JPH077744B2 - レ−ザ−加熱タ−ゲツトからの蒸発増強方法 - Google Patents
レ−ザ−加熱タ−ゲツトからの蒸発増強方法Info
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- JPH077744B2 JPH077744B2 JP61084862A JP8486286A JPH077744B2 JP H077744 B2 JPH077744 B2 JP H077744B2 JP 61084862 A JP61084862 A JP 61084862A JP 8486286 A JP8486286 A JP 8486286A JP H077744 B2 JPH077744 B2 JP H077744B2
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/123—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases
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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
-
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 1.発明の分野 本発明はレーザー加熱ターゲツトからの物質蒸発速度を
増大させる方法に関するものである。さらに特定的にい
えば、凝縮した実質上不活性のガスの層で以て被覆され
たターゲツトの使用に関するものである。
増大させる方法に関するものである。さらに特定的にい
えば、凝縮した実質上不活性のガスの層で以て被覆され
たターゲツトの使用に関するものである。
2.従来法の説明 各種の物質からの高品質薄膜の製造は各種の技術におい
て実質的重要性をもつようになつてきた。例えば、各種
基板上に沈着させた半導体皮膜はダイオード，光電池，
トランジスター，およびその他の電子デバイスの製作に
おいて利用される。同様に、各種の絶縁体および伝導体
の薄膜も電子デバイスおよび太陽電池の製造に利用され
ている。例えば、金属−絶縁体−半導体の太陽電池は三
層から成り、上層は透明の伝導性金属皮膜であり、中間
層は二酸化珪素のような絶縁性物質のきわめて薄い層で
あり、底層はシリコンのような半導体である。
て実質的重要性をもつようになつてきた。例えば、各種
基板上に沈着させた半導体皮膜はダイオード，光電池，
トランジスター，およびその他の電子デバイスの製作に
おいて利用される。同様に、各種の絶縁体および伝導体
の薄膜も電子デバイスおよび太陽電池の製造に利用され
ている。例えば、金属−絶縁体−半導体の太陽電池は三
層から成り、上層は透明の伝導性金属皮膜であり、中間
層は二酸化珪素のような絶縁性物質のきわめて薄い層で
あり、底層はシリコンのような半導体である。
各種基板上へ薄膜を沈着させる多数の技法が開発されて
きた。現在、薄膜製造に用いられる各種の技法の中に
は、抵抗，電子ビーム，高周波加熱またはレーザー加熱
源からの熱的蒸発，分子ビーム・エピタキシー，イオン
・プランテーシヨン，プラズマ・スプレー，グロー放電
スパツター沈着，イオンビーム沈着，および化学蒸着が
含まれる。皮膜沈着のより重要な方法の多くはJ.L.ボツ
サンとW,ケルンが編集する、アカデミツク・プレス（ニ
ユーヨーク）の「薄膜法」（1978年）においてまとめら
れている。
きた。現在、薄膜製造に用いられる各種の技法の中に
は、抵抗，電子ビーム，高周波加熱またはレーザー加熱
源からの熱的蒸発，分子ビーム・エピタキシー，イオン
・プランテーシヨン，プラズマ・スプレー，グロー放電
スパツター沈着，イオンビーム沈着，および化学蒸着が
含まれる。皮膜沈着のより重要な方法の多くはJ.L.ボツ
サンとW,ケルンが編集する、アカデミツク・プレス（ニ
ユーヨーク）の「薄膜法」（1978年）においてまとめら
れている。
レーザー加熱源からの蒸発による皮膜の製造は代替方法
の多くよりすぐれたいくつかの利点を提供する。例え
ば、レーザービームはソース物質のみが加熱されるよう
な方式で制御できる。従つて、この技法は極度に清潔で
ある利点をもち、通常は生成皮膜の中への望ましくない
不純物の混入をもたらすことがない。対照的に、抵抗源
あるいは高周波加熱源からの熱的蒸発は代表的には、ソ
ース物質を含む加熱坩堝の使用を含み、その結果、ソー
ス物質および皮膜の中への坩堝からの望ましくない移行
がしばしば存在する。レーザー蒸発はまた皮膜製造用の
望ましい方法であり、なぜならば、高出力密度において
は、レーザー加熱によって、通常、複数のソース物質成
分がその成分比で蒸発（congruent evaporation）する
からである。従つて、生成皮膜の組成は通常はソース物
質の組成と同等である。
の多くよりすぐれたいくつかの利点を提供する。例え
ば、レーザービームはソース物質のみが加熱されるよう
な方式で制御できる。従つて、この技法は極度に清潔で
ある利点をもち、通常は生成皮膜の中への望ましくない
不純物の混入をもたらすことがない。対照的に、抵抗源
あるいは高周波加熱源からの熱的蒸発は代表的には、ソ
ース物質を含む加熱坩堝の使用を含み、その結果、ソー
ス物質および皮膜の中への坩堝からの望ましくない移行
がしばしば存在する。レーザー蒸発はまた皮膜製造用の
望ましい方法であり、なぜならば、高出力密度において
は、レーザー加熱によって、通常、複数のソース物質成
分がその成分比で蒸発（congruent evaporation）する
からである。従つて、生成皮膜の組成は通常はソース物
質の組成と同等である。
レーザー蒸発法は各種の物質から皮膜をつくるのに使用
されてきた。例えば、Nd:イツトリウム・アルミニウム
・ガーネツト（Nd:YAG）レーザーを使用するテルル化水
銀・カドミウム(Hg1-XCdXTe)皮膜の形成はJ.T.チユング
らによりJ.Vac.Sci.Technol.21巻,No.1,（1982）,182−
186頁において記述されている。同様に、M.ハナブサら
のAppl.Phys.Lett.,39巻,No.5,（1981）,431−432頁は
1.06μｍおよび532nmの波長においてNa:YAGレーザーを
使用する、水素化アモルフアス・シリコン皮膜の形成を
述べている。1.06μｍにおいて操作するNd:YAGレーザー
使用のSnO2薄膜の形成がH.T.ヤングらのJ.Crystal Grow
th,56巻，（1982）,429−432によつて報告されている。
されてきた。例えば、Nd:イツトリウム・アルミニウム
