JPS60137023A - Forming method of pattern and device used for executing said method - Google Patents

Forming method of pattern and device used for executing said method

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JPS60137023A
JPS60137023A JP24433483A JP24433483A JPS60137023A JP S60137023 A JPS60137023 A JP S60137023A JP 24433483 A JP24433483 A JP 24433483A JP 24433483 A JP24433483 A JP 24433483A JP S60137023 A JPS60137023 A JP S60137023A
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mask
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Abstract

PURPOSE:To form a pattern with a submicron order gap easily by coating a substrate, to which the mask pattern is shaped, with a film and etching the substrate and the film by accelerated particles. CONSTITUTION:A pattern material layer A is formed on a substrate 1 in thickness tA, and a mask pattern B in thickness tB is shaped on the layer A by a photo-resist material through a photolithography technique. A film C is formed on the exposed surfaces of the pattern material layer A and the mask pattern B in thickess TC so that the undulating shape of the mask pattern B is maintained approximately. Consequently, the mask pattern B is thickened, and gap width G2 is made narrower than initial gap width G1. The film C and the pattern material layer A are etched by using accelerated particles. The gap width of the mask pattern B is further narrowed because one part C' of a material for the film C adheres on the side surface of the pattern B again at that time.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、例えば磁気バブルメモリデバイス、半導体デ
バイス、表面弾性波デバイス、ジョセフソンデバイスな
どのよりな1イクロ・エレクトロニクス・デバイスの製
作に適用される微細加工技術に関し、特に1μmより挟
込ギャップ(サブミクロンギャップ)、殊に0.5μm
以下の微細ギャップを有するパターンの形成方法及びそ
の実施に使用する装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to microfabrication techniques applied to the fabrication of microelectronic devices such as magnetic bubble memory devices, semiconductor devices, surface acoustic wave devices, Josephson devices, etc. Regarding the technology, especially the sandwiching gap (submicron gap) from 1 μm, especially 0.5 μm.
The present invention relates to the following method of forming a pattern with a fine gap and an apparatus used to carry out the method.

技術の背景 上記のようなデバイスにおりては、その基板上に導体や
磁性体などからなるノーターンが形成され、デバイスの
特性向上および小形化あるいは高密度化のためにはパタ
ーンの微細化、特にパターン間ギャップの微細化が重要
な課題となっている。例えば、磁気バブルの転送に・や
−マロイ/ぐターンを用いるいわゆるノ4−マロイパブ
ルメモリデバイスにおいては、パーマロイパターン間(
r)ギャップの幅がバブル転送特性を決定する要因の1
つであυ、動作特性および記憶密度の向上のだめにはギ
ャップをできるだけ狭くすることが有利であることは周
知である。
Background of the Technology In the above-mentioned devices, no-turns made of conductors, magnetic materials, etc. are formed on the substrate, and in order to improve the characteristics of the device and make it smaller or more dense, it is necessary to miniaturize the pattern, especially Reducing the gap between patterns has become an important issue. For example, in so-called 4-malloyable memory devices that use 4-malloy/g turns to transfer magnetic bubbles, there is a gap between permalloy patterns (
r) Gap width is one of the factors that determines bubble transfer characteristics
It is well known that it is advantageous to make the gap as narrow as possible in order to improve performance characteristics and storage density.

かかるノンーマロイ転送i+ターンの如き微細パターン
の形成には、従来、光、X線、電子ビームなどを利用す
るリングラフィ技術(本明細書ではこれらを総括して[
ホトリソグラフィ技術]と称する)が用いられて込る。
Conventionally, the formation of fine patterns such as non-malloy transfer i+ turns has been performed using phosphorography techniques (hereinafter, these are collectively referred to as [
photolithography technology) is used.

ホトリソグラフィ技術は近年めざましく進歩して込るが
、それでもその実用的解像度は1μmが限界であり、従
って後述する如〈従来の/4’ターン形成方法ではサブ
ミクロンギャップの形成は非常に困難であシ、殊に0.
5μm以下のギャップの形成は事実上不可能であった。
Although photolithography technology has made remarkable progress in recent years, its practical resolution is still limited to 1 μm, and therefore, as will be explained later, it is extremely difficult to form submicron gaps using the conventional /4' turn forming method. C, especially 0.
It was virtually impossible to form a gap of 5 μm or less.

コ(7)ためツクーマロイパブルメモリにおいては、1
μmμmギヤラグパターンい、パターン形状を工夫する
ことによシ転送特性および記憶密度の向上を追求するこ
とを余儀なくされてbるのが現状である。ちなみに、初
期には’l’−■/4ターン、シェブロンパターンなど
が用いられて込だが、現在ではハーフディスク・母ター
ンや非対称シェブロンパターンなどのいわゆるギャップ
トレラントパターン(gap−tolerant pa
ttern)が用いられ、iRバブル径μm1ビット周
期8μm1記憶密度1h化itの・ぐプルメモリが実現
されている。更に近年ではワイドギャップパターン(w
ide−gap pattern)が考えられ、バブル
径1μm1 ビット周期4μm1記憶密度4’ Mb 
i tのバブルメモリの実現に近づきずつある。しかし
ながら動作特性および記憶密度の一層の向上を図るには
、ノソーマロイパターンのギャップを1μmより小さく
、特に0.5μmよシ小さくすることが要求される。
Because of (7), in Tsukuma loupable memory, 1
At present, it is necessary to pursue improvements in transfer characteristics and storage density by devising the shape of the gear lag pattern. By the way, in the early days, 'l'-■/4 turns, chevron patterns, etc. were used, but now so-called gap-tolerant patterns such as half-disk/mother turns and asymmetric chevron patterns are used.
ttern) has been used to realize a multiple memory with an iR bubble diameter μm and a bit period of 8 μm and a storage density of 1 h. Furthermore, in recent years, wide gap patterns (w
ide-gap pattern), bubble diameter 1 μm, bit period 4 μm, storage density 4' Mb
We are getting closer to realizing IT's bubble memory. However, in order to further improve operating characteristics and storage density, it is required that the gap of the Nosomalloy pattern be smaller than 1 μm, particularly as small as 0.5 μm.

かかる事情によシサブミクロンギャップを有するパター
ンを容易に形成可能な方法の実現が強く要望されている
Under these circumstances, there is a strong demand for a method that can easily form patterns having submicron gaps.

従来技術と問題点 従来のホトリソグラフィ技術を用いた/J?ターン形成
方法は、まずパターンを形成する材料の層を基板表面上
に形成し、次にこの・母ターン材料層上にホトリソグラ
フィ技術を周込てホトレジスト材料によりマスクパター
ンを形成し、しかる後に/ぐター/材料層をエツチング
してノ9ターンを形成するものでちる。この方法ではノ
+ターンギャップ幅はマスクツぐターン形成技術つまシ
ホトリソグラフィ技術の限界によシ決定され、解像度1
μmでは/eターンギャップ幅は基本的に1μmが限界
であるO 一方、図面を参照して後述するように、解像度1μmの
ホトリソグラフィ技術を用いてサブミクロンギャップを
形成する方法も従来いくつか考えられている。その1つ
は、マスクパターン形成工程におりてホトレジスト材料
の・ぞターン露光時間を短縮する方法である。すなわち
、ホトレジスト材料としてIジ型ホトレジスト材料を用
い、霧光時間を標準露光時間よシも短かくすると、解像
度1μmでもサブミクロンギャップのマスクツぐターン
を形成でき、従ってサブミクロンの・ぐターンギャップ
を形成可能である。もう1つの方法は、加速粒子を利用
するエツチング技術、例えばイオンミリング々どのエツ
チング技術を用いるものである。加速粒子によるエツチ
ングでは・やターン形成)−から除去された材料の一部
がマスク/ぐターンやパターン形成層に再刊蓋する現象
があシ、このためにパターンが太り、その分だけパター
ンギャップが狭くなるという効果がある。従って1μn
1ギヤツプのマスクパターンに基づいてサブミクロンギ
ャップ/Fターンの形成が可能である。しかし前者の露
光時間短縮方法では光量のばらつきや露光・ぐターンの
寸法のばらつきによりマスクツやターンのパターン抜は
不良が起こシ易くなシ、自ずから限界がある。また従来
方法では、後者の加速粒子を利用するエツチング技術を
用いても有効な・ぐターン太り効果(ギャップ挟まり効
果)が得られなかった。結局、従来方法では露光時間の
短縮ならびに加速粒子を利用するエツチング技術の両方
による・ぐターン太り効果を併せても、解像度1潮で形
成可能な最小ギャップ幅は0.5μmであり、しかも極
めて高度の工程制御が要求され、実用に適さない。
Conventional technology and problems /J? using conventional photolithography technology? The turn forming method is to first form a layer of pattern-forming material on the substrate surface, then apply photolithography technology on this mother turn material layer to form a mask pattern using a photoresist material, and then/ The material layer is etched to form nine turns. In this method, the width of the turn gap is determined by the limits of the mask turn formation technology and the photolithography technology, and the resolution is 1.
In μm, the limit for the turn gap width is basically 1 μm.On the other hand, as will be described later with reference to the drawings, several methods have been considered in the past to form submicron gaps using photolithography technology with a resolution of 1 μm. It is being One method is to shorten the turn-by-turn exposure time of the photoresist material in the mask pattern forming process. That is, if an I-type photoresist material is used as the photoresist material and the fogging time is made shorter than the standard exposure time, a mask turn with a submicron gap can be formed even at a resolution of 1 μm, and therefore a submicron gap can be formed. Formable. Another method is to use etching techniques that utilize accelerated particles, such as ion milling. In etching using accelerated particles, there is a phenomenon in which part of the material removed from the mask/gutter (turn formation) reappears on the mask/gutter or pattern formation layer, which thickens the pattern and increases the pattern gap accordingly. It has the effect of becoming narrower. Therefore, 1 μn
Submicron gaps/F-turns can be formed based on a one-gap mask pattern. However, the former method of shortening the exposure time has its own limitations in that it is easy to cause defects in pattern cutting of masks and turns due to variations in the amount of light and variations in the dimensions of the exposed patterns. In addition, in the conventional method, even if the latter etching technique using accelerated particles was used, an effective gap-filling effect (gap pinching effect) could not be obtained. In the end, in the conventional method, even with the thickening effect of both the shortening of exposure time and the etching technology using accelerated particles, the minimum gap width that can be formed at one resolution is 0.5 μm, which is extremely high. process control is required, making it unsuitable for practical use.

発明の目的 本発明は、上記従来技術に鑑み、ホトリソグラフィ技術
の限界を越えるサブミクロンギャップを有するパターン
を非常に容易に形成可能な・ぐターン形成方法を提供す
ることを目的とするものである0 本発明のもう1つの目的は、上記のような・やターン形
成方法の実施に使用する装置を提供することにある。
OBJECTS OF THE INVENTION In view of the above-mentioned prior art, an object of the present invention is to provide a pattern forming method that can very easily form patterns having submicron gaps that exceed the limits of photolithography technology. Another object of the present invention is to provide an apparatus for use in carrying out the above-described turn forming method.

