JP2010165389A - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボンディングパット形成のためのレジスト露光プロセスにおいて、簡易な方法により高精度のアライメントを可能とする。
【解決手段】薄膜磁気ヘッドの製造方法は、ウエハの素子非形成領域にダミーバンプを互いに隣接するように形成し、ダミーバンプに挟まれた領域に谷部が形成されるようにウエハを保護層で覆い、谷部の一部が残存するように、少なくとも保護層の一部を除去し、谷部が残存するようにメッキ用の電極膜を成膜し、レジストを塗布し、残存した谷部をアライメントマークとしてレジストを露光し、レジストを除去後、素子バンプの上にボンディングパッドをメッキで形成し、レジストを除去することを有する。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、薄膜磁気ヘッドの製造方法に関し、特に、ボンディングパッドの形成方法に関する。

ハードディスク装置では、薄膜磁気ヘッドが形成されたスライダはサスペンションと呼ばれる支持体に固定支持されている。薄膜磁気ヘッドは通常読込素子と書込素子とを含んでおり、スライダの側面には読込素子および書込素子との電気的接続をとるためのボンディングパッドが設けられている（例えば、特許文献１参照。）。ボンディングパッドは読込素子及び書込素子と電気的に接続されたバンプ上に形成され、サスペンションに設けられたパッドと半田等で固定される。サスペンションに設けられたパッドは、サスペンション内の電気配線を通してハードディスク本体と電気的に接続される。この結果、読込素子及び書込素子はハードディスク本体と電気的に接続される。

バンプ上にボンディングパットを形成するためには湿式メッキが用いられる。このプロセスはレジストへの所定の開口の形成を必要とするため、レジストの露光が必須の工程となる。このため、ウエハ上に薄膜磁気ヘッドを形成する際に、露光のためのアライメントマークも同時に形成することが必要となる。

図５Ａ〜５Ｄは、アライメントマークの作成工程を含む、従来の薄膜磁気ヘッドの製造工程の一部を示すステップ図である。まず、図５Ａに示すように、ウエハＷ上に読込素子１０１と書込素子１０２とを含む積層膜を形成し、引き続き、読込素子１０１と書込素子１０２に接続されたバンプ（以下、素子バンプ１０３という。）を形成する。この際、ウエハの素子非形成領域１０５に素子バンプ１０３と同様なダミーバンプ１０６を形成する。次に、図５Ｂに示すように、素子バンプ１０３とダミーバンプ１０６を保護層１０７で覆う。次に、図５Ｃに示すように、素子バンプ１０３及びダミーバンプ１０６上に堆積した保護層１０７を研磨によって除去し、さらに素子バンプ１０３とダミーバンプ１０６の上部も除去して平坦化する。次に、図５Ｄに示すように、ボンディングパット用の電極膜１１９を成膜する。その後、レジストを塗布し、露光し、ボンディングパット用の開口を形成し、湿式メッキによりボンディングパットを形成する。レジストを露光する際のアライメントマークとして、ダミーバンプ１０６が用いられる。

特開２００３−２６０２０３号公報

薄膜磁気ヘッドの保護層の厚みは例えば３０μｍ程度と厚く、ダミーバンプも保護層の厚みと同程度の高さで形成されるため、ダミーバンプは変形しやすい。このため、コンピュータで自動的にアライメントを取ることは位置精度確保の観点から課題が多く、アライメントは通常目視で行っている。しかし、ダミーバンプはその周りの保護層と同じ高さに研磨されるため、ダミーバンプと周辺の保護層との段差がなく、さらにはダミーバンプ自体もレジストで覆われるため、境界線が不明瞭となりやすい。このため、ダミーバンプ（アライメントマーク）が目視で視認しづらいという問題があった。しかも、ボンディングパットを湿式メッキで形成するためにバンプ上と保護層上に電極膜を形成することから、ダミーバンプが一層視認しにくくなる。保護層の一部をミリングして凹部を形成したり、保護層の一部に凸部を形成したりするなど、意図的に段差を設けてアライメントマークを形成する方法もあるが、工程数が増えコストアップとなる。

本発明の目的は、薄膜磁気ヘッドのボンディングパット形成のためのレジスト露光プロセスにおいて、簡易な方法により高精度のアライメントを可能とする、薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することである。

