu beschichtenden Oberläche, z. B. eine optische Linse, und den Beschichtungsmate­ rial-Freisetzungsbehälter enthält. Der von der Elektronenquelle mittels Umlenkma­ gneten auf das Beschichtungsmaterial gerichtete Elektronenstrahl schmilzt das Be­ schichtungsmaterial und bringt es zum Verdampfen. Der Dampf trifft auf die zu beschichtende Oberfläche. Zusätzlich enthält der Hochvakuumrezipient ein Einlaß­ ventil für Gase. Zusammen mit einem eingeleiteten Gas, z. B. Sauerstoff, Halogene, Chalkogen - molekular, ionisiert, angeregt oder als Radikale, bildet der Dampf re­ aktiv eine dünne Schicht von in der Regel einem Metalloxid auf der zu beschich­ tenden Oberfläche. Als Energiequelle können auch verwendet werden: elektroma­ gnetische oder Korpuskularstrahlung, insbesondere Infrarot-Strahlungsheizung, La­ ser-Ablation, Sputtern oder Induktions- oder Wirbelstromheizung. Nachteilig ist die Notwendigkeit eines Vakuumrezipienten mit zugehörigen Pumpen und Meßein­ richtungen, d. h. eines großen Geräteaufands. Zudem sind mit der bekannten An­ lage nur großflächige Beschichtungen durchführbar, strukturierte Beschichtungen überhaupt nicht.

Aus der DE 38 00 680 A1 und der JP 02-298261 A ist ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Beschichten eines Substrats unter Einsatz eines Laserstrahls, der auf ein Target gerichtet ist, bekannt. Das durch die Energie des Laserstrahls abge­ dampfte Targetmaterial dient als Beschichtungsmaterial zum Beschichten von Sub­ tratoberflächen. Das Substrat und das Target befinden sich innerhalb einer Vaku­ umkammer. Die Laserstrahlung wird durch ein optisches Fenster in die Vakuum­ kammer eingeführt. Zum Schutz dieses Fensters vor der Niederschlagsbildung auf seiner Innenseite mit abgedampftem Targetmaterial ist vor dem optischen Fenster in der Vakuumkammer eine Gaswolke ausgebildet. Diese Gaswolke wird durch eine Einkoppelungskammer eingegrenzt, die für den Durchtritt des Laserstrahles mit einer Öffnung derart versehen ist, daß der durch diese Öffnung ausgetretene Laserstrahl auf das Target trifft. Die Gaswolke wird erzeugt durch in die Einkop­ pelungskammer eingeführtes Gas, welches durch die düsenförmige Öffnung in die Vakuumkammer ausströmt. Die Streuung an der Gaswolke und die begrenzte Öff­ nung der Einkoppelungskammer sorgen dafür, daß eine Niederschlagsbildung von abgedampftem Targetmaterial auf dem optischen Fenster praktisch nicht stattfin­ det. Mit dem geschilderten Verfahren und der Vorrichtung sind nur großflächige, unstrukturierte Beschichtungen durchführbar. Ferner ist die Notwendigkeit einer Vakuumkammer mit entsprechenden Versorgungseinrichtungen von Nachteil.

Darstellung der Erfindung

Ausgehend von dem oben dargelegten Stand der Technik ist es Aufgabe der vor­ liegenden Erfindung ein Verfahren zum Bekeimen und/oder Implantieren und/oder Beschichten und/oder Strukturieren einer Oberfläche und eine Lasersputteranlage zur Durchführung des Verfahrens derart anzugeben, daß beliebig geformte und in den geometrischen Abmessungen sehr kleine Metallisierungen und Metallisie­ rungsstrukturen mit geringem gerätetechnischen Aufwand, mit hoher Genauigkeit und Homogenität in kurzer Zeit herstellbar sind.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren zum Bekeimen und/oder Implantieren und/oder Beschichten und/oder Strukturieren einer Oberfläche gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 18. Bevor­ zugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Bekeimen und/oder Implantieren und/oder Beschichten und/oder Strukturieren einer Oberfläche, wird ein Laserlicht­ strahl durch ein optisches System auf eine oder mehrere in einem Kopfgehäuse angeordnete Targetmaterialien gerichtet, wobei durch die Laserlichtenergie das Targetmaterial zu Targetmaterialpartikeln verdampft und weiter die Targetmateri­ alpartikel durch die Strömung eines gasförmigen Mediums in Richtung der Kopf­ gehäuseöffnung transportiert und/oder im Bereich nahe der Kopfgehäuseöffnung einem Magnetfeld ausgesetzt werden und ferner die Targetmaterialpartikel durch das Magnetfeld und/oder die Strömung des gasförmigen Mediums durch die Kopfgehäuseöffnung hindurch auf die Oberfläche geleitet werden.

Als Oberflächen kommen bevorzugtermaßen Substratoberflächen von Substraten wie z. B. Glas, Wafer (Silizium, GaAs) oder ITO-Schichten in Frage. Die Oberfläche kann dabei gar keine, eine schlechte oder eine zufriedenstellende Benetzbarkeit bzw. Lötbarkeit für die später eingesetzten Verbindungsmaterialien haben.

Die ablatierten Targetmaterialpartikel, in nm-Größenordnung, werden in einer Ausführungsform der Erfindung durch die Strömung eines inerten gasförmigen Mediums, wie z. B. Stickstoff, Helium, Argon, oder in einer anderen Ausführungs­ form durch ein aktives gasförmiges Mediums transportiert. Als aktives gasförmiges Medium kommen z. B. in Betracht: partikelhaltige Gase, wobei die Partikel geladen sein können, z. B. Metallionen; chemisch aktive Gase oder auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmte Gase.

