JPH11279751A - Ion plating apparatus and operating method thereof - Google Patents
Ion plating apparatus and operating method thereofInfo
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- JPH11279751A JPH11279751A JP8637298A JP8637298A JPH11279751A JP H11279751 A JPH11279751 A JP H11279751A JP 8637298 A JP8637298 A JP 8637298A JP 8637298 A JP8637298 A JP 8637298A JP H11279751 A JPH11279751 A JP H11279751A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強磁性材料からなる薄膜を精度良く形成する
ことができるイオンプレーティング装置を提供する。
【解決手段】 イオンプレーティング装置１０は真空容
器１１を有し、真空容器１１内に試料１４が配置されて
いる。真空容器１１にプラズマガン２０が設置され、真
空容器１１内に異なる強磁性材料を収納した複数のるつ
ぼ１７ａ，１７ｂ，１７ｃが設けられている。各るつぼ
１７ａ，１７ｂ，１７ｃはるつぼ本体４１と、るつぼ本
体４１に設けられたタングステンワイヤ４２とを有して
いる。強磁性体はタングステンワイヤ４２によって予め
キュリー点以上まで加熱され、磁化率が０となる。この
ため強磁性体によって放電プラズマビームＰの制御に支
障が生じることはない。
(57) Abstract: An ion plating apparatus capable of forming a thin film made of a ferromagnetic material with high accuracy. SOLUTION: The ion plating apparatus 10 has a vacuum container 11, and a sample 14 is arranged in the vacuum container 11. A plasma gun 20 is installed in the vacuum vessel 11, and a plurality of crucibles 17a, 17b, 17c containing different ferromagnetic materials are provided in the vacuum vessel 11. Each of the crucibles 17a, 17b, 17c has a crucible body 41 and a tungsten wire 42 provided on the crucible body 41. The ferromagnetic material is heated in advance to the Curie point or higher by the tungsten wire 42, and the susceptibility becomes zero. Therefore, the control of the discharge plasma beam P is not hindered by the ferromagnetic material.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は試料面に強磁性材料
からなる薄膜を形成するためのイオンプレーティング装
置およびその運転方法に関する。The present invention relates to an ion plating apparatus for forming a thin film made of a ferromagnetic material on a sample surface and a method of operating the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】試料面に薄膜を形成するイオンプレーテ
ィング装置として、内部に試料が配置された真空容器
と、この真空容器内に配置され内部に材料を収納したる
つぼと、を備えたものが知られている。2. Description of the Related Art As an ion plating apparatus for forming a thin film on a sample surface, there is provided an ion plating apparatus including a vacuum vessel in which a sample is placed, and a crucible in which the material is placed. Are known.
【０００３】このようなイオンプレーティング装置にお
いて、磁場を用いた制御によって真空容器に設置された
プラズマガンから放電プラズマビームがるつぼに対して
照射される。このように、放電プラズマビームがるつぼ
に対して照射されると、るつぼ内の材料が加熱されて蒸
発し、試料面に蒸着される。In such an ion plating apparatus, a crucible is irradiated with a discharge plasma beam from a plasma gun installed in a vacuum vessel under control using a magnetic field. As described above, when the discharge plasma beam is irradiated on the crucible, the material in the crucible is heated and evaporated, and is deposited on the sample surface.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで試料面に鉄、
コバルト等の強磁性材料からなる薄膜を形成する場合
は、るつぼ内にこれらの強磁性材料を収納し、プラズマ
ビームによってこれら強磁性材料を蒸発させ、試料面に
これらの強磁性材料を蒸着させている。However, iron on the sample surface
When a thin film made of a ferromagnetic material such as cobalt is formed, these ferromagnetic materials are housed in a crucible, the ferromagnetic materials are evaporated by a plasma beam, and these ferromagnetic materials are deposited on a sample surface. I have.
【０００５】上述のように、放電プラズマビームは磁場
を用いて制御されるが、るつぼ内に強磁性材料を収納し
ておくと、この強磁性材料によって磁場の制御に支障を
きたすことがある。As described above, the discharge plasma beam is controlled using a magnetic field. However, if a ferromagnetic material is stored in a crucible, the control of the magnetic field may be hindered by the ferromagnetic material.
