JPH09287068A - 薄膜作製方法およびその装置 - Google Patents
薄膜作製方法およびその装置Info
- Publication number
- JPH09287068A JPH09287068A JP9983596A JP9983596A JPH09287068A JP H09287068 A JPH09287068 A JP H09287068A JP 9983596 A JP9983596 A JP 9983596A JP 9983596 A JP9983596 A JP 9983596A JP H09287068 A JPH09287068 A JP H09287068A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- target
- substrate
- magnetic field
- iron
- Prior art date
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- Pending
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】薄膜を作製すべき基板と強磁性材料金属元素を
含有するターゲットの間の空間、あるいは基板の近く、
あるいはターゲットの近くの位置に、微粒子を吸引する
ための磁界を印加する。 【解決手段】レーザ光を強磁性材料金属元素を含有する
ターゲットに照射し、上記ターゲットをアブレーション
させて発生する粒子により薄膜を形成する薄膜作製方法
において、上記薄膜を作製すべき基板と上記ターゲット
の間の空間、あるいは上記基板の近く、あるいはターゲ
ットの近くの位置に、磁界を印加した。
含有するターゲットの間の空間、あるいは基板の近く、
あるいはターゲットの近くの位置に、微粒子を吸引する
ための磁界を印加する。 【解決手段】レーザ光を強磁性材料金属元素を含有する
ターゲットに照射し、上記ターゲットをアブレーション
させて発生する粒子により薄膜を形成する薄膜作製方法
において、上記薄膜を作製すべき基板と上記ターゲット
の間の空間、あるいは上記基板の近く、あるいはターゲ
ットの近くの位置に、磁界を印加した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜作製方法およ
び薄膜作製装置に関する。
び薄膜作製装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザ光を使用した薄膜作製方法
および薄膜作製装置としては、特願昭62−179398号明細
書に示されているように、レーザアブレーション法およ
びレーザアブレーション装置が知られている．このレー
ザアブレーション法によれば、真空雰囲気下，パルス幅
のレーザ光をターゲットに集光して蒸発させることで、
対向した基板上に薄膜を作製できる。
および薄膜作製装置としては、特願昭62−179398号明細
書に示されているように、レーザアブレーション法およ
びレーザアブレーション装置が知られている．このレー
ザアブレーション法によれば、真空雰囲気下，パルス幅
のレーザ光をターゲットに集光して蒸発させることで、
対向した基板上に薄膜を作製できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、レーザアブレ
ーション法により高純度の薄膜を作製しようとした場
合、ジャーナル・オブ・バキューム・サイエンス・アン
ド・テクノロジーＢ３(４)（１９８５）第９６８頁から
第９７４頁（Journal of Vacuum Science and Techn
ology、Ｂ３（４）(１９８５）ｐｐ.９６８−９７４、
D.Lubben，S.A.Barnett，K. Suzuki，S. Gorbatkin and
J.E. Greene）に記載されているように、作製される薄
膜は膜厚が均一ではなく、部分的に大きさが０.５μｍ
〜２.５μｍの微粒子が多数混在したものとなることが
知られている。これは、強力レーザ光により、高純度シ
リコンターゲットを急激に溶解させる時に、突沸現象が
おこり、上記の大きさの微粒子が多数発生することが原
因であることが特願昭62−97372 号明細書で知られてい
る。
ーション法により高純度の薄膜を作製しようとした場
合、ジャーナル・オブ・バキューム・サイエンス・アン
ド・テクノロジーＢ３(４)（１９８５）第９６８頁から
第９７４頁（Journal of Vacuum Science and Techn
ology、Ｂ３（４）(１９８５）ｐｐ.９６８−９７４、
