JP2001176773A - レジストパターン形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レジストパターン形成法において、パターン
転写処理の簡素化を図る。 【解決手段】 ホトマスクＭＳにおいて、一辺の長さＸ
を有するワンショット領域を被処理基板ＳＢのステップ
方向ＳＴＰに沿って２等分（Ｘ／２）した第１，第２の
区分領域Ｘ_Ｌ，Ｘ_Ｒにそれぞれ第１及び第２のパターン
Ａ，Ｂを形成する。基板ＳＢ上のレジスト層ＲＳには、
被転写領域１の左半分に第１のパターンＢを転写した
後、基板ＳＢを長さＸに対応する１ステップピッチＰの
１／２だけステップさせて領域１の左半分及び右半分に
第１及び第２のパターンＡ及びＢをそれぞれ転写する。
以下同様にしてパターンＡ，Ｂの転写が終るたびに基板
ＳＢを１ステップピッチＰの１／２だけステップさせて
パターンＡ，Ｂの転写を繰返す。パターンＡ，Ｂの組合
せて並列パターン形成、追加露光等が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、選択的除去処
理、選択的被着処理等に用いられるレジストパターン形
成法に関し、特にホトマスクのワンショット領域を被処
理基板のステップ方向に沿ってｎ（ｎは２以上の整数）
等分した領域に第１〜第ｎのパターンを形成しておき、
被処理基板上のレジスト層に対して第１〜第ｎのパター
ンを転写した後、被処理基板を１ステップピッチの１／
ｎだけステップさせて第１〜第ｎのパターンの転写を繰
返すことによりパターン転写処理の簡素化を図ったもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、多重露光による回路パターン形成
法としては、１つのホトマスクに２つのワンショット領
域を設けると共に各ワンショット領域毎にパターンを形
成し、各ワンショット領域毎にマスクアライメント及び
転写処理を行なうものが知られている（例えば、特開平
７−２１１６１９号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術によ
ると、ホトマスクが１つであるため、パターン毎にマス
ク交換しなくてよい。しかしながら、パターン毎にマス
クアライメントを行なうため、マスクアライメントは２
回必要である。また、ステップアンドリピート方式の縮
少投影露光装置（いわゆるステッパ）を用いてパターン
転写処理を行なう場合には、被処理基板毎にステッパ処
理（一連のステップアンドリピート処理）が２回必要で
ある。

【０００４】この発明の目的は、パターン転写処理を簡
素化した新規なレジストパターン形成法を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係るレジスト
パターン形成法は、ホトマスクに形成したパターンを被
処理基板の表面に形成したレジスト層にステップアンド
リピート方式で転写した後該レジスト層を現像して残存
するレジスト層からなるレジストパターンを形成するレ
ジストパターン形成法であって、前記パターンとして
は、前記ホトマスクのワンショット領域を前記被処理基
板のステップ方向に沿ってｎ（ｎは２以上の整数）等分
した第１〜第ｎの区分領域に第１〜第ｎのパターンをそ
れぞれ形成し、前記ワンショット領域を介しての露光に
より前記レジスト層に対して前記第１〜第ｎのパターン
を転写した後、前記被処理基板を前記ステップ方向に沿
う前記ワンショット領域の長さに対応する１ステップピ
ッチの１／ｎだけステップさせて前記ワンショット領域
を介しての露光により前記レジスト層に対して前記第１
〜第ｎのパターンの転写を繰返すことを特徴とするもの
である。

【０００６】この発明の方法によれば、被処理基板上の
レジスト層に対して第１〜第ｎのパターンを転写した
後、被処理基板を１ステップピッチの１／ｎだけステッ
プさせて第１〜第ｎのパターンの転写を繰返すようにし
たので、レジスト層では、ｎ回の転写毎に第１〜第ｎの
パターンが組合されるようにして転写処理が進行してい
く。この場合、第１〜第ｎのパターンは、ワンショット
領域内のパターンとしてワンショット転写（一括転写）
されるので、例えば第１のパターンについてマスクアラ
イメントを行なえば他のパターンについてマスクアライ
メントを行なう必要がなく、マスクアライメントは１回
で済む。また、ｎ回の転写毎に１つの組合せパターンが
得られるので、このような処理を繰返すことで被処理基
板上のレジスト層に必要数の組合せパターンを転写する
ことができ、被処理基板毎にステッパ処理は１回で済
む。

【０００７】この発明に係るレジストパターン形成法に
おいては、整数ｎを２とし、所望の幅を有する線状又は
溝状のレジストパターンが得られるようにホトマスクに
第１及び第２のパターンを形成してもよい。この場合、
例えば０．１５μｍ以下の幅を有する線状又は溝状のレ
ジストパターンが得られるように第１及び第２のパター
ンを形成し、ｉ線ステッパを用いてパターン転写を行な
うことで０．１５μｍ以下の幅を有する線状又は溝状の
レジストパターンを得ることができる。

【０００８】線状のレジストパターンの最小幅Ｗｍは、
光の回折限界から次のレーリーの式に基づいて見積もる
ことができる。

【０００９】

【数１】限界解像度＝ｋ×λ／ＮＡ ここで、ｋはプロセスパラメータ、λは露光用の光の波
長、ＮＡはステッパの開口数である。数１の式は、２つ
のパターンの分離限界を示しているため、線状のレジス
トパターンの最小幅Ｗｍは、数１の式で求めた値の１／
２とみられる。数１の式によれば、線状のレジストパタ
ーンの幅を小さくするには、波長λを短くしたり、開口
数ＮＡを大きくしたりすればよいことがわかる。

【００１０】一例として、ｉ線ステッパを用いる場合に
は、ｋ＝０．６、λ＝０．３６５μｍ、ＮＡ＝０．６３
とすると、限界解像度は、数１の式により０．６×０．
３６５／０．６３＝０．３４７μｍとなり、最小幅Ｗｍ
は、０．３４７／２＝０．１７３μｍとなる。

