双层层叠物及使用它的构图方法技术

本发明专利技术涉及用于形成图案层的顶离方法，所述层通过沉积和／或溅射形成。本发明专利技术提供了双层抗蚀剂以及使用该抗蚀剂的形成图案的方法。这种形成图案的方法容易在基材上形成无毛刺的层。该方法包括下列步骤：顺序施涂辐射敏感的树脂组合物１和２，形成双层层叠物；使所述双层层叠物进行一次曝光和显影，形成具有底切横截面的细的图案；使用抗蚀剂图案作为掩膜，沉积和／或溅射有机或无机薄层；和顶离所述抗蚀剂图案，留下需要形状的薄层的图案。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光加工，即通过光刻(photolithography)技术的精密微加工。具体而言，本专利技术涉及使用双层抗蚀层的顶离(lift-off)法。
技术介绍
顶离法是一广义术语，用于通过下列步骤形成有机或无机薄层图案的方法在工件表面施用一抗蚀剂；通过光刻技术在抗蚀层上形成图案；在抗蚀层和已清除抗蚀剂的区域上沉积和/或溅射有机或无机物质；剥离抗蚀层和其上的有机或无机薄层。结果，留在在抗蚀层孔中的有机或无机物质保留在工件表面上，形成需要的图案。这种顶离法中，抗蚀剂图案的轮廓非常重要。例如，正的抗蚀剂通常将产生如图2(c)所示的向内的锥形图案。剥离该向内锥形的抗蚀层，在其边缘产生如图2(d)所示的具有凿纹的层的图形。以加工MR磁控头滑件为具体例子。本文中，上述顶离法用于在ABS(负载空气面)上形成DLC(金刚石碳)层，达到衬垫保护目的。如上所述，顶离法会在DLC层边缘产生凿纹。DLC层上的凿纹可划伤HDD(硬盘驱动器)的磁记录盘或是引起HDD发生故障的外来物。对于这些问题，有效的方法是使用负性抗蚀剂或图像的逆抗蚀剂，能够形成为反向的锥形图形。如图3(c)所示，反向锥形层的孔其底部尺寸大于顶部尺寸，因此可以防止形成凿纹。然而，这种方法一般难以控制抗蚀剂图形的轮廓。而且，难以用光学显微镜观察图形轮廓，还难以剥离硬化了的抗蚀层。对作为基材的工件表面，通常具有在加工过程中产生的不规则性，它对施用的抗蚀剂厚度而言是相对较大。因此，很难形成厚度均匀的抗蚀层。上述MR磁头的加工中，加工许多被称作排棒(row bar)的窄片，在凹凸面上，它们的ABS面朝上。由于这些排棒在其相邻之间有间隙，直接施涂液体抗蚀剂是不可能的；所以，一般使用抗蚀膜如干膜代替。从提高工件的生产率考虑，需要一种不会影响工艺过程步骤流程的方法，采用这种方法，容易在工件表面形成图案。鉴于上述情况，本专利技术人进行了深入研究。结果，研制出一种双层层叠物，该层叠物包括由特定正辐射敏感树脂组合物1形成的抗蚀层(I)和由特定的辐射敏感的树脂组合物2形成的抗蚀层(II)。这种双层层叠物通过一次报告和显影可成形为底切(undercut)抗蚀剂图案。因此，使用双层层叠物图案的方法可以容易地制造无毛刺层。基于上述发现完成了本专利技术。本专利技术的目的是提供一种在基材上形成无毛刺层的抗蚀层，以及使用该抗蚀层来形成图案的方法。专利技术概述本专利技术的双层层叠物包括抗蚀层(I)，由包括含羟基和/或羧基的自由基聚合物(A)、含醌二叠氮基的化合物(B)和溶剂(C)的正的辐射敏感的树脂组合物1形成；抗蚀层(II)，由包括含酚羟基的聚合物(D)、含醌二叠氮基的化合物(E)和溶剂(F)的正的辐射敏感的树脂组合物2形成。本专利技术产生图案的方法包括形成双层层叠物的步骤，所述层叠物包括抗蚀层(I)，由包括含羟基和/或羧基的自由基聚合物(A)、含醌二叠氮基的化合物(B)和溶剂(C)的正的辐射敏感的树脂组合物1形成；抗蚀层(II)，由包括含酚羟基的聚合物(D)、含醌二叠氮基的化合物(E)和溶剂(F)的正的辐射敏感的树脂组合物2形成。产生图案的较好方法包括下列步骤(a)在基材上由正的辐射敏感树脂组合物1形成抗蚀层(I)，在此抗蚀层(I)上由正的辐射敏感树脂组合物2形成抗蚀层(II)，制得双层层叠物；(b)通过UV光辐照和/或电子束光刻，在上述层叠物上形成潜在图案；(c)显影该层叠物，形成底切抗蚀剂图案，其中具有底部尺寸大于顶部的孔；(d)在抗蚀剂图案的层叠物以及露出的基材上沉积和/或溅射有机或无机薄层；(e)剥离层叠物以及沉积和/或溅射在该层叠物上的薄层。正的辐射敏感树脂组合物1中，自由基聚合物(A)较好不溶于水，可溶于碱性水溶液，不溶于或几乎不溶于溶剂(F)。正的辐射敏感树脂组合物2中，溶剂(F)宜为2-庚酮。抗蚀层(I)厚度宜为0.1-3微米，抗蚀层(II)厚度宜为1-20微米。