JPH10501924A - 高温超伝導体フィルム用フルオロポリマー層およびそれの光解像 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 非晶質フルオロポリマーであるテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）商標ＡＦをパターン化する方法、高温超伝導体フィルムを不動態化する方法、並びに非晶質フルオロポリマーテフロン（商標）ＡＦフィルムを用いた改良電子デバイスを開示する。

Description

【発明の詳細な説明】 高温超伝導体フィルム用フルオロポリマー層およびそれの光解像 発明の分野 本発明は、非晶質フルオロポリマーであるテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（商標） ＡＦをパターン化（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）して非晶質フルオロポリマーテフロ ン（商標）ＡＦフィルムで高温超伝導体フィルムおよびデバイスを不動態化（ｐ ａｓｓｉｖａｔｉｎｇ）する方法および過程を包含する。本発明はまた上記非晶 質フルオロポリマーテフロン（商標）ＡＦフィルムを用いた改良デバイスも包含 する。 発明の背景 いくつかの高温超伝導体が有する欠点の１つはそれらが大気中の水分に敏感な ことである。超伝導材料が入っているマイクロ波およびミリメートル電子デバイ スが水分にさらされると通常その結果として性能が悪化する。従って、不動態化 手段、即ち超伝導体が環境要因に対して示す不活性さをより高める手段が望まれ ている。数多くの超伝導デバイスに関する別の問題は、それらのサイズが大きい ことであり、このサイズはしばしばパワー（ｐｏｗｅｒ）要求に左右される。従 って、小型サイズを維持しながらマイクロ波およびミリメートル超伝導デバイス のパワーを高める手段が得られたならば、種々の用途で数多くの利点がもたらさ れるであろう。１９９１年１１月５日付けで提出した同時係属中の米国特許出願 連続番号０７／７８８，０６３に、（ａ）個別の高温超伝導薄フィルム２枚の間 に位置している誘電素子（ここで、上記フィルムは各々基質に付着している）と （ｂ）共振器の構成要素を保持する手段と磁気双極子連結（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｉｐｏｌｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ） 用手段を有する外囲いを含むマイクロ波誘電共振器（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｄｉ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）を開示する。このようなデバイスのパ ワーを高める手段が望まれている。 米国特許第５，１５９，３４７号には、微細磁気回路（ｍｉｃｒｏｍａｇｎｅ ｔｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ）の構成で磁気伝導体片と導電体の間の絶縁体として非 晶質フルオロポリマーであるテフロン（商標）ＡＦを用いることが開示されてい る。マイクロ波およびミリメートルデバイス用フィルムのパターン化でそのよう なフルオロポリマー類を利用することは普及しなかった。非晶質フルオロポリマ ーフィルムの望ましい特性の１つは、それが本質的に滑らかで粘着性を示さない ことである。しかしながら、これに２番目の材料、即ちフォトレジスト組成物を 接着させようと試みると、それが欠陥として現れる。フルオロポリマー層の上に 位置させてポリメタアクリル酸メチルなどの如き通常のフォトレジストを深ＵＶ （ｄｅｅｐ ＵＶ）で画像化した後、現像を行うと、このフルオロポリマーの上 にフォトレジストマスクが生じる。このような方法は下記の２点に欠点を有する 。１番目として、フォトレジストとフルオロポリマーがある程度共通した溶解性 を示すことから混合層が生じ得る。その結果として、次にそのフォトレジストマ スクを通してフルオロポリマーのエッチングを行っている間の解像度が不足する 。２番目として、耐水性に関してそのパターン化したフルオロポリマーは非晶質 フルオロポリマーに比較して充分でない。 本発明では、テフロン（商標）ＡＦの如き非晶質フルオロポリマー類を接着さ せてパターン化する方法を提供することでそのような種々の問題を解決する。そ の結果として、超伝導材料を不動態化することでそれ らが大気中の水分に対して示す不活性さを高める方法、並びに小型サイズを維持 しながらパワーを高めるように改良したマイクロ波およびミリメートル超伝導デ バイスが、本発明のさらなる面である。 発明の要約 本発明は、パターン化した非晶質フルオロポリマーフィルムを製造する方法を 提供し、この方法に、 ａ）非晶質フルオロポリマーの連続フィルムを基質上に形成させ、 ｂ）この非晶質フルオロポリマーフィルムの表面を酸素プラズマにさらすことで 接着性を増進させ、 ｃ）この接着性を増進させた非晶質フルオロポリマーフィルム表面にフォトレジ スト層を上塗りし、 ｄ）化学放射線への画像様式露光で該フォトレジスト層に潜像パターンを作り出 し、 ｅ）この画像化したフォトレジスト層の現像を行うことで該非晶質フルオロポリ マーフィルム上にパターン化したフォトレジスト層を作り出し、 ｆ）反応性イオンエッチングまたはイオンビームエッチングによる該非晶質フル オロポリマーフィルムのエッチングをそのパターン化したフォトレジスト層を通 して行い、そして ｇ）任意に、有機溶媒を用いるか或は酸素プラズマエッチングでそのフォトレジ ストを除去する、 段階を含める。 更に、本発明は、 ａ）各々が支持体に付着している個別の高温超伝導薄フィルム２枚の間に位置し ている誘電素子、および ｂ）共振器の構成要素を保持する手段および磁気双極子連結用手段を有する外囲 い、 を含む改良マイクロ波誘電共振器を提供し、ここでの改良は、該誘電素子と各高 温超伝導フィルムの間に非晶質フルオロポリマー（テフロン（商標）ＡＦ）の層 を位置させることを含む。 更に、本発明は、 ａ）高温超伝導薄フィルムを含むシグナル層が上に付着している支持体、 ｂ）このフィルム上に形成させた導電性金属コンタクトパッド（ｃｏｎｄｕｃｔ ｉｎｇ ｍｅｔａｌ ｃｏｎｔａｃｔ ｐａｄ）を含む少なくとも１つの接点、 および ｃ）パターン化した誘電層を少なくとも１層、 含んでいて、上記層が該高温超伝導フィルムを覆っていて該コンタクトパッドを 露出したままにしている、改良高周波デバイスを提供し、ここでの改良は、非晶 質フルオロポリマー（テフロン（商標）ＡＦ）を誘電層として用いることを含む 。 更に、本発明は、高温超伝導フィルムを不動態化する方法を包含し、この方法 に、それに非晶質フルオロポリマーの層を付着させることを含める。 図の説明 図１ａから１ｄに、本発明のフィルムをパターン化する方法の鍵となる段階を 例示する。Ａ、Ｂ、ＣおよびＥは各々図１ａから１ｄを通して同じ意味を有する 。