JP2002031893A - 微細加工方法、反射防止膜及びその成膜方法、ハードディスクヘッドの製造方法 - Google Patents
微細加工方法、反射防止膜及びその成膜方法、ハードディスクヘッドの製造方法Info
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- JP2002031893A JP2002031893A JP2000218577A JP2000218577A JP2002031893A JP 2002031893 A JP2002031893 A JP 2002031893A JP 2000218577 A JP2000218577 A JP 2000218577A JP 2000218577 A JP2000218577 A JP 2000218577A JP 2002031893 A JP2002031893 A JP 2002031893A
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Abstract
レジスト膜に露光できる微細加工方法、反射防止膜及び
その成膜方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る微細加工方法は、下地膜上
にDLCからなる反射防止膜21を成膜する工程と、こ
の反射防止膜22上にフォトレジスト膜23を塗布する
工程と、このフォトレジスト膜23を露光、現像する工
程と、を具備するものである。従って、高アスペクト比
のパターンであってもフォトレジスト膜にシャープに露
光できる。
Description
射防止膜及びその成膜方法、ハードディスクヘッドの製
造方法に関する。特には、高アスペクト比のパターンで
あってもフォトレジスト膜に露光できる微細加工方法、
反射防止膜及びその成膜方法、ハードディスクヘッドの
製造方法に関する。
方法を示す断面図である。この微細加工方法は、ハード
ディスクヘッドの製造方法に適用したものを例にとり説
明する。
リング技術及びフォトリソグラフィー技術等を用いて絶
縁層15の上に上部シールド層16を形成し、この上部
シールド層16の上に絶縁層17を形成し、この絶縁層
17の上に巻き回された薄膜からなる書き込みコイル
(図示せず)形成する。この書き込みコイルの周囲には
絶縁層(図示せず)が形成される。書き込みコイル及び
絶縁層は、絶縁層17に対して傾斜した部分(図示せ
ず)を有している。また、絶縁層15はMR素子(図示
せず)の上に位置している。この後、絶縁層17及び書
き込みコイルの上にNiFeからなるメッキ用シード層
21を形成する。
シード層21の上にフォトレジスト膜123を塗布す
る。次に、図3(c)に示すように、このフォトレジス
ト膜123を水銀のi線(波長365nm)を用いて露
光し、現像することにより、メッキ用シード層21上に
は後記書き込み磁極118を形成するためのレジストパ
ターン123が形成される。このレジストパターン12
3は、書き込み磁極を形成する部分が開口されたパター
ン123aを有する。この開口パターン123aの一部
は、図示せぬ書き込みコイル及びその周辺の絶縁層にお
ける表面の傾斜部分上に位置している。
キ法によりレジスト膜の開口パターン123a内をNi
Fe(パーマロイ)で埋め込み、NiFeからなる書き
込み磁極118を形成する。次に、図3(e)に示すよ
うに、O2アッシングによりレジストパターン123を
剥離する。
み磁極118を含む全面をイオンミリングすることによ
り、全面が0.25μm程度削られる。つまり、書き込
み磁極118の上部及び側部が削られると共にメッキ用
シード層が削られ、絶縁層17が削られ、上部シールド
層16の上部が削られる。このようにして幅1μm程度
の書き込み磁極118が形成される。
スクヘッドにおいて書き込み磁極118の幅を狭くする
ことにより、トラック幅を狭くすることができ、それに
よって記録密度を上げることが可能となる。従って、書
き込み磁極118の幅を狭くすることが求められてい
る。
は、物理的形状による制約により書き込み磁極118の
幅を狭くすることが困難である。この制約とは、前述し
たように書き込み磁極118の下地が傾斜構造(即ち書
き込み磁極と書き込みコイルを結ぶヨークが傾斜構造)
になっていること、必要な磁気特性を得るために書き込
み磁極118の高さが3μm以上必要であることであ
る。従って、書き込み磁極の高さを3μm以上、幅を1