D.Lubben，S.A.Barnett，K. Suzuki，S. Gorbatkin and
J.E. Greene）に記載されているように、作製される薄
膜は膜厚が均一ではなく、部分的に大きさが０.５μｍ
〜２.５μｍの微粒子が多数混在したものとなることが
知られている。これは、強力レーザ光により、高純度シ
リコンターゲットを急激に溶解させる時に、突沸現象が
おこり、上記の大きさの微粒子が多数発生することが原
因であることが特願昭62−97372 号明細書で知られてい
る。
【０００４】この現象はターゲットが鉄やニッケル，ク
ロムなどの強磁性材料金属元素を含有する場合も同様に
起こり、レーザアブレーション法により高純度の薄膜を
作製しようとした場合、微粒子が作製した薄膜の中に含
有されることを防ぐことが必要である。
ロムなどの強磁性材料金属元素を含有する場合も同様に
起こり、レーザアブレーション法により高純度の薄膜を
作製しようとした場合、微粒子が作製した薄膜の中に含
有されることを防ぐことが必要である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は薄膜を作製すべき基板と強磁性材料金属元
素を含有するターゲットの間の空間、あるいは基板の近
く、あるいはターゲットの近くの位置に微粒子を吸引す
るための磁界を印加する。
め、本発明は薄膜を作製すべき基板と強磁性材料金属元
素を含有するターゲットの間の空間、あるいは基板の近
く、あるいはターゲットの近くの位置に微粒子を吸引す
るための磁界を印加する。
【０００６】磁気ヘッドなどの磁気デバイスに使用され
る磁性金属薄膜や産業用一般部品の耐食性付与のために
使用される高純度金属被膜のほとんどは鉄，ニッケル，
クロム，コバルトなどの強磁性材料金属元素を含有す
る。したがって、これらの強磁性材料金属元素を含有す
るターゲットを、強力レーザ光により、アブレーション
させて突沸現象が起こり微粒子が多数発生しても、それ
らの微粒子はキューリー点以下の温度まで短時間のあい
だに急冷されて磁界に吸引される性質を有する。したが
って、本発明で、薄膜を作製すべき基板とターゲットの
間の空間、あるいは基板の近く、あるいはターゲットの
近くの位置に、微粒子を吸引するための磁界を印加する
ことにより、微粒子を基板の位置とは異なり、磁界強度
の大きな場所に導くことにより、微粒子が基板に到達し
ないようにすることが出来る。その結果、微粒子を含有
しない高純度の薄膜を作製することが出来る。
る磁性金属薄膜や産業用一般部品の耐食性付与のために
使用される高純度金属被膜のほとんどは鉄，ニッケル，
クロム，コバルトなどの強磁性材料金属元素を含有す
る。したがって、これらの強磁性材料金属元素を含有す
るターゲットを、強力レーザ光により、アブレーション
させて突沸現象が起こり微粒子が多数発生しても、それ
らの微粒子はキューリー点以下の温度まで短時間のあい
だに急冷されて磁界に吸引される性質を有する。したが
って、本発明で、薄膜を作製すべき基板とターゲットの
間の空間、あるいは基板の近く、あるいはターゲットの
近くの位置に、微粒子を吸引するための磁界を印加する
ことにより、微粒子を基板の位置とは異なり、磁界強度
の大きな場所に導くことにより、微粒子が基板に到達し
ないようにすることが出来る。その結果、微粒子を含有
しない高純度の薄膜を作製することが出来る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【０００８】図１は、シリコン基板の上に純鉄薄膜を作
製する場合に本発明を用いたときの方法とその装置を示
したものである。
製する場合に本発明を用いたときの方法とその装置を示
したものである。
【０００９】到達真空度１０-5Ｐａ迄排気された真空容
器１の内部に重量純度が99.9999％で、大きさが直径５
０mm，厚み２mmの高純度鉄ターゲット２を水平位置に配
置し、回転機構３により毎分１回転の速度で回転させ
た。
器１の内部に重量純度が99.9999％で、大きさが直径５
０mm，厚み２mmの高純度鉄ターゲット２を水平位置に配
置し、回転機構３により毎分１回転の速度で回転させ
た。
【００１０】次に、真空容器１の内部に直径３インチの
単結晶Ｓｉ（１００）基板４を基板ホルダ５上に固定
し、背面にあるヒータ６で加熱して、基板温度を３００
℃とした。
単結晶Ｓｉ（１００）基板４を基板ホルダ５上に固定
し、背面にあるヒータ６で加熱して、基板温度を３００
℃とした。
【００１１】真空容器１の内部に、高純度鉄ターゲット
２とＳｉ基板４の間の空間で、Ｓｉ基板４の手前１０mm
