JPH0673351B2 - 薄膜パターンの形成方法 - Google Patents
薄膜パターンの形成方法Info
- Publication number
- JPH0673351B2 JPH0673351B2 JP62308703A JP30870387A JPH0673351B2 JP H0673351 B2 JPH0673351 B2 JP H0673351B2 JP 62308703 A JP62308703 A JP 62308703A JP 30870387 A JP30870387 A JP 30870387A JP H0673351 B2 JPH0673351 B2 JP H0673351B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- photosensitive resin
- film pattern
- forming
- pattern
- Prior art date
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄膜パターンの形成方法に関し、さらに詳しく
は、段差を有する基板の段差下部において高いパターン
精度が得られる薄膜パターンの形成方法に関する。
は、段差を有する基板の段差下部において高いパターン
精度が得られる薄膜パターンの形成方法に関する。
薄膜技術は、半導体装置、磁気バブルメモリ、感熱素
子、薄膜磁気ヘッド等の製造において広く用いられてい
る。最近、素子の高集積化、多層化が進むにつれて、基
板の段差部に形成する薄膜に対する高精度パターニング
法の開発が要求されてきている。
子、薄膜磁気ヘッド等の製造において広く用いられてい
る。最近、素子の高集積化、多層化が進むにつれて、基
板の段差部に形成する薄膜に対する高精度パターニング
法の開発が要求されてきている。
例えば、大型計算機用磁気ディスク装置に用いられる薄
膜磁気ヘッドの製造工程においては、記録密度を決める
磁性膜のトラック幅をパターニングする際に、約10μｍ
の高さの段差の下部で±0.5μｍの精度が要求されてい
る。このため、エッチング量のコントロールが容易でか
つ高い精度が期待できるドライエッチング法が用いられ
ることが多く、特に加速したイオンを用いるイオンミリ
ング法がよく用いられる。
膜磁気ヘッドの製造工程においては、記録密度を決める
磁性膜のトラック幅をパターニングする際に、約10μｍ
の高さの段差の下部で±0.5μｍの精度が要求されてい
る。このため、エッチング量のコントロールが容易でか
つ高い精度が期待できるドライエッチング法が用いられ
ることが多く、特に加速したイオンを用いるイオンミリ
ング法がよく用いられる。
例えば、特開昭60-37130号公報には、感光性樹脂膜をマ
スク材として、イオンミリング法を用いて基板段差部の
薄膜をパターニングする方法の例があげられており、こ
れを第３図に示す。まず、第３図（ａ）に示したよう
に、基板31の上部に段差32を形成し、その上部にパター
ニングされるべき薄膜33を形成する。次いで、第３図
（ｂ）に示したように、感光性樹脂膜34を塗布し、パタ
ーン形成した後、第３図（ｃ）に示したように、イオン
ミリング法を用いて薄膜33をエッチングし、目的とする
パターン形状を得ている。
スク材として、イオンミリング法を用いて基板段差部の
薄膜をパターニングする方法の例があげられており、こ
れを第３図に示す。まず、第３図（ａ）に示したよう
に、基板31の上部に段差32を形成し、その上部にパター
ニングされるべき薄膜33を形成する。次いで、第３図
（ｂ）に示したように、感光性樹脂膜34を塗布し、パタ
ーン形成した後、第３図（ｃ）に示したように、イオン
ミリング法を用いて薄膜33をエッチングし、目的とする
パターン形状を得ている。
また、特開昭60-37130号公報には、上記の第３図に示し
たプロセスよりも高精度なパターニングを実現する方法
もあげられており、これを第４図に示す。まず、第４図
（ａ）に示したように、第３図（ａ）と同様の構造を形
成した後、その上部にアルミナ膜45を形成する。次い
で、第４図（ｂ）に示したように、感光性樹脂膜44を形
成した後、第４図（ｃ）に示したように、ふっ素系ガス
を用いた反応性イオンミリング法でアルミナ膜45をパタ
ーニングする。その後、第４図（ｄ）に示したように、
感光性樹脂膜44を除去した後、アルミナ膜45をマスク材
にしてイオンミリング法で薄膜43をパターニングして、
目的とする形状を得ている。
たプロセスよりも高精度なパターニングを実現する方法
もあげられており、これを第４図に示す。まず、第４図
（ａ）に示したように、第３図（ａ）と同様の構造を形
成した後、その上部にアルミナ膜45を形成する。次い
で、第４図（ｂ）に示したように、感光性樹脂膜44を形
成した後、第４図（ｃ）に示したように、ふっ素系ガス
を用いた反応性イオンミリング法でアルミナ膜45をパタ
ーニングする。その後、第４図（ｄ）に示したように、
感光性樹脂膜44を除去した後、アルミナ膜45をマスク材
にしてイオンミリング法で薄膜43をパターニングして、
目的とする形状を得ている。
上記従来技術のうち、第３図に示した方法では、前記基
板段差の高さが約10μｍの場合、マスク材となる感光性
樹脂膜の厚さが段差下部においては約10〜15μｍと厚く
