JPS62224670A - Ionization vapor deposition device - Google Patents
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、イオン化蒸着装置、特に被蒸着体への薄膜形
成を安定的かつ効率的に行うための蒸着装置に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an ionization vapor deposition apparatus, and particularly to a vapor deposition apparatus for stably and efficiently forming a thin film on a deposition target.
（従来の技術）
ＮｙＡ形成方法として、従来から塗布式、および真空蒸
着、スパッタリング、イオンブレーティング等の非塗布
式が知られているが、例えば磁気記録媒体の製造分野に
おいては、強磁性金属薄膜を支持体上に形成させる場合
、塗液を塗布・乾燥させる塗布式では磁性粉末をバイン
ダ中に分散させる必要があり近年の高密度磁気記録化の
要請に応えることができないため、非塗布式薄膜形成方
法が主流となってきている。(Prior Art) As methods for forming NyA, coating methods and non-coating methods such as vacuum evaporation, sputtering, and ion blating have been known. For example, in the field of manufacturing magnetic recording media, ferromagnetic metal thin films When forming a thin film on a support, a coating method in which a coating liquid is applied and dried requires dispersing magnetic powder in a binder and cannot meet the recent demands for high-density magnetic recording. The formation method is becoming mainstream.
非塗布式の薄膜形成方法にあっては、薄膜形成材料をい
かにロスなくかつ安定的に基板上に付着せしめるかがコ
ストおよび品質面から重要である。In a non-coating method for forming a thin film, it is important from the viewpoint of cost and quality how the thin film forming material can be stably adhered to the substrate without loss.
また、特に磁気記録媒体にお【プる磁性膜にあっては、
膜厚を均一にし、かつ支持体への密着力を高めることに
より高い抗磁力を有する磁気特性を持たせて高密度磁気
記録化に対応できるようにすることが要求される。In addition, especially for magnetic films used in magnetic recording media,
It is required to have magnetic properties with high coercive force by making the film thickness uniform and increasing adhesion to the support, thereby making it compatible with high-density magnetic recording.
このような要求に対し、特開昭５７−１５５３６９号に
開示されているように、蒸着の際、蒸発源から飛散した
蒸着材料の粒子からなる蒸気流の進行方向を、仕切壁に
より制御して集束せしめ、この集束された蒸気流中の蒸
発粒子に熱電子を衝突させてイオン化し、さらにこのイ
オン化された蒸発粒子を被蒸着体に近接して配された集
束電極により被Ｗｉ着体上に集束せしめるようにすれば
、蒸気流中の蒸発粒子に対して高い割合でこれをイオン
化し被蒸着体に付着させることが可能となる。また、同
公報に開示されているように、熱電子を放出する熱電子
放射源を蒸発源に対して負の電位に維持するＪ−うにす
れば、さらに高いｖ１合で蒸発粒子のイオン化を図るこ
とが可能であり、したがって蒸着効率を高めることが可
能となる。In response to such demands, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 57-155369, a partition wall is used to control the traveling direction of vapor flow consisting of particles of vapor deposition material scattered from an evaporation source during vapor deposition. Thermal electrons collide with the evaporation particles in this focused vapor flow to ionize them, and the ionized evaporation particles are then directed onto the Wi deposited object using a focusing electrode placed close to the vapor deposition object. By focusing, it becomes possible to ionize a high proportion of the evaporated particles in the vapor flow and attach them to the object to be evaporated. Furthermore, as disclosed in the same publication, if the thermionic radiation source that emits thermionic electrons is maintained at a negative potential with respect to the evaporation source, ionization of the evaporated particles can be achieved with an even higher v1 ratio. Therefore, it is possible to increase the vapor deposition efficiency.