発明の構成 本発明は、概略的には、前述した加速粒子を利用するエ
ツチング技術におけるパターン太シ効果を有効に利用す
ることによって上記目的の達成を図ったものである。
DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention generally aims to achieve the above object by effectively utilizing the pattern thickening effect in the etching technique using accelerated particles described above.

すなわち本発明によるパターン形成方法は、まずノ4タ
ーンを形成する材料の層を基板表面上に形成し、該パタ
ーン材料、層上に被形成ノ4ターンにほぼ相当する部分
を被覆するマスク・ぐターンを形成シ、次にパターン材
料層およびマスク/ぐターンの露出面上に被膜をマスク
パターンの起伏形状がほぼ維持される如く形成し、しか
る後に加速粒子を利用するエツチング技術を用いて前記
役膜及び・ぐターン材料層をエツチングしてパターン材
料層から所望パターンを形成し、そして前記マスクツ4
ターンを除去するものである。
That is, in the pattern forming method according to the present invention, a layer of a material forming four turns is first formed on the surface of a substrate, and a mask/glue is applied on the pattern material and layer to cover a portion approximately corresponding to the four turns to be formed. After forming the turns, a coating is formed over the pattern material layer and the exposed surface of the mask/turns so that the undulations of the mask pattern are substantially maintained, and then an etching technique utilizing accelerated particles is used to remove the features. etching the film and pattern material layer to form the desired pattern from the pattern material layer;
It removes turns.

かかる方法によれば、前記被膜の形成により、ifには
マスクツやターンのギャップをホトリソグラフィ技術の
限界よシ狭くすることができ、第2には加速粒子を利用
するエツチングにおけるパターン太シ効果を増大させる
ことができ、これら両効果が相まってホ) IJソグラ
フィ技術の限界よシ格段に狭いギャップを有するパター
ンを形成可能である。
According to this method, by forming the film, the gaps between masks and turns can be made narrower than the limits of photolithography technology, and secondly, the pattern thickening effect in etching using accelerated particles can be reduced. By combining these two effects, it is possible to form a pattern with a much narrower gap than the limit of IJ lithography technology.

上記の方法において、前記被膜は蒸着またはス・ぐツタ
リングの技術を用いて形成するのが好ましい。この場合
、被膜形成工程及びこれに続く加速粒子によるエツチン
グ工程は、基板上の膜層表面への微細粒子の付着による
汚染を防止するために、同一の真空装置を用いて真空状
態を破らずに連続的に行うことが有利である。
In the above method, the coating is preferably formed using a vapor deposition or suction technique. In this case, the film formation process and the subsequent etching process using accelerated particles are performed using the same vacuum device without breaking the vacuum state in order to prevent contamination due to adhesion of fine particles to the surface of the film layer on the substrate. It is advantageous to carry out continuously.

そこで本発明は、真空槽と、処理すべき基板を該真空槽
内に保持する基板保持機構と、該基板上に膜層を形成す
るための成膜手段と、基板上の膜層を加速粒子を利用し
てエツチングするだめのエツチング手段とを具備して成
る真空装置を提供するものである。
Therefore, the present invention provides a vacuum chamber, a substrate holding mechanism for holding a substrate to be processed in the vacuum chamber, a film forming means for forming a film layer on the substrate, and a film layer on the substrate using accelerated particles. The purpose of the present invention is to provide a vacuum device comprising an etching means for etching using the etching method.

発明の実施例 以下本発明の実施例につき図面を参照し且つ従来例と対
比しながら説明する。
Embodiments of the Invention Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings and in comparison with conventional examples.

まず従来の・ぐターン形成方法について説明する。First, a conventional method for forming grooves will be explained.

図面の第1A図及び第1B図は従来方法の基本工程を示
すものであシ、まず第1A図に示すように基板1上にパ
ターン材料層2を蒸着などによシ形成し、このパターン
材料層2上にホトリングラフィ技術によシホトレジスト
材料から厚さt2のマスクパターン3を形成する。符号
g1はマスクパターン3のギャップ幅(下底幅)を示す
。しかる後に、?ターン材料層2をエッチングシ、マス
クパターン3を除去すると、第1B図に示す如く基板1
上にパターン2Pが形成される。符号g2は/e〃−ン
2Pのギャップ幅(下底幅)を示す。
1A and 1B of the drawings show the basic steps of the conventional method. First, as shown in FIG. 1A, a pattern material layer 2 is formed on a substrate 1 by vapor deposition or the like. A mask pattern 3 having a thickness t2 is formed on the layer 2 from a photoresist material by photolithography. The symbol g1 indicates the gap width (lower base width) of the mask pattern 3. After that? After etching the turn material layer 2 and removing the mask pattern 3, the substrate 1 is removed as shown in FIG. 1B.
A pattern 2P is formed thereon. The symbol g2 indicates the gap width (lower base width) of the /e-on 2P.

上記の方法で例えばパーマロイバブルメモリデバイスの
パーマロイ転送/′?ターンを形成するには、i9ター
ン材料層2をノe−マロイ層となし、その厚さt□を3
0001とする。またマスク/ぐターフ3は例えば「A
Z 1350 J J (Shipley社)などの月
?ジ型ホトレジスト材料を用いて形成し、その厚さt2
を6750Xとする。この場合、ホトレジスト材料への
露光時間を標準時間とすると、マスクパターン3のギャ
ップ幅gtは1μmが限界である。そしてノ々−マ゛ロ
イ層2のエツチングに例えば化学的エツチング技術を用
いた場合、ノ々−マロイノやターン2Pのギャップ幅g
2も1μmが限界であシ、サブミクロンギャップの形成
は不可能である。
For example, permalloy transfer of permalloy bubble memory device using the above method? To form the turns, the i9 turn material layer 2 is made of e-malloy and its thickness t□ is 3
Set it to 0001. Also, Mask/Gturf 3 is, for example, “A
Months such as Z 1350 J J (Shipley)? It is formed using a di-type photoresist material, and its thickness is t2.
is 6750X. In this case, assuming that the exposure time to the photoresist material is a standard time, the gap width gt of the mask pattern 3 is at most 1 μm. If, for example, a chemical etching technique is used for etching the Nono-Malloy layer 2, the gap width g of Nono-Malloy or the turn 2P
2 also has a limit of 1 μm, making it impossible to form a submicron gap.

これに対し、前述したようにホトレジスト材料のパター
ン露光時間を標準時間よシも短くすると、マスクパター
ンギャップ幅g1を1μmよシ小さくすることができる
。また、加速粒子を利用するエツチング技術、例えばイ
オンミリング技術を用いることによシ、パーマロイツク
ターン2Pのパターン幅ヲマスクパターン3の/Jパタ
ーンより太らせることができ、結果的にバーマロイノe
ターンギャップ幅gzをマスク・やターンギャップ幅g
l よりも狭くすることができる。第2図は、・クター
ン幅及びギャップ幅がいずれも1μmのノ4ターンを露
光してマスクパターン3を形成し、イオンミリングによ
ってパーマロイツクターン2Pを形成した場合の、露光
時間Tに対するマスク・ぞターン幅(下底幅)wl及び
パーマロイパターン幅(下底幅)$2の関係を示す図で
ある。この図から、露光時間Tが短いとマスクパターン
幅w1は1μmよυ太くなシ(つまりマスクパターンギ
ャップ11〜πglは1μmよシ狭くなる)、更にはバ
ーマロイノ?ターン幅w2はイオンミリングによるパタ
ーン太シ効果によってマスクパターン幅w1 よシも太
くなることがわかる。例えば露光時間T=0.20se
cノ場合、マスクパターン幅Wl及びノぐ一マロイ・や
ターン幅w2はそれぞれ1.46μm、1.50Bm 
(!: fx リ、iN局、・や−マスクパターンギヤ
ツプ11fi’i g2は0.5μmとなる。しかしな
がら、前述したように露光時間の短縮には自ずから限界
がある。
On the other hand, as described above, if the pattern exposure time of the photoresist material is made shorter than the standard time, the mask pattern gap width g1 can be reduced to about 1 μm. Furthermore, by using an etching technique that utilizes accelerated particles, such as ion milling technique, the pattern width of the permaloid pattern 2P can be made wider than that of the /J pattern of the mask pattern 3.
Mask the turn gap width gz or turn gap width g
It can be narrower than l. Figure 2 shows the mask pattern versus exposure time T when a mask pattern 3 is formed by exposing four turns with a pattern width and a gap width of 1 μm, and a permalloic pattern 2P is formed by ion milling. It is a figure showing the relationship between turn width (lower base width) wl and permalloy pattern width (lower base width) $2. From this figure, it can be seen that when the exposure time T is short, the mask pattern width w1 becomes thicker than 1 μm (that is, the mask pattern gap 11 to πgl becomes narrower than 1 μm), and furthermore, the mask pattern width w1 becomes narrower than 1 μm. It can be seen that the turn width w2 becomes thicker than the mask pattern width w1 due to the pattern thickening effect caused by ion milling. For example, exposure time T=0.20se
In the case of c, the mask pattern width Wl and the Noguichi Malloy turn width w2 are 1.46 μm and 1.50 Bm, respectively.
(!: fx ri, iN station, etc.) The mask pattern gap 11fi'ig2 is 0.5 μm. However, as described above, there is a limit to the shortening of the exposure time.

また加速粒子を用いるエツチング技術による・ぐターン
太り効果はマスクパターン厚さt2を厚くすることによ
って増太さぜ得るが、その反面でt2が過大であるとマ
スクパターンに再付着したパーマロイによってパーマロ
イパターン2Pの縁に壁が形成され、・母ターン不良が
生ずると−う問題がある。結局、従来方法では露光時間
の短縮及び加速粒子を用いるエツチング技術の双方によ
るパターン太り効果(ギャップ狭まシ効果)を併用して
も、解像度1μmのホトリソグラフィ技術ヲ用いて形成
し得る最小2ターンギャップ幅は約0.5μmである。
Furthermore, the thickening effect caused by the etching technique using accelerated particles can be increased by increasing the mask pattern thickness t2, but on the other hand, if t2 is too large, the permalloy pattern will become thicker due to the permalloy reattached to the mask pattern. There is a problem that a wall is formed at the edge of the 2P, causing a defective mother turn. In the end, in the conventional method, even if the pattern thickening effect (gap narrowing effect) due to both the shortening of exposure time and the etching technology using accelerated particles is combined, the minimum 2 turns that can be formed using photolithography technology with a resolution of 1 μm can be reduced. The gap width is approximately 0.5 μm.

次に本発明のパターン形成方法について説明する。図面
の第3A図から第3D図は本発明方法の基本実施例を示
し、その工程は以下の如くである。
Next, the pattern forming method of the present invention will be explained. 3A to 3D of the drawings show a basic embodiment of the method of the present invention, the steps of which are as follows.

