JPH02130968A - 超電導物質のパターン形成方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、電子回路などの電子装置等に使用さ
れる、パターン化された超電導体の形成方法に関する。

〔従来の技術及びその解決すべき課題〕超電導体を電子
回路などに使用すると、理想的な形態で高速信号を伝播
することができ、また抵抗による発熱がなく、従って熱
雑音による信号の振幅がなく、更に消費電力が小さいこ
となどからコンピュータの高密度化や小型化などへの応
用が検討されている。

従来より、各種形状の超電導体を基板等に形成すること
が行われており、このような形成方法として、例えば、
十分に粉砕した仮焼超電導体を電気泳動により導電性基
体上に電着し、次にその超電導体を本焼することにより
、大量生産性が良くしかも各種形状のものを形成できる
超電導体薄膜の形成方法が知られている（電気化学、コ
ミニュケーション、「電気泳動電着法を応用した各種形
状の超電導体の作製Ｊ、１９８８年４月発表）。

しかしながら、この方法では、単に電気泳動により超電
導体を導電性基体に電着しているだけなので、導電性基
体上に微細な形状のパターンを形成させることができな
い。そのため、これまで超電導体を利用する電子装置な
どに求められていた高集積化、高密度化を十分に達成す
ることができないなど問題となっていた。

〔発明の目的〕

従って、本発明の目的は、基板などの基体上に超電導体
の微細なパターンを形成することのできる、超電導体薄
膜のパターン形成方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結
果、電気泳動により導電性基体に超電導体を電着するこ
とにより、パターン化された超電導体層を形成する方法
において、前記電気泳動による電着の前にその導電性基
体にパターン化されたレジストを設け、これをマスクと
して導電性基体に超電導体材料を電着することにより、
上記目的を容易に達成できることを見出し、本発明に至
ったものである。

即ち、本発明は、 導電性基体にパターン化されたレジスト層を設け、 電気泳動により前記導電性基体に焼成した超電導体を、
前記パターン化されたレジスト層をマスクとして前記導
電性基体に電着することにより、パターン化された超電
導体層を形成し、次に、前記レジスト層を除去すること
を特徴とする超電導体のパターン形成方法に関する。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明に使用できる導電性基体は、少なくとも基体の表
面層が導電性を有するものをいい、例えば、基体自体が
導電性を有するか、又は基体に導電性を有する層を設け
ることにより形成されたものである。基体としては、精
密集積回路素子の製造に使用されるような基体、例えば
シリコンウェハーや、シリコン／二酸化シリコン被覆つ
ェハー更には、アルミニウムウェハーなどの半導体基板
が挙げられる。導電性を有する層としては、例えば、ア
ルミニウムや、白金−パラジウムなどからなる層が挙げ
られる。

なお、基体がアルミニウムウェハーの場合には導電性で
あるので、導電性層を形成する必要はない。

基体上に設けられる導電性層は、一般に金属又は合金を
蒸着することにより形成することができる。

導電性層の厚みは、通常０．０３〜０．１０μである。

０．０３μより薄い場合には、十分な導電性層が得にく
いという欠点が生じ、一方、０．１０μより厚い場合に
は導電性層形成に長時間を要することとなるので、好ま
しくない。

レジストとしては、通常、フォトレジストが使用され、
このようなフォトレジストに使用される感光性組成物と
しては、例えば、ナフトキノンジアジドエステル化物と
タレゾールノボラック樹脂とエチルセロソルブアセテー
トなどの溶剤とを含む感光性組成物などのポジ型感光性
組成物又は、例えば、環化ゴム（シス１．４−ポリブタ
ジェン環化物）及びビスアジドを含む感光性組成物など
のネガ型感光性組成物のどちらでもよい。なお、これ以
外のレジストとしては、電子ビーム用レジスト、Ｘ線レ
ジスト、イオンビーム用レジスト、口ｅｅｐ　ＵＶレジ
ストなども使用することができる。

ネガ型電子ビームレジストとして、例えばメタクリル酸
グリシジルとアクリル酸エチルとの共重合体などが挙げ
られる。

例えば、フォトレジスト層のパターン化は、上記の感光
性組成物からなる塗料を基体上にスピンナー、コーター
などの適当な塗布方法により塗布した後、後述するパタ
ーン化された超電導体のパターンに適合するようにマス
クを介して露光し、現像することにより、行うことがで
きる。

