TW383512B - Method and apparatus for manufacturing superconducting components via laser ablation followed by laser material processing - Google Patents

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五、發明説明（I3 A7 B7 f Jib 3也 pa 窗14 入架 進支 二板 第基 括 。 包造 過製 經來 由理 以處 可料 均材 面射 表雷 兩的 之徑 CO 路 板光 基二 使第 以之 當 相 做 來 式 方. 佳 較 rfs» 之 定 特 考 參 以 經 已 〇 明 器發 熱本 加然 有雖 具 詳方 逑+如 描例 之 β 細式

B TIX 的 他 其.U20 多如 C 許物 C 有化Γ2 還氣2S 白導ΒΪ 明超或 該成 ， 應合oy 者他u3 藝其2C 技 £ a 齡從C ® 2 知以Ba 熟可 2 是材 T 但靶 ， 中 有 具 是 以 可 案 利 專 .本 曰 本 基 0 之中 出獻 8.石精。提文 板寶的述日考 基藍圍描26參 ，的範的月入 外面利式八併 此平專方年此 = 。R 請.佳 9 在7L 擇有申較1994 選具之之19 要 主 明 說 號 符 件 的 面 平 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2 2 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 或 附中 所文 ，本 此在 因含 。包 3於 10制 ΓΤ限 應 不 圍 範 aEI 與 神 2 口口 體體 窗窗 導導器 源 H 加木 地路瞄. 光 腔進進架支 接線掃 射鏡 板空一二支板面 導導面面 雷透靶基真第第靶基鏡 超超鏡鏡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格UlOXM7公釐） A7 ., B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 發明領域 本發明係有關於一種製造超導組件之方法及装置。尤 指適用於包括由合成超導氣化物組成之超導元件的超導 組件。 相關背景技術 雷射蝕鍍是最適於在基板上得到優良性質之薄膜的沈 積處理之一》當雷射蝕鍍處理用於産生超導氧化物化合 物的薄膜時，它有一些好處，譬如沈積膜之優良化學計 量穩定性。雷射蝕鍍也有其他優點，例如它不需要任何可能 會影響沈積膜性質之電磁場。因此，雷射蝕鍍可望用作 最有前景之近期元件的沈積處理。 關於經由雷射蝕錢處理來沈積超導膜己經有人作了一 些研究。例如，日未專利（^〇.53818/04(〖〇1^〇1^11116：104-53818)掲露一値包括C 4¾•族之合成氧化物超導膜的處 理方法。其他有關雷射蝕鍍的研究也已經由例如Song等人 (Appl.Phys.Lett.63(24),pp.3370-3372,Dec 1 9 9 3 ), Foltyn等人（Appl.Phys.Lett.59(11)，ρρ·1374-1376, (請先鬩讀背面之注意事項苒填寫本頁) --I 广，Γ-------訂----

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（2 ) 超導元件與成分，如超導電缠，超導電極與超導徹波 構件，其製造過程通常包括兩個處理步驟；一値步驟是 經由雷射蝕鍍將超導材料沈積在基板上，另一個步驟是 製造沈積之超導材料以藉由例如蝕刻之製造過程來形成構 件與元件。乾蝕刻與溼蝕刻是典型的製造步驟之一。 然而，大部分蝕刻過程是在光阻與蝕刻劑存在的情況 下進行的，蝕刻劑非常容易與合成氧化物超導化合物如Y-Ba-Cu-O(YBCO)反應。因此，超導構件之處理以避免蝕 刻過程為宜。此外，因為大部分超導氣化物在空氣中會 立即與水反應，故沈積之超導膜在處理期間不可以暴露 在空氣中。 因此，提供一値不包括任何蝕刻過程之超導構件與元 件的製造方法是比較好的。 提供製造超導構件與元件之方法，其所有步驟不包括 在熟知之由下詳逑#技藝期間將超導表面暴露在空氣中 ，也是比較好的。