In einer besonderen Ausführungsform sind dem gasförmigen Medium Metallionen beigegeben sind. Sie eignen sich insbesondere fürs Bekeimen und/oder Implantie­ ren der Oberfläche.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die ablatierten Target­ materialpartikel, welche in aller Regel elektrisch neutral sind, vor dem Eintritt ins Magnetfeld elektrisch geladen. Die geladenen Targetmaterialpartikel und/oder Me­ tallionen werden in besonderen Ausführungsformen der Erfindung im Magnetfeld beschleunigt und/oder fokussiert und/oder geführt. Die elektrische Ladung der Partikel bzw. Teilchen hat den Vorteil, daß die so geladenen Opermaterialpartikel im nachfolgenden Magnetfeld beschleunigt, fokussiert und geführt werden und somit die notwendige Energie für das Aufbrechen von eventuell auf der Oberflä­ che vorhandenen Kontaminationsschichten und für die Bekeimung bzw. Implanta­ tion haben und weiter die Bearbeitung und/oder Herstellung kleinster Strukturen ermöglichen.

Die kinetische Energie der ablatierten Targetmaterialpartikel und/oder Metallionen wird abgestimmt auf den Bearbeitungsprozeß, wie z. B. Beschichten oder Implan­ tieren usw., und abgestimmt auf die beteiligten Materialien durch die Variation der Laserenergie und/oder durch die kinetische Energie und/oder die Wärmenergie des gasförmigen Mediums und/oder durch das Magnetfeld in vorbestimmter Weise erhöht oder vermindert.

Dabei gestattet die Erfindung die Energie der Metallionen und/oder Targetmateri­ alpartikel so weit zu erhöhen, daß eine Implantation der Metallionen und/oder Targetmaterialpartikel auf der Oberfläche sicher erzielt wird.

Die Variation der Laserenergie wird in einer Ausführungsform der Erfindung durch Änderung des Strahldurchmessers des Laserlichtstrahls mittels des optischen Sy­ stems vorgenommen.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch Einstellung und/oder Regelung des Strahldurchmessers des Laserlichtstrahls und durch geeignete Einstellung des opti­ schen Systems, der Laserlichtstrahl nicht auf die Targetmaterialdepots gerichtet wird, sondern durch die Kopfgehäuseöffnung hindurch auf die zu bearbeitende Oberfläche trifft und somit eine Vorreinigung dieser zu behandelnden Oberfläche durch die Laserenergie durchgeführt wird. Damit werden Kontaminationsschichten auf der Oberfläche wirksam entfernt. Es bedarf zu dieser Vorreinigung keiner wei­ teren Apparatur; die erfindungsgemäße Lasersputteranlage erledigt auch diesen Arbeitsschritt zuverlässig.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Targetmaterial so ange­ ordnet, daß das Laserlicht bei keiner Einstellung des optischen Systems auf die Kopfgehäuseöffnung auftreffen und durch sie hindurch in die Umwelt entweichen kann. Dadurch sind Gefahren und mögliche Schäden durch austretendes Laserlicht ausgeschlossen. Dies wird erreicht, indem das Targetmaterial auf der Achse, wel­ che durch die Kopfgehäuseöffnung und die Laserlicht-durchlässige Öffnung ver­ läuft, angeordnet ist, etwa auf einem Trägermaterial oder in einem Tiegel, und das durch das optische System tretende Laserlicht auf das Targetmaterial abgelenkt bzw. fokussiert wird. Die verdampften Targetmaterialpartikel bewegen sich im sta­ tistischen Mittel entgegen der Richtung des einfallenden Laserlichtes. Diese abla­ tierten nm-Targetmaterialpartikel werden durch die Strömung des gasförmigen Mediums und/oder durch in diesem Bereich des Kopfgehäuses zusätzlich erzeugte Magnetfelder derat geführt und abgelenkt, daß die Partikel seitlich am Targetma­ terialdepot vorbeigeführt und in Richtung auf die Kopfgehäuseöffnung zugeleitet werden. Die nach dem Abdampfen der Partikel zunächst oft vorhandene Ausbrei­ tungsrichtung der Targetmaterialpartikel in Richtung des optischen Systems wird durch die Strömung des gasförmigen Mediums und/oder die erzeugten Magnet­ felder nahezu um 180° gedreht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Strahldurchmes­ ser der Teilchen nach dem Austritt aus dem Magnetfeld und/oder nach dem Aus­ tritt aus der Kopfgehäusenöffnung kleinste Werte bis zu ca. 100 nm auf.

Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet die Übertragung von Targetmaterial­ partikel und/oder im gasförmigen Medium mitgeführten Metallionen auf die zu bearbeitende Oberfläche bzw. die mit einer Metallisierungsschicht zu versehende Oberfläche, wobei die übertragenen Teilchen des Targetmaterials eine Modifizie­ rung der Oberfläche so vornehmen, daß die Abscheidung des Materials mit einer guten Haftung auf der Oberfläche erreicht wird, sei es durch chemische Bindung oder physikalisches Haften und/oder Verankern. Insbesondere ist mit dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren ein hoher Energie- bzw. Wärmeeintrag in das Oberflä­ chenmaterial verbunden. Bei schnelloxidierenden Oberflächen, wie z. B. Alumi­ nium oder Aluminiumlegierungen, besteht die Modifizierung der nichtlötbaren oder schwerlötbaren Oberfläche in einem Aufbrechen der Oxidschicht (z. B. Alu­ miniumoxidschicht) und/oder einer für eine gute Haftung günstigen chemischen und/oder mechanischen Veränderung der oxidfreien Metalloberfläche. Bei einer Aluminiumoberfläche mit Oxidschicht ist im wesentlichen die dreimal so große Wärmeausdehnung des Aluminiums im Vergleich zum Aluminiumoxid für das Aufbrechen der Aluminiumoxidschicht bei Erwärmung verantwortlich.

