JP3458352B2 - レジストパターンの作製方法、薄膜のパターニング方法、及びマイクロデバイスの製造方法 - Google Patents
レジストパターンの作製方法、薄膜のパターニング方法、及びマイクロデバイスの製造方法Info
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レジストパターン
の作製方法、薄膜のパターニング方法、及びマイクロデ
バイスの製造方法に関する。
の作製方法、薄膜のパターニング方法、及びマイクロデ
バイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜のパターニング方法には、ミリング
法を用いる方法、リフトオフ法を用いる方法、さらには
ミリング法とリフトオフ法とを併用する方法がある。そ
して、薄膜をパターニングするために用いるレジストパ
ターンは、パターニングする際に除去した部材が側面に
付着することを防止して、バリの発生を抑制すること、
及び有機溶剤による除去を容易にすることなどの目的か
ら、その縦方向の断面がＴ形状又は逆台形状のものを用
いるのが通例である。
法を用いる方法、リフトオフ法を用いる方法、さらには
ミリング法とリフトオフ法とを併用する方法がある。そ
して、薄膜をパターニングするために用いるレジストパ
ターンは、パターニングする際に除去した部材が側面に
付着することを防止して、バリの発生を抑制すること、
及び有機溶剤による除去を容易にすることなどの目的か
ら、その縦方向の断面がＴ形状又は逆台形状のものを用
いるのが通例である。
【０００３】このようなレジストパターンは、特公平７
−６０５８号に記載されているように通常の露光処理及
び現像処理を施すことにより、上層部分がフォトレジス
ト層からなり、下層部分がポリメチルグルタルイミド層
からなる２層構造、いわゆるＢｉ−ｌａｙｅｒ型のレジ
ストパターンから構成される。
−６０５８号に記載されているように通常の露光処理及
び現像処理を施すことにより、上層部分がフォトレジス
ト層からなり、下層部分がポリメチルグルタルイミド層
からなる２層構造、いわゆるＢｉ−ｌａｙｅｒ型のレジ
ストパターンから構成される。
【０００４】また、特許第２９２２８５５号に記載され
ているように、アルカリ可溶性フェノール樹脂とナフト
キノンジアジドとの混合物を含有するポジ型レジスト
に、ネガティブワーキング化剤が添加されて画像反転機
能が付与されたレジスト剤に対し、通常の露光処理及び
現像処理に加えた加熱処理を施すことによって形成した
レジストパターンが用いられる。
ているように、アルカリ可溶性フェノール樹脂とナフト
キノンジアジドとの混合物を含有するポジ型レジスト
に、ネガティブワーキング化剤が添加されて画像反転機
能が付与されたレジスト剤に対し、通常の露光処理及び
現像処理に加えた加熱処理を施すことによって形成した
レジストパターンが用いられる。
【０００５】さらには、ノボラック型のポジ型レジスト
にフェノール性の溶解促進剤が添加されてなるレジスト
剤、いわゆるＭＧタイプのレジスト剤に対し、通常の露
光処理及び現像処理を施すことにより形成したレジスト
パターンが用いられる。
にフェノール性の溶解促進剤が添加されてなるレジスト
剤、いわゆるＭＧタイプのレジスト剤に対し、通常の露
光処理及び現像処理を施すことにより形成したレジスト
パターンが用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなレジストパターンは、露光処理時に使用する放射
線などの光学的理論限界によって、狭小なパターンを形
成することができない。このため、比較的幅広なレジス
トパターンしか形成することができず、したがって、薄
膜パターニングの狭小化についても自ずから制限されて
いた。
ようなレジストパターンは、露光処理時に使用する放射
線などの光学的理論限界によって、狭小なパターンを形
成することができない。このため、比較的幅広なレジス
トパターンしか形成することができず、したがって、薄
膜パターニングの狭小化についても自ずから制限されて
いた。
【０００７】また、上記Ｔ形状又は逆台形状のレジスト
パターンは、パターニング幅を決定する本体部分の幅に
比較して、その下方部分は狭小化されている。このた
め、レジストパターン全体の大きさに比較して、前記レ
ジストパターンと基材との間の接触面積が小さくなって
しまい、前記レジストパターンの前記基材に対する密着
力が低下してしまう場合があった。
パターンは、パターニング幅を決定する本体部分の幅に
比較して、その下方部分は狭小化されている。このた
め、レジストパターン全体の大きさに比較して、前記レ
ジストパターンと基材との間の接触面積が小さくなって
しまい、前記レジストパターンの前記基材に対する密着
力が低下してしまう場合があった。
【０００８】したがって、このようなレジストパターン
を用いて薄膜のパターニングを実施した場合、特にパタ
ーニング工程における現像時に前記レジストパターンが
剥離してしまい、前記薄膜のパターニングを高精度に実
施することができないという問題もあった。
を用いて薄膜のパターニングを実施した場合、特にパタ
ーニング工程における現像時に前記レジストパターンが
剥離してしまい、前記薄膜のパターニングを高精度に実
施することができないという問題もあった。
【０００９】本発明は、光学的理論限界以下の狭小なパ
ターンを有するレジストパターンを作製する方法を提供
し、もって薄膜パターニングを狭小化する方法をも提供
することを目的とする。
ターンを有するレジストパターンを作製する方法を提供
し、もって薄膜パターニングを狭小化する方法をも提供
することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明のレジストパターンの作製方法は、所定の基材上
にポリメチルグルタルイミド層を形成する工程と、前記
ポリメチルグルタルイミド層上にフォトレジスト層を形
成する工程と、前記フォトレジスト層を、所定のマスク
を介して露光する工程と、前記フォトレジスト層を現像
する工程と、前記ポリメチルグルタルイミド層をアルカ
リ水溶液を用いて部分的に除去して前記プレレジストパ
ターンを形成する工程と、前記プレレジストパターン
に、酸素ガスに対してフッ素ガス及び窒素／水素混合ガ
スの少なくとも一方を含む雰囲気中でアッシング処理を
施すことにより、前記基材からの剥離を防止した状態
で、光学理論限界以下にまで狭小化したレジストパター
ンを形成する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明のレジストパターンの作製方法は、所定の基材上
にポリメチルグルタルイミド層を形成する工程と、前記
ポリメチルグルタルイミド層上にフォトレジスト層を形
成する工程と、前記フォトレジスト層を、所定のマスク
を介して露光する工程と、前記フォトレジスト層を現像
する工程と、前記ポリメチルグルタルイミド層をアルカ
リ水溶液を用いて部分的に除去して前記プレレジストパ
ターンを形成する工程と、前記プレレジストパターン
に、酸素ガスに対してフッ素ガス及び窒素／水素混合ガ
スの少なくとも一方を含む雰囲気中でアッシング処理を
施すことにより、前記基材からの剥離を防止した状態
で、光学理論限界以下にまで狭小化したレジストパター
ンを形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】上述したようなポリメチルグルタルイミド
層（以下、「ＰＭＧＩ層」という）及びフォトレジスト
層からなるＢｉ−ｌａｙｅｒ型のプレレジストパターン
に対して上記アッシング処理を施すことにより、本発明
の目的とする光学的理論限界以下の狭小なパターンを有
するレジストパターンを作製することができる。
層（以下、「ＰＭＧＩ層」という）及びフォトレジスト
層からなるＢｉ−ｌａｙｅｒ型のプレレジストパターン
に対して上記アッシング処理を施すことにより、本発明
の目的とする光学的理論限界以下の狭小なパターンを有
するレジストパターンを作製することができる。
【００１２】但し、本発明のレジストパターンの作製方
法は、Ｂｉ−ｌａｙｅｒ型のプレレジストパターンのみ
ならず、画像反転機能が付与されたレジスト剤からなる
プレレジストパターンや、いわゆるＭＧタイプのレジス
ト剤からなるプレレジストパターンに対しても用いるこ
とができる。
法は、Ｂｉ−ｌａｙｅｒ型のプレレジストパターンのみ
ならず、画像反転機能が付与されたレジスト剤からなる
プレレジストパターンや、いわゆるＭＧタイプのレジス
ト剤からなるプレレジストパターンに対しても用いるこ
とができる。
【００１３】また、本発明の薄膜のパターニング方法
は、上記に記載されたレジストパターンの作製方法によ
って得られたレジストパターン、若しくは以下に示すレ
ジストパターンの作製方法の好ましい態様によって得ら
れたレジストパターンを用いて薄膜をパターニングする
ことを特徴とする。具体的には、上記レジストパターン
を用い、前述したミリング法、リフトオフ法、ミリング