^ 發明概要 _ 本發明瞞足下列需求。 依照本發明，製迨超導元件之方法包含下列步驟： 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (a) 將一基板置於真空腔中靶的附近並使其面對靶之 表面，其中靶包含合成氣化物超導化合物之靶材； (b) 照射一雷射光束在靶之表面上，將靶材蒸發或昇 華以使靶材沈積在基板表面上，其中基板表面保持著面 對靶表面之狀態；以及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 _ B7_ , 五、發明説明（3 ) (c )在基板上産生一層表面靶材以藉由照射一雷射光 束在基板表面上來形成超導元件，而不需要將基板移出 真空腔。 照射雷射光束之步驟（b)中雷射光束可以橫越第一光路 徑，而産生靶材表面之步驟（c)中雷射光束可以橫越不與 第一光路徑一致之第二光路徑。 産生靶材表面之步驟（c)可以更進一步包括將基板之 位置改成大致與經由第二光路徑入射在基板上之雷射光 束垂直之位置的操作。照射雷射光束之步驟（b )可以進 一步包含以入射雷射光束在靶表面上掃描，與旋轉靶以 使整値靶表面之消耗率都相等的操作。 在依照本發明之製造方法中，由合成氣化物超導化合 物組成之超導層藉由雷射蝕鍍處理沈積在基板之表面上 。光罩可以用來在雷射蝕鍍處理中形成所要之超導元件 的粗略輪廓。沈積層或沈積之粗略輪廓接著以將雷射光 束照射在其上來形成所要之超導成分輪廓的方式處理。 在由雷射光束照射之靶表面上有火焰形之”羽”（電漿）形成， 而其頂點與基板的表面接觸以使超導氣化，沈積在基板 (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) I 衣------訂—— 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 略 能面何 粗 .的方任 成 α ·高工或 形廓當，加程 來輪相料過 。 用略有材刻程 以粗具的蝕過 可成束整去的 罩形光修除阻 光以射5程光 故靶雷 Μ過之 ，或之ffir造應 小板鍍以製反 很基独可之物 點描射也件化 頂掃雷束元氧 之以於光導導 羽可用射超超 為，，雷從與 因外面，以會 。此方此可用 上。一因就使 面靡另。樣他 表輪 量這其 本紙張尺度適用中'國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 當部分超導層的任何物理修整不需要形成超導元件時 ,此部分可以由高能雷射光束照射以使此部分得到"非 超導電"性質（意即.：導體，半導體或絶緣體此法在 製造上有製程可行性與精確性的優點。 製造依照本發明之超導元件的裝置包含： (i)真空腔，其内包含靶與支撐基板之基板支架，基 板支架包含加熱基板之基板加熱器，而靶包含合成氧化 物超導化合物； (i i)雷射光源； (iii)第一進入窗口與第二進入窗口，此二者均包括 在真空腔中； (i v )從雷射光源經過第一進入窗口到靶之第一光路徑 ，第一光路徑用在雷射蝕鍍處理以在基板上形成合成氧 化物超導化合物； (v)從雷射光源經過第二進入窜口到基板之第二光路 徑，第二光路徑是用在合成氣化·物超導化合物層之雷射 材料處理以形成所要之超導元件 第一光路徑可以包含由許多鏡面組成之第一鏡面掃 描糸統，這些鏡面可以同步移動:以將第一光路徑改變成 平行之路徑。第二光路徑可以包含由許多鏡面 組成之第二鏡面掃描条統，這些鏡面可以同步移動以將 第二光路徑改變成平行之路徑。 在下文中之詳明描述會使本發明之適用性的進一步範 圍P得清楚。然而，我們應該了解當指出本發明之較佳 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A.7 B7 經濟部中.央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（5 ) 實施例時，詳細描述與特殊範例只是舉例説明，因為此技 • 藝之熟知者將會從詳細描述中明·白在其精神與範圍之内所作 之各種改變與修正。 圖式之簡述 參考接下來的描述，所附的申請專利範圍，以及附圖 ，就會對本發明之這些或其他輪廓，觀點，與優點有更 好的了解，圖式簡單說明如下： 圖1是依照本發明之處理裝置的側横截面圖解觀點， 其顯示了用於軸上沈積之雷射蝕鍍真空腔。 