JP2597260B2 - レ−ザ−パルス蒸着堆積による薄膜形成方法 - Google Patents
レ−ザ−パルス蒸着堆積による薄膜形成方法Info
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- JP2597260B2 JP2597260B2 JP3512156A JP51215691A JP2597260B2 JP 2597260 B2 JP2597260 B2 JP 2597260B2 JP 3512156 A JP3512156 A JP 3512156A JP 51215691 A JP51215691 A JP 51215691A JP 2597260 B2 JP2597260 B2 JP 2597260B2
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- displacing
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザパルス蒸着による薄膜の堆積形成方
法に関する。
法に関する。
［先行技術］ WPC23 C/338 1768DDによると、曲面を有する目標物
を、レーザパルス光線を固定しておいて、Ｘ軸方向に中
心位置Xoから歩進ΔＸさせて、放射方向に伝播するプラ
ズマの炎を最大強度で基板表面全体にわたり走査させる
ようになっている。
を、レーザパルス光線を固定しておいて、Ｘ軸方向に中
心位置Xoから歩進ΔＸさせて、放射方向に伝播するプラ
ズマの炎を最大強度で基板表面全体にわたり走査させる
ようになっている。
上記方法の欠点は、目標物の中心と、対向して位置す
る基板表面の領域での堆積率が大きくなることと、目標
物からの蒸発がその表面にわたり不均一であり、また目
標物の曲率が変化していることが原因して膜厚の分布が
不均一となることである。以上の２つの欠点は、中心位
置Xoからの偏位が増加した時に、目標物の表面が曲面状
であることにより、レーザの焦点に対応する目標物の表
面面積が増大することが原因となっている。
る基板表面の領域での堆積率が大きくなることと、目標
物からの蒸発がその表面にわたり不均一であり、また目
標物の曲率が変化していることが原因して膜厚の分布が
不均一となることである。以上の２つの欠点は、中心位
置Xoからの偏位が増加した時に、目標物の表面が曲面状
であることにより、レーザの焦点に対応する目標物の表
面面積が増大することが原因となっている。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、レーザパルス蒸着により薄膜を堆積
形成する方法において、膜厚分布が不均一とならないよ
うにすることであり、すなわち、目標物を均一に蒸発さ
せることを可能とするようにすることである。
形成する方法において、膜厚分布が不均一とならないよ
うにすることであり、すなわち、目標物を均一に蒸発さ
せることを可能とするようにすることである。
本発明の別の目的は、レーザパルス蒸着により薄膜を
堆積形成する方法において、中心位置Xoからの偏位の関
数で、レーザ出力密度の変化を補償することにある。
堆積形成する方法において、中心位置Xoからの偏位の関
数で、レーザ出力密度の変化を補償することにある。
［問題を解決する手段］ すなわち、中心位置からの偏位の増大しても、目標物
の曲率が原因して起こる、レーザ光線の焦点の対応する
目標物の表面面積の増加を防止するか、補償することに
より、中心位置Xoからの偏位の関数としてレーザー出力
密度を減少させる必要がなくなる。さらに本発明によ
り、蒸着に際し、システムの焦点がぼけることが防止さ
れる。
の曲率が原因して起こる、レーザ光線の焦点の対応する
目標物の表面面積の増加を防止するか、補償することに
より、中心位置Xoからの偏位の関数としてレーザー出力
密度を減少させる必要がなくなる。さらに本発明によ
り、蒸着に際し、システムの焦点がぼけることが防止さ
れる。
目標物をＸ軸方向に偏位させることにより生じるレー
ザ光線の焦点に対応した目標物の表面面積の変動を補償
するためのレーザの出力密度の変化は、歩進ΔＸを変化
させ、かつ目標物上の位置よりレーザパルスの数を変化
させることにより補償される。レンズと目標物の距離を
さらに変化させること（目標物のＺ軸方向のトラッキン
グ）により、焦点ぼけが防止される。
ザ光線の焦点に対応した目標物の表面面積の変動を補償
するためのレーザの出力密度の変化は、歩進ΔＸを変化
させ、かつ目標物上の位置よりレーザパルスの数を変化
させることにより補償される。レンズと目標物の距離を
さらに変化させること（目標物のＺ軸方向のトラッキン
グ）により、焦点ぼけが防止される。
［実施例］ 本発明を添付図を参照して詳細に説明する。
第１図および第２図を参照して、本発明の第１実施例