図１ａにおいて、Ａは基質であり、Ｂは高温超伝導フィルムであり、Ｃはフル オロポリマーの層であり、そしてＤは表面Ｃをさらす酸素プラズマを表す。 図１ｂに、フォトレジスト層ＥでフルオロポリマーＣを被覆することを描写す る。 図１ｃに、Ｆとして標識する放射線暴露および現像でフォトレジスト層Ｅにパ ターンを生じさせることを描写する。 図１ｄに、フルオロポリマー層にエッチングを受けさせた後の被覆フィルムを 描写する。 図２ａに、ＨＴＳフィルム−誘電体−ＨＴＳフィルムのサンドイッチ型である 公知超伝導体誘電共振器を示し、ここで、ＨＴＳは高温超伝導を表す。 図２ｂに、同調可能な公知サンドイッチ型超伝導体誘電共振器を示す。 図２ｃに、誘電体に隣接している超伝導フィルムに非晶質フルオロポリマーの フィルム（１２）を付着させた本発明の改良サンドイッチ型超伝導体誘電共振器 を示す。 図３に、図２ａおよび２ｃの共振器の場合の循環パワー（ｃｉｒｃｕｌａｔｉ ｎｇ ｐｏｗｅｒ）に対する無負荷時Ｑ値のグラフを示す。 白丸Ａは、超伝導フィルム上にフルオロポリマー被膜が付いていない図２ａの 共振器を表す。白四角Ｂは、超伝導フィルム上にポリメタアクリル酸メチルの被 膜が付いている以外は図２ａと同じ共振器を表す。黒菱形Ｃは、超伝導フィルム 上にテフロン（商標）ＡＦ被膜が付いている図２ｃの本発明の共振器を表す。本 発明を利用した共振器を用いると性能の改良が得られることが示されている。 図４に本発明の改良高周波デバイスを示す。本明細書の以下の本文で特定要素 を詳述する。 発明の詳細な説明 パターン化で公知の多層レジスト方法では、一般に、感光性レジスト、即ちフ ォトレジストを薄フィルムとして基質に付着させることが行われている。次に、 このフォトレジストを、例えばマスクなどを用いた画像様式で、光または放射線 に露光させる。このマスクにはパターンを限定する透明なフィーチャー（ｆｅａ ｔｕｒｅ）と不透明なフィーチャーが備わっている。このフォトレジストでは、 露光した領域が現像液と呼ばれる特定の溶媒に溶解するか或は溶解しないように なっている。レジストは、放射線で誘発される化学反応を通してその溶解性が変 化することでその機能を果す。このような反応により、その照射領域の溶解性は 、高く（ポジ型（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｔｏｎｅ））または低く（ネガ型（ｎｅｇ ａｔｉｖｅ ｔｏｎｅ））なり得る。この用語「ポジ型」レジストおよび「ネガ 型」レジストは、それらが示す溶解度の変化を反映している。１番目のケースで は、その照射を受けた領域が現像中に現像液に溶解してそのレジストにポジ型パ ターン画像が残り、これはポジ型レジストと呼ばれる。２番目のケースでは、照 射を受けなかった領域が現像液に溶解してそのレジストにネガ型パターン画像が 残り、これはネガ型レジストと呼ばれる。現像後に露出した基質領域は、そのパ ターン化したフォトレジスト層を通してエッチングを受けることにより、その基 質に上記パターンが複製される。次に、このフォトレジスト層を任意に除去して よい。 高温超伝導体フィルム上に環境保護層を与える公知方法は、ポリメタアクリル 酸メチル（ＰＭＭＡ）またはポリイミドの層を用いることを含む。どちらの材料 も耐湿性を示すが、これに関して非晶質フルオロポリマーフィルムほどには有効 でない。 本発明は、基質とフォトレジスト層の間に非晶質フルオロポリマーフィルムを 用いることを提供する。このようなフルオロポリマー類はその基質に保護層を与 えることで、パターン化した基質を組み込んだデバイスを不動態化する方法が得 られる。このような非晶質フルオロポリマー類は公知のフォトレジストパターン 化方法では用いられていなかった、と言うのは、このフルオロポリマーが基質お よびフォトレジスト層に対して示す接着力に問題があり、そして更に、上記フル オロポリマー類のエッチングをフォトレジスト層の破壊をもたらすことなく行う ことができるに充分な技術が存在していなかったからである。 非晶質フルオロポリマーフィルムは非結晶性のフルオロポリマーまたはフルオ ロコポリマーを意味する。市販例には、４，５−ジフルオロ−２，２−ビス（ト リフルオロメチル）１，３−ジオキソールとテトラフルオロエチレンのコポリマ ー、即ちデュポン社（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、Ｄｅｌａｗａｒｅ）から入手可能な テフロン（商標）ＡＦが含まれる。この使用するフィルムの厚みは０．２５ミク ロンから１０ミクロンの厚み、好適には０．５から３ミクロンである。 本発明はパターン化した非晶質フルオロポリマーフィルムの製造方法を提供し 、この方法に、ａ）非晶質フルオロポリマーの連続フィルムを基質上に形成させ 、ｂ）この非晶質フルオロポリマーフィルムの表面を酸素プラズマにさらすこと で接着性を増進させ、ｃ）この接着性を増進させた非晶質フルオロポリマーフィ ルム表面にフォトレジスト層を上塗りし、ｄ）化学放射線への画像様式露光で該 フォトレジスト層に潜像パターンを作り出し、ｅ）この画像化したフォトレジス ト層の現像を行う ことで該非晶質フルオロポリマーフィルム上にパターン化したフォトレジスト層 を作り出し、ｆ）反応性イオンエッチングまたはイオンビームエッチングによる 該非晶質フルオロポリマーフィルムのエッチングをそのパターン化したフォトレ ジスト層を通して行い、そしてｇ）任意に、有機溶媒を用いるか或は酸素プラズ マエッチングでそのフォトレジストを除去する、段階を含める。 このパターン化を実施することができる基質には、電子デバイスで通常用いら れるいろいろな種類の基質に加えていろいろな種類の高温超伝導体が含まれる。 前者にはケイ素、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、サファイア、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ ）および燐化インジウム（ＩｎＰ）が含まれる。適切な超伝導体は数多くの種類 の超伝導体であり、これには、YBaCuO，LaBaCuO，LaSrCuO，LaCaCuO，LaSrCaCuO ，LaBaCaCuO，LaSrBaCuO,TlBaCaCuO，TlBaCuO，TlPbSrCaCuO，BiPbSrCaCuO，BiS rCaCuO，BiSrCuO,BiSrYCuOなどが含まれる。特に好適な超伝導体は、YBaCuO(123 )，TlBaCaCuO(2212)，TlBaCaCuO(2223)，TlPbSrCaCuO(1212),TlPbSrCaCuO(1223) ，またはBiSrCaCuO(2223)である。この高温超伝導体はこれ自身、支持体、例え ばアルミン酸ランタン（ＬａＡｌＯ₃）、イットリウム安定化ジルコニア、サフ ァイア、石英、酸化マグネシウムまたはチタン酸ストロンチウムなどに支持され ていてもよい。 この非晶質フルオロポリマーの連続フィルムを基質上に形成させる時、溶液コ ーティング技術で知られる方法が使用可能である。