JP2007247031A - 薄膜形成装置、及び薄膜形成方法 - Google Patents

薄膜形成装置、及び薄膜形成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2007247031A
JP2007247031A JP2006075337A JP2006075337A JP2007247031A JP 2007247031 A JP2007247031 A JP 2007247031A JP 2006075337 A JP2006075337 A JP 2006075337A JP 2006075337 A JP2006075337 A JP 2006075337A JP 2007247031 A JP2007247031 A JP 2007247031A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
raw material
thin film
carrier gas
material solution
reaction chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006075337A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4831526B2 (ja
Inventor
Shinichi Youzen
伸一 腰前
Yuji Honda
祐二 本多
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universal Technics Co Ltd
Original Assignee
Universal Technics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universal Technics Co Ltd filed Critical Universal Technics Co Ltd
Priority to JP2006075337A priority Critical patent/JP4831526B2/ja
Publication of JP2007247031A publication Critical patent/JP2007247031A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4831526B2 publication Critical patent/JP4831526B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

【課題】ＣＶＤ法により強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成可能な薄膜形成装置、及び強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜の形成方法を提供する。
【解決手段】白金化合物と鉄化合物とを気化した原料ガスを、還元性のキャリアガスと共に反応室２へ供給するＣＶＤ用気化器４を備える。ＣＶＤ用気化器４は、流入口から流出口に向けてキャリアガスが流れるキャリアガス流路42と、キャリアガス流路42に原料溶液を供給する原料溶液流路71と、キャリアガス流路42の流出口に設けられ、原料溶液流路71から供給された原料溶液を気化する気化部45とを備える。キャリアガス流路42は、キャリアガスが供給されるキャリアガス供給管43と、キャリアガス供給管43からキャリアガスが供給され、原料溶液を微粒子状又は霧状にしてキャリアガス中に分散させて気化部45に供給するオリフィス管44とを備える。気化部45は、キャリアガス中に分散させた原料溶液を加熱して気化する加熱手段62を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄膜形成装置および薄膜形成方法に関し、特に、被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成装置および薄膜形成方法に関する。
ハードディスク装置等の磁気ディスク装置に用いられる磁気記録媒体は、基板とその上に配置された磁性体薄膜とを有しており、この磁性体薄膜は、例えば、スパッタリング法により形成されていた（例えば、特許文献１）。
一方、磁気記録媒体では、記録媒体の大容量化に対応して、形状や大きさを人工的にそろえた単一磁区の微粒子をアレイ状に並べ、この１微粒子を１ビットとして記録を行なう、従来より記録密度を向上させたパターンドメディアの実現が期待されている。このパターンドメディアでは、予め基板上に規則的に形成された微細な孔又は溝に、強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成することが必要となる。
ところが、上記特許文献１におけるスパッタリング法では、ステップガバレジが悪く、微細な孔又は溝を埋めることはできず、パターンドメディアを形成することができないという問題があった。
このような問題に対し、ステップガバレジに優れたＣＶＤ法により強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成することが望まれる。
特開２００４−４７９２４号公報
しかしながら、ＣＶＤ法により薄膜を形成する場合、ガス状の反応材料を用意できることが前提となり、ガス状の反応材料が用意できなければ、薄膜を形成することもできないというＣＶＤ法の限界があった。したがって、強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜の構成元素Ｐｔの化合物、及びＦｅの化合物は容易にガス化ができないため、ＣＶＤ法により薄膜を形成することが困難であるという問題があった。
そこで、本発明は上記した問題点に鑑み、ＣＶＤ法により強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成可能な薄膜形成装置、及び強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成可能な薄膜形成方法を提供することを目的とする。
請求項１記載の薄膜形成装置は、反応室内に載置された被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成装置において、白金化合物と鉄化合物とを気化した原料ガスを、還元性のキャリアガスと共に前記反応室へ供給するＣＶＤ用気化器を備えることを特徴とするものである。
請求項２記載の薄膜形成装置は、反応室内に載置された被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成装置において、白金化合物と鉄化合物とを含有した原料溶液を気化した原料ガスを、還元性のキャリアガスと共に前記反応室に供給するＣＶＤ用気化器を備え、前記ＣＶＤ用気化器は、流入口から流出口に向けてキャリアガスが流れるキャリアガス流路と、前記キャリアガス流路に前記原料溶液を供給する原料溶液流路と、前記キャリアガス流路の流出口に設けられ、前記原料溶液流路から供給された前記原料溶液を気化する気化部とを備え、前記キャリアガス流路は、前記キャリアガスが供給されるキャリアガス供給管と、該キャリアガス供給管から前記キャリアガスが供給され、前記原料溶液を微粒子状又は霧状にしてキャリアガス中に分散させて前記気化部に供給するオリフィス管とを備え、前記気化部は、前記キャリアガス中に分散させた原料溶液を加熱して気化する加熱手段を備えていることを特徴とするものである。
請求項３記載の薄膜形成装置は、反応室内に載置された被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成装置において、白金化合物と鉄化合物とを含有した原料溶液を気化した原料ガスを、還元性のキャリアガスと共に前記反応室に供給するＣＶＤ用気化器を備え、前記ＣＶＤ用気化器は、流入口から流出口に向けてキャリアガスが流れるキャリアガス流路と、前記原料溶液が供給される原料溶液流路と、前記キャリアガス流路と前記原料溶液流路とを連通する接続管と、前記原料溶液流路に供給された前記原料溶液を定量して前記接続管に排出する原料溶液排出手段と、前記キャリアガスの流出口に設けられ、前記原料溶液排出手段から排出された所定量の原料溶液を気化する気化部とを備え、前記キャリアガス流路は、前記キャリアガスが供給されるキャリアガス供給管と、該キャリアガス供給管から前記キャリアガスが供給され、前記原料溶液を微粒子状又は霧状にしてキャリアガス中に分散させて前記気化部に供給するオリフィス管とを備え、前記気化部は、前記キャリアガス中に分散させた原料溶液を加熱して気化する加熱手段を備えていることを特徴とするものである。
請求項４記載の薄膜形成装置は、前記原料溶液排出手段が、前記原料溶液流路に供給された前記原料溶液を、被薄膜形成対象物に形成する５００ｎｍ以下の膜厚に応じた量に定量することを特徴とするものである。
請求項５記載の薄膜形成装置は、前記５００ｎｍ以下の膜厚に応じた量が、前記被薄膜形成対象物に形成する１原子層又は１分子層に応じた量であることを特徴とするものである。
請求項６記載の薄膜形成装置は、前記反応室内にプラズマを印加するプラズマ発生装置を備えたことを特徴とするものである。
請求項７記載の薄膜形成装置は、前記原料溶液流路は、白金化合物を含有する白金化合物溶液を供給する第１の原料溶液流路と、鉄化合物を含有する鉄化合物溶液を供給する第２の原料溶液流路とを備えることを特徴とするものである。
請求項８記載の薄膜形成装置は、前記白金化合物がＰｔ（ＣＨ３）３（Ｃ５Ｈ５）であることを特徴とするものである。
請求項９記載の薄膜形成装置は、前記鉄化合物がＦｅ（Ｃ９Ｈ１５Ｏ２）３であることを特徴とするものである。
請求項１０記載の薄膜形成装置は、前記被薄膜形成対象物上に前記強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成した薄膜形成後対象物を載置するプラズマ反応室を備え、前記プラズマ反応室は還元性のキャリアガス雰囲気中でプラズマを印加するように構成したことを特徴とするものである。
請求項１１記載の薄膜形成装置は、前記薄膜形成後対象物を酸化処理する酸化反応室を備えることを特徴とするものである。
請求項１２記載の薄膜形成方法は、反応室に載置された被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成方法において、還元性のキャリアガスを前記反応室内へ供給するキャリアガス供給ステップと、白金化合物と鉄化合物とを気化した原料ガスを反応室に供給する原料供給ステップとを備えたことを特徴とするものである。
請求項１３記載の薄膜形成方法は、反応室に載置された被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成方法において、キャリアガス流路の流入口から流出口に向けて還元性のキャリアガスを流すことにより、前記反応室にキャリアガスを供給するキャリアガス供給するキャリアガス供給ステップと、前記キャリアガス流路に白金化合物と鉄化合物とを含有した原料溶液を供給する原料溶液供給ステップと、前記原料溶液を、前記キャリアガス流路で微粒子状又は霧状にしてキャリアガス中に分散させて、前記キャリアガス流路の流出口に設けられた気化部に供給する気化部供給ステップと、前記気化部で前記原料溶液を前記気化室の加熱手段により加熱して気化する気化ステップとを備えたことを特徴とするものである。
請求項１４記載の薄膜形成方法は、反応室に載置された被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成方法において、キャリアガス流路の流入口から流出口に向けて還元性のキャリアガスを流すことにより、前記反応室にキャリアガスを供給するキャリアガス供給するキャリアガス供給ステップと、原料溶液流路に白金化合物と鉄化合物とを含有した原料溶液を供給する原料溶液供給ステップと、前記原料溶液流路に供給された前記原料溶液を定量する定量ステップと、前記キャリアガス流路と前記原料溶液流路とを連通する接続管に、前記定量ステップで定量した所定量の前記原料溶液を、原料溶液排出手段により排出する原料溶液排出ステップと、前記原料溶液を、前記キャリアガス流路で微粒子状又は霧状にしてキャリアガス中に分散させて、前記キャリアガス流路の流出口に設けられた気化部に供給する気化部供給ステップと、前記キャリアガスの流出口に設けられた気化部によって、前記原料溶液排出ステップで排出した前記所定量の原料溶液を前記気化室の加熱手段により加熱して気化する気化ステップとを備えたことを特徴とするものである。
請求項１５記載の薄膜形成方法は、前記原料溶液排出手段は、前記原料溶液流路に供給された前記原料溶液を、被薄膜形成対象物に形成する５００ｎｍ以下の膜厚に応じた量に定量することを特徴とするものである。
請求項１６記載の薄膜形成方法は、前記５００ｎｍ以下の膜厚に応じた量が、前記被薄膜形成対象物に形成する１原子層又は１分子層に応じた量であることを特徴とするものである。