【００１１】これに対し、エキシマステッパを用いる場
合には、ｋ＝０．６、λ＝０．２４８μｍ、ＮＡ＝０．
６３とすると、限界解像度は、数１の式により０．６×
０．２４８／０．６３＝０．２３６μｍとなり、最小幅
Ｗｍは、０．２３６／２＝０．１１８μｍとなる。

【００１２】このように、露光波長が短いエキシマステ
ッパを用いることで０．１５μｍ以下の幅を有する線状
レジストパターンを得ることができるが、このためには
莫大な投資と立ち上げのための時間とが必要になる。こ
の発明に係る線状又は溝状レジストパターン形成法によ
れば、エキシマステッパを用いることなく、ｉ線ステッ
パを用いて０．１５μｍ以下の幅を有する線状又は溝状
のレジストパターンを得ることができ、しかも被処理基
板毎にマスクアライメント及びステッパ処理はいずれも
１回で済む。

【００１３】この発明に係るレジストパターン形成法に
おいては、整数ｎを２とし、第１のパターンに従って露
光された露光部の一部が第２のパターンに従って追加露
光されるようにホトマスクに第１及び第２のパターンを
形成してもよい。このようにすると、追加露光のために
独立のマスクアライメントや独立のステッパ処理が不要
である。

【００１４】この発明に係るレジストパターン形成法に
おいては、整数ｎを２とし、第１のパターンを薄膜磁気
ヘッドの構成要素のパターンとし、第２のパターンを薄
膜磁気ヘッドのスロートハイト（ギャップデプス）モニ
タパターンとしてもよい。このようにすると、スロート
ハイトモニタパターンに従う露光のために独立のマスク
アライメントや独立のステッパ処理が不要である。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、この発明に係るパターン
転写処理におけるホトマスクＭＳと被処理基板ＳＢとの
対応関係を示すものである。

【００１６】ホトマスクＭＳは、被処理基板ＳＢのステ
ップ方向ＳＴＰに沿う一辺の長さがＸであり且つステッ
プ方向ＳＴＰに直交する方向に沿う一辺の長さがＹであ
るワンショット領域を有するもので、このワンショット
領域は、ステップ方向ＳＴＰに沿って２等分（Ｘ／２）
されて左半分領域Ｘ_Ｌと右半分領域Ｘ_Ｒとに区分されて
いる。左半分領域Ｘ_Ｌ及び右半分領域Ｘ_Ｒには、それぞ
れパターンＡ及びＢが形成されている。被処理基板ＳＢ
の上面には、レジスト層ＲＳが形成されている。

【００１７】ステッパ（図示せず）において、ウエハス
テージ（Ｘ−Ｙステージ）には被処理基板ＳＢがセット
されると共に、マスクステージにはホトマスクＭＳがセ
ットされる。このようなセット状態において、被処理基
板ＳＢに対するホトマスクＭＳの位置合せ（マスクアラ
イメント）が行なわれる。そして、ステップアンドリピ
ート方式によりレジスト層ＲＳに対するパターン転写処
理が行なわれるが、この処理については図２〜４を参照
して後述する。図１において、１〜９は、ホトマスクＭ
Ｓのワンショット領域に対応した被転写領域を示し、各
被転写領域において、Ｌ及びＲは、ホトマスクＭＳの左
半分領域Ｘ_Ｌ及び右半分領域Ｘ_Ｒにそれぞれ対応した被
転写部を示す。また、Ｐ，Ｐ’は、ホトマスクＭＳのワ
ンショット領域の辺の長さＸ，Ｙにそれぞれ対応した１
ステップピッチを示す。

【００１８】パターン転写処理において、図２（ａ）の
状態では、ホトマスクＭＳの右半分領域Ｘ_Ｒのパターン
Ｂを被転写領域１の左半分に転写する。このとき、ホト
マスクＭＳの左半分領域Ｘ_ＬをＸ方向の左遮光板ＢＸ_Ｌ
で覆った状態で露光を行なうか又は遮光板ＢＸ_Ｌを使わ
ずに露光して左半分領域Ｘ_ＬのパターンＡの転写部を不
使用とする（捨て露光する）。転写処理の後、遮光板Ｂ
Ｘ_Ｌは、領域Ｘ_Ｌを露呈するように左にシフトさせる。

【００１９】次に、図２（ｂ）の状態では、基板ＳＢを
１ステップピッチＰの半分Ｐ／２だけ左にステップさせ
た後、ホトマスクＭＳのワンショット領域を介しての露
光により領域Ｘ_Ｌ，Ｘ_ＲのパターンＡ，Ｂを被転写領域
１に転写する。この結果、領域１の右半分にはパターン
Ｂが転写されると共に領域１の左半分にはパターンＡが
転写される。領域１の左半分におけるパターンＡ，Ｂの
配置は、ホトマスクＭＳ上でのパターンＡ，Ｂの位置設
定状態に依存し、Ａ，Ｂの並列配置又はＡ，Ｂの重なり
配置等が可能である。

【００２０】次に、図２（ｃ）の状態では、基板ＳＢを
１ステップピッチＰの半分Ｐ／２だけ左にステップさせ
た後、ホトマスクＭＳのワンショット領域を介しての露
光により領域Ｘ_Ｌ，Ｘ_ＲのパターンＡ，Ｂを領域１の右
半分、領域２の左半分にそれぞれ転写する。この結果、
領域１でのパターンＡ，Ｂの転写が完了する。

【００２１】この後、図３（ａ）〜（ｃ）の状態では、
図２（ｂ），（ｃ）に関して上記したと同様にして領域
２，３に対してパターンＡ，Ｂを転写する。

【００２２】図４（ａ）の状態では、ホトマスクＭＳの
右半分領域Ｘ_ＲをＸ方向の右遮光板ＢＸ_Ｒで覆うと共に
基板ＳＢを１ステップピッチＰの半分Ｐ／２だけ左にス
テップさせた後、パターンＡを領域３の右半分に転写す
る。この結果、領域３でのパターンＡ，Ｂの転写が完了
する。

