JP2937187B1 - Superconducting thin film forming method, heater unit used in the method, and superconducting thin film forming apparatus - Google Patents

Superconducting thin film forming method, heater unit used in the method, and superconducting thin film forming apparatus

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JP2937187B1
JP2937187B1 JP10074493A JP7449398A JP2937187B1 JP 2937187 B1 JP2937187 B1 JP 2937187B1 JP 10074493 A JP10074493 A JP 10074493A JP 7449398 A JP7449398 A JP 7449398A JP 2937187 B1 JP2937187 B1 JP 2937187B1
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昌廣 川村
博紀 星崎
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株式会社移動体通信先端技術研究所
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Abstract

【要約】 【課題】 ヒータユニットを用い基板を加熱しながら超
伝導薄膜を基板上にスパッタリング形成する場合の成膜
を良好に行う。 【解決手段】 成膜すべき基板30を加熱するヒータユ
ニット1において、透明部材12の一方の面側で発熱体
11を保持し、透明部材12の他側の表面に熱反射膜1
3が形成された構造とする。このことにより、発熱体1
1からの輻射熱が熱反射膜13と透明部材12の界面に
おいて反射され基板30上に照射される。熱反射膜13
と透明部材12の界面は、熱反射膜13の表面が変形し
ても鏡面状態になっているため、熱反射膜13での反射
特性を良好にすることができる。また、基板ホルダー2
0に、基板30とその外周部にダミー基板31を配置し
ており、スパッタリング時に基板ホルダー20から金属
が飛散しても、その飛散した金属が基板30に付着しな
いようにすることができる。
Abstract: PROBLEM TO BE SOLVED: To form a superconducting thin film on a substrate by sputtering while heating the substrate using a heater unit. SOLUTION: In a heater unit 1 for heating a substrate 30 on which a film is to be formed, a heating element 11 is held on one surface side of a transparent member 12, and a heat reflection film 1 is formed on the other surface of the transparent member 12.
3 is formed. As a result, the heating element 1
The radiant heat from 1 is reflected at the interface between the heat reflection film 13 and the transparent member 12 and is irradiated onto the substrate 30. Heat reflection film 13
Since the interface between the transparent member 12 and the transparent member 12 is in a mirror state even if the surface of the heat reflection film 13 is deformed, the reflection characteristics of the heat reflection film 13 can be improved. Also, the substrate holder 2
In addition, the substrate 30 and the dummy substrate 31 are arranged on the outer periphery thereof so that even if metal scatters from the substrate holder 20 during sputtering, the scattered metal can be prevented from adhering to the substrate 30.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に超伝導薄
膜を形成する成膜方法、その方法に用いるのに適したヒ
ータユニット、および成膜装置に関する。
The present invention relates to a film forming method for forming a superconducting thin film on a substrate, a heater unit suitable for the method, and a film forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】基板
上に超伝導薄膜を形成する場合、基板を基板ホルダーに
保持し、スパッタリング装置内に酸素とアルゴンを導入
し、YBCOをターゲットとして、基板を所定の温度ま
で加熱しながら、スパッタリングによって超伝導膜を形
成することが行われている。
2. Description of the Related Art When a superconducting thin film is formed on a substrate, the substrate is held in a substrate holder, oxygen and argon are introduced into a sputtering apparatus, and the substrate is treated with YBCO as a target. A superconducting film is formed by sputtering while heating to a predetermined temperature.

【0003】しかしながら、スパッタリングを用いた超
伝導薄膜の形成においては、以下に示す問題がある。 (1)上記した基板の加熱は、ヒータユニットを用いて
行うことができる。このヒータユニットとしては、例え
ば、図9に示すように、表面にAuなどの熱線反射膜1
01が形成された反射膜保持材料102を有し、発熱体
103から輻射される熱線を直接および熱線反射膜10
1からの反射によって、基板ホルダー104に保持され
た基板105上に照射するように構成したものを用いる
ことができる。
However, the formation of a superconducting thin film using sputtering has the following problems. (1) The above-described heating of the substrate can be performed using a heater unit. As the heater unit, for example, as shown in FIG.
And a heat ray radiating from the heating element 103 directly and by the heat ray reflection film 10.
One configured to irradiate on the substrate 105 held by the substrate holder 104 by reflection from 1 can be used.

