JP2008226306A - 薄膜構造体のコンタクト形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄膜構造体のコンタクト部と薄膜導体を同時に形成するときに、薄膜導体の成膜量を削減でき、かつ、膜厚ばらつきの少ない薄膜構造体のコンタクト形成方法を得る。
【解決手段】絶縁層を介して上下に積層した下部導電層と上部導電層を電気的に接続するコンタクト部と、上部導電層とは重複しない位置で絶縁層を介して下部導電層上に設ける薄膜導体とが同時に形成される薄膜構造体において、コンタクト部は、薄膜導体と同一材料により、下部導電層に接して上部導電層には接しない直線状の下部コンタクトと上部導電層に接して下部導電層には接しない直線状の上部コンタクトとが隣接して接続され、かつ、下部コンタクトの上面と上部コンタクトの上面との間に段差が生じるように形成される。
【選択図】図１１

Description

本発明は、絶縁層を介して積層した下部導電層及び上部導電層と、該上下の導電層を電気的に接続するコンタクト部と、上部導電層とは重複しない位置で絶縁層を介して下部導電層上に位置する薄膜導体とを有する薄膜構造体において、コンタクト部を薄膜導体と同時に形成する薄膜構造体のコンタクト形成方法に関する。

例えば薄膜磁気ヘッドのような薄膜を複数積層してなる薄膜構造体では、絶縁層を介して上下に積層した下部導電層と上部導電層を電気的に接続する場合に、該絶縁層に設けたコンタクトホール内に導電材料を充填してコンタクト部を形成することが従来行われている。このようなコンタクト部は、例えば特許文献１に形成されている。
特開２００１−１０１６２７号公報

上記コンタクト部は、製造工程をより簡易化できるように、薄膜構造体を構成する別の薄膜導体、すなわち、上部導電層とは重複しない位置で絶縁層を介して下部導電層上に位置する薄膜導体を形成する工程で同時に形成することが望ましい。

コンタクト部と薄膜導体を同時に形成するには、先ず、下部導電層を覆う絶縁層にコンタクトホールを形成し、該コンタクトホール内に下部導電層の電気接続部位を露出させる。次に、絶縁層及びコンタクトホール内の下部導電層の上にメッキ下地膜を形成し、メッキにより薄膜導体を形成するときに、コンタクトホール内の下部導電層から積層方向に延びる直線状のコンタクト部を同時に形成する。続いて、形成した薄膜導体とコンタクト部を覆う絶縁層を形成し、薄膜導体の所望の厚さが得られる位置まで絶縁層を研磨加工し、研磨加工が施された平坦面に薄膜導体及びコンタクト部を露出させる。そして、コンタクト部上には上部導電層が形成され、コンタクト部を介して下部導電層と上部導電層が電気的に接続する。薄膜導体上には、薄膜構造体を構成する別の薄膜が続いて積層形成される。

しかしながら、上記従来方法では、薄膜導体とコンタクト部を同時に形成するために、コンタクトホールの深さや研磨加工時のマージンを考慮して、薄膜導体を最終的に必要な膜厚よりも大きな膜厚で形成しなければならない。薄膜導体となるメッキ膜の膜厚が大きくなると、薄膜導体形成エリアを規定するレジストの厚膜化、メッキ成膜時間の増加、不要なメッキ下地膜やメッキ膜を除去するための処理時間の増加、薄膜導体とコンタクト部を覆う絶縁層の厚膜化及び研磨加工時間（研磨加工量）の増加など、無駄が多い。また、研磨加工時間が増えると、研磨加工による薄膜導体の膜厚のばらつきも増大する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、コンタクト部と薄膜導体を同時に形成するときに、薄膜導体の成膜量を削減でき、かつ、膜厚ばらつきの少ない薄膜構造体のコンタクト形成方法を得ることを目的としている。

本発明は、上部導電層と下部導電層を電気的に接続するコンタクト部を階段状に設ければ、該コンタクト部と同時に形成する薄膜導体の膜厚を減らせることに着目してなされたものである。

すなわち、本発明は、絶縁層を介して上下に積層した下部導電層及び上部導電層と、この上部導電層とは重複しない位置で絶縁層を介して下部導電層上に位置する薄膜導体と、下部導電層と上部導電層を電気的に接続するコンタクト部とを有する薄膜構造体において、コンタクト部を薄膜導体と同時に形成する方法であって、コンタクト部は、薄膜構造体と同一材料により、積層方向に延びて下部導電層に接し上部導電層には接しない直線状の下部コンタクトと、積層方向に延びて上部導電層に接し下部導電層には接しない直線状の上部コンタクトとが隣接して接続され、かつ、下部コンタクトの上面と上部コンタクトの上面との間に段差が生じるように形成することを特徴としている。

