(57)【要約】  プレーナ型マイクロ波共振器回路用の微細加工したエア・ブリッジを製造するためのプロセスは、基材の表面上に超伝導膜を堆積することであって、ここで、超伝導膜は圧縮応力をともなって形成され、圧縮応力は所定の構造の臨界座屈応力よりも大きく；  超伝導膜の露出した領域をエッチングし、これにより少なくとも１つのブリッジを作成することと；  基材をエッチングし、これにより少なくとも１つのブリッジと基材との間にギャップを形成することと；  超伝導膜の少なくとも一部および基材の少なくとも一部の上に少なくとも１つの金属ラインを堆積することであって、少なくとも１つの金属ラインがブリッジの下を走ることとを含む。【選択図】図２６
2020533801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面上に超伝導膜を堆積することであって、
前記超伝導膜が圧縮応力をともなって形成され、
前記圧縮応力は所定の構造の臨界座屈応力よりも大きく、
前記超伝導膜の上に、少なくとも１つのブリッジを画定する第１のフォトレジスト・パターンを形成することと、
前記超伝導膜の露出した領域をエッチングし、これにより前記少なくとも１つのブリッジを作成することと、
前記基材をエッチングし、これにより前記少なくとも１つのブリッジと前記基材との間にギャップを形成することと、
前記基材の少なくとも所定の表面上に、少なくとも１つの金属ラインのためのスペースを画定する第２のフォトレジスト・パターンを形成することと、
前記超伝導膜の前記表面の少なくとも一部を洗浄することと、
前記超伝導膜の少なくとも一部および前記基材の少なくとも一部の上に前記少なくとも１つの金属ラインを堆積することであって、
前記少なくとも１つの金属ラインは、前記ブリッジの下を通って、前記超伝導膜の第１の部分と前記超伝導膜の第２の部分とを接続し、
前記第２のフォトレジスト・パターンを除去することと
を含む、プロセス。
【請求項２】
基材の表面上に第１の超伝導膜を堆積することと、
前記第１の超伝導膜の表面上に第２の超伝導膜を堆積することであって、
前記第２の超伝導膜が圧縮応力をともなって形成され、
前記圧縮応力は所定の構造の臨界座屈応力よりも大きく、
前記第２の超伝導膜の上に、少なくとも１つのブリッジを画定する第１のフォトレジスト・パターンを形成することと、
前記第２の超伝導膜の露出した領域をエッチングし、これにより前記少なくとも１つのブリッジを作成することと、
前記第１の超伝導膜をエッチングし、これにより前記少なくとも１つのブリッジと前記基材との間にギャップを形成することと、
前記基材の少なくとも所定の表面上に、少なくとも１つの金属ラインのためのスペースを画定する第２のフォトレジスト・パターンを形成することと、
前記第２の超伝導膜の表面の少なくとも一部を洗浄することと、
前記第２の超伝導膜の少なくとも一部および前記基材の少なくとも一部の上に前記少なくとも１つの金属ラインを堆積することであって、
前記少なくとも１つの金属ラインは、前記ブリッジの下を通って、前記第２の超伝導膜の第１の部分と前記第２の超伝導膜の第２の部分とを接続し、
前記第２のフォトレジスト・パターンを除去することと
を含む、プロセス。
【請求項３】
前記少なくとも１つのブリッジを前記基材から遠くへ引っ張ることをさらに含む、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記引っ張ることが、静電力を使用して前記少なくとも１つのブリッジを前記基材から遠くへ引っ張ることを含む、請求項３に記載のプロセス。
【請求項５】
前記少なくとも１つの金属ラインを前記堆積することが、蒸着により実行される、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項６】
前記第１のフォトレジスト・パターンが、１つまたは複数の穴のセットを画定し、
前記１つまたは複数の穴のセットは、前記基材が前記１つまたは複数の穴を通してエッチングできるような大きさにされ、
前記１つまたは複数の穴のセットは、金属が前記１つまたは複数の穴のセットを通しては堆積できないような大きさにされる、
請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項７】
前記第１のフォトレジスト・パターンが、１つまたは複数の穴のセットを画定し、
前記１つまたは複数の穴のセットは、金属が前記１つまたは複数の穴のセットを通して堆積できるような大きさにされる、
請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項８】
前記基材がシリコンである、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項９】
前記超伝導膜が、アルミニウムおよびニオブからなる群から選択される材料を含む、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの金属ラインがアルミニウムである、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項１１】
基材と、
圧縮応力をともなって前記基材の上に形成された金属の第１層と、
前記第１の層の上に形成された金属の１層または複数の層と
を備え、
前記金属の１層または複数の層が、前記第１層の前記応力よりも大きな圧縮応力を有する、
構造体。
【請求項１２】
前記金属の１層または複数の層の各々の圧縮応力が、前記第１層および前記金属の１層または複数の層の中の直前の層の圧縮応力とは異なる、請求項１１に記載の構造体。
【請求項１３】
前記基材がシリコンである、求項１１に記載の構造体。
【請求項１４】
前記第１層および前記金属の１層または複数の層が、超伝導材料を含む、請求項１１に記載の構造体。
【請求項１５】
基材と、
前記基材上の薄膜と、
前記薄膜の第１の部分と前記薄膜の第２の部分との間の、前記薄膜が部分的に除去された領域と、
前記第１の部分と前記第２の部分との間の薄膜ブリッジと
を備え、
前記ブリッジ、前記第１の部分および前記第２の部分が一体構造を構成する、
構造体。
【請求項１６】
前記第１の部分と前記第２の部分との間にありそして前記第１の部分および前記第２の部分に接続されていない前記薄膜の第３の部分と、
前記第１の部分と前記第２の部分との間にありそして前記第１の部分および前記第２の部分に接続されていない前記薄膜の第４の部分と、
前記薄膜ブリッジの下を走りそして前記第３の部分を前記第４の部分に接続する金属ラインと
をさらに備える、請求項１５に記載の構造体。
【請求項１７】
基材上の第１の金属領域と、
前記基材上の第２の金属領域と、
前記第１の金属領域と前記第２の金属領域とを接続するブリッジであって、
前記第１の金属領域、前記第２の金属領域、および前記ブリッジが一体構造を構成する、前記ブリッジと、
前記基材上の前記第１の金属領域と前記基材上の前記第２の金属領域との間の第１の金属ラインと、
前記基材上の前記第１の金属領域と前記基材上の前記第２の金属領域との間の第２の金属ラインと、
前記基材上の前記第１の金属領域と前記基材上の前記第２の金属領域との間の第３の金属ラインであって、
前記第３の金属ラインが前記第１の金属ラインと前記第２の金属ラインとを接続する、前記第３の金属ラインと
を備える、構造体。
【請求項１８】
前記第１の金属ラインおよび前記第２の金属ラインが、同じ材料を含み、
前記第３の金属ラインが、前記第１の金属ラインおよび前記第２の金属ラインの前記材料とは異なる材料を含む、
請求項１７に記載の構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に集積回路チップに関し、より具体的にプレーナ型マイクロ波共振器回路用の微細加工したエア・ブリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
