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LASER ABLATION FILM FORMING APPARATUS

Patent code P110006141
Posted date Dec 19, 2011
Application number P2006-098046
Publication number P2007-270284A
Patent number P4370408
Date of filing Mar 31, 2006
Date of publication of application Oct 18, 2007
Date of registration Sep 11, 2009
Inventor
  • (In Japanese)大久保 利一
  • (In Japanese)光木 文秋
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人大分大学
Title LASER ABLATION FILM FORMING APPARATUS
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser ablation film deposition apparatus which is reduced in the size of a chamber of a film deposition treatment section and is made semiautomatic or automatic in film deposition work due to arbitrary exchange of a target and substrate while the internal environment thereof is controlled and has a function superior in convenience due to miniaturization.
SOLUTION: The laser ablation film deposition apparatus is constituted by mounting an exhaust device on one side of a vacuum cylindrical body 100, mounting a reactive gas introduction device 105 on the other, attachably and detachably projecting and mounting an elevator device 30 for inserting a target into and out of the inside of the chamber in the opposed section thereof, airtightly installing a laser introduction window object 201 to the laser ablation chamber, and mounting a substrate holding and exchanging device for putting the substrate into and out of the upper part.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

レーザーアブレーション成膜法は、薄膜の母体材料であるターゲットにパルスレーザーを照射してターゲット表面をアブレーションし、放出された粒子群を基板上に堆積させる成膜法である。
チャンバー内のガス種やその圧力を幅広く調整でき、金属酸化物・窒化物をはじめとする無機材料や有機材料の成膜に適している。ターゲットの組成がそのまま薄膜の組成に反映しやすく、結晶制御などが簡単であることから、これまで主に研究用の成膜技術として注目を集めてきた。ターゲットおよび基板ヒーターを設置するので、成膜に用いるチャンバーは比較的容量が大きい。特に、積層膜作製においては、複数個のターゲットを並べて設置している。また、観測用のポートが数多く付属しているものが多く、比較的高価である。
一般的なレーザーアブレーション成膜装置はマルチ処理タイプで図4に一例を示す。図4例のレーザーアブレーション成膜装置は、直径1m前後の比較的大きく高額なチャンバー10に排気装置16と反応ガス導入装置14を接続した大型のもので、チャンバー10内に、一つのターゲットと呼ばれる母体材料13を載置台上に載置し、また、その対向位置に基板11をセットしたヒーター12を配置し、その後に排気装置16によりチャンバー10を所定の真空度にし、場合によっては反応ガス導入装置14から必要なガスを必要濃度にして、レーザー照射装置15からパルスレーザーをターゲット13に照射して基板11表面に成膜を行うものである。
これによりチャンバー内圧力にも依存するが成膜面積は通常直径10cm未満でありこの実際の成膜領域に対してチャンバーのサイズが大きすぎる。またこの成膜作業は、ターゲットや基板の取り出し交換や排気や圧力調整に多大の時間と労力と費用を必要とする。
また、一つの基板に複数膜を生成する積層薄膜の成膜の場合は、上記一つの大型チャンバー内に複数個のターゲットを並べて置き、順にアブレーションさせるので、薄膜に他のターゲット成分が不純物として混入する可能性がある。
大型なチャンバー10には成膜の様子を観測するためのポートが設置されているなど、チャンバー形状が複雑であり内部クリーニングは手間がかかり甚だ煩雑で厄介である。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、レーザーアブレーション成膜装置に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
一方に排気装置を装着し他方に反応ガス導入装置を装着した横状態の真空円筒体(100)と、
前記真空円筒体(100)の中間部に連通して下部を着脱可能に接続し上部内に基板保持室(400)を有しその下方の壁にレーザー導入窓体(201)を密着設置した円筒状のレーザーアブレーションチャンバー(200)と、
前記レーザーアブレーションチャンバー(200)の下方の対向部において前記真空円筒体(100)の中間部に上部を連通して着脱可能に接続し前記レーザーアブレーションチャンバー(200)内の基板保持室(400)の下方に成膜原料のターゲット材(T)を挿出入するエレベーター装置(300)と、
前記レーザーアブレーションチャンバー(200)内の上部の基板保持室(400)内に成膜される基板を外部から挿出入する基板交換装置と、
を設けたことを特徴とするレーザーアブレーション成膜装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2006098046thum.jpg
State of application right Registered
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