JP2588971B2 - Laser deposition method and apparatus - Google Patents

Laser deposition method and apparatus

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JP2588971B2 JP1176388A JP17638889A JP2588971B2 JP 2588971 B2 JP2588971 B2 JP 2588971B2 JP 1176388 A JP1176388 A JP 1176388A JP 17638889 A JP17638889 A JP 17638889A JP 2588971 B2 JP2588971 B2 JP 2588971B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 被照射物にレーザを照射してここにレーザ誘起プラズ
マを発生させ、被照射物から放出された放出物を基板に
蒸着するレーザ蒸着方法及び装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] A laser vapor deposition method for irradiating an object to be irradiated with a laser to generate a laser-induced plasma therein, and evaporating a substance released from the object to be irradiated onto a substrate Related to the device.

[従来の技術] 従来より、カメラレンズなどの光学部品の反射防止膜
や装飾品の表面被覆などにおいて、各種の膜、特に薄膜
が利用されている。そして、近年のエレクトロニクス分
野における各種装置の小型化、高機能化に伴ない、半導
体デバイス、IC、LSIなどの配線や磁気記録材料などに
おいて、薄膜が広く利用されるようになってきている。
[Prior Art] Conventionally, various films, particularly thin films, have been used in antireflection films for optical components such as camera lenses and surface coatings for decorative articles. In recent years, with the miniaturization and high performance of various devices in the field of electronics, thin films have been widely used in wiring of semiconductor devices, ICs, LSIs and the like, magnetic recording materials, and the like.

また、薄膜についての研究が進むに連れて、薄膜化に
よってトンネル効果など種々の特異な効果が得られ、さ
らに材料を薄膜化することによって、材料の構造自体が
変化し、これに応じて各種の新しい機能の達成が可能で
あることなどが分ってきた。このため、膜の重要性が各
種の分野において高まってきている。
In addition, as the research on thin films progresses, various unique effects such as tunnel effect are obtained by thinning, and further thinning the material changes the structure of the material itself. It has been found that new functions can be achieved. For this reason, the importance of films is increasing in various fields.

ここで、膜の製造技術としては、高真空中において膜
材料粒子を蒸発させ、この蒸発粒子を基板上に沈着させ
る真空蒸着法、イオンをターゲット(被照射物)に照射
して、ターゲット表面の原子、分子を蒸発させ基板上に
沈着させるスパッタ法などがあり、作成する膜の種類に
応じ、適宜方法が採用されている。
Here, as a film manufacturing technique, a film material particle is evaporated in a high vacuum, a vacuum evaporation method of depositing the evaporated particle on a substrate, or a target (irradiated object) is irradiated with ions to form a target surface. There is a sputtering method in which atoms and molecules are evaporated and deposited on a substrate, and an appropriate method is adopted depending on the type of a film to be formed.

そして、従来の膜生成において、プラズマ及びイオン
の効果を利用して、蒸着を行うものが知られている。こ
れは、プラズマ及びイオンを利用することにより、 (イ)膜が生成される基板表面の洗浄作用が行え、密着
性の向上が図れ、 (ロ)生成される膜の結晶性などの物性制御が行える などの効果が得られるからである。
Then, in the conventional film generation, there is known a method in which vapor deposition is performed by utilizing the effects of plasma and ions. This is because, by using plasma and ions, (a) the surface of the substrate on which the film is formed can be cleaned, the adhesion can be improved, and (b) physical properties such as the crystallinity of the formed film can be controlled. This is because effects such as being able to be performed can be obtained.

そして、このようなプラズマ及びイオンの効果を積極
的に活用する方法として、 (A)蒸発粒子をプラズマ中でイオン化し、電界により
加速してから基板上に付着させるイオンプレーティング
法 (B)蒸発熱によって1000個程度の分子からなるクラス
ターを形成し、このクラスターをイオン化してから加速
蒸着するクラスターイオンビーム法 (C)イオン化室で形成した照射イオンをターゲットに
照射するイオンビーム法 (D)イオンビームにより蒸発させるとともに、蒸発物
をイオン化して基板に付着させるイオンビームエンハン
スドデポジション法などの方法がある。
As a method for positively utilizing the effects of such plasma and ions, (A) an ion plating method in which evaporated particles are ionized in plasma, accelerated by an electric field, and then adhered onto a substrate; Cluster ion beam method in which clusters consisting of about 1000 molecules are formed by heat, ionization of these clusters, and accelerated vapor deposition. (C) Ion beam method in which irradiated ions formed in an ionization chamber are irradiated on a target. (D) Ions. There is a method such as an ion beam enhanced deposition method of evaporating by a beam and ionizing an evaporant to adhere to a substrate.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記(A)イオンプレーティング法、
(C)イオンビーム法においては、アルゴンなどの不活
性ガスのガスプラズマや放電により蒸着すべき粒子の蒸
発、イオン化が行われる。このため、高真空中では使用
できず、膜中に含まれる不純物を十分少なくすることが
できないという問題点があった。すなわち、不活性ガス
中に不純物が含まれていて、これが混入したり、不活性
ガス自体が膜中に不純物として混入する場合があるから
である。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above (A) ion plating method,
(C) In the ion beam method, particles to be deposited are evaporated and ionized by gas plasma or discharge of an inert gas such as argon. For this reason, it cannot be used in a high vacuum, and there is a problem that impurities contained in the film cannot be reduced sufficiently. That is, an impurity is contained in the inert gas and may be mixed in, or the inert gas itself may be mixed as an impurity in the film.

また、上記(A)イオンプレーティング法、(B)ク
ラスターイオンビーム法、(D)イオンビームエンハン
ストデポジション法においては、蒸着物質を蒸発させる
ための蒸発源とイオン化部が別個に形成されており、装
置全体が大掛りなものになってしまうという問題点があ
った。
In (A) the ion plating method, (B) the cluster ion beam method, and (D) the ion beam enhanced deposition method, an evaporation source for evaporating a deposition material and an ionization section are separately formed. However, there has been a problem that the entire apparatus becomes large.

さらに、上記(A)〜(D)のいずれの方法において
も、蒸着される膜構成物質のイオン価数はそのほとんど
が1価であり、多価イオンを選択的に利用した特異な性
状間を製造することはできなかった。また、蒸着する物
質にかなりの制限があり、所望の材質の膜を形成できな
かった。
Furthermore, in any of the above methods (A) to (D), the ionic valency of the film constituent material to be deposited is almost monovalent, and the ionic valence of the film-forming substance is unique among polyvalent ions. It could not be manufactured. Further, there are considerable restrictions on the materials to be deposited, and a film of a desired material cannot be formed.

また、複数の膜を積層する多層膜や、複数の材料を混
合した状態で膜を形成する混合膜などの場合において
は、蒸発させる材料毎にそれぞれ個別の蒸発源が必要で
あり、装置が非常に大掛りなものとなってしまうという
問題点があった。
In addition, in the case of a multilayer film in which a plurality of films are stacked or a mixed film in which a film is formed in a state where a plurality of materials are mixed, a separate evaporation source is required for each material to be evaporated. However, there is a problem that it becomes large-scale.

なお、真空中に配設した被照射物に対し、レーザ光を
集光照射して被照射物を蒸発させ、この蒸発粒子を基板
上に堆積させるレーザ蒸着方法についても例えば特開昭
59−116373号公報などに示されている。しかし、このよ
うなレーザ蒸着法においても蒸発する粒子のイオン価数
などを選択する手段がなく、所望の構成の膜を作成する
ことができなかった。
A laser vapor deposition method for condensing and irradiating a laser beam onto an irradiation object disposed in a vacuum to evaporate the irradiation object and depositing the evaporated particles on a substrate is also disclosed in, for example,
This is disclosed in, for example, JP-A-59-116373. However, even in such a laser vapor deposition method, there is no means for selecting the ion valence of the particles to be evaporated, and a film having a desired configuration cannot be formed.

本発明は上述のような問題点を解決することを課題と
してなされたものであり、膜の構成を所望のものに制御
できるレーザ蒸着方法及び装置を提供することを目的と
する。
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a laser vapor deposition method and apparatus capable of controlling a film configuration to a desired one.

[課題を解決するための手段] 請求項(1)の発明は、本発明の第1発明であり、被
照射物を気密に形成された減圧容器内に配置し、この被
照射物にレーザ光を集光して照射し、ここに物理的状態
及び化学的状態に空間的、時間的分布を有する被照射物
の1価及び多価イオン、電子、中性原子を含むレーザ誘
起プラズマを発生し、放出物を放出させ、この放出物の
中から所定の角度範囲に向けて放出されたものを選択し
て基板に蒸着することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The invention of claim (1) is the first invention of the present invention, in which an object to be irradiated is arranged in an airtightly formed decompression container, and a laser beam is applied to the object to be irradiated. And irradiate it to generate laser-induced plasma containing mono- and poly-valent ions, electrons, and neutral atoms of the irradiation object having a spatial and temporal distribution in physical and chemical states. And discharging the emitted material, and selecting an emitted material from the emitted material toward a predetermined angle range and depositing the selected material on the substrate.

さらに請求項(2)の発明は、本発明の第2発明であ
り、放出物の中から所定の範囲の放出速度で放出された
ものを選択して基板に蒸着することを特徴とする。
Further, the invention of claim (2) is the second invention of the present invention, characterized in that a substance emitted at a predetermined range of emission rate is selected from the emitted substances and is deposited on the substrate.

