JPH0353061A - Method and device for vapor deposition to produce thin film of oxide superconductor - Google Patents

Method and device for vapor deposition to produce thin film of oxide superconductor

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JPH0353061A
JPH0353061A JP1183745A JP18374589A JPH0353061A JP H0353061 A JPH0353061 A JP H0353061A JP 1183745 A JP1183745 A JP 1183745A JP 18374589 A JP18374589 A JP 18374589A JP H0353061 A JPH0353061 A JP H0353061A
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JP
Japan
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vapor deposition
substrate
film thickness
thin film
oxide superconductor
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JP1183745A
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Japanese (ja)
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Hideo Ihara
英雄 伊原
Norio Terada
教男 寺田
Masatoshi Jo
城 昌利
Kazuo Hirata
和男 平田
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Canon Anelva Corp
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Anelva Corp
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  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To form the compsn. of the thin film of the oxide super conductor to a prescribed compsn. with high accuracy by exactly controlling the vapor deposition rates of respective elements for forming oxides with the emission spectroscopic film thickness gages provided in respective evaporating sources at the time of formation of the thin film of the multi component oxide superconductor by the vapor deposition method. CONSTITUTION:Monitor heads 24, 25, 26 of the emission spectroscopic film thickness gages are exactly disposed on straight lines 17a, 18a, 19a connecting the evaporating source 17 for Y, the evaporating source 18 for Ba and the evaporating source 19 for Cu at the time of the formation of the thin film of the multi-component oxide superconductor having, for example, the compsn. YBa2Cu3O7 on the surface of a substrate 1, such as silicon wafer, by the vapor deposition method in a vacuum treatment chamber. Oxygen is supplied from an oxygen nozzle 23 and the substrate 1 is irradiated with O2 ions from a drift tube 22 of an ECR ion source. The vapors of the Y, Ba and Cu from the respective evaporating sources 17 to 19 are simultaneously detected and controlled by the monitor heads 24, 25, 26 so as to attain 1:2:3 and are blown to the substrate 1. These vapors are oxidized by the O2 ions. The thin film of the oxide superconductor having the compsn. YBa2Cu3O7 is thus deposited by evaporation on the substrate 1.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、酸化物超電導体薄膜を作製する蒸着方法お
よび装置に関し、特に、複数の蒸発源と複数の発光分光
膜厚計とを用いた蒸着方法および装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a vapor deposition method and apparatus for producing an oxide superconductor thin film, and in particular, to a vapor deposition method and apparatus for producing an oxide superconductor thin film, and in particular, to a vapor deposition method and apparatus that use a plurality of evaporation sources and a plurality of emission spectroscopic film thickness meters. The present invention relates to a vapor deposition method and apparatus.

[従来の技術] 近年、酸化物超電導体が発見されて、その超電導臨界温
度T.が液体窒素温度(7 7 K)を越える高温であ
ることから、その応用分野が急速に広がり、当該超電導
体物質の薄膜化や線材化への研究が活発に行われている
[Prior Art] In recent years, oxide superconductors have been discovered, and their superconducting critical temperature T. Since the temperature of superconducting material exceeds the temperature of liquid nitrogen (77 K), its application fields are rapidly expanding, and research is being actively conducted to make the superconducting material into thin films and wires.

この種の超電導体の超電導特性(臨界温度Te%臨界電
流密度Je、上部臨界磁場Hc2)は、その物質の組成
、酸素濃度、結晶性(単結晶、多結晶、無配向など)に
よって大きく影響を受ける。例えば、Tc,=90Kを
有するYBa2Cu30,系超電導体では、その組成と
してY:Ba:Cu比が1:2:3であること、酸素濃
度yが6,9であること、結晶性がC軸配向もしくは単
結晶であることが、高Te、高J’、高HC2の要件で
あることが知られている。したがって、この種の超電導
体を薄膜化するには、 (a)膜の組成制御 (b)膜の酸素濃度制御 (c)結晶性の制御 が、薄膜特性を改善するための重要なポイントとなる。
The superconducting properties (critical temperature Te% critical current density Je, upper critical magnetic field Hc2) of this type of superconductor are greatly influenced by the composition, oxygen concentration, and crystallinity (single crystal, polycrystal, non-oriented, etc.) of the material. receive. For example, in a YBa2Cu30 superconductor with Tc = 90K, its composition is that the Y:Ba:Cu ratio is 1:2:3, the oxygen concentration y is 6.9, and the crystallinity is on the C axis. It is known that orientation or single crystal is a requirement for high Te, high J', and high HC2. Therefore, in order to make this type of superconductor into a thin film, (a) controlling the composition of the film, (b) controlling the oxygen concentration of the film, and (c) controlling the crystallinity are important points for improving the properties of the thin film. .

このような観点から言えば、個別の蒸発源を独立に制御
できる蒸着法は、酸化物超電導体薄膜の作製に向いてお
り、蒸着法による酸化物超電導体薄膜の作製の研究が、
多くの研究機関で活発に行なわれている。
From this point of view, vapor deposition methods that can control individual evaporation sources independently are suitable for the production of oxide superconductor thin films, and research on the production of oxide superconductor thin films by vapor deposition methods is
It is actively carried out at many research institutions.

上記のポイントの中でも、(a)の膜の組戊制御は特に
重要である。超電導体薄膜を作製するのに蒸着法を用い
て組成制御をしている代表例として、T. Teras
hisa等の論文(J.J.八.P. Vol.27 
No.IL91  (1988) )がある。この論文
では、基板近傍の圧力が10−2Torrとなるように
、酸素ガスを反応室内に導入し、基板と蒸発源の中間に
設置した高周波コイルでプラズマを発生させている。そ
して、イットリウム、バリウム、銅の三種類の金属を同
時に、電子ビーム蒸発源または加熱ボートを用いて基板
表面に蒸着させ、薄膜を作製している。その後、500
℃で酸素処理をしてT6.=90Kの超電導体薄膜を得
ている。この論文では、組成制御法として、基板の横に
1つの水晶式膜厚計を用意して各元素ごとに蒸着量をモ
ニターし、蒸着速度を調節している。そして膜厚と原子
数との対応表を利用して、蒸着原子数の比を目標通りに
合わせる調節を素早く行なっている。
Among the above points, (a) control of membrane assembly is particularly important. As a representative example of controlling the composition using vapor deposition to produce a superconductor thin film, T. Teras
Hisa et al.'s paper (J.J. 8.P. Vol. 27
No. IL91 (1988)). In this paper, oxygen gas is introduced into the reaction chamber so that the pressure near the substrate is 10-2 Torr, and plasma is generated by a high-frequency coil placed between the substrate and the evaporation source. Then, three types of metals, yttrium, barium, and copper, are simultaneously deposited on the substrate surface using an electron beam evaporation source or a heated boat to create a thin film. After that, 500
Oxygen treatment at ℃ and T6. = 90K superconductor thin film was obtained. In this paper, as a composition control method, a crystal film thickness meter is prepared next to the substrate to monitor the amount of evaporation of each element and adjust the evaporation rate. Using a correspondence table between film thickness and number of atoms, the ratio of the number of deposited atoms can be quickly adjusted to meet the target.