【００２３】次に、図４（ｂ）の状態では、基板ＳＢを
１ステップピッチＰ’だけ矢印ｙ方向にステップさせた
後、パターンＡを領域４の右半分に転写する。転写処理
の後、遮光板ＢＸ_Ｒは、領域Ｘ_Ｒを露呈するように右に
シフトさせる。なお、図４（ａ），（ｂ）に関して上記
した転写処理においては、領域Ｘ_Ｒを遮光板ＢＸ_Ｒで覆
わずに捨て露光するようにしてもよい。

【００２４】次に、図４（ｃ）の状態では、基板ＳＢを
１ステップピッチＰの半分Ｐ／２だけ右にステップさせ
た後、ホトマスクＭＳのワンショット領域を介しての露
光によりパターンＡ，Ｂを領域４の左半分，右半分にそ
れぞれ転写する。

【００２５】この後は、上記したと同様にして領域４〜
９に対してパターン転写を行なう。そして、周知の方法
によりレジスト層ＲＳに現像処理を施すと、１〜９の各
領域の半分毎にパターンＡ，Ｂに対応したレジストパタ
ーンが得られる。

【００２６】上記した転写処理によれば、２回の転写毎
にパターンＡ，Ｂの組合せに係るパターンが得られる。
また、ホトマスクＭＳに関してマスクアライメントが１
回で済むと共に、被処理基板ＳＢに関してステッパ処理
が１回で済む。

【００２７】図５は、この発明の第１の実施形態に係る
レジストパターン形成法で使用されるホトマスクを示す
もので、図５のＱ−Ｑ’線に沿う断面は、図６に示され
ている。

【００２８】図５，６において、ホトマスクＭＳは、左
右に２等分され、右半分には第１のマスク部ＭＳ_１が、
左半分には第２のマスク部ＭＳ_２がそれぞれ設けられて
いる。第１のマスク部ＭＳ_１において、ガラス基板ＧＳ
の下面には、クロム等の金属からなる遮光膜Ｍ_１により
開口パターンＨ_１１，Ｈ_１２，Ｈ_１３…が形成されてい
る。また、第２のマスク部ＭＳ_２において、ガラス基板
ＧＳの下面には、クロム等の金属からなる遮光膜Ｍ_２に
より開口パターンＨ_２１，Ｈ_２２，Ｈ_２３…が形成され
ている。マスク部ＭＳ_１，ＭＳ_２の開口パターンは、Ｈ
_１１とＨ_２１、Ｈ_１２とＨ_２２、Ｈ_１３とＨ_２３…のよ
うに互いに対をなすもので、各対の開口パターンは、一
対の電極パターンに対応している。

【００２９】ホトマスクＭＳをステッパのマスクステー
ジにセットした状態では、Ｘ方向の２つの遮光板により
ワンショット領域のＸ方向の一辺の長さＸが定められる
と共に、Ｘ方向に直交するＹ方向の２つの遮光板により
ワンショット領域のＹ方向の一辺の長さＹが定められ
る。ワンショット領域は、Ｘ方向に沿って２等分（Ｘ／
２）され、右半分の区分領域にはマスク部ＭＳ_１のパタ
ーン群が属し、左半分の区分領域にはマスク部ＭＳ_２の
パターン群が属する。このようなホトマスクＭＳを用い
るパターン転写処理は、図１〜４に関して前述したと同
様にして行なわれる。

【００３０】図７〜１１は、図５，６のホトマスクを用
いるレジストパターン形成処理を含む選択エッチング処
理を示すものである。図７の工程では、被処理基板とし
て、下から順に絶縁層１０、導電層１２及びレジスト層
１４を積層したものを用意する。そして、ホトマスクＭ
Ｓの第１のマスク部ＭＳ_１の開口パターンＨ_１１を介し
てレジスト層１４に光Ｌを照射することによりレジスト
層１４において開口パターンＨ_１１に対応した部分１４
Ａを感光させる。この工程は、図２〜４の処理では、例
えば領域１の左半分にパターンＢを転写する処理に対応
する。

【００３１】次に、図８の工程では、被処理基板を長さ
Ｘに対応する１ステップピッチの半分だけステップさせ
た後、ホトマスクＭＳの第２のマスク部ＭＳ_２の開口パ
ターンＨ_２１を介してレジスト層１４に光Ｌを照射する
ことによりレジスト層１４において開口パターンＨ_２１
に対応した一部１４Ｂを感光させる。この工程は、図２
〜４の処理では、例えば領域１の左半分にパターンＢに
並べてパターンＡを転写する処理に対応する。

【００３２】図７，８の処理を何回か繰返すことにより
被処理基板に関するステッパ処理が終了する。レジスト
層１４がネガレジストからなるものとすると、レジスト
層１４の感光部１４Ａ，１４Ｂが図９に示すようにレジ
ストパターンとして残存する。図５のホトマスクＭＳ上
で開口パターンＨ_１１−Ｈ_２１間の間隔を適当に定めて
おくことにより残存レジスト層１４Ａ−１４Ｂ間の間隔
Ｗを０．１５μｍ以下の微小値にすることができる
（０．１５μｍ以下の微小幅を有する溝状レジストパタ
ーンが得られる）。

【００３３】次に、図１０の工程では、レジスト層１４
Ａ，１４Ｂをマスクとする選択的ドライエッチング処理
により導電層１２をパターニングし、レジスト層１４
Ａ，１４Ｂに対応して導電層１２Ａ，１２Ｂを残存させ
る。そして、レジスト層１４Ａ，１４Ｂを周知のアッシ
ング処理により除去する。図１１は、パターニング後の
導電層１２Ａ，１２Ｂの平面形状を示すもので、Ｒ−
Ｒ’線に沿う断面が図１０に対応している。導電層１２
Ａ−１２Ｂ間の間隔は、レジスト層１４Ａ−１４Ｂ間の
間隔Ｗに相当する微小値であり、導電層１２Ａ，１２Ｂ
は、一対の電極層として用いられる。