請求項(3)の発明は、本発明の第3発明であり、気
密に形成され、内部を減圧状態に保持可能な減圧容器
と、この減圧容器の内部に設けられ、レーザ光の照射に
よって放出物を放出する被照射物を保持する被照射物ホ
ルダと、レーザ発振器から発せられたレーザ光を集光し
被照射物に照射して、被照射物から放出される放出物の
物理的状態及び化学的状態に空間的、時間的分布を有す
るレーザ誘起プラズマを発生する光学系と、被照射物か
ら放出された放出物が蒸着される基板を保持する基板ホ
ルダと、被照射物ホルダと基板ホルダの中間の放出物流
通路に設けられ、被照射物から放出された放出物の中か
ら所定の方向に放出されたものを選択的に通過させる選
択透過手段であることを特徴とする。
The invention of claim (3) is the third invention of the present invention, and is a pressure reducing container formed airtight and capable of holding the inside in a reduced pressure state, and provided inside the pressure reducing container and emitted by irradiation with laser light. An irradiation object holder that holds an irradiation object that emits an object, a laser beam emitted from a laser oscillator is collected and irradiated to the irradiation object, and the physical state of the emission material released from the irradiation object and An optical system for generating laser-induced plasma having a spatial and temporal distribution in a chemical state, a substrate holder for holding a substrate on which an emission emitted from the object is deposited, an object holder and a substrate holder And a selective permeation means provided in an intermediate discharge flow passage for selectively passing a substance emitted in a predetermined direction from the substances emitted from the irradiation object.

[作用] 本発明の第1発明乃至第4発明は、上述のような構成
を有しており、蒸着を行う場合には、まず被照射物ホル
ダに蒸着物質を放出する被照射物を取り付け、基板ホル
ダにその表面に膜が形成される基板を取り付ける。次
に、例えば真空ポンプなどにより気密容器内の気体を吸
引排除し、気密容器内を所定の減圧状態に保持する。
[Operation] The first to fourth inventions of the present invention have the above-described configuration. When performing vapor deposition, first, an irradiation target that emits a deposition substance is attached to an irradiation target holder. A substrate on which a film is to be formed is attached to a substrate holder. Next, the gas in the hermetic container is sucked out by, for example, a vacuum pump or the like, and the inside of the hermetic container is maintained at a predetermined reduced pressure.

そして、レーザ発振器よりレーザ光を被照射物に照射
する。ここで、このレーザ発振器には、エキシマレーザ
などのパルス状のレーザ光を放射するもの、またはチョ
ッパリング付きの連続発振レーザが光ましい。このレー
ザ光は光学レンズなどの光学系によって、被照射物の表
面に対し集光され、所定の高エネルギーのレーザ照射が
行われる。
Then, the object to be irradiated is irradiated with laser light from a laser oscillator. Here, as the laser oscillator, one that emits pulsed laser light such as an excimer laser or a continuous wave laser with chopper ring is preferable. The laser light is condensed on the surface of the irradiation object by an optical system such as an optical lens, and a predetermined high energy laser irradiation is performed.

レーザ照射によって、被照射物からイオン(多価を含
む)や電子及び中性原子が放出され、雰囲気にレーザ誘
起プラズマが発生する。なお、レーザ誘起プラズマの密
度などは、光学系の集光の度合いなどによって容易に調
整することができる。
By the laser irradiation, ions (including multivalent), electrons, and neutral atoms are released from the irradiation object, and laser-induced plasma is generated in the atmosphere. The density of the laser-induced plasma can be easily adjusted depending on the degree of light collection of the optical system.

そして、被照射物から放出された放出物は、周囲に飛
散するがその一部は、基板に向けて飛んで行き、基板の
表面に付着する。
Then, the emission material emitted from the irradiation object scatters around, but a part of the emission material fly toward the substrate and adhere to the surface of the substrate.

ここで、本発明においては、この基板に付着、蒸着さ
れる放出物をこの放出物の速度、質量等の物理的状態及
び放出物の種類等(1価及び多価イオン、電子、中性原
子等)の化学的状態に応じて基板に蒸着する放出物を制
御することができる。
Here, in the present invention, the emission attached to or deposited on the substrate is determined by the physical state of the emission such as the velocity and mass, the type of the emission (monovalent and polyvalent ions, electrons, neutral atoms, etc.). Etc.), the emission which is deposited on the substrate can be controlled.

従って、所望の成分、構造の膜を基板上に蒸着すること
ができる。
Therefore, a film having a desired component and structure can be deposited on the substrate.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明に係るレーザ蒸着方法及
び装置によれば、レーザ光によるプラズマとイオンの効
果を活用することによって蒸着膜の結晶構造等を制御で
きる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the laser deposition method and apparatus according to the present invention, the crystal structure and the like of the deposited film can be controlled by utilizing the effects of plasma and ions by laser light.

また従来得られなかった多価イオンを選択的に利用し
た新規な構造の膜なども得ることができる。
In addition, a film having a novel structure selectively using polyvalent ions, which has not been obtained conventionally, can be obtained.

本発明の第3発明は、蒸着制御手段が被照射物ホルダ
と基板ホルダの中間の放出物流通路に設けられ、被照射
物から放出された放出物の中から所定の方向に放出され
たもののみを選択的に通過させる選択的通過手段である
ことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the vapor deposition control means is provided in an emission distribution passage intermediate the object holder and the substrate holder, and only the one emitted in a predetermined direction from the objects emitted from the object is provided. Are selectively passed means for selectively passing through.

本第3発明の選択透過手段としては、例えば開口部を
有する遮蔽板あるいは開口部を有する遮蔽板及び前記放
出物流通過において所定の時間間隔で開閉遮蔽を繰り返
し、所定の時間にここを通過する放出物のみを選択する
フィルタ等が考えられる。
As the selective transmission means of the third invention, for example, a shielding plate having an opening or a shielding plate having an opening is repeatedly opened and closed at predetermined time intervals in the passage of the release logistics, and the discharge passing therethrough at a predetermined time is performed. A filter or the like that selects only an object is conceivable.

本第3発明における蒸着の制御は、次のようにして行
うことができる。
The control of the vapor deposition in the third invention can be performed as follows.

すなわち、被照射物から基板に向かう放出物流通経路
に空間的な選択手段、例えば、開口を有する遮蔽板を配
設する。すると、被照射物から放出された放出物のなか
で、基板の表面に到達するのは、開口を通過したものに
限定される。
That is, a spatial selection means, for example, a shielding plate having an opening is provided in the emission flow path from the irradiation target to the substrate. Then, among the emission substances emitted from the irradiation object, those reaching the surface of the substrate are limited to those passing through the opening.

被照射物から放出される放出物は、その種類(多価イ
オン、1価イオン、中性粒子、クラスタ、微細粒子、電
子)などの化学的状態によって、速度、質量等の物理的
状態及び放射方向などが相違し、これに基づいて放射物
の空間的な成分分布が生じている。そこで、遮蔽板など
によって空間的な選択を行い、蒸着膜の構成を制御する
ことができる。例えば、この空間的な選択によりタング
ステン蒸着膜のα相、β相などの結晶性の割合い等を制
御することができる。
The emission material emitted from the irradiation object depends on the chemical state such as its type (multivalent ions, monovalent ions, neutral particles, clusters, fine particles, and electrons), and the physical state such as velocity and mass, and radiation. The directions and the like are different, and based on this, a spatial component distribution of the radiant is generated. Therefore, spatial selection can be performed by a shield plate or the like, and the configuration of the deposited film can be controlled. For example, the ratio of crystallinity such as α phase and β phase of the tungsten vapor deposition film can be controlled by this spatial selection.

また、所定の角度の開口部を有する円板を回転する速
度フィルタを被照射物から基板に至る経路に配置し、所
定の時間に速度フィルタに至る放出物のみを選択するこ
とができる。すなわち、レーザを被照射物に照射する
と、速度の速い照射物から順番に速度フィルタに到達す
ることとなる。従って、速度フィルタをレーザの照射に
同期して開口させ、レーザ照射後の所定の時間のみに開
口させれば、この時間に対応する速度を有する放出物の
みを選択することができる。例えば、被照射物としてモ
リブデンを用い、微細粒子を除去したり、1価のイオン
のみを選択したりすることができる。
In addition, a speed filter that rotates a disk having an opening at a predetermined angle is disposed on a path from an object to be irradiated to a substrate, and only emission that reaches the speed filter at a predetermined time can be selected. That is, when the object is irradiated with the laser, the irradiation object arrives at the speed filter in order from the irradiation object with the highest speed. Therefore, if the speed filter is opened in synchronization with the laser irradiation and opened only at a predetermined time after the laser irradiation, it is possible to select only the emission having a speed corresponding to this time. For example, by using molybdenum as an irradiation object, fine particles can be removed or only monovalent ions can be selected.

本発明の第4発明は、蒸着制御手段が前記放出物の化
合物状態に応じて速度及び量を制御する制御手段である
ことを特徴とする。
A fourth invention of the present invention is characterized in that the vapor deposition control means is a control means for controlling a rate and an amount in accordance with the state of the compound in the discharge.

本第4発明の蒸着制御手段は、例えば被照射物と前記
基板との間の所定の電圧を印加する印加電圧制御手段等
が考えられる。
As the vapor deposition control means of the fourth invention, for example, an applied voltage control means for applying a predetermined voltage between the object to be irradiated and the substrate can be considered.