請求項１７記載の薄膜形成方法は、前記反応室内にプラズマを印加して前記被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成ステップを備えたことを特徴とするものである。
請求項１８記載の薄膜形成方法は、前記原料溶液供給ステップに替えて、白金化合物を含有した白金化合物溶液と、鉄化合物を含有した鉄化合物溶液とを前記原料溶液流路に供給する原料化合物溶液供給ステップを備えることを特徴とするものである。
請求項１９記載の薄膜形成方法は、前記白金化合物がＰｔ（ＣＨ３）３（Ｃ５Ｈ５）であることを特徴とするものである。
請求項２０記載の薄膜形成方法は、前記鉄化合物がＦｅ（Ｃ９Ｈ１５Ｏ２）３であることを特徴とするものである。
請求項２１記載の薄膜形成方法は、前記被薄膜形成対象物上に前記強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成した薄膜形成後対象物を、還元性のキャリアガス雰囲気としたプラズマ反応室内に載置し、前記プラズマ反応室内にプラズマを印加する還元処理ステップを有することを特徴とするものである。
請求項２２記載の薄膜形成方法は、前記被薄膜形成対象物上に前記強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成した薄膜形成後対象物を、酸化性ガス雰囲気とした酸化反応室内に載置し、前記薄膜形成後対象物を酸化処理する酸化処理ステップと、前記酸化処理した前記薄膜形成後対象物を還元性のキャリアガス雰囲気としたプラズマ反応室内に載置し、前記プラズマ反応室内にプラズマを印加する還元処理ステップを有することを特徴とするものである。
請求項１及び１２記載の発明によれば、反応室内において被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を成膜できる薄膜形成装置を実現できる。
請求項２及び１３記載の発明によれば、高速のキャリアガス流によって白金化合物と鉄化合物を含有した原料溶液とを瞬間的に霧化させて、加熱手段の熱で白金化合物と鉄化合物を含有した原料溶液を容易に気化させ易いようにしていることにより、気化させ難い白金化合物及び鉄化合物を溶媒に溶かして得た白金化合物と鉄化合物を含有した原料溶液であっても気化室において容易に気化できる。これにより、白金化合物及び鉄化合物を材料とする強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成することができる。
請求項３及び１４記載の発明によれば、原料ガスの使用効率を格段と向上し得るとともに、従来に比してメンテナンス頻度を少なくして生産性を向上でき、かつ薄膜形成面に原料ガスに応じた膜厚を均一に形成し得る。
請求項４及び１５記載の発明によれば、５００ｎｍ以下の膜厚に応じた量だけ気化部に原料溶液を供給できる。
請求項５及び１６記載の発明によれば、１原子層又は１分子層に応じた量だけ気化部に原料溶液を供給できる。
請求項６及び１７記載の発明によれば、低い温度で成膜することができるので、耐熱温度が低い被薄膜形成対象物にも強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を成膜することができる。
請求項７及び１８記載の発明によれば、白金化合物含有溶液と鉄化合物含有溶液とを同じタイミングでキャリアガス管に供給したり、交互に供給したりすることにより、被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を成膜することができる。
請求項８及び１９記載の発明によれば、白金化合物（Ｐｔ供給原料）をＰｔ（ＣＨ３）３（Ｃ５Ｈ５）とすることでより安定してガス化でき、反応室内において基板上に安定してＰｔを含む強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成できる薄膜形成装置を実現できる。
請求項９及び２０記載の発明によれば、鉄化合物（Ｆｅ供給原料）をＦｅ（Ｃ９Ｈ１５Ｏ２）３とすることでより安定してガス化でき、反応室内において基板上に安定してＦｅを含む強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成できる薄膜形成装置を実現できる。
請求項１０、１１、２１及び２２記載の発明によれば、炭素を取り除いて純度の高い強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成することができる。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
（１）第１の実施の形態
（１−１）ガスシャワー式熱ＣＶＤ装置の全体構成
図１において、１は全体として薄膜形成装置としてのガスシャワー式熱ＣＶＤ装置を示し、酸化反応室としての機能を備える反応室２の上部方向から白金化合物（以下、Ｐｔ化合物という。）及び鉄化合物（以下、Ｆｅ化合物という。）を含む原料ガスを供給して行なわれる一連の動作を実行し得るように構成されている。
実際上、本発明の薄膜形成方法を行なうガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１は、ＣＶＤ部３と、このＣＶＤ部３に搭載されたＣＶＤ用気化器４とから構成され、成膜動作時、ＣＶＤ用気化器４からＣＶＤ部３の反応室２に還元性のキャリアガスが常に供給され得るようになされている。
このＣＶＤ部３の反応室２にはガス導入口５に反応室側バルブ６を介してガス供給路７が連通されている。ガス供給路７には、反応室側バルブ６の上流の位置に水平に延びる分岐部８を有し、この分岐部８にベント側バルブ９が設けられている。
ベント側バルブ９には排気管10が接続されており、かくしてガス供給路７は、ベント側バルブ９、排気管10及び排気バルブ11を介して排気用真空ポンプ12と連通し得るように構成されている。
因みに、反応室２は、ガス導入口５を有する蓋部13と、反応室２を支持する反応室支持部14と、反応室本体15とで構成されており、反応室本体15の外面等に設けられたヒータ（図示せず）によって、反応室内部16が所定温度に維持され得る。反応室内部16にはシャワープレート17が設けられており、このシャワープレート17は、ガス導入口５からの原料ガスを受け入れる内部空間18を有し、下面に複数のガス噴出孔19が設けられている。また反応室本体15は、所定位置に扉部20を有し、この扉部20を介して反応室内部16から被薄膜形成対象物としての基板21を出し入れ可能に構成されている。
また反応室本体15には、酸化性ガス供給口22が設けられており、当該酸化性ガス供給口22を介して酸化性ガス（例えばＯ２）が反応室内部16に供給され得るようになされている。反応室内部16には、上部に設けられたシャワープレート17に対向して、下部に基板ステージ23及び基板ステージ23の内部に基板ステージ用ヒータ24が設けられている。
シャワープレート17は、内部空間18に供給された原料ガスをガス噴出孔19により拡散させ、基板ステージ23に載置された基板21上に原料ガスを均一に吹き付け得るようになされている。なお、25は酸化性ガス用気化器で、例えば酸化性ガスとして水蒸気Ｈ２Ｏが必要な場合には、酸化性ガスＯ２をキャリアガスとして、例えばＨ２Ｏを気化してシャワープレート17の内部空間18に供給し得るようになされている。
シャワープレート17の上面部には、シャワープレートヒータ26及び温度センサ27が設けられており、温度センサ27により検出した温度に基づき制御ユニット28を介してシャワープレートヒータ26を加熱制御し、反応室内部16等を所定の温度に加熱し得るように構成されている。なお、このシャワープレートヒータ26にはヒータ配線29が引き回され接続されている。
基板ステージ用ヒータ24は、温度センサ30により検出した温度に基づいて制御ユニット31を介して加熱制御され、基板ステージ23を所定の温度に加熱し得るように構成されている。因みに、この基板ステージ用ヒータ24にはヒータ配線32が引き回され接続されている。なお、反応室支持部14には、反応室内部16の圧力を測る圧力計14aが設けられている。尚、基板21は、この基板ステージ用ヒータ24によって６００〜９５０℃の範囲に加熱されるのが好ましい。
また反応室支持部14には排気用真空ポンプ12まで延びた排気管33が連通しており、この排気管33の途中にはトラップ34が設けられている。これによりＣＶＤ用気化器４から反応室内部16へ供給されたキャリアガスや原料ガスは、排気管33を通過してトラップ34に導かれた後、当該トラップ34において排気ガス内の特定有害物質を除去し、排気バルブ11等を経由して排気用真空ポンプ12から排気され得るようになされている。
かかる構成に加えて反応室２にはガス導入口５に反応室側バルブ６を介してＣＶＤ用気化器４が連結されている。ここで本願発明のガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、基板21上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を順次形成する成膜動作時、当該反応室側バルブ６が常に開状態となっているとともに、ベント側バルブ９が常に閉状態となっている。
これにより反応室２には、成膜動作時、ＣＶＤ用気化器４から常にキャリアガスが供給され得る。なお反応室２に供給されたキャリアガスは常に排気管33を介して排気用真空ポンプ12から排気され得るようになされている。
また、反応室２には、ＣＶＤ用気化器４によって気化された原料ガスが供給され得るようになされている。
これにより反応室内部16では、基板21上に原料ガスを均一に吹き付け、ヒータ等の加熱装置により加熱することで化学反応を起こさせ、所望の膜厚でなる強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を基板21上に形成し得るようになされている。
このようにしてガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、基板21上に形成する原料溶液を気化し、この原料ガスを反応室内部16に供給してゆくことで、基板21上に所望の膜厚でなる強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を順次形成し得るようになされている。
（１−２）ＣＶＤ用気化器の構成
次に気化器としてのＣＶＤ用気化器４の詳細構成について以下説明する。このＣＶＤ用気化器４は、気化機構40を備える。この場合、ＣＶＤ用気化器４は、気化機構40によってキャリアガスを常に反応室２へ供給するとともに、原料溶液供給機構41から供給されたＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液のほぼ全てを気化機構40で確実に気化して反応室２に供給し得るように構成されている。
（１−２−１）気化機構の構成
ここで先ず初めに気化機構40について説明する。図２に示すように、気化機構40は、窒素ガスやアルゴン等の各種キャリアガスを反応室２内部に供給するキャリアガス流路42が、キャリアガス供給管43、オリフィス管44により形成され、オリフィス管44の先端（すなわちキャリアガス流路42の流出口53）に気化部45が形成されている。
実際上、この気化機構40は、キャリアガスを供給する供給機構（図示せず）にキャリアガス供給管43の基端（すなわちキャリアガス流路42の流入口）が連結されているとともに、キャリアガス供給管43の先端50がオリフィス管44の基端51に連結され、これによりキャリアガス供給管43からオリフィス管44に高速のキャリアガスを供給し得るように構成されている。
因みに、キャリアガス供給管43の基端と供給機構との間には、Ｎ２供給バルブ及びマスフローコントローラ（図示せず）が設けられている。またキャリアガス供給管43には、圧力計としての圧力トランスデューサ52が取り付けられている。
なお、圧力トランスデューサ52は、キャリアガス供給管43内のキャリアガスの圧力及びその変動を正確に測定し、記録しながら常時モニタする。圧力トランスデューサ52は、キャリアガスの圧力レベルに応じた信号レベルを有する出力信号を制御部（図示せず）に送信する。
かくして図示しない表示部に、キャリアガスの圧力結果を出力信号に基づいて表示してオペレータにモニタさせ得るようになされている。これによりオペレータは、圧力結果に基づいてキャリアガス流路42の目詰まりをモニタできる。
ここでキャリアガス供給管43は、その内径がオリフィス管44の内径よりも大きく選定され、キャリアガス供給管43からオリフィス管44に供給されるキャリアガスの流速を一段と速くさせ得るように構成されている。
オリフィス管44は、鉛直向きに配置され、その先端53に台形円錐状でなる凸状部54が設けられているとともに、この凸状部54の頂部に細孔55が設けられている。このようにオリフィス管44では、先端に凸状部54を設けたことにより、細孔55の先端たる噴霧口56の外周周辺に傾斜面54aを形成し、これにより残留物が噴霧口56に溜まり難くなり、噴霧口56の目詰まりを抑止し得るようになされている。
