JP2004102093A - 水溶性樹脂混合物およびパターン化レジスト層形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】積層された複数のレジスト層を用いて形成されるパターン化レジスト層において、隣接するレジスト層間に配置される分離層の材料として適した水溶性樹脂混合物、およびこれを用いたパターン化レジスト層形成方法を提供する。
【解決手段】パターン化レジスト層110は、積層された第1のレジスト層102Aおよび第2のレジスト層105Aと、これらの間に配置された分離層104とを有する。分離層104は水溶性樹脂混合物を用いて形成される。水溶性樹脂混合物は、1種類の水溶性樹脂、2種類以上の水溶性樹脂の混合物、あるいは2種類以上の水溶性樹脂の共重合物と、1種類の水溶性架橋剤、または2種類以上の水溶性架橋剤の混合物と、露光または加熱により酸を発生する1種類の酸発生剤、または2種類以上の酸発生剤の混合物とを含む。
【選択図】 図8
【解決手段】パターン化レジスト層110は、積層された第1のレジスト層102Aおよび第2のレジスト層105Aと、これらの間に配置された分離層104とを有する。分離層104は水溶性樹脂混合物を用いて形成される。水溶性樹脂混合物は、1種類の水溶性樹脂、2種類以上の水溶性樹脂の混合物、あるいは2種類以上の水溶性樹脂の共重合物と、1種類の水溶性架橋剤、または2種類以上の水溶性架橋剤の混合物と、露光または加熱により酸を発生する1種類の酸発生剤、または2種類以上の酸発生剤の混合物とを含む。
【選択図】 図8
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層された複数のレジスト層を含むパターン化レジスト層を形成する際に隣接するレジスト層間に配置される分離層の材料として適した水溶性樹脂混合物、およびこれを用いたパターン化レジスト層形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造技術では、パターン化されたレジスト層(本出願において、パターン化レジスト層と言う。)を用いて、パターン化された薄膜(本出願において、パターン化薄膜と言う。)を形成する場合が多い。例えば、パターン化レジスト層は、薄膜をエッチングしてパターン化薄膜を形成する際のマスクや、リフトオフ法によってパターン化薄膜を形成する際のマスクや、フレームめっき法によってパターン化薄膜を形成する際のフレームに用いられる。また、従来、積層された複数のレジスト層を含むパターン化レジスト層を用いて、パターン化薄膜を形成する方法が知られている(特許文献1参照。)。
【0003】
積層された複数のレジスト層を含むパターン化レジスト層を形成する際には、隣接するレジスト層同士が混ざり合うことの防止等の目的で、隣接するレジスト層間に分離層を配置する場合がある。
【0004】
上記分離層には、以下の特性が求められる。まず、分離層には、下側のレジスト層の上に分離層を形成するときに、下側のレジスト層と混ざり合わないという特性が求められる。また、分離層には、分離層の上に上側のレジスト層を形成するときに、上側のレジスト層と混ざり合わないという特性が求められる。また、下側のレジスト層と上側のレジスト層をそれぞれパターニングする場合には、分離層には、アッシング等によって容易に除去できるという特性が求められる。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−345406号公報(請求項1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は上記のような全ての特性を満たす材料がなかった。
【0007】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、積層された複数のレジスト層を用いて形成されるパターン化レジスト層において隣接するレジスト層間に配置される分離層の材料として適した水溶性樹脂混合物、およびこれを用いたパターン化レジスト層形成方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の水溶性樹脂混合物は、
1種類の水溶性樹脂、2種類以上の水溶性樹脂の混合物、あるいは2種類以上の水溶性樹脂の共重合物と、
1種類の水溶性架橋剤、または2種類以上の水溶性架橋剤の混合物と、
1種類の、露光または加熱により酸を発生する有機物である酸発生剤、または2種類以上の酸発生剤の混合物とを含むものである。
【0009】
本発明のパターン化レジスト層形成方法は、
下地の上に第1のレジスト層を形成する工程と、
第1のレジスト層を第1のパターンの潜像形成用の光で露光する工程と、
第1のレジスト層の上に分離層を形成する工程と、
分離層の上に第2のレジスト層を形成する工程と、
第2のレジスト層を第2のパターンの潜像形成用の光で露光する工程と、
第2のレジスト層を現像する工程と、
分離層のうち、現像後の第2のレジスト層の下に存在する部分以外の部分を除去する工程と、
第1のレジスト層を現像する工程とを備えている。
【0010】
本発明のパターン化レジスト層形成方法において、分離層は本発明の水溶性樹脂混合物を用いて形成される。
【0011】
本発明のパターン化レジスト層形成方法において、分離層を形成する工程は、第1のレジスト層の上に水溶性樹脂混合物よりなる膜を形成する工程と、露光と加熱の少なくとも一方によって、膜を構成する水溶性樹脂混合物中の水溶性樹脂を架橋させる工程とを含んでいてもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0013】
[水溶性樹脂混合物]
始めに、本発明の一実施の形態に係る水溶性樹脂混合物について説明する。本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物は、以下の材料(A)〜(C)を含むものである。
(A)1種類の水溶性樹脂、2種類以上の水溶性樹脂の混合物、あるいは2種類以上の水溶性樹脂の共重合物。
(B)1種類の水溶性架橋剤、または2種類以上の水溶性架橋剤の混合物。
(C)1種類の、露光または加熱により酸を発生する有機物である酸発生剤、または2種類以上の酸発生剤の混合物。
【0014】
材料(A)に用いられる水溶性樹脂としては、例えば、以下に示す物質を用いることができる。ポリアクリル酸、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、スチレン−マイレン酸共重合体、ポリビニルアミン樹脂、ポリアリルアミン、オキサゾリン基含有水溶性樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性尿素樹脂、アルキッド樹脂、スルホンアミド樹脂。
【0015】
材料(B)に用いられる水溶性架橋剤としては、例えば、以下に示す物質(B1)、(B2)または(B3)を用いることができる。
(B1)…尿素、アルコキシメチレン尿素、N−アルコキシメチレン尿素、エチレン、エチレン尿素、カルボン酸等の尿素系架橋剤。
(B2)…メラミン、アルコキシメチレンメラミン等のメラミン系架橋剤。
(B3)…ベンゾグアナミン、グリコールウリル等のアミノ系架橋剤。
【0016】
材料(C)に用いられる酸発生剤としては、例えば、以下に示す物質を用いることができる。トリフルオロメタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリメチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム等のオニウム塩、2−シクロヘキシルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン、2−iso−プロピルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン等のβ−ケトスルホン誘導体、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体、ジフェニルジスルホン、ジシクロヘキシルジスルホン等のジスルホン誘導体、p−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジル、p−トルエンスルホン酸2,4−ジニトロベンジル等のニトロベンジルスルホネート誘導体、1,2,3−トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(p−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導体、フタルイミド−イル−トリフレート、フタルイミド−イル−トシレート、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド−イル−トリフレート、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド−イル−トシレート、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド−イル−n−ブチルスルホネート等のイミド−イル−スルホネート誘導体。
【0017】
材料(C)に用いられる酸発生剤としては、上記の物質のうち、特に以下に示す物質を用いるのが好ましい。トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム。
【0018】
なお、材料(A)としては、上記の水溶性樹脂の1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、材料(B)としては、上記の水溶性架橋剤の1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、材料(C)としては、上記の酸発生剤の1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0019】
本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物は、それに含まれる樹脂が水溶性であると共に、露光または加熱により硬化して有機溶剤に溶解し難くなる。従って、後で詳しく説明するが、本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物は、積層された複数のレジスト層を用いて形成されるパターン化レジスト層において隣接するレジスト層間に配置される分離層の材料として適している。
【0020】
[水溶性樹脂混合物の実施例]
次に、本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物の実施例について説明する。本実施例では、水溶性樹脂としてのポリビニルアセタールの5重量%水溶液160gと、水溶性架橋剤としてのN−メトキシメチル尿素の約10重量%水溶液20gと、酸発生剤としてのp−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウムの約10重量%水溶液20gを、1Lメスフラスコ中にて室温で6時間攪拌混合して、水溶性樹脂、水溶性架橋剤、酸発生剤の混合溶液よりなる水溶性樹脂混合物を得た。
【0021】
ポリビニルアセタールの5重量%水溶液は、1Lフラスコを用い、積水化学社製のポリビニルアセタール樹脂、エスレックKW3(製品名)の20重量%水溶液100gに純水400gを加え、室温で6時間攪拌して得た。
【0022】
また、N−メトキシメチル尿素の約10重量%水溶液は、1Lメスフラスコを用い、N−メトキシメチル尿素100g中に、純水860gと、イソプロピルアルコール(IPA)40gを室温にて6時間攪拌混合して得た。
【0023】
また、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウムの約10重量%水溶液は、1Lメスフラスコを用い、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム100g中に、純水900gと、イソプロピルアルコール(IPA)100gを室温にて6時間攪拌混合して得た。
【0024】
本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物は、例えば、積層された複数のレジスト層を含むパターン化レジスト層を形成する際に、隣接するレジスト層同士が混ざり合うことの防止等の目的で、隣接するレジスト層間に配置される分離層の材料として用いられる。本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物を用いて形成された分離層は、水溶性樹脂を含む有機膜からなる。
【0025】
[水溶性樹脂混合物を用いた有機膜の形成方法]
上記有機膜を形成する方法は、下地の上に水溶性樹脂混合物をスピンコート法、ロールコート法等の方法によって塗布して膜を形成する工程と、露光と加熱の少なくとも一方によって、上記膜を構成する水溶性樹脂混合物中の水溶性樹脂を架橋させ、膜を硬化させる工程とを含む。
【0026】
次に、上記有機膜を形成する方法における2つの具体例について説明する。いずれの例においても、水溶性樹脂混合物としては、前述の水溶性樹脂混合物の実施例で示したものを用いている。
【0027】
第1の例では、シリコン基板の上に水溶性樹脂混合物を多層スピンコートして、厚さ50μmの膜を形成した。次に、この膜を、ホットプレート上で120℃の温度で10分間加熱した後、室温まで冷却した。次に、シリコン基板上に形成された水不溶性膜をピンセットで剥がして、有機膜を得た。
【0028】
第2の例では、シリコン基板の上に水溶性樹脂混合物を多層スピンコートして、厚さ50μmの膜を形成した。次に、この膜を、室温で24時間かけて乾燥させた。次に、この膜に、キャノン社製の露光装置PLA−501FA(製品名)を用いて、水銀ランプ光を3000mJ/cm2だけ照射した。次に、シリコン基板上に形成された水不溶性膜をピンセットで剥がして、有機膜を得た。
【0029】
[パターン化レジスト層形成方法]
次に、図1ないし図8を参照して、本実施の形態に係るパターン化レジスト層形成方法について説明する。
【0030】
本実施の形態に係るパターン化レジスト層形成方法では、まず、図1に示したように、下地101の上に、第1のレジスト層102を形成する。
【0031】
次に、図2に示したように、マスク103を介して、第1のレジスト層102を、所定の第1のパターンの潜像形成用の光で露光する。
【0032】
次に、図3に示したように、第1のレジスト層102の上に分離層104を形成する。分離層104は、前述の本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物を用いて形成される。分離層104の形成方法は、前述の有機膜を形成する方法と同様である。すなわち、分離層104の形成方法は、下地としての第1のレジスト層102の上に水溶性樹脂混合物をスピンコート法、ロールコート法等の方法によって塗布して膜を形成する工程と、露光と加熱の少なくとも一方によって、上記膜を構成する水溶性樹脂混合物中の水溶性樹脂を架橋させ、膜を硬化させる工程とを含む。硬化後の膜が分離層104となる。
【0033】
本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物は、それに含まれる樹脂が水溶性であるため、第1のレジスト層102を溶解させない。また、この水溶性樹脂混合物は、露光または加熱によって水溶性樹脂が架橋すると、有機溶剤に溶解し難くなる。従って、水溶性樹脂混合物よりなる膜が硬化されて形成された分離層104は、この分離層104の上に後述する第2のレジスト層を形成する際に、レジスト中の有機溶剤によって溶解されない。
