JP5283103B2 - Target holding device and target holding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザビームを標的試料としてのターゲットに照射してレーザアブレーションを行う際に、当該ターゲットを保持するターゲット保持装置およびターゲット保持方法に関し、特に、ターゲットに高エネルギーのレーザビームを照射する際のターゲットの高温度化を抑制できるターゲット保持装置およびターゲット保持方法に関する。 The present invention relates to a target holding device and a target holding method for holding a target when a laser beam is irradiated to a target as a target sample, and in particular, when a high energy laser beam is irradiated to a target. The present invention relates to a target holding device and a target holding method that can suppress an increase in temperature of the target.
上述した従来のターゲット保持装置として、特許文献1に記載のレーザアブレーション成膜方法がある。この方法は、レーザアブレーション成膜において、その工程の中でターゲットに含まれる微粒子あるいは微粒子のハードウェア制限を取り除くことで、形成された膜中の微粒子の発生を抑えることを目的としたものである。その工程では、レーザ照射前にターゲットを加熱し、上述の微粒子あるいは微粒子の発生源を取り除き、続いて基板を所定の温度まで冷却した後レーザ照射をするものである。なお、ターゲットの加熱は、ターゲットに発熱ランプを接近させることで行っている。 As a conventional target holding apparatus described above, there is a laser ablation film forming method described in Patent Document 1. This method aims to suppress the generation of fine particles in the formed film by removing the hardware restrictions on the fine particles or fine particles contained in the target in the laser ablation film formation process. . In this step, the target is heated before laser irradiation, the above-mentioned fine particles or the generation source of the fine particles is removed, and then the substrate is cooled to a predetermined temperature and then laser irradiation is performed. The target is heated by bringing a heat-generating lamp close to the target.
また、特許文献2に記載の回転陽極型X線管装置およびその製造方法においては、絶縁材料での熱伝導と液冷との組み合わせで放熱を図っている。すなわち、ターゲットを回転させる機構を持ち、かつ冷却機構を備えているが、冷却の対象は回転機構部であり、冷却機構はターゲットを含む回転体を軸受けで支える固定体に形成されている。従って、ターゲットに対しては間接的な冷却となり、所望の冷却効果を得ることは困難である。
Moreover, in the rotating anode type X-ray tube device and the manufacturing method thereof described in
また、特許文献3に記載の水雰囲気レーザアブレーション法及びその装置においては、液体を含む冷却手段によりターゲットを直接冷却している。ただし、その冷却の目的は揮発性のある有機物をターゲットとすることであり、液体窒素を用いてターゲットを固化することを行っている。
しかしながら、上述した特許文献1に記載の装置における冷却手段は、ターゲット支持台の間接的熱伝導によるものであり、かつ、その熱放出は、過熱効率を上げるために強力に行っておらず、むしろ熱抵抗を高くしているものであり、ターゲットおよびその周辺部の高温化を抑止するものではなく、また、特許文献2においても、冷却の対象はターゲットではなく回転機構部であるので、ターゲットへの冷却効果は間接的であり、十分に高温化を抑止することはできなかった。また、特許文献3においては冷却手段に効率的に熱を流出せしめる液冷を用いて、ターゲットを直接冷却することを行っているが、高エネルギーレーザ照射によるターゲットでの発熱への対処、すなわち、ターゲットおよび保持装置の高温化への対処、および、ターゲットの回転機構の導入が考慮されておらず、ここで対象とする用途への適用は困難である。
However, the cooling means in the apparatus described in Patent Document 1 described above is based on indirect heat conduction of the target support base, and the heat release is not performed strongly in order to increase the superheating efficiency. The thermal resistance is increased and does not inhibit the target and the surrounding area from becoming high temperature. Also in
従って、上記従来技術においては、ビーム照射に対応してターゲットを回転させてビーム照射位置を移動させる形式のターゲット保持装置においては、ビーム照射により発生した熱を主として固体中の熱伝導により放散せしめるだけで冷却能力が不足であり、また、液冷により効率よく熱を放散せしめる例ではターゲットを回転せしめて照射エネルギーのターゲット上での分散を図ることは出来ていない。従って、高エネルギーのレーザビーム
に対してターゲットおよびターゲットホルダに熱が蓄積し、熱によってターゲットホルダの劣化が促進すると共に過熱により表層に析出したターゲットホルダの不純物が表面拡散によってターゲットの方へ移行し、ターゲットと同時に蒸気化され、蒸気の純度を著しく低下させるという問題があった。また、ターゲットを回転出来ない場合は液冷により効率的に熱の放出ができても、照射ビームエネルギーの局部的集中によりターゲットの局部的溶融領域が過熱し溶融液の飛沫が発生する問題があった。
Therefore, in the above prior art, in the target holding device of the type that moves the beam irradiation position by rotating the target in response to the beam irradiation, the heat generated by the beam irradiation is only dissipated mainly by the heat conduction in the solid. In the example where the cooling capacity is insufficient and the heat is efficiently dissipated by liquid cooling, the target cannot be rotated to distribute the irradiation energy on the target. Therefore, heat accumulates in the target and the target holder with respect to the high-energy laser beam, and the deterioration of the target holder is promoted by the heat, and the impurities of the target holder deposited on the surface layer due to overheating migrate to the target by surface diffusion. However, there is a problem that the vapor is vaporized at the same time as the target and the purity of the vapor is significantly reduced. In addition, when the target cannot be rotated, even if heat can be released efficiently by liquid cooling, there is a problem in that the local melting region of the target is overheated due to local concentration of irradiation beam energy, and splashing of the melt occurs. It was.
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであって、高エネルギーレーザビームによるレーザアブレーションを可能とするため、ターゲットを高速回転させつつ、コンパクトな形状の中でターゲットの高温化を抑止することにより、ターゲット及びターゲット保持装置を長時間に亙り安定に作動せしめることができ、また、ターゲットホルダからターゲットへの不純物材料の溶出を防止することにより、レーザアブレーションで発生させる材料蒸気の純度を高めることができるターゲット保持装置およびターゲット保持方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances. In order to enable laser ablation with a high-energy laser beam, the target is prevented from being heated in a compact shape while rotating the target at a high speed. Thus, the target and the target holding device can be operated stably for a long time, and the purity of the material vapor generated by laser ablation is increased by preventing the elution of impurity material from the target holder to the target. An object of the present invention is to provide a target holding device and a target holding method.
上記課題を解決するための、本発明の形態1に記載のターゲット保持装置は、
レーザアブレーション用の標的試料となるターゲットと、該ターゲットを固定する固定手段と、該固定手段に接続され、該ターゲットを該固定手段とともに回転せしめる回転手段と、該ターゲットを該固定手段とともに冷却する冷却手段と、
を備え、前記回転手段により該ターゲットを回転させるともに、前記冷却手段により該ターゲットを冷却することにより該ターゲット表面の高温化を抑止したことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the target holding device according to the first embodiment of the present invention is
Target to be a target sample for laser ablation, fixing means for fixing the target, rotating means connected to the fixing means and rotating the target together with the fixing means, and cooling for cooling the target together with the fixing means Means,
The target is rotated by the rotating means, and the target surface is prevented from being heated by cooling the target by the cooling means.
