JP4393861B2 - 磁性膜のパターン形成方法 - Google Patents
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Description
一般的に、磁気ヘッドのリード部における微細構造の製造には、磁性膜をイオン性エッチングする方法が用いられており、例えば、以下のようにして行われている。イオン性エッチングとしては、イオンミリング(ion milling)が多用されている。図1(a)〜図1(e)に一般的なイオンミリングとスパッタリングによる電極形成の各工程の模式図(側断面図)を示す。
さらにスパッタリングを行うと、図1(d)に示したように、パターン5の上と、磁性膜パターン2の周囲の基板1の上に電極膜6が形成される。
ついで、最後にアルカリ現像液を用いて、下地膜3’のパターン3を溶解すると、レジスト膜4’のレジストパターン4が除去され、図1(e)に示した様に基板1とその上に形成された所定の幅の磁性膜パターン2と、その周囲に形成された電極膜6とからなる磁気ヘッド10を得ることができる。
すなわち、まず図2(a)に示すように、基板上に所望の積層構造が形成された基材(図示略)上面にメッキシード層11を形成し、その上に上記した従来のリソグラフィーにより、断面がほぼ矩形状の、スリット状のレジストパターン12を得る。
次に、図2(b)に示すように、得られたレジストパターン12で囲まれたトレンチ部(凹部)内にメッキを施して磁性膜13’を形成する。
その後、図2(c)に示すように、レジストパターン12を除去することによって、断面がほぼ矩形状の磁性膜パターン13が得られる
また、かかるポジ型レジスト組成物を用いた磁性膜のパターン形成方法を提供することを課題とする。
また本発明は、厚さ0.3μmのレジスト膜の、波長248nmの光の透過率が20〜75%であり、248nmに吸収能を有する物質(A)と、酸解離性溶解抑制基を有し、酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(B)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(C)と、これら(A)成分、(B)成分及び(C)成分を溶解する有機溶剤(D)とを含み、前記(A)成分がアントラセン環を有する物質であり、前記(B)成分が、(b1)ヒドロキシスチレン又はα−アルキルヒドロキシスチレンのエチレン性二重結合が開裂して誘導される構成単位、(b2)スチレン又はハロゲン原子若しくはアルキル基を置換基として有するスチレンのエチレン性二重結合が開裂して誘導される構成単位、および(b3)酸解離性溶解抑制基を有する(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を有する樹脂であり、前記(C)成分が、フッ素化アルキルスルホン酸イオンをアニオンとするオニウム塩である化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いて、KrFエキシマレーザーによる選択的露光を行って、基板上に設けたメッキシード層上に、断面がテーパー形状の側壁を有するレジストパターンを形成した後、該レジストパターンで囲まれた凹部内に、メッキ法により磁性膜を形成する工程を有することを特徴とする磁性膜のパターン形成方法を提供する。
また本発明の磁性膜のパターン形成方法によれば、所望の形状の微細な磁性膜パターンを再現性良く形成することができる。
すなわち、まず、化学増幅型のポジ型レジスト組成物を、石英基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、加熱して溶媒を揮散することによって、該ポジ型レジスト組成物から形成されてなる厚さ0.3μmのレジスト膜を形成する。このときの加熱温度は、溶媒を揮散させレジスト膜を形成する通常の温度でよい。具体的には、90〜120℃で60〜90秒間加熱すればよい。次いで、このようにして形成したレジスト膜を測定用のサンプルとし、光の透過率を測定する。このとき測定装置の設定波長を248nmとする。また、測定装置としては、例えば、UV−2500PC(島津製作所製)等の吸光光度計を用いることができる。
このような磁性膜パターン13が形成されたライト部を備えた磁気ヘッドによれば、記録媒体(ハードディスク)に書き込まれる磁気の形状が逆テーパー形状となるので、ディスクに対して同心円状にデータを書き込む際に、磁気データの重なりが防止されるので、より緻密にデータを書き込むことができるとともに、読み取りノイズも少なくすることができる。したがって、高密度、高記録容量のハードディスクを製造することができる。
第1の実施形態において適度なテーパー角を有するテーパー形状のレジストパターンを形成するためには、ポジ型レジスト組成物は、膜厚0.3μmのレジスト膜を形成した場合に、該レジスト膜の248nmにおける光の透過率が20〜60%であることが好ましく、さらに、35〜45%であることがより好ましい。