・ガーネツト（Nd:YAG）レーザーを使用するテルル化水
銀・カドミウム(Hg1-XCdXTe)皮膜の形成はJ.T.チユング
らによりJ.Vac.Sci.Technol.21巻,No.1,（1982）,182−
186頁において記述されている。同様に、M.ハナブサら
のAppl.Phys.Lett.,39巻,No.5,（1981）,431−432頁は
1.06μｍおよび532nmの波長においてNa:YAGレーザーを
使用する、水素化アモルフアス・シリコン皮膜の形成を
述べている。1.06μｍにおいて操作するNd:YAGレーザー
使用のSnO2薄膜の形成がH.T.ヤングらのJ.Crystal Grow
th,56巻，（1982）,429−432によつて報告されている。
XeF,XeCl,XeBr,KrFおよびArFのような不安定なハロゲン
化貴ガスは適当なガス混合物の電子ビーム・ポンピング
（pumping）または放電ポンピングによつて励起状態で
容易に形成させることができるので、レーザー中の光放
出化学種（light emitting species）としての用途を見
出している。「エキサイマー・レーザー（excimer lase
r）」とよばれるその種のレーザーはスペクトルの紫外
線領域の中で作動する。従つて、それらは比較的高いエ
ネルギーのホトンの源を表わす。例えば、10％のキセノ
ン,98％のアルゴン，および１％の弗素の混合物は400Ke
Vの電子で以て励起して励起XeFを生成させることがで
き、これは351nmの波長の光を放出する。同様に、ArF,K
rFおよびXeClはそれぞれ193nm,248nmおよび308nmの波長
の光を発生するよう利用できる。
化貴ガスは適当なガス混合物の電子ビーム・ポンピング
（pumping）または放電ポンピングによつて励起状態で
容易に形成させることができるので、レーザー中の光放
出化学種（light emitting species）としての用途を見
出している。「エキサイマー・レーザー（excimer lase
r）」とよばれるその種のレーザーはスペクトルの紫外
線領域の中で作動する。従つて、それらは比較的高いエ
ネルギーのホトンの源を表わす。例えば、10％のキセノ
ン,98％のアルゴン，および１％の弗素の混合物は400Ke
Vの電子で以て励起して励起XeFを生成させることがで
き、これは351nmの波長の光を放出する。同様に、ArF,K
rFおよびXeClはそれぞれ193nm,248nmおよび308nmの波長
の光を発生するよう利用できる。
アモルフアス・シリコン皮膜はシリコンの融点よりかな
り低い温度の基板上でシリコン蒸気を凝縮させることに
よつて得ることができる。それらの方法は熱的蒸発、陰
極スパツタリング、およびグロー放電中のシラン(SiH4)
分解によるプラズマ沈着を含む。望む場合には、アモル
フアス・シリコン皮膜はアニーリングによつて結晶性シ
リコンへ転化させることができる。
り低い温度の基板上でシリコン蒸気を凝縮させることに
よつて得ることができる。それらの方法は熱的蒸発、陰
極スパツタリング、およびグロー放電中のシラン(SiH4)
分解によるプラズマ沈着を含む。望む場合には、アモル
フアス・シリコン皮膜はアニーリングによつて結晶性シ
リコンへ転化させることができる。
半導体アモルフアス・シリコン皮膜は約30原子パーセン
トまでの水素の混入をもたらすような方式で代表的には
つくられる。従つて、得られる物質はしばしば「水素化
アモルフアス・シリコン」あるいは「アモルフアス・シ
リコン−水素合金」とよばれる。水素はアモルフアス・
シリコン内部の原子価の飽和をもたらし、これは、遊離
原子価が物質内で電荷キヤリアー（電子またはホール）
を補促できるので、満足すべき電気的および光電的性質
にとつて重要である。例えば、遊離原子価のこの効果は
電荷キャリアーの寿命を短かくし、従つて、その物質の
光伝導性を低下させる。
トまでの水素の混入をもたらすような方式で代表的には
つくられる。従つて、得られる物質はしばしば「水素化
アモルフアス・シリコン」あるいは「アモルフアス・シ
リコン−水素合金」とよばれる。水素はアモルフアス・
シリコン内部の原子価の飽和をもたらし、これは、遊離
原子価が物質内で電荷キヤリアー（電子またはホール）
を補促できるので、満足すべき電気的および光電的性質
にとつて重要である。例えば、遊離原子価のこの効果は
電荷キャリアーの寿命を短かくし、従つて、その物質の
光伝導性を低下させる。
光電池の製造のような各種の応用のために、シリコンの
電気伝導性は少量の不純物原子でドープすることによつ
て変えることができる。最も普通には、硼素または燐の
原子がドーパントとして使用されてきた。燐の場合に
は、五価の燐原子が四面体かこい中のシリコン原子に置
換えられ、燐の４個の電子は隣りのシリコン原子と結合
するのに利用される。燐の５個目の電子はゆるく結合さ
れているにすぎず、伝導電子として放出されることがで
きる。硼素の場合には、３価の硼素原子は同様にシリコ
ン原子に置換えられ、隣りのシリコン原子からの全部で
５個の電子を受けとつて電子空位をつくり出し、それは
正電荷のように挙動し、正孔として電流担持能力に寄与
する。
電気伝導性は少量の不純物原子でドープすることによつ
て変えることができる。最も普通には、硼素または燐の
原子がドーパントとして使用されてきた。燐の場合に
は、五価の燐原子が四面体かこい中のシリコン原子に置
換えられ、燐の４個の電子は隣りのシリコン原子と結合
するのに利用される。燐の５個目の電子はゆるく結合さ
れているにすぎず、伝導電子として放出されることがで
きる。硼素の場合には、３価の硼素原子は同様にシリコ
ン原子に置換えられ、隣りのシリコン原子からの全部で
５個の電子を受けとつて電子空位をつくり出し、それは
正電荷のように挙動し、正孔として電流担持能力に寄与
する。
発明の総括 本発明は、レーザー加熱ターゲツトからの物質の蒸発速
度がそのターゲツトを凝縮した実質上不活性のガスの薄
層で以て被覆することによつて増すことができるという
発見へ向けられている。
度がそのターゲツトを凝縮した実質上不活性のガスの薄
層で以て被覆することによつて増すことができるという
発見へ向けられている。
本発明の一つの具体化は、ターゲットから物質を蒸発さ
せる方法であって、 （ａ）ターゲットを冷却し実質上不活性のガスの層を冷
却ターゲット上で凝縮させて被覆ターゲットを生成さ
せ、そして、 （ｂ）上記被覆ターゲットにそのターゲットによって吸
収される波長のコヒーレント光を照射し、その際、その
光の強度が上記ターゲットから物質を蒸発させるのに有
効である、 各工程を含む。
せる方法であって、 （ａ）ターゲットを冷却し実質上不活性のガスの層を冷