法とリフトオフ法とを併用した方法を用いることによっ
て薄膜をパターニングする。
は、上記に記載されたレジストパターンの作製方法によ
って得られたレジストパターン、若しくは以下に示すレ
ジストパターンの作製方法の好ましい態様によって得ら
れたレジストパターンを用いて薄膜をパターニングする
ことを特徴とする。具体的には、上記レジストパターン
を用い、前述したミリング法、リフトオフ法、ミリング
法とリフトオフ法とを併用した方法を用いることによっ
て薄膜をパターニングする。
【００１４】Ｂｉ−ｌａｙｅｒ型のプレレジストパター
ンを用いたレジストパターンの作製方法から得たレジス
トパターンを用い、ミリング法によって薄膜のパターニ
ングを実施する場合、上記薄膜のパターニング方法は、
所定の基材上に被ミリング薄膜を形成する工程と、前記
被ミリング薄膜上にポリメチルグルタルイミド層を形成
する工程と、前記ポリメチルグルタルイミド層上にフォ
トレジスト層を形成する工程と、前記フォトレジスト層
を、所定のマスクを介して露光する工程と、前記フォト
レジスト層を現像する工程と、前記ポリメチルグルタル
イミド層をアルカリ水溶液を用いて部分的に除去し、上
層部分が前記フォトレジスト層からなり、下層部分が前
記ポリメチルグルタルイミド層からなるプレレジストパ
ターンを形成する工程と、前記プレレジストパターン
に、酸素ガスに対してフッ素ガス及び窒素／水素混合ガ
スの少なくとも一方を含む雰囲気中でアッシング処理を
施すことにより、前記基材からの剥離を防止した状態
で、光学理論限界以下にまで狭小化したレジストパター
ンを形成する工程と、前記レジストパターンを介して前
記被ミリング薄膜をミリングし、パターニングされた薄
膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
ンを用いたレジストパターンの作製方法から得たレジス
トパターンを用い、ミリング法によって薄膜のパターニ
ングを実施する場合、上記薄膜のパターニング方法は、
所定の基材上に被ミリング薄膜を形成する工程と、前記
被ミリング薄膜上にポリメチルグルタルイミド層を形成
する工程と、前記ポリメチルグルタルイミド層上にフォ
トレジスト層を形成する工程と、前記フォトレジスト層
を、所定のマスクを介して露光する工程と、前記フォト
レジスト層を現像する工程と、前記ポリメチルグルタル
イミド層をアルカリ水溶液を用いて部分的に除去し、上
層部分が前記フォトレジスト層からなり、下層部分が前
記ポリメチルグルタルイミド層からなるプレレジストパ
ターンを形成する工程と、前記プレレジストパターン
に、酸素ガスに対してフッ素ガス及び窒素／水素混合ガ
スの少なくとも一方を含む雰囲気中でアッシング処理を
施すことにより、前記基材からの剥離を防止した状態
で、光学理論限界以下にまで狭小化したレジストパター
ンを形成する工程と、前記レジストパターンを介して前
記被ミリング薄膜をミリングし、パターニングされた薄
膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】Ｂｉ−ｌａｙｅｒ型のプレレジストパター
ンを用いたレジストパターンの作製方法から得たレジス
トパターンを用い、リフトオフ法によって薄膜のパター
ニングを実施する場合、上記薄膜のパターニング方法
は、所定の基材上にポリメチルグルタルイミド層を形成
する工程と、前記ポリメチルグルタルイミド層上にフォ
トレジスト層を形成する工程と、前記フォトレジスト層
を、所定のマスクを介して露光する工程と、前記フォト
レジスト層を現像する工程と、前記ポリメチルグルタル
イミド層をアルカリ水溶液を用いて部分的に除去し、上
層部分が前記フォトレジスト層からなり、下層部分が前
記ポリメチルグルタルイミド層からなるプレレジストパ
ターンを形成する工程と、前記プレレジストパターン
に、酸素ガスに対してフッ素ガス及び窒素／水素混合ガ
スの少なくとも一方を含む雰囲気中でアッシング処理を
施すことにより、前記基材からの剥離を防止した状態
で、光学理論限界以下にまで狭小化したレジストパター
ンを形成する工程と、前記所定の基材上に前記レジスト
パターンを覆うようにして被パターニング薄膜を形成す
る工程と、前記レジストパターンをリフトオフすること
により、パターニングされた薄膜を形成する工程と、を
含むことを特徴とする。
ンを用いたレジストパターンの作製方法から得たレジス
トパターンを用い、リフトオフ法によって薄膜のパター
ニングを実施する場合、上記薄膜のパターニング方法
は、所定の基材上にポリメチルグルタルイミド層を形成
する工程と、前記ポリメチルグルタルイミド層上にフォ
トレジスト層を形成する工程と、前記フォトレジスト層
を、所定のマスクを介して露光する工程と、前記フォト
レジスト層を現像する工程と、前記ポリメチルグルタル
イミド層をアルカリ水溶液を用いて部分的に除去し、上
層部分が前記フォトレジスト層からなり、下層部分が前
記ポリメチルグルタルイミド層からなるプレレジストパ
ターンを形成する工程と、前記プレレジストパターン
に、酸素ガスに対してフッ素ガス及び窒素／水素混合ガ
スの少なくとも一方を含む雰囲気中でアッシング処理を
施すことにより、前記基材からの剥離を防止した状態
で、光学理論限界以下にまで狭小化したレジストパター
ンを形成する工程と、前記所定の基材上に前記レジスト
パターンを覆うようにして被パターニング薄膜を形成す
る工程と、前記レジストパターンをリフトオフすること
により、パターニングされた薄膜を形成する工程と、を
含むことを特徴とする。
【００１６】Ｂｉ−ｌａｙｅｒ型のプレレジストパター
ンを用いたレジストパターンの作製方法から得たレジス
トパターンを用い、ミリング法とリフトオフ法とを併用
することによって薄膜のパターニングを実施する場合、
上記薄膜のパターニング方法は、所定の基材上に被ミリ
ング薄膜を形成する工程と、前記被ミリング薄膜上にポ
リメチルグルタルイミド層を形成する工程と、前記ポリ
メチルグルタルイミド層上にフォトレジスト層を形成す
る工程と、前記フォトレジスト層を、所定のマスクを介
して露光する工程と、前記フォトレジスト層を現像する
工程と、前記ポリメチルグルタルイミド層をアルカリ水
溶液を用いて部分的に除去し、上層部分が前記フォトレ
ジスト層からなり、下層部分が前記ポリメチルグルタル
イミド層からなるプレレジストパターンを形成する工程
と、前記プレレジストパターンに、酸素ガスに対してフ
ッ素ガス及び窒素／水素混合ガスの少なくとも一方を含
む雰囲気中でアッシング処理を施すことにより、前記基
材からの剥離を防止した状態で、光学理論限界以下にま
で狭小化したレジストパターンを形成する工程と、前記
レジストパターンを介して前記被ミリング薄膜をミリン
グし、プレパターニング薄膜を形成する工程と、前記所
定の基材上に前記レジストパターンを覆うようにして被
パターニング薄膜を形成する工程と、前記レジストパタ
ーンをリフトオフすることにより、前記プレパターニン
グ薄膜を含んでなるパターニング薄膜を形成する工程
と、を含むことを特徴とする。
ンを用いたレジストパターンの作製方法から得たレジス
トパターンを用い、ミリング法とリフトオフ法とを併用
することによって薄膜のパターニングを実施する場合、
上記薄膜のパターニング方法は、所定の基材上に被ミリ
ング薄膜を形成する工程と、前記被ミリング薄膜上にポ
リメチルグルタルイミド層を形成する工程と、前記ポリ
メチルグルタルイミド層上にフォトレジスト層を形成す
る工程と、前記フォトレジスト層を、所定のマスクを介
して露光する工程と、前記フォトレジスト層を現像する
工程と、前記ポリメチルグルタルイミド層をアルカリ水
溶液を用いて部分的に除去し、上層部分が前記フォトレ
ジスト層からなり、下層部分が前記ポリメチルグルタル
イミド層からなるプレレジストパターンを形成する工程
と、前記プレレジストパターンに、酸素ガスに対してフ
ッ素ガス及び窒素／水素混合ガスの少なくとも一方を含
む雰囲気中でアッシング処理を施すことにより、前記基
材からの剥離を防止した状態で、光学理論限界以下にま
で狭小化したレジストパターンを形成する工程と、前記
レジストパターンを介して前記被ミリング薄膜をミリン
グし、プレパターニング薄膜を形成する工程と、前記所
定の基材上に前記レジストパターンを覆うようにして被
パターニング薄膜を形成する工程と、前記レジストパタ
ーンをリフトオフすることにより、前記プレパターニン
グ薄膜を含んでなるパターニング薄膜を形成する工程
と、を含むことを特徴とする。
【００１７】本発明のレジストパターンの作製方法によ
れば、従来の方法によって得たプレレジストパターンに
対して上述した酸素ガスに対してフッ素ガス及び窒素／
水素混合ガスの少なくとも一方を含む雰囲気中でアッシ
ング処理を施すことにより、このプレレジストパターン
をさらに狭小化している。したがって、光学的理論限界
を超えて狭小化されたレジストパターンを作製すること
ができる。このため、このような狭小化されたレジスト
パターンを用いた本発明の薄膜のパターニング方法によ
