JPH03227579A - 高温超伝導体薄膜上のパターン形成用非水性処理方法 - Google Patents

高温超伝導体薄膜上のパターン形成用非水性処理方法

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JPH03227579A
JPH03227579A JP2290973A JP29097390A JPH03227579A JP H03227579 A JPH03227579 A JP H03227579A JP 2290973 A JP2290973 A JP 2290973A JP 29097390 A JP29097390 A JP 29097390A JP H03227579 A JPH03227579 A JP H03227579A
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JP
Japan
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layer
forming
water
photoresist
layers
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Pending
Application number
JP2290973A
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English (en)
Inventor
James M Myrosznyk
ジェームス・エム・マイロズニク
Michael Ray
マイケル・レイ
Craig A Shott
クレイグ・エー・ショット
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Co
Original Assignee
Santa Barbara Research Center
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/01Manufacture or treatment
    • H10N60/0268Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
    • H10N60/0661Processes performed after copper oxide formation, e.g. patterning

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

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] この発明は、薄膜の製造方法に関するものであり、特に
薄膜表面を水に露出させることのないようにして薄膜表
面上にパターンを描き、リフトオフ処理法によって薄膜
表面上に金属を付着させる方法に関するものである。
[従来の技術] 高温超伝導体(以下HTSという)材料からなる薄膜の
ようなある種の薄膜は水にさらされたとき悪影響を受け
る。水をベースとする処理技術は広く使用されており、
HTSその他の材料に水をベースとする処理技術を使用
するときに遭遇する問題もよく知られている。これらの
問題は特にHTS薄膜の表面にパターンを形成すること
が望まれるとき、およびHTS材料の表面に金属を付着
させるときに明らかとなる。
[発明の解決すべき課題] 特にHTS装置の製造技術として、銀は接触抵抗が約l
ロー6オームの比較的低い値のためにHTS材料用のコ
ンタクトとして選択される。しかしながら銀等の各種の
金属被膜の形成処理のために開発された乾式のプラズマ
タイプのエツチング技術は大きな労力と完全にするため
の多額の費用を必要とする。この発明の方法の開発まで
はHTS材料上に銀のコンタクト金属層パターンを形成
するために使用される廉価で有効な処理技術は存在しな
かった。
それ故この発明の目的は、プラズマおよび反応性イオン
乾式エツチングの発達に関連した費用の増加を招くこと
なく薄膜表面に広範囲の各種金属を付着させる方法を提
供することである。
この発明の別の目的は、HTS薄膜に銀のコンタクト層
を形成してHTS薄膜に銀の非常に低い接触抵抗を与え
る方法を提供することである。
この発明のさらに別の目的は、HTS薄膜を水をベース
とする現像溶液にさらすことなく通常のよく特性の知ら
れているフォトレジストを使用することができるリフト
オフ処理を使用することのできる方法を提供することで
ある。
[課題解決のための手段] この発明によれば上記の問題は克服され、この発明の目
的は、HTSその他の薄膜に電気接続するために種々の
金属を使用することを可能にするフォトレジストリフト
オフプロセスによって達成される。
この発明の方法では、水をベースとする溶液に表面をさ
らすことなく表面にパターンを形成する。
その方法は、その表面上に実質上水を浸透しない選択さ
れた第1のフォトレジスト材料からなる第1の層を形成
するステップを含む。この発明によれば、第1の層はポ
