JPS63297435A - パタ−ンの形成方法 - Google Patents
パタ−ンの形成方法Info
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- JPS63297435A JPS63297435A JP62131412A JP13141287A JPS63297435A JP S63297435 A JPS63297435 A JP S63297435A JP 62131412 A JP62131412 A JP 62131412A JP 13141287 A JP13141287 A JP 13141287A JP S63297435 A JPS63297435 A JP S63297435A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、パターンの形成方法、特に、リソグラフィに
よる微細加工法を用いるパターンの形成方法に関するも
のである。
よる微細加工法を用いるパターンの形成方法に関するも
のである。
被加工基板表面にレジスト被膜によりレジストパターン
を形成し、このレジストパターンのうちレジスト皮膜の
ない部分の被加工材料をイオンミリングで除去して所望
のパターンを得る方法は広く用いられており、湿式エツ
チングや反応性乾式エツチングで加工できない材料を微
細加工するために必須の方法となっている。このような
レジストとしては例えばフェノールノボラック系レジス
ト（シブレー社 ＡＺ−１３５０Ｊ）などがある。
を形成し、このレジストパターンのうちレジスト皮膜の
ない部分の被加工材料をイオンミリングで除去して所望
のパターンを得る方法は広く用いられており、湿式エツ
チングや反応性乾式エツチングで加工できない材料を微
細加工するために必須の方法となっている。このような
レジストとしては例えばフェノールノボラック系レジス
ト（シブレー社 ＡＺ−１３５０Ｊ）などがある。
そして、このようなレジスト皮膜を形成するためには、
レジスト材料を溶剤に溶かし、適当な粘度として被加工
基板表面に滴下し、この基板を回転させて余分なレジス
トをはじき飛ばした後乾燥して溶剤を蒸発させる回転塗
布法が用いられている。
レジスト材料を溶剤に溶かし、適当な粘度として被加工
基板表面に滴下し、この基板を回転させて余分なレジス
トをはじき飛ばした後乾燥して溶剤を蒸発させる回転塗
布法が用いられている。
しかし、集積回路の高集積化により素子や配線が多層化
してきたり、薄膜技術の応用分野が広くなるにつれ凹凸
のはげしい基板をパターニングする必要性が増してきた
。また、回転塗布法でレジストを形成する場合には基板
の凹部と凸部でレジスト厚みが変わるため、寸法精度が
著しくおちるという問題があった。そこで、このような
凹凸を有する、例えば第２図（ａ）に示すような基板１
をパターニングするためには１例えば、二層レジスト法
が用いられる。二層レジスト法は同図（ｂ）に示すよう
に、基板１に一旦厚くレジスト皮膜（以下レジストと称
する）２を形成して平坦化した後、この上にさらに第二
層目のレジスト３を形成し、露光現像して第二層目のレ
ジスト３にレジストパターン３ａを形成し、さらにこの
レジストパターン３ａをマスクとして第一層目のレジス
ト２を０２プラズマによる反応性イオンエツチングによ
り、同図（Ｑ）に示すように除去して基板１のエツチン
グ用のレジストパターン２ａを形成する。次に、このレ
ジストパターン２ａをマスクとして、同図（ｄ）に示す
ように基板１のエツチング１ａが行なわれる。
してきたり、薄膜技術の応用分野が広くなるにつれ凹凸
のはげしい基板をパターニングする必要性が増してきた
。また、回転塗布法でレジストを形成する場合には基板
の凹部と凸部でレジスト厚みが変わるため、寸法精度が
著しくおちるという問題があった。そこで、このような
凹凸を有する、例えば第２図（ａ）に示すような基板１
をパターニングするためには１例えば、二層レジスト法
が用いられる。二層レジスト法は同図（ｂ）に示すよう
に、基板１に一旦厚くレジスト皮膜（以下レジストと称
する）２を形成して平坦化した後、この上にさらに第二
層目のレジスト３を形成し、露光現像して第二層目のレ
ジスト３にレジストパターン３ａを形成し、さらにこの
レジストパターン３ａをマスクとして第一層目のレジス