(1)まず第3A図に示す如く、基板1上に74ターン
材料LAを厚さtA で形成し、その上にホトリソグラ
フィ技術によシホトレジスト材料で厚さtB のマスク
パターンBを形成する。符号Glはマスク・ぐターンB
の初期ギャップ幅(下底幅)を示す。
(1) First, as shown in FIG. 3A, a 74-turn material LA is formed on the substrate 1 to a thickness tA, and a mask pattern B having a thickness tB is formed thereon using a photoresist material by photolithography. The code Gl is mask turn B
Indicates the initial gap width (bottom width) of

(2)次に第3B図に示す如く、パターン材料層Aおよ
びマスクパターンBの露出表面上に被膜Cをマスクツク
ターンBの起伏形状がほぼ維持される如く厚さTc で
形成する。これによりマスクツやターンBが太シ、ギャ
ップ幅(下底幅)G2は初期ギャップ幅G、よシも狭く
なる。
(2) Next, as shown in FIG. 3B, a coating C is formed on the exposed surfaces of the pattern material layer A and the mask pattern B to a thickness Tc so that the undulating shape of the mask pattern B is substantially maintained. As a result, the mask and turn B become thicker, and the gap width (lower bottom width) G2 becomes smaller than the initial gap width G.

(3)シかる後、第3C図に示すように、加速粒子を利
用するエツチング技術、例えばNe * Ar +Xe
 等の不活性ガスを用いてイオンミリングによh被MX
cをエツチングする。このとき、エツチングされた被膜
Cの材料の一部C′がマスクツクターンBの側面に再付
着するので、マスクツクターンBの基底部は再付着層C
′の厚さ分だけ太シ、ギャップ幅(下底幅)Gaは被膜
形成後のギャップ幅G2よりも狭くなる。
(3) After etching, as shown in Figure 3C, an etching technique using accelerated particles, such as Ne * Ar + Xe
MX was subjected to ion milling using an inert gas such as
Etch c. At this time, a part of the material C' of the etched film C re-attaches to the side surface of the mask cut turn B, so that the base of the mask cut turn B is covered with the re-deposited layer C.
The gap width (bottom width) Ga becomes narrower than the gap width G2 after film formation.

(4)引き続き、イオンミリングによってノやターン材
料層Aをエツチングし、マスク・母ターンBt−除去す
ると、第3D図に示すような・ぐターンAPが形成され
る。・iターンAPのギャップ幅(下底幅) G 41
rJ、 、イオンミリングによるパターン太り効果によ
り、被膜エツチング後のマスク・ぐターンギャップ幅G
3よシ狭くなる。
(4) Subsequently, the cross-turn material layer A is etched by ion milling and the mask/mother turn Bt is removed, thereby forming the cross-turn AP as shown in FIG. 3D.・I-turn AP gap width (bottom width) G 41
rJ, , due to the pattern thickening effect due to ion milling, the mask-gutter gap width G after film etching
3. It gets narrower.

かかる本発明の方法によりパーマロイバブルメモリデバ
イスのパーマロイ転送パターンを形成する場合、パター
ン材料層Aをノぐ一マロイ層となし、その厚さTA は
3000Xとする。またマスク・セターンBを形成する
ホトレジスト材ネ4として前記(7)I”AZ1350
Jj’i用いる。ただし、マスクパターンBの厚さTB
 は従来方法よりも厚くするのが望ましく、10000
Xが最適である。これは、従来方法と同じTB==67
’50Xでは、エツチングによる十分なパターン太シ効
来が得られないためである。
When a permalloy transfer pattern of a permalloy bubble memory device is formed by the method of the present invention, the pattern material layer A is a single-malloy layer, and its thickness TA is 3000X. In addition, as the photoresist material 4 for forming the mask setan B, the above-mentioned (7) I''AZ1350 was used.
Use Jj'i. However, the thickness TB of mask pattern B
It is desirable to make it thicker than in the conventional method;
X is optimal. This is the same as the conventional method, TB==67
This is because with '50X, a sufficient pattern thickening effect cannot be obtained by etching.

被膜Cの材料としては、主にマスクパターンBとの付着
性やエツチングレートを考慮して選べば良く、例えばC
u * NiFe (パーマロイ)、Au。
The material for the coating C may be selected mainly taking into consideration the adhesion to the mask pattern B and the etching rate.
u*NiFe (permalloy), Au.

Ti r 0r203r 5in2+ Cr + St
など種々の材料を用いることができる。しかし・母ター
ン材料層Aと異なる材料を用いた場合は、エツチングレ
ートが異なるのでエツチング工程の制御が難しくなる上
に、形成後のパターンに付着して残ると局部電池作用に
よる腐食のおそれがあるので、ツクターン材料層Aと同
一材料を用いるのが望ましい。例えばパターン材料層A
がi4−マロイ層である場合は、被膜Cの材料としてC
u * NiFe 、 Au r Tiが有効であるが
、特にパーマロイ(NiFe )が望ましい。 ゛被膜
Cは蒸着またはスパッタリングによって形成することが
できる。この場合、例えばプラネタリ式基板保持治具を
用いるなどして被膜材料が基板法線に対し00〜45°
の方向から付着するようにして、マスクパターンBの側
面における被膜Cの膜厚ができるだけ均−且つ厚いもの
となるようにする。尚、被膜Cを蒸着によ多形成する場
合は、マスク・ぐターンBの変質及び変形を防ぐために
蒸着時の基板1の温度を低温(例えば150℃以下)に
維持することが望1し込。
Ti r 0r203r 5in2+ Cr + St
Various materials can be used. However, if a material different from the mother turn material layer A is used, the etching rate will be different, making it difficult to control the etching process, and if it remains on the pattern after formation, there is a risk of corrosion due to local battery action. Therefore, it is desirable to use the same material as the material layer A. For example, pattern material layer A
is an i4-malloy layer, C as the material of the coating C
U*NiFe and Au rTi are effective, but permalloy (NiFe) is particularly desirable. ``Coating C can be formed by vapor deposition or sputtering. In this case, for example, by using a planetary substrate holding jig, the coating material can be held at an angle of 00 to 45 degrees with respect to the normal to the substrate.
The thickness of the coating C on the side surface of the mask pattern B is made to be as uniform and thick as possible by applying the coating from the direction shown in FIG. In addition, when forming the coating C by vapor deposition, it is desirable to maintain the temperature of the substrate 1 at a low temperature (for example, 150° C. or lower) during vapor deposition in order to prevent deterioration and deformation of the mask pattern B. .

上述のギャップ幅G2 mG3 # G4は被膜Cのp
、7厚Tc によって決まる。第4A図から第4c図は
、マスクパターンBの初期ギャップ幅G1が1μmであ
るときの、パーマロイ被膜Cの膜厚Tcニ対スルマスク
ノソターンB及びパーマロイツクターンAPの太り量、
つまりはギャップ幅の狭まシ量を示すものである。第4
A図はマスク・ぞターンB(7) i f!Δギャップ
幅G、に対する被膜形成後のギャップ幅G2の狭まシ量
(Gl−Gz)を示す。また第4B図は被膜形成後のマ
スクパターンギャップ幅G2に対するパーマロイパター
ンギャップ幅G4の挟まり景(G2 G4)を示す。但
し、第4B図において点線goはパーマロイ被膜Cを形
成してない場合(T、=0)のギャップ幅狭まシ量を示
し、これは第1A図及び第1B図に示す従来方法におい
てマスクi9ターンキャッf g 1 = 1μmとし
たときのパターンギャップ幅g2の狭まシ量(g1’−
gz)に相当するものである。そしてCG2 G4)と
goの差(G2−G4 go)が、被膜Cを形成したこ
とによるエツチング時のパターン太シ効果(ギャップ挟
まり効果〕の増大を示すものである。そして第4C図に
は、第4A図に示すギャップ幅狭まシ量(G 1− G
 x )と第5図に示すギャップ幅狭まシ量(G2 G
4’)との和、つまシマスフ・やターン基準ギャップ幅
Glに対する・? −マロイパターンギャップ幅G4の
総狭’l+%7(Gl−G4 )、ならびにこのギヤツ
ブ幅総挟まり部: (G lG 4 )とノぞ−マロイ
被膜Cの形成なしでイリられるギャップ幅狭まシ量go
 との差、っまシパーマロイ被膜Cの形成により増加す
るギャップ幅狭まシ量(G1−G4 go) を示しで
ある。
The above gap width G2 mG3 #G4 is p of the coating C
, 7 determined by the thickness Tc. FIGS. 4A to 4C show the amount of thickening of the mask pattern B and the permalloy pattern AP relative to the film thickness Tc of the permalloy film C when the initial gap width G1 of the mask pattern B is 1 μm;
In other words, it indicates the amount by which the gap width is narrowed. Fourth
Figure A is a mask. Turn B (7) if! The amount of narrowing (Gl-Gz) of the gap width G2 after film formation with respect to the Δgap width G is shown. Further, FIG. 4B shows a view (G2 G4) between the permalloy pattern gap width G4 and the mask pattern gap width G2 after film formation. However, in FIG. 4B, the dotted line go indicates the gap width narrowing amount when the permalloy film C is not formed (T, = 0), and this is the same as the mask i9 in the conventional method shown in FIGS. 1A and 1B. The amount of narrowing of the pattern gap width g2 when the turn cap f g1 = 1 μm (g1'-
gz). The difference between CG2 G4) and go (G2-G4 go) indicates an increase in the pattern thickening effect (gap pinching effect) during etching due to the formation of the film C. In Fig. 4C, The gap width narrowing amount (G1-G
x) and the gap width narrowing amount (G2 G
4'), the sum of the sum of the width and the turn reference gap width Gl? - The total narrowing of the Malloy pattern gap width G4 'l+%7 (Gl-G4) and the total sandwiched part of this gear tooth width: (GlG4) - The gap width narrowing that can be done without forming the Malloy coating C. amount go
The difference between G1 and G4 indicates the amount of gap narrowing (G1-G4 go) that increases due to the formation of Cypermalloy coating C.

とれらの図から明らかなように、パーマ凸イ被11気C
を形成させない従来方法の場合のギャップ幅狭まシMg
oは0.29μmであシ、従ってマスク/4’ターン幅
g 1 = 1μmに対シて、パーマロイ・母ターンギ
ャップ幅g2は0.71μmとなる。これに対して本発
明方法では、例えばノクーマロイ被膜Cの膜厚Tc が
2400X(0,2,4μm)の場合、まず被膜Cの形
成によるマスク・ぐターンギャップ幅挟まり量(Gl’
 G2)が0.20μm、tたエツチングによる・母−
マロイパターンギャップ幅狭まシ量(G2−G4 )が
O,5511mとなシ、両者を合わせたギヤツブ幅総狭
壕り量(al G4)は0.75μmとなる。すなわち
マスクパターン初期ギャップ幅G1=1μmに対してノ
や一マロイギャップ幅G4は025μmとなる。この場
合、ノぐ一マロイ被膜Cの形成によるギャップ幅挟まり
量の増加はgz−G4=0.71−0.25=0.46
 μmである。
As is clear from Torera's diagram, the perm convex is covered with 11 ki C.
In the case of the conventional method that does not form Mg, the gap width is narrowed.
o is 0.29 μm, therefore, the permalloy/mother turn gap width g2 is 0.71 μm for the mask/4′ turn width g 1 =1 μm. On the other hand, in the method of the present invention, for example, when the film thickness Tc of the Nokumaloy film C is 2400X (0, 2, 4 μm), first the amount of mask-gutter gap width sandwiching (Gl') due to the formation of the film C is
G2) is 0.20 μm, by etching.
The Malloy pattern gap width narrowing amount (G2-G4) is 0.5511 m, and the total gear width narrowing amount (al G4) is 0.75 μm. That is, while the mask pattern initial gap width G1 is 1 μm, the Malloy gap width G4 is 0.25 μm. In this case, the increase in gap width due to the formation of Noguichi Malloy coating C is gz-G4=0.71-0.25=0.46
It is μm.

