JPH09312257A - Fine processing method and device - Google Patents

Fine processing method and device

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JPH09312257A
JPH09312257A JP9064778A JP6477897A JPH09312257A JP H09312257 A JPH09312257 A JP H09312257A JP 9064778 A JP9064778 A JP 9064778A JP 6477897 A JP6477897 A JP 6477897A JP H09312257 A JPH09312257 A JP H09312257A
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JP
Japan
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substrate
resist
pattern
layer
film
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JP9064778A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Watabe
慶二 渡部
Ei Yano
映 矢野
Koji Nozaki
耕司 野崎
Yoshikazu Igarashi
美和 五十嵐
Takahisa Namiki
崇久 並木
Hiroko Kaimoto
裕子 開元
Yoko Kuramitsu
庸子 倉光
Tsuyoshi Shibamoto
強 柴本
Hiroshi Shirataki
博 白瀧
Eiichi Hoshino
栄一 星野
Yuichi Yamamoto
祐一 山本
Toshikatsu Minagawa
敏勝 皆川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the evenness of the surface of a substrate to be treated and the adhesion between the substrate and a thin film by a method wherein monochromatic light of a specified half-width or narrower is entire surface- irradiated on the substrate to be treated prior to or subsequent to the formation of a microscopic pattern in the wavelength of a vacuum ultraviolet region from far ultraviolet rays. SOLUTION: First, monochromatic light 27 of a half-width of 30nm or narrower is irradiated on the entire surface of a substrate applied with a first layer resist film 26 in the wavelength of a vacuum ultraviolet region from far ultraviolet rays to modify the surface layer of the substrate. Then, a second layer resist film 29 is formed on the film 26 and the films 26 and 29 are selectively exposed with light 30 of a prescribed pattern to form photosensitized parts 31 and 32. A developing is performed to form a resist pattern of a shape that a first layer resist pattern 26' is bitten into the under part of a second layer resist pattern 29' and after a third film 33 is formed on this resist pattern, a third film pattern 33' equivalent to a terminal is obtained by a treatment using a developing solution.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、大規模集積回路
(LSI)、磁気抵抗効果(MR)ヘッド、フォトマス
ク、液晶ディスプレイ(LCD)、PDP、MCM等の
製造で重要となる微細加工技術に関する。詳しく言え
ば、これらの製造において用いられる微細加工技術の信
頼性を向上させる技術に関し、特に特定の単色短波長光
を被処理基板へ全面照射処理する工程を含む基板処理方
法、特定の単色短波長光を全面照射処理する機構を有す
る照射装置、又はこれらの方法と装置を用いて多層構造
デバイス等を製造する方法に関する。更に詳しくは、膜
の密着性を向上できる薄膜形成方法、レジストパターン
の形状を改善でき工程の簡略化が可能な多層レジストパ
ターン形成方法、及びこれを実現する塗布、現像関連装
置、またこれらの方法や装置を用いた半導体素子及び磁
気ヘッド素子などの多層構造デバイスの製造法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microfabrication technique which is important in manufacturing a large scale integrated circuit (LSI), a magnetoresistive effect (MR) head, a photomask, a liquid crystal display (LCD), a PDP, an MCM and the like. . More specifically, the present invention relates to a technique for improving the reliability of microfabrication technology used in these manufacturing processes, and particularly to a substrate processing method including a step of irradiating a substrate to be processed with a specific monochromatic short wavelength light, and a specific monochromatic short wavelength. The present invention relates to an irradiation device having a mechanism for irradiating light on the entire surface, or a method for manufacturing a multi-layer structure device or the like using these methods and devices. More specifically, a thin film forming method capable of improving the adhesion of a film, a multilayer resist pattern forming method capable of improving the shape of a resist pattern and simplifying the steps, a coating and developing related apparatus for realizing the same, and these methods. The present invention relates to a method for manufacturing a multi-layer structure device such as a semiconductor element and a magnetic head element using an apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路(IC)、磁気ヘッド等
の多層構造デバイスの製造や、このようなデバイスの製
造で用いられるフォトマスクの形成には、薄膜形成技術
と写真蝕刻技術(リソグラフィ)等の微細加工技術が多
用され、これらの技術の進歩によって素子は益々微細化
され、半導体では大規模集積回路(LSI)、VLS
I、ULSIのような集積回路が実用化されるようにな
った。
2. Description of the Related Art Thin film forming technology and photolithography technology (lithography), etc. are used for the manufacture of semiconductor integrated circuits (ICs), multi-layered devices such as magnetic heads, and the formation of photomasks used in the manufacture of such devices. The microfabrication technologies of the above are widely used, and the progress of these technologies makes the devices more and more miniaturized. For semiconductors, large-scale integrated circuits (LSI), VLS
Integrated circuits such as I and ULSI have come into practical use.

【0003】これらの集積回路の製造における微細加工
技術の例として、配線技術について言えば、エッチング
やリフトオフを利用して微細配線が形成されている。
As an example of a fine processing technique in manufacturing these integrated circuits, in terms of wiring technique, fine wiring is formed by utilizing etching or lift-off.

【0004】エッチングによる方法では、 a)被処理基板上に配線形成材料からなる薄膜を形成
し、 b)この薄膜の上にレジストと呼ばれる感光性材料を被
覆し、 c)このレジストに可視光、紫外線、遠紫外線又はX線
を所定パターンのマスクを介して選択的に照射して露光
するか、あるいは照射径を絞った電子線で直接描画する
ことにより、レジスト材料の溶解特性を選択的に変化さ
せ、 d)現像によりレジストパターンを形成し、 e)このレジストパターンを用いてウエットエッチング
又はドライエッチングにより微細な配線パターンを形成
し、 f)レジストを酸素プラズマアッシング又はウエット処
理で除去している。
In the etching method, a) a thin film made of a wiring forming material is formed on a substrate to be processed, b) a photosensitive material called a resist is coated on the thin film, and c) visible light is applied to the resist. By selectively irradiating ultraviolet rays, far ultraviolet rays, or X-rays through a mask of a predetermined pattern for exposure, or by directly drawing with an electron beam with a narrowed irradiation diameter, the dissolution characteristics of the resist material are selectively changed. Then, d) a resist pattern is formed by development, e) a fine wiring pattern is formed by wet etching or dry etching using this resist pattern, and f) the resist is removed by oxygen plasma ashing or wet treatment.

【0005】リフトオフ法では、 1)被処理基板上に上記b〜dと同じ方法でレジストパ
ターンを形成し、 2)蒸着やスパッタ法などで配線形成材料の薄膜を形成
し、 3)剥離液を用いてレジストパターンをその上の配線材
料薄膜と共に除去し、レジストのなかった部分のみに配
線材料を残して配線パターンを形成している。
In the lift-off method, 1) a resist pattern is formed on the substrate to be processed by the same method as in b to d, 2) a thin film of a wiring forming material is formed by vapor deposition or a sputtering method, and 3) a stripping solution is used. The resist pattern is removed together with the wiring material thin film thereon, and the wiring pattern is formed by leaving the wiring material only in the portions where there is no resist.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】今後ますます微細化
し、複雑化してくる各デバイスを上記のような微細加工
技術でもって製作するためには、各工程の信頼性(歩留
り)の向上や、工程の短時間化 (スル−プットの向上)
がより強く要求される。このために、以下の項目が重要
となる。
[Problems to be Solved by the Invention] In order to manufacture each device which becomes finer and more complicated in the future by the above-mentioned fine processing technology, the reliability (yield) of each process is improved and the process is improved. Shorter time (improvement of throughput)
Is more strongly demanded. For this reason, the following items are important.

【0007】(1)密着性の高い多層薄膜の形成技術 (2)パターンの高精度形成技術(1) Technique for forming multi-layered thin film having high adhesion (2) High precision pattern forming technique

【0008】更に、このパターンの高精度形成技術には
次に掲げる事項が包含される。 a)ドライエッチングを用いた多層レジスト法 b)ウエットエッチングを用いた多層レジスト法 c)化学増幅レジストの形状改善法 d)レジスト現像後の残渣除去及びアッシング法 e)レジスト現像時のマイクロバブル除去法 f)リフトオフ工程でのバリの発生防止及び寸法精度安
定化法
Further, the high precision forming technique of this pattern includes the following matters. a) Multi-layer resist method using dry etching b) Multi-layer resist method using wet etching c) Chemically-amplified resist shape improvement method d) Residual removal and ashing method after resist development e) Micro-bubble removal method during resist development f) Prevention of burrs in the lift-off process and stabilization of dimensional accuracy

【0009】以下、各項目の概要及びそれぞれの問題点
を説明する。
The outline of each item and each problem will be described below.

【0010】1.密着性の高い多層薄膜の形成技術 薄膜を形成する際には、互いに接する上下の膜(又は
層)間の密着性が重要であり、従って導電膜と絶縁膜と
の、あるいはこれらの一方とレジスト膜との密着性確保
が、製造歩留りとデバイスの信頼性を向上させる上で重
要となる。従来は、導電膜と絶縁膜間の密着性を上げる
ために、水銀ランプ等を用いた紫外線洗浄、オゾン洗
浄、又は酸素プラズマ処理といった方法で表面の有機不
純物を取り除いたり、表面を酸化させるといった処理を
施しているが、工程が複雑化する、時間がかかるなどの
問題を抱えている。
[0010] 1. Technique for forming multi-layered thin film with high adhesiveness When forming a thin film, the adhesiveness between upper and lower films (or layers) in contact with each other is important. Therefore, the conductive film and the insulating film, or one of them and the resist Ensuring adhesion with the film is important for improving manufacturing yield and device reliability. Conventionally, in order to improve the adhesion between the conductive film and the insulating film, a treatment such as removing the organic impurities on the surface or oxidizing the surface by a method such as ultraviolet cleaning using a mercury lamp, ozone cleaning, or oxygen plasma processing. However, there are problems that the process becomes complicated and it takes time.

【0011】また、近年のデバイスの高密度化に伴い、
導電層や絶縁層に使用される材料の特性に関する要求が
厳しくなっている。そのため、これまで以上に多くの材
料種が検討され、各材料間の密着性向上は益々困難の度
を増している。例えば層間絶縁材料では、フッ素を含有
している低誘電率材料の使用が検討されている (例え
ば、Chiu H. Ting et al., Materials Reseach Soc. Sy
mposium Proc., 381, p.3 (1995)) が、フッ素系材料は
一般に他の材料との密着性が悪く、従来の表面処理方法
では処理に手間と時間が掛かる上に十分な密着性が得ら
れず、問題となっている。
With the recent increase in device density,
The requirements regarding the characteristics of the materials used for the conductive layer and the insulating layer are becoming stricter. Therefore, more material types than ever have been studied, and it has become more and more difficult to improve the adhesion between the materials. For example, for interlayer insulating materials, the use of low dielectric constant materials containing fluorine has been investigated (for example, Chiu H. Ting et al., Materials Reseach Soc. Sy.
mposium Proc., 381, p.3 (1995)), however, fluorine-based materials generally have poor adhesion to other materials, and conventional surface treatment methods require time and labor for processing and have sufficient adhesion. It is not obtained, which is a problem.

【0012】2.パターンの高精度形成技術 a)ドライエッチングを用いた多層レジスト法 多層構造デバイスの製造では、基板表面の段差や露光に
用いる光の基板表面からの反射の影響により、従来の単
層レジスト法を用いた場合には微細パターンを高精度に
形成することが困難となる。そこで、これの解決手法と
して、多層レジスト法が開発された。この多層レジスト
法には、2層レジスト法と3層レジスト法がある。2層
レジスト法では、基板上に第1層有機ポリマをスピンコ
ートし、この上に酸素プラズマ耐性が高いポリマの第2
層を形成し、第2層を露光、現像してパターニングし、
この第2層のパターンを酸素プラズマで第1層に転写
し、両層のパターンをマスクとして基板を加工する。一
方、3層レジスト法では、基板上に第1層有機ポリマを
スピンコートし、この上に酸素プラズマ耐性が高いポリ
マの第2層を形成し、更にこの上に第3層感光性樹脂層
を形成して、露光と現像で第3層をパターニング後、こ
れを第2層に転写し、さらにこれを酸素プラズマで第1
層に転写し、この3層のパターンをマスクとして基板を
加工する。
2. High-precision pattern formation technology a) Multi-layer resist method using dry etching In manufacturing a multi-layered device, a conventional single-layer resist method is used due to the influence of the step on the substrate surface and the reflection of light used for exposure from the substrate surface. In that case, it becomes difficult to form a fine pattern with high accuracy. Therefore, a multi-layer resist method has been developed as a solution to this problem. This multilayer resist method includes a two-layer resist method and a three-layer resist method. In the two-layer resist method, a first-layer organic polymer is spin-coated on a substrate, and a second polymer of high oxygen plasma resistance is formed on the first-layer organic polymer.
Forming a layer, exposing and developing the second layer to pattern,
The pattern of this second layer is transferred to the first layer by oxygen plasma, and the substrate is processed using the patterns of both layers as a mask. On the other hand, in the three-layer resist method, a first-layer organic polymer is spin-coated on a substrate, a second layer of a polymer having high oxygen plasma resistance is formed thereon, and a third-layer photosensitive resin layer is further formed thereon. After forming and patterning the third layer by exposure and development, this is transferred to the second layer, which is then exposed to oxygen plasma for the first time.
Then, the pattern is transferred to a layer, and the substrate is processed by using the three-layer pattern as a mask.

【0013】これらの多層レジスト法の下層(第1層)
に用いる材料には、上層のために使用される塗布溶剤や
現像液に対する耐性が要求されることから、一般に加熱
によりこれを架橋させて用いている。しかし、基板の加
工後(多層レジストの下地層のパターン形成後)のレジ
スト除去の際、第1層が硬化しているためウエット除去
ができないという問題があった。
Lower layer (first layer) of these multilayer resist methods
The material used for (1) is required to have resistance to a coating solvent and a developing solution used for the upper layer, and therefore, it is generally used by being crosslinked by heating. However, when removing the resist after processing the substrate (after forming the pattern of the underlayer of the multilayer resist), there is a problem that the wet removal cannot be performed because the first layer is cured.

【0014】b)ウエットエッチングを用いた多層レジ
スト法 上記の多層レジスト法を露光とウエット現像処理のみで
行う方法(露光PCM(exposure-PCM)法 (Lin, B.J.S
PIE, 174, 114, 1979))も検討されている。これは、上
層のパターニング後に上層レジストをマスクとして下層
を感光させ、ウエット現像で2層パターンを形成する方
法である。しかし、この下層感光工程で通常用いる低圧
水銀ランプは、複数の輝線による広い範囲の波長光であ
るため、上層と下層の材料選定が難しく、また感光に要
する時間が長いことから広く実用化されるには至ってい
ない。
B) Multilayer resist method using wet etching A method of performing the above-mentioned multilayer resist method only by exposure and wet development processing (exposure-PCM (exposure-PCM) method (Lin, BJS
PIE, 174, 114, 1979)) is also being considered. This is a method in which after patterning the upper layer, the lower layer is exposed to light using the upper layer resist as a mask, and a two-layer pattern is formed by wet development. However, the low-pressure mercury lamp that is usually used in the lower layer exposure process is widely used because it is difficult to select the material for the upper layer and the lower layer because it has a wide range of wavelength light due to a plurality of bright lines and the exposure time is long. Has not reached.

【0015】c)化学増幅レジストの形状改善方法 近年、高感度を有するレジストとして化学増幅型のレジ
スト (例えば、H.Itohet al., ACS Symposium Series,
No.242, 11 (1984)) が検討されている。化学増幅レジ
ストは、露光部分で光酸発生剤(PAG)から発する酸
を触媒として反応が進むレジストの総称である。しか
し、化学増幅レジストは、基板表面にアルカリ成分が存
在すると光酸発生剤から発生した酸が基板との界面で失
活し、ポジ型レジストの場合パターンが裾引き形状にな
り問題となっている。この現象が起こる基板は、表面に
密着性改善処理剤としてヘキサメチルジシラザン(HM
DS)を塗布した基板、窒素を含む材料のTiN 、SiON又
は SiNを製膜した基板 (例えば、木村ら,第56回応用物
理学会学術講演会予稿集28a-ZS-11 (1995))、及びポリ
シラザン系樹脂を出発物質とする絶縁膜 (例えば、中田
ら,第42回応用物理学会関係連合講演会予稿集30aC7 (1
995)) を製膜した基板などである。この酸失活現象を抑
えるために、基板表面を酸素プラズマ処理したり、ある
いは酸処理するといった提案がなされている (例えば、
渡辺ら,第56回応用物理学会学術講演会予稿集26p-ZS-5
(1995))。ところが、このような処理は手間がかかるた
め、根本的な解決策とはなっていない。
C) Method for Improving Shape of Chemically Amplified Resist In recent years, a chemically amplified resist (for example, H. Itoh et al., ACS Symposium Series,
No.242, 11 (1984)) is being considered. The chemically amplified resist is a general term for resists in which a reaction proceeds with an acid generated from a photoacid generator (PAG) as a catalyst in an exposed portion. However, in chemically amplified resist, the acid generated from the photo-acid generator is deactivated at the interface with the substrate when an alkaline component is present on the surface of the substrate, and in the case of a positive type resist, the pattern has a skirted shape, which is a problem. . The substrate on which this phenomenon occurs is hexamethyldisilazane (HM
DS) coated substrate, a substrate containing TiN, SiON or SiN formed of a nitrogen-containing material (for example, Kimura et al., Proceedings of the 56th SPSJ Academic Conference 28a-ZS-11 (1995)), and Insulating film using polysilazane resin as starting material (eg Nakata et al., Proceedings of the 42nd Joint Lecture of Japan Society of Applied Physics 30aC7 (1
995)) is a film-formed substrate. In order to suppress this acid deactivation phenomenon, it has been proposed that the substrate surface is treated with oxygen plasma or acid treatment (for example,
Watanabe et al., Proceedings of 56th Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics 26p-ZS-5
(1995)). However, such a process is time-consuming and is not a fundamental solution.

【0016】また、この酸の失活は雰囲気中のアルカリ
成分によっても起こり、この場合ポジ型レジストのパタ
ーンがT−トップ形状(形成したレジストパターンの縦
断面においてレジスト表層部が横に張出し、その下部が
細くなった形状)になって問題となっている (例えば、
E. Yano et al, Proc. of SPIE, Vol.2438, 551 (199
5))。これを抑制するため、レジスト表面に保護膜を形
成したり、レジストプロセス周りの環境制御を行うこと
が検討されている (例えば、 A. Oikawa et al.,Proc.
of SPIE, Vol. 2438, 599 (1995))。しかし、このよう
な対策はプロセスや設備の複雑化を招き、問題となって
いる。
The deactivation of the acid also occurs due to the alkaline component in the atmosphere. In this case, the pattern of the positive type resist has a T-top shape (the resist surface layer portion laterally overhangs in the longitudinal section of the formed resist pattern, There is a problem that the bottom part becomes thin (for example,
E. Yano et al, Proc. Of SPIE, Vol.2438, 551 (199
Five)). In order to suppress this, forming a protective film on the resist surface and controlling the environment around the resist process have been studied (for example, A. Oikawa et al., Proc.
of SPIE, Vol. 2438, 599 (1995)). However, such a measure causes complication of the process and equipment, which is a problem.

【0017】d)レジスト現像後の残渣除去及び高信頼
性アッシング法 レジスト現像後の残渣除去やレジストアッシングには酸
素プラズマ処理が通常用いられる。しかし、プラズマプ
ロセスは真空チャンバ中で行われるため、プロセスに時
間がかかり問題となっている。また、近年薄膜化が進ん
でいるロジックLSIのゲート酸化膜の形成において
は、アッシングの際プラズマによる帯電(チャージアッ
プ)でゲート酸化膜が損傷し、LSIの歩留りが低下し
て問題となっている。
D) Residue removal after resist development and highly reliable ashing method Oxygen plasma treatment is usually used for residue removal after resist development and resist ashing. However, since the plasma process is performed in a vacuum chamber, the process takes time and poses a problem. In addition, in forming a gate oxide film of a logic LSI, which has been thinned in recent years, the gate oxide film is damaged by charging (charge-up) by plasma during ashing, and the yield of the LSI is reduced, which is a problem. .

【0018】e)レジスト現像時のマイクロバブルの除
去法 現在種々のデバイスの製造で用いられているレジストプ
ロセスは、そのほとんどが、有機樹脂からなるレジスト
をアルカリ水溶液で現像する工程を含む。この場合、一
般にレジスト膜は撥水性であるため、現像液であるアル
カリ水溶液との馴染みが悪く、現像時に気泡 (マイクロ
バブル) がレジスト表面に付着して現像不良を起こし、
問題となっている。これを解決するために、レジスト中
の界面活性剤を工夫することで撥水性を抑えることが検
討されているが、効果は十分とは言えない。
E) Method for removing microbubbles during resist development Most resist processes currently used in the manufacture of various devices include a step of developing a resist made of an organic resin with an aqueous alkaline solution. In this case, since the resist film is generally water-repellent, it is poorly compatible with the alkaline aqueous solution which is the developing solution, and air bubbles (micro bubbles) adhere to the resist surface at the time of development, causing poor development,
It is a problem. In order to solve this, suppression of water repellency by devising a surfactant in the resist has been studied, but the effect is not sufficient.

【0019】f)リフトオフ工程でのバリの発生防止及
び寸法精度安定化法 リフトオフは、現在磁気ヘッドの製造で多用されている
プロセスである。図1は、磁気抵抗効果(MR)型ヘッ
ドのMR素子部の斜視図を示しており、MR素子11の
両端にはセンス電流を流すための端子(電極)12が接
続されている。MR素子11と端子12との接合部は、
電気的な接続を取るためのみでなく、センス領域を定め
るMR素子のコア幅Wを確定するためにも非常に重要で
ある。このMR素子部の製造工程には通常、フォトレジ
ストを用いたリフトオフプロセスが適用されている。
F) Method of Preventing Burrs from Occurring in the Lift-Off Process and Stabilizing the Dimensional Accuracy Lift-off is a process that is currently widely used in the manufacture of magnetic heads. FIG. 1 is a perspective view of an MR element portion of a magnetoresistive (MR) type head, and terminals (electrodes) 12 for flowing a sense current are connected to both ends of an MR element 11. The joint between the MR element 11 and the terminal 12 is
It is very important not only for making electrical connection but also for determining the core width W of the MR element that defines the sense region. A lift-off process using a photoresist is usually applied to the manufacturing process of the MR element part.