薄膜磁気ヘッドの製造方法は、（１）ウエハの素子形成領域に形成された書込素子若しくは読込素子またはその両者の各々と電気的に接続される素子バンプを素子形成領域に形成するとともに、ウエハの素子非形成領域に、少なくとも２つのダミーバンプを互いに隣接するように形成するバンプ形成工程と、（２）ダミーバンプに挟まれた領域に谷部が形成されるように、素子バンプ及びダミーバンプが形成されたウエハを保護層で覆う工程と、（３）谷部の一部が残存しかつ、谷部を除く保護層の上面並びに素子バンプ及びダミーバンプの上面が同一高さとなるように、少なくとも保護層の一部を除去する工程と、（４）保護層の上面並びに素子バンプ及びダミーバンプの上面が同一高さに揃えられたウエハに、谷部が残存するようにメッキ用の電極膜を成膜する工程と、（５）電極膜が成膜されたウエハに、レジストを塗布する工程と、（６）残存した谷部をアライメントマークとして、素子バンプの位置にボンディングパッドのパターンを有するフォトマスクを用いてレジストを露光する露光工程と、（７）パターンに従い、ボンディングパッドが形成されるべき範囲のレジストを除去する工程と、（８）レジストが除去されて露出した電極膜を介して、素子バンプの上にボンディングパッドをメッキで形成する工程と、（９）ボンディングパッドの形成後にレジストを除去する工程と、を有する。

ダミーバンプに挟まれた領域に谷部が形成されるように保護層を成膜し、平坦化後電極膜を形成することによって谷部を有する電極膜が形成される。この谷部は目視に適しており、アライメントマークとして適切に機能する。

本発明によれば、薄膜磁気ヘッドのボンディングパット形成のためのレジスト露光プロセスにおいて、簡易な方法により高精度のアライメントを可能とする、薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る、薄膜磁気ヘッドの製造方法のフロー図である。 図１に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法のステップ図である（ステップＳ１）。 図１に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法のステップ図である（ステップＳ２）。 図１に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法のステップ図である（ステップＳ３）。 図１に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法のステップ図である（ステップＳ４）。 図１に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法のステップ図である（ステップＳ５，６）。 図１に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法のステップ図である（ステップＳ７）。 図１に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法のステップ図である（ステップＳ８）。 図１に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法のステップ図である（ステップＳ９）。 ステップＳ１におけるウエハの平面図である。 ステップＳ４におけるウエハの平面図である。 従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法のステップ図である。 従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法のステップ図である。 従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法のステップ図である。 従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法のステップ図である。

図１のフロー図、図２Ａ〜２Ｈのステップ図、図３，４の平面図を参照して、薄膜磁気ヘッドの製造方法を、主にボンディングパッドの製造方法を中心に説明する。図３（ａ）は、ステップＳ１におけるウエハＷの平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ部拡大図、図３（ｃ）は、図３（ａ）におけるＢ部拡大図である。図２Ａ〜２Ｈは図３（ａ）における２−２線に沿った断面図である。図４は、ステップＳ４におけるウエハＷの平面図である。

（ステップＳ１：バンプ形成工程）図２Ａ、図３に示すように、ウエハＷ上の素子形成領域４に形成された読込素子１及び書込素子２と電気的に接続される素子バンプ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを、素子形成領域４に形成する。素子形成領域４はウエハＷの周縁部を除いた中央部分に形成されている。読込素子１及び書込素子２が形成されていない部分は絶縁膜２１で埋められている。

読込素子１は、図示は省略するが、磁気抵抗効果を示す感磁膜と、感磁膜にセンス電流を印加するための電極などから形成されている。各電極にはリード線が接続されている。２本のリード線の各々は、膜面直交方向に延びるビアを介して素子バンプ３ａ，３ｂに接続されている。図２Ａでは１本のリード線１１ａと、一つのビア２２ａと、一つの素子バンプ３ａのみを示している。読込素子１は、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗効果）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子、またはＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子のいずれであってもよい。

書込素子２は誘導型磁気変換素子であり、図示は省略するが、全体としてＵ字型をなす磁極層と、磁極層の両側端部間に設けられた記録ギャップと、磁極層の上側部分と下側部分の接続部の周りに巻回して設けられたコイルなどから形成されている。コイルの両端にはリード線が接続されており、２本のリード線の各々は、膜面直交方向に延びるビアを介して素子バンプ３ｃ，３ｄに接続されている。図２Ａでは１本のリード線１１ｂと、一つのビア２２ｂと、一つの素子バンプ３ｃのみを示している。

