JPS59140369A - 薄膜製造方法とその装置 - Google Patents
薄膜製造方法とその装置Info
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- JPS59140369A JPS59140369A JP24761383A JP24761383A JPS59140369A JP S59140369 A JPS59140369 A JP S59140369A JP 24761383 A JP24761383 A JP 24761383A JP 24761383 A JP24761383 A JP 24761383A JP S59140369 A JPS59140369 A JP S59140369A
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- JP
- Japan
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- laser beam
- reactive
- plate
- thin film
- Prior art date
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- Pending
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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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
- C23C16/483—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using coherent light, UV to IR, e.g. lasers
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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】
り詳細には基板上に反応性ガス状物の板状気流を供給し
、この気流の」二方から、この気流中に焦点を結ぶレー
ザビームをビーム投射器を２次元的に駆動させながら照
射して、反応性ガス状物の光分解反応を誘発し、光分解
反応物の薄膜層を基板上に堆積させる方法とその装置に
関する。
、この気流の」二方から、この気流中に焦点を結ぶレー
ザビームをビーム投射器を２次元的に駆動させながら照
射して、反応性ガス状物の光分解反応を誘発し、光分解
反応物の薄膜層を基板上に堆積させる方法とその装置に
関する。
従来、基板表面に化学反応により薄膜を製造する場合に
は、基板を加熱するか、或は基板を収めた反応室全体を
加熱し、基板周辺の反応性ガスを熱分解して熱分解生成
物の薄膜を基板上に形成せしめていた。
は、基板を加熱するか、或は基板を収めた反応室全体を
加熱し、基板周辺の反応性ガスを熱分解して熱分解生成
物の薄膜を基板上に形成せしめていた。
しかしながら、かかる従来の薄膜形成法では、基板周辺
の空間全体が高温になっているので、反応性ガスの熱分
解生成物が更に二次的、三次的に熱分解したり、或は熱
分解生成物が未分解の反応性ガスと反応して形成した薄
膜中に大小様々なピントが生ずる問題点があった。
の空間全体が高温になっているので、反応性ガスの熱分
解生成物が更に二次的、三次的に熱分解したり、或は熱
分解生成物が未分解の反応性ガスと反応して形成した薄
膜中に大小様々なピントが生ずる問題点があった。
まだ、基板が強く加熱されるので、基板の歪、反応、伸
び、縮み等、加熱による寸法精度の狂い仝、基板自体の
組織の変質や、すでに基板に形成された機能的構造の変
化など、形成薄膜と基板の双方に多くの損傷が発生する
欠点があった。
び、縮み等、加熱による寸法精度の狂い仝、基板自体の
組織の変質や、すでに基板に形成された機能的構造の変
化など、形成薄膜と基板の双方に多くの損傷が発生する
欠点があった。
寸だ、ｋ 空蒸着、スパッタリング、イオン・ゾレーテ
ング等の真空下の物理的方法による薄膜形成においても
前記同様な欠点を回避できなかった。
ング等の真空下の物理的方法による薄膜形成においても
前記同様な欠点を回避できなかった。
そこで本発明はかかる従来の欠点を解消すぺくなされた
ものであシ、基板表面に隣接する空間に存在する反応性
ガス状物中に焦点を結ぶレーザビームが反応性ガス状物
の上方からかつ２次元的に移動しながら照射され、反応