なってしまうため、イオンミリング時に第３図（ｄ）に
示したような再付着層35が発生してしまい、段差下部に
おける薄膜33の寸法精度が悪くなり、かつ目的とするパ
ターン形状が得られないという問題があった。なお、第
３図（ｄ）は、第３図（ｃ）で得られた段差下部の薄膜
パターンを正面から見た正断面図である。
板段差の高さが約10μｍの場合、マスク材となる感光性
樹脂膜の厚さが段差下部においては約10〜15μｍと厚く
なってしまうため、イオンミリング時に第３図（ｄ）に
示したような再付着層35が発生してしまい、段差下部に
おける薄膜33の寸法精度が悪くなり、かつ目的とするパ
ターン形状が得られないという問題があった。なお、第
３図（ｄ）は、第３図（ｃ）で得られた段差下部の薄膜
パターンを正面から見た正断面図である。
また、第４図に示した方法では、マスク材となるアルミ
ナ膜の厚さが約２μｍと薄くできるため上記のごとき再
付着層は発生しないものの、感光性樹脂膜の幅をアルミ
ナ膜に転写してからさらにこれを目的とする薄膜に転写
してパターン形成するという二重の工程が必要であり、
したがって寸法精度が悪くなってしまうという問題があ
った。具体的には、第４図に示した方法ではパターン精
度は±0.8μｍが限界であり、±0.5μｍ以下の精度のパ
ターンを得ることは困難であった。
ナ膜の厚さが約２μｍと薄くできるため上記のごとき再
付着層は発生しないものの、感光性樹脂膜の幅をアルミ
ナ膜に転写してからさらにこれを目的とする薄膜に転写
してパターン形成するという二重の工程が必要であり、
したがって寸法精度が悪くなってしまうという問題があ
った。具体的には、第４図に示した方法ではパターン精
度は±0.8μｍが限界であり、±0.5μｍ以下の精度のパ
ターンを得ることは困難であった。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を克服し、基板段
差部に形成された薄膜を、特に段差の下部において高精
度にパターニングするための方法を提供することにあ
る。
差部に形成された薄膜を、特に段差の下部において高精
度にパターニングするための方法を提供することにあ
る。
上記目的を達成するため、本発明においては段差のある
基板上にパターニングされるべき薄膜を堆積した後、感
光性樹脂膜を塗布、形成して露光する方法において、高
い寸法精度を必要とする段差下部と、それ以外の段差上
部とを別の工程でパターン作製し、段差下部の感光性樹
脂膜厚を薄くして、イオンミリング時の再付着層発生を
防ぐという構成を採用した。
基板上にパターニングされるべき薄膜を堆積した後、感
光性樹脂膜を塗布、形成して露光する方法において、高
い寸法精度を必要とする段差下部と、それ以外の段差上
部とを別の工程でパターン作製し、段差下部の感光性樹
脂膜厚を薄くして、イオンミリング時の再付着層発生を
防ぐという構成を採用した。
なお、前記感光性樹脂膜厚の薄さの程度については、前
記感光性樹脂膜厚が前記パターンの幅より小さければ、
ほぼ所期の目的が達成されるものである。
記感光性樹脂膜厚が前記パターンの幅より小さければ、
ほぼ所期の目的が達成されるものである。
具体的な薄膜パターン形成方法は、まず段差のある基板
上にパターニングされるべき薄膜を堆積した後、基板全
体に薄い感光性樹脂膜を塗布・形成し、主として段差下
部にのみ樹脂が残存するようにパターニングする第１の
工程と、その上に重ねて基板全体に厚い感光性樹脂膜を
塗布・形成し、主として段差上部にのみ樹脂が残存する
ようにパターニングする第２の工程との２つの工程を施
すことにより、イオンミリング時に再付着層が発生せ
ず、かつ段差下部においても寸法精度の良いパターン形
成が可能となる。
上にパターニングされるべき薄膜を堆積した後、基板全
体に薄い感光性樹脂膜を塗布・形成し、主として段差下
部にのみ樹脂が残存するようにパターニングする第１の
工程と、その上に重ねて基板全体に厚い感光性樹脂膜を
塗布・形成し、主として段差上部にのみ樹脂が残存する
ようにパターニングする第２の工程との２つの工程を施
すことにより、イオンミリング時に再付着層が発生せ
ず、かつ段差下部においても寸法精度の良いパターン形
成が可能となる。
上記の２つの工程において使用する感光性樹脂は、それ
ぞれ異なった種類であっても、また同一の種類であって
も良いが、少なくとも段差下部に形成する樹脂は、高い
寸法精度を得るために、ポジ型の感光性樹脂を用いるこ
とが望ましい。
ぞれ異なった種類であっても、また同一の種類であって
も良いが、少なくとも段差下部に形成する樹脂は、高い
寸法精度を得るために、ポジ型の感光性樹脂を用いるこ
とが望ましい。
また、上記の第２の工程を実施することにより第１の工
程で形成した感光性樹脂膜パターンの形状が変形するこ
とを防ぐために、第１の工程終了後に基板全体に保護用
薄膜を形成し、感光性樹脂膜パターンを保護した後で第
２の工程を施すことは、得られるパターンの寸法精度を
向上させるために有効である。この保護用薄膜の材質と
しては、クロム、銅、アルミニウム等の金属膜や酸化ア
ルミニウム、酸化けい素等の絶縁膜があげられるが、特
に膜作製が容易で、光の反射率の大きいクロムを用いる
ことが最も望ましい。
程で形成した感光性樹脂膜パターンの形状が変形するこ