を説明する。70mm x 20mmの平らな基板Ｓ上に金属膜を
蒸着堆積させ、しかして膜厚の変動を基板表面全体にわ
たり、１％から10％以内とする。このため、直径および
長さがともに10mmの円筒状の目標物Ｔから数センチの距
離に基板Ｓを離して配置する。基板Ｓの横軸は、円筒軸
の方向に指向され、放射方向に伝播するプラズマの炎Ｐ
を最大強度で基板Ｓの表面全体を走査できるようにす
る。蒸着開始前に、目標物Ｔと基板Ｓの中心での法線が
整合するように、またレーザパルス光線Ｌが目標物の中
心に収束されるように調節される。パルスレーザの周期
に同期して、平面鏡PSの回動角αを歩進的に増大させる
ことによって、円筒鏡ZS上であるいは目標物Ｔの曲面上
でパルス光線が変位される。中心位置から回動角度αが
増大すると、回動角の歩進量Δαは、cos2αに比例して
減少し、中心位置Xoで1.7度である。最大回動角度α
は、38.5度である。従って中心位置から両方向に偏位す
ると１トラック毎に約70のレーザパルスが照射される。
目標物ＴをＹ軸方向にΔＹ＝0.5mmだけ移動させると次
のトラックが設定される。目標物Ｔの長さを10mmとする
と、17のトラックが設定されることになる。円筒鏡ZSの
くもりを防止するために、スリット状のブラインドすな
わち絞りＢを設け、これにより円筒鏡ZSを蒸気から保護
する。
を説明する。70mm x 20mmの平らな基板Ｓ上に金属膜を
蒸着堆積させ、しかして膜厚の変動を基板表面全体にわ
たり、１％から10％以内とする。このため、直径および
長さがともに10mmの円筒状の目標物Ｔから数センチの距
離に基板Ｓを離して配置する。基板Ｓの横軸は、円筒軸
の方向に指向され、放射方向に伝播するプラズマの炎Ｐ
を最大強度で基板Ｓの表面全体を走査できるようにす
る。蒸着開始前に、目標物Ｔと基板Ｓの中心での法線が
整合するように、またレーザパルス光線Ｌが目標物の中
心に収束されるように調節される。パルスレーザの周期
に同期して、平面鏡PSの回動角αを歩進的に増大させる
ことによって、円筒鏡ZS上であるいは目標物Ｔの曲面上
でパルス光線が変位される。中心位置から回動角度αが
増大すると、回動角の歩進量Δαは、cos2αに比例して
減少し、中心位置Xoで1.7度である。最大回動角度α
は、38.5度である。従って中心位置から両方向に偏位す
ると１トラック毎に約70のレーザパルスが照射される。
目標物ＴをＹ軸方向にΔＹ＝0.5mmだけ移動させると次
のトラックが設定される。目標物Ｔの長さを10mmとする
と、17のトラックが設定されることになる。円筒鏡ZSの
くもりを防止するために、スリット状のブラインドすな
わち絞りＢを設け、これにより円筒鏡ZSを蒸気から保護
する。
上述の方法では、基板Ｓの上に蒸着し堆積形成した薄
膜の厚さの変動は、約５％である。
膜の厚さの変動は、約５％である。
次いで第３図を参照して本発明の別の実施例を説明す
る。70mm x 20mmの平らな基板Ｓ上に金属膜を蒸着堆積
させ、しかして膜厚の変動を基板表面全体にわたり、１
％から10％以内とする。このため、直径および長さがと
もに10mmの円筒状の目標物Ｔから数センチの距離に基板
Ｓを離して配置する。基板Ｓの横軸は、円筒軸の方向に
指向され、放射方向に伝播するプラズマの炎Ｐを最大強
度で基板Ｓの表面全体を走査できるようにする。蒸着開
始前に、目標物Ｔと基板Ｓの中心での法線が整合するよ
うに、またレーザパルス光線Ｌが目標物の中心に収束さ
れるように調節される。レーザパルス光線の周期に同期
して目標物ＴをＸ軸方向に変位させることにより、レー
ザパルス光線は、目標物Ｔの曲面上を歩進的に変位され
る。この歩進量ΔＸは、中心位置Xoで約2mmであり、中
心位置Xoから偏位が増大すると、歩進量ΔＸは、cos2α
に比例して減少する。ここでα＝arctan（X/r）で与え
られる（ｒは目標物の曲率半径である）。中心位置から
の最大偏位は、4mmである。膜の厚さをさらに均一とす
るために、2mm以上の偏位で単位面積毎のパルス数を２
倍にし、Ｚ軸方向に目標物Ｔをトラッキングするように
する。目標物ＴをＹ軸方向にΔＹ＝0.5mmだけ移動させ
ると次のトラックが設定される。目標物Ｔの長さを10mm
とすると、17のトラックが設定されることになる。
る。70mm x 20mmの平らな基板Ｓ上に金属膜を蒸着堆積
させ、しかして膜厚の変動を基板表面全体にわたり、１
％から10％以内とする。このため、直径および長さがと
もに10mmの円筒状の目標物Ｔから数センチの距離に基板
Ｓを離して配置する。基板Ｓの横軸は、円筒軸の方向に
指向され、放射方向に伝播するプラズマの炎Ｐを最大強
度で基板Ｓの表面全体を走査できるようにする。蒸着開
始前に、目標物Ｔと基板Ｓの中心での法線が整合するよ
