JPS6086834A - パタ−ンの形成方法 - Google Patents
パタ−ンの形成方法Info
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- JPS6086834A JPS6086834A JP19427183A JP19427183A JPS6086834A JP S6086834 A JPS6086834 A JP S6086834A JP 19427183 A JP19427183 A JP 19427183A JP 19427183 A JP19427183 A JP 19427183A JP S6086834 A JPS6086834 A JP S6086834A
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- forming
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ドライエツチングによって形成する、超電導
集積回路の電極材として用いる超電導遷移金属またはそ
の遷移化合物のパターン形成方法に関する。
集積回路の電極材として用いる超電導遷移金属またはそ
の遷移化合物のパターン形成方法に関する。
超電導集積回路の磁気遮蔽板に用いるグランドプレーン
は、通常遷移金槁の一種であるNb膜が用いられる。こ
のパターンの形成方法はHF系のエツチングによシ形成
している。この化学エツチング法では第1図に示す様に
Nbのパターンのエツジ12が急峻と成シ上層のパター
ンが、しばしば段切れ(丸印点線で示す)を生じ問題と
なっていた。この問題を低減するためにはドライエツチ
ング法を用いてパターンエツジをテーパに形成する方法
が提案されている。第2図(a)は、その−例を示した
ものである。まず、パターンを形成すべきNb膜22上
にレジストパターン24を形成する。レジストにはポジ
型AZ1350J 1国ヘキスト社製)が用いられ、現
像後ポストベークを120〜150Cの範囲で処理し、
レジストパターン24のエツジにテーパを形成する。こ
の後、第2図(b)に示す様にイオンエツチングもしく
はスパッタエツチングでNb膜23をエツチングする。
は、通常遷移金槁の一種であるNb膜が用いられる。こ
のパターンの形成方法はHF系のエツチングによシ形成
している。この化学エツチング法では第1図に示す様に
Nbのパターンのエツジ12が急峻と成シ上層のパター
ンが、しばしば段切れ(丸印点線で示す)を生じ問題と
なっていた。この問題を低減するためにはドライエツチ
ング法を用いてパターンエツジをテーパに形成する方法
が提案されている。第2図(a)は、その−例を示した
ものである。まず、パターンを形成すべきNb膜22上
にレジストパターン24を形成する。レジストにはポジ
型AZ1350J 1国ヘキスト社製)が用いられ、現
像後ポストベークを120〜150Cの範囲で処理し、
レジストパターン24のエツジにテーパを形成する。こ
の後、第2図(b)に示す様にイオンエツチングもしく
はスパッタエツチングでNb膜23をエツチングする。
この過程ではレジストパターン24もエツチングされ、
膜厚の薄いエツジ部がまず除去され、その下のNb膜2
3が露出する。露出しだN b膜23は最初から露出し
ていたNb膜23とともにエツチングされる。その結果
、第2図(C)に示す様にエツジ部がテーパから成るN
bパターン23が形成できる。
膜厚の薄いエツジ部がまず除去され、その下のNb膜2
3が露出する。露出しだN b膜23は最初から露出し
ていたNb膜23とともにエツチングされる。その結果
、第2図(C)に示す様にエツジ部がテーパから成るN
bパターン23が形成できる。
しかし、この方法ではレジストパターン24のテーパを
寸法積度を良く形成することが最大のポイントであるが
、前記したポストベークでは、再現性良く形成すること
が、きわめて難しく、また、Nb膜の特性も高温のボス
トベーク処理では、変化する欠点がある。このようなこ
とから本方法を用いるNb膜のテーパエツチングを形成
するには、多く問題が生じた。
寸法積度を良く形成することが最大のポイントであるが
、前記したポストベークでは、再現性良く形成すること
が、きわめて難しく、また、Nb膜の特性も高温のボス
トベーク処理では、変化する欠点がある。このようなこ
とから本方法を用いるNb膜のテーパエツチングを形成
するには、多く問題が生じた。
本発明の目的は、超電導集積回路の電極材として用いら
れる超電導遷移金属であるNbもしくはその遷移化置物
であるN b N 、 M o N 、 Nb5S着。
れる超電導遷移金属であるNbもしくはその遷移化置物
であるN b N 、 M o N 、 Nb5S着。