コンタクト部を形成する方法としては、具体的に例えば、以下の第１及び第２の態様がある。

第１の態様によれば、下部導電層を覆う下部絶縁層の一部を除去し、該下部導電層の電気接続部位を露出させるコンタクトホールを形成する工程と、絶縁層上に薄膜導体を形成するときに、コンタクトホール内に露出する下部導電層及び該コンタクトホールに隣接する絶縁層を囲むコンタクト形成エリアに位置させて、コンタクトホール上に延びて下部導電層に接する直線状の下部コンタクトと、該コンタクトホールに隣接する絶縁層上に延びて下部コンタクトに隣接する直線状の上部コンタクトとからなるコンタクト部を同時に形成する工程と、下部絶縁層上に、薄膜導体と前記コンタクト部を覆う上部絶縁膜を形成する工程と、薄膜導体の所望の膜厚寸法が得られる位置まで上部絶縁膜を研磨加工し、この研磨加工が施された平坦面に薄膜導体とコンタクト部の上部コンタクトを露出させる工程と、平坦面に露出させた上部コンタクト上に上部導電層を形成し、この上部導電層と上部コンタクトを電気的に接続する工程とを有することが好ましい。

さらに、薄膜導体とコンタクト部を同時に形成する工程では、絶縁層及びコンタクトホール内に露出する下部導電層の上に、メッキ下地膜を形成するステップと、このメッキ下地膜上に薄膜導体形成エリアを規定する導体用フォトレジストを形成するときに、コンタクトホール上のメッキ下地膜及び該コンタクトホールに隣接する絶縁層上のメッキ下地膜を囲んでコンタクト形成エリアを規定するコンタクト用フォトレジストを同時に形成するステップと、メッキ法を用いて薄膜導体形成エリアに薄膜導体を形成するときに、コンタクト形成エリアに、コンタクトホール上に延びて下部導電層に接する直線状の下部コンタクトと、該コンタクトホールに隣接する絶縁層上に延びて下部コンタクトに隣接する直線状の上部コンタクトとからなるコンタクト部を同時に形成するステップと、導体用フォトレジストとコンタクト用フォトレジストを除去し、該除去部分に露出したメッキ下地膜を除去するステップと、薄膜導体形成エリア及びコンタクト形成エリア以外に形成されたメッキ膜及びメッキ下地膜を除去するステップとを有することが好ましい。

第２の態様によれば、絶縁層の一部を除去して薄膜導体形成エリアを規定する導体形成用凹部を形成するときに、コンタクト形成エリアを規定するコンタクト形成用凹部を同時に形成する工程と、コンタクト形成用凹部の絶縁層を一部除去して該除去部分に下部導電層を露出させるコンタクトホールを形成し、該コンタクト形成用凹部内に段差を設ける工程と、導体形成用凹部に露出する絶縁層及び段差を設けたコンタクト形成用凹部に露出する絶縁層と下部導電層の上に、メッキ下地膜を形成する工程と、メッキ法を用いて導体形成用凹部に薄膜導体を形成するときに、段差を設けたコンタクト形成凹部に、コンタクトホール上に延びて下部導電層に接する直線状の下部コンタクトと、該コンタクトホールに隣接する絶縁層上に延びて下部コンタクトに隣接する直線状の上部コンタクトからなるコンタクト部を同時に形成する工程と、薄膜導体の所望の膜厚寸法が得られる位置まで薄膜導体及びコンタクト部を研磨加工し、この研磨加工が施された平坦面に薄膜導体とコンタクト部の上部コンタクトを露出させる工程と、平坦面に露出させた上部コンタクト上に上部導電層を形成し、この上部導電層と上部コンタクトを電気的に接続する工程とを有することが好ましい。

