エッチング処理装置
【課題】 単純な構造でかつ被処理膜内のエッチング量の均一性およびエッチングの異方性を向上させたエッチング処理装置を提供する。
【解決手段】 エッチング液１１が満たされたエッチング槽１２と、エッチング槽１２の底部１２ａに設けられたホットプレート１３と、液面１１ａ付近に設けられた冷却器１４と、被処理面１５ａを下方に向けてエッチング液１１に浸漬された基板１５を保持する基板保持具１６等から構成される。ホットプレートによりエッチング液を第１液温に加熱し、冷却器１４により液面１１ａ付近のエッチング液１１を第１液温よりも低い第２液温に設定することで、エッチング液１１の対流を生ぜしめ、上昇する一様なエッチング液の流れを被処理面１５ａに接触させる。
【解決手段】 エッチング液１１が満たされたエッチング槽１２と、エッチング槽１２の底部１２ａに設けられたホットプレート１３と、液面１１ａ付近に設けられた冷却器１４と、被処理面１５ａを下方に向けてエッチング液１１に浸漬された基板１５を保持する基板保持具１６等から構成される。ホットプレートによりエッチング液を第１液温に加熱し、冷却器１４により液面１１ａ付近のエッチング液１１を第１液温よりも低い第２液温に設定することで、エッチング液１１の対流を生ぜしめ、上昇する一様なエッチング液の流れを被処理面１５ａに接触させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエッチング処理装置に係り、特にエッチング槽のエッチング液に温度差を与えて生じた対流によりエッチングを促進するエッチング処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信システムの高速に伴い、常伝導導体よりも表面抵抗が小さく、周波数分散性が非常に小さい超伝導材料を用いたマイクロ波デバイス、例えば、超伝導フィルタや、超伝導ミキサ、超伝導配線等の研究が進められている。
【０００３】
例えば、通信基地に用いられる超伝導フィルタでは、低損失でかつ１０Ｗ程度の高パワーを取り扱えるフィルタが求められる。また、超伝導配線では素子の微細化に伴い、パターン精度の良好な微細配線が求められている。
【０００４】
このようなマイクロ波デバイスは、単結晶基板上に結晶成長した厚膜の酸化物高温超伝導体膜、例えばＹＢＣＯ膜が用いられ、ＹＢＣＯ膜をウェットエッチング法によりエッチングすることで、マイクロストリップフィルタや配線層を形成している。ＹＢＣＯ膜の形状はマイクロストリップフィルタや配線層の特性に大きく影響を及ぼすので、厚膜のＹＢＣＯ膜を精度良くエッチングすることが求められている。
【０００５】
ウェハの片面をウェットエッチング法により処理する枚葉式のエッチング処理装置が提案されている（特許文献１参照。）。かかるエッチング処理装置は、水平に保持したウェハに供給口からのエッチング液を仕切り板により案内しオーバーフローさせ、あるいはスプレーにより噴射して、被処理面にエッチング液を接触させる。ウェハを回転および横方向に振動させることでウェハ面内のエッチング量の均一性を図るものである。
【特許文献１】特開平５−３２６４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記エッチング処理装置では、仕切り板からオーバーフローしたエッチング液はそのすぐ横の戻り室を介して回収される。このような構成では、ウェハの被処理面は、戻り室が設けられた位置では接触するエッチング液量が、仕切り板が設けられた位置よりも極めて少なく、ウェハを横方向に振動あるいは回転させても、エッチング量にバラツキが増大するおそれが高い。また、スプレーを用いた手法でも、スプレーの噴射によりエッチング液に接触する被処理面のバラツキが生じ易いおそれが高い。
【０００７】
また、エッチング処理装置は機構が複雑化し大規模となり、装置コストの増大や保守作業の長時間化等で、製造コストが増大してしまう。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、単純な構造でかつ被処理膜内のエッチング量の均一性およびエッチングの異方性を向上させたエッチング処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によれば、エッチング液が充填されるエッチング槽と、前記エッチング槽の底部に配設され、該底部近傍のエッチング液を第１の温度に加熱する加熱手段と、前記エッチング液の液面付近に配設され、液面付近のエッチング液を前記第１の温度よりも低い第２の温度に冷却する冷却手段と、基板を略水平に保持すると共に、該基板の被処理面を下方に向けてエッチング液に浸漬する基板保持手段と、を備え、前記第１の温度と第２の温度との温度差により生じたエッチング液の流れを被処理面に接触させてエッチングを行うエッチング処理装置が提供される。
【００１０】
本実施の形態によれば、エッチング槽の底部近傍のエッチング液を第１の温度に設定し、液面付近のエッチング液を第１の温度よりも低い第２の温度に設定することで、エッチング液の対流を生じさせる。この対流により、エッチング槽の底部から液面方向へ上昇するエッチング液の一様な流れが基板の被処理面に接触する。この流れの一様性および方向性により、被処理面のエッチング量の均一性が向上し、また、エッチングの異方性が高まり、オーバーエッチングを抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、単純な構造でかつ被処理膜内のエッチング量の均一性およびエッチングの異方性を向上し、オーバーエッチング量の抑制を図るエッチング処理装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図面を参照しつつ実施の形態を説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るエッチング処理装置の模式的構成図である。図１を参照するに、エッチング処理装置１０は、エッチング液１１が満たされたエッチング槽１２と、エッチング槽１２の底部１２ａに設けられたホットプレート１３と、液面１１ａ付近に設けられた冷却器１４と、被処理面１５ａを下方に向けてエッチング液１１に浸漬された基板１５を保持する基板保持具１６等から構成される。
【００１４】
エッチング槽１２は上面が開口し、エッチング液１１が満たされる内壁の形状は、特に限定されないが、例えば、直方体形状あるいは円柱形状となっている。エッチング槽の底部は、円形または楕円形の形状を有することが好ましい。後述するように、エッチング液の温度差により対流が生じ、液面付近で冷却されたエッチング液が側壁面に沿って下降し、底部では中央に向かって流れ、ホットプレートで均一に加熱される。
【００１５】
ホットプレート１３はエッチング槽１２の底部１２ａのエッチング液１１を所望の温度に加熱する。ホットプレート１３には温度制御装置１８が接続され、温度制御装置１８からホットプレート１３に加熱のための電力が供給される。温度制御装置１８には、エッチング槽１２の底部１２ａのエッチング液１１の液温（第１液温）を測定する温度センサ１９が接続され、設定された液温と実際の液温との偏差に基づいて温度制御装置１８からホットプレート１３に電力が供給され、第１液温が制御される。
【００１６】
