JPH04187763A - レーザ・スパッタリング装置 - Google Patents
レーザ・スパッタリング装置Info
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- JPH04187763A JPH04187763A JP31724890A JP31724890A JPH04187763A JP H04187763 A JPH04187763 A JP H04187763A JP 31724890 A JP31724890 A JP 31724890A JP 31724890 A JP31724890 A JP 31724890A JP H04187763 A JPH04187763 A JP H04187763A
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- laser beam
- vacuum chamber
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、薄膜デバイス等の薄膜形成を行うレーザを用
いたスパッタリング装置に関する。
いたスパッタリング装置に関する。
従来の技術
従来、この種のレーザを用いたスパッタリング装置では
スパッタリング粒子によって真空チャンバー内の光学部
品が汚染され、長時間安定した条件で成膜が出来なかっ
た。そのため特開昭６１−２９１９６６号公報に示され
ているように、第３図に示すような構成が従来提案され
ている。すなわち、レーザ発振器１８から出射されたレ
ーザ光１９は集光レンズ２０によって集光されながら入
射窓２１さらに保護管２２を通ってターゲット２３に照
射され、飛び出した粒子によって基盤２４上に成膜され
るというものである。このとき保護管２２には、ガス導
入口２５からシールド・ガスが導入され、チャンバー２
６内に流れこむことによって、入射窓２１が噴出粒子に
よフて汚染されるのを防ごうとするものである。
スパッタリング粒子によって真空チャンバー内の光学部
品が汚染され、長時間安定した条件で成膜が出来なかっ
た。そのため特開昭６１−２９１９６６号公報に示され
ているように、第３図に示すような構成が従来提案され
ている。すなわち、レーザ発振器１８から出射されたレ
ーザ光１９は集光レンズ２０によって集光されながら入
射窓２１さらに保護管２２を通ってターゲット２３に照
射され、飛び出した粒子によって基盤２４上に成膜され
るというものである。このとき保護管２２には、ガス導
入口２５からシールド・ガスが導入され、チャンバー２
６内に流れこむことによって、入射窓２１が噴出粒子に
よフて汚染されるのを防ごうとするものである。
発明が解決しようとする課題
しかし、このような構成のものでは保護管からシールド
・ガスを流すため、雰囲気ガスを必要としない成膜条件
の場合にはガスが混入することになる。また、レーザ光
路が一定のため、スパッタリング装置が固定されるので
成膜面積が大きく出来ないという課題のあることが判明
した。
・ガスを流すため、雰囲気ガスを必要としない成膜条件
の場合にはガスが混入することになる。また、レーザ光
路が一定のため、スパッタリング装置が固定されるので
成膜面積が大きく出来ないという課題のあることが判明
した。
本発明は上記した課題に鑑み、光学部品を噴出粒子によ
る汚染から保護し、成膜雰囲気を乱さず、しかも大面積
の成膜が可能となるレーザ・スパッタリング装置を提供
するものである。
る汚染から保護し、成膜雰囲気を乱さず、しかも大面積
の成膜が可能となるレーザ・スパッタリング装置を提供
するものである。
課題を解決するための手段
上記目的を達成するために本発明のレーザ・スパッタリ
ング装置は、波長２μｍ以下のレーザ発振器と、真空チ
ャンバー内の光学部品のレーザ光通過後にレーザ光の透
過性の高い材料の走行機構とを備え、前記レーザ光が前
記透過性材料を通過した後ターゲットに照射されるよう
にするか、あるいは、パルス・レーザ発振器と、真空チ
ャンバー内に光学系の移動機構とを備え、レーザ光は入
射窓を通して移動する光学系に導入され、１パルス照射
毎にターゲット上の照射位置が移動するように構成され
たものである。
ング装置は、波長２μｍ以下のレーザ発振器と、真空チ
ャンバー内の光学部品のレーザ光通過後にレーザ光の透
過性の高い材料の走行機構とを備え、前記レーザ光が前
記透過性材料を通過した後ターゲットに照射されるよう