また第２の態様の変形例によれば、下部導電層を覆う絶縁層上にストッパー膜を形成する工程と、このストッパー膜と絶縁層の一部を除去して薄膜導体形成エリアを規定する導体形成用凹部を形成するときに、コンタクト形成エリアを規定するコンタクト形成用凹部を同時に形成する工程と、コンタクト形成用凹部の絶縁層を一部除去して該除去部分に下部導電層を露出させるコンタクトホールを形成し、該コンタクト形成用凹部内に段差を設ける工程と、ストッパー膜、導体形成用凹部に露出する絶縁層及び段差を設けたコンタクト形成用凹部に露出する絶縁層と下部導電層の上に、メッキ下地膜を形成する工程と、メッキ法を用いて導体形成用凹部に薄膜導体を形成するときに、段差を設けたコンタクト形成凹部に、コンタクトホール上に延びて下部導電層に接する直線状の下部コンタクトと、該コンタクトホールに隣接する絶縁層上に延びて下部コンタクトに隣接する直線状の上部コンタクトからなるコンタクト部を同時に形成する工程と、ストッパー膜が露出するまで薄膜導体及びコンタクト部を研磨加工し、この研磨加工が施された平坦面に薄膜導体とコンタクト部の上部コンタクトを露出させる工程と、平坦面に露出させた上部コンタクト上に上部導電層を形成し、この上部導電層と上部コンタクトを電気的に接続する工程とを有することが好ましい。ストッパー膜を用いることで、研磨加工の終了タイミングを高精度に制御することができる。

以上のコンタクト形成方法は、例えば薄膜磁気ヘッドにおいて、再生素子又は記録素子と基板との間に設けるシャント抵抗の配線接続、複数のコイル層からなる記録コイルの層間接続、給電用リード導体の配線接続などに適用可能である。

本発明によれば、下部導電層に接して上部導電層に接しない直線状の下部コンタクトと上部導電層に接して下部導電層に接しない直線状の上部コンタクトとが隣接して接続され、かつ、下部コンタクトの上面と上部コンタクトの上面との間に段差が生じるようにコンタクト部を形成するので、このコンタクト部と同時に形成される薄膜導体の成膜量を削減でき、膜厚ばらつきの少ない薄膜構造体のコンタクト形成方法が得られる。

図１は、本発明のコンタクト形成方法を用いて形成した薄膜磁気ヘッドＨの積層構造を示している。図において、Ｘ、Ｙ及びＺ方向はそれぞれ、トラック幅方向、ハイト方向、薄膜磁気ヘッドＨを構成する各層の積層方向を示している。

薄膜磁気ヘッドＨは、ヘッド基板１のＡｌ₂Ｏ₃アンダーコート膜２上に再生素子Ｒと記録素子Ｗを積層してなる、いわゆる複合型の薄膜磁気ヘッドである。再生素子Ｒは、下部シールド層１１と上部シールド層１３の間に形成されていて、下部シールド層１１側から順に反強磁性層、固定磁性層、絶縁障壁層、フリー磁性層及び導電層を有し、トンネル効果を利用して記録媒体から再生信号を読み出すトンネル型磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）である。下部シールド層１１、再生素子Ｒ及び上部シールド層１３のハイト方向後方には、それぞれ絶縁層１４、１５、１６が形成されている。

記録素子Ｗは、記録媒体Ｍに対して記録磁界Φを垂直に与えることで記録動作する垂直記録方式の記録素子であって、上部シールド層１３上に分離層２０を介して積層形成されている。この記録素子Ｗは、飽和磁束密度の高い強磁性材料からなる主磁極層３４及びリターンヨーク層４０と、記録媒体Ｍとの対向面（媒体対向面）Ｆで主磁極層３４とリターンヨーク層４０の間に介在する磁気ギャップ層３５と、主磁極層３４に記録磁界を与えるコイル層（３１、３７）と、主磁極層３４の直下に形成した補助ヨーク層３３と、磁気ギャップ層３５上に媒体対向面Ｆから所定距離後退させて形成したハイト決め層３９とを有している。主磁極層３４は、媒体対向面Ｆに露出する先端面の図示Ｘ方向の寸法が書込トラック幅に規定されており、リターンヨーク層４０は、媒体対向面Ｆに露出する先端面４０ａで所定間隔（ギャップ間隔）をあけて主磁極層３４と対向し、該先端面４０ａよりもハイト方向奥側に位置する接続部４０ｂで主磁極層３４と接続する。主磁極層３４及び補助ヨーク層３３の周囲には、絶縁層４１、４２が形成されている。上部シールド層１３上にコイル絶縁下地層３０を介して積層した下層コイル３１と磁気ギャップ層３５上にコイル絶縁下地層３６を介して積層した上層コイル３７は、トラック幅方向に延びる複数のコイル線をハイト方向に複数列並べて形成したもので、各コイル線の端部同士が接続され、主磁極層３４及び補助ヨーク層３３を中心として両層の上下に巻回されたソレノイド状コイルをなす。下層コイル３１及び上層コイル３７の各コイル線は絶縁材料からなるコイル絶縁層３２、３８で覆われ、平坦化されたコイル絶縁層３２、３８上に補助ヨーク層３３及びリターンヨーク層４０がそれぞれ形成されている。リターンヨーク層４０の上には、Ａｌ₂Ｏ₃からなる保護層４３が形成されている。