上述产生图案方法中，步骤(a)中的基材宜为磁头滑件的ABS(负载空气面)，步骤(d)的有机薄层宜为DLC(金刚石碳)层。附图简述附图说明图1是本专利技术产生图案方法的一组示意图；图2是常规产生图案方法的一组示意图；图3是另一种常规产生图案方法的一组示意图。实施本专利技术的最佳方式本专利技术的双层层叠物包括抗蚀层(I)，由包括含羟基和/或羧基的自由基聚合物(A)、含醌二叠氮基的化合物(B)和溶剂(C)的正的辐射敏感的树脂组合物1形成；抗蚀层(II)，由包括含酚羟基的聚合物(D)、含醌二叠氮基的化合物(E)和溶剂(F)的正的辐射敏感的树脂组合物2形成。首先，详细描述树脂组合物1和2。<用于下层制备的正的辐射敏感树脂组合物1(组合物1)> 正的辐射敏感树脂组合物1(以下称“组合物1”)要求包括(A)含羟基和/或羧基的自由基聚合物；(B)含醌二叠氮基的化合物；(C)溶剂，和任选的(G)另一种组分。(A)含羟基和/或羧基的自由基聚合物含羟基和/或羧基的自由基聚合物(以下称“聚合物(A)”)包含由碳-碳双键断裂产生的重复单元，其中有羟基的可自由基聚合的化合物(单体I)；和/或有羧基的可自由基聚合的化合物(单体II)；和另一种可自由基聚合的化合物(单体III)。(单体I)广义上有两类有羟基的可自由基聚合的化合物(单体I)有醇羟基的单体和有酚羟基的单体。有醇羟基的单体的例子包括羟基烷基酯，如丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯和甲基丙烯酸2-羟基丙酯；在聚合后的水解中产生醇羟基的脂肪酸的乙烯基酯，如甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯。这些化合物可以单独使用或两种或多种组合使用。在这些化合物中较好的是羟基烷基酯，更好是甲基丙烯酸2-羟基乙酯和丙烯酸2-羟基乙酯。有酚羟基的单体的例子包括对羟基苯乙烯、间羟基苯乙烯、邻羟基苯乙烯、α-甲基对羟基苯乙烯、α-甲基间羟基苯乙烯、α-甲基邻羟基苯乙烯、4-异丙烯基苯酚、2-烯丙基苯酚、4-烯丙基苯酚、2-烯丙基-6-甲基苯酚、2-烯丙基-6-甲氧基苯酚、4-烯丙基-2-甲氧基苯酚、4-烯丙基-2，6-二甲氧基苯酚和4-烯丙氧基-2-羟基二苯酮。这些化合物可以单独使用，或两种或多种组合使用。其中，较好是对羟基苯乙烯和4-异丙烯基苯酚。(单体II)具有羧基的可自由基聚合的化合物(单体II)举例如下单羧酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸和丁烯酸；二羧酸，如马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸和衣康酸；有羧基的(甲基)丙烯酸衍生物，如2-甲基丙烯酰氧基乙基马来酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基琥珀酸和2-六氢邻苯二甲酰乙基甲基丙烯酸酯。这些化合物可以单独使用，或两种或多种组合使用。这些化合物中，优选丙烯酸、甲基丙烯酸和2-六氢邻苯二甲酰乙基甲基丙烯酸酯。(单体III)使用另一种可自由基聚合的化合物(单体III)，主要用于控制聚合物的机械性能，即控制聚合物的玻璃化转变温度。“另一种”指这种单体不同于单体I和单体II。单体III的例子有(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、二羧酸二酯、芳族乙烯基化合物、共轭二烯烃、含腈基的可聚合化合物、含氯的可聚合化合物、具有酰胺健的可聚合化合物、脂肪酸乙烯酯。具体例子包括(甲基)丙烯酸烷基酯，如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双层层叠物，其包括：由正辐射敏感的树脂组合物１形成的抗蚀层（Ⅰ），所述组合物包括含羟基和／或羧基的自由基聚合物（Ａ）、含醌二叠氮基团的化合物（Ｂ）和溶剂（Ｃ）；和由正辐射敏感的树脂组合物２形成的抗蚀层（Ⅱ），所述组合物包 括含酚羟基的聚合物（Ｄ）、含醌二叠氮基团的化合物（Ｅ）和溶剂（Ｆ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：太田克，伊藤淳史，望月勇，猪俣克巳，岩永伸一郎，
申请(专利权)人：捷时雅株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]