KR20020035169A - 패턴의 제조방법 - Google Patents

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KR20020035169A
KR20020035169A KR1020027004276A KR20027004276A KR20020035169A KR 20020035169 A KR20020035169 A KR 20020035169A KR 1020027004276 A KR1020027004276 A KR 1020027004276A KR 20027004276 A KR20027004276 A KR 20027004276A KR 20020035169 A KR20020035169 A KR 20020035169A
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pattern
coating layer
resist pattern
resist
acid
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KR1020027004276A
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간다다카시
다나카하쓰유키
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데머 얀, 당코 제니아 떼.
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Abstract

기판(2) 위에 형성된, 두께가 2㎛ 이상인 내식막 패턴(11) 위에 산의 존재하에 가교결합하는 피복층(3)을 형성한 다음, 내식막에서 당해 피복층으로의 산의 확산을 이용하여 내식막에 인접하는 피복층(3)을 가교결합시켜 내식막 패턴을 굵게 하고, 라인·앤드·스페이스 패턴, 트렌치 패턴, 호울 패턴 등의 스페이스부의 치수를 실효적으로 미세화하는 방법에 있어서, 피복층(3)을 형성하기 전 및/또는 피복층(3)을 형성한 다음, 내식막 패턴(11)을 파장 150 내지 450nm의 가시광선 또는 자외선에 의해 조사함으로써 굵게 한 패턴의 변형을 방지한다. 이렇게 형성된 패턴을 추가로 도금처리함으로써 예를 들면, 자기 헤드 등의 장치를 설계대로 충실히 제조할 수 있다.

Description

패턴의 제조방법{Method for forming pattern}
LSI 등의 반도체 장치의 제조나 액정 디스플레이(LCD) 패널 등의 편평한 패널 디스플레이(FPD)의 제조, 열 헤드 등의 회로기판의 제조, 자기 헤드 등의 제조 등을 비롯한 폭넓은 분야에서 미세 소자를 형성하거나 미세 가공을 실시하기 위해, 종래부터 사진평판술이 사용되고 있다. 사진평판술에서는 내식막 패턴을 형성하기 위해 포지티브형 또는 네가티브형 감광성 내식막이 통상적으로 사용되고 있다. 이들 포지티브형 또는 네가티브형 감광성 내식막은 기판 위에 도포되며, 마스크에 합쳐진 다음, 노출, 현상되어 내식막 패턴을 형성한다. 이들 형성된 내식막 패턴은 예를 들면, 반도체 장치, FPD, 회로기판 등의 제조에서는 에칭 내식막 등으로서, 또한 자기헤드의 제조에서는 도금 내식막 등으로서 이용된다.
최근, 반도체 장치 등의 고집적화에 따라 제조공정에 요구되는 배선 및 분리 폭은 점점 더 미세화되고 있으며, 이에 대응하려고 보다 단파장의 빛을 사용하여 내식막 패턴의 미세화를 도모하며, 위상 쉬프트 마스크 등을 사용함으로써 미세한 내식막 패턴을 형성하며, 또한 이들에 대응하는 신규한 내식막의 개발, 신규한 공정의 개발 등의 시도가 여러가지로 이루어지고 있다. 그러나, 종래의 노출을 이용하는 사진평판술에서는 노출 파장의 파장 한계를 초과하는 미세한 내식막 패턴을 형성하는 것은 곤란한 반면, 단파장용 노출장치나 위상 쉬프트 마스크 등을 사용하는 장치는 고가이다.
이러한 문제를 해결하는 한가지 방법으로서, 일본 공개특허공보 제(평)5-241348호, 제(평)6-250379호, 제(평)10-73927호 등에서 종래부터 공지된 포지티브형 또는 네가티브형 감광성 내식막을 사용하고, 종래부터 공지된 패턴의 제조방법에 의해 패턴 형성을 실시한 다음, 형성된 내식막 패턴에 산 가교결합성의 피복층 형성 재료층을 형성하고, 가열에 의한 내식막 패턴에서의 산의 확산을 이용하여 당해 재료층을 가교결합, 경화시켜 현상액에 불용화시킨 다음, 미경화부분을 현상에 의해 제거하여 내식막 패턴을 굵게 하고, 결과적으로 내식막 패턴간의 폭을 좁게 함으로써 내식막 패턴의 미세화를 도모하고, 실효적으로 노출 파장의 해상 한계 이하의 미세한 내식막 패턴을 형성하는 미세한 패턴의 제조방법이 제안되고 있다.본 방법은 단파장용 노출장치 등의 고가의 설비투자를 하지 않고 내식막 패턴의 스페이스부의 치수를 효과적으로 축소할 수 있으므로, 유용한 방법으로서 주목받고 있다.