μm以下とし、且つ、書き込み磁極の幅を狭くすると、
フォトレジスト膜123の露光パターンが3以上の高ア
スペクト比となってしまい、その結果、以下のような問
題が生じる。
ト膜に露光する場合、フォトレジスト膜の底面から露光
光が反射することにより、露光部のへりがぼやけてしま
い、シャープに露光することができない。従って、レジ
スト膜の開口パターン123aの幅を狭くすることがで
きないので、書き込み磁極の幅も狭くすることができな
い。
っているため、露光時に傾斜部分から露光光が反射する
ことによって開口パターン123aの上部幅が広がった
形状に露光されてしまい、その結果、図3(d)に示す
工程後の書き込み磁極118の上部幅が必要以上に広が
る。このとき、書き込み磁極の下部を狭く形成できたと
しても、書き込み磁極の上部幅が広がってしまうと、図
3(f)に示す工程において書き込み磁極118を含む
全面をイオンミリングで削った際に、絶縁層17の幅及
び上部シールド層16の上部幅を狭くすることができな
い。つまり、絶縁層17及び上部シールド層16を最終
的に所望の形状に加工することができなくなる。
れたものであり、その目的は、高アスペクト比のパター
ンであってもフォトレジスト膜に露光できる微細加工方
法、反射防止膜及びその成膜方法を提供することにあ
る。
比のパターンをフォトレジスト膜に露光することによ
り、高アスペクト比の書き込み磁極を形成できるハード
ディスクヘッドの製造方法を提供することにある。
め、本発明に係る微細加工方法は、下地膜上にDLCか
らなる反射防止膜を成膜する工程と、この反射防止膜上
にフォトレジスト膜を塗布する工程と、このフォトレジ
スト膜を露光、現像する工程と、を具備することを特徴
とする。
ト膜の下にDLCからなる反射防止膜を形成しているた
め、露光工程においてフォトレジスト膜の底面からの露
光光の反射を抑制することができる。従って、高アスペ
クト比のパターンであってもフォトレジスト膜にシャー
プに露光することができる。
は、上記下地膜の表面が傾斜部を有することも可能であ
る。このように傾斜部を有していていも、フォトレジス
ト膜の下にDLCからなる反射防止膜を形成しているた
め、露光時に傾斜部からの露光光の反射を抑えることが
できる。
は、上記フォトレジスト膜を露光、現像する工程におい
てフォトレジスト膜を露光するパターンの少なくとも一
部が3以上のアスペクト比を有するラインパターンであ
ることも可能である。
DLCからなる反射防止膜を成膜する工程と、この反射
防止膜上にフォトレジスト膜を塗布する工程と、このフ
ォトレジスト膜を露光、現像することにより、該フォト
レジスト膜に開口パターンを形成する工程と、フォトレ
ジスト膜をマスクとしてエッチングすることにより、開
口パターン内に露出している反射防止膜を除去する工程
と、メッキ法により開口パターン内に導電膜を埋め込む
工程と、を具備することを特徴とする。
ト膜の下にDLCからなる反射防止膜を成膜しているた
め、露光工程においてフォトレジスト膜の底面からの露
光光の反射を抑制することができる。従って、アスペク
ト比の高い開口パターンであってもフォトレジスト膜に
シャープに露光することができる。よって、開口パター
ン内に埋め込まれた導電膜も高アスペクト比とすること
ができる。
て、上記導電膜はパーマロイであることも可能である。
また、本発明に係る微細加工方法においては、上記導電
膜の表面が傾斜部を有することも可能である。
は、上記開口パターンの少なくとも一部が3以上のアス
ペクト比を有するラインパターンであることも可能であ
る。
グ膜上にDLCからなる反射防止膜を成膜する工程と、
この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布する工程
と、このフォトレジスト膜を露光、現像することによ
り、レジストパターンを形成する工程と、このレジスト
パターンをマスクとして反射防止膜をエッチングして除
去する工程と、レジストパターンをマスクとして被エッ
チング膜をエッチングする工程と、を具備することを特
徴とする。
ト膜の下にDLCからなる反射防止膜を成膜しているた
め、露光工程においてフォトレジスト膜の底面からの露
光光の反射を抑制することができる。従って、アスペク
ト比の高いレジストパターンを形成する場合であっても
フォトレジスト膜にシャープに露光することができる。
よって、レジストパターンをマスクとしてエッチングさ