該ターゲットを回転させることで、レーザビーム照射によりターゲット表面に照射するエネルギーをターゲット表面の広い面積に分散せしめ、局部的過熱状態を防ぐと同時に、広い面積からターゲットを通りすぎて該固定手段へ向う固体中の熱放散経路が形成されるので、熱抵抗は低減される。この効果はターゲット表面照射レーザビーム径を大きくすることで、さらに高まる。更に、回転する該固定手段に到達する熱量を直接冷却する熱放出手段を有することで、効率的に大量の熱を排除することが可能となる。従って、高エネルギーのレーザ照射が可能となり、レーザ照射による多量の蒸気発生を可能とする。 By rotating the target, the energy applied to the target surface by laser beam irradiation is dispersed over a wide area of the target surface to prevent local overheating, and at the same time, the target passes from the wide area to the fixing means. Since a heat dissipation path in the solid is formed, the thermal resistance is reduced. This effect is further enhanced by increasing the target surface irradiation laser beam diameter. Furthermore, it becomes possible to efficiently remove a large amount of heat by having a heat release means for directly cooling the amount of heat reaching the rotating fixing means. Therefore, high-energy laser irradiation is possible, and a large amount of vapor can be generated by laser irradiation.
また、形態2に記載のターゲット保持装置は、形態1に記載のターゲット保持装置に係り、前記固定手段の内部は該ターゲットの近傍まで空洞化され、前記冷却手段は、前記固定手段の空洞部に冷却用の液体を循環または還流させることによって前記固定手段および該ターゲットを冷却することを特徴とする。
この構成では、回転している該固定手段内部の該ターゲット近傍で該ターゲットから伝導してきた熱を熱容量の大きい液体に伝達せしめ、液体の流れによりこの熱を搬出せしめるものであり、ターゲットで発生する熱量を直接的に最も効率的よく放出できるものである。
Further, the target holding device according to the second aspect relates to the target holding device according to the first aspect, wherein the inside of the fixing means is hollowed to the vicinity of the target, and the cooling means is formed in a cavity portion of the fixing means. The fixing means and the target are cooled by circulating or refluxing a cooling liquid.
In this configuration, the heat conducted from the target in the vicinity of the target inside the rotating fixing means is transferred to the liquid having a large heat capacity, and this heat is carried out by the flow of the liquid, and is generated at the target. The amount of heat can be released directly and most efficiently.
なお、該固定手段を該レーザアブレーションを行う空間雰囲気と異なる外部から回転駆動する場合は該レーザアブレーションを行う空間を形成する固定された容器と回転駆動部分あるいは駆動されて回転する該固定手段との間の接する部分で気密にシールする必要があり、磁気シール等の手段で実現することができる。また、該液体の循環または還流の流路において、該固定手段内に含まれる回転する部分と外部の液体供給あるいは排出手段に含まれる回転しない部分との間の接触部分はベアリングシール等の手段が適用可能である。 In the case where the fixing means is rotationally driven from the outside different from the space atmosphere for performing the laser ablation, the fixed container forming the space for performing the laser ablation and the rotational driving portion or the fixed means for rotating by being driven. It is necessary to hermetically seal at the contact portion between them, and this can be realized by means such as magnetic sealing. Further, in the flow path for circulating or refluxing the liquid, the contact portion between the rotating portion included in the fixing means and the non-rotating portion included in the external liquid supply or discharge means is provided by means such as a bearing seal. Applicable.
また、形態3に記載のターゲット保持装置は、形態1に記載のターゲット保持装置に係
り、前記固定手段は、前記ターゲットの回転中心軸の位置で固定する留め具を有することを特徴とする。
該ターゲットを留め具で固定手段に固定することは、該ターゲットの固定面が水平でなく自由な傾斜を持たせてもターゲットが固定位置から外れることがなく、例えば、ターゲットの照射面を垂直に立て、横からレーザビームを照射し、水平方向にターゲット材料蒸気を飛ばすことも可能となる。留め具をターゲットの回転中心軸の位置で留めることは、レーザ照射位置がターゲットの回転軸からずれたところにあることで可能となる。
Moreover, the target holding device according to the third aspect relates to the target holding device according to the first aspect, wherein the fixing means includes a fastener for fixing at a position of a rotation center axis of the target.
Fixing the target to the fixing means with a fastener means that the target does not move out of the fixing position even if the target fixing surface is not horizontal and has a free inclination. For example, the irradiation surface of the target is vertical. It is also possible to irradiate a laser beam from the side and blow the target material vapor in the horizontal direction. The fastener can be fastened at the position of the rotation center axis of the target because the laser irradiation position is deviated from the rotation axis of the target.
また、形態4に記載のターゲット保持装置は、形態3に記載のターゲット保持装置に係り、前記留め具の先端は、該ターゲットの表層に突出せずに該ターゲットの内部に留まっていることを特徴とする。
該留め具の先端が、該ターゲットの表面から沈んでいるということは、それだけレーザビームの照射位置から離れることであり、留め具の先端がレーザビーム照射による熱の影響を受け難く、また、仮に留め具が高温で不純物を析出しても該ビーム照射位置まで表面を伝わって到達する可能性が少なくなるものである。
Moreover, the target holding device according to the fourth aspect relates to the target holding device according to the third aspect, wherein the tip of the fastener remains inside the target without protruding to the surface layer of the target. And
The fact that the tip of the fastener is sunk from the surface of the target means that the tip of the fastener is far from the irradiation position of the laser beam, and the tip of the fastener is hardly affected by the heat of the laser beam irradiation. Even if the fastener deposits impurities at a high temperature, the possibility of reaching the beam irradiation position through the surface is reduced.
また、形態5に記載のターゲット保持装置は、形態1に記載のターゲット保持装置に係り、不活性ガス雰囲気容器内でレーザアブレーションにより発生するターゲット材料蒸気が誘起する不活性ガス衝撃波が、容器壁で反射して該材料蒸気を特定領域に閉じ込めることにより、該材料蒸気を構成する材料原子あるいは分子が結合してクラスターを生成せしめるクラスター生成装置に装着されることを特徴とする。 Further, the target holding device according to the fifth aspect relates to the target holding device according to the first aspect, and the inert gas shock wave induced by the target material vapor generated by laser ablation in the inert gas atmosphere container is generated on the container wall. The material vapor is reflected and confined in a specific region, and is attached to a cluster generation device that combines material atoms or molecules constituting the material vapor to generate a cluster.