【0004】しかしながら、このような構成のヒータユ
ニットでは、熱線反射膜101の表面が熱によって、あ
るいは酸化膜の形成によって鏡面でなくなると、熱線反
射膜101での反射特性が悪くなるという問題がある。 (2)また、基板ホルダー104は、通常、金属を用い
て構成されているが、スパッタリング時に酸素イオン
(負イオン)が基板ホルダー104に衝突し、飛散した
金属が基板101の表面に付着してしまうという問題が
ある。
However, in the heater unit having such a configuration, when the surface of the heat ray reflective film 101 becomes non-mirror due to heat or the formation of an oxide film, there is a problem that the reflection characteristics of the heat ray reflective film 101 deteriorate. . (2) The substrate holder 104 is usually made of metal. However, during sputtering, oxygen ions (negative ions) collide with the substrate holder 104 and the scattered metal adheres to the surface of the substrate 101. Problem.

【0005】本発明は上記問題に鑑みたもので、超伝導
薄膜のスパッタリング形成を良好に行えるようにするこ
とを目的とする。
[0005] The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to make it possible to favorably form a superconducting thin film by sputtering.

【0006】[0006]

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
め、請求項1、2 に記載の発明においては、ヒータユニ
ット(1)の基板保持部(20)に、基板(30)とそ
の外周部にセラミック材からなるダミー基板(31)を
配置して、基板(30)を加熱し、この加熱状態におい
て基板(30)上に超伝導薄膜をスパッタリングによっ
て形成することを特徴としている。
Means for Solving the Problems To achieve the above object,
According to the first and second aspects of the present invention, the substrate (30) and the dummy substrate (31) made of a ceramic material are arranged on the substrate holding portion (20) of the heater unit (1). And heating the substrate (30), and forming a superconducting thin film on the substrate (30) by sputtering in this heated state.

【0010】このようにダミー基板(31)を配置する
ことにより、スパッタリング時に負イオンが基板保持部
(20)に衝突して発生する飛散物をダミー基板(3
1)に付着させることができるので、基板(30)への
飛散物の付着を防ぐことができる。請求項に記載の発
明においては、請求項に記載の超伝導薄膜の成膜方法
に用いられるヒータユニットを提供することができる。
この場合、請求項4に記載の発明のように、基板加熱用
ヒータ(10)を、発熱体(11)と、この発熱体(1
1)を一方の面側で保持する透明部材(12、121、
122)と、この透明部材(12、121、122)の
他方の面側の表面に形成された熱線反射膜(13)とを
有して構成すれば、熱線反射膜(13)の表面が、熱に
よって、あるいは酸化膜の形成によって鏡面でなくなっ
たとしても、熱線反射膜(13)と透明部材(12、1
21、122)の界面の状態は変化せず、従って熱線反
射膜(13)での反射特性を良好に維持して超伝導膜の
形成を行うことができる。また、発熱体(11)の前面
を覆う透明カバー(16)を透明部材(12、121、
122)に対して脱着可能に取り付けるようにすれば、
発熱体(11)の取り替え作業を容易にすることができ
る。
[0010] By arranging the dummy substrate (31) in this manner, scattered matter generated by the collision of negative ions with the substrate holding part (20) during sputtering can be reduced.
Since it can be attached to 1), it is possible to prevent scattered matter from attaching to the substrate (30). According to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a heater unit used in the method for forming a superconducting thin film according to the first aspect .
In this case, as in the invention according to claim 4, for heating the substrate
The heater (10) includes a heating element (11) and the heating element (1).
1) A transparent member (12, 121,
122) and the transparent member (12, 121, 122).
The heat ray reflection film (13) formed on the surface on the other surface side is
If configured, the surface of the heat ray reflective film (13) is exposed to heat.
Therefore, or due to the formation of an oxide film, it is no longer a mirror surface
Even if the heat ray reflective film (13) and the transparent member (12, 1
21, 122) does not change the state of the interface,
The reflection characteristics of the projection film (13) are maintained well and the superconducting film is
The formation can take place. Also, the front surface of the heating element (11)
The transparent cover (16) covering the transparent member (12, 121,
122), if it is detachably attached to
The work of replacing the heating element (11) can be facilitated.
You.

