JPS6318631A - パタン形成法 - Google Patents
パタン形成法Info
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Landscapes
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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】
(産業上の利用分野)
本発明は高品質、高精度の超伝導素子等のパタン形成法
に関するものである。
に関するものである。
(従来技術及び発明が解決しLうとする問題点9第4図
は従来のパタン形成法を示すもので、(a)図において
基板ホルダ14上にニオブ(Nb)5゜アルミニウム(
At)tたはアルミニウム酸化物(AL、O,) 4
、ニオブ3の順序に層を形成し、てらにニオブ3の上に
パタン化されたレジスト15全形底する(3.4,5,
15よりなる層を第1の層という〕。次にレジストをマ
スクとしてドライエツチングを行う。しかし、造営使用
されるCF、系ガスにょろりアクティブイオンエツチン
グ(RIE)の条件(数百W、数Pa )ではニオブ(
Nb、)とアルミニウム(At)のエツチングレートが
大きく異なる( N’b /At>> 1 )几め、ト
ンネル層に使用されるAt@のエツチングはスパッタ効
果の大きなガス圧の低い領域で加工される。
は従来のパタン形成法を示すもので、(a)図において
基板ホルダ14上にニオブ(Nb)5゜アルミニウム(
At)tたはアルミニウム酸化物(AL、O,) 4
、ニオブ3の順序に層を形成し、てらにニオブ3の上に
パタン化されたレジスト15全形底する(3.4,5,
15よりなる層を第1の層という〕。次にレジストをマ
スクとしてドライエツチングを行う。しかし、造営使用
されるCF、系ガスにょろりアクティブイオンエツチン
グ(RIE)の条件(数百W、数Pa )ではニオブ(
Nb、)とアルミニウム(At)のエツチングレートが
大きく異なる( N’b /At>> 1 )几め、ト
ンネル層に使用されるAt@のエツチングはスパッタ効
果の大きなガス圧の低い領域で加工される。
NbZどのエツチングでは一般に基板ホルダ14にステ
ンレスなどが使用されるがsp、tlA4をエツチング
するときにこのホルダ部のステンレス等もエツチングさ
れ、At、Nbとともにその粒子の一部がマスクとして
用いるレジストステンシル15や上部Nb映3の側壁に
8として付着する( (b)図参照)。ついで(c)図
に示すように、この接合部を有する基板ホルダ14上に
絶縁層(第2の層というりとしてSfO9k堆積し、つ
いで(d)図に示すJ:うにレジスト15を取p去ると
、接合部3,4.5と絶縁I−9との間にバリ8が形成
され、このバリ8を溶解して取り去ると、(e)図に示
すように空隙10が接合部と絶縁層との間に生成されて
しまう。この几め平坦時にパタン品質を著しく劣化させ
る。これらが超伝導回路としては断線や短絡の原因とな
つ之りして、素子特性に影響を与えて素子のイg頼性を
低下させている。
ンレスなどが使用されるがsp、tlA4をエツチング
するときにこのホルダ部のステンレス等もエツチングさ
れ、At、Nbとともにその粒子の一部がマスクとして
用いるレジストステンシル15や上部Nb映3の側壁に
8として付着する( (b)図参照)。ついで(c)図
に示すように、この接合部を有する基板ホルダ14上に
絶縁層(第2の層というりとしてSfO9k堆積し、つ
いで(d)図に示すJ:うにレジスト15を取p去ると
、接合部3,4.5と絶縁I−9との間にバリ8が形成
され、このバリ8を溶解して取り去ると、(e)図に示
すように空隙10が接合部と絶縁層との間に生成されて
しまう。この几め平坦時にパタン品質を著しく劣化させ
る。これらが超伝導回路としては断線や短絡の原因とな
つ之りして、素子特性に影響を与えて素子のイg頼性を
低下させている。
ホルダ部にステンレスを使用し九場合、ステンレスに異
物が混入することにエフ残査物が形成される場合が多く
、酸に溶解し難くなる。ま几ホルダ部に石英やアルミナ
等を使用した場合も残査物の主成分は石英やアルミナと
なるので酸に溶解し難い。
物が混入することにエフ残査物が形成される場合が多く