本第4発明によれば、被照射物から放出された放出物
の化学的状態に応じて速度及び量を制御することによっ
て、蒸着膜の結晶性等を制御することもできる。例え
ば、被照射物の電位を基板に対し正または負の値となる
ように電圧を印加すれば、放出物の移動経路に電場が形
成され、イオンなど電荷を有するものは、この電場によ
って加速または減速される。従って、基板へ付着する放
出物の化学的状態に応じて速度及び量が変更され、これ
によって基板表面に形成される膜の結晶構造が変化す
る。そこで、被照射物、基板間の印加電圧を変更するこ
とによって、蒸着膜の結晶構造などの物性を制御するこ
とができる。
According to the fourth aspect, the crystallinity and the like of the deposited film can be controlled by controlling the speed and amount in accordance with the chemical state of the emitted substance emitted from the irradiation object. For example, if a voltage is applied so that the potential of the irradiation object becomes a positive or negative value with respect to the substrate, an electric field is formed in the moving path of the emission object, and ions or other charged objects are accelerated or accelerated by this electric field. Slow down. Therefore, the speed and amount are changed according to the chemical state of the emission adhering to the substrate, thereby changing the crystal structure of the film formed on the substrate surface. Therefore, physical properties such as the crystal structure of the deposited film can be controlled by changing the applied voltage between the irradiation target and the substrate.

例えば、被照射物として、タングステンを用い、被照
射物の電位を−1kV以下あるいは1kV以上にすれば、非晶
質の膜を基板上に形成することができ、300V程度にすれ
ば、非常に結晶性のよいタングステン膜を得ることがで
きる。
For example, when tungsten is used as the irradiation object and the potential of the irradiation object is -1 kV or lower or 1 kV or higher, an amorphous film can be formed on the substrate. A tungsten film with good crystallinity can be obtained.

[その他の発明の効果] 以上説明したように、本発明に係るレーザ蒸着方法及
び装置によれば、レーザ光によるプラズマとイオンの効
果を活用するとともに、空間的な選択手段、時間的な選
択手段、速度制御手段などを用いて、第2図に示すよう
に、蒸着膜の結晶相割合、結晶構造などを制御できる。
このため、簡単な構成で所望の結晶相割合及び結晶構造
の膜が得られ、また従来得られなかった多価イオンを選
択的に利用した新規な構造の膜なども得ることができ
る。従って、本発明に係る膜を利用して各種分野におい
て、広範な利用が期待され、新規な機能を発揮すること
ができ、各種装置の高機能化などに貢献することができ
る。
[Effects of Other Inventions] As described above, according to the laser deposition method and apparatus according to the present invention, while utilizing the effects of plasma and ions by laser light, spatial selection means and temporal selection means As shown in FIG. 2, the crystal phase ratio, the crystal structure, and the like of the deposited film can be controlled using a speed control means and the like.
For this reason, a film having a desired crystal phase ratio and crystal structure can be obtained with a simple structure, and a film having a novel structure selectively using polyvalent ions, which has not been obtained conventionally, can be obtained. Therefore, the film according to the present invention is expected to be widely used in various fields in a variety of fields, exhibit new functions, and contribute to enhancing the functions of various devices.

[実施例] 以下、本発明に係るレーザ蒸着方法及び装置の実施例
について、図面に基いて説明する。
Example An example of a laser deposition method and apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1実施例 本発明の第1実施例に係るレーザ蒸着装置について第
1図〜第4図に基づいて説明する。
First Embodiment A laser deposition apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

第1図は、第1実施例の構成図であり、気密容器10は
密閉された耐圧容器からなり、その内部が外部空間から
遮断されている。そして、この気密容器10には、真空ポ
ンプ12が圧力調整器14を介し接続されており、真空ポン
プ12を駆動することにより、気密容器10の内部を減圧状
態とすることができる。また、通常の場合圧力検出器
(図示せず)を設け、気密容器10内部の圧力を検出して
おき、圧力調整器14を制御して気密容器10内部を所定の
圧力に保持する。このため、気密容器10の内部は真空ポ
ンプ12及び圧力調整器14により所定の減圧状態にでき
る。
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment, in which an airtight container 10 is formed of a sealed pressure-resistant container, and the inside thereof is shielded from an external space. A vacuum pump 12 is connected to the hermetic container 10 via a pressure regulator 14, and by driving the vacuum pump 12, the inside of the hermetic container 10 can be brought into a reduced pressure state. In a normal case, a pressure detector (not shown) is provided to detect the pressure inside the airtight container 10, and the pressure regulator 14 is controlled to maintain the inside of the airtight container 10 at a predetermined pressure. For this reason, the inside of the airtight container 10 can be brought into a predetermined reduced pressure state by the vacuum pump 12 and the pressure regulator 14.

さらに、気密容器10にはバルブ16、流量調整器18を介
し、ガス源20が接続されている。従って、気密容器10内
部にガス源20からの所望のガスを所定流量ずつ導入する
ことができる。そこで、気密容器10内部を所定のガス雰
囲気状態に維持することもできる。
Further, a gas source 20 is connected to the hermetic container 10 via a valve 16 and a flow regulator 18. Therefore, a desired gas from the gas source 20 can be introduced into the airtight container 10 at a predetermined flow rate. Therefore, the inside of the airtight container 10 can be maintained in a predetermined gas atmosphere state.

レーザ発振器30は所定のレーザ光32を射出するもので
あり、例えばパルスレーザを発振するエキシマレーザな
どが用いられる。そして、レーザ光32は集光レンズ34
(光学系)を通過した後、気密容器10に設けられた透過
窓36を介し、気密容器10内に導かれる。
The laser oscillator 30 emits a predetermined laser beam 32. For example, an excimer laser that oscillates a pulse laser is used. Then, the laser light 32 is condensed by the condenser lens 34.
After passing through the (optical system), the light is guided into the airtight container 10 through the transmission window 36 provided in the airtight container 10.

一方、気密容器10内には、回転テーブル40が設けられ
ており、この回転テーブル40に被照射物42が保持され
る。すなわち、回転テーブル40には、2次モータ44が固
定されており、この2次モータ44の主軸に被照射物ホル
ダ46が固定されている。そして、この被照射物ホルダ46
に被照射物42が固定される。
On the other hand, a rotary table 40 is provided in the airtight container 10, and the irradiation target 42 is held on the rotary table 40. That is, a secondary motor 44 is fixed to the rotary table 40, and an irradiation object holder 46 is fixed to a main shaft of the secondary motor 44. Then, the irradiation object holder 46
The object to be irradiated 42 is fixed to the substrate.

従って、集光レンズ34によって、レーザ光32を被照射
物42に照射する場合、集光レンズ34における商店距離の
調整によって、被照射物42に照射されるレーザ光の照射
パワー密度(エネルギー密度)を調整することができ
る。これによって、被照射物42から放出される放出物の
量及びその組成、例えば多価イオンを含む放出物のイオ
ン量や多価イオンの割合を制御することができる。な
お、本発明においては、レーザ光を被照射物42に照射す
ることにより、この雰囲気にプラズマを発生させるが、
このプラズマ密度もレーザ光照射パワー密度の調整によ
って行うことができる。
Therefore, when irradiating the object 42 with the laser light 32 by the condenser lens 34, the irradiation power density (energy density) of the laser light irradiated on the object 42 is adjusted by adjusting the store distance in the condenser lens 34. Can be adjusted. This makes it possible to control the amount and composition of the emitted substance emitted from the irradiation target 42, for example, the ion amount of the discharged substance containing multivalent ions and the ratio of the multivalent ions. In the present invention, plasma is generated in this atmosphere by irradiating the object 42 with laser light,
This plasma density can also be adjusted by adjusting the laser beam irradiation power density.

また、被照射物42のレーザ照射による集中損傷を防ぐ
ために、モータ44を駆動し、被照射物ホルダ46を回転さ
せる。すなわち、被照射物ホルダ46を回転することによ
り、被照射物42が回転し、集光レンズ34によって集光さ
れたレーザ光は被照射物42の各部に順次照射され、集中
損傷を防止することができる。
Further, the motor 44 is driven to rotate the irradiation target holder 46 in order to prevent the irradiation target 42 from being concentratedly damaged by the laser irradiation. That is, by rotating the irradiation object holder 46, the irradiation object 42 is rotated, and the laser light condensed by the condenser lens 34 is sequentially irradiated to each part of the irradiation object 42, thereby preventing concentrated damage. Can be.

また、回転テーブル40をその回転軸を中心に回転する
ことにより、集光レンズ34からのレーザ光と被照射物42
の角度を変更することができる。従って、被照射物42か
ら放出される放出物の飛散方向を制御することができ
る。
Further, by rotating the rotary table 40 about its rotation axis, the laser beam from the condenser lens 34 and the object 42
Angle can be changed. Therefore, it is possible to control the scattering direction of the emission material emitted from the irradiation object 42.

そして、気密容器10内の被照射物42に対向する位置に
は、基板ホルダ50が配置されており、この基板ホルダ50
に膜が蒸着形成される基板52が装着される。
A substrate holder 50 is disposed at a position facing the irradiation target 42 in the hermetic container 10.
A substrate 52 on which a film is formed by vapor deposition is mounted.

ここで、この実施例においては、基板52の前面側に蒸
着制御手段としての選択透過手段である遮蔽板60が設け
られている。この遮蔽板60には開口62が設けられてお
り、被照射物42から放出された放出物をこの開口62を通
過するもののみに限定することができる。つまり、放出
物の流通される通路を空間的に限定し、所定の方向に放
出された放出物を選択することができる。従って、基板
52の表面に蒸着される物質は、被照射物42から開口62の
方向に放出されたものだけに限定されることとなる。被
照射物42から放出される放出物の成分は空間的に所定の
分布があり、遮蔽板60の開口62の位置によって、所望の
成分の放出物を選択することができ、これを基板52上に
堆積することができる。
Here, in this embodiment, a shielding plate 60 which is a selective transmission unit as a vapor deposition control unit is provided on the front side of the substrate 52. The shielding plate 60 is provided with an opening 62, and the emission released from the irradiation target 42 can be limited to only the one passing through the opening 62. That is, it is possible to spatially limit the passage through which the discharged material is circulated, and to select the discharged material discharged in a predetermined direction. Therefore, the substrate
The substance deposited on the surface of 52 is limited to only those released from the irradiated object 42 in the direction of the opening 62. The emission components emitted from the irradiation target 42 have a predetermined spatial distribution, and the emission of the desired component can be selected according to the position of the opening 62 of the shielding plate 60. Can be deposited.

