JP3371101B2 - レジストパターンおよびその形成方法、薄膜パターン形成方法ならびにマイクロデバイスの製造方法 - Google Patents
レジストパターンおよびその形成方法、薄膜パターン形成方法ならびにマイクロデバイスの製造方法Info
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Description
およびその形成方法、レジストパターンを用いた薄膜パ
ターン形成方法ならびにマイクロデバイスの製造方法に
関する。
パターンを形成する方法としては、例えば特開平9−9
6909号公報に示されるように、エッチング法、リフ
トオフ法、およびこれらを併用した方法(以下、併用法
と言う。)等がある。以下、これらの方法について説明
する。
明図である。エッチング法では、まず、図36(a)に
示したように、基板201の上に被パターンニング膜2
02を形成する。次に、図36(b)に示したように、
被パターンニング膜202の上にレジスト層を形成し、
これをパターンニングして、レジストパターン203を
形成する。次に、図36(c)に示したように、レジス
トパターン203をマスクとして、ドライエッチング、
例えばイオンミリングによって、被パターンニング膜2
02を選択的にエッチングして、所望の形状の薄膜パタ
ーン204を形成する。次に、図36(d)に示したよ
うに、レジストパターン203を剥離する。
明図である。リフトオフ法では、まず、図37(a)に
示したように、基板211の上にレジスト層を形成し、
これをパターンニングして、レジストパターン212を
形成する。次に、図37(b)に示したように、基板2
11およびレジストパターン212の上の全面に、被パ
ターンニング膜213を成膜する。次に、図37(c)
に示したように、レジストパターン212を剥離する。
これにより、所望の形状の薄膜パターン214が得られ
る。
ある。併用法では、まず、図38(a)に示したよう
に、基板221の上に第1の被パターンニング膜222
を形成する。次に、図38(b)に示したように、第1
の被パターンニング膜222の上にレジスト層を形成
し、これをパターンニングして、レジストパターン22
3を形成する。次に、図38(c)に示したように、レ
ジストパターン223をマスクとして、ドライエッチン
グ、例えばイオンミリングによって、第1の被パターン
ニング膜222をエッチングして、所望の形状の第1の
薄膜パターン224を形成する。次に、図38(d)に
示したように、基板221およびレジストパターン22
3の上の全面に、第2の被パターンニング膜225を成
膜する。次に、図38(e)に示したように、レジスト
パターン223を剥離する。これにより、所望の形状の
第2の薄膜パターン226が得られる。併用法によれ
ば、基板221の上に、連続するように第1の薄膜パタ
ーン224と第2の薄膜パターン226とを形成するこ
とができる。
のレジストパターンを用いるのが好ましい。このような
レジストパターンを形成する方法の一つとしては、例え
ば特公平7−6058号公報に示されるような2層レジ
ストを用いる方法が知られている。2層レジストとは、
レジストよりなる上層と、上層よりも現像時における溶
解速度が大きい材料よりなる下層とを含む材料を言う。
を用いて断面がT形のレジストパターンを形成する方法
について説明する。この方法では、まず、図39(a)
に示したように、基板231の上に、2層レジストのう
ちの下層232を形成する。この下層232の材料とし
ては、例えば特公平7−6058号公報に示されるよう
に、ポリメチルグルタルイミド(polymethylglutarimid
e)が用いられる。次に、図39(b)に示したよう
に、下層232の上に、2層レジストのうちの上層23
3を形成する。この上層233は、レジスト、例えばフ
ォトレジストによって形成される。次に、図39(c)
に示したように、マスク234を介して、例えば紫外線
によって露光する。次に、図39(d)に示したよう
に、上層233の現像を行い、残った上層233による
上層パターン236と残った下層232による下層パタ
ーン235とからなるレジストパターンを形成する。現
像時には、上層233に比べて、下層232の溶解速度
が大きい。従って、現像後には、上層パターン236の
幅に比べて下層パターン235の幅が小さい、断面がT
形のレジストパターンが得られる。
のレジストパターンを用いて薄膜パターンを形成する場
合には、以下のような問題点があった。なお、以下の説
明では、断面がT形のレジストパターンとして、下層パ
ターン235と上層パターン236からなる2層レジス
トパターンを用いた例を示すが、単層のレジストパター
ンを用いた場合も同様である。
おける問題点について説明する。図40は、基板201
の上に形成された被パターンニング膜202を、下層パ
ターン235と上層パターン236からなる2層レジス
トパターンをマスクとして、例えばイオンミリングによ
ってエッチングしている様子を示している。このエッチ
ングの際には、エッチングされた被パターンニング膜2
02の構成物質が、下層パターン235および上層パタ
ーン236の側壁に再付着して再付着膜241が形成さ
れる場合がある。このような再付着膜241が形成され
ると、2層レジストパターンを剥離した後に、再付着膜
241によって薄膜パターンの周囲にバリが生じ、その
結果、薄膜パターンの欠陥が発生する場合がある。これ
は、薄膜パターンを含むマイクロデバイス等の製品の歩
留りを低下させる。なお、マイクロデバイスとは、薄膜
形成技術を利用して製造される小型のデバイスを言う。
マイクロデバイスの例としては、半導体デバイスや、薄
膜磁気ヘッドや、薄膜を用いたセンサやアクチュエータ
等がある。
おける問題点について説明する。図41は、基板211
と、その上に形成された下層パターン235と上層パタ
ーン236からなる2層レジストパターンの上の全面
に、被パターンニング膜213を成膜している様子を示
している。この成膜の際には、被パターンニング膜21
3の構成物質が下層パターン235の側壁にも付着し