圖2是在圖1中顯示之處理裝置的平面圖解觀點，說 明了處理裝置之雷射光學鏡面掃描糸統。 圖3A是在圖1中顯示之處理裝置的鏡面掃描器1Q0的 側橫截面圖解，說明了鏡面為使雷射光束掃描所做 之縱向移動。 圖3B是鏡面掃描器10Q的平面橫截面圔解，說明了 鏡面之横向移動〇 圖4'是在範例中所製造之超導微波帶狀線路裝置的透 視圖。 圖5是依照本發明之處理裝置的側橫截面圖解， 其顯示了用於軸上沈積之雷射蝕鍍真空腔。 較佳實施例之描述 . (處理裝置） 參考圖1,2, 3A與3B,我們現在描述一値適合本發明 之基板處理裝置的較適合販本。 (請先閱讀背面之注意奢項再填寫本頁) :%---- —I— - - - 1- ，-'° i J-^' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ' B7 ： 五、發明説明（6 ) 參照圖1,處理裝置包含雷射光源1與真空腔10。在 真空腔10中之壓力與空氣可以改變。真空腔10包括支撐 靶7的靶支架13,與支撐基板8的基板支架14ο雷射光 源是具有193ηιη波長之ArF準分子雷射。雷射光源包括一 t 衰減器。雷射光源也可以是具有248nm波長之KrF準分子 雷射或具有308ηπι波長之XeCl準分子雷射。 在真空腔10中之靶支架13是配置在使靶7之暴露表面 面對要沈積靶材之基板8之表面的位置。此輪廓對經由 、 雷射蝕鍍之沈積稱為在軸上之幾何配置。 雷射蝕鍍裝置更具有從雷射光源.到靶7或基板8的光 路徑糸統。真空腔10具有第一進入窗口 11與第二進入窗 口，兩者都是光路徑条統的一部分。在圖1中顯示之光 路徑糸統由下列二光路徑組成：（1 )從雷射光源1經過 第一進入窗口 11到靶7的第一光路徑，目的是做雷射蝕 鍍；（2 )從雷射光源1到基板8的第二光路徑：，目的是 做基板的雷射材料加工。 ^ 包括二光路徑之光學糸統參考圖1,2, 3A與會更詳細》 圖3 A表示在圖1中顯示之處理裝置之鏡面掃描器100 的側横截面 圖解，說明了鏡面為了掃描雷射光束所做 的垂直移動。.圖3B是鏡面掃描器100的平面横截面圖解 ， 說明了鏡面的横向移動。鏡面掃描器100形成第一 光路徑的一部分。圖2表示處理裝置之圖解平面圖，尤 其說明了第二先路徑之雷射光學鏡面掃描条統。 (雷射蝕鑛沈積之第一光路徑） -8 - 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 展------訂-----；| 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 , 五、發明説明（7 ) 參考圖1,處理裝置之第一光路徑由雷射光源1,鏡面 掃描器10Q,透鏡5和第一進入窗口 11組成β鏡面21可以 移動到足以離開第一光路徑的位置（未顯示）以使雷射光 束可以直接射入鏡面掃描器10(^ 鏡面掃描器1QQ在下面會有詳細描述；參考圖3A與3 B, 鏡面掃描器100包括六値鏡面112 ,114 ,116, 118 ,120與122。 雷射光束從光源1射到鏡面1 1 2 ,並向上反射到達鏡面 1 1 4 ,如圖3 A所示。然後鏡面1 1 4反射雷射光束以平行其 軸向路徑到達鏡面116。再參考圖3B,鏡面116將雷射光 束橫向反射至鏡面118。 鏡面118 ,120,與122能夠同步横向移動，以使光路徑 可以横向調整到平行路徑，就如圖3B中之實線與虛線所 示。雷射光束也能夠藉由鏡面122的正向移動做正向調 整，如圖3A中之實線與虛線所示。結果，從鏡面掃描器 1 〇;〇輸出之雷射光束能二維掃描整痼靶7的表面。鏡面 掃描器也包含鏡面控制糸統，其包括鏡面118, 120與122 的_伺服馬達，使上述鏡面可以做正向與横向的移動。 _範支架13能夠繞垂直於外露之靶表面的軸旋轉，而安 排奮射光照在靶7表面上中央以外的地方。 由於照在靶表面之雷射光束可以控制在整値靶表面區 域都一致，因此，鏡面掃描器1QQ與旋轉靶7 —起，可以 使整個靶表面的靶材消耗一致。 (雷射材料處理之第二光路徑） 接著，下面會參照圖1與2來詳述第二光路徑。