1’J b a G e* N b s AZ + V
s S i+ M ORe等のパターンエツジを任意の
テーパ形状に形成し、上層のパターンの段切れを皆無す
ることを可能としたパターンの形成方法を提供するもの
である。
s S i+ M ORe等のパターンエツジを任意の
テーパ形状に形成し、上層のパターンの段切れを皆無す
ることを可能としたパターンの形成方法を提供するもの
である。
上記目的を実現するために、本発明では従来のポジ型A
Z1350Jレジストに比べて、耐ドライエツチング性
に優れ、かつ、現像条件によって任意のレジスト断面形
状が形成できるネガ型しジス)MB2 (ルD200O
N、商品名、日立化成(株)装、フェノール樹脂とアジ
ド感光剤を含む)を用い、ドライエツチングと、併用し
て達成した。ノゝターンの形#2法は43図(a)に示
す様に超電導遷移金属の一種である1Vbllj32表
面上に膜厚1.2μmの厚さにレジスト層をスピン塗布
した。次に、70C,30分のプリベーク処理を行った
後、波長200〜aoonmの遠紫外光によム所望ノく
ターンを照射した。この時の露光条件は、光強度10
mW/ cm2で12秒間照射した。その後、現像処理
をブトラメチルアンモニウムの4%水浴液を用いて60
秒間の夕+1埋を行った。この結果、第3図(b)に示
す様に逆台形の断面形状を持つレジストパターンを得る
ことが出来た。この条件で形成した逆テーパ月度θは、
45度であった。これをNb膜のマスクとしイオンシリ
ングを行うと第3図(C)に示す様に、まず、Nb膜3
2の蕗山部がエツチングされ、さらにレジスト層くター
ンも順次エツチングされるので、膜厚の薄いエッチ部で
は、新たにl’J b膜32が露出される。露・出した
Nb膜32はエツチングが進行するにつれ、それまで露
出していたl’Jb膜に続いてエツチングされる。
Z1350Jレジストに比べて、耐ドライエツチング性
に優れ、かつ、現像条件によって任意のレジスト断面形
状が形成できるネガ型しジス)MB2 (ルD200O
N、商品名、日立化成(株)装、フェノール樹脂とアジ
ド感光剤を含む)を用い、ドライエツチングと、併用し
て達成した。ノゝターンの形#2法は43図(a)に示
す様に超電導遷移金属の一種である1Vbllj32表
面上に膜厚1.2μmの厚さにレジスト層をスピン塗布
した。次に、70C,30分のプリベーク処理を行った
後、波長200〜aoonmの遠紫外光によム所望ノく
ターンを照射した。この時の露光条件は、光強度10
mW/ cm2で12秒間照射した。その後、現像処理
をブトラメチルアンモニウムの4%水浴液を用いて60
秒間の夕+1埋を行った。この結果、第3図(b)に示
す様に逆台形の断面形状を持つレジストパターンを得る
ことが出来た。この条件で形成した逆テーパ月度θは、
45度であった。これをNb膜のマスクとしイオンシリ
ングを行うと第3図(C)に示す様に、まず、Nb膜3
2の蕗山部がエツチングされ、さらにレジスト層くター
ンも順次エツチングされるので、膜厚の薄いエッチ部で
は、新たにl’J b膜32が露出される。露・出した
Nb膜32はエツチングが進行するにつれ、それまで露
出していたl’Jb膜に続いてエツチングされる。
結果として、第3図(C)に示す様なノ(ターンのエツ
ジがテーパ形状と成シ目的が達成された。最後に、Nb
膜上に残った不要レジストを酸素ガスを用いたプラズマ
アッシャによシ軽<処理し、仕上げとしてアセント中で
超音波処理を行ない第3図(d)に示す様な、パターン
が得られた。
ジがテーパ形状と成シ目的が達成された。最後に、Nb
膜上に残った不要レジストを酸素ガスを用いたプラズマ
アッシャによシ軽<処理し、仕上げとしてアセント中で
超音波処理を行ない第3図(d)に示す様な、パターン
が得られた。
以下、実施例について詳細に説明する。
実施例4
本発明によって形成した遷移金属Nbを用いた超電導集
積回路の断面図を第4図に示す。
積回路の断面図を第4図に示す。
基板には、直径50mmφ、厚さ350μm<i o
o>のSi基板41を用いた。なお、Bi基板上には、
600nmの熱酸化膜43が施してちる。このSi基板
上41上にグランドプレン用のNb膜を高速スパッタ法
によシ膜厚3QQnm被着した。次に、Nb膜をテーノ
くエツチングするだめのMRSレジストを膜厚1.5μ
mにスピン塗布して形成した。引続いて、窒素雰囲気中
において、7.0G、30分のプリベーク処理を後った
後、波長領域200〜300nmの光を放つXe−Hg
ランプ500Wの光源を用いて、石英ガラス上に所望の
パターンを持つホトマスクラ用いて、光強度10 mW
/Crn”で15秒間照射した。その後、現像処理をチ
アド2メチルアンモニウムの4%水溶液を用いて80秒