このような方法には、ナイフ コーティング、ディップコーティング、ローラーコーティング、スプレーコーテ ィングおよびスピンコーティングが含まれる。本明細書で用いるに好適なコーテ ィングはスピンコーティングである。 非晶質フルオロポリマーフィルムの表面を酸素プラズマにさらすとこの非晶質 フルオロポリマーの接着性が増進し得ることを見い出し、ここでは、バレルまた は平面型ＲＦプラズマ反応槽または反応性イオンエッチング反応槽内に酸素プラ ズマを１０％以上発生させることを含む。このような処理は、明らかに、表面の 改質をもたらすことで該非晶質ポリマーフィルムと２番目の材料との接着力を高 める働きをし、これは恐らくは、その処理表面に粗さがある程度導入されること によるものであろう。このような処理を受けさせた非晶質フルオロポリマー表面 は、数多い如何なる市販フォトレジスト組成物も容易に保持する。 微細加工（ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）の場合のフォトレジストに対 する要求も露光技術に関係なく類似している。より重要な要求には、溶解性、接 着性、耐エッチング液性、感度およびコントラスト（解像度）が含まれる。フィ ルムを基質に付着させる時、通常、溶液を用いたスピンコーティングで付着させ ることから、有機溶媒への溶解性が必要とされる要求である。レジストは種々の 基質材料に接着しかつ全加工段階に耐えるに充分な接着力を有していなければな らない。接着力が劣ると、著しいアンダーカッティング（ｕｎｄｅｒｃｕｔｔｉ ｎｇ）、解像度の損失、そして最悪ケースとして、パターンが完全に壊れる。パ ターンの下に位置する基質へのパターン転写は、通常、液体エッチング技術を用 いて達成され、ここでは、縁の鋭さとフィーチャーサイズコントロール（ｆｅａ ｔｕｒｅ ｓｉｚｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）を維持しながらアンダーカッティングを 最小限にする目的で、レジストと基質の間の接着力が強力であることが要求され る。幾何形態が小型になるにつれて、液体エッチングは乾燥エッチング技術に置 き換わり、この乾燥エッチン グ技術の場合のレジストに対する接着力の要求はあまり厳格でなくなる。しかし ながら、それでもまだ接着力は現像に耐えるに充分でなければならないことと、 フィーチャーサイズが小さくなるにつれてそれが益々困難になることを注目すべ きである。耐エッチング液性は、パターン転写過程中にそのレジストがエッチン グ環境に耐える能力を指す。厚い基質に微細なフィーチャーをパターン化する必 要があることから、異方性エッチング方法、例えば反応性イオンエッチング、プ ラズマエッチング、イオンミリングおよびスパッターエッチングなどの開発がも たらされた。接着力が重要であることの要求を否定するものでないが、このよう な技術ではその他にレジストに対して非常に厳格な要求が存在する。大部分の乾 燥エッチング技術は、放射線のフラックス（ｆｌｕｘ）が高くて温度が８０℃を 越える環境で起こさせるプラズマ誘発気体反応に頼っている。 感度は、通常、レジスト（これは現像後に所望のレリーフ画像を生じる）で特 定度合の化学応答を達成するに要する入射エネルギー［単位面積当たりのエネル ギーまたは光子もしくは粒子の数（フルエンス）で測定］として定義される。こ れは感度の運用リソグラフィー定義に相当する。リソグラフィー画像を作り出す 時に要する線量が小さいほど感度が高いことを注目されたい。ポジ型レジストの 感度は、未露光領域が完全に不溶なままである条件下で露光領域の完全な溶解を 達成するに要する線量である。ネガ型レジストの場合の感度は、リソグラフィー 的に有効な画像をもたらす線量として定義される。処理量が最適であるには、明 らかに、レジストの感度を機械設計のパラメーターに釣り合わせる必要がある。 レジストが与えられている場合に個々の組の加工条件で達成可 能なパターン解像度は、大部分、レジストのコントラスト（γ）で決定される。 コントラストは、ネガ型レジストの場合、架橋した網状組織（ゲル）の生成率に 関係し、そしてポジ型レジストの場合、分解率および分子量変化を伴う溶解度の 変化率の両方に関係し、この後者は顕著に溶媒に依存する。コントラストが高い と、放射線がレジストフィルム内で散乱することによる有害な影響が最小限にな ることから、コントラストが高いことが重要である。全ての露光技術において、 エネルギーが主要画像領域の外側に分配されることがある程度起こる。低レベル で散乱する放射線に有意に応答しない高コントラストのレジストが望ましい。 本発明の方法で使用可能なフォトレジストは数多く存在する。これらはポジ型 もしくはネガ型で働き得る。ポジ型レジストが好適である。これらは単一成分系 もしくは２成分系であってもよい。鎖切断型（ｃｈａｉｎ ｓｃｉｓｓｉｏｎ） レジストおよび溶解抑止型（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔ）レジストの両 方とも本明細書で用いるに適切である。このフォトレジストと一緒にまた平面化 層（ｐｌａｎａｒｉｚｉｎｇ ｌａｙｅｒｓ）、抗反射コーティングおよびコン トラスト増強材料を用いることも可能である。これらは幅広く多様な化学放射線 に敏感であり、その範囲は深ＵＶからＵＶそして可視から赤外に至る範囲であり 得る。また、この放射線も多様であり、ｘ線から電子ビームもしくはイオンビー ムであり得る。商業的に種々様々な適切なものが数多く入手可能である。好適な 例には、Ｓｈｉｐｌｅｙ Ｃｏ． Ｉｎｃ．、２３００ Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｓｔｒｅｅｔ、Ｎｅｗｔｏｎ、ＭＡ ０２１６２から入手可能なＳｈｉｐｌｅ ｙ １４００および１８００シリーズのレジストおよびＫＴＩ８９０およびＡＺ １４００シリーズのレジス トが含まれる。このレジスト層を上記非晶質フルオロポリマーフィルムに上塗り する時、これは、この非晶質フルオロポリマーをこの上に記述した如く処理して それの接着性を増進させた後、種々の技術を用いて実施可能である。上塗りを行 うに適切な技術には、ナイフコーティング、ディップコーティング、ローラーコ ーティング、スプレーコーティングまたはスピンコーティングが含まれる。スピ ンコーティングが好適である。 上記非晶質フルオロポリマー層の取り付けおよびフォトレジスト層の取り付け 両方を行った後、任意に焼き付け（乾燥）段階を行ってもよい。 非晶質フルオロポリマー類は数種の選ばれた溶媒のみに限定された溶解性を示 す。この非晶質フルオロポリマーとフォトレジストを共通して溶かす溶媒はない ことから、この非晶質フルオロポリマー層にフォトレジストを取り付けている間 に混合層が生じることはない。これにより、光画像化／現像過程で高い度合の解 像度が得られる。 本発明で用いるに適切な多層レジスト方法の光画像化および現像段階は、“Mi crolithography: Process Technology for IC Fabrication,”D．J．