【０００６】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、強磁性材料を用いて試料に薄膜を形成する
際、磁場により放電プラズマビームを確実に制御して精
度良く薄膜を形成することができるイオンプレーティン
グ装置およびその運転方法を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above points, and when forming a thin film on a sample using a ferromagnetic material, the discharge plasma beam is reliably controlled by a magnetic field to form the thin film accurately. And an operation method thereof.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、内部上方に試
料が配置された真空容器と、真空容器に設けられるとと
もに、放電プラズマビームを発生させるプラズマガン
と、真空容器内の放電プラズマビームが照射される位置
に配置され、内部に強磁性材料を収納したるつぼと、る
つぼ内の材料を予備加熱するための予備加熱装置とを備
えたことを特徴とするイオンプレーティング装置、およ
び上記記載のイオンプレーティング装置の運転方法にお
いて、るつぼ内の強磁性材料を予備加熱して強磁性材料
をそのキュリー点以上まで加熱する工程と、プラズマガ
ンにより放電プラズマビームを発生させ、この放電プラ
ズマビームをるつぼに照射して強磁性材料を蒸発させて
試料面に薄膜を形成する工程と、を備えたことを特徴と
するイオンプレーティング装置の運転方法である。According to the present invention, there is provided a vacuum vessel having a sample disposed above the inside thereof, a plasma gun provided in the vacuum vessel and generating a discharge plasma beam, and a discharge plasma beam in the vacuum vessel. An ion plating apparatus, comprising: a crucible arranged at a position to be irradiated, containing a ferromagnetic material therein; and a preheating device for preheating the material in the crucible, and the ion plating apparatus described above. In the method of operating an ion plating apparatus, a step of preheating a ferromagnetic material in a crucible to heat the ferromagnetic material to a temperature equal to or higher than its Curie point, generating a discharge plasma beam by a plasma gun, and applying the discharge plasma beam to the crucible Forming a thin film on the sample surface by irradiating the sample with a ferromagnetic material to form a thin film on the sample surface. A method of operating a ring device.
【０００８】本発明によれば、るつぼ内の強磁性材料を
予備加熱して強磁性材料をキュリー点以上まて加熱し、
その後放電プラズマビームにより強磁性材料を蒸発させ
るので、強磁性材料を予め加熱してその磁化率を略０と
することができる。このため放電プラズマビームを磁場
により確実に制御することができる。According to the present invention, the ferromagnetic material in the crucible is preheated to heat the ferromagnetic material to a temperature above the Curie point,
Thereafter, the ferromagnetic material is evaporated by the discharge plasma beam, so that the ferromagnetic material can be heated in advance to make its magnetic susceptibility substantially zero. Therefore, the discharge plasma beam can be reliably controlled by the magnetic field.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１０】図１は本発明によるイオンプレーティング
装置の第１の実施の形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an ion plating apparatus according to the present invention.
【００１１】図１に示すように、イオンプレーティング
装置１０は真空容器１１と、真空容器１１内に配置され
内部に互いに異なる強磁性材料を収納した複数のるつぼ
１７ａ，１７ｂ，１７ｃと、真空容器１１に設けられる
とともに放電プラズマビームＰを発生させるプラズマガ
ン２０とを備えている。As shown in FIG. 1, an ion plating apparatus 10 includes a vacuum vessel 11, a plurality of crucibles 17a, 17b, 17c disposed in the vacuum vessel 11 and containing different ferromagnetic materials therein. 11 and a plasma gun 20 for generating a discharge plasma beam P.
【００１２】このうち真空容器１１は反応ガスが供給さ
れる反応ガス供給口１２と、真空排気口１３とを有し、
真空容器１１の内部上方には試料１４が配置されてい
る。またこの試料１４は、イオン集積電源１５に接続さ
れている。The vacuum vessel 11 has a reaction gas supply port 12 to which a reaction gas is supplied, and a vacuum exhaust port 13.
A sample 14 is arranged above the inside of the vacuum vessel 11. The sample 14 is connected to an integrated ion power supply 15.
【００１３】またるつぼ１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、各
々搬送装置１６によって保持され、搬送装置１６は各る
つぼ１７ａ，１７ｂ，１７ｃを搬送して、るつぼ１７
ａ，１７ｂ，１７ｃのうちいずれか、例えばるつぼ１７
ａを放電プラズマビームＰ内に配置するようになってい
る。また、真空容器１１内には放電プラズマビームＰが
通過する開口１８ａを有するカバー１８が設けられ、こ
のカバー１８によって放電プラズマビームＰ外方に位置
するるつぼ、例えばるつぼ１７ｂ，１７ｃの上方を覆う
ようになっている。Each of the crucibles 17a, 17b, 17c is held by a transfer device 16, and the transfer device 16 transfers each of the crucibles 17a, 17b, 17c to form a crucible 17a.
a, 17b, 17c, for example, crucible 17
a is arranged in the discharge plasma beam P. Further, a cover 18 having an opening 18a through which the discharge plasma beam P passes is provided in the vacuum vessel 11, and this cover 18 covers a crucible located outside the discharge plasma beam P, for example, the crucibles 17b and 17c. It has become.