ここで、図3(b)に示すように、レジストパターン4の底面に対する垂線とレジストパターン4の側壁とがなす角θ2を、テーパー角という。第1の実施形態において、光の透過率が20〜60%であるレジスト組成物を用いると、レジストパターンのテーパー角を、3〜20°にコントロールすることができる。テーパー角が、5〜15°、さらに6〜12°が好ましく、最も好ましくは7〜9°であるレジストパターンを用いることで、図1(c)に示すように、イオン性エッチングによって、プリントされた磁性膜パターン2が、基板1に向かって幅が広くなる断面台形状となることがなく、図3(c)に示すような磁性膜パターンの形状(矩形に近い形状)にすることができ、適度なテーパー形状を有する良好な磁性膜パターンが得られるため好ましい。尚、矩形に近い形状とは、θ2’が0°<θ2’<θ1を意味している。完全に矩形の場合はθ2’が0°となるが、この場合、磁気ヘッドの信号不良となる恐れがあるので好ましくない。
ここで、図4(b)に示すように、レジストパターン12の底面に対する垂線とレジストパターン12側壁とがなす角θ3を、テーパー角という。第2の実施形態において光の透過率が20〜75%であるレジスト組成物を用いると、レジストパターンのテーパー角を、1〜30°にコントロールすることができる。第2の実施形態において、該テーパー角は1〜20°がより好ましく、さらに2〜15°が好ましく、最も好ましくは3〜10°であり、そのようなテーパー角を有するレジストパターンで囲まれた凹部内にメッキにより磁性膜13’を形成することによって、図4(d)に示すように適度な逆テーパー形状を有する良好な磁性膜パターン13が得られるため好ましい。
本発明において、物質が「吸収能を有する」とは、配合割合などの調整を行って、膜厚0.3μmのレジスト膜を形成した場合に、該レジスト膜の248nmにおける光の透過率が20〜75%になり得るものであることを意味する。該吸収能が高い物質であれば、少量配合すればよいし、逆に吸収能が低い物質であれば、本発明の目的が達成される範囲で多量に配合すればよい。
本発明にかかるポジ型レジスト組成物において、(A)成分は、248nmに吸収能を有していれば特に限定されないが、例えば、染料のような低分子量化合物、樹脂のような高分子量化合物等が挙げられる。より具体的には、以下のような物質を例示できる。
(a1)アントラセン環を部分構造として有する物質。(以下、(a1)という。)。
(a2)ベンゼン環を部分構造として有する物質(以下、(a2)という。)。
(a3)ナフタレン環を部分構造として有する物質。(以下、(a3)という。)。
(a4)ビフェニルを部分構造として有する物質。(以下、(a4)という。)。
これらのうち、アントラセンメタノールが特に好ましい。これは、レジストパターンのテーパー角を容易にコントロールできるからである。
この際、使用されるフェノール類としては、例えばフェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、o−ブチルフェノール、m−ブチルフェノール、p−ブチルフェノール、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キシレノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、p−フェニルフェノール、レゾルシノール、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、ピロガロール、フロログリシノール、ヒドロキシジフェニル、ビスフェノールA、没食子酸、没食子酸エステル、α−ナフトール、β−ナフトール等が挙げられる。
またアルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド、アセトアルデヒド等が挙げられる。
付加縮合反応時の触媒は、特に限定されるものではないが、例えば酸触媒では、塩酸、硝酸、硫酸、蟻酸、蓚酸、酢酸等が使用される。
ノボラック樹脂の質量平均分子量(ポリスチレン換算、以下同様)は、1000〜30000であることが好ましい。
これらのうち、(a1)は、アントラセン環を部分構造として有する物質が目的の透過率を達成する上で好ましく、中でもアントラセンメタノールが感度マージン、焦点深度幅に優れるため特に好ましい。
(A)成分の使用量は、(A)成分の吸収能によって適宜変更すればよく、特に限定されない。
本発明のレジスト組成物においては、(A)成分の含有量によって、レジストパターンのテーパー角を調整することができ、結果として磁性膜パターンの形状を制御することができる。
第1の実施形態における(A)成分の使用量は、例えば、(B)成分100質量部に対し、好ましくは1〜20質量部、さらに好ましくは2〜8質量部の範囲で適度な吸収能が得られ、好ましいテーパー形状のレジストパターンが得られる。
第2の実施形態における(A)成分の使用量は、例えば、(B)成分100質量部に対し、好ましくは0.01〜20質量部、さらに好ましくは0.01〜5質量部の範囲で、適度な吸収能が得られ、好ましいテーパー形状のレジストパターンが得られる。