상기한 종래에 제안된 패턴의 제조방법은 반도체 집적회로 제조용 등의 내식막의 두께가 예를 들면, 1㎛ 이하와 같은 별로 두껍지 않은 에칭 내식막 패턴에 적용하는 것을 전제로 하여 개발된 것이다. 이와 같이 내식막의 두께가 별로 두껍지 않은 경우에는 내식막 패턴에 산의 존재하에 가교결합하는 피복층을 형성하고, 내식막에서의 산의 확산에 의한 피복층 형성 재료층의 가교결합, 경화를 이용하여 내식막 패턴을 굵게 해도 현상 후의 패턴 변형의 문제는 없다. 그러나, 본 방법을 자기 헤드나 마이크로 머신 등의 제조에서와 같은 내식막 패턴의 두께가 2㎛ 이상이 되도록 하는 내식막 패턴에 적용한 바, 피복층을 가교결합한 후에 현상하여 미경화부분을 제거하면 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이 형성된 패턴이 경사되거나 눌려 찌그러지는 것 같이 변형되거나 하는 것으로 판명되었다. 이러한 패턴의 변형 형태는 당해 패턴이 패턴 화상의 어떤 위치에 있는가에 따라 상이하다. 예를 들면, 도 3b에 도시된 내식막 패턴이 눌려 찌그러지는 것 같은 변형은 웨이퍼 등의 중심 부근, 즉 패턴 화상의 중심 부근에서 볼 수 있는 반면, 도 3a와 같은 내식막 패턴이 한쪽으로 인장되도록 하는 변형은 패턴 화상의 주변부에서 볼 수 있다. 내식막 패턴이 이와 같이 변형되면 자기 헤드 등의 장치를 설계대로 제조할 수 없게 되며, 수율이 나빠지거나 피복층의 형성 효율이 나쁘며, 미세화가 충분하게 도모될 수 없거나 하는 등의 문제가 발생된다.
본 발명은 피가공 기판 위에 사진평판술을 사용하여 두께가 2㎛ 이상인 내식막 패턴을 형성하고, 이러한 내식막 패턴 위에 산의 존재하에 가교결합하는 피복층 형성재료를 도포하여 산의 존재하에 가교결합하는 피복층을 형성하고, 내식막 패턴에서의 산의 확산에 의해 내식막 패턴에 인접하는 당해 피복층을 가교결합시켜 내식막 패턴을 굵게 함으로써 라인·앤드·스페이스 패턴, 트렌치 패턴 또는 호울 패턴 등을 실효적으로 노출 파장의 한계 해상 이하로까지 미세화할 수 있는 패턴의 제조방법에 있어서, 내식막 패턴을 굵게 한 후의 패턴 변형을 방지하고, 가교결합 피복층의 형성효율을 향상시키고, 이에 따라 내식막 패턴의 변형에 근거하는 자기 헤드 등의 장치 설계에 따르지 않는 불량품 발생을 방지하여 설계에 충실한 패턴을 효율적으로 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
발명의 개시
본 발명자들은 예의 연구, 검토한 결과, 상기한 패턴의 제조방법에서 피가공 기판 위에 2㎛ 이상의 내식막 패턴을 형성한 다음, 이러한 내식막 패턴 위에 산의 존재하에 가교결합하는 피복층을 형성하는 공정의 전공정 또는/및 후공정으로서 내식막 패턴을 파장 150 내지 450nm의 가시광선 또는 자외선에 의해 조사 처리하는 공정을 부가하면 피복층 현상후의 내식막 패턴의 변형을 방지할 수 있으며, 또한 피복층의 가교결합이 효율적으로 실시되는 것을 밝혀내고, 본 발명을 완성했다.