超伝導コプレーナ導波路（ＣＰＷ）伝送ラインおよび共振器は、サブミリメータ電磁放射線用の極低温検出器、量子メモリ素子、および固体量子コンピューティング・アーキテクチャに不可欠な構成要素である。ＣＰＷの望ましいモード・プロファイルは、対称であり、同じ静電電位に保持された中央トレースの両側に２つのグランド・プレーンをともなう。しかしながら、マイクロ波回路内の非対称性および不連続性が、スプリアス・スロット・ライン・モードの励起をもたらすことがある。これらのモードは、キュービットなどの回路の素子を結合することがあり、損失およびデコヒーレンスの源を表す。
【０００３】
ＣＰＷ構造により分断されているグランド・プレーン同士の間のクロスオーバ接続は、これらのスプリアス・モードを抑制することができる。エアブリッジとして知られている自立型クロスオーバは、従来のマイクロ波ＣＰＷ技術の重要要素であり続け、製造プロセスが超伝導マイクロ波回路の上にエアブリッジを構築するために近年開発されてきている。エアブリッジを製造するためのいくつかの方法は、回路の質を劣化させることがある処理ステップを追加する。加えて、このような構造の界面のところに小さな臨界電流を有するトンネル接合を偶然に作り出すことを回避するために、注意を払わなければならない。いくつかの実施形態では、膜の上に金属ブリッジを堆積する追加のプロセスによって、ブリッジを形成する。ある実施形態では、堆積することを、蒸着により実行する。ある実施形態では、少なくとも１つの金属ラインを堆積することを、蒸着により実行する。このプロセスが、金属ブリッジと金属膜との間の界面での弱さをもたらすことがある。
【０００４】
いくつかの事例では、量子プロセッサ内のキュービットの数が増加するにつれて、キュービットは、トポロジー的に孤立するようになり、これゆえキュービットが囲われるようになる。もう１つを飛び越える１つのラインの信号を搬送する信号搬送ＣＰＷライン同士の交点のところにエアブリッジを使用することにより、このような孤立したキュービットに達することができる。本開示のある実施形態では、信号を搬送するブリッジを、グランド・ラインとともに、もう１つの信号搬送ラインを飛び越えるために使用する。このようなケースでは、中央信号搬送ブリッジ（吊り下げ型）ラインと対応するグランド・ラインとの間のエア・ギャップを、インピーダンス必要条件に合わせるために調節しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来のマイクロ波ＣＰＷ技術の課題を解決した、プレーナ型マイクロ共振器回路用の微細加工したエア・ブリッジ構造およびその形成プロセスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、プレーナ型マイクロ波共振器回路用の微細加工したエア・ブリッジのプロセスおよび構造を提供する。ある実施形態では、プロセスは以下の処理を含む。
基材の表面上に超伝導膜を堆積することであって、ここで、超伝導膜は圧縮応力をともなって形成され、圧縮応力は所定の構造の臨界座屈応力よりも大きく；
超伝導膜の上に、少なくとも１つのブリッジを画定する第１のフォトレジスト・パターンを形成することと；
超伝導膜の露出した領域をエッチングし、これにより少なくとも１つのブリッジを作成することと；
基材をエッチングし、これにより少なくとも１つのブリッジと基材との間にギャップを形成することと；
基材の少なくとも所定の表面上に、少なくとも１つの金属ラインのためのスペースを画定する第２のフォトレジスト・パターンを形成することと；
超伝導膜の表面の少なくとも一部を洗浄することと；
超伝導膜の少なくとも一部および基材の少なくとも一部の上に少なくとも１つの金属ラインを堆積することであって、ここで、少なくとも１つの金属ラインが超伝導膜の第１の部分と超伝導膜の第２の部分とを接続し、少なくとも１つの金属ラインがブリッジの下を走り；および、
第２のフォトレジスト・パターンを除去すること。
【０００７】
ある代替の実施形態では、プロセスは、次の処理を含む。
基材の表面上に第１の超伝導膜を堆積することと；
第１の超伝導膜の表面上に第２の超伝導膜を堆積することであって、ここで、第２の超伝導膜は圧縮応力をともなって形成され、圧縮応力は所定の構造の臨界座屈応力よりも大きく；
第２の超伝導膜の上に、少なくとも１つのブリッジを画定する第１のフォトレジスト・パターンを形成することと；
第２の超伝導膜の露出した領域をエッチングし、これにより少なくとも１つのブリッジを作成することと；
第１の超伝導膜をエッチングし、これにより少なくとも１つのブリッジと基材との間にギャップを形成することと；
基材の少なくとも所定の表面上に、少なくとも１つの金属ラインのためのスペースを画定する第２のフォトレジスト・パターンを形成することと；
第２の超伝導膜の表面の少なくとも一部を洗浄することと；
第２の超伝導膜の少なくとも一部および基材の少なくとも一部の上に少なくとも１つの金属ラインを堆積することであって、ここで、少なくとも１つの金属ラインが第２の超伝導膜の第１の部分と第２の超伝導膜の第２の部分とを接続し、少なくとも１つの金属ラインがブリッジの下を走り；および
第２のフォトレジスト・パターンを除去すること。
【０００８】
ある実施形態では、構造は、基材と、圧縮応力をともなって基材の上に形成された金属の第１の層と、第１の層の上に形成された金属の１層または複数の層とを備え、１層または複数の層が、第１の層の圧縮応力とは異なる圧縮応力を有する。ある実施形態では、第１の層および１層または複数の層が超伝導材料を含む。
【０００９】
ある代替の実施形態では、構造は、基材と、基材上の薄膜と、薄膜の第１の部分と薄膜が部分的に除去された薄膜の第２の部分との間の領域と、第１の部分と第２の部分との間の薄膜ブリッジとを備え、ブリッジ、第１の部分および第２の部分が一体構造を構成する。ある実施形態では、構造は、第１の部分と第２の部分との間にありそして第１の部分および第２の部分に接続されていない薄膜の第３の部分と、第１の部分と第２の部分との間にありそして第１の部分および第２の部分に接続されていない薄膜の第４の部分と、薄膜ブリッジの下を走りそして第３の部分を第２の部分に接続する金属ラインとをさらに含む。
【００１０】
ある実施形態では、構造は、基材上の第１の金属領域と、基材上の第２の金属領域と、第１の金属領域と第２の金属領域とを接続するブリッジであって、第１の金属領域、第２の金属領域、およびブリッジが一体構造を構成する、ブリッジと、基材上の第１の金属領域と基材上の第２の金属領域との間の第１の金属ラインと、基材上の第１の金属領域と基材上の第２の金属領域との間の第２の金属ラインと、基材上の第１の金属領域と基材上の第２の金属領域との間の第３の金属ラインであって、第３の金属ラインが第１の金属ラインと第２の金属ラインとを接続する、第３の金属ラインとを含む。さらなる実施形態では、第１の金属ラインおよび第２の金属ラインが、同じ材料を含み、そして第３の金属ラインが、第１の金属ラインおよび第２の金属ラインの材料とは異なる材料を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図２】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図３】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図４】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図５】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図６】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図７】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図８】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図９】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図１０】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図１１】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