【0011】請求項5、6に記載の発明においては、請
求項に記載の成膜方法を実施する成膜装置を提供する
ことができる。なお、上記した括弧内の符号は、後述す
る実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。
According to the fifth and sixth aspects of the present invention, it is possible to provide a film forming apparatus for performing the film forming method according to the first aspect . Note that the reference numerals in parentheses described above indicate the correspondence with specific means described in the embodiment described later.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図1に本発明の一実施形態にかかる
ヒータユニット1の概念構成を示す。このヒータユニッ
ト1においては、透明部材12の一方の面側で発熱体1
1を保持し、透明部材12の他側の表面にAuなどの熱
線反射膜13が形成された構造となっている。そして、
発熱体11から輻射される熱線は、直接、および熱線反
射膜13と透明部材12の界面で反射されて、基板ホル
ダー20に保持された基板30上に照射される。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a conceptual configuration of a heater unit 1 according to an embodiment of the present invention. In the heater unit 1, the heating element 1 is provided on one surface side of the transparent member 12.
1 and a heat ray reflective film 13 such as Au is formed on the other surface of the transparent member 12. And
The heat rays radiated from the heating element 11 are reflected directly and at the interface between the heat ray reflection film 13 and the transparent member 12 and are irradiated onto the substrate 30 held by the substrate holder 20.

【0013】このように熱線反射膜13と透明部材12
の界面において発熱体11から輻射される熱線を反射す
るように構成しているから、熱線反射膜13の表面が、
熱によって、あるいは酸化膜の形成によって鏡面でなく
なったとしても、熱線反射膜13と透明部材12の界面
は鏡面状態を維持しているため、熱線反射膜13での反
射特性を良好に維持することができる。
As described above, the heat ray reflective film 13 and the transparent member 12
Is configured to reflect heat rays radiated from the heating element 11 at the interface of the heat ray reflection film 13.
Even if the mirror surface is lost due to heat or due to the formation of an oxide film, the interface between the heat ray reflective film 13 and the transparent member 12 maintains a mirror state, so that the reflection characteristics of the heat ray reflective film 13 should be maintained well. Can be.

【0014】また、この実施形態においては、基板ホル
ダー20に、基板30とその外周部にダミー基板31を
配置して、超伝導薄膜をスパッタリング形成するように
している。このことにより、スパッタリング時に酸素イ
オンが基板ホルダー20に衝突して金属が飛散しても、
その金属はダミー基板31に付着するので、基板30に
飛散した金属が付着しないようにすることができる。
In this embodiment, the substrate 30 and the dummy substrate 31 are arranged on the substrate holder 20 at the outer periphery thereof, and a superconducting thin film is formed by sputtering. Thereby, even if oxygen ions collide with the substrate holder 20 during sputtering and metal is scattered,
Since the metal adheres to the dummy substrate 31, it is possible to prevent the metal scattered on the substrate 30 from adhering.

【0015】次に、上記したヒータユニット1の具体的
な構成について説明する。図2にヒータユニット1の断
面構成を示す。このヒータユニット1は、発熱体11
と、発熱体11を収納する形状の溝を有する第1の透明
耐火材121と、Auなどの熱線反射膜13が形成され
た第2の透明耐火材122と、第3の透明耐火材14
と、断熱材15とを備えている。これら第1乃至第3の
透明耐火材121、122、14および断熱材15は、
この図2に示されない貫通穴を用いたボルト締めによっ
て固定されている。なお、第1、第2の透明耐火材12
1、122は、図1中の透明部材12に相当している。
Next, a specific configuration of the heater unit 1 will be described. FIG. 2 shows a cross-sectional configuration of the heater unit 1. The heater unit 1 includes a heating element 11
A first transparent refractory material 121 having a groove shaped to accommodate the heating element 11, a second transparent refractory material 122 on which a heat ray reflective film 13 such as Au is formed, and a third transparent refractory material 14
And a heat insulating material 15. These first to third transparent refractory materials 121, 122, and 14 and the heat insulating material 15
It is fixed by bolting using a through hole not shown in FIG. The first and second transparent refractory materials 12
Reference numerals 1 and 122 correspond to the transparent member 12 in FIG.