Als Material, insbesondere zum Bekeimen, eignen sich vorteilhaft (auto)katalytisch wirkende und haftvermittelnde Metalle. Im besonderen werden abhängig vom Oberflächenmaterial und dem vorgesehenen Lotmaterial für spätere Lotverbindun­ gen auch geeignete Lotmaterialien als Material eingesetzt.

Unter Beibehaltung einer guten Haftung auf dem Oberflächenmaterial und einer gut benetzbaren Metallisierungsschicht für das Lotmaterial, das bei einer späteren Lotverbindung mit der lötbaren Metallisierung oder Metallisierungsschicht in Kon­ takt kommt, wird bei zueinander passendem Oberflächenmaterial und Lotmaterial als abzuscheidenedes Material bzw. Bekeimungsmaterial gleich ein Lotmaterial bzw. legierendes Material eingesetzt.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß die Her­ stellung strukturierter, gut lötbarer Metallisierungen oder Metallisierungsschichten oder gut lötbarer bekeimter Oberflächen ohne fotolithografische Prozesse aus­ kommt, insbesondere teure Masken nicht notwendig sind. Für schnelloxidierende Oberflächen, etwa Aluminiumoberflächen, werden schwierig handzuhabende Pro­ zesse mit aggressiven Beizen, die aufgrund der Nichtselektivität auch andere Berei­ che der Oberfläche angreifen, für die Bekeimung überflüssig. Zudem erfordert das erfindungsgemäße Verfahren keinen schwierigen Umgang mit Gasen, Flüssigkei­ ten oder metallorganischen Stoffen.

Das erfindungsgemäße Verfahren realisiert das zumindest teilweise Aufbrechen einer Oberflächenoxidschicht bzw. -kontaminationsschicht und die Abscheidung eines Materials auf dem kontaminations- bzw. oxidfreien Oberflächenteilbereich mit einem Gerät allein mit dem geeignet durch das optische System abgelenkten Laserlichtstrahl, der zeitlich nach diesem Arbeitsschritt auch für die Ablation der Targetmaterialien verwendet wird. Die Erfindung realisiert somit in einer speziellen Ausführungsform einen zeitlichen Multiplexbetrieb zwischen Oberflächenreinigung bzw. Vorbehandlung und eigentlicher Oberflächenbehandlung, wie Bekeimen, Beschichten, Implantieren oder Strukturieren. Dieser Multiplexbetrieb hat den Vor­ teil der Einfachheit und Schnelligkeit, letzteres weil nur der Laserlichtstrahl entspre­ chen der Betriebsart abgelenkt zu werden braucht und die Grobpositionierung durch die positionierte Kopfgehäusenöffnung bereits erfolgt ist.

Insbesondere für schnelloxidierende Oberflächen, wie etwa Aluminium, ist bei be­ kannten Verfahren vor dem eigentlichen Metallisierungsschritt ein vorgelagerter Prozeßschritt zur Zerstörung der Oberflächenoxidschicht erforderlich, der etwa beim Plamaätzen oder der Verwendung aggressiver chemischer Beizen schwierig zu handhaben ist. Beim einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah­ rens erfolgt das Aufbrechen der Oxidschicht oder Teilbereichen der Oberfläche und das Abscheiden eines Materials in einfacher Weise mit einem einzigen Gerät in einem zeitlichen Multiplexbetrieb. Dient das Abscheiden des Materials speziell der Bekeimung der Aluminiumschicht, so kann anschließend z. B. eine stromlose Me­ tallisierung in einem Nickel-Bad erfolgen. Die so auf dem Bekeimungsbereich ge­ bildete Nickelschicht dient als gut lötbare Metallisierungsschicht für später anzu­ bringende Lotverbindungen. Für eine nachfolgende selektive Metallisierung be­ keimter oder beschichteter Oberflächenbereiche sind daher vorzüglich stromlose, kostengünstige Massenprozesse in Bädern einsetzbar. Eine bekeimte Aluminiumo­ berfläche weist dabei erste Teilbereiche auf, in denen die Aluminiumoxidschicht aufgebrochen worden ist und in denen direkt auf dem Aluminium das Bekei­ mungsmaterial abgeschieden ist, und zweite Teilbereiche, in denen die Aluminiu­ moxidschicht nicht aufgebrochen worden ist und ferner Teilbereiche, in denen die Aluminiumoxidschicht nur teilweise weggebrochen ist und Bekeimungsmaterial angelagert worden ist. Dabei ist in den ersten Teilbereichen die Haftfestigkeit des Bekeimungsmaterials auf der Aluminiumoberfläche am besten. Diese mehr oder weniger ausgedehnte Inseln mit abgeschiedenem Material innerhalb der Alumini­ umoxidschicht wirken als Haftstellen auf denen eine nachfolgend aufzubringende Schicht besonders gut haftet. Bei der Bekeimung werden Materialpartikel auf die zu behandelnde Oberfläche aufgebracht. Ausgehend von diesen als Keime wir­ kenden aufgebrachten Materialpartikel kann sich durch chemisches Weiterwach­ sen ein größerer Bereich mit Bekeimungsmaterial bilden. Von der Keimwirkung der aufgebrachten Materialpartikel bei der Bekeimung rührt auch der Name dieses abgeschiedenen Materials als Bekeimungsmaterial her. Bei der Implantation findet dagegen ein solches Weiterwachsen des aufgebrachten Materials zu einem in der Regel schichtförmigen Teilbereich nicht statt. Das in diesem Bearbeitungsfall auf die zu behandelnde Oberfläche aufgebrachte Material ist daher nur auf direktem Wege durch die Implantation erfolgt.

Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Verfahren wegen seiner Einfachheit sehr gut geeignet für die Kleinserien- und Prototypenfertigung sowie das Single-Chip- Processing.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, eine Lasersputteranlage, besteht aus einer Laserquelle, aus einem Basisgehäuse, das eine Laserlicht-durchlässige Öffnung und eine Einlaßöffnung für ein gasförmiges Medium aufweist, und einem optischen System, das im Basisgehäuse enthalten ist, sowie einem Kopfgehäuse, das an ei­ nem Ende mit dem Basisgehäuse verbunden ist und am gegenüberliegenden Ende eine Kopfgehäuseöffnung aufweist, und einem oder mehreren Targetmaterialen, die innerhalb des Kopfgehäuses angeordnet sind, sowie einer Einrichtung zur Er­ zeugung eines Magnetfeldes, die nahe der Kopfgehäuseöffnung am Kopfgehäu­ senende angeordnet ist, und einem gasförmigen Medium, welches durch die Ein­ laßöffnung hineinströmend und durch die Kopfgehäuseöffnung hinausströmend das Innenvolumen des Kopfgehäuses zumindest teilweise ausfüllt, wobei das opti­ sche System und die Targetmaterialien so angeordnet sind, daß der durch die La­ serlicht-durchlässige Öffnung einfallende Laserstrahl durch das optische System auf zumindest eines der Targetmaterialien ablenkbar ist.

Die Laserlicht-durchlässige Öffnung ist vorzugsweise als Fenster ausgebildet, wobei das Fenstermaterial bei der Laserwellenlänge eine geringe Absorption aufweist. Als Laserquelle wird in einer Ausführungsform der Erfindung ein Nd: YAG-Laser mit nachgeschaltetem Frequenzverdoppler oder -verdreifacher oder -vervierfacher zur Einstellung einer Wellenlänge im UV-Bereich benutzt. Weiter ist günstigerweise ein akustooptischer Modulator nachgeschaltet, um Pulslängen von ca. 4 ns bis 40 ns zu erzeugen, wobei bei einem Dauerstrich(continuous wave)-Nd: YAG-Laser eine Pulswiederholfrequenz im MHz-Bereich erreichbar ist.

Das optische System ist so angeordnet, daß es in alle drei Raumrichtungen ver­ schiebbar ist, und zudem mit elektrischen Steuer- und/oder Regelungseinrichtun­ gen verbunden. Eine Ablenkeinrichtung für den Laserstrahl ist vorzugsweise aus galvanooptischen Komponenten und/oder Spiegeln aufgebaut, da hiermit eine schnelle Strahlablenkung realisierbar ist. Das optische System gestattet die Ablen­ kung und/oder Führung und/oder Fokkusierung des Laserlichtstrahls sowie die Formung des Strahlprofils, insbesondere die Veränderung und/oder Einstellung des Strahldurchmessers. Der Strahldurchmesser ist ein wichtiger Strahlparameter, in­ nerhalb dessen die Strahlungsintensität einen vorgegebenen Mindestwert über­ steigt, um das Targetmaterial zu verdampfen. Das optische System enthält in einer bevorzugten Ausführungsform optische Linsen.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung enthält das optische System eine fokussierende Linse, die auf der optischen Achse eine Abschattung für das Laserlicht aufweist und so ausgebildet und/oder einstellbar ist, daß die gesamte oder ein vorbestimmter Teil der Laserenergie auf das Targetmaterial auftrifft und dort durch Absorption und Energieeintrag das Abdampfen des Targetmaterials be­ wirkt.

Ferner gibt es in einer Ausführungsform der Erfindung eine Einstellung des opti­ schen Systems, infolge derer eine vorbestimmte Laserenergie durch die Kopfaus­ trittsöffnung hindurch geleitet wird, um Schmutzschichten, Oxidschichten von der Oberfläche zu entfernen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehere Targetmateria­ lien verwendet, welche räumlich nebeneinander angeordnet sind. Der Laserlicht­ strahl ist derart ablenkbar, daß er im zeitlichen Multiplex mal auf das eine Target­ material und ein anderes mal auf das andere Targetmaterial trifft. Dies hat den Vorteil, daß Materialien mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften für die Bearbei­ tung der zu behandelnden Oberfläche einsetzbar sind. Zudem ist das Mischungs­ verhältnis der abgedampften Targetmaterialien gezielt einstellbar und veränderbar.

Bei einer anderen Ausführungsform ist als Targetmaterial eine Materialsubstanz verwendet ist, in welcher eines oder mehrere Materialien mikroskopisch verteilt enthalten sind. Das hat den Vorteil, daß der Laserstrahl nicht notwendigerweise abgelenkt zu werden braucht und daß eine homogene Mischung der verdampften Opermaterialien sehr schnell und sicher erreicht wird.