とを防ぐために、第１の工程終了後に基板全体に保護用
薄膜を形成し、感光性樹脂膜パターンを保護した後で第
２の工程を施すことは、得られるパターンの寸法精度を
向上させるために有効である。この保護用薄膜の材質と
しては、クロム、銅、アルミニウム等の金属膜や酸化ア
ルミニウム、酸化けい素等の絶縁膜があげられるが、特
に膜作製が容易で、光の反射率の大きいクロムを用いる
ことが最も望ましい。
一方、上記の第１の工程および第２の工程のいずれか、
もしくは両方において、熱処理を施して感光性樹脂膜パ
ターンの側面テーパ角度を小さくすることは、イオンミ
リング時の再付着層の発生を防ぐために有効である。こ
の熱処理温度としては、感光性樹脂がわずかに熱流動を
起こす100〜150℃の範囲を適用するのが最も望ましい。
もしくは両方において、熱処理を施して感光性樹脂膜パ
ターンの側面テーパ角度を小さくすることは、イオンミ
リング時の再付着層の発生を防ぐために有効である。こ
の熱処理温度としては、感光性樹脂がわずかに熱流動を
起こす100〜150℃の範囲を適用するのが最も望ましい。
〔作用〕 上記の手段を適用することにより、基板の段差下部にお
いても薄い感光性樹脂膜をマスク材としてイオンミリン
グすることが可能となるため、再付着層の発生が無くな
る。
いても薄い感光性樹脂膜をマスク材としてイオンミリン
グすることが可能となるため、再付着層の発生が無くな
る。
また、薄い感光性樹脂膜パターンの幅を、そのまま目的
とする薄膜に転写できるため、基板の段差下部において
も高い寸法精度を持つ薄膜パターンが得られる。
とする薄膜に転写できるため、基板の段差下部において
も高い寸法精度を持つ薄膜パターンが得られる。
一方、基板の段差上部においても、イオンミリング時の
マスク材として充分な厚さをもつ感光性樹脂パターンが
得られるため、膜減りやパターン欠けのない高精度な薄
膜パターンが得られるようになる。
マスク材として充分な厚さをもつ感光性樹脂パターンが
得られるため、膜減りやパターン欠けのない高精度な薄
膜パターンが得られるようになる。
さらには、上記の第１の工程で形成した感光性樹脂パタ
ーンの上部に保護用薄膜を形成することにより、第２の
工程の樹脂塗布時にパターンくずれが発生することを防
止できる。
ーンの上部に保護用薄膜を形成することにより、第２の
工程の樹脂塗布時にパターンくずれが発生することを防
止できる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は、基板の段差部の薄膜をイオンミリング法でパター
ニングするプロセスの一例を示している。
図は、基板の段差部の薄膜をイオンミリング法でパター
ニングするプロセスの一例を示している。
まず、第１図（ａ）に示したように、セラミック基板11
上にポリイミド樹脂を用いて高さ10μｍの段差12を形成
した後、その上部に厚さ２μｍのパーマロイ膜13をスパ
ッタリング法により形成した。次いで、第１図（ｂ）に
示したように、ポジ型ホトレジスト14を薄く塗布した。
この時、段差下部のホトレジスト厚さは３μｍとなっ
た。これを、第１図（ｃ）に示したように、段差下部に
のみホトレジストが残存するようにパターンを形成し12
0℃で熱処理した後、第１図（ｄ）に示したように、基
板全面に厚さ30nmのクロム膜15を蒸着した。次いで、ポ
ジ型ホトレジスト16を塗布し、第１図（ｅ）に示したよ
うに、段差上部にホトレジストが残存するようにパター
ンを形成した後、第１図（ｆ）に示したように、イオン
ミリング法を用いてパーマロイ膜13をパターニングし
て、目的とする形状を得た。この時、マスク材として用
いたホトレジストの厚さが薄いため、再付着層は発生し
なかった。
上にポリイミド樹脂を用いて高さ10μｍの段差12を形成
した後、その上部に厚さ２μｍのパーマロイ膜13をスパ
ッタリング法により形成した。次いで、第１図（ｂ）に
示したように、ポジ型ホトレジスト14を薄く塗布した。
この時、段差下部のホトレジスト厚さは３μｍとなっ
た。これを、第１図（ｃ）に示したように、段差下部に
のみホトレジストが残存するようにパターンを形成し12
0℃で熱処理した後、第１図（ｄ）に示したように、基
板全面に厚さ30nmのクロム膜15を蒸着した。次いで、ポ
ジ型ホトレジスト16を塗布し、第１図（ｅ）に示したよ
うに、段差上部にホトレジストが残存するようにパター
ンを形成した後、第１図（ｆ）に示したように、イオン
ミリング法を用いてパーマロイ膜13をパターニングし
て、目的とする形状を得た。この時、マスク材として用
いたホトレジストの厚さが薄いため、再付着層は発生し
なかった。
第２図に、本発明の方法を用いて幅10μｍのパターンを
形成した時の基板の段差下部におけるパターン寸法のば
らつきを、従来法と比較して示す。本発明により、従来
は困難であった±0.5μｍ以内の精度が実現できること
がわかった。
形成した時の基板の段差下部におけるパターン寸法のば
らつきを、従来法と比較して示す。本発明により、従来
は困難であった±0.5μｍ以内の精度が実現できること
がわかった。
本発明によれば、イオンミリング法を用いて基板の段差
部分の薄膜をパターニングする場合に、段差下部におい
ても従来より薄い感光性樹脂膜をマスク材として適用で
きるので、寸法ばらつきが小さくかつ再付着層の無いパ