Elliott，M cGraw Hill Book Company，243-252，Bowden，M．K.，“Materials for Microli thography”，Thompson他編集.，ACS Symposium Series 266，39-07頁，America n Chemical Society，Washington，DC(1984); およびReichmanis，E.，他Chem． Rev．89，1273-1289(1989)（これらは各々引用することによって本明細書に組み 入れられる）で考察されている。 本発明で用いる市販フォトレジスト組成物の画像化および現像は、フォトレジ スト製造業者が推奨する手順で実施可能である。現像液は、使用 するフォトレジストに応じて有機溶媒、希酸水溶液または希塩基水溶液であって もよい。現像の後の乾燥段階後、そのパターン化したフォトレジスト層は、上記 非晶質フルオロポリマー層をパターン化するためのマスクとして機能する。高温 超伝導体基質は水に敏感でありそしてこのような基質を非晶質フルオロポリマー フィルムの下に位置させることから、このような基質を用いる場合、非水系のパ ターン化方法を用いる。 この非晶質フルオロポリマーのエッチングでは反応性イオンエッチングまたは イオンビームエッチングが使用可能であることを見い出した。酸素を１０％以上 用いた反応性イオンエッチングを用いると、フォトレジスト層がエッチングで除 去されるよりもずっと速い速度でその下に位置する非晶質フルオロポリマーフィ ルムがエッチングで除去され得る。このようにフォトレジストと非晶質フルオロ ポリマーの間でエッチング速度に差があることから、そのフォトレジスト層は破 壊されない。このような過程の結果として、下に位置する基質、好適には高温超 伝導体フィルムの上にパターン化して不動態化した領域が生じる。任意に、有機 溶媒を用いるか或は酸素プラズマエッチングでそのフォトレジストを除去しても よい。 本発明の方法は、ａ）極めて高いブレイクダウンポテンシャル（ｂｒｅａｋｄ ｏｗｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ）を有する極薄フィルムコンデンサとして用いる に有用な材料およびｂ）マルチチップモジュールの製造で用いるに有用な材料を 製造する目的で使用可能である。 高温超伝導体がパワーを運ぶデバイスの構成で非晶質フルオロポリマー（パタ ーン化したか或はパターン化していない）を用いると、パワー運搬能力が改良さ れかつ水分の影響に対する抵抗力が改良される。 本発明のパターン化技術を用いて改良することができる従来技術のデバイスに は、高周波（ＲＦ）およびマイクロ波伝送ライン構造物（マイクロストリップ、 ストリップラインまたはコプラナータイプ）、共振器、フィルター、遅延回路、 集積回路のデジタル相互接続、およびＭＣＭ（マルチチップモジュール）などが 含まれる。 本発明は更に改良マイクロ波誘電共振器も提供し、これに、ａ）各々が支持体 に付着している個別の高温超伝導薄フィルム２枚の間に位置している誘電素子、 およびｂ）磁気双極子連結用手段が備わっている外囲いを含め、ここでの改良は 、該誘電素子と各高温超伝導フィルムの間に非晶質フルオロポリマー（テフロン （商標）ＡＦ）の層を位置させることを含む。 図２ａ−２ｃに、保持デバイス内の超伝導マイクロ波共振器を示す。図２ａ− ｃに示すように、空洞８５を有する超伝導マイクロ波共振器は、誘電体３０に接 触して位置する超伝導フィルム１０を支持体２０が担持していると言った形態で 供給される。支持体２０は、超伝導体フィルム１０に合致した格子を有する単結 晶である。支持体２０は好適にはＬａＡｌＯ₃、ＮｄＧａＯ₃、ＭｇＯなどで作ら れている。 超伝導体フィルム１０は、一般に、銅が所定運転温度で示す表面抵抗より少な くとも１０倍低い表面抵抗（Ｒ_s）を有する如何なる高Ｔ_c超伝導材料で作られて いてもよい。Ｔ_cは、「渦電流方法」により、ＬａｋｅＳｈｏｒｅ超伝導体スク リーンシステムモデル番号７５００を用いて測定可能である。超伝導フィルム１ ０の表面抵抗は、Ｗｉｌｋｅｒ他が「“5-GHz High-Temperature-Superconducto r Resonators with High Q and Low Power Dependence up to 90 K”，IEEE，Tr ans．on Microwave Theory and Techniques、３９巻、９号、１９９１年９月、１４６２−１４６７ 頁で記述している方法を用いて測定可能である。超伝導体フィルム１０は、一般 に、YBaCuO(123)，TlBaCaCuO(2212または2223)，TlPbSrCaCuO(1212または1223) 、などの如き材料で作られている。 本技術分野で知られる方法を用いて超伝導フィルム１０を支持体２０に付着さ せることができる。例えば、Ｈｏｌｓｔｅｉｎ他「“Preparation and Characte rization of Tl₂Ba₂CaCU₂O₈ Films on 100 LaAlO₃”,IEEE，Trans．Magn.，Vol. 27，1568-1572頁1991およびLaubacher他.，“Processing and Yield of YBa₂CU₃ O_7-X Thin Films and Devices Produced with a BaF₂ Process”，IEEE，Trans ，Magn.，Vol.27，1418-1421頁，1991.を参照のこと。このフィルム１０の厚さ は一般に０．２から１．０ミクロン、好適には０．５から０．８ミクロンの範囲 である。 超伝導フィルム１０を担持する支持体２０を誘電体３０上に位置させることで マイクロ波共振器を形成させる。誘電体３０の表面に支持体２０を置くか、或は 別法として、低損失（ｌｏｗ ｌｏｓｓ）の接着材を用いることも可能である。 誘電体３０をよりしっかりと接着させることに加えて超伝導フィルム１０を保護 する目的で、超伝導フィルム１０の表面に任意にポリメタアクリル酸メチルを付 着させてもよい。図２ｃに、超伝導フィルムと誘電体の間に非晶質フルオロポリ マーのフィルム１２を位置させた本発明のデバイスを示す。 誘電体３０は種々の形状で供給可能である。誘電体３０は、好適には円柱形ま たは多角形の形態である。誘電体３０は誘電率ε_r＞１である如何なる誘電材料 で作られていてもよい。このような誘電材料には、例えばサファイア、融解石英 などが含まれる。このような誘電材料が極低温 で示す損失係数（ｔａｎ δ）は一般に１０^-6から１０^-9である。この誘電材料 のε_rおよびｔａｎ δは本技術分野で知られる方法で測定可能である。例えばS ucher他.，“Handbook of Microwave Measurements”，Polytechnic Press，Thi rd Edition，1963，Vol．III，9章，496-546頁を参照のこと。 使用時、マイクロ波共振器の構造配置を保持デバイス２５で保持する。この保 持デバイスは、この共振器の使用に関連した熱サイクルの間この共振器の構成要 素の相対的位置を維持する如何なる態様のものであってもよい。