ホットプレート１３は、エッチング槽１２の底部１２ａの全体に接触するように設けてもよく、底部の一部に接触するように設けてもよい。特に、ホットプレート１３は、側壁１２ｂから離隔すると共に底部１２ａの中央付近に接触するように設けることが好ましい。このように配置することで、底部１２ａの側壁１２ａ付近を加熱しないことで、側壁１２ｂに沿って下降するエッチング液１１の流れを促進する。さらにホットプレート１３は、対向して配置される基板１５とほぼ同軸に配置され、底部１２ａを加熱する面積が基板よりも大きいことが好ましい。例えば、基板１５およびホットプレート１３が円形の場合は、両者の中心がほぼ同軸状にあり、基板１５の直径よりもホットプレート１３の直径（底部１２ａに接触して加熱する部分の直径）が大きい方が好ましい。加熱されて上昇するエッチング液１１の範囲が基板１５面よりも広い範囲となり、エッチング量が均一となる。
【００１７】
冷却器１４は、エッチング槽１２の側壁１２ｂの外側にエッチング槽１２を周回するように設けられた冷却管１４ａからなり、冷却管１４ａを流れる冷却水を供給する冷却水供給器２０が接続されている。冷却水供給器２０は、例えば０℃に冷却した冷却水を、配管を通じて冷却器１４に供給すると共に、温められた冷却水を回収し、例えばコンプレッサと熱交換器により再び冷却する。さらに、冷却水供給器２０に、エッチング液１１の液面１１ａ付近の液温（第２液温）を測定する温度センサ２１が接続し、温度センサ２１が検知した第２液温と所望の液温との偏差に応じて、冷却水の温度あるいは流量を制御して液温を制御してもよい。
【００１８】
基板保持具１６は、基板１５を水平に把持して基板１５の被処理面１５ａを下向きになるようにしてエッチング液１１に浸漬する。基板保持具１６は、基板１５を上下方向（図１に示すＺ方向。）に位置を制御可能であり、例えば、被処理面１５ａが冷却器１４とほぼ同じ高さ位置に保持される。
【００１９】
また、基板保持具１６は、基板１５を両回転方向に回転可能な回転駆動部２２が接続される。回転駆動部２２は、基板１５の中心を通りかつ基板面に垂直な軸の周りに基板１５を回転させる。基板１５をこのように回転させることにより、被処理面１５ａに接触したエッチング液１１の基板１５中央付近から外側への流れが促進され、被処理面１５ａに接触する横方向への流れを促進して、エッチング量を一層の均一化を図る。基板１５の回転数は、１５ｒｐｍ〜６０ｒｐｍの範囲に設定することが好ましい。なお、回転駆動部２２は設けても、設けなくてもよい。
【００２０】
エッチング処理を行う被処理膜１５ｂの表面にはパターニングされたレジスト膜１５ｃが形成され、レジスト膜１５ｃをマスクとしてエッチング液１１が被処理膜１５ｂに接触し、被処理膜１５ｂが溶解される。
【００２１】
被処理膜１５ｂは特に限定されないが、ここでは、被処理膜１５ｂとして、酸化物超伝導材料、例えば、単結晶のＹＢＣＯ（ＢａＹＣｕ3Ｏ7-δ）膜やＢＫＢＯ（Ｂａ1-xＫxＢｉＯ3）膜を用いる。
【００２２】
また、基板１５は特に限定されないが、単結晶のＹＢＣＯ膜やＢＫＢＯ膜を形成するために、例えば、ＭｇＯ基板や、Ａｌ2Ｏ3（サファイヤ）基板、シリコン基板上にＡｌ2Ｏ3（サファイヤ）や、Ｙ安定化ジルコニア、ＭｇＡｌ2Ｏ4、ＣｅＯ2、ＭｇＯ等のバッファ層を形成したものを用いる。
【００２３】
エッチング液１１は特に限定されないが、ここでは一例として、エッチング液１１の溶質材料としてエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を用い、溶媒として水を用いる。エチレンジアミン四酢酸の水溶液は弱酸性を示しＹＢＣＯ膜を溶解する。ＥＤＴＡは、エッチングによるＹＢＣＯ膜の表面付近や基板表面に与える損傷の程度がリン酸よりも少なく良好である。被処理膜１５ｂとして酸化物超伝導材料を用いる場合は、ＥＤＴＡの他に、クエン酸、酢酸を用いてもよい。
【００２４】
また、エッチング液１１の溶質材料は、エッチング液１１の濃度を飽和させる量よりも多く添加することが好ましく、例えば、エッチング槽１２の底部１２ａに堆積する程度の溶質材料２３の量を添加する。このことにより、エッチング液１１の濃度を一定に保持できる。さらに、加熱されて上昇するエッチング液１１の濃度を過飽和することで、被処理膜１５ｂのエッチング速度を増加させることができる。なお、溶質材料の添加量は、エッチング処理中に総ての溶質材料２３が溶解しない程度であればよい。
【００２５】
次に本実施の形態に係るエッチング処理装置１０の作用を説明する。
【００２６】
ホットプレート１３の温度制御装置１８により第１液温を設定し、エッチング槽１２の底部１２ａ付近のエッチング液１１をホットプレート１３により加熱する。そして、冷却水供給器２０に第２液温（例えば５０℃）に設定し、冷却器１４により液面１１ａ付近を冷却する。このようにすることで、エッチング槽１２の底部１２ａと液面１１ａ付近でエッチング液１１に温度差が生じる。温度差に起因して、エッチング槽１２の底部１２ａのエッチング液１１が上昇し、被処理面１５ａに接触する。エッチング液１１は被処理膜１５ｂを浸食しながら被処理面１５ａに沿って中央部から横方向外側に流れる。エッチング液１１は冷却器１４によりさらに冷却され、エッチング槽１２の側壁１２ｂに沿って下方に流れ、エッチング槽１２の底部１２ａに達し、再びホットプレート１３により加熱される。すなわち、エッチング液１１の流れは、おおよそエッチング槽１２の底部１２ａ→被処理面１５ａ→側壁１２ｂ→底部１２ａとなる。エッチング液１１はホットプレート１３により均一に加熱されているので、ポンプ等で強制的に流れを形成した場合よりも、上昇する流れは一様となる。その一様な流れが被処理面１５ａに接触するので、被処理面１５ａ内のエッチング量が均一となり、流れの方向が上方向なので、被処理面とほぼ垂直となる。その結果、エッチングの異方性が高まり、オーバーエッチングを抑制できる。
【００２７】
第１液温および第２液温はエッチング液１１、被処理膜１５ｂの種類に応じて適宜選択されるが、例えば、十分な対流を生じさせるためには、液温差（＝第１液温−第２液温）は２０℃〜４０℃の範囲に設定することが好ましい。
【００２８】
本実施の形態によれば、エッチング槽１２の底部１２ａのエッチング液１１を第１液温に設定し、液面１１ａ付近のエッチング液１１を第１液温よりも低い第２液温に設定することで、エッチング液１１を底部１２ａから液面１１ａ方向へ上昇する流れを生じさせ、被処理面１５ａに接触させる。エッチング液１１の一様な流れにより被処理面１５ａ内でのエッチング量の均一性およびエッチングの異方性を高めることができる。
【００２９】
なお、図示を省略しているが、エッチング槽１２には、エッチング液１１の更新あるいは水などを補給するための、予備タンク、ポンプ、および配管等からなる給排液部を設けてもよい。
【００３０】
また、ホットプレート１３は、エッチング槽の底部１２ａに接触させているが、例えば、耐蝕性および耐水性を有するヒータ、例えば、電熱線をフッ素樹脂で絶縁したヒータをエッチング液に浸漬し、エッチング槽の底部１２ａに配置してもよい。また、ホットプレート１３のかわりに公知の加熱装置を用いてもよい。冷却器１４は、水の他、油を冷媒として用いてもよく、フロン代替ガスのようなガスを冷媒としてもよい。
【００３１】
次に本実施の形態に係る実施例および本発明によらない比較例を説明する。
【００３２】
［実施例］
