JPS6159180B2 - - Google Patents
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- JPS6159180B2 JPS6159180B2 JP14877382A JP14877382A JPS6159180B2 JP S6159180 B2 JPS6159180 B2 JP S6159180B2 JP 14877382 A JP14877382 A JP 14877382A JP 14877382 A JP14877382 A JP 14877382A JP S6159180 B2 JPS6159180 B2 JP S6159180B2
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- heater
- sapphire
- thin film
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- heat transfer
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、単結晶サフアイア板を使用した真空
内試料加熱装置に関する。
内試料加熱装置に関する。
近年、真空技術の発達と共に10-9〔Torr〕以
下の超高真空が手軽に得られるようになつた。そ
して、超高真空中で分子線エピタキシーや各種高
感度の分析が行われている。その際、試料には真
空中で様々の処理が施されるが、特に加熱は試料
の清浄化や結晶成長等に用いられる重要な処理方
法である。
下の超高真空が手軽に得られるようになつた。そ
して、超高真空中で分子線エピタキシーや各種高
感度の分析が行われている。その際、試料には真
空中で様々の処理が施されるが、特に加熱は試料
の清浄化や結晶成長等に用いられる重要な処理方
法である。
現在、試料を加熱する方法としては、抵抗加
熱、レーザ加熱、電子ビーム加熱、高周波加熱お
よび直接通電加熱等があるが、これらのいずれに
あつても大きな試料を均一に加熱することは難し
い。特に、シリコン半導体基板の表面清浄化の際
には、基板を1000〔℃〕以上に均一に加熱しなけ
ればならない。このため、ヒータや伝熱部材等の
構造および材料の選択が重要な問題となる。すな
わち、材料としては高温で試料と反応を起こさず
構造的に強度の大きいもので、さらに超高真空中
での使用を考慮すると高温で蒸気圧の低いもので
なければならない。
熱、レーザ加熱、電子ビーム加熱、高周波加熱お
よび直接通電加熱等があるが、これらのいずれに
あつても大きな試料を均一に加熱することは難し
い。特に、シリコン半導体基板の表面清浄化の際
には、基板を1000〔℃〕以上に均一に加熱しなけ
ればならない。このため、ヒータや伝熱部材等の
構造および材料の選択が重要な問題となる。すな
わち、材料としては高温で試料と反応を起こさず
構造的に強度の大きいもので、さらに超高真空中
での使用を考慮すると高温で蒸気圧の低いもので
なければならない。
しかしながら、上記の要求を全て満足する物質
は未だ開発されておらず、これがために従来の真
空用試料加熱装置は何らかの特性を犠牲にしてい
るのが実情であつた。
は未だ開発されておらず、これがために従来の真
空用試料加熱装置は何らかの特性を犠牲にしてい
るのが実情であつた。
本発明の目的は、真空中にあつても試料を均一
に加熱することができ、かつガス放出も極めて少
なく、強度も十分大きな真空用試料加熱装置を提
供することにある。
に加熱することができ、かつガス放出も極めて少
なく、強度も十分大きな真空用試料加熱装置を提
供することにある。
本発明の骨子は、伝熱部材を介してヒータによ
り試料を加熱する装置において、上記伝熱部材を
サフアイア板で形成すると共に、このサフアイア
板の下面にタングステン等からなる薄膜ヒータを
形成するようにしたことにある。サフアイア単結
晶の特徴としては次の(1)〜(9)が挙げられる。
り試料を加熱する装置において、上記伝熱部材を
サフアイア板で形成すると共に、このサフアイア
板の下面にタングステン等からなる薄膜ヒータを
形成するようにしたことにある。サフアイア単結
晶の特徴としては次の(1)〜(9)が挙げられる。
(1) 硬度が高く機械的強度が大きい。
(2) 遠紫外から赤外までの広い領域に亘り光透過
性が良い。
性が良い。
(3) 熱伝導性が高く耐熱性、耐低温性に優れてい
る。
る。
(4) 化学的に安定で耐蝕性に優れている。