【００１４】さらに試料１４の下方近傍には、試料１４
表面に形成される薄膜の厚みを測定するための膜厚計３
２が設けられている。Further, near the lower portion of the sample 14, the sample 14
Film thickness meter 3 for measuring the thickness of the thin film formed on the surface
2 are provided.
【００１５】次に、プラズマガン２０について詳述す
る。プラズガン２０はタンタルＴａからなるパイプ２５
と、ＬａＢ６製の円盤状複合陰極２１とを有している。
このうちパイプ２５は、アルゴンＡｒなどの不活性ガス
からなるキャリアガスをプラズマガン２０内に導入する
ものである。Next, the plasma gun 20 will be described in detail. Plasgun 20 is a pipe 25 made of tantalum Ta
When, and a L a B 6 made of disk-like composite cathode 21.
The pipe 25 is for introducing a carrier gas made of an inert gas such as argon Ar into the plasma gun 20.
【００１６】またプラズマビームを収束する為に、複合
陰極２１の下流側に中間電極２２が設けられている。ま
た、中間電極２２の周囲には複合陰極２１から生じた放
電プラズマビームＰを真空容器１１内に導くためのステ
アリングコイル２３が設けられている。また、プラズマ
ガン２０の複合陰極２１は放電電極２４の負側に接続さ
れている。An intermediate electrode 22 is provided downstream of the composite cathode 21 to converge the plasma beam. A steering coil 23 is provided around the intermediate electrode 22 to guide the discharge plasma beam P generated from the composite cathode 21 into the vacuum chamber 11. The composite cathode 21 of the plasma gun 20 is connected to the negative side of the discharge electrode 24.
【００１７】なお、中間電極２２は第１中間電極２２ａ
と、第１中間電極２２ａの下流側に位置する第２中間電
極２２ｂとからなっている。The intermediate electrode 22 is a first intermediate electrode 22a.
And a second intermediate electrode 22b located downstream of the first intermediate electrode 22a.
【００１８】また真空容器１１内の複数のるつぼ１７
ａ，１７ｂ，１７ｃ内には互いに異なる強磁性材料、例
えば、鉄、コバルト、ニッケル、クロム、マンガン、お
よびこれらの元素を含む合金、酸化物、窒化物等の強磁
性材料が収納されている。また放電プラズマビームＰが
照射されるるつぼ１７ａの底部には、放電プラズマビー
ムＰを引き込む為のアノード磁石１９が設置されてい
る。また放電プラズマビームＰが照射されるるつぼ１７
ａは抵抗（図示せず）を介して、放電電極２４の正側に
接続され、プラズマガン２０に対して放電プラズマビー
ムＰが吸収される陽極を構成している。A plurality of crucibles 17 in the vacuum vessel 11
Ferromagnetic materials different from each other, for example, ferromagnetic materials such as iron, cobalt, nickel, chromium, manganese, and alloys, oxides, and nitrides containing these elements are accommodated in a, 17b, and 17c. At the bottom of the crucible 17a irradiated with the discharge plasma beam P, an anode magnet 19 for drawing the discharge plasma beam P is provided. The crucible 17 to which the discharge plasma beam P is irradiated
a is connected to the positive side of the discharge electrode 24 via a resistor (not shown), and constitutes an anode in which the discharge plasma beam P is absorbed by the plasma gun 20.
【００１９】次に図６により、るつぼ１７ａ，１７ｂ，
１７ｃについて述べる。るつぼ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ
は各々同一構成を有している。すなわち各るつぼ１７
ａ，１７ｂ，１７ｃは銅製水冷容器４０と、この容器４
０内に配置された有底円筒形状の酸化アルミニウム製る
つぼ本体４１とを有し、るつぼ本体４１内には予備加熱
用の１mmφのタングステンワイヤ（予備加熱装置）が埋
込まれている。このうちるつぼ本体４１は上述した強磁
性材料を収納するものである。またタングステンワイヤ
４２はるつぼ本体４１に設けられているが、コイル状に
巻付けられることなく往復しながら配置され、タングス
テンワイヤ４２によって磁界が発生しないようになって
いる。Next, referring to FIG. 6, crucibles 17a, 17b,
17c will be described. Crucibles 17a, 17b, 17c
Have the same configuration. That is, each crucible 17
a, 17b, 17c are copper water-cooled containers 40 and 4
And a crucible body 41 made of aluminum oxide having a bottom and having a cylindrical shape with a bottom disposed therein. In the crucible body 41, a 1 mmφ tungsten wire (preheating device) for preheating is embedded. The crucible body 41 accommodates the ferromagnetic material described above. Although the tungsten wire 42 is provided on the crucible main body 41, it is arranged so as to reciprocate without being wound in a coil shape, so that no magnetic field is generated by the tungsten wire 42.