즉, 본 발명은 두께가 2㎛ 이상인 내식막 패턴 위에 산의 존재하에 가교결합하는 피복층을 형성하고, 내식막 패턴에서의 산의 확산에 의해 당해 피복층을 가교결합시켜 내식막 패턴을 굵게 하는 패턴의 제조방법에 있어서, 피복층을 형성하기 전 및/또는 피복층을 형성한 후, 내식막 패턴을 파장 150 내지 450nm의 가시광선 또는 자외선에 의해 조사함을 특징으로 하는 패턴의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기한 방법으로 패턴을 형성한 다음, 다시 도금처리를 실시하여 자기 헤드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 내식막 패턴을 형성한 다음, 이러한 패턴 위에 산의 존재하에 가교결합하는 피복층을 형성하고, 내식막에서 당해 피복층으로의 산의 확산을 이용하여 내식막에 인접하는 피복층을 가교결합시켜 내식막 패턴을 굵게 함으로써 라인·앤드·스페이스 패턴 등의 스페이스부의 치수를 실효적으로 미세화하는 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 자기 헤드, 마이크로 기계 등의 제조 공정에 사용되는 두꺼운 막의 내식막 패턴에 산의 존재하에 가교결합하는 피복층을 형성하여 내식막 패턴을 굵게 하여 패턴을 실효적으로 미세화하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 내식막 패턴 위에 피복층을 형성한 후에 파장 150 내지 450nm의 가시광선 또는 자외선에 의한 조사를 실시함으로써 굵게한 패턴을 형성하는 본 발명의 패턴의 제조방법의 한가지 방법의 설명도이다.
도 2는 내식막 패턴을 파장 150 내지 450nm의 가시광선 또는 자외선에 의해 조사한 다음, 이렇게 조사처리된 내식막 패턴 위에 피복층을 형성함으로써 굵게 한 패턴을 형성하는 본 발명의 패턴의 제조방법의 다른 방법의 설명도이다.
도 3은 종래 기술에 의해 형성하는 변형된 패턴의 예의 설명도이다.
하기에, 본 발명을 도 1 및 도 2를 참조하면서 보다 상세하게 설명한다.
도 1는 내식막 패턴(11) 위에 피복층(3)을 형성한 후, 파장 150 내지 450nm의 가시광선 또는 자외선에 의한 조사를 실시하는 본 발명의 패턴의 제조방법을, 또한 도 2는 내식막 패턴(11)을 파장 150 내지 450nm의 가시광선 또는 자외선에 의해 조사한 다음, 이렇게 조사처리된 내식막 패턴 위에 피복층(3)을 형성하는 본 발명의 패턴의 제조방법을 도시한다.
우선, 도 1 및 도 2에서 피가공 기판(2) 위에는 두께가 2㎛ 이상이며 가시광선 또는 자외선의 조사에 의해 산을 발생시킬 수 있는 내식막 패턴(11)을 형성한다[도 1의 (2) 및 도 2의 (2)]. 이러한 내식막 패턴(11)은 예를 들면, 사진평판법을 이용하여 다음과 같이 형성된다.
즉, 우선, 피가공 기판(2) 위에 감광성 내식막 용액을 도포하고, 예비 베이킹(예: 베이킹 온도: 70 내지 140℃에서 1분 정도)을 실시하여 감광성 내식막(1)을 형성한다[도 1의 (1) 및 도 2의 (1)]. 이러한 감광성 내식막(1)은 g선, i선 등의 자외선, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저광 등의 원자외선, X선, 전자선 등으로 노출시키며, 필요에 따라, 후 노출 베이킹(PEB, 예를 들면, 베이킹 온도: 50 내지 140℃)한 다음, 현상하며, 필요하면 현상후 베이킹(예: 베이킹 온도: 60 내지 120℃)하여 내식막 패턴(11)을 형성한다.