【0034】
次に、図4に示したように、分離層104の上に第2のレジスト層105を形成する。
【0035】
次に、図5に示したように、マスク106を介して、第2のレジスト層105を、所定の第2のパターンの潜像形成用の光で露光する。
【0036】
次に、図6に示したように、第2のレジスト層105を現像する。これにより、残った第2のレジスト層105によって、パターン化された第2のレジスト層105Aが形成される。
【0037】
次に、図7に示したように、パターン化された第2のレジスト層105Aをマスクとして、アッシング、反応性イオンエッチング等によって、分離層104のうち、パターン化された第2のレジスト層105Aの下に存在する部分以外の部分を除去する。分離層104は、有機膜であるため、アッシングによって容易に除去可能である。
【0038】
次に、図8に示したように、第1のレジスト層102を現像する。これにより、残った第1のレジスト層102によって、パターン化された第1のレジスト層102Aが形成される。
【0039】
以上の工程により、パターン化された第1のレジスト層102A、分離層104およびパターン化された第2のレジスト層105Aによって、例えば断面形状がT形状のパターン化レジスト層110が得られる。
【0040】
[パターン化レジスト層形成方法の実施例]
次に、本実施の形態に係るパターン化レジスト層形成方法の実施例について説明する。本実施例では、まず、図1に示したように、下地101としてのシリコン基板の上に、レジストを塗布した後、このレジストに対して熱処理すなわちプリベークを施して、第1のレジスト層102を形成した。レジストとしては、クラリアントジャパン社製AZP4620(製品名)を使用した。第1のレジスト層102の厚さは5μmとした。プリベークは、ホットプレートを用いて、100℃の温度で6分間行った。
【0041】
次に、図2に示したように、ステッパ(露光装置)を用いて、マスク103を介して、第1のレジスト層102を、所定の第1のパターンの潜像形成用の光で露光した。この露光は、ステッパとしてニコン社製NSR−i12TFH(製品名)を用い、レンズの開口数NAを0.4、コヒーレンスファクタσを0.4として行った。なお、コヒーレンスファクタσは、レティクル側から見た照明光学系のレンズ開口数をNA1、レティクル側から見た縮小レンズのレンズ開口数をNA2としたときに、σ=NA1/NA2で表される。ただし、NA2=NA/mであり、1/mは投影レンズの縮小率である。マスク103の大きさは、縦60μm、横60μmとした。露光量(Dose)は1000mJ/cm2とした。
【0042】
次に、第1のレジスト層102の上に水溶性樹脂混合物をスピンコート法によって塗布して、100nmの厚さの膜を形成した。水溶性樹脂混合物としては、前述の水溶性樹脂混合物の実施例で示したものを用いた。
【0043】
次に、ホットプレートを用いて、上記の膜を、110℃の温度で10分間、加熱して、上記膜を構成する水溶性樹脂混合物中の水溶性樹脂を架橋させ、膜を硬化させた。その後、上記の膜を室温まで冷却した。これにより、図3に示したように、硬化後の膜によって分離層104が形成された。
【0044】
次に、図4に示したように、分離層104の上に、レジストを塗布した後、このレジストに対して熱処理すなわちプリベークを施して、第2のレジスト層105を形成した。レジストとしては、クラリアントジャパン社製AZP4620(製品名)を使用した。第2のレジスト層105の厚さは5μmとした。プリベークは、ホットプレートを用いて、100℃の温度で6分間行った。
【0045】
次に、図5に示したように、ステッパ(露光装置)を用いて、マスク106を介して、第2のレジスト層105を、所定の第2のパターンの潜像形成用の光で露光した。この露光は、ステッパとしてニコン社製NSR−i12TFH(製品名)を用い、レンズの開口数NAを0.4、コヒーレンスファクタσを0.4として行った。マスク106の大きさは、縦90μm、横90μmとした。露光量(Dose)は1000mJ/cm2とした。
【0046】
次に、図6に示したように、現像液として2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液を用いて、第2のレジスト層105に対して、60秒間の現像を5回行った。これにより、パターン化された第2のレジスト層105Aが形成された。
【0047】
次に、図7に示したように、パターン化された第2のレジスト層105Aをマスクとして、アッシングによって、分離層104のうち、パターン化された第2のレジスト層105Aの下に存在する部分以外の部分を除去した。アッシングは、アッシング装置として、Matrix inc.社製System104(製品名)を用いて行った。アッシング用のガスとしてはO2を用いた。また、アッシング室内の圧力は、1Torr(約133Pa)とした。また、アッシング装置のRF出力は300Wとした。
【0048】
次に、図8に示したように、現像液として2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液を用いて、第1のレジスト層102に対して、60秒間の現像を5回行った。これにより、パターン化された第1のレジスト層102Aが形成された。以上の工程により、例えば断面形状がT形状のパターン化レジスト層110が得られた。
【0049】
以上説明したように、本実施の形態に係るパターン化レジスト層形成方法では、積層された第1のレジスト層102および第2のレジスト層105を用いてパターン化レジスト層110を形成する際に、第1のレジスト層102と第2のレジスト層105との間に、本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物を用いて分離層104を形成する。
【0050】
本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物は、それに含まれる樹脂が水溶性であるため、第1のレジスト層102を溶解させない。また、この水溶性樹脂混合物は、露光または加熱によって水溶性樹脂が架橋すると、有機溶剤に溶解し難くなる。従って、水溶性樹脂混合物よりなる膜が硬化されて形成された分離層104は、分離層104の上に第2のレジスト層を形成する際に、レジスト中の有機溶剤によって溶解されない。従って、本実施の形態によれば、第1のレジスト層102と第2のレジスト層105が混ざり合うことを防止できると共に、第1のレジスト層102と分離層104が混ざり合うことおよび分離層104と第2のレジスト層105が混ざり合うことを防止することができる。また、分離層104は、有機膜よりなるため、アッシングによって容易に除去可能である。
【0051】
以上のことから、本実施の形態によれば、第1のレジスト層102と第2のレジスト層105を、それぞれ精度よくパターニングすることができる。特に、本実施の形態によれば、第1のレジスト層102を厚くしながら、第1のレジスト層102を精度よくパターニングすることができる。従って、本実施の形態におけるパターン化レジスト層を用いて、後で説明するような種々の方法によってパターン化薄膜を形成することによって、厚いパターン化薄膜を形成することが可能になる。
【0052】
[パターン化薄膜の形成方法]
次に、本実施の形態におけるパターン化レジスト層110を用いて、パターン化薄膜を形成する種々の方法について説明する。
【0053】
最初に、図9ないし図12を参照して、エッチング法によってパターン化薄膜を形成する方法について説明する。この方法では、まず、図9に示したように、下地111の上に被パターニング膜112を形成する。次に、図10に示したように、被パターニング膜112の上に、断面形状がT形状のパターン化レジスト層110を形成する。次に、図11に示したように、パターン化レジスト層110をマスクとして、ドライエッチング、例えばイオンミリングによって、被パターニング膜112を選択的にエッチングする。これにより、残った被パターニング膜112によって、所望の形状のパターン化薄膜112Aが形成される。次に、図12に示したように、パターン化レジスト層110を剥離する。
【0054】
次に、図13ないし図15を参照して、リフトオフ法によってパターン化薄膜を形成する方法について説明する。この方法では、まず、図13に示したように、下地121の上に、マスクとして、断面形状がT形状のパターン化レジスト層110を形成する。次に、図14に示したように、スパッタ法等によって、下地121およびパターン化レジスト層110の上の全面に被パターニング膜122を形成する。次に、図15に示したように、パターン化レジスト層110を剥離する。これにより、下地121の上に残った被パターニング膜122によって、所望の形状のパターン化薄膜122Aが形成される。
【0055】
次に、図16ないし図20を参照して、エッチング法とリフトオフ法を併用した方法によってパターン化薄膜を形成する方法について説明する。この方法では、まず、図16に示したように、下地131の上に第1の被パターニング膜132を形成する。次に、図17に示したように、第1の被パターニング膜132の上に、断面形状がT形状のパターン化レジスト層110を形成する。次に、図18に示したように、パターン化レジスト層110をマスクとして、ドライエッチング、例えばイオンミリングによって、第1の被パターニング膜132を選択的にエッチングする。これにより、残った第1の被パターニング膜132によって、所望の形状の第1のパターン化薄膜132Aが形成される。次に、図19に示したように、下地131およびパターン化レジスト層110の上の全面に、第2の被パターニング膜133を形成する。次に、図20に示したように、パターン化レジスト層110を剥離する。これにより、下地131の上に残った被パターニング膜133によって、所望の形状のパターン化薄膜133Aが形成される。この方法によれば、下地131の上に、連続するように第1のパターン化薄膜132Aと第2のパターン化薄膜133Aとを形成することができる。
【0056】
次に、図21ないし図32を参照して、フレームめっき法によってパターン化薄膜を形成する方法について説明する。この方法では、まず、図21に示したように、下地141の上に、スパッタ法等によって、めっき用の電極膜142を形成する。
【0057】
次に、図22に示したように、電極膜142の上に、第1のレジスト層102を形成する。
【0058】
次に、図23に示したように、マスク103を介して、第1のレジスト層102を、所定の第1のパターンの潜像形成用の光で露光する。
【0059】
次に、図24に示したように、第1のレジスト層102の上に分離層104を形成する。分離層104は、本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物を用いて形成される。分離層104の形成方法は、前述の有機膜を形成する方法と同様である。
【0060】
次に、図25に示したように、分離層104の上に第2のレジスト層105を形成する。
【0061】
次に、図26に示したように、マスク106を介して、第2のレジスト層105を、所定の第2のパターンの潜像形成用の光で露光する。
【0062】
次に、図27に示したように、第2のレジスト層105を現像する。これにより、残った第2のレジスト層105によって、溝部を有するようにパターン化された第2のレジスト層105Aが形成される。
【0063】
次に、図28に示したように、パターン化された第2のレジスト層105Aをマスクとして、アッシング、反応性イオンエッチング等によって、分離層104のうち、パターン化された第2のレジスト層105Aの下に存在する部分以外の部分を除去する。
【0064】
次に、図29に示したように、第1のレジスト層102を現像する。これにより、残った第1のレジスト層102によって、溝部を有するようにパターン化された第1のレジスト層102Aが形成される。図29には、第1のレジスト層102Aの溝部の幅が、第2のレジスト層105Aの溝部の幅よりも大きい例を示している。
【0065】
このようにして、パターン化された第1のレジスト層102A、分離層104およびパターン化された第2のレジスト層105Aによって、パターン化レジスト層110が形成される。このパターン化レジスト層110は、第1のレジスト層102Aの溝部と第2のレジスト層105Aの溝部からなる溝部143を有している。
【0066】
次に、図30に示したように、パターン化レジスト層110をフレームとして用い、電極膜142に電流を流して電気めっきを行って、溝部143内に、パターン化薄膜としてのめっき層144を形成する。
【0067】
次に、図31に示したように、有機溶剤等によってパターン化レジスト層110を溶解させて除去する。
【0068】
次に、図32に示したように、めっき層144をマスクとして、イオンミリング、反応性イオンエッチング等のドライエッチングによって、あるいはウェットエッチングによって、電極膜142のうち、めっき層144の下に存在する部分以外の部分を除去する。
【0069】
以上、図9ないし図32を参照して説明したように、本実施の形態におけるパターン化レジスト層110を用いて、種々の方法によって、パターン化薄膜を形成することができる。このようにして形成されるパターン化薄膜は、例えばマイクロデバイスに使用される。このようなマイクロデバイスとしては、薄膜磁気ヘッド、半導体デバイス、薄膜を用いたセンサ、薄膜を用いたアクチュエータ等がある。
【0070】
[薄膜磁気ヘッド]
以下、本実施の形態におけるパターン化レジスト層110を用いて、薄膜磁気ヘッドにおけるパターン化薄膜を形成する例について説明する。
【0071】
まず、図33ないし図38を参照して、薄膜磁気ヘッドの製造方法の一例について説明する。図33ないし図38において、(a)はエアベアリング面に垂直な断面を示し、(b)は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
【0072】
本例における薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、図33に示したように、アルティック(Al2O3・TiC)等のセラミック材料よりなる基板1の上に、スパッタ法等によって、アルミナ(Al2O3)等の絶縁材料よりなる絶縁層2を、例えば1〜5μmの厚みに形成する。次に、絶縁層2の上に、スパッタ法またはめっき法等によって、パーマロイ(NiFe)等の磁性材料よりなる再生ヘッド用の下部シールド層3を、例えば約3μmの厚みに形成する。
【0073】
次に、下部シールド層3の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる下部シールドギャップ膜4を、例えば10〜200nmの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜4の上に、再生用のGMR(巨大磁気抵抗)素子5と、図示しないバイアス磁界印加層と、リード層6を、それぞれ、例えば数十nmの厚みに形成する。
【0074】
次に、下部シールドギャップ膜4およびGMR素子5の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる上部シールドギャップ膜7を、例えば10〜200nmの厚みに形成する。
【0075】