間の処理を行った。この条件で形成したレジストマスク
の逆テーパ角度θは45度であった。なお、この後のボ
ストベークは、レジストの断面形状を保つために行なわ
なかった。
o>のSi基板41を用いた。なお、Bi基板上には、
600nmの熱酸化膜43が施してちる。このSi基板
上41上にグランドプレン用のNb膜を高速スパッタ法
によシ膜厚3QQnm被着した。次に、Nb膜をテーノ
くエツチングするだめのMRSレジストを膜厚1.5μ
mにスピン塗布して形成した。引続いて、窒素雰囲気中
において、7.0G、30分のプリベーク処理を後った
後、波長領域200〜300nmの光を放つXe−Hg
ランプ500Wの光源を用いて、石英ガラス上に所望の
パターンを持つホトマスクラ用いて、光強度10 mW
/Crn”で15秒間照射した。その後、現像処理をチ
アド2メチルアンモニウムの4%水溶液を用いて80秒
間の処理を行った。この条件で形成したレジストマスク
の逆テーパ角度θは45度であった。なお、この後のボ
ストベークは、レジストの断面形状を保つために行なわ
なかった。
次に、このレジストマスクを形成したSi基板41を真
空槽に挿入し、4X10−7Torrに減圧した後、A
r圧力1゜5X10−”l’orr、加速電圧600e
■、イオン電流密度500μA 7cm ”の条件でイ
オンエツチングを行った。エツチング後、Nb膜42上
の不要レジストを酸素によるプラズマ灰化とアセトンの
併用によシ完全除去し、Nbグランドプレーン42を形
成した。この時のNbパターンのテーパ角度θは45度
(テーパ角θは図中に示す)であった。引続いて、陽極
酸化法によシNb膜420表面にNbzOs 44を形
成した。引続いて、眉間絶縁膜として8i045を真空
蒸着法によシ膜厚200nm被着した。次に、下部電極
46のNb膜をグランドプレン42のNb膜と同様に高
速スパッタ法によって、膜厚200nm被着した。
空槽に挿入し、4X10−7Torrに減圧した後、A
r圧力1゜5X10−”l’orr、加速電圧600e
■、イオン電流密度500μA 7cm ”の条件でイ
オンエツチングを行った。エツチング後、Nb膜42上
の不要レジストを酸素によるプラズマ灰化とアセトンの
併用によシ完全除去し、Nbグランドプレーン42を形
成した。この時のNbパターンのテーパ角度θは45度
(テーパ角θは図中に示す)であった。引続いて、陽極
酸化法によシNb膜420表面にNbzOs 44を形
成した。引続いて、眉間絶縁膜として8i045を真空
蒸着法によシ膜厚200nm被着した。次に、下部電極
46のNb膜をグランドプレン42のNb膜と同様に高
速スパッタ法によって、膜厚200nm被着した。
レジストマスクは、グランドプレーンマスクと同様に形
成した。この後、Si基板41を真空槽内に挿入し、4
X10−?Torr に減圧した後、グランドプレーン
と同様な条件でイオンエツチングを行ない、真空槽内に
取シ出し、不要レジストを酸素によるプラズマ灰化とア
セトンの併用によシ完全除去し、下部電極46を形成し
た。この時のテz<角度θは45にで形成され、これは
グランドプレーン42と同様であった。次に、下部電極
46と層間絶縁膜45上に接合用のウィンドウ孔48の
レジストマスクを次の条件で形成した。レジストの膜厚
0.6μmをスピン塗布によシ形成し、窒素空気中にお
いて、70C,30分のプリベーク処理を行った後、前
記の露光強度で、所望パターンを8秒間照射した。その
後、現像を50秒間行ない逆テーパ角度60度に成る様
に形成した。
成した。この後、Si基板41を真空槽内に挿入し、4
X10−?Torr に減圧した後、グランドプレーン
と同様な条件でイオンエツチングを行ない、真空槽内に
取シ出し、不要レジストを酸素によるプラズマ灰化とア
セトンの併用によシ完全除去し、下部電極46を形成し
た。この時のテz<角度θは45にで形成され、これは
グランドプレーン42と同様であった。次に、下部電極
46と層間絶縁膜45上に接合用のウィンドウ孔48の
レジストマスクを次の条件で形成した。レジストの膜厚
0.6μmをスピン塗布によシ形成し、窒素空気中にお
いて、70C,30分のプリベーク処理を行った後、前
記の露光強度で、所望パターンを8秒間照射した。その
後、現像を50秒間行ない逆テーパ角度60度に成る様
に形成した。
次に、Si基板41を真空槽内に挿入し、4×10””
Torrに一度減圧した後にArスパッタクリーニング
を、rfパワー5W、Ar圧力3X10−”porrで
5分間行った後、再び、真空度4XIO−7Torr
に減圧し、SiOを膜厚270nm被着した。この後、
真空槽内から取シ出しアセトンによるリフトオフ処理に
よシラインド孔48を形成した。次に、トンネル接合を