【0020】MR素子部の製造において端子形成時に通
常の単層フォトレジストをマスクとして用いた場合、ス
パッタ法での端子薄膜の形成時に膜がレジスト側面に回
り込むため、バリが発生するという問題がある。このバ
リの発生を低減するために、フォトレジストの形状を逆
テーパ状(パターン化したレジスト膜の縦断面において
上部(表面部)より下部(底部)が細くなった形状)に
する方法が知られている。ところが、この方法は、形状
の制御が難しく、パターン寸法のマージンが狭くなり、
コア幅がばらつくという問題がある。また、レジストを
2層構造とし、下層の横幅を上層のそれより小さくさせ
た形状の2層レジストパターンを用いる方法が提案され
ている。この方法で形成したレジストパターンは、先の
逆テーパパターンを形成する方法で形成したレジストパ
ターンより安定しているが、工程が複雑なためパターン
形成に長時間を要し、また上層パターン幅の最小寸法が
2μm以下になると、下層の幅寸法がサブミクロンオー
ダーとなり、寸法(コア幅)や形状の制御が困難とな
る。特に、近年の磁気ディスク装置の高記録密度化に伴
い、このコア幅寸法の微細化が進行しており、そのため
この工程の信頼性向上は大きな課題となっている。
When a normal single-layer photoresist is used as a mask when forming a terminal in the manufacture of an MR element part, the film wraps around the resist side surface when forming a terminal thin film by the sputtering method, which causes a problem that burrs occur. . In order to reduce the occurrence of this burr, a method is known in which the shape of the photoresist is inversely tapered (a shape in which the lower portion (bottom portion) is thinner than the upper portion (surface portion) in the vertical cross section of the patterned resist film). ing. However, with this method, it is difficult to control the shape, and the margin of the pattern dimension becomes narrow,
There is a problem that the core width varies. Further, a method has been proposed in which the resist has a two-layer structure and a two-layer resist pattern having a shape in which the lateral width of the lower layer is smaller than that of the upper layer is used. The resist pattern formed by this method is more stable than the resist pattern formed by the method of forming the inverse taper pattern, but it takes a long time to form the pattern because the process is complicated, and the upper layer pattern width is the minimum. When the dimension is 2 μm or less, the width dimension of the lower layer is in the submicron order, and it becomes difficult to control the dimension (core width) and the shape. In particular, with the recent increase in recording density of magnetic disk devices, miniaturization of the core width has been progressing, and therefore, improvement of reliability of this process has become a major issue.

【0021】本発明は、これらの諸問題を解決しようと
いうものであり、すなわち短時間で簡単且つ効果的に被
処理基板表面の均一性を向上させることができ、これに
より基板と種々の薄膜間の密着性を改善でき、更にレジ
スト膜の現像不良の防止やそのパターン形状の改善を実
現できる方法と装置の提供を目的とする。
The present invention is intended to solve these various problems, that is, the uniformity of the surface of the substrate to be processed can be improved easily and effectively in a short time, whereby the film between the substrate and various thin films can be improved. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus capable of improving the adhesion of the resist film, preventing the development failure of the resist film, and improving the pattern shape thereof.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記の諸問題は、微細パ
ターンを形成する前又は形成した後の被処理基板上に遠
紫外から真空紫外領域の波長で半値幅30nm以下の単
色光を全面照射処理する工程を含む微細加工方法により
解決できる。発明者らは鋭意研究の結果、この波長領域
の単色光照射が、従来の水銀ランプ照射に比べて驚くべ
き効率の高さで基板表面の有機物の酸化、分解といった
機構によりそれらの分子構造の変化をもたらし、これに
より基板表面の有機汚染物の除去、あるいは有機材料の
レジスト膜、絶縁膜、導電膜等の溶解性変化、極性変
化、分子量変化、ガス化などの処理を、簡単なプロセス
で短時間で行うことが可能なことを見いだした。ここで
用いる光源としては、Ar2 エキシマ光(波長126 nm)、
Kr2 エキシマ光(146 nm)、F2エキシマ光(153 nm)、ArBr
エキシマ光(165 nm)、Xe2 エキシマ光(172 nm)、ArClエ
キシマ光(175 nm)、ArF エキシマ光(193 nm)、KrBrエキ
シマ光(207 nm)、KrClエキシマ光(222 nm)、KrF エキシ
マ光(248 nm)等を好ましく用いることができる。このよ
うなエキシマ光の照射量、照射雰囲気、照射時の温度等
の条件は、被処理基板の処理目的や基板表面の被照射物
の吸収特性、感度特性に応じて適宜変えることができ
る。
The above-mentioned problems are caused by monochromatic light having a half width of 30 nm or less at a wavelength in the range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet on the substrate to be processed before or after forming the fine pattern. It can be solved by a fine processing method including a processing step. As a result of earnest studies by the inventors, the irradiation of monochromatic light in this wavelength region has a surprisingly high efficiency as compared with the conventional mercury lamp irradiation, and changes in their molecular structure due to the mechanism of oxidation and decomposition of organic substances on the substrate surface. This makes it possible to remove organic contaminants on the substrate surface, or to reduce the solubility of organic materials such as resist films, insulating films, and conductive films, polarity changes, molecular weight changes, and gasification with a simple process. I have found what I can do in time. The light source used here is Ar 2 excimer light (wavelength 126 nm),
Kr 2 excimer light (146 nm), F 2 excimer light (153 nm), ArBr
Excimer light (165 nm), Xe 2 excimer light (172 nm), ArCl excimer light (175 nm), ArF excimer light (193 nm), KrBr excimer light (207 nm), KrCl excimer light (222 nm), KrF excimer light Light (248 nm) or the like can be preferably used. The conditions such as the irradiation amount of the excimer light, the irradiation atmosphere, and the temperature at the time of irradiation can be appropriately changed depending on the processing purpose of the substrate to be processed and the absorption characteristics and sensitivity characteristics of the irradiation object on the substrate surface.

【0023】本発明の方法を実施するのに用いる装置
は、微細パターン形成前又は形成後の被処理基板の全面
に遠紫外から真空紫外領域の波長で半値幅30nm以下
の単色光を±15%以内の照度分布にて照射できる機構
を有することを特徴とする。使用する単色光の半値幅を
30nm以下とするのは、レジストの吸収特性に合わせ
て表層のみを感光させるのに有効であり、且つ赤外線等
の波長成分による発熱を抑えるのに有効なためである。
また、照度分布を±15%以内とするのは、この範囲内
の照度分布において被処理基板内処理量分布の信頼性が
高まり、特に好ましいためである。この装置は、前述の
単色光を照射可能な位置に被処理基板を搬送配置できる
機構を備えることがより好ましい。
The apparatus used for carrying out the method of the present invention is ± 15% of monochromatic light having a half width of 30 nm or less at a wavelength in the range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet over the entire surface of a substrate to be processed before or after formation of a fine pattern. It is characterized by having a mechanism capable of irradiating with an illuminance distribution within the range. The half width of monochromatic light to be used is 30 nm or less because it is effective to expose only the surface layer according to the absorption characteristics of the resist and to suppress heat generation due to wavelength components such as infrared rays. .
The reason why the illuminance distribution is within ± 15% is that the illuminance distribution within this range is particularly preferable because the reliability of the processed amount distribution within the substrate to be processed is enhanced. It is more preferable that this apparatus includes a mechanism capable of carrying and arranging the substrate to be processed at a position where the monochromatic light can be emitted.

【0024】本発明における「被処理基板」とは、薄膜
を形成する工程を経て形成した微細パターンを含む多層
構造を持つ集積回路等の電子デバイスや、MRヘッド等
の電気デバイスを製造するのに用いられる基板であっ
て、その上に少なくとも一つの薄層が形成されるものを
言う。この「被処理基板は」、その表面に既に下層の薄
膜が一つ以上形成されているものでもよく、あるいはそ
の上に一つ以上の薄膜を形成するための支持材として用
いられるものでもよい。このような薄膜の典型的な例
は、導電膜、絶縁膜あるいはレジスト膜である。
The "substrate to be processed" in the present invention means an electronic device such as an integrated circuit having a multilayer structure including a fine pattern formed through a step of forming a thin film, and an electric device such as an MR head. Substrate used, on which at least one thin layer is formed. This "substrate to be processed" may have one or more lower layer thin films already formed on its surface, or may be used as a support material for forming one or more thin films on it. A typical example of such a thin film is a conductive film, an insulating film or a resist film.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の方法の詳細につい
て、上記の各項目ごとに述べるが、本発明は以下の用途
に限定されるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the details of the method of the present invention will be described for each of the above items, but the present invention is not limited to the following uses.

【0026】1.密着性の高い多層薄膜の形成 被処理基板に前述の単色光を全面照射処理することによ
り、照射面の上に後に形成する薄膜の当該照射面に対す
る密着性を高めることができる。ここでは、単色光の照
射処理により、基板表面の材質が無機物の場合表面の有
機汚染物の酸化、分解等による除去を行うことができ、
基板表面の材質が有機物の場合はその極性の変化を従来
法(水銀ランプでの紫外線洗浄、オゾン洗浄、酸素プラ
ズマ処理等)より短時間で効果的に行うことができる。
こうして処理した基板表面上に形成した膜は、基板との
密着性が向上したものになる。
1. Formation of Multi-Layer Thin Film with High Adhesion By subjecting the substrate to be processed to the above-mentioned monochromatic light irradiation, the adhesion of the thin film to be formed later on the irradiation surface to the irradiation surface can be enhanced. Here, by the irradiation treatment of monochromatic light, when the material of the substrate surface is an inorganic material, the organic contaminants on the surface can be removed by oxidation, decomposition, etc.
When the material of the substrate surface is an organic substance, the change in the polarity can be effectively performed in a shorter time than conventional methods (UV cleaning with a mercury lamp, ozone cleaning, oxygen plasma treatment, etc.).
The film thus formed on the surface of the substrate has improved adhesion to the substrate.

【0027】被処理基板表面の材質とその上に形成する
膜の材質は、同一であっても異なっていてもよい。本発
明における被処理基板表面あるいはその上に形成する膜
の材料として使用可能な材料は、特に限定されず、例え
ばCu、Al、Ti、Si、W、TiN、SiON、Si3N4 、SiC 、N
i、NiFe、Ta、NiFeCo、Au、Al2O3 、Al4N3 、セラミッ
クス、酸化物超伝導体などの無機材料や、ノボラック系
樹脂、ビニルフェノール系樹脂、アクリル系樹脂、エポ
キシ系樹脂もしくは脂環族系樹脂等を主成分とするレジ
スト、有機シロキサン系樹脂、有機シラン系樹脂、有機
フッ素系樹脂、イミド系樹脂等からなる層間絶縁膜、導
電処理剤 (ポリアニリン、ポリチオフェン、TCNQ錯体
等) 、CEL 、BARC、TARCなどのレジスト補助剤等の有機
材料を挙げることができる。特に、一般の樹脂材料との
密着性が悪い低誘電率層間絶縁膜等のフッ素含有樹脂、
及びレジストオーバーコート用水溶性樹脂は、本発明の
方法で好ましく密着性を上げることができる。
The material of the surface of the substrate to be processed and the material of the film formed thereon may be the same or different. The material that can be used as the material of the surface of the substrate to be processed or the film formed thereon in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include Cu, Al, Ti, Si, W, TiN, SiON, Si 3 N 4 , and SiC. N
Inorganic materials such as i, NiFe, Ta, NiFeCo, Au, Al 2 O 3 , Al 4 N 3 , ceramics and oxide superconductors, novolac resins, vinylphenol resins, acrylic resins, epoxy resins or An interlayer insulating film made of a resist containing an alicyclic resin as a main component, an organic siloxane resin, an organic silane resin, an organic fluorine resin, an imide resin, etc., a conductive treatment agent (polyaniline, polythiophene, TCNQ complex, etc.) , CEL, BARC, TARC, and other organic materials such as resist auxiliaries. In particular, a fluorine-containing resin such as a low dielectric constant interlayer insulating film having poor adhesion with general resin materials,
Also, the water-soluble resin for resist overcoat can be preferably improved in adhesion by the method of the present invention.

【0028】更に、照射雰囲気への空気、酸素、オゾン
又は水蒸気の流入、照射基板の水への浸漬、及び照射処
理中の基板の50℃〜500 ℃への加熱のうちの少なくとも
一つを併用すると、酸化の効率が高まり、有機汚染物の
除去あるいは基板表面材料の改質にとって好ましい。
Further, at least one of the inflow of air, oxygen, ozone or water vapor into the irradiation atmosphere, the immersion of the irradiation substrate in water, and the heating of the substrate during the irradiation treatment to 50 ° C. to 500 ° C. are used together. Then, the efficiency of oxidation is increased, which is preferable for removing organic contaminants or modifying the substrate surface material.

【0029】2.パターンの高精度形成 a)ドライエッチングを用いた多層レジスト法 第1層 (下層) レジストのウェット除去ができないとい
うこれまでのドライエッチングを用いた多層レジスト法
の課題は、第2層レジストの形成前に第1層レジストを
硬化する際に、第1層レジストに前述の単色光を全面照
射処理し、その表層のみを硬化させることにより解決で
きる。すなわち、溶剤や現像液に対する耐性が必要なの
は第1層の表層のみであり、短波長光の全面照射により
表層のみを硬化させて下部の溶解性を保っておけば、パ
ターン形成後にウエット処理により第1層からレジスト
パターンを除去することができる。
2. High-precision pattern formation a) Multilayer resist method using dry etching First layer (lower layer) The problem of the conventional multilayer etching method using dry etching that the resist cannot be removed is that before the formation of the second layer resist. When the first-layer resist is cured, the first-layer resist may be entirely irradiated with the monochromatic light described above to cure only the surface layer thereof. That is, only the surface layer of the first layer needs to have resistance to a solvent or a developing solution, and if only the surface layer is cured by the overall irradiation with short-wavelength light to maintain the solubility of the lower part, it is possible to perform the wet treatment after the pattern formation. The resist pattern can be removed from one layer.

【0030】第1層材料は、上記単色光に対して強い吸
収を有する材料であれば特に限定されないが、ノボラッ
ク樹脂あるいはポリビニルフェノール樹脂などのように
ベンゼン環等の炭素−炭素不飽和結合を有するフォトレ
ジストを用いることができる。特に、クロロメチルスチ
レン系、アジド化合物含有系あるいは化学増幅系のネガ
型レジストや、ナフトキノン系感光剤を有するレジスト
を好ましく用いることができる。また、露光中又は露光
後に被照射基板を110 〜180 ℃で1〜60分間ベーク処理
すると、好ましく表層のみを硬化させることができる。
The material for the first layer is not particularly limited as long as it has a strong absorption for the monochromatic light, but it has a carbon-carbon unsaturated bond such as a benzene ring such as novolac resin or polyvinylphenol resin. A photoresist can be used. In particular, a chloromethylstyrene-based, azide compound-containing or chemically amplified negative resist or a resist having a naphthoquinone-based photosensitizer can be preferably used. Further, when the irradiated substrate is baked at 110 to 180 ° C. for 1 to 60 minutes during or after the exposure, only the surface layer can be preferably cured.

【0031】第2層材料は、酸素プラズマ耐性が高けれ
ば特に限定されないが、有機シリコーン系樹脂を好まし
く用いることができる。
The second layer material is not particularly limited as long as it has high oxygen plasma resistance, but an organic silicone resin can be preferably used.

【0032】b)ウエットエッチングを用いた多層レジ
スト法 従来ウエットエッチングを用いた多層レジスト法では上
層と下層の材料の選定が難しく、感光時間が長いという
課題は、上層レジストをパターニング後、前述の単色光
を全面照射処理し、その後下層を現像することにより解
決できる。また、これにより従来法より照射時間を大幅
に短縮できる。
B) Multilayer resist method using wet etching In the conventional multilayer resist method using wet etching, it is difficult to select the materials for the upper and lower layers, and the photosensitivity time is long. This can be solved by exposing the entire surface to light and then developing the lower layer. Further, this makes it possible to significantly reduce the irradiation time as compared with the conventional method.

【0033】ここで用いる材料は、上層が使用する単色
光に対して吸収を有し、下層がこの単色光に対して感度
があれば特に限定されない。一例として、上層にはベン
ゼン環等の炭素−炭素不飽和結合を有するレジスト、下
層にはポリジメチルグルタルイミド系又は電子線用のメ
タクリレート系ポジレジストを好ましく用いることがで
きる。
The material used here is not particularly limited as long as the upper layer has absorption for the monochromatic light used and the lower layer has sensitivity to the monochromatic light. As an example, a resist having a carbon-carbon unsaturated bond such as a benzene ring can be preferably used for the upper layer, and a polydimethylglutarimide-based or electron beam-based methacrylate positive resist can be preferably used for the lower layer.

【0034】c)化学増幅レジストの形状改善法 ポジ型化学増幅レジストにあっては形成したレジストパ
ターンが基板界面で裾引き形状(ネガ型では食い込み形
状)になりやすく、またパターン表面でT−トップ形状
になりやすくて、これらの解消が容易でないという従来
技術における課題は、レジスト膜形成プロセスに、化学
増幅レジスト膜を形成する前の被処理基板を前述の単色
光で全面照射処理する工程、及びレジスト膜を形成後の
被処理基板の表面を前述の単色光で全面照射処理する工
程のうちの一方又は両方を加えることで解決できる。
C) Method for improving shape of chemically amplified resist In the positive type chemically amplified resist, the formed resist pattern is apt to have a skirting shape at the substrate interface (a biting shape in the case of a negative type), and the T-top on the pattern surface. The problem in the prior art that it is easy to form the shape, and these are not easy to solve is a resist film forming process, a step of subjecting the substrate to be processed before forming the chemically amplified resist film to the entire surface irradiation treatment with the monochromatic light, and The problem can be solved by adding one or both of the above-mentioned entire surface irradiation processing with monochromatic light on the surface of the substrate to be processed after forming the resist film.

【0035】被処理基板が化学増幅レジスト膜をこれか
ら形成しようとする基板である場合、その種類について
は特に限定されないが、化学増幅レジストと基板との密
着性を上げ、且つポジ型化学増幅レジストの場合レジス
トパターンと基板との界面付近の裾引きを抑える上で、
特にシリル化剤をコーティングした基板に対して適用す
るのが有利である。シリル化剤が例えばヘキサメチルジ
シラザンである場合には、本発明による単色光照射処理
により窒素成分を除き、表面を酸化する効果により、レ
ジスト膜の基板への密着性を保ちつつ裾引きを抑えるこ
とができる。また、レジスト露光時の反射防止や金属拡
散防止を目的に窒素を含んでなる膜、例えばSiON、TiN
、SiN などで作られた膜を表面に製膜した基板も、こ
れらの上での化学増幅レジストパターンの裾引きを抑え
る意味で、本発明の単色光照射処理を好ましく適用する
ことができる。更に、フッ素含有樹脂やポリシラザン系
樹脂などのフッ素系やアミン系の層間絶縁膜を表面に形
成した基板も、これらの上に形成する化学増幅レジスト
膜の密着性を上げたり、あるいはレジストパターンの裾
引きを抑える意味で、本発明による単色光照射処理を好
ましく適用することができる。
When the substrate to be processed is a substrate on which a chemically amplified resist film is to be formed, the kind thereof is not particularly limited, but the adhesion between the chemically amplified resist and the substrate is increased and the positive type chemically amplified resist is used. In order to suppress the tailing near the interface between the resist pattern and the substrate,
It is particularly advantageous to apply it to a substrate coated with a silylating agent. When the silylating agent is, for example, hexamethyldisilazane, the nitrogen component is removed by the monochromatic light irradiation treatment according to the present invention, and the effect of oxidizing the surface suppresses tailing while maintaining the adhesiveness of the resist film to the substrate. be able to. In addition, a film containing nitrogen, such as SiON or TiN, for the purpose of preventing reflection and metal diffusion during resist exposure.
The monochromatic light irradiation treatment of the present invention can also be preferably applied to a substrate having a film made of SiN, SiN or the like formed on the surface thereof, in order to suppress the bottoming of the chemically amplified resist pattern on the substrate. Furthermore, a substrate having a fluorine-based or amine-based interlayer insulating film such as a fluorine-containing resin or a polysilazane-based resin formed on the surface can also improve the adhesion of the chemically amplified resist film formed on the substrate or the bottom of the resist pattern. In order to suppress the pulling, the monochromatic light irradiation treatment according to the present invention can be preferably applied.

【0036】化学増幅レジスト膜を既に形成した被処理
基板に単色光を全面照射する処理工程は、特に化学増幅
レジストがポジ型の場合に有効であり、レジストパター
ンのT−トップ形状を効果的に解消することができる。
この処理工程を採用する場合、単色光の全面照射は、レ
ジストの選択露光(イメージング露光)の直前、露光後
ベーク(post exposure bake (PEB))の直前、露光後ベ
ーク中、又は現像の直前に行うのが好ましく、特にPEB
直前又はPEB 中が好ましい。全面照射の光源としてレジ
ストの吸収の強いものを用いると照射光がレジスト内層
に達しないため、レジストの表層のみを反応させ膜減り
を抑えるのに好適である。このように、単色光の光源は
レジスト種に応じて使い分けることが好ましい。特に化
学増幅レジスト膜の形成前の基板表面に対する照射処理
に用いたのと同じ単色光の光源を使ってレジスト膜表面
の照射処理を行えば、プロセスと装置を共に簡略化で
き、好ましい。
The process step of irradiating the substrate to be processed on which the chemically amplified resist film is already formed with monochromatic light is particularly effective when the chemically amplified resist is a positive type, and the T-top shape of the resist pattern is effectively formed. It can be resolved.
When this processing step is adopted, the entire surface irradiation of monochromatic light is performed immediately before the selective exposure (imaging exposure) of the resist, immediately before the post exposure bake (PEB), during the post exposure bake, or immediately before the development. Preferably done, especially PEB
Immediately before or during PEB is preferred. When a light source having a strong absorption of the resist is used as a light source for the entire surface irradiation, the irradiation light does not reach the inner layer of the resist, and therefore it is suitable for causing only the surface layer of the resist to react and suppressing the film loss. As described above, it is preferable to selectively use the monochromatic light source according to the resist type. Particularly, it is preferable to perform the irradiation treatment of the resist film surface using the same monochromatic light source as that used for the irradiation treatment of the substrate surface before the formation of the chemically amplified resist film, because both the process and the apparatus can be simplified.

【0037】ここで用いる化学増幅レジストの種類は特
に限定されないが、全面照射光の吸収が強い炭素−炭素
不飽和結合を有する材料が膜減り量が少なくて好まし
い。また、単色光の全面照射量は0.01〜100 mJ/cm2が好
ましく、これより少ないとT−トップが発生し易くな
り、またこれより多いと膜減り量が大きくなる。照射時
の雰囲気の水分含有量を調節し(少ない方が好まし
い)、あるいは照射雰囲気にケミカルフィルタを通した
空気又は窒素を流入すると、形成したレジストパターン
形状の安定性が増し、好ましい。
The type of the chemically amplified resist used here is not particularly limited, but a material having a carbon-carbon unsaturated bond that strongly absorbs the irradiation light on the entire surface is preferable because the amount of film reduction is small. Further, the total irradiation amount of monochromatic light is preferably 0.01 to 100 mJ / cm 2 , and when it is less than this range, T-top is apt to occur, and when it is more than this range, the film reduction amount becomes large. It is preferable to adjust the water content of the atmosphere at the time of irradiation (smaller is preferable) or to inject air or nitrogen that has passed through a chemical filter into the irradiation atmosphere because the stability of the formed resist pattern shape increases.

【0038】d)レジスト現像後の残渣除去及びアッシ
ング法 本発明によれば、レジストパターンを有する基板に前述
の単色光を全面照射処理することにより、従来の酸素プ
ラズマを用いる方法に比べ大幅に短い工程時間で、また
プラズマによるチャージアップ問題を回避しながら、現
像後の残渣除去及びアッシングを行うことができる。密
着性向上の場合と同じように、照射雰囲気への空気、酸
素、オゾン又は水蒸気の流入、照射基板の水への浸漬、
及び照射処理中の基板の50〜500 ℃への加熱のうちの少
なくとも一つを併用すると、残渣除去及びレジストアッ
シングの効率が高まり、好ましい。またこの場合、単色
光の波長は、オゾンの発生効率の高い175 nm以下の波長
を好ましく用いることができる。
D) Residual removal and ashing method after resist development According to the present invention, the substrate having a resist pattern is subjected to the entire surface irradiation treatment with the above-mentioned monochromatic light, which is much shorter than the conventional method using oxygen plasma. Residual removal and ashing after development can be performed in process time and while avoiding the problem of charge-up due to plasma. As in the case of improving adhesion, inflow of air, oxygen, ozone or water vapor into the irradiation atmosphere, immersion of the irradiation substrate in water,
Also, it is preferable to use at least one of heating the substrate to 50 to 500 ° C. during the irradiation treatment, because the efficiency of residue removal and resist ashing is increased. Further, in this case, as the wavelength of monochromatic light, a wavelength of 175 nm or less at which ozone generation efficiency is high can be preferably used.