分離層２０内にはヒーター２１が備えられており、このヒーター２１の発熱により、素子部（再生素子Ｒ及び記録素子Ｗの主磁極層３４）を熱膨張させて記録媒体Ｍ側へ突出させることができる。

この薄膜磁気ヘッドＨは、図２に概念的に示すように、下部シールド層１１、上部シールド層１３及びリターンヨーク層４０の各々に、同一の基準電位を与えるシャント抵抗ｒ１、ｒ２、ｒ３を備えている。シャント抵抗ｒ１〜ｒ３は、一端部が下部シールド層１１、上部シールド層１３及びリターンヨーク層４０に接続し、他端部がグランド電位Ｇとなるヘッド基板１に接続している。媒体対向面Ｆに露出する金属材料面である、下部シールド層１１と上部シールド層１３とリターンヨーク層４０（及び該リターンヨーク層４０に接続された主磁極層３４）が同電位で保たれていれば、耐食性が向上し、また、製造工程中や使用中に静電放電が生じても再生素子Ｒ及び記録素子Ｗの静電破壊を防止できる。

本発明のコンタクト形成方法は、下部シールド層１１、上部シールド層１３及びリターンヨーク層４０とヘッド基板１の間に設けるシャント抵抗ｒ１、ｒ２、ｒ３の配線接続、下層コイル３１と上層コイル３７の各コイル線間接続、記録コイルやヒーター２１、再生素子Ｒへの給電用リード導体の配線接続などに適用可能である。

以下では、本発明のコンタクト形成方法により、下部シールド層１１（薄膜導体）とは異なる平面位置で絶縁層（Ａｌ₂Ｏ₃アンダーコート膜２、絶縁層１４）を介して上下に積層されたヘッド基板１（下部導電層）とシャント配線６０（上部導電層）を電気的に接続するコンタクト部５０を、下部シールド層１１と同時に形成する場合について、説明する。シャント配線６０は、シャント抵抗ｒ１（ｒ２、ｒ３）に接続する。

図３〜図１１は、本発明の第１実施形態によるコンタクト形成方法の各工程を示す断面図である。

この第１実施形態では、先ず、図３に示すように、ヘッド基板１のＡｌ₂Ｏ₃アンダーコート膜２を一部除去してコンタクトホールαを形成し、このコンタクトホールα内にヘッド基板１の電気接続部位１ａを露出させる。Ａｌ₂Ｏ₃アンダーコート膜２の除去には、例えばミリングを用いる。

次に、図４に示すように、Ａｌ₂Ｏ₃アンダーコート膜２及びコンタクトホールα内に露出するヘッド基板１の上に、ＮｉＦｅ等の導電材料からなるメッキ下地膜５１を全面的に形成する。

続いて、同図４に示すように、下部シールド形成エリアＡ１を規定する第１フォトレジストＲ１と、コンタクト形成エリアＡ２を規定する第２フォトレジストＲ２を同時に形成する。このとき、第２フォトレジストＲ２は、コンタクトホールα上に位置するメッキ下地膜５１ｍと該コンタクトホールαに隣接するＡｌ₂Ｏ₃アンダーコート膜２上に位置するメッキ下地膜５１ｎを囲んで、コンタクトホールαの面積よりも大面積のコンタクト形成エリアＡ２を規定する。下部シールド形成エリアＡ１のメッキ下地膜５１の表面は巨視的な凹凸のない平坦面であるが、コンタクト形成エリアのメッキ下地膜５１の表面には、コンタクトホールαに対応する段差βが生じている。コンタクト形成エリアＡ２は、下部シールド形成エリアＡ１よりハイト方向後方に設ける。

フォトレジストＲ１、Ｒ２を形成したら、メッキ法を用いて、図５に示すようにメッキ下地膜５１上にメッキ膜５２を形成する。メッキ膜５２は、後に実施するミリングや研磨加工でのマージンを考慮し、形成すべき下部シールド層の最終的な膜厚より大きな膜厚で形成する。この工程により、コンタクト形成エリアＡ２には、コンタクトホールαからＡｌ₂Ｏ₃アンダーコート膜２上に跨って成長したメッキ膜５２によって、階段状のコンタクト部５０が形成される。このコンタクト部５０は、より具体的には、コンタクトホールα内のメッキ下地膜５１ｍから図示Ｚ方向に延び（メッキ成長し）、該コンタクトホールα内でヘッド基板１の電気接続部位１ａに接続した直線状の下部コンタクト５０ａと、コンタクトホールαに隣接するメッキ下地膜５１ｎから図示Ｚ方向に延びた（メッキ成長した）直線状の上部コンタクト５０ｂとが段差βで隣接して、形成されている。下部シールド形成エリアＡ１には、メッキ膜５２によって下部シールド層１１が形成される。