(A)成分の使用量が(B)成分100質量部に対して20質量部を超えると、レジスト組成物の248nmにおける吸収能が低下しすぎて良好なレジストパターンが形成できないおそれがある。
そのため、レジストパターンの形成において、基板上に塗布されたポジ型レジスト組成物に対して、マスクパターンを介して選択的に露光すると、露光部のアルカリ可溶性が増大し、アルカリ現像することができる。
本発明に用いられる(B)成分は、従来ポジ型レジスト組成物用の樹脂として用いられているものであれば特に限定されないが、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位と酸解離性溶解抑制基を有する構成単位の複数の異なる構成単位を有するものが好ましい。特には、以下の単位の組み合わせを有する樹脂が、レジストパターンの解像性、テーパー形状の形成しやすさ、焦点深度幅に優れることから、好ましい。
(b1)ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位(以下、(b1)単位という。)。
(b2)スチレンから誘導される構成単位(以下、(b2)単位という。)。
(b3)酸解離性溶解抑制基を有する(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位(以下、(b3)単位という。)。
(B)成分が上記(b1)と(b2)と(b3)、または上記(b1)と(b3)を有していると、またイオンミリング耐性、及び耐熱性に優れる点でも好ましい。
なお、「(メタ)アクリル酸」とは、メタクリル酸、アクリル酸の一方または両方を示す。「構成単位」とは、重合体を構成するモノマー単位を示す。
(b2)単位としては、例えば、スチレンや、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等ハロゲン原子やアルキル基等の置換基を有するスチレンのエチレン性二重結合が開裂して誘導される構成単位である。これらのうち、スチレンから誘導される単位が特に好ましい。
(b3)における酸解離性溶解抑制基は、露光前は(B)成分全体をアルカリ不溶とするアルカリ溶解抑制性を有するとともに、露光後は(C)成分から発生した酸の作用により解離し、この(B)成分全体をアルカリ可溶性へ変化させるものであれば特に限定せずに用いることができる。一般的には、(メタ)アクリル酸のカルボキシル基と、環状又は鎖状の第3級アルキルエステルを形成する基、第3級アルコキシカルボニルアルキル基、又は鎖状若しくは環状アルコキシアルキル基などが広く知られている。酸解離性溶解抑制基としては、これらのうち、tert−ブチル基、tert−ペンチル基、1−メチルシクロペンチル基、1−エチルシクロペンチル基、1−メチルシクロヘキシル基、1−エチルシクロヘキシル基、2−メチル−2−アダマンチル基、2−エチル−2−アダマンチル基などの分岐状、単環、多環式状の第三級アルキル基、1−エトキシエチル基、1−メトキシプロピル基などの鎖状アルコキシアルキル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基などの環状アルコキシアルキル基、tert−ブトキシカルボニルメチル基、tert−ブトキシカルボニルエチル基などの第3級アルコキシカルボニルアルキル基が挙げられ、これらの中でも第3級アルキル基が好ましく、特に、tert−ブチル基が好ましい。
また、(B)成分を構成する構成単位の合計に対して、(b2)単位が0〜35モル%、好ましくは5〜35モル%であると、膜減りが無くパターン形状が優れ、好ましい。
また、 (B)成分を構成する構成単位の合計に対して、(b3)単位が5〜40モル%、好ましくは8〜25モル%であると、解像性に優れ、好ましい。
酸発生剤成分(C)としては、従来、化学増幅型レジストにおける酸発生剤として公知のものの中から任意のものを適宜選択して用いることができる。
該酸発生剤のなかでもフッ素化アルキルスルホン酸イオンをアニオンとするオニウム塩が好ましい。好ましい酸発生剤の例としては、ジフェニルヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ビス(4−tert‐ブチルフェニル)ヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)フェニルヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4‐メチルフェニル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジメチル(4−ヒドロキシナフチル)のトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、モノフェニルジメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニルモノメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(p−tert−ブチルフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(p−tert−ブチルフェニル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−トリフルオロメチルフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネートなどのオニウム塩などが挙げられる。