なお、被照射物ホルダ46及び基板ホルダ50には温度制
御装置70、72がそれぞれ付設されており、被照射物42及
び基板52の温度を所望のものに制御することができる。
The irradiation object holder 46 and the substrate holder 50 are provided with temperature controllers 70 and 72, respectively, so that the temperatures of the irradiation object 42 and the substrate 52 can be controlled to desired ones.

このように、実施例のレーザ蒸着装置において、レー
ザ光32を被照射物42上に集光して照射すれば、ここにレ
ーザ誘起プラズマが発生するとともに、被照射物42から
放出物が放出される。この放出物は、被照射物の中性粒
子、クラスタ、液滴粒子、微粒子、これらの多価イオン
を含むイオン、電子などからなっている。そして、これ
らの放出物はその成分に応じて所定の方向に射出され
る。従って、被照射物42から放出された放出物は、その
成分に応じた空間的な分布をもっている。従って、回転
テーブル40の操作及び開口62の位置により、所望の成分
を選択することができる。
As described above, in the laser vapor deposition apparatus of the embodiment, when the laser beam 32 is condensed and irradiated on the irradiation target 42, laser-induced plasma is generated here, and the emission target is released from the irradiation target 42. You. The emission includes neutral particles, clusters, droplet particles, fine particles, ions including these multiply charged ions, electrons, and the like. These emissions are injected in a predetermined direction according to their components. Therefore, the emission released from the irradiation target 42 has a spatial distribution according to the component. Therefore, a desired component can be selected by the operation of the turntable 40 and the position of the opening 62.

実施例1 次に、第1実施例の装置を利用して実際に蒸着処理を
行った実験結果の一例について説明する。
Example 1 Next, an example of an experimental result of actually performing a deposition process using the apparatus of the first example will be described.

この例において、被照射物42をタングステン(W)、
基板52をガラス、レーザ発振器30をKrFエキシマレーザ
(波長249nm、パルス幅16nsec、パルスエネルギー250m
J)、レーザの繰返し周期25Hz、被照射物42に対する照
射パルス総数30000パルス、被照射物42に対するレーザ
照射面積を6×10-3cm2、モータ44の回転速度を20rpm、
レーザ光32の被照射物42に対する入射角度を45゜、被照
射物42と基板52の温度を室温、気密容器10内の気圧を1
×10-5Torr以下に設定した。
In this example, the irradiation target 42 is tungsten (W),
The substrate 52 is made of glass, and the laser oscillator 30 is made of a KrF excimer laser (wavelength 249 nm, pulse width 16 nsec, pulse energy 250 m
J), a laser repetition cycle of 25 Hz, a total of 30,000 pulses of irradiation pulses for the irradiation target 42, a laser irradiation area of 6 × 10 −3 cm 2 for the irradiation target 42, a rotation speed of the motor 44 of 20 rpm,
The incident angle of the laser beam 32 to the irradiation object 42 is 45 °, the temperature of the irradiation object 42 and the substrate 52 is room temperature, and the air pressure in the hermetic container 10 is 1
× 10 -5 Torr or less.

また、被照射物42と基板52との間隔を30mm、遮蔽板60
を基板52のに密着するよう配設した。
The distance between the irradiation target 42 and the substrate 52 is 30 mm,
Was disposed so as to be in close contact with the substrate 52.

レーザ光32を被照射物42上に集光照射し、ここにレー
ザ誘起プラズマが発生する。すると、被照射物42からは
被照射物42の中性粒子、クラスタ、多価イオンを含むイ
オン、電子がその周囲に向けて放出される。そして、こ
の放出物は基板52にも向って飛んでゆき、基板52上に蒸
着される。
The laser beam 32 is condensed and irradiated on the irradiation object 42, where laser-induced plasma is generated. Then, neutral particles, clusters, ions including multiply-charged ions, and electrons are emitted from the irradiation target 42 toward the periphery thereof. Then, the emitted material flies toward the substrate 52 and is deposited on the substrate 52.

ここで、基板52の手前には、開口62を有する遮蔽板60
が配置されている。プラズマ中のイオンの空間分布(放
出方向)が価数により異なるため、開口62の位置によっ
て特定の方向を選択することで、基板に到達する各価数
(例えば1価、2価、3価等)のイオンの比率を制御す
ることが可能となる。
Here, in front of the substrate 52, a shielding plate 60 having an opening 62 is provided.
Is arranged. Since the spatial distribution (emission direction) of the ions in the plasma varies depending on the valence, selecting a specific direction according to the position of the opening 62 allows each valence reaching the substrate (for example, monovalent, divalent, trivalent, etc.). ) Can be controlled.

第2図に、このようにして基板52上に堆積したタング
ステン蒸着膜のX線回折結果を示す。図において、横軸
がX線の入射角2θ、横軸が回折X線強度である。
FIG. 2 shows an X-ray diffraction result of the tungsten vapor deposited film thus deposited on the substrate 52. In the figure, the horizontal axis is the X-ray incident angle 2θ, and the horizontal axis is the diffracted X-ray intensity.

このように、開口62の大きさが30mmの場合(立体角は
0.663ステラジアン)、タングステン蒸着膜はα相とβ
相に対応する入射角にピークを有し、α相とβ相の結晶
とが混在している。一方、開口62の大きさを5mmとした
場合(立体角は0.022ステラジアン)には、放出物の中
でも特にイオン(多価イオンを含む)量及びプラズマ密
度が高い成分のみが堆積される。従って、タングステン
蒸着膜はα相単相となる。このように、開口62の大きさ
におり、放出物の成分による空間的な分布を利用し、特
定の成分のみを選択することができる。従って、この実
施例により、膜の物性を制御できることが理解される。
なお、このX線源にはCoKαを用いた。
Thus, when the size of the opening 62 is 30 mm (the solid angle is
0.663 steradian), the tungsten vapor deposition film is composed of α phase and β
It has a peak at the incident angle corresponding to the phase, and α-phase and β-phase crystals are mixed. On the other hand, when the size of the opening 62 is set to 5 mm (solid angle is 0.022 steradians), only a component having a particularly high ion (including multiply charged ion) amount and plasma density among the discharged substances is deposited. Therefore, the tungsten vapor-deposited film has an α-phase single phase. As described above, the size of the opening 62 is used, and only a specific component can be selected by using the spatial distribution of the components of the emission. Therefore, it is understood that the physical properties of the film can be controlled by this example.
Note that CoKα was used as the X-ray source.

このようにして得られたタングステン膜は、例えばIC
などの配線材として利用される。一般にタングステンの
α相はβ相に比べ比抵抗が小さく配線材として好ましい
ことが知られている。また、α相はβ相に比べて、高融
点であるという特徴を利用し、耐熱部品用の表面コート
膜などとして利用することができる。そして、タングス
テン膜の利用に際して、その結晶性や結晶構造は、導電
率、耐熱性、耐蝕性を支配する要因であり、これをコン
トロールできる本実施例の装置はタングステン膜の利用
において非常に重要な役割を果すことができる。
The tungsten film thus obtained is, for example, an IC
It is used as a wiring material for etc. In general, it is known that the α phase of tungsten has a smaller specific resistance than the β phase and is preferable as a wiring material. The α phase has a higher melting point than the β phase, and can be used as a surface coat film for heat-resistant parts. When using a tungsten film, its crystallinity and crystal structure are factors that govern conductivity, heat resistance, and corrosion resistance, and the apparatus of this embodiment that can control this is very important in the use of a tungsten film. Can play a role.

実験例2 次に、本実施例の装置を用い、別の条件下で行った実
験の結果について説明する。この例においては、第3図
に示すように、被照射物42を銅(Cu)と鉄(Fe)からな
る分割型とした。そして、基板52をガラス、レーザ発振
器32をArFエキシマレーザ(波長193nm、パルス幅16nse
c、パルスエネルギー200mJ)、繰返し周期を25Hz、照射
パルス総数を30000、レーザ照射面積6×10-3cm2、レー
ザ高32と被照射物42の照射角度を45度、被照射物42と基
板52の温度を室温、気密室10内の気圧を1×10-5Torr以
下とした。
Experimental Example 2 Next, the results of an experiment performed under different conditions using the apparatus of the present embodiment will be described. In this example, as shown in FIG. 3, the irradiation object 42 was of a split type made of copper (Cu) and iron (Fe). The substrate 52 is made of glass, and the laser oscillator 32 is made of an ArF excimer laser (wavelength 193 nm, pulse width 16 nse
c, pulse energy 200 mJ), repetition cycle 25 Hz, total number of irradiation pulses 30,000, laser irradiation area 6 × 10 -3 cm 2 , laser height 32 and irradiation angle of irradiation object 42 45 degrees, irradiation object 42 and substrate The temperature of 52 was room temperature, and the air pressure in the hermetic chamber 10 was 1 × 10 −5 Torr or less.