れた被エッチング膜も高アスペクト比のパターンを形成
することができる。
は、上記被エッチング膜が傾斜部を有することも可能で
ある。また、本発明に係る微細加工方法においては、上
記レジストパターンの少なくとも一部が3以上のアスペ
クト比を有するラインパターンであることも可能であ
る。
て、上記反射防止膜を成膜する工程では、チャンバ内に
炭化水素ガスとArガスを混合した原料ガスを導入し、
50W以上2KW以下のRF電力を加え、フィラメント
を点灯させてプラズマを放電させることにより、DLC
からなる反射防止膜を成膜することが好ましい。このよ
うにフィラメントを点灯させることにより、チャンバ内
で熱電子が放出され、その熱電子がプラズマの着火のき
っかけとなるので、プラズマが着火しにくい低原料ガス
圧の条件でも反射防止膜を容易に成膜することができ
る。低原料ガス圧の条件で反射防止膜を成膜すると、反
射防止膜の屈折率を大きくすることができる。また、A
rガスを混合させると、成膜される反射防止膜の屈折率
は大きくなり易い。
は、上記炭化水素ガスとArガスの混合比が1:1以上
1:10以下であることが好ましい。
て、上記反射防止膜の屈折率をnとし、露光時に波長λ
の露光光を用いた場合、上記反射防止膜の厚さdは下記
式を満たすものとする。 d=λ/4n
う際にフォトレジスト膜の下に形成するための反射防止
膜であって、DLC膜からなることを特徴とする。
細加工を行う際にフォトレジスト膜の下に形成するため
の反射防止膜の成膜方法であって、チャンバ内に炭化水
素ガスとArガスを混合した原料ガスを導入し、50W
以上2KW以下のRF電力を加え、フィラメントを点灯
させてプラズマを放電させることにより、DLCからな
る反射防止膜を成膜することを特徴とする。
においては、上記炭化水素ガスとArガスの混合比が
1:1以上1:10以下であることが好ましい。
において、上記反射防止膜の屈折率をnとし、露光時に
波長λの露光光を用いた場合、上記反射防止膜の厚さd
は下記式を満たすものとする。 d=λ/4n
方法は、MR素子の上方にシールド層を形成する工程
と、このシールド層上に第1の絶縁層を形成する工程
と、第1の絶縁層上にNiFeからなるメッキ用シード
層を形成する工程と、このメッキ用シード層上にDLC
からなる反射防止膜を形成する工程と、この反射防止膜
上にフォトレジスト膜を塗布する工程と、このフォトレ
ジスト膜を露光、現像することにより、幅0.7μm以
下で高さ3μm以上の開口パターンを形成する工程と、
フォトレジスト膜をマスクとしてエッチングすることに
より、開口パターン内に露出している反射防止膜を除去
する工程と、開口パターン内のメッキ用シード層上にメ
ッキ法によりNiFe膜を埋め込む工程と、フォトレジ
スト膜及び反射防止膜を除去する工程と、上記埋め込ま
れたNiFe膜、メッキ用シード層、第1の絶縁層、シ
ールド層をエッチング又はイオンミリングすることによ
り、第1の絶縁層上にNiFe膜からなる書き込み磁極
を形成する工程と、を具備し、上記メッキ用シード層は
傾斜部を有し、上記反射防止膜を形成する工程において
は、チャンバ内に炭化水素ガスとArガスを混合した原
料ガスを導入し、50W以上2KW以下のRF電力を加
え、フィラメントを点灯させてプラズマを放電させるこ
とにより反射防止膜を形成するものであり、上記炭化水
素ガスとArガスの混合比が1:1以上1:10以下で
あることを特徴とする。
れば、フォトレジスト膜の下にDLCからなる反射防止
膜を成膜しているため、下地であるメッキ用シード層に
傾斜部を有していても露光工程においてフォトレジスト
膜の底面及び傾斜部からの露光光の反射を抑制すること
ができる。従って、幅0.7μm以下で高さ3μm以上
の高アスペクト比の開口パターンをフォトレジスト膜に
シャープに露光することができ、それにより、高アスペ
クト比の書き込み磁極を形成することができる。
の製造方法において、上記反射防止膜の屈折率をnと
し、露光時に波長λの露光光を用いた場合、上記反射防
止膜の厚さdは下記式を満たすものとする。 d=λ/4n
施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形
態による微細加工方法を用いて製造されたハードディス
クヘッドの一部を示す断面図である。このハードディス
クヘッドはMR(MagnetoResistive)ヘッドである。
(パーマロイ)からなる下部シールド層12を有してお