図１２】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図１３】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図１４】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図１５】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図１６】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図１７】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図１８】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図１９】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図２０】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図２１】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図２２】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図２３】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図２４】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図２５】本発明のある例示的な実施形態による図である。
【図２６】本発明のある例示的な実施形態による流れ図である。
【図２７】本発明のある例示的な実施形態による流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、プレーナ型マイクロ波共振器回路用の微細加工したエア・ブリッジのプロセスおよび構造を提供する。ある実施形態では、プロセスは以下の処理を含む。
基材の表面上に超伝導膜を堆積することであって、ここで、超伝導膜は圧縮応力をともなって形成され、圧縮応力は所定の構造の臨界座屈応力よりも大きく；
超伝導膜の上に、少なくとも１つのブリッジを画定する第１のフォトレジスト・パターンを形成することと；
超伝導膜の露出した領域をエッチングし、これにより少なくとも１つのブリッジを作成することと；
基材をエッチングし、これにより少なくとも１つのブリッジと基材との間にギャップを形成することと；
基材の少なくとも所定の表面上に、少なくとも１つの金属ラインのためのスペースを画定する第２のフォトレジスト・パターンを形成することと；
超伝導膜の表面の少なくとも一部を洗浄することと；
超伝導膜の少なくとも一部および基材の少なくとも一部の上に少なくとも１つの金属ラインを堆積することであって、ここで、少なくとも１つの金属ラインが超伝導膜の第１の部分と超伝導膜の第２の部分とを接続し、少なくとも１つの金属ラインがブリッジの下を走り；および、
第２のフォトレジスト・パターンを除去すること。
【００１３】
ある代替の実施形態では、プロセスは、次の処理を含む。
基材の表面上に第１の超伝導膜を堆積することと；
第１の超伝導膜の表面上に第２の超伝導膜を堆積することであって、ここで、第２の超伝導膜は圧縮応力をともなって形成され、圧縮応力は所定の構造の臨界座屈応力よりも大きく；
第２の超伝導膜の上に、少なくとも１つのブリッジを画定する第１のフォトレジスト・パターンを形成することと；
第２の超伝導膜の露出した領域をエッチングし、これにより少なくとも１つのブリッジを作成することと；
第１の超伝導膜をエッチングし、これにより少なくとも１つのブリッジと基材との間にギャップを形成することと；
基材の少なくとも所定の表面上に、少なくとも１つの金属ラインのためのスペースを画定する第２のフォトレジスト・パターンを形成することと；
第２の超伝導膜の表面の少なくとも一部を洗浄することと；
第２の超伝導膜の少なくとも一部および基材の少なくとも一部の上に少なくとも１つの金属ラインを堆積することであって、ここで、少なくとも１つの金属ラインが第２の超伝導膜の第１の部分と第２の超伝導膜の第２の部分とを接続し、少なくとも１つの金属ラインがブリッジの下を走り；および
第２のフォトレジスト・パターンを除去すること。
【００１４】
ある実施形態では、構造は、基材と、圧縮応力をともなって基材の上に形成された金属の第１の層と、第１の層の上に形成された金属の１層または複数の層とを備え、１層または複数の層が、第１の層の圧縮応力とは異なる圧縮応力を有する。ある実施形態では、第１の層および１層または複数の層が超伝導材料を含む。
【００１５】
ある代替の実施形態では、構造は、基材と、基材上の薄膜と、薄膜の第１の部分と薄膜が部分的に除去された薄膜の第２の部分との間の領域と、第１の部分と第２の部分との間の薄膜ブリッジとを備え、ブリッジ、第１の部分および第２の部分が一体構造を構成する。ある実施形態では、構造は、第１の部分と第２の部分との間にありそして第１の部分および第２の部分に接続されていない薄膜の第３の部分と、第１の部分と第２の部分との間にありそして第１の部分および第２の部分に接続されていない薄膜の第４の部分と、薄膜ブリッジの下を走りそして第３の部分を第２の部分に接続する金属ラインとをさらに含む。
【００１６】
ある実施形態では、構造は、基材上の第１の金属領域と、基材上の第２の金属領域と、第１の金属領域と第２の金属領域とを接続するブリッジであって、第１の金属領域、第２の金属領域、およびブリッジが一体構造を構成する、ブリッジと、基材上の第１の金属領域と基材上の第２の金属領域との間の第１の金属ラインと、基材上の第１の金属領域と基材上の第２の金属領域との間の第２の金属ラインと、基材上の第１の金属領域と基材上の第２の金属領域との間の第３の金属ラインであって、第３の金属ラインが第１の金属ラインと第２の金属ラインとを接続する、第３の金属ラインとを含む。さらなる実施形態では、第１の金属ラインおよび第２の金属ラインが、同じ材料を含み、そして第３の金属ラインが、第１の金属ラインおよび第２の金属ラインの材料とは異なる材料を含む。
【００１７】
超伝導コプレーナ導波路（ＣＰＷ）伝送ラインおよび共振器は、サブミリメータ電磁放射線用の極低温検出器、量子メモリ素子、および固体量子コンピューティング・アーキテクチャに不可欠な構成要素である。ＣＰＷの望ましいモード・プロファイルは、対称であり、同じ静電電位に保持された中央トレースの両側に２つのグランド・プレーンをともなう。しかしながら、マイクロ波回路内の非対称性および不連続性が、スプリアス・スロット・ライン・モードの励起をもたらすことがある。これらのモードは、キュービットなどの回路の素子を結合することがあり、損失およびデコヒーレンスの源を表す。
【００１８】
ＣＰＷ構造により分断されているグランド・プレーン同士の間のクロスオーバ接続は、これらのスプリアス・モードを抑制することができる。エアブリッジとして知られている自立型クロスオーバは、従来のマイクロ波ＣＰＷ技術の重要要素であり続け、製造プロセスが超伝導マイクロ波回路の上にエアブリッジを構築するために近年開発されてきている。エアブリッジを製造するためのいくつかの方法は、回路の質を劣化させることがある処理ステップを追加する。加えて、このような構造の界面のところに小さな臨界電流を有するトンネル接合を偶然に作り出すことを回避するために、注意を払わなければならない。いくつかの実施形態では、膜の上に金属ブリッジを堆積する追加のプロセスによって、ブリッジを形成する。ある実施形態では、堆積することを、蒸着により実行する。ある実施形態では、少なくとも１つの金属ラインを堆積することを、蒸着により実行する。このプロセスが、金属ブリッジと金属膜との間の界面での弱さをもたらすことがある。
【００１９】