【００２０】また、タングステンワイヤ４２は電流を流
すことによって、るつぼ１７ａ，１７ｂ，１７ｃのるつ
ぼ本体４１内に収納された強磁性材料を予熱して、これ
らの材料を予めキュリー点以上まで加熱するものであ
る。The tungsten wire 42 is used for preheating the ferromagnetic materials contained in the crucible main body 41 of the crucibles 17a, 17b, 17c by passing an electric current to heat these materials in advance to the Curie point or higher. It is.
【００２１】このように強磁性材料をキュリー点以上ま
で加熱することにより、強磁性材料の磁化率を略０とす
ることができる。また強磁性材料の磁化率を０とし、さ
らにタングステンワイヤ４２による磁界の発生を抑える
ことにより、放電プラズマビームＰの発生および制御
を、外乱に影響されることなく精度良く行なうことがで
きる。By heating the ferromagnetic material to the Curie point or higher, the magnetic susceptibility of the ferromagnetic material can be made substantially zero. Further, by setting the magnetic susceptibility of the ferromagnetic material to 0 and suppressing the generation of a magnetic field by the tungsten wire 42, the generation and control of the discharge plasma beam P can be performed accurately without being affected by disturbance.
【００２２】次に、このような構成からなる本実施の形
態の運転方法について説明する。まず、るつぼ１７ａの
るつぼ本体４１内に収納された強磁性材料が、タングス
テンワイヤ４２により加熱され、キュリー点以上まで達
してその磁化率が略０となる。このように強磁性材料の
磁化率を略０とすることにより、放電プラズマビームＰ
の発生および制御を精度良く行なうことができる。Next, a description will be given of an operation method according to the present embodiment having such a configuration. First, the ferromagnetic material accommodated in the crucible body 41 of the crucible 17a is heated by the tungsten wire 42, reaches the Curie point or higher, and its susceptibility becomes substantially zero. By setting the magnetic susceptibility of the ferromagnetic material to approximately 0, the discharge plasma beam P
Can be accurately generated and controlled.
【００２３】次にパイプ２５からＡｒを含むキャリアガ
スがプラズマガン２０内に導入される。次に放電電極２
４によりプラズマガン２０の複合陰極２６と真空容器１
１内のるつぼ１７ａとの間に電圧が印加されて、複合電
極２１とるつぼ１７ａ間で放電が生じ、これにより複合
陰極２１から放電プラズマビームＰが生成される。この
放電プラズマビームＰは中間電極２２によって収束され
た後、ステアリングコイル２３とアノード磁石１９によ
り決定される磁界に導かれて放電プラズマビームＰが照
射されるるつぼ１７ａに到達する。この場合、るつぼ１
７ａに入っている強磁性材料は、放電プラズマビームＰ
により加熱されて蒸発する。次に蒸発粒子は、放電プラ
ズマビームＰによりイオン化され、試料１４の表面に付
着し薄膜を形成する。Next, a carrier gas containing Ar is introduced into the plasma gun 20 from the pipe 25. Next, discharge electrode 2
4, the composite cathode 26 of the plasma gun 20 and the vacuum vessel 1
When a voltage is applied between the composite electrode 21 and the crucible 17a, a discharge occurs between the composite electrode 21 and the crucible 17a, whereby a discharge plasma beam P is generated from the composite cathode 21. After being converged by the intermediate electrode 22, the discharge plasma beam P is guided by a magnetic field determined by the steering coil 23 and the anode magnet 19, and reaches the crucible 17a to which the discharge plasma beam P is irradiated. In this case, crucible 1
The ferromagnetic material contained in the discharge plasma beam P
To evaporate. Next, the evaporated particles are ionized by the discharge plasma beam P and adhere to the surface of the sample 14 to form a thin film.