り、この下部シールド層12の上には絶縁層13が形成
されている。この絶縁層13上且つ絶縁層13の端部側
にはMR素子14が形成されており、このMR素子14
及び絶縁層13の上にはAl2O3からなる絶縁層15が
形成されている。この絶縁層15の上にはNiFe(パ
ーマロイ)からなる上部シールド層16が形成されてお
り、この上部シールド層16の上にはAl2O3からなる
絶縁層17が形成されている。
き込みコイル20が配置されており、書き込みコイル2
0は絶縁層19内を巻き回されて形成されている。絶縁
層19及び書き込みコイル20は絶縁層17の端部側に
配置されていない。つまり、絶縁層17の端部側には絶
縁層19及び書き込みコイル20が形成されておらず、
端部側から離れるにしたがって絶縁層19と書き込みコ
イル20の全体の厚さが厚くなるように形成される部分
19aがある。この部分19aは絶縁層17に対して傾
斜している。絶縁層17の端部側の上及び絶縁層19の
上にはNiFe(パーマロイ)からなる書き込み磁極1
8が形成されている。
態による微細加工方法を示す断面図である。この微細加
工方法は、ハードディスクヘッドの製造方法(特にMR
ヘッドの書き込み磁極の製造方法)に適用したものを例
にとり説明する。なお、図2は図1を左側から視た断面
図であり、図1の断面と図2の断面は互いに直交する位
置関係にある。
リング技術及びフォトリソグラフィー技術等を用いてA
l2O3からなる絶縁層15の上にNiFeからなる上部
シールド層16を形成し、この上部シールド層16の上
にAl2O3からなる絶縁層17を形成し、この絶縁層1
7の上に巻き回された薄膜からなる書き込みコイル(図
示せず)を形成する。この書き込みコイルの周囲には絶
縁層(図示せず)が形成される。書き込みコイル及び絶
縁層は、前述したように絶縁層17の端部側には形成さ
れておらず、絶縁層17に対して傾斜した部分を有す
る。また、絶縁層15はMR素子(図示せず)の上に位
置している。この後、絶縁層17及び書き込みコイルの
上にNiFeからなるメッキ用シード層21を形成す
る。
シード層21の上にCVD(Chemical Vapor Depositio
n)法によりDLC(Diamond Like Carbon)からなる反射
防止膜22を成膜する。この成膜を行う装置としては、
例えば、平行平板のCVD装置であって、CVDチャン
バの基板電極をそのままRF(高周波)カソード電極と
して用い、銅板で形成したプラズマウォールをチャンバ
内壁に接続してアースに落とし、プラズマウォール内面
にはセラメッキシートを貼り付け、フィラメント電極と
電源の間にRFカットフィルタを入れたCVD装置を用
いることが好ましい。また、この際の成膜条件について
は後述する。
止膜22の上にフォトレジスト膜23を塗布する。次
に、図2(d)に示すように、このフォトレジスト膜2
3を水銀のi線(波長365nm)を用いて露光し、現
像することにより、反射防止膜22上にはメッキ法によ
り書き込み磁極18を形成するためのレジストパターン
23が形成される。このレジストパターン23は書き込
み磁極を形成する部分が開口されたパターン23aを有
し、この開口パターン23aのアスペクト比は3以上で
ある。開口パターン23aの一部は、図示せぬ書き込み
コイル及びその周辺の絶縁層における表面の傾斜部分
(図1に示す参照符号19a)上に位置している。
際の反射防止膜22の機能について説明する。反射防止
膜は一般にはARC(Anti Refrection Coating)と呼ば
れている。ARCを用いることでフォトレジスト膜の底
面からの反射を抑制して、従来の微細加工方法よりシャ
ープなレジストパターンを得ることができ、より微細な
加工が可能となる。
に有効である。すなわち、フォトレジスト膜23の下地
は上述した書き込みコイル及びその周辺の絶縁層におけ
る傾斜部分を有するため、フォトレジスト膜23下に反
射防止膜22を形成しておかないと、露光時に上記傾斜
部分から反射した露光光によって開口パターン23aの
幅が広がってしまい、幅の狭い開口パターン23aを有
するレジストパターン23を得ることができない。しか
し、本実施の形態では、上記傾斜部分からの露光光の反
射を反射防止膜22によって抑制することができるの
で、シャープな幅の狭い開口パターン23aを得ること
ができる。
パターン23をマスクとしてドライエッチング(O2ア
ッシング25)することにより、開口パターン23a下