しかしながら、同公報に開示されているような装置にあ
っては、イオン化された蒸発粒子を単に被蒸石体近傍の
集束電極により被蒸着体に付着せしめんとするものであ
り、このとぎ被蒸着体には、蒸気流中のイオン化された
蒸発粒子と共に直進してぎた蒸気流中のイオン化されて
いない蒸発粒子すなわち中性粒子も付着することとなる
ため、両者が混在した状態で薄膜が形成されることとな
り、したがって被蒸着体に対する薄膜の密着性を十分な
ものとすることができず、また均質な１１１９を形成づ
ることができない。特にこれを磁気記録媒体として使用
した場合には、高い抗磁力を得ることができず、高密度
磁気記録化への対応を十分に図ることができない。However, in the apparatus disclosed in the same publication, the ionized evaporated particles are simply attached to the object to be evaporated using a focusing electrode near the object to be evaporated; Because the ionized evaporative particles in the vapor flow and the non-ionized evaporative particles in the vapor flow that have traveled straight, i.e., neutral particles, adhere to the body, a thin film is formed with both of them mixed together. Therefore, it is not possible to ensure sufficient adhesion of the thin film to the object to be deposited, and it is not possible to form a homogeneous layer 1119. In particular, when this is used as a magnetic recording medium, it is not possible to obtain high coercive force, and it is not possible to sufficiently cope with high-density magnetic recording.
（発明の目的）
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって
、被蒸着体に対する密着力が大ぎく、膜強度および膜厚
の均一性に優れた緻密な薄膜を形成することのできるイ
オン化蒸着装置を提供することを目的とするものである
。(Objective of the Invention) The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to form a dense thin film that has great adhesion to an object to be evaporated and has excellent film strength and uniformity of film thickness. The purpose of this invention is to provide an ionization vapor deposition apparatus that can perform the following steps.
（発明の構成）
本発明によるイオン化蒸着装置は、蒸気流中の蒸発粒子
を高い割合でイオン化する手段とともに、このイオン化
された蒸発粒子のみを選択的に被蒸着体に付着せしめる
制御手段を設けるようにしたものである。すなわら、真
空雰囲気内で、蒸発源に配された蒸着材料を加熱して蒸
発させ、該蒸着材料の蒸発粒子を被蒸着体に付着せしめ
るようにしてなる蒸着装置にあって、熱電子を放出して
前記蒸発粒子に衝突させ該蒸発粒子をイオン化する、前
記蒸発源に対して負の電位を有する熱電子放射源と、前
記イオン化された蒸発粒子の飛行方向を制御する偏向コ
イルとが設けられていることを特徴とするらのである。(Structure of the Invention) The ionization vapor deposition apparatus according to the present invention is provided with a means for ionizing evaporated particles in a vapor flow at a high rate and a control means for selectively attaching only the ionized evaporated particles to an object to be evaporated. This is what I did. In other words, in a vapor deposition apparatus that heats and evaporates a vapor deposition material placed in an evaporation source in a vacuum atmosphere, and causes evaporated particles of the vapor deposition material to adhere to an object to be vaporized, thermoelectrons are emitted. a thermionic radiation source having a negative potential with respect to the evaporation source, which emits and collides with the evaporation particles to ionize the evaporation particles; and a deflection coil for controlling the flight direction of the ionized evaporation particles. It is characterized by the fact that it is
上記「熱電子放射源」は、蒸発源に対して負の電位を有
するものであり、かつ熱電子を放出して蒸気流中の蒸発
粒子に衝突さき、これらをイオン化することができるも
のであれば、この形状および位置等は特に限定されない
が、イオン化をできるだけ高い割合で行わせようとする
視点からは、蒸気密度の高い部分で熱電子を蒸発粒子に
衝突させることができるように蒸発源近傍に配置するこ
とが望ましい。The above-mentioned "thermionic radiation source" has a negative potential with respect to the evaporation source, and is capable of emitting thermoelectrons and colliding with evaporation particles in the vapor flow to ionize them. For example, the shape and location are not particularly limited, but from the perspective of trying to achieve as high a rate of ionization as possible, it is important to choose a shape near the evaporation source so that thermoelectrons can collide with the evaporation particles in areas with high vapor density. It is desirable to place the
上記「偏向コイル」は、該コイル内を通過するイオン化
された蒸発粒子を所定角度偏向可能なものであれば、そ
の形状および位置等は特に限定されないが、上記イオン
化された蒸発粒子がより多く該コイル内を通過し得る位
置に配設することが望ましいことは言うまでもない。The above-mentioned "deflection coil" is not particularly limited in its shape and position as long as it can deflect the ionized evaporation particles passing through the coil at a predetermined angle; Needless to say, it is desirable to arrange it at a position where it can pass through the coil.