ト２を０２プラズマによる反応性イオンエツチングによ
り、同図（Ｑ）に示すように除去して基板１のエツチン
グ用のレジストパターン２ａを形成する。次に、このレ
ジストパターン２ａをマスクとして、同図（ｄ）に示す
ように基板１のエツチング１ａが行なわれる。
なお、二層レジスト法につｙｚｌＬよ５例えｉｆ、イー
・ライヒマニス、シイ・スモリンスキイ、シイ・ダブリ
ュ・ウイルキンス・ジュニア（Ｅ。
・ライヒマニス、シイ・スモリンスキイ、シイ・ダブリ
ュ・ウイルキンス・ジュニア（Ｅ。
Ｒｅｉｃｈｍａｎｉｓ、 Ｇ、 Ｓｍｏｌｉｎｓｋｙ
ａｎｄ Ｃ，ｗ、 Ｖｉｌｋｉｎｓ。
ａｎｄ Ｃ，ｗ、 Ｖｉｌｋｉｎｓ。
Ｊｒ）、ＲＩＥによるパターン転写に使われる２層レジ
スト材料、ソリッド ステート テクノロジー（Ｓｏｌ
ｉｄ ５ｔａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） ｖ （
日本語版。
スト材料、ソリッド ステート テクノロジー（Ｓｏｌ
ｉｄ ５ｔａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） ｖ （
日本語版。
（１９８５，１０）５２〜５７ｐに開示されてｂ４る。
しかし、物理スパッタ法を主とする乾式エツチング法で
パターンを形成する場合には、前述の従来技術を用いる
場合には大きな問題がある。すなわち、前述の二層レジ
スト法で形成したレジストパターンは特に基板の凹部で
膜厚が厚く、し力１もレジスト壁面がほぼ垂直に近く切
り立っているので、イオンミリングや反応性イオンエツ
チング法など物理スパッタリング作用を主とする加工法
で加工した場合、叩き出された被加工材料の粒子カルシ
スト壁面に付着するいわゆる再付着現象が生ずる。第２
図（ｄ）の１ｂはこの再付着現象により付着した再付着
粒子を示すもので、この再付着粒子１ｂにより寸法誤差
が大きくなり、かつパターン端部に再付着粒子１ｂが堆
積して突起状をなし好ましくない断面形状を与える。
パターンを形成する場合には、前述の従来技術を用いる
場合には大きな問題がある。すなわち、前述の二層レジ
スト法で形成したレジストパターンは特に基板の凹部で
膜厚が厚く、し力１もレジスト壁面がほぼ垂直に近く切
り立っているので、イオンミリングや反応性イオンエツ
チング法など物理スパッタリング作用を主とする加工法
で加工した場合、叩き出された被加工材料の粒子カルシ
スト壁面に付着するいわゆる再付着現象が生ずる。第２
図（ｄ）の１ｂはこの再付着現象により付着した再付着
粒子を示すもので、この再付着粒子１ｂにより寸法誤差
が大きくなり、かつパターン端部に再付着粒子１ｂが堆
積して突起状をなし好ましくない断面形状を与える。
本発明の目的はこれらの問題点をなくし、大きな凹凸の
ある基板においても、物理スパッタ法を主とする乾式エ
ツチング法により精度よく微細加工できる方法を提供可
能とすることにある。
ある基板においても、物理スパッタ法を主とする乾式エ
ツチング法により精度よく微細加工できる方法を提供可
能とすることにある。
前述の問題点を解決するためにとられた本発明の構成は
、被加工面内に大きな高低差を有する基板にレジスト皮
膜によりレジストパターンを形成し、乾式エツチング方
法により、前記レジスト皮膜のない部分の被加工材料を
除去して前記被加工面内にパターンを形成する方法にお
いて、前記レジスト皮膜をプラズマ重合法により形成す
ることを第１の特徴とし、被加工面内に大きい高低差を
有する基板に、レジスト皮膜によりレジストパタ−ンを
形成し、乾式エツチング方法により、前記レジストのな
い部分の被加工材料を除去して前記被工面内にパターン
を形成する方法において、前記レジスト皮膜を酸素プラ
ズマにより除去可能な第一の層と、プラズマ重合法によ
り形成され硅素を含み電磁波または粒子線照射および現
像によりレジストパターン形成可能な第二の層とから形
成し、前記第二の層に形成されているレジストパターン
をマスクとして酸素プラズマにより前記第一の層のレジ
ストパターンを形成することを第２の特徴とするもので
ある。
、被加工面内に大きな高低差を有する基板にレジスト皮
膜によりレジストパターンを形成し、乾式エツチング方
法により、前記レジスト皮膜のない部分の被加工材料を
除去して前記被加工面内にパターンを形成する方法にお