却ターゲット上で凝縮させて被覆ターゲットを生成さ
せ、そして、 （ｂ）上記被覆ターゲットにそのターゲットによって吸
収される波長のコヒーレント光を照射し、その際、その
光の強度が上記ターゲットから物質を蒸発させるのに有
効である、 各工程を含む。
本発明のもう一つの具体化は皮膜を基板上で沈着させる
方法であり、その方法は、（ａ）ターゲツトを冷却し、
実質上不活性のガスの層をその冷却ターゲツト上で凝縮
させて被覆ターゲツトを生成させ、その際、そのターゲ
ツトは固体から成り、上記ガスはネオン，アルゴン，ク
リプトン，キセノンおよび窒素から成る群から選ばれ、
（ｂ）その被覆ターゲツトをそのターゲツトによつて吸
収される波長のコヒーレント光で以て照射し、その際、
その光の強度は上記ターゲツトから物質を蒸発させるの
に有効であり、そして（ｃ）その蒸発されたターゲツト
物質の少なくとも一部を基板上で皮膜として凝縮させ
る、各工程から成る。
方法であり、その方法は、（ａ）ターゲツトを冷却し、
実質上不活性のガスの層をその冷却ターゲツト上で凝縮
させて被覆ターゲツトを生成させ、その際、そのターゲ
ツトは固体から成り、上記ガスはネオン，アルゴン，ク
リプトン，キセノンおよび窒素から成る群から選ばれ、
（ｂ）その被覆ターゲツトをそのターゲツトによつて吸
収される波長のコヒーレント光で以て照射し、その際、
その光の強度は上記ターゲツトから物質を蒸発させるの
に有効であり、そして（ｃ）その蒸発されたターゲツト
物質の少なくとも一部を基板上で皮膜として凝縮させ
る、各工程から成る。
本発明のもう一つの具体化はシリコン皮膜を基板化で沈
着させる方法であり、その方法は、（ａ）ターゲツトを
冷却し、実質上不活性のガスの薄層をその冷却ターゲツ
ト上で凝縮させて被覆ターゲツトを生成させ、その際、
上記ターゲツトはシリコンから成り、上記ガスはネオ
ン，アルゴン，クリプトン，キセノンおよび窒素から成
る群から選ばれ、（ｂ）上記被覆ターゲツトを約190か
ら約1000nmの範囲の波長のコヒーレント光で以て照射
し、その際、上記の光の強度は上記ターゲツトから物質
を蒸発させるのに有効であり、そして（ｃ）上記の蒸発
された物質の少くとも一部を皮膜として基板上で凝縮さ
せる、各工程から成る。
着させる方法であり、その方法は、（ａ）ターゲツトを
冷却し、実質上不活性のガスの薄層をその冷却ターゲツ
ト上で凝縮させて被覆ターゲツトを生成させ、その際、
上記ターゲツトはシリコンから成り、上記ガスはネオ
ン，アルゴン，クリプトン，キセノンおよび窒素から成
る群から選ばれ、（ｂ）上記被覆ターゲツトを約190か
ら約1000nmの範囲の波長のコヒーレント光で以て照射
し、その際、上記の光の強度は上記ターゲツトから物質
を蒸発させるのに有効であり、そして（ｃ）上記の蒸発
された物質の少くとも一部を皮膜として基板上で凝縮さ
せる、各工程から成る。
本発明の一つの目的はレーザー加熱物質の蒸発速度を増
大させる方法を提供することである。
大させる方法を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、レーザー出力増を必要とし
ない、レーザー加熱ターゲツトから物質の蒸発を増加さ
せる方法を提供することである。
ない、レーザー加熱ターゲツトから物質の蒸発を増加さ
せる方法を提供することである。
本発明のもう一つの目的はレーザー加熱されたソースか
ら薄膜を形成させる改良法を提供することである。
ら薄膜を形成させる改良法を提供することである。
本発明のもう一つの目的はレーザー加熱されたソースか
らの皮膜生成速度を増大させることである。
らの皮膜生成速度を増大させることである。
本発明のさらにもう一つの目的はレーザー加熱シリコン
源からシリコン皮膜を製造する改良法を提供することで
ある。
源からシリコン皮膜を製造する改良法を提供することで
ある。
本発明のさらにもう一つの目的はレーザーで以てターゲ
ツト物質の切断，蝕刻，およびほりこみを行なう改良方
法を提供することである。
ツト物質の切断，蝕刻，およびほりこみを行なう改良方
法を提供することである。
発明の詳細説明 ターゲツト物質のほりこみ，蝕刻，切断，加熱また蒸発
のためにレーザーからのコヒーレント光ビームを使用す
ることはよく知られた工程である。この工程は実質上不
活性である凝縮ガス層で以てターゲツトを被覆すること
によつて実質的に改善できることを発明者は発見したの
である。さらに特定的にいえば、この被覆はレーザービ
ームからターゲツト物質へのエネルギーのより有効な伝
達をもたらす。本発明はそれらに限定されるものではな
いが、ターゲツト上の凝縮ガス層が反射防止被覆として
機能し、ターゲツトから反射される光の量を減らし、従
つてターゲツトによつてレーザービームから吸収される
エネルギー量を増すと信じられる。
のためにレーザーからのコヒーレント光ビームを使用す
ることはよく知られた工程である。この工程は実質上不
活性である凝縮ガス層で以てターゲツトを被覆すること
によつて実質的に改善できることを発明者は発見したの
である。さらに特定的にいえば、この被覆はレーザービ
ームからターゲツト物質へのエネルギーのより有効な伝
達をもたらす。本発明はそれらに限定されるものではな
いが、ターゲツト上の凝縮ガス層が反射防止被覆として
機能し、ターゲツトから反射される光の量を減らし、従
つてターゲツトによつてレーザービームから吸収される
エネルギー量を増すと信じられる。
本発明の実際においてターゲツト物質被覆に使用するガ
スは実質上不活性でなければならず、そしてまたレーザ
ーによつてつくり出される波長の光に対して実質上透明
であるべきである。この目的に適当なガスは、限定する
わけではないが、ネオン，アルゴン，クリプトン，キセ
ノンおよび窒素を含む。必要ならば、実質上不活性のガ
ス被覆はレーザービームによつて蒸発されるターゲツト
物質と反応しあるいはそれをドープすることができるそ
の他の凝縮ガスの少量を含むことができる。例えば、シ
リコン・ターゲツトの場合には、その種の他のガスは、
限定するわけではないが、H2，B2H6，C2H4およびPH3を
含む。これはもちろん、基板上で得られる蒸気の沈着に
よるドープされたシリコン皮膜を製造する方法を提供す
る。
スは実質上不活性でなければならず、そしてまたレーザ
ーによつてつくり出される波長の光に対して実質上透明
であるべきである。この目的に適当なガスは、限定する
わけではないが、ネオン，アルゴン，クリプトン，キセ
ノンおよび窒素を含む。必要ならば、実質上不活性のガ
ス被覆はレーザービームによつて蒸発されるターゲツト
物質と反応しあるいはそれをドープすることができるそ
