JPH0669558A - 基板加熱方法及び装置並びに酸化物超伝導体膜の製造方法 - Google Patents

基板加熱方法及び装置並びに酸化物超伝導体膜の製造方法

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JPH0669558A
JPH0669558A JP4216895A JP21689592A JPH0669558A JP H0669558 A JPH0669558 A JP H0669558A JP 4216895 A JP4216895 A JP 4216895A JP 21689592 A JP21689592 A JP 21689592A JP H0669558 A JPH0669558 A JP H0669558A
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JP
Japan
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substrate
peripheral edge
opening
fixing jig
heating
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JP4216895A
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English (en)
Inventor
Atsushi Tanaka
厚志 田中
Takuya Uzumaki
拓也 渦巻
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
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  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、発熱体上に基板を押し付け固定して
加熱する基板加熱方法及び装置に関し、基板の全面にわ
たって均一な温度で加熱することができる基板加熱方法
及び装置を提供することを目的とする。 【構成】熱を発生する発熱体10と、開口16が形成さ
れた固定治具14とを有する。固定治具14の開口16
の内周縁部16aの端面が、基板12の外周縁部12a
の傾斜した端面に当接するように傾斜している。固定治
具14の開口16下の発熱体10上に加熱すべき基板1
2が載置され、固定治具14の開口16の内周縁部16
aに基板12の外周縁部12aを当接させることによ
り、発熱体10に基板12を押し付け固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発熱体上に基板を押し付
け固定して加熱する基板加熱方法及び装置、並びに加熱
しながら基板上に酸化物超伝導体膜を形成する酸化物超
伝導体膜の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】基板上に酸化物超伝導体膜を成長させる
方法としてはスパッタ法や蒸着法やCVD法などを知ら
れている。酸化物超伝導体膜を形成するための基板とし
てはSi基板、GaAs基板、MgO基板、SrTiO
3 基板、LaAlO3 基板等が用いられている。
【0003】上述した成長方法のうち、蒸着法において
は基板を熱輻射により加熱して酸化物超伝導体膜を成長
させることが多いが、スパッタ法やCVD法においては
基板を発熱体に密着させて加熱して酸化物超伝導体膜を
成長させることが一般的である。また、上述した基板の
うち、MgO基板、SrTiO3 基板、LaAlO3
板等は赤外線を透過するため、熱輻射によるよりも発熱
体に密着させて熱伝導により基板を加熱する方が成膜中
の熱的条件が変化することなく望ましい。
【0004】したがって、スパッタ法やCVD法におい
ては、MgO基板、SrTiO3 基板、LaAlO3
板等を機械的に発熱体に押し付けて密着させて加熱する
方法が採られている。加熱された基板表面では熱的エネ
ルギにより基板上に到達した原子がマイグレーションを
おこし、また酸素と反応して所望の酸化物が成長するこ
ととなる。このように基板の表面温度は酸化物超伝導体
膜を成長させるための重要な条件であり、基板の全面に
わたって均一な温度で加熱しなければならない。
【0005】従来の基板加熱装置を図5及び図6を用い
て説明する。図5(a)は平面図、図5(b)は断面図
である。白金のヒータ(図示せず)が埋め込まれた発熱
体50上に加熱すべき基板52が載置される。固定治具
54は基板52を発熱体50上に押し付け固定するため
のものである。固定治具54の中央には基板52の形状
に合わせた矩形の開口56が形成されている。開口56
の内周縁部56aの端面には段差が形成されている。固
定治具54の開口54の内周縁部54aに基板52の外
周縁部52aが係合するように、基板52を発熱体50
上に載置し、固定治具54を4か所でねじ60、62、
64、66により発熱体50にねじ止めすることによ
り、基板52を発熱体50に押し付け固定する。基板5
