JP3468417B2 - 薄膜形成方法 - Google Patents
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Description
る。本発明に係る薄膜形成方法は、特に、薄膜磁気ヘッ
ドにおいて、積層位置の異なる2つの薄膜素子を位置合
わせする際に有効である。本発明は、更に、各種回路素
子もしくは集積回路等における高密度配線パターンの形
成にも適用できる。
ディスク装置に用いられる薄膜磁気ヘッドは、周知のよ
うに、多層膜構造になり、ウエハー上で、スパッタもし
くはメッキ等の膜形成技術、フォトリソグラフィ技術を
用いた高精度パターン形成技術または各種ドライエッチ
ングもしくはウエットエッチング等の高度な技術を適用
して製造される。
つの薄膜素子を、高精度で位置合わせしなければならな
い部分を多数有する。代表例として、誘導型書き込み素
子及びMR読み取り素子を有する複合型薄膜磁気ヘッド
では、書き込み素子及びMR読み取り素子を高精度で位
置合わせしなければならない。
膜素子(例えば読み取り素子)のパターンを画定するマ
スクに、第1のマーカのためのパターンを作り込んでお
き、第1の薄膜素子と第1のマーカとを、支持体(例え
ば絶縁膜)の表面に同時に形成する。マーカの形成技術
は、例えば特開平10ー162316号公報に開示され
ている。
覆うように、支持体の表面に、光学的透明膜(例えば平
坦化膜)を形成する。光学的透明膜はAl2O3またはSiO2
等でなる。
の表面に、第1のマーカを基準にして、第2のマーカを
形成する。
子(例えば書き込み素子)のための薄膜を形成する。こ
の薄膜は、一般には磁性膜であり、光学的に不透明であ
る。
り、前記薄膜をパターニングして、第2の薄膜素子を形
成する。第2の薄膜素子を構成するための薄膜は、光学
的に不透明であるから、第2の薄膜素子のパターニング
のためのフォトリソグラフィ工程は、第2のマーカを基
準にして行う。
素子をパターニングするフォトリソグラフィ工程におい
て、露光装置を、第1の薄膜素子に対して極めて高度の
位置精度を持つ第1のマーカではなく、第1のマーカを
基準にして作成された第2のマーカに位置合わせせざる
得ないため、第1の薄膜素子に対する第2の薄膜素子の
位置合わせ精度が低下することである。
位置の異なる第1の薄膜素子及び第2の薄膜素子を、高
精度で、かつ、安定に位置合わせし得る薄膜形成方法を
提供することである。
め、本発明は4つの態様に係る薄膜形成方法を開示す
る。
態様に係る薄膜形成方法は、次の工程を含む。
膜素子及びマーカを覆うように、前記支持体の表面に、
光学的透明膜を形成し、前記光学的透明膜の表面を平坦
化する。
て、前記マーカの上方の領域に、フォトリソグラフィ工
程の適用によって、レジストカバーを形成する。次に、
前記光学的透明膜及び前記レジストカバーの表面に、メ
ッキ下地膜を形成する。次に、前記光学的透明膜の前記
表面から、前記レジストカバーを除去する。
記光学的透明膜を通して見える前記マーカを基準にし
て、前記第1の薄膜素子の上方の領域に、フォトリソグ
ラフィ工程の適用によって、レジストフレームを形成す
る。このとき、レジストカバー及びその表面に付着され
たメッキ下地膜は、光学的透明膜の表面から既に除去さ
れているから、露光装置は、光学的透明膜の表面側から
マーカを認識できる。従って、レジストフレ−ムを形成
するためのフォトリソグラフィ工程を、光学的透明膜を
通して見えるマーカを基準にして行うことができる。こ
のため、レジストフレ−ムを、第1の薄膜素子に対し
て、高精度で、かつ、安定に位置合わせすることができ
る。
された領域内において、前記メッキ下地膜の上にメッキ
膜を付着させる。次に、前記レジストフレームを除去し
た後、前記メッキ膜のパターンに従って、前記メッキ下
地膜をパターンニングする。これにより、第1の薄膜素
子に対して、高精度で、かつ、安定に位置合わせしたメ
