JPH02170479A

JPH02170479A - 超伝導装置の製造方法

Info

Publication number: JPH02170479A
Application number: JP63325630A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Goto; 公太郎後藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-12-22
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1990-07-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（概要〕超伝導装置の製造方法に関し、更に詳しく言えば、酸化
物超伝導体を用いた超伝導装置の製造方法に関し、超伝導薄膜のパターニングやパターニングマスクとして
用いたレジスト１漠をエツチングした後に、該超伝導薄
膜の臨界温度（↑ゎ）の低下を防止することを目的とし
、第１の趙伝導装この製造方法は、フッ素系ガスを用いて
基板上の超伝導薄膜をエツチングする工程を含み橘成し
、第２の超伝導装置の製造方法は、フッ素系ガスまたは酸
素（Ｏｆ）ガスを用いて基板−Ｆの超伝導ｉ’！ｌ　ｎ
ｉの上の保護膜をエツチングにより除去する工程を含み
構成する。

（産業上の利用分野）本発明は、超伝導装置の製造方法に関し、更に詳しく言
えば、酸化物超伝導体を用いた超伝導装置の製造方法に
関する。

〔従来の技術〕

酸化物超伝導体は、超伝導の起こる臨界温度（Ｔｃ）の
高いものが提供され、これを用いて電子デバイスへの応
用がなされている。

ところで、集積回路装置などの電子デバイスへの応用に
は、微細加工技術が必要になる。

ビスマス・ストロンチウム・カルシウム・ｉｌｌ・酸素
（旧５ｒＣａＣｕＯ）系酸化１１り超伝導薄膜の代表的
なパターニング方法として、アルゴン（Ａ「）ガスを用
いて物理的にエツチングするスパッタエツチング方法が
ある。

また、パターニングマスクとして酸化膜超伝導薄膜に形
成された＾２１３５０（商品名）などの有機物のレジス
ト膜を除去する代表的な方法として、アセトンを用いた
ウェット方式による除去方法がある。

（発明が解決しようとする！！！題〕しかし、ｌ１ｌＳｒＣａＣｕＯ系薄膜をパターニングす
る際、＾ｒガスを用いたスパッタエツチング方法を適用
すると、該薄膜はエツチングレートが小さいため、長時
間プラズマ中におかれることになる。このため、多種類
の元素からなる旧５ｒＣａＣｕＯ系ｆ１１１ＩＩ９は、
マスクのためのレジスト膜で覆われていても＾ｒプラズ
マの照射によると考えられる組成の変化を起こしやすい
、それによって、第６図（ａ）に示すように、エツチン
グ前後の８１ＳｒＣａＣｕＯ系薄膜の電気抵抗の温度依
存４）′性が変動し、エツチング後において、Ｔ３がＴ
ＣｓからＴｅａへ極度に低下するという問題がある。

また、旧５ｒＣａＣｕＯ系薄膜のパターニング後にレジ
スト膜を除去する際、アセトンを用いると、その有機成
分との接触によると考えられる組成の変化を起こすため
、第６図（ｂ）に示すように、アセトン処理ｌｊｌ後の
ｌ１ｉＳｒＣａＣｕＯ系薄膜の電気抵抗の温度依存特性
が変動し、アセトン処理後において、Ｔｃが↑０．から
Ｔｅａへ低下するという問題がある。

なお、第６図（ａ）　、　（ｂ）の横軸は温度（Ｋ　）
、左右の縦軸はそれぞれエツチング前後の電気抵抗の値
を示す。

そこで本発明は、上記の問題に鑑みて創作されたもので
あり、超伝導薄１模のエツチングあるいはレジスト膜の
除去のためのアセトン処理の際に起こるＴ３の低下を防
止して、良質な超伝導薄膜を再現性よ＜１）ることので
きる超伝導装置の製造方法の提供を目的とするものであ
る。

（ｌ！Ｊ４ｆｉを解決するための手段〕上記課題は、第
１にフッ素系ガスを用いて基板上の超伝導薄膜をエツチ
ングする工程を含むことを特徴とする超伝導装置の製造
方法によって達成され、第２に、フッ素系ガスまたは酸素（０，）ガスを用いて
基板上の趙伝導薄１漠の上の保護膜をエツチングにより
除去する工程を含むことを特徴とする超伝導装置の製造
方法によって達成される。

（作用〕本発明の第１の超伝導装置の！！Ｉ造方法によれば、超
伝導薄膜を＾ｒガスでな（フッ素系ガスを用いて選択的
に化学的エツチングしているので、残存したＦ！膜は組
成に変化がなく、第４図（ａ）の実験結果に示されるよ
うに臨界温度Ｔ、は低下せず、むしろわずかながら高く
なって超伝導特性は向上する。