次に、上部シールドギャップ膜7の上に、磁性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用いられる、上部シールド層を兼ねた下部磁極層8を、例えば3〜4μmの厚みに形成する。なお、下部磁極層8に用いる磁性材料は、NiFe、CoFe、CoFeNi、FeN等の軟磁性材料である。下部磁極層8は、スパッタ法またはめっき法等によって形成される。
【0076】
なお、下部磁極層8の代わりに、上部シールド層と、この上部シールド層の上にスパッタ法等によって形成されたアルミナ等の非磁性材料よりなる分離層と、この分離層の上に形成された下部磁性層とを設けてもよい。
【0077】
次に、図34に示したように、下部磁極層8の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる記録ギャップ層9を、例えば50〜300nmの厚みに形成する。次に、磁路形成のために、後述する薄膜コイルの中心部分において、記録ギャップ層9を部分的にエッチングしてコンタクトホール9aを形成する。
【0078】
次に、記録ギャップ層9の上に、例えば銅(Cu)よりなる薄膜コイルの第1層部分10を、例えば2〜3μmの厚みに形成する。なお、図34(a)において、符号10aは、第1層部分10のうち、後述する薄膜コイルの第2層部分15に接続される接続部を表している。第1層部分10は、コンタクトホール9aの周囲に巻回される。
【0079】
次に、図35に示したように、薄膜コイルの第1層部分10およびその周辺の記録ギャップ層9を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層11を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層11の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層11の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【0080】
次に、絶縁層11のうちの後述するエアベアリング面20側(図35(a)における左側)の斜面部分からエアベアリング面20側にかけての領域において、記録ギャップ層9および絶縁層11の上に、記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層12のトラック幅規定層12aを形成する。上部磁極層12は、このトラック幅規定層12aと、後述する連結部分層12bおよびヨーク部分層12cとで構成される。トラック幅規定層12aは、第1または第2の実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法によって形成される。
【0081】
トラック幅規定層12aは、記録ギャップ層9の上に形成され、上部磁極層12の磁極部分となる先端部12a1と、絶縁層11のエアベアリング面20側の斜面部分の上に形成され、ヨーク部分層12cに接続される接続部12a2とを有している。先端部12a1の幅は記録トラック幅と等しくなっている。すなわち、先端部12a1は記録トラック幅を規定している。接続部12a2の幅は、先端部12a1の幅よりも大きくなっている。
【0082】
トラック幅規定層12aを形成する際には、同時に、コンタクトホール9aの上に磁性材料よりなる連結部分層12bを形成すると共に、接続部10aの上に磁性材料よりなる接続層13を形成する。連結部分層12bは、上部磁極層12のうち、下部磁極層8に磁気的に連結される部分を構成する。
【0083】
次に、トラック幅規定層12aの周辺において、トラック幅規定層12aをマスクとして、記録ギャップ層9および下部磁極層8の磁極部分における記録ギャップ層9側の少なくとも一部をエッチングする。記録ギャップ層9のエッチングには例えば反応性イオンエッチングが用いられ、下部磁極層8のエッチングには例えばイオンミリングが用いられる。図35(b)に示したように、上部磁極層12の磁極部分(トラック幅規定層12aの先端部12a1)、記録ギャップ層9および下部磁極層8の磁極部分の少なくとも一部の各側壁が垂直に自己整合的に形成された構造は、トリム(Trim)構造と呼ばれる。このトリム構造によれば、記録ギャップ層9の近傍における磁束の広がりによる実効的なトラック幅の増加を防止することができる。
【0084】
次に、図36に示したように、全体に、アルミナ等の無機絶縁材料よりなる絶縁層14を、例えば3〜4μmの厚みに形成する。次に、この絶縁層14を、例えば化学機械研磨によって、トラック幅規定層12a、連結部分層12bおよび接続層13の表面に至るまで研磨して平坦化する。
【0085】
次に、図37に示したように、平坦化された絶縁層14の上に、例えば銅(Cu)よりなる薄膜コイルの第2層部分15を、例えば2〜3μmの厚みに形成する。なお、図37(a)において、符号15aは、第2層部分15のうち、接続層13を介して薄膜コイルの第1層部分10の接続部10aに接続される接続部を表している。第2層部分15は、連結部分層12bの周囲に巻回される。
【0086】
次に、薄膜コイルの第2層部分15およびその周辺の絶縁層14を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層16を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層16の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層16の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【0087】
次に、図38に示したように、トラック幅規定層12a、絶縁層14,16および連結部分層12bの上に、パーマロイ等の記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層12のヨーク部分を構成するヨーク部分層12cを形成する。ヨーク部分層12cのエアベアリング面20側の端部は、エアベアリング面20から離れた位置に配置されている。また、ヨーク部分層12cは、連結部分層12bを介して下部磁極層8に接続されている。
【0088】
次に、全体を覆うように、例えばアルミナよりなるオーバーコート層17を形成する。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面20を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【0089】
このようにして製造される薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面(エアベアリング面20)と再生ヘッドと記録ヘッド(誘導型電磁変換素子)とを備えている。再生ヘッドは、GMR素子5と、エアベアリング面20側の一部がGMR素子5を挟んで対向するように配置された、GMR素子5をシールドするための下部シールド層3および上部シールド層(下部磁極層8)とを有している。
【0090】
記録ヘッドは、エアベアリング面20側において互いに対向する磁極部分を含むと共に、互いに磁気的に連結された下部磁極層8および上部磁極層12と、この下部磁極層8の磁極部分と上部磁極層12の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層9と、少なくとも一部が下部磁極層8および上部磁極層12の間に、これらに対して絶縁された状態で配設された薄膜コイル(10,15)とを有している。この薄膜磁気ヘッドでは、図38(a)に示したように、エアベアリング面20から、絶縁層11のエアベアリング面20側の端部までの長さが、スロートハイトTHとなる。なお、スロートハイトとは、2つの磁極層が記録ギャップ層を介して対向する部分の、エアベアリング面側の端部から反対側の端部までの長さ(高さ)をいう。
【0091】
次に、図39を参照して、上記薄膜磁気ヘッドを含むスライダ210について説明する。ハードディスク装置において、スライダ210は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向するように配置される。このスライダ210は、主に図38における基板1およびオーバーコート層17からなる基体211を備えている。基体211は、ほぼ六面体形状をなしている。基体211の六面のうちの一面は、ハードディスクに対向するようになっている。この一面には、表面が媒体対向面となるレール部212が形成されている。レール部212の空気流入側の端部(図39における右上の端部)の近傍にはテーパ部またはステップ部が形成されている。ハードディスクが図39におけるz方向に回転すると、テーパ部またはステップ部より流入し、ハードディスクとスライダ210との間を通過する空気流によって、スライダ210に、図39におけるy方向の下方に揚力が生じる。スライダ210は、この揚力によってハードディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図39におけるx方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。
【0092】
スライダ210の空気流出側の端面215の近傍であって、媒体対向面の近傍の位置には、薄膜磁気ヘッドの素子部100が形成されている。また、端面215には、GMR素子5および薄膜コイル(10,15)と外部装置との接続のための4つの外部接続電極216が設けられている。なお、素子部100の構成は、図38に示した構成と同様である。薄膜磁気ヘッドは、この素子部100と、上記外部接続電極216と、素子部100内のGMR素子5および薄膜コイル(10,15)と外部接続電極216とを電気的に接続する4本のリードとを備えている。外部接続電極216は、本実施の形態におけるパターン化レジスト層110を用いて形成可能なパターン化薄膜の一例である。
【0093】
次に、図40を参照して、上記スライダ210を含むヘッドジンバルアセンブリ220について説明する。ヘッドジンバルアセンブリ220は、スライダ210と、このスライダ210を弾性的に支持するサスペンション221とを備えている。サスペンション221は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム222、このロードビーム222の一端部に設けられると共にスライダ210が接合され、スライダ210に適度な自由度を与えるフレクシャ223と、ロードビーム222の他端部に設けられたベースプレート224とを有している。ベースプレート224は、スライダ210をハードディスク262のトラック横断方向xに移動させるためのアクチュエータのアーム230に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム230と、このアーム230を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ223において、スライダ210が取り付けられる部分には、スライダ210の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。
【0094】
ヘッドジンバルアセンブリ220は、アクチュエータのアーム230に取り付けられる。1つのアーム230にヘッドジンバルアセンブリ220を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ220を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【0095】
図40は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム230の一端部にヘッドジンバルアセンブリ220が取り付けられている。アーム230の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル231が取り付けられている。アーム230の中間部には、アーム230を回動自在に支持するための軸234に取り付けられる軸受け部233が設けられている。
【0096】
次に、図41および図42を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例とハードディスク装置について説明する。図41はハードディスク装置の要部を示す説明図、図42はハードディスク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ250は、複数のアーム252を有するキャリッジ251を有している。複数のアーム252には、複数のヘッドジンバルアセンブリ220が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ251においてアーム252とは反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル253が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ250は、ハードディスク装置に組み込まれる。ハードディスク装置は、スピンドルモータ261に取り付けられた複数枚のハードディスク262を有している。各ハードディスク262毎に、ハードディスク262を挟んで対向するように2つのスライダ210が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ250のコイル253を挟んで対向する位置に配置された永久磁石263を有している。
【0097】
ヘッドスタックアセンブリ250およびアクチュエータは、スライダ210を支持すると共にハードディスク262に対して位置決めする。
【0098】
ハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ210をハードディスク262のトラック横断方向に移動させて、スライダ210をハードディスク262に対して位置決めする。スライダ210に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、ハードディスク262に情報を記録し、再生ヘッドによって、ハードディスク262に記録されている情報を再生する。
【0099】
[外部接続電極の形成方法]
次に、図39に示した外部接続電極216の形成方法について説明する。始めに、図43ないし図51を参照して、外部接続電極216の一般的な形成方法について説明する。この形成方法は、本実施の形態におけるパターン化レジスト層110を用いない方法である。なお、以下の説明では、便宜上、1つの外部接続電極216のみについて説明するが、他の外部接続電極216も同様である。
【0100】
一般的な形成方法では、まず、図43に示したように、下地311の上にリード312を形成する。リード312の一端は、GMR素子5または薄膜コイル(10,15)に接続される。
【0101】
次に、図44に示したように、下地311およびリード312の上に、スパッタ法等によって、めっき用の電極膜313を形成する。電極膜313の材料は、後で形成する外部接続電極と同じ材料とするのが好ましい。
【0102】
次に、図45に示したように、電極膜313の上に、レジストをスピンコート法等によって塗布し、必要に応じてレジストを加熱して、レジスト層314を形成する。次に、マスク315を介して、レジスト層314を、所定のパターンの潜像形成用の光で露光する。
【0103】