いて、前記レジスト皮膜をプラズマ重合法により形成す
ることを第１の特徴とし、被加工面内に大きい高低差を
有する基板に、レジスト皮膜によりレジストパタ−ンを
形成し、乾式エツチング方法により、前記レジストのな
い部分の被加工材料を除去して前記被工面内にパターン
を形成する方法において、前記レジスト皮膜を酸素プラ
ズマにより除去可能な第一の層と、プラズマ重合法によ
り形成され硅素を含み電磁波または粒子線照射および現
像によりレジストパターン形成可能な第二の層とから形
成し、前記第二の層に形成されているレジストパターン
をマスクとして酸素プラズマにより前記第一の層のレジ
ストパターンを形成することを第２の特徴とするもので
ある。
すなわち、本発明は、前述の目的は基板の段差部の高い
部分と低い部分いずれにおいても等しい膜厚のレジスト
皮膜を形成することによって達成される点、このような
均一な膜厚のレジスト皮膜はプラズマ重合法を利用する
ことによって形成される点に着目してなされたものであ
る。
部分と低い部分いずれにおいても等しい膜厚のレジスト
皮膜を形成することによって達成される点、このような
均一な膜厚のレジスト皮膜はプラズマ重合法を利用する
ことによって形成される点に着目してなされたものであ
る。
本発明のパターンの形成方法の第一の発明は、第１図に
より説明すると、同図（ａ）に示すような、大きな段差
を有する基板１の全面に同図（ｂ）に示すようにプラズ
マ重合膜４を形成する。このプラズマ重合膜４は紫外光
、遠紫外光、Ｘ線、電子線などを照射すると反応を生じ
特定の溶剤に対する溶解度が変化することによりパター
ンを形成し得る性質を有するものである。このプラズマ
重合膜４に所望のパターンを焼きつけ、現像して第１図
（Ｃ）に示すごとくレジストパターン４ａを得る。つい
でこの基板１をアルゴンイオンによるイオンミリングな
どで加工して、第１図（ｄ）に示すようなパターン１ｃ
を形成する。
より説明すると、同図（ａ）に示すような、大きな段差
を有する基板１の全面に同図（ｂ）に示すようにプラズ
マ重合膜４を形成する。このプラズマ重合膜４は紫外光
、遠紫外光、Ｘ線、電子線などを照射すると反応を生じ
特定の溶剤に対する溶解度が変化することによりパター
ンを形成し得る性質を有するものである。このプラズマ
重合膜４に所望のパターンを焼きつけ、現像して第１図
（Ｃ）に示すごとくレジストパターン４ａを得る。つい
でこの基板１をアルゴンイオンによるイオンミリングな
どで加工して、第１図（ｄ）に示すようなパターン１ｃ
を形成する。
これに対して、従来の方法によるパターンの形成方法で
は、前述の如く、基板１のエツチングの段階において第
２図（ｄ）に示すようになるので、第１図（ｄ）と第２
図（ｄ）との比較より明らかな如く、従来の方法による
場合には、厚い加工面に対し垂直に切り立った壁面をも
つレジストパターンが形成されるため、イオンミリング
などの際スパッタリングにより叩き出された被加工材料
が再付着粒子としてレジスト壁面に再付着し加工不良の
原因となるのに対し、本発明によると良好なレジストパ
ターンを形成できるので再付着の影響のない高精度な加
工が実現できる。
は、前述の如く、基板１のエツチングの段階において第
２図（ｄ）に示すようになるので、第１図（ｄ）と第２
図（ｄ）との比較より明らかな如く、従来の方法による
場合には、厚い加工面に対し垂直に切り立った壁面をも
つレジストパターンが形成されるため、イオンミリング
などの際スパッタリングにより叩き出された被加工材料
が再付着粒子としてレジスト壁面に再付着し加工不良の
原因となるのに対し、本発明によると良好なレジストパ
ターンを形成できるので再付着の影響のない高精度な加
工が実現できる。
プラズマ重合膜４は、感光性を有する高分子化合物を形
成し得るモノマを単独状態、または他の有機化合物蒸気
やＡｒ、Ｎ、、Ｏ，、Ｈｅなどの不活性ガスと混合した
状態で原料ガスとし、これらの原料ガスのプラズマを発
生させ、被加工基板表面に析出させるものである。ここ
で用いられるモノマとして、メチルメタクリレート、メ
チルアクリレート、メチルイソプロペニルケトンなどを
用いるとポジ形レジストを得ることができ、スチレン、
○−クロロスチレン、Ｐ−クロロスチレン。
成し得るモノマを単独状態、または他の有機化合物蒸気