性ガス状物の光分解反応によって膜成分ラジカルが形成
され、このラジカルが基板表面に堆積するので、低温に
よる理想的な薄膜形成が可能であるなどの特長を有する
ものである。
ものであシ、基板表面に隣接する空間に存在する反応性
ガス状物中に焦点を結ぶレーザビームが反応性ガス状物
の上方からかつ２次元的に移動しながら照射され、反応
性ガス状物の光分解反応によって膜成分ラジカルが形成
され、このラジカルが基板表面に堆積するので、低温に
よる理想的な薄膜形成が可能であるなどの特長を有する
ものである。
すなわち本第１の発明は、基板に沿って反応性ガス状物
の板状気流を供給し、該板状気流の上方からレーザビー
ムを該板状気流中に焦点を結ばせながら、かつ該板状気
流上を２次元的に移動しつつ照射して、前記反応性ガス
状物の光分解物を前記基板上に堆積させることを特徴と
する薄膜製造方法である。
の板状気流を供給し、該板状気流の上方からレーザビー
ムを該板状気流中に焦点を結ばせながら、かつ該板状気
流上を２次元的に移動しつつ照射して、前記反応性ガス
状物の光分解物を前記基板上に堆積させることを特徴と
する薄膜製造方法である。
また本第２の発明は、基板上方から反応性ガス状物を２
次元的に移動させつつ供給すると共に、レーザビームを
前記基板上方から２次元的に移動させつつ照射して前記
反応性ガス状物中で焦点を結ばせ、前記反応性ガス状物
の光分解物を前記基板上に堆積させることを特徴とする
薄膜製造方ｌ去である。
次元的に移動させつつ供給すると共に、レーザビームを
前記基板上方から２次元的に移動させつつ照射して前記
反応性ガス状物中で焦点を結ばせ、前記反応性ガス状物
の光分解物を前記基板上に堆積させることを特徴とする
薄膜製造方ｌ去である。
更に本第３の発明は、平坦な基板架台と、該架台上の基
板に沿って反応性ガス状物の板状気流を供給するスリッ
トノズルとからなシ、前記板状気流の上方に２次元的に
駆動するレーザビーム投射器を設けると共に、該投射器
からのレーザビームが前記板状気流中で焦点を結ぶよう
にしたことを特徴とする薄膜製造装置である。
板に沿って反応性ガス状物の板状気流を供給するスリッ
トノズルとからなシ、前記板状気流の上方に２次元的に
駆動するレーザビーム投射器を設けると共に、該投射器
からのレーザビームが前記板状気流中で焦点を結ぶよう
にしたことを特徴とする薄膜製造装置である。
レーザビーム投射器および反応性ガス状物噴射１］とか
らなシ、前記基板上の前記反応性ガス状物中で前記レー
ザビームが焦点を結ぶようにしたことを特徴とする薄膜
製造装置である。
らなシ、前記基板上の前記反応性ガス状物中で前記レー
ザビームが焦点を結ぶようにしたことを特徴とする薄膜
製造装置である。
間に存在する反応性ガス状物中に焦点を結ぶレーザビー
ムが、基板に向って、好ましくは基板に垂直に照射され
る。この結果、基板に隣接する空間に存在する反応性ガ
ス状物に光分解反応が誘発され、生成した膜成分ラジカ
ルが基板上に堆積して薄膜が形成される。
ムが、基板に向って、好ましくは基板に垂直に照射され
る。この結果、基板に隣接する空間に存在する反応性ガ
ス状物に光分解反応が誘発され、生成した膜成分ラジカ
ルが基板上に堆積して薄膜が形成される。
そして本第１の発明では、基板に水平に反応性ガス状物
が供給されるので、水平気流法と呼ばれる。
が供給されるので、水平気流法と呼ばれる。
また本第２の発明では、基板に垂直に反応性ガス状物が
供給されるので、垂直気流法と呼ばれる。
供給されるので、垂直気流法と呼ばれる。
レーザビームを反応性ガスに照射すると、レーザビーム
の波長が反応性ガス分子の振動波長に合致したとき、あ
るいはレーザビームの波動エネルギーが反応性ガス状物
分子の結合エネルギー以上の値を有しているときには、
レーザビームのエネルギーは、先づ基板表面に吸着した
反応性ガス状物の分子に吸収され、光分解化学反応を起
し、表面に膜層成長の下地層を作る。
の波長が反応性ガス分子の振動波長に合致したとき、あ
るいはレーザビームの波動エネルギーが反応性ガス状物
分子の結合エネルギー以上の値を有しているときには、
レーザビームのエネルギーは、先づ基板表面に吸着した
反応性ガス状物の分子に吸収され、光分解化学反応を起
し、表面に膜層成長の下地層を作る。
同時に、表面の近傍空間でも盛んに分解反応が進行し、
多数の膜成分ラジカルが発生する。これ等のラジカルは
基板表面に飛来して、反応し、膜層を堆積する。従って
理想的な低温薄膜形成法を実施することが出来る。
多数の膜成分ラジカルが発生する。これ等のラジカルは
基板表面に飛来して、反応し、膜層を堆積する。従って