(C)成分の使用量は、(B)成分100質量部に対し、0.5〜30質量部、好ましくは1〜10質量部とされる。0.5質量部未満ではパターン形成が十分に行われないし、30質量部を超えると均一な溶液が得られにくく、保存安定性が低下する原因となるおそれがある。
本発明に係るポジ型レジスト組成物は、前記(A)成分と前記(B)成分と前記(C)成分と、後述する任意の(E)成分または(F)成分とを、有機溶剤(D)に溶解させて製造することができる。
有機溶剤(D)としては、前記(A)成分、前記(B)成分および(C)成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種又は2種以上適宜選択して用いることができる。
また、本発明に係るポジ型レジスト組成物には、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などを向上させるために、さらに任意の(E)成分として、公知のアミン、好ましくは第2級低級脂肪族アミンや第3級低級脂肪族アミンを含有させることができる。
ここで、低級脂肪族アミンとは炭素数5以下のアルキルまたはアルキルアルコールのアミンを言い、この第2級や第3級アミンの例としては、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリペンチルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンなどが挙げられるが、特にトリエタノールアミンのようなアルカノールアミンが好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのアミンは、(B)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
有機カルボン酸としては、例えば、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸若しくはその誘導体としては、リン酸、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステルなどのリン酸又はそれらのエステルのような誘導体、ホスホン酸、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステルなどのホスホン酸及びそれらのエステルのような誘導体、ホスフィン酸、フェニルホスフィン酸などのホスフィン酸及びそれらのエステルのような誘導体が挙げられ、これらの中で特にホスホン酸が好ましい。
(F)成分は、(A)成分100質量部当り0.01〜5.0質量部の割合で用いられる。
次に、本発明にかかるポジ型レジスト組成物を用いたレジストパターンの形成方法について説明する。
第1の実施形態において、本発明のレジスト組成物は、被エッチング膜が磁性膜であるイオン性エッチング用のレジストパターン形成に用いられる。イオン性エッチングとしては、イオンミリング等の異方性エッチングが挙げられる。
図3(a)〜図3(e)に、第1の実施形態にかかるポジ型レジスト組成物を用いたレジストパターン形成およびイオン性エッチングの各工程の模式図(側断面図)を示す。
まず、図3(a)に示したように、シリコンウェーハ等の基板1上にスパッタ装置によって、磁性膜2’を形成する。該磁性膜2’に用いられる磁性体としては、Ni,Co,Cr,Pt等の元素を含むものが用いられる。そして、形成された磁性膜上2’に、アルカリ現像液に対して可溶性の下地膜形成用塗布液、例えばシプレー社製のポリメチルグルタルイミド(polymethylglutarimide 以下PMGIと略す)をスピンコーターによって塗布し、乾燥後下層膜3’を形成する。
次いで、上述のように調製したレジスト組成物の溶液を、上記の下層膜3’上にスピンナーなどで塗布した後、プレベーク(PAB処理)することによってレジスト膜4’を形成する。プレベーク条件は、組成物中の各成分の種類、配合割合、塗布膜厚などによって異なるが、通常は70〜150℃で、好ましくは80〜140℃で、0.5〜60分間程度である。形成されるレジスト膜4’の膜厚は、テーパー形状の制御の観点から0.05〜1.0μmであることが好ましく、0.1〜0.5μmとされることが最も好ましい。
次いで、レジスト膜4’に対して、所望のマスクパターンを介して選択的に露光を行う。露光に用いる波長としては、本発明にかかるポジ型レジスト組成物が248nmに吸収能を有するため、KrFエキシマレーザーを好適に用いることができる。