因みに、この実施の形態の場合、凸状部54の頂角θは、４５°〜１３５°、特に３０°〜４５°の鋭角に形成することが好ましく、この場合、例えば析出したＰｔ化合物やＦｅ化合物によって噴霧口56が詰まることを防止できる。
噴霧口56の細孔55は、その内径がオリフィス管44の内径よりも小さく選定され、当該オリフィス管44から細孔55に供給されるキャリアガスの流速がさらに一段と速くなるように構成されている。ここで細孔55の先端は、オリフィス管44の凸状部54が気化部45の基端57に挿入されていることにより、気化部45の内部空間58に突出するように配置され得る。
かかる構成に加えてオリフィス管44には、基端51から凸状部54までの間に複数（この場合、例えば５つ）の接続管60a〜60eが連通しており、この接続管60a〜60eにそれぞれ後述する原料溶液供給機構41が設けられている。これによりオリフィス管44は、Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液が原料溶液供給機構41から例えば接続管60aを介して供給され得るように構成されている。
この場合、オリフィス管44は、接続管60aから供給されたＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液に高速で流れるキャリアガスをあて、当該Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を微粒子状又は霧状にさせてキャリアガス中に分散させ、この状態のまま細孔55を介して気化部45内に高速（２３０ｍ／秒〜３５０ｍ／秒）で噴霧するように構成されている。
この実施の形態の場合、オリフィス管44は、内径が例えばΦ１．０ｍｍ程度に選定されているとともに、鉛直向きに延びる長手方向の長さが１００ｍｍ程度に選定され、さらに細孔55の内径がΦ０．２〜０．７ｍｍ程度に選定されており、基端51から細孔55にゆくに従って縮径しており、その内部でキャリアガスを高速にさせ得るようになされている。
ここでオリフィス管44に連結した気化部45は、管状でなり、当該オリフィス管44と同様に鉛直向きに配置され、図２に示したように、その内径がオリフィス管44の内径より顕著に大きく選定されていることにより、当該気化部45内の圧力がオリフィス管44内の圧力よりも小さくなるように形成されている。
このように気化部45では、オリフィス管44との間で大きな圧力差が設けられていることにより、Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液並びにキャリアガスがオリフィス管44から高速（例えば２３０ｍ／秒〜３５０ｍ／秒）で噴出し、内部空間58において膨張させ得るようになされている。
実際上、この実施の形態の場合、気化部45内の圧力が例えば１０Ｔｏｒｒ程度に選定されているのに対し、オリフィス管44内の圧力が例えば５００〜１０００Ｔｏｒｒ程度に選定され、気化部45とオリフィス管44との間に大きな圧力差が設けられている。
因みに、流量制御後のキャリアガスの圧力は、キャリアガスの流量、原料溶液流量及び細孔55の寸法によって増減するが、最終的には噴霧口56の寸法を選定してキャリアガスの圧力を制御し、５００〜１０００Ｔｏｒｒにすることが好ましい。
これに加えて気化部45の外周には、基端57及び先端（すなわち反応室２との接続部分）の間に加熱手段としてのヒータ62が取り付けられており、このヒータ62によって気化部45が例えば２７０℃程度に加熱され得る。なお、この実施の形態の場合、気化部45の基端57がほぼ半球形状に形成されていることにより、ヒータ62によって当該基端57側を均一に加熱することができるようになされている。
かくして気化部45では、オリフィス管44内で高速のキャリアガス流によって分散され霧化したＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を、ヒータ62によって瞬時に加熱して瞬間的に気化するように構成されている。このとき、Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液がオリフィス管44内に排出されたときから気化部45内に噴霧されるまでの時間は極めて短時間（好ましくは０．１〜０．００２秒以内）であることが好ましい。Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液は、高速のキャリアガス流によって、オリフィス管44内で分散させた直後に微細になり、瞬時に気化部45内で気化する。また、溶媒のみが気化する現象は抑制される。
因みにＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液並びにキャリアガスを高速で気化部45に噴霧することによって、霧の寸法が微細化（霧の直径が１μｍ以下）し、蒸発面積の増大と蒸発速度の増大を図ることができる。なお霧の寸法が１桁減少すると、蒸発面積は１桁増大する。
なお噴霧口56から噴出した霧が気化部45の内壁に衝突しないように、噴霧口56の角度と気化部45の寸法を設計することが好ましい。霧が気化部45の内壁に衝突すると、壁面に付着し、蒸発面積が桁違いに減少して、蒸発速度が低下するからである。また、霧が長時間気化部45壁に付着していると、熱分解して蒸発しない化合物に変化する例もあるからである。
またこの場合、気化部45は、その内部が減圧されていることによりＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液に含まれるＰｔ化合物及びＦｅ化合物の昇華温度を低下させることができ、その結果ヒータ62からの熱でＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を容易に気化させ得るようになされている。
このようにして気化部45は、Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を気化し、この原料ガスを反応室２に供給し、この反応室２でＣＶＤ法によって強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成させ得るようになされている。
なお、気化部45の基端57は、オリフィス管44との間に断熱材63を有し、この断熱材63によって気化部45からの熱がオリフィス管44に伝達され難くなるように構成されている。因みに気化部45の基端57はＯリング64によって気密封止されている。またオリフィス管44と気化部45とを連結する締結部材65にも断熱材66が設けられている。
因みに、細孔55から噴霧された霧が気化部45の内壁を濡らさないことが好ましい。理由は、霧に比べて、濡れ壁では蒸発面積が桁違いに減少するからである。つまり、気化部45の内壁が全く汚れない構造が好ましい。また、気化部45の内壁の汚れが簡単に評価できるように、気化部45壁は鏡面仕上げをすることが好ましい。
（１−２−２）原料溶液供給機構の構成
次に上述した気化機構40に設けられた原料溶液供給機構41について以下説明する。なお、接続管60a〜60eはそれぞれ原料溶液供給機構41に接続されており、接続管毎に原料溶液の種類を選択することが可能であるが、その構成は同一である。本実施の形態では、オリフィス管44に対して供給する原料溶液の種類がＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を供給する場合を例にとり、接続管60aに設けられた原料溶液供給機構41についてのみ説明する。
因みに、接続管60a〜60eは、互いに開口部が対向しないようにオリフィス管44に配置されていることにより、例えば接続管60aの開口部からオリフィス管44に供給されるＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液が、他の接続管60b〜60eの開口部に流入され得ることを確実に防止し得るようになされている。
この場合、原料溶液供給機構41では、原料溶液用タンク70に貯えられたＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を、所定の原料溶液流路71を経由させることにより、液体マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）72、ブロックバルブ73を順次介してオリフィス管44に供給するように構成されている。なお、この液体マスフローコントローラ72は、原料溶液流路71を流れるＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液の流量を制御するようになされている。
ブロックバルブ73は、第１〜第４の切換バルブ75a〜75dからなり、これら第１〜第４の切換バルブ75a〜75dが図示しない制御部で統括的に制御されている。
実際上、Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液をオリフィス管44に供給する場合、ブロックバルブ73は、第１の切換バルブ75aのみを開状態として他の第２〜第４の切換バルブ75b〜75dを閉状態とする。
これにより、オリフィス管44では、高速に流れるキャリアガスに対し、Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液が供給され、この高速に流れるキャリアガスによって当該Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を微粒子状又は霧状にさせてキャリアガス中に分散させ、これを気化部45に供給し得るようになされている。
また、かかる構成に加えて原料溶液供給機構41では、ブロックバルブ73からオリフィス管44にＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を供給していないとき、溶媒用タンク77に貯えられた溶媒を、所定の溶媒流路78を経由させることにより、液体マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）79、接続管60aを順次介してオリフィス管44に供給するように構成されている。
この場合、制御部は、第１の切換バルブ75a、第３の切換バルブ75c及び第４の切換バルブ75dを閉状態とするとともに、第２の切換バルブ75bのみ開状態とすることにより、接続管60aを通過させてオリフィス管44に溶媒を供給し得るようになされている。かくして接続管60aからオリフィス管44に溶媒だけを流すことにより接続管60aに目詰まりした固形物を除去することができるようになされている。
これに対して、制御部は、第１の切換バルブ75a、第２の切換バルブ75b及び第４の切換バルブ75dを閉状態とするとともに、第３の切換バルブ75cのみを開状態とすることにより、ブロックバルブ73を介してベント管81に溶媒を供給して廃棄し得るようになされている。
なお、制御部は、第１の切換バルブ75a、第２の切換バルブ75b及び第３の切換バルブ75cを閉状態とするとともに、第４の切換バルブ75dを開状態とすることにより、ブロックバルブ73を介してベント管81にＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を供給して廃棄し得ることもできるように構成されている。
以上の構成において、ＣＶＤ部３では、オリフィス管44において反応室２に向けて常に高速で流れるキャリアガス流に、Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を供給することにより、Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を微粒子状又は霧状にさせてキャリアガス中に分散させ、そのまま気化部45で気化しこの原料ガスを反応室２に供給する。
かくして、気化機構40では、高速のキャリアガス流によってＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を瞬間的に霧化させて、ヒータ62の熱で当該Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を容易に気化させ易いようにしていることにより、気化させ難いＰｔ化合物及びＦｅ化合物を溶媒に溶かして得た原料溶液であっても気化部45において容易に気化できる。
また気化機構40では、キャリアガス供給管43において加圧されたキャリアガスを高速にしてオリフィス管44に導入するため（例えばキャリアガスは５００〜１０００Ｔｏｒｒで、２００ｍｌ／ｍｉｎ〜２Ｌ／ｍｉｎ）、オリフィス管44においてＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液の温度上昇を抑制することができる。