【0016】上記した発熱体11は、ニクロム線、タン
グステン、白金、カンタルなどを用いて構成することが
できる。また、第1乃至第3の透明耐火材121、12
2、14は石英ガラスによって構成され、断熱材15は
アルミナの焼結体によって構成されている。図3に第1
の透明耐火材121の平面図を示す。この図は、第1の
透明耐火材121を第2の透明耐火材122に取り付け
る側から見た図である。図の斜線領域に溝121aが形
成されており、この溝121a内にらせん状の発熱体1
1が収納される。なお、図中の黒塗りで示した貫通穴1
21bは、第2、第3の透明耐火材122、14および
断熱材15とボルト締めするためのものであり、他の貫
通穴121cは後述するカバーホルダー17および基板
ホルダー20をボルト締めで固定するためのものであ
る。
The above-mentioned heating element 11 can be formed using a nichrome wire, tungsten, platinum, Kanthal or the like. Further, the first to third transparent refractory materials 121 and 12
Reference numerals 2 and 14 are made of quartz glass, and the heat insulating material 15 is made of a sintered body of alumina. FIG.
1 shows a plan view of a transparent refractory material 121 shown in FIG. This figure is a view of the first transparent refractory material 121 as viewed from the side where it is attached to the second transparent refractory material 122. A groove 121a is formed in a hatched area in the drawing, and a spiral heating element 1 is formed in the groove 121a.
1 is stored. In addition, the through-hole 1 shown in black in the figure
21b is used for bolting with the second and third transparent refractory materials 122 and 14 and the heat insulating material 15, and another through-hole 121c is used to fix the cover holder 17 and the substrate holder 20 described later by bolting. It is for.

【0017】そして、第1乃至第3の透明耐火材12
1、122、14および断熱材15がボルト締めされ、
第1の透明耐火材121の溝121a内に発熱体11が
収納される。この状態においては、発熱体11と溝12
1a内の表面との摩擦によって発熱体11は溝121a
内に収納された状態を維持する。しかしながら、基板3
0の加熱時に発熱体11が膨張すると、発熱体11が溝
121aから垂れるという問題が生じる。また、発熱体
11が露出していると、加熱時に発熱体11から蒸発し
た金属が基板30の裏面に付着するという問題が生じ
る。
The first to third transparent refractory materials 12
1, 122, 14 and insulation 15 are bolted on,
The heating element 11 is housed in the groove 121a of the first transparent refractory material 121. In this state, the heating element 11 and the groove 12
The heating element 11 is formed into a groove 121a by friction with the surface inside 1a.
Maintain the state stored in. However, substrate 3
If the heating element 11 expands at the time of the heating of 0, there is a problem that the heating element 11 hangs down from the groove 121a. Further, if the heating element 11 is exposed, there is a problem that metal evaporated from the heating element 11 during heating adheres to the back surface of the substrate 30.

【0018】そこで、この実施形態においては、図2に
示すように、発熱体11の前面に発熱体11を覆う透明
カバー16を設け、この透明カバー16によって発熱体
11の垂れおよび発熱体11から蒸発した金属の基板3
0への付着といった問題を解決している。上記した透明
カバー16は、カバーホルダー17によって第1の透明
耐火材121にボルト締めで脱着可能に取り付けられる
ようになっており、このことによって、発熱体11が断
線して取り替える必要が生じたときの取り替えを容易に
している。なお、透明カバー16は、石英ガラスによっ
て構成され、カバーホルダー17はインコネル(金属)
によって構成されている。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a transparent cover 16 for covering the heating element 11 is provided on the front surface of the heating element 11, and the transparent cover 16 allows the heating element 11 to hang from the heating element 11. Evaporated metal substrate 3
The problem of adhesion to zero has been solved. The above-mentioned transparent cover 16 is adapted to be detachably attached to the first transparent refractory material 121 by the cover holder 17 by bolting, so that when the heating element 11 is disconnected and needs to be replaced. The replacement is easy. The transparent cover 16 is made of quartz glass, and the cover holder 17 is made of Inconel (metal).
It is constituted by.