2は発熱体50からの熱伝導により加熱される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
基板加熱装置の場合、固定治具54により基板52の外
周縁部52aを発熱体50の強い力で押し付けるため、
図6(a)に示すように、基板52の外周縁部52aの
みが発熱体50に密着し、基板52の中央部が密着しな
くなり、均一に加熱されないという問題があった。
【0007】また、発熱体50により基板52を加熱す
ると、固定治具54は金属であるため熱膨張係数が基板
52より大きい。その結果、図6(b)に示すように、
固定治具54の開口56が基板52より大きくなり、基
板52の外周縁部52aのより端の部分を押し付けるこ
とになり、均一な加熱がより困難になる。このように従
来の基板加熱装置では、基板の全面にわたって均一な温
度で加熱することが困難であった。特に酸化物超伝導体
膜の場合、成長温度により結晶構造が変化してしまい、
均質な酸化物超伝導体膜を形成することが困難であっ
た。
【0008】例えば、Bi系超伝導体膜の場合、ユニッ
トセル内に含まれているCu−O面の数の相違に応じて
臨界温度(Tc)が異なる酸化物超伝導体が存在するこ
とが知られている。すなわち、次式のBi系超伝導体膜 Bi2 Sr2 Can-1 Cun x において、n=1に対するTc=10Kの相、n=2に
対するTc=80Kの相、n=3に対するTc=110
Kの相が存在することが知られている。基板温度が67
0℃では10Kの相が成長し、基板温度が700℃では
80Kの相が成長し、基板温度が740℃では110K
の相が成長する。
【0009】このため、基板上に均質な超伝導体膜を成
長させるためには、基板全体にわたって均一に加熱する
と共に時間的にも安定した加熱が必要であるが、従来の
基板加熱装置では均一で安定した加熱を行うことが困難
であった。本発明の目的は、基板の全面にわたって均一
な温度で加熱することができる基板加熱方法及び装置を
提供することにある。
【0010】本発明の他の目的は、基板上に均質な酸化
物超伝導体膜を形成することができる酸化物超伝導体膜
の製造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的は、固定治具の
開口下の発熱体上に加熱すべき基板を載置し、前記固定
治具の開口の内周縁部により前記基板の外周縁部を押さ
えることにより、前記発熱体に前記基板を押し付け固定
して加熱する基板加熱方法において、前記固定治具の開
口の内周縁部の端面を、前記基板の外周縁部の傾斜した
端面に当接するように傾斜させ、前記固定治具の開口の
内周縁部の傾斜した端面を前記基板の外周縁部の傾斜し
た端面に当接させるようにして、前記固定治具の開口の
内周縁部により前記基板の外周縁部を押さえることによ
り、前記発熱体に前記基板を押し付け固定して均一に加
熱することを特徴とする基板加熱方法によって達成され
る。
【0012】また、上記目的は、熱を発生する発熱体
と、開口が形成された固定治具とを有し、前記固定治具
の開口下の前記発熱体上に加熱すべき基板が載置され、
前記固定治具の開口の内周縁部により前記基板の外周縁
部を押さえることにより、前記発熱体に前記基板が押し
付け固定される基板加熱装置において、前記固定治具の
開口の内周縁部の端面が、前記基板の外周縁部の傾斜し
た端面に当接するように傾斜していることを特徴とする
基板加熱装置によって達成される。
【0013】さらに、上記目的は、固定治具の開口下の
発熱体上に加熱すべき基板を載置し、前記固定治具の開
口の内周縁部により前記基板の外周縁部を押さえること
により、前記発熱体に前記基板を固定して加熱しなが
ら、前記基板上に酸化物超伝導体膜を形成する酸化物超
伝導体膜の製造方法において、前記固定治具の開口の内
周縁部の端面を、前記基板の外周縁部の傾斜した端面に
当接するように傾斜させ、前記固定治具の開口の内周縁
部の傾斜した端面を前記基板の外周縁部の傾斜した端面
に当接させるようにして、前記固定治具の開口の内周縁
部により前記基板の外周縁部を押さえ、前記発熱体に前
記基板を押し付け固定して均一に加熱しながら、前記基
板上に酸化物超伝導体膜を形成することを特徴とする酸
化物超伝導体膜の製造方法によって達成される。
【0014】
【作用】本発明によれば、固定治具の開口の内周縁部の
端面を、基板の外周縁部の傾斜した端面に当接するよう
に傾斜させ、固定治具の開口の内周縁部の端面を基板の
外周縁部の傾斜した端面に当接させるようにして、固定
治具の開口の内周縁部により基板の外周縁部を押さえる
ことにより、発熱体に前記基板を押し付け固定したの
で、基板全体に機械的圧力を分散させて均一に加熱する
ことができると共に、熱膨張しても基板を加熱体に密着
させて常に安定して均一に加熱することができる。
【0015】また、本発明によれば、固定治具の開口の
内周縁部の端面を、基板の外周縁部の傾斜した端面に当
接するように傾斜させ、固定治具の開口の内周縁部の端
面を基板の外周縁部の傾斜した端面に当接させるように
して、固定治具の開口の内周縁部により基板の外周縁部
を押さえ、発熱体に基板を押し付け固定して加熱しなが
ら酸化物超伝導体膜を成長するようにしたので、基板を
