KR960003733B1 - 레이저스패터링장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

레이저스패터링장치

제1도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 레이저스패터링장치의 구성도.

제2도는 동 실시예에 있어서의 레이저스패터링장치로서 동작설명을 위한 구성도.

제3도는 동 실시예에 있어서의 레이저스패터링장치로서 타겟의 표면상태를 표시한 구성도.

제4도는 종래의 레이저스패터링장치의 구성도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(10) : 엑사이머 레이저 발진기 (12) : 원기둥 렌즈

(15) : 평판형상타 겟 (16) : 타겟지지대

(17) : 경사대 (19) : 기판지지대

(23) : 렌즈 이동기구

본 발명은 박막디바이스등의 박막형성을 행하는 레이저를 사용한 스패터링장치에 관한 것이다.

종래, 이런 종류의 레이저를 사용한 스패터링장치는, 제4도와 같은 구성이 일반적이었다. 동도면에 있어서 (1)은 레이저광, (2)는 렌즈, (3)은 입사창, (4)는 진공조, (15)는 타겟지지대, (6)은 타겟, (7)은 플룸, (8)은 기판지지대, (9)는 기판이다.

이상과 같이 구성된 레이저스패터링장치에 대해서, 이하 그 동작에 대해서 설명한다. 레이저발진기로부터 출사된 펄스, 레이저광(1)은, 렌즈(2)에 의해서 집광되면서 입사창(3)을 통과해서 진공조(4)내에서 회전하는 타겟지지대(5)위에 설치된 타겟(6)에 조사된다. 타겟(6)의 레이저조사부로부터는 플라즈마형상의 플룸(7)이 발생하고, 기판지지대(8) 위에 고정된 기판(9)위에 막이 형성된다.

그러나 상기 종래의 구성에서는, 플룸의 분출방향이 일정하기 때문에, 기판(9)위에 형성되는 박막의 막두께는 중심이 두꺼워지기 때문에, 균일한 막두께를 가진 박막을 형성할 수 있는 면적은 작다고 하는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하는 것으로서, 균일한 막두께의 박막을 큰 면적으로 형성하는 레이저스패터링장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저스패터링장치는, 펄스광을 출사하는 레이저발진기와, 진공조내에 있어서 회전하는 지지대위에 경사지게 설치된 평판 형상 타겟과, 상기 지지대에 대해서 평행으로 설치된 기판과, 상기 레이저발진기로부터 출사된 레이저광을 상기 타겟위에 조사시키는 광학장치라고 하는 구성을 가지고 있다.

본 구성에 의해서, 레이저광이 조사된 타겟으로부터는, 표면에 수직인 방향으로 플룸에 분출한다. 경사지게 설치된 타겟의 회전에 따라서 플룸이 분출방향도 변한다. 그 때문에 플룸으로부터의 입자가 기판에 도달하는 양이 넓은 면적에 걸쳐서 평균화되고, 그 결과, 균일한 막두께의 박막을 형성할 수 있다.

이하 본 발명의 일실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

제1도에 있어서, (10)은 엑사이머레이저발진기, (11)은 레이저광, (12)는 원기둥렌즈, (13)은 입사창, (14)는 진공조, (15)는 평판형상의 타겟, (16)은 타겟지지대, (17)은 경사대, (18)은 플룸, (19)는 기판지지대, (20)은 기판 (23)은 렌즈이동기구이다.

엑사이머레이저발진기(10)에서 출사된 레이저광(11)은, 원기둥렌즈(12)에 의해 집광되면서 입사창(13)을 통과해서 진공조(14)내의 타겟(15)에 조사된다. 레이저광(11)은 원기둥렌즈(12)에 의해서, 한방향으로만 집광되고 타겟(15)위에 장축방향이 회전중심을 향한 상태로 조사된다. 타겟(15)은 타겟지지대(16)위의 경사대(17)위에 설치되고 있고, 레이저 (11)의 조사부로부터 플룸(18)이 타겟표면에 수직의 방향으로 분출한다. 그러므로 타겟지지대(16)의 회전에 따라서, 플룸(18)의 분출방향은 변한다. 제2도는 제1도에서 타겟(15)이 180도 회전한 상태를 표시한다. 플룸(18)은 분출방향을 바꾸면서 기판지지대(19)에 장착된 기판(20)위의 넓은 면적의 박막을 형성할 수 있다.