従って、この気化機構40では、オリフィス管44においてＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液中の溶剤のみが蒸発気化することを抑制できるので、オリフィス管44においてＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液が高濃度化することを防止でき、かくして粘度の上昇を抑制できるとともに、Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とが析出することを防止できる。
さらに、気化機構40では、キャリアガス中に分散したＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を気化部45で瞬時に気化させることができるので、細孔55や細孔55付近にＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液中の溶剤のみが気化することを抑止できるため、細孔55の目詰まりを抑止できる。かくしてＣＶＤ用気化器４の連続使用時間を長くすることができる。
（１−３）動作及び効果
以上の構成において、ＣＶＤ用気化器４では、オリフィス管44において反応室２に向けて常に高速で流れるキャリアガス流に、原料溶液用タンク70から供給されてくる原料溶液、この場合Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を供給することにより、原料溶液を所定量だけ微粒子状又は霧状にさせてキャリアガス中に分散させ、そのまま気化部45で気化し原料ガスとして反応室２に供給する。
そして、ガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する時、反応室側バルブ６を開状態とするとともに、ベント側バルブ９を閉状態とすることにより、原料ガスを反応室２に供給し、当該原料ガスをガス噴出孔19を介して基板21上に均一に吹き付ける。これにより反応室内部16において原料ガスは基板ステージ23内のヒータ24等で加熱され、基板21上で化学反応を起こさせる。
その後、ガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、所定のタイミングで反応室側バルブ６を閉状態とするとともに、ベント側バルブ９を開状態とすることにより、反応室内部16への原料ガスの供給を停止し、所望の膜厚でなる強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する。
また、ガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、上述した強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成動作をし終えると、所定時間経過後、再び反応室側バルブ６及びベント側バルブ９の開閉動作（すなわち薄膜形成動作）を行なうことにより、新たに所望の膜厚でなる強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を基板21上に形成するように構成されている。
このようにしてガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、薄膜形成動作を複数回繰り返す成膜動作を行なうことにより、反応室２に原料ガスを間欠的に供給して所定の膜厚の強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を順次形成し、高密度及び高品質の強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を基板21上に形成し得るように構成されている。
ＣＶＤ用気化器４において用いた気化機構40では、オリフィス管44内で原料溶液を微粒子状又は霧状にしてキャリアガス中に分散させ、熱で当該原料溶液全てを容易に気化させ易いようにし、またオリフィス管44において原料溶液の温度上昇を抑制し原料化合物、この場合Ｐｔ化合物及びＦｅ化合物が析出することもないので、オリフィス管44に供給された原料溶液全てを正確に気化でき、かくして反応室２内に原料ガスを確実に供給できる。
従って、基板21の表面上で化学反応を起こさせることにより、ステップガバレジのよい強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成することができる。
また、基板21上に形成された強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜に残留する炭素を取り除くには、成膜動作終了後、反応室２内を酸化ガス雰囲気として成膜形成後対象物としての強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成した基板21を酸化して強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜から炭素を取り除く。このとき酸化性ガスに含まれる酸素の一部は強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜に含まれるＦｅと結合し、強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜中に酸化鉄を生成する。次いで、酸化処理した基板21をプラズマ反応室（図示しない）に移動させ、プラズマ反応室内を例えば水素と窒素とからなる還元ガス雰囲気とし、プラズマ反応室内にＲＦプラズマ（RF : Radio Frequency）を印加することにより、強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を還元し強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜から酸素を取り除くことができる。このようにして、炭素を取り除いた所望の強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜が形成された基板21を得ることができる。
このようにしてガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、成膜動作終了後の反応室２内において、酸化処理後、プラズマ反応室内において還元処理を行うことによって、強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜に残留する炭素を取り除き、所望の強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜が形成された基板21を得ることができる。また、上述した酸化処理を省略して、成膜動作終了後直ちにプラズマ反応室に基板21を移動させ、プラズマ反応室内に還元ガスを送り込み、ＲＦプラズマを印加して還元処理を行なうこととしてもよい。
尚、上述した還元処理は、本実施の形態におけるガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１にプラズマ発生装置を設け、反応室２内で行うこととしてもよい。
（２）第２の実施の形態
（２−１）気化機構の構成
図２との対応部分に同一符号を付して説明する図３において、ＣＶＤ用気化器84は、気化機構85によってキャリアガスを常に酸化反応室としての機能を備える反応室２へ供給するとともに、原料溶液供給機構41から供給された原料溶液のほぼ全てを気化機構85で確実に気化して反応室２に供給し得るように構成されている。原料溶液供給機構41では、原料溶液用タンク（図示しない）に貯えられたＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を、液体マスフローコントローラ72、原料溶液流路71、ブロックバルブ73を順次介して原料供給管88に供給するようになされている。
また、かかる構成に加えて原料溶液供給機構41では、ブロックバルブ73から原料供給管88にＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を供給していないとき、溶媒用タンク（図示しない）に貯えられた溶媒を、所定の溶媒流路78を経由させることにより、液体マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）79、接続管60aを順次介してオリフィス管44に供給するように構成されている。
気化機構85は、気化機構本体87、キャリアガス供給管43、原料供給管88、細孔89を備えた噴霧フランジ90を備え、細孔89の先端に気化部45が形成されている。この気化機構85は、気化機構本体87が原料供給管88を鉛直方向に保持すると共に、原料供給管88の先端側にキャリアガスを供給し得るように構成されている。これにより、原料供給管88から供給される原料溶液と、キャリアガス供給管43から供給されるキャリアガスとが細孔89の基端側に形成された分散部91で混合し得るように構成されている。
原料溶液供給機構41は、溶液配管92を介して原料供給管88の基端に連通していることにより、原料供給管88の基端から先端へ原料溶液を供給し得るように構成されている。また、溶液配管92は、原料溶液供給機構41に設けられた原料溶液流路71の内径よりも小さく選定され、原料溶液供給機構41から原料供給管88に供給される原料溶液の流速を一段と速くさせ得るように構成されている。因みに溶液配管92の内径は、例えばφ１ｍｍ程度であり、溶液配管92の長さは１０ｍｍ程度に形成されるのが好ましい。
気化機構本体87は、原料供給管88の先端部分との間に隙間を形成し、原料供給管88の先端側に分散部91を介して噴霧フランジ90を設けると共に、キャリアガス供給管43の先端323aを原料供給管88の先端側に連結する導入口93を設けている。このようにして、分散部91は原料溶液とキャリアガスとを合流させて、原料溶液をキャリアガス中に分散させ得るように構成されている。
（２−２）動作及び効果
以上の構成において、ＣＶＤ用気化器84では、原料供給管88から鉛直方向に流れる原料溶液と、キャリアガス供給管43から導入口93を介して原料供給管88の先端に向けて流れるキャリアガスとが、分散部91において混合される。これにより原料溶液を微粒子状又は霧状にさせてキャリアガス中に分散させ、気化部45に導入される。因みに原料溶液が分散部91で混合されたときから霧状に噴霧されるまでは１秒以内（より好ましくは０．１秒以内）であることが好ましい。
次いで分散部91でキャリアガス中に分散された原料溶液は、細孔89を通過して気化部45へ導入される。ここで、気化部45の圧力は分散部91に比べ格段に低いため、キャリアガス中に分散した原料溶液は高速で気化部45に噴出し、膨張する。これにより原料溶液に含まれるＰｔ化合物及びＦｅ化合物の昇華温度は低下するため、ヒータ62からの熱で原料溶液は気化し、原料ガスとして反応室２に供給される。
このようにして、ガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、原料溶液を原料ガスとして反応室２内に供給でき、これにより当該原料ガスを基板21上に均一に吹き付けてヒータ等により加熱して基板21上で化学反応を起させ、所定の強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成することができる。
また、プラズマ反応室を使用することにより、上述した同様の効果を得ることができる。
（３）第３の実施の形態
図２との対応部分に同一符号を付して説明する図４において、ガスシャワー式熱ＣＶＤ装置100は、酸化反応室としての機能を備える反応室２に原料ガスを間欠的に供給し、強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜の成長を１原子層又は１分子層ずつ行なうＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）式のＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置である。このガスシャワー式熱ＣＶＤ装置100は、ＣＶＤ用気化器４が、気化機構40と、当該気化機構40に設けられた原料溶液供給機構101とを備え、当該気化機構40が反応室側バルブ６を介して反応室のガス導入口５に連結されている。
この場合、ＣＶＤ用気化器４は、気化機構40によってキャリアガスを常に反応室２へ供給するとともに、原料溶液供給機構101から供給された所定量の原料溶液ほぼ全てを気化機構40で確実に気化して反応室２に供給し得るように構成されている。なお、接続管60a〜60eはそれぞれ原料溶液供給機構101に接続されており、接続管毎に原料溶液の種類を選択することが可能であるが、その構成は同一である。本実施の形態では、オリフィス管44に対して供給する原料溶液の種類がＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を供給する場合を例にとり、接続管60aに設けられた原料溶液供給機構101についてのみ説明する。
（３−１）原料溶液供給機構の構成