次に、上記のようにして得られたテーパー形状のレジストパターンを用いて、磁気ヘッドのリード部を製造する方法を説明する。
図3(b)に示したテーパー形状のレジストパターン4と下層膜パターン3とからなるパターン5をマスクとして、イオンミリングを行うと、図3(c)に示したように、パターン5の周辺の磁性膜2’がエッチングされ、パターン5の下部に磁性膜2が残り、磁性膜パターン2が矩形に近い形状(0°<θ2’<θ1の範囲)にプリントされる。この際のイオンミリングは従来公知の方法を適用できる。例えば、日立製作所社製のイオンビームミリング装置IMLシリーズなどにより行うことができる。
このように、本発明にかかるポジ型レジスト組成物を用いたレジストパターンを介して磁性膜にイオン性エッチングを行うと、ほぼ矩形性の良好なテーパー形状の磁性膜パターンを形成することができる。
第2の実施形態において、本発明のレジスト組成物は、メッキにより磁性膜を形成する際のフレームとして用いられるレジストパターン形成に用いられる。メッキ法としては、公知のメッキ法である電解メッキ法を用いて行うことができる。
図4(a)〜図4(d)に、第2の実施形態にかかるポジ型レジスト組成物を用いたレジストパターン形成および磁性膜形成の各工程の模式図(側断面図)を示す。
まず、図4(a)に示したように、最上層としてメッキシード層11が設けられた基材の、該メッキシード層11上に、レジスト膜12’を形成する。
基材は、例えばシリコンウェーハ等の基板1上に、リード部をなす磁性膜パターン、平坦化膜、シールド層などの層が必要に応じて積層され、最上層としてメッキシード層11が形成されたものを用いることができる。メッキシード層11は、電解メッキ法において電極の役割を果たす層であり、導電性を有する材料で構成される。メッキシード層11の材料としては、例えばFe、Co、Ni等から選ばれる1種または2種以上を用いることができる。メッキシード層11には、通常、メッキにより形成される膜成分と同じ成分を含有する材料が用いられる。
次いで、レジスト膜12’に対して、所望のマスクパターンを介して選択的に露光を行う。露光に用いる波長としては、本発明にかかるポジ型レジスト組成物が248nmに吸収能を有するため、KrFエキシマレーザーを好適に用いることができる。
次いで、露光工程を終えた後、PEB(露光後加熱)を行い、続いて、アルカリ性水溶液からなるアルカリ現像液を用いて現像処理すると、レジスト膜12’の所定の範囲(露光部)が現像されて、図4(b)に示したように、テーパー形状の側壁を有するレジストパターン12がトレンチパターンとして得られる。
該断面におけるレジストパターン12間の距離は特に限定されないが、例えば、レジストパターン12の底面位置での距離D1が例えば250nm以下、好ましくは100〜200nm程度とされる。
次に、上記のようにして得られたテーパー形状の側壁を有するレジストパターン12を用いて、磁気ヘッドのライト部を製造する方法を説明する。
図4(c)に示しように、テーパー形状の側壁を有するレジストパターン12で囲まれた凹部内に対して、電解メッキを施して、磁性膜13’を形成する。
該磁性膜13’に用いられる磁性体としては、Ni,Co,Cr,Pt等の元素を含むものが用いられる。
電解メッキは、常法により行うことができる。例えば、メッキシード層11に通電した状態で、磁性体イオンを含む電解液に浸漬させる方法を用いることができる。
磁性膜13’を形成した後、レジストパターン12を除去することにより、図4(d)に示すように、逆テーパ形状の磁性膜パターン13が形成された磁気ヘッドのライト部21が製造される。レジストパターン12を除去する方法としては、例えば、磁性膜に悪影響を与えない方法であれば特に限定されないが、剥離液や酸素プラズマアッシングなどの公知の方法を用いることができる。
このように、本発明にかかるポジ型レジスト組成物を用いたレジストパターンをフレームとして磁性膜を形成すると、良好な逆テーパー形状の磁性膜パターンを形成することができる。
[実施例1〜4、比較例1(第1の実施形態)]
<ポジ型レジスト組成物の調製>
(A)成分の含量を変えて、以下のようにして実施例1〜4及び比較例1の5種のポジ型レジスト組成物を調製した。
すなわち、下記の(A)成分、(B)成分、(C)成分、(E)成分、およびその他の成分を(D)成分に均一に溶解し、ポジ型レジスト組成物を調製した。
(B)成分としては、[化2]に示した3種の構成単位からなる共重合体100質量部を用いた。(B)成分の調製に用いた各構成単位p、q、rの比は、p=61.2モル%、q=28.8モル%、r=10.0モル%とした。調製した(B)成分の質量平均分子量は12000であった。
(D)成分としては、(B)成分100質量部に対して、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート900質量部を用いた。
(E)成分としては、トリエタノールアミン0.35質量部を用いた。
(F)成分として、サリチル酸0.32質量部を用いた。