該クラスター生成装置が生産に適用可能なクラスター膜を形成するためには、クラスターの時間当たりの生成量が十分大きいことが要求され、その為には高エネルギーのレーザビームによるアブレーションが必要である。且つまた、該レーザアブレーションを行う容器の寸法に合わせた小型のターゲット固定手段が必要となる。形態1のターゲット保持装置を装着することで、強力な熱放出が可能で、上述の条件を満たすことができる。 In order for the cluster generation apparatus to form a cluster film applicable to production, it is required that the generation amount of clusters per time is sufficiently large. For this purpose, ablation with a high energy laser beam is required. In addition, a small target fixing means that matches the dimensions of the container for laser ablation is required. By mounting the target holding device of aspect 1, powerful heat release is possible, and the above-described conditions can be satisfied.
また、形態6に記載のターゲット保持装置は、形態1に記載のターゲット保持装置に係り、前記ターゲット固定手段は密着して該ターゲットを支持するターゲット支持部を備え、該ターゲット支持部および該留め具が、熱伝導率が80W/mK以上の材料で構成されていることを特徴とする。
これは、該ターゲットの発熱部と該冷却手段との間の熱抵抗を下げるための条件であり、300mJ以上の高エネルギーレーザビームの照射に対応できる条件である。
Further, the target holding device according to the sixth aspect relates to the target holding device according to the first aspect, wherein the target fixing means includes a target support portion that closely contacts and supports the target, the target support portion and the fastener. However, it is characterized by being comprised with the material whose heat conductivity is 80 W / mK or more.
This is a condition for lowering the thermal resistance between the heat generating part of the target and the cooling means, and is a condition that can cope with irradiation of a high energy laser beam of 300 mJ or more.
また、形態7に記載のターゲット保持装置は、形態1に記載のターゲット保持装置に係り、前記ターゲット固定手段は密着して該ターゲットを支持するターゲット支持部を備え、該ターゲット支持部および該留め具が、その主成分以外の成分が1ppm以下である材料で構成されていることを特徴とする。
レーザアブレーションにより生成される膜が半導体デバイスに適用される場合は特に生成膜への不純物混入は避ける必要がある。該ターゲット支持部および該留め具は高温になるので、含まれる不純物が析出し、その不純物がレーザアブレーションにより生成される該ターゲット材料蒸気に混入することを避けることが形態7の主張である。
Moreover, the target holding device according to the seventh aspect relates to the target holding device according to the first aspect, wherein the target fixing means includes a target support portion that closely contacts and supports the target, the target support portion and the fastener. However, it is characterized in that it is made of a material whose components other than the main component are 1 ppm or less.
In particular, when a film generated by laser ablation is applied to a semiconductor device, it is necessary to avoid contamination of the generated film with impurities. Since the target supporting part and the fastener are at high temperatures, it is the claim of the form 7 that the contained impurities are precipitated and the impurities are not mixed into the target material vapor generated by laser ablation.
また、形態8に記載のターゲット保持装置は、形態1に記載のターゲット保持装置に係り、前記ターゲット固定手段は密着して該ターゲットを支持するターゲット支持部を備え、該ターゲット支持部および該留め具が、使用可能な最高温度が、該ターゲットの材料の融点以上である材料より構成されていることを特徴とする。
また、形態9に記載のターゲット保持方法は、
レーザアブレーション用の標的試料となるターゲットを固定する固定ステップと、
該ターゲットを回転する回転ステップと、
該ターゲットを冷却する冷却ステップと、
を含み、前記回転ステップにより該ターゲットを回転させるともに、前記冷却ステップにより該ターゲットを冷却することにより該ターゲット表面の高温化を抑止したことを特徴とする。
Further, the target holding device according to the eighth aspect relates to the target holding device according to the first aspect, wherein the target fixing means includes a target support portion that closely contacts and supports the target, the target support portion and the fastener. However, it is characterized by being comprised from the material whose maximum temperature which can be used is more than melting | fusing point of the material of this target.
Moreover, the target holding method according to the ninth aspect is
A fixing step for fixing a target to be a target sample for laser ablation;
A rotating step of rotating the target;
A cooling step for cooling the target;
The target is rotated by the rotating step, and the target surface is prevented from being heated by cooling the target by the cooling step.
また、形態10に記載のレーザアブレーション装置は、形態1から8までのターゲット保持装置を具備したレーザアブレーションクラスタービーム装置、レーザアブレーションCVD装置等のレーザアブレーション活用装置である。上記ターゲット保持装置を従来のターゲット保持装置に置き替えることにより、高い熱伝導率および熱排除効果によるレーザアブレーションにおけるエネルギー許容値を著しく増大せしめ、高速回転によるターゲットのレーザ照射による磨耗の均一化を可能とし、レーザアブレーションの際の不純物の混入を抑え、ターゲットの着脱も容易で、且つ、コンパクトな空間でのレーザアブレーションを可能とする装置構成を実現するものである。 The laser ablation apparatus according to the tenth aspect is a laser ablation utilization apparatus such as a laser ablation cluster beam apparatus or a laser ablation CVD apparatus including the target holding apparatuses according to the first to eighth aspects. Replacing the above target holding device with a conventional target holding device can significantly increase the allowable energy value in laser ablation due to high thermal conductivity and heat rejection effect, and can achieve uniform wear due to laser irradiation of the target by high-speed rotation Thus, it is possible to realize an apparatus configuration that suppresses the mixing of impurities during laser ablation, can easily attach and detach the target, and enables laser ablation in a compact space.
また、形態11に記載のターゲット保持方法は、形態9に記載のターゲット保持方法に係り、前記冷却ステップは、該ターゲットの近傍で冷却用の液体を循環または還流させることによって該ターゲットを冷却することを特徴とする。
また、形態12に記載のターゲット保持方法は、形態9に記載のターゲット保持方法に係り、前記固定ステップは、前記ターゲットの回転中心軸の位置で留め具を用いて固定することを特徴とする。
Further, the target holding method according to the eleventh aspect relates to the target holding method according to the ninth aspect, wherein the cooling step cools the target by circulating or refluxing a cooling liquid in the vicinity of the target. It is characterized by.
Moreover, the target holding method according to the twelfth aspect relates to the target holding method according to the ninth aspect, wherein the fixing step fixes the target at a position of the rotation center axis of the target using a fastener.