【0019】図4に透明カバー16の平面図を示す。こ
の図は、透明カバー16を第1の透明耐火材121に取
り付ける側から見た図となっている。この図に示すよう
に、透明カバー16には切欠き16aが形成されてい
る。この切欠き16aは、第1乃至第3の透明耐火材1
21、122、14および断熱材15を固定するための
ボルト、透明カバー16を第1の透明耐火材121に固
定するためのボルト、基板ホルダー20を第1の透明耐
火材121に固定するためのボルトが、この透明カバー
16に当たらないようにするために形成されている。
FIG. 4 is a plan view of the transparent cover 16. This figure is a view seen from the side where the transparent cover 16 is attached to the first transparent refractory material 121. As shown in this figure, a notch 16 a is formed in the transparent cover 16. The notch 16a is used for the first to third transparent refractory materials 1.
Bolts for fixing the first, second and fourth heat insulating materials 21, 122 and 14, the bolts for fixing the transparent cover 16 to the first transparent fireproof material 121, and the bolts for fixing the substrate holder 20 to the first transparent fireproof material 121. Bolts are formed so as not to hit the transparent cover 16.

【0020】図5(a)にカバーホルダー17の平面図
を示し、(b)に(a)中のA−A断面図を示す。な
お、図5(a)は、カバーホルダー17を第1の透明耐
火材121に取り付ける側から見た図となっている。カ
バーホルダー17は、中央が開口し、外周部に形成され
た段差部17aで透明カバー16の端部を保持する構成
となっている。そして、このカバーホルダー17に透明
カバー16が保持されたとき、カバーホルダー17と透
明カバー16の上面が面一となるようになっている。
FIG. 5A is a plan view of the cover holder 17, and FIG. 5B is a sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 5A is a view of the cover holder 17 viewed from the side where the cover holder 17 is attached to the first transparent fireproof material 121. The cover holder 17 has a configuration in which the center is opened and an end of the transparent cover 16 is held by a step 17a formed on the outer periphery. When the transparent cover 16 is held by the cover holder 17, the upper surfaces of the cover holder 17 and the transparent cover 16 are flush with each other.

【0021】また、このカバーホルダー17にも、第1
乃至第3の透明耐火材121、122、14および断熱
材15を固定するためのボルト、および基板ホルダー2
0を第1の透明耐火材121に固定するためのボルト
が、このカバーホルダー17に当たらないようにするた
めの切欠き17bが形成されている。また、このカバー
ホルダー17には、このカバーホルダー17を第1の透
明耐火材121にボルト締めで固定するための貫通穴1
7cが形成されている。
The cover holder 17 also has the first
Bolts for fixing the third to third transparent refractory materials 121, 122, 14 and the heat insulating material 15, and the substrate holder 2
A notch 17 b is formed to prevent a bolt for fixing O to the first transparent refractory material 121 from hitting the cover holder 17. The cover holder 17 has a through hole 1 for fixing the cover holder 17 to the first transparent refractory material 121 by bolting.
7c is formed.

【0022】上記した発熱体11、第1乃至第3の透明
耐火材121、122、14、断熱材15、透明カバー
16、およびカバーホルダー17は、基板30を加熱す
る基板加熱用ヒータ10を構成しており、この基板加熱
用ヒータ10に基板ホルダー20が脱着可能に取り付け
られる。図6(a)に基板ホルダー20の平面図を示
し、(b)に(a)中のB−B断面図を示す。なお、図
6(a)は、基板ホルダー20を基板加熱用ヒータ10
に取り付ける側から見た図となっている。この基板ホル
ダー20には、中央部に基板30およびダミー基板31
を保持するための貫通した領域20aが設けられてい
る。その領域の4つのコーナー部には、基板30および
ダミー基板31を保持するための段差部20bが形成さ
れている。図7に、基板30およびダミー基板31を基
板ホルダー20に配置した状態を示す。
The heating element 11, the first to third transparent refractory materials 121, 122, 14, the heat insulating material 15, the transparent cover 16, and the cover holder 17 constitute a substrate heating heater 10 for heating the substrate 30. The substrate holder 20 is detachably attached to the substrate heating heater 10. 6A shows a plan view of the substrate holder 20, and FIG. 6B shows a cross-sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 6A shows that the substrate holder 20 is connected to the substrate heating heater 10.
It is the figure seen from the side to be attached to. This substrate holder 20 has a substrate 30 and a dummy substrate 31 in the center.
Is provided. Steps 20b for holding the substrate 30 and the dummy substrate 31 are formed at four corners of the region. FIG. 7 shows a state where the substrate 30 and the dummy substrate 31 are arranged on the substrate holder 20.

