JPH02192174A - 超伝導配線の形成方法 - Google Patents
超伝導配線の形成方法Info
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- JPH02192174A JPH02192174A JP1009955A JP995589A JPH02192174A JP H02192174 A JPH02192174 A JP H02192174A JP 1009955 A JP1009955 A JP 1009955A JP 995589 A JP995589 A JP 995589A JP H02192174 A JPH02192174 A JP H02192174A
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- film
- superconducting
- wiring
- protective film
- oxide film
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
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。
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〕
超伝導配線の形成方法、特に超伝導材料による薄膜配線
を安定に形成するための製造方法に関し、超伝導配線の
形成において、配線側壁部からの超伝導材の劣化を防止
して安定な超伝導配線を形成でき、半導体装置の信頼性
を向上することのできる超伝導配線の形成方法を提供す
ることを目的とし、 基板上に超伝導膜を形成し、その上に第一の保護膜を被
覆した後、配線パターン形成のだめのマスクを形成する
工程と、前記マスクが形成されない領域の前記第一の保
護膜と超伝導膜をエツチングする工程と、前記エツチン
グ工程後に、前記超伝導膜の側面に第二の保護膜を被覆
する工程とを含むことを特徴とする超伝導配線の形成方
法を含み構成する。
を安定に形成するための製造方法に関し、超伝導配線の
形成において、配線側壁部からの超伝導材の劣化を防止
して安定な超伝導配線を形成でき、半導体装置の信頼性
を向上することのできる超伝導配線の形成方法を提供す
ることを目的とし、 基板上に超伝導膜を形成し、その上に第一の保護膜を被
覆した後、配線パターン形成のだめのマスクを形成する
工程と、前記マスクが形成されない領域の前記第一の保
護膜と超伝導膜をエツチングする工程と、前記エツチン
グ工程後に、前記超伝導膜の側面に第二の保護膜を被覆
する工程とを含むことを特徴とする超伝導配線の形成方
法を含み構成する。
本発明は超伝導配線の形成方法、特に超伝導材料による
薄膜配線を安定に形成するための製造方法に関する。
薄膜配線を安定に形成するための製造方法に関する。
電気抵抗が零である超伝導材料は電力の消費が全くない
ため、電力配線に使用する試みや、ジョセフソン素子な
どの電子装置の開発が活発に行われてきた。近年、セラ
ミック系の高温超伝導材料が発見されるにおよんで更に
応用分野が広がりつつある。特に、半導体装置の電気配
線材料として使用することにより装置の電力損失を減ら
し、動作速度を向上させることが出来ると期待されてい
る。このため様々な試みが行われているが、セラミック
系超伝導薄膜の特性に信頼性が乏しく、製造工程中に劣
化してしまい、装置の信頼性を損ねていた。従って、製
造工程中において劣化を防止する方法が必要とされてい
る。
ため、電力配線に使用する試みや、ジョセフソン素子な
どの電子装置の開発が活発に行われてきた。近年、セラ
ミック系の高温超伝導材料が発見されるにおよんで更に
応用分野が広がりつつある。特に、半導体装置の電気配
線材料として使用することにより装置の電力損失を減ら
し、動作速度を向上させることが出来ると期待されてい
る。このため様々な試みが行われているが、セラミック
系超伝導薄膜の特性に信頼性が乏しく、製造工程中に劣
化してしまい、装置の信頼性を損ねていた。従って、製
造工程中において劣化を防止する方法が必要とされてい
る。
第３図（ａ）及び（ｂ）は従来の超伝導配線の製造工程
断面図である。
断面図である。
まず、同図（ａ）に示す如く、基板１上に超伝導薄膜２
を形成した後、その上に保護膜３を形成し、パターニン
グしたレジスト膜４を形成する。
を形成した後、その上に保護膜３を形成し、パターニン
グしたレジスト膜４を形成する。
次に、同図（ｂ）に示す如く、レジスト膜４をマスクに
して保護膜３と超伝導薄膜２をエチングして所定の幅を
持つ超伝導配線を完成していた。
して保護膜３と超伝導薄膜２をエチングして所定の幅を