また、形態13に記載のターゲット保持方法は、形態11に記載のターゲット保持方法に係り、前記留め具の先端は、該ターゲットの表層に突出せずに該ターゲットの内部に留まっていることを特徴とする。
また、形態14に記載のターゲット保持方法は、形態9に記載のターゲット保持方法に係り、不活性ガス雰囲気容器内でレーザアブレーションにより発生するターゲット材料蒸気が誘起する不活性ガス衝撃波が、容器壁で反射して該材料蒸気を特定領域に閉じ込めることにより、該材料蒸気を構成する材料原子あるいは分子が結合してクラスターを生成せしめるクラスター生成装置内で行われることを特徴とする。
Moreover, the target holding method according to the thirteenth aspect relates to the target holding method according to the eleventh aspect, wherein the tip of the fastener remains inside the target without protruding from the surface layer of the target. And
Further, the target holding method described in the
また、形態15に記載のターゲット保持方法は、形態9に記載のターゲット保持方法に係り、前記固定ステップは、熱伝導率が80W/mK以上の材料で該ターゲットを固定することを特徴とする。
また、形態16に記載のターゲット保持方法は、形態9に記載のターゲット保持方法に係り、前記固定ステップは、その主成分以外の成分が1ppm以下である材料で該ターゲットを固定することを特徴とする。
また、形態17に記載のターゲット保持方法は、形態9に記載のターゲット保持方法に係り、前記固定ステップは、使用可能な最高温度が、該ターゲットの材料の融点以上である材料で該ターゲットを固定することを特徴とする。
Further, the target holding method described in the
Further, the target holding method according to
Further, the target holding method according to the
以上、本発明の構成を概略すると、本発明は、レーザアブレーション装置において、ターゲットを高速に回転させ、高エネルギーレーザビームの照射位置を高速に移動せしめる機能を持つターゲット保持装置内に、液体循環式冷却により直接冷却する機構を持たせ、かつ保持装置をコンパクトに実現する技術を提供するものである。その際、ターゲット保持部(ターゲットホルダ)の材料として融点がターゲットの材料より高く、かつ、熱伝導率が80W/mK以上、不純物が1ppm以下であることを条件とし、実施例として炭化珪素を用いている。また、構造に関しては、ターゲット表面のレーザ照射位置からターゲットホルダまでのターゲット表面沿いの距離を十分離し、ターゲットの固定は回転軸の位置でターゲット内部から支持台に向けて留め具で行うことを特徴としている。 The configuration of the present invention is outlined above. In the laser ablation apparatus, the present invention provides a liquid circulation type in a target holding device having a function of rotating a target at high speed and moving an irradiation position of a high energy laser beam at high speed. A technique for providing a mechanism for directly cooling by cooling and realizing a holding device in a compact manner is provided. At that time, silicon carbide is used as an example on the condition that the melting point of the target holding part (target holder) is higher than that of the target material, the thermal conductivity is 80 W / mK or more, and the impurity is 1 ppm or less. ing. As for the structure, the distance along the target surface from the laser irradiation position on the target surface to the target holder is sufficiently separated, and the target is fixed with a fastener from the inside of the target toward the support base at the position of the rotation axis. It is said.
以上説明したように、本発明のターゲット保持装置によれば、レーザビームにより発生する熱量を、高熱容量の液体媒体と高熱伝導材料の組み合わせで効果的に除去するので、小さい空間内で強いレーザビームによる大量の材料蒸気を発生せしめることが可能となる。それと同時に、ターゲット保持部(ターゲットホルダ)に含まれる不純物がレーザビーム照射面に表面拡散して材料蒸気に混入することを防ぎ、更に、ターゲットが留め具で固定されるので、ターゲットの設置面を垂直に立てることも可能となる。 As described above, according to the target holding device of the present invention, the amount of heat generated by the laser beam is effectively removed by a combination of a liquid medium having a high heat capacity and a high heat conductive material, so that a strong laser beam in a small space. This makes it possible to generate a large amount of material vapor. At the same time, impurities contained in the target holder (target holder) are prevented from diffusing into the laser beam irradiation surface and mixed into the material vapor, and further, the target is fixed with a fastener, so that the target installation surface can be It is also possible to stand vertically.
また、本発明の応用例として、クラスター生成容器に装着すれば、高純度のクラスター膜の高速形成が可能となり、例えばクラスター膜のナノ領域に突入しつつある最先端シリコンLSIへの適用も可能と考えられる。即ち、本技術によればシリコン・デバイスに適用する場合に必要となる材料純度を落とす要因のターゲット支持装置での発生を排除し、大面積基板にクラスター膜を形成するための膜形成速度の実現に必要な材料蒸気発生量の増大が可能となる。
特に、本発明は、高エネルギーレーザビームを用いるレーザアブレーションを狭い空間内で効率よく実現し、クラスター成膜装置に用いて、そのナノエレクトロニクス適用等の生産現場での使用を可能ならしめるものである。
In addition, as an application example of the present invention, if it is attached to a cluster generation container, it is possible to form a high-purity cluster film at a high speed, and for example, it can be applied to a state-of-the-art silicon LSI that is entering the nano area of the cluster film Conceivable. That is, according to this technology, the generation of the film formation speed for forming the cluster film on the large area substrate is eliminated by eliminating the occurrence of the material purity required for application to the silicon device in the target support device. It is possible to increase the amount of material vapor required for the production.
In particular, the present invention efficiently realizes laser ablation using a high energy laser beam in a narrow space, and enables use in a production site such as application of nanoelectronics by using it in a cluster film forming apparatus. .
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るターゲット保持装置について説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係るターゲット保持装置が適用されるクラスター生成容器全体の構成を示す概略図である。
このクラスター生成容器15は、クラスターの原料となるターゲット12を配置して、不活性ガスを導入しながら当該ターゲット12にレーザビームLを照射して、クラスター群16を生成するものである。クラスター生成容器は、ターゲット12を保持するためのターゲット保持装置1と、レーザビームLを導入するために開口されている入射窓13と、クラスター群16を流出するための流出窓17とを有する。
Hereinafter, a target holding device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of the entire cluster generation container to which the target holding device according to the first embodiment of the present invention is applied.
