JPH01135019A - Exposure of pattern formation - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain an accurate pattern formation for even a thick photoresist layer by providing a photoresist layer on a disk substrate and by making an exposure by using a photo mask provided with a circular groove which faces the periphery of the substrate. CONSTITUTION:A photoresist layer 2 which has been thickly spin-coated on a disk substrate 1 has a protuberance 7 at the periphery and a photo mask 3 is provided with a groove at its periphery for receiving the protuberance area 7. Thus, even if the photo mask 3 is piled up on the substrate 1, the protuberance part 7 is contained in the groove 4 and it can be closely attached to the surface of the photoresist layer 2 without lifting the photo mask 3. Generally, a glass substrate is used for the photo mask 3, and a thin light-screening pattern layer is formed by the photolithography on one surface of the mask 3. The groove 4 can be easily provided in a similar way. Thus, in the succeeding exposure process, a pattern can be formed accurately even on the thick photoresist later 2, forming a more fine pattern.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 写真蝕刻による基板上のパターン層形成に係り、そのパ
ターン形成の露光方法に関し、 厚いフォトレジスト層に対しても、正確なパターン形成
が得られる露光方法の提供を目的とし、基板上に写真蝕
刻により所定のパターン層を形成するのに用いる露光方
法において、円形の基板にフォトレジスト層をスピンコ
ートして設け、基板の円周域と対向する部分を環帯状に
溝を設けたフォトマスクを用いて露光させる。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding the formation of a pattern layer on a substrate by photolithography, the present invention relates to an exposure method for forming a pattern, and an exposure method that can form an accurate pattern even on a thick photoresist layer. In an exposure method used to form a predetermined pattern layer on a substrate by photolithography, a photoresist layer is spin coated on a circular substrate, and a portion facing the circumferential area of the substrate is circularly coated. Exposure is performed using a photomask with strip-shaped grooves.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、写真蝕刻による基板上のパターン層形成に係
り、そのパターン形成の露光方法に関す。The present invention relates to forming a pattern layer on a substrate by photolithography, and relates to an exposure method for forming the pattern.

半導体部品を始め各種の薄膜構成部品の製造工程で、基
板上に所定の薄膜パターン層の形成を行う方法として、
フォトレジスト層にフォトマスクを車ね、露出、感光、
現像させる写真蝕刻により所定のパターン層を形成させ
る方法がよく用いられている。As a method for forming a predetermined thin film pattern layer on a substrate in the manufacturing process of various thin film components including semiconductor parts,
Apply a photomask to the photoresist layer, expose, expose,
A method of forming a predetermined pattern layer by photolithography followed by development is often used.

この場合、フォトレジスト層は、その蝕刻部に設ける充
填層の厚みより厚く設けなくてはならず、フォトマスク
はフォトレジスト層の表面に密着、或いは近接した平行
面に設けないと、パターンが不正確になるので、フォト
レジスト層の形成とフォトマスクの設定には十分の注意
が要求される。In this case, the photoresist layer must be thicker than the filling layer provided in the etched portion, and the photomask must be placed closely on the surface of the photoresist layer or on a parallel plane close to it, otherwise the pattern will be incomplete. In order to be precise, sufficient care is required in the formation of the photoresist layer and the setting of the photomask.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第２図（ａｌに従来の一例のフォトレジスト層形成断面
図、同図（ｂ）に同フォトマスクの重置断面図（理想状
態）、同図ｔｃ＞に同（現状）、同図ｆｄ）に同露出感
光の断面図（理想状態）、同図（ｅｌに同（現状）を示
す。Figure 2 (Al is a cross-sectional view of a conventional example of photoresist layer formation, Figure (b) is a superimposed cross-sectional view of the same photomask (ideal state), Figure tc is the same (current state), Figure is fd) 1 shows a cross-sectional view of the same exposure (ideal state), and el shows the same (current state).