れば、極めて狭小なパターニングを実施することができ
る。
れば、従来の方法によって得たプレレジストパターンに
対して上述した酸素ガスに対してフッ素ガス及び窒素／
水素混合ガスの少なくとも一方を含む雰囲気中でアッシ
ング処理を施すことにより、このプレレジストパターン
をさらに狭小化している。したがって、光学的理論限界
を超えて狭小化されたレジストパターンを作製すること
ができる。このため、このような狭小化されたレジスト
パターンを用いた本発明の薄膜のパターニング方法によ
れば、極めて狭小なパターニングを実施することができ
る。
【００１８】また、前記Ｔ形状又は逆台形のプレレジス
トパターンを作製した際、プレレジストパターン本体の
大きさに比較して、前記プレレジストパターンと基材と
の間の接触面積を比較的大きくすることができる。した
がって、前記レジストパターンの前記基材に対する密着
力をある程度確保すことができる。このため、プレレジ
ストパターン現像処理時などの剥離を防止することがで
きる。さらには、狭小化されて基材との接触面積が小さ
くなっているにもかかわらず、アッシング処理時には物
理的な力が前記プレレジストパターンに加わらないた
め、狭小化されたレジストパターンの剥離及び転倒を防
止することができる。
トパターンを作製した際、プレレジストパターン本体の
大きさに比較して、前記プレレジストパターンと基材と
の間の接触面積を比較的大きくすることができる。した
がって、前記レジストパターンの前記基材に対する密着
力をある程度確保すことができる。このため、プレレジ
ストパターン現像処理時などの剥離を防止することがで
きる。さらには、狭小化されて基材との接触面積が小さ
くなっているにもかかわらず、アッシング処理時には物
理的な力が前記プレレジストパターンに加わらないた
め、狭小化されたレジストパターンの剥離及び転倒を防
止することができる。
【００１９】さらに、アッシング処理によってレジスト
パターンを狭小化しているため、本体部分の立ち上がり
角度が大きくなって緩やかになる、あるいは本体部分の
立ち上がり部分が丸みを帯びるようになる。このため、
薄膜のパターニング幅は、レジストパターンの本体部分
の底部に近い部分の幅で決定される。したがって、レジ
ストパターンにおける任意の最大幅部分で決定される従
来のパターニング方法と比較して、さらなる薄膜パター
ニング幅の狭小化を達成することができる。
パターンを狭小化しているため、本体部分の立ち上がり
角度が大きくなって緩やかになる、あるいは本体部分の
立ち上がり部分が丸みを帯びるようになる。このため、
薄膜のパターニング幅は、レジストパターンの本体部分
の底部に近い部分の幅で決定される。したがって、レジ
ストパターンにおける任意の最大幅部分で決定される従
来のパターニング方法と比較して、さらなる薄膜パター
ニング幅の狭小化を達成することができる。
【００２０】上記レジストパターンの作製方法及び薄膜
のパターニング方法における「所定の基材」とは、基板
単体のみならず、基板上において以下に示す被ミリング
薄膜やマイクロデバイスを構成する所定の下地層が形成
されている場合をも含む。なお、アッシング処理とは、
酸素プラズマを用いて有機薄膜部分を灰化除去する処理
のことを言う。
のパターニング方法における「所定の基材」とは、基板
単体のみならず、基板上において以下に示す被ミリング
薄膜やマイクロデバイスを構成する所定の下地層が形成
されている場合をも含む。なお、アッシング処理とは、
酸素プラズマを用いて有機薄膜部分を灰化除去する処理
のことを言う。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面と関連させ
ながら発明の実施の形態に基づいて詳細に説明する。図
１〜７は、本発明の薄膜パターニング方法の一例を示す
工程図である。本例においては、本発明にしたがってＢ
ｉ−ｌａｙｅｒ型のプレレジストパターンを用いてレジ
ストパターンを作製し、ミリング法によって薄膜のパタ
ーニングを実施する場合について示す。
ながら発明の実施の形態に基づいて詳細に説明する。図
１〜７は、本発明の薄膜パターニング方法の一例を示す
工程図である。本例においては、本発明にしたがってＢ
ｉ−ｌａｙｅｒ型のプレレジストパターンを用いてレジ
ストパターンを作製し、ミリング法によって薄膜のパタ
ーニングを実施する場合について示す。
【００２２】最初に、図１に示すように、基板１上にス
パッタリング法などで被ミリング薄膜２を形成する。次
いで、図２に示すように、被ミリング薄膜２上にポリメ
チルグルタルイミド（以下、略して「ＰＭＧＩ」という
場合がある）層３を塗布して形成する。次いで、図３に
示すように、ＰＭＧＩ層３上に例えばポジ型のフォトレ
ジスト層４を塗布して形成する。
パッタリング法などで被ミリング薄膜２を形成する。次
いで、図２に示すように、被ミリング薄膜２上にポリメ
チルグルタルイミド（以下、略して「ＰＭＧＩ」という
場合がある）層３を塗布して形成する。次いで、図３に
示すように、ＰＭＧＩ層３上に例えばポジ型のフォトレ
ジスト層４を塗布して形成する。
【００２３】その後、図４に示すように、所定のマスク
５を介して、例えば、ＵＶ照射を実施することによって
フォトレジスト層４を露光する。次いで、フォトレジス
ト層４に対して現像処理を行うとともに、ＰＭＧＩ層３
の残部を所定のアルカリ水溶液などで除去することによ
って、図５に示すようなＴ形状のプレレジストパターン
６を得る。その後、プレレジストパターン６に、酸素ガ
スに対してフッ素ガス及び窒素／水素混合ガスの少なく
とも一方を含む雰囲気中でアッシング処理を施し、図７
に示すような狭小化されたレジストパターン７を得る。
５を介して、例えば、ＵＶ照射を実施することによって
フォトレジスト層４を露光する。次いで、フォトレジス
ト層４に対して現像処理を行うとともに、ＰＭＧＩ層３
の残部を所定のアルカリ水溶液などで除去することによ
って、図５に示すようなＴ形状のプレレジストパターン
６を得る。その後、プレレジストパターン６に、酸素ガ
スに対してフッ素ガス及び窒素／水素混合ガスの少なく
とも一方を含む雰囲気中でアッシング処理を施し、図７
に示すような狭小化されたレジストパターン７を得る。
【００２４】アッシング処理は、プレレジストパターン
６を含む基板１全体を、減圧下において高周波コイル又
は平板電極などによって発生させた酸素プラズマ中に設
置することによって実施する。この際において、基板１
はプレレジストパターン６が酸素プラズマの中心部に位
置するように設置する。したがって、基板１及び被ミリ
ング薄膜２に、このような酸素プラズマによる損傷をほ
とんど与えることなく、プレレジストパターン６のみを
正確にアッシング処理することができる。
６を含む基板１全体を、減圧下において高周波コイル又
は平板電極などによって発生させた酸素プラズマ中に設
置することによって実施する。この際において、基板１
はプレレジストパターン６が酸素プラズマの中心部に位
置するように設置する。したがって、基板１及び被ミリ
ング薄膜２に、このような酸素プラズマによる損傷をほ
とんど与えることなく、プレレジストパターン６のみを
正確にアッシング処理することができる。
【００２５】なお、前記フッ素系ガスとしては、四塩化
フッ素を例示することができる。
フッ素を例示することができる。
【００２６】次いで、レジストパターン７を介して被ミ
リング薄膜２に対してミリング処理を施すことにより、
図７に示すようにこの被ミリング薄膜２を微細にパター
ニングすることができ、微細なパターニング薄膜９を得
ることができる。レジストパターン７は最終的には所定
の溶剤によって溶解除去する。
リング薄膜２に対してミリング処理を施すことにより、
図７に示すようにこの被ミリング薄膜２を微細にパター
ニングすることができ、微細なパターニング薄膜９を得
ることができる。レジストパターン７は最終的には所定
の溶剤によって溶解除去する。
【００２７】なお、本例においては、Ｔ形状のレジスト
パターンを形成する場合について述べているが、ＰＭＧ
Ｉ層のアルカリ水溶液による溶解除去時間及び濃度など
を適宜に調節することによって、図８に示すような逆台
形状のプレレジストパターン１６を得ることができ、こ
れにアッシング処理を施すことによって、図９に示すよ
うな逆台形状の狭小化されたレジストパターン１７を得
ることができる。逆台形状のプレレジストパターンは、
例えば、Ｔ形状のプレレジストパターンと比較して、溶
解除去時間を短く、及び／又はアルカリ水溶液の濃度を
低くすることによって得ることができる。
パターンを形成する場合について述べているが、ＰＭＧ
Ｉ層のアルカリ水溶液による溶解除去時間及び濃度など
を適宜に調節することによって、図８に示すような逆台
形状のプレレジストパターン１６を得ることができ、こ
れにアッシング処理を施すことによって、図９に示すよ
うな逆台形状の狭小化されたレジストパターン１７を得
ることができる。逆台形状のプレレジストパターンは、
例えば、Ｔ形状のプレレジストパターンと比較して、溶