均一に安定して加熱することができ均質な酸化物超伝導
体膜を形成することができる。
【0016】
【実施例】本発明の一実施例による基板加熱装置を図1
及び図2を用いて説明する。図1(a)は平面図、図1
(b)は断面図である。白金のヒータ(図示せず)が埋
め込まれた発熱体10上に加熱すべき基板12が載置さ
れる。固定治具14は基板12を発熱体10上に押し付
け固定するためのものである。固定治具14の中央には
基板12の形状に合わせた矩形の開口16が形成されて
いる。
【0017】本実施例では約0.5〜1.0mm厚で1
5mm角のMgO基板12を用い、その外周縁部12a
の端面が傾斜するように予め加工されている。約1.0
mm厚の固定治具14の開口16の内周縁部16aの端
面は、図1(b)に示すように、MgO基板12の端面
に当接するように傾斜させて加工されている。固定治具
14の開口14の内周縁部14aの端面がMgO基板1
2の外周縁部12aの端面に当接するように、MgO基
板12を発熱体10上に載置し、固定治具14を4か所
でねじ20、22、24、26により発熱体10にねじ
止めすることにより、MgO基板12を発熱体10に押
し付け固定する。MgO基板12は発熱体10からの熱
伝導により加熱される。
【0018】本実施例の基板加熱装置の場合、図2
(a)に示すように、固定治具14の開口16の内周縁
部16aの傾斜した端面により、MgO基板12の外周
縁部12aの傾斜した端面をMgO基板12の中心に向
かう矢印の力により、MgO基板12を発熱体10に押
し付けるので、MgO基板12全体に機械的圧力を分散
させて発熱体10に全体を密着させて均一に加熱するこ
とができる。
【0019】また、加熱により熱膨張しても、固定治具
14の開口16の内周縁部16aの傾斜した端面によ
る、MgO基板12の外周縁部12aの傾斜した端面に
対する力は、図2(b)に矢印で示すように、大きさ及
び方向ともほとんど変化しない。したがって、加熱によ
りMgO基板12や固定治具14が熱膨張しても変わる
ことなく、MgO基板12全体に機械的圧力を分散させ
て発熱体10に全体を密着させて均一に加熱することが
できる。
【0020】本実施例の基板加熱装置を用いて、スパッ
タ法によりMgO基板12上にBi系超伝導体膜を成長
させた。ターゲットとしてBi:Sr:Ca:Cu=
3:2:2:3の酸化物ターゲットを用い、Arと酸素
が1:1の混合ガスによりBi系超伝導体(Bi2 Sr
2 Can-1 Cun x )の薄膜をMgO基板12上に成
長させた。基板加熱装置の加熱温度は750℃に設定し
た。
【0021】本実施例の基板加熱装置を用いて成長した
Bi系超伝導体膜(Bi2 Sr2 Can-1 Cun x
のX線回折パターンを図3に示す。3つのX線回折パタ
ーン(a)、(b)、(c)は、MgO基板12の異な
る部位に対するパターンである。図3から明らかなよう
に、MgO基板12の各部位において、Bi系超伝導体
膜(Bi2 Sr2 Can-1 Cun x )としてn=3で
あるTc=110Kの相(Bi2 Sr2 Ca2 Cu3
x )だけが成長していることがわかる。
【0022】比較例として、図5に示す従来の基板加熱
装置を用い、本実施例と同様な成長条件によりMgO基
板上にBi系超伝導体膜(Bi2 Sr2 Can-1 Cun
x を成長させた。すなわち、ターゲットとしてB
i:Sr:Ca:Cu=3:2:2:3の酸化物ターゲ
ットを用い、Arと酸素が1:1の混合ガスを用い、7
50℃の加熱温度により、スパッタ法によりBi系超伝
導体(Bi2 Sr2 Ca n-1 Cun x )の薄膜をMg
O基板上に成長させた。
【0023】従来の基板加熱装置を用いて成長したBi
系超伝導体膜(Bi2 Sr2 Can- 1 Cun x )のX
線回折パターンを図4に示す。n=3であるTc=11
0Kの相(Bi2 Sr2 Ca2 Cu3 x )が成長せ
ず、しかも、n=1に対するTc=10Kの相(Bi2
Sr2 CuOx )、n=2に対するTc=80Kの相
(Bi2 Sr2 CaCu2 x )が混合して成長してい
ることがわかる。したがって、基板の温度が加熱温度で
ある750℃に達せず、しかも、基板の温度が不均一で
あったことがわかるこのように本実施例によれば、固定
治具による力を基板全体に機械的圧力を分散させて発熱
体に密着させているので、基板全体を均一に加熱するこ
とができると共に、熱膨張しても基板を加熱体に密着さ
せて常に安定して均一に加熱することができる。したが
って、本実施例の基板加熱装置によりMgO基板を加熱
しながらBi系超伝導体膜を成長すれば、均質で高品質
のBi系超伝導体膜を成長させることができる。
【0024】本発明は上記実施例に限らず種々の変形が
可能である。例えば、上記実施例では、MgO基板上に
Bi系超伝導体膜を成長させたが、他の材料の基板上に
他の酸化物超伝導体膜を成長する場合でもよい。また、
酸化物超伝導膜を成長する工程以外でも、基板を加熱し
て処理を行う他の工程にも本発明を適用できる。
【0025】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、固定治具