次に、必要に応じてレジスト層314を加熱した後、現像液によってレジスト層314を現像し、更にレジスト層314を水洗した後、乾燥させる。これにより、図46に示したように、残ったレジスト層314によって、溝部314Bを有するようにパターン化されたレジスト層314Aが形成される。
【0104】
次に、図47に示したように、レジスト層314Aをフレームとして用い、電極膜313に電流を流して電気めっきを行って、溝部314B内に、パターン化薄膜としてのめっき層316を形成する。めっき層316の材料としては、銅や金等が用いられる。
【0105】
次に、図48に示したように、有機溶剤によってレジスト層314Aを溶解させて除去する。
【0106】
次に、図49に示したように、めっき層316をマスクとして、イオンミリング、反応性イオンエッチング等のドライエッチングによって、あるいはウェットエッチングによって、電極膜313のうち、めっき層316の下に存在する部分以外の部分を除去する。
【0107】
次に、図50に示したように、スパッタ法等によって、全体を覆うように、Al2O3、SiO2等よりなるオーバーコート層17(図38参照)を形成する。
【0108】
次に、図51に示したように、化学機械研磨等によって、めっき層316が露出するまでオーバーコート層17を研磨する。これにより露出しためっき層316は、外部接続電極216となる。
【0109】
図43ないし図51を参照して説明した外部接続電極216の形成方法では、めっき層316を形成した後、これを覆うようにオーバーコート層17を形成する。そして、その後、オーバーコート層17を研磨して、めっき層316を露出させて、外部接続電極216を形成する。従って、この方法では、オーバーコート層17を研磨する工程が必要になるため、薄膜磁気ヘッドの生産効率が劣る。
【0110】
次に、図52ないし図61を参照して、本実施の形態におけるパターン化レジスト層110を用いて外部接続電極216を形成する方法について説明する。なお、以下の説明では、便宜上、1つの外部接続電極216のみについて説明するが、他の外部接続電極216も同様である。
【0111】
この方法では、まず、図52に示したように、下地151の上にリード152を形成する。リード152の一端は、GMR素子5または薄膜コイル(10,15)に接続される。
【0112】
次に、図53に示したように、リード152の上に、断面形状がT形状の本実施の形態におけるパターン化レジスト層110を形成する。
【0113】
次に、図54に示したように、スパッタ法等によって、全体を覆うように、Al2O3、SiO2等よりなるオーバーコート層17(図38参照)を形成する。
【0114】
次に、図54に示した積層体を、有機溶剤に浸漬し揺動することによって、図55に示したように、パターン化レジスト層110と、オーバーコート層17のうちパターン化レジスト層110の上に形成された部分とを、溶解させて除去する。これにより、残ったオーバーコート層17にはスルーホール153が形成される。このスルーホール153によってリード152の一部が露出する。
【0115】
次に、図56に示したように、スパッタ法等によって、スルーホール153内も含めて全体に、めっき用の電極膜154を形成する。電極膜154の材料は、後で形成する外部接続電極と同じ材料とするのが好ましい。
【0116】
次に、図57に示したように、電極膜154の上に、レジストをスピンコート法等によって塗布し、必要に応じてレジストを加熱して、レジスト層155を形成する。次に、マスク156を介して、レジスト層155を、所定のパターンの潜像形成用の光で露光する。
【0117】
次に、必要に応じてレジスト層155を加熱した後、現像液によってレジスト層155を現像し、更にレジスト層155を水洗した後、乾燥させる。これにより、図58に示したように、残ったレジスト層155によって、パターン化されたレジスト層155Aが形成される。このレジスト層155Aは、スルーホール153(図56参照)に対応する位置に、このスルーホール153よりも径がやや大きい開口部を有している。このスルーホール153および開口部によって、図58に示したように溝部157が形成される。
【0118】
次に、図59に示したように、電極膜154に電流を流して電気めっきを行って、溝部157内に、パターン化薄膜としてのめっき層158を形成する。めっき層158の材料としては、銅や金等が用いられる。
【0119】
次に、図60に示したように、有機溶剤によってレジスト層155Aを溶解させて除去する。
【0120】
次に、図61に示したように、めっき層158をマスクとして、イオンミリング、反応性イオンエッチング等のドライエッチングによって、あるいはウェットエッチングによって、電極膜154のうち、めっき層158の下に存在する部分以外の部分を除去する。以上の工程によって形成されためっき層158は、外部接続電極216となる。
【0121】
図52ないし図61に示した外部接続電極216の形成方法によれば、オーバーコート層17を研磨する工程が不要であるため、薄膜磁気ヘッドの生産効率が向上する。
【0122】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、本発明は、薄膜磁気ヘッドにおける外部接続電極以外のパターン化薄膜を形成する場合にも適用することができる。また、本発明は、半導体デバイスや、薄膜を用いたセンサやアクチュエータ等の、薄膜磁気ヘッド以外のマイクロデバイスを製造する場合にも適用することができる。
【0123】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の水溶性樹脂混合物は、それに含まれる樹脂が水溶性であると共に、露光または加熱により硬化して有機溶剤に溶解し難くなる。従って、本発明の水溶性樹脂混合物は、積層された複数のレジスト層を用いて形成されるパターン化レジスト層において隣接するレジスト層間に配置される分離層の材料として適しているという効果を奏する。
【0124】
また、本発明のパターン化レジスト層形成方法では、積層された第1および第2のレジスト層を用いてパターン化レジスト層を形成する際に、第1および第2のレジスト層の間に、本発明の水溶性樹脂混合物を用いて分離層を形成する。従って、本発明によれば、第1および第2のレジスト層が混ざり合うことを防止できると共に、第1のレジスト層と分離層が混ざり合うことおよび分離層と第2のレジスト層が混ざり合うことを防止することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、分離層をアッシング等によって容易に除去することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るパターン化レジスト層形成方法における一工程を説明するための断面図である。
【図2】図1に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図3】図2に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図4】図3に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図5】図4に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図6】図5に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図7】図6に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図8】図7に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図9】本発明の一実施の形態におけるパターン化レジスト層を用いてエッチング法によってパターン化薄膜を形成する方法における一工程を説明するための断面図である。
【図10】図9に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図11】図10に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図12】図11に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図13】本発明の一実施の形態におけるパターン化レジスト層を用いてリフトオフ法によってパターン化薄膜を形成する方法における一工程を説明するための断面図である。
【図14】図13に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図15】図14に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図16】本発明の一実施の形態におけるパターン化レジスト層を用いてエッチング法とリフトオフ法を併用した方法によってパターン化薄膜を形成する方法における一工程を説明するための断面図である。
【図17】図16に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図18】図17に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図19】図18に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図20】図19に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図21】本発明の一実施の形態におけるパターン化レジスト層を用いてフレームめっき法によってパターン化薄膜を形成する方法における一工程を説明するための断面図である。
【図22】図21に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図23】図22に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図24】図23に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図25】図24に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図26】図25に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図27】図26に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図28】図27に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図29】図28に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図30】図29に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図31】図30に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図32】図31に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図33】薄膜磁気ヘッドの製造方法の一例について説明するための断面図である。
【図34】図33に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図35】図34に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図36】図35に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図37】図36に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図38】図37に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図39】薄膜磁気ヘッドを含むスライダを示す斜視図である。
【図40】ヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。
【図41】ハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図42】ハードディスク装置の平面図である。
【図43】図33における外部接続電極の一般的な形成方法について説明するための断面図である。
【図44】図43に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図45】図44に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図46】図45に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図47】図46に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図48】図47に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図49】図48に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図50】図49に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図51】図50に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図52】本発明の一実施の形態におけるパターン化レジスト層を用いて図33における外部接続電極を形成する方法について説明するための断面図である。
【図53】図52に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図54】図53に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図55】図54に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図56】図55に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図57】図56に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図58】図57に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図59】図58に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図60】図59に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図61】図60に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【符号の説明】
101…下地、102,102A…第1のレジスト層、103…マスク、104…分離層、105,105A…第2のレジスト層、106…マスク、110…パターン化レジスト層。