[発明が解決しようとする課題] 上述の論文で示されたような作業は、非常に職人芸的な
作業で、ノウハウの蓄積が実験結果に大きく影響を及ぼ
し、誰でもできるというものではない。したがって、実
用的ではない。また、膜厚計として水晶式膜厚計を用い
ているので、複数の蒸発源からの同時蒸着を行なう場合
、膜厚計1つでは個々の蒸発速度を直読できない。たと
え、膜厚計を3個にして個別の蒸発速度を制御しようと
しても、膜厚計を基板の真横に置いた場合、他の蒸発物
も混入し、水晶式膜厚計では区別できない。
[Problem to be solved by the invention] The work described in the above-mentioned paper is a highly skilled work, and the accumulation of know-how greatly influences the experimental results, so it is not something that anyone can do. Therefore, it is not practical. Furthermore, since a quartz crystal film thickness meter is used as the film thickness meter, when simultaneous evaporation is performed from a plurality of evaporation sources, the individual evaporation rates cannot be directly read using a single film thickness meter. Even if three film thickness gauges are used to control the individual evaporation rates, if the film thickness gauges are placed right next to the substrate, other evaporated matter will also be mixed in, and a quartz crystal film thickness gauge will not be able to distinguish between them.

したがって、蒸発速度を制御するにも精度が悪く、再現
性に問題がある。
Therefore, the precision in controlling the evaporation rate is poor, and there are problems with reproducibility.

また、水晶式膜厚計に、Bad,BaCO3等が付着す
ると、その汚染により正常動作しないという欠点もある
Furthermore, if Bad, BaCO3, etc. adhere to a quartz crystal film thickness meter, there is a drawback that the meter does not operate normally due to the contamination.

水晶式膜厚計は、水晶の周波数により膜厚を測定してい
るが、その周波数は周囲の温度にも依存している。した
がって、通常、膜厚計には水冷機構が付いている。酸化
物超電導体薄膜の作製の際には基板を高温に加熱するの
で、基板の真横に水晶式膜厚計を設置するとその水冷機
構が基板加熱装置によって加熱され、水冷機構が破損す
る恐れがある。
A crystal film thickness meter measures film thickness using the frequency of the crystal, but that frequency also depends on the surrounding temperature. Therefore, film thickness gauges are usually equipped with a water cooling mechanism. When producing an oxide superconductor thin film, the substrate is heated to a high temperature, so if a crystal film thickness gauge is installed right next to the substrate, the water cooling mechanism will be heated by the substrate heating device, and there is a risk of damaging the water cooling mechanism. .

以上述べたように、酸化物超電導体薄膜を蒸着法で作製
するに当たり、その組成制御を精密に行なおうとすると
、水晶式膜厚計では多くの問題がある。そこで、この出
願の発明者らは、公知の発光分光膜厚計を利用して、こ
のような酸化物超電導(iI−薄膜を作製することを思
い付いた。
As described above, when attempting to precisely control the composition of an oxide superconductor thin film by vapor deposition, there are many problems with the quartz crystal film thickness meter. Therefore, the inventors of this application came up with the idea of producing such an oxide superconducting (iI-thin film) using a known luminescence spectroscopic film thickness meter.

この発明の目的は、酸化物超電導体薄膜を蒸着法で作製
するに当たり、発光分光膜厚計を利用して精密な組成制
御ができるような蒸着方法とその装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a vapor deposition method and an apparatus therefor that enable precise compositional control using an emission spectroscopic film thickness meter when producing an oxide superconductor thin film by vapor deposition.

[課題を解決するための手段と作用] 上記目的を達成するために、この発明は次のように構成
されている。すなわち、この出願の第一の発明に係る蒸
着方法は、酸化物超電導体の各組成元素を別個の蒸発源
で同時に蒸発させて基板上に酸化物超電導体薄膜を作製
する蒸着方法において、 蒸発源ごとに専用の発光分光膜厚計を準備して、発光分
光膜厚計のモニターヘッドを、対応する蒸発源と基板と
を結ぶ直線上に配置することを特徴としている。
[Means and effects for solving the problem] In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, the vapor deposition method according to the first invention of this application is a vapor deposition method in which an oxide superconductor thin film is produced on a substrate by simultaneously vaporizing each constituent element of an oxide superconductor using separate evaporation sources. A special feature is that a dedicated emission spectroscopic film thickness meter is prepared for each, and the monitor head of the emission spectroscopic film thickness meter is placed on a straight line connecting the corresponding evaporation source and the substrate.

この蒸発方法によれば、蒸発源から出た蒸発物質は、発
光分光膜厚計のモニターヘッドにあいている貫通孔を通
過してから、基板に到達する。蒸発物質がこの貫通孔を
通過するときに、モニターヘッドから出る電子によって
蒸発物質が励起され、発光する。この発光を分光分析す
ることによって蒸発物質の基板付着速度を求めることが
できる。
According to this evaporation method, the evaporated substance emitted from the evaporation source passes through a through hole in the monitor head of the luminescence spectroscopic film thickness meter, and then reaches the substrate. When the evaporated substance passes through this through hole, the evaporated substance is excited by electrons emitted from the monitor head and emits light. By spectroscopically analyzing this emission, the deposition rate of the evaporated substance on the substrate can be determined.

したがって、発光分光膜厚計で求める基板付着速度は、
実際に基板に到達する蒸発物質をもとにして得ることが
でき、きわめて再現性が高い。酸化物超電導体薄膜を作
製するには、このような蒸発源と発光分光膜厚計との組
み合わせを複数対用意する。
Therefore, the substrate adhesion rate determined by the emission spectroscopic film thickness meter is:
It can be obtained based on the evaporated substances that actually reach the substrate, and has extremely high reproducibility. In order to produce an oxide superconductor thin film, a plurality of combinations of such evaporation sources and emission spectroscopic film thickness meters are prepared.

この出願の第二の発明に係る蒸着方法では、上述の第一
の発明において、蒸発物質を酸化させるために、ECR
イオン源からの酸素イオンと、酸素吹き付けノズルから
の酸素ガスと、各蒸発源からの蒸発物質とを基板に供給
しながら、前記各発光分光膜厚計の出力に基づいて各蒸
発源を個別に制御することを特徴としている。
In the vapor deposition method according to the second invention of this application, in the above-mentioned first invention, ECR is used to oxidize the evaporated substance.
While supplying oxygen ions from the ion source, oxygen gas from the oxygen spray nozzle, and evaporated substances from each evaporation source to the substrate, each evaporation source is individually controlled based on the output of each emission spectroscopic film thickness meter. It is characterized by control.