【0023】なお、基板ホルダー20には、図6(a)
に示すように、基板ホルダー20を第1の透明耐火材1
21にボルト締めするための貫通穴20cと、第1乃至
第3の透明耐火材第1乃至第3の透明耐火材121、1
22、14および断熱材15を固定するためのボルト、
およびカバーホルダー17を第1の透明耐火材121に
固定するためのボルトが当たらないようにするための切
欠き20dが形成されている。
FIG. 6A shows the substrate holder 20.
As shown in the figure, the substrate holder 20 is placed in the first transparent refractory material 1.
21, a first through third transparent refractory material 121 through 1, a first through third transparent refractory material 121,
Bolts for fixing 22, 14 and insulation 15;
In addition, a notch 20d for preventing a bolt for fixing the cover holder 17 to the first transparent fireproof material 121 from being applied thereto is formed.

【0024】次に、上記したヒータユニット1を用いて
超伝導薄膜を基板30上に形成する成膜方法について説
明する。なお、この成膜を行う前において、上記した基
板加熱用ヒータ10はスパッタリング装置内の回転シャ
フト(図8中の符号2で示す)に図示しないジョイント
によって取り付け固定されている。
Next, a method of forming a superconducting thin film on the substrate 30 using the above-described heater unit 1 will be described. Before the film formation, the above-described substrate heating heater 10 is attached and fixed to a rotating shaft (indicated by reference numeral 2 in FIG. 8) in the sputtering apparatus by a joint (not shown).

【0025】そして、基板ホルダー20に基板30およ
びダミー基板31を図7に示すようにセットし、この
後、基板ホルダー20を基板加熱用ヒータ10にボルト
締めして取り付ける。なお、基板30としては、例えば
MgOを用い、ダミー基板31としては、成膜すべき基
板30と同じ材料のMgOを用いる。この後、オフアク
シススパッタリング法によって基板30上に超伝導薄膜
を形成する。この場合、図8に示すように、基板30を
基板加熱用ヒータ10による直接および反射の熱線によ
って加熱し、またスパッタリング装置内に酸素とアルゴ
ンを導入し、YBCOのターゲット3を用いて、基板3
0上に超伝導膜を形成する。
Then, the substrate 30 and the dummy substrate 31 are set on the substrate holder 20 as shown in FIG. 7, and thereafter the substrate holder 20 is attached to the substrate heating heater 10 by bolting. The substrate 30 is made of, for example, MgO, and the dummy substrate 31 is made of MgO of the same material as the substrate 30 on which a film is to be formed. Thereafter, a superconducting thin film is formed on the substrate 30 by an off-axis sputtering method. In this case, as shown in FIG. 8, the substrate 30 is heated by direct and reflected heat rays by the substrate heating heater 10, oxygen and argon are introduced into the sputtering apparatus, and the substrate 3 is heated using the YBCO target 3.
A superconducting film is formed on zero.

【0026】なお、この成膜において基板30の温度は
650℃から750℃程度必要であり、基板加熱用ヒー
タ10による加熱では十分な温度が得られない場合に
は、図8に示すように下部ヒータ4によって対流加熱を
生じさせ、基板30の温度を所望の温度にする。この場
合、スパッタリング装置内の圧力を10mTorrから
数Torr程度にすれば、対流加熱を生じさせることが
できる。
In this film formation, the temperature of the substrate 30 needs to be about 650 ° C. to 750 ° C. If a sufficient temperature cannot be obtained by heating with the substrate heating heater 10, as shown in FIG. Convection heating is generated by the heater 4 to bring the temperature of the substrate 30 to a desired temperature. In this case, if the pressure in the sputtering apparatus is set to about 10 mTorr to several Torr, convection heating can be generated.