解除去時間を短く、及び／又はアルカリ水溶液の濃度を
低くすることによって得ることができる。
【００２８】このようなＴ形状及び逆台形状のレジスト
パターンを用いてパターニング薄膜９を形成する場合に
おいては、被ミリング薄膜２から飛散してくる被ミリン
グ材は、そのほとんどがレジストパターン７の狭小化さ
れていない本体部分７−１又はレジストパターン１７の
狭小化されていない本体部分１７−１に部分的に付着す
る。したがって、この付着した被ミリング材はレジスト
パターンの溶解除去にともなって除去されるため、バリ
として残存することがなくなる。そして、このレジスト
パターンを溶解除去する際の溶剤の回り込みも効果的に
行われるため、レジストパターンの溶解除去も効率的に
行うことができる。
パターンを用いてパターニング薄膜９を形成する場合に
おいては、被ミリング薄膜２から飛散してくる被ミリン
グ材は、そのほとんどがレジストパターン７の狭小化さ
れていない本体部分７−１又はレジストパターン１７の
狭小化されていない本体部分１７−１に部分的に付着す
る。したがって、この付着した被ミリング材はレジスト
パターンの溶解除去にともなって除去されるため、バリ
として残存することがなくなる。そして、このレジスト
パターンを溶解除去する際の溶剤の回り込みも効果的に
行われるため、レジストパターンの溶解除去も効率的に
行うことができる。
【００２９】また、アッシング処理によって前記Ｔ形状
又は逆台形の狭小化されたレジストパターンを作製した
際、プレレジストパターン本体部分６−１又は１６−１
の大きさに比較して、プレレジストパターンの下方部分
６−２又は１６−２と被ミリング薄膜２との接触面積を
比較的大きくすることができる。したがって、プレレジ
ストパターン６又は１６の被ミリング薄膜２に対する密
着力をある程度確保することができ、プレレジストパタ
ーン現像処理時などの剥離を防止することができる。さ
らには、狭小化されて基材との接触面積が小さくなって
いるにもかかわらず、アッシング処理時には物理的な力
がプレレジストパターン６又は１６に加わらないため、
狭小化されたレジストパターンの剥離及び転倒を防止す
ることができる。
又は逆台形の狭小化されたレジストパターンを作製した
際、プレレジストパターン本体部分６−１又は１６−１
の大きさに比較して、プレレジストパターンの下方部分
６−２又は１６−２と被ミリング薄膜２との接触面積を
比較的大きくすることができる。したがって、プレレジ
ストパターン６又は１６の被ミリング薄膜２に対する密
着力をある程度確保することができ、プレレジストパタ
ーン現像処理時などの剥離を防止することができる。さ
らには、狭小化されて基材との接触面積が小さくなって
いるにもかかわらず、アッシング処理時には物理的な力
がプレレジストパターン６又は１６に加わらないため、
狭小化されたレジストパターンの剥離及び転倒を防止す
ることができる。
【００３０】さらに、アッシング処理によってレジスト
パターンを狭小化しているため、例えば、レジストパタ
ーン本体部分１７−１の立ち上がり角度θが大きくなっ
て緩やかになる、あるいは丸みを帯びてくる。このた
め、薄膜のパターニング幅は、レジストパターン本体部
分１７−１の底部に近い部分の幅で決定される。したが
って、レジストパターンにおける任意の最大幅部分で決
定される従来のパターニング方法と比較して、さらなる
薄膜パターニング幅の狭小化を達成することができる。
パターンを狭小化しているため、例えば、レジストパタ
ーン本体部分１７−１の立ち上がり角度θが大きくなっ
て緩やかになる、あるいは丸みを帯びてくる。このた
め、薄膜のパターニング幅は、レジストパターン本体部
分１７−１の底部に近い部分の幅で決定される。したが
って、レジストパターンにおける任意の最大幅部分で決
定される従来のパターニング方法と比較して、さらなる
薄膜パターニング幅の狭小化を達成することができる。
【００３１】本発明においては、画像反転機能が付与さ
れたレジスト剤からなるプレレジストパターンから狭小
化されたレジストパターンを作製し、このレジストパタ
ーンを用いてミリング法によって薄膜のパターニングを
実施する場合においても、基本的には図１〜７に示され
た工程にしたがって実施することができる。
れたレジスト剤からなるプレレジストパターンから狭小
化されたレジストパターンを作製し、このレジストパタ
ーンを用いてミリング法によって薄膜のパターニングを
実施する場合においても、基本的には図１〜７に示され
た工程にしたがって実施することができる。
【００３２】但し、図２及び３において、ＰＭＧＩ層及
びポジ型のフォトレジスト層を形成する代わりに、上記
画像反転機能が付与されたレジスト剤を塗布してフォト
レジスト層を単一に形成する。そして、このフォトレジ
スト層は前記画像反転機能が付与されてポジ型からネガ
ティブ型に変化しているため、図７に示すようなパター
ニング薄膜９を得るためには、図４において、マスク５
に相当する部分に開口部を有するマスクを用いる。そし
て、露光処理さらには加熱処理を経た後に、現像処理を
実施する。この加熱処理は、画像反転を生ぜしめるべく
所定の脱カルボニル反応を引き起こすためのものであ
る。
びポジ型のフォトレジスト層を形成する代わりに、上記
画像反転機能が付与されたレジスト剤を塗布してフォト
レジスト層を単一に形成する。そして、このフォトレジ
スト層は前記画像反転機能が付与されてポジ型からネガ
ティブ型に変化しているため、図７に示すようなパター
ニング薄膜９を得るためには、図４において、マスク５
に相当する部分に開口部を有するマスクを用いる。そし
て、露光処理さらには加熱処理を経た後に、現像処理を
実施する。この加熱処理は、画像反転を生ぜしめるべく
所定の脱カルボニル反応を引き起こすためのものであ
る。
【００３３】この場合においても、上記フォトレジスト
層の露光及び現像処理条件を適宜に選択することによっ
て、Ｔ形状及び逆台形状のプレレジストパターン及び狭
小化されたレジストパターンを得ることができる。例え
ば、現像処理時間を長くすることにより、及び／又は現
像液を高濃度にすることによって、逆台形状からＴ形状
へシフトさせることができる。
層の露光及び現像処理条件を適宜に選択することによっ
て、Ｔ形状及び逆台形状のプレレジストパターン及び狭
小化されたレジストパターンを得ることができる。例え
ば、現像処理時間を長くすることにより、及び／又は現
像液を高濃度にすることによって、逆台形状からＴ形状
へシフトさせることができる。
【００３４】本例に示すように、画像反転機能を有する
レジスト剤を用いる場合、上記加熱処理の後であって前
記現像処理の前において、前記フォトレジスト層を一様
に露光することもできる。これによって、前記露光処理
において未露光であった部分をも効果的に露光すること
ができ、高濃度の現像液などを用いなくとも上記Ｔ形状
又は逆台形状のレジストパターンを簡易に形成すること
ができる。
レジスト剤を用いる場合、上記加熱処理の後であって前
記現像処理の前において、前記フォトレジスト層を一様
に露光することもできる。これによって、前記露光処理
において未露光であった部分をも効果的に露光すること
ができ、高濃度の現像液などを用いなくとも上記Ｔ形状
又は逆台形状のレジストパターンを簡易に形成すること
ができる。
【００３５】画像反転機能を有するレジスト剤を構成す
るアルカリ可溶性フェノール樹脂としては、特許第２９
２２８５５号に記載されているように、フェノールホル
ムアルデヒドノボラック樹脂、クレゾールホルムアルデ
ヒドノボラック樹脂などを例示することができる。
るアルカリ可溶性フェノール樹脂としては、特許第２９
２２８５５号に記載されているように、フェノールホル
ムアルデヒドノボラック樹脂、クレゾールホルムアルデ
ヒドノボラック樹脂などを例示することができる。
【００３６】同じく、画像反転機能を有するレジスト剤
を構成するナフトキノンジアジドとしては、特許第２９
２２８５５号に記載されているように、ヒドロキシリル
化合物の一種やｏ−ベンゾあるいはｏ―ナフトキノンジ
アジドスルホン酸のエステルなどを用いることができ
る。
を構成するナフトキノンジアジドとしては、特許第２９
２２８５５号に記載されているように、ヒドロキシリル
化合物の一種やｏ−ベンゾあるいはｏ―ナフトキノンジ
アジドスルホン酸のエステルなどを用いることができ
る。
【００３７】画像反転機能を付与するネガティブワーキ
ング化剤としては、特許第２９２２８５５号に記載され
ているように、アミン、水酸基を有する芳香族炭化水
素、１−ヒドロキシエチル−２−アルキルイミダゾリ
ン、又はシエラックなどを例示することができる。
ング化剤としては、特許第２９２２８５５号に記載され
ているように、アミン、水酸基を有する芳香族炭化水
素、１−ヒドロキシエチル−２−アルキルイミダゾリ
ン、又はシエラックなどを例示することができる。
【００３８】本発明においては、ＭＧタイプのレジスト
剤からなるプレレジストパターンからレジストパターン
を作製し、ミリング法によって薄膜のパターニングを実