続いて、図６に示すように、フォトレジストＲ１、Ｒ２を除去し、この除去部分に露出したメッキ下地膜５１をさらに除去する。メッキ下地膜５１の除去には、ミリングを用いる。図６の矢印方向はミリング方向を示している。

続いて、図７に示すように、下部シールド層１１とコンタクト部５０を完全に覆って保護するフォトレジストＲ３、Ｒ４を形成し、ウエットエッチングを用いて、下部シールド形成エリアＡ１及びコンタクト形成エリアＡ２以外に形成されたメッキ膜５２及びメッキ下地膜５１を除去する。さらに、エッチング処理を施し、Ａｌ₂Ｏ₃アンダーコート膜２上の残渣を除去する。エッチング処理後はフォトレジストＲ３、Ｒ４を除去し、図８に示すように、下部シールド層１１とコンタクト部５０を露出させる。

続いて、図９に示すように、下部シールド層１１とコンタクト部５０及びその周囲を完全に埋める絶縁層１４を形成し、下部シールド層１１の最終的な膜厚Ｄが得られる位置まで、絶縁層１４に研磨加工（ＣＭＰ加工；Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を施す。この研磨加工が施された平坦面には、図１０に示すように、下部シールド層１１とコンタクト部５０の上部コンタクト５０ｂが露出する。従って、コンタクト部５０では、下部コンタクト５０ａの上面５０ａ１と上部コンタクト５０ｂの上面５０ｂ１の間に段差が生じる。下部コンタクト５０ａと上部コンタクト５０ｂとは隣接して形成され、コンタクト部５０としてヘッド基板１に電気的に導通可能となっている。

研磨加工後は、図１１に示すように、平坦面１４ａに露出させた上部コンタクト５０ｂ上に、シャント抵抗ｒ１（ｒ２、ｒ３）に接続するシャント配線６０を形成する。これにより、シャント配線６０とヘッド基板１は、コンタクト部５０を介して電気的に接続される。平坦面１４ａに露出させた下部シールド層１１の上には、薄膜磁気ヘッドＨを構成する各層が順に形成される。

図１２〜図１８は、本発明の第２実施形態によるコンタクト形成方法の各工程を示す断面図である。

この第２実施形態では、先ず、図１２に示すように、ヘッド基板１のＡｌ₂Ｏ₃アンダーコート膜２を、形成すべき下部シールド層の最終的な膜厚Ｄよりも大きな膜厚で全面的に成膜する。次に、同図１２に示すように、Ａｌ₂Ｏ₃アンダーコート膜２上に、ストッパー膜であるＳｉＯ₂膜１００を全面的に形成する。このＳｉＯ₂膜は、下部シールド層及びコンタクト部を形成する導電材料とのＣＭＰ加工レート差を利用して、後に実施するＣＭＰ加工の研磨加工ストッパーとして用いられる。ＳｉＯ₂膜１００の膜厚は、１００〜４００ｎｍ程度でよい。ストッパー膜としては、ＳｉＯ₂膜以外にも、Ａｌ₂Ｏ₃とＳｉＯ₂の混合材料からなる絶縁膜やＴｉ、Ｔａ、Ｃｒ等の金属膜を用いることができる。

続いて、同図１２に示すように、ＳｉＯ₂膜１００上に、下部シールド形成エリアＡ１とコンタクト形成エリアＡ２以外ではＳｉＯ₂膜１００を覆い、下部シールド形成エリアＡ１とコンタクト形成エリアＡ２でＳｉＯ₂膜１００を露出させるフォトレジストＲ５を形成する。

フォトレジストＲ５を形成したら、図１３に示すように、エッチング処理によりフォトレジストＲ５で覆われていないＳｉＯ₂膜１００とＡｌ₂Ｏ₃アンダーコート膜２の一部を除去し、下部シールド形成エリアＡ１を規定する下部シールド形成用凹部１０１と、コンタクト形成エリアＡ２を規定するコンタクト形成用凹部１０２を形成する。下部シールド形成用凹部２Ａ及びコンタクト形成用凹部２Ｂの深さは、形成すべき下部シールド層の最終的な膜厚Ｄに対応させる。エッチング処理後は、フォトレジストＲ５を除去する。