【0027】なお、ダミー基板31としては、上記した
ように成膜すべき基板30と同じ材料のもの、あるいは
負イオンによるエッチング速度が極めて低く、かつ加熱
による元素の脱離量が極めて低い材料を用いることがで
き、このような材料としてはセラミック材を用いるのが
好ましい。
The dummy substrate 31 is made of the same material as the substrate 30 on which a film is to be formed as described above, or a material having an extremely low etching rate by negative ions and an extremely small amount of desorbed elements by heating. A ceramic material is preferably used as such a material.

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

【図1】本発明の一実施形態にかかるヒータユニット1
の概念構成を示す図である。
FIG. 1 shows a heater unit 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a conceptual configuration of FIG.

【図2】本発明の一実施形態にかかるヒータユニット1
の具体的な構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a heater unit 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a specific configuration of FIG.

【図3】図2中の透明耐火材121の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the transparent refractory material 121 in FIG.

【図4】図2中の透明カバー16の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a transparent cover 16 in FIG.

【図5】(a)はカバーホルダー17の平面図、(b)
は(a)中のA−A断面図である。
5A is a plan view of the cover holder 17, and FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.

【図6】(a)は基板ホルダー20の平面図、(b)は
(a)中のB−B断面図である。
6A is a plan view of the substrate holder 20, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.

【図7】図6に示す基板ホルダー20に基板30および
ダミー基板31を配置した状態を示す図である。
7 is a diagram showing a state where a substrate 30 and a dummy substrate 31 are arranged on the substrate holder 20 shown in FIG.

【図8】超伝導薄膜を基板30上に成膜する状態を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a state in which a superconducting thin film is formed on a substrate 30.

【図9】従来のヒータユニットの概念構成を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a conceptual configuration of a conventional heater unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ヒータユニット、11…発熱体、12…透明部材、
13…熱線反射膜、121…第1の透明耐火材、122
…第2の透明耐火材、14…第3の透明耐火材、15…
断熱材、16…透明カバー、17…カバーホルダー、2
0…基板ホルダー、30…基板、31…ダミー基板。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heater unit, 11 ... Heating element, 12 ... Transparent member,
13: heat ray reflective film, 121: first transparent refractory material, 122
... second transparent refractory material, 14 ... third transparent refractory material, 15 ...
Insulation material, 16: transparent cover, 17: cover holder, 2
0: substrate holder, 30: substrate, 31: dummy substrate.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−266071(JP,A) 実開 平4−60544(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 39/00 H01L 39/22 H01L 21/203 C23C 14/50 Continuation of the front page (56) References JP-A-63-266071 (JP, A) JP-A-4-60544 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 39 / 00 H01L 39/22 H01L 21/203 C23C 14/50