圖2說 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 B7 - 五、發明説明（8 ) 明第二光路徑之頂視圖。 第二光路徑由雷射光源1,六値鏡面21,31,32,51,52 ,與透鏡6,以及第二進入窗口 12所組成。所有鏡面 都有伺服馬達（未顯示）以提供調整雷射光束所必須的移 動，而上述移動以外部控制器（未顯示）來作合適的控制。 從光源出發的雷射光束經由鏡面21向上反射至鏡面31 。接著，雷射光束經過鏡面31的横向反射，鏡面32的縱 向反射，鏡面51的横向但與鏡面31之後之方向相反的反 射，並射入可動鏡面5 2。 鏡面52與4能同步横向移動。鏡面4也能如圖2所示 地縱向移動。因此，掃描基板的整個超導表面是由這些 鏡面的移動達成的。 基板支架14包括擺動設置（未顯示）。基板支架14能藉 由擺動設置，做到如圔1中弧形箭號所指示的移動， 以使已經有超導材料經由雷射蝕鍍而沈積的基板表面大 致與經過第二光路徑的雷射光束成垂直。因此，基板位置 可以從適合在軸上雷射蝕鍍的位置改變成S —適合雷射 處理的位置。此外，藉由基板支架的擺動的移動，雷射 處理也可以在真空腔10中以具有足夠效率及精確度的方 式進行。因此，進一步處理在雷射蝕鍍沈積步驟之後的 超導材料沈積表面不需要任何基板遷移過程。 基板支架14也可以包含在雷射蝕鍍處理期間使基板移 動及/或旋轉的Χ-Υ平台及/或旋轉平台（未顯示）。基 板8放在適合實施軸上沈積的位置，並以平行於基板8表 -1 0 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項·#-填寫本頁) %------1Τ-----^ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 面的方向移動，以使整痼基板表面可與靶上發出之’'羽" 的頂點接觸。換言之，當鏡面掃描器1QQ無法在靶7表 面上掃描足夠大之區域時，或當處理裝置不包括鏡面掃 描器100時，靶上發出之羽的頂點可以藉由X-Y平台及/ .或旋轉平台；的移動來掃描整個基板表面，因此可以在整 値基板表面上形成均勻厚度的超導材料層。 基板支架14還具有將基板8加熱至所要之溫度的加熱 裝置。 . 靶支架13還具有使靶支架本身與靶7旋轉的旋轉裝置。 範例： 一個超導徹波帶狀線路裝置以下述方式來製作。 基板處理裝置是用在依照本發明之超導微波帶狀線路 裝置的製作。圖4表示在範例中提出之超導微波帶狀線 路裝置。現在參照圖4,超導徹波帶狀線路裝置包含基板 8,在基板8上形成之超導線路導體24,分別置於超導 線路導體24外邊之平行的超導接地導體22與23。 超導線路導體2 4寬度是1 0 〇 # m而長度是1 2 m m，超導接 地導體22與2_3寬度為5.9〇1111而長度為12111)11。 Y B a 2 C u 3 ._0 7_ x氧化物超導材料是用於超導線路導體 24和超導接著導體22與23的材料上β基板8使用MgO單 晶基板，而具有20cm直徑之.燒結的丫工Ba2 Cu 3 07_x 也用於靶7。 在處理之前，Yi Ba2 Cu3 07-x的靶7先放入靶支架 13，而MgO的基板8放入基板支架14。真空腔10抽氣至 -1 1 - .t In In 1 —I - · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -表------訂---- 參！ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1〇) lx 10·6 tori·。將02氣體導入抽氣過之真空腔10使真 空腔壓力至40m torr。基板8與靶7之間的距離是7cm ，且基板支架14的加熱裝置將基板8加熱至的溫 度。本範例之雷射光源是具有193ηιπ波長之ArF準分子雷 射。雷射光能量控制在3 . 5 J / c in 2 ,雷射光束在靶7表 面上之照射面積為2x4ram2 ,而脈衝頻率為5Hz。靶7以 15Γ.ρ.ιη.的旋轉速率旋轉。 鏡面21從任何擾亂第一光路徑的位置上移開，且雷射 光束經由第一光路徑射在靶7上。然後藉由將雷射光束 引至靶7上來進行雷射蝕鍍處理。鏡面掃描器ΙΟ*在 操作以使射在靶7上之雷射光束做二雒的移動。 