【0039】e)レジスト現像時のマイクロバブル除去
法 本方法によれば、レジスト膜を備えた被処理基板に対し
レジストの現像前に前述の単色光を全面照射することに
より、特にレジストの材料組成で極性 (親水性) を上げ
る必要なしに、オゾンの効果で表層の親水性が上がり、
現像不良の発生を抑えることができる。全面照射に用い
る単色光は、オゾンの発生効率の高い175 nm以下の波長
を好ましく用いることができる。また、レジストの吸収
の強い単色光を用いると照射光がレジスト内層に達しな
いため、レジスト膜の表層のみを反応させ膜減りを抑え
るのに好ましい。このように、単色光の波長はレジスト
種に応じて使い分けることが好ましい。
E) Method for removing microbubbles during resist development According to this method, the substrate having a resist film is irradiated with the above-mentioned monochromatic light on the entire surface before the development of the resist. With the effect of ozone, the hydrophilicity of the surface layer increases without having to increase the polarity (hydrophilicity).
It is possible to suppress the development failure. As the monochromatic light used for the entire surface irradiation, a wavelength of 175 nm or less, which has a high ozone generation efficiency, can be preferably used. Further, when monochromatic light having strong absorption of the resist is used, the irradiation light does not reach the inner layer of the resist, so that it is preferable to react only the surface layer of the resist film and suppress film loss. As described above, it is preferable that the wavelength of monochromatic light is properly used according to the resist type.

【0040】また、ポジ型化学増幅レジストの場合は、
このマイクロバブル防止とともに全面照射処理で同時に
T−トップ形成防止にもなり、好ましい。更に、レジス
ト膜の形成前の被処理基板の単色光全面照射処理(密着
性改善、ポジ型化学増幅の場合裾引き防止対策)と同一
の光源で露光すると、プロセスと装置を簡略化でき、好
ましい。ここで用いるレジストの種類は、水系の現像液
を使えるものであれば、ポジ型でもネガ型でもよく、ま
た使用する構成材料等も特に限定されないが、ポジ型で
全面照射単色光の吸収が強い炭素−炭素不飽和結合を有
するものを好ましく用いることができる。また単色光の
照射量は0.01〜100 mJ/cm2が好ましく、これより少ない
と表層極性変化の効果が小さく、また多いとポジ型レジ
ストの場合膜減り量が大きくなり、ネガ型レジストの場
合望ましくない表層の硬化が起きる。
In the case of positive type chemically amplified resist,
In addition to the prevention of the micro-bubbles, the overall irradiation treatment simultaneously prevents the T-top formation, which is preferable. Further, exposure with the same light source as the monochromatic light entire surface irradiation treatment (improvement of adhesion, bottoming prevention in the case of positive type chemical amplification) of the substrate to be processed before formation of the resist film can simplify the process and apparatus, which is preferable. . The type of resist used here may be a positive type or a negative type as long as an aqueous developing solution can be used, and the constituent materials to be used are not particularly limited, but the positive type has a strong absorption of monochromatic light irradiated over the entire surface. Those having a carbon-carbon unsaturated bond can be preferably used. Further, the irradiation amount of monochromatic light is preferably 0.01 to 100 mJ / cm 2 , and if it is less than this, the effect of changing the polarity of the surface layer is small, and if it is more than this, the film reduction amount becomes large in the case of a positive resist, and it is desirable in the case of a negative resist. No surface hardening occurs.

【0041】f)リフトオフ工程でのバリの発生防止及
び寸法精度安定化法 MR型ヘッドの製造時のリフトオフ工程でバリを発生さ
せず、安定した寸法精度でMR素子部を形成するには、
第一のレジスト薄膜を形成した被処理基板に前述の単色
光を全面照射し、表層のみの溶解性を変化させた後、こ
の上に上層レジストを形成するのが有利である。
F) Prevention of Burr in Lift-off Process and Stabilization of Dimensional Accuracy In order to form the MR element part with stable dimensional accuracy without generating burrs in the lift-off process during manufacturing of the MR type head,
It is advantageous to irradiate the entire surface of the substrate to be processed on which the first resist thin film is formed with the aforementioned monochromatic light to change the solubility of only the surface layer, and then form the upper layer resist on this.

【0042】この方法を利用することにより、先に図1
を参照して説明したようなMR型ヘッドのMR素子部を
次のようにして製作することができる。図2(a)に示
したように、支持材21の上にアルミナ層22を設け、
その上にNiFeの下部シールド層23とアルミナの下部ギ
ャップ層24を順次形成し、更に下部ギャップ層24の
上にMRパターン25を備えた基板の表面に、第1層レ
ジスト膜26を形成する。次に、この第1層レジスト膜
26を塗布した基板を被処理基板として、図2(b)に
示したようにその全面に単色光27を照射して表層28
を改質し、後にその上に形成する別のレジスト膜との混
合(ミキシング)を防ぐようにする。こうして表層28
を改質した第1層レジスト膜26の上に、図2(c)に
示したように第2層レジスト膜29を形成後、所定パタ
ーンの光30を照射して選択露光を行う。図2(c)に
示した31、32が、この選択露光によるそれぞれ第1
層及び第2層レジスト膜の感光部である。ここでは、こ
の図に示したように第1層レジスト膜26の感度を第2
層レジスト膜29の感度より高くして、第1層レジスト
膜の露光部31の幅が第2層レジスト膜の露光部32の
幅より広くなるようにしている。この選択露光後に、必
要に応じて露光後ベークを行うことができる。
By using this method, the process shown in FIG.
The MR element portion of the MR type head described with reference to can be manufactured as follows. As shown in FIG. 2A, the alumina layer 22 is provided on the support material 21,
A lower shield layer 23 made of NiFe and a lower gap layer 24 made of alumina are sequentially formed thereon, and a first-layer resist film 26 is further formed on the surface of the substrate having the MR pattern 25 on the lower gap layer 24. Next, using the substrate coated with the first-layer resist film 26 as a substrate to be processed, as shown in FIG.
Is modified so as to prevent mixing (mixing) with another resist film to be formed thereon later. Thus the surface layer 28
After the second layer resist film 29 is formed on the modified first layer resist film 26 as shown in FIG. 2C, light 30 having a predetermined pattern is irradiated to perform selective exposure. Reference numerals 31 and 32 shown in FIG. 2C respectively indicate the first portions due to the selective exposure.
It is a photosensitive portion of the layer and the second layer resist film. Here, as shown in this figure, the sensitivity of the first-layer resist film 26 is
The sensitivity is higher than that of the layer resist film 29 so that the width of the exposed portion 31 of the first layer resist film is wider than the width of the exposed portion 32 of the second layer resist film. After this selective exposure, a post-exposure bake can be performed if necessary.

【0043】続いて、両方のレジスト膜26と29を現
像して、図3(a)に示すように第1層レジストパター
ン26’が第2層レジストパターン29’の下に食い込
んだ形状のレジストパターンを形成する。なお、図3
(b)のようにMR素子上のレジストパターン下部を中
空とすることもできる(後述)。次に、こうして2層レ
ジストパターンを形成した基板表面に、図3(c)に示
したように端子形成材料の第3の膜33を製膜し、そし
て現像液で2層レジストパターン26’、29’を溶解
剥離して、図3(d)に示すように2層レジストパター
ン26’、29’のなかった部分に第3の膜のパターン
33’を形成するリフトオフ工程を実施する。図3
(d)において、MRパターン25が図1のMR素子1
1に相当し、第3の膜から形成したパターン33’が図
1の端子12に相当している。
Subsequently, both resist films 26 and 29 are developed to form a resist having a shape in which the first layer resist pattern 26 'bites under the second layer resist pattern 29' as shown in FIG. 3 (a). Form a pattern. Note that FIG.
As in (b), the lower part of the resist pattern on the MR element can be hollow (described later). Next, as shown in FIG. 3C, a third film 33 of a terminal forming material is formed on the surface of the substrate on which the two-layer resist pattern has been formed in this way, and the two-layer resist pattern 26 'is developed with a developing solution. A lift-off process is carried out in which 29 ′ is dissolved and peeled off, and a third film pattern 33 ′ is formed on a portion where the two-layer resist patterns 26 ′ and 29 ′ were not present as shown in FIG. 3D. FIG.
In (d), the MR pattern 25 is the MR element 1 of FIG.
1 and the pattern 33 'formed from the third film corresponds to the terminal 12 in FIG.

【0044】ここで説明した方法では、被処理基板への
単色光の全面照射により第1層レジスト膜26は表層2
8が効率良く感光し、第2層レジスト膜29の塗布時の
ミキシングを防ぐ効果を発現する。第1及び第2層のレ
ジスト膜ともポジ型で、且つ第1層のレジストが高感度
な場合に、下層レジストパターン26’が上層レジスト
パターン29’の下に効率良く食い込んだ形状のパター
ンを好ましく形成することができる。また、第1層レジ
スト膜26を塗布した基板を回転させながら第2層用の
レジスト溶液を滴下すると、良好にミキシングを防ぐこ
とができる。
In the method described here, the first-layer resist film 26 is formed on the surface layer 2 by irradiating the substrate to be processed with monochromatic light over the entire surface.
8 efficiently sensitizes and exhibits an effect of preventing mixing during coating of the second-layer resist film 29. The first and second layer resist films are both positive type, and when the first layer resist has high sensitivity, it is preferable that the lower layer resist pattern 26 'efficiently digs under the upper layer resist pattern 29'. Can be formed. Further, when the resist solution for the second layer is dropped while rotating the substrate coated with the first layer resist film 26, it is possible to prevent the mixing well.

【0045】この方法とは別に、MR型ヘッドの製造時
のリフトオフ工程でバリを発生させず、安定した寸法精
度でMR素子部を形成するには、第一のレジスト材料の
薄膜と、その上に形成した、前述の単色光に対し強い吸
収を有する第二のレジスト材料のレジストパターンを備
えた被処理基板に単色光を全面照射し、第二のレジスト
材料のレジストパターンをマスクとして第一のレジスト
材料の薄膜の選択露光を行うのが有利である。
Apart from this method, in order to form the MR element portion with stable dimensional accuracy without generating burrs in the lift-off process during manufacturing of the MR type head, a thin film of the first resist material and the above The substrate to be processed having the resist pattern of the second resist material having strong absorption for the monochromatic light described above is irradiated with monochromatic light over the entire surface, and the first resist pattern of the second resist material is used as a mask. Advantageously, selective exposure of a thin film of resist material is performed.

【0046】この方法を利用することにより、先に図1
を参照して説明したようなMR型ヘッドのMR素子部を
次のようにして製作することができる。図4(a)に示
したように、支持材41の上にアルミナ層42を設け、
その上にNiFeの下部シールド層43とアルミナの下部ギ
ャップ層44を順次形成し、更に下部ギャップ層44の
上にMRパターン45を備えた基板の表面に、第1層レ
ジスト膜46と第2層レジスト膜47を形成する。次
に、第2層レジスト膜を選択露光し現像して、図4
(b)に示したように第二のレジスト材料のレジストパ
ターン47’を形成する。このレジストパターン47’
を形成した基板を被処理基板として、その全面に単色光
48を照射する(図4(c))。単色光48に対し強い
吸収のあるレジストパターン47’がマスクとして働
き、下層のレジスト膜46が感光して、図4(c)にお
いて49で表された感光部を生じる。
By using this method, the process shown in FIG.
The MR element portion of the MR type head described with reference to can be manufactured as follows. As shown in FIG. 4A, the alumina layer 42 is provided on the support material 41,
A lower shield layer 43 made of NiFe and a lower gap layer 44 made of alumina are sequentially formed thereon, and a first resist film 46 and a second layer are formed on the surface of the substrate having the MR pattern 45 on the lower gap layer 44. A resist film 47 is formed. Next, the second-layer resist film is selectively exposed and developed, and the second layer resist film shown in FIG.
As shown in (b), a resist pattern 47 'of a second resist material is formed. This resist pattern 47 '
The substrate on which is formed is used as a substrate to be processed, and the entire surface thereof is irradiated with monochromatic light 48 (FIG. 4C). The resist pattern 47 'having a strong absorption for the monochromatic light 48 functions as a mask, and the resist film 46 in the lower layer is exposed to light to form a photosensitive portion indicated by 49 in FIG. 4C.

【0047】続いて、第1層レジスト膜46を現像し
て、図5(a)に示すように第1層レジストパターン4
6’が第2層レジストパターン47’の下に食い込んだ
形状のレジストパターンを形成する。なお、第2層レジ
ストパターン47’の幅と単色光の照射量により、図3
(b)に示したようにMR素子上のレジストパターン下
部を中空とすることも可能である。次に、こうして2層
レジストパターンを形成した基板表面に、図5(b)に
示したように端子形成材料の第3の膜50を製膜し、そ
して現像液で2層レジストパターン46’、47’を溶
解剥離して、図5(c)に示したように2層レジストパ
ターン46’、47’のなかった部分に第3の膜のパタ
ーン50’を形成するリフトオフ工程を実施する。図5
(c)において、MRパターン45が図1のMR素子1
1に相当し、第3の膜から形成したパターン50’が図
1の端子12に相当している。
Subsequently, the first layer resist film 46 is developed, and as shown in FIG. 5A, the first layer resist pattern 4 is formed.
6'forms a resist pattern having a shape that bites under the second layer resist pattern 47 '. Depending on the width of the second layer resist pattern 47 ′ and the irradiation amount of the monochromatic light, the pattern shown in
As shown in (b), the lower part of the resist pattern on the MR element can be hollow. Next, as shown in FIG. 5B, a third film 50 of a terminal forming material is formed on the surface of the substrate on which the two-layer resist pattern has been formed in this way, and the two-layer resist pattern 46 ′ is formed with a developing solution. A lift-off process is carried out in which 47 'is dissolved and peeled off, and as shown in FIG. 5C, a third film pattern 50' is formed in a portion where the two-layer resist patterns 46 'and 47' were not formed. FIG.
In (c), the MR pattern 45 is the MR element 1 of FIG.
1 and the pattern 50 'formed from the third film corresponds to the terminal 12 in FIG.

【0048】この場合には、全面照射に短波長の単色光
を用いることで下層(第1層レジスト膜)の感光効率を
高め、工程時間を短くできる。ここで用いるレジスト材
料は、上層用のレジスト材料が使用する単色光に吸収を
有し、下層用のレジスト材料がこの単色光に感度があれ
ば特に限定されないが、上層用にはベンゼン環等の炭素
−炭素不飽和結合を有するレジスト材料、下層用にはポ
リジメチルグルタルイミド又は電子線用のメタクリレー
ト系ポジレジスト材料を好ましく用いることができる。
In this case, by using short-wavelength monochromatic light for the whole surface irradiation, the photosensitivity of the lower layer (first layer resist film) can be increased and the process time can be shortened. The resist material used here is not particularly limited as long as it has absorption for the monochromatic light used by the resist material for the upper layer and the resist material for the lower layer is sensitive to this monochromatic light, but for the upper layer, a benzene ring or the like is used. A resist material having a carbon-carbon unsaturated bond, a polydimethylglutarimide for the lower layer, or a methacrylate positive resist material for an electron beam can be preferably used.

【0049】一方、MRヘッドのMR素子に端子をリフ
トオフで形成するプロセスにおいて、端子パターンの反
転レジストパターンを形成する際に、リードコア幅とな
るMR素子上部近傍の最も幅の狭いパターン領域におい
てのみ、レジストパターン下部を中空構造とすることが
できる。このようにすると、パターンが微細化した場合
でもコア幅は上層の寸法と端子の製膜条件のみに依存す
ることとなり、中空としない場合 (例えばパターン下部
がサブミクロンオーダーのパターン) に比べ、パターン
寸法の安定化、バリの撲滅の点で効果的であり、製造工
程上の管理スペックも簡潔となる。
On the other hand, in the process of forming terminals on the MR element of the MR head by lift-off, when forming the reverse resist pattern of the terminal pattern, only in the narrowest pattern region near the upper portion of the MR element, which becomes the lead core width, The lower part of the resist pattern can have a hollow structure. In this way, even if the pattern is miniaturized, the core width depends only on the dimensions of the upper layer and the film forming conditions of the terminals, and compared to the case where the pattern is not hollow (for example, the pattern lower part is a submicron order pattern). It is effective in stabilizing dimensions and eliminating burrs, and simplifies management specifications in the manufacturing process.

【0050】この中空リフトオフプロセスを図6を参照
して説明する。図6(a)は、MR素子61に接続する
端子62を、第1層レジスト膜63と第2層レジスト膜
64を利用して形成したところを上面図で示している。
第1層レジスト膜63は第2層レジスト膜64の下部に
食い込んだ形で形成されており、その外周の輪郭が破線
で示されている。MR素子の部分(図6(a)のAの円
で示された部分)を拡大したのが図6(b)であり、こ
こでも第2層レジスト膜64の下の第1層レジスト膜6
3はその外周の輪郭が破線で示されており、そしてMR
素子61の上方には第2層レジスト膜64のみが存在し
ていてこの部分に中空構造が形成されている。
This hollow lift-off process will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a top view showing the terminal 62 connected to the MR element 61 formed by using the first layer resist film 63 and the second layer resist film 64.
The first-layer resist film 63 is formed so as to dig into the lower portion of the second-layer resist film 64, and the outline of the outer periphery thereof is shown by a broken line. FIG. 6B is an enlarged view of the MR element portion (the portion indicated by the circle A in FIG. 6A), and here also, the first layer resist film 6 below the second layer resist film 64.
3 has its outer contour outlined by a dashed line, and MR
Only the second-layer resist film 64 exists above the element 61, and a hollow structure is formed in this portion.

【0051】更に図7の断面図を参照すれば、図7
(a)は図6(b)の7−7線断面図であり、MR素子
61と第2層レジスト膜64との間に中空部分ができて
いることを示している。図7(b)は図6(b)の7’
−7’線断面図であり、基板60の上に形成した第1層
レジスト膜63の上に第2層レジスト膜64が形成され
ている。図7(a)と図7(b)において、第2層レジ
スト膜64の上にあるのは端子形成材料の膜であり、こ
れはリフトオフにより後にレジスト膜と共に除去され
る。
Further referring to the cross-sectional view of FIG.
6A is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. 6B, and shows that a hollow portion is formed between the MR element 61 and the second-layer resist film 64. FIG. 7B is 7'of FIG. 6B.
FIG. 7B is a sectional view taken along line -7 ′, in which a second layer resist film 64 is formed on a first layer resist film 63 formed on a substrate 60. In FIGS. 7A and 7B, the film of the terminal forming material is on the second layer resist film 64, and this film is later removed together with the resist film by lift-off.

【0052】このような中空構造を形成する手法につい
ては特に限定されないが、前述の単色光全面照射工程を
含む方法を好ましく用いることができる。
The method for forming such a hollow structure is not particularly limited, but a method including the above-mentioned monochromatic light whole surface irradiation step can be preferably used.

【0053】本発明の方法を実施するのに用いる装置
は、微細パターンの形成前又は形成後の被処理基板の全
面に遠紫外から真空紫外領域の波長で半値幅30nm以
下の単色光を±15%以内の照度分布にて照射できる機
構を有することを特徴とし、またこの装置は、前述の単
色光を照射可能な位置に被処理基板を搬送配置できる機
構を備えることがより好ましい。
The apparatus used to carry out the method of the present invention uses ± 15 monochromatic light having a half-value width of 30 nm or less at a wavelength in the far-ultraviolet to vacuum-ultraviolet region over the entire surface of a substrate to be processed before or after formation of a fine pattern. It is characterized by having a mechanism capable of irradiating with an illuminance distribution within%, and it is more preferable that this apparatus is provided with a mechanism capable of transporting and arranging the substrate to be processed at a position where the above-mentioned monochromatic light can be irradiated.

【0054】例えば、半導体デバイス等の製造に使用さ
れるスピンコータ、スプレーコータ、蒸着装置、スパッ
タ装置、化学気相成長(CVD)装置などの製膜装置で
は、製膜位置 (コータカップやチャンバー) に基板が搬
送される前か後に、あるいはその両方で、基板が例えば
プレートのような適当な手段の上に搬送設置され、この
プレート上の基板の全面に前述の単色光を一括照射でき
る機構を有するようにすることができる。また、レジス
ト現像装置で言えば、現像位置に基板が搬送される前
に、この基板をプレート上に搬送し、このプレート上の
基板の全面に前述の単色光を一括照射できるようにする
ことができる。
For example, in a film forming apparatus such as a spin coater, a spray coater, a vapor deposition apparatus, a sputtering apparatus, a chemical vapor deposition (CVD) apparatus used for manufacturing a semiconductor device or the like, the film forming position (coater cup or chamber) is set. Before or after the substrate is transported, or both, the substrate is transported and installed on an appropriate means such as a plate, and the whole surface of the substrate on the plate has a mechanism capable of collectively irradiating the above-mentioned monochromatic light. You can Further, in the case of a resist developing device, before the substrate is transported to the developing position, it is possible to transport this substrate onto a plate so that the entire surface of the substrate on this plate can be collectively irradiated with the above-mentioned monochromatic light. it can.

【0055】単色光の全面照射を行う位置のプレート
に、室温以上500℃以下の範囲内で温度調節可能な機
能を付加すると、被処理基板の表面処理効率を上げるこ
とができ、好ましい。また、全面照射する単色光の面内
照度分布が±20%以内、更に好ましくは±15%以内
であると、被処理基板内処理量分布の信頼性が高まり、
好ましい。全面照射する単色光は、前述のAr2 エキシマ
光(波長126 nm)、Kr2エキシマ光(146 nm)、F2エキシ
マ光(153 nm)、ArBrエキシマ光(165 nm)、Xe2 エキシマ
光(172 nm)、ArClエキシマ光(175 nm)、ArF エキシマ光
(193 nm)、KrBrエキシマ光(207 nm)、KrClエキシマ光(2
22 nm)、KrF エキシマ光(248 nm)であることが好まし
く、特にXe2 エキシマ光はデバイス製造用途で用いる材
料に対応する上で、特に好ましい。更に、単色光を全面
照射する被処理基板の配置された雰囲気を、用途に応じ
て空気、酸素、オゾン、水蒸気、窒素及びこのほかの任
意の気体のうちの一つ又はそれらを任意に組み合わせた
もので置換可能な機構を備えると、表面酸化効率を上げ
る上で好ましい。
It is preferable to add a function capable of adjusting the temperature within the range of room temperature to 500 ° C. to the plate at the position where the monochromatic light is entirely irradiated, since the surface treatment efficiency of the substrate to be treated can be improved. Further, when the in-plane illuminance distribution of the monochromatic light irradiated over the entire surface is within ± 20%, more preferably within ± 15%, the reliability of the processing amount distribution in the substrate to be processed is increased,
preferable. The monochromatic light emitted over the entire surface includes Ar 2 excimer light (wavelength 126 nm), Kr 2 excimer light (146 nm), F 2 excimer light (153 nm), ArBr excimer light (165 nm), Xe 2 excimer light (wavelength 126 nm). 172 nm), ArCl excimer light (175 nm), ArF excimer light
(193 nm), KrBr excimer light (207 nm), KrCl excimer light (2
22 nm), and KrF excimer light (248 nm) are preferable, and Xe 2 excimer light is particularly preferable in view of materials used in device manufacturing applications. Furthermore, the atmosphere in which the substrate to be processed for monochromatic light irradiation is arranged is one of air, oxygen, ozone, water vapor, nitrogen, and any other gas, or any combination thereof, depending on the application. It is preferable to have a mechanism capable of substituting with a substance in order to increase the surface oxidation efficiency.