また本発明の第２の超伝導装置の製造方法によれば、超
伝導薄１１りのパターニング後、マスクとして用いた保
護１１りをアセトンでなくフッ素系ガスまたはＭ　素（
０，）ガスを用いて化学的なエツチングにより除去して
いるので、残存した）１’Ｊ　ＩＩ！は組成の変化がな
く、第４図（ａ）、　（ｂ）の実験結果に示されるよう
に臨界温度↑、の低下は起こらない。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図を参照しながら説明する。

■第１の発明の実施例第３図を参照しながらＣＰａガスを用いてＭｇＯ？Ｘ板
上の旧５ｒＣａＣｕＯ系の酸化物超伝導薄膜をエツチン
グする第１の発明の詳細な説明する。

なお、第３図は、平行平板型ス）（４７タエツチング装
置の構成を示し、チャンバ７内に陽極１２と陰極１３と
一体となっている！３！置装１４とが設けられており、
陽極１２は接地され陰橿１３にはコンデンサ１１杏介し
て高周波電源ｌＯが接続されている。８は反応ガスをチ
ャンバ７内に導入するための反応ガス導入口、９は使用
された反応ガスをチャンバ７内から排気するとともにチ
ャンバ７内の圧力を調整するための排気口を示す。

まず、ｌ１ｌＳｒＣａＣｕＯ系薄膜の形成されたＭｇＯ
基板ｌを載置台１４上に載置した後、チャンバ７内を排
気する。その後、反応ガス導入口８からＣＦ４ガスを導
入して、チャンバ７内の圧力をｌ　Ｑｍ　Ｔｏｒｒに！
ｊｌ整する。

その後、高周波電源１０からｔｓｏ　ｗの高周波電力を
陽掻１２と陰極」３との間に印加してＣＦ４ガスをイオ
ン化し、ＭｇＯ基板１上のＢ１５ｒＣａＣｕＯ系）■膜
を、該薄膜上に予め形成されているレジスト膜をマスク
として選択的にエツチングする。

なお、このとき↑。の低下が起こらないように、１００
　Ｗ以上の高周波電力を印加する必要がある。

それは、第５図に示すように、発明者の実験によれば、
臨界温度には高周波電力依存性があり、１００Ｗ以下で
は臨界温度が低下するからである。

このようにして形成された超伝導装置は、第４図（ａ）
に示すように、ＴＣの低下は起こらずむしろ↑、はｔｃ
ｔからｔｃｔへわずかに高い方へ移動するので、好まし
い。

■第２の発明の実施例次に、島ガスを用いてレジスト膜を１ヒ学的にエツチン
グ除去する工程について第２図を参照しながら説明する
。

第２図は、第２の発明の実施例の製造方法を説明する断
面図である。

まず、第２図（ａ）に示すように、ＭｇＯ基板ｌ上に堆
積された旧５ｒＣａＣｕＯ系薄膜２の上に形成されたＡ
７，１３５０（商品名）からなるレジスト膜５の一部を
除去ルて開口部６杏形成し、その後にリン酸（ＩＩＩ’
（ｈ）液に浸漬する。

その結果、同図（ｂ）に示すように、旧５ｒＣａＣｕＯ
系薄膜２は選択的にエツチングされて除去される。

なお、リンＭ（ＩＩＰ（ｈ）液によるウェットエツチン
グを施しても、旧５ｒＣａＣｕＯ系薄膜のＴ、は変動し
ないことは実験的に確かめられている。

次に、レジスト膜５の残存しているＭｇＯ基板ｌを第３
図の平行平板型スパッタエツチング装置の載置台１４上
に載置した後、チャンバ７内を排気する。その後、反応
ガス導入口８からＯ！ガスを導入して、チャンバ７内の
圧力を１０ｍ↑ｏｒｒに調整する。

その後、高周波電源１０から１５０　Ｗの高周波電力を
陽ｆｆ１１２と陰極１３との間に印加して、Ｏｔガスを
イオン化し、１ｌｉＳｒＣａＣｕＯ系薄膜２上のパター
ニングに用いたレジスト膜５を化学的にエツチングする
ことにより除去する（同図（ｃ）参照）。

なお、このときＴ、の低下が起こらないように、１００
　Ｗ以上の高周波電力を印加する必要がある。

このようにして形成された超伝導装置は、第４図（ｂ）
に示すように、ｔｃの低下は起こらずむしろＴ、はｔｃ
ｓからＴＣ４へわずかに高い方へ移動するので、好まし
い。

なお、上記の０！ガスの代わりにＣＦ４ガスを用いても
よい、また、マスクとしてレジスト１模を用いたが、＾
１．０．膜でもよい。

■他の実施例次に、第１の発明と第２の発明とを組み合わせた実施例
の超伝導装置の製造方法について、第１図を参照しなが
ら説明する。

第１図は、その実施例の製造方法を説明する断面図であ
る。

まず同図（ａ）に示すように、Ｍｇ０ｌ＆板！上に酸化
物超伝導薄膜である旧５ｒＣａＣｕＯ系ＦＷ膜２を形成
する。つぎに、全面にマスクとしての＾ｔｔｏｉ膜３を
形成した後、バターニングしてｌ１ｉＳｒＣａＣｕＯ系
薄膜２のエツチング用の開口部４を形成する。