理想的な低温薄膜形成法を実施することが出来る。
しかしながら、細いレーザビームでは、基板上の広い空
間を一様に強く埋封できない。従って膜面形成のために
は、レーザビーム照射の２次元化が必要となる。
間を一様に強く埋封できない。従って膜面形成のために
は、レーザビーム照射の２次元化が必要となる。
そこで本第１の発明では、反応性ガス状物が基板に沿っ
て供給され、反応性ガス状物に焦点を結ぶレーザビーム
が２次元的に駆動される水平気流法が採用され、また本
第２の発明では反応性ガス状物と、このガス状物に焦点
を結ぶレーザビームが同時に２次元的に駆動されつつ基
板上から基板に向けて供給される垂直気流法が採用され
たのである。また、本第３の発明は、本第１の発明に用
いられる薄膜製造装置であり、本第４の発明は本第２の
発明に用いられる装置である。
て供給され、反応性ガス状物に焦点を結ぶレーザビーム
が２次元的に駆動される水平気流法が採用され、また本
第２の発明では反応性ガス状物と、このガス状物に焦点
を結ぶレーザビームが同時に２次元的に駆動されつつ基
板上から基板に向けて供給される垂直気流法が採用され
たのである。また、本第３の発明は、本第１の発明に用
いられる薄膜製造装置であり、本第４の発明は本第２の
発明に用いられる装置である。
第１図は本第３の発明、すなわち本第１の発明に用いる
概要図ヤあシ、スリットノズル１を使って、反応性ガス
状物の高速の薄板状気流２を発生し、平坦な試料台６に
触れることなく、５〜１０Ｍｍの高さで、その面に沿っ
て流す。
概要図ヤあシ、スリットノズル１を使って、反応性ガス
状物の高速の薄板状気流２を発生し、平坦な試料台６に
触れることなく、５〜１０Ｍｍの高さで、その面に沿っ
て流す。
更に、２次元（Ｘ、Ｙ）駆動架台４などにより、レーザ
ビーム投射器５をこの気流の上方に保持する。ビーム投
射器５には、ビーム反射ミラー、ビームレンズを内蔵し
、入射したレーザビームを下方の高速板状気流２へ向っ
て投射する。同時に、気流の厚さの中心平面に対して鋭
く焦点Ｆを結ばせる。
ビーム投射器５をこの気流の上方に保持する。ビーム投
射器５には、ビーム反射ミラー、ビームレンズを内蔵し
、入射したレーザビームを下方の高速板状気流２へ向っ
て投射する。同時に、気流の厚さの中心平面に対して鋭
く焦点Ｆを結ばせる。
使用するレーザビームは、反応性カス状物の高速気流２
が強く吸収する波長のものを使用する。従って、焦点Ｆ
の近傍では、反応性ガス状物の分解作用は著るしく強め
られ、その下にある試料台６の部分Ａでは、速やかな膜
の成長が起る。
が強く吸収する波長のものを使用する。従って、焦点Ｆ
の近傍では、反応性ガス状物の分解作用は著るしく強め
られ、その下にある試料台６の部分Ａでは、速やかな膜
の成長が起る。
連続した膜面を形成するためには、２次元（Ｘ。
Ｙ）駆動架台４によって、試料台上の基板面を掃引する
。或はビーム投射器５を固定した捷ま、試料台６自体を
２次元的に駆動する。ただし、試料台３を駆動する場合
には、反応性ガス状物の気流を板状にする必要はない。
。或はビーム投射器５を固定した捷ま、試料台６自体を
２次元的に駆動する。ただし、試料台３を駆動する場合
には、反応性ガス状物の気流を板状にする必要はない。
その場合、ペンンルノズル等で、試料台６の僅か上方の
ビーム焦点Ｆに達する細い一定した気流を送る。
ビーム焦点Ｆに達する細い一定した気流を送る。
本第２の発明は、基板上に上方から反応性ガス状物とレ
ーザビームを供給し、反応性ガス状物中でレーザビーム
の焦点をむすばせる方法である。
ーザビームを供給し、反応性ガス状物中でレーザビーム
の焦点をむすばせる方法である。
第２図は本第２の発明に使用する装置の概要図であり、
ビーム投射器１１と円筒ノズル１２を直結した蒸着ヘッ
ド１６を平坦な試料台１５の上方に取付け、ノズルの先
端を試料台１５に対して、１０〜５９ｍｍの高さに保つ
。更に円筒ノズル１２の周囲に排気管１４を取付け、こ
れを作動させて、噴射ガスの先端が辛うじて試料台１５
に達する直前の状態に保つ。
ビーム投射器１１と円筒ノズル１２を直結した蒸着ヘッ
ド１６を平坦な試料台１５の上方に取付け、ノズルの先
端を試料台１５に対して、１０〜５９ｍｍの高さに保つ
。更に円筒ノズル１２の周囲に排気管１４を取付け、こ
れを作動させて、噴射ガスの先端が辛うじて試料台１５
に達する直前の状態に保つ。
一方、レーザビームは投射器１１のレンズを調節して、
試料台１５の上方５〜１Ｑｉｚの高さに焦点Ｆを結ばせ
る。かくして試料台１５に置いた基板１６の直ぐ上に、
濃厚な反応性ガス状物の光分解ゾーンＺが形成され、こ