【0056】本発明の装置は、単色光の照射位置に被処
理基板を配置後、単色光の光源を被処理基板表面より
0.1〜20mmの距離に、より好ましくは1〜5mm
の距離に近づけることができる機構を有すると、照射光
を基板の全面に効率良く照射できるとともに、基板をレ
ール搬送やメカニカル搬送する際にはその支障とならな
いように移動させることができるため、好ましい。照射
時の基板と光源との距離が20mmより大きいと一般に
照度が不十分となり、また0.1mmより小さいと基板
と光源との間へのガス供給が不十分となる。
In the apparatus of the present invention, after arranging the substrate to be processed at the irradiation position of monochromatic light, the light source of monochromatic light is located at a distance of 0.1 to 20 mm from the surface of the substrate to be processed, more preferably 1 to 5 mm.
It is preferable to have a mechanism capable of approaching the above distance because it is possible to efficiently irradiate the irradiation light onto the entire surface of the substrate and to move the substrate so as not to hinder it when carrying it by rail or mechanically. . If the distance between the substrate and the light source at the time of irradiation is larger than 20 mm, the illuminance is generally insufficient, and if it is smaller than 0.1 mm, the gas supply between the substrate and the light source is insufficient.

【0057】また、これらの装置において光源が棒状の
エキシマランプであり、このランプと基板が0.1〜2
0mmの距離で平行に向き合い、ランプと基板の双方又
は片方が任意の速度で、相対的に移動及び/又は回転で
きる機構を有すると、照射光の基板内均一性を上げる上
で好ましい。具体的装置構成として好ましいものを挙げ
ると、次のとおりである。
In these devices, the light source is a rod-shaped excimer lamp, and the lamp and the substrate are 0.1 to 2
It is preferable to have a mechanism in which the lamp and the substrate or both or one of the substrates face each other in parallel at a distance of 0 mm and can move and / or rotate relatively at an arbitrary speed, in order to increase the uniformity of the irradiation light within the substrate. The preferred specific device configuration is as follows.

【0058】 イ) ランプ固定で、基板側を移動さるタイプ ロ) ランプ固定で、基板側を回転させるタイプ ハ)ランプ固定で、基板側を回転させながら移動させる
タイプ ニ) 基板側固定で、ランプを移動さるタイプ ホ) 基板側固定で、ランプを回転さるタイプ ヘ) 基板側固定で、ランプを回転させながら移動させる
タイプ ト) 基板が回転し、ランプが移動するタイプ チ) 基板が移動し、ランプが回転するタイプ リ) 基板とランプの双方が逆方向に回転し、且つどちら
かが移動するタイプ
A) A type of fixing the lamp and moving the substrate side b) A type of fixing the lamp and rotating the substrate side c) A type of fixing the lamp and moving while rotating the substrate side d) A lamp fixed on the substrate side Type) that moves the lamp on the board side.F) Type that moves the lamp while rotating the lamp with the board side fixed.) Type that moves the lamp while rotating the board. Lamp rotation type) Type in which both the substrate and the lamp rotate in opposite directions and either moves.

【0059】ここで、回転及び移動は任意の一定速度で
精度良く回転及び移動できる範囲内で行うのが好まし
い。進行方向は、ランプ固定の場合、ランプ長手方向に
対して直角の方向とするのが好ましい。
Here, it is preferable that the rotation and the movement are performed at an arbitrary constant speed within a range in which the rotation and the movement can be accurately performed. When the lamp is fixed, the traveling direction is preferably a direction perpendicular to the lamp longitudinal direction.

【0060】更に、棒状ランプの周囲部分に反射体又は
吸収体を配置して平行成分のみの光だけを取り出し、こ
の光を基板表面に垂直に照射することができる。このよ
うに平行成分のみの光は、フォトマスクを介してレジス
トをパターニングするためや、前述の露光PCM(expo
sure-PCM)法等のために好ましく用いることができる。
Further, by arranging a reflector or an absorber around the rod-shaped lamp, it is possible to extract only the light of the parallel component and irradiate the light perpendicularly to the surface of the substrate. In this way, the light of only the parallel component is used for patterning the resist through the photomask and the above-mentioned exposure PCM (expo
The sure-PCM) method can be preferably used.

【0061】このように、本発明においては様々な態様
が可能であるが、それらのうちで典型的なものを列挙す
ると次のとおりである。
As described above, various modes are possible in the present invention, and typical ones are listed as follows.

【0062】1.基板上に遠紫外から真空紫外領域の波
長で半値幅30nm以下の単色光を全面照射処理する工程
を有する薄膜形成方法、パターン形成方法、又は多層構
造デバイスもしくはフォトマスクの製造方法、あるいは
基板上に遠紫外から真空紫外領域の波長で半値幅30nm
以下の単色光を全面照射処理する機構を有する処理装
置。 2.基板上に遠紫外から真空紫外領域の波長で半値幅3
0nm以下の単色光を全面照射処理した後、当該照射基板
に導電膜、絶縁膜、又はレジストの薄膜を形成する工程
を含む、上記態様1記載の薄膜又はパターンの形成方
法。
1. A method for forming a thin film, a method for forming a pattern, a method for manufacturing a multi-layered device or a photomask, or a method for manufacturing a multi-layered device or a photomask, which comprises a step of irradiating an entire surface with monochromatic light having a half width of 30 nm or less in a wavelength range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet Full width at half maximum of 30 nm in the wavelength range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet
A processing apparatus having a mechanism for irradiating the following monochromatic light on the entire surface. 2. Full width at half maximum at wavelengths in the far ultraviolet to vacuum ultraviolet region on the substrate 3
The method for forming a thin film or pattern according to Aspect 1, which comprises a step of forming a conductive film, an insulating film, or a thin film of a resist on the irradiation substrate after performing a monochromatic light irradiation of 0 nm or less on the entire surface.

【0063】3.基板を全面照射する際に、基板雰囲気
に酸素ガス及びオゾンのうちの一方又は両方を流入する
工程と、照射基板を50〜500℃でベークする工程の
うちの少なくとも一方を含む、上記態様1又は2記載の
薄膜又はパターンの形成方法。 4.導電膜、絶縁膜又はレジスト薄膜を製膜した基板を
用いる、上記態様1又は2記載の薄膜又はパターンの形
成方法。
3. Aspect 1 or 2 including at least one of a step of flowing one or both of oxygen gas and ozone into a substrate atmosphere when the substrate is entirely irradiated, and a step of baking the irradiated substrate at 50 to 500 ° C. 2. The method for forming a thin film or pattern according to 2. 4. The method for forming a thin film or pattern according to Aspect 1 or 2, wherein a substrate on which a conductive film, an insulating film or a resist thin film is formed is used.

【0064】5.シリル化剤をコーティングした基板を
用いる、上記態様1〜4記載の薄膜又はパターンの形成
方法。 6.シリル化剤がヘキサメチルジシラザンである、上記
態様5記載の薄膜又はパターンの形成方法。
5. The method for forming a thin film or pattern according to any one of the above aspects 1 to 4, which uses a substrate coated with a silylating agent. 6. The method for forming a thin film or pattern according to the above aspect 5, wherein the silylating agent is hexamethyldisilazane.

【0065】7.窒素を含んでなる膜を製膜した基板を
用いる、上記態様1〜4記載の薄膜又はパターンの形成
方法。 8.窒素を含んでなる膜がSiON、TiN 、又はSiN の膜で
ある、上記態様7記載の薄膜又はパターンの形成方法。
7. The method for forming a thin film or pattern according to any one of the above aspects 1 to 4, wherein a substrate on which a film containing nitrogen is formed is used. 8. 8. The method for forming a thin film or pattern according to the above aspect 7, wherein the film containing nitrogen is a SiON, TiN, or SiN film.

【0066】9.層間絶縁材料を製膜した基板を用い
る、上記態様1〜4記載の薄膜又はパターンの形成方
法。 10.層間絶縁材料がポリシラザン構造を有する材料を
出発物質とするものである、上記態様9記載の薄膜又は
パターンの形成方法。 11.層間絶縁材料がフッ素原子を含んでなる材料であ
る、上記態様9記載の薄膜又はパターンの形成方法。
9. The method for forming a thin film or pattern according to any one of the above aspects 1 to 4, wherein a substrate on which an interlayer insulating material is formed is used. 10. 10. The method for forming a thin film or pattern according to the above aspect 9, wherein the interlayer insulating material is a material having a polysilazane structure as a starting material. 11. 10. The method for forming a thin film or pattern according to Aspect 9, wherein the interlayer insulating material is a material containing fluorine atoms.

【0067】12.酸化クロムを製膜した基板を用い
る、上記態様1〜4記載の薄膜又はパターンの形成方
法。 13.被照射基板上に形成する膜が化学増幅型レジスト
である、上記態様1〜4記載のパターン形成方法。
12. The method for forming a thin film or pattern according to any one of the above aspects 1 to 4, which uses a substrate on which chromium oxide is formed. 13. 5. The pattern forming method according to any one of the above aspects 1 to 4, wherein the film formed on the substrate to be irradiated is a chemically amplified resist.

【0068】14.基板上に第1層ポリマを製膜し、遠
紫外から真空紫外領域の波長で半値幅30nm以下の単色
光を全面照射処理した後、第2層ポリマを製膜し、こう
して形成した2層膜を選択露光後、現像する工程を含
み、ここで用いる第1層及び第2層ポリマの少なくとも
一方が感光性を有する、上記態様4記載のパターン形成
方法。 15.第1層ポリマがレジストであり、第2層ポリマが
水溶性膜である、上記態様14記載のパターン形成方
法。
14. The first layer polymer is formed on the substrate, monochromatic light having a half width of 30 nm or less at a wavelength in the far-ultraviolet to vacuum-ultraviolet region is entirely irradiated, and then the second-layer polymer is formed, thus forming a two-layer film. The method for forming a pattern according to Aspect 4, further comprising a step of developing after selective exposure, wherein at least one of the first layer polymer and the second layer polymer used here has photosensitivity. 15. 15. The pattern forming method according to the above aspect 14, wherein the first layer polymer is a resist and the second layer polymer is a water-soluble film.

【0069】16.基板上に第1層有機ポリマをスピン
コートし、これを248 nm以下の波長を有する光により全
面照射した後、この上に酸素プラズマ耐性が下層有機ポ
リマに対して10倍以上高い第2層ポリマを形成し、第
2層を露光、現像してパターニングし、このパターンを
酸素プラズマで第1層に転写し、こうして形成した2層
パターンをマスクとして基板を加工した後、ウエット処
理により第1層を第2層とともに除去する工程を含む、
上記態様1〜4記載のパターン形成方法。このように、
酸素プラズマ耐性が下層(第1層)有機ポリマのそれよ
り10倍以上高いポリマ材料を上層(第2層)有機ポリ
マとして用いることにより、酸素プラズマ処理を有利に
行うことができる。
16. After spin coating the first layer organic polymer on the substrate and irradiating the whole surface with light having a wavelength of 248 nm or less, the second layer polymer having oxygen plasma resistance higher than that of the lower layer organic polymer by 10 times or more. Is formed, the second layer is exposed and developed to be patterned, this pattern is transferred to the first layer by oxygen plasma, the substrate is processed by using the two-layer pattern thus formed as a mask, and then the first layer is wet-processed. Including a step of removing with the second layer,
The pattern forming method according to any one of the first to fourth aspects. in this way,
The oxygen plasma treatment can be advantageously performed by using a polymer material having an oxygen plasma resistance that is 10 times or more higher than that of the lower layer (first layer) organic polymer as the upper layer (second layer) organic polymer.

【0070】17.基板上に第1層有機ポリマをスピン
コートし、これを248 nm以下の波長を有する光により全
面照射した後、この上に酸素プラズマ耐性が下層有機ポ
リマに対して10倍以上高い第2層ポリマを形成し、更
にこの上に第3層感光性樹脂を形成し、第3層を露光、
現像してパターニングし、このパターンを第2層に転写
し、更にこのパターンを酸素プラズマで第1層に転写
し、こうして形成した3層パターンをマスクとして基板
を加工した後、ウエット処理により第1層を第2層及び
3層の一方又は両方とともに除去する工程を含む、上記
態様1〜4記載のパターン形成方法。
17. After spin coating the first layer organic polymer on the substrate and irradiating the whole surface with light having a wavelength of 248 nm or less, the second layer polymer having oxygen plasma resistance higher than that of the lower layer organic polymer by 10 times or more. Is formed, a third layer photosensitive resin is further formed thereon, and the third layer is exposed,
After development and patterning, this pattern is transferred to the second layer, this pattern is further transferred to the first layer by oxygen plasma, the substrate is processed using the three-layer pattern thus formed as a mask, and then the first process is performed by wet processing. 5. The pattern forming method according to any one of the above aspects 1 to 4, including a step of removing the layer together with one or both of the second layer and the third layer.

【0071】18.第1層有機ポリマに全面照射処理を
行っている間又は全面照射を行った後に被照射基板を1
10〜180℃で1 〜60分間ベーク処理する工程を含
む、上記態様16又は17記載のパターン形成方法。 19. 第1層材料がノボラック樹脂とナフトキノンジア
ジド系の感光剤よりなるフォトレジストである、上記態
様2又は16〜18に記載のパターン形成方法。 20.第2層材料が有機シリコーン系樹脂である、上記
態様2又は16〜18記載のパターン形成方法。
18. During the whole surface irradiation treatment of the first layer organic polymer or after the whole surface irradiation, the irradiated substrate is
18. The pattern forming method according to Aspect 16 or 17, including a step of baking at 10 to 180 ° C. for 1 to 60 minutes. 19. The pattern forming method as described in Aspect 2 or 16 to 18, wherein the first layer material is a photoresist including a novolac resin and a naphthoquinonediazide-based photosensitizer. 20. 19. The pattern forming method according to Aspect 2 or 16 to 18, wherein the second layer material is an organic silicone resin.

【0072】21.レジスト膜を形成した基板を遠紫外
から真空紫外領域の波長で半値幅30nm以下の単色光を
全面照射処理し、当該レジスト膜を水溶液系の現像液で
現像する工程を含む、上記態様1記載のパターンの形成
方法。 22.レジスト膜がナフトキノンジアジド系の感光剤を
含むポジ型レジストである、上記態様21記載のパター
ン形成方法。 23.レジスト膜がポジ型化学増幅レジストである、上
記態様21記載のパターン形成方法。 24.基板上に遠紫外から真空紫外領域の波長に強い吸
収を有するポジ型化学増幅レジスト膜を形成し、このレ
ジスト膜をプリベーク後選択露光し、当該レジスト膜を
50〜200℃でベークしながら遠紫外から真空紫外領
域の波長で半値幅30nm以下の単色光を0.01〜100 mJ/c
m2の露光量で全面照射処理し、その後現像する、上記態
様23記載のパターン形成方法。
21. The method according to Aspect 1, further comprising the step of subjecting the substrate on which the resist film is formed to an entire surface irradiation treatment with monochromatic light having a half width of 30 nm or less at a wavelength in a range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet, and developing the resist film with an aqueous solution developer. Pattern formation method. 22. 22. The pattern forming method according to the above aspect 21, wherein the resist film is a positive resist containing a naphthoquinonediazide-based photosensitizer. 23. 22. The pattern forming method as described in Aspect 21, wherein the resist film is a positive chemically amplified resist. 24. A positive chemically amplified resist film having strong absorption in a wavelength range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet is formed on a substrate, and the resist film is pre-baked and then selectively exposed to light, and while the resist film is baked at 50 to 200 ° C., the far ultraviolet is formed. From 0.01 to 100 mJ / c of monochromatic light with a half width of 30 nm or less at a wavelength in the vacuum ultraviolet region
24. The pattern forming method as described in Aspect 23, wherein the entire surface is irradiated with an exposure amount of m 2 and then developed.

【0073】25.上記態様1の方法で製膜した膜が遠
紫外から真空紫外領域の波長に強い吸収を有するポジ型
化学増幅レジスト膜であり、当該レジスト膜をプリベー
ク、選択露光、ベーク後、遠紫外から真空紫外領域の波
長で半値幅30nm以下の単色光を0.01〜100 mJ/cm2の露
光量で全面照射処理し、その後現像する、上記態様23
記載のパターン形成方法。 26.上記態様1の方法で製膜した膜が遠紫外から真空
紫外領域の波長に強い吸収を有するポジ型化学増幅レジ
スト膜であり、当該レジスト膜をプリベーク後、遠紫外
から真空紫外領域の波長で半値幅30nm以下の単色光を
0.01〜100 mJ/cm2の露光量で全面照射処理し、その後選
択露光、ベーク、現像する、上記態様23記載のパター
ン形成方法。 27.上記態様1の方法で製膜した膜が遠紫外から真空
紫外領域の波長に強い吸収を有するポジ型化学増幅レジ
スト膜であり、当該レジスト膜をプリベーク、選択露光
した後、遠紫外から真空紫外領域の波長で半値幅30nm
以下の単色光を0.01〜100 mJ/cm2の露光量で全面照射処
理し、その後現像する、上記態様23記載のパターン形
成方法。
25. The film formed by the method of Embodiment 1 is a positive type chemically amplified resist film having strong absorption in a wavelength range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet, and the resist film is pre-baked, selectively exposed and baked, and then deep ultraviolet to vacuum ultraviolet. Aspect 23, in which monochromatic light having a half-value width of 30 nm or less at a wavelength of the region is subjected to overall irradiation treatment with an exposure amount of 0.01 to 100 mJ / cm 2 and then developed
The pattern forming method described in the above. 26. The film formed by the method of Embodiment 1 is a positive-type chemically amplified resist film having strong absorption in the wavelength range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet, and after prebaking the resist film, it has a wavelength range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet. Monochromatic light with a value width of 30 nm or less
24. The pattern forming method according to the above aspect 23, wherein the entire surface is irradiated with an exposure amount of 0.01 to 100 mJ / cm 2 , and then selective exposure, baking and development are performed. 27. The film formed by the method of Embodiment 1 is a positive type chemically amplified resist film having strong absorption in a wavelength range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet region, and the resist film is pre-baked and selectively exposed, and then far ultraviolet to vacuum ultraviolet region. Width at half wavelength of 30 nm
24. The pattern forming method according to Aspect 23, wherein the following monochromatic light is entirely irradiated with an exposure amount of 0.01 to 100 mJ / cm 2 and then developed.

【0074】28.レジスト又は有機膜のパターンを形
成した基板に遠紫外から真空紫外領域の波長で半値幅3
0nm以下の単色光を全面照射処理して、当該パターンの
残渣を除去する工程を含む、上記態様1記載のパターン
形成方法。 29.被加工膜上にレジストパターンを形成し、このレ
ジストパターンを転写して被加工膜のパターン形成を行
った後、遠紫外から真空紫外領域の波長で半値幅30nm
以下の単色光を全面照射してレジストを除去する工程を
含む、上記態様1記載のパターン形成方法。 30.全面照射の際に、基板を50〜500℃のベーク
処理する工程と、照射雰囲気に酸素又はオゾンを流入す
る工程のうちの少なくとも一方を含む、上記態様29記
載のパターン形成方法。
28. Full width at half maximum at wavelengths from far-ultraviolet to vacuum-ultraviolet region on a substrate on which a resist or organic film pattern is formed
The pattern forming method according to the above-mentioned aspect 1, comprising a step of irradiating a monochromatic light of 0 nm or less on the entire surface to remove the residue of the pattern. 29. After forming a resist pattern on the film to be processed and transferring the resist pattern to form the pattern on the film to be processed, the half-value width is 30 nm at a wavelength in the range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet.
The pattern forming method according to Aspect 1, further comprising the step of irradiating the whole surface with monochromatic light to remove the resist. 30. 30. The pattern forming method according to Aspect 29, which includes at least one of a step of baking the substrate at 50 to 500 ° C. and a step of flowing oxygen or ozone into an irradiation atmosphere during the entire surface irradiation.

【0075】31.基板上に上層レジストが遠紫外から
真空紫外領域の波長に強い吸収を有する材料からなる2
層構造のレジスト膜を形成し、上層レジストをパターニ
ング後、遠紫外から真空紫外領域の波長で半値幅30nm
以下の単色光を全面照射処理し、その後下層を現像す
る、上記態様1記載のパターン形成方法。
31. The upper layer resist on the substrate is made of a material having a strong absorption in the wavelength range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet.
After forming a resist film with a layered structure and patterning the upper layer resist, the half-value width is 30 nm at wavelengths in the far-ultraviolet to vacuum-ultraviolet region.
The pattern forming method according to Aspect 1, wherein the following monochromatic light is entirely irradiated, and then the lower layer is developed.

【0076】32.基板上に第一のレジスト薄膜を塗布
した後、遠紫外から真空紫外領域の波長で半値幅30nm
以下の単色光を全面照射し、表層のみの溶解性を変化さ
せた後、この上に第二のレジスト膜を形成し、選択露光
を行い、必要に応じて露光後ベークを行った後、現像に
より第一のレジストが第二のレジストパターン下で食い
込んだ形状の2層レジストパターンを形成し、更にこの
後第三の薄膜を製膜し、レジスト膜を溶解剥離して除去
するリフトオフ工程を含む、上記態様1記載のパターン
形成方法。この方法は、MRヘッドの製造において特に
有用である。 33.第一のレジスト膜及び第二のレジスト膜がポジ型
レジストであり、且つ第一のレジスト膜が第二のレジス
ト膜より高感度である、上記態様32記載のパターン形
成方法。
32. After coating the first resist thin film on the substrate, the half-value width of 30 nm in the wavelength range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet.
After irradiating the following monochromatic light on the entire surface to change the solubility of only the surface layer, form a second resist film on this, perform selective exposure, and perform post-exposure bake if necessary, and then develop. Includes a lift-off step of forming a two-layer resist pattern having a shape in which the first resist bites under the second resist pattern, further forming a third thin film, and then dissolving and peeling the resist film to remove it. The pattern forming method as described in Aspect 1. This method is particularly useful in the manufacture of MR heads. 33. 33. The pattern forming method as described in Aspect 32, wherein the first resist film and the second resist film are positive type resists, and the first resist film has higher sensitivity than the second resist film.

【0077】34.基板上に上層レジストが遠紫外から
真空紫外領域の波長に強い吸収を有する材料からなる2
層構造のレジスト膜を形成し、上層レジストをパターニ
ング後、遠紫外から真空紫外領域の波長で半値幅30nm
以下の単色光を全面照射処理し、その後現像することで
下層レジストが上層レジストパターン下で食い込んだ形
状の2層レジストパターンを形成し、更にこの後第三の
膜を製膜し、レジスト膜を溶解剥離して除去するリフト
オフ工程を含む、上記態様1記載のパターン形成方法。
この方法は、MRヘッドの製造において特に有用であ
る。 35.第一のレジスト又は下層レジストがポリジメチル
グルタルイミドである、上記態様31、32又は34記
載のパターン形成方法。
34. The upper layer resist on the substrate is made of a material having a strong absorption in the wavelength range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet.
After forming a resist film with a layered structure and patterning the upper layer resist, the half-value width is 30 nm at wavelengths in the far-ultraviolet to vacuum-ultraviolet region.
The entire surface is irradiated with the following monochromatic light and then developed to form a two-layer resist pattern in which the lower layer resist bites under the upper layer resist pattern, and then a third film is formed to form a resist film. The pattern forming method as described in the above aspect 1, which includes a lift-off step of melting and peeling and removing.
This method is particularly useful in the manufacture of MR heads. 35. 35. The pattern forming method as described in the above aspect 31, 32 or 34, wherein the first resist or the lower layer resist is polydimethylglutarimide.