この出願の第三の発明に係る蒸着方法では、上述の第二
の発明において、発光分光膜厚計で、蒸発物質の発光強
度と酸素の発光強度とを同時にモニターすることを特徴
としている。酸化物超電導体薄膜を蒸着法で作製するに
は、上述のように酸素ガスを導入する必要があるが、発
光分光膜厚計で各蒸発物質の基板付着速度をモニターす
る場合に、酸素の発光強度がノイズとなる恐れがある。
A vapor deposition method according to a third invention of this application is characterized in that, in the second invention described above, the emission intensity of the evaporated substance and the emission intensity of oxygen are simultaneously monitored using an emission spectroscopic film thickness meter. To fabricate an oxide superconductor thin film by vapor deposition, it is necessary to introduce oxygen gas as described above. The intensity may cause noise.

その理由は次の通りである。発光分光膜厚計ではその蒸
発物質に特有の発光スペクトルのうち、特定のピーク波
長の光だけをフィルターで通過させて、これを検出して
いる。しかし、酸素の発光スペクトルの中にも、上述の
蒸発物質特有のピーク波長の成分がわずかに含まれてお
り、これがノイズとなり得る。そこで、あらかじめ酸素
の発光強度を求めておき、蒸着時には、蒸発物質の発光
強度と酸素の発光強度とを同時にモニターすることによ
って、酸素の影響を算出することができる。
The reason is as follows. A luminescence spectrometer film thickness meter detects only the light at a specific peak wavelength of the emission spectrum characteristic of the evaporated substance by passing it through a filter. However, the emission spectrum of oxygen also contains a slight component with a peak wavelength unique to the above-mentioned evaporated substance, and this can become noise. Therefore, the influence of oxygen can be calculated by determining the emission intensity of oxygen in advance and simultaneously monitoring the emission intensity of the evaporated substance and the emission intensity of oxygen during vapor deposition.

これによって、酸素によるノイズを取り除くことができ
る。
This allows noise caused by oxygen to be removed.

この出願の第四の発明に係る蒸着方法では、上述の第一
の発明において、酸化物超電導体が、ペロブスカイト構
造を持つ銅酸化物系高温超電導体であることを特徴とし
ている。
A vapor deposition method according to a fourth invention of this application is characterized in that in the first invention described above, the oxide superconductor is a cuprate-based high-temperature superconductor having a perovskite structure.

この出願の第五の発明に係る蒸着装置は、上述の第一の
発明に係る蒸着方法を実施するための装置であり、次の
特徴を備えている。すなわち、この発明は、酸化物超電
導体薄膜を基板上に作製する蒸着装置において、 基板上に酸素イオンを供給するECRイオン源と、 基板上に酸素ガスを供給する酸素吹き付けノズルと、 複数の蒸発源と、 前記蒸発源ごとに用意した発光分光膜厚計と、前記発光
分光膜厚計のモニターヘッドの位置を調整するための位
置調整機構と、 を有することを特徴としている。
The vapor deposition apparatus according to the fifth invention of this application is an apparatus for carrying out the vapor deposition method according to the first invention described above, and has the following features. That is, the present invention provides an evaporation apparatus for producing an oxide superconductor thin film on a substrate, which includes: an ECR ion source that supplies oxygen ions onto the substrate; an oxygen spray nozzle that supplies oxygen gas onto the substrate; and a plurality of evaporation nozzles. The present invention is characterized by comprising: a light emission spectroscopic film thickness meter prepared for each of the evaporation sources; and a position adjustment mechanism for adjusting the position of a monitor head of the light emission spectroscopic film thickness meter.

この蒸着装置を用いることによって上述の蒸着方法を実
施することができる。特に、発光分光膜厚計のモニター
ヘッドは、位置調整機構によって任意の位置に調整可能
であり、これを利用することによって、蒸発源と基板と
を結ぶ直線上にモニターヘッドを配置することができる
By using this vapor deposition apparatus, the above-described vapor deposition method can be carried out. In particular, the monitor head of an emission spectrometer film thickness meter can be adjusted to any position using a position adjustment mechanism, and by using this, the monitor head can be placed on a straight line connecting the evaporation source and the substrate. .

この出願の第六の発明に係る蒸着装置は、上述の第五の
発明において、位置調整機構を具体的に特定したもので
ある。すなわち、この位置調整機構は、 モニターヘッドと真空室の壁との間に配置されたベロー
ズと、 このベローズの周方向に沿った複数の位置でベローズの
長さを個別に調整することのできる長さ調整機構と、 ベローズと真空室の壁との間に配置された回転フランジ
と、 を備えている。
The vapor deposition apparatus according to the sixth invention of this application is the one in which the position adjustment mechanism is specifically specified in the fifth invention described above. In other words, this position adjustment mechanism consists of a bellows placed between the monitor head and the wall of the vacuum chamber, and a length that allows the length of the bellows to be adjusted individually at multiple positions along the circumferential direction of the bellows. a rotational flange disposed between the bellows and a wall of the vacuum chamber;

この発明では、ベローズを介してモニターヘッドを真空
室の壁に取り付けているので、モニターヘッドは任意の
位置に移動可能となる。このべ口ーズの変位を所定の位
置に固定するためには、長さ調整機構を利用し、この長
さ調整機構をベローズの周方向に沿った複数の位置に設
ける。この長さ調整機構を、少なくとも3等配の位置に
設ければ、モニターヘッドは三次元方向に移動可能とな
る。ベローズと真空室の壁との間に回転フランジを設け
ると、ベローズはその中心軸を回転中心として回転する
ことができ、モニターヘッドを任意の回転角で回転移動
することができる。
In this invention, the monitor head is attached to the wall of the vacuum chamber via the bellows, so the monitor head can be moved to any desired position. In order to fix the displacement of the bellows at a predetermined position, a length adjustment mechanism is used, and this length adjustment mechanism is provided at a plurality of positions along the circumferential direction of the bellows. By providing the length adjustment mechanisms at at least three equally spaced positions, the monitor head can be moved in three dimensions. When a rotating flange is provided between the bellows and the wall of the vacuum chamber, the bellows can rotate about its central axis, and the monitor head can be rotated at any rotational angle.