図４に示したように、原料溶液供給機構101では、原料溶液用タンク70に貯えられたＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を、所定の原料溶液流路71を経由させることにより、液体マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）72、ブロックバルブ73及び微量定量ポンプ102を順次介してオリフィス管44に供給するように構成されている。なお、この液体マスフローコントローラ72は、原料溶液流路71を流れるＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液の流量を制御するようになされている。
ブロックバルブ73は、図５に示したように、第１〜第４の切換バルブ75a〜75dからなり、これら第１〜第４の切換バルブ75a〜75dが図示しない制御部で統括的に制御されている。
実際上、Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液をオリフィス管44に供給する場合、ブロックバルブ73は、第１の切換バルブ75aのみを開状態として他の第２〜第４の切換バルブ75b〜75dを閉状態とすることにより、微量定量ポンプ102にＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を供給し得るようになされている。
ここで微量定量ポンプ102は、ブロックバルブ73とともに制御部によって統括的に制御されており、基板21上に形成する１原子層又は１分子層の膜厚に応じた所定量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を貯留部103に貯留し得るように構成され、原料溶液用タンク70から供給されてくるＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を定量し得るようになされている。
このようにして原料溶液排出手段としての微量定量ポンプ102は、原料溶液用タンク70から供給されてくるＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液について、基板21上に形成する１原子層又は１分子層の膜厚に応じた所定量だけ貯留部103に一旦貯留し、原料溶液用タンク70から供給されてくるＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液と隔離し得るようになされている。
ここで貯留部103は、１原子層又は１分子層を形成するのに最適な所定量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液が貯まるようにその内部容量が予め選定されており、単にその内部にＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を貯めるだけで、１原子層又は１分子層の膜厚を形成するのに最適な所定量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を容易に、かつ確実に定量できるように構成されている。
そして、微量定量ポンプ102は、貯留部103に一旦所定量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を貯留すると、制御部からの制御信号を待ち受ける。その後、微量定量ポンプ102は、制御部から所定の制御信号を受け取ると、貯留部103に貯留した所定量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を所定のタイミングでオリフィス管44に供給し得るように構成されている。
これにより、オリフィス管44では、高速に流れるキャリアガスに対し、定量された微量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液が供給され、この高速に流れるキャリアガスによって当該Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を微粒子状又は霧状にさせてキャリアガス中に分散させ、これを気化部45に供給し得るようになされている。
また、かかる構成に加えて原料溶液供給機構101では、図５に示したように、微量定量ポンプ102からオリフィス管44にＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を供給していないとき、溶媒用タンク77に貯えられた溶媒を、所定の溶媒流路78を経由させることにより、液体マスフローコントローラ（ＬＭＦＣ）79、カットバルブ104及び接続管60aを順次介してオリフィス管44に供給するように構成されている。
この場合、制御部は、第２の切換バルブ75b及び第３の切換バルブ75cを閉状態とするとともに、カットバルブ104を開状態とすることにより、接続管60aを通過させてオリフィス管44に溶媒を供給し得るようになされている。かくして接続管60aからオリフィス管44に溶媒だけを流すことにより接続管60aに固形物が目詰まりすることを防止できる。
これに対して、制御部は、第２の切換バルブ75b及びカットバルブ104を閉状態とするとともに、第３の切換バルブ75cを開状態とすることにより、ブロックバルブ73を介してベント管81に溶媒を流して廃棄し得るようになされている。
さらに、制御部は、第１の切換バルブ75aを閉状態として微量定量ポンプ102にＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を供給していないとき、第３の切換バルブ75c及びカットバルブ104を閉状態とするとともに、第２の切換バルブ75bを開状態とすることにより、ブロックバルブ73、微量定量ポンプ102及び接続管60aを順次介してオリフィス管44に溶媒を供給し得るようになされている。かくして微量定量ポンプ102に溶媒だけを流すことにより、当該微量定量ポンプ102に固形物が目詰まりすることを防止できる。
なお、制御部は、第１の切換バルブ75a、第２の切換バルブ75b及び第３の切換バルブ75cを閉状態とするとともに、第４の切換バルブ75dを開状態とすることにより、ブロックバルブ73を介してベント管81にＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を流して廃棄し得ることもできるように構成されている。
（３−２）動作及び効果
以上の構成において、ＣＶＤ用気化器４では、原料溶液用タンク70及びオリフィス管44の間に設けた原料溶液流路71に微量定量ポンプ102を設け、原料溶液用タンク70から供給されてくるＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を微量定量ポンプ102で定量し、１原子層又は１分子層の膜厚に応じた量だけＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を貯留部103に貯留する。
次いでＣＶＤ用気化器４では、オリフィス管44において反応室２に向けて常に高速で流れるキャリアガス流に、微量定量ポンプ102で定量した所定量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を供給することにより、Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を所定量だけ微粒子状又は霧状にさせてキャリアガス中に分散させ、そのまま気化部45で気化し原料ガスとして反応室２に供給する。
かくして、ガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、微量定量ポンプ102によって定量した所定量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液だけを原料ガスとして反応室２内に供給でき、これにより当該原料ガスを基板21上に均一に吹き付けてヒータ24等により加熱して基板21上で化学反応を起こさせる。
ガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、微量定量ポンプ102によって定量した所定量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液全てが気化機構40に供給し終えると、これに伴い反応室内部16への原料ガスの供給が停止し、その結果、反応室２にはキャリアガスだけが再び供給される。かくしてガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、反応室側バルブ６及びベント側バルブ９の開閉動作を行なわずに、所望の膜厚でなる１原子層又は１分子層の強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を基板21上に形成できる。
また、ガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、このようにして１原子層又は１分子層の強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成動作をし終えると、所定時間経過後、再び微量定量ポンプ102によって定量した所定量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液が気化機構40に供給されることにより、新たに所望の膜厚でなる１原子層又は１分子層の強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を基板21上に形成する。
このようにしてガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、微量定量ポンプ102によって定量した所定量だけ気化機構40にＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を供給する薄膜形成動作を複数回繰り返し、反応室２に原料ガスを間欠的に供給して所定の膜厚を順次形成でき、かくして高密度及び高品質の強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を基板21上に形成できる。
このようにガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、成膜形成動作を繰り返すＡＬＤ動作時、上述した実施の形態において行なわれていた反応室側バルブ６及びベント側バルブ９の開閉動作を一切行なわずに、微量定量ポンプ102によって定量した所定量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液だけを気化機構40で気化し、これを原料ガスとして反応室２に供給することにより反応室２内で１原子層又は１分子層でなる所望の膜厚を形成できる。
従って、ガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、反応室側バルブ６及びベント側バルブ９の開閉動作によって原料ガスが廃棄されるのを回避しながら、１原子層又は１分子層でなる所望の膜厚の強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を基板21上に順次形成させてゆくことができる。
また、ガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、ＡＬＤ動作時、反応室側バルブ６を常に開状態とし、ベント側バルブ９を常に閉状態としてＣＶＤ用気化器４からのキャリアガスを常に反応室２に供給するように構成したことにより、反応室２の圧力変化が生じることがなく、当該反応室２内における成膜処理条件を均一に維持できる。
さらに、このガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、ＡＬＤ動作時、反応室側バルブ６及びベント側バルブ９の開閉動作が繰り返し頻繁に行なわれることがないため、これら反応室側バルブ６及びベント側バルブ９の動作寿命を延ばすことができ、その結果、従来に比してメンテナンス頻度を少なくして稼働率が低下することを回避できる。
そして、このガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、１原子層又は１分子層の膜厚を形成するのに最適な所定量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液が貯まるように微量定量ポンプ102の貯留部103が予め選定されていることにより、単に貯留部103にＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を貯めるだけで、１原子層又は１分子層の膜厚を形成するのに最適な所定量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を容易に、かつ確実に気化機構40に供給することができる。
