JPH03215931A - ホトレジストの形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業」二の利用分野〕 本発明は半導体及び薄膜ヘッドの基板上に形成するホ１
−レジス１への形成方法にかかり、特に基板に段差が存
在する場合にも、均一な膜厚のホｌ〜レジス１へを形成
するのに好適なホトレジストの形成方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の半導体及び薄膜ヘッドの素子形成工程におけるホ
トレジスト形成方法としては、主にスピンコーティング
法が用いられている。この方法は、平坦な基板表面に対
しては精度よく均一なレジス１〜膜が形成できる。しか
し、索子表面に段差が存在すると、段差部分でホｌへレ
ジスト股厚が不均一になり、素子の高精度パターニング
が不可能になる。特に、半導体製造工程においては、線
幅をサブミクロンにずるために、素子段差を１μｍ以下
にするような設計を余儀なくされている。また、薄膜ヘ
ツ１ミにおいては，素子段差が１０μｍ以上になるため
、スピンコーティング法では段差部でホ１〜レジス１一
膜が熱くなり、トラック幅加工時のホ１−レジス１への
パターニング精度が悪くなり、歩留り向上のあい路とな
っている。

本発明に関連するものとして、特開昭６２−６１．６７
２号公報に開示された発明が存在する。上記公報に開示
された発明は、静電塗布方法における均一塗布を目的と
し，筒状支持体に有機感光体を均一に塗布するものであ
る。しかし、筒状支持体表面のの凹凸については言及さ
れていない。また、今までに、静電塗布方法を用いて、
半導体や簿膜ヘッドにホ１〜レジス１〜膜を形成する技
術は報告されていない。

〔発明が解決しようとする課題〕 ３ 第３図に示す薄膜ヘツ｝〜の素子断面図を用いて、スピ
ンコーティング法を用いる従来技術の問題点について説
明する。第３図において、２１は基板、２２は下部磁性
体、２３はギャップ膜、２４はコイル，２５は絶緑＋＋
ａ、２６は−１二部磁性体、２７ばホ１〜レジス１一膜
を示している。第３図に示すように、従来のスピンコー
ティング法では、十部磁性体２６の段差長Ｑ３が１０μ
ｍ以１−〕になるため、形成されたホトレジスト膜２７
の膜）ｖ，−Ｑ１，Ｑｚの値が大きく相違し、均一な厚
さを有するホ１〜レジス１〜膜２７を形成することが困
難であった。

また、前記した静電塗布法の従来技術は、半導体や蕃膜
ヘッド上にホ１〜レジス１へ膜を形成すること及び半導
体や簿膜ヘツ１・に凸凹が存在する場合に膜厚を均一・
化することについて配慮がなされておらず、凸凹面に均
一な膜厚のホトレジスト膜を形成することが困難であっ
た。

本発明は半導体や藩膜ヘッドに段差が存在する場合でも
、段差部分でホｌ−レジス１〜膜の膜厚が厚くなること
を防止し、均一な膜厚のホトレジスト−４ 膜を形成することが可能なホ１−レジス１・の形成方法
を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のホトレジスト膜の形成方法は、ホＩ−レジスト
溶液を静電スプレー塗布方式を用いて基板上に塗布し、
ホ１・レジスＩ〜膜を形成することを特徴としている。

また、本発明によれば、上記静電スプレー塗布方式を用
いるホ１・レジスＩ・溶液は、感光剤を含む樹脂からな
るホＩ〜レジス１〜が溶液に対して２０重量部以下の割
合で構成されていることを特徴としている。

また、本発明によれば、上記静電スプレー方式によって
、ホトレジスト膜を形成する際に、互いに異なる濃度や
組成比を有する第１のホトレジス１一溶液と第２のホト
レジスト溶液を連続して塗布するようにしてもよい。こ
の場合、第１のホ１〜レジスｌ−溶液は第２のホ｛−レ
ジス１〜溶液よりも低い沸点を有するように形成する。