상기한 내식막 패턴(11)을 형성하기 위해 사용할 수 있는 감광성 내식막은 두께가 2㎛ 이상인 내식막 패턴을 형성할 수 있는 것이면 어떤 것도 양호하며, 물론 포지티브형 또는 네가티브형일 수 있다. 이러한 감광성 내식막으로서는 파장 150 내지 450nm의 가시광선 또는 자외선 조사에 의해 산을 발생하고, 이와 같이 발생한 산의 작용에 의해 포지티브 또는 네가티브 내식막 패턴이 형성하는 것이 바람직하다. 감광성 내식막(1)을 형성하기 위해 바람직하게 사용할 수 있는 감광성 내식막으로서는 예를 들면, 노볼락 수지, 하이드록시스티렌계 수지, 아크릴계 수지등의 알칼리 가용성 수지 및 퀴논디아지드 화합물을 함유하는 포지티브형 내식막, 광조사에 의해 산을 발생하고 이와 같이 발생한 산의 촉매 작용을 이용하여 내식막 패턴을 형성하는 화학증폭형의 포지티브 또는 네가티브형 내식막을 들 수 있다.
그러나, 본 발명에서 사용하는 감광성 내식막은 반드시 상기한 바와 같이 감광성 내식막 재료 자체가 노출할 때에 광조사에 의해 산을 발생하는 것이 아니라도 좋다. 내식막 재료 자체가 광조사에 의해 산을 발생시키지 않는 경우에는 예를 들면, 광조사에 의해 산을 발생하는 재료를 내식막 재료 중에 추가로 첨가하면 양호하다.
본 발명에서는 내식막 패턴의 형성후, 파장 150 내지 450nm의 가시광선 또는 자외선을 조사하기 전 또는 후에, 이렇게 형성된 내식막 패턴(11) 위에 피복층 형성 재료를 도포시켜 피복층(3)을 형성한다[도 1의 (3) 및 도 2의 (4)]. 본 발명에서 사용할 수 있는 피복층 형성재료로서는 수용성 수지, 가교결합제, 필요에 따라 계면활성제 등을 함유하는 수용성 수지 조성물을 바람직한 것으로서 들 수 있다. 이러한 수용성 수지 조성물로 사용되는 수용성 수지로서는 친수성기를 함유하는 비닐 단량체의 단독중합체 또는 다원 공중합체이며 예를 들면, 폴리비닐알콜(부분 검화물을 포함한다), 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리(2-하이드록시에틸아크릴레이트), 폴리(2-하이드록시에틸메타크릴레이트), 폴리(4-하이드록시부틸아크릴레이트), 폴리(4-하이드록시부틸메타크릴레이트), 폴리(글리코실록시에틸아크릴레이트), 폴리(글리코실록시에틸메타크릴레이트), 폴리비닐메틸에테르, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐아세탈(부분 아세탈화물을 포함한다), 폴리에틸렌이민, 폴리에틸렌옥사이드, 스티렌-무수 말레산 공중합체, 폴리비닐아민, 폴리알릴아민, 옥사졸린기 함유 수용성 수지, 수용성 멜라민 수지, 수용성 우레아 수지, 알키드 수지, 설폰아미드 또는 이들의 염 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수 있으며, 또한 둘 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 수용성 수지의 분자량은 중량평균분자량으로 1,000 내지 10,000이 바람직하며, 2,000 내지 5,000이 보다 바람직하다.
또한, 가교결합제로서는 멜라민계 저분자 유도체, 구아나민계 저분자 유도체, 우레아계 저분자 유도체, 글리콜우릴, 알콕시알킬화 아미노 수지 등의 수용성 가교결합제를 바람직한 것으로서 들 수 있다. 이러한 수용성 가교결합제 중에서 멜라민계 저분자 유도체의 예로서는 멜라민, 메톡시메틸화 멜라민, 에톡시메틸화 멜라민, 프로폭시메틸화 멜라민, 부톡시메틸화 멜라민, 헥사메틸올멜라민 등을 들 수 있다. 또한, 구아나민계 저분자 유도체의 한가지 예로서는 아세트구아나민, 벤조구아나민, 메틸화 벤조구아나민 등을 들 수 있다. 또한, 우레아계 저분자 유도체의 예로서는 우레아, 모노메틸올우레아, 디메틸올우레아, 알콕시메틸렌우레아, N-알콕시메틸렌우레아, 에틸렌우레아, 에틸렌우레아카복실산 등을 들 수 있다.