の他の凝縮ガスの少量を含むことができる。例えば、シ
リコン・ターゲツトの場合には、その種の他のガスは、
限定するわけではないが、H2，B2H6，C2H4およびPH3を
含む。これはもちろん、基板上で得られる蒸気の沈着に
よるドープされたシリコン皮膜を製造する方法を提供す
る。
本発明の実際においては、ターゲツト物質は被覆として
使用する実質上不活性のガスの凝縮を可能とするよう十
分に低い温度へ冷却される。好ましくは、ターゲツトは
用いられる実質上不活性のガスの沸点より低い温度へ冷
却される。さらに好ましくは、ターゲツトは被覆として
用いられる実質上不活性のガスの融点より低い温度へ冷
却される。もちろん、ターゲツト上の凝縮ガス層は液体
または固体の状態のいずれかであることができることは
予測される。
使用する実質上不活性のガスの凝縮を可能とするよう十
分に低い温度へ冷却される。好ましくは、ターゲツトは
用いられる実質上不活性のガスの沸点より低い温度へ冷
却される。さらに好ましくは、ターゲツトは被覆として
用いられる実質上不活性のガスの融点より低い温度へ冷
却される。もちろん、ターゲツト上の凝縮ガス層は液体
または固体の状態のいずれかであることができることは
予測される。
ターゲツト上の実質上不活性のガス層の厚さは広い範囲
にわたつて変ることができる。しかし、約10から約10,0
00nmの範囲の厚さが好ましい。
にわたつて変ることができる。しかし、約10から約10,0
00nmの範囲の厚さが好ましい。
本発明の実際において用いられるコヒーレント光はター
ゲツトによつて吸収されるいかなる波長のものであるこ
ともできる。しかし望ましくは、波長は約190から約100
0nm、好ましくは約190から約360nmの範囲にある。短か
い波長の方が、その光が高エネルギーであり従つてター
ゲツト物質の加熱または蒸発において使用のにより有効
であるので、一般的には好ましい。光源は臨界的ではな
く、つくり出される光が十分な強度のものであつて（十
分な濃度のホトンを提供し）ターゲツトから物質を蒸発
させるかぎり、便利なレーザーはどれでも使用できる。
例えば、約1Hzから約80MHzの範囲のパルス反復速度と約
５から約1000mJ/パルスの範囲にあるパルスエネルギー
とを特徴とするレーザー生成パルス化輻射線が本発明の
実際について満足できるものである。KrFに基づきかつ2
48nmの波長において作動するエキサイマー・レーザーが
特に適当である。
ゲツトによつて吸収されるいかなる波長のものであるこ
ともできる。しかし望ましくは、波長は約190から約100
0nm、好ましくは約190から約360nmの範囲にある。短か
い波長の方が、その光が高エネルギーであり従つてター
ゲツト物質の加熱または蒸発において使用のにより有効
であるので、一般的には好ましい。光源は臨界的ではな
く、つくり出される光が十分な強度のものであつて（十
分な濃度のホトンを提供し）ターゲツトから物質を蒸発
させるかぎり、便利なレーザーはどれでも使用できる。
例えば、約1Hzから約80MHzの範囲のパルス反復速度と約
５から約1000mJ/パルスの範囲にあるパルスエネルギー
とを特徴とするレーザー生成パルス化輻射線が本発明の
実際について満足できるものである。KrFに基づきかつ2
48nmの波長において作動するエキサイマー・レーザーが
特に適当である。
本発明のきわめて好ましい具体化はパルス化コヒーレン
ト光の使用を含む。ターゲツト物質のパルス化照射はき
わめて高い表面温度と短かい熱サイクルをもたらす本発
明を限定するわけではないが、ターゲツト上の実質的不
活性ガスの被覆はコヒーレント光の強いビームで以て照
射するとき、ターゲツト物質のいくらかと一緒に蒸発す
ると信じられる。継続光源を用いる場合には、ターゲツ
ト上の凝縮ガス被覆の有益な効果は初期に得られるのみ
である。しかし、パルス化光源を用いる場合には、ガス
はパルス間においてターゲツト上で再凝縮し被覆を再形
成することができる。従つて、被覆の有益な効果は各パ
ルス毎に得られる。
ト光の使用を含む。ターゲツト物質のパルス化照射はき
わめて高い表面温度と短かい熱サイクルをもたらす本発
明を限定するわけではないが、ターゲツト上の実質的不
活性ガスの被覆はコヒーレント光の強いビームで以て照
射するとき、ターゲツト物質のいくらかと一緒に蒸発す
ると信じられる。継続光源を用いる場合には、ターゲツ
ト上の凝縮ガス被覆の有益な効果は初期に得られるのみ
である。しかし、パルス化光源を用いる場合には、ガス
はパルス間においてターゲツト上で再凝縮し被覆を再形
成することができる。従つて、被覆の有益な効果は各パ
ルス毎に得られる。
ターゲツト物質は用いられる波長の光を吸収する能力を
もつ固体物質はどれであつてもよい。蒸発したターゲツ
ト物質の凝縮によつて皮膜をつくることが望まれる場合
には、実質的化学分解なしで蒸発および凝縮できるター
ゲツト物質を利用することがしばしば望ましい。しか
し、たいていの切断，ほり込み，および蝕刻の操作にと
つては、これは重要な考慮事項ではない。その上、蒸発
ターゲツト物質が基板上での沈着の前あるいは沈着と同
時のいずれかにおいて化学的変性を受けることが望まし
い状況が存在することが予測される。
もつ固体物質はどれであつてもよい。蒸発したターゲツ
ト物質の凝縮によつて皮膜をつくることが望まれる場合
には、実質的化学分解なしで蒸発および凝縮できるター
ゲツト物質を利用することがしばしば望ましい。しか
し、たいていの切断，ほり込み，および蝕刻の操作にと
つては、これは重要な考慮事項ではない。その上、蒸発
ターゲツト物質が基板上での沈着の前あるいは沈着と同
時のいずれかにおいて化学的変性を受けることが望まし
い状況が存在することが予測される。
ここで用いるとき、ターゲツト物質の蒸発とは（ａ）化
学的変化を伴なわないターゲツト物質の蒸発、および
（ｂ）関連の化学的変化または分解を伴なうターゲツト
物質の蒸発、の両方を含む。例えば、レーザー・ビーム
によるポリマー有機質ターゲツトの切断または蝕刻は代
表的には化学的分解の結果としてターゲツト化学的に異
なる蒸気の形成をもたらす。一方、シリコンおよび銅の
ような物質は化学変化なしでレーザー・ビームによつて
蒸発させることができる。
学的変化を伴なわないターゲツト物質の蒸発、および
（ｂ）関連の化学的変化または分解を伴なうターゲツト
物質の蒸発、の両方を含む。例えば、レーザー・ビーム
によるポリマー有機質ターゲツトの切断または蝕刻は代
表的には化学的分解の結果としてターゲツト化学的に異
なる蒸気の形成をもたらす。一方、シリコンおよび銅の
ような物質は化学変化なしでレーザー・ビームによつて
蒸発させることができる。
