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基板マスキング機構およびコンビナトリアル成膜装置 実績あり

国内特許コード P110002794
整理番号 A051P185
掲載日 2011年6月8日
出願番号 特願2000-259777
公開番号 特開2002-069613
登録番号 特許第3446138号
出願日 平成12年8月29日(2000.8.29)
公開日 平成14年3月8日(2002.3.8)
登録日 平成15年7月4日(2003.7.4)
発明者
  • 鯉沼 秀臣
  • 松本 祐司
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 基板マスキング機構およびコンビナトリアル成膜装置 実績あり
発明の概要 【課題】 単一基板上に複数の薄膜を分離して成膜可能な基板マスキング機構および効率的に成膜可能なコンビナトリアル成膜装置を提供する。
【解決手段】 基板マスキング機構10は、基板1の至近位置にマスク12を配置し、マスク12の孔13を通して成膜領域を設定する。マスク12は基板1と密着する接触面を有する接触部14と、接触部14が基板面1aに接触した際接触部14の周辺の基板面1aを遮蔽するシールド部15とを備える。シールド部15は、その周縁部で基板面1aに接触する。
従来技術、競合技術の概要


有機・薬学合成の分野で始まったコンビナトリアル合成手法は、現在では無機材料一般にも適用され始め、新機能を有する材料探索に必要不可欠な手法となっている。なかでもレーザアブレーション法による成膜技術とマスク機構を組み合わせたコンビナトリアルレーザMBE(モリキュールビームエピタキシャル)装置によって、これまでにも酸化亜鉛や二酸化チタンなどの酸化物薄膜の高速合成/機能探索が有効に行なわれてきた。
図8は、従来のコンビナトリアルレーザMBE装置における成膜プロセスを模式的に示している。この装置では、ZnO,TiO2 などの酸化物をベースとする薄膜を形成する場合、基板1の下方にターゲット2が配置されるとともに、ターゲット2側の基板面にマスク100がセットされる。図示しないチャンバ内の雰囲気は、10-5Torr程度の高真空レベルに設定される。
ターゲット2に対してレーザ光(KrFエキシマレーザ等)を照射することで、点線のようにターゲット原子を光励起して蒸発させ、マスク100の孔100aを通過したターゲット原子により基板1上に薄膜Fが形成される。このMBE装置のように高真空雰囲気下で成膜反応を行なうことにより、マスク100によって規定された領域にのみ薄膜を堆積させることができる。

産業上の利用分野


本発明は、複数の薄膜を系統的に形成可能なコンビナトリアル成膜手法に好適な基板マスキング機構および成膜装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板至近位置にマスクを配置し、このマスクの孔を通して成膜領域が設定されるようにした基板マスキング機構であって、
上記マスクが、上記基板と密着する接触面を有する接触部と、この接触部が基板面に接触した際接触部周辺の基板面を遮蔽するシールド部と、を備え、
上記孔は、上記接触部の略中央部に開口しており、
上記シールド部は上記基板に接触する周縁部を備え、この周縁部は上記基板からマスクへの熱伝導を小さくするように先端がエッジ状に形成されており、
マスクを基板面に接触して成膜する際に、マスクの孔周辺の基板面を遮蔽することにより、蒸発したターゲット原子が回り込んで進入するのを阻止し、上記孔により成膜領域を規定することを特徴とする、基板マスキング機構。

【請求項2】
前記マスクの材質が、インコネル・ステンレス鋼であることを特徴とする、請求項1に記載の基板マスキング機構。

【請求項3】
真空チャンバと、この真空チャンバ内に置かれたターゲットと、このターゲットにレーザー光を照射してターゲット原子を光励起して蒸発させるレーザーアブレーション用レーザー装置と、上記真空チャンバ内に支持される基板と、この基板にレーザー光を照射して上記基板を加熱する加熱手段と、上記真空チャンバ内に酸素ガスを供給する供給管と、基板マスキング機構と、を備えたコンビナトリアル成膜装置において、
上記基板マスキング機構を上下動可能に支持し、且つ基板を回転可能に支持する支持機構を有し、
上記基板マスキング機構が、基板至近位置にマスクを配置し、このマスクの孔を通して成膜領域が設定されるようにしており、
上記マスクが、上記基板と密着する接触面を有する接触部と、この接触部が基板面に接触した際に接触部周辺の基板面を遮蔽するシールド部と、を備え、
上記孔は、上記接触部の略中央部に開口しており、
上記シールド部は上記基板に接触する周縁部を備え、この周縁部は上記基板からマスクへの熱伝導を小さくするように先端がエッジ状に形成されており、
支持機構を操作して基板とマスキング機構を接触させて成膜することにより、低真空中の成膜の際のマスク周縁部からの回り込み蒸着原子を防いで成膜領域を正確に規定すると共に、支持機構を操作して基板を回転することにより、基板上のこの回転の円周方向に成膜条件の異なる複数の薄膜を堆積することを特徴とする、コンビナトリアル成膜装置

【請求項4】
前記マスクの材質が、インコネル・ステンレス鋼であることを特徴とする、請求項3に記載のコンビナトリアル成膜装置。

【請求項5】
前記支持機構は前記接触部の可動機構を有し、この接触部の可動機構を操作して前記円周の半径を変化させることにより、基板上に半径の異なる複数の同心円に沿って成膜条件の異なる複数の薄膜を形成することを特徴とする、請求項3又は4に記載のコンビナトリアル成膜装置
国際特許分類(IPC)
  • C23C 14/04    ZCC
Fターム
画像

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JP2000259777thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 単一分子・原子レベルの反応制御 領域
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