施する場合においても基本的には図１〜７に示す工程に
したがって実施することができる。
剤からなるプレレジストパターンからレジストパターン
を作製し、ミリング法によって薄膜のパターニングを実
施する場合においても基本的には図１〜７に示す工程に
したがって実施することができる。
【００３９】但し、図２及び３において、ＰＭＧＩ層及
びポジ型のフォトレジスト層を形成する代わりに、上記
ＭＧタイプのレジスト剤を塗布してフォトレジスト層を
単一に形成する。その後は、図４及び５に示す工程にし
たがって露光及び現像処理を実施してプレレジストパタ
ーンを形成し、アッシング処理を施して所定の狭小化さ
れたレジストパターンを得る。なお、ＭＧタイプのレジ
スト剤を塗布後、及び／又は露光処理と現像処理との間
において、溶解促進剤の基板側への偏移を促進させる目
的で前記フォトレジスト層に加熱処理を施すこともでき
る。
びポジ型のフォトレジスト層を形成する代わりに、上記
ＭＧタイプのレジスト剤を塗布してフォトレジスト層を
単一に形成する。その後は、図４及び５に示す工程にし
たがって露光及び現像処理を実施してプレレジストパタ
ーンを形成し、アッシング処理を施して所定の狭小化さ
れたレジストパターンを得る。なお、ＭＧタイプのレジ
スト剤を塗布後、及び／又は露光処理と現像処理との間
において、溶解促進剤の基板側への偏移を促進させる目
的で前記フォトレジスト層に加熱処理を施すこともでき
る。
【００４０】この場合においても、上記フォトレジスト
層の露光及び現像処理条件を適宜に選択することによっ
て、Ｔ形状及び逆台形状のプレレジストパターン及び狭
小化されたレジストパターンを得ることができる。例え
ば、現像処理時間を長くすることにより、及び／又は現
像液を高濃度にすることによって、逆台形状からＴ形状
へシフトさせることができる。
層の露光及び現像処理条件を適宜に選択することによっ
て、Ｔ形状及び逆台形状のプレレジストパターン及び狭
小化されたレジストパターンを得ることができる。例え
ば、現像処理時間を長くすることにより、及び／又は現
像液を高濃度にすることによって、逆台形状からＴ形状
へシフトさせることができる。
【００４１】ＭＧタイプのレジスト剤におけるフェノー
ル性の溶解促進剤としては、特許第２９７３８７４号に
記載されているような、フェノール水酸基を有し、ベン
ゼン環の数が２〜５個である下式（１）又は（２）で示
される低核体を用いることができる。
ル性の溶解促進剤としては、特許第２９７３８７４号に
記載されているような、フェノール水酸基を有し、ベン
ゼン環の数が２〜５個である下式（１）又は（２）で示
される低核体を用いることができる。
【００４２】
【化１】
【００４３】
【化２】
【００４４】次に、本発明にしたがってＢｉ−ｌａｙｅ
ｒ型のプレレジストパターンを用いてレジストパターン
を作製し、リフトオフ法によって薄膜のパターニングを
実施する場合について示す。図１０〜１５は、本薄膜パ
ターニング方法を示す工程図である。
ｒ型のプレレジストパターンを用いてレジストパターン
を作製し、リフトオフ法によって薄膜のパターニングを
実施する場合について示す。図１０〜１５は、本薄膜パ
ターニング方法を示す工程図である。
【００４５】最初に、図１０に示すように、基板２１上
に、ＰＭＧＩ層２３及び例えばポジ型のフォトレジスト
層２４を塗布して形成する。次いで、図１１に示すよう
に、所定のマスク２５を介して、例えば、ＵＶを照射
し、フォトレジスト層２４を露光する。次いで、フォト
レジスト層２４に対して現像処理を施すとともに、所定
のアルカリ水溶液を用いてＰＭＧＩ層２３を部分的に溶
解除去することによって、図１２に示すような、プレレ
ジストパターン２６を形成する。
に、ＰＭＧＩ層２３及び例えばポジ型のフォトレジスト
層２４を塗布して形成する。次いで、図１１に示すよう
に、所定のマスク２５を介して、例えば、ＵＶを照射
し、フォトレジスト層２４を露光する。次いで、フォト
レジスト層２４に対して現像処理を施すとともに、所定
のアルカリ水溶液を用いてＰＭＧＩ層２３を部分的に溶
解除去することによって、図１２に示すような、プレレ
ジストパターン２６を形成する。
【００４６】次いで、上述した酸素ガスに対してフッ素
ガス及び窒素／水素混合ガスの少なくとも一方を含む雰
囲気中でのアッシング処理を施すことによってプレレジ
ストパターン２６を狭小化し、図１３に示すような狭小
化されたレジストパターン２７を得る。次いで、基板２
１上にレジストパターン２７を覆うようにして被パター
ニング薄膜２８を形成する。その後、レジストパターン
２７を所定の有機溶媒を用いて溶解除去することによ
り、パターニング薄膜２９を得る。
ガス及び窒素／水素混合ガスの少なくとも一方を含む雰
囲気中でのアッシング処理を施すことによってプレレジ
ストパターン２６を狭小化し、図１３に示すような狭小
化されたレジストパターン２７を得る。次いで、基板２
１上にレジストパターン２７を覆うようにして被パター
ニング薄膜２８を形成する。その後、レジストパターン
２７を所定の有機溶媒を用いて溶解除去することによ
り、パターニング薄膜２９を得る。
【００４７】画像反転機能を有するレジスト剤からなる
プレレジストパターンからレジストパターンを形成する
場合は、前記ミリング法の場合と同様に、ＰＭＧＩ層及
びポジ型のフォトレジスト層を形成する代わりに、上記
画像反転機能が付与されたレジスト剤を塗布してフォト
レジスト層を単一に形成し、露光処理及び現像処理の間
において加熱処理を実施してレジストパターンを形成す
る。その後は、図１３〜１５に示す工程にしたがってパ
ターニング薄膜を形成する。
プレレジストパターンからレジストパターンを形成する
場合は、前記ミリング法の場合と同様に、ＰＭＧＩ層及
びポジ型のフォトレジスト層を形成する代わりに、上記
画像反転機能が付与されたレジスト剤を塗布してフォト
レジスト層を単一に形成し、露光処理及び現像処理の間
において加熱処理を実施してレジストパターンを形成す
る。その後は、図１３〜１５に示す工程にしたがってパ
ターニング薄膜を形成する。
【００４８】前述したように、図１５に示すようなパタ
ーニング薄膜２９を形成する場合においては、画像反転
機能が付与されてフォトレジスト層がポジ型からネガテ
ィブ型に変化しているため、マスク２５の代わりに、こ
の部分に開口部を有するマスクを用いて露光処理を実施
する。また、上記同様の目的で、フォトレジスト層に対
して一様露光処理を実施することもできる。
ーニング薄膜２９を形成する場合においては、画像反転
機能が付与されてフォトレジスト層がポジ型からネガテ
ィブ型に変化しているため、マスク２５の代わりに、こ
の部分に開口部を有するマスクを用いて露光処理を実施
する。また、上記同様の目的で、フォトレジスト層に対
して一様露光処理を実施することもできる。
【００４９】ＭＧタイプのレジスト剤からなるプレレジ
ストパターンからレジストパターンを形成する場合は、
前記ミリング法の場合と同様に、ＰＭＧＩ層及びポジ型
のフォトレジスト層を形成する代わりに、上記ＭＧタイ
プのレジスト剤を塗布してフォトレジスト層を単一に形
成し、その後は、図１１〜１５に示す工程にしたがって
露光処理などを施すことにより、パターニング薄膜を得
ることができる。
ストパターンからレジストパターンを形成する場合は、
前記ミリング法の場合と同様に、ＰＭＧＩ層及びポジ型
のフォトレジスト層を形成する代わりに、上記ＭＧタイ
プのレジスト剤を塗布してフォトレジスト層を単一に形
成し、その後は、図１１〜１５に示す工程にしたがって
露光処理などを施すことにより、パターニング薄膜を得
ることができる。
【００５０】本リフトオフ法によって薄膜をパターニン
グする場合においても、上記ミリング法の場合と同様に
露光及び現像処理における条件を適宜に設定することに
よって、Ｔ形状又は逆台形状のレジストパターンを形成
することができる。
グする場合においても、上記ミリング法の場合と同様に
露光及び現像処理における条件を適宜に設定することに
よって、Ｔ形状又は逆台形状のレジストパターンを形成
することができる。
【００５１】次に、本発明にしたがってＢｉ−ｌａｙｅ
ｒ型のプレレジストパターンを用いてレジストパターン
を作製し、ミリング法とリフトオフ法とを併用して薄膜
のパターニングを実施する場合について示す。図１６〜
１８は、本薄膜パターニング方法を示す工程図である。
ｒ型のプレレジストパターンを用いてレジストパターン
を作製し、ミリング法とリフトオフ法とを併用して薄膜
のパターニングを実施する場合について示す。図１６〜
１８は、本薄膜パターニング方法を示す工程図である。
【００５２】最初に、図１〜６に示すミリング法による
薄膜のパターニング方法の工程にしたがって、図１６に
示すような基板３１上にプレパターニング薄膜３８及び
レジストパターン３７を形成する。次いで、上記リフト
オフ法の場合と同様にして、図１７に示すように、基板
３１上にレジストパターン３７を覆うようにして被パタ
ーニング薄膜４８を形成する。その後、レジストパター