【００３４】図１２は、図７〜１１の選択エッチング法
を用いて製作されたＭＲ（磁気抵抗効果）型薄膜磁気ヘ
ッドを示すものである。

【００３５】アルチック（Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ）等のス
ライダ基板２０の上には、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等の
非磁性絶縁膜２２が周知のスパッタ法等により形成され
る。絶縁膜２２の上には、周知の選択メッキ法によりシ
ールド層２４及び厚いリード層２６Ａ，２６Ｂが形成さ
れる。層２４，２６Ａ，２６Ｂはいずれも、銅等のメッ
キ下地膜にパーマロイ等の軟磁性材層を重ねた積層から
なっている。

【００３６】シールド層２４及びリード層２６Ａ，２６
Ｂを覆って絶縁膜２２の上にアルミナ等の非磁性絶縁材
をスパッタ法等により被着した後、その被着層を上面側
から研磨することによりシールド層２４及びリード層２
６Ａ，２６Ｂはいずれも上面が露呈されると共に非磁性
絶縁材層２８が残される。シールド層２４と、リード層
２６Ａ，２６Ｂと、絶縁材層２８とを覆ってアルミナ等
の非磁性絶縁材からなる再生ギャップ層３０がスパッタ
法等により形成される。再生ギャップ層３０には、周知
のホトリソグラフィ及び選択エッチング処理によりリー
ド層２６Ａ，２６Ｂにそれぞれ対応した接続孔３０ａ，
３０ｂが形成される。

【００３７】再生ギャップ層３０の上には、接続孔３０
ａ，３０ｂを覆って磁性膜（例えばコバルト系合金膜）
及び耐食性金属膜（例えばタンタル膜）がスパッタ法等
により順次に推積される。このときの推積膜に図７〜１
１の選択エッチング処理を施することにより薄いリード
層３２Ａ，３２Ｂが形成される。リード層３２Ａ，３２
Ｂは、それぞれ接続孔３０ａ，３０ｂを介してリード層
２６Ａ，２６Ｂに接続される。

【００３８】リード層３２Ａ，３２Ｂを相互接続するよ
うにＭＲ素子３４が形成される。ＭＲ素子３４は、下か
ら順にＭＲ膜（例えばパーマロイ膜）、スペーサ膜（例
えばチタン膜）、ＳＡＬ（Soft Adjcent Layer［近接
軟磁性層］バイアス膜（例えばＣｏＺｒＭ［ＭはＮｂ，
Ｍｏ等］）をスパッタ法等により推積した後、その推積
膜をホトリソグラフィ及び選択エッチング処理によりパ
ターニングすることにより形成される。

【００３９】基板２０、絶縁膜２２、シールド層２４、
絶縁材層２８、再生ギャップ層３０等を含む積層体は、
記録媒体対向面ＲＦを形成するためにリード層３２Ａ，
３２Ｂの先端に沿って切断・研磨される。この結果、Ｍ
Ｒ素子３４が記録媒体対向面ＲＦに露呈される。

【００４０】図１３，１４は、この発明の第２の実施形
態に係るレジストパターン形成法を示すものである。被
処理基板としては、下から順に絶縁層４０、導電層４２
及びレジスト層４４を積層したものを用意する。レジス
ト層４４としては、ポジレジスト層を用いる。

【００４１】図１３の工程では、図７，８で述べたと同
様にしてレジスト層４４に第１及び第２の透光パターン
を順次に転写する。そして、レジスト現像処理を行なう
と、レジスト層４４において、第１、第２の透光パター
ンにそれぞれ対応した感光部４４ａ，４４ｂが除去さ
れ、感光部４４ａ，４４ｂの間のレジスト層４４Ａが残
される。図５に示したものと同様のホトマスク上で第１
及び第２の透光パターン間の間隔を適当に定めておくこ
とによりレジスト層４４Ａの幅Ｗを０．１５μｍ以下の
微小値にすることができる（０．１５μｍ以下の微小幅
を有する線状レジストパターンが得られる）。一例とし
て、ｉ線ステッパを用い、レジスト層４４Ａとして、幅
Ｗ＝０．１１２５μｍのものが得られた。

【００４２】次に、図１４の工程では、レジスト層４４
Ａをマスクとする選択的ドライエッチング処理により導
電層４２をパターニングし、レジスト層４４Ａに対応し
て導電層４２の一部４２Ａを残存させる。図１５は、パ
ターニング後の導電層４２Ａの平面形状を示すもので、
Ｓ−Ｓ’線に沿う断面が図１４に対応している。導電層
４２Ａの幅は、レジスト層４４Ａの幅Ｗに相当する微小
値であり、導電層４２Ａは、配線層として用いられる。

【００４３】図１６は、この発明に係るレジストパター
ン形成法において微小幅の線状又は溝状レジストパター
ンが得られる原理を示すものである。図１６において、
ＲＣは、レジストコントラストを示す。

【００４４】図５に示したホトマスクＭＳを用いて図
７，８に示したように開口パターンＨ _１１，Ｈ_２１の順
に転写を行なうものとする。開口パターンＨ_１１を転写
する際には、光Ｌが回折現象によりマスク部ＭＳ_１にお
いて遮光膜Ｍ_１のエッジＥ_１より内側に入る。図１６
（Ａ）は、このときのエッジＥ_１近傍の光振幅を示した
ものである。また、開口パターンＨ_２１を転写する際に
も、光Ｌが回折現象によりマスク部Ｍ_２において遮光膜
Ｍ_２のエッジＥ_２より内側に入る。図１６（Ｂ）は、こ
のときのエッジＥ_２近傍の光振幅を示したものである。

【００４５】図１６（Ｃ）は、図１６（Ａ）及び（Ｂ）
の光振幅を合成した光振幅を示すものである。ネガレジ
ストの場合、レジストコントラストＲＣより上の光振幅
レベルで感光し、現像すると、レジスト層ＮＲ_１，ＮＲ
_２の間に幅Ｗの溝を有するレジストパターンが得られ
る。また、ポジレジストの場合、レジストコントラスト
ＲＣより上の光振幅レベルで感光し、現像すると、幅Ｗ
のレジスト層ＰＲからなる線状のレジストパターンが得
られる。幅Ｗは、エッジＥ_１−Ｅ_２間の間隔Ｄより狭い
ものとなる。