このような条件下においてレーザ光32を被照射物42上
に照射し、レーザ誘起プラズマを発生させる。すると、
被照射物42からは鉄と銅と放出物とそのイオン(多価イ
オンを含む)及び電子などからなる放出物が交互に発生
する。これは、被照射物42が第3図に示すように鉄と銅
の両方からなっており、モータ44の回転により鉄と銅が
交互に照射されるからである。そして、この被照射物42
の回転速度を制御することにより、種々の構成の多層膜
を形成することができる。すなわち、膜厚は照射時間に
よって決定されるが、被照射物42の回転速度が強くなれ
ば、鉄と銅が交互に照射される回数が増加して膜の層数
が増加し、各層の厚みが小さくなる。
The laser beam 32 is irradiated on the irradiation object 42 under such conditions to generate laser-induced plasma. Then
From the irradiated object 42, an emission composed of iron, copper, an emission, its ions (including multiply-charged ions), electrons, and the like is generated alternately. This is because the irradiated object 42 is made of both iron and copper as shown in FIG. 3, and the rotation of the motor 44 irradiates the iron and copper alternately. Then, the irradiation target 42
By controlling the rotation speed, multilayer films having various configurations can be formed. That is, the film thickness is determined by the irradiation time. However, if the rotation speed of the irradiation object 42 is increased, the number of times that iron and copper are alternately irradiated increases, the number of layers of the film increases, and the thickness of each layer increases. Becomes smaller.

第4図に、開口62の大きさを5mm、含照射物42と基板5
2の距離を30mm、遮蔽板60を基板52に密着させ、被照射
物42を種々の速度で回転し、基板上に鉄と銅の多層蒸着
膜を形成した場合のX線解析結果を示す。
In FIG. 4, the size of the opening 62 is 5 mm,
The X-ray analysis results are shown in the case where the distance of 2 is 30 mm, the shielding plate 60 is brought into close contact with the substrate 52, the irradiation target 42 is rotated at various speeds, and a multi-layered film of iron and copper is formed on the substrate.

図から明らかなように、回転速度を変更し、鉄と銅の
1840層、460層、92層、20層とした場合には鉄、銅多層
膜の構成にかなりの変化がある。すなわち、被照射物42
の回転速度に応じ、多層膜の結晶構造が変化している。
さらに、鉄に関していえば、高温高圧状態でしか得られ
ないε相が安定に多層膜中に存在しており、特異な構成
の膜が形成されていることが理解される。なお、蒸着膜
の全膜厚は1380Åとして同一である。
As can be seen from the figure, changing the rotation speed
When there are 1840 layers, 460 layers, 92 layers, and 20 layers, there is a considerable change in the configuration of the iron and copper multilayer film. That is, the irradiation target 42
The crystal structure of the multilayer film changes in accordance with the rotation speed of.
Further, regarding iron, it is understood that the ε phase, which can be obtained only in a high-temperature and high-pressure state, is stably present in the multilayer film, and a film having a unique configuration is formed. The total thickness of the deposited film is the same as 1380 °.

更に、被照射物42を2種以上の分割型とすれば、材質
に応じた複数の混合膜を形成することができ、また、被
照射物42の分割比(面積比)を適当に選択することによ
り、多層膜の混合比を容易に制御することも可能であ
る。
Furthermore, if the irradiation target 42 is of two or more types, a plurality of mixed films can be formed according to the material, and the division ratio (area ratio) of the irradiation target 42 is appropriately selected. This makes it possible to easily control the mixing ratio of the multilayer film.

以上のように第1実施例によれば、被照射物42からの
放出物のうち、蒸着されるものを選択することができ、
所望の蒸着膜を形成することができる。
As described above, according to the first embodiment, it is possible to select a substance to be vapor-deposited from among the substances emitted from the irradiation object 42,
A desired deposited film can be formed.

また、気密容器10内にガス源20より反応性ガスを導入
し、反応ガス中で蒸着を実施した場合には、放出物の多
価を含むイオンとガスとの反応性が大きくでき、反応物
を基板に堆積させる反応性蒸着を行うこともできる。
In addition, when a reactive gas is introduced from the gas source 20 into the hermetic container 10 and vapor deposition is performed in the reactive gas, the reactivity between the ion containing multivalent ions of the discharged substance and the gas can be increased, and Can be performed on the substrate by reactive vapor deposition.

なお、被照射物42としては、種々の金属合金、セラミ
ックス、アルミナ、有機材料、液体あるいは気体を他の
固体表面に吸着させたものなどを採用することができ、
これによって種々の放出物を得て、所望の膜を形成する
ことができる。
In addition, as the irradiation object 42, various metal alloys, ceramics, alumina, organic materials, liquids or gases which are adsorbed on another solid surface, and the like can be used.
This allows various emissions to be obtained and the desired film to be formed.

また、本実施例においては、温度制御装置70を有して
いるため、被照射物の温度を所定の温度に維持すること
ができる。従って、被照射物の急激な温度上昇による割
れなどを防止することができ、また気体や液体を吸着し
た固体材料から目的とする気体、液体の蒸散などを防止
することができる。さらに、基板の温度制御により、膜
の結晶構造などの制御も行える。
Further, in the present embodiment, since the temperature control device 70 is provided, the temperature of the irradiation target can be maintained at a predetermined temperature. Therefore, it is possible to prevent cracks or the like of the irradiation object due to a rapid rise in temperature, and to prevent evaporation of a target gas or liquid from a solid material that has adsorbed the gas or liquid. Further, by controlling the temperature of the substrate, the crystal structure of the film can be controlled.

一般的に、多層膜は積層の方法、積層する材料、混合
比等の選択及び制御により、自然界に存在している物質
に無い多様な物性を得ることができる。そして、新規な
物性を有する多層膜を得ることができれば、全く新規な
機能を発揮することも気体されている。
In general, a multilayer film can obtain various physical properties that are not found in a substance existing in nature by selecting and controlling a lamination method, a material to be laminated, a mixing ratio, and the like. Also, if a multilayer film having new physical properties can be obtained, a completely new function is exhibited.

更に特殊な磁気物性を有する多層膜はこれを利用して
垂直異方性を強くすることによって、光磁気記録材料な
どとして利用することもできる。
Further, a multilayer film having special magnetic properties can be used as a magneto-optical recording material by using this to enhance the perpendicular anisotropy.

第2実施例 次に、第2実施例について、第5図〜第7図に基づい
て説明する。
Second Embodiment Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.

第5図は第2実施例の構成図であり、第1実施例と同
一の部材には同一の符号を付し説明を省略する。
FIG. 5 is a block diagram of the second embodiment, in which the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

第2実施例において特徴的なことは、蒸着手段である
選択透過手段として比照射物42と基板52の間に所定の時
間間隔で開閉遮蔽を繰り返し、所定の時間にここを価す
る放出物のみを選択するフィルタである速度フィルタ80
を設けたことである。この速度フィルタ80はモータ82と
回転円板84からなり、回転円板84には所定の開口角を有
する開口部86が形成されている。
What is characteristic in the second embodiment is that, as selective permeation means, which is a vapor deposition means, the opening / closing and shielding are repeated at predetermined time intervals between the specific irradiation object 42 and the substrate 52, and only the emission material which is worth a predetermined time at a predetermined time is used. Speed filter 80 which is the filter to select
That is, The speed filter 80 includes a motor 82 and a rotating disk 84, and an opening 86 having a predetermined opening angle is formed in the rotating disk 84.

すなわち、この例においては、第5図及び第6図に示
すように、回転円板84に角度θの扇形の開口部86が形成
されている。そして、速度フィルタ80は回転円板84が、
遮蔽板60の基板52側近傍に位置するように設けられてい
る。
That is, in this example, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, a sector-shaped opening 86 having an angle θ is formed in the rotating disk 84. Then, the speed filter 80 has a rotating disc 84,
The shielding plate 60 is provided so as to be located near the substrate 52 side.

また、この例においては、回転テーブル40には、被照
射物42、基板52など全体が載せられている。しかし、こ
の回転テーブル40の回転によって、レーザ光32の被照射
物42に対する角度が調整でき、基板52に向う被照射物の
空間的な選択を行えることに変わりはない。
Further, in this example, the entire object such as the irradiation object 42 and the substrate 52 is placed on the rotary table 40. However, by the rotation of the rotary table 40, the angle of the laser beam 32 with respect to the irradiation target 42 can be adjusted, and the irradiation target to be directed to the substrate 52 can be spatially selected.

このような装置において、エキシマレーザなどのパル
スレーザ発振器30によりパルスレーザ光を被照射物42に
集光照射する。すると、第1実施例と同様に被照射物42
から放出物が放出されるとともに、ここにレーザ誘起プ
ラズマが発生される。そして、放出物のうち基板52の方
向に飛散したものが、遮蔽板60の所定の開口62を通過す
る。
In such an apparatus, a pulse laser beam is condensed and irradiated on the irradiation object 42 by a pulse laser oscillator 30 such as an excimer laser. Then, similarly to the first embodiment, the irradiation target 42
, And emits a laser-induced plasma. Then, of the discharged substances, those scattered in the direction of the substrate 52 pass through a predetermined opening 62 of the shielding plate 60.

ここで、本実施例においては、遮蔽板60の後方に速度
フィルタ80が配置されており、この速度フィルタ80の回
転円板84は、レーザ発振器30のパルス発生周期に同期し
て回転される。従って、この速度フィルタ80によって放
出物の時間的な分布に対する選択が行え、所望の成分を
選択することができる。
Here, in the present embodiment, the speed filter 80 is disposed behind the shielding plate 60, and the rotating disk 84 of the speed filter 80 is rotated in synchronization with the pulse generation cycle of the laser oscillator 30. Therefore, the time distribution of the emission can be selected by the speed filter 80, and a desired component can be selected.