持つ超伝導配線を完成していた。
ところが、半導体装置の製造においては配線工程終了後
に素子全体を保護膜で覆ったり、多層配線工程では配線
と配線の間に層間絶縁膜を形成する必要があり、その工
程中に前処理として配線部を希弗酸や純水に晒す必要が
ある。従って、第３図（ｂ）に示すように超伝導薄膜２
の配線の側壁部２ａが水分に浸食されることがあった。
に素子全体を保護膜で覆ったり、多層配線工程では配線
と配線の間に層間絶縁膜を形成する必要があり、その工
程中に前処理として配線部を希弗酸や純水に晒す必要が
ある。従って、第３図（ｂ）に示すように超伝導薄膜２
の配線の側壁部２ａが水分に浸食されることがあった。
超伝導薄膜２の配線幅が太い場合には配線上部の保護膜
３が効果を発揮し特に問題にならなかったが、第４図に
示すように配線幅が２μｍ以下に細くなると配線の側壁
部２ａからの水分の浸食による劣化が問題となり、超伝
導状態で流せる電流が制約されたり、あるいは配線全体
が浸食されて超伝導にならなくなってしまうことがある
。
３が効果を発揮し特に問題にならなかったが、第４図に
示すように配線幅が２μｍ以下に細くなると配線の側壁
部２ａからの水分の浸食による劣化が問題となり、超伝
導状態で流せる電流が制約されたり、あるいは配線全体
が浸食されて超伝導にならなくなってしまうことがある
。
すなわち、最近の超伝導配線の形成方法では、超ＬＳＩ
（大規模集積回路）は寸法が益々小さくなっており、配
線や電極はサブミクロンの寸法になりつつあるため、超
伝導配線の側壁部からの劣化を防止する必要がある。
（大規模集積回路）は寸法が益々小さくなっており、配
線や電極はサブミクロンの寸法になりつつあるため、超
伝導配線の側壁部からの劣化を防止する必要がある。
そこで本発明は、超伝導配線の形成において、配線側壁
部からの超伝導材の劣化を防止して安定な超伝導配線を
形成でき、半導体装置の信頼性を向上することのできる
超伝導配線の形成方法を提供することを目的とする。
部からの超伝導材の劣化を防止して安定な超伝導配線を
形成でき、半導体装置の信頼性を向上することのできる
超伝導配線の形成方法を提供することを目的とする。
上記課題は、基板上に超伝導膜を形成し、その上に第一
の保護膜を被覆した後、配線パターン形成のためのマス
クを形成する工程と、前記マスクが形成されない領域の
前記第一の保護膜と超伝導膜をエツチングする工程と、
前記エツチング工程後に、前記超伝導膜の側面に第二の
保護膜を被覆する工程とを含むことを特徴とする超伝導
配線の形成方法によって達成される。
の保護膜を被覆した後、配線パターン形成のためのマス
クを形成する工程と、前記マスクが形成されない領域の
前記第一の保護膜と超伝導膜をエツチングする工程と、
前記エツチング工程後に、前記超伝導膜の側面に第二の
保護膜を被覆する工程とを含むことを特徴とする超伝導
配線の形成方法によって達成される。
本発明では、超伝導配線を形成するためのエツチング後
に、超伝導配線の側面を第二の保護膜で被覆しているた
め、その後の工程におけるウェット処理などで水分に晒
されても超伝導材の劣化が防止される。
に、超伝導配線の側面を第二の保護膜で被覆しているた
め、その後の工程におけるウェット処理などで水分に晒
されても超伝導材の劣化が防止される。
以下、本発明を図示の一実施例により具体的に説明する
。
。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明第一実施例の超伝導配線
の製造工程断面図である。
の製造工程断面図である。
まず、同図（ａ）に示す如く、基板１１上にイツトリウ
ム（Ｙ）、バリウム（Ｂａ）、銅（Ｃｕ）、酸素（０）
からなる酸化物超伝導体を蒸着法により１μｍ程度の膜
厚に堆積して超伝導薄膜１２を形成した。次に、この超
伝導薄膜１２上に第１の保護膜として、３００°Ｃ程度
の低温ＣＶＤ （化学気相成長）法により酸化膜（Ｓｉ
Ｏ□膜）１３を２００ｎｍ程度の膜厚に堆積した。
ム（Ｙ）、バリウム（Ｂａ）、銅（Ｃｕ）、酸素（０）
からなる酸化物超伝導体を蒸着法により１μｍ程度の膜
厚に堆積して超伝導薄膜１２を形成した。次に、この超
伝導薄膜１２上に第１の保護膜として、３００°Ｃ程度
の低温ＣＶＤ （化学気相成長）法により酸化膜（Ｓｉ
Ｏ□膜）１３を２００ｎｍ程度の膜厚に堆積した。
そして、この酸化膜１３上に電子ビーム露光用ネガ型レ
ジストである、クロルメチル化ポリスチレン（ＣＭＳ）
のレジスト膜１４を１．７μｍの厚さに回転塗布し、電
子ビーム露光を行い、アセトンとイソプロピルアルコー
ルの混合溶液で現像処理し、レジスト膜１４をパターニ
ングした。
ジストである、クロルメチル化ポリスチレン（ＣＭＳ）
のレジスト膜１４を１．７μｍの厚さに回転塗布し、電