実施例として、図１に示すエッチング処理装置１０にＥＤＴＡ水溶液を満たし、エッチング槽の底部の液温（第１液温）を８０℃、液面１１ａ付近の液温（第２液温）を５０℃とした。ＥＤＴＡは過剰に添加し、エッチング槽の底部に残留するようにした。また、ＭｇＯの基板（直径５０ｍｍ）上に被処理膜として膜厚１μｍのＹＢＣＯ膜を形成し、被処理膜の表面に線幅５００μｍのレジスト膜を１０ｍｍ間隔で形成した。この基板をエッチング液に浸漬し、３分間の処理時間でレジスト膜に覆われた以外のＹＢＣＯ膜を除去した。次いでレジスト膜を除去し、得られたＹＢＣＯ膜の線幅を任意に９点測定し、その平均線幅は４９８μｍ、標準偏差は１μｍであった。
【００３３】
［比較例］
本発明によらない比較例として、図２に示すエッチング処理装置を用いて、実施例と同様の基板のエッチング処理を行った。
【００３４】
図２は、本発明によらない比較例に用いたエッチング処理装置の模式的構成図である。図２を参照するに、エッチング処理装置１００は、エッチング槽１０１の底部１０１ａにホットプレートが設けられ、エッチング槽１０１中には実施例１と同様のＹＢＣＯ膜１５ｂおよびレジスト膜１５ｃを形成した基板１５が被処理面を上にして配置されている。エッチング液の液温を８０℃とした。ＥＤＴＡは過剰に添加し、基板１５の被処理面およびエッチング槽の底部１０１ａに残留するようにした。
【００３５】
基板１５をエッチング液１１に浸漬し、１０分間の処理時間でレジスト膜１５ｃに覆われた以外のＹＢＣＯ膜を除去した。次いでレジスト膜を除去し、得られたＹＢＣＯ膜の線幅を任意に９点測定し、その平均線幅は４９２μｍ、標準偏差は３μｍであった。
【００３６】
以上により、比較例ではレジスト膜の線幅５００μｍに対して、エッチング後のＹＢＣＯ膜の線幅は４９２μｍであり、オーバーエッチング量（レジスト膜の線幅に対するＹＢＣＯ膜の線幅の後退量）が８μｍであった。これに対し、実施例では、オーバーエッチング量が２μｍであり、オーバーエッチングが抑制されていることが分かる。
【００３７】
また、比較例のエッチング処理時間が１０分に対して、実施例のエッチング処理時間が３分であるので、エッチング速度が３．３倍になっていることが分かる。
【００３８】
なお、さらに、本願発明者の検討によれば、比較例のエッチング液の液温を上昇させて、実施例と同程度のエッチング速度とした場合であっても、オーバーエッチング量は実施例よりも大きくなることが認められている。
【００３９】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係るエッチング処理装置の模式的構成図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４０】
図３を参照するに、エッチング処理装置３０は、エッチング液１１が満たされたエッチング槽１２と、エッチング槽１２の底部１２ａに設けられたホットプレート１３と、液面１１ａ付近に設けられた冷却器１４と、液面１１ａからエッチング液に浸漬された冷却器３１と、被処理面１５ａを下方に向けてエッチング液１１に浸漬された基板１５を保持する基板保持具１６等から構成される。エッチング処理装置３０は、冷却器３１以外は第１の実施の形態に係るエッチング処理装置とほぼ同様に構成される。
【００４１】
冷却器３１は、金属板３１ａとその表面に巻回して設けられた冷却管３１ｂからなり、冷却管３１ｂには冷却水供給器３２から冷却水が供給される。冷却器３１は、冷却水により冷却された金属板３１ａをエッチング液に浸漬することで、液面１１ａ付近のエッチング液を冷却することができ、液面１１ａ付近の液温分布を一様化し、エッチング液の対流を一層生じ易くする。冷却器３１は、エッチング槽の側壁に設けられた冷却器１４と併用してもよく、冷却器３１のみを用いてもよい。冷却水供給器３２は、第１の実施の形態と略同様であり、冷却水の循環系が２系統である以外は同様である。
【００４２】
本実施の形態によれば、冷却器３１を設けることで、液面１１ａ付近の液温を一層一様化し、エッチング槽の底部から上昇するエッチング液の流れを促進し、その結果、エッチング速度を向上することができる。
【００４３】
（第３の実施の形態）
図４（Ａ）は本発明の第３の実施の形態に係る電子装置の製造方法により形成された高周波デバイスの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。なお、金属筐体の上面カバーは図示を省略している。
【００４４】
図４（Ａ）および（Ｂ）を参照するに、高周波デバイス４０は、金属筐体４１と、金属筐体４１の両側に設けられた同軸コネクタ４２ａ、４２ｂと、金属筐体４１内に配置され、誘電体基板４３、誘電体基板４３上にミアンダパターン状に形成された超伝導配線４４、誘電体基板４３の裏面に形成された超伝導接地膜４６、およびその表面を覆う接地電極膜４８からなる遅延回路構成体４９と、接地電極膜４８と金属筐体４１とを電気的に接触させるＩｎ膜４７と、遅延回路構成体４９を金属筐体４１に板バネ等を用いて固定する固定部材４５等から構成される。高周波デバイス４０は、超伝導配線４４が遅延回路を形成しており、超伝導配線４４および超伝導接地膜４６の転移温度以下に冷却して超伝導状態にすることで、高周波においても伝搬速度が低下せず、かつ低損失という特徴を有する。
【００４５】
次に高周波デバイス４０を構成する遅延回路構成体４９の製造方法を図５（Ａ）〜（Ｄ）を参照しつつ説明する。図５（Ａ）〜（Ｄ）は、第３の実施の形態に係る電子装置の製造工程図である。図５（Ａ）〜（Ｄ）は、高周波デバイス４０の遅延回路構成体４９の１個分の断面図を示している。
【００４６】
最初に、図５（Ａ）の工程では、誘電体基板４３の両面に酸化物超伝導体膜を結晶成長させる。具体的には、誘電体基板４３として例えば２インチウェハのＭｇＯ単結晶基板に、スパッタ法、真空蒸着法、電子線エピタキシ法、エキシマレーザによるＰＬＤ法等を用いて、例えば厚さ１μｍのＹＢＣＯ膜からなる超伝導配線膜４４ａおよび超伝導接地膜４６を形成する。なお、ＭｇＯ単結晶基板は２インチウェハに限定されず、より大きな直径のウェハを用いてもよい。
【００４７】
次いで、図５（Ｂ）の工程では、超伝導配線膜４４ａおよび超伝導接地膜４６の表面を覆うレジスト膜５０、５１を形成し、次いで、超伝導配線膜４４ａ上のレジスト膜５０をフォトリソグラフィ法によりミアンダパターンのレジスト膜５０が残留するように開口部５０ａを形成する。
【００４８】
次いで、図５（Ｃ）の工程では、図１に示すエッチング処理装置を用いてレジスト膜５０をマスクとして超伝導配線膜４４ａをエッチングし、超伝導配線４４を形成する。具体的には、第１の実施の形態に説明したように、エッチング液としてＥＤＴＡを過剰に添加したＥＤＴＡ水溶液を使用し、エッチング槽にはホットプレートによりエッチング槽の底部の液温を例えば８０℃に設定し、冷却器により液面付近の液温を５０℃に設定する。図５（Ｂ）の構造体を、パターニングされたレジスト膜５０および超伝導配線膜４４ａを下方に向けて基板保持具に取り付け、エッチング液の液面付近で構造体全体を浸漬させる。浸漬時間は例えば４８０秒〜６００秒とする。
【００４９】
図５（Ｃ）の工程ではさらに、超伝導配線４４が形成された構造体を水で洗浄して残留するＥＤＴＡを除去し、次いでレジスト膜５０、５１を除去する。
【００５０】