写真蝕刻による薄膜成形に用いる基板は、一般に、面積
に対する形状周囲長を最小とする円形板で、表裏面とも
凹凸なく平坦面に研磨され、且つ平行面に仕上げたもの
が用いられる。The substrate used for forming a thin film by photolithography is generally a circular plate having a minimum circumferential length relative to area, polished flat on both the front and back surfaces, and finished with parallel surfaces.

この円形の基板１へのフォトレジスト層２の作成は、基
板１を回転させておき、フォトレジストの所定量を略中
心部に滴下すれば、面上に広がり均一の厚さに塗着され
る、スピンコート法が用いられる。To create the photoresist layer 2 on the circular substrate 1, rotate the substrate 1 and drop a predetermined amount of photoresist approximately in the center, then it will spread over the surface and be coated to a uniform thickness. , a spin coating method is used.

フォトレジスト層２の厚さは、パターン形成させる充填
層の厚みより厚く設ける必要があり、この厚みの調整を
、フォトレジストの粘性と、スピンコートの回転数およ
び持続時間等により行われ、厚い層を設けるには、 （１）　　スピンコートの回転数を下げる。The thickness of the photoresist layer 2 needs to be thicker than the thickness of the filling layer to be patterned, and this thickness is adjusted by adjusting the viscosity of the photoresist, the rotation speed and duration of spin coating, etc. To provide this, (1) Lower the rotation speed of the spin coat.

（２）粘性の高いフォトレジストを使用する。(2) Use a highly viscous photoresist.

の方法が採られている。method has been adopted.

スピンコートされたフォトレジスト層２の上に、所定の
パターン９の遮光層を設けたフォトマスク３を重ねて、
露出、感光させている。A photomask 3 provided with a light-shielding layer in a predetermined pattern 9 is placed on top of the spin-coated photoresist layer 2.
Exposure, exposure.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、 ■厚いフォトレジスト層をスピンコートで行なうと、第
２図ｔａ＋のように、円形の基板ｌの円周域にフォトレ
ジストの盛り上り７か生じてしまう。However, (1) If a thick photoresist layer is formed by spin coating, a bulge 7 of the photoresist will be formed in the circumferential area of the circular substrate l, as shown in FIG. 2 (ta+).

同一のフォトレジストを使用しての、この盛り上り量の
例では、下表の如く生じる。An example of this amount of swelling using the same photoresist is as shown in the table below.

■このため、フォトマスク３を重ねると、第２図（ｂ）
、　（Ｃ１のように、理想的にはフォトマスク３はフォ
トレジスト層２表面に密着することであるが、この円周
域の盛り上りにより妨げられ、空隙８が出来てしまう。■For this reason, when photomask 3 is overlapped, as shown in Fig. 2(b)
, (As shown in C1, ideally, the photomask 3 should be in close contact with the surface of the photoresist layer 2, but this is hindered by the bulge in the circumferential area, and a gap 8 is created.

■露光させると、この空隙８により、第２図（ｄ）。(2) When exposed to light, the air gap 8 creates the image shown in FIG. 2(d).

（ｅ）のように、理想的には空隙８は零で、フォトマス
ク３のパターンを通過した光は直ちにフォトレジスト層
２に突入するが、空隙８があると、通過光が散乱されて
フォトレジスト層２に入光し、フォトマスク３の陽パタ
ーンより肥大形状に感光し、且つ、感光の深さは低減さ
れてしまう。As shown in (e), ideally the gap 8 is zero and the light that passes through the pattern of the photomask 3 immediately enters the photoresist layer 2. However, if there is a gap 8, the passing light is scattered and the photo The light enters the resist layer 2 and is exposed to a larger shape than the positive pattern of the photomask 3, and the depth of exposure is reduced.

等の問題点があった。There were problems such as.

本願発明は、上記問題点に鑑み、厚いフォトレジスト層
に対しても、正確なパターン形成が得られる露光方法の
提供を目的としたものである。In view of the above problems, the present invention aims to provide an exposure method that allows accurate pattern formation even on thick photoresist layers.