(5) 電気絶縁性が高く誘電体特性に優れている。
(6) 経時変化のない高精度の表面加工ができる。
(7) 摩擦係数が小さく耐摩耗性に優れている。
(8) 耐放射線特性が優れている。
(9) 高純度のものが得られる。
また、サフアイア単結晶の蒸気圧は第１図に示
す如く、2083〔Ｋ〕で10-7〔Torr〕と十分低
い。さらに、単結晶であるので加熱した際にガス
放出が少ない等の特徴を有する。したがつて、サ
フアイアは真空中での絶縁性耐熱材料として非常
に優れており、これを伝熱部材として用いること
により信頼性の高い加熱装置が実現されると考え
られる。
す如く、2083〔Ｋ〕で10-7〔Torr〕と十分低
い。さらに、単結晶であるので加熱した際にガス
放出が少ない等の特徴を有する。したがつて、サ
フアイアは真空中での絶縁性耐熱材料として非常
に優れており、これを伝熱部材として用いること
により信頼性の高い加熱装置が実現されると考え
られる。
ところが、サフアイアはその線膨張率が10-5
〔／℃〕であり、結晶の方位により若干異なる。
このため、サフアイアの温度差が大きい場合に
は、熱歪により割れてしまうと言う問題がある。
第２図はサフアイアの温度勾配と割れ発生との関
係を示す特性図である。この図からも明らかなよ
うに、温度勾配が100〔℃／cm〕より大きいとサ
フアイアの割れる確率が極端に高くなる。従つ
て、サフアイアを使用する場合、その温度勾配が
小さい状態、例えば100〔℃／cm〕より小さい状
態に保持しなければならない。そして、この条件
は前述した如くサフアイア板の下面に薄膜ヒータ
を被着し、これらを一体形成することによつて達
成できるのである。
〔／℃〕であり、結晶の方位により若干異なる。
このため、サフアイアの温度差が大きい場合に
は、熱歪により割れてしまうと言う問題がある。
第２図はサフアイアの温度勾配と割れ発生との関
係を示す特性図である。この図からも明らかなよ
うに、温度勾配が100〔℃／cm〕より大きいとサ
フアイアの割れる確率が極端に高くなる。従つ
て、サフアイアを使用する場合、その温度勾配が
小さい状態、例えば100〔℃／cm〕より小さい状
態に保持しなければならない。そして、この条件
は前述した如くサフアイア板の下面に薄膜ヒータ
を被着し、これらを一体形成することによつて達
成できるのである。
本発明はこのような点に着目し、ヒータおよび
平面状の伝熱部材からなる真空用試料加熱装置に
おいて、伝熱部材を単結晶サフアイア板で形成す
ると共に、その面内の温度勾配が100〔℃／cm〕
以下となるよう上記サフアイア板の下面に薄膜ヒ
ータを被着形成するようにしたものである。
平面状の伝熱部材からなる真空用試料加熱装置に
おいて、伝熱部材を単結晶サフアイア板で形成す
ると共に、その面内の温度勾配が100〔℃／cm〕
以下となるよう上記サフアイア板の下面に薄膜ヒ
ータを被着形成するようにしたものである。
本発明によれば、平面状の伝熱部材としてサフ
アイア板を使用しているので、試料の均一加熱を
行い得るのは勿論、真空中でのガス放出を極めて
少なくすることができ、さらに強度も十分大きく
することができる。しかも、ヒータとして面状の
薄膜ヒータを用い、これをサフアイア基板の下面
全面に接触させているので、サフアイア板の温度
勾配を100〔℃／cm〕以下に保持することがで
き、これにより割れの発生を確実に防止すること
ができる。
アイア板を使用しているので、試料の均一加熱を
行い得るのは勿論、真空中でのガス放出を極めて
少なくすることができ、さらに強度も十分大きく
することができる。しかも、ヒータとして面状の
薄膜ヒータを用い、これをサフアイア基板の下面
全面に接触させているので、サフアイア板の温度
勾配を100〔℃／cm〕以下に保持することがで
き、これにより割れの発生を確実に防止すること
ができる。
第３図は本発明の一実施例を示す概略構成図で
ある。図中１は伝熱部材として作用する平面状、
厚さ１〔mm〕の単結晶サフアイア板であり、この
サフアイア板１の下面全面には薄膜ヒータ２が被
着形成されている。薄膜ヒータ２は、例えばタン
グステンを10-5〔Torr〕以下の真空中で蒸着す
ることによつて形成されたもので、そのシート抵
抗は２×10-2〔Ω／□〕程度に保持されるものと
なつている。薄膜ヒータ２の下面周辺部には、一
対の棒状電極３ａ，３ｂが平行配置されて薄膜ヒ
ータ２に取着されている。そして、これらの電極
３ａ，３ｂ間に電圧を印加することにより、薄膜