한편, 알콕시알킬화 아미노 수지로서는 알콕시알킬화 멜라민 수지, 알콕시알킬화 벤조구아나민 수지, 알콕시알킬화 우레아 수지 등을 들 수 있으며, 구체적으로는 메톡시메틸화 멜라민 수지, 에톡시메틸화 멜라민 수지, 프로폭시메틸화 멜라민 수지, 부톡시메틸화 멜라민 수지, 에톡시메틸화 벤조구아나민 수지, 메톡시메틸화 우레아 수지, 에톡시메틸화 우레아 수지, 프로폭시메틸화 우레아 수지, 부톡시메틸화 우레아 수지 등이다.
이들 수용성 가교결합제는 단독으로 또는 둘 이상 조합하여 사용할 수 있으며, 이의 배합량은 수용성 수지 100중량부당, 1 내지 70중량부, 바람직하게는 10 내지 50중량부이다.
또한, 계면활성제로서는 예를 들면, 3M사제의 플루오라이드, 산요가세이사제의 노니폴, 다이닛폰잉크가가쿠고교사제의 메가팍, 하기 화학식 I의 아세틸렌알콜류, 아세틸렌글리콜류, 아세틸렌알콜류의 폴리에톡실레이트 및 아세틸렌글리콜류의 폴리에톡실레이트를 들 수 있다.
상기 화학식 I에서,
R1은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 측쇄 알킬기이며,
R2및 R3은 각각 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 3의 직쇄 또는 측쇄 알킬기이며,
R4는 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 측쇄 알킬렌기이며,
k는 0 또는 1이며,
m 및 n은 각각 독립적으로 0을 포함하는 정수이다.
계면활성제 중에서는 피막 형성성의 관점에서, 아세틸렌알콜류, 아세틸렌글리콜류, 아세틸렌알콜류의 폴리에톡실레이트 및 아세틸렌글리콜류의 폴리에톡실레이트가 바람직하다. 아세틸렌알콜류, 아세틸렌글리콜류, 아세틸렌알콜류의 폴리에톡실레이트 및 아세틸렌글리콜류의 폴리에톡실레이트의 예로서는 3-메틸-1-부틴-3-올, 3-메틸-1-펜틴-3-올, 3,6-디메틸-4-옥틴-3,6-디올, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 2,5-디메틸-3-헥신-2,5-디올, 2,5-디메틸-2,5-헥산디올 및 이들의 폴리에톡실레이트 등을 들 수 있으며, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올 등의 테트라메틸데신디올 및 이의 폴리에톡실레이트가 특히 바람직하다. 이들 계면활성제는 단독으로 또는 둘 이상 조합하여 사용할 수 있으며, 이의 배합량은 본 발명의 수용성 수지 조성물에 대해 통상 50 내지 2,000ppm, 바람직하게는 100 내지 1,000ppm이다.
본 발명의 수용성 수지 조성물로 사용되는 용매는 수용성 수지 조성물의 구성 성분을 용해할 수 있으며, 또한 수용성 수지 조성물 도포 대상이 되는 기판에 이미 형성되어 있는 내식막 패턴을 용해시키지 않는 것이면 어떠한 것이라도 양호하다. 통상적으로 이러한 용매로서는 적어도 물을 함유하는 용매, 구체적으로는 물, 바람직하게는 순수한 물 또는 물과 물에 가용성인 유기 용매와의 혼합물이 사용된다. 물과 혼합하여 사용하는 수용성 유기 용매로서는 예를 들면, 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜 등의 알콜류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 2-헵타논, 사이클로헥사논 등의 케톤류; 아세트산메틸, 아세트산에틸 등의 에스테르류; 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 락트산메틸, 락트산에틸 등의 락트산 에스테르류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드류; γ-부티로락톤 등의 락톤류; 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드, 셀로솔브, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 셀로솔브아세테이트, 부틸카비톨, 카비톨아세테이트 등의 극성 용매 등을 들 수 있다. 바람직한 유기 용매로서는 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜 등의 탄소수 1 내지 4의 저급 알콜을 들 수 있으며, 특히 바람직한 것은 이소프로필알콜이다. 이들 유기 용매는 내식막 패턴(11)을 용해시키지 않은 범위로 혼합하면 양호하다.
피복층 형성재료를 도포하는 데는 예를 들면, 감광성 내식막을 도포할 때에 종래부터 사용되고 있는 스핀 피복법, 분무법, 침지법, 롤러 피복법 등의 적절한 방법을 사용하면 양호하다. 도포된 피복층 형성재료는, 필요에 따라 예비 베이킹되어 피복층(3)으로 된다. 피복층 형성재료는 AZ R200(클라리언트저팬사제; 또한, 「AZ」는 등록상표. 이하, 동일) 등의 시판되고 있는 것도 있다.