The
上記構成において、レーザビームLに照射されたターゲット12の材料蒸気が不活性ガスの衝撃波14を発生せしめ、衝撃波14がクラスター生成容器15の内壁で反射して材料蒸気を特定領域Bに閉じ込め、材料蒸気の原子あるいは分子同士の衝突により該材料のクラスター群16を生成し、ターゲット12と特定領域Bとを結ぶ直線の延長線上のクラスター生成容器15の壁に設けられた流出窓17からクラスター群16を流出せしめ、クラスター生成容器15の外部に配置されたスキマー18を介して基板19上にクラスター群16を散布してクラスター膜20を生成する。
In the above configuration, the material vapor of the
同図に示すように、本発明のターゲット保持装置が適用される一例としてのターゲット生成容器15において、ターゲット12に高エネルギーのレーザビーム13を照射すると、エネルギー付与されたターゲット12の照射領域Aの表面は、数千度に加熱されて照射部位の材料原子は瞬時に蒸気となって噴出すると共に、一部の熱は、照射領域の他の領域にも拡散し、ターゲット12のみならず、ターゲット12を保持するターゲット保持装置1をも過熱する。ターゲット保持装置1は、ターゲット保持部(ターゲットホルダ)2と、ホルダ支持部3とから構成され、ターゲット保持部2およびホルダ支持部3も過熱されることになる。このような熱拡散によってターゲット12の照射領域Aの他の領域にも熱が拡散する。この熱は、原理的にはターゲット12を融点以上に加熱することはなく、ターゲット12の蒸気発生には寄与しない。しかしながら、代わってこの熱拡散によって、ターゲットホルダ2に伝わる熱は、ターゲットホルダ2の材質の劣化を促進するほか、タ
ーゲットホルダ2の表層に析出したターゲットホルダ2の不純物が表面拡散によってターゲット12の方へ移動し、ターゲット12が蒸気化されると同時に蒸気化されてターゲット12の蒸気の純度を著しく低下させることが問題となっており、この問題を解決するためには、ターゲット12の蒸気発生には寄与しない余剰熱は、水冷などの冷却機構により排熱することが望ましい。
As shown in the figure, in a
図2は、本発明の第1実施形態に係るターゲット保持装置の構成を示す断面図である。
本実施形態に係るターゲット保持装置1は、ターゲットホルダ2と、ホルダ支持部3と、冷却媒体4とを備える。すなわち、本実施形態は、上記冷却機構をターゲットホルダ2の内側、すなわち、ホルダ支持部3の内部に設けた例である。なお、ターゲットホルダ2とホルダ支持部3とは、固定手段として一体化されたものを用いることができる。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the target holding device according to the first embodiment of the present invention.
The target holding device 1 according to the present embodiment includes a
ターゲットホルダ2は、円盤状のターゲット12を固定するために、熱伝導率が高く耐熱損傷性の高い材質で形成され、ターゲット12を収容するための凹部2aと、ホルダ支持部3を収容するための第1の空洞部2bとを備える。また、凹部2a内にターゲット12を収容した際、ターゲット12の側面の所定の箇所でねじ2cなどを用いて固定する。
The
ホルダ支持部3は、筒状に形成され、ターゲットホルダ2を保持するとともに、ターゲット12にレーザビームLを照射したときの照射面積を広げるため、ターゲット12を回転させたり直線移動させたりするための駆動機構を有する。また、その一部は、ターゲットホルダ2に設けられた第1の空洞部2b内に収容固定され、ホルダ支持部3の内部には第2の空洞部3aが設けられ、空洞になっている。
冷却媒体4は、ホルダ支持部3の内部に形成された第2の空洞部3a内に充填され、本実施形態では、冷却水を使用した。また、図示しないが、この冷却水を循環させるための冷却装置が設けられている。
The
The cooling
上記構成により、ホルダ支持部3の第2の空洞部3aに約20℃程度の温度の水が循環して流れ、ホルダ支持部3、ターゲットホルダ2を通してターゲット12を冷却するようになっている。
ターゲット12の材質が、例えばシリコンの場合、ターゲットホルダ2の材質としては、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、白金(Pt)などの高融点遷移金属が考えられる。
With the above-described configuration, water having a temperature of about 20 ° C. circulates and flows through the
When the material of the
また、回転するターゲット12の利用効率を考慮して、ターゲットホルダ2の形状は、円盤ディスク状が望ましく、クラスタービーム装置の場合には、レーザビーム照射面が鉛直方向となるように配置される。その場合、高融点遷移金属をターゲットホルダ2に用いればターゲット12は、先に示したようにねじ2cで固定することも可能である。いずれにしても回転駆動または直線駆動するホルダ支持部3の動作に追従するようにターゲットのセッティングが行われる。このように、ターゲットホルダ2の材質に高融点金属を使用することにより、ターゲット12の固定ねじ加工や熱伝導性を考慮した一体加工など、種々の固定方法が可能になる。また、ターゲットホルダ2の設置位置は、図2(b)に示すように、ターゲット2の回転中心Xからdほどずらした位置X´にレーザビーム照射領域A´が来るように、セッティングされると好ましい。すなわち、回転中心における照射領域Aの中心と、好ましい照射領域の中心とは、距離dほど離れている。
In consideration of the utilization efficiency of the
以上説明したように、ターゲットホルダ2の材質としては、熱伝導性と耐熱損傷性を考慮してモリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、白金(Pt)などの高融点遷移金属を使用することが好ましいが、その際の問題点として、純度の高い材料が入手困難であることなどが挙げられる。
また、レーザ照射によってターゲット12に発生した余剰熱を除去するために必要な熱
伝導性を確保した設計にするため、ターゲットホルダがターゲット12と接する部位の形状は、熱放出流路の断面積が広く、熱放出流路の長さの短い形状が望ましいが、本実施形態では、ターゲット12の側面を包むターゲットホルダ2の先端部は、ターゲット12を側面で固定するためのもので厚さの比較的薄い筒状形状をもち、この形状がターゲット12に発生した余剰熱の側面からの熱伝導を妨げ、ターゲットホルダ2の筒状先端部位は局所的にターゲットホルダ2の他の部分部より高温となり、モリブデン材料の不純物が表層に析出すると考えられる。この析出不純物はターゲット12に拡散し、レーザ照射面まで達するとターゲット材料蒸気に混入して、生成されるクラスターに混入することになるので、ターゲットホルダ2の筒状先端部位の温度管理に注意する必要がある。
As described above, as the material of the
In addition, in order to achieve a design that secures the thermal conductivity necessary for removing the excess heat generated in the
[第2実施形態]
図3は、本発明の第2実施形態に係るターゲット保持装置の構成を示す断面図(a)および正面図(b)である。
本実施形態は、前述した第1実施形態とターゲットホルダの形状が異なり、したがって、ターゲット12を保持する方法が異なる。すなわち、本実施形態に係るターゲット保持装置10は、前述した第1実施形態と同様に、ホルダ支持部3と、冷却媒体4とを有しているが、ターゲットホルダ5は、ターゲット12を支持するためのターゲット支持部位5dと、ターゲット支持部位5dに設けられたターゲット固定ピン5cと、ホルダ支持部3との継手となる空洞のホルダ継手5eとを有する。ターゲット支持部位5dは、前述した第1実施形態における凹部2aよりも浅い凹部5aを有し、ターゲット固定ピン5cは、ターゲット12の円盤状の回転中心に挿入されることによりターゲット12を固定することができる。前述した第1実施形態では、ターゲット12の側面でターゲット12をねじなどで固定する方法であったが、本実施形態では、円盤状のターゲット12の前面の回転中心で試料を固定する方法に変わっている。この構成により、ターゲット12の固定箇所がレーザビーム照射位置により近づくこととなる。したがって、ターゲット12を固定する固定ピン5cの熱損傷の危険性は増大するが、この課題を克服する方法として、ターゲット12の表面から固定ピン5cの直径相当分の深さまでターゲット12を固定するターゲット固定ピン5cをターゲット12の表面から出さずに内部に埋め込んだ形状でターゲット12を固定する。これにより、レーザビームの照射位置から固定ピン5cまでの距離はより一層離れることになり、固定ピン5cの温度の熱損傷は起こりにくくなる。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a cross-sectional view (a) and a front view (b) showing the configuration of the target holding device according to the second embodiment of the present invention.