[実施例J 次に、この発明の実施例を図面を参照して説明する。[Example J Next, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、この発明の蒸着装置の一実施例の正面断面図
である。この蒸着装置はYBa2 Cu30,の組戊を
有する酸化物超電導体薄膜を作製するための装置である
。この蒸着装置には、基板1に蒸着をするための処理室
7と、基板1を処理室7に導入するための導入室2があ
る。処理室7と導入室2の間にはバルブ4があり、導入
室2はバルブ5を介して矢印6の方向に排気され、処理
室7はバルブ8を介して矢印9の方向に排気される。
FIG. 1 is a front sectional view of an embodiment of the vapor deposition apparatus of the present invention. This vapor deposition apparatus is an apparatus for producing an oxide superconductor thin film having a structure of YBa2Cu30. This vapor deposition apparatus includes a processing chamber 7 for performing vapor deposition on the substrate 1 and an introduction chamber 2 for introducing the substrate 1 into the processing chamber 7. There is a valve 4 between the processing chamber 7 and the introduction chamber 2, the introduction chamber 2 is evacuated in the direction of arrow 6 via valve 5, and the processing chamber 7 is evacuated in the direction of arrow 9 via valve 8. .

処理室7の圧力は真空計27で測定する。The pressure in the processing chamber 7 is measured with a vacuum gauge 27.

導入室2には、磁気結合式の基板移送機構3がある。こ
の基板移送機構3は、大気側にある永久磁石3aを移動
させることによって内部の機構を移動させることができ
る。
The introduction chamber 2 includes a magnetically coupled substrate transfer mechanism 3 . This substrate transfer mechanism 3 can move the internal mechanism by moving the permanent magnet 3a located on the atmosphere side.

処理室7には、主として、基板を保持するための装置と
、複数の蒸発源と、これと同数の膜厚計と、酸素を供給
する装置とがある。
The processing chamber 7 mainly includes a device for holding the substrate, a plurality of evaporation sources, the same number of film thickness gauges, and a device for supplying oxygen.

基板ホルダー11は基板1を保持する。基板ホルダー1
1は上下に移動でき、またその軸回りに回転できる。基
板ホルダー11の側面の下部には貫通孔12があいてお
り、ここを通して基板1を基板ホルダー11に設置する
ことができるようになっている。基板1は、その上方の
ヒータ10の輻射熱によって加熱できる。基板1の下方
には、回転可能なシャッター14を配置してある。
The substrate holder 11 holds the substrate 1. Board holder 1
1 can move up and down and rotate around its axis. A through hole 12 is formed in the lower part of the side surface of the substrate holder 11, through which the substrate 1 can be installed on the substrate holder 11. The substrate 1 can be heated by radiant heat from the heater 10 above it. A rotatable shutter 14 is arranged below the substrate 1.

蒸発源としては、第2図に良く示すように、イットリウ
ム用の電子ビーム蒸発源17と、銅用のクヌーセンセル
18と、バリウム川の電子ビーム蒸発源1つとがある。
As shown in FIG. 2, the evaporation sources include an electron beam evaporation source 17 for yttrium, a Knudsen cell 18 for copper, and one barium river electron beam evaporation source.

これらの蒸発源に対応して、三つの発光分光膜厚計を用
意してあり、それぞれのモニターヘッドは、蒸発源と基
板との間に配置してある。すなわち、電子ビーム蒸発源
17と基板1とを結ぶ直線17a上にモニターヘッド2
4を配置し、クヌーセンセル18と基板1とを結ぶti
Etlll8a上にモニターヘッド25を配置し、電子
ビーム蒸発源1つと基板1とを結ぶ直線19a上にモニ
ターヘッド26を配置する。第2図ではこれらの関係を
よく示しており、第1図では、つの蒸発源17とそのモ
ニターヘッド24だけを示してある。
Three emission spectroscopic film thickness meters are prepared corresponding to these evaporation sources, and each monitor head is placed between the evaporation source and the substrate. That is, the monitor head 2 is placed on the straight line 17a connecting the electron beam evaporation source 17 and the substrate 1.
4 and connect the Knudsen cell 18 and the substrate 1.
A monitor head 25 is placed on the etllll8a, and a monitor head 26 is placed on the straight line 19a connecting one electron beam evaporation source and the substrate 1. FIG. 2 clearly shows these relationships. In FIG. 1, only the two evaporation sources 17 and their monitor heads 24 are shown.

第1図に戻って、酸素供給機構としては、ECRイオン
源のドリフトチューブ22と、酸素吹き付けノズル23
とがある。ECRイオン源は、主として、イオン源本体
21と、その周囲に巻いた磁場発生コイル20と、低加
速エネルギーの酸素イオンを基板表面に多量に運ぶため
の移送管(ドリフトチューブ)22とからなる。イオン
源本体21には流量調整装置28aを通して矢印29a
の方向から酸素ガスを供給する。ECRイオン源として
は、たとえば、特願昭63−275922号に記載され
ているものを利用する。
Returning to FIG. 1, the oxygen supply mechanism includes the drift tube 22 of the ECR ion source and the oxygen spray nozzle 23.
There is. The ECR ion source mainly consists of an ion source main body 21, a magnetic field generating coil 20 wound around the main body 21, and a transfer tube (drift tube) 22 for transporting a large amount of oxygen ions with low acceleration energy to the substrate surface. The arrow 29a is inserted into the ion source main body 21 through the flow rate adjustment device 28a.
Supply oxygen gas from the direction. As the ECR ion source, for example, the one described in Japanese Patent Application No. 63-275922 is used.

酸素吹き付けノズル23は、第1図と第2図に示すよう
に、その先端を基板1の近傍に配置してある。酸素吹き
付けノルズ23には、流量調整装置28bを通して矢印
29bの方向から酸素ガスを供給する。
The oxygen blowing nozzle 23 has its tip disposed near the substrate 1, as shown in FIGS. 1 and 2. Oxygen gas is supplied to the oxygen blowing nozzle 23 from the direction of an arrow 29b through a flow rate adjustment device 28b.

次に、第3図を参照して、発光分光膜厚計のモニターヘ
ッドの位置調整機構を説明する。
Next, the position adjustment mechanism of the monitor head of the luminescence spectroscopic film thickness meter will be explained with reference to FIG.

モニターヘッド24はフランジ31に固定してあり、こ
のフランジ31はパイプ35のフランジにボルトで固定
する。パイプ35の他端は回転フランジ37となってい
る。パイプ35の中央にはベローズ32を設けてある。
The monitor head 24 is fixed to a flange 31, and this flange 31 is fixed to a flange of a pipe 35 with bolts. The other end of the pipe 35 is a rotating flange 37. A bellows 32 is provided at the center of the pipe 35.