、酸に溶解し難くなる。ま几ホルダ部に石英やアルミナ
等を使用した場合も残査物の主成分は石英やアルミナと
なるので酸に溶解し難い。
(問題点’cM決するための手段〕
本発明は上記の欠点を改善するために提案されtもので
、本発明の目的は、従来技術で製作するときに発生する
除去不可能な残査物を、基板ホルダ等の構成を改善する
こと及び、予め除去可能な側壁付着層を形成すること、
さらにエツチング時に蒸着等によって成膜を同時に行い
、除去可能な側壁付着層を形成すること等により、発生
し友残査物會化学的に除去して高精度なパタン全提供す
ることにある。
、本発明の目的は、従来技術で製作するときに発生する
除去不可能な残査物を、基板ホルダ等の構成を改善する
こと及び、予め除去可能な側壁付着層を形成すること、
さらにエツチング時に蒸着等によって成膜を同時に行い
、除去可能な側壁付着層を形成すること等により、発生
し友残査物會化学的に除去して高精度なパタン全提供す
ることにある。
上記の目的を達成するため、本発明はレジストステンシ
ルをマスクとして第1の層をイオンミリング、スパッタ
エツチング等でドライエッチングを行い、次いで第2の
層を堆積後レジストステンシルを溶解することにエフレ
ジストステンシル上の第2の層をリフトオフして、第1
の層と第2の層とからなるパタンを形成するパタン形成
法において、該第1の層の少くとも一部にドライエツチ
ングを行なった後に、該レジストステンシル及び第1の
層を損わない酸に可溶なPb + Bl + In等の
材料を蒸着し、その後または同時にイオンミリング、ス
パッタエツチング等でドライエツチングを行うことt%
徴とするパタン形成法を発明の要旨とするものである〇
さらに本発明はレジストステンシルをマスクとして第1
の層をイオンミリング、スパッタエツチング等でドライ
エッチングを行い、次いで第2の層を堆積後レジストス
テンシルを溶解することに工りレジストステンシル上の
第2の層をリフトオフして、第1の層と第2の層とから
なるパタンを形成するパタン形成法において、該レジス
トステンシル及び第1の層を損わない酸に可溶なPb
+ Bi + In等の材料を表面に有する試料ホルダ
を用いて、イオンミリング、スパッタエツチング等でド
ライエツチングを行うこと全特徴とするパタン形成法を
発明の要旨とするものである。
ルをマスクとして第1の層をイオンミリング、スパッタ
エツチング等でドライエッチングを行い、次いで第2の
層を堆積後レジストステンシルを溶解することにエフレ
ジストステンシル上の第2の層をリフトオフして、第1
の層と第2の層とからなるパタンを形成するパタン形成
法において、該第1の層の少くとも一部にドライエツチ
ングを行なった後に、該レジストステンシル及び第1の
層を損わない酸に可溶なPb + Bl + In等の
材料を蒸着し、その後または同時にイオンミリング、ス
パッタエツチング等でドライエツチングを行うことt%
徴とするパタン形成法を発明の要旨とするものである〇
さらに本発明はレジストステンシルをマスクとして第1
の層をイオンミリング、スパッタエツチング等でドライ
エッチングを行い、次いで第2の層を堆積後レジストス
テンシルを溶解することに工りレジストステンシル上の
第2の層をリフトオフして、第1の層と第2の層とから
なるパタンを形成するパタン形成法において、該レジス
トステンシル及び第1の層を損わない酸に可溶なPb
+ Bi + In等の材料を表面に有する試料ホルダ
を用いて、イオンミリング、スパッタエツチング等でド
ライエツチングを行うこと全特徴とするパタン形成法を
発明の要旨とするものである。
本発明の最も主要な特徴とする点は、側壁付着層とレジ
ストステンシルの間にレジストを損なわない酸(例えば
、フッ酸、硫酸、塩酸)によって除去可能な層を導入す
ること、あるいは側壁付着層の中に上記の酸に可溶な物
質t8を極的に混合して側壁付着層自体を酸に可溶にす
ることに工υ、側壁付着層を完全に除去することにある
。
ストステンシルの間にレジストを損なわない酸(例えば
、フッ酸、硫酸、塩酸)によって除去可能な層を導入す
ること、あるいは側壁付着層の中に上記の酸に可溶な物
質t8を極的に混合して側壁付着層自体を酸に可溶にす
ることに工υ、側壁付着層を完全に除去することにある