の位置に、１対の永久磁石７を、高純度鉄ターゲット２
とＳｉ基板４を結ぶ軸に対して直角になるように配置
し、強度０.４ テスラの磁界を発生させた。その時の磁
力線８を図中に示す。
２とＳｉ基板４の間の空間で、Ｓｉ基板４の手前１０mm
の位置に、１対の永久磁石７を、高純度鉄ターゲット２
とＳｉ基板４を結ぶ軸に対して直角になるように配置
し、強度０.４ テスラの磁界を発生させた。その時の磁
力線８を図中に示す。
【００１２】真空容器１の外部にＫｒＦエキシマレーザ
９を配置し、出射した波長２４８ｎｍのエキシマレーザ
光１０を反射ミラー１１により、その方向を変化させた
のちに、石英製円筒形凸レンズ１２で集束させ、高純度
鉄ターゲット２上の偏心した位置で大きさ５０mm×０.
２mm になるようにして照射した。このときのレーザパ
ワー密度は１〜３Ｊ／cm2，パルス幅１０ｎsec，繰り返
し周波数１〜５Ｈｚとした。また、ターゲットと基板間
距離は５０mmとした。
９を配置し、出射した波長２４８ｎｍのエキシマレーザ
光１０を反射ミラー１１により、その方向を変化させた
のちに、石英製円筒形凸レンズ１２で集束させ、高純度
鉄ターゲット２上の偏心した位置で大きさ５０mm×０.
２mm になるようにして照射した。このときのレーザパ
ワー密度は１〜３Ｊ／cm2，パルス幅１０ｎsec，繰り返
し周波数１〜５Ｈｚとした。また、ターゲットと基板間
距離は５０mmとした。
【００１３】このエキシマレーザ光１０照射により、高
純度鉄ターゲット２は局所的に急激に加熱され、青く発
光したレーザプルーム１３を発生させた。高純度鉄ター
ゲット２より、鉄の微粒子１４が発生したが、それらは
永久磁石７による磁界の効果のため、永久磁石７の両端
面に吸引され付着した。
純度鉄ターゲット２は局所的に急激に加熱され、青く発
光したレーザプルーム１３を発生させた。高純度鉄ター
ゲット２より、鉄の微粒子１４が発生したが、それらは
永久磁石７による磁界の効果のため、永久磁石７の両端
面に吸引され付着した。
【００１４】エキシマレーザ光照射を繰り返し周波数２
Ｈｚで２時間行うことで、Si(100)基板４上に膜厚２μ
ｍの鉄薄膜１５を作製した。
Ｈｚで２時間行うことで、Si(100)基板４上に膜厚２μ
ｍの鉄薄膜１５を作製した。
【００１５】鉄薄膜１５の表面を走査型電子顕微鏡で観
察したところ、表面が平坦で、微粒子が存在することは
認められなかった。さらに、鉄薄膜１５の純度を二次イ
オン質量分析法で測定したところ、使用した高純度鉄タ
ーゲット２と同様、不純物の存在が認められなかった。
察したところ、表面が平坦で、微粒子が存在することは
認められなかった。さらに、鉄薄膜１５の純度を二次イ
オン質量分析法で測定したところ、使用した高純度鉄タ
ーゲット２と同様、不純物の存在が認められなかった。
【００１６】本実施例では、真空雰囲気中で鉄のターゲ
ットを用いて鉄の薄膜を作製するものであったが、真空
容器内に酸素やアンモニアガス、あるいは、硫化水素ガ
スなどの反応性ガスを導入することにより、使用するタ
ーゲット金属の酸化物，窒化物，硫化物などの金属化合
物を作製することも可能である。
ットを用いて鉄の薄膜を作製するものであったが、真空
容器内に酸素やアンモニアガス、あるいは、硫化水素ガ
スなどの反応性ガスを導入することにより、使用するタ
ーゲット金属の酸化物，窒化物，硫化物などの金属化合
物を作製することも可能である。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、薄膜を作製すべき基板
とターゲットの間の空間、あるいは基板の近く、あるい
はターゲットの近くの位置に、磁界を印加するので、レ
ーザ光を強磁性材料金属元素を含有するターゲットに照
射したときに発生する微粒子が、磁界の強い場所に吸引
されるため、基板に到達できない。したがって、基板に
は微粒子を含まないで、高純度な薄膜ができる。
とターゲットの間の空間、あるいは基板の近く、あるい
はターゲットの近くの位置に、磁界を印加するので、レ
ーザ光を強磁性材料金属元素を含有するターゲットに照
射したときに発生する微粒子が、磁界の強い場所に吸引
されるため、基板に到達できない。したがって、基板に
は微粒子を含まないで、高純度な薄膜ができる。
【図１】シリコン基板の上に純鉄薄膜を作製する場合の
本発明の説明図。
本発明の説明図。
１…真空容器、２…高純度鉄ターゲット、３…回転機
構、４…単結晶Si(100)基板、５…基板ホルダ、６…ヒ
ータ、７…永久磁石、８…磁力線、９…ＫｒＦエキシマ
レーザ、１１…反射ミラー、１２…石英製円筒形凸レン
ズ、１３…レーザプルーム、１５…鉄薄膜。