以上のように本発明によれば、被膜Cの形成によシ、ま
ずマスクツ4ターンの初期ギャップ幅をエツチングに先
立って狭くすることができ、更にエツチング工程で大き
なギャップ狭まシ効果(ツヤターン太シ効果)を得るこ
とができるので、結果的にマスクツ上ターン初期ギャッ
プ幅に比して著しく挟込パターンギャップを形成し得る
。すなわち実用限界1μmのホトリソグラフィ技術を用
いて、その限界を越えるサブミクロンギャップ、特に0
.5μm以下の微細ギャップを有するノ4ターンを安定
的に且つ極めて容易に形成可能である。従って本発明の
パターン形成方法を前述したような種種のデバイスに適
用することによシ、デバイスの著しい特性向上及び小形
化または高密度化を実現可能である。
As described above, according to the present invention, by forming the film C, the initial gap width of the four turns of the mask can be narrowed prior to etching, and furthermore, the etching process has a large gap narrowing effect (the glossy turn thicker). As a result, a sandwiching pattern gap can be formed which is significantly larger than the initial gap width on the mask. In other words, by using photolithography technology with a practical limit of 1 μm, we can create submicron gaps that exceed that limit, especially 0.
.. It is possible to stably and extremely easily form four turns having a fine gap of 5 μm or less. Therefore, by applying the pattern forming method of the present invention to the various types of devices described above, it is possible to significantly improve the characteristics of the devices, and to make them smaller or more dense.

上記の本発明方法を適用したパーマロイバブルメモリデ
バイスの製作例につき第5A図から第55図を参照して
説明する。
An example of manufacturing a permalloyable memory device to which the above-described method of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 5A to 55.

(1)マず第5A図に示すように、非磁性ガーネット(
ガドリニウム・ガリウム・ガーネット〕の基板(図示せ
ず)上にバブル移動層である磁性ガーネット薄膜10を
エピタキシャル成長によって形成し、その上にSiO□
層11全11ツタリングにより厚さ500Xに形成し、
更にコンダクタパターン形成用のTa−Mo合金層12
及びAIIJ帝13全13によりそれぞれ200X、3
800Xの厚さに形成する。
(1) As shown in Figure 5A, non-magnetic garnet (
A magnetic garnet thin film 10, which is a bubble movement layer, is formed on a substrate (not shown) of gadolinium gallium garnet by epitaxial growth, and SiO□
All 11 layers are formed to a thickness of 500X by tuttering,
Furthermore, a Ta-Mo alloy layer 12 for forming a conductor pattern
and AIIJ Emperor 13 total 13 200X and 3 respectively
Form to a thickness of 800X.

(2)次に第5B図に示すように、Au8j13−ヒに
コンダクタパターンに相当スるマスクツf ター 71
4をホトリソグラフィ技術によシ例えばデジ型レジスト
材料(AZ1350Jなど)から厚さ5000Xで形成
する。
(2) Next, as shown in FIG. 5B, a mask pattern corresponding to the conductor pattern is applied to the Au8j13-hi.
4 is formed with a thickness of 5000× from a digital resist material (such as AZ1350J) by photolithography.

(3)そして第5C図に示す如く、イオンミリングによ
シAu層13及びTa −Mo合金層12をエツチング
してコンダクタノやターンc p (12、13)を形
成し、マスクパターン14を除去する。
(3) As shown in FIG. 5C, the Au layer 13 and Ta-Mo alloy layer 12 are etched by ion milling to form conductors and turns c p (12, 13), and the mask pattern 14 is removed. do.

(4)次いで第5D図に示すように、耐熱性樹脂(PL
O8) 15を全面に塗布してコンダクタパターンCP
の段差を平坦化する。
(4) Next, as shown in FIG. 5D, heat-resistant resin (PL)
O8) Apply 15 to the entire surface and conductor pattern CP
Flatten the level difference.

(5)次に第5E図に示すように、ノクーマロイ転送パ
ターンを形成するためのパーマロイ(NiFe)層16
(第3A図に示すパターン材料層Aに相当)及びパター
ン露光時の反射防止膜であるC r 20 s層17を
蒸着によシそれぞれ3000X 、400Xの厚さで形
成する。
(5) Next, as shown in FIG. 5E, a permalloy (NiFe) layer 16 for forming a Nokumalloy transfer pattern.
(corresponding to the pattern material layer A shown in FIG. 3A) and a C r 20 s layer 17 which is an antireflection film during pattern exposure are formed by vapor deposition to a thickness of 3000× and 400×, respectively.

(6)次に第5F図に示すように、Cr2O3層17上
に・や−マスクパターンと対応するマスクツ4ターン1
8(第3A図に示すマスクパターンBに相当)をホトリ
ソグラフィ技術によシ例えばポジ型レジスト(Az13
5OJなど)から10000Xの厚さに形成スる。マス
クパターン18の最小ギャップ幅は1μmとする。
(6) Next, as shown in FIG. 5F, on the Cr2O3 layer 17...
8 (corresponding to mask pattern B shown in FIG. 3A) using photolithography technology, for example, a positive resist (Az13
5OJ etc.) to a thickness of 10,000X. The minimum gap width of the mask pattern 18 is 1 μm.

(7)更に第5G図に示すように、マスクパターン18
の上から蒸着によシパーマロイ(NiFe)被膜19(
第3B図に示す被膜Cに相当)を2000久の厚さに形
成する。この場合、マスクパターン18の変質および変
形を防ぐために基板は150℃以下に保つようにする。
(7) Furthermore, as shown in FIG. 5G, the mask pattern 18
Cypermalloy (NiFe) coating 19 (NiFe) is deposited from above.
A coating (corresponding to coating C shown in FIG. 3B) was formed to a thickness of 2000 mm. In this case, the substrate is kept at a temperature of 150° C. or lower to prevent deterioration and deformation of the mask pattern 18.

(8)そして第5H図に示すように、イオンミリングに
よって、41−マロイ被膜19、更にはCr20316
及びi9−マロイ層16のエツチングを行う。
(8) As shown in FIG.
Then, the i9-malloy layer 16 is etched.

(9) エツチング終了後、マスクパターン18及びC
r2O3層17全除去すると、第5工図に示すよウニ・
ぐ−マロイ・ヤターンPP(第3DK示−J−・♀ター
ンAPに相当)が形成される。そのギャップ幅は0.3
μmとなる。
(9) After etching, mask patterns 18 and C
When the r2O3 layer 17 is completely removed, sea urchins and
Gu-maloy Yataan PP (corresponding to the 3rd DK -J-/♀ turn AP) is formed. The gap width is 0.3
It becomes μm.

(10最後に第5J図に示す如く、パッシベーションと
して耐熱性樹脂(PLO8)層20及びS ]02層2
1をそれぞれ2000X、6000Xの厚さに形成して
完了である◇ 以上の如く本発明の方法を適用して製作・した硝気バブ
ルメモリデバイスと、従来方法によって製作した磁気バ
ブルメモリデバイスのバブル転送特性を第6図にそれぞ
れ実線L1、点線L2で対比して示しである。第6図の
横軸は、駆動磁界Hp %縦軸はバイアス磁界HB を
示す。まだ、磁気バブルメモリデバイスのパー70イk
x送、eターンはいずれもハーフディスク・ぐターン、
ビット周IJlは8μinで同じとし、パターンギャッ
プはそれぞれ03μm、1μmとする。この図から明ら
かなように、バイアスマージンは両者はぼ同じであるが
、最小駆動磁界は本発明によるものが約1500程低く
なることがわかる。
(10 Finally, as shown in Figure 5J, heat-resistant resin (PLO8) layer 20 and S as passivation)02 layer 2
1 to a thickness of 2000X and 6000X, respectively. ◇ Bubble transfer between the nitrous bubble memory device manufactured by applying the method of the present invention and the magnetic bubble memory device manufactured by the conventional method as described above. The characteristics are shown in FIG. 6 in comparison with solid line L1 and dotted line L2, respectively. The horizontal axis in FIG. 6 indicates the driving magnetic field Hp%, and the vertical axis indicates the bias magnetic field HB. Still, par 70k for magnetic bubble memory devices
Both x feed and e turn are half disk turns,
The bit circumference IJl is the same at 8 μin, and the pattern gaps are 03 μm and 1 μm, respectively. As is clear from this figure, although the bias margins are almost the same in both cases, the minimum driving magnetic field is approximately 1500 lower in the case of the present invention.

尚、上記具体例ではノや−マロイパターンPPの形成に
のみ本発明の方法を適用したが、コンダクタパターンc
pの形成にも本発明方法を適用できるO 一方、以上に説明した本発明方法の基本実施例には以下
のような短所がある。それは、被形成ieターンがマス
クツクターンと対比して全周辺において太ってしまうこ
とである。この短所は、特に前記ノハーマロイバブルメ
モリデバイスのパーマロイ転送パターンの形成に適用し
た場合に問題がある。例5えば、第7図に示すようなノ
・−フディスクノヤターンの鴨合、実a!で示すマスク
ツクターンBに対し、形成される・や−マスクパターン
APは二点鎖線で示す如く全周囲においてdだけ太った
形状となる。いまマスクパターンBのギヤ、プ1(〜I
A G 1および脚部幅Wをいずれも1μtn>1だパ
ターン太シ量dを0.2μmとすると、・ぐ−マロイ・
ぐターンAPのギャップG4はG 1 2 d=0.6
 fimと狭くなるが、パターン脚部幅wll−1:W
+ 2 d、、= 1.4μmに増大する。ギャップ幅
の挟まりはバブル転送特性の向上に寄与するが、その反
面、・ゼターン脚部幅の増大は磁気バブルのパターン脚
部周辺でのまわシ込み現象(バブルがギャップを横断せ
ずに、パターン脚部周辺に沿って移動する現象)が生じ
るという問題がある。
In the above specific example, the method of the present invention was applied only to the formation of the Noya-Malloy pattern PP, but the method of the present invention was applied only to the formation of the conductor pattern c
The method of the present invention can also be applied to the formation of pO.On the other hand, the basic embodiment of the method of the present invention described above has the following disadvantages. The problem is that the formed IE turn becomes thicker around the entire periphery than the masked turn. This disadvantage is particularly problematic when applied to the formation of a permalloy transfer pattern in the above-mentioned non-hermalloyable memory device. Example 5: For example, as shown in Figure 7, the no-fdisk-no-ya-taan's kamoai, real a! In contrast to the mask pattern B shown in , the formed mask pattern AP has a shape that is thicker by d around the entire periphery, as shown by the two-dot chain line. Now gear of mask pattern B, P1 (~I
When A G 1 and leg width W are both 1 μtn>1 and pattern thickness d is 0.2 μm, ・Gu-Malloy・
Gap G4 of turn AP is G 1 2 d=0.6
Although it becomes narrower than fim, the pattern leg width wll-1:W
+2d,,=1.4μm. The narrowing of the gap width contributes to improving the bubble transfer characteristics, but on the other hand, the increase in the width of the zetern leg causes the phenomenon of curling around the pattern leg of the magnetic bubble (the bubble does not cross the gap and the pattern There is a problem in that a phenomenon in which the leg moves along the periphery of the leg occurs.