ベローズ32の両側では、バイプ35に円板38、39
を固定してある。円板38には周方向に3等配でボルト
孔があいている。円板39にも周方向に3等配で、ねじ
孔を形成してある。3本のボルト33は、円板38のボ
ルト孔に通して円板3つのねじ孔にねじ込む。円板38
には目盛板34の一端を固定してあり、他端は円板3つ
上ですべり支持される。このボルト33と円板38、3
9と目盛板34とにより、長さ調整機構を構成している
。すなわち、ボルト33をねじ込むと、円板39が円板
38のほうに近づき、ベローズ32が縮む。ボルト33
は3等配に配置してあるので、3本のボルト33を一様
にねじ込めば、ベローズ32は一様に縮むが、特定のボ
ルト33だけをねじ込めばベローズ32の特定部分だけ
が縮むことになる。たとえば、上部に配置したボルト3
3だけをねじ込めば、ベローズ32の上部だけが縮み、
モニターヘッド24は下向きに変位する。3本のボルト
33のねじ込み量を適切に調節すれば、真空中でモニタ
ヘッド24を上下、左右、前後に自由に移動させること
ができる。ベローズ32の各部の変位は、3等配で配置
した三つの目盛板34で読むことができる。
On both sides of the bellows 32, the pipe 35 has discs 38, 39.
is fixed. The disk 38 has three bolt holes equally spaced in the circumferential direction. The disk 39 also has three screw holes formed at equal intervals in the circumferential direction. The three bolts 33 are passed through the bolt holes of the disk 38 and screwed into the three screw holes of the disk. Disk 38
One end of a scale plate 34 is fixed to the dial, and the other end is slidably supported on three discs. This bolt 33 and disk 38, 3
9 and the scale plate 34 constitute a length adjustment mechanism. That is, when the bolt 33 is screwed in, the disc 39 approaches the disc 38, and the bellows 32 contracts. bolt 33
are arranged at three equal intervals, so if the three bolts 33 are screwed in uniformly, the bellows 32 will contract uniformly, but if only a specific bolt 33 is screwed in, only a specific part of the bellows 32 will shrink. It turns out. For example, bolt 3 placed at the top
If only 3 is screwed in, only the upper part of the bellows 32 will shrink,
The monitor head 24 is displaced downward. By appropriately adjusting the screwing amount of the three bolts 33, the monitor head 24 can be freely moved up and down, left and right, and back and forth in a vacuum. The displacement of each part of the bellows 32 can be read on three scale plates 34 arranged at three equal intervals.

この1な置調整機構では、回転フランジ37の働きによ
って、モニターヘッド24の軸回りの回転も可能にする
。回転フランジ37の外側フランジ37aは、処理室の
ボートにボルトで固定されるわけであ・るが、外側フラ
ンジ37aのボルトを緩めると、内側のシール面37b
を自由に回転移動できる。シール面37bはパイプ35
と一体なので、モニターヘッド24も同時に回転するこ
とになる。ただし、外側フランジ37aのボルトを緩め
ると、処理室が大気圧になるので、この作業は、あまり
頻繁におこなうことはできない。なお、このような回転
フランジの形式でなく、真空を破らずにモニターヘッド
を回転移動できるような構造を採用すれば、処理室に悪
影響を与えないで済む。
In this single position adjustment mechanism, the rotation flange 37 also allows the monitor head 24 to rotate around its axis. The outer flange 37a of the rotating flange 37 is fixed to the boat in the processing chamber with bolts, but when the bolts on the outer flange 37a are loosened, the inner sealing surface 37b
can be rotated freely. The sealing surface 37b is the pipe 35
Since the monitor head 24 is integrated with the monitor head 24, the monitor head 24 also rotates at the same time. However, when the bolts on the outer flange 37a are loosened, the pressure in the processing chamber becomes atmospheric, so this operation cannot be performed very often. In addition, if a structure that allows the monitor head to be rotated without breaking the vacuum is adopted instead of this type of rotating flange, the process chamber will not be adversely affected.

次に、第4図を参照して、発光分光膜厚計の構成を説明
する。
Next, the configuration of the emission spectroscopic film thickness meter will be explained with reference to FIG.

モニターヘッド24には貫通孔24aかあ,いていて、
ここを蒸発物質41が通過するようになっている。フィ
ラメント48からは熱電子が発生し、この熱電子が蒸発
物質に当たって蒸発物質を励起させる。励起した蒸発物
質は、その物質特有の発光スペクトルで発光する。また
、導入した酸素ガ又も同様にして発光する。これらの光
は、通路24bを通って鏡49のところで二つに分かれ
る。
The monitor head 24 has a through hole 24a,
The evaporated substance 41 is made to pass through here. Thermionic electrons are generated from the filament 48, and the thermoelectrons hit the evaporated substance and excite the evaporated substance. The excited evaporated substance emits light with an emission spectrum unique to that substance. In addition, the introduced oxygen gas also emits light in the same manner. These lights pass through the passage 24b and are split into two at the mirror 49.

すなわち、そのまま直進する光43aと、鏡49で反射
する光43bとなる。直進する光43aは、蒸発物質用
のバンドパスフィルタ44aのところで特定の波長の光
だけが通過する。通過した光は、光電子増倍管45aで
検出される。同様に、反射した光43bは、酸素用のバ
ンドパスフィルタ44bを通過して、光電子増倍管45
bで検出される。二つの光電子増倍管45a、45bの
出力は、膜厚計電源46に人力される。膜厚計電源46
からは、電子ビーム蒸発源17の電源に、制御信号47
が送られる。他の二つの発光分光膜厚計25、26も同
様の構戊である。この発光分光膜厚計の感度は、水晶振
動子式の膜厚計の感度に比べて2桁ほど高い。
That is, the light 43a goes straight and the light 43b is reflected by the mirror 49. The light 43a traveling straight passes through a bandpass filter 44a for evaporated substances, where only light of a specific wavelength passes. The passed light is detected by a photomultiplier tube 45a. Similarly, the reflected light 43b passes through an oxygen bandpass filter 44b and passes through a photomultiplier tube 45.
Detected at b. The outputs of the two photomultiplier tubes 45a and 45b are manually supplied to a film thickness meter power source 46. Film thickness meter power supply 46
, a control signal 47 is sent to the power source of the electron beam evaporation source 17.
will be sent. The other two emission spectroscopic film thickness gauges 25 and 26 have a similar structure. The sensitivity of this luminescence spectroscopic film thickness meter is two orders of magnitude higher than that of a crystal resonator type film thickness meter.

この実施例で使用したバンドパスフィルタの通過波長λ
は次の通りである。
Passage wavelength λ of the bandpass filter used in this example
is as follows.

バリウム用   λ=554nm イツ!・リウム用 λ−407nm 銅用      λ−325nm 酸素ガス用   λ”257nm なお、フィルタの通過波長は上述のものに限定されず、
各元素の発光スペクトルのピークのうち、その他のピー
ク波長を用いることもできる。
For barium λ=554nm Yes!・For lithium: λ-407nm For copper: λ-325nm For oxygen gas: λ”257nm Note that the passing wavelength of the filter is not limited to the above,
Other peak wavelengths among the peaks of the emission spectrum of each element can also be used.