やＡｒ、Ｎ、、Ｏ，、Ｈｅなどの不活性ガスと混合した
状態で原料ガスとし、これらの原料ガスのプラズマを発
生させ、被加工基板表面に析出させるものである。ここ
で用いられるモノマとして、メチルメタクリレート、メ
チルアクリレート、メチルイソプロペニルケトンなどを
用いるとポジ形レジストを得ることができ、スチレン、
○−クロロスチレン、Ｐ−クロロスチレン。
クロロメチルスチレン、グリシジルメタクリレート、グ
リンジルビニルエーテル、アリルメタクリレートなどを
用いるとネガ形レジストを得ることができる。
リンジルビニルエーテル、アリルメタクリレートなどを
用いるとネガ形レジストを得ることができる。
また、第二の発明では、レジスト被膜は第３図に示すよ
うに２重構造になっている。そして、例えば第一層（下
層）５は０２プラズマにより分解除去可能な層であり、
具体的にはＣ，Ｈ，○、Ｎより選ばれた元素で構成され
る有機化合物を原料としてプラズマ重合することにより
得られる薄膜がよい、また、第二層（上層）６は感光性
を有しかつ硅素を含むプラズマ重合膜であり、硅素を含
む有機化合物の蒸気を単独状態または他の有機化合物蒸
気と混合した状態のものを原料としてプラズマ重合する
ことにより形成する。この第二層６に感光性を付与する
ためには硅素を含む有機化合物に感光性を有するものを
用いるか感光性を有する有機化合物蒸気を硅素を含む有
機化合物蒸気に混合して用いるのがよい。前者の例には
クロロメチルビニルメチルシラン、クロロメチルビニル
ジメトキシシラン、メタクリルオキシトリメチルシラン
、イソプロペノキシトリメチルシランなどがある。また
、後者の例には、例えば、テトラメチルシラン、ビニル
トリメチルシラン、ジビニルジメチルシラン、ヘキサメ
チルジシラザン、ヘキサメメチルジシロキサン、テトラ
メトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなど、ケイ
素を含みかつ容易に気化しうる有機化合物であればどん
なものでも用いることができる。
うに２重構造になっている。そして、例えば第一層（下
層）５は０２プラズマにより分解除去可能な層であり、
具体的にはＣ，Ｈ，○、Ｎより選ばれた元素で構成され
る有機化合物を原料としてプラズマ重合することにより
得られる薄膜がよい、また、第二層（上層）６は感光性
を有しかつ硅素を含むプラズマ重合膜であり、硅素を含
む有機化合物の蒸気を単独状態または他の有機化合物蒸
気と混合した状態のものを原料としてプラズマ重合する
ことにより形成する。この第二層６に感光性を付与する
ためには硅素を含む有機化合物に感光性を有するものを
用いるか感光性を有する有機化合物蒸気を硅素を含む有
機化合物蒸気に混合して用いるのがよい。前者の例には
クロロメチルビニルメチルシラン、クロロメチルビニル
ジメトキシシラン、メタクリルオキシトリメチルシラン
、イソプロペノキシトリメチルシランなどがある。また
、後者の例には、例えば、テトラメチルシラン、ビニル
トリメチルシラン、ジビニルジメチルシラン、ヘキサメ
チルジシラザン、ヘキサメメチルジシロキサン、テトラ
メトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなど、ケイ
素を含みかつ容易に気化しうる有機化合物であればどん
なものでも用いることができる。
ここで用いられる第二層６は第−Ｍ５を加工するための
層であり、第二層６の加工は通常の露光。
層であり、第二層６の加工は通常の露光。
湿式現像により行う、第二層６のパターンを形成した後
Ｏｚプラズマを作用させると第二層６に含まれる硅素が
酸化して不揮発性の５ｉＯｚを形成し、０２プラズマに
より除去されなくなる。このため第一層５のみが選択的
に除去され、レジストパターンが形成される。従って第
二層６の必要膜厚は５ｉＯｚ層を形成するに十分なだけ
あればよく、硅素の含有量によって異なるがおおよそ０
．１〜０．５ μｍでよい。
Ｏｚプラズマを作用させると第二層６に含まれる硅素が
酸化して不揮発性の５ｉＯｚを形成し、０２プラズマに
より除去されなくなる。このため第一層５のみが選択的
に除去され、レジストパターンが形成される。従って第
二層６の必要膜厚は５ｉＯｚ層を形成するに十分なだけ
あればよく、硅素の含有量によって異なるがおおよそ０
．１〜０．５ μｍでよい。