ッキ膜を得ることができる。
態様に係る薄膜形成方法は、次の工程を含む。
膜素子及び第1のマーカを覆うように、前記支持体の前
記表面に光学的透明膜を形成し、前記光学的透明膜の前
記表面を平坦化する。
記第1のマーカを基準にして、第2のマーカを形成す
る。次に、前記光学的透明膜の表面に、メッキ下地膜を
形成する。
て、前記第1のマーカの上方の領域における前記メッキ
下地膜をミリングする。前記ミリングは、前記第2のマ
ーカを基準にして行う。
光学的透明膜を通して見える前記マーカを基準にして、
前記第1の薄膜素子の上方の領域に、フォトリソグラフ
ィ工程の適用によって、レジストフレームを形成する。
上述したように、第1のマーカの上方の領域におけるメ
ッキ下地膜は、ミリングによって既に除去されているか
ら、露光装置は、光学的透明膜の表面側から第1のマー
カを認識できる。従って、記第1の薄膜素子の上方の領
域に、フォトリソグラフィ工程の適用によって、レジス
トフレームを形成するフォトリソグラフィ工程を、光学
的透明膜を通して見える第1のマーカを基準にして行う
ことができる。このため、レジストフレ−ムを、第1の
薄膜素子に対して、高精度で、かつ、安定に位置合わせ
することができる。
された領域内において、前記メッキ下地膜の上にメッキ
膜を付着させる。次に、前記レジストフレームを除去し
た後、前記メッキ膜のパターンに従って、前記メッキ下
地膜をパターンニングする。これにより、第1の薄膜素
子に対して、高精度で、かつ、安定に位置合わせしたメ
ッキ膜を得ることができる。
態様に係る薄膜形成方法は、次の工程を含む。
膜素子及びマーカを覆うように、前記支持体の表面に、
光学的透明膜を形成し、前記光学的透明膜の表面を平坦
化する。
て、前記マーカの上方の領域に、フォトリソグラフィ工
程の適用によって、レジストカバーを形成する。次に、
前記光学的透明膜及び前記レジストカバーの表面に、光
学的不透明膜を形成する。
前記レジストカバーを除去する。レジストカバーは、リ
フトオフ法により、簡単に除去することができる。レジ
ストカバーを除去することにより、レジストカバーと共
に、その表面に付着した光学的不透明膜も除去される。
従って、露光装置は、光学的透明膜の表面側からマーカ
を認識できるようになる。
グラフィ工程の適用によりパターニングして第2の薄膜
素子を形成する。このとき、前記第2の薄膜素子のパタ
ーニングのためのフォトリソグラフィ工程は、前記光学
的透明膜を通して見える前記マーカを基準にして行う。
表面に付着された光学的不透明膜は、光学的透明膜の表
面から既に除去されているから、露光装置は、光学的透
明膜の表面側からマーカを認識できる。従って、第2の
薄膜素子をパターニングするためのフォトリソグラフィ
工程を、光学的透明膜を通して見えるマーカを基準にし
て行うことができる。このため、上下に位置する第1の
薄膜素子及び第2の薄膜素子を、高精度で、かつ、安定
に位置合わせすることができる。
態様に係る薄膜形成方法は、次の工程を含む。
膜素子及び第1のマーカを覆うように、前記支持体の前
記表面に光学的透明膜を形成し、前記光学的透明膜の表
面を平坦化する。
記第1のマーカを基準にして、第2のマーカを形成す
る。次に、前記光学的透明膜の表面に、光学的不透明膜
を形成する。
て、前記第1のマーカの上方の領域における前記光学的
不透明膜をミリングする。前記ミリングは、前記第2の
マーカを基準にして行う。このミリングは、第1のマー
カが光学的透明膜の表面から見えるような領域を作成す
るために用いられるので、高精度のパターンである必要
はない。従って、第2のマーカを基準にして、ミリング
を行っても問題は生じない。
グラフィ工程の適用によりパターニングして、第2の薄
膜素子を形成する。前記第2の薄膜素子をパターニング
する前記フォトリソグラフィ工程は、前記光学的透明膜
を通して見える前記第1のマーカを基準にして行う。
域における光学的不透明膜は、ミリングによって既に除