（実 施 例）
以下添付図面を参照して本発明の一実施例について詳述
する。(Example) An example of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
第１図は、本実施例によるイオン化蒸着装置を示す側断
面図である。FIG. 1 is a side sectional view showing an ionization vapor deposition apparatus according to this embodiment.
内部を高真空度（１０４’ 〜１０−８ Ｔｏｒｒ ）
に保持可能なケーシング１内には、蒸着材料２が配され
た蒸発源３が設けられていて、加熱手段４により蒸着材
料２を加熱してこれを蒸発させるようになっている。蒸
着材料２としては、用途に応じてｃｏ。High vacuum inside (104' to 10-8 Torr)
An evaporation source 3 in which a vapor deposition material 2 is disposed is provided in a casing 1 that can be held in place, and the vapor deposition material 2 is heated by a heating means 4 to evaporate it. As the vapor deposition material 2, co may be used depending on the purpose.
１”ｅ、Ｎｉ等の金属、Ｃｏ −Ｎｉ 、 Ｍｎ −Ａ
９Ｊ。1”e, metals such as Ni, Co-Ni, Mn-A
9J.
１”ｃ −Ｎｉ 、 Ｃｄ −Ｔｂ−１”ｅ系合金等が
使用される。蒸発源３としては、Ｗ、Ｔａ 、Ｃ，Ｃｕ
ｔ 。1"c-Ni, Cd-Tb-1"e alloys, etc. are used. As the evaporation source 3, W, Ta, C, Cu
t.
ＭＯ，Ａ応２０３．８Ｎ等からなる、蒸着材料２を比較
的広範に蒸発可能な上方開口部を有する開放型ハースが
使用されるが、比較的小さな開口部によってその蒸発箇
所が限定されているｆ！ｉ閉型ハースを使用してもよい
。加熱手段４としては熱電子流が使用されるが、他の加
熱手段例えば抵抗加熱、高周波誘導加熱等を使用しても
よい。An open hearth made of MO, A203.8N, etc. and having an upper opening that can evaporate the evaporation material 2 over a relatively wide area is used, but the evaporation location is limited by the relatively small opening. f! i A closed hearth may be used. Although thermionic current is used as the heating means 4, other heating means such as resistance heating, high frequency induction heating, etc. may also be used.
蒸発源３の上方近傍には、イオン化電源５により、蒸発
源３の電位に対して負の電位（−３０〜−２００Ｖ ）
とされた熱電子放射源６が設けられている。この熱電子
放射源６は、蒸１材料２の真上の方向を避けて配された
フィラメントからなり、フィラメント加熱電源７により
加熱されて熱電子を放出するようになっている。放出さ
れた熱電子は、熱電子放射源６に対して相対的に高い電
位の蒸発源３に向かって進み、蒸発した蒸着材料２の蒸
気密度が最も高い蒸発源３近傍においてＭ管材料２の蒸
発粒子に衝突してこれら蒸発粒子を効率よく一イＡン化
する。熱電子放射源６の上下には、蒸発した蒸着材料２
が熱電予成ｔＪ４ｉｔ！６に付着しないようにフィシメ
ン１−カバー８が設けられている。Near the upper part of the evaporation source 3, an ionization power supply 5 is placed at a negative potential (-30 to -200V) with respect to the potential of the evaporation source 3.