【0078】36.全面照射する光源が、Ar2 、Kr2
F2、ArBr、Xe2 、ArCl、ArF 、KrBr、KrCl、KrF のいず
れかを用いたエキシマ光である、上記態様1〜35記載
の薄膜又はパターン形成方法。 37.全面照射する光源がXe2 を用いた波長172 nmのエ
キシマ光である、上記態様1〜36記載の薄膜又はパタ
ーン形成方法。
36. The light source that irradiates the entire surface is Ar 2 , Kr 2 ,
The thin film or pattern forming method according to any one of the above aspects 1 to 35, which is an excimer light using any one of F 2 , ArBr, Xe 2 , ArCl, ArF, KrBr, KrCl, and KrF. 37. 37. The thin film or pattern forming method according to any one of the above aspects 1 to 36, wherein the light source for overall surface irradiation is excimer light having a wavelength of 172 nm using Xe 2 .

【0079】38.基板を照射可能な位置にあるプレー
ト上に搬送配置でき、プレート上の該基板の全面に遠紫
外から真空紫外領域の波長で半値幅30nm以下の単色光
を±15%以内の照度分布にて照射できる機構を有する、
上記態様1記載の処理装置。
38. The substrate can be transported and arranged on a plate at a position where irradiation is possible, and the entire surface of the substrate on the plate is irradiated with monochromatic light with a half width of 30 nm or less at a wavelength in the range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet with an illuminance distribution within ± 15%. Have a mechanism that can
The processing apparatus according to the above aspect 1.

【0080】39.スピンコーティング位置に基板が搬
送される前と後の一方又は両方に、当該基板を照射可能
な位置にあるプレート上に搬送配置でき、このプレート
上の基板の全面に遠紫外から真空紫外領域の波長で半値
幅30nm以下の単色光を±15%以内の照度分布にて照射
できる機構を有する、上記態様1記載の処理装置。すな
わちこの装置はスピンコーティング装置に相当する。
39. Before and / or after the substrate is transferred to the spin coating position, it can be transferred and arranged on a plate at a position where the substrate can be irradiated, and the entire surface of the substrate on this plate is irradiated with wavelengths in the range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet. 2. The processing apparatus according to the above aspect 1, having a mechanism capable of irradiating a monochromatic light having a half width of 30 nm or less with an illuminance distribution within ± 15%. That is, this device corresponds to a spin coating device.

【0081】40.真空製膜位置に基板が搬送される前
と後の一方又は両方に、当該基板を照射可能な位置にあ
るプレート上に搬送配置でき、このプレート上の当該基
板の全面に遠紫外から真空紫外領域の波長で半値幅30
nm以下の単色光を±15%以内の照度分布にて照射できる
機構を有する、上記態様1記載の処理装置。すなわちこ
の装置は真空製膜装置に相当する。
40. Before and / or after the substrate is transferred to the vacuum film formation position, it can be transferred and arranged on a plate at a position where the substrate can be irradiated, and the entire surface of the substrate on this plate is changed from far ultraviolet to vacuum ultraviolet region. Half-width at the wavelength of 30
The processing apparatus according to the above aspect 1, having a mechanism capable of irradiating monochromatic light of nm or less with an illuminance distribution within ± 15%. That is, this device corresponds to a vacuum film forming device.

【0082】41.レジスト現像位置に基板が搬送され
る前に、当該基板を照射可能な位置にあるプレート上に
搬送配置でき、このプレート上の当該基板の全面に遠紫
外から真空紫外領域の波長で半値幅30nm以下の単色光
を±15%以内の照度分布にて照射できる機構を有する、
上記態様1記載の処理装置。すなわちこの装置は現像装
置に相当する。
41. Before the substrate is transferred to the resist developing position, it can be transferred and placed on a plate at a position where the substrate can be irradiated, and the full width at half maximum of 30 nm or less at a wavelength in the far-ultraviolet to vacuum-ultraviolet region over the entire surface of the substrate on the plate. Has a mechanism that can irradiate the monochromatic light of within ± 15% of the illuminance distribution,
The processing apparatus according to the above aspect 1. That is, this device corresponds to a developing device.

【0083】42.全面照射位置のプレートが50℃以
上500℃以下の範囲内で温度調節可能な機能を有す
る、上記態様38〜41記載の装置。 43.全面照射するプレート上の基板雰囲気が、酸素、
オゾン及び窒素のうちの少なくとも一つで置換可能な機
構を有する、上記態様38〜42記載の装置。 44.プレート上に基板が搬送され、当該基板がプレー
ト上に着置した後に、単色光の光源及び基板のうちの少
なくとも一方が、基板搬送系に支障のない位置から、当
該光源と当該基板の表面との距離が0.1〜20mmとな
る位置に近づき、単色光の照射後再び基板搬送系に支障
のない位置に戻る機構を有する、上記態様38〜43記
載の装置。 45.単色光の光源が棒状のエキシマランプであり、こ
のランプと基板が0.1〜20mmの距離で平行に向き合い、
双方又は片方が任意速度で、ランプ長手方向に対して直
角に移動及び/又は回転できる機構を有する、上記態様
38〜44記載の装置。
42. The apparatus according to any one of the above aspects 38 to 41, wherein the plate at the whole surface irradiation position has a function of adjusting the temperature within the range of 50 ° C to 500 ° C. 43. The substrate atmosphere on the plate that irradiates the entire surface is oxygen,
The apparatus according to any one of the above aspects 38 to 42, which has a mechanism capable of being replaced with at least one of ozone and nitrogen. 44. After the substrate is conveyed on the plate and the substrate is placed on the plate, at least one of the monochromatic light source and the substrate is located at a position where it does not interfere with the substrate conveyance system, and the light source and the surface of the substrate. The apparatus according to any one of the above aspects 38 to 43, further comprising a mechanism for approaching a position where the distance is 0.1 to 20 mm and returning to a position where the substrate transport system is not hindered again after irradiation with monochromatic light. 45. The monochromatic light source is a rod-shaped excimer lamp, and this lamp and the substrate face each other in parallel at a distance of 0.1 to 20 mm.
The apparatus according to any one of the above aspects 38 to 44, wherein both or one of them has a mechanism capable of moving and / or rotating at a right angle and at right angles to the longitudinal direction of the lamp.

【0084】46.全面照射する光が、Ar2 、Kr2
F2、ArBr、Xe2 、ArCl、ArF 、KrBr、KrCl、KrF のいず
れかを用いたエキシマ光である、上記態様38〜45記
載の装置。 47.全面照射する光がXe2 エキシマ光である、上記
態様38〜45記載の装置。 48.単色光の光源から平行成分の光のみを取り出し、
被処理基板に対して垂直に照射する工程又は機構を有す
る、上記態様1〜47記載の方法又は装置。
46. The light that illuminates the entire surface is Ar 2 , Kr 2 ,
The apparatus according to any one of the above aspects 38 to 45, which is excimer light using any one of F 2 , ArBr, Xe 2 , ArCl, ArF, KrBr, KrCl, and KrF. 47. The apparatus according to any one of the above-mentioned aspects 38 to 45, wherein the light for overall irradiation is Xe 2 excimer light. 48. Taking out only the parallel component light from the monochromatic light source,
48. The method or apparatus according to any one of the above aspects 1 to 47, which has a step or mechanism for irradiating the substrate to be processed vertically.

【0085】49.上記態様1〜48記載の方法、装置
を使用する、多層構造デバイスの製造方法。 50.上記態様1〜48の方法、装置を使用する、フォ
トマスクの製造方法。 51.上記態様1〜48の方法、装置を使用する、半導
体デバイスの製造方法。 52.上記態様1〜48の方法、装置を使用する、磁気
ヘッドの製造方法。
49. A method for manufacturing a multi-layered structure device, which uses the method and apparatus according to any one of the above aspects 1 to 48. 50. A method for manufacturing a photomask, which uses the method and apparatus according to any one of the above aspects 1 to 48. 51. A method of manufacturing a semiconductor device, which uses the method and apparatus according to any one of the above aspects 1 to 48. 52. A method of manufacturing a magnetic head using the method and apparatus according to any one of the above aspects 1 to 48.

【0086】53.媒体からの信号磁界を再生する磁気
抵抗効果(MR)素子を含みそしてこの素子の両側にシ
ールドを有するMRヘッドを製造するため、MR素子に
端子パターンをリフトオフにより形成する工程において
端子パターンの反転レジストパターンを形成する際に、
反転レジストパターンのリードコア幅となるMR素子の
上方近傍領域のみを狭くしたレジストパターンを形成
し、且つこの領域のレジストパターンのみ下部を中空構
造とする、MRヘッドの製造方法。
53. In order to manufacture an MR head including a magnetoresistive effect (MR) element for reproducing a signal magnetic field from a medium and having shields on both sides of the element, inversion resist of the terminal pattern is formed in a step of forming a terminal pattern on the MR element by lift-off. When forming the pattern,
A method for manufacturing an MR head, wherein a resist pattern is formed by narrowing only a region near an upper part of an MR element, which is a lead core width of an inverted resist pattern, and a lower part of the resist pattern in this region has a hollow structure.

【0087】54.媒体からの信号磁界を再生する磁気
抵抗効果 (MR) 素子を含みそしてこの素子の両側にシ
ールドを有するMRヘッドを製造するため、MR素子に
端子パターンをリフトオフ形成する工程において、上記
態様32〜35のうち少なくとも一つの方法を用い、端
子パターンの反転レジストパターンを形成する際に、反
転レジストパターンのリードコア幅となるMR素子の上
方近傍領域のみを狭くしたレジストパターンを形成し、
且つこの領域のレジストパターンのみ下部を中空構造と
する、MRヘッドの製造方法。
54. In order to manufacture an MR head including a magnetoresistive (MR) element for reproducing a signal magnetic field from a medium and having shields on both sides of the element, in a step of forming a terminal pattern on the MR element by lift-off, the above-mentioned aspects 32 to 35 Using at least one of the methods, when forming the reverse resist pattern of the terminal pattern, a resist pattern is formed by narrowing only the upper vicinity region of the MR element, which is the lead core width of the reverse resist pattern,
Further, a method of manufacturing an MR head, in which only the resist pattern in this region has a hollow structure in the lower part.

【0088】[0088]

【実施例】次に、実施例を参照して本発明を更に説明す
る。本発明がこれらの実施例によっていささかも限定さ
れるものでないことは言うまでもない。
EXAMPLES Next, the present invention will be further described with reference to examples. It goes without saying that the invention is in no way limited by these examples.

【0089】〔実施例1〕この例では、エキシマ照射機
能つきの表面処理・残渣除去・アッシング装置を説明す
る。市販のオゾン洗浄装置(サムコインターナショナル
研究所社製UV−1)をベースに、被処理基板を載置す
るホットプレート上にウシオ電機社製UER200−1
72型Xe2 エキシマランプを増設した。このように改
造した装置の概要は図8に示すとおりであり、この図に
おいて81は表面処理チャンバ、82はホットプレー
ト、そして83は増設したエキシマランプを表してい
る。このランプ83は、被処理基板としてのウエハ(図
示せず)を入口側ウエハカセット84からホットプレー
ト82上へ搬送する時と、露光後にホットプレート82
から出口側ウエハカセット85へ搬送する時には、支障
にならないよう上方に移動して搬送アームとの接触を避
け、そして露光時には下方に移動してホットプレート8
2上のウエハ(図示せず)から任意の距離で露光できる
ように設計した。エキシマランプ83が移動する代わり
に、ウエハを載置するホットプレート82を上下方向に
移動させるようにすることもできる。ウエハの搬送に
は、レールやベルト等の通常の手段を採用することもで
きる。
Example 1 In this example, a surface treatment / residue removal / ashing apparatus having an excimer irradiation function will be described. Based on a commercially available ozone cleaning device (UV-1 made by Samco International Laboratories), UER200-1 made by Ushio Inc. is placed on a hot plate on which a substrate to be processed is placed.
72-inch Xe 2 excimer lamp was added. An outline of the apparatus modified in this way is as shown in FIG. 8, in which 81 is a surface treatment chamber, 82 is a hot plate, and 83 is an added excimer lamp. The lamp 83 transports a wafer (not shown) as a substrate to be processed from the inlet side wafer cassette 84 onto the hot plate 82 and after the exposure.
When transferring from the hot plate 8 to the exit side wafer cassette 85, it moves upward so as not to interfere with contact with the transfer arm, and moves downward during exposure to move the hot plate 8
It was designed so that it can be exposed at an arbitrary distance from the wafer (not shown) on No. 2 above. Instead of moving the excimer lamp 83, the hot plate 82 on which the wafer is placed can be moved in the vertical direction. Ordinary means such as rails and belts can be used to transfer the wafer.

【0090】ウエハの搬送経路及び露光量は通常のレシ
ピ設定時に制御できる機構とした。また、照度計を設置
し、定期的にランプの照度をチェックできるようにし
た。更に、ホットプレート82上のウエハの雰囲気には
任意の気体 (ここでは酸素、窒素、オゾン) をそれぞれ
独立に又は混合して導入できるようにした。図8に示し
た86a、86b、86cはそれぞれオゾン発生用酸
素、酸素及び窒素の流量計であり、87はオゾン発生器
である。なお、この装置においては、ホットプレート8
2はなくてもよく、またオゾン、酸素及び窒素の供給が
なくてもよい。
A mechanism for controlling the wafer transfer path and the exposure amount is used at the time of setting a normal recipe. Also, an illuminance meter was installed so that the illuminance of the lamp could be checked regularly. Further, any gas (here, oxygen, nitrogen, ozone) can be introduced into the atmosphere of the wafer on the hot plate 82 independently or as a mixture. Reference numerals 86a, 86b, and 86c shown in FIG. 8 are flowmeters for oxygen, oxygen, and nitrogen for ozone generation, respectively, and 87 is an ozone generator. In this device, the hot plate 8
2 may be omitted, and ozone, oxygen and nitrogen may not be supplied.

【0091】〔実施例2〕この例では、エキシマ露光機
能つきスピンコータ装置を説明する。市販のメカニカル
搬送タイプのスピンコータ(リソテックジャパン社製L
ARC−ULTIMA 1000)をベースに、被処理
基板を載置するホットプレート上にウシオ電機社製UE
R200−172型Xe2 エキシマランプを増設した。
このように改造した装置の概要は図9に示すとおりであ
り、この図において91は表面処理チャンバ、92はホ
ットプレート、そして93は増設したエキシマランプを
表している。このランプ93は、被処理基板としてのウ
エハ(図示ぜず)を入口側ウエハカセット94からホッ
トプレート92上へ搬送する時と、露光後にホットプレ
ート92から処理済みウエハ(図示せず)を排出する時
には、支障にならないよう上方に移動して搬送アームと
の接触を避け、そして露光時には下方に移動してホット
プレート92上のウエハ(図示せず)から任意の距離で
露光できるように設計した。エキシマランプ93を移動
させる代わりに、ウエハを載置するホットプレート92
を上下方向に移動させるようにすることもできる。ウエ
ハの搬送には、レールやベルト等の通常の手段を採用す
ることもできる。
Example 2 In this example, a spin coater device with an excimer exposure function will be described. Commercially available mechanical transfer type spin coater (Lisotec Japan L
Based on ARC-ULTIMA 1000), a UE manufactured by Ushio Inc. is placed on a hot plate on which a substrate to be processed is placed.
R200-172 type Xe 2 excimer lamp was added.
An outline of the device modified in this way is shown in FIG. 9, in which 91 is a surface treatment chamber, 92 is a hot plate, and 93 is an added excimer lamp. The lamp 93 transports a wafer (not shown) as a substrate to be processed from the inlet side wafer cassette 94 onto the hot plate 92, and discharges a processed wafer (not shown) from the hot plate 92 after exposure. At times, it was designed to move upward so as to avoid contact with the transfer arm so as not to interfere, and to move downward during exposure to allow exposure at an arbitrary distance from a wafer (not shown) on the hot plate 92. Instead of moving the excimer lamp 93, a hot plate 92 on which a wafer is placed
Can also be moved up and down. Ordinary means such as rails and belts can be used to transfer the wafer.

【0092】ウエハの搬送経路及び露光量は通常のレシ
ピ設定時に制御できる機構とした。また、照度計を設置
し、定期的にランプの照度をチェックできるようにし
た。更に、ホットプレート92上のウエハの雰囲気には
酸素、窒素、オゾンをそれぞれ独立に又は混合して導入
できるようにした。図9に示した96a、96b、96
cはそれぞれオゾン発生用酸素、酸素及び窒素の流量計
であり、97はオゾン発生器である。
The mechanism for controlling the wafer transfer path and the exposure amount was set during normal recipe setting. Also, an illuminance meter was installed so that the illuminance of the lamp could be checked regularly. Further, oxygen, nitrogen, and ozone can be introduced into the atmosphere of the wafer on the hot plate 92 independently or as a mixture. 96a, 96b, 96 shown in FIG.
c is a flow meter of oxygen for generating ozone, oxygen and nitrogen, and 97 is an ozone generator.

【0093】表面処理を終えたウエハ(図示せず)は、
コーターカップ98へ搬送して処理液を塗布し、更に通
常のホットプレート99へ搬送して処理し、出口側ウエ
ハカセット95へ送ることができる。コーターカップ9
8又は通常のホットプレート99での処理後に、ウエハ
を再び表面処理チャンバ91に戻して処理することも可
能である。
The surface-treated wafer (not shown) is
It is possible to convey the treatment liquid to the coater cup 98, apply the treatment liquid to the coater cup 98, convey the treatment liquid to a normal hot plate 99 for treatment, and send the treatment liquid to the exit side wafer cassette 95. Coater cup 9
It is also possible to return the wafer to the surface processing chamber 91 again for processing after the processing with 8 or the normal hot plate 99.

【0094】この装置においては、ホットプレート92
はなくてもよく、またオゾン、酸素及び窒素の供給がな
くてもよい。通常ホットプレート99はなくてもよく、
あるいは2台以上用意してもよい。更に、クーリングプ
レート(図示せず)を設けてもよい。
In this apparatus, the hot plate 92
It may or may not be provided, and ozone, oxygen and nitrogen may not be supplied. Normally, you don't have to have the hot plate 99,
Alternatively, two or more units may be prepared. Further, a cooling plate (not shown) may be provided.

【0095】〔実施例3〕この例では、エキシマ露光機
能つき製膜装置を説明する。市販のメカニカル搬送タイ
プのCVD製膜装置(住友精密工業社製MULTIPL
EX−CVD)をベースに、被処理基板を載置するホッ
トプレート上にウシオ電機社製UER200−172型
Xe2 エキシマランプを増設した。このように改造した
装置の概要は図10に示すとおりであり、この図におい
て101は表面処理チャンバ、102はホットプレー
ト、そして103は増設したエキシマランプを表してい
る。このランプ103は、被処理基板としてのウエハ
(図示ぜず)を入口側ウエハカセット104からホット
プレート102上へ搬送する時と、露光後にホットプレ
ート102から処理済みウエハ(図示せず)を排出する
時には、支障にならないよう上方に移動して搬送アーム
との接触を避け、そして露光時には下方に移動してホッ
トプレート102上のウエハ(図示せず)から任意の距
離で露光できるように設計した。エキシマランプ103
を移動させる代わりに、ウエハを載置するホットプレー
ト102を上下方向に移動させるようにすることもでき
る。ウエハの搬送には、レールやベルト等の通常の手段
を採用することもできる。
Example 3 In this example, a film forming apparatus with an excimer exposure function will be described. Commercially available mechanical transfer type CVD film forming device (MULTIPL manufactured by Sumitomo Precision Industries, Ltd.
Based on (EX-CVD), a UER200-172 type Xe 2 excimer lamp manufactured by Ushio Inc. was added on a hot plate on which a substrate to be processed was placed. An outline of the device modified in this way is shown in FIG. 10, in which 101 is a surface treatment chamber, 102 is a hot plate, and 103 is an added excimer lamp. The lamp 103 transports a wafer (not shown) as a substrate to be processed from the inlet side wafer cassette 104 onto the hot plate 102, and discharges a processed wafer (not shown) from the hot plate 102 after exposure. It is designed so that sometimes it moves upward so as not to hinder the contact with the transfer arm, and at the time of exposure, it moves downward to allow exposure at an arbitrary distance from the wafer (not shown) on the hot plate 102. Excimer lamp 103
Instead of moving the hot plate 102, the hot plate 102 on which the wafer is placed can be moved vertically. Ordinary means such as rails and belts can be used to transfer the wafer.

【0096】ウエハの搬送経路及び露光量は通常のレシ
ピ設定時に制御できる機構とした。また、照度計を設置
し、定期的にランプの照度をチェックできるようにし
た。更に、ホットプレート102上のウエハの雰囲気に
は酸素、窒素、オゾンをそれぞれ独立に又は混合して導
入できるようにした。図10に示した106a、106
b、106cはそれぞれオゾン発生用酸素、酸素及び窒
素の流量計であり、107はオゾン発生器である。
The mechanism for controlling the wafer transfer path and the exposure amount was set at the usual recipe setting. Also, an illuminance meter was installed so that the illuminance of the lamp could be checked regularly. Further, oxygen, nitrogen, and ozone can be introduced into the atmosphere of the wafer on the hot plate 102 independently or as a mixture. 106a and 106 shown in FIG.
Reference numerals b and 106c respectively denote flow meters of oxygen for generating ozone, oxygen and nitrogen, and 107 denotes an ozone generator.

【0097】表面処理を終えたウエハ(図示せず)は、
CVDチャンバ108へ搬送して製膜処理を行い、そし
て出口側ウエハカセット105へ排出することができ、
あるいは出口側ウエハカセット105へ送る前に再び表
面処理チャンバ101で表面処理を施してから出口側ウ
エハカセット105へ排出することもできる。
The surface-treated wafer (not shown) is
The film can be transferred to the CVD chamber 108, subjected to film forming processing, and then discharged to the exit side wafer cassette 105,
Alternatively, it is also possible to perform surface treatment again in the surface treatment chamber 101 before sending it to the exit side wafer cassette 105 and then discharge it to the exit side wafer cassette 105.

【0098】この装置においては、ホットプレート10
2はなくてもよく、またオゾン、酸素及び窒素の供給が
なくてもよい。更に、クーリングプレート(図示せず)
を設けてもよい。
In this apparatus, the hot plate 10
2 may be omitted, and ozone, oxygen and nitrogen may not be supplied. Further, a cooling plate (not shown)
May be provided.