パルス化コヒーレント光を本発明の実際において利用す
るときには、25℃において約1.00Wcm-1K-1以上の熱伝導
度をもつターゲツト物質を用いることが好ましい。その
ような物質はターゲツト表面からの熱の比較的迅速な伝
導を可能にする。従つて、ターゲツト表面は光の各パル
ス後にきわめて迅速に冷え、光の次のパルスの前に、タ
ーゲツト表面上で蒸発し実質上不活性のガスの比較的効
果的な再凝縮を可能にする。
るときには、25℃において約1.00Wcm-1K-1以上の熱伝導
度をもつターゲツト物質を用いることが好ましい。その
ような物質はターゲツト表面からの熱の比較的迅速な伝
導を可能にする。従つて、ターゲツト表面は光の各パル
ス後にきわめて迅速に冷え、光の次のパルスの前に、タ
ーゲツト表面上で蒸発し実質上不活性のガスの比較的効
果的な再凝縮を可能にする。
本発明の方法は周辺圧力においてあるいはそれより高い
かまたは低いかいずれかの圧力において実施することが
できる。しかし、本発明の好ましい具体化は約10-3トル
またはそれ以下、好ましくは約10-5トルの圧力における
ターゲツト物質の蒸発および凝縮による皮膜の製造を含
む。もちろん、これらの比較的低い圧力における操作は
ターゲツトから皮膜が形成される適当基板へ蒸発物質を
より満足に輸送することを可能にすることが予測され
る。その上、比較的低い圧力は皮膜中でそれが形成され
るときのガス分子の包蔵を最小化するのに役立つ。
かまたは低いかいずれかの圧力において実施することが
できる。しかし、本発明の好ましい具体化は約10-3トル
またはそれ以下、好ましくは約10-5トルの圧力における
ターゲツト物質の蒸発および凝縮による皮膜の製造を含
む。もちろん、これらの比較的低い圧力における操作は
ターゲツトから皮膜が形成される適当基板へ蒸発物質を
より満足に輸送することを可能にすることが予測され
る。その上、比較的低い圧力は皮膜中でそれが形成され
るときのガス分子の包蔵を最小化するのに役立つ。
ソース物質と同じ化学組成をもちかつ調和のとれた（co
ngruent）蒸発と凝縮とによつて生成されるべき皮膜が
望まれる状況においては、本発明の方法は好ましくはタ
ーゲツトを被覆するのに利用される実質上不活性のガス
以外のガスを実質的に含まない雰囲気の中で実施され
る。しかし、皮膜を形成させる雰囲気の変動によつて、
ターゲツト物質と同じでない化学組成をもつドープされ
た皮膜を生成させることが可能である。例えば、水素化
アモルフアス・シリコン皮膜はシリコン・ターゲツトを
蒸発させ、その蒸発ターゲツト物質を水素雰囲気中で凝
縮させることによつてつくることができる。同様に、ド
ープされたシリコン皮膜は適当なドーパント物質に寄与
する雰囲気の中でシリコン・ターゲツトを蒸発させその
蒸発ターゲツト物質を凝縮させることによつてつくるこ
とができる。例えば、ドープされたシリコン皮膜はB2H6
とPH3とから成る群から選ばれる物質から成る雰囲気中
で蒸発および凝縮を実施することによつてつくることが
できる。
ngruent）蒸発と凝縮とによつて生成されるべき皮膜が
望まれる状況においては、本発明の方法は好ましくはタ
ーゲツトを被覆するのに利用される実質上不活性のガス
以外のガスを実質的に含まない雰囲気の中で実施され
る。しかし、皮膜を形成させる雰囲気の変動によつて、
ターゲツト物質と同じでない化学組成をもつドープされ
た皮膜を生成させることが可能である。例えば、水素化
アモルフアス・シリコン皮膜はシリコン・ターゲツトを
蒸発させ、その蒸発ターゲツト物質を水素雰囲気中で凝
縮させることによつてつくることができる。同様に、ド
ープされたシリコン皮膜は適当なドーパント物質に寄与
する雰囲気の中でシリコン・ターゲツトを蒸発させその
蒸発ターゲツト物質を凝縮させることによつてつくるこ
とができる。例えば、ドープされたシリコン皮膜はB2H6
とPH3とから成る群から選ばれる物質から成る雰囲気中
で蒸発および凝縮を実施することによつてつくることが
できる。
ドープされた皮膜はまたドープされたターゲツト物質の
蒸発および凝縮を通じて本発明の方法によつて形成させ
ることができる。例えば、アモルフアス・シリコンのド
ープされた皮膜はドープされたシリコン・ターゲツト物
質の使用を通じて形成させることができる。代表的に
は、ドープされたシリコン・ターゲツトはシリコンの大
部分とドーパント物質の小量で構成される。シリコン用
の適当なドーパントは、限定するわけではないが、水
素，炭素，硼素および燐を含む。
蒸発および凝縮を通じて本発明の方法によつて形成させ
ることができる。例えば、アモルフアス・シリコンのド
ープされた皮膜はドープされたシリコン・ターゲツト物
質の使用を通じて形成させることができる。代表的に
は、ドープされたシリコン・ターゲツトはシリコンの大
部分とドーパント物質の小量で構成される。シリコン用
の適当なドーパントは、限定するわけではないが、水
素，炭素，硼素および燐を含む。
本発明による皮膜形成は蒸発されたターゲツト物質を基
板上で凝縮させることを含む。この基板の正確な性質は
臨界的ではない。事実、基板のタイプは通常は皮膜の意
途する用途により、あるいは便利さと入手性との考慮か
ら、指定される。しかし、基板はその上に形成される皮
膜に関して比較的不活性であるべきことが予測される。
板上で凝縮させることを含む。この基板の正確な性質は
臨界的ではない。事実、基板のタイプは通常は皮膜の意
途する用途により、あるいは便利さと入手性との考慮か
ら、指定される。しかし、基板はその上に形成される皮
膜に関して比較的不活性であるべきことが予測される。
以下の実施例は本発明を例証するためだけではなく本発
明を制限するつもりのものでもない。
明を制限するつもりのものでもない。
実施例Ｉ 第１図は本発明の方法と例証するために用いる装置の模
型的表現である。KrFエキサイマーレーザー１は、248nm
の波長で作動するもので（ラムダーフイジイーク・モデ
ル210E）、それを使つて、10mm×30mmの矩形断面をもつ
第２のコヒーレント性ビームをつくり出した。光ビーム
２は望遠鏡的配置においてCaF2レンズ４および５を使つ
て5mm×15mmの矩形断面をもつビーム３へ形づくつた。
光ビーム３を次に焦点距離10cmのCaF2レンズ６を使つて
ターゲツト７に焦点を結ばせた。ターゲツト７は低温真
空室９（エア・プロダクツのモデルCS−202E）の試料ホ
ルダー８にとりつけられ、出口配管10を通して、ベンチ
ユリーポンプ，ソープシヨンポンプおよびイオンポンプ
を組合せで使用してその室を脱気した。直径44mmで厚さ
3mmの熔融石英窓11を使つて真空室９の中へ焦点を結ば
せたレーザービームを入れた。ターゲツト７は窓11から