This embodiment is different from the first embodiment described above in the shape of the target holder, and therefore the method for holding the
本実施形態では、熱伝導性、最高使用温度、および純度を考慮して、ターゲット固定ピン5cにも高純度炭化珪素を使用した。ターゲット固定ピン5cは、シリコンターゲットの融点以内に温度が保たれ、最高使用温度1700℃以下の熱損傷を受けない状態での使用とした。
また、炭化珪素(SiC)素材の加工性に劣る点を考慮して、ターゲットホルダ5の形状は、単純構造に設計する必要があるが、ここでは、回転直線駆動機構ヘッドとの十分大きな接触面積を持つ無酸素銅性のホルダ継手5eを介してターゲットホルダ5から冷却装置への十分な熱伝導を確保した。
In the present embodiment, high-purity silicon carbide is also used for the
Further, in consideration of the inferior workability of the silicon carbide (SiC) material, the shape of the
以上、本実施形態においては、ターゲットホルダ5の形状は、ターゲット12の側面と接するターゲットホルダ5の先端部位の凹部5aをターゲットディスクの厚さの1/5まで短くし、熱伝導性が低下しないように、ターゲット12の支持方法を改良したものである。このように、ターゲット12の支持部位5dが短くなることで、ターゲットホルダ5とターゲット12との接触部位がレーザビーム照射位置から遠くなり、熱伝導性維持と共にターゲットホルダ5の熱劣化を防止する働きを持つ。
As described above, in the present embodiment, the shape of the
[第3実施形態]
図4は、本発明の第3実施形態に係るターゲット保持装置の構成を示す外観図である。
このターゲット保持装置は、前述した第1実施形態に係るターゲットホルダ2としてモ
リブデンよりなるモリブデン製ターゲットホルダ100を使用した例である。
このモリブデン製ターゲットホルダ100を用いた実験において、ターゲット12としては、直径20mm、厚さ5mmのディスク状ポリシリコン(不純物成分0.01ppm以下)を用い、このターゲット12の側面を、モリブデン製ターゲットホルダ100の先端の内部側面を介して外側からねじ2cで固定して支持し、波長532nmのYAGパルスレーザビームを800mJのエネルギーで照射した。このモリブデン製ターゲットホルダ100の先端は、ターゲット12を収容するために、ターゲット12の側面がターゲット12と接する長さの約半分の長さの凹部2aと、ホルダ支持部3を収容するための第1の空洞部(図2の2bを参照)とを備えている。以上の構成において、レーザビーム13を照射すると、モリブデン材料に含有される不純物がモリブデン製ターゲットホルダ100の表層に拡散し、ターゲット12の蒸発加点でターゲットの材質であるシリコンと共に蒸発することから、生成されるターゲット12の蒸気の純度が低下するという点で問題を有する。
[Third Embodiment]
FIG. 4 is an external view showing a configuration of a target holding device according to the third embodiment of the present invention.
This target holding device is an example in which a
In the experiment using the
そこで、このターゲット12の蒸気の純度低下に関する技術課題を克服する方法として、ターゲットホルダの材質を熱伝導性と耐熱損傷性、および純度をも考慮して選定した結果、その有力候補として高純度セラミックに注目した。
図5は、本発明の第3実施形態に係るターゲットホルダの使用材料の物理的特性を示す表である。この表は、一般に、入手可能な高純度セラミックの特性、純度を高融点遷移金属と比較した表である。
Therefore, as a method for overcoming the technical problem related to the decrease in the purity of the steam of the
FIG. 5 is a table showing physical characteristics of materials used for the target holder according to the third embodiment of the present invention. This table is generally a table comparing the properties and purity of available high-purity ceramics with refractory transition metals.
同図に示すように、本発明の第3実施形態に用いられるターゲットホルダの材質として、高融点遷移金属およびセラミックが考えられる。各材質について、以下に記述する。
まず、高融点遷移金属としては、モリブデン(Mo),タンタル(Ta),白金(Pt)が挙げられる。また、セラミックとしては、SiC(Pure Beta-S)、SiC+m−Si(Pure Beta-R)、AlN(Shapal=M)、Al2O3(アルミナ)が挙げられる。高融点金属としては、最高使用温度[℃]、熱伝導度[W/mK]、純度、加工性を比較し、セラミックは、最高使用温度、ビッカース硬度、熱伝導性、誘電率(一部)、純度、加工性を比較した。
As shown in the figure, refractory transition metals and ceramics are conceivable as materials for the target holder used in the third embodiment of the present invention. Each material is described below.
First, examples of the high melting point transition metal include molybdenum (Mo), tantalum (Ta), and platinum (Pt). Examples of the ceramic include SiC (Pure Beta-S), SiC + m-Si (Pure Beta-R), AlN (Shapal = M), and Al 2 O 3 (alumina). For refractory metals, the maximum operating temperature [° C], thermal conductivity [W / mK], purity, and workability are compared. Ceramics have the highest operating temperature, Vickers hardness, thermal conductivity, and dielectric constant (partial). , Purity and processability were compared.
その結果、最高使用温度については、Ta=2990,Mo=2610,AlN=1900,Pt=1770,SiC=1700,Al2O3=1600,SiC+m−Si=1400であり、温度の高い順に、Ta>Mo>AlN(Shapal-M)>Pt>SiC(Pure Beta-S)>Al2O3>SiC+m−Si(Pure Beta-S)となった。 As a result, the maximum use temperature is Ta = 2990, Mo = 2610, AlN = 1900, Pt = 1770, SiC = 1700, Al 2 O 3 = 1600, SiC + m-Si = 1400. >Mo> AlN (Shapal-M)>Pt> SiC (Pure Beta-S)> Al 2 O 3 > SiC + m-Si (Pure Beta-S).