リフロロブチルメタクリレ−) (FBM)のようなポ
リフロロメタクリレートタイプの電子ビームレジストで
構成されることが好ましい。第2の層は第1の層上に形
成され、この第2の層は通常のAZタイプポジチブフォ
トレジストのような第2のフォトレジストで構成される
。第1および第2の層は処理されて表面の所望の部分を
未被覆状態にするように第1および第2の層の一部が除
去される。これらの層は、(a)第2の層を露光させ、
(b)下にある第1の層の部分を露出させるために第2
の層の一部分を除去するように水をベースとする溶液で
露光された第2の層を湿式現像し、(c)下にある表面
の部分を露出させるために第1の層の露出された部分を
非水性技術によって除去するステップによって処理され
、この非水性技術によって除去するステップにおいては
第2の層の下の第1の層をアンダーカットするステップ
を含む。
通常の水をベースとする溶液による第2のフォトレジス
ト層の処理は介在する水不浸透性フォトレジストの第1
の層のために表面に悪影響を与えない。次に表面の露出
された予めパターンを描かれた部分に金属層が付着され
る。その代りに表面の露出された部分は処理マスクとし
て第1および第2の層を使用して予め定められた領域に
パターンを形成される。最後に非水性溶媒によって第1
および第2の層を除去するステップが行われ、それによ
って第2のフォトレジスト層上に付着されている金属を
リフトオフにより除去する。
この発明の上記およびその他の特徴は添付図面を参照に
した以下の実施例の詳細な説明により当業者には明白に
なるであろう。
[実施例1 この発明の方法は以下HTS材料からなる層の表面に形
成された銀の金属層に関して説明されるけれども、この
発明1ま有機ポリマー薄膜のような各種の水で劣化する
材料上に多数の種々の金属を付着させるために適用する
ことができることを認識すべきである。それ故この発明
の方法は銀金属層およびHTS材料と共に使用されるこ
とのみに限定されると解釈してはならない。
第1a図を参照すると、この発明の方法の第1のステッ
プは表面にHTS材料の薄B10aを有する基体10の
ような材料の本体を1’(ifすることである。基体I
OはHTS材籾と共に使用するのに適している既知の任
意の基体材料で構成することができる。例えば基体IO
はMg0,3rTi03.またはZrO2から構成する
ことができる。一方、HTS薄J!!l口aは例えばY
IBa2 (:u30t−x、あるいはT12Ca2B
a、Cu、O,oから構成することができる。
第1b図に示されるように、通常の方法によってHTS
薄膜10a上に保護フォトレジスト層12が被着される
。それは水に不溶性でかつ水不浸透性のタイプのもので
ある。この発明によれば層12はポリフロロブチルメタ
クリレート(FBM)のようなタイプの電子ビーム(E
ビーム)フォトレジストで構成されることが好ましい。
層12は典型的に約0.5 ミクロンの厚さに被着され
る。FBMレジスト層12は既知の方法でキュアされる
。次に通常の水ベースフォトレジストが被着される。こ
のフォトレジストは例えばAZタイプのホジチブフォト
レジスト層14であり、それはキュアしたFBMレジス
ト層12の上に通常の技術によって被着される。AZタ
イプフすトレジスト層14は約3ミクロンの厚さに施さ
れ、既知の方法によってキュアされる。典型的に両方の
層皇2および14スピン法によって被着される。
第1C図においてAZタイプフォトレジスト層14はH
TSの薄膜10a上の構造パターンを形成するためイオ
ンミーリングエツチングマスクを生成するためにUV(
紫外線)露光される。層14は続いて通常の水をベース
とする溶液で湿式現像される。その結果パターン化され
たAZタイプフォトレジスト届14は生成された壁16
および下のFBMレジスト層12を露出させている部分
を有する。この発明によれば、水不浸透性FBMレジス
ト層12は下側のHTSの薄膜をAZタイプフォトレジ
ストの水性現像液にさらされないように保護する。
第1d図において、FBMレジスト層12の露出してい
る部分はUVオゾンアッシャCasher)のような非
水性技術による乾式現像される。典型的にFBMレジス
ト層12は第11図に示されるようにFBMレジスト層
12内に引込んだ形状すなわちアンダーカット領域18
を生じるように充分な時間にわたって現像される。アン
ダーカットの形成は確実に表面のパターンを描くステッ
プのための処理方法のこのステップにおいては必要はな
い。後述のようにアンダーカットは次の金属層のリフト
オフステップに対して有効である。
ポリイミドまたはPMMAのような他の水に不溶性のポ
リマーが層12に対して使用できることに注意すべきで
ある。またプラズマ酸素技術がポリマーの除去に使用で
きる。しかしながらUV/オゾン現像は一般的にHTS
表面に対して適切な処理であり、損傷を最小にするもの
と考えられている。ポリイミドまたはPMMAはUV/
オゾン現像技術によって現像されることはできるが、時
間が必要でそのため使用することは困難である。ポリフ
ロロメタクリレートはUV/オゾン現像技術によって急