次いで、図５（Ｄ）の工程では、超伝導接地膜４６を覆うように、スパッタ法や、真空蒸着法によりＡｇ膜、Ｐｄ膜、およびＣｒ膜を順次堆積して接地電極膜４８を形成する。
【００５１】
次いで、図５（Ｄ）の工程の後に、図示を省略するが、誘電体基板４３をダイシングにより各々の遅延回路構成体４９に切り出し、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、金属筐体４１内に遅延回路構成体４９を、接地電極膜４８がＩｎ膜と接するようにして固定部材により固定し、超伝導配線４４の両端と同軸コネクタ４２ａ、４２ｂの芯線とを電気的に接続する。次いで、金属筐体４１の上面カバー（不図示）を固定して高周波デバイス４０が完成する。
【００５２】
本実施の形態によれば、超伝導配線膜４４ａのエッチングを第１の実施の形態に係るエッチング処理装置を用いているので、エッチング量の均一性およびエッチングの異方性が良好であり、超伝導配線４４のオーバーエッチングが抑制されている。したがって、誘電体基板４３上に形成された複数の超伝導配線４４の寸法のバラツキが抑制されると共に、一本の超伝導配線４４内の線幅のバラツキを抑制できる。その結果、特性の揃った高周波デバイスを形成できる。
【００５３】
また、本実施の形態によれば、エッチング処理による、超伝導配線４４のＹＢＣＯ膜および誘電体基板４３の表面の損傷が抑制されているので、高周波伝送における表面抵抗の増大が抑制され、一層の低損失の超音波デバイスを形成できる。
【００５４】
なお、エッチング処理において、誘電体基板４３を回転させてもよく、図３に示すエッチング処理装置を用いてもよい。
【００５５】
以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００５６】
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） エッチング液が充填されるエッチング槽と、
前記エッチング槽の底部に配設され、該底部近傍のエッチング液を第１の温度に加熱する加熱手段と、
前記エッチング液の液面付近に配設され、液面付近のエッチング液を前記第１の温度よりも低い第２の温度に冷却する冷却手段と、
基板を略水平に保持すると共に、該基板の被処理面を下方に向けてエッチング液に浸漬する基板保持手段と、を備え、
前記第１の温度と第２の温度との温度差により生じたエッチング液の流れを被処理面に接触させてエッチングを行うことを特徴とするエッチング処理装置。
（付記２） 前記エッチング液の溶質材料が過飽和に添加されてなることを特徴とする付記１記載のエッチング処理装置。
（付記３） 前記冷却手段は、エッチング液の液面付近のエッチング槽の側壁面に配設されてなる冷却器と、該冷却器に冷却水を供給する冷却水供給装置とからなることを特徴とする付記１または２記載のエッチング処理装置。
（付記４） 前記冷却手段は、エッチング液の液面に浸漬された冷却器と、該冷却器に冷却水を供給する冷却水供給装置とからなることを特徴とする付記１または２記載のエッチング処理装置。
（付記５） 前記基板保持手段は、基板を回転させる回転駆動手段を備えることを特徴とする付記１〜４のうち、いずれか一項記載のエッチング処理装置。
（付記６） 前記加熱手段は、エッチング槽の底部の略中央に配設されると共に、エッチング槽の側壁から離隔して配設されてなることを特徴とする付記１〜５のうち、いずれか一項記載のエッチング処理装置。
（付記７） 前記エッチング槽は底部が円形または楕円形の形状を有することを特徴とする付記１〜６のうち、いずれか一項記載のエッチング処理装置。
（付記８） 前記被処理面は酸化物超伝導材料からなり、前記エッチング液の溶質材料がエチレンジアミン四酢酸、クエン酸、酢酸のいずれかであることを特徴とする付記１〜７のうち、いずれか一項記載のエッチング処理装置。
（付記９） 誘電体基板の一方の面に配設された超伝導配線と、誘電体基板の他方の面に配設された超伝導接地膜とを有する配線構成体とを備える電子装置の製造方法であって、
前記誘電体基板の一方の面に超伝導材料からなる超伝導配線膜を形成する工程と、
前記誘電体基板の他方の面に超伝導材料からなる超伝導接地膜を形成する工程と、
前記超伝導配線膜および超伝導接地膜の表面にレジスト膜を形成し、超伝導配線膜上のレジスト膜をパターニングする工程と、
前記レジスト膜をマスクとして超伝導配線膜をエッチングする工程とを備え、
前記エッチングする工程は、付記１〜８のうち、いずれか一項記載のエッチング処理装置を用いて、超伝導配線膜をエッチングして超伝導配線を形成することを特徴とする電子装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るエッチング処理装置の模式的構成図である。
【図２】本発明によらない比較例に用いたエッチング処理装置の模式的構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るエッチング処理装置の模式的構成図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第３の実施の形態に係る電子装置の製造方法により形成された超伝導フィルタの分解平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は第３の実施の形態に係る電子装置の製造工程図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０、３０ エッチング処理装置
１１ エッチング液
１２ エッチング槽
１２ａ エッチング槽の底部
１２ｂ エッチング槽の側壁
１３ ホットプレート
１４、３１ 冷却器
１４ａ、３１ｂ 冷却管
１５ 基板
１６ 基板保持具
１８ 温度制御装置
１９、２１ 温度センサ
２０、３２ 冷却水供給器
２２ 回転駆動部
２３ 溶質材料
３１ａ 金属板
４０ 高周波デバイス
４１ 金属筐体
４２ａ、４２ｂ 同軸コネクタ
４３ 誘電体基板
４４ 超伝導配線
４４ａ 超伝導配線膜
４５ 固定部材
４６ 超伝導接地膜
４７ Ｉｎ膜
４８ 接地電極膜
４９ 遅延回路構成体
５０、５１ レジスト膜
【技術分野】
【０００１】
本発明はエッチング処理装置に係り、特にエッチング槽のエッチング液に温度差を与えて生じた対流によりエッチングを促進するエッチング処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信システムの高速に伴い、常伝導導体よりも表面抵抗が小さく、周波数分散性が非常に小さい超伝導材料を用いたマイクロ波デバイス、例えば、超伝導フィルタや、超伝導ミキサ、超伝導配線等の研究が進められている。
【０００３】
例えば、通信基地に用いられる超伝導フィルタでは、低損失でかつ１０Ｗ程度の高パワーを取り扱えるフィルタが求められる。また、超伝導配線では素子の微細化に伴い、パターン精度の良好な微細配線が求められている。
【０００４】
このようなマイクロ波デバイスは、単結晶基板上に結晶成長した厚膜の酸化物高温超伝導体膜、例えばＹＢＣＯ膜が用いられ、ＹＢＣＯ膜をウェットエッチング法によりエッチングすることで、マイクロストリップフィルタや配線層を形成している。ＹＢＣＯ膜の形状はマイクロストリップフィルタや配線層の特性に大きく影響を及ぼすので、厚膜のＹＢＣＯ膜を精度良くエッチングすることが求められている。