の結果、このゾーン直下の基板表面Ａでは、高速で膜成
長が進行する。
試料台１５の上方５〜１Ｑｉｚの高さに焦点Ｆを結ばせ
る。かくして試料台１５に置いた基板１６の直ぐ上に、
濃厚な反応性ガス状物の光分解ゾーンＺが形成され、こ
の結果、このゾーン直下の基板表面Ａでは、高速で膜成
長が進行する。
ここで反応性ガス状物とは、レーザビームの光誘起反応
によって速やかに光分解されるガス状物、すなわちガス
状、または煙霧状の原料であり、基板表面には光分解生
成物の清浄な薄膜が形成されるのである。
によって速やかに光分解されるガス状物、すなわちガス
状、または煙霧状の原料であり、基板表面には光分解生
成物の清浄な薄膜が形成されるのである。
使用するレーザは数１０ｍＷ以上の出力があれば連続波
でもパルス波でもよい。
でもパルス波でもよい。
可視光・紫外線レーザは反応性ガス状物分子の結合電子
を切断する能力がある。たとえば、Ａｒ（ｅ長５１４〜
３６８ｎｍ ） ・Ｈｅ −ｃｄ （４４１、３２５ｎ
ｍ）−Ｋｒ（６４７〜 ３５６ ｎｍ）−Ｎ ２ （３
３７ｎｍ）−ＫｒＦ／ＸｅＦエキ’／ マ（１９３〜７
８０ ｎｍ）、 ルビー（６９４，３４７ｎｍ）−レー
ザ等は、ＣＨ４，ＳｉＨ，、ＧｅＨ，、ＳｎＨ４゜Ｓｂ
Ｈ３，Ｂ２Ｈ６，ｐＨ３等の水素化合物、５ｉｃｚ４．
’ｒｉｃｅ、。
を切断する能力がある。たとえば、Ａｒ（ｅ長５１４〜
３６８ｎｍ ） ・Ｈｅ −ｃｄ （４４１、３２５ｎ
ｍ）−Ｋｒ（６４７〜 ３５６ ｎｍ）−Ｎ ２ （３
３７ｎｍ）−ＫｒＦ／ＸｅＦエキ’／ マ（１９３〜７
８０ ｎｍ）、 ルビー（６９４，３４７ｎｍ）−レー
ザ等は、ＣＨ４，ＳｉＨ，、ＧｅＨ，、ＳｎＨ４゜Ｓｂ
Ｈ３，Ｂ２Ｈ６，ｐＨ３等の水素化合物、５ｉｃｚ４．
’ｒｉｃｅ、。
ＶＣ／？４． ｐｂｃｚ４．、５ｎＣｊ４． ＣＣｌ４
． ＴａＣｌ４． ＵＣｌａ。
． ＴａＣｌ４． ＵＣｌａ。
ＰＣｌ３． ＦｅＣｌ３． ＩｎＣｌ３等の塩化物、Ｓ
’ｌ Ｆ ＋ ｌ Ｇｅ）’ ４ 。
’ｌ Ｆ ＋ ｌ Ｇｅ）’ ４ 。
ＺｒＦ４． ＡＪＦ３． ＧａＦ３． ＰＦ３． Ａｓ
Ｆ３． Ｃｒ’Ｆ’３． ＣｄＦ２等の弗化物、或は、
’［，１１３ｒ、 ＰＢｒ、 Ｓｂ］３ｒ３． ＳｉＩ
、。
Ｆ３． Ｃｒ’Ｆ’３． ＣｄＦ２等の弗化物、或は、
’［，１１３ｒ、 ＰＢｒ、 Ｓｂ］３ｒ３． ＳｉＩ
、。
ＧｅＩ４． Ｂｉｂ３． Ｐｌ、、、 ＡｇＩ、 ’ｒ
ａ：［５，ＴｉＩ４等の臭化物・沃化物、更に（ＣＨ３
）６Ｍ０． （ＣＨ３）３ＡＪ？ 、 （ＣＨ３）２５
ＩＣ１２，（ＣＨ３ＬＴｉＣｊ？ 等のメチル化合物
及び（ｃ２ｎ５）３ｃａ、 （ＣＪ（ｒ、ＬＴａ、 （
Ｃ２Ｈ５） ５ｎＣ１２，（Ｃ２Ｈ５）ＣｄＣｌ、 （
Ｃ２Ｈ５）２Ｎｉ等のエチル化合物からなる金属アルキ
ル化合物（（ＣｎＨ２ｎ−＋） Ｍ ） 、（Ｃｏ）６
ｃｒ。
ａ：［５，ＴｉＩ４等の臭化物・沃化物、更に（ＣＨ３
）６Ｍ０． （ＣＨ３）３ＡＪ？ 、 （ＣＨ３）２５
ＩＣ１２，（ＣＨ３ＬＴｉＣｊ？ 等のメチル化合物
及び（ｃ２ｎ５）３ｃａ、 （ＣＪ（ｒ、ＬＴａ、 （
Ｃ２Ｈ５） ５ｎＣ１２，（Ｃ２Ｈ５）ＣｄＣｌ、 （
Ｃ２Ｈ５）２Ｎｉ等のエチル化合物からなる金属アルキ
ル化合物（（ＣｎＨ２ｎ−＋） Ｍ ） 、（Ｃｏ）６
ｃｒ。
（Ｃｏ）ｌｌＭｏ、 （Ｃｏ）ａＷ等のカルボニル化合
物（（ＣＯ）ＩＩＭ）。
物（（ＣＯ）ＩＩＭ）。
（Ｃ６Ｈ５）４Ｓｉ、 （Ｃ６Ｈ５）４Ｓｎ、 （Ｃ６
Ｈ５）３Ｐ、 （Ｃ６Ｈ３）３ＡＳ等のトリフェニール
・メタン化合物、その他、金属のカルボン酸塩（（Ｃｏ
ｏ） ｎＭ Ｌアミン化合物（（ＨＮ）ｎＭ ） 、イ
ンニトリル化合物（（Ｎ三Ｃ） Ｍ ）等殆んどの有機
・無機化合物の分解反応に利用出来汎用性が高い。
Ｈ５）３Ｐ、 （Ｃ６Ｈ３）３ＡＳ等のトリフェニール
・メタン化合物、その他、金属のカルボン酸塩（（Ｃｏ
ｏ） ｎＭ Ｌアミン化合物（（ＨＮ）ｎＭ ） 、イ
ンニトリル化合物（（Ｎ三Ｃ） Ｍ ）等殆んどの有機
・無機化合物の分解反応に利用出来汎用性が高い。
一方、赤外線レーザは、反応性ガス状物分子を振動解離
する能力があるので、吸収波長に合ったレーザビームを
照射して分解反応を行なわすことが出来る。たとえばＨ
Ｆ ／Ｄ Ｆケミカルレーザ（２，６−５，Ｏｔｔｍ）
では、ＮＨ３，ＣＨ４，ＧｅＨ４１ＳｉＨ４，Ｈ２Ｓｅ
ガス等、 Ｎ２−Ｃｏｔ／−ザ（４，８〜６７μ常）で
はＡｓＨ３＋ ＧａＨ３＋ ＢＦ３ ＋ ＳｎＨ４＋
Ｍ ｇＣｏ ３ 等、ＣＯ２レーザ（９，０〜１１．
０ μｍ ）ではＳｉＨ４，ＧｅＨ４゜ＢＣｌ３． Ａ
ｌＦ３． Ｌａ （ＢＯ３） 、 Ｐｂ （ＮＯ３）２