【００２４】次に搬送装置１６によって、各るつぼ１７
ａ，１７ｂ，１７ｃが搬送され、例えばるつぼ１７ｂが
放電プラズマビームＰ内に配置される。その後、るつぼ
１７ｂ内の強磁性材料が、前述と同様にして試料１４の
表面に付着し、るつぼ１７ａ内の強磁性材料からなる薄
膜上に、るつぼ１７ｂ内の強磁性材料からなる薄膜が積
層される。このようにして、試料１４の表面に積層され
た薄膜を形成することができる。Next, each crucible 17 is moved by the transfer device 16.
a, 17b, 17c are conveyed, and for example, a crucible 17b is arranged in the discharge plasma beam P. Thereafter, the ferromagnetic material in the crucible 17b adheres to the surface of the sample 14 in the same manner as described above, and the thin film made of the ferromagnetic material in the crucible 17b is laminated on the thin film made of the ferromagnetic material in the crucible 17a. You. Thus, a thin film laminated on the surface of the sample 14 can be formed.
【００２５】この間、放電プラズマビームＰの外方に配
置されたるつぼ１７ａ，１７ｂ，１７ｃはカバー１８に
よって覆われるため、るつぼ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ内
に他の強磁性材料が混入することはない。During this time, the crucibles 17a, 17b, 17c disposed outside the discharge plasma beam P are covered by the cover 18, so that no other ferromagnetic material enters the crucibles 17a, 17b, 17c.
【００２６】次に本発明の第２の実施の形態について、
図２乃至図４により説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to FIGS.
【００２７】図２乃至図４に示す第２の実施の形態は、
真空容器１１内に、内部に互いに異なる強磁性材料を収
納した複数のるつぼ１７ａ，１７ｂを固定配置するとと
もに、真空容器１１に各るつぼ１７ａ，１７ｂに対応し
て放電プラズマビームＰを発生させるプラズマガン２０
ａ，２０ｂを設けたものである。図２乃至図４におい
て、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符
号を付して詳細な説明を省略する。The second embodiment shown in FIGS.
A plurality of crucibles 17a and 17b containing different ferromagnetic materials inside are fixedly arranged in the vacuum vessel 11, and a plasma gun for generating a discharge plasma beam P in the vacuum vessel 11 corresponding to each of the crucibles 17a and 17b. 20
a, 20b. 2 to 4, the same parts as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.
【００２８】図２乃至図４において、プラズマガン２０
ａ，２０ｂは、第１の実施の形態のプラズマガン２０と
同様の構成を有している。また、各るつぼ１７ａ，１７
ｂの近傍には、磁石３１ａ，３１ｂが各々設けられ、さ
らに真空容器１１内には真空容器１１内を各るつぼ１７
ａ，１７ｂ毎に区画する遮へい板３０が垂直方向に設け
られている。さらにこの遮へい板３０には、磁石３３が
接続されている。2 to 4, the plasma gun 20
a and 20b have the same configuration as the plasma gun 20 of the first embodiment. In addition, each crucible 17a, 17
b, magnets 31a and 31b are provided, respectively, and further, inside the vacuum vessel 11, each crucible 17
A shielding plate 30 is provided in the vertical direction to partition each of a and 17b. Further, a magnet 33 is connected to the shielding plate 30.
【００２９】また、各るつぼ１７ａ，１７ｂの上方に
は、プラズマガン２０ａ，２０ｂからの放電プラズマビ
ームＰが通過する開口１８ａを有するカバー１８が設け
られ、るつぼ１７ａ，１７ｂ内への不純物の混入を防止
している。A cover 18 having an opening 18a through which the discharge plasma beam P from the plasma guns 20a and 20b passes is provided above the crucibles 17a and 17b to prevent impurities from entering the crucibles 17a and 17b. Preventing.
【００３０】また遮へい板３０の上端部の両側には、各
るつぼ１７ａ，１７ｂからの蒸発材料の飛散を防止する
ための開閉自在シャッター３６，３６が各々水平方向に
設けられている。On both sides of the upper end of the shielding plate 30, openable shutters 36, 36 for preventing the evaporation material from being scattered from the crucibles 17a, 17b are provided in the horizontal direction, respectively.
【００３１】なお真空容器１１内の遮へい板３０によっ
て区画された領域にるつぼ１７ａ，１７ｂが設けられ、
各るつぼ１７ａ，１７ｂに対してプラズマガン２０ａ，
２０ｂが設置されている。このプラズマガン２０ａ，２
０ｂは真空容器１１の一側に並んで配置されているが
（図３参照）、プラズマガン２０ａ，２０ｂを真空容器
１１の一側に並んで配置させることなく、真空容器１１
の側壁に互いに対向して配置してもよい（図４参照）。
図４に示すようにプラズマガン２０ａ，２０ｂを配置し
た場合、放電プラズマビームＰをシート状に形成するこ
とにより大面積の成膜が可能となる。Crucibles 17a and 17b are provided in a region defined by the shield plate 30 in the vacuum vessel 11,
For each crucible 17a, 17b, a plasma gun 20a,
20b is installed. This plasma gun 20a, 2
0b are arranged side by side on one side of the vacuum vessel 11 (see FIG. 3), but the plasma guns 20a and 20b are not arranged side by side on one side of the vacuum vessel 11 and the vacuum vessel 11
(See FIG. 4).