본 발명에서는 내식막 패턴(11)을 형성한 다음, 이러한 내식막 패턴(11) 위에 피복층(3)이 형성되기 전 또는 내식막 패턴 위에 피복층을 형성한 다음, 파장 150 내지 450nm의 가시광선 및 자외선에 의해 내식막 패턴을 조사 처리한다[도 1의(4) 및 도 2의 (3)]. 이러한 조사 처리는 조사 처리되는 내식막 패턴의 특성에 맞추어서 조사 파장, 조사 시간, 조사 강도 등을 선택하는 것이 양호하며, 특별히 조사 조건이 한정되는 것은 아니다. 조사 장치로서는 예를 들면, Hg 램프, g선(파장 436nm) 또는 i선(파장 365nm)용 조사 장치, KrF 엑시머 조사 장치(파장 248nm), KrCl 엑시머 조사 장치(파장 222nm), Xe 엑시머 조사 장치(파장 172nm), XeCl 엑시머 조사 장치(파장 308nm) 등을 사용할 수 있다. 또한, 가시광선 또는 자외선 조사 처리할 때에, 필요에 따라 가열할 수 있다. 이러한 조사 처리는 통상적인 패턴 전체를 전면 조사하는 것이 양호하며, 필요할 경우 일부만을 조사해도 상관없다.
상기 가시광선 또는 자외선 조사 처리에 의해 내식막 패턴 중에 산이 발생한다. 이러한 조사 처리에 의해 내식막 패턴 중에 발생한 산 및 내식막 패턴 중에 이미 산이 존재하는 경우에는 다시 이러한 산의 확산에 의해 내식막 패턴에 인접하는 부분의 피복층을 가교결합, 경화시켜 현상액에 대하여 불용성화시킨다. 산의 확산을 촉진시키기 위해, 필요에 따라 내식막 패턴과 피복층을 가열 처리(믹싱 베이킹)할 수 있다. 믹싱 베이킹을 실시하는 경우에, 베이킹 온도 및 베이킹 시간은 사용되는 내식막, 피복층을 형성하는 재료, 피복층의 목적하는 가교결합 막 두께 등에 따라 적절하게 결정하면 양호하다. 믹싱 베이킹을 실시하는 경우, 통상 이의 조건은 85 내지 150℃ 정도의 온도, 60 내지 120초 정도의 시간이다.
또한, 가교결합된 피복층은 물, 물과 수용성 유기 용매와의 혼합액 또는 TMAH(수산화테트라메틸암모늄) 등의 알칼리 수용액 등에 의해 현상 처리하고, 미가교결합 피복층을 용해 제거하여, 가교결합된 피복층(31)에 의해 피복된, 변형되지않은 패턴을 수득한다[도 1의 (5) 및 도 2의 (5)].
내식막 패턴을 가교결합된 피복층으로 피복하는 경우에 내식막 패턴에 다시 파장 150 내지 450nm의 가시광선 또는 자외선을 조사함으로써 굵게한 변형이 없는 패턴이 형성되는 이유는 충분히 명백하지 않지만, 가시광선 또는 자외선 조사에 의해 내식막 패턴 중의 산의 발생이 촉진되며, 내식막 패턴의 경화 또는 피복층의 경화가 촉진되기 때문인 것으로 추측된다.
하기에, 본 발명을 실시예에 따라 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 양태가 이들 실시예로만 한정되는 것을 아니다.
실시예 1
6in 실리콘 웨이퍼에 포지티브형 감광성 내식막 AZ P4210(클라리언트저팬사제)을 도쿄일렉트론사제 스핀 피복기(MK-V)로 도포하고, 100℃, 120초 동안 가열판에서 예비 베이킹을 실시하고, 약 2.5㎛의 내식막(1)을 형성한다. 이어서, g선(436nm)의 노출 파장을 갖는 노출장치(GCA사제, DSW 6400, NA= 0.42)를 사용하여 노출(250mJ/cm2)시키고 클라리언트저팬사제 알칼리 현상액(AZ 400K 디벨로퍼, 무기 알칼리 현상액)을 사용하고, 23℃의 조건하에 1분 동안 스프레이 패들 현상하여 라인·앤드·스페이스 패턴을 수득한다.