Vorzugsweise ist ein Targetmaterial an der Kopfgehäuseinnenwand befestigt und/oder durch den Druck des strömenden, gasförmigen Mediums an die Kopfge­ häuseninnenwand gedrückt und dadurch in seiner Lage fixiert. Das Opermaterial ist in unterschiedlichen geometrischen Formen ausgebildet, z. B. als Operschicht oder als kegelstumpf- oder zylinderartige Formen oder Teilstücke davon, vorzugs­ weise auch angepaßt an die geometrische Innenform des Kopfgehäuses. Diese zylinder- und kegelstumpfförmigen Targetmaterialformen weisen gewissermaßen eine Art Bohrung auf, durch welche in einer Ausführungsform der Erfindung das Laserlicht hindurch auf die Kopfgehäuseöffnung und weiter durch diese hindurch zur Vorbehandlung auf die Oberfläche geleitet wird. Das Targetmaterial ist mit dem Kopfgehäuse, z. B. einer Drahtbond-kapillarförmigen Kapillare, fest oder aus­ tauschbar verbunden.

Als Targetmaterialien werden vorzugsweise autokatalytisch wirkende und/oder haftvermittelnde Metalle verwendet. Die Targetmaterialien bestehen bei einigen Ausführungsformen der Erfindung aus Gold und/oder Kupfer und/oder Aluminium und/oder Titan. Sie weisen bei der Laserwellenlänge eine hinreichend hohe Ab­ sorption auf, die die Verdampfung sicherstellt. Bei einer speziellen Ausführungs­ form wird als Targetmaterial ein gut lötbares Material verwendet.

Das Kopfgehäuse weist in einer Ausführungsform der Erfindung in dem Bereich, in welchem das Targetmaterial angeordnet ist, eine in Richtung auf die Kopfgehäuse­ öffnung zulaufende konische Form auf, z. B. eine Drahtbond-kapillarartige Form. Das Kopfgehäuse ist vorzugsweise mit dem Basisgehäuse lösbar verschraubt. So ist das Auswechseln des alten Kopfgehäuses und das Einschrauben eines neuen Kopfgehäuses mit neuen Targetmaterialien oder auch nur das Auswechseln der Opermaterialien bei beibehaltenem altem Kopfgehäuse einfach und schnell zu rea­ lisieren. Das Kopfgehäuse besteht in einer Ausführungsform der Erfindung aus einem Keramik- und/oder einem Glasmaterial.

An der Kopfgehäuseninnenwand und/oder -außenwand und/oder in der Kopfge­ häusewand sind Elektroden zur Erzeugung einer elektrischen Potentialdifferenz derart ausgebildet, daß die durch Verdampfung entstandenen Targetmaterialparti­ kel elektrisch geladen werden.

Das optische System und das Kopfgehäuse mit der Kopfgehäuseöffnung sind so angeordnet, daß bei einer vorbestimmbaren Einstellung des optischen Systems der durch das optische System geleitete Laserlichtstrahl durch die Kopfgehäuseöffnung trifft. Damit ist eine Vorbehandlung oder Reinigung der zu behandelnden Oberflä­ che mit Laserlicht möglich.

Die Kopfgehäuseöffnung weist einen Durchmesser im Bereich von ca. 20 µm bis einige Millimeter auf.

Das gasförmige Medium ist ein inertes oder ein aktives Gas. Der Zulaufkanal für aktives Gas oder passives Gas (z. B. Inertgas) in der Basisgehäusewand ist in einer Ausführungsform als Ventil ausgebildet. In einer speziellen Ausführungsform ent­ hält das aktive Gas kleine Partikel im nm-Größenordnung (etwa kleiner als 100 nm) und/oder Metallionen, man spricht auch von einem "behandelten" Gas. Die Metallionen können für eine Implantation bestimmt sein.

Die Magnetfelderzeugungseinrichtung ist auf der Außenseite und/oder der Innen­ seite des Kopfgehäuses und/oder in der Gehäusewand des Kopfgehäuses ange­ ordnet und mit Steuer- und/oder Regelungseinrichtungen für das Magnetfeld ver­ bunden.

Die Magnetfelderzeugungseinrichtung besteht bei einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform aus einer oder mehreren elektrisch leitenden Spulen. Die Spulenleitun­ gen sind bei einer speziellen Ausführungsform so um das Kopfgehäuseende her­ umgeführt, daß das Kopfgehäuseende analog einem in eine Spule eingeführten ferromagnetischen Kern zu den Spulenleitungen angeordnet ist. Die Spulenwin­ dungen sind von elektrischem Strom durchflossen, wobei räumliche Anordnung der Spulenwindungen, Zahl der Windungen und der Strom Richtung und Stärke des erzeugten Magnetfeldes bestimmen, mit welchem geladene Partikel im gasförmi­ gen Medium, also Metallionen und/oder Targetmaterialpartikel, geführt und/oder fokkusiert und/oder beschleunigt werden.