ン３７を溶解除去することにより、図１８に示すように
パターニング薄膜４９を形成する。
薄膜のパターニング方法の工程にしたがって、図１６に
示すような基板３１上にプレパターニング薄膜３８及び
レジストパターン３７を形成する。次いで、上記リフト
オフ法の場合と同様にして、図１７に示すように、基板
３１上にレジストパターン３７を覆うようにして被パタ
ーニング薄膜４８を形成する。その後、レジストパター
ン３７を溶解除去することにより、図１８に示すように
パターニング薄膜４９を形成する。
【００５３】本薄膜パターニング方法においても、前述
したように画像反転機能を有するレジスト剤又はＭＧタ
イプのレジスト剤を用いて、レジストパターンを形成
し、これによって上記のようなパターニング薄膜を形成
することもできる。
したように画像反転機能を有するレジスト剤又はＭＧタ
イプのレジスト剤を用いて、レジストパターンを形成
し、これによって上記のようなパターニング薄膜を形成
することもできる。
【００５４】本発明のレジストパターンの作製方法、及
びこれを用いた薄膜のパターニング方法は、半導体レー
ザ、光アイソレータ、マイクロアクチュエータ及び薄膜
磁気ヘッドなどのマイクロデバイスの製造において好適
に用いることができる。そして、特に、高密度記録再生
などの観点から素子の微細化が要求される薄膜磁気ヘッ
ドにおいて好適に用いることができる。
びこれを用いた薄膜のパターニング方法は、半導体レー
ザ、光アイソレータ、マイクロアクチュエータ及び薄膜
磁気ヘッドなどのマイクロデバイスの製造において好適
に用いることができる。そして、特に、高密度記録再生
などの観点から素子の微細化が要求される薄膜磁気ヘッ
ドにおいて好適に用いることができる。
【００５５】本発明のレジストパターンの作製方法及び
薄膜パターニング方法を用いて薄膜磁気ヘッドの巨大磁
気抵抗効果素子（以下、略して「ＧＭＲ素子」という場
合がある）を形成する場合について説明する。図１９〜
２２は、前記ＧＭＲ素子を形成する場合の工程図であ
る。なお、図１９〜２２においては、磁極部分のエアベ
アリング面（媒体対向面）に平行な断面の様子を示して
いる。
薄膜パターニング方法を用いて薄膜磁気ヘッドの巨大磁
気抵抗効果素子（以下、略して「ＧＭＲ素子」という場
合がある）を形成する場合について説明する。図１９〜
２２は、前記ＧＭＲ素子を形成する場合の工程図であ
る。なお、図１９〜２２においては、磁極部分のエアベ
アリング面（媒体対向面）に平行な断面の様子を示して
いる。
【００５６】最初に、図１９に示すように、例えばアル
ティツク（Ａ１２O３・ＴｉＣ）よりなる基板１０１の
上に、例えばアルミナ（Ａ１２O３）よりなる絶縁層１
０２を形成する。次いで、絶縁層１０２の上に、磁性材
料よりなる再生ヘッド用の下部シールド層１０３を形成
する。次いで、下部シールド層１０３の上に、アルミナ
等の絶縁材料よりなる第１のシールドギャップ薄膜１０
４ａを形成する。
ティツク（Ａ１２O３・ＴｉＣ）よりなる基板１０１の
上に、例えばアルミナ（Ａ１２O３）よりなる絶縁層１
０２を形成する。次いで、絶縁層１０２の上に、磁性材
料よりなる再生ヘッド用の下部シールド層１０３を形成
する。次いで、下部シールド層１０３の上に、アルミナ
等の絶縁材料よりなる第１のシールドギャップ薄膜１０
４ａを形成する。
【００５７】次いで、第１のシールドギャップ薄膜１０
４ａの上に、後述するＧＭＲ素子を形成すべき領域を除
いて、アルミナ等の絶縁材料よりなる第２のシールドギ
ャップ薄膜１０４ｂを形成する。次に、第２のシールド
ギャップ薄膜１０４ｂの上に、ＧＭＲ素子を構成すべき
磁性層１０５ａを形成する。次いで、磁性層１０５ａを
下地層とし含む基板１０１上において、上記図１〜６に
示すような工程を実施して、ＧＭＲ素子を形成すべき位
置にレジストパターン３７を形成する。
４ａの上に、後述するＧＭＲ素子を形成すべき領域を除
いて、アルミナ等の絶縁材料よりなる第２のシールドギ
ャップ薄膜１０４ｂを形成する。次に、第２のシールド
ギャップ薄膜１０４ｂの上に、ＧＭＲ素子を構成すべき
磁性層１０５ａを形成する。次いで、磁性層１０５ａを
下地層とし含む基板１０１上において、上記図１〜６に
示すような工程を実施して、ＧＭＲ素子を形成すべき位
置にレジストパターン３７を形成する。
【００５８】次いで、図２０に示すように、レジストパ
ターン３７をマスクとして、イオンミリングなどによっ
て、磁性層１０５ａを選択的にエッチングして、ＧＭＲ
素子１０５を形成する。次いで、図２１に示したよう
に、図１７に示す工程にしたがって第１のシールドギャ
ップ薄膜１０４ａ、第２のシールドギャップ薄膜１０４
ｂ及びレジストパターン１０の上の全面に、ＧＭＲ素子
１０５に電気的に接続される一対のリード層１０６を、
所定のパターンに形成する。その後、レジストパターン
３７を溶解除去する。
ターン３７をマスクとして、イオンミリングなどによっ
て、磁性層１０５ａを選択的にエッチングして、ＧＭＲ
素子１０５を形成する。次いで、図２１に示したよう
に、図１７に示す工程にしたがって第１のシールドギャ
ップ薄膜１０４ａ、第２のシールドギャップ薄膜１０４
ｂ及びレジストパターン１０の上の全面に、ＧＭＲ素子
１０５に電気的に接続される一対のリード層１０６を、
所定のパターンに形成する。その後、レジストパターン
３７を溶解除去する。
【００５９】すなわち、図１９〜２１の工程において
は、ミリング法とリフトオフ法とを併用することによっ
て、ＧＭＲ素子１０５及び一対のリード層１０６からな
るパターニング薄膜を得る。
は、ミリング法とリフトオフ法とを併用することによっ
て、ＧＭＲ素子１０５及び一対のリード層１０６からな
るパターニング薄膜を得る。
【００６０】次いで、図２２に示すように、シールドギ
ャップ薄膜１０４ａ，１０４ｂ、ＧＭＲ素子１０５およ
びリード層１０６の上に、アルミナ等の絶縁材料よりな
る第３のシールドギャップ薄膜１０７ａを形成し、ＧＭ
Ｒ素子１０５をシールドギャップ薄膜１０４ａ，１０７
ａ間に埋設する。次いで、ＧＭＲ素子１０５の近傍を除
く、第３のシールドギャップ薄膜１０７ａの上に、アル
ミナ等の絶縁材料よりなる第４のシールドギャップ薄膜
１０７ｂを形成する。
ャップ薄膜１０４ａ，１０４ｂ、ＧＭＲ素子１０５およ
びリード層１０６の上に、アルミナ等の絶縁材料よりな
る第３のシールドギャップ薄膜１０７ａを形成し、ＧＭ
Ｒ素子１０５をシールドギャップ薄膜１０４ａ，１０７
ａ間に埋設する。次いで、ＧＭＲ素子１０５の近傍を除
く、第３のシールドギャップ薄膜１０７ａの上に、アル
ミナ等の絶縁材料よりなる第４のシールドギャップ薄膜
１０７ｂを形成する。
【００６１】その後は、上部シールド層兼下部磁極層１
０８（以下、「上部シールド層」と略す）、記録ギャッ
プ層１１２、上部磁極層１１４、図示しない薄膜コイ
ル、及び保護層１１５などを順次形成し、エアベアリン
グ面の研磨を実施して薄膜磁気ヘッドを得る。なお、図
２２においては、上部シールド層の側壁が垂直に自己整
合的に形成されたトリム構造を呈している。
０８（以下、「上部シールド層」と略す）、記録ギャッ
プ層１１２、上部磁極層１１４、図示しない薄膜コイ
ル、及び保護層１１５などを順次形成し、エアベアリン
グ面の研磨を実施して薄膜磁気ヘッドを得る。なお、図
２２においては、上部シールド層の側壁が垂直に自己整
合的に形成されたトリム構造を呈している。
【００６２】以上、具体例を挙げながら発明の実施の形
態に即して本発明を説明してきたが、本発明は上記内容
に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない
限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
態に即して本発明を説明してきたが、本発明は上記内容
に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない
限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレジスト
パターンの作製方法によれば、従来の方法によって得た
プレレジストパターンに対して、酸素ガスに対してフッ
素ガス及び窒素／水素混合ガスの少なくとも一方を含む
雰囲気中でアッシング処理を施すことにより、このプレ
レジストパターンをさらに狭小化している。したがっ
て、光学的理論限界を超えて狭小化されたレジストパタ
ーンを作製することができる。このため、このような狭
小化されたレジストパターンを用いた本発明の薄膜のパ
ターニング方法によれば、極めて狭小なパターニングを
実施することができる。
パターンの作製方法によれば、従来の方法によって得た
プレレジストパターンに対して、酸素ガスに対してフッ
素ガス及び窒素／水素混合ガスの少なくとも一方を含む
雰囲気中でアッシング処理を施すことにより、このプレ
レジストパターンをさらに狭小化している。したがっ
て、光学的理論限界を超えて狭小化されたレジストパタ
ーンを作製することができる。このため、このような狭