の反射防止膜22を除去し、開口パターン内にメッキ用
シード層21を露出させる。
ッキ法によりレジスト膜の開口パターン23a内をNi
Fe(パーマロイ)で埋め込み、NiFeからなる書き
込み磁極18を形成する。
シングによりレジストパターン23及び反射防止膜22
を除去する。
み磁極18を含む全面をイオンミリング(又はエッチン
グ)することにより、全面が0.25μm程度削られ
る。つまり、書き込み磁極18の上部及び側部が削られ
ると共にメッキ用シード層が削られ、絶縁層17が削ら
れ、上部シールド層16の上部が削られる。このように
して0.65μmより狭い幅の書き込み磁極18が形成
される。
8を形成するためのフォトレジスト膜23の下にDLC
からなる反射防止膜22を形成しているため、露光時に
フォトレジスト膜の底面からの露光光の反射を抑えるこ
とができる。従って、従来の微細加工方法では困難であ
った高アスペクト比のパターンをフォトレジスト膜にシ
ャープに露光することができる。その結果、レジスト膜
の開口パターン23aの幅を狭く形成することができる
ので、書き込み磁極18の幅も狭く形成することができ
る。
8の下地が傾斜構造になっているが、フォトレジスト膜
23の下にDLCからなる反射防止膜22を形成してい
るため、露光時に傾斜部分19aからの露光光の反射を
抑えることができる。従って、開口パターン23aの上
部幅が広がることを抑制でき、従来の微細加工方法では
困難であった高アスペクト比のパターンをフォトレジス
ト膜にシャープに露光することができる。その結果、書
き込み磁極18の上部幅も広がることを抑制できるの
で、絶縁層17及び上部シールド層16を最終的に所望
の形状に加工することが可能となる。
反射防止膜22を用いることにより、図2(d)に示す
開口パターン23aの幅を0.7μm以下とすることが
可能となる。そして、図3(h)に示すイオンミリング
工程で0.25μm削られることにより、最終的に形成
される書き込み磁極18の幅を0.45μm以下にする
ことができ、この場合の書き込み磁極18の高さは3μ
m以上とすることができる。このような幅の狭い書き込
み磁極18を備えたMRヘッドでは面記録密度25Gb
it/inch2を実現することが可能となる。
いる理由は、原料ガスとしてメタン、エチレン、アセチ
レン、ベンゼン、トルエンなどの比較的取扱い易い炭化
水素系のガスを使用することができ、製造コストが低コ
ストで経済的だからである。これに対して、屈折率nが
2程度で消失係数kが0.0であるSiN膜を反射防止
膜として用いる場合、原料ガスとしてSiH4等のシラ
ン系のガスを使用することになるのでユーティリティに
膨大な設備投資が必要となり、コスト高となってしま
う。
る。反射防止膜中に入射した露光光が反射防止膜とその
下地膜の境界で反射し、その反射光が反射防止膜を通っ
て再び反射防止膜の外へ出るという露光光の経路が、入
射光のちょうど1/2波長分の長さになると、入射光と
反射光が干渉し打ち消し合う。これを利用して反射防止
を実現している。
をλとし、反射防止膜の屈折率をnとすると、波長λの
光にとっての実効経路長はndとなる。従って、入反射
波が打ち消し合う条件は下記式(1)で表される。 2nd=λ/2 (1) この式(1)を膜厚dについて表すと、下記式(2)で
表される。 d=λ/4n (2)
しているので、λを365nmとし、DLCからなる反
射防止膜の屈折率nは成膜条件によって変化するが、n
は1.9〜2.4程度である。従って、上記式(2)よ
り、必要な反射防止膜の膜厚は48nm〜38nmとな
る。屈折率nを大きくすると膜厚dを薄くすることがで
き、膜厚dを薄くすると成膜時間を短くでき、下地との
密着性も良くなるので有利である。
大きくても良いが、大きすぎると不透明になり、反射防
止膜内の露光光の反射が少なくなり干渉効果が薄れてし
まう。従って、消失係数kは最大でも1程度が好まし
い。
膜条件は、RF電力を50W以上2KW以下とし、原料
ガスとして例えばC7H8ガスのような炭化水素ガスにA
rガスを混合したものを用い、この炭化水素ガスのガス
流量を1sccm以上100sccm以下とし、Arガ
スのガス流量を1sccm以上100sccm以下と
し、原料ガスのガス圧を0.1mTorr以上100m
Torr以下とする。
炭化水素ガスを用いることも可能であり、Arガスを混
合せずに炭化水素ガスのみを原料ガスとして用いること
も可能である。但し、Arガスを混合させる方が好まし