第一層５はイオンミリングの際のマスクとなるものであ
り、加工時に熱が発生するので耐熱性があり、かつイオ
ンミリングされにくい材料とするのが好ましい、従って
プラズマ重合で形成する場合にはモノマの分解を強め架
橋密度を上げた膜とするのがよい、さらに好ましくは以
下の方法で形成される炭素膜を用いるのがよい。
り、加工時に熱が発生するので耐熱性があり、かつイオ
ンミリングされにくい材料とするのが好ましい、従って
プラズマ重合で形成する場合にはモノマの分解を強め架
橋密度を上げた膜とするのがよい、さらに好ましくは以
下の方法で形成される炭素膜を用いるのがよい。
ｉ）炭化水素を含むガスをプラズマ中で分解し、炭素膜
を堆積させるプラズマＣＶＤ法。
を堆積させるプラズマＣＶＤ法。
ｉｉ）炭化水素を含むガスを熱分解し、炭素膜を堆積さ
せる熱ＣＶＤ法。
せる熱ＣＶＤ法。
■）グラファイトカーボンをターゲットとしてスパッタ
リングにより炭素膜を堆積させるスパッタ法。
リングにより炭素膜を堆積させるスパッタ法。
Ｋ）炭化水素ガスをイオン化し、加速して基板に衝突さ
せ、炭素膜を堆積させるイオンビームデポジション法。
せ、炭素膜を堆積させるイオンビームデポジション法。
次に、本発明において用いられるプラズマ重合方法につ
いて説明する。第４図はその一例の説明図で、平行電極
７，８を有する真空槽９にモノマの蒸気を一定流量で導
入し排気速度を調節して真空槽内圧を一定に保つ。その
後一方の電極７に１３．５６ＭＨｚの高周波電源１０か
ら電圧を印加してプラズマを発生させ、プラズマ重合を
起こさせる。基板１１は高周波電圧を印加しない側の電
極８に設置する。モノマー圧力は０．０１〜５Ｔｏｒｒ
の範囲がよく、高周波電力は電極面積との比が０．０１
Ｗ／ｃｄ 〜１０Ｗ／ａｌの範囲がよい。これ以外の
圧力および電力範囲においてはプラズマが不安定になっ
たり発生しない場合がある。
いて説明する。第４図はその一例の説明図で、平行電極
７，８を有する真空槽９にモノマの蒸気を一定流量で導
入し排気速度を調節して真空槽内圧を一定に保つ。その
後一方の電極７に１３．５６ＭＨｚの高周波電源１０か
ら電圧を印加してプラズマを発生させ、プラズマ重合を
起こさせる。基板１１は高周波電圧を印加しない側の電
極８に設置する。モノマー圧力は０．０１〜５Ｔｏｒｒ
の範囲がよく、高周波電力は電極面積との比が０．０１
Ｗ／ｃｄ 〜１０Ｗ／ａｌの範囲がよい。これ以外の
圧力および電力範囲においてはプラズマが不安定になっ
たり発生しない場合がある。
ここで示した方法は１例にすぎず、高周波電圧のかわり
に直流や交流の電圧を印加してもよく、またマイクロ波
を用いてもよい。
に直流や交流の電圧を印加してもよく、またマイクロ波
を用いてもよい。
なお、本発明によるパターン形成方法は薄膜ヘッド、三
次元ＩＣ，光集積回路、センサー等において被加工面に
大きな段差を有する部分の加工に用いることによって大
きな効果を発揮することができる。
次元ＩＣ，光集積回路、センサー等において被加工面に
大きな段差を有する部分の加工に用いることによって大
きな効果を発揮することができる。
本発明においては、レジスト皮膜をプラズマ重合法によ
り形成するので、基板の段差部の高い部分と低い部いず
れにおいても等しい膜厚のレジスト皮膜を形成すること
ができるので被加工面内に大きな高低差を有する基板に
精度よく微細加工できる。
り形成するので、基板の段差部の高い部分と低い部いず
れにおいても等しい膜厚のレジスト皮膜を形成すること
ができるので被加工面内に大きな高低差を有する基板に
精度よく微細加工できる。
以下、実施例について説明する。
（実施例１）
深さ１０μｍ、［５０μｍの溝のあるステンレス基板を
、例えば、第４図に示すような、平行平板電極型高周波
プラズマ発生袋層の反応器内に入れ、クロロメチルスチ
レン蒸気を導入して反応器内圧を０，０５Ｔｏｒｒに保
った。次に高周波電力を２、ＯＷ印加してプラズマを発
生させ、基板上に厚さ１．０ μｍのプラズマ重合膜を
形成させた。
、例えば、第４図に示すような、平行平板電極型高周波
プラズマ発生袋層の反応器内に入れ、クロロメチルスチ
レン蒸気を導入して反応器内圧を０，０５Ｔｏｒｒに保
った。次に高周波電力を２、ＯＷ印加してプラズマを発
生させ、基板上に厚さ１．０ μｍのプラズマ重合膜を
形成させた。