うに、またレーザパルス光線Ｌが目標物の中心に収束さ
れるように調節される。レーザパルス光線の周期に同期
して目標物ＴをＸ軸方向に変位させることにより、レー
ザパルス光線は、目標物Ｔの曲面上を歩進的に変位され
る。この歩進量ΔＸは、中心位置Xoで約2mmであり、中
心位置Xoから偏位が増大すると、歩進量ΔＸは、cos2α
に比例して減少する。ここでα＝arctan（X/r）で与え
られる（ｒは目標物の曲率半径である）。中心位置から
の最大偏位は、4mmである。膜の厚さをさらに均一とす
るために、2mm以上の偏位で単位面積毎のパルス数を２
倍にし、Ｚ軸方向に目標物Ｔをトラッキングするように
する。目標物ＴをＹ軸方向にΔＹ＝0.5mmだけ移動させ
ると次のトラックが設定される。目標物Ｔの長さを10mm
とすると、17のトラックが設定されることになる。
以上説明した方法により、基板Ｓ上に蒸着堆積した薄
膜の厚さの変動は、約５％である。
膜の厚さの変動は、約５％である。
図面の簡単な説明 第１図および第２図は、本発明の大１実施例を示す上面
図および側面図であり、第３図は、本発明のだ２実施例
を示す側面図である。
図および側面図であり、第３図は、本発明のだ２実施例
を示す側面図である。
Ｓ……基板、Ｌ……パルスレーザビーム、Ｔ……ターゲ
ット、PS……平面鏡、ZS……円筒鏡、Ｂ……円筒鏡用ス
リット状絞り、α……平面鏡の回動角、Ｐ……プラズマ
炎
ット、PS……平面鏡、ZS……円筒鏡、Ｂ……円筒鏡用ス
リット状絞り、α……平面鏡の回動角、Ｐ……プラズマ
炎
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイーチユ ライナー ドイツ連邦共和国 Ｄ―8027 ドレスデ ン フラウ ヘーゲル シュトラーセ 19 (72)発明者 シユーベルト クラウス ドイツ連邦共和国 Ｄ―8218 ポツセン ドルフ シュールシュトラーセ １ (56)参考文献 特開 平１−191777（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−145769（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】レーザパルス蒸着により薄膜を堆積形成す
る方法において、目標物（Ｔ）の曲状表面に焦点を合わ
せたパルスレーザビーム（Ｌ）を、回転可能に支持した
平面鏡（PS）と円筒鏡（ZS）とにより案内し、該平面鏡
（PS）の表面を含む平面に延在し、ビーム方向に延びる
軸の周りに前記平面鏡（PS）を歩進的に傾動することに
より、該目標物（Ｔ）の曲状表面上で前記パルスレーザ
ビーム（Ｌ）を変位させ、さらに該目標物（Ｔ）上での
前記パルスレーザビーム（Ｌ）がたどるトラックの調節
は、該目標物（Ｔ）を該目標物の縦軸方向に変位させる
ことにより調節させることを特徴とする薄膜を堆積形成
する方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲の第１項に記載の薄膜を堆
積形成する方法において、スリット上の絞り（Ｂ）によ
り前記円筒鏡（ZS）を蒸気から保護することを特徴とす
る薄膜を堆積形成する方法。 - 【請求項３】特許請求の範囲の第１項に記載の薄膜を堆
積形成する方法において、前記回動の各歩進量Δαは、
全回動量αの増加分の修正関数としての所望薄膜厚さ分
布に対応させることを特徴とする薄膜を堆積形成する方
法。 - 【請求項４】レーザパルス蒸着により薄膜を堆積形成す
る方法において、基盤（Ｓ）の回動は、目標物（Ｔ）の
曲面状の表面上でのパルスビーム（Ｌ）の運動に同期し
て行われ、かつ前記目標物（Ｔ）をまず目標物（Ｔ）の
長手方向軸と垂直なＸ軸方向に偏位させることにより該
目標物の線形運動を該目標物の非線形運動に置換させる
場合には、目標物（Ｔ）の偏位を増大させて前記Ｘ軸方
向に歩進幅を減少させ、パルスレーザのパルス数を増大
させるとともにレンズと該目標物との間の距離を変化さ
せ、かつ前記目標物（Ｔ）上の前記パルスレーザビーム
（Ｌ）がたどるトラックは、該目標物を該目標物の長手
方向であるＹ軸方向に変位させることにより調節される
ようにさせる、しかして前記目標物（Ｔ）の線形運動が
維持される場合には、パルスレーザのエネルギを変化さ
せるかレンズと目標物との間の距離を変化させて前記パ
ルスレーザビーム（Ｌ）のエネルギ密度の相当する変化
を、前記偏位の関数として行わせ、前記目標物（Ｔ）上
の前記トラックの調節は、前記Ｙ軸方向に該目標物
（Ｔ）を変位させることにより行われることを特徴とす
る薄膜を堆積形成する方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD01L/3424562 | 1990-07-03 | ||