い。それにより、反射防止膜の屈折率を大きくできるか
らである。しかし、Arガスの混合量を多くし過ぎると
Arのスパッタ効果によって反射防止膜が成膜されない
ので、炭化水素ガス1に対してArガスを1〜10の割
合で混合することが好ましい。
上1KW以下であり、より好ましい炭化水素ガス流量は
1sccm以上5sccm以下であり、より好ましいA
rガス流量は0sccmより大きく20sccm以下で
あり、より好ましい原料ガスのガス圧は0.5mTor
r以上10mTorr以下である。
ど、反射防止膜22の光の屈折率を大きくすることがで
きる。しかし、原料ガス圧を下げ過ぎると平行平板のC
VD装置ではプラズマが着火しにくくなる。これを防止
するためには、CVDチャンバ内でフィラメントを点灯
させることが好ましい。フィラメントを点灯させること
によりチャンバ内で熱電子が放出され、その熱電子がプ
ラズマの着火のきっかけとなるからである。このように
フィラメントを点灯させることにより、原料ガス圧を低
くしても平行平板のCVD法による成膜が可能となる。
ことにより、より緻密な反射防止膜を形成でき、より高
屈折率の反射防止膜を得ることができる。つまり、フィ
ラメントを点灯しCVD成膜を行うと、チャンバ内の対
向する2枚の平板電極に連続的に印加される電圧Vdc
が大きくなり、平板電極間のバイアスが大きくなり、そ
れによりイオン衝撃が大きくなり、その結果、より緻密
な反射防止膜を成膜できる。なお、反射防止膜の屈折率
が大きい方が良い理由については前述した通りである。
方が好ましい。RF電力を大きくするとイオン衝撃の効
果が大きくなるので、下地との密着性の良い反射防止膜
を成膜することができる。また、RF電力を大きくする
ほど、成膜された反射防止膜の屈折率が大きくなる傾向
がある。
膜23を露光、現像することにより、フォトレジスト膜
に開口パターン23aを形成し、この開口パターン内に
メッキ法によりパーマロイを埋め込んでいるが、本発明
の微細加工方法は3以上のアスペクト比を有するレジス
トパターンを形成するものであれば、他の微細加工方法
に適用することも可能である。例えば、被エッチング膜
上にDLCからなる反射防止膜を成膜し、この反射防止
膜上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト
膜を露光、現像することによりレジストパターンを形成
し、このレジストパターンをマスクとして反射防止膜を
エッチングして除去し、レジストパターンをマスクとし
て被エッチング膜をエッチングするという微細加工方法
に本発明を適用することも可能である。
評価結果について説明する。反射防止膜を成膜するCV
D装置としては、CVDチャンバの基板電極をそのまま
RFカソード電極として用い、プラズマウォールは銅板
でチャンバ内壁に接続したアースに落とした。プラズマ
ウォール内面はセラメッキシートを貼り付けた。フィラ
メント電極と電源の間にRFカットフィルタを入れた。
光学測定はエリプソメータNanospec8000xse(レーザー
波長365nm)を使用した。
した際の成膜条件は下記の通りである。 到達真空度:5×10-6Torr未満 RF電極:100〜500W C7H8流量:1〜5sccm Ar流量:0〜20sccm ガス圧:0.5〜4.7mTorr 目標膜厚:50nm
nmのNiFe薄膜をスパッタ蒸着したものを使用し
た。基板ホルダは総Al製の4インチ角基板用ホルダ
で、表面にセラメッキ処理したものとしないものの2種
類を用意した。DLC成膜時、低ガス圧ではRF放電し
ないことがある。放電しなかったときはフィラメントを
100Wで点灯させてからRFをかけ、放電してからフ
ィラメントを切るようなシーケンスを組んだ。これによ
って0.5mTorrでも放電開始させることができ
た。
ソメータで光学定数n,kと膜厚の測定を行った。その
結果、n=1.95〜2.25、k=0.12〜0.2
5、成膜速度が0.2〜0.7nm/secであった。
ガス圧、ガス流量比を小さくするとn,kともに大きく
なり、成膜速度は小さくなる。電力を大きくするとn,
kともに大きくなる。4インチ角基板内の膜厚分布は低
ガス圧(0.5mTorr)、大出力(500W)で±
2%程度となった。連続成膜の再現性はバッチ間膜厚で
±5.8%であった。
る。MRヘッド用の反射防止膜として必要な条件として
は、下記(1)〜(3)などが挙げられる。 (1)屈折率が高いこと(薄い膜厚で済むこと) (2)パーマロイ(NiFe)に対して密着性が良いこ