等、ＮＨ３１／−ザ（１２，０８μｍ ）ではＳｉＦ４
． ＣＣｌ４． ＴｉＮＯ８等、Ｎ２ラマンレーザ（
１５〜１８μｍ）ではＺｒＦ４゜ＣＦ４．５ｉＣｚ４等
、Ｈ２０レーザ（２７９〜１１８μｍ）ではＢＩｃｚｌ
、 ５ｂＣ７？３．５ｎＣ１！４． ＴｉＣＪ、ｔ、
ｚｒｃｚ４等を反応性ガス状物として使用することがで
きる。
する能力があるので、吸収波長に合ったレーザビームを
照射して分解反応を行なわすことが出来る。たとえばＨ
Ｆ ／Ｄ Ｆケミカルレーザ（２，６−５，Ｏｔｔｍ）
では、ＮＨ３，ＣＨ４，ＧｅＨ４１ＳｉＨ４，Ｈ２Ｓｅ
ガス等、 Ｎ２−Ｃｏｔ／−ザ（４，８〜６７μ常）で
はＡｓＨ３＋ ＧａＨ３＋ ＢＦ３ ＋ ＳｎＨ４＋
Ｍ ｇＣｏ ３ 等、ＣＯ２レーザ（９，０〜１１．
０ μｍ ）ではＳｉＨ４，ＧｅＨ４゜ＢＣｌ３． Ａ
ｌＦ３． Ｌａ （ＢＯ３） 、 Ｐｂ （ＮＯ３）２
等、ＮＨ３１／−ザ（１２，０８μｍ ）ではＳｉＦ４
． ＣＣｌ４． ＴｉＮＯ８等、Ｎ２ラマンレーザ（
１５〜１８μｍ）ではＺｒＦ４゜ＣＦ４．５ｉＣｚ４等
、Ｈ２０レーザ（２７９〜１１８μｍ）ではＢＩｃｚｌ
、 ５ｂＣ７？３．５ｎＣ１！４． ＴｉＣＪ、ｔ、
ｚｒｃｚ４等を反応性ガス状物として使用することがで
きる。
なお、本発明において薄膜が形成されるべき基板として
は、従来の薄膜形成法において用いられた基板をすべて
用いることができ、たとえばカラス板、金属板、石英板
、セラミックス板などをあげることができる。
は、従来の薄膜形成法において用いられた基板をすべて
用いることができ、たとえばカラス板、金属板、石英板
、セラミックス板などをあげることができる。
丑だ、これら基板に加えてグラスチック、木材などを用
いることもできる。
いることもできる。
以上述べたように本発明は、光誘起反応を利用するので
、基板に損傷を与えることなく、低温で膜形成を進める
ことができる。薄膜と基板との接触、整合性はよく、１
０μｍ以上の厚さでも堆積することが可能である。しか
し、基板に対する密着性は十分でない場合も生ずる。こ
の７１策として、基板加熱法を併用することができる。
、基板に損傷を与えることなく、低温で膜形成を進める
ことができる。薄膜と基板との接触、整合性はよく、１
０μｍ以上の厚さでも堆積することが可能である。しか
し、基板に対する密着性は十分でない場合も生ずる。こ
の７１策として、基板加熱法を併用することができる。
すなわち、誘起反応が進行しつつある表面を他のレーザ
ビームで適度に加熱し、表面反応を促進する。この結果
、膜層の形成と基板に対する密着性を向上さぜることか
できる。
ビームで適度に加熱し、表面反応を促進する。この結果
、膜層の形成と基板に対する密着性を向上さぜることか
できる。
丑だ、本発明によって、酸化物膜を製作する場合には、
大気中で実施出来る。しかし、薄板状気流を安定化した
り、金属膜や、化合物膜製作のため、常圧・減圧の雰囲
気を必要とする場合には、密閉容器やペルジャーの中で
行なう。
大気中で実施出来る。しかし、薄板状気流を安定化した
り、金属膜や、化合物膜製作のため、常圧・減圧の雰囲
気を必要とする場合には、密閉容器やペルジャーの中で
行なう。
その際、レーザビームの容器内への導入は器壁に設けた
入射窓を透して行なう。
入射窓を透して行なう。
窓利料はレーザビームに対して透過性の高い結晶イ２料
を用いる。使用するレーザは赤外から紫外寸で各種ある
ので、レーザビームの波長により使い分ける。たとえば
、ガラス・ＹＡＧ・ＨＦ ／ Ｉ） Ｆケミカル・ＣＯ
２レーザ等の赤外光に対しては、Ｓｉ 、 Ｇｅ 、
ＫＲ８−５等の結晶板を、捷たＡｒ −Ｋｒ −ＫｒＦ
／ＸｅＦ エキソマー Ｎ、 ・ＹＡＧ−ルビーレーザ
等の紫外・可視光には５ＩＯ１，ＬＩＦ。
を用いる。使用するレーザは赤外から紫外寸で各種ある
ので、レーザビームの波長により使い分ける。たとえば
、ガラス・ＹＡＧ・ＨＦ ／ Ｉ） Ｆケミカル・ＣＯ
２レーザ等の赤外光に対しては、Ｓｉ 、 Ｇｅ 、
ＫＲ８−５等の結晶板を、捷たＡｒ −Ｋｒ −ＫｒＦ
／ＸｅＦ エキソマー Ｎ、 ・ＹＡＧ−ルビーレーザ
等の紫外・可視光には５ＩＯ１，ＬＩＦ。
ＭｇＦ’２板が適しているＯ、ｚｎ、ｓｅ＋ ＭｇＦ２
＋ ＬｉＦ、 ＣａＦ２゜ＢａＦ２． Ｎ、ｌ］Ｃ＃、
ＫＣ／’、 ＫＢｒ等はり祝・赤外の内域にまたがっ
て１吏用出来る。
＋ ＬｉＦ、 ＣａＦ２゜ＢａＦ２． Ｎ、ｌ］Ｃ＃、
ＫＣ／’、 ＫＢｒ等はり祝・赤外の内域にまたがっ
て１吏用出来る。
以下、本発明の実施例を述へる。
実施例１〈水平気流法〉
水平気流法により、ＡＪ膜の形成を行なった。
第１図に示す如く、側壁にレーザビーム入射窓６を設け