にするか、あるいは、パルス・レーザ発振器と、真空チ
ャンバー内に光学系の移動機構とを備え、レーザ光は入
射窓を通して移動する光学系に導入され、１パルス照射
毎にターゲット上の照射位置が移動するように構成され
たものである。
作 用
本発明は上記した構成をとることによって、ターゲット
から噴出する粒子群によって、ターゲットに対抗する基
板上に膜形成することができる。ターゲットから飛び出
した粒子は基板の設置されている方向以外にも進み、真
空チャンバー内の光学部品にも付着し汚染する。ところ
で有機フィルムは、一般に可視から２μｍ以下の光の波
長に対して透過性が高い。したがって、光学部品のレー
ザ光通過後に有機フィルムを設置することで、噴出粒子
による汚染から光学部品を守ることができる。噴出粒子
の付着した有機フィルムはレーザ光の透過率が低下する
ため、２全日以降は厳密に言えば、ターゲットへのレー
ザ照射状態が変化したり、有機フィルムが損傷したりす
る。これに対しては、有機フィルムを適宜移動させ、新
しい面にレーザ光を通過させることで解決される。また
紫外域の波長のレーザ光に対しては、吸収率の高い有機
フィルムもあるが、厚さ５μｍのポリプロピレンは波長
２５０ｎｍのレーザ光の吸収率が８４％で、波長が可視
光から２μｍ以下のレーザ光の場合と同様の効果がある
。
から噴出する粒子群によって、ターゲットに対抗する基
板上に膜形成することができる。ターゲットから飛び出
した粒子は基板の設置されている方向以外にも進み、真
空チャンバー内の光学部品にも付着し汚染する。ところ
で有機フィルムは、一般に可視から２μｍ以下の光の波
長に対して透過性が高い。したがって、光学部品のレー
ザ光通過後に有機フィルムを設置することで、噴出粒子
による汚染から光学部品を守ることができる。噴出粒子
の付着した有機フィルムはレーザ光の透過率が低下する
ため、２全日以降は厳密に言えば、ターゲットへのレー
ザ照射状態が変化したり、有機フィルムが損傷したりす
る。これに対しては、有機フィルムを適宜移動させ、新
しい面にレーザ光を通過させることで解決される。また
紫外域の波長のレーザ光に対しては、吸収率の高い有機
フィルムもあるが、厚さ５μｍのポリプロピレンは波長
２５０ｎｍのレーザ光の吸収率が８４％で、波長が可視
光から２μｍ以下のレーザ光の場合と同様の効果がある
。
また、ターゲットから飛び出した粒子は運動エネルギー
が太き（、真空中では直線的に飛行する粒子成分が多い
。これらの粒子は１０３ｃｍ／Ｓがら１０ｃｍ／Ｓの速
度を有することが江龍氏他によって応用物理学会１９９
０年秋期大会において報告されている。したがってター
ゲットにレーザ照射し、スパッタリング粒子の到達する
前に光学部品をレーザ照射位置から移動させれば、汚染
を防ぐことができる。
が太き（、真空中では直線的に飛行する粒子成分が多い
。これらの粒子は１０３ｃｍ／Ｓがら１０ｃｍ／Ｓの速
度を有することが江龍氏他によって応用物理学会１９９
０年秋期大会において報告されている。したがってター
ゲットにレーザ照射し、スパッタリング粒子の到達する
前に光学部品をレーザ照射位置から移動させれば、汚染
を防ぐことができる。
実施例
以下、本発明の実施例のレーザ・スパッタリング装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。
ついて、図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の第１の実施例におけるレーザ・スパッ
タリング装置の構成図を示すものである。第１図におい
て、１はレーザ発振器、２はレーザ光、３は反射ミラー
、４はガルバノ・ミラー、５は集光レンズ、６は真空チ
ャンバー、７は入射窓、８は有機フィルム、９はターゲ
ット、１０はプルーム、１１は基板、１２は巻出しロー
ル、１３は巻取りロールである。レーザ発振器１から出
射されたレーザ光２は、反射ミラー３によってガルバノ
・ミラー４に誘導される。ガルバノ・ミラー４から反射
されたレーザ光２は、集光レンズ５によって集光されな
がら真空チャンバー６内で走行する有機フィルム８を通
過し、さらにターゲット９に照射される。ターゲット９
からはプルーム１０と呼ばれるプラズマ状の噴出物が発
生し、基板１１上に成膜される。同時に有機フィルム８
のターゲット側の面には、プルームからの粒子と考えら
れる付着物が形成されるが、有機フィルム８を巻出しロ