以下、このような問題の解決を企図した本発明の他の実
施例につき第7図のハーフディスク形パーマロイパター
ンを例にとって説明する。尚、以下では第3A図から第
3D図に示すものと同一または類似の部分には同一符号
を用する。
Hereinafter, another embodiment of the present invention intended to solve this problem will be explained by taking the half-disc permalloy pattern shown in FIG. 7 as an example. Hereinafter, the same reference numerals will be used for the same or similar parts as those shown in FIGS. 3A to 3D.

第8A図から第8A図は本発明方法の第2実施例の基本
工程を示し、それは以下の如くである。
8A to 8A show the basic steps of a second embodiment of the method of the present invention, which are as follows.

1上に、パターン材料層であるパーマロイ層の形成に先
立ち、凸状の下地マスクパターンDを形成する。下地マ
スクパターンDの材料としては、耐熱性があシ且つ/ぐ
ターン形成材料に対する付着性ならびに選択エッチ性を
有するものならどんなものでも良い。例えば、パーマロ
イに対しては有機VllJ(ホトレジスト材料、ポリイ
ミド等)や、At。
1, a convex base mask pattern D is formed prior to forming a permalloy layer which is a pattern material layer. Any material may be used for the base mask pattern D as long as it has heat resistance, adhesion to the turn forming material, and selective etchability. For example, for permalloy, organic VllJ (photoresist material, polyimide, etc.) or At.

At ” ’Cu合金、5102などを用いることがで
きる。
At''Cu alloy, 5102, etc. can be used.

下地マスク・ぐターンDは・母ターン材料層よシも厚く
、そしてそのエラ・ゾが被形成パターンのギャップ介在
エツジ以外のエツジの少なくとも一部、特にパターン太
シを防止したい部分、を規定するような形状に形成する
。図示例では、下地マスクパターンDをS 102で厚
さ5000Xに形成し、そのエツジDEを第7図に示す
マスクパターンBの凹側エツジに相応するような形状と
しである。図中、符号り、は・ぞ−マロイパターンの脚
部が形成される領域を示す。
The underlying mask pattern D is thicker than the base pattern material layer, and its edges define at least a portion of the edges of the pattern to be formed other than the gap intervening edges, especially the portion where pattern thickening is desired to be prevented. Form into a shape like this. In the illustrated example, the base mask pattern D is formed to have a thickness of 5000X in step S102, and its edges DE are shaped to correspond to the concave edges of the mask pattern B shown in FIG. In the figure, the reference numerals indicate the regions where the legs of the Malloy pattern are formed.

(2)次に第8C図およびそれの矢印8D−8Dに沿っ
た断面図である第8D図に示すように、基板1及び下地
マスクパターンDの露出面上にノe −マロイ層Aを蒸
着により3000Xの厚さで形成し、その上にマスクパ
ターンBを7000Xの厚さで形成する。マスクパター
ンBの凹側エツジは下地マスクパターンDのエツジDE
と一致している。
(2) Next, as shown in FIG. 8C and FIG. 8D, which is a cross-sectional view taken along the arrow 8D-8D thereof, a Noe-Malloy layer A is deposited on the exposed surface of the substrate 1 and the underlying mask pattern D. A mask pattern B is formed thereon to a thickness of 3000X, and a mask pattern B is formed thereon to a thickness of 7000X. The concave edge of mask pattern B is the edge DE of underlying mask pattern D.
is consistent with

(3)次いで第8E図に示すように、パーマロイKMA
およびマスクパターンBの全面にパーマロイ被膜Cを蒸
着によシ厚さ2000Xに形成する。
(3) Next, as shown in Figure 8E, permalloy KMA
Then, a permalloy film C is formed on the entire surface of the mask pattern B to a thickness of 2000× by vapor deposition.

(4)そしてイオンミリングによシパーマロイ被膜C及
びノe−マロイ層Aをエツチングすると、第8F図に示
す如くパーマロイパターンAPが形成され、マスクパタ
ーンBを除去すると第8G図に示す状態となる。尚、下
地マスクパターンDはツヤーマロイパターンAPに対し
耐択エッチ性を有する適当なエツチング方法によって除
去できる。
(4) Then, by etching the Cypermalloy coating C and the e-malloy layer A by ion milling, a permalloy pattern AP is formed as shown in FIG. 8F, and when the mask pattern B is removed, the state shown in FIG. 8G is obtained. Note that the base mask pattern D can be removed by an appropriate etching method that is resistant to selective etching with respect to the glossy malloy pattern AP.

以上の方法によれば、特に第8C図に示すように、バー
マロイノぐターンAPは下地マスクパターンDで規定さ
れている四側エツジは太らず、下地マスクパターンDで
規定されていないギャップ介在エツジと凸側エツジだけ
が太る。従って前記の如< G+ =W=1 ttm 
、 d=0.2 μmとすると、第8G図に示すように
ギャップ幅G4はG1−2d=06μmとなるが、パタ
ーン脚部幅W2はW+d=1.2μmとなシ、増大量は
半減する。
According to the above method, especially as shown in FIG. 8C, in the vermaloid turn AP, the four side edges defined by the base mask pattern D are not thickened, and the edges with gaps not defined by the base mask pattern D are not thickened. Only the convex edges become thicker. Therefore, as above < G+ = W = 1 ttm
If d=0.2 μm, the gap width G4 becomes G1-2d=06 μm as shown in FIG. 8G, but the pattern leg width W2 becomes W+d=1.2 μm, and the amount of increase is halved. .

尚、上記図示例ではノξ−マロイ・ぐターンAPの凹側
エツジを規定する下地マスクパターンのみ形成したが、
必要ならば、パーマロイパターンAPの凸側エラ・ゾを
規定する下地マスク・やターンをluえることにより該
凸部エツジの太りを防止可能である。
In the example shown above, only the base mask pattern defining the concave edge of the ξ-malloy turn AP is formed.
If necessary, it is possible to prevent the edges of the convex portions from becoming thicker by removing the underlying mask or turns that define the convex side gills and edges of the permalloy pattern AP.

しかし上記第2実施例では、ホトリソグラフィ技術の限
界によシマスクノ4ターンBのギャップ幅G1及び脚部
幅Wを1μmよシ小さくできず、従って下地マスクパタ
ーンDの領域D1の幅を3μm以上とする必要があるの
で、ノソーマロイパターンAPの脚部幅W2が1μm以
上となるのは避けられない。その対策を図った本発明方
法の第3実施例を第9A図から第91図に示してあシ、
その工程は以下の如くである。
However, in the second embodiment, the gap width G1 and leg width W of the four turns B of the mask cannot be made smaller than 1 μm due to the limitations of photolithography technology, and therefore the width of the area D1 of the base mask pattern D cannot be reduced to 3 μm or more. Therefore, it is inevitable that the leg width W2 of the Nosomalloy pattern AP is 1 μm or more. A third embodiment of the method of the present invention that takes measures against this problem is shown in FIGS. 9A to 91.
The process is as follows.

(1)まず第9A図に示すように、基板1上に下地マス
クパターンDを形成する。この下地マスク・母ターンD
は前記第2実施例におけるものとほとんど同じものであ
シ、後述するようにハーフディスクパターン脚部形成領
域D20幅寸法が異なるだけである。
(1) First, as shown in FIG. 9A, a base mask pattern D is formed on the substrate 1. This base mask/mother turn D
is almost the same as that in the second embodiment, and the only difference is the width dimension of the half disk pattern leg forming area D20, as will be described later.

(2)次に第9B図およびそれの矢印9C−9Cに沿っ
た断面図である第9C図に示すように、前記第2実施例
と同様に7−.0−マロイ層Aを厚さ3000Xで形成
し、その上にマスク・4゛ターンB′を形成する。ただ
しこのマスクパターンB′は前記第2実施例におけるマ
スクパターンBと異なシ、厚さが100OOXで、且つ
下地マスクパターンDと一部オーバーラップした形状と
しである。
(2) Next, as shown in FIG. 9B and FIG. 9C, which is a sectional view taken along the arrow 9C-9C, similarly to the second embodiment, 7-. A 0-Malloy layer A is formed to a thickness of 3000X, and a mask/4-turn B' is formed thereon. However, this mask pattern B' differs from the mask pattern B in the second embodiment in that it has a thickness of 1000X and has a shape that partially overlaps with the base mask pattern D.

(3)次いで第9D図に示す如くパーマロイ被膜Cを厚
さ2000Xで形成する。
(3) Next, as shown in FIG. 9D, a permalloy coating C is formed to a thickness of 2000X.

(4)そしてイオンミリングによりエツチングを行い、
マスク)9ターンB′を除去すると、第9E図に示す如
<ノセーマロイパターンAPが形成される。
(4) Then, perform etching by ion milling,
When nine turns B' (mask) are removed, a nosemalloy pattern AP is formed as shown in FIG. 9E.