去されているから、露光装置は、光学的透明膜の表面側
から第1のマーカを認識できる。従って、第2の薄膜素
子のパターニングするためのフォトリソグラフィ工程
を、光学的透明膜を通して見える第1のマーカを基準に
して行うことができる。このため、上下に位置する第1
の薄膜素子及び第2の薄膜素子を、高精度で、かつ、安
定に位置合わせすることができる。
は、実施例である添付図面を参照して、更に詳しく説明
する。
>図1は本発明の第1の態様に係る薄膜形成方法を示す
図である。ここでは、MR読み取り素子及び誘導型書き
込み素子を有する複合型薄膜磁気ヘッドにおいて、MR
読み取り素子及び誘導型書き込み素子を位置合わせする
プロセスを前提として説明する。MR読み取り素子は、
一般には磁気抵抗効果膜を含む。前記磁気抵抗効果膜
は、スピンバルブ膜、強磁性トンネル接合効果膜を含む
ことができる。
の表面に形成されたMR読み取り素子でなる第1の薄膜
素子30及びマーカ31を覆うように、支持体1の表面
に、光学的透明膜2を形成する。支持体1はAl2O3もし
くはSiO2等の絶縁膜等によって構成される。また、第1
の薄膜素子30はMR読み取り素子となる。更に、光学
的透明膜2は平坦化膜となり得る。このような場合は、
光学的透明膜2はAl2O3もしくはSiO2等によって構成さ
れる。マーカ31のパターン、数等は任意でよい。
明膜2の表面であって、マーカ31の上方の領域に、フ
ォトリソグラフィ工程の適用によって、レジストカバー
51を形成する。
的透明膜2の表面を平坦化しておく。光学的透明膜2の
平坦化は、ケミカル.メカニカル.ポリシング法(以下
CMP法と称する)によって行うことができる。レジス
トカバー51は、周知のフォトレジストを塗布し、フォ
トリソグラフィ工程を実行することにより、所定のパタ
ーンとなるように形成する。レジストカバー51のパタ
ーニングは、第1のマーカ31を基準にして実行する。
明膜2及びレジストカバー51の表面に、メッキ下地膜
5を形成する。メッキ下地膜5は、スパッタ等の手段に
よって形成される。メッキ下地膜5は、薄膜磁気ヘッド
において、誘導型書き込み素子のポール部及びヨーク部
を構成するのに通常用いられる材料で構成される。
明膜2の表面から、レジストカバー51を除去する。レ
ジストカバー51は、リフトオフ法により、簡単に除去
することができる。レジストカバー51を除去すること
により、レジストカバー51と共に、その表面に付着し
たメッキ下地膜5も除去される。従って、フォトリソグ
ラフィのために用いられる露光装置は、光学的透明膜2
の表面側からマーカ31を認識できるようになる。
明膜2及びメッキ下地膜5の表面にフォトレジスト52
を塗布し、光学的透明膜2及びフォトレジスト52を通
して見えるマーカ31を基準にして、フォトレジスト5
2の上にフォトマスクMSを位置決めし、露光L1す
る。露光後、現像することにより、図1(f)に示すよ
うに、MR読み取り素子でなる第1の薄膜素子30の上
方のメッキ下地膜5の上に、所定のパターンを有し、か
つ、高精度で位置決めされたレジストフレーム52が得
られる。このとき、レジストカバー及びその表面に付着
されたメッキ下地膜5は、光学的透明膜2の表面から既
に除去されているから、露光装置は、光学的透明膜2の
表面側からマーカ31を認識できる。従って、レジスト
フレ−ム52を形成するためのフォトリソグラフィ工程
を、光学的透明膜2を通して見えるマーカ31を基準に
して行うことができる。このため、レジストフレ−ム5
2を、MR読み取り素子でなる第1の薄膜素子30に対
して、高精度で、かつ、安定に位置合わせすることがで
きる。
カバー52によって覆われていないメッキ下地膜5の上
に、メッキ膜53を付着させる。メッキ膜53は薄膜磁
気ヘッドにおいて、誘導型書き込み素子のポール部及び
ヨーク部を構成するのに通常用いられる磁性材料、例え
ばパーマロイ膜で構成され得る。
離)し、余分なメッキ下地膜5をミリング等の手段によ
