JPH0248627B2 - Hakumakukeiseibuhinnoseizohohooyobisochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、薄膜形成部品の製造方法及び装置に
関するものである。

(ロ) 従来の技術 従来の薄膜形成部品の製造方法として、例えば
特開昭61−84379号公報に示されるものがある。
これに示される薄膜形成方法は、化学的気相成長
法によつて窒化ホウ素膜を形成するものである。
ホウ素原子と窒素原子との結合を促進するために
反応室内のプラズマにレーザービームを投光して
いる。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような従来の薄膜形成部
品の製造方法は、均一な厚さの薄膜を形成するこ
とを目的としたものであり、薄膜の厚さの分布な
どの薄膜の特性が変化したものを形成することは
できない。本発明は、このような問題点を解決す
ることを目的としている。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は、レーザービームによつてガス分解用
部材を局部的に加熱することにより上記問題点を
解決する。すなわち、本発明の薄膜形成部品の製
造方法は、反応室内に設けられたガス分解用部材
を走査可能に設けたレーザービームによつて局部
的に加熱してガス分解用プレートの温度分布を調
整することにより、基板表面上に形成される薄膜
の状態を制御する。また、上記製造方法を実施す
る本発明装置は、ガス導入口及びガス排出口を備
えた反応容器と、反応容器内に基板を設置するた
めの基板設置台と、基板設置台へ向うガスの流れ
の上流側に設けられるガス分解用部材と、ガス分
解用部材にレーザービームを照射可能なレーザー
装置と、を有している。

(ホ) 作用 レーザービームをガス分解用部材の所望の部分
に照射することにより、この部分の温度を他の部
分よりも上昇させることができる。これにより、
ガス分解用部材を通過する反応ガスの分解が例え
ば温度が高い部分で急速に進み、ガス分解用部材
の加熱部分に対応する基板上の薄膜が厚くなる。
従つて、レーザービームの照射状態を変えること
により、所望の厚さ分布の薄膜を形成することが
できる。また、ガス分解用部材の部分的温度変化
に応じて蒸着する材質に変えることもでき、部分
的に特性の異なる薄膜とすることもできる。

(ヘ) 実施例 第１図に本発明による薄膜形成部品の製造装置
を示す。密閉された反応容器１０にはガス導入口
１２及びガス排出口１４が設けられている。ガス
導入口１２を通つて管１６が反応容器１０の中央
部まで伸びており、この管１６には反応ガスが充
てんされた複数のガスボンベ１８が接続されてい
る。管１６の途中にはバルブ２０が設けられてい
る。一方、ガス排出口１４は管２２によつて吸引
用のポンプ２４と接続されている。管２２の途中
にはバルブ２６が設けられている。管１６の反応
容器１０内部側の開口端の周囲にプラズマ化のた
めのコイル２８が設けられている。コイル２８は
プラズマ発生用電源３０と接続されている。反応
容器１０の下部には基板設置台３２が設けられて
いる。この基板設置台３２上に、薄膜を形成すべ
き基板３３が設置される。発熱体により構成され
る基板設置台３２には電源３４から通電可能であ
り、これにより基板設置台３２の温度を調整可能
である。基板設置台３２の上方にガス分解用部材
３６が設けられている。発熱体の金属板に多数の
ガス通過用の穴を設けたものであるガス分解用部
材３６には電源３８から通電可能であり、これに
よつてガス分解用部材３６全体の温度調整を行う
ことができる。反応温度１０の外部には、走査可
能のレーザー装置である３つのレーザー光源３
８，４０及び４２、及びこれらに対応した集光レ
ンズ４４，４６及び４８が設けられている。ま
た、反応容器１０にはレーザー光源３８，４０及
び４２によつて得られるレーザービームが通過す
るレーザービーム通過窓５０，５２及び５４が設
けられている。レーザー光源３８はコイル２８の
内周部にレーザービームを照射可能であり、レー
ザー光源４０はガス分解用部材３６の上面にレー
ザービームを照射可能であり、またレーザー光源
４２は基板設置台３２上の基板３３にレーザービ
ームを照射可能である。