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層された複数のレジスト層を含むパターン化レジスト層を形成する際に隣接するレジスト層間に配置される分離層の材料として適した水溶性樹脂混合物、およびこれを用いたパターン化レジスト層形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造技術では、パターン化されたレジスト層(本出願において、パターン化レジスト層と言う。)を用いて、パターン化された薄膜(本出願において、パターン化薄膜と言う。)を形成する場合が多い。例えば、パターン化レジスト層は、薄膜をエッチングしてパターン化薄膜を形成する際のマスクや、リフトオフ法によってパターン化薄膜を形成する際のマスクや、フレームめっき法によってパターン化薄膜を形成する際のフレームに用いられる。また、従来、積層された複数のレジスト層を含むパターン化レジスト層を用いて、パターン化薄膜を形成する方法が知られている(特許文献1参照。)。
【0003】
積層された複数のレジスト層を含むパターン化レジスト層を形成する際には、隣接するレジスト層同士が混ざり合うことの防止等の目的で、隣接するレジスト層間に分離層を配置する場合がある。
【0004】
上記分離層には、以下の特性が求められる。まず、分離層には、下側のレジスト層の上に分離層を形成するときに、下側のレジスト層と混ざり合わないという特性が求められる。また、分離層には、分離層の上に上側のレジスト層を形成するときに、上側のレジスト層と混ざり合わないという特性が求められる。また、下側のレジスト層と上側のレジスト層をそれぞれパターニングする場合には、分離層には、アッシング等によって容易に除去できるという特性が求められる。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−345406号公報(請求項1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は上記のような全ての特性を満たす材料がなかった。
【0007】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、積層された複数のレジスト層を用いて形成されるパターン化レジスト層において隣接するレジスト層間に配置される分離層の材料として適した水溶性樹脂混合物、およびこれを用いたパターン化レジスト層形成方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の水溶性樹脂混合物は、
1種類の水溶性樹脂、2種類以上の水溶性樹脂の混合物、あるいは2種類以上の水溶性樹脂の共重合物と、
1種類の水溶性架橋剤、または2種類以上の水溶性架橋剤の混合物と、
1種類の、露光または加熱により酸を発生する有機物である酸発生剤、または2種類以上の酸発生剤の混合物とを含むものである。
【0009】
本発明のパターン化レジスト層形成方法は、
下地の上に第1のレジスト層を形成する工程と、
第1のレジスト層を第1のパターンの潜像形成用の光で露光する工程と、
第1のレジスト層の上に分離層を形成する工程と、
分離層の上に第2のレジスト層を形成する工程と、
第2のレジスト層を第2のパターンの潜像形成用の光で露光する工程と、
第2のレジスト層を現像する工程と、
分離層のうち、現像後の第2のレジスト層の下に存在する部分以外の部分を除去する工程と、
第1のレジスト層を現像する工程とを備えている。
【0010】
本発明のパターン化レジスト層形成方法において、分離層は本発明の水溶性樹脂混合物を用いて形成される。
【0011】
本発明のパターン化レジスト層形成方法において、分離層を形成する工程は、第1のレジスト層の上に水溶性樹脂混合物よりなる膜を形成する工程と、露光と加熱の少なくとも一方によって、膜を構成する水溶性樹脂混合物中の水溶性樹脂を架橋させる工程とを含んでいてもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0013】
[水溶性樹脂混合物]
始めに、本発明の一実施の形態に係る水溶性樹脂混合物について説明する。本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物は、以下の材料(A)〜(C)を含むものである。
(A)1種類の水溶性樹脂、2種類以上の水溶性樹脂の混合物、あるいは2種類以上の水溶性樹脂の共重合物。
(B)1種類の水溶性架橋剤、または2種類以上の水溶性架橋剤の混合物。
(C)1種類の、露光または加熱により酸を発生する有機物である酸発生剤、または2種類以上の酸発生剤の混合物。
【0014】
材料(A)に用いられる水溶性樹脂としては、例えば、以下に示す物質を用いることができる。ポリアクリル酸、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、スチレン−マイレン酸共重合体、ポリビニルアミン樹脂、ポリアリルアミン、オキサゾリン基含有水溶性樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性尿素樹脂、アルキッド樹脂、スルホンアミド樹脂。
【0015】
材料(B)に用いられる水溶性架橋剤としては、例えば、以下に示す物質(B1)、(B2)または(B3)を用いることができる。
(B1)…尿素、アルコキシメチレン尿素、N−アルコキシメチレン尿素、エチレン、エチレン尿素、カルボン酸等の尿素系架橋剤。
(B2)…メラミン、アルコキシメチレンメラミン等のメラミン系架橋剤。
(B3)…ベンゾグアナミン、グリコールウリル等のアミノ系架橋剤。
【0016】
材料(C)に用いられる酸発生剤としては、例えば、以下に示す物質を用いることができる。トリフルオロメタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリメチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム等のオニウム塩、2−シクロヘキシルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン、2−iso−プロピルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン等のβ−ケトスルホン誘導体、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体、ジフェニルジスルホン、ジシクロヘキシルジスルホン等のジスルホン誘導体、p−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジル、p−トルエンスルホン酸2,4−ジニトロベンジル等のニトロベンジルスルホネート誘導体、1,2,3−トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(p−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導体、フタルイミド−イル−トリフレート、フタルイミド−イル−トシレート、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド−イル−トリフレート、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド−イル−トシレート、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド−イル−n−ブチルスルホネート等のイミド−イル−スルホネート誘導体。
【0017】
材料(C)に用いられる酸発生剤としては、上記の物質のうち、特に以下に示す物質を用いるのが好ましい。トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム。
【0018】
なお、材料(A)としては、上記の水溶性樹脂の1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、材料(B)としては、上記の水溶性架橋剤の1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、材料(C)としては、上記の酸発生剤の1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0019】
本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物は、それに含まれる樹脂が水溶性であると共に、露光または加熱により硬化して有機溶剤に溶解し難くなる。従って、後で詳しく説明するが、本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物は、積層された複数のレジスト層を用いて形成されるパターン化レジスト層において隣接するレジスト層間に配置される分離層の材料として適している。
【0020】
[水溶性樹脂混合物の実施例]
次に、本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物の実施例について説明する。本実施例では、水溶性樹脂としてのポリビニルアセタールの5重量%水溶液160gと、水溶性架橋剤としてのN−メトキシメチル尿素の約10重量%水溶液20gと、酸発生剤としてのp−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウムの約10重量%水溶液20gを、1Lメスフラスコ中にて室温で6時間攪拌混合して、水溶性樹脂、水溶性架橋剤、酸発生剤の混合溶液よりなる水溶性樹脂混合物を得た。
【0021】
ポリビニルアセタールの5重量%水溶液は、1Lフラスコを用い、積水化学社製のポリビニルアセタール樹脂、エスレックKW3(製品名)の20重量%水溶液100gに純水400gを加え、室温で6時間攪拌して得た。
【0022】
また、N−メトキシメチル尿素の約10重量%水溶液は、1Lメスフラスコを用い、N−メトキシメチル尿素100g中に、純水860gと、イソプロピルアルコール(IPA)40gを室温にて6時間攪拌混合して得た。
【0023】
また、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウムの約10重量%水溶液は、1Lメスフラスコを用い、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム100g中に、純水900gと、イソプロピルアルコール(IPA)100gを室温にて6時間攪拌混合して得た。
【0024】
本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物は、例えば、積層された複数のレジスト層を含むパターン化レジスト層を形成する際に、隣接するレジスト層同士が混ざり合うことの防止等の目的で、隣接するレジスト層間に配置される分離層の材料として用いられる。本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物を用いて形成された分離層は、水溶性樹脂を含む有機膜からなる。
【0025】
[水溶性樹脂混合物を用いた有機膜の形成方法]
上記有機膜を形成する方法は、下地の上に水溶性樹脂混合物をスピンコート法、ロールコート法等の方法によって塗布して膜を形成する工程と、露光と加熱の少なくとも一方によって、上記膜を構成する水溶性樹脂混合物中の水溶性樹脂を架橋させ、膜を硬化させる工程とを含む。
【0026】
次に、上記有機膜を形成する方法における2つの具体例について説明する。いずれの例においても、水溶性樹脂混合物としては、前述の水溶性樹脂混合物の実施例で示したものを用いている。
【0027】
第1の例では、シリコン基板の上に水溶性樹脂混合物を多層スピンコートして、厚さ50μmの膜を形成した。次に、この膜を、ホットプレート上で120℃の温度で10分間加熱した後、室温まで冷却した。次に、シリコン基板上に形成された水不溶性膜をピンセットで剥がして、有機膜を得た。
【0028】
第2の例では、シリコン基板の上に水溶性樹脂混合物を多層スピンコートして、厚さ50μmの膜を形成した。次に、この膜を、室温で24時間かけて乾燥させた。次に、この膜に、キャノン社製の露光装置PLA−501FA(製品名)を用いて、水銀ランプ光を3000mJ/cm2だけ照射した。次に、シリコン基板上に形成された水不溶性膜をピンセットで剥がして、有機膜を得た。
【0029】
[パターン化レジスト層形成方法]
次に、図1ないし図8を参照して、本実施の形態に係るパターン化レジスト層形成方法について説明する。
【0030】
本実施の形態に係るパターン化レジスト層形成方法では、まず、図1に示したように、下地101の上に、第1のレジスト層102を形成する。
【0031】
次に、図2に示したように、マスク103を介して、第1のレジスト層102を、所定の第1のパターンの潜像形成用の光で露光する。
【0032】
次に、図3に示したように、第1のレジスト層102の上に分離層104を形成する。分離層104は、前述の本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物を用いて形成される。分離層104の形成方法は、前述の有機膜を形成する方法と同様である。すなわち、分離層104の形成方法は、下地としての第1のレジスト層102の上に水溶性樹脂混合物をスピンコート法、ロールコート法等の方法によって塗布して膜を形成する工程と、露光と加熱の少なくとも一方によって、上記膜を構成する水溶性樹脂混合物中の水溶性樹脂を架橋させ、膜を硬化させる工程とを含む。硬化後の膜が分離層104となる。
【0033】
本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物は、それに含まれる樹脂が水溶性であるため、第1のレジスト層102を溶解させない。また、この水溶性樹脂混合物は、露光または加熱によって水溶性樹脂が架橋すると、有機溶剤に溶解し難くなる。従って、水溶性樹脂混合物よりなる膜が硬化されて形成された分離層104は、この分離層104の上に後述する第2のレジスト層を形成する際に、レジスト中の有機溶剤によって溶解されない。
【0034】
次に、図4に示したように、分離層104の上に第2のレジスト層105を形成する。
【0035】
次に、図5に示したように、マスク106を介して、第2のレジスト層105を、所定の第2のパターンの潜像形成用の光で露光する。
【0036】
次に、図6に示したように、第2のレジスト層105を現像する。これにより、残った第2のレジスト層105によって、パターン化された第2のレジスト層105Aが形成される。
【0037】
次に、図7に示したように、パターン化された第2のレジスト層105Aをマスクとして、アッシング、反応性イオンエッチング等によって、分離層104のうち、パターン化された第2のレジスト層105Aの下に存在する部分以外の部分を除去する。分離層104は、有機膜であるため、アッシングによって容易に除去可能である。
【0038】
次に、図8に示したように、第1のレジスト層102を現像する。これにより、残った第1のレジスト層102によって、パターン化された第1のレジスト層102Aが形成される。
【0039】
以上の工程により、パターン化された第1のレジスト層102A、分離層104およびパターン化された第2のレジスト層105Aによって、例えば断面形状がT形状のパターン化レジスト層110が得られる。
【0040】
[パターン化レジスト層形成方法の実施例]
次に、本実施の形態に係るパターン化レジスト層形成方法の実施例について説明する。本実施例では、まず、図1に示したように、下地101としてのシリコン基板の上に、レジストを塗布した後、このレジストに対して熱処理すなわちプリベークを施して、第1のレジスト層102を形成した。レジストとしては、クラリアントジャパン社製AZP4620(製品名)を使用した。第1のレジスト層102の厚さは5μmとした。プリベークは、ホットプレートを用いて、100℃の温度で6分間行った。
