JP3915473B2 - レジストパターン、該レジストパターンの形成方法、該レジストパターンを用いたフレームめっき方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents
レジストパターン、該レジストパターンの形成方法、該レジストパターンを用いたフレームめっき方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レジストパターン、このレジストパターンの形成方法、このレジストパターンを用いたフレームめっき方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜磁気ヘッド等の薄膜素子、半導体素子又はマイクロデバイスを製造する場合は、ミリング（ドライエッチング）処理、リフトオフ処理、及び／又はフレームめっき処理等が行われ、これらの処理は、マスクであるフォトレジストパターンを形成することから始まる。
【０００３】
フォトレジストパターンには種々の構造のものがあるが、フレームめっき処理等に使用されるフォトレジストパターンとして、３層レジストパターンがある。この３層レジストパターンは、比較的薄い上層レジストを高解像度でパターニングし、この上層レジストパターンをマスクとして中間層を反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）し、次いでこの中間層パターンをマスクとして厚い下層レジストパターンをＲＩＥすることにより形成される。例えば、特開平１０−３６１３号公報、特開平１１−１７５９１５号公報、特開２０００−１３２８１２号公報には、このような３層レジストパターンが記載されている。
【０００４】
これらの特開平１０−３６１３号公報及び特開平１１−１７５９１５号公報にも記載されているように、従来の３層レジストパターンにおいては、最下層の厚膜レジストとして、粘度の高いノボラック樹脂系レジストを使用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、３層レジストパターンの下層厚膜レジストに、ノボラック樹脂系レジストを用いた場合、その耐熱性の低さが大きな問題となっていた。即ち、下層厚膜レジストのプリベーク処理（熱処理）をたとえ１００〜１７０℃程度で行ったとしても、上層の薄膜レジストをプリントする際に行われる熱処理（プリベーク、ＰＥＢ等）によって、下層厚膜レジストの歪み発生、中間層のひび割れ、及び剥離が生じ、良好なパターンを得ることができなかった。中間層に不具合が生じない程度の熱処理を下層厚膜レジストに行ったとしても、３層レジストパターンの剥離が困難となる等の問題が生じていた。
【０００６】
さらに、３層レジストパターンの下層厚膜レジストに、ノボラック樹脂系レジストを用いた場合、この下層厚膜レジスト自体をＲＩＥ等のドライエッチングしてパターニングする際のエッチング異方性（直進性）が非常に悪く、３層レジストパターンの壁面プロファイルを垂直に形成することは著しく困難であった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、熱処理による歪み、ひび割れ等の生じないレジストパターン、このレジストパターンの形成方法、このレジストパターンを用いたフレームめっき方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、より垂直に近い壁面プロファイルを有するレジストパターン、このレジストパターンの形成方法、このレジストパターンを用いたフレームめっき方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、メラミン系化合物を含んだノボラック樹脂材料、メラミン系化合物を含んだナフトキノンジアジド（ＮＱＤ）ノボラックレジスト材料、メラミン系化合物を含んだ一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、又はメラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料によって形成された下層パターンと、この下層パターン上に形成された中間層パターンと、中間層パターン上に形成された上層レジストパターンとを備えたレジストパターンが提供される。
【００１０】
下層パターンを形成するこれらの材料は、ノボラック樹脂に比して、低分子成分である感光剤を単独で含んでいないので熱架橋後の平均分子量が大きい、樹脂がノボラック樹脂系ではなくガラス転移点が高い、架橋剤を含んでいるため熱処理時における樹脂の架橋割合が大きい、といった特性を持つ。従って、下層パターンにこれらの材料を用いることにより、上層パターンの熱処理時における下層パターンの歪み、中間層パターンのひび割れ、及び剥離が発生せず、良好なレジストパターン形状が得られる。しかも、下層パターンにこれらの材料を用いることにより、その壁面プロファイルがより垂直に近くなり、非常に良好なレジストパターン形状が得られる。
【００１１】
さらに本発明によれば、下層パターンと、中間層パターンと、上層レジストパターンとを含むレジストパターンの形成方法であって、下層パターンを、メラミン系化合物を含んだノボラック樹脂材料、メラミン系化合物を含んだＮＱＤノボラックレジスト材料、メラミン系化合物を含んだ一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、又はメラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料によって形成するレジストパターンの形成方法が提供される。