2.5cmの距離において置かれた。ターゲツト７を被覆す
るための不活性ガスを真空室９へ装填しバルブ13によつ
て制御される配管12を通してターゲツト上へスプレーし
た。
型的表現である。KrFエキサイマーレーザー１は、248nm
の波長で作動するもので（ラムダーフイジイーク・モデ
ル210E）、それを使つて、10mm×30mmの矩形断面をもつ
第２のコヒーレント性ビームをつくり出した。光ビーム
２は望遠鏡的配置においてCaF2レンズ４および５を使つ
て5mm×15mmの矩形断面をもつビーム３へ形づくつた。
光ビーム３を次に焦点距離10cmのCaF2レンズ６を使つて
ターゲツト７に焦点を結ばせた。ターゲツト７は低温真
空室９（エア・プロダクツのモデルCS−202E）の試料ホ
ルダー８にとりつけられ、出口配管10を通して、ベンチ
ユリーポンプ，ソープシヨンポンプおよびイオンポンプ
を組合せで使用してその室を脱気した。直径44mmで厚さ
3mmの熔融石英窓11を使つて真空室９の中へ焦点を結ば
せたレーザービームを入れた。ターゲツト７は窓11から
2.5cmの距離において置かれた。ターゲツト７を被覆す
るための不活性ガスを真空室９へ装填しバルブ13によつ
て制御される配管12を通してターゲツト上へスプレーし
た。
窓11の内面上での蒸発ターゲツト物質の凝縮によつて生
成される皮膜の成長を空間的に分解された光学的干渉技
法（spatially resolved optical interference techni
que）を使つて継続的に監視した。さらに特定的にいえ
ば、He−Neレーザー15からの光のビーム14を窓11の上へ
向け、透過ビーム16と反射ビーム17の強度をそれぞれフ
オト・ダイオード18および19によつて測定した。皮膜の
光学的厚さがλ/4の偶数倍であつてλが6328オングスト
ローム単位のHe−Neレーザー波長であるときには、光の
強度が高められる干渉（constructive interference）
が透過ビーム６中で起こり、皮膜の厚さがλ/4の奇数倍
であるときには光の強度が低められる干渉（destruc ti
ve interference）が透過ビーム16中で起こる。反射ビ
ーム17における最大と最小はそれぞれ、透過ビーム16に
おける最小と最大に相当する。従つて、皮膜の厚さＬは
次式 Ｌ＝ｋλ/2n（cosθ） を使つて決定でき、ここにｋは整数の干渉次数であり、
λはHe−Neレーザー波長であり、ｎは皮膜の屈折率であ
り、θはレーザービーム14の入射角である。
成される皮膜の成長を空間的に分解された光学的干渉技
法（spatially resolved optical interference techni
que）を使つて継続的に監視した。さらに特定的にいえ
ば、He−Neレーザー15からの光のビーム14を窓11の上へ
向け、透過ビーム16と反射ビーム17の強度をそれぞれフ
オト・ダイオード18および19によつて測定した。皮膜の
光学的厚さがλ/4の偶数倍であつてλが6328オングスト
ローム単位のHe−Neレーザー波長であるときには、光の
強度が高められる干渉（constructive interference）
が透過ビーム６中で起こり、皮膜の厚さがλ/4の奇数倍
であるときには光の強度が低められる干渉（destruc ti
ve interference）が透過ビーム16中で起こる。反射ビ
ーム17における最大と最小はそれぞれ、透過ビーム16に
おける最小と最大に相当する。従つて、皮膜の厚さＬは
次式 Ｌ＝ｋλ/2n（cosθ） を使つて決定でき、ここにｋは整数の干渉次数であり、
λはHe−Neレーザー波長であり、ｎは皮膜の屈折率であ
り、θはレーザービーム14の入射角である。
弗化水素ガスで以て清浄化したシリコン・ウエハーを試
料ホルダー８の上でターゲツト７として取付け、真空室
９を４×10-6トルの圧力へ脱気した。シリコン・ターゲ
ツトを次にエキサイマー・レーザー１で以てラスター
（raster）することによつてさらに清浄化し、得られる
ターゲツトを約−240℃へ約40分の間にわたつて冷却し
た。アルゴンの皮膜がこの冷却シリコン・ターゲツト上
で、約400から1000トルcm3のアルゴンガスをその上へス
プレーすることによつて、沈着された。得られたアルゴ
ン／被覆シリコン・ターゲツトは248nmの波長におい
て、195mJのパルスエネルギーと5Hzの反復速度とをもつ
パルス化レーザービームで以て照射され、そのビームは
0.6mm×0.83mmのターゲツトの上のスポツトへ焦点が合
わされていた。窓11上で形成されたシリコン皮膜の厚み
成長速度はレーザーパルスあたり1.22オングストローム
単位、あるいは2.2ミクロン／時であることが見出され
た。
料ホルダー８の上でターゲツト７として取付け、真空室
９を４×10-6トルの圧力へ脱気した。シリコン・ターゲ
ツトを次にエキサイマー・レーザー１で以てラスター
（raster）することによつてさらに清浄化し、得られる
ターゲツトを約−240℃へ約40分の間にわたつて冷却し
た。アルゴンの皮膜がこの冷却シリコン・ターゲツト上
で、約400から1000トルcm3のアルゴンガスをその上へス
プレーすることによつて、沈着された。得られたアルゴ
ン／被覆シリコン・ターゲツトは248nmの波長におい
て、195mJのパルスエネルギーと5Hzの反復速度とをもつ
パルス化レーザービームで以て照射され、そのビームは
0.6mm×0.83mmのターゲツトの上のスポツトへ焦点が合
わされていた。窓11上で形成されたシリコン皮膜の厚み
成長速度はレーザーパルスあたり1.22オングストローム
単位、あるいは2.2ミクロン／時であることが見出され
た。
実施例II 一連の実験と実施例Ｉに記載のものと実質上同じに実施
したが、ただし、レーザーパルス・エネルギーは約４か
ら約19J/cm2の範囲にわたつて変動させた。さらに、一
連の対照標準実験を、ターゲツトがアルゴンで以て被覆
されない室温においてターゲツトを使用することを含め
て、上記範囲のパルスエネルギーにわたつて実施した。
結果を第２図に示す。これらの結果はシリコン・ターゲ
ツト上のアルゴン被覆がシリコン皮膜沈着速度を広いパ
ルスエネルギーの範囲にわたつて約２倍また３倍だけ増
す役目をしていることを示している。
したが、ただし、レーザーパルス・エネルギーは約４か
ら約19J/cm2の範囲にわたつて変動させた。さらに、一
連の対照標準実験を、ターゲツトがアルゴンで以て被覆
されない室温においてターゲツトを使用することを含め
て、上記範囲のパルスエネルギーにわたつて実施した。
結果を第２図に示す。これらの結果はシリコン・ターゲ