形成するために、Si基板41を真空槽に挿入し4X1
0−’’[’orrまで減圧した後、Arスパッタクリ
ーニングを次の条件で、下部電極35の露出部を行った
。
Torrに一度減圧した後にArスパッタクリーニング
を、rfパワー5W、Ar圧力3X10−”porrで
5分間行った後、再び、真空度4XIO−7Torr
に減圧し、SiOを膜厚270nm被着した。この後、
真空槽内から取シ出しアセトンによるリフトオフ処理に
よシラインド孔48を形成した。次に、トンネル接合を
形成するために、Si基板41を真空槽に挿入し4X1
0−’’[’orrまで減圧した後、Arスパッタクリ
ーニングを次の条件で、下部電極35の露出部を行った
。
Ar圧力3X10−” Tart、 800 V、 3
0分間である。この後、IXIG−”Torrに設定し
Ar+4−〇2の混合ガスを用いて、1oov、go分
の酸化処理を行ないトンネル接合47を形成した。
0分間である。この後、IXIG−”Torrに設定し
Ar+4−〇2の混合ガスを用いて、1oov、go分
の酸化処理を行ないトンネル接合47を形成した。
この後、再び4XlO−’Torrまで減圧し、尚速ス
パッタ法によfiNbを膜厚37Qnm被着した。
パッタ法によfiNbを膜厚37Qnm被着した。
この後、真空槽内によシ取シ出し、上部電極49用のレ
ジストマスクを、グランドプレーン42および下部電極
46と同様な条件で作製した。この後、再び、Si基板
41を真空槽内に挿入しイオンエツチングを行った。エ
ツチング条件はグランドプレーン42と同じである。エ
ツチング後、真空槽内よシ取り出し上部電極49上の不
要レジストを酸素によるプラズマ灰化とアセトンを併用
し完全除去して上部電極49を形成した。なお、テーパ
角度θは、45°に形成された。最後に保護膜用のレジ
ストマスクを接合用絶縁膜48と上部’[t +t 4
9上に形成した。レジストマスクの形成条件は、グラン
ドプレーン42と同様に作製した。
ジストマスクを、グランドプレーン42および下部電極
46と同様な条件で作製した。この後、再び、Si基板
41を真空槽内に挿入しイオンエツチングを行った。エ
ツチング条件はグランドプレーン42と同じである。エ
ツチング後、真空槽内よシ取り出し上部電極49上の不
要レジストを酸素によるプラズマ灰化とアセトンを併用
し完全除去して上部電極49を形成した。なお、テーパ
角度θは、45°に形成された。最後に保護膜用のレジ
ストマスクを接合用絶縁膜48と上部’[t +t 4
9上に形成した。レジストマスクの形成条件は、グラン
ドプレーン42と同様に作製した。
すなわち、レジスト膜厚は1.5μmである。再び、S
i基板41を真空槽内に挿入し、SiOを膜厚1μm被
着した。この後、真壁槽内よシ取シ出しアセトンによシ
リ7トオフ処理を行ない保護膜50を形成し完了した。
i基板41を真空槽内に挿入し、SiOを膜厚1μm被
着した。この後、真壁槽内よシ取シ出しアセトンによシ
リ7トオフ処理を行ない保護膜50を形成し完了した。
以上、述べた様に、Nbパターンの形成は、レジストマ
スクにMRSレジストの逆台形の形状を持ち、イオンエ
ツチングによシテーパから成る電極パターンを形成した
。
スクにMRSレジストの逆台形の形状を持ち、イオンエ
ツチングによシテーパから成る電極パターンを形成した
。
一方、絶縁膜は、MRSレジストをす7トオフマスクと
しパターン、を形成した。
しパターン、を形成した。
この結果、従来問題と成っていた段差急峻による各層間
の段切れが皆無と成る超電導集積回路のパターン形成が
実現達成できた。
の段切れが皆無と成る超電導集積回路のパターン形成が
実現達成できた。
また、本発明は、超電導遷移化合物であるNbN。
MoN、 Nb3Ge+ Nb5A4 Nba8m、
’vls i 、 Mo1re等のテーハハターンを形
成する上でも極めて有効であることを確認した。
’vls i 、 Mo1re等のテーハハターンを形
成する上でも極めて有効であることを確認した。
本発明のパターンの形成方法によシ、急峻な段差によシ
生じる各層間の段切れが皆無となシ、また超電導集積回
路のパターンが充分な信頼度を以て形成できた。
生じる各層間の段切れが皆無となシ、また超電導集積回
路のパターンが充分な信頼度を以て形成できた。
第1図はパターンエツジにおける段切れを示す断面図、
第2図(a)〜(C)は従来方法のパターン形成の各工
程を示す断面図、第3図<a>〜(d)は本発明のパタ
ーン形成の各工程を示す断面図、第4図は本発明によシ
形成した超電導集積回路の断面図である。 11.21.31・・・基板、12,22.32・・・
Nb膜、13・・・上層のパターン、24.34・・・