子ビーム露光を行い、アセトンとイソプロピルアルコー
ルの混合溶液で現像処理し、レジスト膜１４をパターニ
ングした。
次に、同図（ｂ）に示す如く、パターニングしたレジス
ト膜１４をマスクにしてアルゴンイオンビームにより酸
化膜１３と超伝導薄膜１２を連続してエツチングした。
ト膜１４をマスクにしてアルゴンイオンビームにより酸
化膜１３と超伝導薄膜１２を連続してエツチングした。
このときのエツチング条件は、アルゴンガス圧２ Ｘ
１０− ’Ｔｏｒｒ、加速電圧５００ｖ、イオン電流密
度０．４５ｍＡ／ｃｍ”、エツチング時間が４５分で行
った。なお、酸化膜１３はリアクティブイオンエチッン
グにより、ＣｔｌＦ３ガスを用い、ガス圧を０．０５Ｔ
ｏｒｒ。
１０− ’Ｔｏｒｒ、加速電圧５００ｖ、イオン電流密
度０．４５ｍＡ／ｃｍ”、エツチング時間が４５分で行
った。なお、酸化膜１３はリアクティブイオンエチッン
グにより、ＣｔｌＦ３ガスを用い、ガス圧を０．０５Ｔ
ｏｒｒ。
ＲＦ小出力３００Ｗ程度でエツチングすることも可能で
あった。この工程により幅が０．８μｍから１０μｍ程
度の配線が形成された。
あった。この工程により幅が０．８μｍから１０μｍ程
度の配線が形成された。
次に、同図（Ｃ）に示す如く、レジスト膜１４を酸素プ
ラズマでアッシングすることにより剥離した。
ラズマでアッシングすることにより剥離した。
次に、同図（ｄ）に示す如く、第２の保護膜として、光
ＣＶＤ法により１００°Ｃ以下の基板温度で酸化膜１５
を０．２μ印の厚さに堆積した。このときの堆積条件は
、波長１９３ｎｍで出力３００ｍＪのエキシマレーザを
用い、ガスはジシラン（ＳｉｚＨ６）と酸化窒素（Ｎｚ
Ｏ）、キャリアガスは窒素（Ｎ２）、ガス圧３Ｔｏｒｒ
。
ＣＶＤ法により１００°Ｃ以下の基板温度で酸化膜１５
を０．２μ印の厚さに堆積した。このときの堆積条件は
、波長１９３ｎｍで出力３００ｍＪのエキシマレーザを
用い、ガスはジシラン（ＳｉｚＨ６）と酸化窒素（Ｎｚ
Ｏ）、キャリアガスは窒素（Ｎ２）、ガス圧３Ｔｏｒｒ
。
堆積時間５分で行った。この工程においてはレジスト膜
１４の残留物が残り、第１の保護膜（酸化膜１３）と第
２の保護膜（酸化膜１５）の密着性が悪かったため、レ
ジスト膜１４を剥離した後にアルゴンイオンで表面を約
５０ｎｍエツチング後に第２の保護膜を堆積したところ
密着性は改善された。
１４の残留物が残り、第１の保護膜（酸化膜１３）と第
２の保護膜（酸化膜１５）の密着性が悪かったため、レ
ジスト膜１４を剥離した後にアルゴンイオンで表面を約
５０ｎｍエツチング後に第２の保護膜を堆積したところ
密着性は改善された。
上記工程で形成した超伝導配線の試料をその後希弗酸や
純水に晒したが、超伝導特性には影響がなかった。一方
途中まで同一工程で側面の保護膜のないものは希弗酸や
純水に晒すと配線幅の細い例えば１．５μｍ以下の配線
では、超伝導特性を示さなくなった。
純水に晒したが、超伝導特性には影響がなかった。一方
途中まで同一工程で側面の保護膜のないものは希弗酸や
純水に晒すと配線幅の細い例えば１．５μｍ以下の配線
では、超伝導特性を示さなくなった。
第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明第二実施例の超伝導配線
の製造工程断面図である。なお、第１図に対応する部分
は同一の符号を付けて示した。
の製造工程断面図である。なお、第１図に対応する部分
は同一の符号を付けて示した。
この実施例は、同図（ａ）及び（ｂ）に示す如く、エツ
チング工程まで第一実施例と同様にしておき、次に、同
図（Ｃ）に示す如く、全面に第２の保護膜として、酸化
膜１５を堆積した。このときの堆積条件は第一実施例と
同様にした。
チング工程まで第一実施例と同様にしておき、次に、同
図（Ｃ）に示す如く、全面に第２の保護膜として、酸化
膜１５を堆積した。このときの堆積条件は第一実施例と
同様にした。
次に、同図（ｄ）に示す如く、レジスト膜１４を剥離液
（例えば、東京応化製のＯＭＲ用剥離剥離液剥離し、レ
ジスト膜１４上の酸化膜１３も同時に取り去った。この
処理にあたってはレジスト膜１４剥離前に有機溶剤に晒
すことによりレジストが膨潤しレジスト膜１４上の酸化
膜１３にひびが入り、容易にかつ残留物もなくレジスト
膜１４が剥離可能であった。
（例えば、東京応化製のＯＭＲ用剥離剥離液剥離し、レ
ジスト膜１４上の酸化膜１３も同時に取り去った。この
処理にあたってはレジスト膜１４剥離前に有機溶剤に晒
すことによりレジストが膨潤しレジスト膜１４上の酸化
膜１３にひびが入り、容易にかつ残留物もなくレジスト
膜１４が剥離可能であった。
この工程でも第一実施例と同様に超伝導特性は安定して
いた。
いた。