【００４６】これに対し、間隔Ｄに対応する遮光部を有
するホトマスクを介して１回の露光でパターンを転写し
た場合は、エッジＥ_１，Ｅ_２から内側に入った回折光が
相互に干渉するため、狭い幅Ｗを有する線状又は溝状の
レジストパターンを得ることができない。

【００４７】図１７は、この発明の第３の実施形態に係
るレジストパターン形成法で使用されるホトマスクを示
すもので、図５と同様の部分には同様の符号を付して詳
細な説明を省略する。

【００４８】図１７のホトマスクＭＳの特徴は、第１の
マスク部ＭＳ_１においてガラス基板ＧＳの下面に遮光膜
Ｍ_１１，Ｍ_１２，Ｍ_１３…によりドーナツ状パターンを
形成すると共に、第２のマスク部ＭＳ_２においてガラス
基板ＧＳの下面に遮光膜Ｍ_{２ １}によりドーナツ状パター
ンの孔Ｈ_３１，Ｈ_３２，Ｈ_３３…にそれぞれ対応した開
口パターンＨ_４１，Ｈ_４２，Ｈ_４３…を形成したことで
ある。各ドーナツ状パターンは、図１８，１９に示す誘
導型薄膜磁気ヘッドにおいて中央孔６４Ｈを有するドー
ナツ状（閉環状）の絶縁層６４を形成するのに使用され
る。各開口パターンは、対応するドーナツ状パターンの
孔に重ねて配置されることにより該孔に対応するレジス
ト部分を追加露光するのに使用される。

【００４９】図１８は、図１９のＴ−Ｔ’線に沿う断面
を示すものである。図１８，１９に示される磁気ヘッド
にあっては、アルチック等のスライダ基板（図示せず）
の上にアルミナ等の絶縁層５０がスパッタ法等により形
成され、絶縁層５０の上には、下コア層５２が形成され
る。下コア層５２は、選択メッキ処理により形成され、
銅からなるメッキ下地膜にパーマロイ等の軟磁性材から
なるメッキ膜を重ねた構成を有する。

【００５０】下コア層５２の上には、アルミナ又はシリ
コンオキサイドからなる書込みギャップ膜５４がスパッ
タ法等により形成され、書込みギャップ膜５４には、ホ
トリソグラフィ及び選択エッチング処理により下コア層
５２の一部に対応したコンタクト孔ＣＮが形成される。

【００５１】書込みギャップ膜５４の上には、第１の絶
縁層５６、第１のコイル層５８、第２の絶縁層６０、第
２のコイル層６２及び第３の絶縁層６４が順次に形成さ
れる。ドーナツ状の絶縁層５６，６０，６４はいずれ
も、有機絶縁材を回転塗布した後、その塗布膜をホトリ
ソグラフィ及び選択エッチング処理によりパターニング
し、更に流動化のために熱処理を行なうことにより形成
される。コイル層５８，６２はいずれも、選択メッキ処
理により形成され、銅からなるメッキ下地膜に銅からな
るメッキ膜を重ねた構成を有する。

【００５２】上コア層６６は、絶縁層５６，６０，６４
を含むドーナツ状積層の外側から内側のコンタクト孔Ｃ
Ｎにまたがるように形成されたもので、コンタクト孔Ｃ
Ｎにおいて下コア層５２と接触する。上コア層６６は、
選択メッキ処理により形成され、銅からなるメッキ下地
膜にパーマロイ等の軟磁性材からなるメッキ膜を重ねた
構成を有する。

【００５３】基板、絶縁層５０、下コア層５２、書込み
ギャップ膜５４、上コア層６６等を含む積層体は、記録
媒体対向面ＲＦを形成するために上コア層６６の先端に
沿って切断・研磨される。この結果、下コア層５２の先
端と上コア層６６の先端との間の書込みギャップが記録
媒体対向面ＲＦに露呈する。

【００５４】図２０〜２３は、図１７のホトマスクを用
いて図１８，１９の磁気ヘッドの絶縁層６４を形成する
方法を示すものである。この場合、コイル層６２の形成
までの工程は完了しているものとする。

【００５５】図２０の工程では、基板上面にコイル層６
２等を覆って有機絶縁材を回転塗布して絶縁材層６４Ａ
を形成する。そして、絶縁材層６４Ａの上にポジレスト
を回転塗布してレジスト層６８を形成する。この後、図
１７のホトマスクＭＳを用いてマスク部ＭＳ_１のドーナ
ツ状パターンをレジスト層６８に転写する。すなわち、
マスク部ＭＳ_１の透光部（遮光膜Ｍ_１１以外の孔Ｈ_１１
等の部分）を介してレジスト層６８に光Ｌを照射するこ
とによりレジスト層６８においてマスク部ＭＳ _１の透光
部に対応する部分６８ａ，６８ｂを感光させる。この工
程は、図２〜４の処理では、例えば領域１左半分にパタ
ーンＢを転写する処理に対応する。

【００５６】次に、図２１の工程では、図１７のホトマ
スクＭＳを用いてマスク部ＭＳ_２の開口パターンＨ_４１
をレジスト層６８に転写する。すなわち、マスク部ＭＳ
_２の開口パターンＨ_４１を介してレジスト層６８に光Ｌ
を照射することによりレジスト層６８において開口パタ
ーンＨ_４１に対応する部分６８ａを追加露光する。この
工程は、図２〜４の処理では、例えば領域１の左半分に
パターンＢに重ねてパターンＡを転写する処理に対応す
る。このような追加露光は、従来はドーナツ状パターン
の転写とは別のステッパ処理で行なっていたが、この発
明では、追加露光のための独立のマスクアライメントや
独立のステッパ処理が不要である。

【００５７】次に、図２２の工程では、レジスト層６８
に現像処理を施す。この結果、レジスト層６８の感光部
６８ａ，６８ｂが除去され、レジスト層６８は、マスク
部ＭＳ_１のドーナツ状パターンに対応して残存する。