続いて、図１４に示すように、コンタクト形成凹部１０２の一部のみを露出させ、ＳｉＯ₂膜１００と下部シールド形成用凹部１０１とコンタクト形成用凹部１０２の残部を覆うフォトレジストＲ６を形成する。フォトレジストＲ６から露出させるコンタクト形成用凹部１０２の面積及び形状は、次工程で形成するコンタクトホールの面積及び形状に対応させる。

フォトレジストＲ６を形成したら、図１５に示すように、エッチング処理によりフォトレジストＲ６で覆われていないコンタクト形成用凹部１０２のＡｌ₂Ｏ₃アンダーコート膜２を除去し、該除去部分にヘッド基板１の電気接続部位１ａを露出させるコンタクトホールαを形成する。このコンタクトホールαが形成されたコンタクト形成用凹部１０２は、コンタクトホールαに対応する段差βを有する。エッチング処理後は、フォトレジストＲ６を除去する。

続いて、図１６に示すように、ＳｉＯ₂膜１００、下部シールド形成用凹部１０１に露出するＡｌ₂Ｏ₃アンダーコート膜２及び段差βを設けたコンタクト形成用凹部１０２に露出するＡｌ₂Ｏ₃アンダーコート膜２とヘッド基板１の上に、メッキ下地膜５１を全面的に形成し、メッキ法を用いてメッキ下地膜５１上にメッキ膜５２を形成する。このメッキ膜５２により、下部シールド形成用凹部１０１内には下部シールド層１１が形成され、コンタクト形成用凹部１０２には該コンタクト形成用凹部１０２の段差βに対応する階段状のコンタクト部５０が形成される。コンタクト部５０は、具体的には、コンタクトホールα内のメッキ下地膜５１ｍから図示Ｚ方向に延び（メッキ成長し）、該コンタクトホールα内でヘッド基板１の電気接続部位１ａに接続した直線状の下部コンタクト５０ａと、コンタクトホールαに隣接するメッキ下地膜５１ｎから図示Ｚ方向に延びた（メッキ成長した）直線状の上部コンタクト５０ｂとが段差βで隣接して、形成されている。

続いて、図１７に示すように、ＳｉＯ₂膜１００が露出するまでメッキ膜５２を研磨加工（ＣＭＰ加工）し、この研磨加工が施された平坦面に下部シールド層１１とコンタクト部５０の上部コンタクト５０ｂを露出させる。ＳｉＯ₂膜１００は、下部シールド層１１及びコンタクト部５０を形成する例えばパーマロイのような導電材料とは研磨加工レートが異なり、研磨加工終了タイミングを知らせる研磨加工ストッパーとして機能する。上述したように下部シールド形成用凹部１０１の深さは、下部シールド層１１の最終的な膜厚Ｄで形成されているので、研磨加工後の下部シールド層１１の膜厚は上記膜厚Ｄとなる。このとき、コンタクト部５０では、下部コンタクト５０ａの上面５０ａ１と上部コンタクト５０ｂの上面５０ｂ１との間に段差が生じる。下部コンタクト５０ａと上部コンタクト５０ｂは隣接して形成され、コンタクト部５０としてヘッド基板１に電気的に導通可能になっている。

研磨加工後は、図１８に示すように、平坦面に露出させた上部コンタクト５０ｂ上に、シャント抵抗ｒ１（ｒ２、ｒ３）に接続するシャント配線６０を形成する。これにより、シャント配線６０とヘッド基板１は、コンタクト部５０を介して電気的に接続される。平坦面１４ａに露出させた下部シールド層１１の上には、薄膜磁気ヘッドＨを構成する各層が順に形成される。

上記いずれの実施形態においても、ヘッド基板１とシャント配線６０を電気的に接続するコンタクト部５０が階段状に形成されるので、コンタクト部５０とヘッド基板１を導通させるコンタクトホールαの深さを考慮して下部シールド層１１を余分に成膜する必要がなくなり、コンタクト部を一直線状に設ける場合に比べて、下部シールド層１１の成膜段階での膜厚を削減することができる。これにより、製造工程及び時間の無駄がなくなり、フォトレジストの薄膜化、メッキ成膜時間の短縮、不要なメッキ下地膜やメッキ膜を除去するための処理時間の短縮、ＣＭＰ用絶縁層の薄膜化及びＣＭＰ加工時間の短縮が図れる。また、ＣＭＰ加工量が減るので、該ＣＭＰ加工による下部シールド層１１の膜厚ばらつきも抑えられる。