(5)必要とあらばしかる後に、下地マスクパターンD
上に残っているパーマロイJiAの不用部分を除去する
。これには以下のような2つの方法がある。その1つは
、まず第9F図に示すように選択エツチングによって下
地マスクパターンDのみを除去し、次に第9G図に示す
ようにノ々−マロイ11Aの不用部分を例えばとすシ洗
いなどの機械的手法で除去するものである。尚、下地マ
スクパターンDの選択エツチングは、下地マスクパター
ンDの材料が有機物である場合はO2ガスプラズマエツ
チングにより可能であυ、またその材料がAtの場合は
アルカリ性エツチング液やリン酸を主成物とするエツチ
ング液を用いて可能であシ、更にその材料がSiO2で
あればCF4ガスプラズマエツチングにより1丁能であ
る。もう1つの除去方法は、第9H図に示す如く、第9
E図の状態の基板全面に樹脂Eを工・1布して平坦化を
行い、そしてQg ■4に示す如く全体をイオンミリン
グによシエッチングして樹脂Eと共にノe−マロイ層A
の不要部分を除去するものである。
(5) After making necessary adjustments, base mask pattern D
Remove the unnecessary portion of Permalloy JiA remaining on top. There are two ways to do this: One method is to first remove only the base mask pattern D by selective etching as shown in Figure 9F, and then remove the unnecessary portions of Nonomalloy 11A by cleaning, for example, as shown in Figure 9G. It is removed by mechanical means. Selective etching of the base mask pattern D can be done by O2 gas plasma etching if the material of the base mask pattern D is organic, or by using an alkaline etching solution or phosphoric acid as the main material if the material is At. This can be done using a specific etching solution, and furthermore, if the material is SiO2, CF4 gas plasma etching can be used. Another method of removal is as shown in Figure 9H.
Resin E is applied and flattened over the entire surface of the substrate in the state shown in Figure E, and the entire surface is etched by ion milling as shown in Qg 4 to form a No-e-Malloy layer A along with resin E.
This is to remove unnecessary parts of.

以上の方法によれば、前記第2実施例と同様にパーマロ
イパターンAPの脚部の下地マスクi+ /1−ンDで
規定されていなりエツジが太ってサブミクロンギャップ
が得られる。しかも、マスクパターンB′の形成にあた
ってはギャップ幅G、のみがホトリソグラフィ技術の限
界により1μmに制限されるだけであり、このだめ第9
A図に示す下地マスクパターンDの領域D2の幅を3μ
mよシ狭くすることができる。従ってD2の幅を予めパ
ターン太シ分だけ狭くしておくことにより結果的にパタ
ーン脚部幅の増大を防止できる。例えば、D2の幅をG
 1 + 2 (W −d ) = 2.67!17?
+としておけば、第9E図に示すパターンイヤツブ幅G
4はG1 2d=0.6μmとなり、I?ターン脚部幅
W3は(2,6−0,6)/2 =1μmとなって増大
は生じない。また、D2の幅を更に狭くすれば、パター
ン脚部幅W3を1μn1 よシ小さくすることも可能で
ある。更にこの第3実施例においても、必要なラハハー
フディスクノソターンの凸側エツジを規定する下地マス
クパターンを追加することによシ該凸側エツジの太シを
防止可能である。
According to the above method, as in the second embodiment, the edges of the legs of the permalloy pattern AP defined by the base mask i+/1- D are thickened, and a submicron gap is obtained. Moreover, when forming the mask pattern B', only the gap width G is limited to 1 μm due to the limitations of photolithography technology, and the ninth
The width of area D2 of base mask pattern D shown in Figure A is 3μ.
It can be narrowed by m. Therefore, by narrowing the width of D2 in advance by the thickness of the pattern, it is possible to prevent the pattern leg width from increasing as a result. For example, set the width of D2 to G
1 + 2 (W - d) = 2.67!17?
If set as +, the pattern ear width G shown in Figure 9E
4 becomes G1 2d=0.6μm, and I? The turn leg width W3 is (2,6-0,6)/2=1 μm, and no increase occurs. Moreover, if the width of D2 is further narrowed, the pattern leg width W3 can be made smaller by 1 μn1. Furthermore, in this third embodiment as well, by adding an underlying mask pattern that defines the convex edge of the necessary lach half-disk nozzle turn, it is possible to prevent the convex edge from becoming thick.

次に、本発明方法の第4実施例について説明する。この
冥施例は例えば第10A図に示す如きギャップ幅G 4
 = 0.3μmXパターン脚部幅w4−05μm N
 Ws = 0.7 pmなるハーラティスク形パーマ
ロイパターンAPを前述のような下地マスクパターンを
用いずに形成可能とするものであシ、その工程は以下の
如くである。
Next, a fourth embodiment of the method of the present invention will be described. In this embodiment, for example, the gap width G4 is as shown in FIG. 10A.
= 0.3μmX pattern leg width w4-05μm N
It is possible to form a harrastic permalloy pattern AP with Ws = 0.7 pm without using the base mask pattern as described above, and the process is as follows.

(1)マず第10B図およびそれの矢印10C−100
に沿った断面図である第10C図に示す如く、基板1上
にパーマロイノ藝Aを300.0Xの厚さで形成し、そ
の上にマスクパターンBlを10000Xの厚さに形成
する。但し、マスクツ母ターンB・1は、前述の実施例
のマスクパターンBあるいはB′と異なシ、第10B図
に明示するように被形成・ぐターンAP(二点鎖線で仮
想的に示す)のギャップにほぼ相当する部分以外の部分
を被覆するような、換言すれば・ぐターンAPのギャッ
プにほぼ相当するようなギャップだけを有するマスクパ
ターンである。尚、マスクツ上ターンB1のギャップ幅
G1は1μmとする。
(1) Figure 10B and its arrow 10C-100
As shown in FIG. 10C, which is a cross-sectional view along the substrate 1, permalloin ink A is formed to a thickness of 300.0X on the substrate 1, and a mask pattern B1 is formed thereon to a thickness of 10000X. However, the mask pattern base turn B.1 is different from the mask pattern B or B' of the above-described embodiment, and is a pattern of the pattern to be formed, the pattern pattern AP (hypothetically shown by the two-dot chain line), as shown in FIG. 10B. This is a mask pattern that covers only a portion other than the portion that approximately corresponds to the gap, in other words, it has only a gap that approximately corresponds to the gap of the turn AP. Note that the gap width G1 of the upper turn B1 of the mask is 1 μm.

(2)次に第10D図に示すようにパーマロイ被膜Cを
厚さ300 ’0 Xで形成する。
(2) Next, as shown in FIG. 10D, a permalloy coating C is formed to a thickness of 300'0X.

(3)そしてイオンミリングによ1)ie−マロイ被M
C及0: ノe−マロイJ?AAをエッチングシ、マス
クパターンB1を除去すると、第10E図及びその矢印
10F−10Fに沿った断面図である第10F図に示す
ように、ノソーマロイ層Aには幅G4=0.3μmのギ
ャッfGが形成される。
(3) and by ion milling 1) ie-Malloy-covered M
C and 0: No e- Malloy J? When AA is etched and the mask pattern B1 is removed, a gap fG with a width G4=0.3 μm is formed in the Nosomalloy layer A, as shown in FIG. 10E and FIG. 10F, which is a cross-sectional view along the arrow 10F-10F. is formed.

(4)次に第10G図及びそれの矢印10H−10Hに
沿った断面図である第10H図に示すように、ギャップ
Gが形成されたノe−マロイ/iA上に、それのギヤ、
プGならびに被形成パターンAPに相当する部分を被覆
するような、換言すれば被形成i4ターンAPをギャッ
プ部分で継いだよう々マスクパターンB2を厚さ700
0にで形成する。マスクパターンB2のパタ←ンm続部
Ka当する部分の幅W6はW4+W 5+W4=1.5
 μmとする。
(4) Next, as shown in FIG. 10G and FIG. 10H, which is a sectional view taken along the arrow 10H-10H, the gear of the
A mask pattern B2 having a thickness of 700 mm is used to cover the portion corresponding to the pattern AP and the pattern AP to be formed.
Formed with 0. The width W6 of the portion of the mask pattern B2 corresponding to the pattern ← m continuation portion Ka is W4+W5+W4=1.5
Let it be μm.

(吟 そしてこの状態でie−マスクパターンAをエツ
チングし、マスクツぞターンB2を除去すると、第10
A図に示す所望の)ぐ−マロイノやターンAPが形成さ
れる。
(Gin) Then, in this state, if the ie-mask pattern A is etched and the mask pattern B2 is removed, the 10th
The desired curves and turns AP shown in Figure A are formed.

以上の方法によれば、最小寸法がいずれも14m以上で
ホトリソグラフィ技術によって形成可能なマスクツ母タ
ーンを用いて、ギャップ幅G4及び脚部幅W4 aW5
がいずれも1μmよシ小さい微細パターンを形成可能で
ある。
According to the above method, the gap width G4 and the leg width W4 aW5 are obtained by using a mask mother turn whose minimum dimension is 14 m or more and which can be formed by photolithography technology.
In either case, fine patterns as small as 1 μm can be formed.

さて次に、本発明のパターン形成方法の実施に用いる装
置について説明する。本発明の方法では前述のようにマ
スクパターン上への被膜形成と、その後のイオンミリン
グなどの加速粒子を利用するエツチングとによりノぐタ
ーンを太らせ、微細ギャップを実現する。しかるに、既
存の装置を用いると、被膜形成工程およびエツチング工
程はそれぞれ別個の成膜装置およびエツチング装置で行
なわなければならない。この場合、1つには基板膜層表
面の微細粒子による汚染が問題となる。すなわち、成膜
装置である蒸着装置あるいはスパッタリング装置におい
て成膜後に真空槽を真空から大気圧に戻す時、および次
のエツチング装置において真空槽を大気圧から真空排気
を行う時に生ずる気流中の微小粒子が基板膜層表面に付
着する。これは特にサブミクロンギャップパターンの形
成には致命的である。まだもう1つの問題は、このよう
に別個の装置を用いることにより工程時間が長いことで
ある。
Next, the apparatus used to carry out the pattern forming method of the present invention will be explained. In the method of the present invention, as described above, the grooves are thickened by forming a film on the mask pattern and then etching using accelerated particles such as ion milling to realize a fine gap. However, using existing equipment, the film forming step and the etching step must be performed in separate film forming and etching equipment, respectively. In this case, one problem is contamination by fine particles on the surface of the substrate film layer. In other words, microparticles are generated in the airflow when the vacuum chamber is returned from vacuum to atmospheric pressure after film formation in a evaporation device or sputtering device, which is a film forming device, and when the vacuum chamber is evacuated from atmospheric pressure in the next etching device. adheres to the surface of the substrate film layer. This is especially fatal for forming submicron gap patterns. Yet another problem is that the use of such separate equipment increases process time.

そこで本発明は、成膜手段とエツチング手段の両方を併
せ有し、前記の成膜工程とエツチング工程とを同一装置
で真空状態を破らずに連続的に実施可能とする真空装置
を提供するものである。
Therefore, the present invention provides a vacuum apparatus that has both a film forming means and an etching means, and can perform the above film forming process and etching process continuously in the same apparatus without breaking the vacuum state. It is.