【0099】〔実施例4〕この例では、エキシマ露光機
能つきデベロッパーを説明する。市販のメカ搬送タイプ
レジストデベロッパー(東京エレクトロン社製MARK
−V)をベースに、現像の前後で被処理基板としてのウ
エハを表面処理チャンバのホットプレート上に移動でき
るようにし、このホットプレート上にウシオ電機社製U
ER200−172型Xe2 エキシマランプを増設し
た。このように改造した装置の概要は図11に示すとお
りであり、この図において111は表面処理チャンバ、
112はホットプレート、そして113は増設したエキ
シマランプを表している。このランプ113は、被処理
基板としてのウエハ(図示ぜず)を入口側ウエハカセッ
ト114からホットプレート112上へ搬送する時と、
露光後にホットプレート112から処理済みウエハ(図
示せず)を排出する時には、支障にならないよう上方に
移動して搬送アームとの接触を避け、そして露光時には
下方に移動してホットプレート112上のウエハ(図示
せず)から任意の距離で露光できるように設計した。エ
キシマランプ113を移動させる代わりに、ウエハを載
置するホットプレート112を上下方向に移動させるよ
うにすることもできる。ウエハの搬送には、レールやベ
ルト等の通常の手段を採用することもできる。
[Embodiment 4] In this example, a developer having an excimer exposure function will be described. Commercially available mechanical transport type resist developer (Tokyo Electron MARK
-V) as a base, a wafer as a substrate to be processed can be moved onto a hot plate of a surface processing chamber before and after development, and U is manufactured by Ushio Inc. on the hot plate.
ER200-172 type Xe 2 excimer lamp was added. An outline of the apparatus modified in this way is as shown in FIG. 11, in which 111 is a surface treatment chamber,
Reference numeral 112 denotes a hot plate, and 113 denotes an added excimer lamp. The lamp 113 transports a wafer (not shown) as a substrate to be processed from the inlet side wafer cassette 114 onto the hot plate 112,
When a processed wafer (not shown) is discharged from the hot plate 112 after exposure, it is moved upward so as not to interfere with contact with the transfer arm, and it is moved downward during exposure to move the wafer on the hot plate 112. It was designed to allow exposure at an arbitrary distance from (not shown). Instead of moving the excimer lamp 113, the hot plate 112 on which the wafer is placed can be moved in the vertical direction. Ordinary means such as rails and belts can be used to transfer the wafer.

【0100】ウエハの搬送経路及び露光量は通常のレシ
ピ設定時に制御できる機構とした。また、照度計を設置
し、定期的にランプの照度をチェックできるようにし
た。更に、ホットプレート112上のウエハの雰囲気に
は、窒素、酸素、オゾンを、それぞれ独立に又は混合し
て導入できるようにした。窒素に代えて、ケミカルフィ
ルタ(図示せず)などでアミン系の不純物を除きそして
水分含有量を調節した空気を導入するようにすることも
可能である。図11に示した116a、116b、11
6cはそれぞれオゾン発生用酸素、酸素及び窒素の流量
計であり、117はオゾン発生器である。
The mechanism for controlling the wafer transfer path and the exposure amount was set at the time of normal recipe setting. Also, an illuminance meter was installed so that the illuminance of the lamp could be checked regularly. Further, nitrogen, oxygen, and ozone can be introduced into the atmosphere of the wafer on the hot plate 112 independently or as a mixture. Instead of nitrogen, it is also possible to remove amine-based impurities with a chemical filter (not shown) or the like and introduce air having a controlled water content. 116a, 116b, 11 shown in FIG.
Reference numeral 6c is a flowmeter for oxygen for generating ozone, oxygen and nitrogen, and 117 is an ozone generator.

【0101】表面処理を終えたウエハ(図示せず)は、
現像カップ118へ搬送して現像処理を行い、そして出
口側ウエハカセット115へ排出することができ、ある
いは出口側ウエハカセット115へ送る前に再び表面処
理チャンバ111で表面処理を施してから出口側ウエハ
カセット115へ排出することも可能である。
The surface-treated wafer (not shown) is
It can be conveyed to the developing cup 118 for development processing and then discharged to the exit side wafer cassette 115, or it can be subjected to surface treatment again in the surface treatment chamber 111 before being sent to the exit side wafer cassette 115 and then exit side wafer cassette 115. It is also possible to discharge to the cassette 115.

【0102】この装置においては、ホットプレート11
2はなくてもよく、またオゾン、酸素及び窒素の供給が
なくてもよい。更に、通常のホットプレート(図示せ
ず)あるいはクーリングプレート(図示せず)を設けて
もよい。
In this apparatus, the hot plate 11
2 may be omitted, and ozone, oxygen and nitrogen may not be supplied. Further, an ordinary hot plate (not shown) or cooling plate (not shown) may be provided.

【0103】〔実施例5〕この例では、照射分布改良型
エキシマ平行光照射装置を説明する。先の例で説明した
のと同じ表面処理チャンバ内のホットプレート上に、平
行光のみ取り出せるように改良したXe2 エキシマラン
プを、ホットプレート面から任意の距離で平行に移動可
能なように設置した。このように構成した装置を図12
を参照して説明する。図12(a)の側面図と図12
(b)の上面図に見られるように、表面処理チャンバ1
21内の、ウエハ脱着ピン131を備えたホットプレー
ト122の上方に、エキシマランプ123を上下方向
(図中の矢印Aの方向)とウエハ130の搬送方向と平
行な水平方向(図中の矢印Bの方向)の両方に移動可能
なように設置した。このエキシマランプ123は、先の
例におけるのと同じように、ウエハ130をホットプレ
ート122上へ搬送する時と、露光後にホットプレート
122から排出する時には、支障にならないよう上方に
移動してウエハ搬送アーム133との接触を避け、そし
て露光時には下方に移動してホットプレート122上の
ウエハ130から任意の距離で露光できるように設計し
た。
[Embodiment 5] In this example, an irradiation distribution improved excimer parallel light irradiation apparatus will be described. On the hot plate in the same surface treatment chamber as described in the previous example, an Xe 2 excimer lamp modified so that only parallel light can be taken out was installed so as to be movable in parallel at an arbitrary distance from the hot plate surface. . FIG. 12 shows an apparatus configured in this way.
This will be described with reference to FIG. The side view of FIG. 12A and FIG.
As seen in the top view of (b), the surface treatment chamber 1
21. Above the hot plate 122 having the wafer attachment / detachment pins 131, the excimer lamp 123 is placed in the vertical direction (direction of arrow A in the figure) and in the horizontal direction (arrow B in the figure) parallel to the transfer direction of the wafer 130. It was installed so that it could be moved in both directions. As in the previous example, the excimer lamp 123 moves upward so as not to hinder the transfer of the wafer 130 onto the hot plate 122 and the discharge of the hot plate 122 after exposure so that the wafer transfer is performed. It is designed to avoid contact with the arm 133 and move downward during exposure to allow exposure at an arbitrary distance from the wafer 130 on the hot plate 122.

【0104】ウエハ130の露光量は、ランプ123の
水平方向(図の矢印Bの方向)の移動速度にて設定でき
る機構とした。また、照度計134を設置し、ランプ照
度を定期的にチェックできるようにした。更に、ホット
プレート130上のウエハの雰囲気には空気、酸素、窒
素、オゾンをそれぞれ独立に又は混合して導入できるよ
うにした(図には、簡略化のため一つのガス入口のみを
示している)。図中の135はウエハ130を表面処理
チャンバ121に出し入れする際に搬送アーム133を
通過させるため開閉されるシャッタである。
The exposure amount of the wafer 130 is set by the moving speed of the lamp 123 in the horizontal direction (the direction of arrow B in the figure). Further, an illuminance meter 134 is installed so that the illuminance of the lamp can be regularly checked. Further, air, oxygen, nitrogen, and ozone can be introduced into the atmosphere of the wafer on the hot plate 130 independently or as a mixture (only one gas inlet is shown in the figure for simplification). ). Reference numeral 135 in the figure denotes a shutter that is opened and closed to pass the transfer arm 133 when the wafer 130 is taken in and out of the surface processing chamber 121.

【0105】この装置で使用するエキシマランプ123
には、平行光を取り出すためその周囲部分に光の反射体
136を設置してある。反射体に代えて光の吸収体を使
用することも可能である。図13に示したように、この
反射体136には、ウエハ130に面する部分にスリッ
ト状の光取り出し口137が設けてあり、エキシマラン
プ123から放射された光138のうちの光取り出し口
137を通り抜けた平行光139のみがウエハ130に
照射されるように構成されている。もちろん、このほか
の構成によりエキシマランプから平行光のみをウエハ上
に照射するようにすることも可能である。
Excimer lamp 123 used in this apparatus
In order to take out parallel light, a light reflector 136 is installed in the surrounding area. It is also possible to use a light absorber instead of the reflector. As shown in FIG. 13, the reflector 136 is provided with a slit-shaped light extraction port 137 in a portion facing the wafer 130, and the light extraction port 137 of the light 138 emitted from the excimer lamp 123 is provided. The wafer 130 is configured to be irradiated with only the parallel light 139 passing through. Of course, it is also possible to irradiate only parallel light onto the wafer from the excimer lamp with other configurations.

【0106】〔実施例6〕この例では、レジストと水溶
性膜との密着性の改善を説明する。図8に示した実施例
1の表面処理装置を用いて、入口側ウエハカセットから
日本ゼオン社製ZEP-520 型電子線レジストを製膜したS
iウエハをホットプレート上に搬送し、Xe2 エキシマ
ランプをウエハ面から5mmの距離に近づけ、15秒間
全面照射した。この際、露光雰囲気は空気とした。光照
射後、出口側カセットにウエハを搬送した。その後、処
理したウエハ表面に水溶性のチャージアップ防止剤を塗
布したところ、良好な塗布性を確認した。次いで、この
チャージアップ防止剤(昭和電工社製エスペイサー)を
塗布したウエハを基板として、通常の方法で電子線露光
し、現像したところ、0.1μm以下のレジスト膜減り
量で、0.5μmのライン・アンド・スペースパターン
が良好に形成できていることが確認された。
Example 6 In this example, the improvement of the adhesion between the resist and the water-soluble film will be described. Using the surface treatment apparatus of Example 1 shown in FIG. 8, a ZEP-520 type electron beam resist manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. was deposited from the inlet side wafer cassette S.
The i-wafer was transferred onto a hot plate, the Xe 2 excimer lamp was brought close to a distance of 5 mm from the wafer surface, and the whole surface was irradiated for 15 seconds. At this time, the exposure atmosphere was air. After the light irradiation, the wafer was transferred to the exit side cassette. After that, when a water-soluble charge-up inhibitor was applied to the surface of the treated wafer, good coatability was confirmed. Then, using a wafer coated with this charge-up preventive agent (Espacer manufactured by Showa Denko KK) as a substrate, electron beam exposure was carried out by a usual method, and development was carried out. It was confirmed that the line and space pattern was well formed.

【0107】一方、上記のエキシマ光の全面照射処理を
行わずにレジスト膜上に水溶性のチャージアップ防止剤
を塗布したところ、レジストがはっ水性のため良好に塗
布できなかった。
On the other hand, when a water-soluble charge-up preventing agent was applied on the resist film without performing the above-mentioned entire surface irradiation treatment with the excimer light, the resist was water-repellent and could not be applied well.

【0108】また、エキシマ光の全面照射の際のエキシ
マランプと基板との距離及び照射時間を変えて、同じレ
ジスト膜の表面照射処理を行い、同じチャージアップ防
止剤水溶液を塗布した後の基板表面の水に対する接触角
を測定した結果を図14に示す。この図より、本照射処
理によるレジスト表面の親水化処理が、照射距離と照射
時間とに応じて効率的に起こっていることが確認され
た。
Further, the same resist film surface irradiation treatment is performed by changing the distance between the excimer lamp and the substrate and the irradiation time at the time of the entire surface irradiation of the excimer light, and the substrate surface after applying the same aqueous solution of the charge-up preventing agent. The result of having measured the contact angle with respect to water is shown in FIG. From this figure, it was confirmed that the hydrophilic treatment of the resist surface by the main irradiation treatment was efficiently performed according to the irradiation distance and the irradiation time.

【0109】〔実施例7〕この例では、SiON基板の
表面処理を説明する。図8に示した実施例1の表面処理
装置を用いて、出口側ウエハカセットからSiONを製
膜したSiウエハをホットプレート上に搬送し、エキシ
マランプをウエハ面から1mmの距離に近づけ、露光時
間を変えて全面照射した。この際、露光雰囲気は空気と
した。照射後、出口側カセットにウエハを搬送した。X
PS分析装置にてSiON表面の原子数比を測定したと
ころ、表1のようになった。この表より、残留アミン系
のNや、不純物系のCが減少し、酸素が増加しており、
SiONの表面を効果的に光洗浄できていることがわか
った。また、このエキシマ光の照射では通常の低圧水銀
ランプで照射した際に起こる基板の加熱も起こらないこ
とが確認できた。
Example 7 In this example, the surface treatment of a SiON substrate will be described. Using the surface treatment apparatus of Example 1 shown in FIG. 8, an Si wafer having a SiON film formed thereon was conveyed from the exit side wafer cassette onto a hot plate, the excimer lamp was brought closer to a distance of 1 mm from the wafer surface, and the exposure time was increased. Then, the whole surface was irradiated by changing the temperature. At this time, the exposure atmosphere was air. After the irradiation, the wafer was transferred to the outlet side cassette. X
When the atomic number ratio on the SiON surface was measured with a PS analyzer, the results are shown in Table 1. From this table, residual amine-based N and impurity-based C decreased, and oxygen increased,
It was found that the surface of SiON could be effectively cleaned by light. It was also confirmed that the irradiation of the excimer light did not cause the heating of the substrate that occurs when the irradiation is performed with a normal low-pressure mercury lamp.

【0110】[0110]

【表1】 [Table 1]

【0111】〔実施例8〕この例では、SOG層間絶縁
膜の常温SiO2 化を説明する。図8に示した実施例1
の表面処理装置を用いて、入口側ウエハカセットから米
国ダウコーニング社製のFOX(ポリ水素シルセスキオ
キサン)層間絶縁膜をスピンコートしたSiウエハをホ
ットプレート上に搬送し、エキシマランプをウエハ面か
ら1mmの距離に近づけ、照射時間を変えてウエハ全面
に照射した。この際、照射雰囲気は乾燥空気とした。照
射後、出口側カセットにウエハを搬送した。IR分析装
置により絶縁膜のSi−H量を測定したところ、表2の
ようになった。この表より、常温でSi−Hが減少して
おり、効率的にシリコーン樹脂系絶縁膜がSiO2 化し
ているのが確認できた。通常この膜はSiO2 化するの
に400℃以上の加熱が必要であるが、本発明の処理方
法を採用することで常温で同様の効果が得られることが
確認された。
[Embodiment 8] In this example, normal temperature SiO 2 of the SOG interlayer insulating film will be described. Example 1 shown in FIG.
Using the surface treatment equipment, the Si wafer spin-coated with FOX (polyhydrogen silsesquioxane) interlayer insulating film manufactured by Dow Corning Co., USA is transferred from the inlet side wafer cassette onto the hot plate, and the excimer lamp is transferred to the wafer surface. 1 mm away from the wafer, and the irradiation time was changed to irradiate the entire surface of the wafer. At this time, the irradiation atmosphere was dry air. After the irradiation, the wafer was transferred to the outlet side cassette. When the amount of Si-H in the insulating film was measured by an IR analyzer, the results are shown in Table 2. From this table, it was confirmed that Si-H was reduced at room temperature and the silicone resin insulating film was efficiently converted to SiO 2 . Normally, this film needs to be heated at 400 ° C. or higher to turn into SiO 2 , but it was confirmed that the same effect can be obtained at room temperature by adopting the treatment method of the present invention.

【0112】[0112]

【表2】 [Table 2]

【0113】〔実施例9〕ここでは、フッ化カーボン上
でのレジストパターンの形成を説明する。図9に示した
実施例2の装置を用い、入口側ウエハカセットから米国
ゴア社製ポリテトラフルオロエチレン系層間絶縁膜(誘
電率=1.8)をスピンコートしたSiウエハを表面処
理チャンバ内のホットプレート上に搬送し、エキシマラ
ンプをウエハ面から1 mmの距離に近づけ、室温の空気
中で全面照射した(露光量600 mJ/cm2 )。照射後、
ウエハをコーターカップに搬送し、日本ゼオン社製のZ
IR−S185型ノボラックレジストをスピンコート
し、その後ウエハをホットプレートに搬送して100℃
で1分間ベーキングし、出口側ウエハカセットに搬送し
た。このウエハをi線ステッパにて選択露光した後、通
常通り2.38%のテトラメチルアンモニウムハイドロ
オキサイド水溶液で現像し、0.4μmのライン・アン
ド・スペースパターンを形成できた。
[Embodiment 9] Here, formation of a resist pattern on carbon fluoride will be described. Using the apparatus of Example 2 shown in FIG. 9, a Si wafer spin-coated with a polytetrafluoroethylene-based interlayer insulating film (dielectric constant = 1.8) manufactured by US Gore Co. from the inlet side wafer cassette was placed in the surface treatment chamber. The wafer was transferred onto a hot plate, an excimer lamp was brought close to a distance of 1 mm from the wafer surface, and the whole surface was irradiated in air at room temperature (exposure amount 600 mJ / cm 2 ). After irradiation,
The wafer is transferred to a coater cup and Z manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
IR-S185 type novolac resist was spin-coated, then the wafer was transferred to a hot plate and heated to 100 ° C.
After baking for 1 minute, the wafer was transferred to the exit side wafer cassette. This wafer was selectively exposed with an i-line stepper, and then developed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution as usual to form a 0.4 μm line-and-space pattern.

【0114】一方、同じポリテトラフルオロエチレン系
層間絶縁膜を製膜したSiウエハに、上記照射処理を行
わずに同じレジストをスピンコートしたところ、密着性
が悪く、均一な製膜ができなかった。
On the other hand, when the same resist was spin-coated on the Si wafer on which the same polytetrafluoroethylene-based interlayer insulating film was formed without performing the above irradiation treatment, the adhesion was poor and a uniform film could not be formed. .

【0115】〔実施例10〕この例では、ドライエッチ
ングによる2層レジスト法を説明する。アルミニウム膜
を形成したシリコンウエハ上に、平坦化層 (シブレー社
製SAL-601 レジスト) を2μm塗布し、90℃でプリベ
ーク後、ウシオ電機社製のUER200-172のXe2 エキシマ
レーザ光を3mmの照射距離で3分間全面照射後、11
0℃で2分間ベーク処理した。その後、このレジスト膜
上に上層レジスト (トリメチルシリル化ポリメチルシル
セスキオキサン) を0.2μm塗布し、プリベークを行
った。次に、電子線露光と有機現像液(メチルイソブチ
ルケトン)での現像を行い、上層のみ1μmのライン・
アンド・スペースをパターニングした。
[Embodiment 10] In this example, a two-layer resist method by dry etching will be described. A 2 μm flattening layer (SAL-601 resist made by Sibray Co., Ltd.) is applied on a silicon wafer on which an aluminum film is formed, and after prebaking at 90 ° C., Xer 2 excimer laser light of UER200-172 made by USHIO INC. 11 after total irradiation for 3 minutes at irradiation distance
Bake at 0 ° C. for 2 minutes. Then, 0.2 μm of an upper layer resist (trimethylsilylated polymethylsilsesquioxane) was applied on this resist film and prebaked. Next, electron beam exposure and development with an organic developer (methyl isobutyl ketone) are performed, and only the upper layer has a line of 1 μm.
Patterned And Space.

【0116】その後、DEM−451型ドライエッチン
グ装置(日電アネルバ社製)を用い、ガス圧20 mTorr、
印加周波数13.56 MHz 、酸素ガス流量20 sccm 、RFパ
ワー0.16 W/cm2の条件で平坦化層のエッチングを行い、
2層パターンを形成した。更に、この2層パターンをマ
スクとして下地のアルミニウムをパターニングした。そ
の後、このウエハをアセトンに浸漬したところ、2層レ
ジストパターンを容易に剥離することができた。
Then, using a DEM-451 type dry etching apparatus (manufactured by Nichiden Anelva), a gas pressure of 20 mTorr,
The flattening layer is etched under the conditions of an applied frequency of 13.56 MHz, an oxygen gas flow rate of 20 sccm, and an RF power of 0.16 W / cm 2 ,
A two layer pattern was formed. Further, the underlying aluminum was patterned using this two-layer pattern as a mask. Then, when this wafer was immersed in acetone, the two-layer resist pattern could be easily peeled off.

【0117】〔実施例11〕ここでも、ドライエッチン
グによる2層レジスト法を説明する。アルミニウム膜を
形成したシリコンウエハ上に、平坦化層 (シブレー社製
MP-1300 レジスト) を2μm塗布し、90℃でプリベー
ク後、ウシオ電機社製のUER200-172のXe2 エキシマレ
ーザ光を全面照射し、その後この上に上層レジスト (ト
リメチルシリル化ポリメチルシルセスキオキサン) を
0.2μm塗布し、プリベークを行った。次に電子線露
光と有機現像液での現像を行い、上層のみ1μmのライ
ン・アンド・スペースをパターニングした。
[Embodiment 11] Here, a two-layer resist method by dry etching will be described. On a silicon wafer with an aluminum film formed, a planarization layer (made by Sibley)
(MP-1300 resist) is applied to 2 μm, prebaked at 90 ° C., and then Xe 2 excimer laser light of UER200-172 manufactured by USHIO INC. Is applied to the entire surface, and then an upper layer resist (trimethylsilylated polymethylsilsesquioxane) is applied. 0.2 μm was applied and prebaked. Next, electron beam exposure and development with an organic developing solution were performed to pattern a line and space of 1 μm only in the upper layer.

【0118】その後、DEM−451型ドライエッチン
グ装置を用い、ガス圧20 mTorr、印加周波数13.56 MHz
、酸素ガス流量20 sccm 、RFパワー0.16 W/cm2の条
件で平坦化層のエッチングを行い、2層パターンを形成
した。更に、この2層パターンをマスクとして下地のア
ルミニウムをパターニングした。その後、このウエハを
アセトンに浸漬したところ、2層レジストパターンを容
易に剥離することができた。
Thereafter, using a DEM-451 type dry etching apparatus, gas pressure was 20 mTorr and applied frequency was 13.56 MHz.
The flattening layer was etched under the conditions of an oxygen gas flow rate of 20 sccm and an RF power of 0.16 W / cm 2 to form a two-layer pattern. Further, the underlying aluminum was patterned using this two-layer pattern as a mask. Then, when this wafer was immersed in acetone, the two-layer resist pattern could be easily peeled off.

【0119】〔実施例12〕ここでは、ドライエッチン
グによる3層レジスト法を説明する。アルミニウム膜を
形成したシリコンウエハ上に、平坦化層 (シブレー社製
MP-1300 レジスト) を2μm塗布し、90℃でプリベー
ク後、ウシオ電機社製UER200-172のXe2 エキシマレー
ザ光を全面照射し、その後、この上にポリビニルフェニ
ルシルセスキオキサンを0.2μm塗布し、露光により
硬化後、この上にMP-1300 レジストを製膜し、紫外線露
光及びアルカリ現像を行って、上層のみ1μmのライン
・アンド・スペースをパターニングした。
[Embodiment 12] Here, a three-layer resist method by dry etching will be described. On a silicon wafer with an aluminum film formed, a planarization layer (made by Sibley)
(MP-1300 resist) is applied to 2 μm, pre-baked at 90 ° C., and then Xe 2 excimer laser light of Ushio Denki UER200-172 is applied to the entire surface, and then polyvinyl phenylsilsesquioxane is applied to 0.2 μm. Then, after curing by exposure, an MP-1300 resist was formed on this, UV exposure and alkali development were performed, and a line and space of 1 μm was patterned only in the upper layer.

【0120】その後、DEM−451型ドライエッチン
グ装置を用い、ガス圧20 mTorr、印加周波数13.56 MHz
、フッ素ガス流量20 sccm 、RFパワー0.16 W/cm2
条件で上層パターンを中間層に転写し、続いて酸素プラ
ズマで更に下層のエッチングを行い、3層レジストパタ
ーンを形成した。更に、このパターンをマスクとして下
地のアルミニウムをパターニングした。その後、このウ
エハを富士ハント社製のMS2001剥離液に浸漬したとこ
ろ、3層レジストパターンを容易に剥離することができ
た。
Then, using a DEM-451 type dry etching apparatus, gas pressure was 20 mTorr and applied frequency was 13.56 MHz.
The upper layer pattern was transferred to the intermediate layer under the conditions of a fluorine gas flow rate of 20 sccm and an RF power of 0.16 W / cm 2 , and then the lower layer was further etched by oxygen plasma to form a three-layer resist pattern. Further, using this pattern as a mask, the underlying aluminum was patterned. Then, when this wafer was immersed in MS2001 stripping solution manufactured by Fuji Hunt, Inc., the three-layer resist pattern could be easily stripped.