さらレこ、本発明によれば、上記基板の表面の電気伝導
性を均一にする表面処理を行った後、上記静電スプレー
塗布を行うようにしても良い。

〔作用〕

本発明によれば、基板−１−ユに段差が存在する場合に
おいても、電荷をもったレジス１一微粒子が基板上の段
差に沿って塗布されるため、均−な膜厚のホトレジス１
一膜を形成することができる。

その際に、感光剤を含む樹脂からなるホｌ−レジス１〜
を溶液に対して２０重量部以下の割合にすることにより
、基板」一に塗布されるホ１〜レジス１〜粒子の大きさ
が小さくなり、良好なホ１〜レジス１〜膜を形成するこ
とができる。

また、異なる濃度や組成比を有する第１のホ１ヘレジス
１〜溶液と第２のホ１・レジス１一溶液を連続して塗布
することにより、例えば第１のホ１ヘレジス１一溶液の
静電塗布により、比較的大きなホトレジスト粒子を基板
−１−に塗布し、次に第２のホ１〜レジスト溶液の静電
塗布により、比較的小さなホトレジス１一粒子を塗布し
、これによって膜厚が均一で良好なホ１・レジスｌ−膜
を形成することが可能になる。

さらに、第１のホ１〜レジス１一溶液は第２のホＩ・レ
ジスト溶液よりも低い沸点を有するように形成すること
により、第１−のホＩ−レジストとによって段差部にお
ける膜だれを防止し、第２のホｌ−レジスＩ一溶液によ
って表面がレベリングされた均一なホＩ−レジスト膜が
形成できる。

また、基板の表面の電気伝導性を均一にする表面処理を
行った後、上記静電スプレー塗布を行うことにより、段
差部分膜厚が均一なホ１〜レジス１一膜を容易に形成す
ることが可能になる。

〔実施例〕

以下添付の図面に示す実施例により、更に詳細に本発明
について説明する。

第１図は本発明のホ１〜レジスト形成方法を実施するホ
１〜レジス１〜静電塗布装置の一例を示す説明図である
。第」図において、溶液タンクｉａ，１−ｂはホ１ヘレ
ジス１〜溶液を収容するものである。溶液タンク１８は
、ホ１〜レジス１〜＃液として、感光基を含むノボラッ
ク樹脂を］−重量部含み、溶媒としてエチルセロソルブ
アセテ−１〜（以下ＥＣＡと称７ す）３０重量部と酢酸ブチル７０重量部を混合した溶液
を収容している。また、溶液タンク１ｂは、ホトレジス
ト溶液として、該ノボラック樹脂をＯ．］重量部含み、
溶媒としてＥＣＡ７０重量部及び酢酸ブチル３０重量部
を混合した溶液を収容している。

第］−図に示す実施例において、溶液タンクｉａに収容
されているホＩ〜レジス１〜溶液はボンブ２ａにより４
０ｋｇ／．ｆｆｌの圧力で圧送され、スプレーノズル３
ａにより分級チャンバ４内にエアスプレーで噴出される
。また、同時にキャリアガスとして、窒素ガスが給排気
ノズル６より１０〜］．ＯＯｆｆ／分の範囲で分級チャ
ンバー４内に供給される。このとき、直径が１μｍ〜１
００μｍに微粒子化したホトレジスＩ−溶液と窒素ガス
は、分級ブレ−１−５に当り、図中−ヒ方向の気流を生
じる。しかし、レジス１〜溶液の微粒子のうち、大きな
ものは慣性力が大きいため、直径が５０μｍ〜１００μ
ｍ以１二の粒子は分級ブレー１〜５に付着して除去され
るここで、粒径コン１へロールは、キャリアガスの流速
及び流量を変えることで行なえる６分級された微粒子は
、８− 微粒子キャリアバイプ７を通り、塗布ノズル８の先端か
ら基板１２に向かって放出される。この放出は、３００
秒に亘って行われた。その際微粒子がコロナ放電針］】
から電荷を受けることにより、基板１２」二の段差に添
った膜を形成することができる。