Ｃ問題点を解決するための手段〕 上記問題点は、第１図にしめず如く、 基板１上に写真蝕刻により所定のパターン層９を形成す
るのに用いる露光方法において、円形の基板１にフォト
レジスト層２をスピンコートして設け、その基板１の円
周域と対向する部分を環帯状に溝４を設けたフォトマス
ク３を用いて露光させる、本願発明の露光方法の改善に
より解決される。Means for Solving Problem C] The above problem, as shown in FIG. This problem is solved by improving the exposure method of the present invention, in which a photoresist layer 2 is provided by spin coating, and a portion of the photoresist layer 2 facing the circumferential area of the substrate 1 is exposed using a photomask 3 having an annular groove 4. Ru.

〔作　用〕[For production]

即ち、フォトレジストの盛り上り部分を、フォトマスク
の溝で吸収して密着させるので、目的は達成される。That is, since the raised portion of the photoresist is absorbed by the grooves of the photomask and brought into close contact, the purpose is achieved.

第１図に示す如く、円形の基板１に厚くスピンコ−１・
されたフォトレジスト層２は、円周域には盛り上り７を
生じているが、この盛り上り７部分が填るように、フォ
トマスク３の対向部分に溝４を設けであるので、基板ｌ
にフォトマスク３を重ねても、盛り上り７部分は溝４内
に吸収されて、フォトマスク３を持ち上げることなく、
フォトレジスト層２の表面に密着させることが出来る。As shown in FIG. 1, a thick spin coat 1 is mounted on a circular substrate 1.
The photoresist layer 2 has a bulge 7 in the circumferential area, but since the groove 4 is provided in the opposing part of the photomask 3 so that the bulge 7 is filled, the substrate l
Even if the photomask 3 is stacked on top of the photomask 3, the raised portion 7 will be absorbed into the groove 4 and the photomask 3 will not be lifted up.
It can be brought into close contact with the surface of the photoresist layer 2.

フォトマスク３は、一般にガラス基板を用いており、こ
の−面に写真蝕刻による薄い遮光層のパターン層を形成
してあり、溝４も同様に容易に設けることが出来る。The photomask 3 generally uses a glass substrate, and a patterned layer of a thin light shielding layer is formed on the lower surface of the substrate by photolithography, and the grooves 4 can also be easily provided.

従って、以後の露光工程では、略理想状態で行われ、厚
いフォトレジスト層２でも正確にパターンを形成させる
ことが出来、より精細なパターン形成も可能となる。Therefore, the subsequent exposure process is performed in a substantially ideal state, and even a thick photoresist layer 2 can be accurately patterned, making it possible to form a finer pattern.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面に示す実施例によって本発明を具体的に説明す
る。The present invention will be specifically described below with reference to embodiments shown in the drawings.

全図を通し同一符合は同一対称物を示す。The same reference numerals indicate the same objects throughout the figures.

第１図に本発明の一実施例のフォトマスク装着断面図を
示す。FIG. 1 shows a sectional view of a photomask according to an embodiment of the present invention.

本実施例は磁気ハードディスクを用いた記憶装置の読み
書き用の薄膜磁気ヘッドに実施したもので、非常に小形
の精密品の製造に適した方法である。This example was applied to a thin film magnetic head for reading and writing in a storage device using a magnetic hard disk, and is a method suitable for manufacturing extremely small precision products.

セラミック円板の基板ｌに、コアを形成する磁性層、ギ
ャップ層、コイル層、磁性層の順に積層し、更に、層間
に絶縁層も挿入させる多重積層構造として設けたもので
、その後１個毎に裁断、研磨されて完成される。This is a multi-layered structure in which a magnetic layer forming a core, a gap layer, a coil layer, and a magnetic layer are laminated in this order on a ceramic disk substrate l, and an insulating layer is also inserted between the layers. It is cut, polished and completed.

