形成图形的方法技术

本发明专利技术涉及一种形成图形的方法。所述方法为，在厚２μｍ或更厚的抗蚀图形（１１）上在酸的存在下交联形成涂层（３），并将涂层成形在基质（２）上，用从保护层扩散至涂层的酸交联靠近保护层的涂层（３）以加厚抗蚀图形，并有效地减少线和间隔图形、沟槽图形和多孔图形的间隔部分的尺寸，其中在形成涂层（３）之前和／或之后，用可见光或波长１５０－４５０ｎｍ的紫外线辐射抗蚀图形（１１），来防止加厚图形的变形。通过电镀如此所形成的图形，精确地生产元件如磁头。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在所形成的抗蚀图形上提供加厚抗蚀图形的轮廓线的方法，在酸的作用下涂层可被交联，并且利用从保护层(resist)扩散入所述涂层的酸引起靠近轮廓的涂层的交联，从而有效地减少间隔部分的尺寸，例如线和间隔(line-and-space)图形。更具体地是，本专利技术涉及在厚膜抗蚀图形上提供加厚抗蚀图形的方法，厚膜抗蚀图形用于生产磁头、微电机等工艺中，在酸的作用下涂层可被交联，因此有效地产生较精细的图案。
技术介绍
在包括半导体元件如LSI的生产、平板显示器(FPD)如液晶显示器(LCD)的制造、回路基板如热敏头的生产和磁头的生产的许多领域中，迄今为止，人们已经使用光刻技术以形成较精细元件或进行精细加工。为了形成抗蚀图形，在光刻技术中，通常使用正性感光胶或负性感光胶。将这类正性感光胶或负性感光胶涂到基质上，在掩模重合后，通过掩模曝光并显影以形成抗蚀图形。利用如此得到的抗蚀图形，例如，在半导体元件、平板显示器或回路基板的生产中用作防蚀涂层，或在磁头的生产中用作金属电镀保护层。最近几年，随着半导体元件等的集成度的提高，在半导体元件等的生产工艺中需要提供更精细的布线和间隔宽度。为了满足该要求，人们已经进行了各种尝试，如试图使用短波长辐射以得到更精细的抗蚀图形，试图使用相位移掩模等以形成更精细的抗蚀图形，试图开发适用于这些技术的新颖的保护层或开发新颖的工艺。但是，利用常规曝光技术的光刻技术难于形成超过用于曝光的辐射波长的临界分辨率的精细的抗蚀图形。另一方面，用于使用短波曝光辐射的设备或使用相位移掩模的设备都是昂贵的。作为解决这类问题的一种方法，在日本第241348/1993号，第250379/1994号和第73927/1998号等未审查的专利公开公报中已经推荐了形成精细图形的方法，其中使用了通常已知的正性感光胶或负性感光胶，在按照常规已知的图形形成方法进行图形成形后，将能用酸交联而形成涂层的材料施用到所形成的抗蚀图形上，利用通过加热引起的抗蚀图形酸的扩散，从而交联和硬化材料层，因此使材料层不溶于显影液。然后通过显影去掉未硬化的部分，从而加厚抗蚀图形，结果，在抗蚀图形中通过窄化间隔部分制成较精细的抗蚀图形，因此，形成了具有精细程度超过曝光辐射波长的分辨率的限度的精细抗蚀图形。作为有用的方法，该方法已经引起了人们的注意，这是因为，其能有效地降低抗蚀图形中间隔部分的尺寸，而不需要另外在设备如用于短波辐射曝光的曝光设备方面的昂贵投资。如上所述，人们已经将上面所述的通常所推荐的开发成施用于具有保护层厚度不大于1μm的膜厚不太厚的防蚀涂层图形，如用于生产半导体集成电路的防蚀涂层图形。在保护层的厚度不太厚的情况下，在显影后，即使当抗蚀图形被涂层加厚的情况下，也不出现图形变形的问题，在酸存在下，所述涂层能被交联，并由于保护层上酸的扩散，而交联和硬化形成涂层的材料层。然而，人们已经发现，当将该方法施用于膜厚2μm或更厚的抗蚀图形时，如用于生产磁头或微电机时，在某种程度上，在显影交联涂层后去掉未硬化的部分所形成的图形会倾斜或变形，所呈现的挤压状态如图3(a)或3(b)所示。图形变形的类型根据定位于所组成图形的图形部分的位置而变化。例如，在晶片的中间部分即图像的中间部分，可观察到呈现于图3(b)所示的某种程度的挤压变形，其中在图像的边缘还可以观察到抗蚀图形的变形，即在图3(a)所示的向一个方向拉伸的抗蚀图形的变形。当抗蚀图形以某种方式变形时，不能按设计生产元件如磁头，因此引起的问题是如产率低、形成涂层的效果差和不够精细。本专利技术的目的是提供一种有效地生产较精细图形的方法，所述图形如线和间隔图形，沟槽图形或多孔图形的精细度超过曝光波长的临界分辨率，所述方法使用光刻技术在膜厚2μm或更厚的基质上形成抗蚀图形。在抗蚀图形上的涂料是能在酸的存在下交联形成涂层的材料，所述涂层可以在酸的存在下被交联，并且所述材料可使酸从抗蚀图形扩散入靠近的涂层以引起涂层的交联，从而加厚抗蚀图形，在加厚以后，可以防止图形的变形，并且提高形成交联涂层的效率，所以，可以防止由于抗蚀图形的变形产生不合适的元件如磁头的次品，并且有效地形成对设计具有高重现精度的图形。