保持デバイス２ ５には側壁４５、底板５０、上蓋６０、圧力板７０および負荷スプリング８０が 含まれる。負荷スプリング８０は、熱サイクル中のマイクロ波共振器の構造配置 を維持するに充分な強度を有する。負荷スプリング８０は、好適には、可能な最 大Ｑ値を達成する目的で、該共振器内の高周波場を乱さない非磁性材料で作られ ている。負荷スプリング８０は好適にはＢｅ−Ｃｕ合金で作られている。 高周波の損失を低くすることに加えて共振器を充分に冷却することができるよ うに、保持デバイス２５の部分４５、５０、６０および７０は熱伝導性で導電性 の材料で作られている。従って、部分４５、５０、６０および７０は、例えば酸 素で焼成した銅、アルミニウム、銀、好適には酸素で焼成した銅またはアルミニ ウムで作られていてもよい。 この共振器の空洞８５の中に突き出ている連結ループ２１を含む同軸ケーブル １８を用いて、このマイクロ波共振器を電気回路（示していない）に連結させて もよい。電気回路への連結を確保するように、同軸ケーブル１８が空洞８５の中 に挿入している深さおよび連結ループ２１の配置方向は容易に調節可能である。 共振器の電気的同調をＱ値を下げることなく行うことができるようにするには 、この共振器に低損失の強誘電または反強誘電材料を導入する必要がありそして この強誘電もしくは反強誘電材料内にコントロールＥ場（ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅ− ｆｉｅｌｄ）を樹立する必要がある。図２ｂに、同調可能なＨＴＳ−誘電体−Ｈ ＴＳ共振器の１つの例を示す。この特別なケースにおける誘電体は強誘電もしく は反強誘電ロッド９０であり、これを、支持体２０に付着させた１対のＨＴＳフ ィルム１０で挟む。この共振器をＴＥ_01nモード（ｎ＝１、２、３、．．．）で 作動させる。先端にループを有する１対の同軸ケーブルを用いて、ＲＦエネルギ ーをイン（ＩＮ）とアウト（ＯＵＴ）に連結させる。この共振器を、これを保持 するスプリングとスペーサーが備わっている保持デバイス２５の中に入れる。こ の特別なケースにおけるコントロール回路は、上部支持体２０の裏側に至るバイ アホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）を有するＨＴＳ−金属接触面９５、結合用ワイヤ ー９６、コントロール口９７、およびアースとしての外箱に至るバイアホール（ 下部支持体上に位置する）を有する別のＨＴＳ−金属接触面９５ａを含む。口９ ７にコントロール電圧をかけると、２枚のＨＴＳフィルム１０の間に位置するロ ッド９０内に軸方向のＥ場が樹立される。コントロール電圧を変えることで上記 ロッドの誘電率を変えることができ、それによって、共振周波数が変化する。こ の種類の共振器では他のコントロール回路および同調機構を用いることができる 。このような形態の利点は、誘電ロッド全体が強誘電材料または反強誘電材料で 作られていることから同調感度が非常に高いことである。ロッド９０に適切な強 誘電材料の例にはＬｉＮｂＯ₃、ＬｉＴａＯ₃またはＰｂＴｉＯ₃が含まれる。ロ ッド９０に適切な反強誘電材料の 例にはＳｒＴｉＯ₃、ＬａＡｌＯ₃またはＫＭｎＦ₃が含まれる。ただ１つの欠点 は、この共振器のＱ値が強誘電材料または反強誘電材料の損失係数で制限される 点である。 図２ｃに、本発明のＨＴＳ−誘電体−ＨＴＳ共振器を示す。超伝導フィルム１ ０上に位置させて非晶質フルオロポリマーの層１２を共振器に含めることを除き 、その構成要素は全部図２ａのそれと同じである。この上に記述した如き本発明 の方法を用いて、この非晶質フルオロポリマーの層１２を超伝導フィルムに付着 させてパターン化する。また、本発明は、超伝導フィルム上に非晶質フルオロポ リマー層を位置させた図２ｂに示す種類の同調可能共振器も包含する。 図２ａ−２ｃに示す高Ｔ_cの超伝導体−誘電体マイクロ波共振器は高いＱ値を 達成する能力を有し、これはある程度、フィルム１０を担持する支持体２０が、 軸高周波場が超伝導フィルム１０のロンドン浸透深（Ｌｏｎｄｏｎ ｐｅｎｅｔ ｒａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ）を越えて広がるのを防止する能力を有することによ るものである。これは、支持体２０が誘電体３０の直径よりも実質的に大きい結 果として高周波場が支持体２０間の空洞領域８５内に閉じ込められる場合に達成 される。 超伝導フィルム１０上に位置させて非晶質フルオロポリマーの層１２を用いる とアーク発生が低下しかつ共振器のパワーが少なくとも２ファクター（ｆａｃｔ ｏｒ）向上することを見い出した。フィルム１０は表面に不完全な部分をある程 度含む可能性がある。非晶質フルオロポリマー層を存在させないと、空気または 大気中の他の気体がその不完全部分に入り込む可能性がある。このフィルムの中 を通して電流を循環させると、そのような大気の気体で電圧のブレークダウンが 起こることが原因 となって電気アークが発生する可能性があり、それによって、そのデバイスの性 能が悪化する。この超伝導フィルムの表面に位置させて非晶質フルオロポリマー 、好適にはテフロン（商標）ＡＦの層を用いると、これで如何なる不完全部分も 満たされ、従って、電気アークの発生度合が低くなりかつ共振器のパワーが向上 する。図３に、本発明の共振器Ｃと、非晶質フルオロポリマー層を存在させてい ない図２ａの公知共振器Ａと、超伝導フィルム上にポリメタアクリル酸メチルの 層を位置させる以外は図２ａと同様な公知共振器Ｂとの比較を示す。本発明の共 振器では結果として無負荷時のＱ値が高くなることが示されている。 本発明が提供する高Ｑ値の超伝導マイクロ波共振器は多様な潜在的用途を有す る。この共振器は、典型的に、フィルター、オシレータに加えて高周波エネルギ ー貯蔵デバイスなどの如き用途で使用可能である。本発明のマイクロ波共振器は またオシレータの位相ノイズを低くする周波数安定素子としても使用可能である 。 本発明は、更に、ａ）高温超伝導薄フィルムを含むシグナル層が上に付着して いる支持体、ｂ）このフィルム上に形成させた導電性金属コンタクトパッドを含 む少なくとも１つの接点、およびｃ）パターン化した誘電層を少なくとも１層（ ここで、上記層は、該高温超伝導フィルムを覆っていて該コンタクトパッドを露 出したままにしている）を含む改良高周波デバイスも包含し、ここでの改良は、 非晶質フルオロポリマー（テフロン（商標）ＡＦ）を誘電層として用いることを 含む。 図４に、本発明を用いて改良した高周波デバイス、即ち高パワーのコンダクタ デバイスを示す。このデバイスは典型的に２−３０メガヘルツの範囲のパワーを 運ぶ。非晶質フルオロポリマーで出来ている保護フィ ルムを用いると、水分（沸騰水）に対する感受性が改良されると同様にパワーを 運ぶ性能も改良される。このデバイスは支持体２０に支持させた構造になってい る（実施例３に示すように）。この支持体上に高温超伝導体材料のコイルパター ン１０をシグナル層として形成させる。また、コイル以外のパターンも適切であ る。