ヒータ２が通電加熱されるものとなつている。
ある。図中１は伝熱部材として作用する平面状、
厚さ１〔mm〕の単結晶サフアイア板であり、この
サフアイア板１の下面全面には薄膜ヒータ２が被
着形成されている。薄膜ヒータ２は、例えばタン
グステンを10-5〔Torr〕以下の真空中で蒸着す
ることによつて形成されたもので、そのシート抵
抗は２×10-2〔Ω／□〕程度に保持されるものと
なつている。薄膜ヒータ２の下面周辺部には、一
対の棒状電極３ａ，３ｂが平行配置されて薄膜ヒ
ータ２に取着されている。そして、これらの電極
３ａ，３ｂ間に電圧を印加することにより、薄膜
ヒータ２が通電加熱されるものとなつている。
このような構成であれば、サフアイア板１が薄
膜ヒータ２により均一に加熱されるため、サフア
イア１の面内における温度勾配を極めて小さく
（勿論100℃／cm以下）することができる。したが
つて、薄膜ヒータ２の通電加熱によつてサフアイ
ア板１が破損することはない。
膜ヒータ２により均一に加熱されるため、サフア
イア１の面内における温度勾配を極めて小さく
（勿論100℃／cm以下）することができる。したが
つて、薄膜ヒータ２の通電加熱によつてサフアイ
ア板１が破損することはない。
第４図は上記実施例装置を用いて半導体基板
（試料）４を加熱している状態を示しており、基
板４はサフアイア板１からの熱伝導によつて加熱
されている。なお、図中５はヒータ加熱用の直流
電源を示している。そしてこの場合、基板４がサ
フアイア板１に面で接触するので、基板４は均一
に加熱されることになる。
（試料）４を加熱している状態を示しており、基
板４はサフアイア板１からの熱伝導によつて加熱
されている。なお、図中５はヒータ加熱用の直流
電源を示している。そしてこの場合、基板４がサ
フアイア板１に面で接触するので、基板４は均一
に加熱されることになる。
かくして本実施例によれば、伝熱部材としてサ
フアイア板１が熱歪によつて破損することを防止
でき、1000〔℃〕以上もの高温で使用することが
可能となつた。さらに、急激な温度の昇温にも十
分耐えることができた。また、通常のセラミツク
板を使用した場合に比してガスの放出が極めて少
なく、10-9〔Torr〕以下の超高真空中での使用
も可能となつた。さらに、サフアイア板１が薄膜
ヒータ２により均一に加熱されるため、基板４を
より均一性良く加熱することが可能である。ま
た、タングステンからなる薄膜ヒータ２とサフア
イア板１との反応もなく、50回以上の昇温にも十
分耐え得ることが確認された。
フアイア板１が熱歪によつて破損することを防止
でき、1000〔℃〕以上もの高温で使用することが
可能となつた。さらに、急激な温度の昇温にも十
分耐えることができた。また、通常のセラミツク
板を使用した場合に比してガスの放出が極めて少
なく、10-9〔Torr〕以下の超高真空中での使用
も可能となつた。さらに、サフアイア板１が薄膜
ヒータ２により均一に加熱されるため、基板４を
より均一性良く加熱することが可能である。ま
た、タングステンからなる薄膜ヒータ２とサフア
イア板１との反応もなく、50回以上の昇温にも十
分耐え得ることが確認された。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。例えば、前記薄膜ヒータとしてはタ
ングステンに限るものではなく、モリブデン、そ
の他真空中で好適に使用でき、高温でもサフアイ
ア板と反応しない部材であればよい。さらに、薄
膜ヒータの形成は蒸着に限るものではなく、スパ
ツタ法やCVD法等を用いることも可能である。
また、半導体基板の加熱に限らず、他の金属、絶
縁物の加熱等に適用することも可能である。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形
して実施することができる。
のではない。例えば、前記薄膜ヒータとしてはタ
ングステンに限るものではなく、モリブデン、そ
の他真空中で好適に使用でき、高温でもサフアイ
ア板と反応しない部材であればよい。さらに、薄
膜ヒータの形成は蒸着に限るものではなく、スパ
ツタ法やCVD法等を用いることも可能である。
また、半導体基板の加熱に限らず、他の金属、絶
縁物の加熱等に適用することも可能である。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形
して実施することができる。
第１図および第２図はそれぞれ本発明の概要を
説明するためのもので第１図はサフアイア単結晶