小化されたレジストパターンを用いた本発明の薄膜のパ
ターニング方法によれば、極めて狭小なパターニングを
実施することができる。
【００６４】また、Ｔ形状又は逆台形のプレレジストパ
ターンを作製した際、プレレジストパターン本体の大き
さに比較して、前記プレレジストパターンと基材との間
の接触面積を比較的大きくすることができる。したがっ
て、前記プレレジストパターンの前記基材に対する密着
力をある程度確保することができ、薄膜のパターニング
時の剥離を防止して高精度なパターニングを実施するこ
とができる。このため、プレレジストパターン現像処理
時などの剥離を防止することができる。さらには、狭小
化されて基材との接触面積が小さくなっているにもかか
わらず、アッシング処理時には物理的な力が前記プレレ
ジストパターンに加わらないため、狭小化されたレジス
トパターンの剥離及び転倒を防止することができる。
ターンを作製した際、プレレジストパターン本体の大き
さに比較して、前記プレレジストパターンと基材との間
の接触面積を比較的大きくすることができる。したがっ
て、前記プレレジストパターンの前記基材に対する密着
力をある程度確保することができ、薄膜のパターニング
時の剥離を防止して高精度なパターニングを実施するこ
とができる。このため、プレレジストパターン現像処理
時などの剥離を防止することができる。さらには、狭小
化されて基材との接触面積が小さくなっているにもかか
わらず、アッシング処理時には物理的な力が前記プレレ
ジストパターンに加わらないため、狭小化されたレジス
トパターンの剥離及び転倒を防止することができる。
【００６５】さらに、アッシング処理によってレジスト
パターンを狭小化しているため、本体部分の立ち上がり
角度が大きくなって緩やかになる、あるいは本体部分の
立ち上がり部分が丸みを帯びるようになる。このため、
薄膜のパターニング幅は、レジストパターンの本体部分
の底部に近い部分の幅で決定される。したがって、レジ
ストパターンにおける任意の最大幅部分で決定される従
来のパターニング方法と比較して、さらなる薄膜パター
ニング幅の狭小化を達成することができる。
パターンを狭小化しているため、本体部分の立ち上がり
角度が大きくなって緩やかになる、あるいは本体部分の
立ち上がり部分が丸みを帯びるようになる。このため、
薄膜のパターニング幅は、レジストパターンの本体部分
の底部に近い部分の幅で決定される。したがって、レジ
ストパターンにおける任意の最大幅部分で決定される従
来のパターニング方法と比較して、さらなる薄膜パター
ニング幅の狭小化を達成することができる。
【図１】 本発明の薄膜パターニング方法の一例におけ
る最初の工程を示す図である。
る最初の工程を示す図である。
【図２】 図１に示す工程の次の工程を示す図である。
【図３】 図２に示す工程の次の工程を示す図である。
【図４】 図３に示す工程の次の工程を示す図である。
【図５】 図４に示す工程の次の工程を示す図である。
【図６】 図５に示す工程の次の工程を示す図である。
【図７】 図６に示す工程の次の工程を示す図である。
【図８】 上記薄膜パターニング方法の一例の変形例を
示す図である。
示す図である。
【図９】 図８に示す工程の次の工程を示す図である。
【図１０】 本発明の薄膜パターニング方法の他の例に
おける最初の工程を示す図である。
おける最初の工程を示す図である。
【図１１】 図１０に示す工程の次の工程を示す図であ
る。
る。
【図１２】 図１１に示す工程の次の工程を示す図であ
る。
る。
【図１３】 図１２に示す工程の次の工程を示す図であ
る。
る。
【図１４】 図１３に示す工程の次の工程を示す図であ
る。
る。
【図１５】 図１４に示す工程の次の工程を示す図であ
る。
る。
【図１６】 本発明の薄膜パターニング方法のその他の
例における工程を示す図である。
例における工程を示す図である。
【図１７】 図１６に示す工程の次の工程を示す図であ
る。
る。
【図１８】 図１７に示す工程の次の工程を示す図であ
る。
る。
【図１９】 本発明のレジストパターンの作製方法及び
薄膜のパターニング方法を用いて、薄膜磁気ヘッドを製
造する場合についての工程を示す図である。
薄膜のパターニング方法を用いて、薄膜磁気ヘッドを製
造する場合についての工程を示す図である。
【図２０】 図１９に示す工程の次の工程を示す図であ
る。
る。
【図２１】 図２０に示す工程の次の工程を示す図であ
る。
る。
【図２２】 図２１に示す工程の次の工程を示す図であ
る。
る。
１、２１、３１ 基板
２ 被ミリング薄膜
３、２３ ポリメチルグルタルイミド層（ＰＭＧＩ層）
４、２４ ポジ型のフォトレジスト層
５、２５ マスク
６、１６、２６ プレレジストパターン
７、１７、２７、３７ レジストパターン
８、２９、４９ パターニング薄膜
２８、４８ 被パターニング薄膜
３８ プレパターニング薄膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 43/12
43/12 21/30 ５７０
５７６
(56)参考文献 特開2000−181082（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−267843（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−116402（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−233259（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−96909（ＪＰ，Ａ)
特開2001−85407（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03F 7/004 - 7/18
G03F 7/26 - 7/40
Claims (10)
- 【請求項１】 所定の基材上にポリメチルグルタルイミ
ド層を形成する工程と、 前記ポリメチルグルタルイミド層上にフォトレジスト層
を形成する工程と、 前記フォトレジスト層を、所定のマスクを介して露光す
る工程と、 前記フォトレジスト層を現像する工程と、 前記ポリメチルグルタルイミド層をアルカリ水溶液を用
いて部分的に除去して前記プレレジストパターンを形成
する工程と、 前記プレレジストパターンに、酸素ガスに対してフッ素
ガス及び窒素／水素混合ガスの少なくとも一方を含む雰
囲気中でアッシング処理を施すことにより、前記基材か
らの剥離を防止した状態で、光学理論限界以下にまで狭
小化したレジストパターンを形成する工程と、 を含むことを特徴とする、レジストパターンの作製方
法。 - 【請求項２】 前記プレレジストパターン及び前記レジ
ストパターンの縦方向の断面がＴ形状又は逆台形状を呈
することを特徴とする、請求項１に記載のレジストパタ
ーンの作製方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載のレジストパター
ンを用いて薄膜のパターニングを行うことを特徴とす
る、薄膜のパターニング方法。 - 【請求項４】 所定の基材上に被ミリング薄膜を形成す
る工程と、 前記被ミリング薄膜上にポリメチルグルタルイミド層を
形成する工程と、 前記ポリメチルグルタルイミド層上にフォトレジスト層
を形成する工程と、 前記フォトレジスト層を、所定のマスクを介して露光す
る工程と、 前記フォトレジスト層を現像する工程と、 前記ポリメチルグルタルイミド層をアルカリ水溶液を用
いて部分的に除去し、上層部分が前記フォトレジスト層
からなり、下層部分が前記ポリメチルグルタルイミド層
からなるプレレジストパターンを形成する工程と、 前記プレレジストパターンに、酸素ガスに対してフッ素
ガス及び窒素／水素混合ガスの少なくとも一方を含む雰
囲気中でアッシング処理を施すことにより、前記基材か
らの剥離を防止した状態で、光学理論限界以下にまで狭
小化したレジストパターンを形成する工程と、 前記レジストパターンを介して前記被ミリング薄膜をミ
リングし、パターニングされた薄膜を形成する工程と、 を含むことを特徴とする、薄膜のパターニング方法。 - 【請求項５】 所定の基材上にポリメチルグルタルイミ
ド層を形成する工程と、 前記ポリメチルグルタルイミド層上にフォトレジスト層
を形成する工程と、 前記フォトレジスト層を、所定のマスクを介して露光す
る工程と、 前記フォトレジスト層を現像する工程と、 前記ポリメチルグルタルイミド層をアルカリ水溶液を用
いて部分的に除去し、 上層部分が前記フォトレジスト層からなり、下層部分が
前記ポリメチルグルタルイミド層からなるプレレジスト
パターンを形成する工程と、 前記プレレジストパターンに、酸素ガスに対してフッ素
ガス及び窒素／水素混合ガスの少なくとも一方を含む雰
囲気中でアッシング処理を施すことにより、前記基材か
らの剥離を防止した状態で、光学理論限界以下にまで狭
小化したレジストパターンを形成する工程と、 前記所定の基材上に前記レジストパターンを覆うように