なお、この例では、発光分光膜厚計のモニターヘッドに
おいて、蒸発物質および酸素ガスを発光させるのに、熱
フィラメントを利用したが、別の手段を用いて発光させ
ても良い。
In this example, a hot filament was used to cause the evaporated substance and oxygen gas to emit light in the monitor head of the luminescence spectroscopic film thickness meter, but other means may be used to cause the emitted light to emit light.

次に、この蒸着装置でYBa2 Cu3 0,の組成の
超電導体薄膜を作製する手順を説明する。
Next, a procedure for producing a superconductor thin film having a composition of YBa2Cu30 using this vapor deposition apparatus will be explained.

まず、第2図に示す三つのモニターヘッド24、25、
26の位置調整をする。以下、モニターヘッド24につ
いてのみ説門する。他のモニターヘッド25、26は、
モニターヘッド24と同様に調整できる。
First, the three monitor heads 24, 25 shown in FIG.
Adjust the position of 26. Hereinafter, only the monitor head 24 will be explained. The other monitor heads 25 and 26 are
It can be adjusted in the same way as the monitor head 24.

第1図の処理室7を大気に開放して、蒸発源17と基板
1の中央とを結ぶ直線17a上にモニターヘッド24の
貫通孔24aが来るように、モニターヘッド24の位置
を調整する。そのためには、第3図に示すように、三つ
のボルト33を適当に調節して、モニターヘッドを上下
、前後、左右に動かす。さらには、回転フランジ37を
利用してモニターヘッド24を回転させる。最終的に、
蒸発源17と基板1の中央とを結ぶ直線17aと、モニ
ターヘッド24の貫通孔24aの中心線とが一致するよ
うにする。すなわち、第3図の角度θが零になるように
する。これらの調整は主として肉眼で行なう。以上の作
業によって、モニターヘッド24の大まかな位置調整が
完了する。あとは実際に蒸着実験を繰り返して微小な位
置調整を行なうことになる。
The processing chamber 7 in FIG. 1 is opened to the atmosphere, and the position of the monitor head 24 is adjusted so that the through hole 24a of the monitor head 24 is on the straight line 17a connecting the evaporation source 17 and the center of the substrate 1. To do this, as shown in FIG. 3, the three bolts 33 are adjusted appropriately to move the monitor head up and down, back and forth, and left and right. Furthermore, the monitor head 24 is rotated using the rotating flange 37. Finally,
The straight line 17a connecting the evaporation source 17 and the center of the substrate 1 is made to coincide with the center line of the through hole 24a of the monitor head 24. That is, the angle θ in FIG. 3 is made to be zero. These adjustments are mainly made with the naked eye. With the above operations, the rough position adjustment of the monitor head 24 is completed. All that remains is to repeat the actual deposition experiment and make minute positional adjustments.

第1図に戻って、基板1には、StウエハーMgO,S
rTiO3、YSZ,サファイヤなどを用いる。処理室
7は1 0−8Torr以下、好ましくは10−’°T
 orr程度、の真空に排気しておく。
Returning to FIG. 1, the substrate 1 includes St wafers MgO, S
rTiO3, YSZ, sapphire, etc. are used. The temperature of the processing chamber 7 is 10-8 Torr or less, preferably 10-'°T.
Evacuate to a vacuum of about orr.

導入室2を大気圧にし、基板1を基板移送機構3にセッ
トする。そして、導入室2を1 0 ””Torr付近
まで真空排気する。次に、バルブ4をあけて、基板移送
機構3によって基板1を処理室内に送り、基板ホルダ1
1にセットする。その際、基板ホルダ11を下方に下ろ
し、また、貫通孔12が基板移送機構3に対面するよう
に基板ホルダ11を適当な位置まで回転する。
The introduction chamber 2 is brought to atmospheric pressure, and the substrate 1 is set in the substrate transfer mechanism 3. Then, the introduction chamber 2 is evacuated to around 10'' Torr. Next, the valve 4 is opened, the substrate 1 is sent into the processing chamber by the substrate transfer mechanism 3, and the substrate holder 1 is
Set to 1. At this time, the substrate holder 11 is lowered, and the substrate holder 11 is rotated to an appropriate position so that the through hole 12 faces the substrate transfer mechanism 3.

次に、モニターヘッド24の位置を微調整する方法を説
明する。
Next, a method for finely adjusting the position of the monitor head 24 will be explained.

電子ビーム蒸発源17から実際にイットリウムを蒸発さ
せ、モニターヘッド24でイットリウムの発光強度を検
出しながら、基板1に膜付けを行なう。そして、この基
板1を大気に取り出して、膜付着量を測定する。これに
より、モニターヘッド24で検出したイットリウムの発
光強度と、基板1上でのイットリウムの膜付着速度との
関係を求めることができる。さらに、この実験を繰り返
すことで、発光強度と膜付着速度との関係が、常に同じ
となるか、すなわち再現性があるか、を評価できる。こ
の再現性があまり良くなければ、モニターヘッド24の
位置が正しく調整されていないものと判断する。そのと
きは、モニターヘッド24をわずかに移動して、同様の
実験を繰り返す。
Yttrium is actually evaporated from the electron beam evaporation source 17, and a film is deposited on the substrate 1 while the monitor head 24 detects the emission intensity of yttrium. Then, this substrate 1 is taken out into the atmosphere and the amount of film adhesion is measured. Thereby, the relationship between the yttrium emission intensity detected by the monitor head 24 and the yttrium film deposition rate on the substrate 1 can be determined. Furthermore, by repeating this experiment, it is possible to evaluate whether the relationship between the luminescence intensity and the film deposition rate is always the same, that is, whether it is reproducible. If this reproducibility is not very good, it is determined that the position of the monitor head 24 is not adjusted correctly. In that case, the monitor head 24 is moved slightly and the same experiment is repeated.

このような作業により、発光強度と膜付着速度との関係
の再現性が最も良いモニターヘッド位置を見つけること
ができる。他のモニターヘッド25、26についても同
様にして最適な位置を見つけることができる。
Through such operations, it is possible to find the monitor head position that provides the best reproducibility of the relationship between emission intensity and film deposition rate. The optimum positions for the other monitor heads 25 and 26 can be found in the same way.

以上で、準備作業が終わる。次に、第2図において、シ
ャッター14を閉じた状態で、酸素吹き付けノズル23
から酸素を供給する(流量15〜203CCM)。EC
Rイオン源には酸素ガスを導入して(流量0.65CC
M)放電を起こし、そのドリフトチューブ22からは酸
素イオンを供給する。これにより、基板には、酸素ガス
が励起した酸素系活性種や、酸素イオンが照射される。
This completes the preparation work. Next, in FIG. 2, with the shutter 14 closed, the oxygen spray nozzle 23
Oxygen is supplied from (flow rate 15-203 CCM). EC
Oxygen gas was introduced into the R ion source (flow rate 0.65 CC).
M) A discharge is generated and oxygen ions are supplied from the drift tube 22. As a result, the substrate is irradiated with oxygen-based active species excited by the oxygen gas and oxygen ions.