と (3)膜厚、膜質分布が均一であること
きいほど反射防止膜の膜厚をより薄くすることが可能で
あり、それによって成膜工程時間の短縮が期待できる。
条件(2)については、従来のDC放電によるDLC膜
では50nmていどの膜厚になるとパーマロイ上から剥
離してしまうので、密着性の良い中間層を使用するなど
の対策が必要である。しかし、n値が大きければ膜厚が
薄くて済むため、内部応力も低減され、剥離防止にも効
果がある。従って、nを大きく取ることで中間層なしで
も必要十分な密着性を持たせることができると考えられ
る。
ておいた場合、RF電力を小さくしたもの(100W)
は剥離が生じ易く、RF電力を大きくしたもの(300
〜500W)は比較的剥離しにくかった。これはRFに
よって生じる電圧Vdcが大きいほど基板へのイオン衝
撃が大きくなり密着性が高まるためと考えられる。Vd
cの値はRF電力が100Wでおよそ200Vとなり、
RF電力が300Wでおよそ400Wとなり、RF電力
が500Wでおよそ550Vとなった。n値は今回の条
件では500Wでn=2.23となった。この値を用い
て必要な膜厚を計算すると40.9nmとなる。n値は
RF電力の増大に伴いほぼ直線的に増加するので、RF
電力を500W以上にしてn値を大きくする余地があ
る。
基板内の9点測定で7〜8%前後のものが多かった。条
件をうまく選ぶことで約2%まで改善することができ
た。各サンプルの分布を比較すると、500Wでは1m
Torr以下、C7H8流量5cc以下で分布が良く、3
00Wでは0.5mTorr以下、C7H8流量1cc以
下で分布が良いと言える。以上より、RF電力は大き
く、C7H8流量とガス圧は低くすることで分布を改善す
ることができると考えられる。
ず、種々変更して実施することが可能である。例えば、
ハードディスクヘッド以外の電子部品又は種々のマイク
ロマシンに本発明を適用することも可能である。
アスペクト比のパターンであってもフォトレジスト膜に
露光できる微細加工方法、反射防止膜及びその成膜方法
を提供することができる。また、高アスペクト比のパタ
ーンをフォトレジスト膜に露光することにより、高アス
ペクト比の書き込み磁極を形成できるハードディスクヘ
ッドの製造方法を提供することができる。
て製造されたハードディスクヘッドの一部を示す断面図
である。
微細加工方法を示す断面図である。
断面図である。
Claims (19)
- 【請求項1】 下地膜上にDLCからなる反射防止膜を
成膜する工程と、 この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布する工程
と、 このフォトレジスト膜を露光、現像する工程と、 を具備することを特徴とする微細加工方法。 - 【請求項2】 上記下地膜の表面が傾斜部を有すること
を特徴とする請求項1記載の微細加工方法。 - 【請求項3】 上記フォトレジスト膜を露光、現像する
工程においてフォトレジスト膜を露光するパターンの少
なくとも一部が3以上のアスペクト比を有するラインパ
ターンであることを特徴とする請求項1又は2記載の微
細加工方法。 - 【請求項4】 導電膜上にDLCからなる反射防止膜を
成膜する工程と、 この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布する工程
と、 このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、該
フォトレジスト膜に開口パターンを形成する工程と、 フォトレジスト膜をマスクとしてエッチングすることに
より、開口パターン内に露出している反射防止膜を除去
する工程と、 メッキ法により開口パターン内に導電膜を埋め込む工程
と、 を具備することを特徴とする微細加工方法。 - 【請求項5】 上記導電膜は、パーマロイであることを
特徴とする請求項4記載の微細加工方法。 - 【請求項6】 上記導電膜の表面が傾斜部を有すること
を特徴とする請求項4又は5記載の微細加工方法。 - 【請求項7】 上記開口パターンの少なくとも一部が3
以上のアスペクト比を有するラインパターンであること
を特徴とする請求項4〜6のうちいずれか1項記載の微
細加工方法。 - 【請求項8】 被エッチング膜上にDLCからなる反射
防止膜を成膜する工程と、 この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布する工程