この基板に５．０ μｍ幅のラインアンドスペースの
パターンを有するマスクを通して２００ｍＪ／−の遠紫
外光、を照射し、メチルエチルケトンの中に浸して現像
した。この結果厚さ０．７μｍのネガ形レジストパター
ンが形成された。次にこの基板をアルゴンイオンにより
深さ０．５ μｍまでイオンミリングした。
パターンを有するマスクを通して２００ｍＪ／−の遠紫
外光、を照射し、メチルエチルケトンの中に浸して現像
した。この結果厚さ０．７μｍのネガ形レジストパター
ンが形成された。次にこの基板をアルゴンイオンにより
深さ０．５ μｍまでイオンミリングした。
このようにして形成したラインアンドスペースパターン
の線幅を測定した結果５．０μｍ±０．２μｍであり加
工寸法誤差は±４％以内でパターン形状も良好であった
。
の線幅を測定した結果５．０μｍ±０．２μｍであり加
工寸法誤差は±４％以内でパターン形状も良好であった
。
（比較例）
実施例１と同じステンレス基板にフェノールノボラック
樹脂を回転塗布し、１５０℃で１時間プリベークしてレ
ジスト層を平坦化させた。次にこの基板にさらに部分的
にトリメチルシリル化したクロロメチル化ポリスチレン
をメチルエチルケトンに溶解し、１μｍの厚さに回転塗
布し乾燥させた。この基板に実施例１と同じマスクを密
着させ、５０ ｍ Ｊ ／ ｄの遠紫外光を照射しメチ
ルエチルケトンで現像した０次にこの基板を平行電極型
プラズマエツチング装置を用いてｏ２ガス圧０ 、 Ｉ
Ｔｏｒｒ高周波電力５００Ｗの条件で処理し、第二層
目のレジストのない部分の第一層目のレジストを除去し
た。この基板を実施例１と同様にイオンミリングした後
レジストを剥離したところ、ステンレス基板に形成され
たラインアンドスペースパターンは、ミリングされた溝
巾が３．２ μｍ±１μｍ、残った部分が６．８ μｍ
±１μｍであり、大きく寸法が異なるばかりでなくエツ
ジ部に再付着による突起があり、パターン形状も不良で
あった。
樹脂を回転塗布し、１５０℃で１時間プリベークしてレ
ジスト層を平坦化させた。次にこの基板にさらに部分的
にトリメチルシリル化したクロロメチル化ポリスチレン
をメチルエチルケトンに溶解し、１μｍの厚さに回転塗
布し乾燥させた。この基板に実施例１と同じマスクを密
着させ、５０ ｍ Ｊ ／ ｄの遠紫外光を照射しメチ
ルエチルケトンで現像した０次にこの基板を平行電極型
プラズマエツチング装置を用いてｏ２ガス圧０ 、 Ｉ
Ｔｏｒｒ高周波電力５００Ｗの条件で処理し、第二層
目のレジストのない部分の第一層目のレジストを除去し
た。この基板を実施例１と同様にイオンミリングした後
レジストを剥離したところ、ステンレス基板に形成され
たラインアンドスペースパターンは、ミリングされた溝
巾が３．２ μｍ±１μｍ、残った部分が６．８ μｍ
±１μｍであり、大きく寸法が異なるばかりでなくエツ
ジ部に再付着による突起があり、パターン形状も不良で
あった。
（実施例２）
エツチングにより５μｍの深さの溝をつけたシコン基板
の全面にアルミナをスパッタし、１μｍの厚さの膜を形
成した。この基板を平行平板電極型高周波プラズマ発生
装置の高周波印加側電極に設置し、原料ガスとしてトル
エンを流してプラズマを発生させた。放電電力１００Ｗ
、ガス流量１０１０５ｅとして３０分間プラズマを維持
したところ厚さ２μｍのアモルファスカーボン膜が形成
された０次にこの基板を同じプラズマ発生装置の接地側
電極に置きかえ、メチルイソプロペニルケトン１０１０
５ｃ、ビニルトリメチルシラン３ ｓｅｃｍを同時に反
応室に流入させてプラズマを発行させた。
の全面にアルミナをスパッタし、１μｍの厚さの膜を形
成した。この基板を平行平板電極型高周波プラズマ発生
装置の高周波印加側電極に設置し、原料ガスとしてトル
エンを流してプラズマを発生させた。放電電力１００Ｗ
、ガス流量１０１０５ｅとして３０分間プラズマを維持
したところ厚さ２μｍのアモルファスカーボン膜が形成
された０次にこの基板を同じプラズマ発生装置の接地側
電極に置きかえ、メチルイソプロペニルケトン１０１０
５ｃ、ビニルトリメチルシラン３ ｓｅｃｍを同時に反
応室に流入させてプラズマを発行させた。
放電電力１００Ｗにて１０分間プラズマを維持すること
により厚さ３０００人のプラズマ重合膜が得られた。
により厚さ３０００人のプラズマ重合膜が得られた。