本発明第三実施例は、第一の保護膜をＣＶＤ法の窒化膜
とし、第二の保護膜をＣＶＤ法の酸化膜としたが、第−
及び第二の実施例と同様の工程を経たものは安定であっ
た。
とし、第二の保護膜をＣＶＤ法の酸化膜としたが、第−
及び第二の実施例と同様の工程を経たものは安定であっ
た。
本発明第四実施例は、第二の保護膜を光ＣＶＤ法の窒化
膜とした。このときの堆積条件は、第一実施例と波長、
出力、ガス圧は同一であり、ジシラン（Ｓｉ２Ｈｂ）と
アンモニアを混合（１：１００） Ｌ窒素をキャリアガ
スとして装置に導入して成長ガスとした。
膜とした。このときの堆積条件は、第一実施例と波長、
出力、ガス圧は同一であり、ジシラン（Ｓｉ２Ｈｂ）と
アンモニアを混合（１：１００） Ｌ窒素をキャリアガ
スとして装置に導入して成長ガスとした。
この光ＣＶＤ法の窒化膜を保護膜として使った場合でも
超伝導特性は安定であった。
超伝導特性は安定であった。
本発明において、保護膜としては成長時に超伝導薄膜に
影響を及ぼさない成長方法が望ましく、出来るだけ低温
で処理できるものがよい。光解離ＣＶＤとプラズマＣＶ
Ｄ法がこの目的には合っている。
影響を及ぼさない成長方法が望ましく、出来るだけ低温
で処理できるものがよい。光解離ＣＶＤとプラズマＣＶ
Ｄ法がこの目的には合っている。
以上説明したように本発明によれば、超伝導配線を形成
するためのエツチング後に、その超伝導配線の側面を第
二の保護膜で被覆することで、その後のウェット処理で
水分に晒されても超伝導材の劣化が防止でき、安定な超
伝導配線を形成できるため、半導体装置の性能を大幅に
向上できる効果がある。
するためのエツチング後に、その超伝導配線の側面を第
二の保護膜で被覆することで、その後のウェット処理で
水分に晒されても超伝導材の劣化が防止でき、安定な超
伝導配線を形成できるため、半導体装置の性能を大幅に
向上できる効果がある。
第１図は本発明第一実施例の製造工程断面図、第２図は
本発明第二実施例の製造工程断面図、第３図は従来例の
超伝導配線の製造工程断面図、第４図は従来例の超伝導
配線の断面図である。 図中、 １１は基板、 １２は超伝導薄膜、 １３は酸化膜、 １４はレジスト膜、 １５は酸化膜 を示す。 特許出願人 富士通株式会社
本発明第二実施例の製造工程断面図、第３図は従来例の
超伝導配線の製造工程断面図、第４図は従来例の超伝導
配線の断面図である。 図中、 １１は基板、 １２は超伝導薄膜、 １３は酸化膜、 １４はレジスト膜、 １５は酸化膜 を示す。 特許出願人 富士通株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板（１１）上に超伝導膜（１２）を形成し、その上に
第一の保護膜（１３）を被覆した後、配線パターン形成
のためのマスクを形成する工程と、 前記マスクが形成されない領域の前記第一の保護膜（１
３）と超伝導膜（１２）をエッチングする工程と、前記
エッチング工程後に、前記超伝導膜（１２）の側面に第
二の保護膜（１５）を被覆する工程とを含むことを特徴
とする超伝導配線の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009955A JPH02192174A (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 超伝導配線の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009955A JPH02192174A (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 超伝導配線の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02192174A true JPH02192174A (ja) | 1990-07-27 |
Family
ID=11734376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1009955A Pending JPH02192174A (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 超伝導配線の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02192174A (ja) |
-
1989
- 1989-01-20 JP JP1009955A patent/JPH02192174A/ja active Pending
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