A thermionic radiation source 6 is provided. This thermionic radiation source 6 is composed of a filament placed so as not to be directly above the vapor 1 material 2, and is heated by a filament heating power source 7 to emit thermoelectrons. The emitted thermionic electrons proceed toward the evaporation source 3, which has a relatively high potential with respect to the thermionic radiation source 6, and the M tube material 2 near the evaporation source 3, where the vapor density of the evaporated evaporation material 2 is highest. It collides with the evaporated particles to efficiently convert them into 1-A. Above and below the thermionic radiation source 6, vaporized deposition material 2 is placed.
is thermoelectric pre-formed tJ4it! A ficimen 1-cover 8 is provided to prevent it from adhering to the ficimen 1-6.
熱電子放射源６の上方には、イオン引出電源９により、
蒸発［３に対して熱電子放射源６よりもさらに高い負の
電位（−１ｏｏｏ〜−４００００Ｖ ）とされたイオン
引出電極１０が設けられている。このイオン引出電極１
０により、蒸発源３の近傍にてイオン化された蒸発粒子
は上方へ加速されて飛行する。Above the thermionic radiation source 6, an ion extraction power source 9 is provided.
An ion extraction electrode 10 is provided which has a higher negative potential (-100 to -40000 V) than the thermionic radiation source 6 with respect to evaporation [3]. This ion extraction electrode 1
0, the evaporated particles ionized near the evaporation source 3 are accelerated upward and fly.
なおこのとき、イオン化されなかった蒸発粒子も、加速
はされないが上方へ飛行する。At this time, the evaporated particles that have not been ionized also fly upward, although they are not accelerated.
イオン引出電極１０の上方には、第２図に平面図を詳細
に示す偏向コイル１１が設けられている。この偏向コイ
ル１１に通電することにより、該偏向コイル１１近傍に
磁界を生ぜしめ、偏向コイル１１内を通過するイオン化
された蒸発粒子の飛行方向を制御するようになっている
。すなわち、第１図に示ｔＪこうに、薄膜を形成すべき
被蒸着体１２を、蒸発源３に配された蒸着材料２の真上
方向からずらして配置し、偏向コイル１１により偏向コ
イル１１内を通過する蒸発粒子を被蒸着体１２に差し向
けるように矢印Ｄｒのように偏向させれば、イオン化さ
れた蒸発粒子と共に偏向コイル１１内を上方へ通過する
イオン化されなかった蒸発粒子は、偏向されずに矢印Ｄ
２のようにそのまま上方へ飛行するので、被蒸着体１２
にはイオン化された蒸発粒子のみを選択的に付着させる
ことが可能となる。A deflection coil 11 whose plan view is shown in detail in FIG. 2 is provided above the ion extraction electrode 10. By energizing the deflection coil 11, a magnetic field is generated in the vicinity of the deflection coil 11, and the flight direction of ionized evaporated particles passing through the deflection coil 11 is controlled. That is, as shown in FIG. If the evaporated particles passing through are deflected in the direction of the arrow Dr so as to be directed toward the object to be evaporated 12, the non-ionized evaporated particles passing upward through the deflection coil 11 along with the ionized evaporated particles will be deflected. Zuni arrow D
As shown in 2, the object to be evaporated 12 flies upward as it is.
It becomes possible to selectively attach only ionized evaporated particles.
被蒸着体１２は、電源１３により蒸発源３に対して負の
電位とされていて、これにより、ケーシング１内の残留
ガスによって被蒸着体１２のスパッタリングを行わしめ
、イオン化された蒸発粒子の被蒸着体１２への付着力を
より一層高めるようになっている。The object to be evaporated 12 is set at a negative potential with respect to the evaporation source 3 by a power source 13, and thereby the remaining gas in the casing 1 sputters the object to be evaporated 12, and the ionized evaporation particles are covered. The adhesion force to the vapor deposited body 12 is further increased.
偏向コイル１１は、第２図に詳細に示されているように
、フェライト、センダスト、パーマロイ。The deflection coil 11 is made of ferrite, sendust, or permalloy, as shown in detail in FIG.