次にこの実施例の作用について説明する。例え
ば、ダイヤモンド薄膜を形成する場合、カスボン
ベ１８から反応容器１０内にメタンガス及び水素
ガスが供給され、一方反応容器１０内のガスはポ
ンプ２４によつて吸引される。管１６から供給さ
れた反応ガスはコイル２８の作用によつてプラズ
マ化され、次いでガス分解用部材３６を通過する
際に分解される。ガス分解用部材３６は全体とし
て所定の温度まで加熱されており、また部分的に
はレーザー光源４０からのレーザービームを照射
することにより、他の部分よりも温度を高くして
ある。すなわち、ガス分解用部材３６の所定の場
合のみ温度が高い状態となつている。このガス分
解用部材３６の温度が高い部分を通過する反応ガ
スは他の部分を通過する反応ガスよりも強い分解
作用を受ける。このため、基板設置台３２上に設
置される基板３３の表面に蒸着するダイヤモンド
の薄膜は、ガス分解用部材３６の温度が高い部分
ほど厚くなる。従つて、レーザー光源４０による
ガス分解用部材３６の加熱状態を変えることによ
り基板３３上に形成される薄膜の厚さの分布を任
意の状態に制御することができる。また、温度に
応じて生成する薄膜の材質が変わる反応ガスの場
合には、例えばダイヤモンド膜の中に部分的にグ
ラフアイト膜又は無定形炭素膜を形成することも
できる。なお、上記作業中、基板設置台３２は所
定の温度に制御されており、これに応じて基板３
３も所定の温度となつている。

なお、レーザー光源４０によるレーザービーム
の照射を断続させることにより、形成される薄膜
を厚さ方向に特性の異なるものとすることもでき
る。すなわち、所定時間間隔ごとにガス分解用部
材３６の温度を上昇させると、ガスの分解状態が
時間的に変化し、例えばダイヤモンドとグラフア
イトとを交互に積み重ねた薄膜を得ることもでき
る。

また、上述のようなレーザー光源４０からのレ
ーザービームを用いたガス分解用部材３６の温度
制御に加えて、レーザー光源４２からのレーザー
ビームを基板３３に照射し、基板３３の温度を部
分的に変えることもできる。例えば、基板３３の
所定の部分を蒸着速度が最も大きくなるように加
熱すると、その部分の薄膜が厚くなる。また、逆
に基板３３の表面を例えば800℃以上に加熱する
と、この部分はダイヤモンドが蒸発するため薄膜
が形成されない状態とすることができる。

また、レーザー光源３８からのレーザービーム
をプラズマに照射し、蒸着速度を調整することも
できる。

上述のようにして、基板３３上に光学的薄膜を
形成すると、光通信用の素子、センサー、光学部
品など得ることができる。例えば、第２図に示す
ように、厚さが所定位置で傾斜をもつて変化する
反射膜７０を形成した場合、平坦部にレーザー光
を入射した場合には入射方向と逆方向に反射され
るが、基板３３をわずかに横方向に移動させると
反射光の向きが変わる。このように薄膜の変化状
態を種々設定しておくと、基板の移動方向に応じ
て多方向に反射光を出すことができる。また、第
３図に示すように、基板３３上に２種類の特性の
異なる薄膜７２及び７４を厚さを変えて形成し、
これの上部のレーザー光源７５を横方向に移動さ
せると、基板３３の下部に設けられた受光体７６
によつて得られる信号は、例えば第４図に示すよ
うなものとなる。薄膜を変えることにより所望の
パターンの信号を得ることができる。このように
本発明方法によつて得られる薄膜は、ミラー、プ
リズム、レンズ、フイルターなどのレーザー用光
学部品及び一般光学用部品として使用することが
できる。