。
次に本発明の実施例について説明する。
なお実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱
しない範囲で種々の変更あるいは改良を行ないうること
は言うまでもない。
しない範囲で種々の変更あるいは改良を行ないうること
は言うまでもない。
第1図は本発明のパタン形成法の第1の実施例を示す。
(a)図はスパッタ装置内の配置図を示す。図において
、12は基板ホルダで、この基板ホルダ12上に載置さ
れているチップ11は、(b)図でレジスト1,2とN
b3.5とアルミニウムのトンネル層4とを示す本ので
ある。13a、13bは夫々上部電極及び下部電極を示
す。
、12は基板ホルダで、この基板ホルダ12上に載置さ
れているチップ11は、(b)図でレジスト1,2とN
b3.5とアルミニウムのトンネル層4とを示す本ので
ある。13a、13bは夫々上部電極及び下部電極を示
す。
(b)図は(a)図に示すスパッタエツチング装置内で
トンネル層4をエツチングし友後のNb/At(At鵞
Os ) / Nb接合部でめる0ここで、12の基板
ホルダに弱酸性溶媒でエツチングが可能な材質(Pb、
Cu、 In、 AL等)を用いるコトにエフ。
トンネル層4をエツチングし友後のNb/At(At鵞
Os ) / Nb接合部でめる0ここで、12の基板
ホルダに弱酸性溶媒でエツチングが可能な材質(Pb、
Cu、 In、 AL等)を用いるコトにエフ。
トンネル/(14’にエツチングしたときに発生するレ
ジストステンシル1.2側壁に付着する層(側壁付着層
)7が容易に弱酸性溶媒で除去できる。従来な、基板ホ
ルダに用いられているステンレス等のスパッタ粒子等に
よって形成される側壁性MJmに起因する“ばジ″が除
去不可能であシ、これらが断線や短絡の原因の一つであ
つ友のに対し、この実施例は大きな改善効果がある。
ジストステンシル1.2側壁に付着する層(側壁付着層
)7が容易に弱酸性溶媒で除去できる。従来な、基板ホ
ルダに用いられているステンレス等のスパッタ粒子等に
よって形成される側壁性MJmに起因する“ばジ″が除
去不可能であシ、これらが断線や短絡の原因の一つであ
つ友のに対し、この実施例は大きな改善効果がある。
従来法と本発明の方法を用いて、Nb/At(Alto
s ) / Nb接合をそれぞれ100個製造し、その
I−V特性を調べ文結果、従来法では100個中75個
にリーク電流の増加が認められたのに対し、本発明の方
法に工れば、リーク電流の増加し友接合は10個にとど
まった。
s ) / Nb接合をそれぞれ100個製造し、その
I−V特性を調べ文結果、従来法では100個中75個
にリーク電流の増加が認められたのに対し、本発明の方
法に工れば、リーク電流の増加し友接合は10個にとど
まった。
第2図は本発明の第2の実施例を説明する図であって、
(a)から(f)までその製作工程を示している。(a
)図は基板14上に形成された接合層のめ/ At(A
ltos )/ Nb換(3/415)上にポリメチル
メタアクリレート(PMMA)2とAZレジスト1から
成る2層レジスト全塗布後(これを第1の層といり)、
AZレジスト1をパターニングし、その後にPMMA
2 ’fr Chガス雰囲気でドライ現像する。さらに
Olのプラズマ処理を加えてレジストのオーバハング構
造を形成し、次いでCF、ガスを用い上部Nb!3t−
リアクティブイオンエツチング(RIE)をする(b図
)。
(a)から(f)までその製作工程を示している。(a
)図は基板14上に形成された接合層のめ/ At(A
ltos )/ Nb換(3/415)上にポリメチル
メタアクリレート(PMMA)2とAZレジスト1から
成る2層レジスト全塗布後(これを第1の層といり)、
AZレジスト1をパターニングし、その後にPMMA
2 ’fr Chガス雰囲気でドライ現像する。さらに
Olのプラズマ処理を加えてレジストのオーバハング構
造を形成し、次いでCF、ガスを用い上部Nb!3t−
リアクティブイオンエツチング(RIE)をする(b図
)。
続いて表面が良好にカバーされるように回り込みの多い
条件でPb + In等の弱酸性溶媒でエツチング可能
な(pbまたはIn蒸着膜〕瞑6を蒸着し%(e)図が