このような処理を施した基板にクロムマスクを用い遠紫
外光を照射して３μｍラインアンドスペースのパターン
を焼きつけた後メチルエチルケトン１重量部とイソプロ
パツール５重量部を混合した溶剤で現像し、エタノール
でリンスしたこるプラズマ重合膜のポジ形レジストパタ
ーンが得られた。
外光を照射して３μｍラインアンドスペースのパターン
を焼きつけた後メチルエチルケトン１重量部とイソプロ
パツール５重量部を混合した溶剤で現像し、エタノール
でリンスしたこるプラズマ重合膜のポジ形レジストパタ
ーンが得られた。
つぎにこの基板を平行電極型プラズマエツチング装置に
入れ、０□ガスを導入してプラズマエツチングを行った
。ガス圧は０．０５Ｔｏｒｒとした。
入れ、０□ガスを導入してプラズマエツチングを行った
。ガス圧は０．０５Ｔｏｒｒとした。
電圧８００Ｗで１ｏ分間エツチングしたところプラズマ
重合膜のない部分のカーボン膜が選択的にエツチングさ
れ、カーボン膜にパターンが転写された。
重合膜のない部分のカーボン膜が選択的にエツチングさ
れ、カーボン膜にパターンが転写された。
つぎにこの基板に５００ｖのエネルギーのアルゴンイオ
ンを衝突させてイオンミリングを行い。
ンを衝突させてイオンミリングを行い。
カーボンのない部分のアルミナを除去した。最後にこの
基板を再び平行電極型プラズマエツチング装置に入れ、
０２プラズマにより残ったカーボン膜を除去し、アルミ
ナのラインアンドスペースパターンを得た。寸法測定の
結果加工精度は３μｍ±０．２ μｍであり、溝の底の
部分でも精度は他と変わらなかった。
基板を再び平行電極型プラズマエツチング装置に入れ、
０２プラズマにより残ったカーボン膜を除去し、アルミ
ナのラインアンドスペースパターンを得た。寸法測定の
結果加工精度は３μｍ±０．２ μｍであり、溝の底の
部分でも精度は他と変わらなかった。
（実施例３）
第５図は薄膜磁気ヘッドの要部の上面図、第６図は第５
図のＸ−Ｘ断面図で、本発明を薄膜磁気へラドのパーマ
ロイ加工プロセスに応用した例である。
図のＸ−Ｘ断面図で、本発明を薄膜磁気へラドのパーマ
ロイ加工プロセスに応用した例である。
この薄膜磁気ヘッドを製造するには、ジルコニア基板１
９に下部磁性層１３．ギャップ層１４゜絶縁層１５．コ
イル１６を形成した後、上部磁性層１７としてパーマロ
イを２μｍの厚さにスパッタするが、このようにして得
られた積層体は、コイル１６部とその他の部分との段差
は１２μｍであった。この積層体を基板として実施例２
と同じ手順でカーボン膜およびプラズマ重合レジストを
形成し露光現像してカーボンのパターンを形成した後イ
オンミリングによりパーマロイをパターニングして第５
図に示すような薄膜ヘッド素子を製造した。このように
して得られた薄膜ヘッドのトラック幅１８、すなわち、
上部磁性層１７のせまい部分の線幅は１０μｍ＋０．４
μｍであり、実用上問題となる点は何等認められな
かった。 ゛比較としてフェノールノボラック系レジ
ストを用い回転塗布法で厚くレジスト層を形成した場合
には、イオンミリングによって形成したトラック幅は１
２．２ μｍ上１．５ μｍであり、かつノ（−マロイ
の再付着によってエツジ部に凸部が生じた。
９に下部磁性層１３．ギャップ層１４゜絶縁層１５．コ
イル１６を形成した後、上部磁性層１７としてパーマロ
イを２μｍの厚さにスパッタするが、このようにして得
られた積層体は、コイル１６部とその他の部分との段差
は１２μｍであった。この積層体を基板として実施例２
と同じ手順でカーボン膜およびプラズマ重合レジストを
形成し露光現像してカーボンのパターンを形成した後イ
オンミリングによりパーマロイをパターニングして第５
図に示すような薄膜ヘッド素子を製造した。このように
して得られた薄膜ヘッドのトラック幅１８、すなわち、
上部磁性層１７のせまい部分の線幅は１０μｍ＋０．４
μｍであり、実用上問題となる点は何等認められな
かった。 ゛比較としてフェノールノボラック系レジ
ストを用い回転塗布法で厚くレジスト層を形成した場合
には、イオンミリングによって形成したトラック幅は１
２．２ μｍ上１．５ μｍであり、かつノ（−マロイ
の再付着によってエツジ部に凸部が生じた。
このようにして製造した薄膜ヘッドは磁気特性にばらつ
きが大きく実用に耐え得なかった。
きが大きく実用に耐え得なかった。