また、ＣＶＤ用気化器４において用いた気化機構40では、オリフィス管44内でＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を微粒子状又は霧状にしてキャリアガス中に分散させ、熱で当該Ｐｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液全てを容易に気化させ易いようにし、またオリフィス管44においてＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液の温度上昇を抑制しＰｔ化合物とＦｅ化合物が析出することもないので、微量定量ポンプで精密に定量された所定量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液全てを正確に気化でき、かくして反応室２内に常に一定量の原料ガスを正確に供給できる。
以上の構成によれば、ＡＬＤ動作時において、反応室２にキャリアガスを供給し続け、微量定量ポンプ102で定量した１原子層又は１分子層の膜厚に応じた所定量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を間欠的に気化機構40に供給し、これにより得られた所定量のＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液からなる原料ガスをキャリアガスと共に反応室２に供給するようにした。
従って、ガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、反応室側バルブ６及びベント側バルブ９の開閉動作によって原料ガスが廃棄されるのを回避しながら、１原子層又は１分子層でなる所望の膜厚の強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を基板21上に順次形成させてゆくことができ、かくして１原子層又は１分子層の強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を順次形成してゆく過程で原料ガスを廃棄しない分だけ原料ガスの使用効率を格段と向上させ得る。
また、ガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、ＡＬＤ動作時、反応室側バルブ６を常に開状態とし、ＣＶＤ用気化器４からのキャリアガスが常に反応室２に供給するようにしたことにより、反応室２の圧力変化が生じることがなく、当該反応室２内における成膜処理条件を均一に維持でき、かくして原料ガスに応じた１原子層又は１分子層の膜厚を基板21上に均一に形成し得る。
さらに、ガスシャワー式熱ＣＶＤ装置１では、ＡＬＤ動作時、反応室側バルブ６及びベント側バルブ９の開閉動作が繰り返し頻繁に行なわれることもないため、これら反応室側バルブ６及びベント側バルブ９の動作寿命を延ばすことができ、かくして従来に比してメンテナンス頻度を少なくして生産性を向上できる。
また、プラズマ反応室を使用することにより、上述した同様の効果を得ることができる。
（４）第４の実施の形態
図４との対応部分に同一符号を付して示す図６において、110は薄膜形成装置としての熱ＣＶＤ装置を示し、反応室111の側部方向から原料ガスを間欠的に供給して行なわれる一連のＡＬＤ式の動作を実行し得るように構成されており、それ以外は上述した第１の実施の形態と同様の構成を有する。このような熱ＣＶＤ装置110でも、ＣＶＤ用気化器４を搭載していることから、上述した同様の効果を得ることができる。
また、プラズマ反応室を使用することにより、上述した同様の効果を得ることができる。
（５）第５の実施の形態
図４との対応部分に同一符号を付して示す図７において、薄膜形成装置としてのプラズマＣＶＤ装置115は、上述した第３の実施の形態とはＣＶＤ部の構成が異なるものである。
実際上、このＣＶＤ部116には、反応室２にＲＦ（Radio Frequency）プラズマ発生装置が設けられており、当該ＲＦプラズマ発生装置によって酸化反応室及びプラズマ反応室としての機能を備える反応室２内でプラズマを発生させ得るようになされている。
この場合、反応室２の上方にＲＦ印加電極117が設けられており、ＲＦ印加電極117は、外部のノイズカットフィルタ118を介して同じく外部のＲＦ電源119に電気的に接続されている。これによりプラズマＣＶＤ装置115では反応室２内にプラズマを発生させ、基板21上で化学反応を起こさせて所望の膜厚でなる１原子層又は１分子層の強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成できるように構成されている。このようなプラズマＣＶＤ装置115でも、ＣＶＤ用気化器４を搭載していることから、上述した第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態におけるプラズマＣＶＤ装置では、反応室２が酸化反応室及びプラズマ反応室としての機能を備えることにより、上述した酸化処理及び還元処理を強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜形成後、継続して反応室２内で行なうことができる。
（６）第６の実施の形態
図４との対応部分に同一符号を付して示す図８において、120は薄膜形成装置としてのガスシャワー式プラズマＣＶＤ装置を示し、上述した第３の実施の形態とはＣＶＤ部121の構成が異なるものであり、プラズマ方式で、かつシャワープレート17を備えた構成を有する。尚、反応室２は、酸化反応室及びプラズマ反応室としての機能を備える。
実際上、このＣＶＤ部121には、シャワープレート17の上部に絶縁材122を介してＲＦ（Radio Frequency）電極123が形成され、その上部にシャワープレートヒータ26が設けられている。なお124はノイズカットフィルタであり、制御ユニット28にＲＦ電圧が侵入するのを防止するためのものである。ＲＦ電極123はＲＦ電源124に電気的に接続されている。このようなシャワー式プラズマＣＶＤ装置120でも、ＣＶＤ用気化器４を搭載していることから、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。尚、本実施の形態では、基板21は、この基板ステージ用ヒータ24によって１００〜９００℃の範囲に加熱されるのが好ましい。したがって、上述した第３の実施の形態に比べ低い温度で強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成することができる。また、酸化反応室及びプラズマ反応室としての機能を備える反応室２を備えていることから、上述した第５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
（７）第７の実施の形態
図９において、130は薄膜形成装置としてのローラ式プラズマＣＶＤ装置を示し、ローラ式ＣＶＤ部131に上述したＣＶＤ用気化器４が複数設けられた構成を有する。
このローラ式プラズマＣＶＤ装置130は、ローラ式ＣＶＤ部131に複数のプラズマ発生装置132a〜132eが設けられており、被成膜テープ133を正方向Ｆに走行させたり、或いは当該正方向Ｆとは逆方向Ｒに走行させることにより、各プラズマ発生装置132a〜132eにおいて強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成し、異なる原料でなる薄膜からなる多層膜を形成し得るようになされている。
実際上、このローラ式プラズマＣＶＤ装置130では、各プラズマ発生装置132a〜132e毎に本願発明のＣＶＤ用気化器４が設けられており、上述した第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
因みに、このローラ式プラズマＣＶＤ装置130は、酸化反応室及びプラズマ反応室としての機能を備える反応室134内に成膜ローラ135を挟んで第１の巻き取りローラ136及び第２の巻き取りローラ137が配置されている。また、成膜ローラ135の一方側には第１の送りローラ138及び第１のテンションコントロールローラ139が配置されているとともに、成膜ローラ135の他方側には第２の送りローラ140及び第２のテンションコントロールローラ141が配置されている。なお、成膜ローラ135は、直径が例えば３００〜２００００ｍｍと大径であり、幅が例えば２ｍである。
これによりローラ式プラズマＣＶＤ装置130では、第１の巻き取りローラ136から第１の送りローラ138、第１のテンションコントロールローラ139、成膜ローラ135、第２のテンションコントロールローラ141及び第２の送りローラ140を経由して第２の巻き取りローラ137に被薄膜形成対象物としての被成膜テープ133を走行させる走行経路が形成され、被成膜テープ133がその走行経路に沿って第１の巻き取りローラ136から第２の巻き取りローラ137に向かう方向（正方向Ｆ）に走行し得るとともに、その逆方向Ｒたる第２の巻き取りローラ137から第１の巻き取りローラ136に向かう方向に走行し得る。
この場合、各プラズマ発生装置132a〜132eは、成膜ローラ135上の各エリアに対応して設けられており、被成膜テープ133のそのエリア上に位置する部分にＣＶＤ用気化器４を動作させて強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成することができる。また、各プラズマ発生装置132a〜132e及びＣＶＤ用気化器４はそれぞれ個別に各種ＣＶＤ条件を設定できるように制御され、形成する強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜も個別に設定できるようにされており、個別に成膜動作をさせたり、成膜動作を停止させたりする制御も個別に行なえ得るように構成されている。
なお、それぞれ隣接するプラズマ発生装置132a〜132e間には原料ガスの干渉を防止するため仕切板145が配置されている。なお146は排気管、147は防着板、148はガスシャワー電極、149はＲＦ電源である。本実施例では、成膜ローラ135がアースされ、ガスシャワー電極148がＲＦ電源149の端子に接続されており、プラズマ発生装置132a〜132eの電位が高くなっている。
かくしてこのようなローラ式プラズマＣＶＤ装置130では、被成膜テープ133を正方向Ｆに走行させたり、或いは逆方向Ｒに走行させる動作を交互に繰り返し、例えば５０層〜１０００層という多層膜を比較的効率的に形成できる。
また、反応室134は酸化反応室及びプラズマ反応室としての機能を備えることにより、酸化処理及び還元処理を行なうことができ、上述した同様の効果を得ることができる。
（８）第８の実施の形態
図９との対応部分に同一符号を付して示す図１０において、160は薄膜形成装置としてのローラ式プラズマＣＶＤ装置を示し、このローラ式プラズマＣＶＤ装置160は、上述した第５の実施の形態とは成膜ローラ135の電位が高くなっている点で相違する。すなわち、ローラ式プラズマＣＶＤ装置160では、１つのＲＦ電源161の一端が成膜ローラ135に接続され、各プラズマ発生装置132a〜132eのガスシャワー電極148がアースされている点で異なる。このようなローラ式プラズマＣＶＤ装置160でも、本願発明のＣＶＤ用気化器４が設けられていることから、上述した第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、反応室134は酸化反応室及びプラズマ反応室としての機能を備えることにより、酸化処理及び還元処理を行なうことができ、上述した同様の効果を得ることができる。
（９）第９の実施の形態
図９との対応部分に同一符号を付して示す図１１において、170は薄膜形成装置としてのローラ式熱ＣＶＤ装置を示し、このローラ式熱ＣＶＤ装置170は、上述した第５の実施の形態とはプラズマ発生装置132a〜132eに替えて加熱電極171a〜171eが設けられている点で相違する。このようなローラ式熱ＣＶＤ装置170でも、各加熱電極171a〜171e毎に本願発明のＣＶＤ用気化器４が設けられていることから、上述した第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、反応室134は酸化反応室としての機能を備えることにより酸化処理を行ない、また、プラズマ反応室を使用することにより還元処理を行なうことができ、上述した同様の効果を得ることができる。
（１０）他の実施の形態
なお本願発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。
例えば、上述した第４〜第９の実施の形態においては、第３の実施の形態において例示した気化器を備えたＣＶＤ装置について述べたが、第１の実施の形態及び第２の実施の形態において例示した気化器を第４〜第９の実施の形態におけるＣＶＤ装置に適用することとしてもよい。