ール１２から巻取りロール１３へと走行させることで、
新しいフィルム面を供給でき、ターゲットへのレーザ照
射状態の変化や有機フィルムの損傷を防ぐことができる
。特にレーザ光２が紫外光の場合はポリプロピレン・フ
ィルムを用いることで、集光点近傍以外で使用すれば、
１ケ所に散発のレーザ光２を照射してもフィルムの損傷
はほとんど無い。また、このような構成であれば、ガル
バノ・ミラー４による走査によって、大面積の成膜も容
易に行うことができる。また、有機フィルム８の代わり
に石英ガラスのような他の透過性材料を供給する方式で
あっても良いことは言うまでもない。
タリング装置の構成図を示すものである。第１図におい
て、１はレーザ発振器、２はレーザ光、３は反射ミラー
、４はガルバノ・ミラー、５は集光レンズ、６は真空チ
ャンバー、７は入射窓、８は有機フィルム、９はターゲ
ット、１０はプルーム、１１は基板、１２は巻出しロー
ル、１３は巻取りロールである。レーザ発振器１から出
射されたレーザ光２は、反射ミラー３によってガルバノ
・ミラー４に誘導される。ガルバノ・ミラー４から反射
されたレーザ光２は、集光レンズ５によって集光されな
がら真空チャンバー６内で走行する有機フィルム８を通
過し、さらにターゲット９に照射される。ターゲット９
からはプルーム１０と呼ばれるプラズマ状の噴出物が発
生し、基板１１上に成膜される。同時に有機フィルム８
のターゲット側の面には、プルームからの粒子と考えら
れる付着物が形成されるが、有機フィルム８を巻出しロ
ール１２から巻取りロール１３へと走行させることで、
新しいフィルム面を供給でき、ターゲットへのレーザ照
射状態の変化や有機フィルムの損傷を防ぐことができる
。特にレーザ光２が紫外光の場合はポリプロピレン・フ
ィルムを用いることで、集光点近傍以外で使用すれば、
１ケ所に散発のレーザ光２を照射してもフィルムの損傷
はほとんど無い。また、このような構成であれば、ガル
バノ・ミラー４による走査によって、大面積の成膜も容
易に行うことができる。また、有機フィルム８の代わり
に石英ガラスのような他の透過性材料を供給する方式で
あっても良いことは言うまでもない。
第２図は本発明の第２の実施例におけるレーザ・スパッ
タリング装置の構成図を示すものである。第２図におい
て、１２はパルス・レーザ発振器、１３は回転機構、１
４は保護ガラス、１５はヘルド、１６はモータである。
タリング装置の構成図を示すものである。第２図におい
て、１２はパルス・レーザ発振器、１３は回転機構、１
４は保護ガラス、１５はヘルド、１６はモータである。
パルス・レーザ発振器１２から出射されたレーザ光２は
、集光レンズ５によって集光されながらガルバノ・ミラ
ー４によって反射され、回転機構１３内に誘導される。
、集光レンズ５によって集光されながらガルバノ・ミラ
ー４によって反射され、回転機構１３内に誘導される。
レーザ光２は入射窓７を通過し、反射ミラー３によって
保護ガラス１４を通してターゲット９に照射される。タ
ーゲット９からはプルーム１０と呼ばれるプラズマ状の
噴出物が発生し、基板１］上に成膜される。このとき回
転機構１３はベルト１５を介してモータ１６によって回
転している。プルーム１０を構成する粒子の速度は１０
ｃｎ＋／Ｓから１０６ｃ＋ａ／Ｓであることが報告され
ている。
保護ガラス１４を通してターゲット９に照射される。タ
ーゲット９からはプルーム１０と呼ばれるプラズマ状の
噴出物が発生し、基板１］上に成膜される。このとき回
転機構１３はベルト１５を介してモータ１６によって回
転している。プルーム１０を構成する粒子の速度は１０
ｃｎ＋／Ｓから１０６ｃ＋ａ／Ｓであることが報告され
ている。
レーザ光はパルスで照射されるので、１パルス照射によ
って飛び出した粒子が到達する前に光学部品が移動して
いれば、光学部品を汚染から防ぐことが出来る。ターゲ
ット９から出射口１７までの距離５ ｃｍ、出射口１７
の径１ ｃｍ、出射口１７の回転直径２０ｃｍの時、回
転機構１３の回転数１．００Ｏｒ、ｐ、ｍ程度で１０ｃ
ｍ／Ｓから１０ｃｍ／Ｓの速度成分を有す粒子の光学部
品への到達を防ぐことが出来る。スパッタリング粒子は
真空度が高い場合には高い運動エネルギーを有し直線的
に飛行するので、出射口１７以外のレーザ光路あるいは
光学部品に対し保護管を設けることで、汚染を防ぐこと
が出来る。さらにプルーム１０はターゲット９の表面か
ら垂直に飛び出し、また指向性が強いので、レーザ光２
