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公開番号2024131444
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023041708
出願日2023-03-16
発明の名称成膜方法及び成膜装置
出願人有限会社アルファシステム
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類C23C 14/28 20060101AFI20240920BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】成膜速度を特に落とすことなく、ドロップレットの発生を抑制することができる成膜方法及び成膜装置を提供すること。
【解決手段】チャンバ10内に配置されたターゲット2にパルス状のレーザ光3を照射することにより、ターゲット2からターゲット材料を蒸発させて、蒸発したターゲット材料又はターゲット材料の化合物を、チャンバ10内に配置した基板4の表面に堆積させることで、基板4の表面に成膜を行う、成膜方法。ターゲット2におけるレーザ光3の照射位置を高速にずらしながら、基板4への成膜を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
チャンバ内に配置されたターゲットにパルス状のレーザ光を照射することにより、上記ターゲットからターゲット材料を蒸発させて、蒸発した該ターゲット材料又は該ターゲット材料の化合物を、上記チャンバ内に配置した基板の表面に堆積させることで、該基板の表面に成膜を行う、成膜方法であって、
上記ターゲットにおける上記レーザ光の照射位置を高速にずらしながら、上記基板への成膜を行う、成膜方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
上記ターゲットに入射する上記レーザ光の光軸を高速に動かす、請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
上記チャンバ内において上記ターゲットを動かしつつ、上記ターゲットに入射する上記レーザ光の光軸を高速に動かす、請求項２に記載の成膜方法。
【請求項４】
上記レーザ光を屈折又は反射する機能を有する光学素子を、上記レーザ光の光路に配置しておき、上記光学素子を高速振動又は高速回転させることにより、上記ターゲットに入射する上記レーザ光の光軸を高速に動かす、請求項２又は３に記載の成膜方法。
【請求項５】
上記ターゲットにおける上記レーザ光の照射位置が通過することにより生じる上記ターゲットのエッチング深さが、上記レーザ光の波長の半分以下となるようにする、請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項６】
上記ターゲットにおける上記レーザ光のスポット径をφ、上記レーザ光のパルス間隔をΔｔ、上記ターゲットにおける上記レーザ光の照射位置の移動速度をｖとしたとき、ｖ≧φ／（Δｔ×１０）が成り立つ、請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項７】
上記ターゲットに連続発振レーザ光を照射しながら、上記パルス状のレーザ光を上記ターゲットに照射する、請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項８】
チャンバ内に配置されたターゲットにパルス状のレーザ光を照射することにより、上記ターゲットからターゲット材料を蒸発させて、蒸発した該ターゲット材料又は該ターゲット材料の化合物を、上記チャンバ内に配置した基板の表面に堆積させることで、該基板の表面に成膜を行う、成膜装置であって、
上記レーザ光を屈折又は反射する機能を有する光学素子と、該光学素子を高速振動又は高速回転させる駆動装置と、を有し、
上記駆動装置によって上記光学素子を高速振動又は高速回転させることにより、上記ターゲットに入射する上記レーザ光の光軸を高速に動かしながら、上記基板への成膜を行うことができるよう構成されている、成膜装置。
【請求項９】
上記ターゲットにおける上記レーザ光のスポット径をφ、上記レーザ光のパルス間隔をΔｔ、上記ターゲットにおける上記レーザ光の照射位置の移動速度をｖとしたとき、ｖ≧φ／（Δｔ×１０）が成り立つように、上記レーザ光の光軸を高速に動かしながら、上記基板への成膜を行うことができるよう構成されている、請求項８に記載の成膜装置。
【請求項１０】
上記ターゲットに連続発振レーザ光を照射しながら、上記パルス状のレーザ光を上記ターゲットに照射することができるよう構成されており、上記連続発振レーザ光は、上記光学素子の動きによって、上記ターゲットに入射する光軸が高速に移動するよう構成されている、請求項８又は９に記載の成膜装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法及び成膜装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、パルスレーザ堆積法を用いて、III族金属等の膜を基板上に成膜する方法が提案されている。パルスレーザ堆積法は、成膜材料からなるターゲットの表面に、パルス状のレーザ光を照射し、材料を蒸発させ、基板に成膜する方法である。以下において、パルスレーザ堆積法を、ＰＬＤ法ともいう。ＰＬＤは、ＰｕｌｓｅｄＬａｓｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎの略である。
【０００３】
ＰＬＤ法による成膜を行う場合、成膜表面に、成膜材料の大きい粒子であるドロップレットが付着することがある。形成する膜によっては、ドロップレットが膜の特性等に影響を与えることにもなりかねない。それゆえ、ドロップレットの付着を防ぐべく、特許文献１においては、照射レーザ光のフルエンスを調整することが記載されている。非特許文献１においては、エクリプス法と呼称する手法を用いて、ドロップレットの基板への付着を防ぐことが提案されている。エクリプス法は、遮蔽板によってドロップレットを捕捉して、基板へのドロップレットの到達を防ぐ方法である。なお、ターゲット表面の平坦性が高いと、ドロップレットが発生し難いことも知られている（非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０００－１７８７１３号公報
【非特許文献】
【０００５】
小林猛，秋吉秀樹，佐藤一成，「３．アブレーションプラズマ生成・制御１（レーザー）」，プラズマ・核融合学会誌第７６巻第１１号，p.1145－1150，２０００年１１月
S.Faehler，M.Stoermer,H.U.Krebs，“Origin and avoidanceof droplets during laser ablation of metals”，Applied Surface Science Volumes 109－110,（蘭），1 February 1997，Pages 433－436
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、照射レーザ光のフルエンスを調整することは、成膜速度を制限することにもなる。それゆえ、生産性の向上を図ることが困難である。また、エクリプス法を用いる場合も、成膜速度の低下は避けられない。そこで、成膜速度を低減させることなく、ドロップレットの発生を抑制する技術が求められている。
【０００７】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、成膜速度を特に落とすことなく、ドロップレットの発生を抑制することができる成膜方法及び成膜装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、チャンバ内に配置されたターゲットにパルス状のレーザ光を照射することにより、上記ターゲットからターゲット材料を蒸発させて、蒸発した該ターゲット材料又は該ターゲット材料の化合物を、上記チャンバ内に配置した基板の表面に堆積させることで、該基板の表面に成膜を行う、成膜方法であって、
上記ターゲットにおける上記レーザ光の照射位置を高速にずらしながら、上記基板への成膜を行う、成膜方法にある。
【０００９】
本発明の他の態様は、チャンバ内に配置されたターゲットにパルス状のレーザ光を照射することにより、上記ターゲットからターゲット材料を蒸発させて、蒸発した該ターゲット材料又は該ターゲット材料の化合物を、上記チャンバ内に配置した基板の表面に堆積させることで、該基板の表面に成膜を行う、成膜装置であって、
上記レーザ光を屈折又は反射する機能を有する光学素子と、該光学素子を高速振動又は高速回転させる駆動装置と、を有し、
上記駆動装置によって上記光学素子を高速振動又は高速回転させることにより、上記ターゲットに入射する上記レーザ光の光軸を高速に動かしながら、上記基板への成膜を行うことができるよう構成されている、成膜装置にある。
【発明の効果】
【００１０】
上記成膜方法においては、上記ターゲットにおける上記レーザ光の照射位置を高速にずらして、上記基板への成膜を行う。これにより、成膜速度を特に落とすことなく、基板上にターゲット材料のドロップレットが付着することを抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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