速に破壊されることが、知られており、UV/オゾンア
ッシュの使用は現在好ましい方法を与えるものである。
第1e図において、HTS薄膜10り内lこ構造パター
ンを形成するためにイオンミーリングが矢印Aで示すよ
うにHTS薄膜10aのミーリングに使用される。これ
らの構造パターンは放射線検出器、スイッチング装置、
および、またはその他の所望の能動および受動構造を含
むことができる。比較的厚いAZフォトレジスト層14
はこのイオンミーリング中HTS薄膜leaを保護する
ことができる効果を有する。
続いて第1f図において、両方のレジスト層12゜14
の残りの部分がアセトンのような非水性溶媒によって除
去される。その結果残った構造はパターン化されたHT
S薄M410aを有する構造である。
この構造は続いて個々の装置相互間の導電結合および入
力、出力パッドのために金属化される。
第1g図においてFBMおよびAZフォトレジストが再
び前記のように被着され、層12aおよび14aが形成
される。第1h図においてAZFFA14aはダークフ
ィールドコンタクト金属パターンを使用してパターン化
され、側壁teaを有する開口を生成するように水をベ
ースとする技術により一部が除去される。第11図にお
いて下側のFBM層12aがアンダーカット領域18に
よって示されるように引込んだ断面形状の形成を確実に
するのに充分な時間乾式現像される。
第1j図において、銀のような所望のコンタクト金属が
例えばスパッタリングによって付着され、パターン化さ
れたHTS薄膜10aの表面およびAZフォトレジスト
層14aの表面上に金属層20が形成される。スパッタ
リング工程はHTS薄膜10aの表面から残留有機物汚
染を除去するために最初に予備スパッタリング工程を有
することが好ましい。
第1に図において、アセトンのような非水性溶媒を使用
してリフトオフ工程が行われ、F、BMレジスト層12
aおよびその上にあるAZレジスト層14aの残留部分
を除去し、それによって無関係な金属を除去する。その
結果HTS薄膜10a上に金属層20の形態のコンタク
ト金属層領域が形成される。
この発明の方法は通常のフォトレジストを使用し、水を
ベースとする溶液に薄膜をさらすことなくHTS薄膜の
ような薄膜をパターン化し、或いはHTS材料上に金属
薄膜を付着させる方法を提供することが認められる。さ
らにレジスト層のアンダーカットにより付着した金属は
隣接するレジストの側壁に付着しない。したがって細い
線および緊密な形状のパターンの形成がパターンの縁部
における材料の無関係な望ましくない垂れ下りを生じる
ことなくリフトオフ技術によって可能になる。
特にこの発明の方法は、所望の金属層の形成のために高
価で長時間を必要とする乾式プラズマ型エツチング技術
の対応した現像を必要とせずに銀のような所望のコンタ
クト金属層の使用を可能にする。
以上この発明を現在における好ましい実施例について詳
細に説明したが、当業者にはこの発明の技術的範囲から
逸脱することなく多くの変形、変更および実施態様が可
能であることは明白であろう。したがってこの発明の技
術的範囲は特許請求の範囲の記載によってのみ限定され
るべきものである。
【図面の簡単な説明】 第1a図乃至第1klfflは、この発明の方法の種々
のステップを示している。 lO・・・基体、lOa・・・HTS層、12・・・F
BMレジスト層、14・・・AZフォトレジスト層。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水溶液に表面をさらすことなく水で劣化する材料
    の表面を処理する方法において、 水で劣化する材料の表面を準備し、 その表面上に実質上水を浸透しない選択された第1のフ
    ォトレジスト材料からなる第1の層を形成し、 第1の層上に水をベースとする技術により処理された第
    2のフォトレジスト材料からなる第2の層を形成し、 第1および第2の層を処理して表面の所望の部分を未被
    覆状態にするように第1および第2の層の一部を除去し
    、 表面の未被覆部分を処理し、 第1および第2の層を除去することを特徴とする水で劣
    化する材料の表面処理方法。
  2. (2)第1の層を形成するステップはポリフロロメタク
    リレートタイプのフォトレジストで構成された層を形成
    するステップを含む請求項1記載の方法。
  3. (3)第1の層を形成するステップはポリフロロブチル
    メタクリレート(FBM)からなる層を形成するステッ
    プを含む請求項1記載の方法。
  4. (4)第2の層を形成するステップはAZタイプのポジ
    チブフォトレジストからなる層を形成するステップを含
    む請求項1記載の方法。
  5. (5)処理するステップは、第2の層を露光し、下にあ
    る第1の層の部分を露出させるように第2の層を部分的
    に除去するために水をベースとする技術によって露光さ
    れた第2の層を湿式現像するステップを含む請求項1記
    載の方法。
  6. (6)露光するステップは、第2の層上にパターンを生
    成するために紫外線に露光するステップを含む請求項5