非晶質フルオロポリマーの層４０を誘電層として用いてその全体を被覆する 。このフルオロポリマーをパターン化し、そしてその超伝導シグナル層上に導電 性接点３５を形成させる。 この上で引用した如き本技術分野でよく知られている技術を用いて、高温超伝 導体の薄フィルムを適切な支持体に付着させる。適切な支持体および超伝導材料 には、この上に示した本発明のパターン化方法で定義した支持体および材料が含 まれる。本明細書の上に記述した本発明のパターン化方法を用いて非晶質フルオ ロポリマーを付着させてパターン化する。反応イオンエッチングおよびイオンビ ームエッチングを用いていろいろな率でポジ型フォトレジスト層と非晶質ポリマ ー層の両方をエッチングすることができることから、そのフォトレジスト層が破 壊される前に該非晶質ポリマーのエッチングを行うことができる。このようにし て、図１ｄに示した如き断面を得る。次に、この上に示した如きエッチングでフ ルオロポリマー層に作り出した空洞内に金属コンタクトパッドを入れてこれを上 記超伝導フィルムに付着させる。公知の物理的蒸着技術、例えばスパッタリング または蒸発などを用いて上記パッドを付着させる。コンタクトパッドに適切な材 料には如何なる導電材料も含まれ、好適には金または銀が含まれる。本発明のＲ Ｆデバイスでは、非晶質フルオロポリマーを存在させていない通常のデバイスに 比較して、得られ るパワーレベルが約２ファクター上昇する。 本発明の改良高周波デバイスは、変圧器として用いるに有用であり、或はコン ピューター用途における電気相互連結またはスーパープロセッサーとして用いる に有用である。 更に、本発明は、超伝導デバイスを不動態化する方法を包含し、この方法に、 このデバイスで用いる超伝導材料に非晶質フルオロポリマーの層を付着させるこ とを含める。この方法は特に高温超伝導薄フィルムに適用可能である。適切な超 伝導体にはこの上で示した本発明のパターン化方法で定義した超伝導体が含まれ る。この上で示したように、非晶質のフルオロポリマーを酸素プラズマにさらす と、この非晶質フルオロポリマーが該フィルムに接着する接着力が助長される。 実施例４に詳述するように、水分にさらされた時、非晶質フルオロポリマーで被 覆した超伝導フィルムを組み込んだデバイスは、この非晶質フルオロポリマーを 用いていない通常のデバイスに比較して、不動態化した状態にある（ｐａｓｓｉ ｖａｔｅｄ）。この非晶質フルオロポリマーを用いると電気的性能の悪化が起こ らない。 実施例 テフロン（商標）ＡＦはデュポン社、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、Ｄｅｌａｗａｒ ｅの市販品であり、これは４，５−ジフルオロ−２，２−ビス（トリフルオロメ チル）１，３−ジオキソールとテトラフルオロエチレンのコポリマーを含む。２ グレード、即ちテフロン（商標）ＡＦ １６００と２４００が入手可能である。 両方とも白色粉末として入手可能であり、この粉末は、スピンコーティングおよ び他の技術を用いて非常に均一な薄フィルムおよびコーティングを製造しようと する時、特定の完 全フッ素置換溶媒に溶解し得る。以下に示す実施例では、Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ ＦＣ−７５溶媒に溶解（６重量％）させたテフロン（商標）ＡＦ １６００を 用いた。 実施例１ 以下に示す様式で、テフロン（商標）ＡＦに、ある構造を作り出した。 反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を利用した標準フォトリソグラフィー方法 でテフロン（商標）ＡＦフィルムのパターン化を行った。このテフロン（商標） ＡＦフィルム上にパターンを限定する目的でフォトレジストエッチマスクを用い た。この利用した方法を、この非晶質フルオロポリマー（テフロン（商標）ＡＦ ）のフィルムを基質の表面に被覆することで開始した。この用いたテフロン（商 標）ＡＦは、６％のＦ１１−０２０１−１６００とＦＣ−７５溶媒が１：１の溶 液であった。スピンコーティングを３０００ｒｐｍで３０秒間行うことにより、 サンプル上にテフロン（商標）ＡＦの１．７μｍフィルムを生じさせた。このテ フロン（商標）ＡＦの後焼き付けを２５０℃で３０分間行うことで溶媒を追い出 した。次に、この後焼き付けを行ったテフロン（商標）ＡＦフィルムを、ＭＣＳ ＬＦ−５プラズマシステムで、低パワーの酸素プラズマに２分間さらした。こ のプラズマシステムは通常の１３．５６ＭＨｚバレルエッチャーであり、これを ２５０Ｗのパワーおよび４５０ミリトール（ｍＴｏｒｒ）の圧力で運転した。次 に、このテフロン（商標）ＡＦをＳｈｉｐｌｅｙ １４００−１７ポジ型フォト レジストで０．５ミクロンの厚さに被覆した。このレジストの硬化を９０℃の空 気中で２５分間行った。この１４００−１７を１平方センチメートル当たり１０ ０ｍＪの範囲のＵＶ光に露光させた。この１４００−１７を、Ｓｈｉｐｌ ｅｙ ＭＦ３１２現像液と脱イオン水が２：１の組み合わせの中に６０秒間浸漬 した。次に、テフロン（商標）ＡＦのエッチングを酸素ＲＩＥで基質に達するま で行った。このＲＩＥシステムは通常の１３．５６ＭＨｚ平行板反応槽であり、 これの底電極に電力を供給した（ＲＩＥモード）。サンプルのエッチングを４０ ０ボルトのｄｃセルフバイアス、１５ｓｃｃｍの全気体流量、３０℃の基質温度 および２０ミリトールの圧力で行った。自動スロットルバルブを用いてポンプ輸 送速度を変化させることにより、エッチングサイクル全体に渡ってチャンバの圧 力を一定に保持した。このようなエッチング条件にすると、極めて滑らかな側壁 を有する異方性エッチプロファイル（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｅｔｃｈ ｐｒ ｏｆｉｌｅ）が生じた。テフロン（商標）ＡＦフィルムのエッチングは１μｍ／ 分の速度で起こった。このテフロン（商標）ＡＦフィルムを覆っている上部レジ ストをアセトンで除去した。 実施例２ 以下に示す様式で、テフロン（商標）ＡＦに、ある構造を作り出した。反応性 イオンエッチング（ＲＩＥ）を利用した標準フォトリソグラフィー方法でテフロ ン（商標）ＡＦフィルムのパターン化を行った。このテフロン（商標）ＡＦフィ ルム上にパターンを限定する目的でフォトレジストエッチマスクを用いた。この 利用した方法を、この非晶質フルオロポリマー（テフロン（商標）ＡＦ）のフィ ルムを基質の表面に被覆することで開始した。この用いたテフロン（商標）ＡＦ は、６％のＦ１１−０２０１−１６００（５ＦＣ−７５溶媒が３：１の溶液であ った。スピンコーティングを２０００ｒｐｍで３０秒間行うことにより、サンプ ル上にテフロン（商標）ＡＦの２．５μｍフィルムを生じさせた。このテフ ロン（商標）ＡＦの後焼き付けを２５０℃で３０分間行うことで溶媒を追い出し た。次に、この後焼き付けを行ったテフロン（商標）ＡＦフィルムを、ＭＣＳ ＬＦ−５プラズマシステムで、低パワーのプラズマに２分間さらした。このプラ ズマシステムは通常の１３．