【００５８】次に、図２３の工程では、残存するレジス
ト層６８をマスクとする選択的ドライエッチング処理に
より絶縁材層６４Ａをパターニングし、孔６４Ｈを有す
るドーナツ状の絶縁層６４を得る。そして、レジスト層
６８をアッシング等により除去する。この後、絶縁層６
４に流動化のための熱処理を施すと、絶縁層６４は、図
１８に示すように端縁部がなだらかな形状となる。

【００５９】図２４は、この発明の第４の実施形態に係
るレジストパターン形成法で使用されるホトマスクを示
すもので、図５と同様の部分には同様の符号を付して詳
細な説明を省略する。

【００６０】図２４のホトマスクＭＳの特徴は、第１の
マスク部ＭＳ_１においてガラス基板ＧＳの下面に遮光膜
Ｍ_４１，Ｍ１，Ｍ２…によりドーナツ状パターン
Ｈ_５１，Ｈ _５２…を形成すると共に、第２のマスク部Ｍ
Ｓ_２においてガラス基板ＧＳの下面に遮光膜Ｍ_４２によ
りスロートハイトモニタパターンＴＭ_１，ＴＭ_２…を形
成したことである。各ドーナツ状パターンは、図１８，
１９，２５に示す誘導型薄膜磁気ヘッドにおいて書込み
ギャップ膜５４の上に孔５６Ｈを有する絶縁層５６を形
成するのに使用される。各スロートハイトモニタパター
ンは、一例として幅及び形成位置を異にする３つのパタ
ーンａ，ｂ，ｃを含むもので、図２５に示すように書込
みギャップ膜５４の上で絶縁層５６の近傍にスロートハ
イトモニタマーク５６ａ，５６ｂ，５６ｃを形成するの
に使用される。

【００６１】図２５に示し且つ図１８，１９で述べたよ
うに、絶縁層５６の上方に上コア層６６を形成した後、
記録媒体対向面ＲＦ−ＲＦ’を出すために研磨処理が行
なわれる。この研磨処理では、記録媒体対向面ＲＦ−Ｒ
Ｆ’と絶縁層５６の前端との間にスロートハイト（ギャ
ップデプスともいう）ＴＨとして適正な間隔を設定する
必要がある。このようなスロートハイトをモニタするの
に用いられるのが、スロートハイトモニタマーク５６a
〜５６ｃである。マーク５６ａ〜５６ｃは、記録媒体対
向面ＲＦ−ＲＦ’から離れる方向に例えば０．１μｍず
つずれるように形成される。所定の個数のマークが記録
媒体対向面ＲＦ−ＲＦ’に出現した時点で研磨を停止す
ると、複数の磁気ヘッドについてスロートハイトを揃え
るのが容易となり、歩留りが向上する。

【００６２】図２６〜２９は、図２４のホトマスクを用
いて図２５の絶縁層５６及びモニタマークが５６ａ〜５
６ｃを形成する方法を示すものであり、図２５のＵ−
Ｕ’線に沿う断面を示している。この場合、書込みギャ
ップ膜５４の形成までの工程が完了しているものとす
る。

【００６３】図２６の工程では、書込ギャップ膜５４の
上に有機絶縁材を回転塗布して絶縁材層５６Ａを形成し
た後、絶縁材層５６Ａの上にネガレジストを回転塗布し
てレジスト層５７を形成する。そして、図２４のホトマ
スクＭＳを用いてマスク部ＭＳ_１のドーナツ状パターン
Ｈ_５１をレジスト層５７に転写する。すなわち、ドーナ
ツ状パターンＨ_５１を介してレジスト層５７に光Ｌを照
射することによりレジスト層５７においてドーナツ状パ
ターンＨ_５１に対応した部分５７Ａを感光させる。この
工程は、図２〜４の処理では、例えば領域１の左半分に
パターンＢ転写する処理に対応する。

【００６４】次に、図２７の工程では、図２４のホトマ
スクＭＳを用いてマスク部ＭＳ_２のモニタパターンＴＭ
_１をレジスト層５７に転写する。例えば、モニタパター
ンＴＭ_１中のパターンａについては、パターンａを介し
てレジスト層５７に光Ｌを照射することによりレジスト
層５７においてパターンａに対応する部分５７ａを感光
させ、他のパターンｂ，ｃについても同様にして対応す
るレジスト部分を感光させる。この工程は、図２〜４の
処理では、例えば領域１の左半分にパターンＢに並べて
パターンＡを転写する処理に対応する。このようなモニ
タパターンの露光は、従来はドーナツ状パターンの転写
とは別のステッパ処理で行なっていたが、この発明で
は、モニタパターン転写のための独立のマスクアライメ
ントや独立のステッパ処理が不要である。また、ドーナ
ツ状パターンＨ_５１及びモニタパターンＴＭ_１をホトマ
スクのワンショット領域に形成し、該ワンショット領域
を介しての露光によりパターンＨ_５１，ＴＭ_１を一括露
光するのに比べてこの発明の方が図１６で前述した原理
により絶縁層５６のより近傍にモニタマーク５６ａ〜５
６ｃを形成することができ、より精密にスロートハイト
をモニタ可能となる。

【００６５】次に、図２８の工程では、レジスト層５７
に現像処理を施す。この結果、レジスト層５７の感光部
５７Ａ，５７ａを残して他のレジスト部分が除去され
る。そして、レジスト層５７Ａ，５７ａをマスクとする
選択的ドライエッチング処理により絶縁材層５６Ａをパ
ターニングし、絶縁層５６及びモニタマーク５６ａ〜５
６ｃ（５６ｂ，５６ｃについては図２５を参照）を得
る。この後、レジスト層５７ａ，５７Ａをアッシング等
により除去する。

【００６６】図２９の工程では、絶縁層５６及びモニタ
マーク５６ａ〜５６ｃに流動化のための熱処理を施す。
この結果、絶縁層５６及びモニタマーク５６ａ〜５６ｃ
は、端縁部が図２９に示すようになだらか形状となる。

【００６７】図２６〜２９に関して上記した方法は、図
１８，１９に示した磁気ヘッドにおいて、絶縁層６０と
共にスロートハイトモニタマークを形成する場合に応用
することができる。