【００１２】
中間層パターンを無機材料で形成することが好ましい。
【００１３】
さらにまた、本発明によれば、メラミン系化合物を含んだノボラック樹脂材料、メラミン系化合物を含んだＮＱＤノボラックレジスト材料、メラミン系化合物を含んだ一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、又はメラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料によって下層を形成し、この下層上に中間層を積層し、中間層上にレジスト材料による上層を積層した後、上層を所定のパターンに露光し、現像することにより、上層レジストパターンを形成し、上層レジストパターンをマスクとして、中間層をエッチングすることにより中間層パターンを形成し、この中間層パターンをマスクとして、下層をエッチングすることにより下層パターンを形成するレジストパターンの形成方法が提供される。
【００１４】
下層パターンを形成するこれらの材料は、ノボラック樹脂に比して、低分子成分である感光剤を単独で含んでいないので熱架橋後の平均分子量が大きい、樹脂がノボラック樹脂系ではなくガラス転移点が高い、架橋剤を含んでいるため熱処理時における樹脂の架橋割合が大きい、といった特性を持つ。従って、下層にこれらの材料を用いることにより、上層の熱処理時における下層の歪み発生、中間層のひび割れ、及び剥離が発生せず、良好なレジストパターンを得ることができる。しかも、これらの材料はエッチング異方性（直進性）が非常に優れているため、下層をエッチングする際のその壁面プロファイルがより垂直に近くなって、非常に良好なレジストパターン形状が得られる。
【００１５】
下層は、上述の材料を成膜した後、１００〜１７０℃でプリベークして形成することが好ましい。
【００１６】
中間層を無機材料で形成することが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明によれば、めっき電極層上に、上述した方法によりレジストパターンを形成し、形成したレジストパターン用いてフレームめっきを行うフレームめっき方法、及びこのフレームめっき方法により、薄膜を形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態として、３層レジストパターンを形成し、これを用いてフレームめっきを行う方法を説明する工程図である。このフレームめっきは、例えば、薄膜磁気ヘッドの磁極形成等に用いられるが、その他の薄膜素子、半導体素子又はマイクロデバイスのいかなる膜を形成する場合であっても良い。また、この３層レジストパターンは、フレームめっきの場合に限定されることなくその他のいかなる場合にも利用することができる。
【００１９】
まず、同図（Ａ）に示すように、基板又はその上にフレームめっきを行う膜１０上に導電性膜をスパッタリング等で成膜し、めっき電極層１１を形成する。この導電性膜は、めっき膜と同一材料であることが好ましい。
【００２０】
次いで、同図（Ｂ）に示すように、めっき電極層１１上にレジスト材料又は有機樹脂材料等の下層材料を塗布（スピンコート）し、必要に応じてプリベークして比較的厚い下層１２を形成する。プリベーク温度は、１００〜１７０℃であることが好ましい。プリベーク温度が１００℃未満の場合、この後、上層レジストをプリントする際に行われる熱処理によって、下層材料の歪み発生、中間層のひび割れ、及び剥離が発生し、良好なパターンが得られない場合がある。また、プリベーク温度が１７０℃よりも高い場合、下層材料が有機溶剤によって溶解除去できない場合がある。
【００２１】
下層材料としては、一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、ポリヒドロキシスチレン系樹脂を主成分とするレジスト材料、ポリヒドロキシスチレン系樹脂材料、メラミン系化合物を含んだノボラック樹脂材料、メラミン系化合物を含んだＮＱＤノボラックレジスト材料、メラミン系化合物を含んだ一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、又はメラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料を用いる。
【００２２】
なお、本明細書において、一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料とは、感光基がノボラック樹脂に直接結合しているレジスト組成物であり、具体的には下記構造式（１）で示される１又は２以上の繰り返し単位を有し、ポリスチレン換算重量平均分子量が１０００〜１００００であるノボラック樹脂の水酸基の水素原子を、水素１原子当たり０．０３〜０．２７モルの１，２−ＮＱＤスルホニル基で置換して得たノボラック樹脂を、アルカリ可溶性樹脂及び感光剤として含有するレジスト組成物である。
【００２３】
【化１】
ただし、式（１）において、ｎは１〜４の整数、ｍは０〜３の整数である。
【００２４】