５６ＭＨｚバレルエッチャーであり、これを２５０ Ｗのパワーおよび４５０ミリトールの圧力で運転した。次に、このテフロン（商 標）ＡＦをＳｈｉｐｌｅｙ １４００−１７ポジ型フォトレジストで０．５ミク ロンの厚さに被覆した。このレジストの硬化を９０℃の空気中で２５分間行った 。この１４００−１７を１平方センチメートル当たり１００ｍＪの範囲のＵＶ光 に露光させた。この１４００−１７を、Ｓｈｉｐｌｅｙ ＭＦ３１２現像液と脱 イオン水が２：１の組み合わせの中に６０秒間浸漬した。次に、テフロン（商標 ）ＡＦのエッチングを酸素ＲＩＥで基質に達するまで行った。このＲＩＥシステ ムは通常の１３．５６ＭＨｚ平行板反応槽であり、これの底電極に電力を供給し た（ＲＩＥモード）。サンプルのエッチングを４００ボルトのｄｃセルフバイア ス、１５ｓｃｃｍの全気体流量、３０℃の基質温度および２０ミリトールの圧力 で行った。自動スロットルバルブを用いてポンプ輸送速度を変化させることによ り、エッチングサイクル全体に渡ってチャンバの圧力を一定に保持した。このよ うなエッチング条件にすると、極めて滑らかな側壁を有する異方性エッチプロフ ァイルが生じた。テフロン（商標）ＡＦフィルムのエッチングは１μｍ／分の速 度で起こった。このテフロン（商標）ＡＦフィルムを覆っている上部レジストを アセトンで除去した。 実施例３ ＹＢａ₂ＣＵ₃Ｏ₇のエピタキシアル（ｅｐｉｔａｘｉａｌ）高温超伝導薄フィ ルムを２つの単結晶アルミン酸ランタン基質に付着させた。軸外しマグネトロン スパッタリング（ｏｆｆ ａｘｉｓ ｍａｇｎｅｔｒｏｎ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎ ｇ）を用い、基質を６００から８００℃の範囲の温度に加熱して付着を行った。 最終フィルム厚は０．１から１ミクロンの範囲であった。 イオンビームミリングを利用した標準ビ−レベルフォトリソグラフィー方法で フィルムのパターン化を行った。ＨＴＳフィルム上に螺旋コイルパターンを限定 する目的で、線の幅が１．５ｍｍで溝の幅が１００μｍである螺旋コイルのフォ トレジストエッチマスクを用いた。この利用したビ−レベルフォトリソ方法を、 上記ＨＴＳフィルムをＫＴＩ ４９６ Ｋ分子量標準ポリメタアクリル酸メチル （ＰＭＭＡ、固体量９％）で被覆することで始めた。この厚さを約１．２ミクロ ンにした。このＰＭＭＡの硬化を１７０℃で３０分間行った。次に、このＰＭＭ ＡをＳｈｉｐｌｅｙ １４００−１７ポジ型フォトレジストで０．５ミクロンの 厚さに被覆した。このレジストの硬化を９０℃の空気中で２５分間行った。この １４００−１７を、１平方センチメートル当たり１００ｍＪの範囲のＵＶ光に露 光させた。この１４００−１７を、Ｓｈｉｐｌｅｙ ＭＦ３１２現像液と脱イオ ン水が２：１の組み合わせに６０秒間浸漬した。このフォトレジストを低パワー の酸素プラズマにさらして薄皮を除去した（ｄｅｓｃｕｍｅｄ）。２２０−２６ ０ｎｍの範囲の平行深ＵＶ源を１平方センチメートル当たり１０Ｊで用いて、上 記１４００−１７レジストが取り除かれている開放領域内のＰＭＭＡを露光させ た。この 露光させたＰＭＭＡの現像をトルエンを用いて４分間行った。 ここで露出したＨＴＳフィルムのエッチングをアルゴンイオンビームミリング で行った。エッチングで基質に溝を作り出す目的で、イオンビームミリング過程 を継続して基質のエッチングを１０ｎｍ／分の速度で行うことにより、その露出 した基質領域のエッチングを行った。この上に記述した方法を正確に用いて、金 の導電性金属ボンドをフォトリソグラフィー的に限定し、そしてこれを、ＤＣま たはＲＦスパッタリングで上記ＨＴＳフィルムに付着させた。金属とＨＴＳの接 点の抵抗が低くなるように、限定された金属バンプ（ｂｕｍｐｓ）を有する基質 のアニーリングを５１０℃で１時間行った。 このＨＴＳフィルム上に位置する金属接点にＡｕワイヤーボンドリード線を５ 本取り付けた。次に、このデバイスを液体窒素温度に冷却し、そしてこの螺旋イ ンダクタの中を通してピーク電流が１５Ａの電力を有するＤＣ、ＲＦまたは組み 合わせを伝送した。この時点でコイルを１５Ａのパワーにまで試験した時、アー ク発生が原因で起こる不良率（ｆａｉｌｕｒｅ ｒａｔｅｓ）は１００％に近か った。スピンコーティングを３０００ｒｐｍで３０秒間行うことにより、上記サ ンプルにテフロン（商標）ＡＦフィルムを１．７μｍ被覆した。次に、このテフ ロン（商標）ＡＦで被覆したウエハーおよび螺旋構造物の後焼き付けを２５０℃ で３０分間行うことにより、それに入っている溶媒を追い出した。この被覆した コイルを１５Ａのパワーで試験した時の不良率は０％であった。 実施例４ ＹＢａ₂ＣＵ₃Ｏ₇のエピタキシアル高温超伝導薄フィルムを２つの単結晶アル ミン酸ランタン基質に付着させた。軸外しマグネトロンスパッ タリングを用い、基質を６００から８００℃の範囲の温度に加熱して付着を行っ た。最終フィルム厚は０．１から１ミクロンの範囲であった。 イオンビームミリングを利用した標準ビ−レベルフォトリソグラフィー方法で フィルムのパターン化を行った。ＨＴＳフィルム上に螺旋コイルパターンを限定 する目的で、線の幅が１．５ｍｍで溝の幅が１００μｍである螺旋コイルのフォ トレジストエッチマスクを用いた。この利用したビ−レベルフォトリソ方法を、 上記ＨＴＳフィルムをＫＴＩ ４９６ Ｋ分子量標準ポリメタアクリル酸メチル （ＰＭＭＡ、固体量９％）で被覆することで始めた。この厚さを約１．２ミクロ ンにした。このＰＭＭＡの硬化を１７０℃で３０分間行った。次に、このＰＭＭ ＡをＳｈｉｐｌｅｙ １４００−１７ポジ型フォトレジストで０．５ミクロンの 厚さに被覆した。このレジストの硬化を９０℃の空気中で２５分間行った。この １４００−１７を、１平方センチメートル当たり１００ｍＪの範囲のＵＶ光に露 光させた。この１４００−１７を、Ｓｈｉｐｌｅｙ ＭＦ３１２現像液と脱イオ ン水が２：１の組み合わせに６０秒間浸漬した。このフォトレジストを低パワー の酸素プラズマにさらして薄皮を除去した。２２０−２６０ｎｍの範囲の平行深 ＵＶ源を１平方センチメートル当たり１０Ｊで用いて、上記１４００−１７レジ ストが取り除かれている開放領域内のＰＭＭＡを露光させた。この露光させたＰ ＭＭＡの現像をトルエンを用いて４分間行った。 ここで露出したＨＴＳフィルムのエッチングをアルゴンイオンビームミリング で行った。エッチングで基質に溝を作り出す目的で、イオンビームミリング過程 を継続して基質のエッチングを１０ｎｍ／分の速度で行うことにより、その露出 した基質領域のエッチングを行った。この上 に記述した方法を正確に用いて、金の導電性金属ボンドをフォトリソグラフィー 的に限定し、そしてこれを、ＤＣまたはＲＦスパッタリングで上記ＨＴＳフィル ムに付着させた。金属とＨＴＳの接点の抵抗が低くなるように、限定された金属 バンプを有する基質のアニーリングを５１０℃で１時間行った。 このＨＴＳフィルム上に位置する金属接点にＡｕワイヤーボンドリード線を５ 本取り付けた。次に、このデバイスを液体窒素温度に冷却し、そしてこの螺旋イ ンダクタの中を通してピーク電流が１５Ａの電力を有するＤＣ、ＲＦまたは組み 合わせを伝送した。