以上の如く、実施例によると段差部を有する基板に均一
な厚さでレジスト皮膜を形成することができ、現像時の
寸法誤差を小さくできるのみならず、レジスト皮膜の厚
さを段差部の四部でも薄くできるので、イオンミリング
の際の再付着の影響が小さくパターン精度向上および断
面形状改善の効果がある。
な厚さでレジスト皮膜を形成することができ、現像時の
寸法誤差を小さくできるのみならず、レジスト皮膜の厚
さを段差部の四部でも薄くできるので、イオンミリング
の際の再付着の影響が小さくパターン精度向上および断
面形状改善の効果がある。
本発明は、大きな凹凸のある基板においても、物理スパ
ッタ法を主とする乾式エツチング法により精度よく微細
加工できるパターン形成方法を提供可能とするもので、
産業上の効果の大なるものである。
ッタ法を主とする乾式エツチング法により精度よく微細
加工できるパターン形成方法を提供可能とするもので、
産業上の効果の大なるものである。
第１図は本発明のパターン形成方法の一実施例の工程を
説明する断面図、第２図は従来法によるパターン形成方
法の工程を説明する断面図、第３図は本発明のパターン
形成方法の他の実施例を説明する断面図、第４図は本発
明のパターン形成方法で用いるプラズマ重合装置の一例
の説明図、第５図は本発明のパターン形成方法のさらに
他の実施例である溝膜磁気ヘッド製造工程における要部
の上面図、第６図は第５図のＸ−Ｘ断面図である。 １・・・基板、１ｃ・・・パターン、４・・・プラズマ
重合膜、（Ｃ） 中１−−”Ｌ＊＾トｌず７−ソ 第２図 （α） （Ｉｉン
説明する断面図、第２図は従来法によるパターン形成方
法の工程を説明する断面図、第３図は本発明のパターン
形成方法の他の実施例を説明する断面図、第４図は本発
明のパターン形成方法で用いるプラズマ重合装置の一例
の説明図、第５図は本発明のパターン形成方法のさらに
他の実施例である溝膜磁気ヘッド製造工程における要部
の上面図、第６図は第５図のＸ−Ｘ断面図である。 １・・・基板、１ｃ・・・パターン、４・・・プラズマ
重合膜、（Ｃ） 中１−−”Ｌ＊＾トｌず７−ソ 第２図 （α） （Ｉｉン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被加工面内に大きな高低差を有する基板にレジスト
皮膜によりレジストパターンを形成し、乾式エッチング
方法により、前記レジスト皮膜のない部分の被加工材料
を除去して前記被加工面内にパターンを形成する方法に
おいて、前記レジスト皮膜をプラズマ重合法により形成
することを特徴とするパターンの形成方法。 ２、前記プラズマ重合法が、感光性を有する高分子化合
物を形成し得るモノマを単独状態、または他の有機化合
物の蒸気や不活性ガスと混合した状態で原料ガスとする
特許請求の範囲第１項記載のパターンの形成方法。 ３、被加工面内に大きな高低差を有する基板にレジスト
皮膜によりレジストパターンを形成し、乾式エッチング
方法により、前記レジスト皮膜のない部分の被加工材料
を除去して前記被工面内にパターンを形成する方法にお
いて、前記レジスト皮膜を、酸素プラズマにより除去可
能な第一の層と、プラズマ重合法により形成され硅素を
含み電磁波または粒子線照射および現像によりレジスト
パターン形成可能な第二の層とから形成し、前記第二の
層に形成されているレジストパターンをマスクとして酸
素プラズマにより前記第一の層のレジストパターンを形
成することを特徴とするパターンの形成方法。 ４、前記第一の層がプラズマ重合法により形成される特
許請求の範囲第３項記載のパターンの形成方法。 ５、前記第一の層が炭素よりなる特許請求の範囲第４項
記載のパターンの形成方法。 ６、前記第一の層が炭素よりなり、プラズマＣＶＤ法又
は熱ＣＶＤ法又はスパッタ法又はイオンビームデイポジ
ョン法により形成される特許請求の範囲第３項記載のパ
ターン形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62131412A JPH07113774B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | パタ−ンの形成方法 |
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