【０００５】
ウェハの片面をウェットエッチング法により処理する枚葉式のエッチング処理装置が提案されている（特許文献１参照。）。かかるエッチング処理装置は、水平に保持したウェハに供給口からのエッチング液を仕切り板により案内しオーバーフローさせ、あるいはスプレーにより噴射して、被処理面にエッチング液を接触させる。ウェハを回転および横方向に振動させることでウェハ面内のエッチング量の均一性を図るものである。
【特許文献１】特開平５−３２６４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記エッチング処理装置では、仕切り板からオーバーフローしたエッチング液はそのすぐ横の戻り室を介して回収される。このような構成では、ウェハの被処理面は、戻り室が設けられた位置では接触するエッチング液量が、仕切り板が設けられた位置よりも極めて少なく、ウェハを横方向に振動あるいは回転させても、エッチング量にバラツキが増大するおそれが高い。また、スプレーを用いた手法でも、スプレーの噴射によりエッチング液に接触する被処理面のバラツキが生じ易いおそれが高い。
【０００７】
また、エッチング処理装置は機構が複雑化し大規模となり、装置コストの増大や保守作業の長時間化等で、製造コストが増大してしまう。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、単純な構造でかつ被処理膜内のエッチング量の均一性およびエッチングの異方性を向上させたエッチング処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によれば、エッチング液が充填されるエッチング槽と、前記エッチング槽の底部に配設され、該底部近傍のエッチング液を第１の温度に加熱する加熱手段と、前記エッチング液の液面付近に配設され、液面付近のエッチング液を前記第１の温度よりも低い第２の温度に冷却する冷却手段と、基板を略水平に保持すると共に、該基板の被処理面を下方に向けてエッチング液に浸漬する基板保持手段と、を備え、前記第１の温度と第２の温度との温度差により生じたエッチング液の流れを被処理面に接触させてエッチングを行うエッチング処理装置が提供される。
【００１０】
本実施の形態によれば、エッチング槽の底部近傍のエッチング液を第１の温度に設定し、液面付近のエッチング液を第１の温度よりも低い第２の温度に設定することで、エッチング液の対流を生じさせる。この対流により、エッチング槽の底部から液面方向へ上昇するエッチング液の一様な流れが基板の被処理面に接触する。この流れの一様性および方向性により、被処理面のエッチング量の均一性が向上し、また、エッチングの異方性が高まり、オーバーエッチングを抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、単純な構造でかつ被処理膜内のエッチング量の均一性およびエッチングの異方性を向上し、オーバーエッチング量の抑制を図るエッチング処理装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図面を参照しつつ実施の形態を説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るエッチング処理装置の模式的構成図である。図１を参照するに、エッチング処理装置１０は、エッチング液１１が満たされたエッチング槽１２と、エッチング槽１２の底部１２ａに設けられたホットプレート１３と、液面１１ａ付近に設けられた冷却器１４と、被処理面１５ａを下方に向けてエッチング液１１に浸漬された基板１５を保持する基板保持具１６等から構成される。
【００１４】
エッチング槽１２は上面が開口し、エッチング液１１が満たされる内壁の形状は、特に限定されないが、例えば、直方体形状あるいは円柱形状となっている。エッチング槽の底部は、円形または楕円形の形状を有することが好ましい。後述するように、エッチング液の温度差により対流が生じ、液面付近で冷却されたエッチング液が側壁面に沿って下降し、底部では中央に向かって流れ、ホットプレートで均一に加熱される。
【００１５】
ホットプレート１３はエッチング槽１２の底部１２ａのエッチング液１１を所望の温度に加熱する。ホットプレート１３には温度制御装置１８が接続され、温度制御装置１８からホットプレート１３に加熱のための電力が供給される。温度制御装置１８には、エッチング槽１２の底部１２ａのエッチング液１１の液温（第１液温）を測定する温度センサ１９が接続され、設定された液温と実際の液温との偏差に基づいて温度制御装置１８からホットプレート１３に電力が供給され、第１液温が制御される。
【００１６】
ホットプレート１３は、エッチング槽１２の底部１２ａの全体に接触するように設けてもよく、底部の一部に接触するように設けてもよい。特に、ホットプレート１３は、側壁１２ｂから離隔すると共に底部１２ａの中央付近に接触するように設けることが好ましい。このように配置することで、底部１２ａの側壁１２ａ付近を加熱しないことで、側壁１２ｂに沿って下降するエッチング液１１の流れを促進する。さらにホットプレート１３は、対向して配置される基板１５とほぼ同軸に配置され、底部１２ａを加熱する面積が基板よりも大きいことが好ましい。例えば、基板１５およびホットプレート１３が円形の場合は、両者の中心がほぼ同軸状にあり、基板１５の直径よりもホットプレート１３の直径（底部１２ａに接触して加熱する部分の直径）が大きい方が好ましい。加熱されて上昇するエッチング液１１の範囲が基板１５面よりも広い範囲となり、エッチング量が均一となる。
【００１７】
冷却器１４は、エッチング槽１２の側壁１２ｂの外側にエッチング槽１２を周回するように設けられた冷却管１４ａからなり、冷却管１４ａを流れる冷却水を供給する冷却水供給器２０が接続されている。冷却水供給器２０は、例えば０℃に冷却した冷却水を、配管を通じて冷却器１４に供給すると共に、温められた冷却水を回収し、例えばコンプレッサと熱交換器により再び冷却する。さらに、冷却水供給器２０に、エッチング液１１の液面１１ａ付近の液温（第２液温）を測定する温度センサ２１が接続し、温度センサ２１が検知した第２液温と所望の液温との偏差に応じて、冷却水の温度あるいは流量を制御して液温を制御してもよい。
【００１８】
基板保持具１６は、基板１５を水平に把持して基板１５の被処理面１５ａを下向きになるようにしてエッチング液１１に浸漬する。基板保持具１６は、基板１５を上下方向（図１に示すＺ方向。）に位置を制御可能であり、例えば、被処理面１５ａが冷却器１４とほぼ同じ高さ位置に保持される。
【００１９】
また、基板保持具１６は、基板１５を両回転方向に回転可能な回転駆動部２２が接続される。回転駆動部２２は、基板１５の中心を通りかつ基板面に垂直な軸の周りに基板１５を回転させる。基板１５をこのように回転させることにより、被処理面１５ａに接触したエッチング液１１の基板１５中央付近から外側への流れが促進され、被処理面１５ａに接触する横方向への流れを促進して、エッチング量を一層の均一化を図る。基板１５の回転数は、１５ｒｐｍ〜６０ｒｐｍの範囲に設定することが好ましい。なお、回転駆動部２２は設けても、設けなくてもよい。
【００２０】
エッチング処理を行う被処理膜１５ｂの表面にはパターニングされたレジスト膜１５ｃが形成され、レジスト膜１５ｃをマスクとしてエッチング液１１が被処理膜１５ｂに接触し、被処理膜１５ｂが溶解される。