をターゲット９に対し垂直入射するよりも斜めから入射
すれば汚染防止に対する効果はさらに太き（なる。また
、プルーム１０はターゲット９上の円周上に発生点を有
するので大面積が成膜が可能となるが、ガルバノ・ミラ
ー４によってレーザ光２をターゲット上で半径方向に走
査することで、成膜状態のいっそうの大面積化あるいは
均一化を図ることができる。
って飛び出した粒子が到達する前に光学部品が移動して
いれば、光学部品を汚染から防ぐことが出来る。ターゲ
ット９から出射口１７までの距離５ ｃｍ、出射口１７
の径１ ｃｍ、出射口１７の回転直径２０ｃｍの時、回
転機構１３の回転数１．００Ｏｒ、ｐ、ｍ程度で１０ｃ
ｍ／Ｓから１０ｃｍ／Ｓの速度成分を有す粒子の光学部
品への到達を防ぐことが出来る。スパッタリング粒子は
真空度が高い場合には高い運動エネルギーを有し直線的
に飛行するので、出射口１７以外のレーザ光路あるいは
光学部品に対し保護管を設けることで、汚染を防ぐこと
が出来る。さらにプルーム１０はターゲット９の表面か
ら垂直に飛び出し、また指向性が強いので、レーザ光２
をターゲット９に対し垂直入射するよりも斜めから入射
すれば汚染防止に対する効果はさらに太き（なる。また
、プルーム１０はターゲット９上の円周上に発生点を有
するので大面積が成膜が可能となるが、ガルバノ・ミラ
ー４によってレーザ光２をターゲット上で半径方向に走
査することで、成膜状態のいっそうの大面積化あるいは
均一化を図ることができる。
また第２の実施例では、光学系の移動機構として回転機
構を設けたが、他の方式でも良いことは言うまでもない
。
構を設けたが、他の方式でも良いことは言うまでもない
。
発明の効果
以上のように本発明は、波長２μｍ以下のレーザ発振器
と、真空チャンバー内の光学部品のレーザ光通過後にレ
ーザ光の透過性の高い材料の走行機構を備え、前記レー
ザ光が前記透過性材料を通過した後ターゲットに照射さ
れるようにするか、あるいは、パルス・レーザ発振器と
、真空チャンバー内に光学系の移動機構とを備え、レー
ザ光は入射窓を通して移動する光学系に導入され、１パ
ルス照射毎にターゲット上の照射位置が移動するように
構成することで、光学部品をスパッタリング粒子による
汚染から保護し、成膜雰囲気を乱さず、しかも大面積の
成膜が可能にすることができる。
と、真空チャンバー内の光学部品のレーザ光通過後にレ
ーザ光の透過性の高い材料の走行機構を備え、前記レー
ザ光が前記透過性材料を通過した後ターゲットに照射さ
れるようにするか、あるいは、パルス・レーザ発振器と
、真空チャンバー内に光学系の移動機構とを備え、レー
ザ光は入射窓を通して移動する光学系に導入され、１パ
ルス照射毎にターゲット上の照射位置が移動するように
構成することで、光学部品をスパッタリング粒子による
汚染から保護し、成膜雰囲気を乱さず、しかも大面積の
成膜が可能にすることができる。
第１図は本発明の第１の実施例におけるレーザ・スパッ
タリング装置の構成図、第２図は本発明の第２の実施例
におけるレーザ・スパッタリング装置の構成図、第３図
は従来のレーザを用いた蒸着装置の構成図である。 １・・・・・・レーザ発振器、６・・・・・・真空チャ
ンバー、７・・・・・・入射窓、８・・・・・・有機フ
ィルム、９・・・・・・ターゲット、１２・・・・・・
パルス・レーザ発振器、１３・・・・・・回転機構。 代理人の氏名 弁理士小鍜治 明ほか２名７− 人財完 訃・〜宵］り（）４ノ１−ム
タリング装置の構成図、第２図は本発明の第２の実施例
におけるレーザ・スパッタリング装置の構成図、第３図
は従来のレーザを用いた蒸着装置の構成図である。 １・・・・・・レーザ発振器、６・・・・・・真空チャ
ンバー、７・・・・・・入射窓、８・・・・・・有機フ
ィルム、９・・・・・・ターゲット、１２・・・・・・
パルス・レーザ発振器、１３・・・・・・回転機構。 代理人の氏名 弁理士小鍜治 明ほか２名７− 人財完 訃・〜宵］り（）４ノ１−ム
Claims (8)
- （１）波長２μｍ以下のレーザ発振器と、真空チャンバ
ー内の光学部品のレーザ光通過後にレーザ光の透過性の
高い材料の走行機構とを備え、前記レーザ光は前記透過
性材料を通過した後ターゲットに照射されることを特徴
とするレーザ・スパッタリング装置。 - （２）透過性材料は有機フィルムであることを特徴とす
る請求項１記載のレーザ・スパッタリング装置。 - （３）レーザ発振器の波長は紫外域で、レーザ光透過材