すなわち、速度フィルタ80の回転円板84の開口部86の
幅(開口角度θ)、回転数、直径及びパルスレーザの繰
返し周期、被照射物42から速度フィルタ80までの距離等
を選択することによって、被照射物42から放出された放
出物のうち特定の速度のもののみを選択することができ
放出物の中での時間的な成分分布を利用した成分の選択
を達成することができる。
That is, by selecting the width (opening angle θ) of the opening 86 of the rotating disk 84 of the speed filter 80, the number of rotations, the diameter, the repetition period of the pulse laser, the distance from the irradiated object 42 to the speed filter 80, and the like. In addition, it is possible to select only a specific rate of the emission emitted from the irradiation target 42, and to achieve the selection of the component using the temporal component distribution in the emission.

ここで、被照射物42から放出された放出物(粒子)の
速度をv(cm/sec)、被照射物42から速度フィルタ80ま
での距離をd(cm)とすると、被照射物42から放出され
た放出物が速度フィルタ80に到達するまでの時間taは次
のように表せる。
Here, assuming that the velocity of the emitted matter (particles) emitted from the irradiation target 42 is v (cm / sec) and the distance from the irradiation target 42 to the speed filter 80 is d (cm), A time ta required for the discharged matter to reach the velocity filter 80 can be expressed as follows.

ta=d/v 一方、速度フィルタ80における回転円板82の回転速度
をω(rpm)、開口部86の角度をθ(deg)とすれば、1
パルスのレーザ光32の照射により被照射物42から放出さ
れる放出物が速度フィルタ80を通過できる時間tpは次の
ように表せる。
ta = d / v On the other hand, if the rotation speed of the rotating disk 82 in the speed filter 80 is ω (rpm) and the angle of the opening 86 is θ (deg), 1
The time tp during which the emission emitted from the irradiation target 42 by the irradiation of the pulsed laser light 32 can pass through the speed filter 80 can be expressed as follows.

tp=(60/ω)・θ/360 そして、レーザ光の32の繰返し周期T(パルス/sec)
と速度フィルタ80の回転周期ω(rpm)を同一にすれ
ば、時間tpは次のようになる。
tp = (60 / ω) ・ θ / 360 And 32 repetition periods T (pulses / sec) of laser light
And the rotation cycle ω (rpm) of the speed filter 80 are the same, the time tp is as follows.

tp=θ/360T 従って、放出物が速度フィルタ80に到達するまでの時
間taと放出物が速度フィルタ80を通過できる時間tpが等
しくなるように設定すれば、速度v以上の放出物群のみ
を選択し、基板52上に堆積することができる。
tp = θ / 360T Therefore, if the time ta until the emission reaches the speed filter 80 and the time tp during which the emission can pass through the speed filter 80 are set to be equal, only the emission group having the speed v or higher can be obtained. Can be selected and deposited on the substrate 52.

このためには、被照射物42から速度フィルタ80までの
距離dを次式のように設定すればよい。
For this purpose, the distance d from the irradiation target 42 to the speed filter 80 may be set as in the following equation.

d=(1/360)・v・θ/T なお、遮蔽板60の開口部62による空間的な成分分布を
利用した選択については第1実施例と同様である。
d = (1/360) · v · θ / T The selection using the spatial component distribution by the opening 62 of the shielding plate 60 is the same as in the first embodiment.

以上の説明は照射レーザがパルス状の場合であった
が、連続的であってもよい。この場合第6図の構成は第
7図の如く変更される。すなわち、レーザが連続発振の
場合は、速度フィルタ80の構成において回転円板84が複
数個用いられることを特徴とし、第5図中の速度フィル
タ80として第7図のものが載置される。
In the above description, the irradiation laser is pulse-shaped, but may be continuous. In this case, the configuration of FIG. 6 is changed as shown in FIG. That is, when the laser is of continuous oscillation, a plurality of rotating disks 84 are used in the configuration of the speed filter 80, and the one shown in FIG. 7 is mounted as the speed filter 80 in FIG.

すなわち、この例においては、第7図に示すように回
転円板84に角度θの扇形の開口部86が形成されている。
そして、速度フィルタ80は回転円板84が、遮蔽板60の基
板52側近傍に位置するように設けられている。
That is, in this example, as shown in FIG. 7, a sector-shaped opening 86 having an angle θ is formed in the rotating disk 84.
The speed filter 80 is provided such that the rotating disk 84 is located near the shield plate 60 on the substrate 52 side.

また、この例においては、回転テーブル40には、被照
射物42、基板52など全体が載せられている。しかし、こ
の回転テーブル40の回転によって、レーザ光32の被照射
物42に対する角度が調整でき、基板52に向う被照射物の
空間的な選択を行えることに変わりはない。
Further, in this example, the entire object such as the irradiation object 42 and the substrate 52 is placed on the rotary table 40. However, by the rotation of the rotary table 40, the angle of the laser beam 32 with respect to the irradiation target 42 can be adjusted, and the irradiation target to be directed to the substrate 52 can be spatially selected.

このような装置において、大出力CO2レーザなどのCW
レーザ発振器30によりCWレーザ光を被照射物42に集光照
射する。すると、第1実施例と同様に被照射物42から放
出物が放出されるとともに、ここにレーザ誘起プラズマ
が発生される。そして、放出物のうち基板52の方向に飛
散したものが、遮蔽板60の所定の開口62を通過する。
In such devices, CW such as high-power CO 2 laser
The CW laser light is condensed and irradiated on the irradiation object 42 by the laser oscillator 30. Then, similarly to the first embodiment, the emitted material is released from the irradiated object 42, and the laser-induced plasma is generated here. Then, of the discharged substances, those scattered in the direction of the substrate 52 pass through a predetermined opening 62 of the shielding plate 60.

ここで、本実施例においては、遮蔽板60の後方に複数
個の回転円板より構成される速度フィルタ80が配置され
ている。
Here, in the present embodiment, a speed filter 80 composed of a plurality of rotating disks is disposed behind the shielding plate 60.

すなわち、速度フィルタ80の第1回転円板84の開口部
86の幅(開口角度θ)、回転数、直径、照射物42から速
度フィルタ80までの距離等を選択することによって、被
照射物42から放出された種々の速度を持った連続的な放
出物の中から粒子束100が第1回転円板84により切り出
される。粒子束100中には種々の速度を持った放出物が
存在し第2回転円板106に到達するまでの飛行時間内の
速度の大きいものは先に、小さいものは後になり、結果
的に粒子束102は、図示の如く空間的に延びると共に空
間的に速度成分に応じた粒子分布を持つ。この粒子束10
2を第2回転円板106の開口部108(開口角度θ′)、回
転数とその遅延時間、直径、第1回転円板84と第2回転
円板106との距離等を選択することで粒子束102の特定の
速度のもののみを選択することができ、粒子束104のよ
うな成分選択された粒子束が得られる。なお、第2回転
円板の回転数は第1円板と同じか、あるいはその逓倍が
効率が良い。
That is, the opening of the first rotating disk 84 of the speed filter 80
By selecting the width (opening angle θ) of 86, the number of rotations, the diameter, the distance from the irradiated object 42 to the speed filter 80, etc., a continuous emitted object with various speeds emitted from the irradiated object 42 The particle bundle 100 is cut out from the inside by the first rotating disk 84. Emissions with various velocities are present in the particle bundle 100. Higher velocities within the time of flight until reaching the second rotating disk 106 come first, and those with lower velocities come later. The bundle 102 extends spatially as shown and has a particle distribution according to the spatial velocity component. This particle bundle 10
2 is selected by selecting the opening 108 (opening angle θ ') of the second rotating disk 106, the number of rotations and its delay time, the diameter, the distance between the first rotating disk 84 and the second rotating disk 106, and the like. Only a specific velocity of the particle bundle 102 can be selected, and a component-selected particle bundle such as the particle bundle 104 is obtained. It should be noted that the rotation speed of the second rotating disk is the same as that of the first rotating disk, or that multiplication thereof is efficient.

このように複数個の回転円板を用いることでレーザが
連続発振の場合でもパルス発振と同様に放出物中の特定
の速度成分の選択が可能である。
By using a plurality of rotating disks in this way, it is possible to select a specific velocity component in the emitted material even in the case of continuous oscillation of the laser, as in the case of pulse oscillation.

以上のように本実施例のレーザ光としてはパルス状で
あっても、連続的であってもよく、本実施例は被照射物
にレーザ光を集光して照射し、放出物の流通される通路
を空間的及び時間的に限定し、所定の時間に所定の方向
に放出された放出物を選択することを特徴とするもので
ある。
As described above, the laser light of the present embodiment may be pulsed or continuous, and in this embodiment, the laser light is condensed and irradiated on the irradiation object, and the emitted material is distributed. The passage is limited spatially and temporally, and discharges discharged in a predetermined direction at a predetermined time are selected.

実験例 第2実施例の装置を用いて行った実験結果について説
明する。
Experimental Example An experimental result performed using the apparatus of the second embodiment will be described.

この例においては、被照射物42をモリブデン(Mo)、
基板52をガラス、レーザ発振器30をKrFエキシマレーザ
(波長249nm、パルス幅16nsec、パルスエネルギー250m
J)、気密容器10内を1×10-5Torr以下、レーザパルス
の繰返し周期20パルス/sec、被照射物52に対するレーザ
光52の照射角度45゜、照射パルス総数30000パルス、レ
ーザ光32の被照射物42への照射面積を6×10-3cm2、被
照射物42の回転速度を20rpm、被照射物42の温度を室温
とした。
In this example, the object to be irradiated 42 is molybdenum (Mo),
The substrate 52 is made of glass, and the laser oscillator 30 is made of a KrF excimer laser (wavelength 249 nm, pulse width 16 nsec, pulse energy 250 m
J), the inside of the hermetic container 10 is 1 × 10 −5 Torr or less, the laser pulse repetition cycle is 20 pulses / sec, the irradiation angle of the laser beam 52 to the irradiation object 52 is 45 °, the total irradiation pulse is 30,000 pulses, The irradiation area on the irradiation target 42 was 6 × 10 −3 cm 2 , the rotation speed of the irradiation target 42 was 20 rpm, and the temperature of the irradiation target 42 was room temperature.