なお、上記実施例ではレーザー装置は３組のレ
ーザー光源３８，４０及び４２、３組の集光レン
ズ４４，４６及び４８としたが、これはレーザー
光源４０及び集光レンズ４６だけとしても本発明
の目的を達成することができる。また、レーザー
光源４０及び集光レンズ４６のみによつてガス分
解用部材３６を含む複数の場所にレーザービーム
を照射するようにすることもできる。また、プラ
ズマ化用のコイル２８は必ずしも設ける必要はな
く、これがなくても本発明の目的を達成すること
ができる。また、ガス分解用部材３６はグラフア
イト板に多数のガス通過用の穴を設けた物や、金
属線又はグラフアイト線を並列にならべたもの等
で構成することもできる。

(ト) 発明の効果 以上説明してきたように、本発明によると、ガ
ス分解用部材の温度をレーザービームによつて部
分的に制御するようにしたので、薄膜の厚さ、材
質などの状態を所望どおり制御することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を示す図、第２図は薄膜の
平坦部に光が入射された場合の状態及び薄膜の傾
斜部に光が入射された場合の状態を示す図、第３
図は薄膜を用いて所定の信号を得る装置を示す
図、第４図は第３図に示す装置によつて得られる
信号を示す図である。 １０……反応容器、１２……ガス導入口、１４
……ガス排出口、１８……ガスボンベ、２４……
ポンプ、２８……コイル、３２……基板設置台、
３３……基板、３６……ガス分解用部材、３８…
…レーザー光源、４０……レーザー光源、４２…
…レーザー光源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 反応室内に導入された反応ガスを分解させて
   化学的気相成長法によつて基板表面上に薄膜を形
   成させる薄膜形成部品の製造方法において、 反応室内に設けられたガス分解用部材をレーザ
   ービームによつて局部的に加熱してガス分解用部
   材の温度分布を調整することにより、基板表面上
   に形成される薄膜の状態を制御することを特徴と
   する薄膜形成部品の製造方法。 ２ レーザービームは断続的に照射される特許請
   求の範囲第１項記載の薄膜形成部品の製造方法。 ３ レーザービームは走査可能である特許請求の
   範囲第１又は２項記載の薄膜形成部品の製造方
   法。 ４ 基板上に形成される薄膜の成長速度を制御す
   るために基板をレーザービームによつて加熱する
   特許請求の範囲第１、２又は３項記載の薄膜形成
   部品の製造方法。 ５ 基板上に形成された薄膜を除去するために薄
   膜をレーザービームによつて加熱する特許請求の
   範囲第４項記載の薄膜形成部品の製造方法。 ６ 反応ガスの分解速度を制御するためにレーザ
   ービームを反応ガスに照射する特許請求の範囲第
   １、２、３、４又は５項記載の薄膜形成部品の製
   造方法。 ７ ガス導入口及びガス排出口を備えた反応容器
   と、反応容器内に基板を設置するための基板設置
   台と、基板設置台へ向うガスの流れの上流側に設
   けられるガス分解用部材と、ガス分解用部材にレ
   ーザービームを照射可能なレーザー装置と、を有
   する薄膜形成部品の製造装置。 ８ ガス分解用部材は、グラフアイト板又は金属
   板に多数のガス通過用穴が設けられたものである
   特許請求の範囲第７項記載の薄膜形成部品の製造
   装置。 ９ レーザー装置は基板上にもレーザービームを
   照射可能である特許請求の範囲第７又は８項記載
   の薄膜形成部品の製造装置。 １０ レーザー装置はガス分解用部材を通過する
   前の反応ガスにもレーザービームを照射可能であ
   る特許請求の範囲第７、８又は９項記載の薄膜形
   成部品の製造装置。 １１ 反応容器内にプラズマ発生装置が設けられ
   ている特許請求の範囲第７、８、９又は１０項記
   載の薄膜形成部品の製造装置。