上記実施形態では、メッキ法を用いて下部シールド層１１とコンタクト部５０を形成しているが、本発明はスパッタ成膜法や蒸着法を用いて形成する場合においても、コンタクト部５０を階段状に形成することで、コンタクト部を一直線状に形成した場合に比べて、同時に形成する下部シールド層１１の成膜段階での膜厚を削減することができる。

以上では、薄膜構造体の一例として薄膜磁気ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、薄膜磁気ヘッドに限定されず、下部導電層と上部導電層を電気的に接続するコンタクト部と、上部導電層とは重複しない位置で絶縁層を介して下部導電層上に設ける薄膜導体とが同時に形成される薄膜構造体に適用可能である。

本発明のコンタクト形成方法を用いて形成した薄膜磁気ヘッドの積層構成を示す断面図である。 図１の薄膜磁気ヘッドの下部シールド層と上部シールド層とリターンヨーク層に同一の基準電位を与えるシャント配線を説明する概念図である。 本発明の第１実施形態によるコンタクト形成方法の一工程を示す断面図である。 図３の工程の次工程を示す断面図である。 図４の工程の次工程を示す断面図である。 図５の工程の次工程を示す断面図である。 図６の工程の次工程を示す断面図である。 図７の工程の次工程を示す断面図である。 図８の工程の次工程を示す断面図である。 図９の工程の次工程を示す断面図である。 図１０の工程の次工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態によるコンタクト形成方法の一工程を示す断面図である。 図１２の工程の次工程を示す断面図である。 図１３の工程の次工程を示す断面図である。 図１４の工程の次工程を示す断面図である。 図１５の工程の次工程を示す断面図である。 図１６の工程の次工程を示す断面図である。 図１７の工程の次工程を示す断面図である。

符号の説明

１ ヘッド基板（下部導電層）
１ａ 電気接続部位
２ Ａｌ₂Ｏ₃アンダーコート膜（下部絶縁層、絶縁層）
１１ 下部シールド層（薄膜導体）
１４ 絶縁層（上部絶縁層）
５０ コンタクト部
５０ａ 下部コンタクト
５０ｂ 上部コンタクト
５１ メッキ下地膜
５２ メッキ膜
６０ シャント配線
１００ ＳｉＯ₂膜
１０１ 下部シールド形成凹部
１０２ コンタクト形成凹部
Ａ１ 下部シールド形成エリア
Ａ２ コンタクト形成エリア
ｒ１〜ｒ３ シャント抵抗
Ｒ１〜Ｒ６ フォトレジスト
α コンタクトホール
β 段差

Claims (5)