本実施形態では、薄膜磁気ヘッドは書込素子２と読込素子１の両者を備えており、薄膜磁気ヘッドが書込素子２または読込素子１のいずれかしか備えていない場合、２つの素子バンプが当該素子と接続される。

これと同時に、図３に示すように、ウエハＷの素子形成領域４に隣接する素子非形成領域５に、４つの矩形形状のダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを、２行２列で互いに隣接するように形成する。隣接するダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ間を縦方向に延びるギャップｇ１の幅と横方向に延びるギャップｇ２の幅は互いに等しい。ダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの形状を正方形とすれば、４つのダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを取り囲む外延線１３も正方形となる。素子非形成領域５は後工程でウエハＷをバーに切断する際にウエハＷから分離される。

（ステップＳ２）図２Ｂに示すように、ウエハＷを保護層７で覆う。素子バンプ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ及びダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄも保護層７で覆われる。ダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは互いに隣接して設けられているため、ダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ間には保護層７が成膜されにくく、保護層７に空隙が形成される。この結果、互いに隣接配置されるダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに挟まれた領域（ギャップｇ１，ｇ２）には谷部１５が形成される。谷部１５は逆台形形状、すなわち、ダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに挟まれたギャップｇ１，ｇ２における保護層７が平坦な底面を有するように形成してもよい。しかし、ダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ間の離隔距離を適正に設定することによって、Ｖ字型、すなわち、ダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに挟まれた領域に形成された保護層７が線状の底部１２を有するように形成することが望ましい。

（ステップＳ３）図２Ｃに示すように、谷部１５の一部が残存しかつ、谷部１５を除く保護層７の上面並びに素子バンプ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ及びダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの上面が同一高さＬ（図２Ｂも参照）となるように、素子バンプ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ及びダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの一部、並びに保護層７の一部を研磨によって除去する。場合により、保護層７だけを除去し、素子バンプ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ及びダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが露出したところで、研磨を停止してもよい。研磨はＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)等の公知の手法によって行うことができる。

（ステップＳ４）図２Ｄに示すように、保護層７の上面並びに素子バンプ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ及びダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの上面が同一高さに揃えられたウエハＷに、谷部１５’が残存するようにメッキ用の電極膜１９を成膜する。電極膜１９は保護層７、素子バンプ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ及びダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの上面に沿って形成され、谷部１５にも斜面に沿って形成される。この結果、ダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの間にある電極膜１９には谷部１５’が形成される。図４には電極膜１９の谷部１５’の平面図を示す。図示のように、互いに隣接配置されたダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの間には十字型の谷部１５’が形成される。

（ステップＳ５）図２Ｅに示すように、電極膜１９が成膜されたウエハＷに、レジスト１６を塗布する。レジスト１６は、ドライフィルムと呼ばれるラミネートフィルムを設ける方法（ドライ式）と、スピンコータでレジスト１６を塗布する方法（ウェット式）の２種類の方法があり、どちらを選択してもよい。レジスト１６はポジ型、ネガ型のどちらでも選択できる。ドライ式の場合、ＭＭＡ(Methyl Methacrylate)などのアクリレート、その他ポリオレフィン系のレジストを用いることができる。ウェット式の場合、ノボラック型のレジストが多く使用される。

（ステップＳ６：露光工程）同じく図２Ｅに示すように、残存した谷部１５’をアライメントマークとして、素子バンプ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの位置にボンディングパッドのパターンを有するフォトマスク（図示せず）を用いてレジスト１６を露光する。この際、４つのダミーバンプ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの間に形成された十字型の谷部１５’をアライメントマークとして使用して、レジスト１６を露光する。アライメントマークは電極膜１９の谷部１５’によって形成され、しかも十字型の形状をしているので、レジスト１６に覆われていてもなお良好な視認性が確保され、アライメントの精度が向上する。正方形のパターンを含んだフォトマスクを用い、正方形のパターンの中心に十字型の谷部１５’の中心を合わせるようにすれば一層アライメントの精度が向上する。