이러한 내식막 패턴 위에 피복층 형성재료로서 AZ R200(클라리언트저팬사제)을 리소텍저팬사제 스핀 피복기(LT-1000)로 도포하고 85℃, 70초 동안 가열판에서 베이킹을 실시하고, 0.45㎛의 피복층을 형성한다. 이러한 피복층 위에서 g선(436nm)의 노출 파장을 갖는 노출장치(GCA사제 DSW6400, NA= 0.42)를 사용하여 전면 노출시킨다.
또한, 110℃, 90초 동안 가열판에서 믹싱 베이킹을 실시하여 가교결합반응을 진행시킨 다음, 순수를 사용하여 23℃의 조건하에 1분 동안 현상처리하고, 미가교결합층을 박리하여 라인·앤드·스페이스 패턴 위에 수용성 수지막의 가교결합층을 형성한다. 또한, 110℃, 120초 동안 가열판에서 건조를 위해 베이킹 처리한다.
형성된 패턴을 주사형 전자현미경(SEM)에 의해 관찰한 바, 내식막 패턴에 변형은 보이지 않았다.
비교예 1
피복층을 형성한 후에 g선 노출장치에 의한 전면 노출을 실시하지 않고 직접 믹싱 베이킹을 실시하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 하여 패턴을 형성한다. 형성된 패턴을 실시예 1과 동일하게 SEM에 의해 관찰한 바, 웨이퍼의 중앙 부근은 패턴이 도 3b와 같이 눌려 찌그러진 것 같이 변형되어 있으며, 기타 부분에서는 도 3a와 같이 패턴이 한편으로 인장된 것 같이 변형되어 있다.
실시예 2
내식막 패턴 위에 피복층을 형성한 후, g선 노출 장치에 의한 전면 노출을 실시하는 것을 대신하여, 내식막 패턴을 형성한 다음, g선 노출 장치에 의한 전면 노출시킨 다음, 피복층을 형성하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 하여 가교결합 피복층에 의해 굵게한 패턴을 형성한다. 형성된 패턴을 실시예 1과 동일하게 SEM에 의해 관찰한 바, 실시예 1과 동일하게 패턴의 변형은 보이지 않았다.
실시예 3
실시예 1에서 수득한 굵게 한 패턴을 갖는 기판을 추가로 도금처리함으로써 설계대로의 폭 및 형상을 갖는 도금층이 형성된다.
발명의 효과
상기 설명한 바로부터 명백한 바와 같이, 종래의 방법으로 형성된 두께가 2㎛ 이상인 내식막 패턴에 피복층을 형성하고, 이러한 피복층을 가교결합, 경화시켜 내식막 패턴을 굵게함으로써 라인·앤드·스페이스 패턴, 트렌치 패턴 또는 호울 패턴을 실효적으로 미세화할 때에, 내식막 패턴을 형성하는 공정 후에 있어서, 이러한 내식막 패턴 위에 피복층을 형성하는 공정 전 및/또는 후에 파장 150 내지 450nm의 가시광선 또는 자외선 조사 처리를 실시함으로써 내식막 패턴의 변형을 방지하면서, 가교결합 효율도 향상시키고, 설계대로 충실하게 자기 헤드 등의 장치를 제조할 수 있으며, 따라서 제조 수율, 제조 효율도 향상시킨다.

Claims (2)

  1. 두께가 2㎛ 이상인 내식막 패턴 위에 산의 존재하에 가교결합하는 피복층을 형성하고, 내식막 패턴에서 산의 확산에 의해 당해 피복층을 가교결합시켜 내식막 패턴을 굵게 하는 패턴의 제조방법에 있어서, 피복층을 형성하기 전 및/또는 피복층을 형성한 다음, 내식막 패턴을 파장 150 내지 450nm의 가시광선 또는 자외선에 의해 조사함을 특징으로 하는 패턴의 제조방법.
  2. 제1항에 따르는 패턴의 제조방법에 의해 형성된 패턴을 추가로 도금 처리함을 특징으로 하는 자기 헤드의 제조방법.
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