って除去する。これにより、図1(h)に示すように、
所定のパターンを有するメッキ膜53が得られる。これ
により、MR読み取り素子でなる第1の薄膜素子30に
対して、誘導型書き込み素子のポール部及びヨーク部と
なるメッキ膜53を高精度で、かつ、安定に位置合わせ
することができる。
本発明の第2の態様に係る薄膜形成方法を示す図であ
る。図において、図1に図示された構成部分と同一の構
成部分については、同一の参照符号を付してある。支持
体1、第1の薄膜素子30、及び、第1のマーカ31に
ついては、図1に図示した第1の態様と異なるところは
ない。
の表面に形成されたMR読み取り素子でなる第1の薄膜
素子30及び第1のマーカ31を覆うように、支持体1
の表面に光学的透明膜2を形成する。また、光学的透明
膜2の表面に、第1のマーカ31を基準にして、第2の
マーカ32を形成する。
明膜2の表面に、光学的不透明膜であるメッキ下地膜5
を形成する。メッキ下地膜5は、第1の態様において、
既に説明した通りである。
明膜2の表面であって、第1のマーカ31の上方の領域
の外側に、フォトリソグラフィ工程の適用によって、レ
ジストフレーム54を形成する。このレジストフレーム
54は、第2のマーカ32を基準にしてマスク合わせを
ことにより、形成することができる。
フレーム54によって覆われていない領域のメッキ下地
膜5を、ミリングによって除去する。ミリングは、第2
のマーカ32を基準にして行う。このミリングは、第1
のマーカ31が光学的透明膜2の表面から見えるような
領域を作成するために用いられるので、高精度のパター
ンである必要はない。従って、第2のマーカ32を基準
にして、ミリングを行っても問題は生じない。
明膜2及びメッキ下地膜5の表面にフォトレジスト55
を塗布し、光学的透明膜2及びフォトレジスト55を通
して見えるマーカ31を基準にして、フォトレジスト5
5の上にフォトマスクMSを位置決めし、露光L1す
る。露光後に現像することにより、図2(f)に示すよ
うに、第1の薄膜素子30の上方のメッキ下地膜5の上
に、レジストフレ−ム55を形成する。
フレ−ム55によって覆われていないメッキ下地膜5の
上に、メッキ膜56を付着させる。メッキ膜56は薄膜
磁気ヘッドにおいて、誘導型書き込み素子のポール部及
びヨーク部を構成するのに通常用いられる磁性材料、例
えばパーマロイ膜で構成され得る。
分なメッキ下地膜5をミリング等の手段によって除去す
る。これにより、図2(h)に示すように、MR読み取
り素子でなる第1の薄膜素子30に対して、誘導型書き
込み素子のポール部及びヨーク部となるメッキ膜56を
高精度で、かつ、安定に位置合わせすることができる。
本発明の第3の態様に係る薄膜形成方法を示す図であ
る。第3の態様は、薄膜磁気ヘッドの他、各種回路素子
もしくは集積回路等における高密度配線パターンの形成
に適用できる。
の表面に形成された第1の薄膜素子30及びマーカ31
を覆うように、支持体1の表面に、光学的透明膜2を形
成する。支持体1はAl2O3もしくはSiO2等の絶縁膜等に
よって構成される。光学的透明膜2はAl2O3もしくはSiO
2等によって構成される。マーカ31のパターン、数等
は任意でよい。
明膜2の表面であって、マーカ31の上方の領域に、フ
ォトリソグラフィ工程の適用によって、レジストカバー
51を形成する。レジストカバー51を形成する前に、
光学的透明膜2の表面を平坦化しておく。光学的透明膜
2の平坦化は、CMP法によって行うことができる。レ
ジストカバー51は、周知のフォトレジストを塗布し、
フォトリソグラフィ工程を実行することにより、所定の
パターンとなるように形成する。レジストカバー51の
パターニングは、第1のマーカ31を基準にして実行す
る。
明膜2及びレジストカバー51の表面に、光学的不透明
膜4を形成する。光学的不透明膜4は、金属膜によって
構成され得る。その形成手段としては、スパッタを採用