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 成膜すべき基板(30)を加熱する基板
加熱用ヒータ(10)と、前記基板(30)を保持する
基板保持部(20)とを備えたヒータユニット(1)に
おいて、前記基板保持部(20)に、前記基板(30)
とその外周部にセラミック材からなるダミー基板(3
1)を配置し、 前記基板加熱用ヒータ(10)によって前記基板(3
0)を加熱し、 この加熱状態において前記基板(30)上に超伝導薄膜
をスパッタリングによって形成することを特徴とする超
伝導薄膜の成膜方法。
1. A heater unit (1) comprising a substrate heating heater (10) for heating a substrate (30) on which a film is to be formed, and a substrate holder (20) for holding the substrate (30). The substrate (30) is attached to the substrate holding unit (20).
And a dummy substrate (3
1) is disposed, and the substrate (3) is heated by the substrate heating heater (10).
0), and a superconducting thin film is formed on the substrate (30) by sputtering in the heated state.
【請求項2】 前記ダミー基板(31)として前記成膜
すべき基板(30)と同一材料のものを用いることを特
徴とする請求項1に記載の超伝導薄膜の成膜方法。
2. The film formation as said dummy substrate (31).
It is particularly preferable to use the same material as the substrate (30) to be formed.
The method for forming a superconducting thin film according to claim 1.
【請求項3】 成膜すべき基板(30)を加熱する基板
加熱用ヒータ(10)と、 基板(30)を保持し前記基板加熱用ヒータ(10)に
脱着可能に取り付けられる基板保持部(20)とを備
え、 前記基板保持部(20)は、前記保持した基板(30)
の外周部にダミー基板(31)が配置される構造になっ
ていることを特徴とするヒータユニット。
3. A substrate heating heater (10) for heating a substrate (30) on which a film is to be formed, and a substrate holder (10) for holding the substrate (30) and detachably attached to the substrate heating heater (10). 20), wherein the substrate holding unit (20) includes the held substrate (30).
A dummy substrate (31) is arranged on an outer peripheral portion of the heater unit.
【請求項4】 前記基板加熱用ヒータ(10)は、発熱
体(11)と、この発熱体(11)を一方の面側で保持
する透明部材(12、121、122)と、この透明部
材(12、121、122)の他方の面側の表面に形成
された熱線反射膜(13)とを有しており、 前記基板加熱用ヒータ(10)には、前記発熱体(1
1)の前面を覆う透明カバー(16)が前記透明部材
(12、121、122)に対して脱着可能に取り付け
られていることを特徴とする請求項3に記載のヒータユ
ニット。
4. A heater (10) for heating a substrate, wherein the heater (10) generates heat.
The body (11) and the heating element (11) are held on one surface side
Transparent member (12, 121, 122) and the transparent portion
Formed on the surface on the other surface side of the material (12, 121, 122)
And a heat-reflecting film (13) formed on the substrate, and the heater (10) for heating the substrate is provided with the heating element (1).
The transparent cover (16) covering the front surface of 1) is the transparent member
Removably attached to (12, 121, 122)
The heater unit according to claim 3, wherein the heater unit is provided.
knit.
【請求項5】 成膜すべき基板(30)を保持するとと
もに前記基板(30)を加熱するヒータユニット(1)
を備え、前記ヒータユニット(1)に保持された基板
(30)上に超伝導薄膜をスパッタリングによって形成
する超伝導薄膜の成膜装置であって、 前記ヒータユニット(1)は、 前記基板(30)を加熱する基板加熱用ヒータ(10)
と、 前記基板(30)を保持する基板保持部(20)とを備
え、 前記基板保持部(20)は、前記保持した基板(30)
の外周部にダミー基板(31)が配置される構造になっ
ていることを特徴とする超伝導薄膜の成膜装置。
5. A heater unit (1) for holding a substrate (30) on which a film is to be formed and heating the substrate (30).
A superconducting thin film forming apparatus for forming a superconducting thin film by sputtering on a substrate (30) held by the heater unit (1), wherein the heater unit (1) comprises: ) Heater for heating the substrate (10)
And a substrate holding unit (20) for holding the substrate (30), wherein the substrate holding unit (20) holds the substrate (30)
Characterized in that a dummy substrate (31) is arranged on an outer peripheral portion of the superconducting thin film.
【請求項6】 前記基板加熱用ヒータ(10)は、発熱
体(11)と、この発熱体(11)を一方の面側で保持
する透明部材(12、121、122)と、この透明部
材(12、121、122)の他方の面側の表面に形成
された熱線反射膜(13)とを有しており、 前記基板加熱用ヒータ(10)には、前記発熱体(1
1)の前面を覆う透明カバー(16)が前記透明部材
(12、121、122)に対して脱着可能に取り付け
られていることを特徴とする請求項5に記載の超伝導薄
膜の成膜装置。
6. The heater (10) for heating the substrate is capable of generating heat.
The body (11) and the heating element (11) are held on one surface side
Transparent member (12, 121, 122) and the transparent portion
Formed on the surface on the other surface side of the material (12, 121, 122)
And a heat-reflecting film (13) formed on the substrate, and the heater (10) for heating the substrate is provided with the heating element (1).
The transparent cover (16) covering the front surface of 1) is the transparent member
Removably attached to (12, 121, 122)
The superconducting thin film according to claim 5, wherein
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