타겟(15)위에 조사되는 비임형상은, 반드시 실시예 1에 있는 바와 같이 타원형상이어야할 필요는 없으나, 플룸(18)을 생성시키기 위해서는, 비임형상을 작게해서 레이저파워밀도를 높게할 필요가 있다. 본 실시예와 같이 장축을 타겟의 회전중심으로 향하게 한 상태에서 조사하므로써, 플룸(18)을 회전방향에 대해 넓은 폭으로 생성하고, 큰 면적의 성막이 가능할 뿐만 아니라, 타겟표면의 이용률이 높아진다. 제3도에 막을 형성후의 타겟의 표면상태를 표시한다. (21)은 레이저 미조사부, (22)는 레이저 조사부이다. 레이저 조사부(22)에서는 타겟표면이 제거되고, 레이저 미조사부와의 사이에 단차가 발생한다. 이 타원비임을 사용함으로써 제3도에서도 명백한 바와 같이, 타겟의 이용률은 높다. 또, 레이저조사부(22)의 표면은 평활하다. 플룸(18)은 타겟(15)의 표면으로부터 분출되나, 기판(20)의 표면에서는 원호형상의 퇴적을 행한다. 그 때문에 기판지지대(19)와 타겟지지대(16)의 회전축을 각각 동일선상에 두지 않고 회전시킴으로써 기판(20)의 전체면에 막을 형성할 수 있다. 또, 타겟지지대와 기판지지대와의 회전방향 및 각도중, 적어도 한쪽을 바꾸므로써, 기판(19)의 전체면이 플룸(18)에 노출되는 확률을 평균화하고, 형성되는 박막의 막두께를 넓은 면적에 걸쳐서 균일화할 수 있다.

또, 경사대(17)의 각도를 너무 크게 하면, 타겟표면에서의 비임형상의 변화도 커지고, 플룸(18)의 분출상태도 변화하기 쉬워진다. 그 때문에, 타겟(15)의 회전과 동기시키고, 렌즈이동기구(23)에 의해서 원기둥렌즈(12)를 레이저광(11)의 광축방향으로 전후시켜서, 타겟표면에서의 비임형상을 일정하게 하므로써 플룸(18)의 분출상태를 안정화시킬 수 있다.

제1도의 구성에 의거하여 초점거리 300mm의 원기둥렌즈를 사용해서 직경 75mm의 타겟을 12도 기울게 하여 막을 형성하였던바, 원기둥렌즈의 위치를 고정시킨채로도 100mm 각의 기판위에 막두께 변화 ±10% 이하에서 막을 형성할 수 있었다. 종래 방법에서는 100mm 각의 기판위에서 ±20% 이상의 막두께 변화가 발생하고 있었다.

이상과 같이 본 발명은 펄스광을 출사하는 레이저발진기와, 진공조내에 있어서 회전하는 지지대위에서 경사지게 설치된 평판형상타겟과, 상기 지지대에 대해서 평행으로 설치한 기판과, 상기 레이저발진기로부터 출사된 레이저광을 상기 타겟위에 조사시키는 광학장치를 설치하므로써 균일한 막두께의 박막을 큰 면적에 형성할 수 있는 뛰어난 레이저스패터링장치를 실현할 수 있는 것이다.

Claims (5)

1. 펄스광을 출사하는 레이저발진기와, 진공조내에 있어서 회전하는 지지대 위에서 경사지게 설치된 평판형상타겟과, 상기 지지대에 대하여 평행으로 설치된 기판과, 상기 레이저발진기로부터 출사된 레이저광을 상기 타겟위에 조사시키는 광학장치를 구비한 것을 특징으로 하는 레이저스패터링장치.
2. 제1항에 있어서, 기판의 지지대와 타겟의 지지대와의 회전방향 및 각속도는, 적어도 한쪽이 다른 것을 특징으로 하는 레이저스패터링장치.
3. 제1항에 있어서, 기판은 회전하는 지지대에 설치되고, 기판의 지지대와 타겟의 지지대의 회전축은 동일선상에 없는 것을 특징으로 하는 레이저스패터링장치.
4. 제1항에 있어서, 광학장치는, 타겟위에 장축이 회전중심으로 향한 레이저광을 조사할 수 있는 구성을 구비한 것을 특징으로 하는 레이저스패터링장치.
5. 제1항에 있어서, 광학장치는, 타겟표면에서의 비임형상의 일정하게 되도록, 타겟의 회전에 동기시키고, 집광렌즈를 광축방향으로 전후시키는 이동기구를 구비한 것을 특징으로 하는 레이저스패터링장치.