することができる。
明膜2の表面から、レジストカバー51を除去する。レ
ジストカバー51は、リフトオフ法により、簡単に除去
することができる。レジストカバー51を除去すること
により、レジストカバー51と共に、その表面に付着し
た光学的不透明膜4も除去される。従って、フォトリソ
グラフィのために用いられる露光装置は、光学的透明膜
2の表面側からマーカ31を認識できるようになる。
明膜2及び光学的不透明膜4の表面にフォトレジスト5
8を塗布し、光学的透明膜2及びフォトレジスト58を
通して見えるマーカ31を基準にして、フォトレジスト
58の上にフォトマスクMSを位置決めし、露光L1す
る。露光後に現像することにより、図3(f)に示すよ
うに、第1の薄膜素子30の上方の光学的不透明膜4の
上に、レジストフレーム58を形成する。
フレーム58によって覆われていない光学的不透明膜4
を、ミリング等の手段によって除去する。これにより、
図3(h)に示すように、所定のパターンを有する第2
の薄膜素子40が得られる。
ソグラフィ工程では、レジストカバー51及びその表面
に付着された光学的不透明膜4は、光学的透明膜2の表
面から既に除去されているから、露光装置は、光学的透
明膜2の表面側から、マーカ31を認識できる。従っ
て、第2の薄膜素子40のパターニングするためのフォ
トリソグラフィ工程を、光学的透明膜2を通して見える
マーカ31を基準にして行うことができる。このため、
上下に位置する第1の薄膜素子30及び第2の薄膜素子
40を、高精度で、かつ、安定に位置合わせすることが
できる。
本発明の第4の態様に係る薄膜形成方法を示す図であ
る。図において、図3に図示された構成部分と同一の構
成部分については、同一の参照符号を付してある。支持
体1、第1の薄膜素子30、及び、第1のマーカ31に
ついては、図3に図示した第1の態様と異なるところは
ない。
の表面に形成された第1の薄膜素子30及び第1のマー
カ31を覆うように、支持体1の表面に光学的透明膜2
を形成する。また、光学的透明膜2の表面に、第1のマ
ーカ31を基準にして、第2のマーカ32を形成する。
明膜2の表面に、光学的不透明膜4を形成する。
明膜2の表面であって、第1のマーカ31の上方の領域
の外側に、フォトリソグラフィ工程の適用によって、レ
ジストフレーム59を形成する。このレジストフレーム
59は、第2のマーカ32を基準にしてマスク合わせを
ことにより、形成することができる。
フレーム59によって覆われていない領域の光学的不透
明膜4を、ミリングによって除去する。ミリングは、第
2のマーカ32を基準にして行う。このミリングは、第
1のマーカ31が光学的透明膜2の表面から見えるよう
な領域を作成するために用いられるので、高精度のパタ
ーンである必要はない。従って、第2のマーカ32を基
準にして、ミリングを行っても問題は生じない。
明膜2及び光学的不透明膜4の表面にフォトレジスト6
0を塗布し、光学的透明膜2及びフォトレジスト60を
通して見えるマーカ31を基準にして、フォトレジスト
60の上にフォトマスクMSを位置決めし、露光L1す
る。露光後に現像することにより、図4(f)に示すよ
うに、第1の薄膜素子30の上方の光学的不透明膜4の
上に、レジストフレ−ム60を形成する。
フレ−ム60によって覆われていない光学的不透明膜4
を、ミリング等の手段によって除去する。これにより、
図4(h)に示すように、所定のパターンを有する第2
の薄膜素子40が得られる。
ォトリソグラフィ工程では、第1のマーカ31の上方の
領域における光学的不透明膜4は、ミリングによって既
に除去されているから、露光装置は、光学的透明膜2の
表面側から第1のマーカ31を認識できる。従って、第
2の薄膜素子40のためのフォトリソグラフィ工程を、
光学的透明膜2を通して見える第1のマーカ31を基準
にして行うことができる。このため、上下に位置する第
1の薄膜素子30及び第2の薄膜素子40を、高精度