て、薄膜パターンの周囲にバリ242が生じ、その結
果、薄膜パターンの欠陥が発生する場合がある。これ
は、薄膜パターンを用いたマイクロデバイス等の製品の
歩留りを低下させる。
問題点とリフトオフ法における問題点とを併せ持つこと
になる。
ンを用いて薄膜パターンを形成する従来の方法では、薄
膜パターンの欠陥が発生する場合があるという問題点が
あった。
は、単層のフォトレジストからなる橋形のフォトレジス
トパターンを用いたリフトオフ法により、電極層を形成
する技術が示されている。このような橋形のフォトレジ
ストパターンを用いた場合には、上述のような断面がT
形のレジストパターンを用いる場合に発生する問題点を
回避できる。
下、MR素子と記す。)を用いた再生ヘッドを含む薄膜
磁気ヘッドでは、MR素子においてトラック幅を規定す
る部分の幅や、MR素子にオーバーハングするように形
成されるリードパターンにおけるオーバーハング量を正
確に制御する必要がある。そのため、橋形のレジストパ
ターンを用いて、MR素子およびリードパターンを併用
法で形成する場合には、橋形のレジストパターンにおい
て被パターンニング膜または下地の上方に浮いた状態で
存在する部分の断面形状や、長さや、特に被パターンニ
ング膜または下地からの高さを任意に制御する必要があ
る。
7号公報に示されたように、単層のフォトレジストによ
って橋形のフォトレジストパターンを形成する場合に
は、フォトレジストパターンにおいて被パターンニング
膜または下地の上方に浮いた状態で存在する部分の断面
形状や、長さや、特に被パターンニング膜または下地か
らの高さを任意に制御することが困難である。そのた
め、微細な薄膜パターンを精度よく形成することが困難
であるという問題点がある。
ので、その目的は、欠陥を発生させることなく、微細な
薄膜パターンを精度よく形成することを可能にしたレジ
ストパターンおよびその形成方法、薄膜パターン形成方
法ならびにマイクロデバイスの製造方法を提供すること
にある。
パターンは、レジストよりなる上層パターンと、現像液
によって溶解される材料よりなり、上層パターンと下地
との間に配置された下層パターンとを含み、薄膜パター
ンを形成するために用いられるレジストパターンであっ
て、上層パターンは、形成すべき薄膜パターンに対応す
る部分と他の部分とに跨るように形成され、下層パター
ンは他の部分にのみ形成されているものである。
法は、レジストよりなる上層パターンと、現像液によっ
て溶解される材料よりなり、上層パターンと下地との間
に配置された下層パターンとを含み、薄膜パターンを形
成するために用いられるレジストパターンを形成する方
法であって、下地の上に下層パターンとなる第1の層を
形成する工程と、第1の層の上に上層パターンとなる第
2の層を形成する工程と、第2の層に対して所定のパタ
ーン像の露光を行う工程と、現像液によって露光後の第
2の層を現像すると共に第1の層の一部を溶解させて、
形成すべき薄膜パターンに対応する部分と他の部分とに
跨るように配置された上層パターンと、他の部分にのみ
配置された下層パターンとを形成する工程とを備えたも
のである。
レジストパターンを用いて薄膜パターンを形成する方法
であって、下地の上に被パターンニング膜を形成する工
程と、被パターンニング膜の上にレジストパターンを形
成する工程と、レジストパターンをマスクとして、被パ
ターンニング膜を選択的にエッチングして薄膜パターン
を形成する工程とを備え、レジストパターンは、レジス
トよりなり、形成すべき薄膜パターンに対応する部分と
他の部分とに跨るように形成された上層パターンと、現
像液によって溶解される材料よりなり、上層パターンと
下地との間に配置され、他の部分にのみ形成された下層
パターンとを含むものである。
レジストパターンを用いて薄膜パターンを形成する方法
であって、下地の上にレジストパターンを形成する工程
と、下地およびレジストパターンの上の全面に被パター
ンニング膜を形成する工程と、被パターンニング膜の形
成後にレジストパターンを剥離する工程とを備え、レジ
ストパターンは、レジストよりなり、形成すべき薄膜パ
ターンに対応する部分と他の部分とに跨るように形成さ
れた上層パターンと、現像液によって溶解される材料よ
りなり、上層パターンと下地との間に配置され、他の部
分にのみ形成された下層パターンとを含むものである。
レジストパターンを用いて薄膜パターンを形成する方法
であって、下地の上に第1の被パターンニング膜を形成
する工程と、第1の被パターンニング膜の上にレジスト
パターンを形成する工程と、レジストパターンをマスク
として、第1の被パターンニング膜を選択的にエッチン
グして第1の薄膜パターンを形成する工程と、下地およ
びレジストパターンの上の全面に第2の被パターンニン
グ膜を形成する工程と、第2の被パターンニング膜の形
成後にレジストパターンを剥離する工程とを備え、レジ
ストパターンは、レジストよりなり、形成すべき薄膜パ
ターンに対応する部分と他の部分とに跨るように形成さ
れた上層パターンと、現像液によって溶解される材料よ
りなり、上層パターンと下地との間に配置され、他の部
分にのみ形成された下層パターンとを含むものである。
法は、レジストパターンを用いて形成される薄膜パター
ンを含むマイクロデバイスを製造する方法において、レ
ジストよりなり、形成すべき薄膜パターンに対応する部
分と他の部分とに跨るように形成された上層パターン
と、現像液によって溶解される材料よりなり、上層パタ
ーンと下地との間に配置され、他の部分にのみ形成され
た下層パターンとを含むレジストパターンを用いて薄膜
パターンを形成するものである。
法において、マイクロデバイスは薄膜磁気ヘッドであっ
てもよい。
ストよりなる上層パターンと、現像液によって溶解され
る材料よりなり、上層パターンと下地との間に配置され
た下層パターンと、上層パターンと下層パターンとの間
に配置され、上層パターンを補強する補強パターンとを
含み、薄膜パターンを形成するために用いられるレジス
トパターンであって、上層パターンおよび補強パターン