このような条件で、蒸着を行った場合、放出物を構成
する粒子の速度分布は第7図に示すようなものとなって
いる、そこで、速度フィルタ80におけるレーザパルスを
被照射物に照射してから所定時間経過後にのみ、放射物
を通過させれば、速度フィルタ80を通過する放射物を選
択することができる。すなわち、速度フィルタ80を被照
射物42に対するレーザ光32の照射時より非常に短い時間
とすれば、多価イオンのみを選択でき、その後の所定時
間のみ開くようにすれば、1価イオンのみを選択するこ
とができる。
When vapor deposition is performed under these conditions, the velocity distribution of the particles constituting the emission is as shown in FIG. 7, and therefore, the object to be irradiated is irradiated with a laser pulse in the velocity filter 80. If a radiant is passed only after a predetermined time has passed since then, a radiant that passes through the velocity filter 80 can be selected. That is, if the speed filter 80 is set to a time that is much shorter than the time when the irradiation target 42 is irradiated with the laser beam 32, only multiply-charged ions can be selected. You can choose.

ここで、遮蔽板60の開口62の直径を20mm、速度フィル
タ80の回転円板84の直径を30mm、回転円板の開口部86の
開口角度θを5゜、回転数を1200rpm、被照射物42から
速度フィルタ80までの距離dを34.7mm、被照射物42と基
板52の距離を40mmとし、遮蔽板60を速度フィルタの前方
2mmの位置に設置して実験を行った。
Here, the diameter of the opening 62 of the shielding plate 60 is 20 mm, the diameter of the rotating disk 84 of the speed filter 80 is 30 mm, the opening angle θ of the opening 86 of the rotating disk is 5 °, the number of rotations is 1200 rpm, The distance d from 42 to the speed filter 80 is 34.7 mm, the distance between the irradiation target 42 and the substrate 52 is 40 mm, and the shielding plate 60 is positioned in front of the speed filter.
The experiment was conducted by setting it at a position of 2 mm.

そして、レーザ光32のパルスと速度フィルタ80の回転
を同期させれば、被照射物42に照射され始めた時から所
定の時間(0.7msec)のみ放出物が速度フィルタ80を通
過することができることとなる。従って、通過できる時
間に対応して、速度5×103co/sec以上の放出物のみが
速度フィルタ80を通過する。
Then, by synchronizing the pulse of the laser beam 32 with the rotation of the speed filter 80, the emission can pass through the speed filter 80 only for a predetermined time (0.7 msec) from when the irradiation of the irradiation target 42 is started. Becomes Therefore, only the emission having a speed of 5 × 10 3 co / sec or more passes through the speed filter 80 corresponding to the time that can pass.

第8図より明らかなように、微粒子はその速度が小さ
いため、上述のような速度フィルタ80を設ければ、蒸着
膜中の微粒子を大幅に減少できるはずである。そこで、
速度フィルタ80を設けた場合と、設けなかった場合につ
いて蒸着の実験をし、微粒子の密度について説明した。
As is clear from FIG. 8, since the speed of the fine particles is low, if the above-described speed filter 80 is provided, the fine particles in the vapor-deposited film should be significantly reduced. Therefore,
Experiments of vapor deposition were performed for the case where the speed filter 80 was provided and the case where the speed filter 80 was not provided, and the density of the fine particles was described.

速度フィルタ80を設けた場合の微粒子の密度は、65個
/mm2であった。
When the speed filter 80 is provided, the particle density is 65
It was / mm 2.

また、速度フィルタ80がない場合の微粒子の密度は、
2.4×103個/mm2であった。
The density of the fine particles without the speed filter 80 is
2.4 × 10 3 pieces / mm 2 .

これよりこの実験例の速度フィルタ80によって、微粒
子を効果的に排除することができることが理解される。
なお、この微粒子の数は実験によって得られた蒸着膜の
SEM(走査型電子顕微鏡)写真を用いて測定した。
From this, it is understood that the velocity filter 80 of this experimental example can effectively remove fine particles.
In addition, the number of these fine particles is
It measured using the SEM (scanning electron microscope) photograph.

第3実施例 次に第3実施例について、第9図、第10図に基いて説
明する。
Third Embodiment Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.

第9図は第3実施例の構成図であり、第1実施例、第
2実施例と同一の部材には同一の符号を付し、説明を省
略する。
FIG. 9 is a block diagram of the third embodiment. The same members as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

第3実施例において特徴的なことは、蒸着制御手段と
して放出物の化学的状態に応じて速度、種類及び量を制
御する制御手段である印加電圧制御手段を設け、被照射
物42と基板52の間に所定の電圧を印加したことである。
すなわち、印加電圧制御手段は、例えばスイッチ90と、
正の可変電圧電源92または負の可変電圧電源94から構成
されていて、印加電圧制御手段によって被照射物42に電
圧が引火され、基板52はアースに接続されている。従っ
て、被照射物42を基板52に対し所定の正または負の電位
とすることができる。更に、電源92,94はその出力電圧
値が可変であるため、被照射物42を所望の電域に設定す
ることができる。
What is characteristic in the third embodiment is that, as the vapor deposition control means, there is provided an applied voltage control means which is a control means for controlling the speed, type and amount in accordance with the chemical state of the emitted material, and the irradiation object 42 and the substrate 52 are provided. That is, a predetermined voltage was applied during this period.
That is, the applied voltage control means includes, for example, the switch 90,
The irradiation target 42 is constituted by a positive variable voltage power supply 92 or a negative variable voltage power supply 94. A voltage is applied to the irradiation object 42 by the applied voltage control means, and the substrate 52 is connected to the ground. Therefore, the irradiation object 42 can be set to a predetermined positive or negative potential with respect to the substrate 52. Further, since the output voltage values of the power supplies 92 and 94 are variable, the irradiation target 42 can be set to a desired electric range.

そして、電源92,94により、被照射物42を所定の電位
とすることによってレーザ光32によって発生されるレー
ザ誘起プラズマのうち、遮蔽板60の開口62により選択さ
れた所定の方向の放出物中の荷電粒子を制御することが
できる。すなわち、被照射物42の電位を正側とすれば被
照射物42から放射されるイオンは、被照射物42、基板52
間に正起されている電場によって加速され、逆に負側と
すれば放射されるイオンは減速される。そして、このよ
うな電場を形成すれば、イオンの価数に応じて、加速度
が相違することになり、また、イオンの量も制限され
る。そこで、イオンであるか否か、イオンの価数に応じ
て基板に52に衝突するときの速度及びその量が異なり、
この被照射物42の電位制御によって、基板52上に蒸着さ
れる蒸着膜の結晶性などの物性を抑制することができ
る。
Then, of the laser-induced plasma generated by the laser light 32 by setting the irradiation target 42 to a predetermined potential by the power supplies 92 and 94, the emission in the predetermined direction selected by the opening 62 of the shielding plate 60 is included. Charged particles can be controlled. That is, if the potential of the irradiation target 42 is set to the positive side, the ions emitted from the irradiation target 42
The ions accelerated by the electric field that has been positively raised in between, and the ions emitted are decelerated by setting the negative side. If such an electric field is formed, the acceleration will differ depending on the valence of the ions, and the amount of the ions will also be limited. Therefore, whether or not it is an ion, the speed and the amount when colliding with the substrate 52 according to the valence of the ion are different,
By controlling the potential of the irradiation object, physical properties such as crystallinity of a deposited film deposited on the substrate 52 can be suppressed.

つまり、本実施例は被照射物と基板との間に所定の電
圧を印加し、被照射物から放射され所定方向の放出物の
化学的状態に応じて速度、種類及び量を選択するもので
ある。
That is, in the present embodiment, a predetermined voltage is applied between the irradiation target and the substrate, and the speed, type, and amount are selected according to the chemical state of the emission emitted from the irradiation target in a predetermined direction. is there.

実験例 次に、第3実施例の装置を用いて行った実験結果につ
いて説明する。この例においては、被照射物42をタング
ステン(W)、基板52をガラス、レーザ発振器30を、Kr
Fエキシマレーザ(波長249nm、パルス幅16nsec、パルス
エネルギー250mJ)、気密容器10内の真空度を1×10-5T
orr以下、パルスレーザの繰返し周期を25パルス/sec、
被照射物42に対するレーザ光の照射角度を45゜、照射パ
ルス総数を30000パルス、被照射物42に対するレーザ照
射面積を6×10-3cm2、被照射物42の回転速度を20rpm、
被照射物42の温度を室温、基板52の温度を室温、被照射
物42、基板52間距離を30mmとした。
Experimental Example Next, an experimental result performed using the device of the third embodiment will be described. In this example, the irradiation object 42 is tungsten (W), the substrate 52 is glass, and the laser oscillator 30 is Kr.
F excimer laser (wavelength 249 nm, pulse width 16 nsec, pulse energy 250 mJ), the degree of vacuum in the hermetic container 10 is 1 × 10 -5 T
less than orr, the pulse laser repetition cycle is 25 pulses / sec,
The irradiation angle of the laser beam on the irradiation target 42 is 45 °, the total number of irradiation pulses is 30,000 pulses, the laser irradiation area on the irradiation target 42 is 6 × 10 −3 cm 2 , the rotation speed of the irradiation target 42 is 20 rpm,
The temperature of the irradiation target 42 was room temperature, the temperature of the substrate 52 was room temperature, and the distance between the irradiation target 42 and the substrate 52 was 30 mm.