このような酸素導入により、基板近傍の圧力は、2 X
 1 0−’Torr程度にする。三つの蒸発源17、
18、19からは、イットリウムと銅とバリウムとを蒸
発させる。三つの発光分光膜厚計では各蒸発物質の発光
強度を検出し、イットリウムとバリウムと銅の、基板1
上での膜付着速度が、1:2:3になるように、各蒸発
源電源に信号を送る。各蒸発源が定常状態になったら、
シャッター14をあける。基板1はヒータ10(第1図
参照)で550〜650℃に加熱しておく。そして、基
板1は最高12Orpmの回転数で高速回転させる。
By introducing oxygen in this way, the pressure near the substrate increases to 2
1 Set to about 0-'Torr. three evaporation sources 17,
From 18 and 19, yttrium, copper, and barium are evaporated. Three emission spectroscopic film thickness meters detect the emission intensity of each evaporated substance, and detect the yttrium, barium, and copper substrates.
A signal is sent to each evaporation source power supply so that the film deposition rate at the top is 1:2:3. Once each evaporation source reaches steady state,
Open the shutter 14. The substrate 1 is heated to 550 to 650° C. with a heater 10 (see FIG. 1). Then, the substrate 1 is rotated at a high speed of up to 12 Orpm.

これにより、均一な膜を作ることができる。基板表面上
では、蒸発物質Y,Ba,Cuと、酸素イオンおよび酸
素系活性種との間で反応が起こり、基板表面上に超電導
相が形戊される。
This allows a uniform film to be produced. On the substrate surface, a reaction occurs between the evaporated substances Y, Ba, and Cu and oxygen ions and oxygen-based active species, and a superconducting phase is formed on the substrate surface.

所定の蒸着が完了したら、三つの蒸発源では、それぞれ
のシャッターを閉じてから、その動作を停止する。ただ
し、基板温度が400℃以下になるまでは、酸素ガスと
酸素イオンの供給は引き続きおこない、薄膜からの酸素
の逃げを防ぐようにする。
When the predetermined deposition is completed, the three evaporation sources close their respective shutters and then stop their operation. However, the supply of oxygen gas and oxygen ions is continued until the substrate temperature falls below 400° C. to prevent oxygen from escaping from the thin film.

この実施例で作製したY−Ba−Cu−0系薄膜は、処
理室から取り出した状態のままで、90K級の良好な超
電導特性を示した。すなわち、アニールなどの処理は必
要ない。
The Y-Ba-Cu-0 thin film produced in this example exhibited good superconducting properties of 90K class as it was taken out from the processing chamber. That is, processing such as annealing is not necessary.

次に示す表は、作製したY−Ba−Cu−0系薄膜の組
成比(原子%)を示したものであり、上段がモニターヘ
ッドの位置調整をした場合であり、下段が位置調整をし
なかった場合である。
The table below shows the composition ratio (atomic %) of the Y-Ba-Cu-0 thin film that was fabricated. This is the case where there was no such thing.

モニターヘッドの位置調整をしなかった場合には、YS
Ba,Cuの組成比が1:2:3となるように蒸発源を
個別制御しても、出来た膜は、Y=1に対して、B a
 = 1.00 〜3.00、C u = 1.50 
〜4.50と、ばらついてしまう。すなわち、組成比の
再現性が極めて悪い。これに対して、モニターヘッドの
位置調整を正しくおこなうと、Y−1に対して、B a
 − 1.9f3 〜2.04、C u − 2.94
 〜3.06と良好な組戊比を得ることができた。
If the position of the monitor head is not adjusted, the YS
Even if the evaporation sources are individually controlled so that the composition ratio of Ba and Cu is 1:2:3, the resulting film has a Ba
= 1.00 ~ 3.00, Cu = 1.50
~4.50, which varies. That is, the reproducibility of the composition ratio is extremely poor. On the other hand, if the position of the monitor head is adjusted correctly, B a
- 1.9f3 ~ 2.04, Cu - 2.94
A good composition ratio of ~3.06 could be obtained.

この発明は、上述のYBa2 Cu3 0,だけでなく
、次に述べるようなその他の酸化物超電導体にも適用で
きる。
This invention is applicable not only to the above-mentioned YBa2 Cu3 0, but also to other oxide superconductors as described below.

(1)MBa2Cu30, ここで、M−ランタン系列の元素 (La,CeSPr,Nd,Pm. S m SE 12 % G d ST b s D 
y ,HoSE r,Tm,Yb%Lu) (2) B f2S r2 Can−. CLITI 
O,ここで、n=1、2、3、4 (3)T 12 Ba2 Ca++−I Cu.,OF
ここで、n=1、2、3、4 (4) T 1 1B a2 C an−H C u.
 o,ここで、n−sl、2、3、4、5、6(5)以
上述べた化合物と同じ元素構成(他の元素が入ってもよ
い)で他の化学量論性を持った化合物。
(1) MBa2Cu30, where M-lanthanum series elements (La, CeSPr, Nd, Pm. S m SE 12% G d ST b s D
y, HoSE r, Tm, Yb%Lu) (2) B f2S r2 Can-. CLITI
O, where n=1, 2, 3, 4 (3) T 12 Ba2 Ca++-I Cu. ,OF
Here, n=1, 2, 3, 4 (4) T 1 1B a2 C an-H C u.
o, where n-sl, 2, 3, 4, 5, 6 (5) Compounds with the same elemental composition as the above-mentioned compounds (other elements may be included) and other stoichiometry .

[発明の効果] この出願の第一の発明に係る蒸着方法では、蒸発源ごと
に専用の発光分光膜厚計を準備して、そのモニターヘッ
ドを、蒸発源と基板とを結ぶ直線上に配置したので、酸
化物超電導体薄膜の組成比制御を再現性良く、精密に実
施できる。
[Effect of the invention] In the vapor deposition method according to the first invention of this application, a dedicated emission spectroscopic film thickness meter is prepared for each evaporation source, and the monitor head is placed on a straight line connecting the evaporation source and the substrate. Therefore, the composition ratio of the oxide superconductor thin film can be precisely controlled with good reproducibility.

この出願の第二の発明に係る蒸着方法では、ECRイオ
ン原からの酸素イオンと酸素吹き付けノズルからの酸素
ガスとを利用して上述の第一の発明のように組成比制御
をしているので酸素含有量の制御が良好となる。
In the vapor deposition method according to the second invention of this application, the composition ratio is controlled using oxygen ions from the ECR ion source and oxygen gas from the oxygen spray nozzle as in the first invention. Better control of oxygen content.