料はポリプロピレン・フィルムであることを特徴とする
請求項１記載のレーザ・スパッタリング装置。 - （４）パレス・レーザ発振器と、真空チャンバー内に光
学系の移動機構とを備え、レーザ光は入射窓を通して移
動する光学系に導入され、１パルス照射毎にターゲット
上の照射位置が移動することを特徴とするレーザ・スパ
ッタリング装置。 - （５）光学系は回転運動をし、回転中心に真空チャンバ
ー外からレーザ光を導入し、さらに外周部に誘導され反
射された後、ターゲットに照射されることを特徴とする
請求項３記載のレーザ・スパッタリング装置。 - （６）光学系は、レーザの光路の周囲に保護管を有し、
出射口以外は、少なくともレーザ光路あるいは光学部品
が直接ターゲットに相対しないことを特徴とする請求項
３記載のレーザ・スパッタリング装置。 - （７）光学系は、レーザ光をターゲット上に斜めから照
射することを特徴とする請求項３記載のレーザ・スパッ
タリング装置。 - （８）光学系は、真空チャンバー入射前に走査機構によ
って光路を変更されたレーザ光をターゲット上に照射す
ることを特徴とする請求項３記載のレーザ・スパッタリ
ング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31724890A JPH04187763A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | レーザ・スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31724890A JPH04187763A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | レーザ・スパッタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04187763A true JPH04187763A (ja) | 1992-07-06 |
Family
ID=18086134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31724890A Pending JPH04187763A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | レーザ・スパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04187763A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100745610B1 (ko) * | 2006-04-11 | 2007-08-02 | 한국전기연구원 | 레이저윈도우 오염 방지를 위한 레이저 증착 장치 |
| US11065723B2 (en) | 2016-04-20 | 2021-07-20 | Samsung Display Co., Ltd. | Laser etching apparatus and a method of laser etching using the same |
-
1990
- 1990-11-20 JP JP31724890A patent/JPH04187763A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100745610B1 (ko) * | 2006-04-11 | 2007-08-02 | 한국전기연구원 | 레이저윈도우 오염 방지를 위한 레이저 증착 장치 |
| US11065723B2 (en) | 2016-04-20 | 2021-07-20 | Samsung Display Co., Ltd. | Laser etching apparatus and a method of laser etching using the same |
| US11370065B2 (en) | 2016-04-20 | 2022-06-28 | Samsung Display Co., Ltd. | Laser etching apparatus and a method of laser etching using the same |
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