の温度と蒸気圧との関係を示す特性図、第２図は
サフアイア単結晶の温度勾配と割れ発生との関係
を示す特性図、第３図及び第４図はそれぞれ本発
明の一実施例を説明するためのもので第３図は概
略構成図、第４図は使用状態を示す図である。 １…単結晶サフアイア体（伝熱部材）、２…薄
膜ヒータ、３ａ，３ｂ…電極、４…半導体基板
（試料）、５…電源。
説明するためのもので第１図はサフアイア単結晶
の温度と蒸気圧との関係を示す特性図、第２図は
サフアイア単結晶の温度勾配と割れ発生との関係
を示す特性図、第３図及び第４図はそれぞれ本発
明の一実施例を説明するためのもので第３図は概
略構成図、第４図は使用状態を示す図である。 １…単結晶サフアイア体（伝熱部材）、２…薄
膜ヒータ、３ａ，３ｂ…電極、４…半導体基板
（試料）、５…電源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 通電加熱されるヒータと、このヒータに取着
されて該ヒータからの熱を伝える平面状の伝熱部
材とを具備し、真空中で上記伝熱部材上に載置さ
れる試料を加熱する真空用試料加熱装置におい
て、前記伝熱部材として単結晶サフアイア板を使
用すると共に、前記ヒータとして上記サフアイア
板の下面に被着形成した薄膜ヒータを用いてなる
ことを特徴とする真空内試料加熱装置。 ２ 前記薄膜ヒータは、タングステン若しくはモ
リブデンを前記サフアイア基板の下面に蒸着、或
いはCVD法により堆積してなるものであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の真空内
試料加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14877382A JPS5939348A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 真空内試料加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14877382A JPS5939348A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 真空内試料加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5939348A JPS5939348A (ja) | 1984-03-03 |
| JPS6159180B2 true JPS6159180B2 (ja) | 1986-12-15 |
Family
ID=15460334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14877382A Granted JPS5939348A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 真空内試料加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5939348A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4855572A (en) * | 1987-01-23 | 1989-08-08 | Pace Incorporated | Heater for use as either primary or auxiliary heat source and improved circuitry for controlling the heater |
| JPH01110245A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-04-26 | Iwatani Internatl Corp | 極低温試験装置 |
| CN104233215B (zh) * | 2014-09-01 | 2017-01-25 | 蓝思科技股份有限公司 | 一种蓝宝石镜片上热转印膜和pvd膜之间的强化方法 |
-
1982
- 1982-08-27 JP JP14877382A patent/JPS5939348A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5939348A (ja) | 1984-03-03 |
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