Ｆｅ −Ａ応合金等の高透磁率材料からな・る磁心を有
する巻枠１４に、図中Ｌ１〜Ｌ８で示すコイルを巻回し
てなるものである。巻枠１４は、ベークライト、ｊ′ｒ
Ａご樹脂、ポリスチロール等の有機高分子材ｒ１、ある
いはスデアタイト、特殊ガラス等からなるものである。Coils indicated by L1 to L8 in the figure are wound around a winding frame 14 having a magnetic core made of a high magnetic permeability material such as Fe-A compatible alloy. The winding frame 14 is made of Bakelite, j'r
A: It is made of resin, organic polymer material such as polystyrene, sudeatite, special glass, etc.
コイルＬ１〜Ｌ４は、端子Ｘ１．Ｘ２間に通電すること
により、偏向コイル１１内においてＹ軸方向に磁界を形
成し、これにより偏向コイル１１内を通過するイオン化
された蒸発粒子をＸ軸方向に偏向させるようになってい
る。図中、記号△およびＥは、各コイルＬ１〜Ｌ４の巻
始めと巻終りを示すものである。端子Ｘ１．Ｘｚ間にお
ける通電の際、電流の向きを正逆切り換えることにより
、磁界の向きを変化させ、イオン化された蒸発粒子の偏
向方向をＸ方向あるいは−Ｘ方向に任意に設定すること
ができ、かつ端子Ｘｌ 、Ｘ２間の印加電圧を昇降させ
ることにより、磁界の強さを変化させ、偏向の度合も任
意に設定することができる。Coils L1 to L4 are connected to terminals X1. By applying current between X2, a magnetic field is formed in the Y-axis direction within the deflection coil 11, thereby deflecting ionized evaporated particles passing through the deflection coil 11 in the X-axis direction. In the figure, symbols Δ and E indicate the start and end of winding of each coil L1 to L4. Terminal X1. By switching the direction of the current between forward and reverse when electricity is applied between By raising and lowering the applied voltage between Xl and X2, the strength of the magnetic field can be changed and the degree of deflection can also be set arbitrarily.
同様にして、コイルし５〜Ｌ８は、端子Ｙ！。Similarly, coils 5 to L8 are connected to terminals Y! .
Ｙｌ間の通電により、Ｘ軸方向の磁界を形成して、イオ
ン化された蒸発粒子をＹ軸方向に偏向さぼるようになっ
ていて、Ｙｌ、Ｙｌ間における電流の向きおよび印加電
圧の高低により、偏向の向きおよびその度合を任意に設
定できるようになっている。したがって、コイルし１〜
Ｌ４による１ｉｉｉ界とコイルし５〜Ｌ８による磁界と
の組合せにより、偏向コイル１１内を通過するイオン化
された蒸発粒子の偏向コイル１１通過後の飛行方向を３
次元的に制御することが可能となる。これにより、イオ
ン化された蒸発粒子全体のうち７０〜８０％を、イオン
化されなかった蒸発粒子から分離して被蒸着体１２に付
着せしめることが可能となる。また上記構成により、イ
オン化された蒸発粒子のみを選択的に被蒸着体１２に付
着させ堆積させることが可能となる。By applying current between Yl, a magnetic field is created in the X-axis direction, and the ionized evaporated particles are deflected in the Y-axis direction. The direction and degree of orientation can be set arbitrarily. Therefore, coil 1~
By the combination of the 1iii field by L4 and the magnetic field by coils 5 to L8, the flight direction of the ionized evaporated particles passing through the deflection coil 11 after passing through the deflection coil 11 is changed to 3.
Dimensional control becomes possible. This makes it possible to separate 70 to 80% of all ionized evaporated particles from non-ionized evaporation particles and attach them to the deposition object 12 . Moreover, with the above configuration, it becomes possible to selectively attach and deposit only ionized evaporation particles onto the deposition object 12.