また、上述した実施の形態においては、接続管60aに設けられた原料溶液供給機構からＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を供給するようにした場合を例にとり、接続管60a〜60eに設けられた各原料溶液供給機構からＰｔ化合物とＦｅ化合物とを含有した原料溶液を気化機構に供給するようにした場合について説明したが、本発明はこれに限らず、第１の原料溶液流路及び第２の原料溶液流路を介して接続管60a〜60eに設けられた各原料溶液供給機構からＰｔ化合物を含有した原料溶液（白金化合物含有溶液）とＦｅ化合物を含有した原料溶液（鉄化合物含有溶液）を同時に、又は時間を空けて順次気化機構に供給するようにしてもよい。
なお本願発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施の形態においては、接続管に設けられた微量定量ポンプから１種類の原料溶液を気化機構20に供給するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、接続管に設けられた各微量定量ポンプから異なる種類の原料溶液を同時に気化機構20に供給したり、或いは接続管に設けられた各微量定量ポンプから異なる種類の原料溶液を時間を空けて順次気化機構に供給するようにしても良い。
さらに、上述した実施の形態においては、微量定量ポンプで定量した原料溶液を、規則的な間隔を空けて間欠的に気化機構に供給するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、微量定量ポンプで定量した原料溶液を、不規則な間隔を空けて断続的に気化機構に供給するようにしても良い。この場合、微量定量ポンプにより必要に応じて原料溶液の供給を複数回繰り返して行うことができる。
さらに、上述した実施の形態においては、微量定量ポンプで原料溶液を１原子層又は１分子層の量に定量するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、微量定量ポンプで５００ｎｍ以下の膜厚に応じた量等この他種々の量に定量するようにしても良く、この場合、例えば５００ｎｍ以下の膜厚に応じた量だけ原料溶液を気化部に供給できる。
さらに、上述した実施の形態においては、原料溶液を貯留する量が予め定められた微量定量ポンプを適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて適宜貯留量が可変する可変型の微量定量ポンプを適用するようにしても良い。
さらに、上述した実施の形態においては、原料溶液排出手段として、微量定量ポンプを適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、原料溶液を所定量に定量して気化機構に供給できれば、この他種々の原料溶液排出手段を適用するようにしても良い。
（１１）実施例１
図１２に温度に対するトリメチルシクロペンタジエニル白金［Ｐｔ（ＣＨ３）３（Ｃ５Ｈ５）］のＴＧ−ＤＴＡチャート、すなわち熱重量分析（ＴＧ：Thermo gravimetric Analysis）及び示差熱分析の結果を示す。図１２のＡに示す熱重量分析特性は、７６０Ｔｏｒｒアルゴン雰囲気下におけるデータである。この図から明らかなように、トリメチルシクロペンタジエニル白金を完全に昇華させるためには略１９０℃以上の温度が必要ということになる。
図１３は７６０Ｔｏｒｒアルゴン雰囲気下におけるトリスジイソブチリルメタナト鉄［Ｆｅ（Ｃ９Ｈ１５Ｏ２）３］のＴＧ−ＤＴＡチャート、すなわち熱重量分析及び示差熱分析の結果である。この図のＢから明らかなように、トリスジイソブチリルメタナト鉄を完全に昇華させるためには略３００℃以上の温度が必要ということになる。
以上より、トリメチルシクロペンタジエニル白金とトリスジイソブチリルメタナト鉄を含有した原料溶液を気化する場合、７６０Ｔｏｒｒアルゴン雰囲気下では略３００℃以上の温度で加熱することが好ましいことが分かる。
図１４に示すＣは、７６０Ｔｏｒｒアルゴン雰囲気下におけるＦｅ（ＤＭＡＭＰ）３の熱重量分析の結果である。図１５に示すＤは、７６０Ｔｏｒｒ酸素雰囲気下におけるＦｅ（ＤＭＡＭＰ）３の熱重量分析の結果である。ここで、温度上昇率はいずれも３０℃〜４００℃の間において１０℃／ｍｉｎとしている。図１４のＣより、７６０Ｔｏｒｒアルゴン雰囲気下でＦｅ（ＤＭＡＭＰ）３を１００％昇華させるためには、略２５０℃以上の温度が必要であることが分かる。アルゴン１０Ｔｏｒｒの減圧雰囲気下で、Ｆｅ（ＤＭＡＭＰ）３を１００％昇華させるためには、約１００℃低下して、略１５０℃以上の温度が必要であることが分かっている。
一方、図１５のＤより、７６０Ｔｏｒｒ酸素雰囲気下では、Ｆｅ（ＤＭＡＭＰ）３を１００％昇華させることは不可能である。したがって、Ｆｅ（ＤＭＡＭＰ）３を１００％昇華させるためには、気化機構において、酸素を完全に取り除く必要があることが分かる。
図１６に示すＥは、７６０Ｔｏｒｒアルゴン雰囲気下におけるＦｅ（ＴＨＤ）３の温度に対する熱重量分析の結果である。図１７に示すＦは７６０Ｔｏｒｒ酸素雰囲気下におけるＦｅ（ＴＨＤ）３の温度に対する熱重量分析の結果である。ここで、温度上昇率はいずれも３０℃〜４００℃の間において１０℃／ｍｉｎとしている。図１６のＥ及び図１７のＦより、７６０Ｔｏｒｒアルゴン及び酸素雰囲気下でＦｅ（ＴＨＤ）３を１００％昇華させることが可能であり、そのためには略２７０℃以上の温度が必要であることが分かる。
図１８は、Ｆｅ（ＤＭＡＭＰ）３の温度に対する分解特性を測定した結果である。この図から、１８０℃以上でＦｅ（ＤＭＡＭＰ）３の分解が始まることが分かる。
図１９は、Ｆｅ（ＤＭＡＭＰ）３の温度に対する蒸気圧の変化を示すものである。この図からも、Ｆｅ（ＤＭＡＭＰ）３の蒸気圧が強い温度依存性を持つことが確認される。
（１２）実施例２
本発明に係る原料溶液として、化１にＰｔ化合物としてトリメチルシクロペンタジエニル白金［Ｐｔ（ＣＨ３）３（Ｃ５Ｈ５）］を示す。
Figure 2007247031
 また、化２にＦｅ化合物としてトリスジイソブチリルメタナト鉄
［Ｆｅ（Ｃ９Ｈ１５Ｏ２）３］を示す。
Figure 2007247031
 尚、本発明で用いるＰｔ化合物及びＦｅ化合物は、上述の化１及び化２に限定されるものではないが、以下、これらを用いた場合について述べる。
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置を用いて、トリメチルシクロペンタジエニル白金と、トリスジイソブチリルメタナト鉄とを含有した原料溶液を気化機構で気化し、下記表１に示す条件で強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成した。
Figure 2007247031
 この表１における試料１と試料４との対比から、成膜直後の強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜のシート抵抗値は、成膜温度が高いと低下することが分かる。また、試料１並びに試料２及び試料３との対比から、シート抵抗値は、印加するＲＦプラズマ電力が大きいと低下することが分かる。また、成膜後、還元性の水素と窒素とからなるキャリアガス雰囲気下でプラズマ処理を行なうことにより、シート抵抗値は、最大２桁低下することが分かる。
第１の実施の形態によるガスシャワー式熱ＣＶＤ装置の全体構成を示す概略図である。 ＣＶＤ用気化器の詳細構成を示す概略図である。 第２の実施の形態によるＣＶＤ用気化器の詳細構成を示す概略図である。 第３の実施の形態によるガスシャワー式熱ＣＶＤ装置の全体構成を示す概略図である。 ＣＶＤ用気化器の詳細構成を示す概略図である。 第４の実施の形態による熱ＣＶＤ装置の全体構成を示す概略図である。 第５の実施の形態によるプラズマＣＶＤ装置の全体構成を示す概略図である。 第６の実施の形態によるガスシャワー式プラズマＣＶＤ装置の全体構成を示す概略図である。 第７の実施の形態によるローラ式プラズマＣＶＤ装置の全体構成を示す概略図である。 第８の実施の形態によるローラ式プラズマＣＶＤ装置の全体構成を示す概略図である。 第９の実施の形態によるローラ式熱ＣＶＤ装置の全体構成を示す概略図である。 ７６０Ｔｏｒｒアルゴン雰囲気中におけるトリメチルシクロペンタジエニル白金［Ｐｔ（ＣＨ３）３（Ｃ５Ｈ５）］のＴＧ−ＤＴＡチャートを示すものである。 ７６０Ｔｏｒｒアルゴン雰囲気中におけるトリスジイソブチリルメタナト鉄［Ｆｅ（Ｃ９Ｈ１５Ｏ２）３］のＴＧ−ＤＴＡチャートを示すものである。 ７６０Ｔｏｒｒアルゴン雰囲気中におけるＦｅ（ＤＭＡＭＰ）３のＴＧ−ＤＴＡチャートを示すものである。 ７６０Ｔｏｒｒ酸素雰囲気中におけるＦｅ（ＤＭＡＭＰ）３のＴＧ−ＤＴＡチャートを示すものである。 ７６０Ｔｏｒｒアルゴン雰囲気中におけるＦｅ（ＴＨＤ）３のＴＧ−ＤＴＡチャートを示すものである。 ７６０Ｔｏｒｒ酸素雰囲気中におけるＦｅ（ＴＨＤ）３のＴＧ−ＤＴＡチャートを示すものである。 Ｆｅ（ＤＭＡＭＰ）３の温度に対する分解特性を測定した結果を示すものである。 Ｆｅ（ＤＭＡＭＰ）３の温度に対する蒸気圧の変化を示すものである。
符号の説明
１ ガスシャワー式熱ＣＶＤ装置
２ 反応室
４ ＣＶＤ用気化器（気化器）
21 基板（被薄膜形成対象物）
42 キャリアガス流路
43 キャリアガス供給管
44 オリフィス管45
45 気化部
60a〜60e 接続管
62 ヒータ（加熱手段）
71 原料溶液流路
78 溶媒流路
102 微量定量ポンプ

Claims (22)

  1. 反応室内に載置された被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成装置において、
    白金化合物と鉄化合物とを気化した原料ガスを、還元性のキャリアガスと共に前記反応室へ供給するＣＶＤ用気化器を備える
    ことを特徴とする薄膜形成装置。
  2. 反応室内に載置された被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成装置において、
    白金化合物と鉄化合物とを含有した原料溶液を気化した原料ガスを、還元性のキャリアガスと共に前記反応室に供給するＣＶＤ用気化器を備え、
    前記ＣＶＤ用気化器は、
    流入口から流出口に向けてキャリアガスが流れるキャリアガス流路と、
    前記キャリアガス流路に前記原料溶液を供給する原料溶液流路と、
    前記キャリアガス流路の流出口に設けられ、前記原料溶液流路から供給された前記原料溶液を気化する気化部とを備え、
    前記キャリアガス流路は、
    前記キャリアガスが供給されるキャリアガス供給管と、
    該キャリアガス供給管から前記キャリアガスが供給され、前記原料溶液を微粒子状又は霧状にしてキャリアガス中に分散させて前記気化部に供給するオリフィス管とを備え、
    前記気化部は、前記キャリアガス中に分散させた原料溶液を加熱して気化する加熱手段を備えている
    ことを特徴とする薄膜形成装置。
  3. 反応室内に載置された被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成装置において、
    白金化合物と鉄化合物とを含有した原料溶液を気化した原料ガスを、還元性のキャリアガスと共に前記反応室に供給するＣＶＤ用気化器を備え、
    前記ＣＶＤ用気化器は、
    流入口から流出口に向けてキャリアガスが流れるキャリアガス流路と、
    前記原料溶液が供給される原料溶液流路と、
    前記キャリアガス流路と前記原料溶液流路とを連通する接続管と、
    前記原料溶液流路に供給された前記原料溶液を定量して前記接続管に排出する原料溶液排出手段と、
    前記キャリアガスの流出口に設けられ、前記原料溶液排出手段から排出された所定量の原料溶液を気化する気化部とを備え、
    前記キャリアガス流路は、
    前記キャリアガスが供給されるキャリアガス供給管と、
    該キャリアガス供給管から前記キャリアガスが供給され、前記原料溶液を微粒子状又は霧状にしてキャリアガス中に分散させて前記気化部に供給するオリフィス管とを備え、
    前記気化部は、前記キャリアガス中に分散させた原料溶液を加熱して気化する加熱手段を備えている
    ことを特徴とする薄膜形成装置。
  4. 前記原料溶液排出手段は、前記原料溶液流路に供給された前記原料溶液を、被薄膜形成対象物に形成する５００ｎｍ以下の膜厚に応じた量に定量する
    ことを特徴とする請求項３記載の薄膜形成装置。
  5. 前記５００ｎｍ以下の膜厚に応じた量が、前記被薄膜形成対象物に形成する１原子層又は１分子層に応じた量である
    ことを特徴とする請求項４記載の薄膜形成装置。
  6. 前記反応室内にプラズマを印加するプラズマ発生装置を備えたことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
  7. 前記原料溶液流路は、白金化合物を含有する白金化合物含有溶液を供給する第１の原料溶液流路と、鉄化合物を含有する鉄化合物含有溶液を供給する第２の原料溶液流路とを備えることを特徴とする請求項２〜６のうちいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