| DD34245590A DD296382A5 (de) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | Verfahren zur abscheidung duenner schichten mittels laserimpuls-gasphasenabscheidung (lpvd) |
| DD01L/3424554 | 1990-07-03 | ||
| DD34245690A DD296383A5 (de) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | Verfahren zur abscheidung duenner schichten mittels laserimpuls-gasphasenabscheidung (lpvd) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05504603A JPH05504603A (ja) | 1993-07-15 |
| JP2597260B2 true JP2597260B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=25748362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3512156A Expired - Lifetime JP2597260B2 (ja) | 1990-07-03 | 1991-06-27 | レ−ザ−パルス蒸着堆積による薄膜形成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0489889B1 (ja) |
| JP (1) | JP2597260B2 (ja) |
| DE (1) | DE59103419D1 (ja) |
| WO (1) | WO1992001079A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4405598C1 (de) * | 1994-02-22 | 1995-09-21 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Verfahren zum Beschichten und Beschichtungsvorrichtung |
| AT402945B (de) * | 1995-07-03 | 1997-09-25 | Joanneum Research Forschungsge | Verfahren und vorrichtung zur beschichtung der oberfläche eines substrats |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63145769A (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-17 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザコ−テイング装置 |
| DE3914476C1 (ja) * | 1989-05-02 | 1990-06-21 | Forschungszentrum Juelich Gmbh, 5170 Juelich, De |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP3512156A patent/JP2597260B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-27 EP EP91912151A patent/EP0489889B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-27 WO PCT/DE1991/000533 patent/WO1992001079A1/de active IP Right Grant
- 1991-06-27 DE DE59103419T patent/DE59103419D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0489889B1 (de) | 1994-11-02 |
| DE59103419D1 (de) | 1994-12-08 |
| WO1992001079A1 (de) | 1992-01-23 |
| JPH05504603A (ja) | 1993-07-15 |
| EP0489889A1 (de) | 1992-06-17 |
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