また、本明細書において、疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料とは、感光基がノボラック樹脂に直接結合している疎水性のレジスト組成物であり、具体的には、（Ａ）下記構造式（１）で示される繰り返し単位を有し、ポリスチレン換算重量平均分子量が１０００〜３００００であるノボラック樹脂の水酸基の水素原子の一部を、１，２−ＮＱＤスルホニルエステル基で置換し、かつ、残りの水酸基の一部の水素原子を下記一般式（２）、（３）又は（４）で示される官能基のうちの１種又は２種以上の置換基で置換した高分子化合物、
【００２５】
【化２】
ただし、式（１）において、ｎは１〜４の整数、ｍは０〜３の整数であり、式（２）、（３）及び（４）において、Ｒは炭素数１〜３０の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、又は炭素数７〜２０のアラルキル基である。
又は、
（Ｂ）ノボラック樹脂の水酸基の水素原子を、水素１原子当たり０．０３〜０．３モルの割合で１，２−ＮＱＤスルホニルエステル基で置換し、かつ、残りの水酸基の一部の水素原子を水素１原子当たり０．０１〜０．８モルの割合で上記一般式（２）、（３）又は（４）で示される官能基のうちの１種又は２種以上の置換基で置換した（Ａ）の高分子化合物を含有するレジスト組成物である。
【００２６】
さらに、本明細書において、ポリヒドロキシスチレン系レジスト材料とは、例えば、下記構造式（５）（式（５）中Ｒ１〜Ｒ３は水素原子又はメチル基である。Ｒ２及びＲ３は、下記の一般式（６）（式（６）中、Ｒ４、Ｒ５はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜６の直鎖状若しくは分岐上のアルキル基であり、Ｒ６は炭素数１〜１０の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基であるか、又は、Ｒ４及びＲ５、Ｒ４及びＲ６若しくはＲ５及びＲ６は環を形成していてもよい。環を形成する場合、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立して炭素数１〜６の直鎖状若しくは分岐上のアルキレン基を示す）で示される基、又は、−ＣＯ２Ｃ（ＣＨ３）３であってもよい。ｘ、ｙはそれぞれ０以上の整数である。ｚは１以上の整数である）で示され、重量平均分子量が１００００〜２５０００である高分子化合物であるベース樹脂と酸発生剤を含有するレジスト材料を指す。酸発生剤としては、ｐ−トルエンスルホンサントリフェニルスルホニウム等があげられる。
【００２７】
【化３】
【００２８】
【化４】
【００２９】
そして、本明細書において、メラミン系化合物とは、下記構造式（７）（式（７）中、Ｘ１〜Ｘ６はそれぞれ、水素原子または、−ＣＨ２ＯＹ（Ｙは、水素原子若しくは炭素原子数１〜６の直鎖状又は分岐上のアルキル基を示す）を示す）で示される化合物を指す。
【００３０】
【化５】
【００３１】
次いで、同図（Ｃ）に示すように、この下層１２上に例えば金属、酸化物又は窒化物等の無機材料をスパッタリング等により成膜し、薄い中間層１３を形成する。
【００３２】
次いで、同図（Ｄ）に示すように、中間層１３上にレジスト材料を塗布（スピンコート）し、必要に応じてプリベークして薄い上層１４を形成する。さらに、例えばクリアパターンを有するマスク１５を介してこの上層１４を露光する。
【００３３】
次いで、必要に応じてベークを行った後、現像液で現像し、水洗及び乾燥することによって、同図（Ｅ）に示すようにクリアパターンが転写された上層レジストトレンチパターン１４´を得る。
【００３４】
次いで、同図（Ｆ）に示すように、この上層レジストトレンチパターン１４´をマスクとして、中間層１３に対してＲＩＥ等のドライエッチングを行うことにより、トレンチパターンが転写された中間層パターン１３´を形成する。
【００３５】
次いで、同図（Ｇ）に示すように、この中間層パターン１３´をマスクとして、下層１２に対してＲＩＥ等のドライエッチングを行うことにより、トレンチパターンが転写された下層パターン１２´を形成する。
【００３６】
その後、同図（Ｈ）に示すように、下層パターン１２´のトレンチパターンをフレームとして、フレームめっきを行い、めっきパターン１６を形成する。
【００３７】
次いで、同図（Ｉ）に示すように、有機溶剤によって上層レジストパターン１４´、中間層パターン１３´及び下層パターン１２´を溶解除去する。
【００３８】
その後、同図（Ｊ）に示すように、めっきパターン１６をマスクとして、ウェットエッチング、又はミリング等のドライエッチングを行うことによってめっきパターン１６以外の部分のめっき電極層１１を除去する。
【００３９】
これによって、高いアスペクト比（パターン断面高さＨ／パターン断面幅Ｗ）を有する断面形状を持っためっきパターンを得ることができる。
【００４０】