で、かつ、安定に位置合わせすることができる。
明を詳説したが、本発明の本質及び範囲から離れること
なく、その形態と細部において、種々の変形がなされ得
ることは、当業者にとって明らかである。
層位置の異なる第1の薄膜素子及び第2の薄膜素子を、
高精度で、かつ、安定に位置合わせし得る薄膜形成方法
を提供することができる。
図である。
図である。
図である。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 薄膜形成方法であって、 支持体の表面に形成された第1の薄膜素子及び第1のマ
ーカを覆うように、前記支持体の前記表面に光学的透明
膜を形成し、次に、 前記光学的透明膜の前記表面を平坦化し、次に、 前記光学的透明膜の前記表面に、前記第1のマー
カを基準にして、第2のマーカを形成し、次に、 前記光学的透明膜の表面に、メッキ下地膜を形成
し、次に、 前記光学的透明膜の前記表面であって、前記第1
のマーカの上方の領域における前記メッキ下地膜をミリ
ングし、前記ミリングは、前記第2のマーカを基準にし
て行い、次に、 前記メッキ下地膜の除去跡から前記光学的透明膜
を通して見える前記第1のマーカを基準にして、前記第
1の薄膜素子の上方の領域に、フォトリソグラフィ工程
の適用によって、レジストフレームを形成し、次に、 前記レジストフレームによって画定された領域内
において、前記メッキ下地膜の上にメッキ膜を付着さ
せ、次に、 前記レジストフレームを除去した後、前記メッキ
膜のパターンに従って、前記メッキ下地膜をパターニン
グし、第2の薄膜素子を形成する工程を含む薄膜形成方
法。 - 【請求項2】 薄膜形成方法であって、 支持体の表面に形成された第1の薄膜素子及び第1のマ
ーカを覆うように、前記支持体の前記表面に光学的透明
膜を形成し、前記光学的透明膜の表面を平坦化し、 前記光学的透明膜の表面に、前記第1のマーカを基準に
して、第2のマーカを形成し、 次に、前記光学的透明膜の表面に、光学的不透明膜を形
成し、 次に、前記光学的不透明膜の表面であって、前記第1の
マーカの上方領域の外側に、フォトリソグラフィ工程の
適用によって、レジストフレームを形成し、前記レジス
トフレームは、前記第2のマーカを基準にしてマスク合
わせをことにより形成し、 次に、前記レジストフレームによって覆われていない領
域の前記光学的不透明膜を、ミリングによって除去して
前記第1のマーカが前記光学的透明膜の表面から見える
ような領域を作成し、前記ミリングは、前記第2のマー
カを基準にして行い、 次に、前記第1のマーカを基準にして、前記フォトレジ
ストの上にフォトマスクを位置決めし、露光し、現像す
ることにより、前記第1の薄膜素子の上方の前記光学的
不透明膜の上に、レジストフレ−ムを形成し、 次に、前記レジストフレ−ムによって覆われていない前
記光学的不透明膜を、ミリングなどによって除去するこ
とにより、所定のパターンを有する第2の薄膜素子を得
る工程を含む薄膜形成方法。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載された薄膜形成
方法であって、 薄膜磁気ヘッドの製造工程に適用される薄膜形成方法。 - 【請求項4】 請求項3に記載された薄膜形成方法であ
って、 前記第1の薄膜素子は、読み取り素子であり、 前記第2の薄膜素子は、書き込み素子の一部である薄膜
形成方法。
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1999
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2000
- 2000-06-27 US US09/604,077 patent/US6399285B1/en not_active Expired - Lifetime
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