ツト上のアルゴン被覆がシリコン皮膜沈着速度を広いパ
ルスエネルギーの範囲にわたつて約２倍また３倍だけ増
す役目をしていることを示している。
実施例III シリコン皮膜を実施例Ｉで記載の方式と実質上同じにつ
くつたが、ただし、この皮膜は熔融石英窓11の内面へと
りつけた塩化ナトリウム窓（直径3.2cmで厚さ0.32cm）
の上で集め、レーザーパルス・エネルギーは100mJ/パル
スであり反復速度は2Hzてあつた。合計て23,000のレー
ザーパルスの後において、得られたシリコン皮膜は数ミ
クロンの厚さをもつていた。この皮膜を、塩化ナトリウ
ム窓の非被覆領域の上に二，三滴の水を置くことによつ
て塩化ナトリウム窓から分離した。二，三分後、水がSI
/NaCl界面に侵入し、シリコン皮膜は水の表面上で自由
に浮遊した。この皮膜の各種領域からの試料を次に透過
電子顕微鏡による分析にかけた。これらの分析は、単結
晶シリコンが皮膜の縁近くの領域において存在し、皮膜
中央近くの領域はアモルフアス・シリコンで構成された
ことを示している。
くつたが、ただし、この皮膜は熔融石英窓11の内面へと
りつけた塩化ナトリウム窓（直径3.2cmで厚さ0.32cm）
の上で集め、レーザーパルス・エネルギーは100mJ/パル
スであり反復速度は2Hzてあつた。合計て23,000のレー
ザーパルスの後において、得られたシリコン皮膜は数ミ
クロンの厚さをもつていた。この皮膜を、塩化ナトリウ
ム窓の非被覆領域の上に二，三滴の水を置くことによつ
て塩化ナトリウム窓から分離した。二，三分後、水がSI
/NaCl界面に侵入し、シリコン皮膜は水の表面上で自由
に浮遊した。この皮膜の各種領域からの試料を次に透過
電子顕微鏡による分析にかけた。これらの分析は、単結
晶シリコンが皮膜の縁近くの領域において存在し、皮膜
中央近くの領域はアモルフアス・シリコンで構成された
ことを示している。
実施例IV シリコン・ターゲツトを約−248℃の温度へ冷却し、0,0
2J/cm2のパルスエネルギーをもつた低強度KrFエキサイ
マー・レーザービームをターゲツトから約５度の入射角
で反射させた。反射ビームのエネルギー（反射率）を次
にターゲツト上へスプレーされた不活性ガスの関数とし
て測定した。窒素とアルゴンの両方を不活性ガスとして
利用し、結果を第３図に示す。これらの結果は、窒素ま
たはアルゴンの被覆がシリコン・ターゲツトの反射率を
3.6倍または2.4倍ほども、それぞれ低下し得ることを示
している。結果はまた、ガス被覆がターゲツトによつて
吸収されるレーザーエネルギーの量を増す能力をもち、
それによつて、本発明に従つてターゲツト蒸発速度を増
すことを示している。
2J/cm2のパルスエネルギーをもつた低強度KrFエキサイ
マー・レーザービームをターゲツトから約５度の入射角
で反射させた。反射ビームのエネルギー（反射率）を次
にターゲツト上へスプレーされた不活性ガスの関数とし
て測定した。窒素とアルゴンの両方を不活性ガスとして
利用し、結果を第３図に示す。これらの結果は、窒素ま
たはアルゴンの被覆がシリコン・ターゲツトの反射率を
3.6倍または2.4倍ほども、それぞれ低下し得ることを示
している。結果はまた、ガス被覆がターゲツトによつて
吸収されるレーザーエネルギーの量を増す能力をもち、
それによつて、本発明に従つてターゲツト蒸発速度を増
すことを示している。
実施例Ｖ 実施例Ｉを繰返したが、ただし、シリコンより熱伝導度
が低い砒化ガリウム・ターゲツトを使用し、レーザーは
210mJ/パルスにおいて1Hzの反復速度で以て操作し、レ
ーザービームは1.3mm×2.6mmのターゲツト上のスポツト
に焦点をあてた。砒化ガリウム・ターゲツトの温度は僅
かに約４回のレーザー・パルスのあとにおいて急速に上
昇し−153℃に達した。皮膜沈着速度は1.45オングスト
ローム単位／レーザー・パルスであつた。砒化ガリウム
の熱伝導度が低くターゲツト温度が急速に上昇するの
で、アルゴン被覆はパルス間において再形成し得ないと
信じられる。従つて、砒化ガリウムの場合、アルゴン被
覆の利点ははじめだけ観察されると信じられる。
が低い砒化ガリウム・ターゲツトを使用し、レーザーは
210mJ/パルスにおいて1Hzの反復速度で以て操作し、レ
ーザービームは1.3mm×2.6mmのターゲツト上のスポツト
に焦点をあてた。砒化ガリウム・ターゲツトの温度は僅
かに約４回のレーザー・パルスのあとにおいて急速に上
昇し−153℃に達した。皮膜沈着速度は1.45オングスト
ローム単位／レーザー・パルスであつた。砒化ガリウム
の熱伝導度が低くターゲツト温度が急速に上昇するの
で、アルゴン被覆はパルス間において再形成し得ないと
信じられる。従つて、砒化ガリウムの場合、アルゴン被
覆の利点ははじめだけ観察されると信じられる。
実施例VI 砒化ガリウム皮膜を実施例Ｖに記載のとおりにつくつた
が、ただし、ターゲツトはアルゴンで以て被覆せず、タ
ーゲツトの初期温度は23℃であり、レーザーパルスエネ
ルギーは190mJ/パルスで1Hzの反復速度であつた。皮膜
沈着速度は1.32オングストローム単位／パルスであり、
ターゲツト温度は2000パルス後で約33℃へ上昇した。皮
膜形成速度はターゲツトがアルゴン皮膜で被覆された実
施例Ｖにおいて観察されたのとほぼ同じである。
が、ただし、ターゲツトはアルゴンで以て被覆せず、タ
ーゲツトの初期温度は23℃であり、レーザーパルスエネ
ルギーは190mJ/パルスで1Hzの反復速度であつた。皮膜
沈着速度は1.32オングストローム単位／パルスであり、
ターゲツト温度は2000パルス後で約33℃へ上昇した。皮
膜形成速度はターゲツトがアルゴン皮膜で被覆された実
施例Ｖにおいて観察されたのとほぼ同じである。
実施例VII 実施例Ｉを繰返したが、ただし、銅ターゲツトを用い、
レーザーパルスエネルギは110mJ/パルスであり、5Hzの
反復速度であつた。ターゲツトの温度は−248℃の初期
値から−246℃へ50レーザーパルス後に上がり、2200レ
ーザーパルス後に−242℃へ上がつた。この実験を次に
繰返したが、ただし、ターゲツトはアルゴンで被覆しな
かつた。窓11上への銅皮膜沈着速度はターゲツトをアル
ゴンで以て被覆することによつて４倍増すことが発見さ
れた。
レーザーパルスエネルギは110mJ/パルスであり、5Hzの
反復速度であつた。ターゲツトの温度は−248℃の初期
値から−246℃へ50レーザーパルス後に上がり、2200レ
ーザーパルス後に−242℃へ上がつた。この実験を次に
繰返したが、ただし、ターゲツトはアルゴンで被覆しな
かつた。窓11上への銅皮膜沈着速度はターゲツトをアル
ゴンで以て被覆することによつて４倍増すことが発見さ
れた。