【0041】
次に、図2に示したように、ステッパ(露光装置)を用いて、マスク103を介して、第1のレジスト層102を、所定の第1のパターンの潜像形成用の光で露光した。この露光は、ステッパとしてニコン社製NSR−i12TFH(製品名)を用い、レンズの開口数NAを0.4、コヒーレンスファクタσを0.4として行った。なお、コヒーレンスファクタσは、レティクル側から見た照明光学系のレンズ開口数をNA1、レティクル側から見た縮小レンズのレンズ開口数をNA2としたときに、σ=NA1/NA2で表される。ただし、NA2=NA/mであり、1/mは投影レンズの縮小率である。マスク103の大きさは、縦60μm、横60μmとした。露光量(Dose)は1000mJ/cm2とした。
【0042】
次に、第1のレジスト層102の上に水溶性樹脂混合物をスピンコート法によって塗布して、100nmの厚さの膜を形成した。水溶性樹脂混合物としては、前述の水溶性樹脂混合物の実施例で示したものを用いた。
【0043】
次に、ホットプレートを用いて、上記の膜を、110℃の温度で10分間、加熱して、上記膜を構成する水溶性樹脂混合物中の水溶性樹脂を架橋させ、膜を硬化させた。その後、上記の膜を室温まで冷却した。これにより、図3に示したように、硬化後の膜によって分離層104が形成された。
【0044】
次に、図4に示したように、分離層104の上に、レジストを塗布した後、このレジストに対して熱処理すなわちプリベークを施して、第2のレジスト層105を形成した。レジストとしては、クラリアントジャパン社製AZP4620(製品名)を使用した。第2のレジスト層105の厚さは5μmとした。プリベークは、ホットプレートを用いて、100℃の温度で6分間行った。
【0045】
次に、図5に示したように、ステッパ(露光装置)を用いて、マスク106を介して、第2のレジスト層105を、所定の第2のパターンの潜像形成用の光で露光した。この露光は、ステッパとしてニコン社製NSR−i12TFH(製品名)を用い、レンズの開口数NAを0.4、コヒーレンスファクタσを0.4として行った。マスク106の大きさは、縦90μm、横90μmとした。露光量(Dose)は1000mJ/cm2とした。
【0046】
次に、図6に示したように、現像液として2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液を用いて、第2のレジスト層105に対して、60秒間の現像を5回行った。これにより、パターン化された第2のレジスト層105Aが形成された。
【0047】
次に、図7に示したように、パターン化された第2のレジスト層105Aをマスクとして、アッシングによって、分離層104のうち、パターン化された第2のレジスト層105Aの下に存在する部分以外の部分を除去した。アッシングは、アッシング装置として、Matrix inc.社製System104(製品名)を用いて行った。アッシング用のガスとしてはO2を用いた。また、アッシング室内の圧力は、1Torr(約133Pa)とした。また、アッシング装置のRF出力は300Wとした。
【0048】
次に、図8に示したように、現像液として2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液を用いて、第1のレジスト層102に対して、60秒間の現像を5回行った。これにより、パターン化された第1のレジスト層102Aが形成された。以上の工程により、例えば断面形状がT形状のパターン化レジスト層110が得られた。
【0049】
以上説明したように、本実施の形態に係るパターン化レジスト層形成方法では、積層された第1のレジスト層102および第2のレジスト層105を用いてパターン化レジスト層110を形成する際に、第1のレジスト層102と第2のレジスト層105との間に、本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物を用いて分離層104を形成する。
【0050】
本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物は、それに含まれる樹脂が水溶性であるため、第1のレジスト層102を溶解させない。また、この水溶性樹脂混合物は、露光または加熱によって水溶性樹脂が架橋すると、有機溶剤に溶解し難くなる。従って、水溶性樹脂混合物よりなる膜が硬化されて形成された分離層104は、分離層104の上に第2のレジスト層を形成する際に、レジスト中の有機溶剤によって溶解されない。従って、本実施の形態によれば、第1のレジスト層102と第2のレジスト層105が混ざり合うことを防止できると共に、第1のレジスト層102と分離層104が混ざり合うことおよび分離層104と第2のレジスト層105が混ざり合うことを防止することができる。また、分離層104は、有機膜よりなるため、アッシングによって容易に除去可能である。
【0051】
以上のことから、本実施の形態によれば、第1のレジスト層102と第2のレジスト層105を、それぞれ精度よくパターニングすることができる。特に、本実施の形態によれば、第1のレジスト層102を厚くしながら、第1のレジスト層102を精度よくパターニングすることができる。従って、本実施の形態におけるパターン化レジスト層を用いて、後で説明するような種々の方法によってパターン化薄膜を形成することによって、厚いパターン化薄膜を形成することが可能になる。
【0052】
[パターン化薄膜の形成方法]
次に、本実施の形態におけるパターン化レジスト層110を用いて、パターン化薄膜を形成する種々の方法について説明する。
【0053】
最初に、図9ないし図12を参照して、エッチング法によってパターン化薄膜を形成する方法について説明する。この方法では、まず、図9に示したように、下地111の上に被パターニング膜112を形成する。次に、図10に示したように、被パターニング膜112の上に、断面形状がT形状のパターン化レジスト層110を形成する。次に、図11に示したように、パターン化レジスト層110をマスクとして、ドライエッチング、例えばイオンミリングによって、被パターニング膜112を選択的にエッチングする。これにより、残った被パターニング膜112によって、所望の形状のパターン化薄膜112Aが形成される。次に、図12に示したように、パターン化レジスト層110を剥離する。
【0054】
次に、図13ないし図15を参照して、リフトオフ法によってパターン化薄膜を形成する方法について説明する。この方法では、まず、図13に示したように、下地121の上に、マスクとして、断面形状がT形状のパターン化レジスト層110を形成する。次に、図14に示したように、スパッタ法等によって、下地121およびパターン化レジスト層110の上の全面に被パターニング膜122を形成する。次に、図15に示したように、パターン化レジスト層110を剥離する。これにより、下地121の上に残った被パターニング膜122によって、所望の形状のパターン化薄膜122Aが形成される。
【0055】
次に、図16ないし図20を参照して、エッチング法とリフトオフ法を併用した方法によってパターン化薄膜を形成する方法について説明する。この方法では、まず、図16に示したように、下地131の上に第1の被パターニング膜132を形成する。次に、図17に示したように、第1の被パターニング膜132の上に、断面形状がT形状のパターン化レジスト層110を形成する。次に、図18に示したように、パターン化レジスト層110をマスクとして、ドライエッチング、例えばイオンミリングによって、第1の被パターニング膜132を選択的にエッチングする。これにより、残った第1の被パターニング膜132によって、所望の形状の第1のパターン化薄膜132Aが形成される。次に、図19に示したように、下地131およびパターン化レジスト層110の上の全面に、第2の被パターニング膜133を形成する。次に、図20に示したように、パターン化レジスト層110を剥離する。これにより、下地131の上に残った被パターニング膜133によって、所望の形状のパターン化薄膜133Aが形成される。この方法によれば、下地131の上に、連続するように第1のパターン化薄膜132Aと第2のパターン化薄膜133Aとを形成することができる。
【0056】
次に、図21ないし図32を参照して、フレームめっき法によってパターン化薄膜を形成する方法について説明する。この方法では、まず、図21に示したように、下地141の上に、スパッタ法等によって、めっき用の電極膜142を形成する。
【0057】
次に、図22に示したように、電極膜142の上に、第1のレジスト層102を形成する。
【0058】
次に、図23に示したように、マスク103を介して、第1のレジスト層102を、所定の第1のパターンの潜像形成用の光で露光する。
【0059】
次に、図24に示したように、第1のレジスト層102の上に分離層104を形成する。分離層104は、本実施の形態に係る水溶性樹脂混合物を用いて形成される。分離層104の形成方法は、前述の有機膜を形成する方法と同様である。
【0060】
次に、図25に示したように、分離層104の上に第2のレジスト層105を形成する。
【0061】
次に、図26に示したように、マスク106を介して、第2のレジスト層105を、所定の第2のパターンの潜像形成用の光で露光する。
【0062】
次に、図27に示したように、第2のレジスト層105を現像する。これにより、残った第2のレジスト層105によって、溝部を有するようにパターン化された第2のレジスト層105Aが形成される。
【0063】
次に、図28に示したように、パターン化された第2のレジスト層105Aをマスクとして、アッシング、反応性イオンエッチング等によって、分離層104のうち、パターン化された第2のレジスト層105Aの下に存在する部分以外の部分を除去する。
【0064】
次に、図29に示したように、第1のレジスト層102を現像する。これにより、残った第1のレジスト層102によって、溝部を有するようにパターン化された第1のレジスト層102Aが形成される。図29には、第1のレジスト層102Aの溝部の幅が、第2のレジスト層105Aの溝部の幅よりも大きい例を示している。
【0065】
このようにして、パターン化された第1のレジスト層102A、分離層104およびパターン化された第2のレジスト層105Aによって、パターン化レジスト層110が形成される。このパターン化レジスト層110は、第1のレジスト層102Aの溝部と第2のレジスト層105Aの溝部からなる溝部143を有している。
【0066】
次に、図30に示したように、パターン化レジスト層110をフレームとして用い、電極膜142に電流を流して電気めっきを行って、溝部143内に、パターン化薄膜としてのめっき層144を形成する。
【0067】
次に、図31に示したように、有機溶剤等によってパターン化レジスト層110を溶解させて除去する。
【0068】
次に、図32に示したように、めっき層144をマスクとして、イオンミリング、反応性イオンエッチング等のドライエッチングによって、あるいはウェットエッチングによって、電極膜142のうち、めっき層144の下に存在する部分以外の部分を除去する。
【0069】
以上、図9ないし図32を参照して説明したように、本実施の形態におけるパターン化レジスト層110を用いて、種々の方法によって、パターン化薄膜を形成することができる。このようにして形成されるパターン化薄膜は、例えばマイクロデバイスに使用される。このようなマイクロデバイスとしては、薄膜磁気ヘッド、半導体デバイス、薄膜を用いたセンサ、薄膜を用いたアクチュエータ等がある。
【0070】
[薄膜磁気ヘッド]
以下、本実施の形態におけるパターン化レジスト層110を用いて、薄膜磁気ヘッドにおけるパターン化薄膜を形成する例について説明する。
【0071】
まず、図33ないし図38を参照して、薄膜磁気ヘッドの製造方法の一例について説明する。図33ないし図38において、(a)はエアベアリング面に垂直な断面を示し、(b)は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
【0072】
本例における薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、図33に示したように、アルティック(Al2O3・TiC)等のセラミック材料よりなる基板1の上に、スパッタ法等によって、アルミナ(Al2O3)等の絶縁材料よりなる絶縁層2を、例えば1〜5μmの厚みに形成する。次に、絶縁層2の上に、スパッタ法またはめっき法等によって、パーマロイ(NiFe)等の磁性材料よりなる再生ヘッド用の下部シールド層3を、例えば約3μmの厚みに形成する。
【0073】
次に、下部シールド層3の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる下部シールドギャップ膜4を、例えば10〜200nmの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜4の上に、再生用のGMR(巨大磁気抵抗)素子5と、図示しないバイアス磁界印加層と、リード層6を、それぞれ、例えば数十nmの厚みに形成する。
【0074】
次に、下部シールドギャップ膜4およびGMR素子5の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる上部シールドギャップ膜7を、例えば10〜200nmの厚みに形成する。
【0075】
次に、上部シールドギャップ膜7の上に、磁性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用いられる、上部シールド層を兼ねた下部磁極層8を、例えば3〜4μmの厚みに形成する。なお、下部磁極層8に用いる磁性材料は、NiFe、CoFe、CoFeNi、FeN等の軟磁性材料である。下部磁極層8は、スパッタ法またはめっき法等によって形成される。
【0076】
なお、下部磁極層8の代わりに、上部シールド層と、この上部シールド層の上にスパッタ法等によって形成されたアルミナ等の非磁性材料よりなる分離層と、この分離層の上に形成された下部磁性層とを設けてもよい。
【0077】
次に、図34に示したように、下部磁極層8の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる記録ギャップ層9を、例えば50〜300nmの厚みに形成する。次に、磁路形成のために、後述する薄膜コイルの中心部分において、記録ギャップ層9を部分的にエッチングしてコンタクトホール9aを形成する。
【0078】
次に、記録ギャップ層9の上に、例えば銅(Cu)よりなる薄膜コイルの第1層部分10を、例えば2〜3μmの厚みに形成する。なお、図34(a)において、符号10aは、第1層部分10のうち、後述する薄膜コイルの第2層部分15に接続される接続部を表している。第1層部分10は、コンタクトホール9aの周囲に巻回される。
【0079】
次に、図35に示したように、薄膜コイルの第1層部分10およびその周辺の記録ギャップ層9を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層11を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層11の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層11の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【0080】