引き続き、第２工程として、溶液タング１ｂに収容され
ているホ１−レジスト溶液がボンブ２ｂにより４０ｋｙ
／ａ＃の圧力で圧送され、第１工程と同様に基板１２に
塗布される。第２工程の放出は、２００秒に亘って行わ
れた。

第１工程で用いた溶液タンク１ａ内のホ１〜レジス１〜
溶液は、沸点の低い酢酸ブチルが多く含まれるため、微
粒子中の溶媒分が多く蒸発し、粘度の高い状態で塗布さ
れる。そのため、基板１２上の段差部における膜のダレ
が防止され、段差に添った膜を形成することができる。

しかし、上記第１工程だけでは表面のレベリングが悪い
ため、第２工程において、沸点の高いＥＣＡを多く含ん
だホ１ヘレジスＩ一溶液を用い、溶媒分を多く含み、粘
度の低い状態の微粒子を塗布する。これにより，表面が
レベリングされた均一な膜が形成できる。

このときコロナ放電４目には、高電圧電源９で発生した
１０〜２０ｋＶの電圧が高電圧ケーブル１０を介して印
加され、基板ステージ１３はアース又は正の電圧を加え
た状態になる。

また、基板ステージ１３は、平行移動及び自公転の機能
を有しており、平行移動や自公転させることにより、基
板１２」二に形成される膜の均一性は向」二ずる。

ここで、複数の基板Ｊ２に対して上記した第】工程及び
第２工程を繰り返して実行する場合には、複数の基板１
２間の膜厚ハラツキを少なくするために、塗布チャンバ
ー１４内の雰囲気制御が重要である。そのため、ガス濃
度センサー１６を取り付け、基板１２ごとのレジスト塗
布工程での溶剤ガスの濃度変化が１５〜２５％の範囲で
一定になるように、徘気孔１５からの排気量を制御する
ことが必要である。

また、基抜１２間の膜厚のバラツキを少なくするために
は、装置全体を設置してある部屋の温度・湿度を一定に
することが望ましい。

基板Ｊ２内の段差部分に添って均−なホＩ−レジスＩ一
膜を得るためには、基板１２の表面が均−・な利質（例
えば、尊電性等）である事が望ましい。そこで、例えば
基板１２の表面に金を１００人程度スパッタリングする
ことにより、良好な表面が得られる。

また、レジスｌ−膜厚を薄くし、均一に塗布するために
は、ヘキサメチルジシラザンの蒸気中に基板を置き、表
面のぬれ性を改良することが効果的である。

また、一般的には、感光剤を含む樹脂からなるホｌ〜レ
ジス１〜溶液に対して２０重量部以下の割合にすること
により、基板上に塗布されるホ１−レジスト粒子の大き
さが小さくなり、良好なホ１ヘレジス１〜膜を形成する
ことができる。

第２図は、第１図に示す実施例により、薄膜ヘッドにホ
Ｉ〜レジスト膜を設けた素子断面図である。

尚、第２図において、第３図に示す従来例と同一部分に
は、同一符号が付されている。第２図から明らかなよう
に、」二部磁性体２６の段差部分において、ホ１−レジ
スＩ〜膜２７の膜厚か厚くなることなく、１１ 均一な膜厚のホ１〜レジス１〜膜２７が形成できた。具
体的には、例えば」一部磁性体の段差が１０μｍのとき
、段差部分におけるホ１−レジス１・膜２７の膜Ｊリが
６μｍで段差の上部におけるホ１ヘレジス１〜膜の膜厚
が５μｍであった。