かかる本発明による真空装置の第1実施例の構成を第1
1図に略示しである。この装置は、周知のイオンミリン
グ装置に蒸着装置を組み込んだものである。図中、符号
30は真空槽を示し、その排気口31は拡散ポンプ(図
示せず)に接続されている。真空槽30内には図示して
ない支持台で支持された基板ホルダー32が設けられて
おシ、・ぐターンを形成すべき基板(図示せず)は基板
ホルダー32の表面上に例えば円形状に複数個並べて保
持される。基板ホルダー32はモータ33によシ矢印X
方向へ回転可能であシ、更に図示してないモータによっ
て矢印Yで示す如く点線位置32′へ約45°傾けるこ
とができるようにしである。
The structure of the first embodiment of the vacuum apparatus according to the present invention is described in the first embodiment.
It is schematically shown in Figure 1. This device incorporates a vapor deposition device into a well-known ion milling device. In the figure, reference numeral 30 indicates a vacuum chamber, and its exhaust port 31 is connected to a diffusion pump (not shown). A substrate holder 32 supported by a support stand (not shown) is provided in the vacuum chamber 30, and a substrate (not shown) on which a pattern is to be formed is placed on the surface of the substrate holder 32 in, for example, a circular shape. Multiple pieces are stored side by side. The board holder 32 is moved by the motor 33 as shown by the arrow
It can be rotated in the direction shown in FIG. 2, and can also be tilted by about 45 degrees to a dotted line position 32' as indicated by an arrow Y by a motor (not shown).

また符号34はイオンミリング装置を示し、これはカソ
ード35、マグネット36、グリッド37、ニュートラ
イブ38などを具備する周知のものであシ、ガス導入口
39から例えばNe jAr h Heなどの不活性ガ
スを導入し、イオンビームを発生させる。一方、符号4
0は蒸着装置を示し、符号21は電源接続用リード線、
符号42は蒸着源を示す。基板への膜層の形成は、基板
ホルダー32を点線位置32′へ約45°傾けて行う。
Reference numeral 34 indicates an ion milling device, which is a well-known device equipped with a cathode 35, a magnet 36, a grid 37, a neutribe 38, and the like. is introduced to generate an ion beam. On the other hand, code 4
0 indicates a vapor deposition device, 21 indicates a lead wire for power connection,
Reference numeral 42 indicates a vapor deposition source. Formation of the film layer on the substrate is performed by tilting the substrate holder 32 at about 45 degrees to the dotted line position 32'.

蒸着装置′40の周囲には、基板ホルダー32と対向す
る開口を有する防塵カバー43を設けである。これによ
シ、真空槽30の内壁への蒸着材料の付着を防止でき、
従って吸排気時に気流による微細粒子の飛散が生ぜず、
基板膜層の汚染防止が可能である。
A dustproof cover 43 having an opening facing the substrate holder 32 is provided around the vapor deposition apparatus '40. This makes it possible to prevent deposition material from adhering to the inner wall of the vacuum chamber 30,
Therefore, there is no scattering of fine particles due to airflow during intake and exhaust.
It is possible to prevent contamination of the substrate film layer.

さて、この真空装置を用いて本発明の・ぐターン形成方
法を実施するには、マスクパターン形成後の基板を基板
ホルダー32にセットし、まず基板ホルダー32を点線
位置(成膜位置)32′に傾け、蒸着装置40によって
被膜を形成する。被膜形成後、基板ホルダー32を実線
位置(エツチング位置)に戻し、イオンミリング装置3
4によってエツチングを行う。このように、被1L6E
形成工程およびその後のエツチング工程を同一装置で真
空状態を破らずに連続的に行うことができ、従って基板
膜層の微細粒子による汚染の防止ならびに工程時間の短
縮が可能である。
Now, in order to carry out the pattern forming method of the present invention using this vacuum device, the substrate after the mask pattern has been formed is set on the substrate holder 32, and the substrate holder 32 is first moved to the dotted line position (film forming position) 32'. Then, a film is formed by the vapor deposition device 40. After film formation, the substrate holder 32 is returned to the solid line position (etching position), and the ion milling device 3
Etching is performed by step 4. In this way, 1L6E
The formation process and the subsequent etching process can be performed continuously in the same apparatus without breaking the vacuum state, thus making it possible to prevent contamination of the substrate film layer by fine particles and shorten the process time.

本発明による真空装置のもう1つの実施例を第12図に
示しである。この実施例は、蒸着装置の代りにスパッタ
リングによる成膜手段を有−rる点だけが第1実施例と
相違する。すなわち、基板ホルダー32の前面側にター
ゲット5oを矢印2方向へ回動可能に配置してあシ、成
膜工程ではターゲット50を基板ホルダー32とイオン
ミリング34との間に介在する実線位置(スパッタリン
グ位置)に保持し、イオンミリング装置34にょシタ−
ゲット50をエツチングしてスパッタリングによって基
板上に被膜を形成する。成膜後、ターダッ)50を点線
位置(エツチング位置)50′へ回動させ、イオンミリ
ング装置34によって基板膜層をエツチングする。これ
にょシ第1実施例と同様に成膜工程及びエツチング工程
を真空状態を破らずに連続的に且つ短時間で行うことが
可能である。
Another embodiment of the vacuum apparatus according to the invention is shown in FIG. This embodiment differs from the first embodiment only in that a sputtering film forming means is used instead of the vapor deposition apparatus. That is, the target 5o is arranged on the front side of the substrate holder 32 so as to be rotatable in the two directions of the arrows. position) and move the ion milling device 34 position.
The target 50 is etched and a coating is formed on the substrate by sputtering. After the film is formed, the turret 50 is rotated to the dotted line position (etching position) 50', and the ion milling device 34 etches the substrate film layer. In this way, as in the first embodiment, the film forming process and the etching process can be performed continuously and in a short time without breaking the vacuum state.

尚、図示実施例以外にも、ロードロ、り方式を適用して
蒸着を前室(別室)で行う方式の装置も考えられる。
In addition to the illustrated embodiment, it is also possible to consider an apparatus in which vapor deposition is performed in a front chamber (separate chamber) by applying a load-drawing method.

発明の効果 以上の如く本発明によれば、従来慣用の解像度1μmの
ホトリソグラフィを用いてサブミクロンギャップ、特に
0.5μm以下の微細ギャップを有するパターンを安定
且つ容易に形成可能な方法を実現でき、かかる方法を適
用することにょシ磁気バブルメモリデバイスなどのマイ
クロエレクトロニクスデ・ぐイスの特性向上及び小形化
あるいは高密度を実現可能である。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, it is possible to realize a method that can stably and easily form a pattern having a submicron gap, particularly a fine gap of 0.5 μm or less, using conventional photolithography with a resolution of 1 μm. By applying such a method, it is possible to improve the characteristics of microelectronic devices such as magnetic bubble memory devices, and to make them smaller or more dense.

また本発明による真空装置を用いれば、上記パターン形
成方法において被膜形成工程及びエツチング工程を同−
装置で真空状態を破らずに連続的に実施可能であシ、従
って微細粒子による汚染のな1高品質のデバイスを短時
間で製作でき、更に大幅なコスト低減が可能である。
Furthermore, if the vacuum apparatus according to the present invention is used, the film forming step and the etching step can be performed at the same time in the above pattern forming method.
It can be carried out continuously without breaking the vacuum state of the apparatus, and therefore high-quality devices without contamination by fine particles can be manufactured in a short time, and furthermore, it is possible to significantly reduce costs.