【0121】〔実施例13〕この例では、ウエットエッ
チングによる2層レジスト法を説明する。シリコンウエ
ハ上に日本ゼオン社製CMR レジストを0.4 μm塗布し、
180 ℃でプリベーク後、上層として日本ゼオン社製ZIR-
S185型フォトレジストの0.5 μmのパターンをi線露光
にて形成した。次に、このウエハにウシオ電機社製UER2
00-172のXe2 エキシマレーザ光を照射距離3mmで1
分間全面照射後、現像したところ、上層レジストパター
ンを下層に短時間照射で転写できた。
[Embodiment 13] In this example, a two-layer resist method by wet etching will be described. ZEON CMR resist 0.4 μm is coated on a silicon wafer,
After prebaking at 180 ° C, ZIR- made by Nippon Zeon Co., Ltd. as the upper layer
A 0.5 μm pattern of S185 type photoresist was formed by i-line exposure. Next, on this wafer, UER2 manufactured by USHIO INC.
00-172 Xe 2 excimer laser light 1 at irradiation distance of 3 mm
When the whole surface was irradiated for a minute and then developed, the upper layer resist pattern could be transferred to the lower layer in a short time.

【0122】〔実施例14〕ここでは、SiON基板上
での化学増幅レジストパターンの形成を説明する。図9
に示したような実施例2の装置を用い、入口側ウエハカ
セットからSiONを製膜したSiウエハをホットプレ
ート上に搬送し、ここでランプをウエハ面から1mmの
距離に近づけ、常温及び空気中で1分間Xe2 エキシマ
レーザ光を全面照射した(露光量600 mJ/cm2 )。こ
のウエハ上に、日本合成ゴム社製K2G化学増幅型ポジ
型レジストをスピンコートし、80℃で90秒間ベーキング
した。このウエハをKrFエキシマレーザステッパにて
選択露光した後、 100℃にて90秒間ベークを行い、そし
て通常通り2.38%のテトラメチルアンモニウムハイ
ドロオキサイド水溶液にて60秒間現像した。形成したレ
ジストパターン断面を観察したところ、0.25μmラ
イン・アンド・スペースパターンを裾引きなしに解像で
きた。
[Embodiment 14] Here, the formation of a chemically amplified resist pattern on a SiON substrate will be described. FIG.
Using the apparatus of Example 2 as shown in FIG. 2, a SiON film-formed Si wafer is transferred from the inlet side wafer cassette onto a hot plate, where the lamp is brought closer to a distance of 1 mm from the wafer surface and at room temperature and in air. The whole surface was irradiated with Xe 2 excimer laser light for 1 minute (exposure amount 600 mJ / cm 2 ). A K2G chemically amplified positive resist manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. was spin-coated on this wafer and baked at 80 ° C. for 90 seconds. This wafer was selectively exposed with a KrF excimer laser stepper, baked at 100 ° C. for 90 seconds, and then developed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds as usual. When the cross section of the formed resist pattern was observed, a 0.25 μm line-and-space pattern could be resolved without hem.

【0123】一方、通常のスピンコータ、ホットプレー
ト、及び現像装置を用い、上記のようなエキシマ光の全
面照射処理を行わずに形成したレジストパターンでは、
基板界面での裾引き形状が認められた。
On the other hand, in a resist pattern formed by using a normal spin coater, a hot plate, and a developing device without performing the above-mentioned whole surface irradiation treatment with excimer light,
The bottoming shape was observed at the substrate interface.

【0124】〔実施例15〕ここでは、ポリシラザン系
絶縁膜基板上での化学増幅レジストパターンの形成を説
明する。図9に示したような実施例2の装置を用い、入
口側ウエハカセットから触媒化成社製BLN-Q(ポリシラザ
ン系材料) 層間絶縁膜を製膜したSiウエハをホットプ
レート上に搬送し、ここでランプをウエハ面から1mm
の距離に近づけ、600mJ/cm2の露光量で1分間Xe2
エキシマ光を全面照射した。この際、オゾンを1リット
ル/min の流量で露光雰囲気に導入し、基板を200 ℃に
加熱した。照射後、ウエハをコータカップに搬送し、実
施例9と同様のノボラックレジストをスピンコートし、
その後ウエハをホットプレートに搬送して100 ℃で1 分
間ベーキングし、そして出口側ウエハカセットに搬送し
た。続いて、このウエハをKrF エキシマレーザ光にて選
択露光した後、直ちに110 ℃にて1分間ベークを行い、
通常通り2.38%のテトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイド水溶液にて現像した。形成したレジストパ
ターン断面を観察したところ、基板界面で裾引きを起こ
すことなく、0.25μmのライン・アンド・スペースパタ
ーンを解像できた。
[Embodiment 15] Here, formation of a chemically amplified resist pattern on a polysilazane-based insulating film substrate will be described. Using the apparatus of Example 2 as shown in FIG. 9, a Si wafer having a BLN-Q (polysilazane-based material) interlayer insulating film manufactured by Catalyst Kasei Co., Ltd. formed on the inlet side wafer cassette was transferred onto a hot plate. 1mm from the wafer surface with the lamp
Close of a distance, 600 mJ / cm 2 exposure 1 minute amount Xe 2
The entire surface was irradiated with excimer light. At this time, ozone was introduced into the exposure atmosphere at a flow rate of 1 liter / min, and the substrate was heated to 200 ° C. After irradiation, the wafer was transferred to a coater cup, and the same novolak resist as in Example 9 was spin-coated,
After that, the wafer was transferred to a hot plate, baked at 100 ° C. for 1 minute, and transferred to an exit side wafer cassette. Then, after selectively exposing this wafer with KrF excimer laser light, it is immediately baked at 110 ° C. for 1 minute,
It was developed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution as usual. When the cross section of the formed resist pattern was observed, it was possible to resolve a line and space pattern of 0.25 μm without causing bottoming at the substrate interface.

【0125】一方、通常のスピンコータ、ホットプレー
ト、及び現像装置を用い、上記のようなXe2 エキシマ
光での全面照射処理を行わずに形成したレジストパター
ンでは、基板界面での裾引き形状が確認された。
On the other hand, in the resist pattern formed by using the ordinary spin coater, hot plate, and developing device without performing the above-mentioned whole surface irradiation with Xe 2 excimer light, the bottoming shape at the substrate interface was confirmed. Was done.

【0126】〔実施例16〕この例においては、化学増
幅レジストの露光後引き置きパターン形成を説明する。
シリコンウエハ上に、日本合成ゴム社製K2G化学増幅
型ポジ型レジストをスピンコートし、80℃で90秒間ベー
キングした後、KrF エキシマレーザステッパにて選択露
光した。その後アンモニア濃度30 ppbの雰囲気で10時間
放置し、実施例1の表面処理装置を用いて、Xe2 エキ
シマランプをウエハ面から5mmの距離に近づけて1秒
間全面照射した。その後、100 ℃にて90秒間ベークを行
い、そして通常通り2.38%のテトラメチルアンモニ
ウムハイドロオキサイド水溶液にて60秒間現像した。形
成したレジストパターン断面を観察したところ、表面難
溶解層 (T−トップ) を発生することなく、0.25μmの
ライン・アンド・スペースパターンを解像出来た。
Example 16 In this example, the post-exposure post-exposure pattern formation of a chemically amplified resist will be described.
A K2G chemically amplified positive resist manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. was spin-coated on a silicon wafer, baked at 80 ° C. for 90 seconds, and then selectively exposed by a KrF excimer laser stepper. Then, the substrate was left for 10 hours in an atmosphere having an ammonia concentration of 30 ppb, and the surface treatment apparatus of Example 1 was used to irradiate the entire surface with a Xe 2 excimer lamp at a distance of 5 mm from the wafer surface for 1 second. Then, it was baked at 100 ° C. for 90 seconds, and then developed as usual with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds. Observation of the cross section of the formed resist pattern revealed that a line-and-space pattern of 0.25 μm could be resolved without the formation of a surface insoluble layer (T-top).

【0127】一方、上記のようなXe2 エキシマ光の全
面照射処理を行わずに形成したレジストパターンでは、
レジストの表層にT−トップが形成しているのが認めら
れた。
On the other hand, in the resist pattern formed without performing the above-mentioned Xe 2 excimer light overall irradiation treatment,
It was observed that a T-top was formed on the surface layer of the resist.

【0128】〔実施例17〕ここでは、HMDS(ヘキ
サメチルジシラザン)処理基板上での化学増幅レジスト
パターンの形成を説明する。実施例2の装置を用い、入
口側ウエハカセットからHMDS処理したSiウエハを
表面処理チャンバ内のホットプレート上に搬送し、ここ
でXe2 エキシマランプをウエハ面から3mmの距離に
近づけ、常温、空気中で1分間全面照射した(露光量6
00 mJ/cm2 )。照射後、ウエハをコータカップに搬送
し、市販の化学増幅型ポジ型レジスト(日本合成ゴム社
製K2G)をスピンコートし、その後ウエハをホットプ
レートに搬送して100 ℃で1分間ベーキングし、次いで
出口側ウエハカセットに搬送した。このウエハをKrF エ
キシマレーザステッパにて選択露光した後、通常のクリ
ーンルーム中で120分間放置した。
Example 17 Here, the formation of a chemically amplified resist pattern on a HMDS (hexamethyldisilazane) treated substrate will be described. Using the apparatus of Example 2, the HMDS-processed Si wafer is transferred from the inlet side wafer cassette onto a hot plate in the surface processing chamber, where the Xe 2 excimer lamp is brought close to a distance of 3 mm from the wafer surface, and at room temperature, air. The whole surface was irradiated for 1 minute (exposure 6
00 mJ / cm 2 ). After the irradiation, the wafer was transferred to a coater cup, a commercially available chemically amplified positive resist (K2G manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) was spin-coated, and then the wafer was transferred to a hot plate and baked at 100 ° C. for 1 minute, and then, The wafer was transferred to the exit side wafer cassette. This wafer was selectively exposed with a KrF excimer laser stepper, and then left in an ordinary clean room for 120 minutes.

【0129】次に、ウエハを実施例4の装置(図11参
照)に移し、入口側ウエハカセットからウエハを表面処
理チャンバ内のホットプレート上に移動し、110 ℃で1
分間ベークしながらXe2 エキシマランプをウエハ面か
ら3mmの距離に近づけ、そして1mJ/cm2の露光量でウ
エハ全面に照射した。続いて、ウエハを現像カップに移
動し、2.38%のテトラメチルアンモニウムハイドロ
オキサイド水溶液にて現像した。
Next, the wafer is transferred to the apparatus of Example 4 (see FIG. 11), the wafer is transferred from the inlet side wafer cassette onto the hot plate in the surface treatment chamber, and the wafer is transferred to 110 ° C. for 1 hour.
The Xe 2 excimer lamp was brought close to a distance of 3 mm from the wafer surface while baking for a minute, and the entire surface of the wafer was irradiated with an exposure dose of 1 mJ / cm 2 . Subsequently, the wafer was moved to a developing cup and developed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.

【0130】この例で行った処理を説明すると次のとお
りである。Xe2 エキシマ光での第一の基板表面処理に
おいては、通常HMDSで表面処理した基板表面にはH
MDS由来のアミンが残留しており、この基板上に化学
増幅レジスト膜を製膜すると、光酸発生剤から生じた化
学増幅レジスト中の酸の一部をこのアミンが失活させ、
そのため、化学増幅レジストがポジ型の場合、図15
(a)に示したように、形成したレジストパターン15
1に裾引き152が認められることがある。Xe 2 エキ
シマ光のような単色光での表面処理を行うと、基板表面
の残留HMDSは効率的に酸化されるため、その上に化
学増幅レジストを塗布してレジストパターンを形成して
も従来のような裾引きは認められなくなる。
The processing performed in this example will be described below.
It is Ri. XeTwoFor the first substrate surface treatment with excimer light
In general, the substrate surface treated with HMDS usually has H
Amine derived from MDS remains, and chemicals are formed on this substrate.
When the amplification resist film is formed, it is generated from the photo-acid generator.
This amine deactivates a part of the acid in the chemically amplified resist,
Therefore, when the chemically amplified resist is a positive type, FIG.
As shown in (a), the formed resist pattern 15
The footing 152 may be recognized in 1. Xe TwoExhaust
When surface treatment is performed with monochromatic light such as striped light, the substrate surface
Residual HMDS is efficiently oxidized,
Apply an amplified resist to form a resist pattern
However, hemming as in the past cannot be recognized.

【0131】次に、このXe2 エキシマ光で全面照射処
理した基板上に塗布した化学増幅レジストをKrF エキシ
マレーザステッパにて選択露光すると、露光パターンに
応じて露光部分(感光部分)において光酸発生剤から酸
が発生する。レジスト膜中に発生した酸のうちの表層部
の近くに存在するものの一部は、空気中に微量に存在す
る不純物アミン等により失活して、そのため、やはり化
学増幅レジストがポジ型の場合、図15(a)に示した
ように、形成したレジストパターン151にT−トップ
153が生じる。光酸発生剤から酸を発生させたレジス
トの表面に対してXe2 エキシマ光のような単色光での
表面処理を行うと、表層のみを酸化して酸を補い、且つ
同時にベークすることで表層のみを現像液に可溶化し
て、T−トップ形状の発生を防止することができる。
Next, the chemically amplified resist coated on the substrate which was entirely irradiated with Xe 2 excimer light was selectively exposed by a KrF excimer laser stepper, and photoacid was generated in the exposed portion (photosensitive portion) according to the exposure pattern. Acid is generated from the agent. Of the acids generated in the resist film, some of them that exist near the surface layer are deactivated by amine amines that are present in trace amounts in the air, so that when the chemically amplified resist is also positive, As shown in FIG. 15A, the T-top 153 is formed in the formed resist pattern 151. When the surface of the resist that has generated the acid from the photo-acid generator is subjected to a surface treatment with monochromatic light such as Xe 2 excimer light, only the surface layer is oxidized to supplement the acid, and the surface layer is baked at the same time. Only the developer can be solubilized in the developer to prevent the T-top shape from being generated.

【0132】このように、本発明の基板処理方法を用い
て形成した化学増幅レジストパターンには、図15
(b)に示すように裾引きもT−トップも認められなく
なる。そしてこの例においては、形成したレジストパタ
ーン断面を観察したところ、0.25μmのライン・ア
ンド・スペースパターンをT−トップや裾引きを起こす
ことなく解像できたことが確認できた。
As described above, the chemically amplified resist pattern formed by using the substrate processing method of the present invention has the structure shown in FIG.
As shown in (b), neither the hem nor the T-top is recognized. In this example, when the cross section of the formed resist pattern was observed, it was confirmed that a 0.25 μm line-and-space pattern could be resolved without causing T-top or skirting.

【0133】一方、通常のスピンコータ、ホットプレー
ト、及び現像装置を用い、上記のようなXe2 エキシマ
光の全面照射処理を一切行わずに形成したレジストパタ
ーンでは、基板界面での裾引き及びパターン表層部のT
−トップ形状が発生した。
On the other hand, in a resist pattern formed by using an ordinary spin coater, a hot plate, and a developing device without performing the entire irradiation treatment of Xe 2 excimer light as described above, the skirting at the substrate interface and the pattern surface layer Part T
-A top shape has occurred.

【0134】〔実施例18〕この例においては、レジス
トパターンのアッシングを説明する。日本ゼオン社製の
ZEP-520 型電子線レジストで膜厚0.3 μmのレジストパ
ターンを形成したフォトマスク基板を、実施例1の装置
を用い出口側ウエハカセットから表面処理チャンバ内の
ホットプレート上に搬送し、ここでランプをウエハ面か
ら0.3 mmの距離に近づけ、酸素雰囲気中で10分間Xe2
エキシマ光を全面照射した。照射後、基板を出口側ウエ
ハカセットに搬送した。その後、基板表面を観察したと
ころ、レジストパターンを確実に除去できていることが
わかった。
[Embodiment 18] In this example, ashing of a resist pattern will be described. Made by Zeon Corporation
The photomask substrate on which a resist pattern having a film thickness of 0.3 μm was formed using a ZEP-520 type electron beam resist was transferred from the exit side wafer cassette onto the hot plate in the surface treatment chamber using the apparatus of Example 1, and the lamp was used here. the closer the wafer surface at a distance of 0.3 mm, in an oxygen atmosphere for 10 minutes Xe 2
The entire surface was irradiated with excimer light. After the irradiation, the substrate was transferred to the exit side wafer cassette. After that, when the surface of the substrate was observed, it was found that the resist pattern could be reliably removed.

【0135】〔実施例19〕ここでは、レジストパター
ンの残渣除去を説明する。日本ゼオン社製のZEP-520 型
電子線レジストで膜厚0.4 μmのレジストパターンを形
成したフォトマスク基板を、実施例1の装置を用い出口
側ウエハカセットから表面処理チャンバ内のホットプレ
ート上に搬送し、ここでランプをウエハ面から0.3 mmの
距離に近づけ、空気中で1分間Xe2 エキシマ光を全面
照射した。照射後、基板を出口側ウエハカセットに搬送
した。その後、基板表面を観察したところ、照射処理前
にレジストパターン間及びパターンエッジに存在したス
カムを除去できていることがわかった。
[Embodiment 19] Here, the removal of residues of a resist pattern will be described. The photomask substrate on which a resist pattern having a film thickness of 0.4 μm was formed using ZEP-520 type electron beam resist manufactured by Zeon Corporation was transferred from the exit side wafer cassette onto the hot plate in the surface treatment chamber using the apparatus of Example 1. Then, the lamp was brought closer to the distance of 0.3 mm from the wafer surface, and the whole surface was irradiated with Xe 2 excimer light for 1 minute in the air. After the irradiation, the substrate was transferred to the exit side wafer cassette. After that, when the surface of the substrate was observed, it was found that the scum existing between the resist patterns and at the pattern edge before the irradiation treatment could be removed.

【0136】〔実施例20〕ここでは、ノボラックレジ
ストの親水化処理を説明する。シリコンウエハ上に日本
ゼオン社製ZIR-S185レジストをスピンコートし、100℃
で1分間ベーキング後、i線ステッパにて選択露光し
た。その後、実施例1の表面処理装置を用いて、ランプ
をウエハ面から5mmの距離に近づけXe2 エキシマ光を
10秒間全面照射した。続いて、2.38%のテトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液にて60秒間現
像した。形成したレジストパターンを米国KLA 社製のウ
エハ検査装置にて観察したところ、エキシマ光を照射し
ないウエハを使って同様にパターニングしたレジストパ
ターンで見られるマイクロバブルによる現像不良率が1/
100 以下に改善されたことが確認できた。
[Embodiment 20] Here, a hydrophilic treatment of a novolak resist will be described. ZIR-S185 resist manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. is spin-coated on a silicon wafer and the temperature is 100 ° C
After baking for 1 minute, selective exposure was performed using an i-line stepper. Then, using the surface treatment apparatus of Example 1, the lamp was brought closer to a distance of 5 mm from the wafer surface and Xe 2 excimer light was emitted.
The whole surface was irradiated for 10 seconds. Subsequently, it was developed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds. When the formed resist pattern was observed with a wafer inspection device manufactured by KLA, Inc. in the United States, the development defect rate due to microbubbles found in a resist pattern similarly patterned using a wafer not irradiated with excimer light was 1 /
It was confirmed that it was improved to 100 or less.

【0137】〔実施例21〕ここでは、MRヘッド用の
MR素子のリフトオフ法での製作を説明する。図16
(a)に示すように、支持材161の上にアルミナ層1
62を設け、その上にNiFeの下部シールド層163とア
ルミナの下部ギャップ層164を順次形成し、更に下部
ギャップ層164の上にMR素子を形成するためのMR
膜165を備えた基板を用意する。次に、基板表面のM
R膜165をパターニングして、図16(b)に示すよ
うにMR素子166を形成する。続いて、基板の下部ギ
ャップ層164の上に、マスク167を利用して端子1
68を形成し(図16(c))、そしてリフトオフによ
りマスク167を除去する(図16(d))。その後、
イオンミリングにより下部シールド層163及び下部ギ
ャップ層164のパターニングを行って下部シールド1
63’と下部ギャップ164’を形成する(図16
(e))。一方、図17に示すように、まず図16
(a)に示した基板の第一のパターニングを行って下部
シールド163’と下部ギャップ164’を形成し(図
17(a))、続いてMR素子166の形成とリフトオ
フによる端子168の形成(図17(b))後、下部シ
ールド163’と下部ギャップ164’の第二のパター
ニングを行って、最終的な形状の下部シールド163”
と下部ギャップ164”を形成しても何らさしつかえな
い。
[Embodiment 21] Here, manufacture of an MR element for an MR head by a lift-off method will be described. FIG.
As shown in (a), the alumina layer 1 is formed on the support material 161.
62, a lower shield layer 163 of NiFe and a lower gap layer 164 of alumina are sequentially formed thereon, and an MR for forming an MR element on the lower gap layer 164.
A substrate provided with the film 165 is prepared. Next, M on the substrate surface
The R film 165 is patterned to form the MR element 166 as shown in FIG. Then, the terminal 1 is formed on the lower gap layer 164 of the substrate using the mask 167.
68 is formed (FIG. 16C), and the mask 167 is removed by lift-off (FIG. 16D). afterwards,
The lower shield layer 163 and the lower gap layer 164 are patterned by ion milling to form the lower shield 1.
63 'and lower gap 164' are formed (FIG. 16).
(E)). On the other hand, as shown in FIG.
The first patterning of the substrate shown in (a) is performed to form a lower shield 163 'and a lower gap 164' (FIG. 17 (a)), followed by formation of an MR element 166 and formation of a terminal 168 by lift-off ( After FIG. 17B, the second shield 163 ′ and the lower gap 164 ′ are subjected to the second patterning to form the final shape of the lower shield 163 ″.
It does not matter if the lower gap 164 ″ is formed.

【0138】図16の端子168を形成する際のマスク
167の形成は、例えば図4と図5を参照して説明した
方法と同様でよい。すなわち、MR素子166のパター
ニング後、実施例2のスピンコート装置で、2層構造レ
ジストとして第一層に日本マクダーミッド社製のポリメ
チルグルタルイミドを0.3 μm厚でスピンコートし、18
0 ℃で2分間ベーキングした後、上層にポジ型レジスト
(ヘキスト社製AZP)を滴下、2.0 μm厚でスピンコート
し、110 ℃で2分間ベーキングした。g線ステッパにて
端子パターンを露光後、 2.38 %テトラメチルアンモニ
ウムハイドロオキサイド水溶液で上層のみ現像した。次
に、172 nm光(Xe2 エキシマ光)にて照射距離1mmで
20秒間全面照射処理を行った後、下層を同様に現像し、
2層レジストパターンを形成した。形成したパターン
は、上層の側端から内側に1.6 μmほど下層が上層の下
部に食い込んだ形状であり、コア幅となる最小寸法部
(上層の幅3μmのレジストパターン部分) では、図7
(a)に示したように下層が完全に抜けて中空となっ
た。これは、上部より光学顕微鏡にて観察し、容易に確
認できた。
The formation of the mask 167 when forming the terminal 168 of FIG. 16 may be similar to the method described with reference to FIGS. 4 and 5, for example. That is, after patterning the MR element 166, polymethylglutarimide manufactured by Japan MacDermid Co., Ltd. was spin-coated with a thickness of 0.3 μm on the first layer as a two-layer structure resist using the spin coater of Example 2.
After baking at 0 ° C. for 2 minutes, a positive resist (AZP manufactured by Hoechst Co.) was dropped on the upper layer, spin-coated to a thickness of 2.0 μm, and baked at 110 ° C. for 2 minutes. After exposing the terminal pattern with a g-line stepper, only the upper layer was developed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. Next, with 172 nm light (Xe 2 excimer light) at an irradiation distance of 1 mm
After performing the entire surface irradiation treatment for 20 seconds, similarly develop the lower layer,
A two-layer resist pattern was formed. The formed pattern has a shape in which the lower layer digs into the bottom of the upper layer by 1.6 μm from the side edge of the upper layer, and the minimum dimension that is the core width.
As shown in FIG. 7 (resist pattern part with upper layer width of 3 μm)
As shown in (a), the lower layer was completely removed and became hollow. This can be easily confirmed by observing from above with an optical microscope.