得られる。次いで、ガス圧が低圧のArKよるスパッタ
エツチングでトンネル層(At、 A40a ) 4を
除き(d図〕、(d)図において7はスパッタによる付
着層、さらに上部Nlj膜3のエツチング条件で下部N
b@5’?、エツチングしく0図9、弱酸性溶媒でエツ
チングを行えば側壁付着層6.7が除去される。
条件でPb + In等の弱酸性溶媒でエツチング可能
な(pbまたはIn蒸着膜〕瞑6を蒸着し%(e)図が
得られる。次いで、ガス圧が低圧のArKよるスパッタ
エツチングでトンネル層(At、 A40a ) 4を
除き(d図〕、(d)図において7はスパッタによる付
着層、さらに上部Nlj膜3のエツチング条件で下部N
b@5’?、エツチングしく0図9、弱酸性溶媒でエツ
チングを行えば側壁付着層6.7が除去される。
ここで、アセトン、MIBK等の溶媒でレジストを溶解
すれば(f)の接合が得られる。又、レジストを溶解す
る前に、接合(上部Nb 3 + At。
すれば(f)の接合が得られる。又、レジストを溶解す
る前に、接合(上部Nb 3 + At。
Attos トンネル層4+下部Nb 5 )部の厚さ
のSiO等の絶縁物9(こnを第2の層という)を蒸着
してリフトオフ処理全行えば接合部の平坦化が得られる
(g図つ。
のSiO等の絶縁物9(こnを第2の層という)を蒸着
してリフトオフ処理全行えば接合部の平坦化が得られる
(g図つ。
前方法と同様に、この方法でNb / AA 、 A4
0s/Nb接合を100個製作し、リーク電流の増加に
調べた結果、従来法の75個に対し、6個にリーク電流
の増加が見られたに過ぎなかった。
0s/Nb接合を100個製作し、リーク電流の増加に
調べた結果、従来法の75個に対し、6個にリーク電流
の増加が見られたに過ぎなかった。
第3図は本発明の第3の実施例全説明する図であって、
特徴はエツチングと同時に蒸M”k行ないつつ、トンネ
ル/i!4’に加工することにある。
特徴はエツチングと同時に蒸M”k行ないつつ、トンネ
ル/i!4’に加工することにある。
すなわち、上部Nb映の加工まで(a−+b)は第2図
の第2の実施例と同じであるが、次のトンネル層4を加
工する時に、同時にPb、In等の弱酸性溶媒で除去で
きる材質を蒸着することに:つで上部Nba!!3やレ
ジストステンシル1,2側壁に形成される側壁付着層6
.7を容易に除去可能とする。
の第2の実施例と同じであるが、次のトンネル層4を加
工する時に、同時にPb、In等の弱酸性溶媒で除去で
きる材質を蒸着することに:つで上部Nba!!3やレ
ジストステンシル1,2側壁に形成される側壁付着層6
.7を容易に除去可能とする。
第3図の(b)図の構造を形成後、エツチング量〉蒸着
量の条件でトンネルN4を加工する(0図)。この時、
ガス圧は数Pa−数nPa、ガスはArである。次いで
、第2図の第2の実施例と同じに下部NbM5をエツチ
ングしくd図)、弱酸性溶媒で洗浄後、レジ7)11に
1.2除去(e図〕や5i09の蒸着、リフトオフ処理
を経て、平坦化が達成(1図9できる。
量の条件でトンネルN4を加工する(0図)。この時、
ガス圧は数Pa−数nPa、ガスはArである。次いで
、第2図の第2の実施例と同じに下部NbM5をエツチ
ングしくd図)、弱酸性溶媒で洗浄後、レジ7)11に
1.2除去(e図〕や5i09の蒸着、リフトオフ処理
を経て、平坦化が達成(1図9できる。
この方法でNb / At、 AttOs/ Nb接合
をZoo個製作し、リーク電流の増加を調べた結果、従
来法の75個に対し、3個にリーク電流の増加が見られ
九〇 これらの結果から明らかな工うに、本発明は従来技術に
比べて残査物除云に起因するリーク電流の低減、短絡、
断線の減少がはがれることから精度1歩留りに大きな改
善があっ之〇(発明の効果少 以上説明したように、Nb / At(At、Os )
/ Nb接合等を持つ超伝導素子に本発明の製造方法
を使用することで、従来技術で製作しm際にパタン端部
に発生するバIJ を完全に除去できるので、パタンの
高精度化、高品質化がはかれ、かっ歩留り向上の利点が
ある。
をZoo個製作し、リーク電流の増加を調べた結果、従
来法の75個に対し、3個にリーク電流の増加が見られ
九〇 これらの結果から明らかな工うに、本発明は従来技術に