た角形チャンバー（５０ｍｍ×４００ｍｍ×４００ ｍ
ｍ ） ７の中に、石英試イニ１台（１００ｍｍ ｘ
１００ｎｎｎ ｘ ５ ｍｍ ） ３を置き、その−辺
より１．０Ｃｒｎ離して、スリットノズル１を取付けた
。スリットノズル１の寸法は１５０ Ｉｎｍ Ｘ ４Ｑ
１１１７４ Ｘ ３Ｑ ｍｍで、噴射スリットは１０
０ ｍｍ、 Ｘ ｌ ｍｍのものを３韮間隔で３本並べ
た。
た角形チャンバー（５０ｍｍ×４００ｍｍ×４００ ｍ
ｍ ） ７の中に、石英試イニ１台（１００ｍｍ ｘ
１００ｎｎｎ ｘ ５ ｍｍ ） ３を置き、その−辺
より１．０Ｃｒｎ離して、スリットノズル１を取付けた
。スリットノズル１の寸法は１５０ Ｉｎｍ Ｘ ４Ｑ
１１１７４ Ｘ ３Ｑ ｍｍで、噴射スリットは１０
０ ｍｍ、 Ｘ ｌ ｍｍのものを３韮間隔で３本並べ
た。
石英試料台乙に対して、２次元（Ｘ、Ｙ）駆動架台４を
取付け、Ｘ駆動軸にビーム投射器５を（１ 着ｔだ。ビーム投射器５の概寸は３０ｍｍφ×１３０で
、焦点距離１３０ｍｍの石英レンズを内装し、投躬器５
の先端から１００ｍｍの距離に焦点Ｆを結ばせた。
取付け、Ｘ駆動軸にビーム投射器５を（１ 着ｔだ。ビーム投射器５の概寸は３０ｍｍφ×１３０で
、焦点距離１３０ｍｍの石英レンズを内装し、投躬器５
の先端から１００ｍｍの距離に焦点Ｆを結ばせた。
一方、試料台６に５Ｉ０２を被覆したＳ１ウエノ・（直
径３吋）を置き、投射器先端との間隔を１１５ｍｍとし
た。従って、レーザビームの焦点Ｆは５Ｉ０２表面から
１５ｍｍの高さにある。
径３吋）を置き、投射器先端との間隔を１１５ｍｍとし
た。従って、レーザビームの焦点Ｆは５Ｉ０２表面から
１５ｍｍの高さにある。
また、スリットノズル１から（Ｃ２Ｈ５）２ ＡｌＣ１
を含んたＮ２の板状気流２を噴射して、Ｓｉウエノ・を
覆い、その高さを表面から１ｔ）ａｙｘに設定する。
を含んたＮ２の板状気流２を噴射して、Ｓｉウエノ・を
覆い、その高さを表面から１ｔ）ａｙｘに設定する。
反応性板状気流２は厚さが、少くも１０ｍｍ以上あるの
で、レーザビームの焦点Ｆは気流層の厚さの中心面に来
る。反応性ガス状物気流の組成は（Ｃ２Ｈ５）２ Ａｌ
Ｃ１飽和Ｈ２ガス１１／ｍｍ、キャリヤＨつガス５ ｌ
／ｍｉｎ 流速は約２ ｍ×ｓｅｃである。
で、レーザビームの焦点Ｆは気流層の厚さの中心面に来
る。反応性ガス状物気流の組成は（Ｃ２Ｈ５）２ Ａｌ
Ｃ１飽和Ｈ２ガス１１／ｍｍ、キャリヤＨつガス５ ｌ
／ｍｉｎ 流速は約２ ｍ×ｓｅｃである。
更に、ビーム入射窓６から、ＫｒＦエキ／マレーザ光Ｌ
（波長２４９ ｎｍ 、平均出力３ｗａｔｔ、ビームザ
イズ６ ｍｍ Ｘ ６ ａｍ ）をＹ駆動軸に沿って導
入し、Ｙ軸反射ミラー８でビーム投射器５に人射さぜ、
５Ｉ０２面の上空を流れる板状気流層２に焦点を合せた
。続いてＸ、Ｙ軸駆動系を作動して、５Ｉｏ２表面に金
属色のＡＪ膜面を堆積した。Ｘ軸。
（波長２４９ ｎｍ 、平均出力３ｗａｔｔ、ビームザ
イズ６ ｍｍ Ｘ ６ ａｍ ）をＹ駆動軸に沿って導
入し、Ｙ軸反射ミラー８でビーム投射器５に人射さぜ、
５Ｉ０２面の上空を流れる板状気流層２に焦点を合せた
。続いてＸ、Ｙ軸駆動系を作動して、５Ｉｏ２表面に金
属色のＡＪ膜面を堆積した。Ｘ軸。
Ｙ軸の駆動長は、いづれもｓｏ＋＋＋ｍ、ｘ軸駆動周波
数はｆｘ＝０．２ Ｈｚ 、 Ｙ軸駆動周波数は（ｙ＝
０．００２Ｈ２であった。堆積したＡＪ膜の厚さは３０
分間で３０００〜３６００ Ａに達した。
数はｆｘ＝０．２ Ｈｚ 、 Ｙ軸駆動周波数は（ｙ＝
０．００２Ｈ２であった。堆積したＡＪ膜の厚さは３０
分間で３０００〜３６００ Ａに達した。
実施例２く垂直気流法〉
第２図に示す如く垂直気流法により、ＴｌＯ２ｌＯ２テ
コ−ティングった。開放された大気圧空間に、実施例１
で使用した２次元（Ｘ、Ｙ）駆動架台（第１図、４）を
据え、蒸着ヘッド１６を取付ける。蒸着ヘッド本体の概
寸は、直径３Ｑｍｍ。
コ−ティングった。開放された大気圧空間に、実施例１
で使用した２次元（Ｘ、Ｙ）駆動架台（第１図、４）を
据え、蒸着ヘッド１６を取付ける。蒸着ヘッド本体の概
寸は、直径３Ｑｍｍ。
長さ１９０ｍｍで、下部の円筒ノズル１２の周囲に直径
５Ｑｍｍ、高さ６０ｒｎｍの排気管１４をつけた。円筒
ノズルの口径は１１０Ｉｎφである。まだ、上部のビー
ム投射器１１に焦点距離１３０關の石英レンズを内装し
、ノズルの先端からＩＱａｍの距離に焦点Ｆを結ばせた
。
５Ｑｍｍ、高さ６０ｒｎｍの排気管１４をつけた。円筒
ノズルの口径は１１０Ｉｎφである。まだ、上部のビー
ム投射器１１に焦点距離１３０關の石英レンズを内装し