スピンコーティングを３０００ｒｐｍで３０秒間行うことに より、上記サンプルにテフロン（商標）ＡＦフィルムを１．７μｍ被覆した。次 に、このテフロン（商標）ＡＦで被覆したウエハーおよび螺旋構造物の後焼き付 けを２５０℃で３０分間行うことにより、それに入っている溶媒を追い出した。 この構造物を沸騰Ｈ₂Ｏに約２分間浸漬したが、パワーを運ぶ最大容量の低下 は全く生じなかった。テフロン（商標）ＡＦを除いた同じ構造物を沸騰Ｈ₂Ｏに に浸漬した結果、パワーを運ぶ能力が低下した。 実施例５ ＹＢａ₂ＣＵ₃Ｏ₇のエピタキシアル高温超伝導薄フィルムを２つの単結晶アル ミン酸ランタン基質に付着させた。軸外しマグネトロンスパッタリングを用い、 基質を６００から８００℃の範囲の温度に加熱して付着を行った。最終フィルム 厚は０．１から１ミクロンの範囲であった。 図２ａに示すようにサファイアを取り付けた誘電体の空洞部の端壁に上記フィ ルムを位置させた。このフィルムを高パワーで実験した時、無負荷時のクオリテ ィーファクター（Ｑ_o）は循環パワー（ｃｉｒｃｕｌ ａｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ）の関数としてそれが約１０⁴Ｗに到達するまで５０Ｋ の温度で相対的に平らであった。約３ｘ１０⁴Ｗにおいて、Ｑ_oは２ファクター悪 化した。図３のデータ点Ａを参照のこと。スピンコーティングを３０００ｒｐｍ で３０秒間行うことにより、上記サンプルにテフロン（商標）ＡＦフィルムを１ ．７μｍ被覆した。次に、このテフロン（商標）ＡＦで被覆したウエハーおよび 螺旋構造物の後焼き付けを２５０℃で３０分間行うことにより、溶媒を追い出し た。図２ｃに示すようにテフロン（商標）ＡＦ層を加えた全く同じ空洞部および フィルムは、図３のデータ点Ｃで示すように、Ｑ_oの悪化を全く起こすことなく ３ｘ１０⁴Ｗを取り扱うことができた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． パターン化した非晶質フルオロポリマーフィルムを製造する方法であっ て、 ａ）非晶質フルオロポリマーの連続フィルムを基質上に形成させ、 ｂ）この非晶質フルオロポリマーフィルムの表面を酸素プラズマにさらすことで 接着性を増進させ、 ｃ）この接着性を増進させた非晶質フルオロポリマーフィルム表面にフォトレジ スト層を上塗りし、 ｄ）化学放射線への画像様式露光で該フォトレジスト層に潜像パターンを作り出 し、 ｅ）この画像化したフォトレジスト層の現像を行うことで該非晶質フルオロポリ マーフィルム上にパターン化したフォトレジスト層を作り出し、 ｆ）反応性イオンエッチングまたはイオンビームエッチングによる該非晶質フル オロポリマーフィルムのエッチングをそのパターン化したフォトレジスト層を通 して行い、そして ｇ）任意に、有機溶媒を用いるか或は酸素プラズマエッチングでそのフォトレジ ストを除去する、 段階を含む方法。 ２． ａ）各々が支持体に付着している個別の高温超伝導薄フィルム２枚の間 に位置している誘電素子、および ｂ）共振器の構成要素を保持する手段および磁気双極子連結用手段を有 する外囲い、 を含む改良マイクロ波誘電共振器であって、該誘電素子と各高温超伝導フィルム の間に非晶質フルオロポリマーの層を位置させることを含む改 良を行ったマイクロ波誘電共振器。 ３． ａ）高温超伝導薄フィルムを含むシグナル層が上に付着している基質、 ｂ）このフィルム上に形成させた導電性金属コンタクトパッドを含む少 なくとも１つの接点、および ｃ）パターン化した誘電層を少なくとも１層、 含んでいて上記層が該高温超伝導フィルムを覆っていて該コンタクトパッドを露 出したままにしている改良高周波デバイスであって、非晶質フルオロポリマーを 誘電層として用いることを含む改良を行った高周波デバイス。 ４． 高温超伝導フィルムを不動態化する方法であって、それに非晶質フルオ ロポリマーの層を付着させることを含む方法。 ５． 該非晶質フルオロポリマーが４，５−ジフルオロ−２，２−ビス（トリ フルオロメチル）−１，３−ジオキソールとテトラフルオロエチレンのコポリマ ーである請求の範囲第１項の方法。 ６． 該基質または超伝導フィルムをYbACuO(123)，TlBaCaCuO(2212)，TlBaCa CuO(2223)，TlPbSrCaCuO(1212)，TlPbSrCaCuO(1223)またはBiSrCaCuO(2223)、か ら成る群から選択する請求の範囲第１項の方法。 ７． 該基質をアルミン酸ランタン、イットリウム安定化ジルコニア、サファ イア、石英、酸化マグネシウムおよびチタン酸ストロンチウムから成る群から選 択される支持体上に位置させる請求の範囲第１項の方法。 ８． 該非晶質フルオロポリマーが４，５−ジフルオロ−２，２−ビス（トリ フルオロメチル）−１，３−ジオキソールとテトラフルオロエチレンのコポリマ ーである請求の範囲第２項の共振器。 ９． 該基質または超伝導フィルムがYbACuO(123)，TlBaCaCuO(2212)，TlBaCa CuO(2223)，TlPbSrCaCuO(1212)，TlPbSrCaCuO(1223)またはBiSrCaCuO(2223).か ら成る群から選択される請求の範囲第２項の共振器。 １０． 該支持体がアルミン酸ランタン、イットリウム安定化ジルコニア、サ ファイア、石英、酸化マグネシウムおよびチタン酸ストロンチウムから成る群か ら選択される請求の範囲第２項の共振器。 １１． 該誘電素子が強誘電材料または反強誘電材料であり、そして共振周波 数の変化を引き起こす上記材料の誘電率の変化を起こさせることで該共振器の同 調をもたらす電場を上記材料内に樹立するコントロール回路を更に含む請求の範 囲第２項の共振器。 １２． 該非晶質フルオロポリマーが４，５−ジフルオロ−２，２−ビス（ト リフルオロメチル）−１，３−ジオキソールとテトラフルオロエチレンのコポリ マーである請求の範囲第３項のデバイス。 １３． 該基質または超伝導フィルムがYbACuO(123)，TlBaCaCuO(2212)，TlBa CaCuO(2223)，TlPbSrCaCuO(1212)，TlPbSrCaCuO(1223)またはBiSrCaCuO(2223)、 から成る群から選択される請求の範囲第３項のデバイス。 １４． 該基質がアルミン酸ランタン、イットリウム安定化ジルコニア、サフ ァイア、石英、酸化マグネシウムおよびチタン酸ストロンチウムから成る群から 選択される支持体上に位置している請求の範囲第３項のデバイス。 １５． 該非晶質フルオロポリマーが４，５−ジフルオロ−２，２−ビス（ト リフルオロメチル）−１，３−ジオキソールとテトラフルオロエチレンのコポリ マーである請求の範囲第４項の方法。 １６． 該基質または超伝導フィルムをYbACuO(123)，TlBaCaCuO(2212)，TlBa CaCuO(2223)，TlPbSrCaCuO(1212)，TlPbSrCaCuO(1223)またはBiSrCaCuO(2223)、 から成る群から選択する請求の範囲第４項の方法。