比べて残査物除云に起因するリーク電流の低減、短絡、
断線の減少がはがれることから精度1歩留りに大きな改
善があっ之〇(発明の効果少 以上説明したように、Nb / At(At、Os )
/ Nb接合等を持つ超伝導素子に本発明の製造方法
を使用することで、従来技術で製作しm際にパタン端部
に発生するバIJ を完全に除去できるので、パタンの
高精度化、高品質化がはかれ、かっ歩留り向上の利点が
ある。
以上本発明を超伝導素子の製造法について適用する場合
を説明したが、レジストステンシル全周いてエツチング
とリフトオフを行うパタン形成法においても上述と同様
の問題点や効果が生じるので、これらに対して本発明を
適用しうることは明白である。
を説明したが、レジストステンシル全周いてエツチング
とリフトオフを行うパタン形成法においても上述と同様
の問題点や効果が生じるので、これらに対して本発明を
適用しうることは明白である。
第1図は不発明のパタン形成法の第1の実施例、第2図
は第2の実施例、第3図は第3の実施例を示し、第4図
は従来のパタン形成法を示す0 1・・・・・・AZ レジスト 2・・・・・・PMMAレジスト 3・・・・・・上部Nb膜 4・・・・・・AL 、 At2OB )ンネル層5・
・・・・・下部N′b映 6・・・・・・Pt’ + In等の蒸着膜7・・・・
・・スパッタによる付着膜 8・・・・・・側壁付N7−に起因した“はり9・・・
・・・SiQ等の絶縁膜 10・・・・・・平坦化時の空隙部 11・・・・・・スパッタリング時のウェハ■・・・・
・・スパッタリング時の基板ホルダ13・・・・・・ス
パッタリング時の対向電極14・・・・・・基板 第1図 (a) (b) 7−“ スバ・ツク1:J引1.看護 11− ケソア 12− 基級汀〜ルアー 13a、13b・−・究極 第2図 (a) (b) 第3図 (a) 第4図 (c)
は第2の実施例、第3図は第3の実施例を示し、第4図
は従来のパタン形成法を示す0 1・・・・・・AZ レジスト 2・・・・・・PMMAレジスト 3・・・・・・上部Nb膜 4・・・・・・AL 、 At2OB )ンネル層5・
・・・・・下部N′b映 6・・・・・・Pt’ + In等の蒸着膜7・・・・
・・スパッタによる付着膜 8・・・・・・側壁付N7−に起因した“はり9・・・
・・・SiQ等の絶縁膜 10・・・・・・平坦化時の空隙部 11・・・・・・スパッタリング時のウェハ■・・・・
・・スパッタリング時の基板ホルダ13・・・・・・ス
パッタリング時の対向電極14・・・・・・基板 第1図 (a) (b) 7−“ スバ・ツク1:J引1.看護 11− ケソア 12− 基級汀〜ルアー 13a、13b・−・究極 第2図 (a) (b) 第3図 (a) 第4図 (c)
Claims (2)
- (1)レジストステンシルをマスクとして第1の層をイ
オンミリング、スパッタエッチング等でドライエッチン
グを行い、次いで第2の層を堆積後レジストステンシル
を溶解することによりレジストステンシル上の第2の層
をリフトオフして、第1の層と第2の層とからなるパタ
ンを形成するパタン形成法において、該第1の層の少く
とも一部にドライエッチングを行なつた後に、該レジス
トステンシル及び該第1の層を損わない酸に可溶なPb
、Bi、In等の材料を蒸着し、その後または同時にイ
オンミリング、スパッタエッチング等でドライエッチン
グを行うことを特徴とするパタン形成法。 - (2)レジストステンシルをマスクとして第1の層をイ
オンミリング、スパッタエッチング等でドライエッチン
グを行い、次いで第2の層を堆積後レジストステンシル
を溶解することによりレジストステンシル上の第2の層
をリフトオフして、第1の層と第2の層とからなるパタ
ンを形成するパタン形成法において、該レジストステン
シル及び該第1の層を損わない酸に可溶なPb、Bi、
In等の材料を表面に有する試料ホルダを用いて、イオ
ンミリング、スパッタエッチング等でドライエッチング