、ノズルの先端からＩＱａｍの距離に焦点Ｆを結ばせた
。
先づ、２次元（Ｘ、Ｙ）駆動架台の中央に試料台（２０
０ｍｍ×２００ ｍｍＸ ５ ａｍ） １５を固定し、
その」二に、ノーダガラス板（１００ｍｍ ｘ １００
朋Ｘ ２ ｍｍ、 ）１６を１１σく、蒸着ヘット１３
の高さを調節して、ノズルの先端をガラス基板１６の表
面から２Ｑｒｎｍの高さに保ち、レーザビームの焦点Ｆ
をガラス而からｌ□ｍｍの高さにする。
０ｍｍ×２００ ｍｍＸ ５ ａｍ） １５を固定し、
その」二に、ノーダガラス板（１００ｍｍ ｘ １００
朋Ｘ ２ ｍｍ、 ）１６を１１σく、蒸着ヘット１３
の高さを調節して、ノズルの先端をガラス基板１６の表
面から２Ｑｒｎｍの高さに保ち、レーザビームの焦点Ｆ
をガラス而からｌ□ｍｍの高さにする。
次に、フレキシブル・パイプ１７を通シて、ＴｌＣ１４
と０２を含んだＮ２ガスを送シ、ノズルから噴出する混
合気流の先端が辛うじて試料台１５の上のノーダガラス
板１６の表面に触れる状態に設定する。反応性ガス状物
の組成はＴｌＣｌ、飽和Ｎ２ガス１１／ｍｍ、 Ｎ２キ
ャリヤ２ガス２．５１１ｍｍで心る。
と０２を含んだＮ２ガスを送シ、ノズルから噴出する混
合気流の先端が辛うじて試料台１５の上のノーダガラス
板１６の表面に触れる状態に設定する。反応性ガス状物
の組成はＴｌＣｌ、飽和Ｎ２ガス１１／ｍｍ、 Ｎ２キ
ャリヤ２ガス２．５１１ｍｍで心る。
更に、ＫｒＦ ！キシマレ−ザル（波長２４９ｎｍ。
平均出力８ｗａｔｔ、ビームサイズ５ｍｍＸ５ｙ鼎）を
Ｙ輔１駆動ミラーにより、蒸着ヘッド１６へ送り、噴射
ガス中へ投射・収束させる。同時に、Ｘ軸方向、Ｙ軸方
向にそれぞれ一定速さで掃引して、１５分間で赤緑色の
透明なＴ Ｉｏ ２膜面を形成した。
Ｙ輔１駆動ミラーにより、蒸着ヘッド１６へ送り、噴射
ガス中へ投射・収束させる。同時に、Ｘ軸方向、Ｙ軸方
向にそれぞれ一定速さで掃引して、１５分間で赤緑色の
透明なＴ Ｉｏ ２膜面を形成した。
膜面の厚さは２５００〜ａａｏｏＸ、ｘ軸及びＹ軸の駆
動長はいづれも１２０ｍｍ、１駆動周波数はそれぞれ、
０．５１（Ｚと０．００５Ｈ２であった。
動長はいづれも１２０ｍｍ、１駆動周波数はそれぞれ、
０．５１（Ｚと０．００５Ｈ２であった。
第１図は本第１の発明に使用する薄膜製造装置の実施例
を示す概要図、第２図は本第２の発明に使用する薄膜製
造装置の実施例を示す概要図である。 １・・・スリットノズル、２・・・反応性ガス状物の板
状気流、６，１５・・・試料台、４・・・２次元駆動架
台、５，１１・・・レーザビーム投射器、１２・・・円
筒ノズル 特許出願人 工業技術院長 川 １）裕 部指定
代理人 工業技術院大阪工業技術試験所長速水諒三
を示す概要図、第２図は本第２の発明に使用する薄膜製
造装置の実施例を示す概要図である。 １・・・スリットノズル、２・・・反応性ガス状物の板
状気流、６，１５・・・試料台、４・・・２次元駆動架
台、５，１１・・・レーザビーム投射器、１２・・・円
筒ノズル 特許出願人 工業技術院長 川 １）裕 部指定
代理人 工業技術院大阪工業技術試験所長速水諒三
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 基板に沿って反応性ガス状物の板状気流を供給し
、該板状気流の上方からレーザビームを該板状気流中に
焦点を結ばせながら、かつ該板状気流上を２次元的に移
動しつつ照射して、前記反応性ガス状物の光分解物を前
記基板上に堆積させることを特徴とする薄膜製造方法。 ２ 基板上方から反応性ガス状物を２次元的に移動させ
つつ供給すると共に、レーザビームを前記基板上方から
２次元的に移動させつつ照射して前記反応性ガス状物中
で焦点を結ばせ、前記反応性ガス状物の光分解物を前記
基板−Ｈに堆積させることを特徴とする薄膜製造方法。 ３ 平坦な基板架台と、該架台上の基板に沿って反応性
ガス状物の板状気流を供給するスリットノズルとからな
り、前記板状気流の上方に２次元的に、駆動するレーザ
ビーム投射器を設けると共に、該投射器からのレーザビ
ームが前記板状気流中で焦点を結ぶようにしたことを特
徴とする薄膜製造装置。 ４ 平坦な基板架台と、該架台上の基板上に設けた、２
次元的に駆動するレーザビーム投射器および反応性ガス
状物噴射口上からなシ、前記基板上の前記反応性ガス状
物中で前記レーザビームが焦点を結ぶようにしたことを