は、形成すべき薄膜パターンに対応する部分と他の部分
とに跨るように形成され、下層パターンは他の部分にの
み形成されているものである。
法は、レジストよりなる上層パターンと、現像液によっ
て溶解される材料よりなり、上層パターンと下地との間
に配置された下層パターンと、上層パターンと下層パタ
ーンとの間に配置され、上層パターンを補強する補強パ
ターンとを含み、薄膜パターンを形成するために用いら
れるレジストパターンを形成する方法であって、下地の
上に下層パターンとなる第1の層を形成する工程と、第
1の層の上に補強パターンとなる補強層を形成する工程
と、補強層の上に上層パターンとなる第2の層を形成す
る工程と、第2の層に対して所定のパターン像の露光を
行う工程と、現像液によって露光後の第2の層を現像し
て、形成すべき薄膜パターンに対応する部分と他の部分
とに跨るように配置された上層パターンを形成する工程
と、上層パターンをマスクとして、補強層を選択的にエ
ッチングして、形成すべき薄膜パターンに対応する部分
と他の部分とに跨るように配置された補強パターンを形
成する工程と、現像液によって第1の層の一部を溶解さ
せて、他の部分にのみ配置された下層パターンを形成す
る工程とを備えたものである。
レジストパターンを用いて薄膜パターンを形成する方法
であって、下地の上に被パターンニング膜を形成する工
程と、被パターンニング膜の上にレジストパターンを形
成する工程と、レジストパターンをマスクとして、被パ
ターンニング膜を選択的にエッチングして薄膜パターン
を形成する工程とを備え、レジストパターンは、レジス
トよりなり、形成すべき薄膜パターンに対応する部分と
他の部分とに跨るように形成された上層パターンと、現
像液によって溶解される材料よりなり、上層パターンと
下地との間に配置され、他の部分にのみ形成された下層
パターンと、上層パターンと下層パターンとの間に配置
され、上層パターンを補強する補強パターンとを含むも
のである。
レジストパターンを用いて薄膜パターンを形成する方法
であって、下地の上にレジストパターンを形成する工程
と、下地およびレジストパターンの上の全面に被パター
ンニング膜を形成する工程と、被パターンニング膜の形
成後にレジストパターンを剥離する工程とを備え、レジ
ストパターンは、レジストよりなり、形成すべき薄膜パ
ターンに対応する部分と他の部分とに跨るように形成さ
れた上層パターンと、現像液によって溶解される材料よ
りなり、上層パターンと下地との間に配置され、他の部
分にのみ形成された下層パターンと、上層パターンと下
層パターンとの間に配置され、上層パターンを補強する
補強パターンとを含むものである。
レジストパターンを用いて薄膜パターンを形成する方法
であって、下地の上に第1の被パターンニング膜を形成
する工程と、第1の被パターンニング膜の上にレジスト
パターンを形成する工程と、レジストパターンをマスク
として、第1の被パターンニング膜を選択的にエッチン
グして第1の薄膜パターンを形成する工程と、下地およ
びレジストパターンの上の全面に第2の被パターンニン
グ膜を形成する工程と、第2の被パターンニング膜の形
成後にレジストパターンを剥離する工程とを備え、レジ
ストパターンは、レジストよりなり、形成すべき薄膜パ
ターンに対応する部分と他の部分とに跨るように形成さ
れた上層パターンと、現像液によって溶解される材料よ
りなり、上層パターンと下地との間に配置され、他の部
分にのみ形成された下層パターンと、上層パターンと下
層パターンとの間に配置され、上層パターンを補強する
補強パターンとを含むものである。
法は、レジストパターンを用いて形成される薄膜パター
ンを含むマイクロデバイスを製造する方法において、レ
ジストよりなり、形成すべき薄膜パターンに対応する部
分と他の部分とに跨るように形成された上層パターン
と、現像液によって溶解される材料よりなり、上層パタ
ーンと下地との間に配置され、他の部分にのみ形成され
た下層パターンと、上層パターンと下層パターンとの間
に配置され、上層パターンを補強する補強パターンとを
含むレジストパターンを用いて薄膜パターンを形成する
ものである。
法において、マイクロデバイスは薄膜磁気ヘッドであっ
てもよい。
て図面を参照して詳細に説明する。 [第1の実施の形態]始めに、本発明の第1の実施の形
態に係る薄膜パターン形成方法について説明する。図1
ないし図9は、本実施の形態に係る薄膜パターン形成方
法における各工程を示す断面図である。
では、まず、図1に示したように、下地である基板1の
上に第1の被パターンニング膜2を形成する。次に、第
1の被パターンニング膜2の上に、以下で説明するよう
な本実施の形態に係るレジストパターンの形成方法によ
って、本実施の形態に係るレジストパターンを形成す
る。このレジストパターンは、後で詳しく説明するよう
に、レジストよりなる上層パターンと、現像液によって
溶解される材料よりなる下層パターンとを含み、上層パ
ターンは、形成すべき薄膜パターンに対応する部分と他
の部分とに跨るように形成され、下層パターンは他の部
分にのみ形成されているものである。下層パターンは、
例えばポリメチルグルタルイミドもしくは染料が添加さ
れたポリメチルグルタルイミドよりなる。
成方法では、まず、図2に示したように、第1の被パタ
ーンニング膜2の上に、例えばポリメチルグルタルイミ
ドもしくは染料が添加されたポリメチルグルタルイミド
を塗布することによって、下層パターンとなる第1の層
3を形成する。
上に、レジストを塗布することによって、上層パターン
となる第2の層4を形成する。
して、第2の層4に対して所定のパターン像の露光を行
う。
リ現像液によって、露光後の第2の層4を現像すると共
に第1の層3の一部を溶解させる。図5は、最終的なレ
ジストパターンが形成される前の状態を表している。ま
た、図10は、図5に示した状態を表す平面図である。
図5は図10におけるA−A線断面を表している。
け、図6に示したように、形成すべき薄膜パターンに対
応する部分における第1の層3を完全に除去する。これ
により、第1の層3をパターンニングしてなる下層パタ