如圖1所示，雷射光束從雷射光源1 ,橫越鏡面掃描 器100, 透鏡5與第一進入窗口 11,到達靶7， 而靶材就蒸發成羽。蒸發的靶材沈積在位於靶7軸 上位置之基板8的外露表面上，而形成厚度500nm的超導 層。這樣就完成了雷射蝕鍍處理，然後就停止供應給雷 射光源1的電源。 接箸，將氧氣通入真空腔10直至大氣壓力，並停止操作 處理裝置直到-板自然冷卻至低於2 Q Q °C的溫度。鏡面 2 1置於圖1所示之位置以反射雷射光束至雷射材料處理 之第二光路徑上。基板支架14接著擺動至使基板8之表 面與經由第二進入窗口 12之雷射光束大致垂直的位置。 真空腔i〇再抽至lx 1(T6 tori',並供應電源給雷射光源1 。雷射光束橫越由六個鏡面21, 31, 32， 51, 52, 4， -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） --：---：---Γί 袭------1Τ^0 聲 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（11 ) 透鏡6與第二進入窗口所組成之第二光路徑。 在雷射材料處理期間，需操作第二光路徑上之雷射光 學鏡面掃描糸統使能夠掃描基板8之表面。雷射光學鏡 面掃描糸統由鏡面52與4組成，且其如上面參考圖2所 提到的同步移動以在整個基板表面上掃描。掃描是由外 部控制器（未顯示）控制，而圖4所示之圔型就是由雷射 材料處理作成的。 第二光路徑具有20: 1的光學成像，且用一傾2mmxl m m的狹縫來縮小雷射光源1的開口。雷射材料處理的雷 射能量是1.5J/cm2 ,在基板8之表面上的照射區域是 100// inx 50/^ m,且脈衝頻率是10Hz。鏡面52與4如上 所述，是同步移動。雷射脈衝在基板表上每一點的照射 設定為20次，由鏡面52與4的移動所産生之掃描間距為95 而超導線路導體24,超導接地導體22與23如画4所 示地形成以形成徹波帶狀鎳_構件。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在本範例中提出之微波帶狀線路搆件的信號損失是在 77.3K的溫度下使用網路分析器（HP85103,可由Hewlett P a c k a r d公司購得）量測的，.並與傳統微波帶狀線路構件 比較。低溫恆溫器與液態氮二起使用以在低溫狀況下量 測。 在不高於1 Q G Η z的頻率下，經過依照本發明之徹波帶狀 線路構件的信號損失是O.ldB,而傳統光蝕刻法之微波 帶狀線路構件在相同頻率下的信號損失是0 . 3 d B。 因此，依照本發明之超導微波帶狀線路構件顯示出較 -1 3 -本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7___ 五、發明説明（12 ) 傳統超導微波帶狀線路構件低的信號損失。 其他依照本發明之可行範例是以具有2 4 8 η πι波長的K r F 準分子雷射光源1,與具有3Q8nm波長的XeCl準分子雷射 光源1 ,來取代A r F準分子雷射光源1。在這些可行範例 中可以得到己成形微波帶狀線路構件的類似結果。因此 ，具有248nm波無之KrF準分子雷射光源1,與具有3Q8nni 波長之X e C 1準分子雷射光源1 ,都可用於依照本發明之 製造過程。 依照本發明之製造方法與裝置並不限定於軸上式雷射 沈積幾何配置，而可以應用在離軸式幾何配置，如圖5中 所示。參照圖5,真空腔1Q包括適用於離軸式沈積之基板 支架14a。基板支架14a支撐基板8以使基板8的兩表面 大致與靶7之表面垂直。當合成超導氧化物之雷射蝕鍍 使用離軸式幾何配置時，靶材就可以沈積在基板8的兩表 面上。 為了獲得均勻之沈積超導材料層，基板支架1 4 a能做 各種移動。首先，基板支架14a具有旋轉平台，以使基 板8以平行於基板8之表面的方向旋轉。此旋轉達成整 個超導層厚度的均勻性。 基板支架14 a可以包含一擺動裝置（未顯示），並能將 基板8擺動至使基板8之表面與經過第二進入窗口之雷 射光束垂直的位置。基板8在此位置使基板8之沈積表 面可以精確而有效率地製造》 此外，基板支架14a可以包含使基板8翻轉的構件， -1 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n、trI n 五、發明説明（I3 A7 B7 f Jib 3也 pa 窗14 入架 進支 二板 第基 括 。 包造 過製 經來 由理 以處 可料 均材 面射 表雷 兩的 之徑 CO 路 板光 基二 使第 以之 當 相 做 來 式 方. 佳 較 rfs» 之 定 特 考 參 以 經 已 〇 明 器發 熱本 加然 有雖 具 詳方 逑+如 描例 之 β 細式

