JP2005081420A - 薄膜形成及び除去装置、薄膜形成及び除去方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも光源部21と、成膜部22と、薄膜除去部23とを有し、光源部21には、フェムト秒レーザを少なくとも有するレーザ光源系1を設け、レーザ光源系1からのレーザ光の照射により薄膜の局所的な成膜及び除去を行う構成とする。
【選択図】 図1
Description
λa〜λf/n
(n:2以上の整数)
とする。
更にまた、積層構造を有する薄膜に対して、他の部分に影響を及ぼすことなく、積層内部の特定の部分だけを除去することもできる。
更にまた、適切な集光性能、投入エネルギーとすることで、焦点面付近でのみ、除去効果を起こすことが可能なため、基板や周辺材料の光吸収波長を特に考慮することなく、所定の薄膜のみを精度良く除去することができ、加工精度の向上を図ることができる。
従って、積層構造を有する薄膜に対して、他の部分に影響を及ぼすことなく、積層内部の特定の部分だけを除去することが可能となる。
すなわち、光化学反応に必要な薄膜の主原料の光吸収波長に対し、個別のレーザ装置を用いるのではなく、多光子過程を用いることで、複数種類の薄膜形成を一つのフェムト秒レーザで実現可能である。
更に、用いる光源系、すなわちフェムト秒レーザの中心波長を可変式とし、再生増幅器を用いる場合はその中心波長も可変式のものとすることにより、より多くの薄膜材料への適用が可能となる。
以下の例では、Cr、Alの各薄膜に対して行った除去の様子をAFM(Atomic Force Microscopy:原子間力顕微鏡)で観察した。この観察結果を図2及び図3に示す。これらの例では、レーザ光源1にチタンサファイアレーザを用いた。その主な仕様は、中心波長800nm、パルス幅〜200fs(200×10-15 秒)、繰り返し周波数100Hzであり、同出射光を各試料へ集光させるための集光系の開口数NAは0.65とした。
これに対し、従来は前述の図5及び表1において説明したように、例えばCrの場合では、光源として波長249nmのKrFレーザ(エキシマレーザ/ナノ秒オーダーのパルスレーザ)、原料にCr(CO)6を用い、チャンバー内で気化させたCr(CO)6が、同チャンバー内に同時に設置した基板上で光化学反応させて成膜するが、光源にフェムト秒レーザを用いた場合は、上記表2にも示すように、薄膜除去を行った装置と同じ装置構成にて3フォトンの吸収過程で同様の局部的な成膜が可能となる。
また薄膜除去に際し不要な付着物の発生を抑制することが可能であり、適切な集光性能、投入エネルギーの設定により、除去の形状及び範囲をそれぞれ自由に設定することができる。
2 レンズ
3 調整ミラー
4 調整ミラー
5 対物レンズ
6 調整ミラー
7 対物レンズ
8 レンズ
10 チャンバー
11 基板
12 原料ガス供給部
13 析出部
14 基板
15 薄膜
16 除去部
21 光源部
22 成膜部
23 薄膜除去部
24 照明光源系
25 第1の観察光学系
26 第2の観察光学系
Claims (8)
- 少なくとも光源部と、成膜部と、薄膜除去部とを有し、
上記光源部には、フェムト秒レーザを少なくとも有するレーザ光源系が設けられ、
上記レーザ光源系からのレーザ光の照射により薄膜の局所的な成膜及び除去がなされる
ことを特徴とする薄膜形成及び除去装置。 - 上記レーザ光源系に、上記フェムト秒レーザのパルス出力を増加させる再生増幅器が設けられて成る
ことを特徴とする請求項1記載の薄膜形成及び除去装置。 - 少なくとも上記フェムト秒レーザが、中心波長可変式とされる
ことを特徴とする請求項1記載の薄膜形成及び除去装置。 - 少なくとも上記フェムト秒レーザが、中心波長可変式とされる
ことを特徴とする請求項2記載の薄膜形成及び除去装置。 - 少なくともフェムト秒レーザを有するレーザ光源系からのレーザ光照射により、薄膜の局所的な成膜及び除去を行う
ことを特徴とする薄膜形成及び除去方法。 - 上記局所的な成膜を行う薄膜の主原料の光吸収波長をλa、上記フェムト秒レーザの中心波長をλfとすると、
λa〜λf/n
(n:2以上の整数)
とする
ことを特徴とする請求項5記載の薄膜形成及び除去方法。 - 上記フェムト秒レーザを、中心波長可変式とする
ことを特徴とする請求項5記載の薄膜形成及び除去方法。 - 上記フェムト秒レーザを、中心波長可変式とする
ことを特徴とする請求項5記載の薄膜形成及び除去方法。
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