【００２１】
被処理膜１５ｂは特に限定されないが、ここでは、被処理膜１５ｂとして、酸化物超伝導材料、例えば、単結晶のＹＢＣＯ（ＢａＹＣｕ3Ｏ7-δ）膜やＢＫＢＯ（Ｂａ1-xＫxＢｉＯ3）膜を用いる。
【００２２】
また、基板１５は特に限定されないが、単結晶のＹＢＣＯ膜やＢＫＢＯ膜を形成するために、例えば、ＭｇＯ基板や、Ａｌ2Ｏ3（サファイヤ）基板、シリコン基板上にＡｌ2Ｏ3（サファイヤ）や、Ｙ安定化ジルコニア、ＭｇＡｌ2Ｏ4、ＣｅＯ2、ＭｇＯ等のバッファ層を形成したものを用いる。
【００２３】
エッチング液１１は特に限定されないが、ここでは一例として、エッチング液１１の溶質材料としてエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を用い、溶媒として水を用いる。エチレンジアミン四酢酸の水溶液は弱酸性を示しＹＢＣＯ膜を溶解する。ＥＤＴＡは、エッチングによるＹＢＣＯ膜の表面付近や基板表面に与える損傷の程度がリン酸よりも少なく良好である。被処理膜１５ｂとして酸化物超伝導材料を用いる場合は、ＥＤＴＡの他に、クエン酸、酢酸を用いてもよい。
【００２４】
また、エッチング液１１の溶質材料は、エッチング液１１の濃度を飽和させる量よりも多く添加することが好ましく、例えば、エッチング槽１２の底部１２ａに堆積する程度の溶質材料２３の量を添加する。このことにより、エッチング液１１の濃度を一定に保持できる。さらに、加熱されて上昇するエッチング液１１の濃度を過飽和することで、被処理膜１５ｂのエッチング速度を増加させることができる。なお、溶質材料の添加量は、エッチング処理中に総ての溶質材料２３が溶解しない程度であればよい。
【００２５】
次に本実施の形態に係るエッチング処理装置１０の作用を説明する。
【００２６】
ホットプレート１３の温度制御装置１８により第１液温を設定し、エッチング槽１２の底部１２ａ付近のエッチング液１１をホットプレート１３により加熱する。そして、冷却水供給器２０に第２液温（例えば５０℃）に設定し、冷却器１４により液面１１ａ付近を冷却する。このようにすることで、エッチング槽１２の底部１２ａと液面１１ａ付近でエッチング液１１に温度差が生じる。温度差に起因して、エッチング槽１２の底部１２ａのエッチング液１１が上昇し、被処理面１５ａに接触する。エッチング液１１は被処理膜１５ｂを浸食しながら被処理面１５ａに沿って中央部から横方向外側に流れる。エッチング液１１は冷却器１４によりさらに冷却され、エッチング槽１２の側壁１２ｂに沿って下方に流れ、エッチング槽１２の底部１２ａに達し、再びホットプレート１３により加熱される。すなわち、エッチング液１１の流れは、おおよそエッチング槽１２の底部１２ａ→被処理面１５ａ→側壁１２ｂ→底部１２ａとなる。エッチング液１１はホットプレート１３により均一に加熱されているので、ポンプ等で強制的に流れを形成した場合よりも、上昇する流れは一様となる。その一様な流れが被処理面１５ａに接触するので、被処理面１５ａ内のエッチング量が均一となり、流れの方向が上方向なので、被処理面とほぼ垂直となる。その結果、エッチングの異方性が高まり、オーバーエッチングを抑制できる。
【００２７】
第１液温および第２液温はエッチング液１１、被処理膜１５ｂの種類に応じて適宜選択されるが、例えば、十分な対流を生じさせるためには、液温差（＝第１液温−第２液温）は２０℃〜４０℃の範囲に設定することが好ましい。
【００２８】
本実施の形態によれば、エッチング槽１２の底部１２ａのエッチング液１１を第１液温に設定し、液面１１ａ付近のエッチング液１１を第１液温よりも低い第２液温に設定することで、エッチング液１１を底部１２ａから液面１１ａ方向へ上昇する流れを生じさせ、被処理面１５ａに接触させる。エッチング液１１の一様な流れにより被処理面１５ａ内でのエッチング量の均一性およびエッチングの異方性を高めることができる。
【００２９】
なお、図示を省略しているが、エッチング槽１２には、エッチング液１１の更新あるいは水などを補給するための、予備タンク、ポンプ、および配管等からなる給排液部を設けてもよい。
【００３０】
また、ホットプレート１３は、エッチング槽の底部１２ａに接触させているが、例えば、耐蝕性および耐水性を有するヒータ、例えば、電熱線をフッ素樹脂で絶縁したヒータをエッチング液に浸漬し、エッチング槽の底部１２ａに配置してもよい。また、ホットプレート１３のかわりに公知の加熱装置を用いてもよい。冷却器１４は、水の他、油を冷媒として用いてもよく、フロン代替ガスのようなガスを冷媒としてもよい。
【００３１】
次に本実施の形態に係る実施例および本発明によらない比較例を説明する。
【００３２】
［実施例］
実施例として、図１に示すエッチング処理装置１０にＥＤＴＡ水溶液を満たし、エッチング槽の底部の液温（第１液温）を８０℃、液面１１ａ付近の液温（第２液温）を５０℃とした。ＥＤＴＡは過剰に添加し、エッチング槽の底部に残留するようにした。また、ＭｇＯの基板（直径５０ｍｍ）上に被処理膜として膜厚１μｍのＹＢＣＯ膜を形成し、被処理膜の表面に線幅５００μｍのレジスト膜を１０ｍｍ間隔で形成した。この基板をエッチング液に浸漬し、３分間の処理時間でレジスト膜に覆われた以外のＹＢＣＯ膜を除去した。次いでレジスト膜を除去し、得られたＹＢＣＯ膜の線幅を任意に９点測定し、その平均線幅は４９８μｍ、標準偏差は１μｍであった。
【００３３】
［比較例］
本発明によらない比較例として、図２に示すエッチング処理装置を用いて、実施例と同様の基板のエッチング処理を行った。
【００３４】
図２は、本発明によらない比較例に用いたエッチング処理装置の模式的構成図である。図２を参照するに、エッチング処理装置１００は、エッチング槽１０１の底部１０１ａにホットプレートが設けられ、エッチング槽１０１中には実施例１と同様のＹＢＣＯ膜１５ｂおよびレジスト膜１５ｃを形成した基板１５が被処理面を上にして配置されている。エッチング液の液温を８０℃とした。ＥＤＴＡは過剰に添加し、基板１５の被処理面およびエッチング槽の底部１０１ａに残留するようにした。
【００３５】
基板１５をエッチング液１１に浸漬し、１０分間の処理時間でレジスト膜１５ｃに覆われた以外のＹＢＣＯ膜を除去した。次いでレジスト膜を除去し、得られたＹＢＣＯ膜の線幅を任意に９点測定し、その平均線幅は４９２μｍ、標準偏差は３μｍであった。
【００３６】
以上により、比較例ではレジスト膜の線幅５００μｍに対して、エッチング後のＹＢＣＯ膜の線幅は４９２μｍであり、オーバーエッチング量（レジスト膜の線幅に対するＹＢＣＯ膜の線幅の後退量）が８μｍであった。これに対し、実施例では、オーバーエッチング量が２μｍであり、オーバーエッチングが抑制されていることが分かる。
【００３７】
また、比較例のエッチング処理時間が１０分に対して、実施例のエッチング処理時間が３分であるので、エッチング速度が３．３倍になっていることが分かる。
【００３８】
なお、さらに、本願発明者の検討によれば、比較例のエッチング液の液温を上昇させて、実施例と同程度のエッチング速度とした場合であっても、オーバーエッチング量は実施例よりも大きくなることが認められている。
【００３９】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係るエッチング処理装置の模式的構成図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４０】