【0139】続いて、端子168を形成するため、端子
となる金属膜をスパッタした後、マスクとして使用した
2層レジストパターンをレジスト剥離剤 (富士ハント社
製MS-2001)で剥離し、エタノールで洗浄後乾燥して、端
子168をリフトオフ形成してから、引き続き下部シー
ルドのパターニングを行った。その結果、端子部分にバ
リのない良好な端子薄膜を形成できた。ここで形成した
MRコア幅のばらつきは、コア幅3μmに対して±0.
1μmであった。
Subsequently, in order to form the terminal 168, a metal film to be the terminal is sputtered, and then the two-layer resist pattern used as the mask is removed with a resist remover (MS-2001 manufactured by Fuji Hunt Co.) and ethanol is used. After cleaning and drying, the terminals 168 were lifted off, and then the lower shield was patterned. As a result, a good terminal thin film without burrs could be formed on the terminal portion. The variation of the MR core width formed here is ± 0.
It was 1 μm.

【0140】一方、リフトオフのマスクとして2層レジ
ストの代わりに一般的なリフトオフ用単層レジスト(ヘ
キスト社製AZ5214E)を用い、イメージリバーサ
ル法でパターニングし、アセトンでリフトオフして同様
に端子形成を行ったところ、端子にバリが発生した。ま
たコア幅も3μm±0.5μmとばらつきが大きかっ
た。
On the other hand, as a lift-off mask, a general lift-off single-layer resist (AZ5214E manufactured by Hoechst) was used in place of the two-layer resist, patterning was performed by the image reversal method, and lift-off was performed with acetone to perform terminal formation in the same manner. When I tapped it, a burr occurred on the terminal. Further, the core width also had a large variation of 3 μm ± 0.5 μm.

【0141】〔実施例22〕実施例21と同様に、下部
シールド、下部MRギャップ及びMR素子を形成した基
板上に端子を形成したが、ここではMR素子のパターニ
ングをレジストパターン形成後に行った例を、図18、
19を参照して示す。なお、図18と19においては、
下部シールド層の下にある支持材とアルミナ層は、説明
を簡単にするため割愛されている。
[Embodiment 22] Similar to Embodiment 21, the terminals are formed on the substrate on which the lower shield, the lower MR gap and the MR element are formed. In this example, the MR element is patterned after the resist pattern is formed. Fig. 18,
Shown with reference to FIG. Note that in FIGS. 18 and 19,
The support material and alumina layer below the lower shield layer are omitted for ease of explanation.

【0142】図18(a)に示したように、支持材(図
示せず)の上に設けたアルミナ層(図示せず)の上にNi
Feの下部シールド層183、アルミナの下部ギャップ層
184、そしてMR素子を形成するためのMR膜185
を順次形成した基板を用いて、実施例2のスピンコート
装置(図9参照)のコーターカップで2層構造レジスト
の第一層として日本マクダーミッド社製のポリメチルグ
ルタルイミドを0.3 μm厚でスピンコートし、180 ℃で
2分間ベーキングして第1層レジスト膜186を形成し
た後、基板を表面処理チャンバ内のホットプレート上に
移し、172 nm光(Xe2 エキシマ光)にて照射距離1mm
で20秒間全面照射処理を行った。次に、この基板を再び
コーターカップに戻して回転させながらポジ型レジスト
(ヘキスト社製AZP)を滴下、2.0 nm厚でスピンコート
し、110 ℃で2分間ベーキングして、第2層レジスト膜
187を形成した。続いて、図18(c)に示したよう
に、g線ステッパにて所定パターンのg線188を照射
して端子パターンを露光後、2.38%テトラメチルアンモ
ニウムハイドロオキサイド水溶液で現像した。この際、
両レジスト膜186、187は同時に現像され、図18
(d)に示すような2層レジストパターン189が形成
された。形成した2層レジストパターン189は下層が
上層よりも1.0 μm食い込んだ形状となった。これは上
部より光学顕微鏡にて観察し、確認できた。
As shown in FIG. 18A, Ni is formed on an alumina layer (not shown) provided on a support material (not shown).
Fe lower shield layer 183, alumina lower gap layer 184, and MR film 185 for forming an MR element.
Using a substrate on which the layers are sequentially formed, polymethylglutarimide manufactured by Japan MacDermid Co., Ltd. is spin-coated to a thickness of 0.3 μm as the first layer of the two-layer structure resist using the coater cup of the spin coater of Example 2 (see FIG. 9). Then, after baking at 180 ° C. for 2 minutes to form the first-layer resist film 186, the substrate is transferred onto a hot plate in the surface treatment chamber, and the irradiation distance is 1 mm with 172 nm light (Xe 2 excimer light).
The whole surface was irradiated for 20 seconds. Next, the substrate is returned to the coater cup and rotated, and a positive type resist (AZP manufactured by Hoechst) is dropped, spin-coated to a thickness of 2.0 nm, and baked at 110 ° C. for 2 minutes to form a second-layer resist film 187. Was formed. Then, as shown in FIG. 18C, the terminal pattern was exposed by irradiating a g-line 188 having a predetermined pattern with a g-line stepper, and then developed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. On this occasion,
Both resist films 186 and 187 are developed at the same time.
A two-layer resist pattern 189 as shown in (d) was formed. The two-layer resist pattern 189 thus formed has a shape in which the lower layer is 1.0 μm deeper than the upper layer. This can be confirmed by observing from above with an optical microscope.

【0143】次に、この2層レジストパターン189を
マスクとしてMR膜185をイオンミリングにてパター
ニングしてMR素子190を形成(図19(a))後、
端子となる金属膜191をスパッタ(図19(b))
し、次いで2層レジストパターン189をレジスト剥離
剤 (富士ハント社製MS-2001)で剥離(図19(c))
し、エタノールで洗浄後乾燥して端子を形成した後、下
部シールドのパターニングを行って、図16(e)及び
図17(c)に例示したのと同様の下部シールドを形成
した。その結果、端子部分にバリのない良好な端子薄膜
を形成できた。ここで形成したMRコア幅のばらつき
は、コア幅4μmに対して±0.2μmであった。
Next, the MR film 185 is patterned by ion milling using the two-layer resist pattern 189 as a mask to form the MR element 190 (FIG. 19A).
Sputtering the metal film 191 to be the terminal (FIG. 19B)
Then, the two-layer resist pattern 189 is removed with a resist remover (Fuji Hunt MS-2001) (FIG. 19 (c)).
Then, after washing with ethanol and drying to form a terminal, the lower shield was patterned to form a lower shield similar to that illustrated in FIGS. 16E and 17C. As a result, a good terminal thin film without burrs could be formed on the terminal portion. The variation in the MR core width formed here was ± 0.2 μm with respect to the core width of 4 μm.

【0144】[0144]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単なプロセス、短時間で効果的に均一性の良い薄膜表
面を提供でき、これにより、基板上の従来困難であった
種々の薄膜間の密着性を改善でき、更にレジストパター
ンの形状の改善や現像不良の防止を実現できる。また、
本発明によれば、上記効果を得られる均一な露光を可能
にするエキシマ光照射装置を提供できる。そしてこれら
の方法及び装置を用いることにより、多層構造を持った
種々の半導体デバイス(例、IC、LSI、VLSI、
ULSI、液晶ディスプレイ(LCD)、PDP、MC
M等)や、磁気ヘッドなどの製造における量産歩留り、
信頼性が大きく向上する効果が奏される。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a thin film surface with good uniformity effectively in a simple process in a short time, which can improve the adhesion between various thin films on the substrate, which has been difficult in the past, and further improve the shape of the resist pattern. Prevention of development failure can be realized. Also,
According to the present invention, it is possible to provide an excimer light irradiation device that enables uniform exposure with the above effects. By using these methods and devices, various semiconductor devices having a multilayer structure (eg, IC, LSI, VLSI,
ULSI, liquid crystal display (LCD), PDP, MC
M) and mass production yield in the manufacture of magnetic heads,
The effect of greatly improving reliability is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】MR型ヘッドのMR素子部を説明する斜視図で
ある。
FIG. 1 is a perspective view illustrating an MR element portion of an MR head.

【図2】MR素子部の製造工程の前半を説明する図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating the first half of the manufacturing process of the MR element part.

【図3】MR素子部の製造工程の後半を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating the latter half of the manufacturing process of the MR element part.

【図4】MR素子部の別の製造工程の前半を説明する図
である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the first half of another manufacturing process of the MR element portion.

【図5】MR素子部の別の製造工程の後半を説明する図
である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the latter half of another manufacturing process of the MR element unit.

【図6】中空リフトオフプロセスを説明する上面図であ
る。
FIG. 6 is a top view illustrating a hollow lift-off process.

【図7】中空リフトオフプロセスを説明する断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a hollow lift-off process.

【図8】本発明による一態様の装置を説明する図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating an apparatus according to one aspect of the present invention.

【図9】本発明による別の態様の装置を説明する図であ
る。
FIG. 9 is a diagram illustrating an apparatus according to another aspect of the present invention.

【図10】本発明のもう一つの態様の装置を説明する図
である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an apparatus according to another aspect of the present invention.

【図11】本発明の更にもう一つの態様の装置を説明す
る図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an apparatus according to yet another aspect of the present invention.

【図12】照射分布の向上を可能にする装置を説明する
図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an apparatus capable of improving irradiation distribution.

【図13】光源から平行光を取り出す手段を説明する図
である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a means for extracting parallel light from a light source.

【図14】実施例6の結果を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the results of Example 6.

【図15】化学増幅レジストを用いて形成したレジスト
パターンの断面形状を説明する図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a cross-sectional shape of a resist pattern formed using a chemically amplified resist.

【図16】実施例21でのリフトオフ法の工程を説明す
る図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a process of a lift-off method in a twenty-first embodiment.

【図17】実施例21での下部シールド形成の別法を説
明する図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating another method of forming the lower shield according to the twenty-first embodiment.

【図18】実施例22でのリフトオフ法の工程の前半を
説明する図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating the first half of the process of the lift-off method in Example 22.

【図19】実施例22でのリフトオフ法の工程の後半を
説明する図である。
FIG. 19 is a diagram for explaining the latter half of the steps of the lift-off method in the twenty-second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、25、45、61、166、190…MR素子 12、33’、50’、62、168…端子 21、41、161…支持材 22、42、162…アルミナ層 23、43、163…下部シールド層 24、44、164…下部ギャップ層 26、46、63…第1層レジスト膜 27、48…単色光 29、47、64…第2層レジスト膜 33、50…端子形成材料膜 81、91、101、111…表面処理チャンバ 82、92、102、112…ホットプレート 83、93、103、113…エキシマランプ 84、94、104、114…入口側ウエハカセット 85、95、105、115…出口側ウエハカセット 87、97、107、117…オゾン発生器 98…コーターカップ 99…ホットプレート 108…CVDチャンバ 118…現像カップ 11, 25, 45, 61, 166, 190 ... MR element 12, 33 ', 50', 62, 168 ... Terminal 21, 41, 161, ... Support material 22, 42, 162 ... Alumina layer 23, 43, 163 ... Lower part Shield layer 24, 44, 164 ... Lower gap layer 26, 46, 63 ... First layer resist film 27, 48 ... Monochromatic light 29, 47, 64 ... Second layer resist film 33, 50 ... Terminal forming material film 81, 91 , 101, 111 ... Surface treatment chamber 82, 92, 102, 112 ... Hot plate 83, 93, 103, 113 ... Excimer lamp 84, 94, 104, 114 ... Inlet side wafer cassette 85, 95, 105, 115 ... Outlet side Wafer cassette 87, 97, 107, 117 ... Ozone generator 98 ... Coater cup 99 ... Hot plate 108 ... CVD chamber 11 8 ... Development cup

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野崎 耕司 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 五十嵐 美和 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 並木 崇久 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 開元 裕子 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 倉光 庸子 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 柴本 強 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 白瀧 博 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 星野 栄一 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 山本 祐一 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 皆川 敏勝 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koji Nozaki 4-1-1 Kamiotanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Within Fujitsu Limited (72) Inventor Miwa Igarashi 4-chome, Ueodaanaka, Nakahara-ku, Kanagawa No. 1 in Fujitsu Limited (72) Inventor Takahisa Namiki 4-1-1 Kamiotanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture 1-1 In-Fujitsu Limited (72) Inventor Yuko Kaimoto 4-chome, Ueodaanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture No. 1 in Fujitsu Limited (72) Inventor Yoko Kuramitsu 4-1-1 Kamiotanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Kanagawa Prefecture (72) Inventor Tsuyoshi Shibamoto 4-chome, 1-Uedota, Nakahara-ku, Kawasaki, Kanagawa No. 1 within Fujitsu Limited (72) Inventor Hiroshi Shirataki 4-1-1 Kamitadanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Inside the company (72) Eiichi Hoshino 4-1-1 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Fujitsu Limited (72) Inventor Yuichi Yamamoto 4-1-1, Kamedotachu, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Fujitsu Incorporated (72) Inventor Toshikatsu Minagawa 4-1-1 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 微細パターンを形成する前又は形成した
後の被処理基板上に遠紫外から真空紫外領域の波長で半
値幅30nm以下の単色光を全面照射処理する工程を含
むことを特徴とする微細加工方法。
1. A step of subjecting a substrate to be processed before or after forming a fine pattern to monochromatic light having a half-value width of 30 nm or less at a wavelength in a range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet, and performing a whole surface irradiation treatment. Fine processing method.
【請求項2】 前記単色光が、光源としてAr2 、Kr2
F2、ArBr、Xe2 、ArCl、ArF 、KrBr、KrCl、KrF のいず
れかを用いたエキシマ光である、請求項1記載の方法。
Wherein said monochromatic light, Ar 2, Kr 2 as a light source,
The method according to claim 1, wherein the excimer light is any one of F 2 , ArBr, Xe 2 , ArCl, ArF, KrBr, KrCl, and KrF.
【請求項3】 前記エキシマ光が平行成分のみからな
る、請求項2記載の方法。
3. The method according to claim 2, wherein the excimer light consists of parallel components only.
【請求項4】 前記被処理基板がその表面層に導電膜、
絶縁膜又はレジスト膜が製膜されている基板である、請
求項1から3までのいずれか一つに記載の方法。
4. The substrate to be processed has a conductive film on its surface layer.
The method according to any one of claims 1 to 3, which is a substrate on which an insulating film or a resist film is formed.
【請求項5】 前記被処理基板上に前記単色光を全面照
射処理後、当該基板上に導電膜、絶縁膜又はレジスト膜
を形成する、請求項1から4までのいずれか一つに記載
の方法。
5. The conductive film, the insulating film or the resist film is formed on the substrate after the monochromatic light is entirely irradiated on the substrate to be processed, according to any one of claims 1 to 4. Method.
【請求項6】 前記単色光の照射時に、前記被処理基板
の雰囲気に酸素、オゾン、窒素及び空気のうちの少なく
とも一つを導入する工程と、当該被処理基板を50〜5
00℃でベークする工程のうちの少なくとも一方を含
む、請求項1から5までのいずれか一つに記載の方法。
6. A step of introducing at least one of oxygen, ozone, nitrogen, and air into the atmosphere of the substrate to be processed during the irradiation of the monochromatic light, and the substrate to be processed 50 to 5
The method according to any one of claims 1 to 5, comprising at least one of the steps of baking at 00 ° C.
【請求項7】 微細パターンを形成する前又は形成した
後の被処理基板の全面に遠紫外から真空紫外領域の波長
で半値幅30nm以下の単色光を±15%以内の照度分
布にて照射できる機構を有することを特徴とする基板処
理装置。
7. A monochromatic light having a half width of 30 nm or less at a wavelength in a range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet can be irradiated with an illuminance distribution within ± 15% on the entire surface of a substrate to be processed before or after forming a fine pattern. A substrate processing apparatus having a mechanism.
【請求項8】 スピンコーティングのための手段を含
み、且つ、前記被処理基板をスピンコーティング位置に
搬送する前と後の一方又は両方ににおいて当該基板を前
記単色光の照射位置へ搬送配置するための手段を含む、
請求項7記載の装置。
8. A means for spin coating, and for transporting the substrate to the monochromatic light irradiation position before and / or after transporting the substrate to the spin coating position. Including means of
The device according to claim 7.
【請求項9】 前記被処理基板上に製膜するための手段
を含み、且つ、当該被処理基板を製膜位置に搬送する前
と後の一方又は両方ににおいて当該基板を前記単色光の
照射位置へ搬送配置するための手段を含む、請求項7記
載の装置。
9. Irradiating the substrate with the monochromatic light before and / or after transporting the substrate to a film forming position, including means for forming a film on the substrate to be processed. 8. The apparatus of claim 7 including means for transport placement into position.
【請求項10】 レジストを現像するための手段を含
み、且つ、前記被処理基板をレジスト現像位置に搬送す
る前と後の一方又は両方ににおいて当該基板を前記単色
光の照射位置へ搬送配置するための手段を含む、請求項
7記載の装置。
10. A means for developing a resist, wherein the substrate is transported to the irradiation position of the monochromatic light before and / or after the substrate to be processed is transported to the resist developing position. 8. The device of claim 7, including means for.
【請求項11】 前記単色光を照射する位置に配置した
前記被処理基板を50〜500℃の範囲内で温度調節可
能な手段を含む、請求項7から10までのいずれか一つ
に記載の装置。
11. The method according to claim 7, further comprising means for adjusting the temperature of the substrate to be processed arranged at a position for irradiating the monochromatic light within a range of 50 to 500 ° C. apparatus.
【請求項12】 前記単色光の照射時に、前記被処理基
板の雰囲気に酸素、オゾン、窒素及び空気のうちの少な
くとも一つを導入する手段を含む、請求項7から11ま
でのいずれか一つに記載の装置。
12. The method according to claim 7, further comprising means for introducing at least one of oxygen, ozone, nitrogen and air into the atmosphere of the substrate to be processed when the monochromatic light is irradiated. The device according to.
【請求項13】 前記被処理基板を前記単色光の照射位
置に配置後、当該単色光の光源と当該基板の表面との間
隔を0.1〜20mmに調節するための手段を含む、請
求項7から12までのいずれか一つに記載の装置。
13. A means for adjusting the distance between the light source of the monochromatic light and the surface of the substrate to 0.1 to 20 mm after arranging the substrate to be processed at the irradiation position of the monochromatic light. The apparatus according to any one of 7 to 12.
【請求項14】 前記単色光の光源と前記被処理基板の
一方又は両方を、当該光源と当該被処理基板の表面との
間隔を0.1〜20mmに保って移動させるか、回転さ
せるか、又は移動且つ回転させるための手段を含む、請
求項7から13までのいずれか一つに記載の装置。
14. The monochromatic light source and / or one or both of the substrates to be processed are moved or rotated while maintaining the distance between the light source and the surface of the substrate to be processed at 0.1 to 20 mm. Or an apparatus according to any one of claims 7 to 13 comprising means for moving and rotating.
【請求項15】 前記単色光が、光源としてAr2 、K
r2 、F2、ArBr、Xe2 、ArCl、ArF 、KrBr、KrCl、KrF
のいずれかを用いたエキシマ光である、請求項7から1
4までのいずれか一つに記載の装置。
15. The monochromatic light is Ar 2 , K as a light source.
r 2 , F 2 , ArBr, Xe 2 , ArCl, ArF, KrBr, KrCl, KrF
The excimer light using any one of claims 1 to 7,
The device according to any one of 4 to 4.
【請求項16】 前記エキシマ光が平行成分のみからな
る、請求項15記載の装置。
16. The apparatus according to claim 15, wherein the excimer light consists of parallel components only.
【請求項17】 請求項1から6までのいすれか一つの
方法により製造された基板を含む半導体デバイス。
17. A semiconductor device comprising a substrate manufactured by a method according to any one of claims 1-6.
【請求項18】 請求項1から6までのいすれか一つの
方法により製造された基板を含む磁気ヘッド。
18. A magnetic head including a substrate manufactured by the method according to any one of claims 1 to 6.
【請求項19】 媒体からの信号磁界を再生する磁気抵
抗効果素子を含みそしてこの素子の両側にシールドを有
する磁気抵抗効果ヘッドの製造方法であって、磁気抵抗
効果素子に端子パターンをリフトオフにより形成する工
程において端子パターンの反転レジストパターンを形成
する際に、当該反転レジストパターンのリードコア幅と
なる磁気抵抗効果素子の上方近傍領域のみを狭くしたレ
ジストパターンを形成し、且つこの領域のレジストパタ
ーンのみ下部を中空構造とすることを特徴とする磁気抵
抗効果ヘッドの製造方法。
19. A method of manufacturing a magnetoresistive effect head including a magnetoresistive effect element for reproducing a signal magnetic field from a medium and having shields on both sides of the element, wherein a terminal pattern is formed on the magnetoresistive effect element by lift-off. In forming the reverse resist pattern of the terminal pattern in the step of forming the resist pattern, a resist pattern is formed by narrowing only a region near the upper part of the magnetoresistive effect element, which becomes the lead core width of the reverse resist pattern, and only the resist pattern in this region is below. A method of manufacturing a magnetoresistive effect head, characterized in that:
【請求項20】 前記反転レジストパターンを、前記磁
気抵抗効果素子を形成するための表面層を設けた基板上
に上層レジスト膜が遠紫外から真空紫外領域の波長に強
い吸収を有する材料からなる2層構造のレジスト膜を形
成し、当該レジストを所定パターンで露光後、当該基板
上に遠紫外から真空紫外領域の波長で半値幅30nm以下
の単色光を全面照射し、次いで当該2層構造のレジスト
膜を現像して、下層のレジストパターンが上層のレジス
トパターン下で食い込んだ形状の2層レジストパターン
として形成し、続いて前記端子パターンの形成用の薄膜
を製膜してから、その下の2層レジストパターンを溶解
剥離して除去する、請求項19記載の方法。
20. The reverse resist pattern is formed on a substrate having a surface layer for forming the magnetoresistive effect element, and the upper resist film is made of a material having strong absorption in a wavelength range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet. After forming a resist film having a layered structure and exposing the resist in a predetermined pattern, the whole surface of the substrate is irradiated with monochromatic light having a half width of 30 nm or less at a wavelength in the range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet, and then the resist having the two layered structure. The film is developed to form a two-layer resist pattern in which the resist pattern of the lower layer digs under the resist pattern of the upper layer to form a thin film for forming the terminal pattern. The method according to claim 19, wherein the layer resist pattern is removed by dissolution and peeling.
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