When the plasma guns 20a and 20b are arranged as shown in FIG. 4, a large-area film can be formed by forming the discharge plasma beam P in a sheet shape.
【００３２】また、図２に示すように真空容器１１の上
部には、ホルダ３４によって支持された試料１４が配置
されており、またホルダ３４には試料１４を加熱するヒ
ータ３５が取付けられている。さらにまた、試料１４の
下方近傍には、膜厚計３２が、各るつぼ１７ａ，１７ｂ
に対応して設けられている。As shown in FIG. 2, a sample 14 supported by a holder 34 is disposed above the vacuum vessel 11, and a heater 35 for heating the sample 14 is mounted on the holder 34. . Further, near the lower part of the sample 14, a film thickness gauge 32 is provided for each of the crucibles 17a and 17b.
Is provided in correspondence with.
【００３３】次にこのような構成からなる実施の形態の
運転方法について図２乃至図４により説明する。まずる
つぼ１７ａ，１７ｂのるつぼ本体４１内に収納された強
磁性材料がタングステンワイヤ４２により加熱され、キ
ュリー点以上まで達してその磁化率が略０となる。Next, an operation method according to the embodiment having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. First, the ferromagnetic material housed in the crucible body 41 of the crucibles 17a and 17b is heated by the tungsten wire 42, reaches the Curie point or more, and its magnetic susceptibility becomes substantially zero.
【００３４】その後、試料１４表面に合金または化合物
の薄膜を作製する場合、２つのシャッター１６，１６を
閉めた状態で、２つのプラズマガン２０ａ，２０ｂから
同時に放電プラズマビームＰを発生させ、２つのるつぼ
１７ａ，１７ｂ内の強磁性材料を蒸発させる。Thereafter, when a thin film of an alloy or a compound is formed on the surface of the sample 14, the discharge plasma beams P are simultaneously generated from the two plasma guns 20a and 20b with the two shutters 16 and 16 closed. The ferromagnetic material in the crucibles 17a and 17b is evaporated.
【００３５】このとき、遮へい板３０により、一方のる
つぼ１７ａの蒸発材料の粒子は試料１４に到達するが、
他方るつぼ１７ｂ側へは進入しない。At this time, the particles of the evaporation material in one crucible 17a reach the sample 14 due to the shield plate 30,
On the other hand, it does not enter the crucible 17b side.
【００３６】また、一方のるつぼ１７ａ側の膜厚計３２
には、他方のるつぼ１７ｂ内の蒸発材料が入射すること
はない。このように遮へい板３０の設置位置は、上記の
ように試料１４上には２つのるつぼ１７ａ，１７ｂから
の蒸発材料が到達するが、膜厚計３２にはそれに対応し
たるつぼ１７ａ，１７ｂ内の蒸発材料のみが到達するよ
うな位置に調節される。これにより、各々のるつぼ１７
ａ，１７ｂ内の強磁性材料の蒸発速度を独立に制御する
ことが可能となる。A film thickness meter 32 on one crucible 17a side is used.
Does not enter the evaporation material in the other crucible 17b. As described above, the evaporating material from the two crucibles 17a and 17b reaches the sample 14 at the installation position of the shielding plate 30 as described above, but the film thickness meter 32 has a corresponding position in the crucibles 17a and 17b. The position is adjusted so that only the evaporating material reaches. Thereby, each crucible 17
The evaporation rate of the ferromagnetic material in a and 17b can be controlled independently.
【００３７】次に各々のるつぼ１７ａ，１７ｂ内の強磁
性材料の蒸発速度が所望の速度になったら、２つのシャ
ッター３６，３６を同時に開けて試料１４に対して成膜
を行う。これにより、所望の組成の合金または化合物の
薄膜を試料１４表面に形成することができる。Next, when the evaporation rate of the ferromagnetic material in each of the crucibles 17a and 17b reaches a desired rate, the two shutters 36 and 36 are simultaneously opened to form a film on the sample 14. Thus, a thin film of an alloy or a compound having a desired composition can be formed on the surface of the sample 14.
【００３８】すなわち、各るつぼ１７ａ，１７ｂ内に収
納された異なる強磁性材料が試料１４表面に到達し、各
強磁性材料の粒子により合金または化合物からなる薄膜
を試料１４表面に形成することができる。That is, different ferromagnetic materials contained in each of the crucibles 17a and 17b reach the surface of the sample 14, and a thin film made of an alloy or a compound can be formed on the surface of the sample 14 by the particles of each ferromagnetic material. .