マスクによる露光には、コンタクト露光や、縮小撮影露
光など種々の露光方法が採用される。

感光性組成物の現像は、通常、ポジ型の場合にはアルカ
リ水溶液を使用して、またネガ型の場合にはキシレンな
どの溶剤を使用して行なわれる。

現像は、デイツプ（浸漬）方式でもパドル方式でもよい
。

このようにして現像して得られたフォトレジスト層には
、通常現像液が残るので、その現像液残渣を除去するた
めに、フォトレジスト層のリンス（ゆすぎ）が行われる
。

なお、必要により上記露光の前、現像後にそれぞれ、ソ
フトベーク（プリベーク）又はハードベーク（ポストベ
ーク）を行ってもよい。

ブリベータは通常、８０〜１２０℃で６０〜９０秒間行
われる。一方、ポジ型感光性組成物の場合には、アセト
ンに対する不溶化処理のために、ポストベークは通常、
１５０〜２５０℃で１〜５分間行われる。また、Ｄｅｅ
ｐ　ＬＩＶよる硬化を行ってもよい。

パターン化されたフォトレジスト層を有する導電性基体
には、次に超電導体の電気泳動電着を行う。

超電導体としては、例えば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系のよ
うなイツトリウム系や、Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系
のようなビスマス系、更にはＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−
０系のようなタリウム系などの超電導体が使用できる。

なお、ビスマス系及びタリウム系超電導体材料の場合に
は、イツトリウム系よりも更に高い臨界温度が得られる
。

焼成超電導体のパターン化する場合には、導電性基体に
設けられたパターン化されたフォトレジスト層をマスク
として、電気泳動法により焼成超電導体を導電性基体に
電着する。

電気泳動に付される焼成超電導体は、通常、仮焼して微
粉砕したもの又はこれを更に本焼して微粉砕したものが
使用される。なお、仮焼したものを電気泳動する場合に
は、形成した超電導体層を後で本焼することが必要であ
る。

仮焼は、一般に４５０〜９５０℃で、１０〜２７時間行
われる。

本焼は、一般に４５０〜９５０℃で、１〜２３時間行わ
れる。

電気泳動法による電着は、例えば、焼成された超電導体
材料をアセトンやプロピルアルコール、メチルイソブチ
ルケトン等の媒体中に懸濁又は分散し、この懸濁又は分
散液にパターン化されたフォトレジスト層を有する導電
性基体を浸漬し、白金などの金属を陽極とし、一方、導
電性基体を陰極として、例えば５０〜８００Ｖの電圧を
１０秒〜５分印加することにより行うことができる。

通常、上記懸濁液には沃素が加えられ、この沃素の量を
調整することにより、導電性基体と焼成超電導体層との
結合力を増大することができる。

好ましくは、沃素は懸濁又は分散液中に０．２〜１０ｇ
／ｌで配合される。

また、超電導体層の厚みは上記の電圧又は電解時間を調
整することにより、任意に設定することができる。通常
、超電導体層の厚みは３〜１００μ程度である。３μよ
り薄い場合には焼成超電導体の微粉化方法など問題とな
り易く、一方、１００μより厚い場合には微細パターン
とはならないので、好ましくないからである。

このようにして超電導体層を電着した導電性基体は、剥
離され、フォトレジスト層が除去される。

また、必要により、フォトレジスト層の除去を完全にす
るために、導電性基体をプラズマ・アッシング処理して
もよい。

なお、必要に応じて、形成した導電性基体から付与した
導電性層を除去してもよい。

図面により、本発明の好ましい例について説明する。

第１図は、本発明のパターン化された超電導体薄膜の好
ましい製造方法を示す図であり、Ａ−Ｅの順番でその製
造工程が示されている。即ち、シリコンウェハア−１に
蒸着により白金−パラジウムからなる導電性層２を形成
しく工程Ａ）、その導電性層２の上にマスクを使用して
パターン化されたフォトレジスト層３を形成しく工程Ｂ
）、微細なパターン化されたフォトレジスト層３を今度
はマスクとして微細なパターン化された超電導体層４を
形成しく工程Ｃ）、フォトレジスト層３を剥離しく工程
Ｄ）、そしてフォトレジスト層の下にある導電性層部分
２ａを除去（工程Ｅ）することからなっている。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明について更に詳細に説明する
。

実施例１ シリコンウェハーに白金−パラジウムの導電性層を蒸着
により形成した。次に、２．３．４−）リヒドロキシベ
ンゾフェノンのナフトキノンジアジド−５−スルホニル
エステル、１．３０ｇとクレゾールノボラック樹脂、５
ｇとをエチルセロソルブアセテート１５ｇに溶解し、０
．２μのミクロフィルターを用いて濾過することにより
ポジ型感光性組成物を調製し、これをスピンナーを用い
て上記導電性基体に塗布した。