ーンと、第2の層4をパターンニングしてなる上層パタ
ーン14とを含む本実施の形態に係るレジストパターン
10が形成される。図11は、図6に示した状態を表す
平面図である。図6は図11におけるB−B線断面を表
している。図6および図11に示したように、上層パタ
ーン14は、形成すべき薄膜パターンに対応する部分1
7と他の部分18とに跨るように形成され、下層パター
ン13は他の部分18にのみ形成されている。従って、
レジストパターン10の全体形状は橋形をなしている。
ーン10をマスクとして、ドライエッチング、例えばイ
オンミリングまたは反応性イオンエッチングによって、
第1の被パターンニング膜2を選択的にエッチングし
て、所望の形状の第1の薄膜パターン12を形成する。
ために、従来のレジストパターン20を用いて、第1の
被パターンニング膜2をエッチングして第1の薄膜パタ
ーン12を形成する様子を示したものである。従来のレ
ジストパターン20では、形成すべき薄膜パターンに対
応する部分にも下層パターン23が形成されている。
レジストパターン10の上の全面に、第2の被パターン
ニング膜6を形成する。なお、図13は、本実施の形態
との比較のために、従来のレジストパターン20を用い
た場合において、第2の被パターンニング膜6を形成し
た状態を示したものである。
剤によってレジストパターン10を除去する。これによ
り、所望の形状の第2の薄膜パターン16が得られる。
フトオフ法を併用した併用法を用いて第1の薄膜パター
ン12と第2の薄膜パターン16とを形成する場合につ
いて説明したが、本実施の形態に係るレジストパターン
およびその形成方法は、エッチング法のみを用いて薄膜
パターンを形成する場合や、リフトオフ法のみを用いて
薄膜パターンを形成する場合にも適用することができ
る。エッチング法のみを用いて薄膜パターンを形成する
場合には、図7に示した状態から、レジストパターン1
0を剥離すればよい。リフトオフ法のみを用いて薄膜パ
ターンを形成する場合には、被パターンニング膜2の形
成を行わず、基板1の上にレジストパターン10を形成
し、基板1およびレジストパターン10の上の全面に被
パターンニング膜を形成し、その後、レジストパターン
10を剥離すればよい。このように、エッチング法のみ
を用いて薄膜パターンを形成する薄膜パターン形成方法
や、リフトオフ法のみを用いて薄膜パターンを形成する
薄膜パターン形成方法も本実施の形態に含まれる。
いて説明する。まず、図14および図40を参照して、
エッチング法を用いて薄膜パターンを形成する場合にお
ける作用および効果について説明する。図40に示した
ように、基板201の上に形成された被パターンニング
膜202を、下層パターン235と上層パターン236
からなるレジストパターンをマスクとして、例えばイオ
ンミリングまたは反応性イオンエッチングによってエッ
チングした場合には、下層パターン235および上層パ
ターン236の側壁に再付着膜241が形成され、これ
が原因となって薄膜パターンの周囲にバリが生じる場合
がある。
ーンニング膜31を、本実施の形態に係るレジストパタ
ーン10をマスクとして、例えばイオンミリングまたは
反応性イオンエッチングによってエッチングしている様
子を示している。この場合には、形成すべき薄膜パター
ンに対応する部分において下層パターンが存在しないた
め、エッチングされた被パターンニング膜31の構成物
質が上層パターン14の底面や側壁に再付着して再付着
膜32が形成されることはあっても、この再付着膜32
が薄膜パターンにつながることはないので、薄膜パター
ンの周囲にバリが生じることもない。
フトオフ法を用いて薄膜パターンを形成する場合におけ
る作用および効果について説明する。図41に示したよ
うに、基板211と、その上に形成された下層パターン
235と上層パターン236からなるレジストパターン
の上の全面に、被パターンニング膜213を成膜した場
合には、被パターンニング膜213の構成物質が下層パ
ターン235の側壁にも付着して、薄膜パターンの周囲
にバリ242が生じる場合がある。
本実施の形態に係るレジストパターン10の上の全面
に、被パターンニング膜33を成膜している様子を示し
ている。この場合には、形成すべき薄膜パターンに対応
する部分において下層パターンが存在しないため、薄膜
パターンの周囲にバリが生じることはない。
ッチング法とリフトオフ法のいずれの場合にも薄膜パタ
ーンの周囲にバリが生じることはないので、併用法の場
合にも薄膜パターンの周囲にバリが生じることはない。
ば、レジストパターン10を用いて薄膜パターンを形成
する際に、形成すべき薄膜パターンに対応する部分では
レジストパターン10の上層パターン14のみが存在
し、下層パターン13が存在しないので、薄膜パターン
の周囲にバリが生じることがない。従って、本実施の形
態によれば、欠陥を発生させることなく、微細な薄膜パ
ターンを精度よく形成することが可能になる。
ン10は、レジストよりなり、形成すべき薄膜パターン
に対応する部分と他の部分とに跨るように形成された上
層パターン14と、現像液によって溶解される材料より
なり、他の部分にのみ形成された下層パターン13とを
含み、橋形に形成されたものである。このレジストパタ
ーン10によれば、レジストパターン10のうち、形成
すべき薄膜パターンに対応する部分、すなわち被パター
ンニング膜または下地の上方に浮いた状態で存在する部
分の断面形状や、長さや、特に被パターンニング膜また
は下地からの高さを任意に制御することが可能である。
そのため、本実施の形態によれば、所望の形状の薄膜パ
ターンを精度よく形成することが可能になる。
実施の形態に係るレジストパターンおよびその形成方法
ならびに薄膜パターン形成方法を、マイクロデバイスの
一例としての薄膜磁気ヘッドの製造方法に適用した例に
ついて説明する。ここでは、巨大磁気抵抗効果素子(以
下、GMR素子と記す。)を用いた再生ヘッドを含む薄
膜磁気ヘッドの例を挙げる。なお、図16ないし図19
は磁極部分のエアベアリング面(媒体対向面)に平行な
断面を示している。
は、まず、図16に示したように、例えばアルティック