特徴とする薄膜製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24761383A JPS59140369A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 薄膜製造方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24761383A JPS59140369A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 薄膜製造方法とその装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17343682A Division JPS5961920A (ja) | 1982-10-01 | 1982-10-01 | 薄膜製造方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59140369A true JPS59140369A (ja) | 1984-08-11 |
Family
ID=17166108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24761383A Pending JPS59140369A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 薄膜製造方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59140369A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4859496A (en) * | 1986-09-02 | 1989-08-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of producing an electrically-conductive transparent film |
| US5014646A (en) * | 1988-03-25 | 1991-05-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for writing oxide film |
| JP2014051744A (ja) * | 2008-09-22 | 2014-03-20 | Becton Dickinson & Co | 光分解化学的気相堆積法および／または熱化学的気相堆積法を使用して容器の内部を被覆するシステム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49111585A (ja) * | 1973-02-23 | 1974-10-24 | ||
| JPS5565428A (en) * | 1978-11-10 | 1980-05-16 | Tdk Corp | Direct formation of thin film pattern |
-
1983
- 1983-12-27 JP JP24761383A patent/JPS59140369A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49111585A (ja) * | 1973-02-23 | 1974-10-24 | ||
| JPS5565428A (en) * | 1978-11-10 | 1980-05-16 | Tdk Corp | Direct formation of thin film pattern |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4859496A (en) * | 1986-09-02 | 1989-08-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of producing an electrically-conductive transparent film |
| US5014646A (en) * | 1988-03-25 | 1991-05-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for writing oxide film |
| JP2014051744A (ja) * | 2008-09-22 | 2014-03-20 | Becton Dickinson & Co | 光分解化学的気相堆積法および／または熱化学的気相堆積法を使用して容器の内部を被覆するシステム |
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