また、セラミックのビッカース硬度Hvは、SiC(Pure Beta-S)=2200,SiC+m−Si(Pure Beta-S)=1500,AlN(Shapal-M)=390,Al2O3=1530であり、SiC(Pure Beta-S)>2200>SiC>m−Si(Pure Beta-S)>15=1500,AlN(Shapal-M)=となった。また、熱伝導度[W/mK]は、Mo=138,Ta=57.5,Pt=71.6,SiC=230,SiC+m−Si=180,AlN=90,Al2O3=38、誘電率は、AlN=7.1,Al2O3=10、純度(ppm)は、Ptにおいては、Au100,Pb10,Mg2,Fe5,Ni3,Ir10,Pd6,Cu5,Ag5,Rh10であり、SiCにおいては、B0.02,Na<0.01,Al0.08,K<0.01,Ti0、02,Cr0.02,Mg0.02,Fe0.05Co<0.01,Ni<0.01,Cu0.04,Zn0.01,W<0.01であり、SiC+m−Si(Pure Beta-S)においては、B0.02,Na<0.005,Al0.05,K<0.01,Ti0.01,Cr0.02,Mg0.01,Fe0.005Co<0.005,Ni<0.005,Cu<0.005,Zn<0.01,W<0.005であり、AlNにおいては、Ca450、Cr60、Mg15、Ni<5、Fe20、Si15となった。また、加工性については、加工性については、Mo,Ta
,Pt,AlNは、マシナブル(機械加工)、SiC,SiC+m−Si,Al2O3=38については成型という結果になった。
Further, the Vickers hardness Hv of the ceramic is SiC (Pure Beta-S) = 2200, SiC + m-Si (Pure Beta-S) = 1500, AlN (Shapal-M) = 390, Al 2 O 3 = 1530, and SiC. (Pure Beta-S)>2200>SiC> m-Si (Pure Beta-S)> 15 = 1500, AlN (Shapal-M) =. The thermal conductivity [W / mK] is Mo = 138, Ta = 57.5, Pt = 71.6, SiC = 230, SiC + m-Si = 180, AlN = 90, Al 2 O 3 = 38, dielectric The rate is AlN = 7.1, Al 2 O 3 = 10, the purity (ppm) is Au100, Pb10, Mg2, Fe5, Ni3, Ir10, Pd6, Cu5, Ag5, Rh10 in Pt, and in SiC Are B0.02, Na <0.01, Al0.08, K <0.01, Ti0, 02, Cr0.02, Mg0.02, Fe0.05Co <0.01, Ni <0.01, Cu0. 04, Zn0.01, W <0.01, and in SiC + m-Si (Pure Beta-S), B0.02, Na <0.005, Al0.05, K <0.01, Ti0.01, Cr0.02, Mg0. 1, Fe0.005Co <0.005, Ni <0.005, Cu <0.005, Zn <0.01, W <0.005. In AlN, Ca450, Cr60, Mg15, Ni <5, Fe20 and Si15 were obtained. As for workability, as for workability, Mo, Ta
, Pt, and AlN were machinable (machined), and SiC, SiC + m-Si, and Al 2 O 3 = 38 were molded.
以上の結果、最高使用温度に関しては、高純度セラミック中では窒化アルミが優れてるものの、炭化珪素(SiC)の熱伝導率は、高融点金属の熱電動特性をはるかに超えて、金属全般と比較しても、銀(407W/mK)、銅(381W/mK)に次ぐ高い熱伝導性を示していることが分かった。また、純度の点でも、高純度材料の炭化珪素(SiC)を入手することが比較的容易であり、ターゲットホルダに使用する材料としては、炭化珪素が最も優れていると結論づけた。
この炭化珪素(SiC)を使用した炭化珪素製ターゲットホルダでは、炭化珪素(SiC)の優れた熱伝導特性を損なわない設計が特に重要である。高純度炭化珪素(SiC pure Beta-S)を使用したターゲットホルダの例も考えられる。
As a result, with regard to the maximum operating temperature, aluminum nitride is superior in high-purity ceramics, but the thermal conductivity of silicon carbide (SiC) far exceeds the thermoelectric properties of refractory metals and is compared with all metals. Even so, it was found that the thermal conductivity was the second highest after silver (407 W / mK) and copper (381 W / mK). In terms of purity, it was relatively easy to obtain silicon carbide (SiC) as a high-purity material, and it was concluded that silicon carbide was the most excellent material used for the target holder.
In a silicon carbide target holder using silicon carbide (SiC), a design that does not impair the excellent thermal conductivity of silicon carbide (SiC) is particularly important. An example of a target holder using high purity silicon carbide (SiC pure Beta-S) is also conceivable.
〔第4実施形態〕
図6は、本発明の第4実施形態に係るターゲット保持装置のターゲット及びターゲット固定手段を回転せしめる回転手段としての回転駆動システム、および、該ターゲット及び該ターゲット固定手段を冷却する冷却手段としての冷却媒体循環システムの構成例を模式的に示す。
ターゲット支持部位5d、ホルダ継手5e、ホルダ支持部3、で構成される回転機構ヘッドの回転は、モータ21の軸に繋がるプーリーから回転機構ヘッドのプーリーへベルト22を介して伝達され、さらに筒状シャフト23を経てホルダ支持部3に伝えられる。
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 shows a rotation drive system as a rotating means for rotating the target and the target fixing means of the target holding device according to the fourth embodiment of the present invention, and cooling as a cooling means for cooling the target and the target fixing means. The structural example of a medium circulation system is shown typically.
The rotation of the rotation mechanism head composed of the
回転機構ヘッドの先端のターゲット支持部位5dに固定されたターゲット12はレーザアブレーションが行われるクラスター生成容器15の内部にあり、該容器15はさらに真空容器33に囲まれている。該容器15内部は不活性ガスが供給されて不活性ガス雰囲気となっており、該回転駆動ヘッドの周囲の狭い隙間から少量の不活性ガスは真空容器33内部に流出するが、該真空容器33の窓34からの強力な排気により、回転機構ヘッドを囲む空間26は真空に保たれる。
The
従って回転機構ヘッドと磁気シールボックス24との間の回転構造体の外囲を巡って磁気シール25を配置し、外部空気と内部真空空間26のとの間を遮断し、気密を保っている。
冷却媒体(ここでは水として説明する)4の循環は、ホルダ支持部3の内部に設けた冷却水流入パイプ27からホルダ支持部内空洞に冷却水を流入せしめることにより行う。
Therefore, the
Circulation of the cooling medium (herein described as water) 4 is performed by allowing cooling water to flow from the cooling
冷却水流入パイプ27は、フレキシブル・パイプ28に接続され、恒温槽30で冷却された水が供給される。ホルダ支持部3の内部の熱を吸収した冷却水は、フレキシブル・パイプ29を介して恒温槽30に放出される。ここで、冷却水は回転機構ヘッドと非回転の恒温槽30を含む外部構造との間を循環するわけであり、両者の接続点では、機械的には相対的に可動であり、且つ、冷却水を漏らさないためにベアリングシール31が用いられる。
The cooling
なお、本ターゲット支持装置は、ターゲットを回転せしめると同時に、レーザアブレーションによりターゲット表面が減耗する分、ターゲットを回転軸方向に移動させて、ターゲット表面位置を一定に保つことを可能とするものである。その為の構造として、レーザアブレーション容器(クラスター生成容器)15および真空容器33に対して、回転機構ヘッドと共にこれを囲む磁気シールボックス、モータ21を含む回転駆動系、冷却水巡回路のフレキシブル・パイプの手前までが一体となって、相対位置を変化できるベローズ式直線駆動機構32が両者の間に挿入されている。
This target support device allows the target surface position to be kept constant by moving the target in the direction of the rotation axis as much as the target surface is depleted by laser ablation at the same time as the target is rotated. . As a structure for that purpose, a magnetic seal box surrounding the laser ablation container (cluster generation container) 15 and the
ベローズ式直線駆動機構32は伸縮可能なベローズ32aと駆動ねじ棒32b を含み、駆動ねじ棒32bを回転させることで、回転駆動ヘッドを直線的に駆動するものである。
なお、冷却水流入パイプとホルダ支持部で形成される冷却水循環路はフレキシブル・パイプ28および29で固定されている恒温槽との相対位置を可動としている。