次に、絶縁層11のうちの後述するエアベアリング面20側(図35(a)における左側)の斜面部分からエアベアリング面20側にかけての領域において、記録ギャップ層9および絶縁層11の上に、記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層12のトラック幅規定層12aを形成する。上部磁極層12は、このトラック幅規定層12aと、後述する連結部分層12bおよびヨーク部分層12cとで構成される。トラック幅規定層12aは、第1または第2の実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法によって形成される。
【0081】
トラック幅規定層12aは、記録ギャップ層9の上に形成され、上部磁極層12の磁極部分となる先端部12a1と、絶縁層11のエアベアリング面20側の斜面部分の上に形成され、ヨーク部分層12cに接続される接続部12a2とを有している。先端部12a1の幅は記録トラック幅と等しくなっている。すなわち、先端部12a1は記録トラック幅を規定している。接続部12a2の幅は、先端部12a1の幅よりも大きくなっている。
【0082】
トラック幅規定層12aを形成する際には、同時に、コンタクトホール9aの上に磁性材料よりなる連結部分層12bを形成すると共に、接続部10aの上に磁性材料よりなる接続層13を形成する。連結部分層12bは、上部磁極層12のうち、下部磁極層8に磁気的に連結される部分を構成する。
【0083】
次に、トラック幅規定層12aの周辺において、トラック幅規定層12aをマスクとして、記録ギャップ層9および下部磁極層8の磁極部分における記録ギャップ層9側の少なくとも一部をエッチングする。記録ギャップ層9のエッチングには例えば反応性イオンエッチングが用いられ、下部磁極層8のエッチングには例えばイオンミリングが用いられる。図35(b)に示したように、上部磁極層12の磁極部分(トラック幅規定層12aの先端部12a1)、記録ギャップ層9および下部磁極層8の磁極部分の少なくとも一部の各側壁が垂直に自己整合的に形成された構造は、トリム(Trim)構造と呼ばれる。このトリム構造によれば、記録ギャップ層9の近傍における磁束の広がりによる実効的なトラック幅の増加を防止することができる。
【0084】
次に、図36に示したように、全体に、アルミナ等の無機絶縁材料よりなる絶縁層14を、例えば3〜4μmの厚みに形成する。次に、この絶縁層14を、例えば化学機械研磨によって、トラック幅規定層12a、連結部分層12bおよび接続層13の表面に至るまで研磨して平坦化する。
【0085】
次に、図37に示したように、平坦化された絶縁層14の上に、例えば銅(Cu)よりなる薄膜コイルの第2層部分15を、例えば2〜3μmの厚みに形成する。なお、図37(a)において、符号15aは、第2層部分15のうち、接続層13を介して薄膜コイルの第1層部分10の接続部10aに接続される接続部を表している。第2層部分15は、連結部分層12bの周囲に巻回される。
【0086】
次に、薄膜コイルの第2層部分15およびその周辺の絶縁層14を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層16を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層16の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層16の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【0087】
次に、図38に示したように、トラック幅規定層12a、絶縁層14,16および連結部分層12bの上に、パーマロイ等の記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層12のヨーク部分を構成するヨーク部分層12cを形成する。ヨーク部分層12cのエアベアリング面20側の端部は、エアベアリング面20から離れた位置に配置されている。また、ヨーク部分層12cは、連結部分層12bを介して下部磁極層8に接続されている。
【0088】
次に、全体を覆うように、例えばアルミナよりなるオーバーコート層17を形成する。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面20を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【0089】
このようにして製造される薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面(エアベアリング面20)と再生ヘッドと記録ヘッド(誘導型電磁変換素子)とを備えている。再生ヘッドは、GMR素子5と、エアベアリング面20側の一部がGMR素子5を挟んで対向するように配置された、GMR素子5をシールドするための下部シールド層3および上部シールド層(下部磁極層8)とを有している。
【0090】
記録ヘッドは、エアベアリング面20側において互いに対向する磁極部分を含むと共に、互いに磁気的に連結された下部磁極層8および上部磁極層12と、この下部磁極層8の磁極部分と上部磁極層12の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層9と、少なくとも一部が下部磁極層8および上部磁極層12の間に、これらに対して絶縁された状態で配設された薄膜コイル(10,15)とを有している。この薄膜磁気ヘッドでは、図38(a)に示したように、エアベアリング面20から、絶縁層11のエアベアリング面20側の端部までの長さが、スロートハイトTHとなる。なお、スロートハイトとは、2つの磁極層が記録ギャップ層を介して対向する部分の、エアベアリング面側の端部から反対側の端部までの長さ(高さ)をいう。
【0091】
次に、図39を参照して、上記薄膜磁気ヘッドを含むスライダ210について説明する。ハードディスク装置において、スライダ210は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向するように配置される。このスライダ210は、主に図38における基板1およびオーバーコート層17からなる基体211を備えている。基体211は、ほぼ六面体形状をなしている。基体211の六面のうちの一面は、ハードディスクに対向するようになっている。この一面には、表面が媒体対向面となるレール部212が形成されている。レール部212の空気流入側の端部(図39における右上の端部)の近傍にはテーパ部またはステップ部が形成されている。ハードディスクが図39におけるz方向に回転すると、テーパ部またはステップ部より流入し、ハードディスクとスライダ210との間を通過する空気流によって、スライダ210に、図39におけるy方向の下方に揚力が生じる。スライダ210は、この揚力によってハードディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図39におけるx方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。
【0092】
スライダ210の空気流出側の端面215の近傍であって、媒体対向面の近傍の位置には、薄膜磁気ヘッドの素子部100が形成されている。また、端面215には、GMR素子5および薄膜コイル(10,15)と外部装置との接続のための4つの外部接続電極216が設けられている。なお、素子部100の構成は、図38に示した構成と同様である。薄膜磁気ヘッドは、この素子部100と、上記外部接続電極216と、素子部100内のGMR素子5および薄膜コイル(10,15)と外部接続電極216とを電気的に接続する4本のリードとを備えている。外部接続電極216は、本実施の形態におけるパターン化レジスト層110を用いて形成可能なパターン化薄膜の一例である。
【0093】
次に、図40を参照して、上記スライダ210を含むヘッドジンバルアセンブリ220について説明する。ヘッドジンバルアセンブリ220は、スライダ210と、このスライダ210を弾性的に支持するサスペンション221とを備えている。サスペンション221は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム222、このロードビーム222の一端部に設けられると共にスライダ210が接合され、スライダ210に適度な自由度を与えるフレクシャ223と、ロードビーム222の他端部に設けられたベースプレート224とを有している。ベースプレート224は、スライダ210をハードディスク262のトラック横断方向xに移動させるためのアクチュエータのアーム230に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム230と、このアーム230を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ223において、スライダ210が取り付けられる部分には、スライダ210の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。
【0094】
ヘッドジンバルアセンブリ220は、アクチュエータのアーム230に取り付けられる。1つのアーム230にヘッドジンバルアセンブリ220を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ220を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【0095】
図40は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム230の一端部にヘッドジンバルアセンブリ220が取り付けられている。アーム230の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル231が取り付けられている。アーム230の中間部には、アーム230を回動自在に支持するための軸234に取り付けられる軸受け部233が設けられている。
【0096】
次に、図41および図42を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例とハードディスク装置について説明する。図41はハードディスク装置の要部を示す説明図、図42はハードディスク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ250は、複数のアーム252を有するキャリッジ251を有している。複数のアーム252には、複数のヘッドジンバルアセンブリ220が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ251においてアーム252とは反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル253が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ250は、ハードディスク装置に組み込まれる。ハードディスク装置は、スピンドルモータ261に取り付けられた複数枚のハードディスク262を有している。各ハードディスク262毎に、ハードディスク262を挟んで対向するように2つのスライダ210が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ250のコイル253を挟んで対向する位置に配置された永久磁石263を有している。
【0097】
ヘッドスタックアセンブリ250およびアクチュエータは、スライダ210を支持すると共にハードディスク262に対して位置決めする。
【0098】
ハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ210をハードディスク262のトラック横断方向に移動させて、スライダ210をハードディスク262に対して位置決めする。スライダ210に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、ハードディスク262に情報を記録し、再生ヘッドによって、ハードディスク262に記録されている情報を再生する。
【0099】
[外部接続電極の形成方法]
次に、図39に示した外部接続電極216の形成方法について説明する。始めに、図43ないし図51を参照して、外部接続電極216の一般的な形成方法について説明する。この形成方法は、本実施の形態におけるパターン化レジスト層110を用いない方法である。なお、以下の説明では、便宜上、1つの外部接続電極216のみについて説明するが、他の外部接続電極216も同様である。
【0100】
一般的な形成方法では、まず、図43に示したように、下地311の上にリード312を形成する。リード312の一端は、GMR素子5または薄膜コイル(10,15)に接続される。
【0101】
次に、図44に示したように、下地311およびリード312の上に、スパッタ法等によって、めっき用の電極膜313を形成する。電極膜313の材料は、後で形成する外部接続電極と同じ材料とするのが好ましい。
【0102】
次に、図45に示したように、電極膜313の上に、レジストをスピンコート法等によって塗布し、必要に応じてレジストを加熱して、レジスト層314を形成する。次に、マスク315を介して、レジスト層314を、所定のパターンの潜像形成用の光で露光する。
【0103】
次に、必要に応じてレジスト層314を加熱した後、現像液によってレジスト層314を現像し、更にレジスト層314を水洗した後、乾燥させる。これにより、図46に示したように、残ったレジスト層314によって、溝部314Bを有するようにパターン化されたレジスト層314Aが形成される。
【0104】
次に、図47に示したように、レジスト層314Aをフレームとして用い、電極膜313に電流を流して電気めっきを行って、溝部314B内に、パターン化薄膜としてのめっき層316を形成する。めっき層316の材料としては、銅や金等が用いられる。
【0105】
次に、図48に示したように、有機溶剤によってレジスト層314Aを溶解させて除去する。
【0106】
次に、図49に示したように、めっき層316をマスクとして、イオンミリング、反応性イオンエッチング等のドライエッチングによって、あるいはウェットエッチングによって、電極膜313のうち、めっき層316の下に存在する部分以外の部分を除去する。
【0107】
次に、図50に示したように、スパッタ法等によって、全体を覆うように、Al2O3、SiO2等よりなるオーバーコート層17(図38参照)を形成する。
【0108】
次に、図51に示したように、化学機械研磨等によって、めっき層316が露出するまでオーバーコート層17を研磨する。これにより露出しためっき層316は、外部接続電極216となる。
【0109】
図43ないし図51を参照して説明した外部接続電極216の形成方法では、めっき層316を形成した後、これを覆うようにオーバーコート層17を形成する。そして、その後、オーバーコート層17を研磨して、めっき層316を露出させて、外部接続電極216を形成する。従って、この方法では、オーバーコート層17を研磨する工程が必要になるため、薄膜磁気ヘッドの生産効率が劣る。
【0110】
次に、図52ないし図61を参照して、本実施の形態におけるパターン化レジスト層110を用いて外部接続電極216を形成する方法について説明する。なお、以下の説明では、便宜上、1つの外部接続電極216のみについて説明するが、他の外部接続電極216も同様である。