Die Fokussierung der geladenen Partikel bzw. Teilchen erlaubt die Strukturierung, z. B. Beschichtung oder Bekeimung oder Implantation, von Strukturdimensionen, die kleiner sind als der Kopf- bzw. Kapillarenaustrittsdurchmesser. Die Steuer- und Regeleinrichtungen dienen der Veränderung und/oder Einstellung der Stärke des Magnetfeldes. In einer weiteren Ausführungsform ist damit auch die Richtung des Magnetfeldes veränderbar und einstellbar. Durch das Magnetfeld wird die Energie der Partikel durch Beschleunigung aktiv und durch Vermeidung bzw. Verminde­ rung der Reibung an der Kopfgehäuseinnenwand passiv erhöht. Durch Fokussie­ rung wird eine höhere Partikeldichte erzielt. Dies hat den Vorteil, daß eine höhere Haftfestigkeit der Partikel auf der zu bearbeitenden Oberfläche erreicht wird. Wei­ ter wird mit einer höheren Partikeldichte eine vorbestimmte Dicke der auf die Oberfläche aufzubringenden Schicht in einer kürzeren Zeitspanne erreicht.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist eine Detektionseinrichtung vorhanden, die das an den Oberflächen der nicht verdampften Targetmaterialde­ pots reflektierte Laserlicht detektiert. Weiter sind Anzeige- und/oder Abschaltein­ richtungen vorhanden, die Informationen über die Restmenge der Targetmateria­ lien aufgrund des detektierten reflektierten Lichts anzeigen und/oder bei vorbe­ stimmten Grenzwerten den Laserstrahl und/oder die Zuführung des gasförmigen Mediums unterbrechen. Je nachdem aus welchem Material das Kopfgehäuse be­ steht, entsteht aufgrund der verschiedenen Reflexionsgrade des Kopfgehäusema­ terials und des Targetmaterials ein Sprung im reflektierten Licht, sobald das Tar­ getmaterial innerhalb des Strahldurchmessers abgedampft ist. Der Sprung kann positiv oder negativ sein, d. h. es kann mehr bzw. weniger Licht reflektiert werden. Bei einem Kopfgehäusematerial aus z. B. Glas wird weniger Licht reflektiert wer­ den. Die Kopfgehäuseinnenwand wird bei einem anderen Ausführungsbeipiel zumindest im Bereich der angebrachten Targetmaterialien mit einer Schicht verse­ hen, die den Reflexionssprung abhängig von den Targetmaterialien maximiert. Die Schicht ist natürlich auch auf die der Kopfgehäuseinnenwand zugewandte Ober­ fläche der Targetmaterialien aufbringbar.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen an Ausführungsbei­ spielen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: Lasersputteranlage ohne Magnetfeldeinrichtung

Fig. 2: Lasersputteranlage mit Magnetfeldeinrichtung

Fig. 3: Lasersputteranlage mit Magnetfeldeinrichtung und Einrichtung zum elektrischen Laden abgedampfter Targetmaterialpartikel

Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 1 gezeigt (Querschnittsdarstellung). Der von der Laserquelle herkommende Laser­ strahl (101) tritt durch ein Fenster (111) in das Basisgehäuse (108) ein und wird durch Linsen (102), die im optischen System (109) gehalten sind, auf das Target­ material (103) abgelenkt. Das Targetmaterial (103) ist an der Innenwand des Kopf­ gehäuses (104) befestigt. Das Kopfgehäuse (104) hat in Querschnitten senkrecht zur Zeichenebene eine ringförmige Gestalt. Auf der dem Basisgehäuse (108) zu­ gewandten Seite hat das Kopfgehäuse eine zylindrische Form, auf der zur Kopfge­ häuseöffnung zugewandten Seite läuft das Kopfgehäuse konisch zu. Das Kopfge­ häuse (104) ist bei (112) in das Basisgehäuse (108) eingeschraubt. Das Basisge­ häuse (108) weist einen Zulaufkanal (105) für ein gasförmiges Medium (113) auf, dessen Strömungsrichtung durch das Basisgehäuse und hinein in das Kopfgehäuse mit (114) bezeichnet ist. Das vom Targetmaterialdepot (103) abgedampfte Tar­ getmaterial (107) wird durch das durch die Kopfgehäuseöffnung (115) strömende gasförmige Medium (113) auf die zu behandelnde Oberfläche (119) einer An­ schlußfläche (118) bzw. auf die Oberfläche (106) des Substrats (116) geleitet, je nachdem, ob die Oberfläche der schon bestehenden Anschlußfläche bearbeitet wird oder die Anschlußfläche erst durch Beschichtung eines Teilbereichs der Substratoberfläche hergestellt wird.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 2 ist das Kopfgehäuse aus Fig. 1 am Ende der dortigen Kopfgehäuseöffnung um ein zylindrisches Teilstück (120) verlängert. Die Kopfgehäuseöffnung (115) be­ findet sich nun an dem zur Umwelt offenen Ende dieses zylindrischen Teilstücks des Kopfgehäuses (104). An der Außenwand dieses zylindrischen Teilstücks (120) sind um dieses Teilstück herum Spulenwindungen (110) angebracht. In Fig. 2 sind davon die Querschnitte gezeigt, also zweimal 6 Stück. Die Spulenwindungen sind von einem elektrischen Strom durchflossen, so daß zumindest im Innenraum des zylindrischen Teilstücks ein Magnetfeld erzeugt ist, das die geladenen Partikel im gasförmigen Medium bis zum Austritt aus der Kopfgehäuseöffnung (115) fokus­ siert und führt.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind an der Wand des Kopf­ gehäuses (104) im Bereich der Targetmaterialien (103) Elektroden angebracht, auf­ grund deren Potentialdifferenz die vom Targetmaterialdepot (103) abgedampften, in der Regel elektrisch neutralen Targetmaterialpartikel (117) elektrisch geladen werden. Sie werden durch das gasförmige Medium in das Teilstück (120) beför­ dert, wo sie aufgrund des herrschenden Magnetfeldes (Spulenwindungen (110)) in Richtung der Kopfgehäuseöffnung (115) fokussiert, beschleunigt und geführt werden.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird eine Aluminiumoberfläche einer An­ schlußfläche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren benetzbar bzw. lötbar ge­ macht. Ursprünglich bildet sich auf der Aluminiumoberfläche eine Aluminiumoxid­ schicht, die schwer bzw. gar nicht benetzbar ist. Mit Hilfe von aufgebrachtem Ti­ tan, welches mit dem Aluminiumoxid reagiert und die Aluminiumschicht zumin­ dest in Teilbereichen aufbricht und entfernt sowie sich selbst in diesen Teilberei­ chen dann auf der Aluminiumoberfläche abscheidet, wird eine Bekeimung durch­ geführt. Dabei wird Titan als Targetmaterial eingesetzt. Das Titan ist auf dem Alu­ minium haftfest. Anschließend wird auf die mit Titan bekeimte Alumi­ nium(oxid)schicht eine Goldschicht aufgebracht, die zufolge guter Haftung auf dem Titan dann auch gut mit der Aluminiumoberfläche verbunden ist. Dazu ist als weiteres Targetmaterial Gold in dem Kopfgehäuseinnenraum vorhanden. Titan und Gold werden also zeitlich nacheinander abgeschieden. Ein direktes Aufbrin­ gen der Goldschicht auf die mit einer Oxidschicht überzogenen Aluminiumober­ fläche, also ohne vorherige Bekeimung mit Titan, hätte keine stabile Verbindung zwischen der Goldschicht und der Aluminiumoberfläche ergeben.