B TIX 的 他 其.U20 多如 C 許物 C 有化Γ2 還氣2S 白導ΒΪ 明超或 該成 ， 應合oy 者他u3 藝其2C 技 £ a 齡從C ® 2 知以Ba 熟可 2 是材 T 但靶 ， 中 有 具 是 以 可 案 利 專 .本 曰 本 基 0 之中 出獻 8.石精。提文 板寶的述日考 基藍圍描26參 ，的範的月入 外面利式八併 此平專方年此 = 。R 請.佳 9 在7L 擇有申較1994 選具之之19 要 主 明 說 號 符 件 的 面 平 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2 2 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 或 附中 所文 ，本 此在 因含 。包 3於 10制 ΓΤ限 應 不 圍 範 aEI 與 神 2 口口 體體 窗窗 導導器 源 H 加木 地路瞄. 光 腔進進架支 接線掃 射鏡 板空一二支板面 導導面面 雷透靶基真第第靶基鏡 超超鏡鏡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格UlOXM7公釐）

Claims (1)

1. :容 經濟部中央標準局負工消費合作社印装 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 第84108862號「經由雷射蝕鍍後雷射材料處理法製造超導 組件之方法與裝置J (86年2月26日修正） 杰申請專利範圍 1. 一種製造超導組件之裝置，偽將複合氣化物超導化合 物之靶固定於靶支架，該靶支架像設置於控制於一定 之（工程）真空腔中，將基板固定於設置於該靶附近之 基板支架上，且以加熱基板之基板加熱器來控制溫度 之狀態下，藉一邊將該支架旋轉，一邊由設在工程真 空腔外部之雷射光源藉由透鏡將雷射光照射於上述靶 之表面，使其蒸發或昇華，使超導組件沈積於基板表 面以形成超導組件，其特徽為具備： 上述真空腔具有第1雷射光進入窗G及第2雷射光進入 窗口； 第1光路徑，由上述雷射光源經由上述第1雷射光進 入窗口到達上述之靶，該雷射光源係以霞射蝕鑛 (ablation)將上述複合氣化物超導化合物形成於上述 基板者；以及 第2光路徑，由上述雷射光源經由第2雷射光進入窗 口到達上述之靶，該雷射光源偽以雷射加工在形成於 上述基板之超導化合物層形成必要之超導組件。 2. 如申請專利範圍第1項之製造超導組件之裝置，其中為 了將第一光路徑改變為平行路徑，具有由多個可同步 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閎請背面之注意事項再填寫本頁) 、言 :容 經濟部中央標準局負工消費合作社印装 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 第84108862號「經由雷射蝕鍍後雷射材料處理法製造超導 組件之方法與裝置J (86年2月26日修正） 杰申請專利範圍 1. 一種製造超導組件之裝置，偽將複合氣化物超導化合 物之靶固定於靶支架，該靶支架像設置於控制於一定 之（工程）真空腔中，將基板固定於設置於該靶附近之 基板支架上，且以加熱基板之基板加熱器來控制溫度 之狀態下，藉一邊將該支架旋轉，一邊由設在工程真 空腔外部之雷射光源藉由透鏡將雷射光照射於上述靶 之表面，使其蒸發或昇華，使超導組件沈積於基板表 面以形成超導組件，其特徽為具備： 上述真空腔具有第1雷射光進入窗G及第2雷射光進入 窗口； 第1光路徑，由上述雷射光源經由上述第1雷射光進 入窗口到達上述之靶，該雷射光源係以霞射蝕鑛 (ablation)將上述複合氣化物超導化合物形成於上述 基板者；以及 第2光路徑，由上述雷射光源經由第2雷射光進入窗 口到達上述之靶，該雷射光源偽以雷射加工在形成於 上述基板之超導化合物層形成必要之超導組件。 