−Ｉ二記した実施例においては、第１工程及び第２工程
において、分級チャンバ４内ヘレジス１〜溶液をエアス
プレーで噴出し、窒素ガスを給排気ノズル６から供給し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、分級チ
ャンバ４内にレジス１〜溶液を噴出する際、窒素ガスと
レジス１へ溶液を例えば窒素ガス圧３　ｋｇ／ｃｉ・レ
ジス１へ溶液圧１　ｋｇ／ｄであらかじめ混合し、エア
スプレーを用いるようにしても良い。その際、必要であ
れば、過剰な窒素ガスを、給排気ノズル６から排気し、
塗布ノズル８からのレジス１〜溶液微粒子の流量・流速
をコン１へロールするようにしても良い。

以北の説明から明らかなように、１０μｍの薄膜ヘッド
素子段差において、段差上部で５μｍの１ノジス１一膜
厚を得るためには、従来技術によるスピ１２ ンコーティングでは、段差下部で１０μｍのレジスト膜
厚になるのに対し、本実施例ではこれを５μｍにするこ
とができる。その結果、最終的に得られる薄膜ヘッドの
トラック幅寸法精度が５．０±１．０μｍが５．０±０
．６μｍに向上する。

尚、以」二の説明においては、ホＩ〜レジスト溶液の微
粒子に電荷を付与してスプレー塗布したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、電荷を付与することなく
スプレー塗布するようにしても良い。

〔発明の効果〕

以」二の説明から明らかなように、本発明によれば、半
導体や薄膜ヘッドに段差が存在する場合でも、段差部分
でホ１〜レジス１ヘ股の膜厚が厚くなることが防止され
、均一な膜厚のホ１ヘレジス１〜膜を形成することが可
能になる。

【図面の簡単な説明】

名 第１図は本発明のホＩ〜レジス１〜膜形成方法専実施す
るホトレジスト静電塗布装置の一例を示す説明図、第２
図は第１−図に示すホトレジスｌ−静電塗布装置により
ホトレジス１・膜を塗布した薄膜ヘッドの断面図、第３
図は従来技術によりホ１ヘレジス１一膜を塗布した薄膜
ヘッドの断面図である。 ｌａ，　ｌｂ・・・レジス１〜溶液タンク、２ａ，２ｂ
・・ポンプ、３ａ，　３ｂ・・・スプレーノズル、４・
・・分級チャンバー、５・・・分級プレート、６・・・
給排気ノズル、７・・・微粒子キャリアバイブ、８・・
塗布ノズル、９・・・高電圧電源、］０・・・高電圧ケ
ーブル、１１・・・コロナ放電針、１２・・基板、１３
・・・基板ステージ、１４・・・塗布チャンバ、１５・
・・排気孔，１６・・・ガス濃度センサ、２１・・・基
板、２２・・・下部磁性膜、２３・・・ギャップｌｌｕ
、２４・コイル、２５・・・絶縁膜、２６・・」二部磁
性体、２７・・・ホトレジスｌ−膜。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．基板上にホトレジスト膜を形成するホトレジスト膜
   の形成方法において、 ホトレジスト溶液を静電スプレー塗布方式を用いて基板
   上に塗布し、ホトレジスト膜を形成することを特徴とす
   るホトレジスト膜の形成方法。
2. ２．上記静電スプレー塗布方式で用いるホトレジスト溶
   液は、感光剤を含む樹脂からなるホトレジストが溶液に
   対して２０重量部以下の割合で構成されていることを特
   徴とする請求項１記載のホトレジストの形成方法。
3. ３．上記静電スプレー方式において、互いに異なる濃度
   や組成比を有する第１のホトレジスト溶液と第２のホト
   レジスト溶液を連続して塗布することを特徴とする請求
   項１記載のホトレジストの形成方法。
4. ４．第１のホトレジスト溶液は第２のホトレジスト溶液
   よりも低い沸点を有することを特徴とする請求項３記載
   のホトレジストの形成方法。
5. ５．上記基板の表面の電気伝導性を均一にする表面処理
   を行った後、上記静電スプレー塗布を行うことを特徴と
   する請求項１記載のホトレジストの形成方法。