ターンが形成できる。
部分の薄膜をパターニングする場合に、段差下部におい
ても従来より薄い感光性樹脂膜をマスク材として適用で
きるので、寸法ばらつきが小さくかつ再付着層の無いパ
ターンが形成できる。
第１図は、本発明の一実施例としてのプロセスを示す側
断面図、第２図は、本発明と従来法との効果を比較する
ヒストグラムである。 第３図および第４図は、従来法のプロセスを示す側断面
図である。 11…セラミック基板、12…ポリイミド樹脂段差、13…パ
ーマロイ膜、14…ホトレジスト、15…クロム膜、16…ホ
トレジスト
断面図、第２図は、本発明と従来法との効果を比較する
ヒストグラムである。 第３図および第４図は、従来法のプロセスを示す側断面
図である。 11…セラミック基板、12…ポリイミド樹脂段差、13…パ
ーマロイ膜、14…ホトレジスト、15…クロム膜、16…ホ
トレジスト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森尻 誠 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 土屋 正利 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 芦田 栄次 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 原 真一 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内
Claims (5)
- 【請求項１】段差を有する基板上の前記段差上部及び下
部に薄膜パターンを形成する方法において、前記段差下
部に第１の感光性樹脂膜パターンを形成する工程と、前
記段差上部に第２の感光性樹脂膜パターンを形成する工
程と、前記第１および第２の感光性樹脂膜パターンをマ
スク材としてイオンミリング法を施す工程とを含む事を
特徴とする薄膜パターンの形成方法。 - 【請求項２】第１の感光性樹脂膜パターンを形成する工
程と第２の感光性樹脂膜パターンを形成する工程との間
に、前記第１の感光性樹脂膜パターンの上部に保護用薄
膜を形成する工程を含む事を特徴をする特許請求の範囲
第１項記載の薄膜パターンの形成方法。 - 【請求項３】第１の感光性樹脂膜パターンの厚さが、前
記第１の感光性樹脂膜パターンの幅よりも小さい事を特
徴をする特許請求の範囲第１項もしくは第２項記載の薄
膜パターンの形成方法。 - 【請求項４】感光性樹脂がポジ型であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の薄
膜パターンの形成方法。 - 【請求項５】保護用薄膜の材質がクロムであることを特
徴とする特許請求の範囲第２項、第３項または第４項記
載の薄膜パターンの形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62308703A JPH0673351B2 (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 薄膜パターンの形成方法 |
| US07/280,828 US4971896A (en) | 1987-12-08 | 1988-12-07 | Method for forming thin film pattern and method for fabricating thin film magnetic head using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62308703A JPH0673351B2 (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 薄膜パターンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01150326A JPH01150326A (ja) | 1989-06-13 |
| JPH0673351B2 true JPH0673351B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=17984266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62308703A Expired - Fee Related JPH0673351B2 (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 薄膜パターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0673351B2 (ja) |
-
1987
- 1987-12-08 JP JP62308703A patent/JPH0673351B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01150326A (ja) | 1989-06-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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