1. 絶縁層を介して上下に積層した下部導電層及び上部導電層と、この上部導電層とは重複しない位置で絶縁層を介して前記下部導電層上に位置する薄膜導体と、前記下部導電層と前記上部導電層を電気的に接続するコンタクト部とを有する薄膜構造体において、前記コンタクト部と前記薄膜導体を同時に形成する方法であって、
   前記コンタクト部は、
   前記薄膜導体と同一材料により、前記積層方向に延びて前記下部導電層に接し前記上部導電層には接しない直線状の下部コンタクトと、前記積層方向に延びて前記上部導電層に接し前記下部導電層には接しない直線状の上部コンタクトとが隣接して接続され、かつ、前記下部コンタクトの上面と前記上部コンタクトの上面との間に段差が生じるように形成することを特徴とする薄膜構造体のコンタクト形成方法。
2. 請求項１記載の薄膜構造体のコンタクト形成方法において、
   前記下部導電層を覆う下部絶縁層の一部を除去し、該下部導電層の電気接続部位を露出させるコンタクトホールを形成する工程と、
   前記絶縁層上に薄膜導体を形成するときに、前記コンタクトホール内に露出する下部導電層及び該コンタクトホールに隣接する絶縁層を囲むコンタクト形成エリアに位置させて、前記コンタクトホール上に延びて前記下部導電層に接する直線状の下部コンタクトと、該コンタクトホールに隣接する絶縁層上に延びて前記下部コンタクトに隣接する直線状の上部コンタクトとからなるコンタクト部を同時に形成する工程と、
   前記下部絶縁層上に、前記薄膜導体と前記コンタクト部を覆う上部絶縁膜を形成する工程と、
   前記薄膜導体の所望の膜厚寸法が得られる位置まで前記上部絶縁膜を研磨加工し、この研磨加工が施された平坦面に前記薄膜導体と前記コンタクト部の上部コンタクトを露出させる工程と、
   前記平坦面に露出させた上部コンタクト上に上部導電層を形成し、この上部導電層と前記上部コンタクトを電気的に接続する工程と、
   を有する薄膜構造体のコンタクト形成方法。
3. 請求項２記載の薄膜構造体のコンタクト形成方法において、前記薄膜導体と前記コンタクト部を同時に形成する工程では、
   前記絶縁層及び前記コンタクトホール内に露出する下部導電層の上に、メッキ下地膜を形成するステップと、
   このメッキ下地膜上に薄膜導体形成エリアを規定する導体用フォトレジストを形成するときに、前記コンタクトホール上のメッキ下地膜及び該コンタクトホールに隣接する絶縁層上のメッキ下地膜を囲んでコンタクト形成エリアを規定するコンタクト用フォトレジストを同時に形成するステップと、
   メッキ法を用いて前記薄膜導体形成エリアに薄膜導体を形成するときに、前記コンタクト形成エリアに、前記コンタクトホール上に延びて前記下部導電層に接する直線状の下部コンタクトと、該コンタクトホールに隣接する絶縁層上に延びて前記下部コンタクトに隣接する直線状の上部コンタクトとからなるコンタクト部を同時に形成するステップと、
   前記導体用フォトレジストと前記コンタクト用フォトレジストを除去し、該除去部分に露出したメッキ下地膜を除去するステップと、
   前記薄膜導体形成エリア及び前記コンタクト形成エリア以外に形成されたメッキ膜及びメッキ下地膜を除去するステップと、
   を有する薄膜構造体のコンタクト形成方法。
4. 請求項１記載の薄膜構造体のコンタクト形成方法において、
   前記絶縁層の一部を除去して薄膜導体形成エリアを規定する導体形成用凹部を形成するときに、コンタクト形成エリアを規定するコンタクト形成用凹部を同時に形成する工程と、
   前記コンタクト形成用凹部の前記絶縁層を一部除去して該除去部分に前記下部導電層を露出させるコンタクトホールを形成し、該コンタクト形成用凹部内に段差を設ける工程と、
   前記導体形成用凹部に露出する前記絶縁層及び前記段差を設けたコンタクト形成用凹部に露出する前記絶縁層と前記下部導電層の上に、メッキ下地膜を形成する工程と、
   メッキ法を用いて前記導体形成用凹部に薄膜導体を形成するときに、前記段差を設けたコンタクト形成凹部に、前記コンタクトホール上に延びて前記下部導電層に接する直線状の下部コンタクトと、該コンタクトホールに隣接する絶縁層上に延びて前記下部コンタクトに隣接する直線状の上部コンタクトからなるコンタクト部を同時に形成する工程と、
   前記薄膜導体の所望の膜厚寸法が得られる位置まで前記薄膜導体及び前記コンタクト部を研磨加工し、この研磨加工が施された平坦面に前記薄膜導体と前記コンタクト部の上部コンタクトを露出させる工程と、
   前記平坦面に露出させた前記上部コンタクト上に上部導電層を形成し、この上部導電層と前記上部コンタクトを電気的に接続する工程と、
   を有する薄膜構造体のコンタクト形成方法。
5. 請求項１記載の薄膜構造体のコンタクト形成方法において、
   前記下部導電層を覆う絶縁層上にストッパー膜を形成する工程と、
   このストッパー膜と前記絶縁層の一部を除去して薄膜導体形成エリアを規定する導体形成用凹部を形成するときに、コンタクト形成エリアを規定するコンタクト形成用凹部を同時に形成する工程と、
   前記コンタクト形成用凹部の前記絶縁層を一部除去して該除去部分に前記下部導電層を露出させるコンタクトホールを形成し、該コンタクト形成用凹部内に段差を設ける工程と、
   前記ストッパー膜、前記導体形成用凹部に露出する前記絶縁層及び前記段差を設けたコンタクト形成用凹部に露出する前記絶縁層と前記下部導電層の上に、メッキ下地膜を形成する工程と、
   メッキ法を用いて前記導体形成用凹部に薄膜導体を形成するときに、前記段差を設けたコンタクト形成凹部に、前記コンタクトホール上に延びて前記下部導電層に接する直線状の下部コンタクトと、該コンタクトホールに隣接する絶縁層上に延びて前記下部コンタクトに隣接する直線状の上部コンタクトからなるコンタクト部を同時に形成する工程と、
   前記ストッパー膜が露出するまで前記薄膜導体及び前記コンタクト部を研磨加工し、この研磨加工が施された平坦面に前記薄膜導体と前記コンタクト部の上部コンタクトを露出させる工程と、
   前記平坦面に露出させた前記上部コンタクト上に上部導電層を形成し、この上部導電層と前記上部コンタクトを電気的に接続する工程と、
   を有する薄膜構造体のコンタクト形成方法。