  8. 前記白金化合物がＰｔ（ＣＨ３）３（Ｃ５Ｈ５）であることを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
  9. 前記鉄化合物がＦｅ（Ｃ９Ｈ１５Ｏ２）３であることを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
  10. 前記被薄膜形成対象物上に前記強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成した薄膜形成後対象物を載置するプラズマ反応室を備え、前記プラズマ反応室は還元性のキャリアガス雰囲気中でプラズマを印加するように構成したことを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
  11. 前記薄膜形成後対象物を酸化処理する酸化反応室を備えることを特徴とする請求項１０記載の薄膜形成装置。
  12. 反応室に載置された被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成方法において、
    還元性のキャリアガスを前記反応室内へ供給するキャリアガス供給ステップと、
    白金化合物と鉄化合物とを気化した原料ガスを反応室に供給する原料供給ステップとを備えた
    ことを特徴とする薄膜形成方法。
  13. 反応室に載置された被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成方法において、
    キャリアガス流路の流入口から流出口に向けて還元性のキャリアガスを流すことにより、前記反応室にキャリアガスを供給するキャリアガス供給するキャリアガス供給ステップと、
    前記キャリアガス流路に白金化合物と鉄化合物とを含有した原料溶液を供給する原料溶液供給ステップと、
    前記原料溶液を、前記キャリアガス流路で微粒子状又は霧状にしてキャリアガス中に分散させて、前記キャリアガス流路の流出口に設けられた気化部に供給する気化部供給ステップと、
    前記気化部で前記原料溶液を前記気化室の加熱手段により加熱して気化する気化ステップとを備えた
    ことを特徴とする薄膜形成方法。
  14. 反応室に載置された被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成方法において、
    キャリアガス流路の流入口から流出口に向けて還元性のキャリアガスを流すことにより、前記反応室にキャリアガスを供給するキャリアガス供給するキャリアガス供給ステップと、
    原料溶液流路に白金化合物と鉄化合物とを含有した原料溶液を供給する原料溶液供給ステップと、
    前記原料溶液流路に供給された前記原料溶液を定量する定量ステップと、
    前記キャリアガス流路と前記原料溶液流路とを連通する接続管に、前記定量ステップで定量した所定量の前記原料溶液を、原料溶液排出手段により排出する原料溶液排出ステップと、
    前記原料溶液を、前記キャリアガス流路で微粒子状又は霧状にしてキャリアガス中に分散させて、前記キャリアガス流路の流出口に設けられた気化部に供給する気化部供給ステップと、
    前記キャリアガスの流出口に設けられた気化部によって、前記原料溶液排出ステップで排出した前記所定量の原料溶液を前記気化室の加熱手段により加熱して気化する気化ステップとを備えた
    ことを特徴とする薄膜形成方法。
  15. 前記原料溶液排出手段は、前記原料溶液流路に供給された前記原料溶液を、被薄膜形成対象物に形成する５００ｎｍ以下の膜厚に応じた量に定量する
    ことを特徴とする請求項１４記載の薄膜形成方法。
  16. 前記５００ｎｍ以下の膜厚に応じた量が、前記被薄膜形成対象物に形成する１原子層又は１分子層に応じた量である
    ことを特徴とする請求項１５記載の薄膜形成方法。
  17. 前記反応室内にプラズマを印加して前記被薄膜形成対象物上に強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成する薄膜形成ステップを備えた
    ことを特徴とする請求項１２〜１６のうちいずれか１項に記載の薄膜形成方法。
  18. 前記原料溶液供給ステップに替えて、白金化合物を含有した白金化合物含有溶液と、鉄化合物を含有した鉄化合物含有溶液とを前記原料溶液流路に供給する原料化合物溶液供給ステップを備えることを特徴とする請求項１３〜１７のうちいずれか１項に記載の薄膜形成方法。
  19. 前記白金化合物がＰｔ（ＣＨ３）３（Ｃ５Ｈ５）であることを特徴とする請求項１２〜１８のうちいずれか１項に記載の薄膜形成方法。
  20. 前記鉄化合物がＦｅ（Ｃ９Ｈ１５Ｏ２）３であることを特徴とする請求項１２〜１９のうちいずれか１項に記載の薄膜形成方法。
  21. 前記被薄膜形成対象物上に前記強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成した薄膜形成後対象物を、還元性のキャリアガス雰囲気としたプラズマ反応室内に載置し、前記プラズマ反応室内にプラズマを印加する還元処理ステップを有することを特徴とする請求項１２〜２０のうちいずれか１項に記載の薄膜形成方法。
  22. 前記被薄膜形成対象物上に前記強磁性体Ｐｔ／Ｆｅ薄膜を形成した薄膜形成後対象物を、
    酸化性ガス雰囲気とした酸化反応室内に載置し、前記薄膜形成後対象物を酸化処理する酸化処理ステップと、
    前記酸化処理した前記薄膜形成後対象物を還元性のキャリアガス雰囲気としたプラズマ反応室内に載置し、前記プラズマ反応室内にプラズマを印加する還元処理ステップを有する
    ことを特徴とする請求項１２〜２０のうちいずれか１項に記載の薄膜形成方法。
JP2006075337A 2006-03-17 2006-03-17 薄膜形成装置、及び薄膜形成方法 Expired - Fee Related JP4831526B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006075337A JP4831526B2 (ja) 2006-03-17 2006-03-17 薄膜形成装置、及び薄膜形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006075337A JP4831526B2 (ja) 2006-03-17 2006-03-17 薄膜形成装置、及び薄膜形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007247031A true JP2007247031A (ja) 2007-09-27
JP4831526B2 JP4831526B2 (ja) 2011-12-07

Family

ID=38591648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006075337A Expired - Fee Related JP4831526B2 (ja) 2006-03-17 2006-03-17 薄膜形成装置、及び薄膜形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4831526B2 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6350474A (ja) * 1986-08-21 1988-03-03 Hitachi Ltd 磁性薄膜の形成方法
JPH038330A (ja) * 1989-06-06 1991-01-16 Hitachi Electron Eng Co Ltd 液状半導体形成材料気化供給装置
JPH09259426A (ja) * 1996-03-19 1997-10-03 Hitachi Maxell Ltd 磁気記録媒体及びその製造方法
JP2005276364A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Toshiba Corp 磁気記録媒体及びその製造法、並びにそれを用いた磁気記録再生装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6350474A (ja) * 1986-08-21 1988-03-03 Hitachi Ltd 磁性薄膜の形成方法
JPH038330A (ja) * 1989-06-06 1991-01-16 Hitachi Electron Eng Co Ltd 液状半導体形成材料気化供給装置
JPH09259426A (ja) * 1996-03-19 1997-10-03 Hitachi Maxell Ltd 磁気記録媒体及びその製造方法
JP2005276364A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Toshiba Corp 磁気記録媒体及びその製造法、並びにそれを用いた磁気記録再生装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4831526B2 (ja) 2011-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007097024A1 (ja) 気化器、半導体製造装置及び半導体製造方法
US6805907B2 (en) Method and apparatus for vapor generation and film deposition
JP2007308774A (ja) 薄膜形成装置、及び薄膜形成方法
US6471782B1 (en) Precursor deposition using ultrasonic nebulizer
KR100654400B1 (ko) 용액 기화식 ｃｖｄ 장치
US7246796B2 (en) Carburetor, various types of devices using the carburetor, and method of vaporization
JP3390517B2 (ja) 液体原料用ｃｖｄ装置
JPWO2006093168A1 (ja) Ｃｖｄ装置と、それを用いた多層膜形成方法と、それにより形成された多層膜
JP2004273766A (ja) 気化装置及びそれを用いた成膜装置並びに気化方法及び成膜方法
JP2010087169A (ja) 気化器およびそれを用いた成膜装置
CN103827024A (zh) 取向碳纳米管集合体的制造装置及制造方法
WO2018234285A1 (en) SOLID-MATERIAL CONTAINER AND SOLID-MATERIAL PRODUCT WITH SOLID MATTER CHARGED WITH SOLID-MATERIAL CONTAINER
JP3893177B2 (ja) 気化装置、ｃｖｄ装置及び薄膜製造方法
JP2002088486A (ja) 高周波誘導熱プラズマ装置
JP4391413B2 (ja) 気化器、分散器、成膜装置、及び、気化方法
JP4831526B2 (ja) 薄膜形成装置、及び薄膜形成方法
JP2002217181A (ja) 半導体原料供給用気化器
KR100929866B1 (ko) 정전분무 기화기
JP2001064777A (ja) ガス噴射ヘッド
JPWO2006095772A1 (ja) 酸化亜鉛層の形成方法と、酸化亜鉛層形成装置と、酸化亜鉛層
JP5203843B2 (ja) 気化器およびそれを用いた成膜装置
JP3507425B2 (ja) 気化器
JP2001295050A (ja) 気化器、気化器の使用方法および液体原料の気化方法
WO2009041774A2 (en) Electrospray vaporizer
US7563426B2 (en) Method and apparatus for preparing a collection surface for use in producing carbon nanostructures

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090306

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110520

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110530

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110727

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110829

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110911

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140930

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees