JPH0119257B2 - - Google Patents

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JPH0119257B2
JPH0119257B2 JP15546781A JP15546781A JPH0119257B2 JP H0119257 B2 JPH0119257 B2 JP H0119257B2 JP 15546781 A JP15546781 A JP 15546781A JP 15546781 A JP15546781 A JP 15546781A JP H0119257 B2 JPH0119257 B2 JP H0119257B2
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JP
Japan
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layer
stencil
stencil layer
substrate
frequency
Prior art date
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Application number
JP15546781A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5856424A (en
Inventor
Mineo Ueki
Yoshiaki Mimura
Fumihiko Yanagawa
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/14Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using spraying techniques to apply the conductive material, e.g. vapour evaporation
    • H05K3/143Masks therefor

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、所要の基板上に導電性材、絶縁性材
等でなる層による所望のパターンを形成するパタ
ーン形成法の改良に関し、特に半導体集積回路装
置、ジヨセフソン集積回路装置等の導体層、絶縁
層等を所望のパターンに形成する場合に適用して
好適なものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a pattern forming method for forming a desired pattern on a desired substrate using a layer made of a conductive material, an insulating material, etc., and in particular to a semiconductor integrated circuit device, Josephson integrated circuit It is suitable for application when forming a conductor layer, an insulating layer, etc. of a device or the like into a desired pattern.

斯種パターン形成法として従来、原理的に、第
1図を伴なつて以下述べる方法が提案されてい
る。
Conventionally, as a method for forming such a pattern, the method described below with reference to FIG. 1 has been proposed in principle.

即ち所要の基板1を予め用意し(第1図A)、
而してその基板1上に、フオトレジスト、電子ビ
ームレジスト等でなるステンシル層2(実際上上
端縁より外側方に延長せる鍔5を形成している)
を所望のパターンに形成し(第1図B)、次にそ
の基板1上のステンシル層2の形成されていない
領域上に、導電性材、絶縁性材等でなるステンシ
ル層2に比し薄い厚さの層3を、ステンシル層2
の上の、層3と同じ導電性材、絶縁性材等でなり
且層3と同じ厚さでなる層4の形成を同時に伴な
つて、基板1の上方側よりの導電性材、絶縁性材
の蒸着、スパツタリング等によつて、形成し(第
1図C)、次にステンシル層2を、その溶媒を用
いて溶去することによつて、そのステンシル層2
を基板1上より除去すると共に、これに伴ないス
テンシル層2上の層4を除去し(第1図D)、斯
くて基板1上に層3による所望のパターン(ステ
ンシル層2とは反転せるパターン)を形成すると
いう方法が提案されている。
That is, the required substrate 1 is prepared in advance (FIG. 1A),
Then, on the substrate 1, a stencil layer 2 made of photoresist, electron beam resist, etc. (in fact, a flange 5 extending outward from the upper edge is formed).
is formed into a desired pattern (FIG. 1B), and then a layer thinner than the stencil layer 2 made of a conductive material, an insulating material, etc. is formed on the area on the substrate 1 where the stencil layer 2 is not formed. Thickness layer 3, stencil layer 2
At the same time, a layer 4 made of the same conductive material, insulating material, etc. as layer 3 and having the same thickness as layer 3 is formed on top of the substrate 1. The stencil layer 2 is formed by vapor deposition, sputtering, etc. of a material (FIG. 1C), and then the stencil layer 2 is dissolved away using the solvent.
is removed from the substrate 1, and the layer 4 on the stencil layer 2 is also removed (FIG. 1D). A method of forming a pattern) has been proposed.

所で斯るパターン形成法の場合、原理的には、
基板1上のステンシル層2の形成されていない領
域上に、層3をステンシル層2上の層4の形成を
伴なつて形成する工程(以下簡単の為第2の工程
と称す)に於て、その層3及び4は、それ等がス
テンシル層2に比し薄い厚さを有するので、互に
分離して形成されるものである。然し乍ら実際上
は、それ等層3及び4の形成する第2の工程に於
て、層3及び4を構成する材料の微粒子が散乱、
拡散等をなすことより、第2図に示す如く、層3
及び4を構成せる材料と同じ材料の薄い層6が、
ステンシル層2の側面上上に層3及び4と連接せ
る態様を以つて付着形成されるを余儀なくされる
ものである。
However, in the case of such a pattern forming method, in principle,
In the step of forming layer 3 on the region of substrate 1 where stencil layer 2 is not formed, together with the formation of layer 4 on stencil layer 2 (hereinafter referred to as the second step for simplicity) , the layers 3 and 4 are formed separately from each other since they have a smaller thickness than the stencil layer 2. However, in practice, in the second step of forming the layers 3 and 4, the fine particles of the material constituting the layers 3 and 4 are scattered,
As shown in Fig. 2, layer 3
and a thin layer 6 of the same material as that constituting 4,
It is forced to be deposited on the side surfaces of the stencil layer 2 in a manner that connects the layers 3 and 4.

この為、ステンシル層2を溶去することによつ
て、そのステンシル層2を基板1上より除去する
と共に、これに伴なつてステンシル層2上の層4
を除去する工程(以下簡単の為第3の工程と称
す)に於て、従来、ステンシル層2をその溶媒中
に浸漬せる状態(実際上ステンシル層2、層3及
び4を形成せる基板1をステンシル層2の溶媒中
に浸漬せる状態で)で、発振周波数25〜50kHz帯
の超音波発振器を用いて、ステンシル層2に25〜
50kHzの周波数を有する超音波の振動を与え、こ
れにより層6を破壊し乍らステンシル層2を溶解
せしめるという処理をとることがなされている。
Therefore, by dissolving the stencil layer 2, the stencil layer 2 is removed from the substrate 1, and at the same time, the layer 4 on the stencil layer 2 is removed.
In the step of removing the stencil layer 2 (hereinafter referred to as the third step for simplicity), the stencil layer 2 is conventionally immersed in the solvent (in practice, the substrate 1 on which the stencil layers 2, 3, and 4 are formed is immersed in the solvent). stencil layer 2) using an ultrasonic oscillator with an oscillation frequency of 25 to 50 kHz.
A process has been carried out in which ultrasonic vibrations having a frequency of 50 kHz are applied to destroy the layer 6 while dissolving the stencil layer 2.

然し乍ら、第3の工程に於て、斯る処理をとる
場合、超音波の振動出力を大とすれば、層3が基
板1上より剥離したり欠損したりする欠陥が生ず
る不都合を有していた。又斯る不都合を回避すべ
く、超音波の振動出力を小とすれば、ステンシル
層2の側面に付着せる層6の破壊が効果的になさ
れない理由で、ステンシル層2を基板1上より除
去するに長時間を要すると共に、第3図に示す如
くステンシル層2上の層4が基板1上に不要層
4′として残留したり、層6の一部が基板1上に
直立せる残査物6′として残留したり、層3上に
付着した残査物6″として残留したり、基板1の
層3の形成されていない領域上に付着した残査物
6として残留したりし、依つて層3による所望
のパターンを得るに長時間を要すると共に、その
層3による所望パターンが、不要層4′、残査物
6′,6″,6等を残留せるものとして得られる
という不都合を有していた。
However, when such a treatment is performed in the third step, if the vibration output of the ultrasonic wave is increased, there is a problem that defects such as peeling or chipping of the layer 3 from the substrate 1 occur. Ta. In addition, in order to avoid such inconvenience, if the vibration output of the ultrasonic wave is made small, the layer 6 attached to the side surface of the stencil layer 2 will not be effectively destroyed, so the stencil layer 2 is removed from the substrate 1. It takes a long time to do this, and the layer 4 on the stencil layer 2 remains as an unnecessary layer 4' on the substrate 1 as shown in FIG. 6', a residue 6'' attached to the layer 3, or a residue 6 attached to an area of the substrate 1 where the layer 3 is not formed; It takes a long time to obtain the desired pattern by the layer 3, and the desired pattern by the layer 3 is obtained with unnecessary layers 4', residues 6', 6'', 6, etc. remaining. Was.

叙上に鑑み、本発明者等は、第1図にて上述せ
るパターン形成法に於て種々の実験の結果、上述
せる第3の工程に於て、上述せる、ステンシル層
2をその溶媒中に浸漬せる状態で、ステンシル層
2に25〜50kHzの周波数を有する超音波の振動を
与える処理をとる場合に於て、その超音波の振動
出力を小とするときの不都合が、超音波の振動出
力が小であることにより、ステンシル層2の側面
に付着形成せる層6の破壊が効果的になされない
から生ずるというばかりでなく、超音波の周波数
が25〜50kHzであることにより、層6の破壊が効
果的になされないから生ずるものでもあることを
確認するに到つた。
In view of the above, the present inventors conducted various experiments in the pattern forming method described above in FIG. When applying ultrasonic vibrations with a frequency of 25 to 50 kHz to the stencil layer 2 while the stencil layer 2 is immersed in This occurs not only because the low power does not effectively destroy the layer 6 deposited on the side surfaces of the stencil layer 2, but also because the ultrasonic frequency is between 25 and 50 kHz. We have come to the conclusion that this may also be caused by destruction not being done effectively.

又本発明者等は、上述せる第3の工程に於て、
上述せる如くに、ステンシル層2をその溶媒中に
浸漬せる状態で、ステンシル層2に25〜50kHzの
周波数を有する超音波の振動を与える処理をとる
に代え、ステンシル層2をその溶媒中に浸漬せる
状態でステンシル層に80〜200kHzの周波数を有
する超音波の振動を与える処理をとる場合、その
超音波の振動出力が小であつても、その超音波の
周波数が80〜200kHzであることにより、ステン
シル層2の側面に付着形成せる層6の破壊が効果
的になされ、従つて前述せる不都合を有効に回避
し得ることを確認するに到つた。
In addition, the present inventors, in the third step mentioned above,
As described above, instead of applying ultrasonic vibrations having a frequency of 25 to 50 kHz to the stencil layer 2 while the stencil layer 2 is immersed in the solvent, the stencil layer 2 is immersed in the solvent. When applying ultrasonic vibrations with a frequency of 80 to 200 kHz to the stencil layer in a state where the It has now been confirmed that the layer 6 deposited on the side surface of the stencil layer 2 is effectively destroyed, and the above-mentioned disadvantages can therefore be effectively avoided.

更に上述せる確認事項は、上述せる第3の工程
に於て、ステンシル層2をその溶媒中に浸漬せる
状態で、ステンシル層2に超音波の振動を与える
処理をとる場合に於て、その超音波の周波数fを
パラメータとして、ステンシル層2に超音波の振
動を与える処理時間(分)に対しステンシル層2
及びその上の層4が第3図にて上述せる不要層
4′、残査物6′,6″,6等を残留せしめるこ
となしに基板1上より除去される率(%)を測定
した結果、第4図に示す結果が得られたことによ
りしても、確かであることが裏付けられた。又、
上述せる第3の工程に於て、ステンシル層2をそ
の溶媒中に浸漬せる状態で、ステンシル層2に80
〜200kHzの周波数を有する超音波の振動を与え
る処理をとる場合、層3による所望パターンが、
第5図に示す如く、不要層4′、残査物6′,6″,
6等を残留せざる、鮮明なものとして、短時間
で得られたことよりしても、確かであることが裏
付けされた。但し第4図及び第5図に示す結果
は、ステンシル層2が厚さ約1μmを有して、AZ
−1470(シツプレイ社製商品名)ポジ型フオトレ
ジストでなり、又層3及び4が厚さ0.4μmを有し
て鉛合金でなり、更にステンシル層2の溶媒がア
セトンでなり、尚更に超音波の振動出力が超音波
発振器の電気入力でみて200Wである場合の結果
である。然し乍ら、ステンシル層2がAZ−1470
ポジ型フオトレジストでなる外、AZ−1350J、
AZ−1450J、AZ−2400(何れもシツプレイ社製商
品名)ポジ型フオトレジスト、OFPRシリーズ
(東京応用化学社製商品名)等の他のポジ型フオ
トレジストでなる場合であつても、又層3及び4
が鉛合金でなる外、他の導電性材、SiO2等の絶
縁性材でなる場合であつても、更にステンシル層
2の溶媒がアセトンでなる外、ステンシル層2を
構成せる材料に応じたその良溶媒である場合であ
つても、即ち例えばステンシル層2がフオトレジ
スト又は電子ビームレジストである場合、メチル
イソブチルケトン等のケトン類、2−エトキシル
アセテート等の酢酸エステル類等であつても、第
4図に示すと同様の結果が得られた。
Furthermore, the above-mentioned confirmation items are to be confirmed when applying ultrasonic vibration to the stencil layer 2 while the stencil layer 2 is immersed in the solvent in the third step. Using the frequency f of the sound wave as a parameter, the stencil layer 2
And the rate (%) at which the layer 4 thereon was removed from the substrate 1 without leaving unnecessary layers 4', residues 6', 6'', 6, etc. as described above in FIG. 3 was measured. As a result, the results shown in Figure 4 were obtained, which confirmed that this was true.Also,
In the third step described above, while the stencil layer 2 is immersed in the solvent, the stencil layer 2 is coated with 80%
When applying ultrasonic vibrations having a frequency of ~200kHz, the desired pattern by layer 3 is
As shown in FIG. 5, unnecessary layer 4', residue 6', 6'',
The fact that it was obtained in a short period of time, as it was clear and did not leave any 6th grade, confirmed its authenticity. However, the results shown in FIGS. 4 and 5 show that the stencil layer 2 has a thickness of about 1 μm and the AZ
-1470 (trade name manufactured by Shipplay) is a positive type photoresist, layers 3 and 4 have a thickness of 0.4 μm and are made of a lead alloy, the solvent of the stencil layer 2 is acetone, and the ultrasonic These are the results when the vibration output is 200W in terms of the electrical input of the ultrasonic oscillator. However, stencil layer 2 is AZ-1470.
Made of positive photoresist, AZ-1350J,
Even if it is made of other positive photoresists such as AZ-1450J, AZ-2400 (both trade names manufactured by Shippray Co., Ltd.), or other positive photoresists such as OFPR series (trade names manufactured by Tokyo Applied Chemical Co., Ltd.), 3 and 4
Even if the stencil layer 2 is made of lead alloy, other conductive material, or insulating material such as SiO 2 , the solvent of the stencil layer 2 may be acetone, and the stencil layer 2 may be made of acetone. Even if the stencil layer 2 is a photoresist or an electron beam resist, ketones such as methyl isobutyl ketone, acetic acid esters such as 2-ethoxylacetate, etc., are good solvents. Similar results were obtained as shown in FIG.

尚上述せる確認事項に於て、超音波の周波数が
80〜200kHzであるとする、その下限周波数80kHz
は、超音波の周波数がその下限周波数80kHzより
低くなれば、その下限周波数を堺としてステンシ
ル層2に超音波の振動を与える処理時間が急激に
長くなることよりしても決められているものであ
る。又上限周波数200kHzは、超音波の周波数が
その上限周波数200kHzより高くなれば、その上
限周波数を堺として、ステンシル層2の溶媒中で
の超音波の振動出力の損失が急激に大になり、こ
の為ステンシル層2に効果的に超音波の振動出力
を与えることが出来なくなることによりしても決
められているものである。
In addition, in the confirmation items mentioned above, the frequency of the ultrasonic wave is
Its lower limit frequency is 80kHz, which is 80~200kHz
This is also determined from the fact that if the ultrasonic frequency becomes lower than the lower limit frequency of 80 kHz, the processing time for applying ultrasonic vibration to the stencil layer 2 with the lower limit frequency set as Sakai will suddenly become longer. be. Moreover, the upper limit frequency of 200 kHz is such that if the frequency of the ultrasonic wave becomes higher than the upper limit frequency of 200 kHz, the loss of vibration output of the ultrasonic wave in the solvent of the stencil layer 2 will suddenly increase, and this This is also determined by the fact that it becomes impossible to effectively apply ultrasonic vibration output to the stencil layer 2.

以上よりして、此処に特許請求の範囲所載のパ
ターン形成法を、本発明によるパターン形成法と
して提案するに到つたものである。
Based on the above, we have come to propose the pattern forming method described in the claims as a pattern forming method according to the present invention.

斯る本発明によるパターン形成法によれば、前
述せる所より明らかであるので、詳細説明はこれ
を省略するも、前述せる不都合を伴うことなし
に、所要の基板1上に導電性材、絶縁性材等でな
る層3による所望のパターンを形成することが出
来るという大なる特徴を有するものである。因み
にステンシル層2が、前述せる如く厚さ1μmを
有して、AZ−1470フオトレジストでなり、又層
3及び4が厚さ0.4μmを有して、鉛合金でなり、
更にステンシル層2に対する溶媒がアセトンでな
り、尚更に超音波の振動出力が超音波発振器の電
気入力でみて200Wである場合に於て、上述せる
第3の工程に於ける超音波の振動を与える処理を
3〜30分とし、又超音波の周波数を100kHz、
150kHzとした所、何れの場合でも、第5図に示
す如く、基板1上に層3による所望のパターン
を、基板1上に第3図に前述せる不要層4′、残
査物6′,6″,6等を残留せしめることなしに
得ることが出来た。尚本例の場合上述の第3の工
程后、全体をアセトン液中でリンスした后、乾燥
した。
According to the pattern forming method according to the present invention, it is possible to form a conductive material and an insulating material on a required substrate 1 without the above-mentioned disadvantages, although detailed explanation will be omitted since it is obvious from the above-mentioned points. A great feature is that a desired pattern can be formed using the layer 3 made of a rubber material or the like. Incidentally, as mentioned above, the stencil layer 2 has a thickness of 1 μm and is made of AZ-1470 photoresist, and the layers 3 and 4 have a thickness of 0.4 μm and are made of a lead alloy.
Furthermore, when the solvent for the stencil layer 2 is acetone and the ultrasonic vibration output is 200 W in terms of the electric input of the ultrasonic oscillator, ultrasonic vibration is applied in the third step described above. The treatment time was 3 to 30 minutes, and the ultrasonic frequency was 100kHz.
150kHz, in any case, as shown in FIG. 5, a desired pattern is formed on the substrate 1 by the layer 3, and the unnecessary layer 4', the residue 6', 6'', 6, etc. could be obtained without leaving any residue. In this example, after the above-mentioned third step, the entire product was rinsed in acetone solution and then dried.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図A〜Dは、本発明によるパターン形成法
の基礎となる原理的なパターン形成法の順次の工
程に於ける略線的断面図、第2図は、第1図Cの
工程に対応する実際の工程に於ける略線的断面
図、第3図は従来のパターン形成法による場合
の、第1図Dの工程に対応する実際の工程に於け
る略線的断面図、第4図は本発明によるパターン
形成法の説明に供する曲線図、第5図は本発明に
よるパターン形成法による場合の第1図Dに示す
工程に於ける略線的断面図である。 図中、1は基板、2はステンシル層、3,4及
び6は層、4′は不要層、6′,6″,6は残査
物である。
1A to 1D are schematic cross-sectional views of the sequential steps of the fundamental pattern forming method that is the basis of the pattern forming method according to the present invention, and FIG. 2 corresponds to the step of FIG. 1 C. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an actual process corresponding to the process of FIG. 1D when a conventional pattern forming method is used; FIG. 5 is a curve diagram for explaining the pattern forming method according to the present invention, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view in the step shown in FIG. 1D when the pattern forming method according to the present invention is used. In the figure, 1 is a substrate, 2 is a stencil layer, 3, 4, and 6 are layers, 4' is an unnecessary layer, and 6', 6'', and 6 are residues.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 所要の基板上に所望のパターンを有するステ
ンシル層を形成する第1の工程と、上記基板上の
上記ステンシル層の形成されていない領域上に所
要の第1の層を、上記ステンシル層上の第2の層
の形成を伴なつて形成する第2の工程と、上記ス
テンシル層を溶去することによつて、当該ステン
シル層を上記基板上より除去すると共にこれに伴
い上記第2の層を除去する第3の工程とを含ん
で、上記第1の層による所望のパターンを形成す
るパターン形成法に於て、 上記第2の工程が、上記ステンシル層をその溶
媒中に浸漬せしめた状態で、上記ステンシル層に
80〜200kHzの周波数を有する超音波の振動を与
える処理を含む事を特徴とするパターン形成法。
[Claims] 1. A first step of forming a stencil layer having a desired pattern on a desired substrate, and forming a desired first layer on a region of the substrate where the stencil layer is not formed. , a second step of forming a second layer on the stencil layer, and removing the stencil layer from the substrate by dissolving the stencil layer; and a third step of removing the second layer, in which the second step removes the stencil layer in its solvent. onto the above stencil layer while immersed in
A pattern forming method characterized by including a process of applying ultrasonic vibrations having a frequency of 80 to 200 kHz.
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