Im Unterschied zu dem zuvor genannten Ausführungsbeispiel werden in einem weiteren Ausführungsbeispiel Titan und Gold gleichzeitig, also zeitlich parallel, auf die mit einer Oxidschicht überzogene Aluminiumschicht aufgebracht. Dazu wird der Laserlichtstrahl zeitlich abwechselnd sehr schnell einmal auf das Targetmaterial Titan und ein anderes Mal auf das Targetmaterial Gold gerichtet. In einer weiteren Ausführungsform ist das optische System so ausgebildet, daß beide Targetmateria­ lien gleichzeitig mit Laserlichtenergie beaufschlagt werden, die zum Abdampfen der Materialien führt.

Claims (42)

1. Verfahren zum Bekeimen und/oder Implantieren und/oder Beschichten und/oder Strukturieren einer Oberfläche (119, 106), wobei ein Laserlicht­ strahl (101) durch ein optisches System (109, 102) auf eine oder mehrere in einem Kopfgehäuse (104) angeordnete Targetmaterialien (103) gerichtet wird und durch die Laserlichtenergie das Targetmaterial (103) zu Targetmate­ rialpartikeln verdampft, und ferner die Targetmaterialpartikel durch die Strö­ mung eines gasförmigen Mediums (113) in Richtung der Kopfgehäuseöff­ nung (115) transportiert und durch die Kopfgehäuseöffnung (115) hindurch auf die Oberfläche (119, 106) geleitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Targetmaterialpartikel im Bereich nahe der Kopfgehäuseöffnung (115, 120) einem Magnetfeld ausgesetzt werden und/oder durch das Ma­ gnetfeld durch die Kopfgehäuseöffnung (115) hindurch auf die Oberfläche (119, 106) geleitet werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verdampfung von Targetmaterial (103) Targetmaterialpartikel in nm-Größenordnung im Dampf erzeugt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ablatierten Targetmaterialpartikel durch die Strömung eines inerten oder aktiven gasförmigen Mediums (113) transportiert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium (113) Metallionen enthält.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ablatierten Targetmaterialpartikel vor dem Eintritt ins Magnetfeld ge­ laden werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kinetische Energie der ablatierten Targetmaterialpartikel und/oder Metallionen durch die Variation der Laserenergie und/oder durch die kineti­ sche Energie und/oder die Wärmenergie des gasförmigen Mediums (113) und/oder durch das Magnetfeld in vorbestimmter Weise erhöht oder vermin­ dert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Variation der Laserenergie durch Änderung des Strahldurchmessers des Laserlichtstrahls (101) vorgenommen wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kinetische Energie der ablatierten Targetmaterialpartikel und/oder Metallionen durch das Magnetfeld in vorbestimmter Weise erhöht oder ver­ mindert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Einstellung des Strahldurchmessers des Laserlichtstrahls (101) und durch geeignete Einstellung des optischen Systems (109, 102) eine Vor­ reinigung der zu behandelnden Oberfläche (119, 106) durch die Laserenergie durchgeführt wird.

11. Verfahren nach einem der Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche (119, 106) Kontaminationsschichten entfernt wer­ den.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die geladenen Targetmaterialpartikel und/oder Metallionen im Magnet­ feld beschleunigt und/oder fokussiert und/oder geführt werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahldurchmesser der Teilchen nach dem Austritt aus dem Magnet­ feld und nach dem Austritt aus der Kopfgehäusenöffnung (115) kleinste Werte bis zu ca. 100 nm aufweist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im optischen System (109) eine galvanooptische Ablenkeinrichtung ver­ wendet wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Targetmaterialien (103) autokatalytisch wirkende und/oder haftver­ mittelnde Metalle verwendet werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Targetmaterial (103) ein gut lötbares Material verwendet wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Targetmaterialien Titan und/oder Gold verwendet werden.