この出願の第三の発明に係る蒸着方法では、上述の第二
の発明において、発光分光膜厚計で、蒸発物質の発光強
度と酸素の発光強度とを同時にモニターしているので、
酸素の発光スペクトルによるノイズを取り除くことがで
きる。
In the vapor deposition method according to the third invention of this application, in the above-mentioned second invention, the emission intensity of the evaporated substance and the emission intensity of oxygen are simultaneously monitored using the emission spectroscopic film thickness meter.
Noise caused by the emission spectrum of oxygen can be removed.

この出願の第四の発明に係る蒸着方法では、上述の第一
の発明を、銅酸化物系高温超電導体薄膜の作製に適用し
たものであり、これによって、この種の酸化物高温超電
導体薄膜を、良好な組戊比で作製することができる。
In the vapor deposition method according to the fourth invention of this application, the above-mentioned first invention is applied to the production of a copper oxide-based high temperature superconductor thin film. can be manufactured with a good composition ratio.

この出願の第五の発明に係る蒸着装置は、上述の第一の
発明に係る蒸着方法を実施するための装置であり、発光
分光膜厚形のモニターヘッドの位置を調整するための位
置調整機構を設けたことによって、酸化物超電導体薄膜
の組成比制御を再現性良く、精密に実施できる。
A vapor deposition apparatus according to a fifth invention of this application is an apparatus for carrying out the vapor deposition method according to the first invention described above, and includes a position adjustment mechanism for adjusting the position of an emission spectroscopic film thickness type monitor head. By providing this, the composition ratio of the oxide superconductor thin film can be precisely controlled with good reproducibility.

この出願の第六の発明に係る蒸着装置は、上述の第五の
発明において、ベローズと回転フランジを用いて位置調
整機構を構成したものである。これにより、簡単な構成
で、モニターヘッドを任意の位置に移動させることがで
きる。
A vapor deposition apparatus according to a sixth invention of this application is one in which a position adjustment mechanism is configured using a bellows and a rotating flange in the above-mentioned fifth invention. This allows the monitor head to be moved to any desired position with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明の蒸着装置の一実施例を示す正面断
面図、 第2図は、第1図の装置の要部斜視図、第3図は、モニ
ターヘッド位置調整機構の正面断面図、 第4図は、発光分光膜厚計の構戊図である。 1・・・基板 17、18、19・・・蒸発源 21・・・ECRイオン源本体 23・・・酸素吹き付けノズル 24、25、26・・・発光分光膜厚計のモニタヘッド
FIG. 1 is a front sectional view showing an embodiment of the vapor deposition apparatus of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the main parts of the apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a front sectional view of the monitor head position adjustment mechanism. , FIG. 4 is a schematic diagram of the luminescence spectroscopic film thickness meter. 1... Substrate 17, 18, 19... Evaporation source 21... ECR ion source body 23... Oxygen spray nozzle 24, 25, 26... Monitor head of emission spectroscopic film thickness meter

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)酸化物超電導体の各組成元素を別個の蒸発源で同
時に蒸発させて基板上に酸化物超電導体薄膜を作製する
蒸着方法において、 蒸発源ごとに専用の発光分光膜厚計を準備し、前記発光
分光膜厚計のモニターヘッドを、対応する蒸発源と基板
とを結ぶ直線上に配置することを特徴とする蒸着方法。
(1) In a vapor deposition method in which each constituent element of an oxide superconductor is evaporated simultaneously using separate evaporation sources to create an oxide superconductor thin film on a substrate, a dedicated emission spectroscopic film thickness meter is prepared for each evaporation source. . A vapor deposition method, characterized in that a monitor head of the emission spectroscopic film thickness meter is placed on a straight line connecting a corresponding evaporation source and a substrate.
(2)請求項1記載の蒸着方法において、ECRイオン
源からの酸素イオンと、酸素吹き付けノズルからの酸素
ガスと、各蒸発源からの蒸発物質とを基板に供給しなが
ら、前記各発光分光膜厚計の出力に基づいて各蒸発源を
個別に制御することを特徴とする蒸着方法
(2) In the vapor deposition method according to claim 1, each of the emission spectroscopic films is A vapor deposition method characterized by individually controlling each evaporation source based on the output of a thickness gauge
(3)請求項2記載の蒸着方法において、前記発光分光
膜厚計では、蒸発物質の発光強度と酸素の発光強度とを
同時にモニターすることを特徴とする蒸着方法。
(3) The vapor deposition method according to claim 2, wherein the emission spectroscopic film thickness meter simultaneously monitors the emission intensity of the evaporated substance and the emission intensity of oxygen.
(4)請求項1記載の蒸着方法において、前記酸化物超
電導体が銅酸化物系高温超電導体であることを特徴とす
る蒸着方法。
(4) The vapor deposition method according to claim 1, wherein the oxide superconductor is a cuprate-based high-temperature superconductor.
(5)酸化物超電導体薄膜を基板上に作製する蒸着装置
において、 基板上に酸素イオンを供給するECRイオン源と、 基板上に酸素ガスを供給する酸素吹き付けノズルと、 複数の蒸発源と、 前記蒸発源ごとに用意した発光分光膜厚計と、前記発光
分光膜厚計のモニターヘッドの位置を調整するための位
置調整機構と、 を有することを特徴とする蒸着装置。
(5) A vapor deposition apparatus for producing an oxide superconductor thin film on a substrate, comprising: an ECR ion source that supplies oxygen ions onto the substrate; an oxygen spray nozzle that supplies oxygen gas onto the substrate; a plurality of evaporation sources; A vapor deposition apparatus comprising: an emission spectroscopic film thickness meter prepared for each of the evaporation sources; and a position adjustment mechanism for adjusting the position of a monitor head of the emission spectroscopic film thickness meter.
(6)請求項5記載の蒸着装置において、前記位置調整
機構は、 前記モニターヘッドと真空室の壁との間に配置されたベ
ローズと、 このベローズの周方向に沿った複数の位置でベローズの
長さを個別に調整することのできる長さ調整機構と、 前記ベローズと真空室の壁との間に配置された回転フラ
ンジと、 を有することを特徴とする蒸着装置。
(6) In the vapor deposition apparatus according to claim 5, the position adjustment mechanism includes: a bellows disposed between the monitor head and a wall of the vacuum chamber; A vapor deposition apparatus comprising: a length adjustment mechanism that can individually adjust the length; and a rotating flange disposed between the bellows and a wall of a vacuum chamber.
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JP2009235429A (en) * 2008-03-25 2009-10-15 Iwate Univ Sputtering apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009185325A (en) * 2008-02-05 2009-08-20 Panasonic Electric Works Co Ltd Vapor deposition apparatus
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