の開口の内周縁部の端面を、基板の外周縁部の傾斜した
端面に当接するように傾斜させ、固定治具の開口の内周
縁部の端面を基板の外周縁部の傾斜した端面に当接させ
るようにして、固定治具の開口の内周縁部により基板の
外周縁部を押さえ、発熱体に前記基板を押し付け固定し
たので、基板全体に機械的圧力を分散させて均一に加熱
することができると共に、熱膨張しても基板を加熱体に
密着させて常に安定して均一に加熱することができる。
【0026】また、本発明によれば、固定治具の開口の
内周縁部の端面を、基板の外周縁部の傾斜した端面に当
接するように傾斜させ、固定治具の開口の内周縁部の端
面を基板の外周縁部の傾斜した端面に当接させるように
して、固定治具の開口の内周縁部により基板の外周縁部
を押さえ、発熱体に基板を押し付け固定して加熱しなが
ら基板上に酸化物超伝導体膜を成長するようにしたの
で、基板を均一に安定して加熱することができ均質な酸
化物超伝導体膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による基板加熱装置を示す図
である。
【図2】本発明の一実施例による基板加熱装置の加熱状
態を示す図である。
【図3】本発明の一実施例による基板加熱装置を用いて
成長させたBi系超伝導体膜ののX線回折パターンであ
る。
【図4】従来の基板加熱装置を用いて成長させたBi系
超伝導体膜ののX線回折パターンである。
【図5】従来の基板加熱装置を示す図である。
【図6】従来の基板加熱装置の加熱状態を示す図であ
る。
【符号の説明】
10…発熱体 12…基板 12a…外周縁部 14…固定治具 16…開口 16a…内周縁部 20、22、24、26…ねじ 50…発熱体 52…基板 52a…外周縁部 54…固定治具 56…開口 56a…内周縁部 60、62、64、66…ねじ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定治具の開口下の発熱体上に加熱すべ
    き基板を載置し、前記固定治具の開口の内周縁部により
    前記基板の外周縁部を押さえることにより、前記発熱体
    に前記基板を押し付け固定して加熱する基板加熱方法に
    おいて、 前記固定治具の開口の内周縁部の端面を、前記基板の外
    周縁部の傾斜した端面に当接するように傾斜させ、 前記固定治具の開口の内周縁部の傾斜した端面を前記基
    板の外周縁部の傾斜した端面に当接させるようにして、
    前記固定治具の開口の内周縁部により前記基板の外周縁
    部を押さえることにより、前記発熱体に前記基板を押し
    付け固定して均一に加熱することを特徴とする基板加熱
    方法。
  2. 【請求項2】 熱を発生する発熱体と、開口が形成され
    た固定治具とを有し、前記固定治具の開口下の前記発熱
    体上に加熱すべき基板が載置され、前記固定治具の開口
    の内周縁部により前記基板の外周縁部を押さえることに
    より、前記発熱体に前記基板が押し付け固定される基板
    加熱装置において、 前記固定治具の開口の内周縁部の端面が、前記基板の外
    周縁部の傾斜した端面に当接するように傾斜しているこ
    とを特徴とする基板加熱装置。
  3. 【請求項3】 固定治具の開口下の発熱体上に加熱すべ
    き基板を載置し、前記固定治具の開口の内周縁部により
    前記基板の外周縁部を押さえることにより、前記発熱体
    に前記基板を固定して加熱しながら、前記基板上に酸化
    物超伝導体膜を形成する酸化物超伝導体膜の製造方法に
    おいて、 前記固定治具の開口の内周縁部の端面を、前記基板の外
    周縁部の傾斜した端面に当接するように傾斜させ、 前記固定治具の開口の内周縁部の傾斜した端面を前記基
    板の外周縁部の傾斜した端面に当接させるようにして、
    前記固定治具の開口の内周縁部により前記基板の外周縁
    部を押さえ、前記発熱体に前記基板を押し付け固定して
    均一に加熱しながら、前記基板上に酸化物超伝導体膜を
    形成することを特徴とする酸化物超伝導体膜の製造方
    法。
JP4216895A 1992-08-14 1992-08-14 基板加熱方法及び装置並びに酸化物超伝導体膜の製造方法 Withdrawn JPH0669558A (ja)

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JP (1) JPH0669558A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8632105B2 (en) 2011-02-09 2014-01-21 Norma Germany Gmbh Tension clamp

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8632105B2 (en) 2011-02-09 2014-01-21 Norma Germany Gmbh Tension clamp

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