次いで、KrF露光装置EPA−3000EX3(Canon社製、NA(開口数)=0.60、σ=0.65)により、KrFエキシマレーザー(248nm)を用いて選択的に照射した。
そして、100℃、90秒間の条件でPEB処理し、さらにアルカリ現像液で60秒間現像して孤立ライン状のレジストパターンを得た。アルカリ現像液としては2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いた。
また、各実施例における解像性(レジストパターンサイズ)とその際の焦点深度幅は、実施例1では250nmの孤立ラインパターンが形成され、その焦点深度幅は0.6μmであり、実施例2では250nmの孤立ラインパターンが形成され、その焦点深度幅は0.7μmであり、実施例3では250nmの孤立ラインパターンが形成され、その焦点深度幅は0.6μmであり、実施例4では250nmの孤立ラインパターンが形成され、その焦点深度幅は0.5μmであった。比較例1はテーパー形状となっていないため、解像性と焦点深度幅を測定するまでもなく不良とした。
実施例1において、ポジ型レジスト組成物を非化学増幅型のi線用ナフトキノン・ノボラックタイプのポジレジストに変え、レジスト膜厚を0.5μmに変え、さらに露光装置をNSRi10D(ニコン社製)のi線用ステッパーに変え、通常の露光、現像を行って孤立ラインパターンを形成した。そして、焦点深度をレジスト膜厚と同じ0.5μm変化させ、パターン形成したところ、センターフォーカスでは適度なテーパー形状が得られたが、0.5μm焦点がずれたフォーカスポイントでは、過度にテーパー形状となった孤立ラインパターンと逆テーパー形状の孤立ラインパターンが形成され、焦点深度幅が不足し、良好なテーパー形状の孤立ラインパターンの再現性が不足していた。
従って、このような孤立ラインパターンを介してイオン性エッチングを行うと、所望の形状の磁性膜を製造することができる。
また、比較例1の結果より、(A)成分を含有しないレジスト組成物を用いて孤立ラインパターンを形成すると、従来のように矩形形状の孤立ラインパターンが得られた。このような矩形形状の孤立ラインパターンを用いると、磁性膜は、基板に向かって幅が広くなる断面台形状となり、微細加工が困難なものになる。
また、比較例2の結果より、非化学増幅型のポジレジストでは、良好なテーパー形状の孤立ラインパターンの再現性が不十分であり、焦点深度幅が不足していた。このような孤立ラインパターンを用いると、磁性膜は、微細なパターンが形成できず、基板上の磁性膜パターンのサイズにバラツキが生じたり、基板上の磁性膜パターンの角度にバラツキを生じる、微細加工が困難なものになる。
<ポジ型レジスト組成物の調製>
(A)成分の配合量を変えて、以下のようにして実施例5〜12の8種のポジ型レジスト組成物を調製した。
すなわち、前記実施例1において、(A)成分の配合量を、(B)成分100質量部に対してそれぞれ0.2、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0、4.5質量部の8段階に代えた他は実施例1と同様にして、各実施例5〜12のポジ型レジスト組成物を調製した。尚、実施例11、12のポジ型レジスト組成物は、それぞれ前記実施例1、2と同じ組成物に該当する。
次いで、実施例1と同じKrF露光装置EPA−3000EX3により、KrFエキシマレーザー(248nm)を用いて選択的に照射した。
そして、110℃、90秒間の条件でPEB処理し、さらにアルカリ現像液で60秒間現像して、レジストパターンに囲まれたスリット状の凹部が形成されたトレンチパターンを得た。アルカリ現像液としては2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いた。
また、各実施例における解像性(レジストパターンサイズ)とその際の焦点深度幅については、実施例5ではレジストパターン底面位置におけるレジストパターン間の距離D1が200nmのトレンチパターンが形成され、その焦点深度幅は0.7μmであった。
実施例6ではD1が200nmで、その焦点深度幅は0.8μmであった。
実施例7ではD1が200nmで、その焦点深度幅は0.8μmであった。
実施例8ではD1が200nmで、その焦点深度幅は0.8μmであった。
実施例9ではD1が200nmで、その焦点深度幅は0.9μmであった。
実施例10ではD1が200nmで、その焦点深度幅は0.9μmであった。
実施例11ではD1が200nmで、その焦点深度幅は0.9μmであった。
実施例12ではD1が200nmで、その焦点深度幅は0.9μmであった。
また、上記比較例1で調製したレジスト組成物を用い、実施例5〜12と同様にしてトレンチパターンを形成したところ、通常得られる断面矩形形状のものであった。
実施例5において、ポジ型レジスト組成物を非化学増幅型のi線用ナフトキノン・ノボラックタイプのポジレジストに変え、レジスト膜厚を0.8μmに変え、さらに露光装置をNSRi10D(ニコン社製)のi線用ステッパーに変え、通常の露光、現像を行ってトレンチパターンを形成した。D1=350nmのトレンチパターンが得られ、適度なテーパー形状であったが、焦点深度幅は0.3μmであり、実施例と比較すると焦点深度幅が不足していた。