いくつかの事例では、量子プロセッサ内のキュービットの数が増加するにつれて、キュービットは、トポロジー的に孤立するようになり、これゆえキュービットが囲われるようになる。もう１つを飛び越える１つのラインの信号を搬送する信号搬送ＣＰＷライン同士の交点のところにエアブリッジを使用することにより、このような孤立したキュービットに達することができる。本開示のある実施形態では、信号を搬送するブリッジを、グランド・ラインとともに、もう１つの信号搬送ラインを飛び越えるために使用する。このようなケースでは、中央信号搬送ブリッジ（吊り下げ型）ラインと対応するグランド・ラインとの間のエア・ギャップを、インピーダンス必要条件に合わせるために調節しなければならない。
【００２０】
ある実施形態では、基材上のパターニングした薄膜は、ブリッジと、ブリッジ構造に実質的に直交して走りそしてブリッジ構造の近くで分断される不連続ラインと、不連続ラインの第１の側にありブリッジの第１の端部に接続された第１のグランド・プレーンと、ブリッジの第２の端部に接続された不連続ラインの第２の側の第２のグランド・プレーンとを含む。ある実施形態では、ブリッジ、第１のグランド・プレーン、および第２のグランド・プレーンは、一体構造である。例えば、この一体構造は、他のエア・ブリッジ・デザインにおけるようなブリッジ／膜界面がないので、はるかに強いブリッジをもたらすはずである。ある実施形態では、吊り下げ型構造の下方にアンダーパスを形成するために、第２の金属を堆積する。第２の金属を、露出した基材の上に部分的に、そして不連続なラインの薄膜の上に部分的に堆積し、これにより不連続なラインの２つの部分を接続する。
【００２１】
薄膜内の応力勾配
本発明のある実施形態では、薄膜が、誘起される応力勾配をともなって生成される。ある実施形態では、（基材から離れる）方向性の座屈をもたらす厚さ全体にわたる応力勾配で設計されたブリッジの臨界座屈応力よりも大きな応力ともなった状態で、圧縮応力を受けた膜を堆積する。ある実施形態では、各層で違った誘起応力を有する多数の異なる層に、薄膜を堆積する。ある実施形態では、ブリッジの厚さの全体にわたる平均応力勾配は、座屈を容易にするために吊り下げ型構造の臨界座屈応力よりも大きい。ある実施形態では、膜は、ニオブ、窒化ニオブ、窒化チタンまたは窒化ニオブ・チタンあるいはその組み合わせである。ある実施形態では、超伝導膜は、アルミニウムおよびニオブからなる群から選択される材料を含む。
【００２２】
ある実施形態では、膜は、任意の超伝導膜である。ある実施形態では、薄膜をスパッタリングする。ある実施形態では、スパッタリング室のアルゴン含有量を、薄膜の圧縮応力を変化させるために変える。ある実施形態では、薄膜の複数の層の各々は、５ｎｍから５０ｎｍまでの範囲にわたる。ある実施形態では、薄膜厚さは、５０ｎｍから５００ｎｍ厚までの範囲にわたる。ある実施形態では、第１の犠牲薄膜が、応力勾配なしに形成され、そして第２の薄膜が、応力勾配をともなって形成される。
【００２３】
座屈
ある実施形態では、薄膜の厚さの全体にわたる平均応力は、吊り下げられるよう設計された構造の臨界座屈応力よりも大きい。膜の圧縮応力が設計された構造を座屈させる。ある実施形態では、梁（すなわち、ブリッジ）へとパターニングされた薄膜の臨界座屈応力は、以下の式＃１により与えられる。
σｃ＝π２ＥＬ２／３ｔ２                                  式＃１
ここで、Ｅ、Ｌおよびｔは、それぞれ梁のヤング率、長さおよび厚さである。圧縮応力σ＞σｃに起因する最大たわみ（Ｖｍａｘ）は、以下の式により与えられる。
Ｖｍａｘ＝２（（σ／Ｅ）（Ｌ／π）２−ｔ２／３）１／２        式＃２
ある実施形態では、梁の圧縮応力、長さ、および厚さは、所望のたわみを得るために調節される。例えば、中央信号搬送ラインとともにグランド用のアンダーパスを作ることによってＣＰＷ境界に影響を与えずに、ブリッジ構造の長さを増加させてもよい。例えば、梁の横方向座屈を回避するために、ブリッジ構造の幅を厚さよりも大きくすることが必要となる。一旦、座屈が垂直方向に制限されると、座屈を実現するために必要とされるように、厚さ全体にわたる平均圧縮応力が臨界座屈応力よりも大きい限り、下向きの座屈とは反対に優先的な上向きの座屈を、膜の厚さ全体にわたる応力勾配があることによって実現される。ある実施形態では、膜を多数の層が形成し、そして各層の圧縮応力は、これまでの層の圧縮応力とは異なる。ある実施形態では、１層または複数の層の各々の圧縮応力は、第１の層および１層または複数の層の中のこれまでの層の圧縮応力とは異なる。ある実施形態では、層は超伝導材料である。
【００２４】
第１のフォトレジスト層
ある実施形態では、エッチングで除去しようとする薄膜の領域が露出して残されるように、フォトレジストを薄膜の表面に付与される。フォトレジストは、光源を使用して露光され、引き続いて現像される。例えば、光に露出されないようにする領域を遮光するマスクを用いて、フォトレジストを光で露光するか、または硬化する領域をパターニングするためにレーザもしくは紫外線（ＵＶ）ランプを使用して硬化させることができる。ある実施形態では、フォトレジストを、リソグラフィ・ステッパまたはスキャナで露光する。ある実施形態では、フォトレジストの一部分を除去する。
【００２５】
ある実施形態では、フォトレジストは、ポジ型フォトレジストである。ポジ型フォトレジストでは、光に露光されるフォトレジストの部分が、フォトレジスト現像液に可溶性になり、一方でフォトレジストの露光されなかった部分がフォトレジスト現像液に不溶性のままである。
【００２６】
ある実施形態では、フォトレジストは、ネガ型フォトレジストである。ネガ型フォトレジストでは、光に露光されるフォトレジストの部分が、フォトレジスト現像液に不溶性になり、一方でフォトレジストの露光されなかった部分はフォトレジスト現像液に可溶性である。
【００２７】
ある実施形態では、フォトレジスト層は、ポジ型フォトレジスト材料であり、そしてポジ型現像プロセスがフォトレジスト層の露光した部分を除去する。ある実施形態では、フォトレジスト層は、ネガ型フォトレジスト材料であり、そしてネガ型現像プロセスがフォトレジスト層の露光しなかった部分を除去する。ある実施形態では、フォトレジスト現像液は、ネガ型フォトレジスト内の露光しなかった樹脂または硬化しなかった樹脂を溶解する液体である。ある実施形態では、フォトレジスト現像液は、ポジ型フォトレジスト内の露光した樹脂または硬化させた樹脂を溶解する液体である。レジスト現像プロセスは、薄膜を有する試料表面の部分およびフォトレジストでコーティングされた試料表面の部分を結果としてもたらす。引き続いて、レジスト・パターンを、エッチングにより薄膜に転写する。ある実施形態では、フォトレジストの残余部を除去するために、剥離プロセスをエッチングの後で実行する。
【００２８】
超伝導体のエッチング
ある実施形態では、薄膜は超伝導材料である。ある実施形態では、超伝導材料のある部分を除去するために、エッチング・プロセスを使用する。例えば、導電性ラインが基材の表面上に形成されるように、材料を除去する。ある実施形態では、除去される超伝導材料の部分を、現像の後で残されたフォトレジストにより画定する。ある実施形態では、ブリッジを、エッチング・プロセスにより画定する。ある実施形態では、エッチングは、ドライ・エッチング・プロセスである。例えば、エッチング・ガスは、塩素、塩素化分子またはフッ素化分子あるいはその組み合わせを含有してもよい。ある実施形態では、エッチング・プロセスは、システムが基材を検出し次いでエッチング・プロセスを停止するまで、エッチングを含む。ある実施形態では、エッチング・プロセスは異方性である。ある実施形態では、ブリッジは、３００ｎｍから１０μｍの幅である。ある実施形態では、ブリッジの下のアンダーパス・ラインの長さは、回路の周波数およびインピーダンス必要条件に依存して、ブリッジの幅のほぼ２倍から３０倍である。ある実施形態では、アンダーパス・ラインの幅に対するブリッジの幅の比率は、所望の用途に関するパフォーマンスを最適化するように調整される。ある実施形態では、アンダーパス・ラインは、信号ラインである。
【００２９】
ある実施形態では、ブリッジ上のフォトレジスト・マスクが穴をともなって形成されるように、パターンを設計する。ある実施形態では、ブリッジの最小横方向寸法は、膜の厚さよりも大きい。ある実施形態では、ブリッジが多重の実質的に平行なブリッジであるように、パターンを設計する。例えば、ブリッジは実際には、２つのブリッジを接続している横梁を有する２つのブリッジであってもよい。ある実施形態では、エッチングは、多数の穴を有するメッシュ形状へとブリッジを形成してもよい。ある実施形態では、第１のフォトレジスト・パターンが、１つまたは複数の穴のセットを画定し、ここで、１つまたは複数の穴のセットを、１つまたは複数の穴を通して基材をエッチングできるような大きさにし、そして１つまたは複数の穴のセットを、１つまたは複数の穴のセットを通して金属が堆積できないような大きさにする。ある実施形態では、第１のフォトレジスト・パターンが、１つまたは複数の穴のセットを画定し、ここで、１つまたは複数の穴のセットを、１つまたは複数の穴のセットを通して金属を堆積することができるような大きさにする。ある実施形態では、堆積した金属は、アルミニウムである。
【００３０】
アンダーパス・フォトレジスト層
ある実施形態では、ブリッジの下の基材のエッチングを制御するために、フォトレジストを付ける。例えば、上記と同様に、基材をエッチングして除去しようとするブリッジの下方の領域の外形を決めるために、フォトレジストを付けることができ、その結果、他の部分の基材が、基材エッチング・プロセス中にフォトレジストにより覆われる。
【００３１】
ある実施形態では、フォトレジストを、基材のエッチングを制御するためには付けない。例えば、基材（すなわち、基材はシリコンである）を、超伝導材料が露出された表面上の実質的にどこからでもエッチングすることができる。
【００３２】
アンダーパスのエッチング
ある実施形態では、ブリッジの下の基材を基板から解放（release）するために、ブリッジの下の基材をエッチングして除去する。一旦解放されると、ブリッジ内の圧縮応力が、基材から離れるようにブリッジを座屈させて、オーバーパスを形成する。ある実施形態では、基材（例えば、シリコン）のエッチングは、等方性プロセスである。ある実施形態では、エッチングの縦の深さは、ブリッジを解放させるために必要な所望の横方向エッチ量により規定される。ある実施形態では、深さを、構成要素のパフォーマンスを高めるように調整することができる。ある実施形態では、ブリッジとアンダーパスとの間のギャップ間隔を、重要な伝送が共平面導波路（ＣＰＷ）を通ることを可能にするように設計する。ある実施形態では、伝送損失を最小化するために、ギャップを設計する。ある実施形態では、一旦基材がブリッジの下で十分にエッチングされると、ブリッジ内の圧縮応力が、ブリッジを座屈させるだろう。ある実施形態では、ブリッジの長さを制御することにより、ギャップを大きくする。例えば、ブリッジの長さを増加させることは、ギャップを大きくするだろう。
【００３３】
図１〜図３を参照して、ある実施形態では、金属コーティング１２０を基材１１０の上へと堆積する。金属コーティング１２０がその厚さ全体にわたり圧縮応力の勾配を有するような方法で、金属コーティング１２０を堆積する。金属コーティング１２０の一部分を除去してチャネル１３０と１３２を形成し、そして金属ライン１４０、１５０と１６０を残す。図２は、Ａ１における構造１００の断面である。図３は、Ｂ１における構造１００の断面である。金属ライン１４０の幅および金属ライン１５０と１６０の幅を、構造１００の必要条件に応じて調整することができる。ある実施形態では、第１の金属ライン、第２の金属ラインおよび第３の金属ラインは、順番を示すものではなく、代わりに異なるライン同士の間の識別として使用される。
【００３４】
図４〜図６を参照して、ある実施形態では、基材１１０の一部分を、チャネル１３０と１３２からおよび金属ライン１４０の下から除去する。一旦、基材１１０を金属ライン１４０の下方から除去すると、金属コーティング１２０の厚さ全体にわたる圧縮応力のために、金属ライン１４０は構造１００から外へ弧を描いて、ブリッジ１４２を形成する。図５は、Ａ２における構造１００の断面である。図６は、Ｂ２における構造１００の断面である。金属コーティング１２０または基材１１０あるいはその両方をパターニングするために使用するレジスト・マスクを、図１〜図６には示していない。ある実施形態では、エッチングが終わった後で、残っているレジストを除去する。ある実施形態では、ブリッジ１４２が金属コーティング１２０の貼り付けた部分と交わる金属コーティング１２０と基材１１０との間で層剥離がある。
【００３５】
図７〜図９を参照して、ある実施形態では、接続用の金属ライン１７０を、金属ライン１５０、１６０の上および基材１１０の上に堆積し、その結果、金属ライン１５０と１６０は、ブリッジ１４２とは接触せずにブリッジ１４２の下で接続される。ある実施形態では、金属ライン１５０と１６０を含め金属コーティング１２０の表面を、堆積の前に洗浄する。ある実施形態では、接続用の金属ライン１７０は、連続的なラインである。ある実施形態では、金属ライン１７０は、金属ライン１５０および１６０と実質的に同じ幅である。ある実施形態では、金属ライン１７０は、金属ライン１５０と１６０よりもわずかに広いまたは狭い。図８は、Ａ３における構造１００の断面である。ある実施形態では、図示しないが、基材１１０は、エッチング・プロセスによりアンダーカットされるだろう。例えば、図９では、基材１１０を、金属コーティング１２０の下で部分的に除去することができ、その結果、チャネル１３０はいくつかの領域に描かれたものよりは広いはずである。同様に、ある実施形態では、得られるチャネル構造が描かれた真直ぐな端部および鋭い角部（例えば、チャネル１３０により示されたような真直ぐな壁および鋭い角部）の代わりに丸まった壁および角部を有するように、エッチング・プロセスは材料を除去する。図９は、Ｂ３における構造１００の断面である。ある実施形態では、ブリッジの設計に基づいて、ギャップ１８０を制御する。
【００３６】
犠牲材料
ある実施形態では、犠牲材料をブリッジ構造の下方に使用する。ある実施形態では、犠牲材料は、超伝導材料である。ある実施形態では、犠牲材料を、薄膜の堆積の前に基板の上に堆積する。例えば、犠牲超伝導材料を、基材の表面上に堆積することができ、そして薄膜（すなわち、多層超伝導材料）を、犠牲超伝導材料の表面上に堆積することができる。ある実施形態では、犠牲超伝導材料は、５〜５００ｎｍの厚さである。ある実施形態では、犠牲超伝導材料および多層超伝導材料は異なる材料である。例えば、犠牲超伝導材料は、チタン、窒化チタン、またはアルミニウムあるいはその組み合わせであってもよく、多層超伝導材料は、ニオブまたは窒化ニオブであってもよい。
【００３７】
ある実施形態では、フォトレジストを堆積しパターニングし、そして第１のエッチングを実行する。ある実施形態では、第１のエッチングでは、フォトレジスト・パターンがない領域において、多層超伝導材料だけを実質的にエッチングで除去する。ある実施形態では、第１のエッチングでは、フォトレジスト・パターンがない領域において、多層超伝導材料および犠牲超伝導材料の両方をエッチングで除去する。ある実施形態では、第２の超伝導材料エッチングを実行し、ここで、（第１のエッチングにより露出した）犠牲超伝導材料をエッチングで除去し、そして多層超伝導材料の大部分を残すように、エッチャントを特に設計する。例えば、第１のエッチングは、金属ラインおよびブリッジ構造を画定することができる。第２のエッチングは、ブリッジ構造の下から犠牲超伝導材料をアンダーカットすることができ、これにより超伝導材料からブリッジ構造を解放する。
【００３８】
図１０〜図１２を参照して、ある実施形態では、犠牲層２１５を、基材２１０の上に最初に堆積し、そして金属コーティング２２０を犠牲層２１５の上に配置する。ある実施形態では、基材２１０がシリコンであり、金属コーティング２２０が超伝導材料であり、そして犠牲層２１５が超伝導材料である。金属コーティング２２０の一部分を除去して、チャネル２３０と２３２を形成し、そして金属ライン２４０および金属ライン２５０と２６０を残す。図１１は、Ｃ１における構造２００の断面である。図１２は、Ｄ１における構造２００の断面である。
【００３９】
図１３〜図１５を参照して、ある実施形態では、犠牲層２１５の一部分を、チャネル２３０と２３２からおよび金属ライン２４０の下から除去する。一旦、犠牲層２１５を金属ライン２４０の下方から除去すると、金属コーティング２２０の厚さ全体にわたる圧縮応力のために、金属ライン２４０は、基材２１０から外へ弧を描いて、ブリッジ２４２を形成する。ある実施形態では、一旦犠牲層２１５を除去すると、基材２１０がエッチングで除去される。ある実施形態では、一旦犠牲層２１５を除去してしまえば、基材２１０はエッチングで除去されない。図１４は、Ｃ２における構造２００の断面である。図１５は、Ｄ２における構造２００の断面である。ある実施形態では、犠牲層２１５がエッチング・プロセス中にアンダーカットされ、その結果、チャネル２３０などのチャネルの端部の近くの犠牲層２１５の一部分が除去されるはずである。ある実施形態では、金属コーティング２２０およびブリッジ２４２は、実質的に同じ厚さである。ある実施形態では、ブリッジ２４２が金属コーティング２２０の貼り付けた部分と交わる金属コーティング２２０と犠牲層２１５との間でわずかな層剥離がある。ある実施形態では、ブリッジ２４２が金属コーティング２２０の貼り付けた部分と交わる犠牲層２１５と基材２１０との間でわずかな層剥離がある。ある実施形態では、エッチング・プロセスは犠牲層２１５をアンダーカットするはずであり、その結果、犠牲層２１５の一部分が金属コーティング２２０の下で除去されるはずである。
【００４０】
図１６〜図１８を参照して、ある実施形態では、接続用の金属ライン２７０を、金属ライン２５０、２６０の上および基材２１０の上に堆積し、その結果、金属ライン２５０と２６０は、接続用の金属ライン２７０がブリッジ２４２と接触せずにブリッジ２４２の下で接続される。ある実施形態では、接続用の金属ライン２７０をやはり、金属ライン２５０と２６０の端部の下の犠牲層２１５の露出した部分の上に部分的に堆積する。ある実施形態では、金属ライン２７０は、金属ライン２５０および２６０と実質的に同じ幅である。ある実施形態では、金属ライン２７０は、金属ライン２５０と２６０よりもわずかに広いまたは狭い。ある実施形態では、金属ライン２５０と２６０を含め金属コーティング２２０の表面を、堆積の前に洗浄する。ある実施形態では、接続用の金属ライン２７０は、いかなる中断もない連続したラインである。図１７は、Ｃ３における構造２００の断面である。図１８は、Ｄ３における構造２００の断面である。ある実施形態では、接続用の金属ライン２７０とブリッジ２４２との間のギャップを、ブリッジの設計に基づいて制御する。ある実施形態では、接続用の金属ラインは、少なくとも１つの金属ラインであり、この少なくとも１つの金属ラインは、アルミニウムである。
【００４１】
リフト・オフ・レジスト
ある実施形態では、基材上のブリッジの下を走っている金属ラインを形成するために、リフト・オフ・プロセスを使用する。リフト・オフ層を基板の表面に付け、次いでフォトレジスト層をリフト・オフ層の表面に付ける。上記のように、フォトレジストを硬化させそして現像し、フォトレジスト内に金属ライン用の経路に対応するパターンを残す。ある実施形態では、金属ライン用の経路内のリフト・オフ・レジストを、現像ステップ中に除去する。例えば、リフト・オフ・レジストを、フォトレジスト現像液または別の材料もしくはプロセスあるいはその両方により除去／エッチングすることができる。ある実施形態では、フォトレジスト・パターンを除去する場所で、リフト・オフ・レジストを除去する。例えば、フォトレジストを除去する領域では、カバーされていないリフト・オフ・レジストは、洗い流されるはずである。現像プロセス中にフォトレジストの下方でリフト・オフ・レジストのいく分かのアンダーカットがあるはずである。ある実施形態では、ブリッジの影は、フォトレジストがブリッジの下で硬化されないことを生じさせるはずである。ある実施形態では、現像プロセス中のリフト・オフ・レジストのアンダーカットは、ブリッジの下のフォトレジストの下方のリフト・オフ・レジストを除去し、堆積しようとする金属ライン用の連続する経路を作成するだろう。ある実施形態では、金属ラインをブリッジ構造の下方に堆積する。例えば、堆積しようする金属ライン用のチャネルを画定するために、レジスト・プロセスを使用することができる。ある実施形態では、フォトリソグラフィは光学近接効果を有し、これがフォトンの光源から見通せないブリッジの下のレジストの領域の現像を可能にする。ブリッジの下方の露光されないレジストを、必要であれば、露光の後でレジストをオーバー現像することにより除去することができる。ある実施形態では、基材の所定の表面は、少なくとも１つの金属ラインも堆積させない基材の露光した表面であり、その結果、レジストのない領域は、少なくとも１つの金属ラインを堆積する場所であろう。ある実施形態では、レジストを、他の表面（金属コーティングの表面など）の上に形成し、その結果、すべてを形成した構造の上部表面の実質的にすべてが、少なくとも１つの金属ラインが形成されるだろう場所を除いてレジストで覆われる。
【００４２】
電子線リソグラフィ
ある実施形態では、電子線リソグラフィ（ＥＢＬ）を、レジストを露光するために使用する。ＥＢＬでは、電子の線束が（ポジ型フォトレジストに関して）現像しようとするレジストの部分を露光する。露光した領域の近くの領域への電子の散乱は、近接効果を生じさせ、そこでは、例えば、電子の線源から見通せないブリッジの下のレジストを露光することができる。
【００４３】
アルミニウム堆積
ある実施形態では、アルミニウムを、急峻な角度で基板の表面上に堆積する。ある実施形態では、アルミニウム堆積の前にすべての積み重なった酸化物層を除去するために、超伝導材料の表面をイオン・ミリングする。ある実施形態では、アンダーパス用のアルミニウムを、リフト・オフ・プロセスにおいて堆積する。
【００４４】
ブリッジ設計
ある実施形態では、ブリッジを、穴とともに設計することができる。ある実施形態では、ブリッジを、穴をともなわずに設計することができる。ある実施形態では、穴の第１のセットは、ブリッジの下の基材または犠牲超伝導金属のエッチングを可能にするためには十分な大きさだろうが、アルミニウム堆積が望ましくないブリッジの下のアルミニウム堆積を可能にするためには不十分な大きさである。ある実施形態では、穴の第１のセットは、ブリッジの下の基材または犠牲超伝導金属のエッチングを可能にするために十分に小さいだろうが、ブリッジの下のアルミニウム堆積を可能にするためには不十分な大きさである。ある実施形態では、ブリッジ内の１つまたは複数の穴の第２のセットは、ブリッジの下のアルミニウム堆積を可能にするように十分に大きい。
【００４５】
図１９および図２０を参照して、ある実施形態では、ブリッジ構造を、穴３９０および長方形３９５などの切り抜きのある状態で形成する。例えば、穴３９０および長方形３９５を、エッチング中に金属コーティング３２０から取り除くことができる。ある実施形態では、基材をエッチングして除去することを可能にするように穴３９０を設計するが、接続用の金属ライン３７０を堆積するときにブリッジの下方の基材上に金属が堆積するためには不十分な大きさである。ある実施形態では、接続用の金属ライン３７０は、金属ライン３５０および３６０と実質的に同じ幅である。ある実施形態では、接続用の金属ライン３７０を堆積しようとする領域全体にわたり、長方形３９５を設置する。例えば、長方形３９５を、基材をエッチングで除去しようとするためおよび接続用の金属ライン３７０を堆積しようとするために十分な大きさに設計することができる。ある実施形態では、接続用の金属ライン３７０は、長方形３９５と実質的に同じ幅であろう。ある実施形態では、接続用の金属ライン３７０は、長方形３９５よりもわずかに広くても狭くてもよい。
【００４６】
図２１〜図２３を参照して、ある実施形態では、穴４９０と長方形４９５との多数のセットがある状態で、ブリッジ構造を構成部品４００の上に形成し、その結果、ブリッジの下の多数の領域がエッチングで除去される基材を有し、そして多数の領域が堆積される接続用の金属ライン４７１、４７２と４７３を有することができる。例えば、領域４５２が接続用の金属ライン４７１を介して領域４６２に接続されるように、接続用の金属ライン４７１を堆積することができるはずである。例えば、接続用の金属ライン４７２を介して金属ライン４５０を金属ライン４６０に接続するように、接続用の金属ライン４７２を堆積することができるはずである。例えば、領域４５４が接続用の金属ライン４７３を介して領域４６４に接続されるように、接続用の金属ライン４７１を堆積することができるはずである。
【００４７】
座屈誘導
ある実施形態では、吊り下げ型構造（すなわち、ブリッジ）を外に向けて座屈させるために外力を加えることが必要である場合がある。例えば、電圧バイアスをブリッジにかけることがあり、そしてブリッジを外に向けて座屈させるために、グランド構造をブリッジの近くに設置することができるはずである。ある実施形態では、ブリッジが、基材から遠くへ引っ張られる。ある実施形態では、ブリッジを製造する方法は、基材から遠くへ少なくとも１つのブリッジを引っ張ることを含む。ある実施形態では、ブリッジは、少なくとも１つのブリッジである。ある実施形態では、引っ張ることは、静電力を使用することにより基材から遠くへ少なくとも１つのブリッジを引っ張ることを含む。ある実施形態では、引っ張ることを、静電力を使用して実行する。ある実施形態では、外に向けては、基材から離れることを意味する。
【００４８】
図２４を参照して、ある実施形態では、ブリッジ構造５４２の座屈を容易するために、電圧バイアスを使用する。図２４は、本開示の実施形態によるブリッジ構造の断面である。ある実施形態では、負電荷をグランド構造５４５に与え、そして正電荷をブリッジ構造５４２に与え、その結果、基材５１０から遠くへ座屈するように、ブリッジ構造５４２を誘導する。ある実施形態では、（金属ライン１７０、２７０、および３７０などの）接続用の金属ラインを堆積する前に、電圧バイアスをかけることがある。ある実施形態では、（金属ライン１７０、２７０、および３７０などの）接続用の金属ラインを堆積した後で、電圧バイアスをかけることがある。ある実施形態では、ブリッジ構造５４２の形成の後でいつでも、ブリッジ構造５４２の座屈を容易にするために、電圧バイアスを使用することがある。
【００４９】
試験構造
図２５を参照して、ある実施形態では、ブリッジ構造製造を試験するために、試験構造を形成する。ある実施形態では、試験構造は、４つのコンタクト・パッドを有する。第１のコンタクト・パッド６１０を、本開示の実施形態にしたがって作成したブリッジ６５０により第２のコンタクト・パッド６２０に接続する。第２のコンタクト・パッド６２０を、本開示の実施形態にしたがって作成したアンダーパスにより第３のコンタクト・パッド６３０に接続する。例えば、アンダーパスを、金属コーティングから形成した金属ライン６６１、６６２と６６０、およびブリッジ６５０と６５２の下に形成した接続用の金属ライン６７１と６７２から構成することができる。接続用の金属ライン６７１は、ブリッジ６５０に直接接触せずに金属ライン６６１を金属ライン６６０に接続することができる。例えば、接続用の金属ライン６７２は、ブリッジ６５２に直接接触せずに金属ライン６６２を金属ライン６６０に接続することができる。第３のコンタクト・パッド６３０を、本開示の実施形態にしたがって作成したブリッジ６５２により第４のコンタクト・パッド６４０に接続する。ある実施形態では、ブリッジ構造およびアンダーパス構造を、様々なコンタクト・パッド同士の間の接続性を測定することによって試験することができる。例えば、第１のコンタクト・パッド６１０と第２のコンタクト・パッド６２０との間の電導度は、適正に形成されたブリッジ６５０を示す。第２のコンタクト・パッド６２０と第３のコンタクト・パッド６３０との間の完全な接続は、アンダーパス内に適正に形成された金属ライン６７１と６７２を表すはずである。第３のコンタクト・パッド６３０と第４のコンタクト・パッド６４０との間の完全な接続は、第３のコンタクト・パッド６３０と第４のコンタクト・パッド６４０との間の適正に形成された第２のブリッジ６５２を表すはずである。ある実施形態では、各コンタクト・パッド同士の間の電導度は、抵抗の予想される範囲を有するだろう。例えば、第１のコンタクト・パッド６１０と第４のコンタクト・パッド６４０との間の導電経路は、第１のコンタクト・パッド６１０と第３のコンタクト・パッド６３０との間の導電経路から異なる抵抗を有するはずである。ある実施形態では、その予想される抵抗の変動は、不適正に形成された部分を表す。
【００５０】
図２６を参照して、例示的な実施形態では、本発明の方法７００は、以下の操作で構成される。基材の表面上に超伝導膜を堆積する操作７１０において、ここでは超伝導膜が圧縮応力をともなって形成され、圧縮応力は所定の構造の臨界座屈応力よりも大きい。超伝導膜の上に第１のフォトレジスト・パターンを形成する操作７２０において、ここではフォトレジスト・パターンが少なくとも１つのブリッジを画定する。超伝導膜の露出した領域をエッチングする操作７３０において、ここでは超伝導膜の露出した領域をエッチングすることが少なくとも１つのブリッジを作成する。基材をエッチングする操作７４０において、ここでは基材をエッチングすることが少なくとも１つのブリッジと基材との間にギャップを形成する。表面上に第２のフォトレジスト・パターンを形成する操作７５０において、ここでは第２のフォトレジスト・パターンが少なくとも１つの金属ラインのためのスペースを画定する。超伝導膜の表面の少なくとも一部を洗浄する操作７６０を実行する。超伝導膜の少なくとも一部および基材の少なくとも一部の上に少なくとも１つの金属ラインを堆積する操作７７０において、ここでは少なくとも金属ラインが超伝導膜の第１の部分と超伝導膜の第２の部分とを接続し、少なくとも１つの金属ラインがブリッジの下を走る。そして、第２のフォトレジスト・パターンを除去する操作７８０を実行する。
【００５１】
図２７を参照して、例示的な実施形態では、本発明の方法８００は、以下の操作で構成される。基材の表面上に第１の超伝導膜を堆積する操作８１０を実行する。第１の超伝導膜の表面上に第２の超伝導膜を堆積する操作８２０において、ここでは第２の超伝導膜が圧縮応力をともなって形成され、圧縮応力が所定の構造の臨界座屈応力よりも大きい。第２の超伝導膜の上に第１のフォトレジスト・パターンを形成する操作８３０において、ここではフォトレジスト・パターンが少なくとも１つのブリッジを画定する。第２の超伝導膜の露出した領域をエッチングする操作８４０において、ここでは第２の超伝導膜の露出した領域をエッチングすることが少なくとも１つのブリッジを作成する。第１の超伝導膜をエッチングする操作８５０において、ここでは第１の超伝導膜をエッチングすることが少なくとも１つのブリッジと基材との間にギャップを形成する。基材の少なくとも露出した表面上に第２のフォトレジスト・パターンを形成する操作８６０において、ここでは第２のフォトレジスト・パターンが少なくとも１つの金属ラインのためのスペースを画定する。第２の超伝導膜の表面の少なくとも一部を洗浄する操作８７０を実行する。第２の超伝導膜の少なくとも一部および基材の少なくとも一部の上に少なくとも１つの金属ラインを堆積する操作８８０において、ここでは少なくとも１つの金属ラインが第２の超伝導膜の第１の部分と第２の超伝導膜の第２の部分とを接続し、少なくとも１つの金属ラインがブリッジの下を走る。そして、第２のフォトレジスト・パターンを除去する操作８９０を実行する。
【００５２】
要素がもう１つの要素にもしくはもう１つの要素と「接続される」、「上に堆積される」または「結合される」と記述された時には、他の要素に直接接続されても結合されてもよく、または代わりに、１つもしくは複数の介在する要素が存在してもよいことが理解されるだろう。
【００５３】
本開示の様々な実施形態の記述が例示の目的で提示されてきているが、網羅的であるものでもないし、開示した実施形態に限定するものでもない。多くの修正形態および変形形態は、記述した実施形態の範囲および思想から乖離することなく当業者には明らかであろう。本明細書において使用した用語は、実施形態の原理、実際的な応用もしくは市場において見出される技術に対する技術的改善を説明するため、または当業者のうちの他のものが本明細書において開示した実施形態を理解することを可能にするために選択された。