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によるイオン化蒸着装置は
、蒸発源から蒸発した蒸着材料の粒子に熱電子を衝突さ
せて該蒸発粒子をイオン化する熱電子放射源が、蒸発源
に対して負の電位を有するようになついるので、蒸発粒
子のイオン化を効率に＜行うことができる。また、この
熱電子放射源によってイオン化された蒸発粒子の飛行方
向を、（偏向コイルによってｉ！ｉＩＩ御することがで
きるようになっているので、イオン化された蒸発粒子を
イオン化されなかった蒸発粒子から分離することが可能
となる。このため、高い割合でイオン化された蒸発粒子
のみをロスなくかつ安定的に被蒸着体に差し向けること
が可能とｌｚす、したがって、被蒸着体には、この被Ｍ
着体に対する密着力が大きく、しかも膜強麿および膜厚
の均一性に優れた緻密な薄膜を形成することができ、ま
た蒸着効率の向上１１１５よびコストダウンを図ること
ができる。本発明によるイオン化蒸着装置を、例えば磁
気記録媒体の製造分野において採用すれば、磁性膜に、
高い抗磁力を有する磁気特性を持たせることができ、し
たがって高密度磁気記録化への十分なる対応が可能とな
る。(Effects of the Invention) As described in detail above, in the ionization vapor deposition apparatus according to the present invention, the thermionic radiation source that collides thermionic electrons with particles of vapor deposition material evaporated from the evaporation source to ionize the evaporated particles, Since the evaporated particles come to have a negative potential with respect to the ionized particles, the ionization of the evaporated particles can be carried out efficiently. In addition, since the flight direction of the evaporated particles ionized by this thermionic radiation source can be controlled by the deflection coil, the ionized evaporation particles are separated from the non-ionized evaporation particles. Therefore, it is possible to stably direct only the evaporated particles that have been ionized at a high rate to the object to be evaporated without any loss. M
It is possible to form a dense thin film that has great adhesion to the adherent and has excellent film strength and uniformity of film thickness, and also improves vapor deposition efficiency 1115 and reduces costs. If the ionization vapor deposition apparatus according to the present invention is adopted, for example, in the field of manufacturing magnetic recording media, the magnetic film will be
It is possible to provide magnetic properties with high coercive force, and therefore, it becomes possible to sufficiently respond to high-density magnetic recording.
第１図は本発明によるイオン化蒸着装行の一例示す側断
面図、
第２図は該装置の偏向コイルを示す平面図である。FIG. 1 is a side sectional view showing an example of an ionized vapor deposition apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a deflection coil of the apparatus.
Claims (1)
蒸発させ、該蒸着材料の蒸発粒子を被蒸着体に付着せし
めるようにしてなる蒸着装置において、 熱電子を放出して前記蒸発粒子に衝突させ該蒸発粒子を
イオン化する、前記蒸発源に対して負の電位を有する熱
電子放射源と、 前記イオン化された蒸発粒子の飛行方向を制御する偏向
コイルとが設けられていることを特徴とするイオン化蒸
着装置。[Claims] A vapor deposition apparatus that heats and evaporates a vapor deposition material placed in an evaporation source in a vacuum atmosphere, and causes evaporated particles of the vapor deposition material to adhere to an object to be vaporized. a thermionic radiation source having a negative potential with respect to the evaporation source that emits and collides with the evaporation particles to ionize the evaporation particles; and a deflection coil that controls the flight direction of the ionized evaporation particles. An ionization vapor deposition apparatus characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6817586A JPS62224670A (en) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | Ionization vapor deposition device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6817586A JPS62224670A (en) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | Ionization vapor deposition device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62224670A true JPS62224670A (en) | 1987-10-02 |
Family
ID=13366176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6817586A Pending JPS62224670A (en) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | Ionization vapor deposition device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62224670A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0824809B2 (en) * | 1988-12-20 | 1996-03-13 | スパークラー フィルターズ インコーポレーテッド | Nutsche filter driving device |
-
1986
- 1986-03-26 JP JP6817586A patent/JPS62224670A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0824809B2 (en) * | 1988-12-20 | 1996-03-13 | スパークラー フィルターズ インコーポレーテッド | Nutsche filter driving device |
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