【００３９】他方、試料１４表面に異なる材料からなる
薄膜を各層に形成する場合は、２つのシャッター１６を
交互に開閉する、このことにより、一方のるつぼ１７ａ
内の強磁性材料からなる薄膜と、他方のるつぼ１７ｂ内
の強磁性材料からなる薄膜を試料１４表面に積層した状
態で形成することができる。On the other hand, when a thin film made of a different material is formed in each layer on the surface of the sample 14, the two shutters 16 are alternately opened and closed, whereby the one crucible 17a is opened.
The thin film made of the ferromagnetic material in the inside and the thin film made of the ferromagnetic material in the other crucible 17b can be formed in a state of being laminated on the surface of the sample 14.
【００４０】ところで図２に示すように、各るつぼ１７
ａ，１７ｂからの蒸発材料は、領域Ｍを通って上方へ蒸
発していく。この場合、遮へい板３０によって各るつぼ
１７ａ，１７ｂからの蒸発材料が到達する範囲はきわめ
て狭く、このため試料１４の形状はこの範囲内に収まる
ものとなっている。By the way, as shown in FIG.
The evaporation materials from a and 17b evaporate upward through the region M. In this case, the range in which the evaporating material from each of the crucibles 17a and 17b reaches the shielding plate 30 is extremely narrow, and therefore, the shape of the sample 14 falls within this range.
【００４１】しかしながら、図５に示すように、各るつ
ぼ１７ａ，１７ｂの形状を細長状とし、細長状のるつぼ
１７ａ，１７ｂに対して直交する方向に試料１４をホル
ダ３４により真空容器１１内で搬送することにより、大
形状の試料１４に対しても薄膜を確実に形成することが
できる。また、試料１４をシート状に形成し、このシー
ト状試料を連続的に真空容器１１内に供給してもよい。However, as shown in FIG. 5, each of the crucibles 17a and 17b has an elongated shape, and the sample 14 is conveyed in the vacuum vessel 11 by the holder 34 in a direction perpendicular to the elongated crucibles 17a and 17b. By doing so, a thin film can be reliably formed even on a large-sized sample 14. Alternatively, the sample 14 may be formed in a sheet shape, and the sheet sample may be continuously supplied into the vacuum vessel 11.
【００４２】次に図５に示す細長状るつぼ１７ａ，１７
ｂについて図７により詳述する。図７に示すように、る
つぼ１７ａ，１７ｂは銅製水冷容器４０と、容器４０内
に配置された有底細長筒状の酸化アルミニウム製るつぼ
本体４１とを有し、るつぼ本体４１中にはタングステン
ワイヤ４２が往復しながら配置されている。Next, the elongated crucibles 17a and 17 shown in FIG.
b will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the crucibles 17a and 17b each have a copper water-cooled container 40 and a bottomed elongated cylindrical aluminum oxide crucible body 41 disposed in the container 40. The crucible body 41 includes a tungsten wire. 42 are arranged while reciprocating.
【００４３】[0043]
【実施例】次に本発明の実施例について述べる。本実施
例は図１に示す形態において、一方のるつぼ、例えばる
つぼ１７ａ内に強磁性材料として鉄を収納したものであ
る。この場合、タングステンワイヤ４２により、強磁性
材料の鉄をキュリー温度（７７０℃）以上である９００
℃まで加熱した。強磁性材料を加熱した後、放電プラズ
マビームＰを発生させ、鉄の蒸着を行なった。Next, an embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, iron is stored as a ferromagnetic material in one of the crucibles, for example, the crucible 17a in the embodiment shown in FIG. In this case, the tungsten wire 42 is used to reduce the ferromagnetic material iron to a temperature higher than the Curie temperature (770 ° C.) of 900.
Heated to ° C. After heating the ferromagnetic material, a discharge plasma beam P was generated to deposit iron.
【００４４】この時、真空容器１１内の真空度は７×１
０-4Ｔｏｒｒ、プラズマガン２０へのＡｒ導入量は２０
sccm、プラズマガン２０に流れる電流は６５Ａ、電圧は
６１Ｖであった。このようにして膜厚数ｎｍから数μｍ
の範囲の鉄薄膜を安定して試料１４上に形成することが
できた。At this time, the degree of vacuum in the vacuum vessel 11 is 7 × 1
0 -4 Torr, the amount of Ar introduced into the plasma gun 20 is 20
The current flowing through the plasma gun 20 was 65 A, and the voltage was 61 V. Thus, the film thickness is several nm to several μm.