2. 如申請專利範圍第1項之製造超導組件之裝置，其中為 了將第一光路徑改變為平行路徑，具有由多個可同步 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閎請背面之注意事項再填寫本頁) 、言 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 __ 六、申請專利範園 移動之鏡面所組成之第一鏡面掃瞄条統。 3.如申請專利範圍第1項之製造超導組件之裝置，其中為 了將第二光路徑改變為平行路徑，具有由多個可同步 移動之鏡面所組成之第二鏡面掃瞄条统。 _ 4如申請專利範圍第1項之製造超導組件之裝置，其中該 基板支架可在該基板之表面旋轉成平行之方向。 a如申請專利範圍第1項之製造超導組件之裝置，其中該 基板支架能以平行於基板之表面的方向作二維旋轉。 a如申請專利範圍第1項之製造超導組件之裝置，其中該 基板支架能钩繞垂直於基板表面之軸旋轉。 7. 如申請專利範圍第1項之製造超導組件之裝置，其中在 該靶之附近所配置之基板支架需使保持在其上之基板 之表.面對著靶之表面。 8. 如申請專利範圍第1項之製造超導组件之裝置，其中在 該:«5之附近所配置之基板支架箱使保持在其上之基板 之表面大約垂直於靶之表面。 9.如申請專利範圍第1項之製造超導組件之裝置，其中在 第一光路徑中藉由在雷射光源與第一鏡面掃描条统之 間所配置之可移動之鏡面，可將雷射光由箄一光路徑 切換至第二光路徑。 10 —種製造超導組件之方法，偽將複合氣化物超導化合 物之靶固定於靶支架，該靶支架係設置於控制於—定 之（工程）真空腔中，將基板固定於設置於該靶附近之 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —MUIL___^__ (請先-W讀背面之注意事項再填寫本頁) ----ci. A8SC8D8 經濟部中央標隼局員工消費合作社印策 六、申請專利範圍 基板支架上，且以加熱基板之基板加熱器來控制溫度 之狀態下，藉一邊將該支架旋轉，一邊由設在工程真 空腔外部之雷射光源藉由透鏡將畲射光照射於上述靶 之表面，使其.蒸發或昇華，使超導組件沈積於基板表 面以形成超導組件，其特徵為包括： 固定基板使在基板支架上之基板表面對著靶之表面 之基板固定過程， 由雷射光源開始，藉由第一鏡面掃描条統及透鏡將 雷射光束照射在靶上之第一光路徑中，俥使雷射光束 照射在靶上以産生蒸發或昇華現象，將靶之材料在基 板表面形成超導電層之雷射蝕鍍過程，以及 將上述第一光路徑之雷射光束藉由鏡面經由與第一 光路徑不同之第二光路徑，不需將基板移至真空腔之 外部，以原來保持之狀態雷射光束照射在形成於 基板上之超導電化合物層以進行修整（trinning)之超 導組件製造工程。 11如申錆專利範圍第10項之製造超導組件之方法，其中 上述超導組件製造過程包含一基板位置變更過程可使 由第二光路徑入射之雷射光束對基板之位置成為對基板 大約成垂直方向。 12如申請專利範圍第10項之製造超導組件之方法，其中 該雷射蝕鍍過程更包含以雷射光束在靼之表面上進行 掃描，並轉動該靶之過程。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) 規格（210X297公嫠） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-- I A8 B8 C8 、 D8 々、申請專利範圍 13如申請專利範圍第10項之製造超導組件之方法，其中， 上述超導組件製造過程更包含藉由變更第二光路徑， 以便控制在基板上雷射光束之照射位置之過程。 14如申請專利範圍第項之製造超導組件之方法，其中 該靶之材料是由含有h Cu2 〇7 - X, Tla Baa Caa Cu3 Ox及Bia Sr2 CaCu3 Ox之三組材料中所選取。 15如申請專利範圍第10項之製造超導組件之方法，其中 在雷射蝕鍍及超導組件之製造過程中所用之雷射光束 是由具有193nm波長之Ar*F準分子雷射及具有248πβ波長 之XeCl準分子雷射之二組中所選取。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）