【００５４】
「本発明」は、記述した主題が、出願時の特許請求の範囲の初期のセットにより、または審査手続き中に起草された特許請求の範囲のすべての補正したセットにより、または特許審査手続きを通して許可されかつ交付された特許に含まれる特許請求の範囲の最終セットによりあるいはその組み合わせにより包含される明白な指示または示唆あるいはその両方を作り出さない。「本発明」という用語は、最新技術に対してある進展または多数の進展をおそらく含むことがある開示のある部分または多数の部分を指示する際に助けるために使用される。「本発明」という用語のこの理解およびその指示または示唆あるいはその両方は、一時的であり暫定的であり、そして関連情報が展開されるのでそして特許請求の範囲を補正してもよいので特許審査手続きの過程で変更する主題である。
【００５５】
「・・・または・・・あるいはその両方（and/or）」は、包含的論理和であり、やはり論理離接として知られ、そして「インクルーシブ（inclusive）ＯＲ」として一般に知られている。例えば、「ＡまたはＢまたはＣあるいはその組み合わせ（A, B, and/or C）」という句は、ＡまたはＢまたはＣのうちの少なくとも１つが真実であることを意味し、そして「ＡまたはＢまたはＣあるいはその組み合わせ（A, B, and/or C）」は、ＡおよびＢおよびＣの各々が虚偽である場合には単に虚偽である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年4月14日(2020.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面上に超伝導膜を堆積することであって、
前記超伝導膜が圧縮応力をともなって形成され、
前記圧縮応力は所定の構造の臨界座屈応力よりも大きく、
前記超伝導膜の上に、少なくとも１つのブリッジを画定する第１のフォトレジスト・パターンを形成することと、
前記超伝導膜の露出した領域をエッチングし、これにより前記少なくとも１つのブリッジを作成することと、
前記基材をエッチングし、これにより前記少なくとも１つのブリッジと前記基材との間にギャップを形成することと、
前記基材の少なくとも所定の表面上に、少なくとも１つの金属ラインのためのスペースを画定する第２のフォトレジスト・パターンを形成することと、
前記超伝導膜の前記表面の少なくとも一部を洗浄することと、
前記超伝導膜の少なくとも一部および前記基材の少なくとも一部の上に前記少なくとも１つの金属ラインを堆積することであって、
前記少なくとも１つの金属ラインは、前記ブリッジの下を通って、前記超伝導膜の第１の部分と前記超伝導膜の第２の部分とを接続し、
前記第２のフォトレジスト・パターンを除去することと
を含む、プロセス。
【請求項２】
基材の表面上に第１の超伝導膜を堆積することと、
前記第１の超伝導膜の表面上に第２の超伝導膜を堆積することであって、
前記第２の超伝導膜が圧縮応力をともなって形成され、
前記圧縮応力が所定の構造の臨界座屈応力よりも大きい、前記堆積することと、
前記第２の超伝導膜の上に、少なくとも１つのブリッジを画定する第１のフォトレジスト・パターンを形成することと、
前記第２の超伝導膜の露出した領域をエッチングし、これにより前記少なくとも１つのブリッジを作成することと、
前記第１の超伝導膜をエッチングし、これにより前記少なくとも１つのブリッジと前記基材との間にギャップを形成することと、
前記基材の少なくとも所定の表面上に、少なくとも１つの金属ラインのためのスペースを画定する第２のフォトレジスト・パターンを形成することと、
前記第２の超伝導膜の表面の少なくとも一部を洗浄することと、
前記第２の超伝導膜の少なくとも一部および前記基材の少なくとも一部の上に前記少なくとも１つの金属ラインを堆積することであって、
前記少なくとも１つの金属ラインは、前記ブリッジの下を通って、前記第２の超伝導膜の第１の部分と前記第２の超伝導膜の第２の部分とを接続し、
前記第２のフォトレジスト・パターンを除去することと
を含む、プロセス。
【請求項３】
前記少なくとも１つのブリッジを前記基材から遠くへ引っ張ることをさらに含む、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記引っ張ることが、静電力を使用して前記少なくとも１つのブリッジを前記基材から遠くへ引っ張ることを含む、請求項３に記載のプロセス。
【請求項５】
前記少なくとも１つの金属ラインを堆積することが、蒸着により実行される、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項６】
前記第１のフォトレジスト・パターンが、１つまたは複数の穴のセットを画定し、
前記１つまたは複数の穴のセットは、前記基材が前記１つまたは複数の穴を通してエッチングできるような大きさである、
請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項７】
前記第１のフォトレジスト・パターンが、１つまたは複数の穴のセットを画定し、
前記１つまたは複数の穴のセットは、金属が前記１つまたは複数の穴のセットを通しては堆積できないような大きさである、
請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項８】
前記第１のフォトレジスト・パターンが、１つまたは複数の穴のセットを画定し、
前記１つまたは複数の穴のセットは、金属が前記１つまたは複数の穴のセットを通して堆積できるような大きさである、
請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項９】
前記基材がシリコンである、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記超伝導膜が、アルミニウムおよびニオブからなる群から選択される材料を含む、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの金属ラインがアルミニウムである、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項１２】
基材と、
前記基材上の薄膜と、
前記薄膜の第１の部分と前記薄膜の第２の部分との間の、前記薄膜が部分的に除去された領域と、
前記第１の部分と前記第２の部分との間の薄膜ブリッジと
を備え、
前記ブリッジ、前記第１の部分および前記第２の部分が一体構造を構成する、
構造体。
【請求項１３】
前記第１の部分と前記第２の部分との間にありそして前記第１の部分および前記第２の部分に接続されていない前記薄膜の第３の部分と、
前記第１の部分と前記第２の部分との間にありそして前記第１の部分および前記第２の部分に接続されていない前記薄膜の第４の部分と、
前記薄膜ブリッジの下を走りそして前記第３の部分を前記第４の部分に接続する金属ラインと
をさらに備える、請求項１２に記載の構造体。
【請求項１４】
基材上の第１の金属領域と、
前記基材上の第２の金属領域と、
前記第１の金属領域と前記第２の金属領域とを接続するブリッジであって、
前記第１の金属領域、前記第２の金属領域、および前記ブリッジが一体構造を構成しており、
前記基材上の前記第１の金属領域と前記基材上の前記第２の金属領域との間の第１の金属ラインと、
前記基材上の前記第１の金属領域と前記基材上の前記第２の金属領域との間の第２の金属ラインと、
前記基材上の前記第１の金属領域と前記基材上の前記第２の金属領域との間に置かれ、前記第１の金属領域と前記基材上の前記第２の金属領域とを接続する第３の金属ラインと
を備える、構造体。
【請求項１５】
前記第１の金属ラインおよび前記第２の金属ラインが、同じ材料を含み、
前記第３の金属ラインが、前記第１の金属ラインおよび前記第２の金属ラインの前記材料とは異なる材料を含む、
請求項１４に記載の構造体。
【国際調査報告】
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