(Al2O3・TiC)よりなる基板101の上に、例え
ばアルミナ(Al2O3)よりなる絶縁層102を形成す
る。次に、絶縁層102の上に、磁性材料よりなる再生
ヘッド用の下部シールド層103を形成する。次に、下
部シールド層103の上に、アルミナ等の絶縁材料より
なる第1のシールドギャップ膜104aを形成する。次
に、第1のシールドギャップ膜104aの上に、後述す
るGMR素子を形成すべき領域を除いて、アルミナ等の
絶縁材料よりなる第2のシールドギャップ膜104bを
形成する。次に、第2のシールドギャップ膜104bの
上に、再生用のGMR素子となる層105aを形成す
る。次に、層105aの上において、GMR素子を形成
すべき位置に、本実施の形態に係るレジストパターン1
0を形成する。
ターン10をマスクとして、例えばイオンミリングによ
って、層105aを選択的にエッチングして、GMR素
子105を形成する。
ルドギャップ膜104a、第2のシールドギャップ膜1
04bおよびレジストパターン10の上の全面に、GM
R素子105に電気的に接続される一対のリード層10
6を、所定のパターンに形成する。次に、レジストパタ
ーン10を除去する。
ャップ膜104a,104b、GMR素子105および
リード層106の上に、アルミナ等の絶縁材料よりなる
第3のシールドギャップ膜107aを形成し、GMR素
子105をシールドギャップ膜104a,107a内に
埋設する。次に、GMR素子105の近傍を除く、第3
のシールドギャップ膜107aの上に、アルミナ等の絶
縁材料よりなる第4のシールドギャップ膜107bを形
成する。
7bの上に、磁性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッ
ドの双方に用いられる上部シールド層兼下部磁極層(以
下、上部シールド層と記す。)108を形成する。次
に、上部シールド層108の上に、絶縁膜、例えばアル
ミナ膜よりなる記録ギャップ層112を形成する。次
に、図示しないが、記録ギャップ層112において、後
述する薄膜コイルを形成する領域の中央部分を選択的に
エッチングして、コンタクトホールを形成する。
2の上に、スロートハイトを決定する第1のフォトレジ
スト層を所定のパターンに形成する。なお、スロートハ
イトとは、記録ヘッドにおける2つの磁性層が記録ギャ
ップ層を介して対向する部分すなわち磁極部分の、エア
ベアリング面側の端部から反対側の端部までの長さ(高
さ)をいう。
録ヘッドの薄膜コイルを形成する。次に、第1のフォト
レジスト層および薄膜コイルの上に、膜膜コイルを絶縁
するため第2のフォトレジスト層を、所定のパターンに
形成する。
第2のフォトレジスト層の上に、記録ヘッド用の磁性材
料、例えばパーマロイ(NiFe)よりなる上部磁極層
114を形成する。この上部磁極層114は、薄膜コイ
ルが形成された領域の中央部分に形成されたコンタクト
ホールを通して、上部シールド層(下部磁極層)108
と接触し、磁気的に連結している。
クとして、例えばイオンミリングによって、記録ギャッ
プ層112と上部シールド層(下部磁極層)108の一
部をエッチングして、上部磁極層114、記録ギャップ
層112および上部シールド層(下部磁極層)108の
一部の各側壁が垂直に自己整合的に形成されたトリム
(Trim)構造とする。このトリム構造によれば、狭トラ
ックの書き込み時に発生する磁束の広がりによる実効ト
ラック幅の増加を防止することができる。
ミナよりなるオーバーコート層115を形成する。最後
に、上記各層を含むスライダの研磨加工を行って、記録
ヘッドおよび再生ヘッドのエアベアリング面を形成し
て、薄膜磁気ヘッドが完成する。
子105においてトラック幅を規定する部分の幅や、G
MR素子105にオーバーハングするように形成される
リード層106におけるオーバーハング量を正確に制御
する必要がある。前述のように、本実施の形態に係るレ
ジストパターンおよびその形成方法ならびに薄膜パター
ン形成方法によれば、所望の形状の薄膜パターンを精度
よく形成することが可能になる。従って、本実施の形態
を用いてGMR素子105およびリード層106を形成
することにより、GMR素子105においてトラック幅
を規定する部分の幅や、リード層106におけるオーバ
ーハング量を正確に制御することが可能になる。
の実施の形態に係る薄膜パターン形成方法について説明
する。図20ないし図28は、本実施の形態に係る薄膜
パターン形成方法における各工程を示す断面図である。
において、基板1の上に第1の被パターンニング膜2を
形成し、第1の被パターンニング膜2の上に、例えばポ
リメチルグルタルイミドもしくは染料が添加されたポリ
メチルグルタルイミドを塗布することによって、レジス
トパターンにおける下層パターンとなる第1の層3を形
成するところまでは、第1の実施の形態と同様である。
ように、第1の層3の上に、耐熱性を有する補強層51
を形成する。補強層51としては、例えば金属膜とセラ
ミック膜の少なくとも一方が用いられる。補強層51と
するセラミック膜としては、金属酸化膜や金属窒化膜等
がある。
の上に、レジストを塗布することによって、レジストパ
ターンにおける上層パターンとなる第2の層4を形成す
る。
介して、第2の層4に対して所定のパターン像の露光を
行う。
カリ現像液によって、露光後の第2の層4を現像して上
層パターン14を形成する。このとき、第1の層3は、
補強層51によって覆われているので溶解しない。
ン14をマスクとして、イオンミリングや反応性イオン
エッチング等のドライエッチングまたはウェットエッチ
ングによって、補強層51を選択的にエッチングして、
上層パターン14と同じ平面形状の補強パターン52を
形成する。
カリ現像液によって、第1の層3の一部を溶解させる。
このとき、形成すべき薄膜パターンに対応する部分では
第1の層3を完全に除去する。これにより、第1の層3
をパターンニングしてなる下層パターンと、補強層51
をパターンニングしてなる補強パターン52と、第2の
層4をパターンニングしてなる上層パターン14とを含