そして、このような条件下において、被照射物42の電
位を−1kV〜1kVとすることにより、選択透過した放出物
中の荷電粒子の速度と量を制御した。
Then, under such conditions, the speed and amount of the charged particles in the selectively permeated emission were controlled by setting the potential of the irradiation target 42 to −1 kV to 1 kV.

この実験により得られたタングステン蒸着膜のX線解
析結果を第9図に示す。これより、被照射物42に電圧を
印加しない場合には、タングステン膜は結晶性の強いも
のとなる。しかしながら、被照射物42の電位をマイナス
にとり、その電圧を大きくして行くと、タングステン蒸
着膜の結晶性が徐々に低下し、−1kVに至っては、非晶
質となった。また、被照射物42の電位を正側にとり、そ
の電位を上げて行くと、300V付近までは結晶性が向上し
て行くが、300Vを越えると結晶性が低下して行く。そし
て、電位が1kVに至った場合には、タングステン膜は非
晶質となった。
FIG. 9 shows the results of X-ray analysis of the tungsten deposition film obtained by this experiment. Thus, when no voltage is applied to the irradiation target 42, the tungsten film has a strong crystallinity. However, when the potential of the irradiation object 42 was set to a negative value and the voltage was increased, the crystallinity of the tungsten vapor-deposited film gradually decreased and became amorphous at -1 kV. When the potential of the irradiation target 42 is set to the positive side and the potential is increased, the crystallinity is improved up to around 300 V, but the crystallinity is reduced when the potential exceeds 300 V. When the potential reached 1 kV, the tungsten film became amorphous.

なお、上述の実験結果は基板52を室温とした場合であ
るが、この基板52の温度を500℃に保持した場合には、
被照射物42の電位を−3kV〜3kVの範囲において、基板52
上に蒸着された蒸着膜はいずれも結晶質となった。
Note that the above experimental results are obtained when the temperature of the substrate 52 is set to room temperature.
When the potential of the irradiation object 42 is in the range of −3 kV to 3 kV, the substrate 52
All of the deposited films deposited on top became crystalline.

以上のように、被照射物42と基板52の間に電圧をか
け、レーザ誘起プラズマを制御することによって、基板
52上に形成される蒸着膜の結晶構造を制御することがで
きる。そして、タングステン膜の物性は上述したように
その結晶構造に大きく依存する。一般に非晶質とするこ
とで膜の硬度を上げることができ、耐摩耗、耐熱コーテ
ィングに適した膜形成が可能であることが知られてい
る。
As described above, by applying a voltage between the irradiation target 42 and the substrate 52 and controlling the laser-induced plasma, the substrate
It is possible to control the crystal structure of the deposited film formed on 52. The physical properties of the tungsten film largely depend on the crystal structure as described above. In general, it is known that by making the film amorphous, the hardness of the film can be increased, and a film suitable for abrasion and heat resistant coating can be formed.

また、結晶性の向上は、配線材により適した性質の発
現を意味することが知られている。本実施例のように膜
の結晶構造を制御できることにより、種々の物性を有す
る膜を得ることができる。なお、この第3実施例におい
て、第1実施例において採用したアパーチャ60を組み合
わせることができる。
Further, it is known that improving the crystallinity means exhibiting properties more suitable for the wiring material. By controlling the crystal structure of the film as in this embodiment, films having various physical properties can be obtained. In the third embodiment, the aperture 60 adopted in the first embodiment can be combined.

また、この第3実施例において、第2実施例において
採用した速度フィルタ80を組み合わせることもできる。
Further, in the third embodiment, the speed filter 80 employed in the second embodiment can be combined.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明に係るレーザ蒸着装置の第1実施例の
要部構成を示す構成図、 第2図は、同実施例におけるタングステン膜のX線回折
の特性図、 第3図は、同実施例における被照射物42一例を示す構成
図、 第4図は、同実施例におけるFe−Cu膜のX線回折の特性
図、 第5図は、本発明に係るレーザ蒸着装置の第2実施例の
要部構成を示す構成図、 第6図は、同実施例の構成を説明するための説明図、 第7図は、同実施例の他の構成を示す説明図、 第8図は、放出物の速度分布を示す説明図、 第9図は、本発明に係るレーザ蒸着装置の第3実施例の
要部構成を示す構成図、 第10図は、同実施例におけるタングステン膜のX線回折
の特性図である。 10……気密容器 30……レーザ発振器 32……レーザ光 34……集光レンズ(光学系) 42……被照射物
FIG. 1 is a configuration diagram showing a main part configuration of a first embodiment of a laser vapor deposition apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram of X-ray diffraction of a tungsten film in the first embodiment, FIG. FIG. 4 is a diagram showing an X-ray diffraction characteristic of the Fe—Cu film according to the embodiment, and FIG. 5 is a diagram illustrating a second example of the laser evaporation apparatus according to the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the embodiment, FIG. 7 is an explanatory diagram showing another configuration of the embodiment, FIG. FIG. 9 is a configuration diagram showing a main part configuration of a third embodiment of the laser vapor deposition apparatus according to the present invention, and FIG. 10 is a diagram showing the X of the tungsten film in the third embodiment. It is a characteristic view of a line diffraction. 10 Airtight container 30 Laser oscillator 32 Laser light 34 Condensing lens (optical system) 42 Irradiated object

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高柳 登 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−169228(JP,A) 特開 平2−311307(JP,A) 特開 昭64−39371(JP,A) 特開 昭60−243270(JP,A) 特開 昭64−17002(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Noboru Takayanagi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (56) References JP-A-56-169228 (JP, A) JP-A-2-311307 (JP, A) JP-A-64-39371 (JP, A) JP-A-60-243270 (JP, A) JP-A-64-17002 (JP, A)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】金属からなる被照射物を気密に形成された
減圧容器内に配置し、 この被照射物にレーザ光を集光して照射し、ここに物理
的状態及び化学的状態に空間的、時間的分布を有する被
照射物の1価及び多価イオン、電子、中性原子を含むレ
ーザ誘起プラズマを発生し、放出物を放出させ、 この放出物の中から被照射物に対する所定の立体角の範
囲内に向けて放出されたものを選択して基板に蒸着する
ことを特徴とするレーザ蒸着方法。
1. An object to be illuminated made of a metal is placed in an airtightly formed decompression container, and a laser beam is condensed and irradiated onto the object to be illuminated. A laser-induced plasma containing mono- and multi-charged ions, electrons, and neutral atoms of the irradiation object having a temporal and temporal distribution is generated, and the emission material is released. A laser vapor deposition method characterized in that a substance emitted toward a solid angle range is selected and vapor-deposited on a substrate.
【請求項2】前記特許請求の範囲第1項に記載されるレ
ーザ蒸着方法において、 前記立体角が0.022ステラジアン以内であることを特徴
とするレーザ蒸着方法。
2. The laser vapor deposition method according to claim 1, wherein said solid angle is within 0.022 steradians.
【請求項3】被照射物を気密に形成された滅圧容器内に
配置し、 この被照射物にレーザ光を集光して照射し、ここに物理
的状態及び化学的状態に空間的、時間的分布を有する被
照射物の1価及び多価イオン、電子、中性原子を含むレ
ーザ誘起プラズマを発生し、放出物を放出させ、 この放出物の中から所定の角度範囲内に向けて放出され
かつ所定の速度範囲の放出速度で放出されたものを選択
して基板に蒸着することを特徴とするレーザ蒸着方法。
3. An object to be irradiated is placed in an airtight decompression vessel, and the object to be irradiated is condensed and irradiated with a laser beam. Generates a laser-induced plasma containing monovalent and multiply-charged ions, electrons, and neutral atoms of the irradiation object having a temporal distribution, emits the emission, and moves the emission toward a predetermined angle range from the emission. A laser vapor deposition method characterized in that a material that is emitted and emitted at an emission speed within a predetermined speed range is selected and evaporated on a substrate.
【請求項4】気密に形成され、内部を滅圧状態に保持可
能な減圧容器と、 この減圧容器の内部に設けられ、レーザ光の照射によっ
て放出物を放出する金属からなる被照射物を保持する被
照射物ホルダと、 レーザ発振器から発せられたレーザ光を集光し被照射物
に照射して、被照射物から放出される放出物の物理的状
態及び化学的状態に空間的、時間的分布を有するレーザ
誘起プラズマを発生する光学系と、 被照射物から放出された放出物が蒸着される基板を保持
する基板ホルダと、 前記被照射物ホルダと前記基板ホルダの中間の放出物流
通路に設けられ、被照射物から放出された放出物の中か
ら被照射物に対する所定の立体角の方向に放出されたも
ののみを選択的に通過させる選択的手段と、 を有することを特徴とするレーザ蒸着装置。
4. A depressurized container which is formed in an airtight manner and is capable of holding the inside in a decompressed state, and holds an object to be irradiated which is provided inside the depressurized container and which is made of a metal which emits an emitted material by irradiation with a laser beam. Irradiates the irradiated object holder with the laser beam emitted from the laser oscillator, irradiates the irradiated object with the laser beam, and spatially and temporally changes the physical state and chemical state of the released object from the irradiated object. An optical system for generating a laser-induced plasma having a distribution; a substrate holder for holding a substrate on which the emission material emitted from the irradiation object is deposited; and an emission flow passage intermediate the irradiation object holder and the substrate holder. And a selective means for selectively passing only those emitted in a direction of a predetermined solid angle with respect to the irradiated object from among the emitted materials emitted from the irradiated object, and Evaporation equipment.
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