従って、このようなトレンチパターンの凹部内に、メッキ法により磁性膜を形成すると、所望の断面逆テーパ形状の磁性膜パターンを形成することができる。
また、比較例3の結果より、(A)成分を含有しないレジスト組成物を用いてトレンチパターンを形成すると、従来のように矩形形状のレジストパターンが得られた。このような矩形形状のパターンを用いると、磁性膜パターンが従来と同じ断面矩形となってしまう。
また、比較例4の結果より、非化学増幅型のポジレジストでは、良好なテーパー形状のトレンチパターンの再現性が不十分であり、焦点深度幅が不足していた。このようなトレンチパターンを用いると、微細な磁性膜パターンを再現性良く形成することができない。
4’、12’・・レジスト膜、4、12・・レジストパターン、6・・電極膜、
10、20・・磁気ヘッド(リード部)、21・・磁気ヘッド(ライト部)。
Claims (6)
- 厚さ0.3μmのレジスト膜の、波長248nmの光の透過率が20〜75%であり、
248nmに吸収能を有する物質(A)と、酸解離性溶解抑制基を有し、酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(B)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(C)と、これら(A)成分、(B)成分及び(C)成分を溶解する有機溶剤(D)とを含み、
前記(A)成分がアントラセン環を有する物質であり、
前記(B)成分が、(b1)ヒドロキシスチレン又はα−アルキルヒドロキシスチレンのエチレン性二重結合が開裂して誘導される構成単位、(b2)スチレン又はハロゲン原子若しくはアルキル基を置換基として有するスチレンのエチレン性二重結合が開裂して誘導される構成単位、および(b3)酸解離性溶解抑制基を有する(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を有する樹脂であり、
前記(C)成分が、フッ素化アルキルスルホン酸イオンをアニオンとするオニウム塩である化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いて、
KrFエキシマレーザーによる選択的露光を行って、基板上に設けた磁性膜上に下地膜を介して、断面がテーパー形状の側壁を有するレジストパターンを形成した後、該レジストパターンをマスクとして、上記磁性膜をイオン性エッチングする工程を有することを特徴とする磁性膜のパターン形成方法。 - 前記(B)成分における前記各構成単位(b1)〜(b3)のそれぞれの含有量が、(b1)50〜80モル%、(b2)5〜35モル%、及び(b3)5〜40モル%である請求項1に記載の磁性膜のパターン形成方法。
- 前記(b3)単位における酸解離性溶解抑制基が第3級アルキル基である請求項1又は2に記載の磁性膜のパターン形成方法。
- 厚さ0.3μmのレジスト膜の、波長248nmの光の透過率が20〜75%であり、
248nmに吸収能を有する物質(A)と、酸解離性溶解抑制基を有し、酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する樹脂成分(B)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(C)と、これら(A)成分、(B)成分及び(C)成分を溶解する有機溶剤(D)とを含み、
前記(A)成分がアントラセン環を有する物質であり、
前記(B)成分が、(b1)ヒドロキシスチレン又はα−アルキルヒドロキシスチレンのエチレン性二重結合が開裂して誘導される構成単位、(b2)スチレン又はハロゲン原子若しくはアルキル基を置換基として有するスチレンのエチレン性二重結合が開裂して誘導される構成単位、および(b3)酸解離性溶解抑制基を有する(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を有する樹脂であり、
前記(C)成分が、フッ素化アルキルスルホン酸イオンをアニオンとするオニウム塩である化学増幅型ポジ型レジスト組成物を用いて、
KrFエキシマレーザーによる選択的露光を行って、基板上に設けたメッキシード層上に、断面がテーパー形状の側壁を有するレジストパターンを形成した後、該レジストパターンで囲まれた凹部内に、メッキ法により磁性膜を形成する工程を有することを特徴とする磁性膜のパターン形成方法。 - 前記(B)成分における前記各構成単位(b1)〜(b3)のそれぞれの含有量が、(b1)50〜80モル%、(b2)5〜35モル%、及び(b3)5〜40モル%である請求項4に記載の磁性膜のパターン形成方法。
- 前記(b3)単位における酸解離性溶解抑制基が第3級アルキル基である請求項4又は5に記載の磁性膜のパターン形成方法。
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