第１図は本発明の方法を評価するのに利用する装置の模
式図である。 第２図はアルゴン被覆シリコンターゲツトと非被覆シリ
コンターゲツトについてシリコン皮膜形成速度をKrFエ
キサイマーレーザーのパルスエネルギーの関数として比
較している。 第３図はアルゴンあるいは窒素の被覆がシリコンの反射
率を変える能力を描いている。
式図である。 第２図はアルゴン被覆シリコンターゲツトと非被覆シリ
コンターゲツトについてシリコン皮膜形成速度をKrFエ
キサイマーレーザーのパルスエネルギーの関数として比
較している。 第３図はアルゴンあるいは窒素の被覆がシリコンの反射
率を変える能力を描いている。
Claims (20)
- 【請求項１】ターゲットから物質を蒸発させる方法であ
って、 （ａ）ターゲットを冷却し実質上不活性のガスの層を冷
却ターゲット上で凝縮させて被覆ターゲットを生成さ
せ、そして、 （ｂ）上記被覆ターゲットにそのターゲットによって吸
収される波長のコヒーレント光を照射し、その際、その
光の強度が上記ターゲットから物質を蒸発させるのに有
効である、 各工程を含む方法。 - 【請求項２】上記コヒーレント光がパルス化されている
特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - 【請求項３】上記ターゲットが25℃において1.00Wcm-1K
-1以上の熱伝導度をもつ物質で構成されている特許請求
の範囲第２項に記載の方法。 - 【請求項４】上記のガスがネオン、アルゴン、クリプト
ン、キセノン及び窒素からなる群から選ばれる特許請求
の範囲第３項に記載の方法。 - 【請求項５】基板上に被膜を沈着させる方法であって、 （ａ）ターゲットを冷却し、実質上不活性のガス層をそ
のターゲット上で凝縮させて被覆ターゲットを生成さ
せ、その際、上記ターゲットが固体であり、上記のガス
がネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン及び窒素か
らなる群から選ばれ、 （ｂ）上記被覆ターゲットをターゲットによって吸収さ
れる波長のコヒーレント光で以て照射し、その際、上記
の光の強度が上記ターゲットから物質を蒸発させるのに
有効であり、そして、 （ｃ）上記の蒸発されたターゲット物質の少なくとも一
部を基板上の被膜として凝縮させる、 各工程を含む方法。 - 【請求項６】上記のコヒーレント光がパルス化されてい
る特許請求の範囲第５項に記載の方法。 - 【請求項７】上記ターゲットが25℃において約1.00Wcm
-1K-1以上の熱伝導度をもつ物質で構成される特許請求
の範囲第６項に記載の方法。 - 【請求項８】上記ターゲットが実質的化学分解なしで蒸
発および凝縮させることができる物質で構成される特許
請求の範囲第７項に記載の方法。 - 【請求項９】上記の工程（ｂ）及び（ｃ）を約10-3トル
またはそれ以下の圧力において実施する特許請求の範囲
第８項に記載の方法。 - 【請求項１０】凝縮ガスの上記の層が約10から約10,000
nmの範囲の厚さをもつ特許請求の範囲第９項に記載の方
法。 - 【請求項１１】基板上でシリコン被膜を沈着させる方法
であって、 （ａ）ターゲットを冷却し、実質上不活性のガスの薄層
を上記冷却ターゲット上で凝縮させて被覆ターゲットを
生成させ、その際、上記ターゲットがシリコンからな
り、上記ガスがネオン、アルゴン、クリプトン、キセノ
ンおよび窒素からなる群から選ばれ、 （ｂ）上記の被覆ターゲットを約190から約1000nmの範
囲の波長のコヒーレント光で以て照射し、その際上記光
の強度が上記ターゲットから物質を蒸発させるのに有効
であり、そして、 （ｃ）上記の蒸発されたターゲット物質の少なくとも一
部を基板上で被膜として凝縮させる、 各工程を含む方法。 - 【請求項１２】上記ターゲットを上記ガスの融点以下に
冷却する特許請求の範囲第11項に記載の方法。 - 【請求項１３】凝縮ガスの上記の層が約10から約10,000
nmの範囲の厚さをもつ特許請求の範囲第12項に記載の方
法。 - 【請求項１４】上記のコヒーレント光がパルス化されて
いる特許請求の範囲第12項に記載の方法。 - 【請求項１５】パルス反復速度が約1Hzから約80MHzであ
る特許請求の範囲第14項に記載の方法。 - 【請求項１６】工程（ｂ）及び（ｃ）を約10-3トルまた
はそれ以下の圧力において実施する特許請求の範囲第14
項に記載の方法。 - 【請求項１７】上記ターゲットがシリコンの大部分とド
ーパントの小部分とから構成される特許請求の範囲第16
項に記載の方法。 - 【請求項１８】上記ドーパントが水素、炭素、硼素およ
び燐からなる群から選ばれる少なくとも一つの物質を含
む特許請求の範囲第17項に記載の方法。 - 【請求項１９】上記の実質的不活性ガス以外のガスを実
質上含まない雰囲気の中で実施する特許請求の範囲第16
項に記載の方法。 - 【請求項２０】水素を含む雰囲気中で実施する特許請求
の範囲第16項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/722,808 US4629859A (en) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | Enhanced evaporation from a laser-heated target |
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|---|---|
| JPS61274314A JPS61274314A (ja) | 1986-12-04 |
| JPH077744B2 true JPH077744B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=24903476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61084862A Expired - Lifetime JPH077744B2 (ja) | 1985-04-12 | 1986-04-12 | レ−ザ−加熱タ−ゲツトからの蒸発増強方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4629859A (ja) |
| JP (1) | JPH077744B2 (ja) |
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Also Published As
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