塗布した感光性組成物は、−旦１００℃で９０秒間窒素
雰囲気下の対流オーブンでプリベークした後、マスクを
使用してｇ線（４３６ｎｍ）の光により縮小投影露光装
置を用いて露光し、次に２．３８％テトラメチルアンモ
ニウムヒドロオキシド水溶液により１分間現像を行った
。現像残渣を除去するだめに、３０秒間水洗によりリン
スを行い、乾燥した。

このようにして現像処理した基体を対流オーブンで更に
２４０℃で１〜２分間ポストベークすることにより、ア
セトンに対する不溶化処理を行った。

このようにして形成したパターン化されたフォトレジス
トを有する基体上に焼成超電導体を電気泳動により電着
した。

使用した焼成超電導体は、Ｙ２０ａ：ＢａＣＬ：Ｃｕ０
＝１：２：３で混合し、これを十分に粉砕及び混合した
後、８８０℃で１０時間仮焼した。この仮焼物０．５ｇ
を微粉砕し、沃素３００ｍｇとともに超音波洗浄器によ
りアセトン１００ｍ１に懸濁し、この懸濁液中に上記基
体を浸漬しながら、白金線を陽極とし、一方、導電性層
を陰極として１００〜３００ｖの電圧を３０秒間印加し
、更に得られた仮焼超電導体層を９４０℃で１時間本焼
して、超電導体のパターン化された薄層（約１０μ）を
形成した。

次に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びモルホリンの溶
液でフォトレジスト層を剥離し、更に、プラズマ・アッ
シングによりフォトレジスト層の除去の完全を期した。

このようにして形成した超電導体層は、電気化学「電気
泳動電着法を応用した各種形状の゛超電導体の作製」に
示されたのと同様のＸ線回折ノくターン、マイスナー効
果、更には約９０にの臨界温度が観察された。

このようにして得られた基体に形成された超電導体の薄
膜パターンは本発明のフォトレジスト層を使用しないも
のに比較して、微細に形成することができた。

実施例２ 以下の組成のネガ型感光性組成物を使用し、現像をキシ
レンを使用して行い、ボストベークをせず、更にフォト
レジスト層の剥離液として○−ジクロロベンゼン、テト
ラクロロエチレン、非イオン性フッ素界面活性剤を用い
ること以外は、実施例１と同様にして基体に超電導体薄
膜パターンを形成した。

ここで使用したポジ型感光性組成物は、シス−１，４−
ポリブタジェン環化物と２．６−ビス（４′−アジドベ
ンザル）シクロヘキサノンを３重量％及び２．６−ジー
ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールとフェニル−α−ナフチル
アミンをそれぞれ１重量％をキシレンに溶解することに
より調製した。

得られた超電導体パターンは極めて微細に表現すること
ができた。

実施例３ 仮焼超電導体を更に９４０℃で１時間本焼した後、微粉
砕したものを電気泳動により導電性層に電着し、また電
着後の本焼をしないこと以外は実施例１と同様にしてパ
ターン化された薄膜超電導体層を基体に形成した。

実施例１と同様の効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好ましい工程例を示す図である。 １・・・シリコンウェハ ３・・・フォトレジスト層 ２・・・導電性層 ４・・・超電導体層 第１図 Ｐｔ　−Ｐｄの除去 １、事件の表示 ２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係 昭和 昭和６３年特許願第２８５４０３号 超電導物質のパターン形成方法 １、明細書第６頁第２行の“シス１．４−ポリブタジェ
ン”を「シス−１，４−ポリブタジェン」と訂正する。 ２、同書第６頁下から３行の“撮影”を「投影」と訂正
する。 ３、同書第１４頁第２行の“ポジ”　「ネガ」と訂正す
る。 ４６　　同書第１４頁第３行の“ポリブタジェン”を「
ポリブタジェン」と訂正する。 富士写真フィルム株式会社 ４、代 ５、補正命令の日付 ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 導電性基体にパターン化されたレジスト層を設け、 電気泳動により前記導電性基体に焼成した超電導体を、
   前記パターン化されたレジスト層をマスクとして前記導
   電性基体に電着することにより、パターン化された超電
   導体層を形成し、次に、前記レジスト層を除去する、 ことを特徴とする超電導体のパターン形成方法。