レジストマスク、41・・・Bt基板、42・・・Nb
グランドプレーン、43・・・熱酸化膜、44・・・N
b1Oss45・・・SiO層間絶縁膜、46・・・下
部電極、47・・・トンネル接合、48・・・SiO接
合用ウィつドウ第 l 目 第 2 凹 第 3 日 (b:
第2図(a)〜(C)は従来方法のパターン形成の各工
程を示す断面図、第3図<a>〜(d)は本発明のパタ
ーン形成の各工程を示す断面図、第4図は本発明によシ
形成した超電導集積回路の断面図である。 11.21.31・・・基板、12,22.32・・・
Nb膜、13・・・上層のパターン、24.34・・・
レジストマスク、41・・・Bt基板、42・・・Nb
グランドプレーン、43・・・熱酸化膜、44・・・N
b1Oss45・・・SiO層間絶縁膜、46・・・下
部電極、47・・・トンネル接合、48・・・SiO接
合用ウィつドウ第 l 目 第 2 凹 第 3 日 (b:
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、下記の工程を含むことを特徴とするパターン11成
方法。 (a) 被加工基板上にネガ型ホトレジスト膜を、0.
8〜1.8μm塗布する工程、 (b) 前記ホトレジスト膜を70C〜80Cで20〜
30分間プリベーク処理をし、所望部分に波長200〜
aoonmの遠紫外光を照射する工程、 (C) 前記ホトレジスト膜を現像して、断面形状が垂
直ないし任意の逆台形から成るレジストパターンを形成
する工程、および (d) 前記レジストパターンをマスクにシ、上記被加
工基板をドライエツチングし、端部がテーパを持つパタ
ーンを形成する工程。 2 前記被加工基板は、超電導遷移金属もしくはその遷
移化合物であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のパターン形成方法。 & 前記ネガ型ホトレジストの組成線、感光性アジド化
合物とポリビニルフェノール樹脂を主成分であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項もしぐは第2項記載の
パターンの形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19427183A JPS6086834A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | パタ−ンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19427183A JPS6086834A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | パタ−ンの形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6086834A true JPS6086834A (ja) | 1985-05-16 |
Family
ID=16321841
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19427183A Pending JPS6086834A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | パタ−ンの形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6086834A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62277746A (ja) * | 1986-05-27 | 1987-12-02 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
KR100382754B1 (ko) * | 1996-10-31 | 2003-07-22 | 삼성전자주식회사 | 메모리 소자 |
-
1983
- 1983-10-19 JP JP19427183A patent/JPS6086834A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62277746A (ja) * | 1986-05-27 | 1987-12-02 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
KR100382754B1 (ko) * | 1996-10-31 | 2003-07-22 | 삼성전자주식회사 | 메모리 소자 |
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