図３を参照するに、エッチング処理装置３０は、エッチング液１１が満たされたエッチング槽１２と、エッチング槽１２の底部１２ａに設けられたホットプレート１３と、液面１１ａ付近に設けられた冷却器１４と、液面１１ａからエッチング液に浸漬された冷却器３１と、被処理面１５ａを下方に向けてエッチング液１１に浸漬された基板１５を保持する基板保持具１６等から構成される。エッチング処理装置３０は、冷却器３１以外は第１の実施の形態に係るエッチング処理装置とほぼ同様に構成される。
【００４１】
冷却器３１は、金属板３１ａとその表面に巻回して設けられた冷却管３１ｂからなり、冷却管３１ｂには冷却水供給器３２から冷却水が供給される。冷却器３１は、冷却水により冷却された金属板３１ａをエッチング液に浸漬することで、液面１１ａ付近のエッチング液を冷却することができ、液面１１ａ付近の液温分布を一様化し、エッチング液の対流を一層生じ易くする。冷却器３１は、エッチング槽の側壁に設けられた冷却器１４と併用してもよく、冷却器３１のみを用いてもよい。冷却水供給器３２は、第１の実施の形態と略同様であり、冷却水の循環系が２系統である以外は同様である。
【００４２】
本実施の形態によれば、冷却器３１を設けることで、液面１１ａ付近の液温を一層一様化し、エッチング槽の底部から上昇するエッチング液の流れを促進し、その結果、エッチング速度を向上することができる。
【００４３】
（第３の実施の形態）
図４（Ａ）は本発明の第３の実施の形態に係る電子装置の製造方法により形成された高周波デバイスの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。なお、金属筐体の上面カバーは図示を省略している。
【００４４】
図４（Ａ）および（Ｂ）を参照するに、高周波デバイス４０は、金属筐体４１と、金属筐体４１の両側に設けられた同軸コネクタ４２ａ、４２ｂと、金属筐体４１内に配置され、誘電体基板４３、誘電体基板４３上にミアンダパターン状に形成された超伝導配線４４、誘電体基板４３の裏面に形成された超伝導接地膜４６、およびその表面を覆う接地電極膜４８からなる遅延回路構成体４９と、接地電極膜４８と金属筐体４１とを電気的に接触させるＩｎ膜４７と、遅延回路構成体４９を金属筐体４１に板バネ等を用いて固定する固定部材４５等から構成される。高周波デバイス４０は、超伝導配線４４が遅延回路を形成しており、超伝導配線４４および超伝導接地膜４６の転移温度以下に冷却して超伝導状態にすることで、高周波においても伝搬速度が低下せず、かつ低損失という特徴を有する。
【００４５】
次に高周波デバイス４０を構成する遅延回路構成体４９の製造方法を図５（Ａ）〜（Ｄ）を参照しつつ説明する。図５（Ａ）〜（Ｄ）は、第３の実施の形態に係る電子装置の製造工程図である。図５（Ａ）〜（Ｄ）は、高周波デバイス４０の遅延回路構成体４９の１個分の断面図を示している。
【００４６】
最初に、図５（Ａ）の工程では、誘電体基板４３の両面に酸化物超伝導体膜を結晶成長させる。具体的には、誘電体基板４３として例えば２インチウェハのＭｇＯ単結晶基板に、スパッタ法、真空蒸着法、電子線エピタキシ法、エキシマレーザによるＰＬＤ法等を用いて、例えば厚さ１μｍのＹＢＣＯ膜からなる超伝導配線膜４４ａおよび超伝導接地膜４６を形成する。なお、ＭｇＯ単結晶基板は２インチウェハに限定されず、より大きな直径のウェハを用いてもよい。
【００４７】
次いで、図５（Ｂ）の工程では、超伝導配線膜４４ａおよび超伝導接地膜４６の表面を覆うレジスト膜５０、５１を形成し、次いで、超伝導配線膜４４ａ上のレジスト膜５０をフォトリソグラフィ法によりミアンダパターンのレジスト膜５０が残留するように開口部５０ａを形成する。
【００４８】
次いで、図５（Ｃ）の工程では、図１に示すエッチング処理装置を用いてレジスト膜５０をマスクとして超伝導配線膜４４ａをエッチングし、超伝導配線４４を形成する。具体的には、第１の実施の形態に説明したように、エッチング液としてＥＤＴＡを過剰に添加したＥＤＴＡ水溶液を使用し、エッチング槽にはホットプレートによりエッチング槽の底部の液温を例えば８０℃に設定し、冷却器により液面付近の液温を５０℃に設定する。図５（Ｂ）の構造体を、パターニングされたレジスト膜５０および超伝導配線膜４４ａを下方に向けて基板保持具に取り付け、エッチング液の液面付近で構造体全体を浸漬させる。浸漬時間は例えば４８０秒〜６００秒とする。
【００４９】
図５（Ｃ）の工程ではさらに、超伝導配線４４が形成された構造体を水で洗浄して残留するＥＤＴＡを除去し、次いでレジスト膜５０、５１を除去する。
【００５０】
次いで、図５（Ｄ）の工程では、超伝導接地膜４６を覆うように、スパッタ法や、真空蒸着法によりＡｇ膜、Ｐｄ膜、およびＣｒ膜を順次堆積して接地電極膜４８を形成する。
【００５１】
次いで、図５（Ｄ）の工程の後に、図示を省略するが、誘電体基板４３をダイシングにより各々の遅延回路構成体４９に切り出し、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、金属筐体４１内に遅延回路構成体４９を、接地電極膜４８がＩｎ膜と接するようにして固定部材により固定し、超伝導配線４４の両端と同軸コネクタ４２ａ、４２ｂの芯線とを電気的に接続する。次いで、金属筐体４１の上面カバー（不図示）を固定して高周波デバイス４０が完成する。
【００５２】
本実施の形態によれば、超伝導配線膜４４ａのエッチングを第１の実施の形態に係るエッチング処理装置を用いているので、エッチング量の均一性およびエッチングの異方性が良好であり、超伝導配線４４のオーバーエッチングが抑制されている。したがって、誘電体基板４３上に形成された複数の超伝導配線４４の寸法のバラツキが抑制されると共に、一本の超伝導配線４４内の線幅のバラツキを抑制できる。その結果、特性の揃った高周波デバイスを形成できる。
【００５３】
また、本実施の形態によれば、エッチング処理による、超伝導配線４４のＹＢＣＯ膜および誘電体基板４３の表面の損傷が抑制されているので、高周波伝送における表面抵抗の増大が抑制され、一層の低損失の超音波デバイスを形成できる。
【００５４】
なお、エッチング処理において、誘電体基板４３を回転させてもよく、図３に示すエッチング処理装置を用いてもよい。
【００５５】
以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００５６】
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） エッチング液が充填されるエッチング槽と、
前記エッチング槽の底部に配設され、該底部近傍のエッチング液を第１の温度に加熱する加熱手段と、
前記エッチング液の液面付近に配設され、液面付近のエッチング液を前記第１の温度よりも低い第２の温度に冷却する冷却手段と、
基板を略水平に保持すると共に、該基板の被処理面を下方に向けてエッチング液に浸漬する基板保持手段と、を備え、
前記第１の温度と第２の温度との温度差により生じたエッチング液の流れを被処理面に接触させてエッチングを行うことを特徴とするエッチング処理装置。
（付記２） 前記エッチング液の溶質材料が過飽和に添加されてなることを特徴とする付記１記載のエッチング処理装置。