と、 このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、レ
ジストパターンを形成する工程と、 このレジストパターンをマスクとして反射防止膜をエッ
チングして除去する工程と、 レジストパターンをマスクとして被エッチング膜をエッ
チングする工程と、 を具備することを特徴とする微細加工方法。 - 【請求項9】 上記被エッチング膜が傾斜部を有するこ
とを特徴とする請求項8記載の微細加工方法。 - 【請求項10】 上記レジストパターンの少なくとも一
部が3以上のアスペクト比を有するラインパターンであ
ることを特徴とする請求項8又は9記載の微細加工方
法。 - 【請求項11】 上記反射防止膜を成膜する工程におい
ては、チャンバ内に炭化水素ガスとArガスを混合した
原料ガスを導入し、50W以上2KW以下のRF電力を
加え、フィラメントを点灯させてプラズマを放電させる
ことにより、DLCからなる反射防止膜を成膜すること
を特徴とする請求項1〜10のうちいずれか1項記載の
微細加工方法。 - 【請求項12】 上記炭化水素ガスとArガスの混合比
が1:1以上1:10以下であることを特徴とする請求
項11記載の微細加工方法。 - 【請求項13】 上記反射防止膜の屈折率をnとし、露
光時に波長λの露光光を用いた場合、上記反射防止膜の
厚さdは下記式を満たすものであることを特徴とする請
求項1〜12のうちいずれか1項記載の微細加工方法。 d=λ/4n - 【請求項14】 微細加工を行う際にフォトレジスト膜
の下に形成するための反射防止膜であって、 DLC膜からなることを特徴とする反射防止膜。 - 【請求項15】 微細加工を行う際にフォトレジスト膜
の下に形成するための反射防止膜の成膜方法であって、 チャンバ内に炭化水素ガスとArガスを混合した原料ガ
スを導入し、50W以上2KW以下のRF電力を加え、
フィラメントを点灯させてプラズマを放電させることに
より、DLCからなる反射防止膜を成膜することを特徴
とする反射防止膜の成膜方法。 - 【請求項16】 上記炭化水素ガスとArガスの混合比
が1:1以上1:10以下であることを特徴とする請求
項15記載の反射防止膜の成膜方法。 - 【請求項17】 上記反射防止膜の屈折率をnとし、露
光時に波長λの露光光を用いた場合、上記反射防止膜の
厚さdは下記式を満たすものであることを特徴とする請
求項15又は16記載の反射防止膜の成膜方法。 d=λ/4n - 【請求項18】 MR素子の上方にシールド層を形成す
る工程と、 このシールド層上に第1の絶縁層を形成する工程と、 第1の絶縁層上にNiFeからなるメッキ用シード層を
形成する工程と、 このメッキ用シード層上にDLCからなる反射防止膜を
形成する工程と、 この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布する工程
と、 このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、幅
0.7μm以下で高さ3μm以上の開口パターンを形成
する工程と、 フォトレジスト膜をマスクとしてエッチングすることに
より、開口パターン内に露出している反射防止膜を除去
する工程と、 開口パターン内のメッキ用シード層上にメッキ法により
NiFe膜を埋め込む工程と、 フォトレジスト膜及び反射防止膜を除去する工程と、 上記埋め込まれたNiFe膜、メッキ用シード層、第1
の絶縁層、シールド層をエッチング又はイオンミリング
することにより、第1の絶縁層上にNiFe膜からなる
書き込み磁極を形成する工程と、 を具備し、 上記メッキ用シード層は傾斜部を有し、 上記反射防止膜を形成する工程においては、チャンバ内
に炭化水素ガスとArガスを混合した原料ガスを導入
し、50W以上2KW以下のRF電力を加え、フィラメ
ントを点灯させてプラズマを放電させることにより反射
防止膜を形成するものであり、 上記炭化水素ガスとArガスの混合比が1:1以上1:
10以下であることを特徴とするハードディスクヘッド
の製造方法。 - 【請求項19】 上記反射防止膜の屈折率をnとし、露
光時に波長λの露光光を用いた場合、上記反射防止膜の
厚さdは下記式を満たすものであることを特徴とする請
求項18記載のハードディスクヘッドの製造方法。 d=λ/4n
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