18. Lasersputteranlage, bestehend aus einer Laserquelle, aus einem Basisgehäuse (108), das eine Laserlicht-durchlässige Öffnung (111) und eine Einlaßöffnung (105) für ein gasförmiges Medium (113) aufweist, und einem optischen Sy­ stem (109, 102), das im Basisgehäuse (108) enthalten ist, sowie einem Kopf­ gehäuse (104), das an einem Ende mit dem Basisgehäuse (108) verbunden ist und am anderen Ende eine Kopfgehäuseöffnung (115) aufweist, und einem oder mehreren Targetmaterialen (103), die innerhalb des Kopfgehäuses (104) angeordnet sind, sowie einem gasförmigen Medium (113), welches durch die Einlaßöffnung (105) hineinströmend und durch die Kopfgehäuseöffnung (115) hinausströmend das Innenvolumen des Kopfgehäuses (104) zumindest teilweise ausfüllt, wobei das optische System (109, 102) und die Targetmate­ rialien (103) so angeordnet sind, daß der durch die Laserlicht-durchlässige Öffnung (111) einfallende Laserstrahl (101) durch das optische System (109, 102) auf zumindest eines der Targetmaterialien (103) ablenkbar ist.

19. Lasersputteranlage nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (110) zur Erzeugung eines Magnetfeldes nahe der Kopfgehäuseöffnung (115) am Kopfgehäusenende (120) angeordnet ist.

20. Lasersputteranlage nach Anspruch 18 oder 19 dadurch gekennzeichnet, daß die Targetmaterialen (103) räumlich nebeneinander angeordnet sind.

21. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß als Targetmaterial (103) eine Materialsubstanz verwendet ist, in welcher ein oder mehrere Materialien mikroskopisch verteilt enthalten sind.

22. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Targetmaterial (103) an der Kopfgehäuse(104)-Innenwand befestigt ist und/oder durch den Druck des strömenden, gasförmigen Mediums (113) an die Kopfgehäuse(104)-Innenwand gedrückt und dadurch in seiner Lage fixiert ist.

23. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfgehäuse (104) in dem Bereich, in welchem das Targetmaterial (103) angeordnet ist, eine in Richtung auf die Kopfgehäuseöffnung (115) zu­ laufende konische Form aufweist.

24. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kopfgehäuseinnenwand und/oder -außenwand und/oder in der Kopfgehäusewand Elektroden zur Erzeugung einer elektrischen Potentialdif­ ferenz derart ausgebildet sind, daß die durch Verdampfung entstandenen Targetmaterialpartikel elektrisch geladen werden.

25. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfgehäuse (104) mit dem Basisgehäuse (108) lösbar verschraubt ist.

26. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfgehäuse (104) eine Drahtbond-kapillarartige Form aufweist.

27. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserlicht-durchlässige Öffnung (111) als Fenster ausgebildet ist und das Fenstermaterial bei der Laserwellenlänge eine geringe Absorption auf­ weist.

28. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (109, 102) in alle drei Raumrichtungen verschiebbar angeordnet ist und mit elektrischen Steuer- und/oder Regelungseinrichtun­ gen verbunden ist.

29. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem optischen System (109, 102) das Strahlprofil des Laserlichtes (101), insbesondere der Strahldurchmesser, veränderbar und/oder einstellbar ist.

30. Lasersputteranlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfelderzeugungseinrichtung auf der Außenseite und/oder der Innenseite des Kopfgehäuses (104) und/oder in der Gehäusewand des Kopf­ gehäuses (104) angeordnet ist und mit Steuer- und/oder Regelungseinrich­ tungen für das Magnetfeld verbunden ist.

31. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 19 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfelderzeugungseinrichtung (110) aus einer oder mehreren elektrisch leitenden Spulen besteht.

32. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium (113) ein inertes oder ein aktives Gas ist.

33. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium (113) ein partikelhaltiges Gas ist.

34. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium (113) Metallionen enthält.

35. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (109, 102) und das Kopfgehäuse (104) mit der Kopfgehäuseöffnung (115) so angeordnet sind, daß bei einer vorbestimmba­ ren Einstellung des optischen Systems (109, 102) der durch das optische Sy­ stem (109, 102) geleitete Laserlichtstrahl (101) durch die Kopfgehäuseöff­ nung (115) trifft.

36. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (109, 102) und das Kopfgehäuse (104) mit der Kopfgehäuseöffnung (115) sowie die Targetmaterialien (103) derart ange­ ordnet sind, daß der durch das optische System (109, 102) geleitete Laser­ lichtstrahl (101) auf die Targetmaterialien (103) und nicht auf die Kopfgehäu­ seöffnung (115) trifft.

37. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Targetmaterialien (103) aus Gold und/oder Kupfer und/oder Alumi­ nium und/oder Titan bestehen.

38. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfgehäuse (104) aus einem Keramik- und/oder einem Glasmate­ rial besteht.

39. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfgehäuseöffnung (115) einen Durchmesser im Bereich von ca. 20 µm bis einige Millimeter aufweist.

40. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß eine Detektionseinrichtung vorhanden ist, die das an den Oberflächen der nicht verdampften Targetmaterialdepots (103) reflektierte Laserlicht de­ tektiert, und daß weiter Anzeige- und/oder Abschalteinrichtungen vorhanden sind, die Informationen über die Restmenge der Targetmaterialien (103) an­ zeigen und/oder bei vorbestimmten Grenzwerten den Laserstrahl (101) und/oder die Zuführung des gasförmigen Mediums (113) unterbrechen.

41. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Targetmaterialien (103) bei der Laserwellenlänge eine hohe Absorp­ tion aufweisen.

42. Lasersputteranlage nach einem der Ansprüche 18 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß als Laserquelle ein Nd: YAG-Laser mit nachgeschaltetem Frequenzverdrei­ facher oder -vervierfacher benutzt wird.