む本実施の形態に係るレジストパターン50が形成され
る。
図である。図25は図29におけるC−C線断面を表し
ている。図25および図29に示したように、上層パタ
ーン14および補強パターン52は、形成すべき薄膜パ
ターンに対応する部分17と他の部分18とに跨るよう
に形成され、下層パターン13は他の部分18にのみ形
成されている。従って、レジストパターン50の全体形
状は橋形をなしている。
ターン50をマスクとして、ドライエッチング、例えば
イオンミリングまたは反応性イオンエッチングによっ
て、第1の被パターンニング膜2を選択的にエッチング
して、所望の形状の第1の薄膜パターン12を形成す
る。
びレジストパターン50の上の全面に、第2の被パター
ンニング膜6を形成する。
溶剤によってレジストパターン50を除去する。これに
より、所望の形状の第2の薄膜パターン16が得られ
る。
フトオフ法を併用した併用法を用いて第1の薄膜パター
ン12と第2の薄膜パターン16とを形成する場合につ
いて説明したが、本実施の形態に係るレジストパターン
およびその形成方法は、エッチング法のみを用いて薄膜
パターンを形成する場合や、リフトオフ法のみを用いて
薄膜パターンを形成する場合にも適用することができ
る。エッチング法のみを用いて薄膜パターンを形成する
場合には、図26に示した状態から、レジストパターン
50を剥離すればよい。リフトオフ法のみを用いて薄膜
パターンを形成する場合には、被パターンニング膜2の
形成を行わず、基板1の上にレジストパターン50を形
成し、基板1およびレジストパターン50の上の全面に
被パターンニング膜を形成し、その後、レジストパター
ン50を剥離すればよい。このように、エッチング法の
みを用いて薄膜パターンを形成する薄膜パターン形成方
法や、リフトオフ法のみを用いて薄膜パターンを形成す
る薄膜パターン形成方法も本実施の形態に含まれる。
いて説明する。まず、図30を参照して、エッチング法
を用いて薄膜パターンを形成する場合における作用およ
び効果について説明する。図30は、基板1の上に形成
された被パターンニング膜31を、本実施の形態に係る
レジストパターン50をマスクとして、例えばイオンミ
リングまたは反応性イオンエッチングによってエッチン
グしている様子を示している。この場合には、形成すべ
き薄膜パターンに対応する部分において下層パターンが
存在しないため、エッチングされた被パターンニング膜
31の構成物質が上層パターン14の底面や側壁に再付
着して再付着膜32が形成されることはあっても、この
再付着膜32が薄膜パターンにつながることはないの
で、薄膜パターンの周囲にバリが生じることもない。
用いて薄膜パターンを形成する場合における作用および
効果について説明する。図31は、基板1と、その上に
形成された本実施の形態に係るレジストパターン50の
上の全面に、被パターンニング膜33を成膜している様
子を示している。この場合には、形成すべき薄膜パター
ンに対応する部分において下層パターンが存在しないた
め、薄膜パターンの周囲にバリが生じることはない。
ッチング法とリフトオフ法のいずれの場合にも薄膜パタ
ーンの周囲にバリが生じることはないので、併用法の場
合にも薄膜パターンの周囲にバリが生じることはない。
ストパターン50を用いて薄膜パターンを形成する際
に、形成すべき薄膜パターンに対応する部分ではレジス
トパターン50の上層パターン14のみが存在し、下層
パターン13が存在しないので、薄膜パターンの周囲に
バリが生じることがない。従って、本実施の形態によれ
ば、欠陥を発生させることなく、微細な薄膜パターンを
精度よく形成することが可能になる。
強パターン52の作用、効果について説明する。図32
は本実施の形態に係るレジストパターン50の平面図、
図33は図32におけるD−D線断面を表している。
に、本実施の形態に係るレジストパターン50から補強
パターン52を除いたレジストパターンの断面を示した
ものである。補強パターン52のないレジストパターン
をマスクとして、第1の被パターンニング膜2を例えば
イオンミリングまたは反応性イオンエッチングによって
エッチングしたり、補強パターン52のないレジストパ
ターンを用いて被パターンニング膜を形成する際には、
レジストパターンにかかる熱によって、図35に示した
ように、レジストよりなる上層パターン14がだれてし
まう場合がある。そうすると、形成すべき薄膜パターン
に対応する部分において、上層パターン14と被パター
ンニング膜または下地との間隔を適正に保つことができ
ず、所望のパターンニングを行うことができなくなる場
合が生じる。
パターン50によれば、図33に示したように、上層パ
ターン14の下に耐熱性を有する補強パターン52が存
在するので、レジストパターン50をマスクとして第1
の被パターンニング膜2を例えばイオンミリングまたは
反応性イオンエッチングによってエッチングしたり、レ
ジストパターン50を用いて被パターンニング膜を形成
する際に、上層パターン14の形状が維持される。従っ
て、本実施の形態によれば、所望の形状の薄膜パターン
を精度よく形成することが可能になる。
ターン10の代りに、本実施の形態に係るレジストパタ
ーン50を、図16ないし図19に示したような薄膜磁
気ヘッドの製造方法に適用してもよい。この場合には、
GMR素子105においてトラック幅を規定する部分の
幅や、リード層106におけるオーバーハング量をより
正確に制御することが可能になる。
および効果は、第1の実施の形態と同様である。
されず種々の変更が可能である。例えば、本発明は、薄
膜磁気ヘッド以外のマイクロデバイスの製造方法にも適
用することができる。
ストパターン、請求項2記載のレジストパターンの形成
方法、請求項3ないし5のいずれかに記載の薄膜パター
ン形成方法もしくは請求項6または7記載のマイクロデ
バイスの製造方法によれば、形成すべき薄膜パターンに
対応する部分では下層パターンが存在せず、上層パター
ンのみが存在するレジストパターンを用いて薄膜パター
ンを形成することにより、欠陥を発生させることなく、
微細な薄膜パターンを精度よく形成することが可能にな