【0111】
この方法では、まず、図52に示したように、下地151の上にリード152を形成する。リード152の一端は、GMR素子5または薄膜コイル(10,15)に接続される。
【0112】
次に、図53に示したように、リード152の上に、断面形状がT形状の本実施の形態におけるパターン化レジスト層110を形成する。
【0113】
次に、図54に示したように、スパッタ法等によって、全体を覆うように、Al2O3、SiO2等よりなるオーバーコート層17(図38参照)を形成する。
【0114】
次に、図54に示した積層体を、有機溶剤に浸漬し揺動することによって、図55に示したように、パターン化レジスト層110と、オーバーコート層17のうちパターン化レジスト層110の上に形成された部分とを、溶解させて除去する。これにより、残ったオーバーコート層17にはスルーホール153が形成される。このスルーホール153によってリード152の一部が露出する。
【0115】
次に、図56に示したように、スパッタ法等によって、スルーホール153内も含めて全体に、めっき用の電極膜154を形成する。電極膜154の材料は、後で形成する外部接続電極と同じ材料とするのが好ましい。
【0116】
次に、図57に示したように、電極膜154の上に、レジストをスピンコート法等によって塗布し、必要に応じてレジストを加熱して、レジスト層155を形成する。次に、マスク156を介して、レジスト層155を、所定のパターンの潜像形成用の光で露光する。
【0117】
次に、必要に応じてレジスト層155を加熱した後、現像液によってレジスト層155を現像し、更にレジスト層155を水洗した後、乾燥させる。これにより、図58に示したように、残ったレジスト層155によって、パターン化されたレジスト層155Aが形成される。このレジスト層155Aは、スルーホール153(図56参照)に対応する位置に、このスルーホール153よりも径がやや大きい開口部を有している。このスルーホール153および開口部によって、図58に示したように溝部157が形成される。
【0118】
次に、図59に示したように、電極膜154に電流を流して電気めっきを行って、溝部157内に、パターン化薄膜としてのめっき層158を形成する。めっき層158の材料としては、銅や金等が用いられる。
【0119】
次に、図60に示したように、有機溶剤によってレジスト層155Aを溶解させて除去する。
【0120】
次に、図61に示したように、めっき層158をマスクとして、イオンミリング、反応性イオンエッチング等のドライエッチングによって、あるいはウェットエッチングによって、電極膜154のうち、めっき層158の下に存在する部分以外の部分を除去する。以上の工程によって形成されためっき層158は、外部接続電極216となる。
【0121】
図52ないし図61に示した外部接続電極216の形成方法によれば、オーバーコート層17を研磨する工程が不要であるため、薄膜磁気ヘッドの生産効率が向上する。
【0122】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、本発明は、薄膜磁気ヘッドにおける外部接続電極以外のパターン化薄膜を形成する場合にも適用することができる。また、本発明は、半導体デバイスや、薄膜を用いたセンサやアクチュエータ等の、薄膜磁気ヘッド以外のマイクロデバイスを製造する場合にも適用することができる。
【0123】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の水溶性樹脂混合物は、それに含まれる樹脂が水溶性であると共に、露光または加熱により硬化して有機溶剤に溶解し難くなる。従って、本発明の水溶性樹脂混合物は、積層された複数のレジスト層を用いて形成されるパターン化レジスト層において隣接するレジスト層間に配置される分離層の材料として適しているという効果を奏する。
【0124】
また、本発明のパターン化レジスト層形成方法では、積層された第1および第2のレジスト層を用いてパターン化レジスト層を形成する際に、第1および第2のレジスト層の間に、本発明の水溶性樹脂混合物を用いて分離層を形成する。従って、本発明によれば、第1および第2のレジスト層が混ざり合うことを防止できると共に、第1のレジスト層と分離層が混ざり合うことおよび分離層と第2のレジスト層が混ざり合うことを防止することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、分離層をアッシング等によって容易に除去することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るパターン化レジスト層形成方法における一工程を説明するための断面図である。
【図2】図1に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図3】図2に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図4】図3に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図5】図4に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図6】図5に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図7】図6に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図8】図7に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図9】本発明の一実施の形態におけるパターン化レジスト層を用いてエッチング法によってパターン化薄膜を形成する方法における一工程を説明するための断面図である。
【図10】図9に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図11】図10に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図12】図11に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図13】本発明の一実施の形態におけるパターン化レジスト層を用いてリフトオフ法によってパターン化薄膜を形成する方法における一工程を説明するための断面図である。
【図14】図13に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図15】図14に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図16】本発明の一実施の形態におけるパターン化レジスト層を用いてエッチング法とリフトオフ法を併用した方法によってパターン化薄膜を形成する方法における一工程を説明するための断面図である。
【図17】図16に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図18】図17に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図19】図18に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図20】図19に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図21】本発明の一実施の形態におけるパターン化レジスト層を用いてフレームめっき法によってパターン化薄膜を形成する方法における一工程を説明するための断面図である。
【図22】図21に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図23】図22に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図24】図23に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図25】図24に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図26】図25に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図27】図26に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図28】図27に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図29】図28に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図30】図29に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図31】図30に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図32】図31に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図33】薄膜磁気ヘッドの製造方法の一例について説明するための断面図である。
【図34】図33に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図35】図34に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図36】図35に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図37】図36に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図38】図37に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図39】薄膜磁気ヘッドを含むスライダを示す斜視図である。
【図40】ヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。
【図41】ハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図42】ハードディスク装置の平面図である。
【図43】図33における外部接続電極の一般的な形成方法について説明するための断面図である。
【図44】図43に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図45】図44に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図46】図45に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図47】図46に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図48】図47に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図49】図48に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図50】図49に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図51】図50に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図52】本発明の一実施の形態におけるパターン化レジスト層を用いて図33における外部接続電極を形成する方法について説明するための断面図である。
【図53】図52に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図54】図53に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図55】図54に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図56】図55に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図57】図56に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図58】図57に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図59】図58に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図60】図59に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図61】図60に示した工程に続く工程を説明するための断面図である。
【符号の説明】
101…下地、102,102A…第1のレジスト層、103…マスク、104…分離層、105,105A…第2のレジスト層、106…マスク、110…パターン化レジスト層。
Claims (3)
- 1種類の水溶性樹脂、2種類以上の水溶性樹脂の混合物、あるいは2種類以上の水溶性樹脂の共重合物と、
1種類の水溶性架橋剤、または2種類以上の水溶性架橋剤の混合物と、
1種類の、露光または加熱により酸を発生する有機物である酸発生剤、または2種類以上の酸発生剤の混合物と
を含むことを特徴とする水溶性樹脂混合物。 - 下地の上に第1のレジスト層を形成する工程と、
前記第1のレジスト層を第1のパターンの潜像形成用の光で露光する工程と、
前記第1のレジスト層の上に分離層を形成する工程と、
前記分離層の上に第2のレジスト層を形成する工程と、
前記第2のレジスト層を第2のパターンの潜像形成用の光で露光する工程と、
前記第2のレジスト層を現像する工程と、
前記分離層のうち、現像後の前記第2のレジスト層の下に存在する部分以外の部分を除去する工程と、
前記第1のレジスト層を現像する工程とを備えたパターン化レジスト層形成方法であって、
前記分離層は、
1種類の水溶性樹脂、2種類以上の水溶性樹脂の混合物、あるいは2種類以上の水溶性樹脂の共重合物と、
1種類の水溶性架橋剤、または2種類以上の水溶性架橋剤の混合物と、
露光または加熱により酸を発生する1種類の酸発生剤、または2種類以上の酸発生剤の混合物とを含む水溶性樹脂混合物を用いて形成されることを特徴とするパターン化レジスト層形成方法。 - 前記分離層を形成する工程は、
前記第1のレジスト層の上に前記水溶性樹脂混合物よりなる膜を形成する工程と、
露光と加熱の少なくとも一方によって、前記膜を構成する水溶性樹脂混合物中の水溶性樹脂を架橋させる工程とを含むことを特徴とする請求項2記載のパターン化レジスト層形成方法。
Priority Applications (1)
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JP2002266308A JP2004102093A (ja) | 2002-09-12 | 2002-09-12 | 水溶性樹脂混合物およびパターン化レジスト層形成方法 |
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2002
- 2002-09-12 JP JP2002266308A patent/JP2004102093A/ja not_active Withdrawn
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