【００６８】図３０は、この発明の第５の実施形態に係
るレジストパターン形成法で使用されるホトマスクを示
すもので、図５，２４と同様の部分には同様の符号を付
して詳細な説明を省略する。

【００６９】図３０のホトマスクＭＳの特徴は、第１の
マスク部ＭＳ_１においてガラス基板ＧＳの下面に遮光膜
Ｍ_５１によりコイルパターンＨ_６１，Ｈ_６２…を形成す
ると共に、第２のマスク部ＭＳ_２においてガラス基板Ｇ
Ｓの下面に遮光膜Ｍ_５２によりスロートハイトモニタパ
ターンＴＭ_１，ＴＭ_２…を形成したことである。各コイ
ルパターンは、図１８，３１に示す誘導型薄膜磁気ヘッ
ドにおいて絶縁層５６の上にコイル層５８を形成するの
に使用される。各スロートハイトモニタパターンは、図
２４で述べたと同様に３つのパターンａ，ｂ，ｃを含む
もので、図３１に示すように書込みギャップ膜５４の上
で絶縁層５６の近傍にスロートハイトモニタマーク５８
ａ，５８ｂ，５８ｃを形成するのに使用される。図３１
において、図２５と同様の部分には同様の符号を付して
ある。スロートハイトモニタマーク５８ａ〜５８ｃは、
図２５で述べたモニタマーク５６ａ〜５６ｃと同様にし
てスロートハイトＴＨをモニタするために使用される。

【００７０】図３２〜３５は、図３０のホトマスクＭＳ
を用いて図３１のコイル層５８及びモニタマーク５８ａ
〜５８ｃを形成する方法を示すものであり、図３１のＶ
−Ｖ’線に沿う断面を示している。この場合、絶縁層５
６の形成までの工程が完了しているものとする。図３２
の工程では、書込みギャップ膜５４の上に絶縁膜５６を
覆って銅等のメッキ下地膜５８Ｓをスパッタ法等により
形成した後、メッキ下地膜５８Ｓの上には、ポジレジス
トを回転塗布してレジスト層５９を形成する。そして、
図３０のホトマスクＭＳを用いてマスク部ＭＳ_１のコイ
ルパターンＨ_６１をレジスト層５９に転写する。すなわ
ち、コイルパターンＨ_６１を介してレジスト層５９に光
Ｌを照射することによりレジスト層５９においてコイル
パターンＨ_６１に対応した部分５９Ａを感光させる。こ
の工程は、図２〜４の処理では、例えば領域１の左半分
にパターンＢを転写する処理に対応する。

【００７１】次に、図３３の工程では、図３０のホトマ
スクＭＳを用いてマスク部ＭＳ_２のモニタパターンＴＭ
_１を図２７で述べたと同様にしてレジスト層５９に転写
し、レジスト層５９においてパターンａに対応する部分
５９ａを感光させると共に他のパターンｂ，ｃに対応す
る部分も感光させる。この工程は、図２〜４の処理で
は、例えば領域１の左半分にパターンＢに並べてパター
ンＡを転写する処理に対応する。このようなモニタパタ
ーンの露光は、従来はコイルパターンの転写とは別のス
テッパ処理で行なっていたが、この発明では、モニタパ
ターン転写のための独立のマスクアライメントや独立の
ステッパ処理が不要である。

【００７２】次に、図３４の工程では、レジスト層５９
に現像処理を施す。この結果、レジスト層５９において
感光部５９ａ，５９Ａが除去され、非感光部が残され
る。そして、レジスト層５９をマスクとする選択メッキ
処理により感光部５９Ａ，５９ａの除去個所に銅等のメ
ッキ膜５８Ａ，５８Ｂをそれぞれ形成する。この後、レ
ジスト層５９をアッシング等により除去する。

【００７３】図３５の工程では、基板上面に全面的に銅
エッチング処理を施すことによりメッキ膜５８Ａ，５８
Ｂの直下部以外の個所でメッキ下地膜５８Ｓを除去す
る。この結果、メッキ下地膜５８Ｓの残存部５８Ｓ_１に
メッキ膜５８Ａを重ねた構成のコイル層５８と、メッキ
下地膜５８Ｓの残存部５８Ｓ_２にメッキ膜５８Ｂを重ね
た構成のモニタマーク５８ａとが得られる。モニタマー
ク５８ｂ，５８ｃとしても、モニタマーク５８ａと同様
の構成のものが得られる。

【００７４】図３２〜３５に関して上記した方法は、図
１８，１９に示した磁気ヘッドにおいて、上コア層６６
と共にスロートハイトモニタマークを形成する場合に応
用することができる。

【００７５】この発明は、上記した実施形態に限定され
るものではなく、種々の改変形態で実施可能なものであ
る。例えば、ホトマスクのワンショット領域を３等分し
た第１〜第３の区分領域に第１〜第３のパターンをそれ
ぞれ形成しておき、ワンショット領域を介しての露光に
より第１〜第３のパターンを被処理基板上のレジスト層
に転写した後、被処理基板を１ステップピッチの１／３
だけステップさせてワンショット領域を介しての露光に
より第１〜第３のパターンのレジスト層への転写を繰返
すようにしてもよい。

【００７６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ホト
マスクのワンショット領域に第１〜第ｎのパターンを形
成しておき、ワンショット領域を介しての露光により第
１〜第ｎのパターンを被処理基板上のレジスト層に転写
した後、被処理基板を１ステップピッチの１／ｎだけス
テップさせてワンショット領域を介しての露光により第
１〜第ｎのパターンのレジスト層への転写を繰返すよう
にしたので、ｎ回の露光毎に第１〜第ｎのパターンを組
合せたり、第１のパターンに従って露光した露光部の一
部を第２のパターンに従って追加露光したりする処理が
可能となり、しかもこのような処理を行なう際にマスク
アライメント及びステッパ処理はいずれも１回で済み、
パターン転写処理が簡素化される効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の係るパターン転写処理におけるホ
トマスクと被処理基板との対応関係を示す図である。