構、４…単結晶Si(100)基板、５…基板ホルダ、６…ヒ
ータ、７…永久磁石、８…磁力線、９…ＫｒＦエキシマ
レーザ、１１…反射ミラー、１２…石英製円筒形凸レン
ズ、１３…レーザプルーム、１５…鉄薄膜。
Claims (6)
- 【請求項１】レーザ光を強磁性材料金属元素を含有する
ターゲットに照射し、上記ターゲットをアブレーション
させて発生する粒子により薄膜を形成する薄膜作製方法
において、上記薄膜を作製すべき基板と上記ターゲット
の間の空間、あるいは上記基板の近く、あるいはターゲ
ットの近くの位置に、磁界を印加したことを特徴とする
薄膜作製方法。 - 【請求項２】請求項１において、磁場を発生させるため
に永久磁石を使用した薄膜作製方法。 - 【請求項３】請求項１において、磁場を発生させるため
に電磁石を使用した薄膜作製方法。 - 【請求項４】レーザ光を強磁性材料金属元素を含有する
ターゲットに照射し、上記ターゲットをアブレーション
させて発生する粒子により薄膜を形成する薄膜作製方法
において、上記薄膜を作製すべき基板と上記ターゲット
の間の空間、あるいは上記基板の近く、あるいは上記タ
ーゲットの近くの位置に、磁界を印加したことを特徴と
する薄膜作製装置。 - 【請求項５】請求項４において、上記磁界を発生させる
ために永久磁石を使用した薄膜作製装置。 - 【請求項６】請求項４において、上記磁界を発生させる
ために電磁石を使用した薄膜作製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9983596A JPH09287068A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 薄膜作製方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9983596A JPH09287068A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 薄膜作製方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09287068A true JPH09287068A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=14257880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9983596A Pending JPH09287068A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 薄膜作製方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09287068A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007197827A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-08-09 | Hamamatsu Photonics Kk | 回転ターゲット式電子線補助照射レーザアブレーション成膜装置及び回転ターゲット式電子線照射成膜装置 |
| CN107884918A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-04-06 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种强磁场下高能紫外激光导入装置 |
-
1996
- 1996-04-22 JP JP9983596A patent/JPH09287068A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007197827A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-08-09 | Hamamatsu Photonics Kk | 回転ターゲット式電子線補助照射レーザアブレーション成膜装置及び回転ターゲット式電子線照射成膜装置 |
| CN107884918A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-04-06 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种强磁场下高能紫外激光导入装置 |
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