るという効果を奏する。
請求項9記載のレジストパターンの形成方法、請求項1
0ないし12のいずれかに記載の薄膜パターン形成方法
もしくは請求項13または14記載のマイクロデバイス
の製造方法によれば、形成すべき薄膜パターンに対応す
る部分では下層パターンが存在せず、上層パターンと補
強パターンのみが存在するレジストパターンを用いて薄
膜パターンを形成することにより、欠陥を発生させるこ
となく、微細な薄膜パターンを精度よく形成することが
可能になるという効果を奏する。
形成方法における一工程を示す断面図である。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
ンを形成する様子を示す断面図である。
ンを形成する様子を示す断面図である。
発明の第1の実施の形態に係るレジストパターンをマス
クとしてエッチングしている様子を示す断面図である。
施の形態に係るレジストパターンの上の全面に被パター
ンニング膜を成膜している様子を示す断面図である。
気ヘッドの製造方法における一工程を示す断面図であ
る。
ある。
ある。
ある。
ン形成方法における一工程を示す断面図である。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
発明の第2の実施の形態に係るレジストパターンをマス
クとしてエッチングしている様子を示す断面図である。
施の形態に係るレジストパターンの上の全面に被パター
ンニング膜を成膜している様子を示す断面図である。
ターンの平面図である。
ターンから補強パターンを除いたレジストパターンを示
す断面図である。
層パターンがだれた状態を示す断面図である。
る。
る。
パターンを形成する方法を示す説明図である。
の断面図である。
の断面図である。
層、4…第2の層、5…マスク、6…第2の被パターン
ニング膜、10…レジストパターン、12…第1の薄膜
パターン、13…下層パターン、14…上層パターン、
16…第2の薄膜パターン。
Claims (14)
- 【請求項1】 レジストよりなる上層パターンと、現像
液によって溶解される材料よりなり、上層パターンと下
地との間に配置された下層パターンとを含み、薄膜パタ
ーンを形成するために用いられるレジストパターンであ
って、 前記上層パターンは、形成すべき薄膜パターンに対応す
る部分と他の部分とに跨るように形成され、 前記下層パターンは前記他の部分にのみ形成され、 レジストパターンの全体形状は橋形をなしている ことを
特徴とするレジストパターン。 - 【請求項2】 レジストよりなる上層パターンと、現像
液によって溶解される材料よりなり、上層パターンと下
地との間に配置された下層パターンとを含み、薄膜パタ
ーンを形成するために用いられるレジストパターンの形
成方法であって、 下地の上に下層パターンとなる第1の層を形成する工程
と、 前記第1の層の上に前記上層パターンとなる第2の層を
形成する工程と、 前記第2の層に対して所定のパターン像の露光を行う工
程と、レジストパターンの全体形状が橋形をなすように、 前記
現像液によって露光後の前記第2の層を現像すると共に
前記第1の層の一部を溶解させて、形成すべき薄膜パタ
ーンに対応する部分と他の部分とに跨るように配置され
た上層パターンと、前記他の部分にのみ配置された下層
パターンとを形成する工程とを備えたことを特徴とする
レジストパターンの形成方法。 - 【請求項3】 レジストパターンを用いて薄膜パターン
を形成する薄膜パターン形成方法であって、 下地の上に被パターンニング膜を形成する工程と、 前記被パターンニング膜の上にレジストパターンを形成
する工程と、 前記レジストパターンをマスクとして、前記被パターン
ニング膜を選択的にエッチングして薄膜パターンを形成
する工程とを備え、 前記レジストパターンは、レジストよりなり、形成すべ
き薄膜パターンに対応する部分と他の部分とに跨るよう
に形成された上層パターンと、現像液によって溶解され
る材料よりなり、上層パターンと下地との間に配置さ
れ、前記他の部分にのみ形成された下層パターンとを含
み、全体形状が橋形をなしていることを特徴とする薄膜
パターン形成方法。 - 【請求項4】 レジストパターンを用いて薄膜パターン
を形成する薄膜パターン形成方法であって、 下地の上にレジストパターンを形成する工程と、 前記下地および前記レジストパターンの上の全面に被パ
ターンニング膜を形成する工程と、 前記被パターンニング膜の形成後にレジストパターンを
剥離する工程とを備え、 前記レジストパターンは、レジストよりなり、形成すべ
き薄膜パターンに対応する部分と他の部分とに跨るよう
に形成された上層パターンと、現像液によって溶解され
る材料よりなり、上層パターンと下地との間に配置さ
れ、前記他の部分にのみ形成された下層パターンとを含
み、全体形状が橋形をなしていることを特徴とする薄膜
パターン形成方法。 - 【請求項5】 レジストパターンを用いて薄膜パターン
を形成する薄膜パターン形成方法であって、 下地の上に第1の被パターンニング膜を形成する工程
と、 前記第1の被パターンニング膜の上にレジストパターン
を形成する工程と、 前記レジストパターンをマスクとして、前記第1の被パ
ターンニング膜を選択的にエッチングして第1の薄膜パ
ターンを形成する工程と、 前記下地および前記レジストパターンの上の全面に第2
の被パターンニング膜を形成する工程と、 前記第2の被パターンニング膜の形成後にレジストパタ
ーンを剥離する工程とを備え、 前記レジストパターンは、レジストよりなり、形成すべ
き薄膜パターンに対応する部分と他の部分とに跨るよう
に形成された上層パターンと、現像液によって溶解され
る材料よりなり、上層パターンと下地との間に配置さ
れ、前記他の部分にのみ形成された下層パターンとを含
み、全体形状が橋形をなしていることを特徴とする薄膜
パターン形成方法。 - 【請求項6】 レジストパターンを用いて形成される薄
膜パターンを含むマイクロデバイスの製造方法におい
て、 レジストよりなり、形成すべき薄膜パターンに対応する
部分と他の部分とに跨るように形成された上層パターン