技术实现思路
作为充分研究的结果，本专利技术的专利技术人发现，在基质上所形成的厚2μm或更厚的抗蚀图形上，在酸的存在下可被交联的涂层的形成步骤之前和/或之后，通过增加用可见光或波长150-450nm的紫外线辐射抗蚀图形的步骤，来有效地进行涂层的交联，可以防止对涂层显影后引起的抗蚀图形的变形，因此，基于该发现完成了本专利技术。也就是，本专利技术涉及一种，在酸的存在下，厚2μm的抗蚀图形可被交联，然后用扩散自抗蚀图形的酸交联涂层以加厚抗蚀图形，其中在形成涂层之前和/或之后，用可见光或波长150-450nm的紫外线辐射抗蚀图形。另外，本专利技术涉及用上面所描述的方法形成图形后，进行金属电镀处理生产磁头的方法。附图说明图1为本专利技术形成加厚图形的一个实施方案，其中在抗蚀图形上形成涂层后，通过用可见光或波长150-450nm的紫外线辐射来完成。图2为本专利技术形成加厚图形的另一个实施方案，其通过用可见光或波长150-450nm的紫外线辐射抗蚀图形，然后在如此辐射的抗蚀图形上形成涂层。图3为以常规方式形成的变形的图形的例子。专利技术详细描述下面将参照图1和图2更详细地说明本专利技术。图1表示本专利技术形成图形的实施方案，通过在抗蚀图形11上形成涂层3，然后用可见光或波长150-450nm的紫外线辐射，图2表示本专利技术形成图形的另一实施方案，通过用可见光或波长150-450nm的紫外线辐射抗蚀图形11，然后在如此辐射的抗蚀图形上形成涂层3。首先，在图1和图2中，在基质2上形成厚2μm或更厚的用可见光或紫外线辐射能产生酸的抗蚀图形11(在图1中的(2)和在图2中的(2))。例如，利用下面的光刻方法可以形成抗蚀图形11。也就是，首先将光刻胶溶液涂敷到基质2上，然后预烘干(例如，在温度70-140℃烘约1分钟)以形成光刻胶层1(在图1中的(1)和在图2中的(1))。用紫外线如g-线或i-线，深(deep)-紫外线如KrF准分子激光或ArF准分子激光，X射线或电子束对光刻胶层1进行图像曝光，可选择性地在曝光后烘干(PEB；例如温度50-140℃)之后，进行显影，如果需要的话，然后进行显影后烘干(例如温度60-120℃)以形成抗蚀图形11。作为可用于形成上述抗蚀图形11的光刻胶，可以使用能形成层厚2μm或更厚的抗蚀图形的任何光刻胶，当然可以使用正性感光胶或负性感光胶。作为这类光刻胶，优选用可见光或波长150-450nm的紫外线辐射时能产生酸的光刻胶，所产生的酸对形成正性或负性抗蚀图形起作用。作为优选用于形成光刻胶层1的光刻胶，可例举的例如含碱性可溶树脂的正性光刻胶，如酚醛清漆树脂，羟基苯乙烯树脂或丙烯酸树脂和醌二叠氮化合物，和化学放大的正性或负性抗蚀剂，其利用酸的催化作用通过光辐射产生酸并形成抗蚀图形。然而，在本专利技术中所用的光刻胶不必是由那些靠曝光而自身产生酸的那些材料组成的。在抗蚀材料本身不能靠曝光产生酸的情况下，为了满足需要，进一步向抗蚀剂材料中加入能靠曝光产生酸的成份。在本专利技术中，先形成抗蚀图形，在用可见光或波长150-450nm的紫外线辐射抗蚀图形之前或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成图形的方法，该方法包括在厚２μｍ或更厚的抗蚀图形上形成涂层，在酸的存在下所述涂层可被交联，然后用扩散自抗蚀图形的酸交联所述涂层以加厚抗蚀图形，其特征在于在形成所述涂层之前和／或之后，用可见光或波长１５０－４５０ｎｍ的紫外线辐射抗蚀图形。

【技术特征摘要】
JP 1999-10-5 284682/991.一种形成图形的方法，该方法包括在厚2μm或更厚的抗蚀图形上形成涂层，在酸的存在下所述涂层可被交联，然后用扩散自抗蚀图形的...

【专利技术属性】
技术研发人员：神田崇，田中初幸，
申请(专利权)人：克拉瑞特国际有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]