その後、第３図に示す平行平板型スパシタエッチング装
＝により、ＣＩ＋、ガスを用いて旧５ｒＣａＣｕＯ系薄
１１り２のエツチングを行う、これは、第１の発明の詳
細な説明した条件と同じ条件で行う。

次に、マスクとして用いたＡ１．０３膜３を全面除去す
るため、反応ガスをＣＦ４ガスからＯ，ガスに切り換え
る。

その後、１５０　Ｗの高周波電力を印加して、＾１ｔＯ
１１模３をエツチングすると、同図（Ｃ）に示すように
ＡＩよ０．膜３が除去される。

このときのエツチング条件は第２の発明の詳細な説明し
た条件と同じである。但し、エツチング対象がレジスト
１模ではなく＾１ｔＯ，膜である点が異なっている。

このようにしてパターニングされたＢ１５ｒＣａＣｕＯ
系薄膜２は、第４図（ｂ）に示す加工後の超伝導特性と
ほとんど同じ特性をもつ。

すなわち、ＣＦ４ガスによるエツチング後には、第４図
（ａ）に示すように、↑、は低下せずむしろ↑。からｔ
ｃｔへ高い方にわずかに移動し超伝導特性は向上する。

更に、０８ガスを用いたエツチングによるＡｌ＊（ｈ膜
３の除去後にも、同図（ｂ）に示すように、↑。は低下
することなくむしろｒｃｘからＴｅ３へわずかに高い方
に移動し超伝導特性は向上する。

このため、この実施例の製造方法のように２つの工程を
連続して行うと、旧５ｒＣａＣｕＯ系薄膜３は同図（ｂ
）の加工後の特性よりも↑、は低下せずむしろ高くなり
、超伝導特性の向上が図れる。

なお、第４図（ｏ）、（ｂ）は平行平板型スパッタエツ
チング装置により加工されたｕｌｓｒｃａｃｕｏ系薄膜
の電気抵抗の温度依存特性をエツチング前後で比較した
説明図である。

更に、この実施例の製造方法によれば、同一の装置でそ
のまま、または反応ガスを入れ換えることにより２つの
工程が一度に行えるので、スループットの向上が図れる
。

なお、上記第１図（ｂ）の工程において、Ｏｌガスの代
わりにＣＦ４ガスを用いても本発明は適用可能である。

また、実施例では、スパッタエツチングによるオーバエ
ツチング防止のため、マスクとしてＡｈＯｚ膜３を用い
ているが、レジスト１模等を用いてもよい。

以上説明したように、本発明のそれぞれの実施例によれ
ば、ｔｃの低下を防止できるので、特性の良い超伝導装
置を再現性よく得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、第１の本発明の超伝導装置の製造
方法によれば、超伝導薄膜のパターニングのためのエツ
チングをＣＦ４ガスを用いたエツチング方法により行っ
ているので、超伝導薄膜の臨界温度の低下が起こらない
ようにすることができる。

また、第２の本発明の超伝導装置の製造方法によれば、
超伝導薄膜のパターニングのための保護膜の除去を０□
ガスまたはＣＦ４ガスを用いたエツチング方法により行
っているので、超伝導薄膜の臨界温度の低下が起こらな
いようにすることができる。

これにより、特性の良い超伝導装置を再現性よく得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｃ）は、第！の発明と第２の発明とを
組み合わせた実施例の製造方法を説明する断面図、第２図（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施例の製造
方法を説明する断面図、第３図は、平行平板型スパッタエツチング装置の構成を
示す断面図、第４図（ａ）、　（ｂ）は、本発明の実施例の超伝導特
性の説明図、第５図（ａ）、　（ｈ）は、本発明の実施例の臨界温度
の特性を示す図、第６図（ａ）、　（ｂ）は、従来例の超伝導特性の説明
図である。（符号の説明）ｌ・・・ＭｇＯ基板、２・・・旧５ｒＣａＣｕＯ系薄膜、３・・・＾！！Ｏ１膜、４．６・・・開口部、５・・・レジスト１１２．７・・・チャンバ、８・・・反応ガス導入口、９・・・１非気口、１０・・・高周波電源、１１・・・コンデンサ、１２・・・陽橿、１３・・・陰極、ｌ４・・・載置台。代ｒ１人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フッ素系ガスを用いて基板上の超伝導薄膜をエッ
チングする工程を含むことを特徴とする超伝導装置の製
造方法。
（２）フッ素系ガスまたは酸素（Ｏ＿２）ガスを用いて
基板上の超伝導薄膜の上の保護膜をエッチングにより除
去する工程を含むことを特徴とする超伝導装置の製造方
法。