と、現像液によって溶解される材料よりなり、上層パタ
ーンと下地との間に配置され、前記他の部分にのみ形成
された下層パターンとを含み、全体形状が橋形をなして
いるレジストパターンを用いて薄膜パターンを形成する
ことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。 - 【請求項7】 前記マイクロデバイスは薄膜磁気ヘッド
であることを特徴とする請求項6記載のマイクロデバイ
スの製造方法。 - 【請求項8】 レジストよりなる上層パターンと、現像
液によって溶解される材料よりなり、上層パターンと下
地との間に配置された下層パターンと、上層パターンと
下層パターンとの間に配置され、前記上層パターンを補
強する補強パターンとを含み、薄膜パターンを形成する
ために用いられるレジストパターンであって、 前記上層パターンおよび前記補強パターンは、形成すべ
き薄膜パターンに対応する部分と他の部分とに跨るよう
に形成され、 前記下層パターンは前記他の部分にのみ形成され、 レジストパターンの全体形状は橋形をなしている ことを
特徴とするレジストパターン。 - 【請求項9】 レジストよりなる上層パターンと、現像
液によって溶解される材料よりなり、上層パターンと下
地との間に配置された下層パターンと、上層パターンと
下層パターンとの間に配置され、前記上層パターンを補
強する補強パターンとを含み、薄膜パターンを形成する
ために用いられるレジストパターンの形成方法であっ
て、 下地の上に下層パターンとなる第1の層を形成する工程
と、 前記第1の層の上に前記補強パターンとなる補強層を形
成する工程と、 前記補強層の上に前記上層パターンとなる第2の層を形
成する工程と、 前記第2の層に対して所定のパターン像の露光を行う工
程と、 前記現像液によって露光後の前記第2の層を現像して、
形成すべき薄膜パターンに対応する部分と他の部分とに
跨るように配置された上層パターンを形成する工程と、 前記上層パターンをマスクとして、前記補強層を選択的
にエッチングして、形成すべき薄膜パターンに対応する
部分と他の部分とに跨るように配置された補強パターン
を形成する工程と、レジストパターンの全体形状が橋形をなすように、 前記
現像液によって前記第1の層の一部を溶解させて、前記
他の部分にのみ配置された下層パターンを形成する工程
とを備えたことを特徴とするレジストパターンの形成方
法。 - 【請求項10】 レジストパターンを用いて薄膜パター
ンを形成する薄膜パターン形成方法であって、 下地の上に被パターンニング膜を形成する工程と、 前記被パターンニング膜の上にレジストパターンを形成
する工程と、 前記レジストパターンをマスクとして、前記被パターン
ニング膜を選択的にエッチングして薄膜パターンを形成
する工程とを備え、 前記レジストパターンは、レジストよりなり、形成すべ
き薄膜パターンに対応する部分と他の部分とに跨るよう
に形成された上層パターンと、現像液によって溶解され
る材料よりなり、上層パターンと下地との間に配置さ
れ、前記他の部分にのみ形成された下層パターンと、上
層パターンと下層パターンとの間に配置され、前記上層
パターンを補強する補強パターンとを含み、全体形状が
橋形をなしていることを特徴とする薄膜パターン形成方
法。 - 【請求項11】 レジストパターンを用いて薄膜パター
ンを形成する薄膜パターン形成方法であって、 下地の上にレジストパターンを形成する工程と、 前記下地および前記レジストパターンの上の全面に被パ
ターンニング膜を形成する工程と、 前記被パターンニング膜の形成後にレジストパターンを
剥離する工程とを備え、 前記レジストパターンは、レジストよりなり、形成すべ
き薄膜パターンに対応する部分と他の部分とに跨るよう
に形成された上層パターンと、現像液によって溶解され
る材料よりなり、上層パターンと下地との間に配置さ
れ、前記他の部分にのみ形成された下層パターンと、上
層パターンと下層パターンとの間に配置され、前記上層
パターンを補強する補強パターンとを含み、全体形状が
橋形をなしていることを特徴とする薄膜パターン形成方
法。 - 【請求項12】 レジストパターンを用いて薄膜パター
ンを形成する薄膜パターン形成方法であって、 下地の上に第1の被パターンニング膜を形成する工程
と、 前記第1の被パターンニング膜の上にレジストパターン
を形成する工程と、 前記レジストパターンをマスクとして、前記第1の被パ
ターンニング膜を選択的にエッチングして第1の薄膜パ
ターンを形成する工程と、 前記下地および前記レジストパターンの上の全面に第2
の被パターンニング膜を形成する工程と、 前記第2の被パターンニング膜の形成後にレジストパタ
ーンを剥離する工程とを備え、 前記レジストパターンは、レジストよりなり、形成すべ
き薄膜パターンに対応する部分と他の部分とに跨るよう
に形成された上層パターンと、現像液によって溶解され
る材料よりなり、上層パターンと下地との間に配置さ
れ、前記他の部分にのみ形成された下層パターンと、上
層パターンと下層パターンとの間に配置され、前記上層
パターンを補強する補強パターンとを含み、全体形状が
橋形をなしていることを特徴とする薄膜パターン形成方
法。 - 【請求項13】 レジストパターンを用いて形成される
薄膜パターンを含むマイクロデバイスの製造方法におい
て、 レジストよりなり、形成すべき薄膜パターンに対応する
部分と他の部分とに跨るように形成された上層パターン
と、現像液によって溶解される材料よりなり、上層パタ
ーンと下地との間に配置され、前記他の部分にのみ形成
された下層パターンと、上層パターンと下層パターンと
の間に配置され、前記上層パターンを補強する補強パタ
ーンとを含み、全体形状が橋形をなしているレジストパ
ターンを用いて薄膜パターンを形成することを特徴とす
るマイクロデバイスの製造方法。 - 【請求項14】 前記マイクロデバイスは薄膜磁気ヘッ
ドであることを特徴とする請求項13記載のマイクロデ
バイスの製造方法。
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