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

第1A図および第1B図は従来のバタ・−ン形成方法の
一例の基本工程を示す図、縞2図は従来方法におけるパ
ターン露光時間短縮および加速粒子を利用するエツチン
グによるパターン太り効果を示すグラフ、第3A図から
第3D図は本発明によるパターン形成方法の第1実施例
の基本工程を示す図、第4A図から第4C図は本発明方
法におけるギャップ挟まり効果(パターン太シ効果)を
示す図、第5A図から第55図は本発明方法を適用シl
’cy”−マロイパブルメモリデバイスの製作例ヲ示す
図、第6図は本発明方法及び従来方法によシそれぞれ製
作した呉プルメモリデバイスの特性を対比して示すグラ
フ、第7図は本発明方法の第1実施例の短所の説明図、
第8A図から第8Gは本発明方法の第2実施例を示す図
、第9A図から第91図は本発明方法の第3実施例を示
す図、第1OAから第10H図は本発明方法の第4実殉
例を示す図、第11図は本発明による底空装置の第1実
施例の略示構成図、第12図は本発明による真空装置の
第2実施例の略示構成図である。 1・・・基板、A・・・パターン材料JM、B 、 B
’、 B 1゜B2・・・マスクツやターン、C・・・
被膜、D・・・下地マスク・ソターン、AP・・・パタ
ーン、30・・・真空槽、32・・・基板ホルダー、3
4・・・イオンミリング装置、40・・・蒸着装置、4
3・・・防塵カバー、50・・・ターグット。 :;、’; 2 H)1電 T (sec ) 00、] ○、2 C1,3 Tc (pm ) 0 0j 0.2 ○3 Tc(メ71、m) Tc(Pm) 2iS 5E l’、57 17、(Cr2○3) 第5F図 18 第5G図 ]9(NんFe) ( 第5H図 ンS51図 (”i’55 J図 ]○ UIJ 第6図 多j′57図 (オニ8A図 ] 第8Bじ1 第8C図 第8Eし1 B 第8F図 目 第9A図 ] 第98図 第10A図 第1OB図 1 婚10C図 G。 69s10Ei閃 (イ;、+oFH凶 4 第10G図 ら゛箇OH図
Figures 1A and 1B are diagrams showing the basic steps of an example of a conventional pattern forming method, and Figure 2 is a graph showing the shortening of pattern exposure time in the conventional method and the pattern thickening effect due to etching using accelerated particles. , FIGS. 3A to 3D are diagrams showing the basic steps of the first embodiment of the pattern forming method according to the present invention, and FIGS. 4A to 4C are diagrams showing the gap pinching effect (pattern thickness effect) in the method of the present invention. Figures 5A to 55 show the systems to which the method of the present invention is applied.
Figure 6 is a graph showing a comparative example of the characteristics of Kure pull memory devices manufactured by the method of the present invention and the conventional method, and Figure 7 is a graph showing an example of manufacturing a 'cy'-malloyable memory device. An illustration of the shortcomings of the first embodiment of the method,
Figures 8A to 8G are diagrams showing a second embodiment of the method of the present invention, Figures 9A to 91 are diagrams depicting a third embodiment of the method of the present invention, and Figures 1OA to 10H are diagrams showing the method of the present invention. 11 is a schematic configuration diagram of the first embodiment of the vacuum device according to the present invention, and FIG. 12 is a schematic configuration diagram of the second embodiment of the vacuum device according to the present invention. be. 1...Substrate, A...Pattern material JM, B, B
', B 1゜B2...Masktsu and turn, C...
Coating, D... Base mask/soturn, AP... Pattern, 30... Vacuum chamber, 32... Substrate holder, 3
4... Ion milling device, 40... Vapor deposition device, 4
3...Dust cover, 50...Targut. :;,'; 2 H) 1 electric T (sec) 00,] ○, 2 C1,3 Tc (pm) 0 0j 0.2 ○3 Tc (Me71, m) Tc (Pm) 2iS 5E l', 57 17, (Cr2○3) Fig. 5F 18 Fig. 5G] 9 (N-Fe) ( Fig. 5H S51 ("i'55 J Fig.") Fig. 8B 1 Fig. 8C Fig. 8E 1 B Fig. 8F Fig. 9A] Fig. 98 Fig. 10A Fig. 1 OB Fig. 1 Marriage 10C Fig. G. Section OH diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ■ 微細ギャップを有する・やターンを基板上に形成す
る方法であって、 (イ)前記パターンを形成する材料の周込)を基板表面
上に形成し、 仲)該パターン材料周体)上に前記被形成パターンには
ぼ71目当する部分を被覆するマスクパターン(+31
を形f′Jkシ、 (ハ)・ヤターンU料層(A)およびマスクツやターン
Q3)の露出面上に被膜(C)’i:ミニマスクパター
ン伏形状が11.ぼ維持される如く形成し、そしてに)
加速拉子金利用するエツチング技術を用いて前記被膜(
C)及びパターン材料周回をエツチングしてパターン材
料層(A)から前記パターン(AP) 全形成し、そし
て (ホ) 前記マスクパターン(B)を除去する、ことを
特徴とするノやターン形成方法。 2、特許請求の範囲第1項記載のツヤターン形成方法に
おいて、前記マスクパターン(B)をホトリソグラフィ
技術によりホトレノスト材料から形成するパターン形成
方法。 3、f?な許請求のd、()、間第1項記載のパターン
形成方法において、前記被j漠(C)を前記・ぐターン
材料層(A)と同一材料とするパターン形成方法。 4 特許請求の範囲第1項記載のパターン形成方法にお
いて、1)?[記被JI矩c)を蒸着によって形成する
パターン形成方法。 5 特ni′fH1−求のtlb囲第1項記載の・ぐタ
ーン形by方法において、前記被膜(C)をスパッタリ
ングによって形成するパターン形成方法。 6 特許請求の範囲第4項°または第5i項に記載の7
セターン形成方法において、前記被膜(C1をその材料
を基板平面に関し斜め方向から付着させて形成するパタ
ーン形成方法。 7 特許請求の範囲第1項記載のパターン形成方法にお
いて、前記加速粒子を利用するエノチング技術としてイ
オンミリング接台を用いる・リーン形成方法。 8、特許請求の範囲第7項記載の79ターン形成方法に
おいて、前記加速粒子源として不活性ガスヲ用イル/や
ターン形成方法。 9、特許請求の範囲第1項記載のノ4ターン形成方法に
おいて、基板表面に予め前記・ぐターン材料層(A)と
同等以上の厚さを有する下地マスク・ぐターフ0)を形
成しておき、基板および該下地マスクパターン(D)の
露出表面に前記ノぞターン材料層(A)を形成すること
によシ、形成後の/4’ターン(AP)のギャップ介在
エツジ以外のエツジの少なくとも一部ヲ該下地マスクパ
ターン(D)のエツジによって規定するようにしたパタ
ーン形成方法。 10、特許請求の範囲第9項記載の・9ターン形成方法
において、前記マスクパターンを前記下地マスクパター
ンの)上のパターン材料層(4)の一部をも被覆スるよ
うなマスクパターン(Bりとなし、・々ターン形成終了
後、下地マスクパターンの)上に残った・ぞターン材料
層(A)の不用部分を除去する・ぐターン形成方法。 11、特許請求の範囲第10項記載の・ぐターン形成方
法において、前記下地マスクツマターン(D)を79タ
一ン材料層(A)に対し選択エツチング性を有する材料
で形成し、ノソターン形成終了後、下地マスクパターン
■)をエツチングによシ除去し、次にその上側に残って
いる・ぐターン材料層(3)の不用部分を機械的手法で
除去する・ぐターン形成方法。 12、特許請求の範囲第10項記載の・ぐターン形成方
法において、ノソターン形成終了後、基板上の全露出面
に被覆材料を塗布して平坦化を行い、次にエツチングに
よシ該被覆材料と一緒に下地マスクパターンの)上の・
ぜターン材料層(ト)の不用部分を除去するパターン形
成方法。 13、微細ギャップを有するパターンを基板上に形成す
る方法であって、 (イ)前記パターンを形成する材料の層fA)を基板表
面上に形成し、 (ロ)該パターン材料層固止に、前記被形成・ぐターン
のギャップに相当する部分以外の部分を被覆する第1マ
スクパターン(B1)を形成し、(ハ)・ぐターン材料
層(A)および第1マスクパ゛ターン(B1)の露出面
上に被膜(C)をマスク・ぐターンの起伏形状がほぼ維
持される如く形成し、に)加速粒子を利用するエツチン
グ技術を用いて前記被膜(C)及びパターン材料層(A
)をエツチングして・ぐターン拐料層(A)に前記被形
成・fタニンのギャップを形成し、 (ホ)前記第1マスク/fターン(B1)を除去し、(
へ)前記ギャップが形成された・ぐターン材料1ば(A
)上に、それのギャップならびに前記被形成パターンに
相当する部分を被覆する第2マスク・母ターン(B2)
を形成し、 (ト)パターン材料層(Alの露出部分をエツチングし
て前記・ぐターン(AP)を形成し、そして(ト)MJ
 記iJ 2マスクパターン(B2)を除去する、 ことを特徴とするノやターン形成方法。 14、真空槽と、処理すべき基板を該真空槽内に保持す
る基板ホルダーと、該基板上に膜層を形成するだめの成
膜手段と、基板上の膜層を加速粒子を利用してエツチン
グするためのエツチング手段とを具備して成る真空装置
。 15、特許請求の範囲第14項記載の真空装置に卦すて
、前記エツチング手段がイオンミリング装置である真空
装置。 16、特許請求の範囲第14項記載の真空装置にお込て
、前記成膜手段が蒸着装置である真空装置。 17、特許請求の範囲第16項記載の真空装置において
、前記基板ホルダーは、基板が蒸着装置に対し斜めに対
面する成膜位置と、基板がエツチング手段に対しほぼ直
角に対面するエツチング位置との間で回動可能である真
空装置。 18、特許請求の範囲第16項り己載の真空装置におい
て、基板ホルダー上の基板に対向する開口を有する防塵
カバーを前記蒸着装置の周囲に設けた真空装置。 19、特許請求の範囲第14項記載の真空装置において
、前記成膜手段がスパッタリング装置である真空装置。 2、特許請求の範囲第19項記載の真空装置において、
前記スパッタリング装置のターダ・ソトハ、前記基板ホ
ルタ゛−とエツチング手段との間に介在するスパッタリ
ング位置と、エツチング手段による基板、[IFt 5
のエツチングを可能とするエツチング位置との間で移動
可能である真空装置。
[Claims] ■ A method for forming a turn having a minute gap on a substrate, comprising: (a) forming a circumferential layer of a material forming the pattern on the surface of the substrate; A mask pattern (+31
Form f'Jk, (c) A coating (C)'i on the exposed surface of the Yaturn U material layer (A) and the mask and turn Q3): The mini-mask pattern has an inverted shape 11. formed so as to be maintained, and to)
The coating (
C) etching the pattern material around the pattern material layer to completely form the pattern (AP) from the pattern material layer (A); and (e) removing the mask pattern (B). . 2. A glossy turn forming method according to claim 1, wherein the mask pattern (B) is formed from a photorenost material by photolithography. 3.f? The pattern forming method according to claim 1, wherein the covering (C) is made of the same material as the pattern material layer (A). 4. In the pattern forming method according to claim 1, 1)? A pattern forming method of forming [recorded JI rectangle c) by vapor deposition. 5. A pattern forming method in which the film (C) is formed by sputtering in the pattern-forming by method described in item 1. 6. 7 as set forth in claim 4° or 5i.
A pattern forming method in which the film (C1) is formed by depositing the material from an oblique direction with respect to the plane of the substrate. A lean forming method using an ion milling stand as a technique. 8. A method for forming 79 turns according to claim 7, in which an inert gas is used as the accelerated particle source. 9. Claims In the four-turn forming method described in item 1, a base mask 0) having a thickness equal to or greater than the thickness of the above-mentioned turn material layer (A) is previously formed on the surface of the substrate, and the substrate and By forming the nozoturn material layer (A) on the exposed surface of the underlying mask pattern (D), at least a portion of the edges other than the gap intervening edges of the /4' turn (AP) after formation are removed. A pattern forming method defined by the edges of the base mask pattern (D). 10. In the 9-turn forming method according to claim 9, the mask pattern (B A method for forming turns, in which an unnecessary portion of the turn material layer (A) remaining on the underlying mask pattern is removed after forming turns. 11. In the pattern forming method as set forth in claim 10, the underlying mask pattern (D) is formed of a material having selective etching properties with respect to the 79 tan material layer (A), After finishing, the underlying mask pattern (1) is removed by etching, and then the unnecessary portion of the pattern material layer (3) remaining above it is removed by mechanical means. 12. In the pattern forming method according to claim 10, after forming the pattern, a coating material is applied to the entire exposed surface of the substrate for planarization, and then the coating material is removed by etching. above the base mask pattern)
A pattern forming method for removing unnecessary portions of a pattern material layer (T). 13. A method for forming a pattern having a fine gap on a substrate, comprising: (a) forming a layer fA) of a material forming the pattern on the substrate surface; (b) fixing the pattern material layer; A first mask pattern (B1) is formed to cover a portion of the pattern to be formed other than the portion corresponding to the gap, and (c) the pattern material layer (A) and the first mask pattern (B1) are formed. A coating (C) is formed on the exposed surface so that the undulating shape of the mask pattern is substantially maintained, and (2) the coating (C) and the pattern material layer (A) are etched using an etching technique using accelerated particles.
) to form a gap in the first mask/f-turn (B1) to form a gap in the first mask/f-turn (B1);
A) Turn material 1 with the gap formed therein (A)
), a second mask/mother turn (B2) covering the gap thereof and a portion corresponding to the pattern to be formed.
(g) etching the exposed portion of the pattern material layer (Al to form the pattern material layer (AP); and (g) forming the MJ
A method for forming a groove and a turn, characterized by: removing the second mask pattern (B2). 14. A vacuum chamber, a substrate holder for holding the substrate to be processed in the vacuum chamber, a film forming means for forming a film layer on the substrate, and a method for forming the film layer on the substrate using accelerated particles. A vacuum device comprising an etching means for etching. 15. A vacuum device according to claim 14, wherein the etching means is an ion milling device. 16. The vacuum apparatus according to claim 14, wherein the film forming means is a vapor deposition apparatus. 17. In the vacuum apparatus according to claim 16, the substrate holder has two positions: a film forming position where the substrate faces diagonally to the vapor deposition device, and an etching position where the substrate faces substantially perpendicularly to the etching means. A vacuum device that can be rotated between 18. Claim 16: A self-mounted vacuum apparatus, wherein a dustproof cover having an opening facing the substrate on the substrate holder is provided around the vapor deposition apparatus. 19. The vacuum apparatus according to claim 14, wherein the film forming means is a sputtering apparatus. 2. In the vacuum device according to claim 19,
The sputtering position of the sputtering apparatus, the sputtering position interposed between the substrate holder and the etching means, the substrate etched by the etching means, [IFt 5
vacuum device movable to and from an etching position;
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