（付記３） 前記冷却手段は、エッチング液の液面付近のエッチング槽の側壁面に配設されてなる冷却器と、該冷却器に冷却水を供給する冷却水供給装置とからなることを特徴とする付記１または２記載のエッチング処理装置。
（付記４） 前記冷却手段は、エッチング液の液面に浸漬された冷却器と、該冷却器に冷却水を供給する冷却水供給装置とからなることを特徴とする付記１または２記載のエッチング処理装置。
（付記５） 前記基板保持手段は、基板を回転させる回転駆動手段を備えることを特徴とする付記１〜４のうち、いずれか一項記載のエッチング処理装置。
（付記６） 前記加熱手段は、エッチング槽の底部の略中央に配設されると共に、エッチング槽の側壁から離隔して配設されてなることを特徴とする付記１〜５のうち、いずれか一項記載のエッチング処理装置。
（付記７） 前記エッチング槽は底部が円形または楕円形の形状を有することを特徴とする付記１〜６のうち、いずれか一項記載のエッチング処理装置。
（付記８） 前記被処理面は酸化物超伝導材料からなり、前記エッチング液の溶質材料がエチレンジアミン四酢酸、クエン酸、酢酸のいずれかであることを特徴とする付記１〜７のうち、いずれか一項記載のエッチング処理装置。
（付記９） 誘電体基板の一方の面に配設された超伝導配線と、誘電体基板の他方の面に配設された超伝導接地膜とを有する配線構成体とを備える電子装置の製造方法であって、
前記誘電体基板の一方の面に超伝導材料からなる超伝導配線膜を形成する工程と、
前記誘電体基板の他方の面に超伝導材料からなる超伝導接地膜を形成する工程と、
前記超伝導配線膜および超伝導接地膜の表面にレジスト膜を形成し、超伝導配線膜上のレジスト膜をパターニングする工程と、
前記レジスト膜をマスクとして超伝導配線膜をエッチングする工程とを備え、
前記エッチングする工程は、付記１〜８のうち、いずれか一項記載のエッチング処理装置を用いて、超伝導配線膜をエッチングして超伝導配線を形成することを特徴とする電子装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るエッチング処理装置の模式的構成図である。
【図２】本発明によらない比較例に用いたエッチング処理装置の模式的構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るエッチング処理装置の模式的構成図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第３の実施の形態に係る電子装置の製造方法により形成された超伝導フィルタの分解平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は第３の実施の形態に係る電子装置の製造工程図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０、３０ エッチング処理装置
１１ エッチング液
１２ エッチング槽
１２ａ エッチング槽の底部
１２ｂ エッチング槽の側壁
１３ ホットプレート
１４、３１ 冷却器
１４ａ、３１ｂ 冷却管
１５ 基板
１６ 基板保持具
１８ 温度制御装置
１９、２１ 温度センサ
２０、３２ 冷却水供給器
２２ 回転駆動部
２３ 溶質材料
３１ａ 金属板
４０ 高周波デバイス
４１ 金属筐体
４２ａ、４２ｂ 同軸コネクタ
４３ 誘電体基板
４４ 超伝導配線
４４ａ 超伝導配線膜
４５ 固定部材
４６ 超伝導接地膜
４７ Ｉｎ膜
４８ 接地電極膜
４９ 遅延回路構成体
５０、５１ レジスト膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング液が充填されるエッチング槽と、
前記エッチング槽の底部に配設され、該底部近傍のエッチング液を第１の温度に加熱する加熱手段と、
前記エッチング液の液面付近に配設され、液面付近のエッチング液を前記第１の温度よりも低い第２の温度に冷却する冷却手段と、
基板を略水平に保持すると共に、該基板の被処理面を下方に向けてエッチング液に浸漬する基板保持手段と、を備え、
前記第１の温度と第２の温度との温度差により生じたエッチング液の流れを被処理面に接触させてエッチングを行うことを特徴とするエッチング処理装置。
【請求項２】
前記エッチング液の溶質材料が過飽和に添加されてなることを特徴とする請求項１記載のエッチング処理装置。
【請求項３】
前記冷却手段は、エッチング液の液面付近のエッチング槽の側壁面に配設されてなる冷却器と、該冷却器に冷却水を供給する冷却水供給装置とからなることを特徴とする請求項１または２記載のエッチング処理装置。
【請求項４】
前記冷却手段は、エッチング液の液面に浸漬された冷却器と、該冷却器に冷却水を供給する冷却水供給装置とからなることを特徴とする請求項１または２記載のエッチング処理装置。
【請求項５】
前記加熱手段は、エッチング槽の底部の略中央に配設されると共に、エッチング槽の側壁から離隔して配設されてなることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか一項記載のエッチング処理装置。
【請求項１】
エッチング液が充填されるエッチング槽と、
前記エッチング槽の底部に配設され、該底部近傍のエッチング液を第１の温度に加熱する加熱手段と、
前記エッチング液の液面付近に配設され、液面付近のエッチング液を前記第１の温度よりも低い第２の温度に冷却する冷却手段と、
基板を略水平に保持すると共に、該基板の被処理面を下方に向けてエッチング液に浸漬する基板保持手段と、を備え、
前記第１の温度と第２の温度との温度差により生じたエッチング液の流れを被処理面に接触させてエッチングを行うことを特徴とするエッチング処理装置。
【請求項２】
前記エッチング液の溶質材料が過飽和に添加されてなることを特徴とする請求項１記載のエッチング処理装置。
【請求項３】
前記冷却手段は、エッチング液の液面付近のエッチング槽の側壁面に配設されてなる冷却器と、該冷却器に冷却水を供給する冷却水供給装置とからなることを特徴とする請求項１または２記載のエッチング処理装置。
【請求項４】
前記冷却手段は、エッチング液の液面に浸漬された冷却器と、該冷却器に冷却水を供給する冷却水供給装置とからなることを特徴とする請求項１または２記載のエッチング処理装置。
【請求項５】
前記加熱手段は、エッチング槽の底部の略中央に配設されると共に、エッチング槽の側壁から離隔して配設されてなることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか一項記載のエッチング処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−７３７５２（Ｐ２００６−７３７５２Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５４６２７（Ｐ２００４−２５４６２７）
【出願日】平成１６年９月１日（２００４．９．１）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１日（２００４．９．１）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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