【図２】 被転写領域１，２へのパターン転写処理を示
す図である。

【図３】 被転写領域２，３へのパターン転写処理を示
す図である。

【図４】 被転写領域３，４へのパターン転写処理を示
す図である。

【図５】 この発明の第１の実施形態に係るレジストパ
ターン形成法で使用されるホトマスクを示す下面図であ
る。

【図６】 図５のＱ−Ｑ’線に沿う断面図である。

【図７】 図５のホトマスクを用いる第１のレジスト露
光工程を示す断面図である。

【図８】 図５のホトマスクを用いる第２のレジスト露
光工程を示す断面図である。

【図９】 図８の工程に続くレジスト現像工程を示す断
面図である。

【図１０】 図９の工程に続く選択エッチング工程を示
す断面図である。

【図１１】 図１０の選択エッチング工程で得られた導
電パターンを示す上面図である。

【図１２】 図７〜１１の選択エッチング方法を用いて
製作されたＭＲ型薄膜磁気ヘッドを示す斜視図である。

【図１３】 この発明の第２の実施形態に係るレジスト
パターン形成法におけるレジスト露光・現像工程を示す
断面図である。

【図１４】 図１３の工程に続く選択エッチング工程を
示す断面図である。

【図１５】 図１４の選択エッチング工程で得られた導
電パターンを示す平面図である。

【図１６】 この発明に係るレジストパターン形成法に
おいて微小幅の線状又は溝状レジストパターンが得られ
る原理を説明するための説明図である。

【図１７】 この発明の第３の実施形態に係るレジスト
パターン形成法で使用されるホトマスクを示す下面図で
ある。

【図１８】 図１７のホトマスクを用いて製作された誘
導型薄膜磁気ヘッドを示す断面図である。

【図１９】 図１８の磁気ヘッドの上面図である。

【図２０】 図１７のホトマスクを用いる第１のレジス
ト露光工程を示す断面図である。

【図２１】 図１７のホトマスクを用いる第２のレジス
ト露光工程を示す断面図である。

【図２２】 図２１の工程に続くレジスト現像工程を示
す断面図である。

【図２３】 図２２の工程に続く選択エッチング工程を
示す断面図である。

【図２４】 この発明の第４の実施形態に係るレジスト
パターン形成法で使用されるホトマスクを示す下面図で
ある。

【図２５】 図２４のホトマスクを用いて図１８の磁気
ヘッドの第１の絶縁層及びモニタマークを形成する工程
を示す平面図である。

【図２６】 図２４のホトマスクを用いる第１のレジス
ト露光工程を示す断面図である。

【図２７】 図２６の工程に続く第２のレジスト露光工
程を示す断面図である。

【図２８】 図２７の工程に続くレジスト現像、選択エ
ッチング及びレジスト除去の工程を示す断面図である。

【図２９】 図２８の工程に続く熱処理工程を示す断面
図である。

【図３０】 この発明の第５の実施形態に係るレジスト
パターン形成法で使用されるホトマスクを示す下面図で
ある。

【図３１】 図３０のホトマスクを用いて図１８の磁気
ヘッドの第１のコイル層及びモニタマークを形成する工
程を示す平面図である。

【図３２】 図３０のホトマスクを用いる第１のレジス
ト露光工程を示す断面図である。

【図３３】 図３２の工程に続く第２のレジスト露光工
程を示す断面図である。

【図３４】 図３３の工程に続くレジスト現像、選択メ
ッキ及びレジスト除去の工程を示す断面図である。

【図３５】 図３４の工程に続くメッキ下地膜除去工程
を示す断面図である。

【符号の説明】

ＭＳ：ホトマスク、ＳＢ：被処理基板、ＲＳ，１４：レ
ジスト層、ＭＳ_１，、ＭＳ_２：第１，第２のマスク部、
ＧＳ：ガラス基板、、Ｍ_１，Ｍ_２：遮光膜、１０：絶縁
層、１２：導電層。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホトマスクに形成したパターンを被処理
   基板の表面に形成したレジスト層にステップアンドリピ
   ート方式で転写した後該レジスト層を現像して残存する
   レジスト層からなるレジストパターンを形成するレジス
   トパターン形成法であって、 前記パターンとしては、前記ホトマスクのワンショット
   領域を前記被処理基板のステップ方向に沿ってｎ（ｎは
   ２以上の整数）等分した第１〜第ｎの区分領域に第１〜
   第ｎのパターンをそれぞれ形成し、前記ワンショット領
   域を介しての露光により前記レジスト層に対して前記第
   １〜第ｎのパターンを転写した後、前記被処理基板を前
   記ステップ方向に沿う前記ワンショット領域の長さに対
   応する１ステップピッチの１／ｎだけステップさせて前
   記ワンショット領域を介しての露光により前記レジスト
   層に対して前記第１〜第ｎのパターンの転写を繰返すこ
   とを特徴とするレジストパターン形成法。
2. 【請求項２】 前記整数ｎを２とし、所望の幅を有する
   線状又は溝状のレジストパターンが得られるように前記
   ホトマスクに前記第１及び第２のパターンを形成するこ
   とを特徴とする請求項１記載のレジストパターン形成
   法。
3. 【請求項３】 前記整数ｎを２とし、前記第１のパター
   ンに従って露光された露光部の一部が前記第２のパター
   ンに従って追加露光されるように前記ホトマスクに前記
   第１及び第２のパターンを形成することを特徴とする請
   求項１記載のレジストパターン形成法。
4. 【請求項４】 前記第１のパターンを薄膜磁気ヘッドの
   コイルを覆う閉環状の絶縁層に対応する閉環状パターン
   とし、前記第２のパターンを前記絶縁層の中央孔に対応
   する開口パターンとすることを特徴とする請求項３記載
   のレジストパターン形成法。
5. 【請求項５】 前記整数ｎを２とし、前記第１のパター
   ンを薄膜磁気ヘッドの構成要素のパターンとし、前記第
   ２のパターンを前記薄膜磁気ヘッドのスロートハイトモ
   ニタパターンとすることを特徴とする請求項１記載のレ
   ジストパターン形成法。