The bellows type
Note that the cooling water circulation path formed by the cooling water inflow pipe and the holder support portion is movable relative to the constant temperature bath fixed by the
図6は、本発明のターゲット保持装置の特徴とする機能、即ち、ターゲットを回転せしめる機能、ターゲッと位置を直線的に変化せしめる機能、および、冷却水をターゲット近傍に循環させてターゲットで発生する熱を直接外部に放出せしめる機能を実現するに当たっての、ターゲット保持装置の回転及び直線移動の駆動の仕方、および冷却水の循環の仕方とを一例として説明すると共に、本発明の目的であるレーザアブレーションの為のターゲット周囲の雰囲気と装置外部の1気圧の空気との間の気圧制御に関する機構とを説明する図である。従って、付随的に必要とする通常技術は図6には省略されている。例えばホルダ支持部3を機械的に支えるベアリング、更に、磁気シールボックス24、モータを含む回転駆動系、及び、冷却水流入パイプ27とこれに接続されている循環水入出力部を機械的に連結する構造体などである。
FIG. 6 shows the characteristic features of the target holding device of the present invention, that is, the function of rotating the target, the function of linearly changing the target position, and the target generated by circulating cooling water in the vicinity of the target. In realizing the function of directly releasing heat to the outside, the method of driving the rotation and linear movement of the target holding device and the way of circulating the cooling water will be described as an example, and laser ablation that is the object of the present invention It is a figure explaining the mechanism regarding the atmospheric | air pressure control between the atmosphere around the target for 1 and air of 1 atmospheric pressure of the apparatus exterior. Accordingly, the necessary conventional techniques are omitted in FIG. For example, a bearing that mechanically supports the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前述した第1の実施形態においては、凹部2aにターゲット12を収容した際、ねじ2cを用いて固定するとしたが、これに限定されず、固定ねじを用いて固定することもできるし、種々の固定方法が考えられる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the first embodiment described above, when the
また、例えば、前述した第1実施形態を示す図2(b)の正面図を参照すると、円形の形状をなしているが、これに限定されず、矩形あるいは多角形にすることもできる。
また、例えば、前述した第1実施形態においては、冷却媒体として冷却水を用いたが、これに限定されず、種々の液体を用いることができる。
また、例えば、前述した第2実施形態ではターゲット固定ピン5cをターゲット回転軸上に1つ設けているが、これに限定されず、回転軸に近い部分に複数の固定ピンを用いてターゲット12を固定することもできる。
In addition, for example, referring to the front view of FIG. 2B showing the first embodiment described above, the shape is circular. However, the shape is not limited to this, and the shape may be rectangular or polygonal.
For example, in the first embodiment described above, the cooling water is used as the cooling medium, but the present invention is not limited to this, and various liquids can be used.
Further, for example, in the second embodiment described above, one
また、例えば、前述した実施形態においては、ターゲット保持部2と、ホルダ支持部3とを個別に設けたが、これに限定されず、ターゲット保持部2とホルダ支持部3とを一体的に形成することもできる。
また、例えば、前述した実施形態においては、炭化珪素が最適であるとしたが、これに限定されず、場合に応じて種々の物質をターゲット保持部2またはホルダ支持部3に用いることができる。
Further, for example, in the above-described embodiment, the
Further, for example, in the above-described embodiment, silicon carbide is optimal. However, the present invention is not limited to this, and various substances can be used for the
1,10…ターゲット保持装置、2,5…ターゲットホルダ、2a…凹部、2b…第1の空洞部、2c…ねじ、3…ホルダ支持部、3a…第2の空洞部、4…冷却媒体、5a…凹部、5b…第1の空洞部、5c…ターゲット固定ピン、5d…ターゲット支持部位、5e…ホルダ継手、12…ターゲット、13…入射窓、14…衝撃波、15…クラスター生成容器、16…クラスター群、17…流出窓、18…スキマー、19…基板、20…クラスター膜、21…モータ、22…ベルト、24…磁気シールボックス、25…磁気シール、26…内部真空空間、27…冷却水流入パイプ、28,29…フレキシブルパイプ、31…ベアリングシール、32…ベローズ式直線駆動機構、32a…ベローズ、32b…駆動ねじ棒、33…真空容器、100…モリブデン製ターゲットホルダ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
を備え、前記固定手段は、先端が、該ターゲットの表層に突出せずに該ターゲットの内部に留まって前記ターゲットを固定する留め具を有し、該留め具は、該ターゲットの回転中心軸の位置のみで固定し、前記回転手段により該ターゲットを回転させるとともに、前記冷却手段により該ターゲットを冷却することにより該ターゲット表面の高温化を抑止したことを特徴とするターゲット保持装置。 Target to be a target sample for laser ablation, fixing means for fixing the target, rotating means connected to the fixing means and rotating the target together with the fixing means, and cooling for cooling the target together with the fixing means Means,
Wherein the fixing means-edge has a fastener for fixing the target remains in the interior of the target without protruding on the surface layer of the target, 該留Me tool is the rotational center axis of the target The target holding device is characterized in that the temperature of the target surface is suppressed by being fixed only at the position, rotating the target by the rotating means, and cooling the target by the cooling means.
該ターゲットを回転する回転ステップと、
該ターゲットを冷却する冷却ステップと、
を含み、前記回転ステップにより該ターゲットを回転させるとともに、前記冷却ステップにより該ターゲットを冷却することにより該ターゲット表面の高温化を抑止するターゲット保持方法であって、前記固定手段は、先端が、該ターゲットの表層に突出せずに該ターゲットの内部に留まって前記ターゲットを固定する留め具を有し、該留め具は、前記ターゲットの回転中心軸の位置でのみ固定するものであることを特徴とするターゲット保持方法。 A fixing step of fixing a target to be a target sample for laser ablation with a fixing means;
A rotating step of rotating the target;
A cooling step for cooling the target;
Hints, with rotating the target by the rotation step, a target holding method for inhibiting high temperature of the target surface by cooling the target by said cooling step, the fixing means, is-edge, characterized in that remains inside the target without protruding on the surface layer of the target have a fastener for securing said target, 該留Me device is intended only for fixing at the position of the rotation center axis of the target Target holding method.
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