を行うことを特徴とするパタン形成法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61162151A JPH0779099B2 (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | パタン形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61162151A JPH0779099B2 (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | パタン形成法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6318631A true JPS6318631A (ja) | 1988-01-26 |
JPH0779099B2 JPH0779099B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=15749004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61162151A Expired - Fee Related JPH0779099B2 (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | パタン形成法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0779099B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03220300A (ja) * | 1989-07-22 | 1991-09-27 | Iken Sai | 靴の甲皮用等の非気孔性透湿防水コーティングレザーの製造方法 |
JPH0424552U (ja) * | 1990-06-22 | 1992-02-27 | ||
US5650041A (en) * | 1994-06-17 | 1997-07-22 | Texas Instruments Incorporated | Semiconductor device fabrication method |
US7575853B2 (en) | 2004-04-08 | 2009-08-18 | Tdk Corporation | Method of forming thin film pattern and method of forming magnetoresistive element |
JP2010232352A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Ulvac Japan Ltd | ドライエッチング方法及び金属薄膜のパターニング方法 |
-
1986
- 1986-07-11 JP JP61162151A patent/JPH0779099B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03220300A (ja) * | 1989-07-22 | 1991-09-27 | Iken Sai | 靴の甲皮用等の非気孔性透湿防水コーティングレザーの製造方法 |
JPH0424552U (ja) * | 1990-06-22 | 1992-02-27 | ||
US5650041A (en) * | 1994-06-17 | 1997-07-22 | Texas Instruments Incorporated | Semiconductor device fabrication method |
US7575853B2 (en) | 2004-04-08 | 2009-08-18 | Tdk Corporation | Method of forming thin film pattern and method of forming magnetoresistive element |
JP2010232352A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Ulvac Japan Ltd | ドライエッチング方法及び金属薄膜のパターニング方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0779099B2 (ja) | 1995-08-23 |
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