（ステップＳ７）図２Ｆに示すように、フォトマスクのパターンに従い、ボンディングパッドが形成されるべき範囲２３のレジスト１６を溶解液で現像して除去する。ポジ型のレジスト１６の場合は、ボンディングパッドが形成されるべき範囲２３のレジスト１６のみが露光され、現像によって当該部分が除去される。ネガ型のレジスト１６の場合は、ボンディングパッドが形成されるべき範囲２３以外のレジスト１６のみが露光され、現像によってボンディングパッドが形成されるべき範囲２３のレジスト１６が除去される。いずれの場合も、ボンディングパッドが形成されるべき範囲２３は電極膜１９が露出し、ボンディングパッドが形成されない範囲はレジスト１６が堆積したままとなる。

（ステップＳ８）図２Ｇに示すように、レジスト１６が除去されて露出した電極膜１９を介して、素子バンプ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの上にボンディングパッド１８を湿式メッキで形成する。メッキは素子非形成領域５の電極膜１９上にも形成されるが、素子非形成領域５は最終的にウエハＷから切断されるため、問題とはならない。

（ステップＳ９）図２Ｈに示すように、ボンディングパッド１８が形成された後、レジスト１６を除去する。

さらに、その後、公知の手法でウエハＷをバーに切断し、媒体対向面をラッピングし、バーを切断する。以上の工程によって、薄膜磁気ヘッドを備えるスライダが形成される。

以上説明した実施形態によれば、ダミーバンプの間に谷部を形成し、谷部をアライメントマークとして用いるため、アライメントマークの視認性が大幅に向上し、露光プロセスの高精度化が可能となる。従来はバンプそのものをアライメントマークとして利用していたが、本実施形態はバンプそのものではなく、バンプを利用して谷部を形成する点に特徴がある。本実施形態でアライメントマークとして用いるダミーバンプは素子バンプと同時に形成することができるため、プロセスの複雑化を招くことがなく、従来と同等のプロセスを適用可能である。

なお、上記実施形態ではダミーバンプは４つ設けているが、高精度のアライメントを水平１方向のみでとれば十分な場合には、２つのダミーバンプを互いに隣接して設け、ダミーバンプ間に形成される直線状の谷部を当該方向のアライメントマークとして利用することも可能である。

１ 読込素子
２ 書込素子
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 素子バンプ
４ 素子形成領域
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ ダミーバンプ
７ 保護層
１５，１５’ 谷部
１６ レジスト
１８ ボンディングパッド
１９ 電極膜
Ｗ ウエハ

Claims (3)

1. ウエハの素子形成領域に形成された書込素子若しくは読込素子またはその両者の各々と電気的に接続される素子バンプを前記素子形成領域に形成するとともに、前記ウエハの素子非形成領域に、少なくとも２つのダミーバンプを互いに隣接するように形成するバンプ形成工程と、
   前記ダミーバンプに挟まれた領域に谷部が形成されるように、前記素子バンプ及び前記ダミーバンプが形成された前記ウエハを保護層で覆う工程と、
   前記谷部の一部が残存しかつ、前記谷部を除く前記保護層の上面並びに前記素子バンプ及び前記ダミーバンプの上面が同一高さとなるように、少なくとも前記保護層の一部を除去する工程と、
   前記保護層の上面並びに前記素子バンプ及び前記ダミーバンプの上面が同一高さに揃えられた前記ウエハに、前記谷部が残存するようにメッキ用の電極膜を成膜する工程と、
   前記電極膜が成膜された前記ウエハに、レジストを塗布する工程と、
   残存した前記谷部をアライメントマークとして、前記素子バンプの位置にボンディングパッドのパターンを有するフォトマスクを用いて前記レジストを露光する露光工程と、
   前記パターンに従い、ボンディングパッドが形成されるべき範囲の前記レジストを除去する工程と、
   前記レジストが除去されて露出した前記電極膜を介して、前記素子バンプの上にボンディングパッドをメッキで形成する工程と、
   前記ボンディングパッドの形成後に前記レジストを除去する工程と、
   を有する、薄膜磁気ヘッドの製造方法。
2. 前記バンプ形成工程は、４つの矩形形状のダミーバンプを２行２列に形成することを含み、
   前記露光工程は、４つの前記ダミーバンプの間に形成された十字型の谷部をアライメントマークとして前記レジストを露光することを含む、
   請求項１に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
3. 前記露光工程は、正方形のパターンを含んだ前記フォトマスクを用い、前記正方形のパターンの中心に前記十字型の谷部の中心を合わせるようにして前記レジストを露光することを含む、請求項２に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。

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