して被パターニング薄膜を形成する工程と、 前記レジストパターンをリフトオフすることにより、パ
ターニングされた薄膜を形成する工程と、 を含むことを特徴とする、薄膜のパターニング方法。 - 【請求項６】 所定の基材上に被ミリング薄膜を形成す
る工程と、 前記被ミリング薄膜上にポリメチルグルタルイミド層を
形成する工程と、 前記ポリメチルグルタルイミド層上にフォトレジスト層
を形成する工程と、 前記フォトレジスト層を、所定のマスクを介して露光す
る工程と、 前記フォトレジスト層を現像する工程と、 前記ポリメチルグルタルイミド層をアルカリ水溶液を用
いて部分的に除去し、上層部分が前記フォトレジスト層
からなり、下層部分が前記ポリメチルグルタルイミド層
からなるプレレジストパターンを形成する工程と、 前記プレレジストパターンに、酸素ガスに対してフッ素
ガス及び窒素／水素混合ガスの少なくとも一方を含む雰
囲気中でアッシング処理を施すことにより、前記基材か
らの剥離を防止した状態で、光学理論限界以下にまで狭
小化したレジストパターンを形成する工程と、 前記レジストパターンを介して前記被ミリング薄膜をミ
リングし、プレパターニング薄膜を形成する工程と、 前記所定の基材上に前記レジストパターンを覆うように
して被パターニング薄膜を形成する工程と、 前記レジストパターンをリフトオフすることにより、前
記プレパターニング薄膜を含んでなるパターニング薄膜
を形成する工程と、 を含むことを特徴とする、薄膜のパターニング方法。 - 【請求項７】 前記プレレジストパターン及び前記レジ
ストパターンの縦方向の断面がＴ形状又は逆台形状を呈
することを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一に記
載の薄膜のパターニング方法。 - 【請求項８】 請求項３〜７のいずれか一に記載の薄膜
パターニング方法を用いてマイクロデバイスを作製する
ことを特徴とする、マイクロデバイスの製造方法。 - 【請求項９】 前記マイクロデバイスは、薄膜磁気ヘッ
ドであることを特徴とする、請求項８に記載のマイクロ
デバイスの製造方法。 - 【請求項１０】 請求項３〜７のいずれか一に記載の薄
膜パターニング方法を用いて磁気抵抗効果型薄膜素子を
形成することを特徴とする、請求項９に記載のマイクロ
デバイスの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000305683A JP3458352B2 (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | レジストパターンの作製方法、薄膜のパターニング方法、及びマイクロデバイスの製造方法 |
| US09/966,080 US6916597B2 (en) | 2000-10-05 | 2001-10-01 | Method for fabricating a resist pattern, a method for patterning a thin film and a method for manufacturing a micro device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000305683A JP3458352B2 (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | レジストパターンの作製方法、薄膜のパターニング方法、及びマイクロデバイスの製造方法 |
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|---|---|
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ID=18786497
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| JP4001232B2 (ja) * | 2002-12-26 | 2007-10-31 | Ｔｄｋ株式会社 | マスク形成方法、パターン化薄膜形成方法およびマイクロデバイスの製造方法 |
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| TWI294652B (en) * | 2006-04-03 | 2008-03-11 | Nanya Technology Corp | Method for forming a gate structure and a conductive line structure |
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| US8117737B2 (en) * | 2009-11-30 | 2012-02-21 | Tdk Corporation | Method of manufacturing magnetic head for perpendicular magnetic recording with shield around main magnetic pole |
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| EP0394597A1 (en) * | 1989-04-28 | 1990-10-31 | International Business Machines Corporation | Follow-up System for Monitoring the Etching Process in an RIE Equipment and its Application to Producing High-resolution and Reproducible Patterns |
| US5470491A (en) * | 1992-07-03 | 1995-11-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Process for producing a thin-film magnetic head having an insulation formed of a ladder-type silicone resin |
| US5820770A (en) * | 1992-07-21 | 1998-10-13 | Seagate Technology, Inc. | Thin film magnetic head including vias formed in alumina layer and process for making the same |
| JPH06267843A (ja) | 1993-03-10 | 1994-09-22 | Hitachi Ltd | パターン形成方法 |
| US5604073A (en) * | 1994-01-12 | 1997-02-18 | International Business Machines Corporation | Azo dyes as adhesion promotion additive in polydimethylglutarimide |
| JP2973874B2 (ja) | 1994-06-23 | 1999-11-08 | 信越化学工業株式会社 | パターン形成方法 |
| SG60011A1 (en) * | 1995-07-26 | 1999-02-22 | Tdk Corp | Resist pattern of t-shaped cross section its preparation and magnetoresistance thin film element |
| JP2922855B2 (ja) | 1995-07-26 | 1999-07-26 | ティーディーケイ株式会社 | Ｔ形断面のレジストパターンおよびその製造方法ならびに磁気抵抗効果型薄膜素子 |
| JPH10116402A (ja) | 1996-10-11 | 1998-05-06 | Hitachi Ltd | 薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
| US5811358A (en) * | 1997-01-03 | 1998-09-22 | Mosel Vitelic Inc. | Low temperature dry process for stripping photoresist after high dose ion implantation |
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2001
- 2001-10-01 US US09/966,080 patent/US6916597B2/en not_active Expired - Lifetime
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