Was formed on the sample 14 stably.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、強磁性材
料を用いて試料に膜厚を形成する場合、放電プラズマビ
ームの発生および制御を確実に行なうことができ、所望
の膜厚を精度良く形成することができる。As described above, according to the present invention, when a film thickness is formed on a sample using a ferromagnetic material, generation and control of a discharge plasma beam can be reliably performed, and a desired film thickness can be obtained. It can be formed with high accuracy.
【図１】本発明によるイオンプレーティング装置の第１
の実施の形態を示す側面図。FIG. 1 shows a first example of an ion plating apparatus according to the present invention.
The side view which shows embodiment of FIG.
【図２】本発明によるイオンプレーティング装置の第２
の実施の形態を示す側面図。FIG. 2 shows a second example of the ion plating apparatus according to the present invention.
The side view which shows embodiment of FIG.
【図３】図２に示すイオンプレーティング装置を示す平
面図。FIG. 3 is a plan view showing the ion plating apparatus shown in FIG.
【図４】イオンプレーティング装置の変形例を示す平面
図。FIG. 4 is a plan view showing a modification of the ion plating apparatus.
【図５】イオンプレーティング装置の変形例を示す平面
図。FIG. 5 is a plan view showing a modification of the ion plating apparatus.
【図６】るつぼを示す詳細図。FIG. 6 is a detailed view showing a crucible.
【図７】るつぼを示す詳細図。FIG. 7 is a detailed view showing a crucible.
１０ イオンプレーティング装置 １１ 真空容器 １４ 試料 １６ 搬送装置 １７ａ，１７ｂ，１７ｃ るつぼ １８ カバー ２０ プラズマガン ３０ 遮へい板 ４０ 容器 ４１ るつぼ本体 ４２ タングステンワイヤ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ion plating apparatus 11 Vacuum container 14 Sample 16 Transfer device 17a, 17b, 17c Crucible 18 Cover 20 Plasma gun 30 Shielding plate 40 Container 41 Crucible main body 42 Tungsten wire
Claims (3)
発生させるプラズマガンと、 真空容器内の放電プラズマビームが照射される位置に配
置され、内部に強磁性材料を収納したるつぼと、 るつぼ内の材料を予備加熱するための予備加熱装置と、 を備えたことを特徴とするイオンプレーティング装置。1. A vacuum vessel having a sample disposed therein at an upper portion thereof, a plasma gun provided in the vacuum vessel and generating a discharge plasma beam, and a plasma gun disposed in the vacuum vessel at a position irradiated with the discharge plasma beam. An ion plating apparatus, comprising: a crucible containing a ferromagnetic material therein; and a preheating device for preheating the material in the crucible.
線からなり、電熱線は磁界が生じないよう配置されてい
ることを特徴とする請求項１記載のイオンプレーティン
グ装置。2. The ion plating apparatus according to claim 1, wherein the preheating device comprises a heating wire provided in the crucible, and the heating wire is arranged so as not to generate a magnetic field.
の運転方法において、 るつぼ内の強磁性材料を予備加熱して強磁性材料をその
キュリー点以上まで加熱する工程と、 プラズマガンにより放電プラズマビームを発生させ、こ
の放電プラズマビームをるつぼに照射して強磁性材料を
蒸発させて試料面に薄膜を形成する工程と、 を備えたことを特徴とするイオンプレーティング装置の
運転方法。3. A method for operating an ion plating apparatus according to claim 1, wherein the ferromagnetic material in the crucible is preheated to heat the ferromagnetic material to a temperature above its Curie point, and a discharge plasma beam is generated by a plasma gun. Generating a thin film on a sample surface by irradiating the discharge plasma beam to a crucible to evaporate a ferromagnetic material, thereby forming a thin film on a sample surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08637298A JP3901336B2 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Operation method of ion plating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08637298A JP3901336B2 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Operation method of ion plating apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11279751A true JPH11279751A (en) | 1999-10-12 |
| JP3901336B2 JP3901336B2 (en) | 2007-04-04 |
Family
ID=13885062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08637298A Expired - Lifetime JP3901336B2 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Operation method of ion plating apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3901336B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009287087A (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Dainippon Printing Co Ltd | Vacuum film deposition apparatus |
| JP2009287089A (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Dainippon Printing Co Ltd | Vacuum film deposition apparatus |
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-
1998
- 1998-03-31 JP JP08637298A patent/JP3901336B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3901336B2 (en) | 2007-04-04 |
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