    記載の方法。
  7. (7)処理するステップはさらに、第1のフォトレジス
    ト層の露出された部分を非水性技術により除去するステ
    ップを含む請求項5記載の方法。
  8. (8)非水性技術によって除去するステップは紫外線オ
    ゾンアッシャーによる乾式現像ステップを含む請求項7
    記載の方法。
  9. (9)非水性技術によって除去するステップは、第2の
    層の下の第1の層をアンダーカットするステップを含む
    請求項7記載の方法。
  10. (10)表面を処理するステップは、表面上に金属層を
    付着させるステップを含む請求項1記載の方法。
  11. (11)付着させるステップは、スパッタ被覆工程を含
    み、スパッタ被覆工程はさらに表面から有機物汚染を除
    去するためのスパッタ前の初期エッチング工程を含む請
    求項10記載の方法。
  12. (12)表面を処理するステップは、表面上に1以上の
    構造を描くために表面をイオンミーリングするステップ
    を含む請求項1記載の方法。
  13. (13)除去するステップは、非水性溶媒を適用するス
    テップを含む請求項1記載の方法。
  14. (14)第1の層を形成するステップは、約0.5ミク
    ロンの厚さのポリフロロブチルメタクリレートからなる
    層を形成するステップを含む請求項1記載の方法。
  15. (15)水性溶液に表面を露出することなく高温超伝導
    材料の表面にコンタクト金属を形成する方法において、 表面を準備し、 表面上にポリフロロメタクリレートタイプのフォトレジ
    ストよりなる水不浸透性の第1の層を形成し、 第1の層上にAZタイプのポジチブフォトレジストから
    なる第2の層を形成し、 表面の所望の部分を露出させるために第1および第2の
    層を処理して第1および第2の層を部分的に除去し、そ
    の処理においては、 第2の層の選択された部分を紫外線に露光させ、 下にある第1の層の部分を露出させるために第2の層の
    一部分を除去するように水をベースとする溶液で第2の
    層を湿式現像し、 下にある表面の部分を露出させるために第1の層の露出
    部分を非水性技術によって除去するステップを含み、 表面の露出された部分に所望のパターンを形成し、 非水性溶媒によって第1および第2の層を除去し、 ダークフィールド金属パターンによってポリフロロメタ
    クリレートフォトレジストよりなる別の水不浸透性の第
    1の層を表面上に形成し、 AZタイプのポジチブフォトレジストからなる別の第2
    の層を第1の層上に形成し、 表面の所望の部分を露出させるために第1および第2の
    層を処理して第1および第2の層を部分的に除去し、そ
    の処理においては、 第2の層の選択された部分を紫外線に露光させ、 下にある第1の層の部分を露出させるために第2の層の
    一部分を除去するように水をベースとする溶液で第2の
    層を湿式現像し、 下にある表面の部分を露出させるために第1の層の露出
    部分を非水性技術によって除去するステップを含み、こ
    の非水性技術によって除去するステップにおいては第2
    の層の下の第1の層をアンダーカットし、 少なくとも表面の露出部分上に金属層をスパッタリング
    により付着させ、 第1および第2の層を非水性溶媒によって除去するステ
    ップを有することを特徴とするコンタクト金属形成方法
  16. (16)第1の層を形成するステップにおいてポリフロ
    ロブチルメタクリレートからなる層を形成する請求項1
    5記載の方法。
  17. (17)非水性技術によって除去するステップは酸素プ
    ラズマによる乾式現像ステップを含む請求項15記載の
    方法。
  18. (18)パターンを形成するステップは、表面をイオン
    ミーリングするステップを含む請求項15記載の方法。
  19. (19)付着させるステップにおいて銀からなる層を付
    着させる請求項15記載の方法。
  20. (20)スパッタリングするステップにおいて銀からな
    る層をスパッタリングする請求項15記載の方法。
JP2290973A 1989-10-30 1990-10-30 高温超伝導体薄膜上のパターン形成用非水性処理方法 Pending JPH03227579A (ja)

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US428,702 1989-10-30

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JP2013073813A (ja) * 2011-09-28 2013-04-22 Toppan Printing Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法
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