この各層の形成は写真蝕刻により行われ、しかも各種の
ＪＷみの層か必要となり、スピンコートの回転数を一定
にして、フォトレジストの粘性の異なる＋Ａ料を用いて
、作成しており、−例として、ヘー１−ストジャパン社
のフォトレジスト材で、下表の如き各種厚みのフォトレ
ジスト層を作成している。また、同一材を２層に重ねて
部分的に２倍厚の更に厚い層を設ける等も行っている。The formation of each layer is carried out by photolithography, and various JW-like layers are required, and they are created by keeping the rotational speed of spin coating constant and using +A materials with different photoresist viscosities. As an example, photoresist layers of various thicknesses as shown in the table below are prepared using photoresist materials manufactured by Heerst Japan Co., Ltd. In addition, two layers of the same material are stacked to partially provide an even thicker layer that is twice as thick.

この時、前述の如く、）Ｉｉ、仮１０円周域に盛り上り
７が発生し、その最高値、最幅値は同表の通りである。At this time, as mentioned above, a bulge 7 occurs in the tentative 10-circle area ()Ii, and its highest value and widest value are as shown in the table.

従って、ガラス基板を用いたフォトマスク３には、第１
図に示す如く、基板１の円周域に対応して、環帯状の幅
５Ｂ深さ２５１１の溝８を設けである。Therefore, in the photomask 3 using a glass substrate, the first
As shown in the figure, an annular groove 8 having a width 5B and a depth 2511 is provided corresponding to the circumferential area of the substrate 1.

か（して、第１図の如く、フォトマスク３を重ねても、
空隙は生ぜず、密着させることができる。(So, even if the photomasks 3 are overlapped as shown in Figure 1,
No voids are created and they can be brought into close contact.

また、フォトマスク３０基板は、フォトレジスト層２の
厚みに共通の機材として用いている。Further, the photomask 30 substrate is used as a material common to the thickness of the photoresist layer 2.

上記実施例は一例を示し、基板１の材料、フォトレジス
ト材の種類、スピンコートの回転数、作成層の厚さ、溝
の形状、寸法は上記のものに限定するものではない。The above embodiment shows an example, and the material of the substrate 1, the type of photoresist material, the rotation speed of spin coating, the thickness of the created layer, and the shape and dimensions of the grooves are not limited to those described above.

［発明の効果〕 以上の如く、本発明により、厚いフォトレジスト層をス
ピンコートにて作成した時でも、盛り上りによる影響な
く、フォトマスクを基板表面に密着出来、露光により正
確なパターン層が形成され、更に精緻なパターン形状も
作成可能となり、その効果は大なるものがある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, even when a thick photoresist layer is created by spin coating, the photomask can be closely attached to the substrate surface without being affected by swelling, and an accurate pattern layer can be formed by exposure. This makes it possible to create even more precise pattern shapes, which has great effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例のフォトマスク装着断面図、 第２図は従来の一例である。 図において、 ｌは基板、　　　　　２はフォトレジスト層、３はフォ
トマスク、４は溝、 ７は盛り上り、　　　８は空隙、 ９はパターン層である。FIG. 1 is a sectional view of a photomask mounted according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conventional example. In the figure, l is a substrate, 2 is a photoresist layer, 3 is a photomask, 4 is a groove, 7 is a raised area, 8 is a gap, and 9 is a pattern layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 　基板（１）上に写真蝕刻により所定のパターン層（９
）を形成するのに用いる露光方法において、 円形の該基板（１）にフォトレジスト層（２）をスピン
コートして設け、 該基板（１）の円周域と対向する部分を環帯状に溝（４
）を設けたフォトマスク（３）を用いて露光させること
を特徴とするパターン形成の露光方法。[Claims] A predetermined pattern layer (9) is formed on the substrate (1) by photolithography.
), a photoresist layer (2) is provided by spin coating on the circular substrate (1), and an annular groove is formed in a portion of the substrate (1) facing the circumferential area. (4
) A method for forming a pattern using a photomask (3).