このように本実施形態では、下層１２の材料として、一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、ポリヒドロキシスチレン系樹脂を主成分とするレジスト材料、ポリヒドロキシスチレン系樹脂材料、メラミン系化合物を含んだノボラック樹脂材料、メラミン系化合物を含んだＮＱＤノボラックレジスト材料、メラミン系化合物を含んだ一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、又はメラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料を用いている。これらの材料は、ノボラック樹脂に比して、低分子成分である感光剤を単独で含んでいないので熱架橋後の平均分子量が大きい、樹脂がノボラック樹脂系ではなくガラス転移点が高い、架橋剤を含んでいるため熱処理時における樹脂の架橋割合が大きい。従って、上層１４のプリベーク時おける下層１２の歪み発生、中間層１３のひび割れ、及び剥離が発生せず、良好な３層レジストパターンを得ることができる。しかも、これらの材料はエッチング異方性（直進性）が非常に優れているため、下層１２をエッチングする際のその壁面プロファイルがより垂直に近くなって、非常に良好なレジストパターン形状を得ることができる。
【００４１】
次に、以上述べたフレームめっき方法によって、薄膜磁気ヘッドの上部磁極を形成する具体的な例を説明する。図２は薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明する工程図であり、磁気ヘッドのトラックの中心を通る平面による断面図及び浮上面（ＡＢＳ）方向から見た断面図をそれぞれ示している。
【００４２】
この例は、インダクティブ記録ヘッド部と磁気抵抗効果（ＭＲ）再生ヘッド部とが一体的に積層形成されている複合型薄膜磁気ヘッドの場合である。インダクティブ記録ヘッド部のみが設けられている薄膜磁気ヘッドについても適用できる。
【００４３】
まず、ＡｌＴｉＣ等のセラミック材料による図示しない基板上に、絶縁層２０を積層する。この絶縁層２０は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁材料を、スパッタ法等で好ましくは１０００〜２００００ｎｍ程度の層厚に形成する。
【００４４】
次いで、その上に下部シールド２１用の層を積層し、さらにその上にシールドギャップ用の絶縁層２２を積層する。下部シールド２１用の層は、ＦｅＡｉＳｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等の材料を、スパッタ法又はめっき法等で好ましくは１００〜５０００ｎｍ程度の層厚に形成する。シールドギャップ用の絶縁層２２は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁材料を、スパッタ法等で好ましくは１０〜２００ｎｍ程度の層厚に形成する。
【００４５】
次いで、絶縁層２２上のＭＲ素子２３を形成し、このＭＲ素子２３の両端に電気的に接続されるようにリード導体２４を形成する。ＭＲ素子２３は、磁性体の単層構造としてもよいが、磁性層及び非磁性層を交互に積層した多層構造とすることが好ましい。磁性層の材料としては、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＲｈ、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、ＮｉＯ、ＮｉＦｅＣｒ等が好ましく、非磁性層の材料としては、Ｔａ、Ｃｕ、Ａｇ等が好ましい。また、多層構造として、例えばＮｉＦｅＲｈ／Ｔａ／ＮｉＦｅの三層構造、ＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＮｉＦｅ／ＦｅＭｎ、ＮｉＦｅ／Ｃｕ／Ｃｏ／ＦｅＭｎ、Ｃｕ／Ｃｏ／Ｃｕ／ＮｉＦｅ、Ｆｅ／Ｃｒ、Ｃｏ／Ｃｕ、Ｃｏ／Ａｇ等の複数層構造を１ユニットとして複数ユニットを積層した構造としてもよい。多層構造の場合、磁性層の層厚は、０．５〜５０ｎｍ、特に１〜２５ｎｍとすることが好ましく、非磁性層の層厚も、０．５〜５０ｎｍ、特に１〜２５ｎｍとすることが好ましい。上述のユニットの繰り返し積層数は、１〜３０回、特に１〜２０回が好ましい。ＭＲ素子２３全体としての層厚は、５〜１００ｎｍ、特に１０〜６０ｎｍであることが好ましい。ＭＲ素子用の層を積層するには、スパッタ法、めっき法等が用いられる。リード導体２４は、Ｗ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔａ、Ｍｏ、ＣｏＰｔ等の導電性材料をスパッタ法、めっき法等で１０〜５００ｎｍ、特に５０〜３００ｎｍ程度の層厚に形成することが好ましい。
【００４６】
次いで、ＭＲ素子２３及びリード導体２４上に、シールドギャップ用の絶縁層２５を積層する。この絶縁層２５は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁材料を、スパッタ法等で、５〜５００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍ程度の層厚に形成する。
【００４７】
以上述べたＭＲ再生ヘッド部の各層は、レジストパターンを用いた一般的なリフトオフ法やミリング法又はこれらを併用した方法でパターニングされる。
【００４８】
次いで、ＭＲ素子２３の上部シールドを兼用する記録ヘッド部の下部磁極２６用の磁性層を積層し、その上に記録ギャップ２７用の絶縁層を積層する。下部磁極２６用の層は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ等の軟磁性材料を、めっき法、スパッタ法等で好ましくは５００〜４０００ｎｍ程度の層厚に形成する。記録ギャップ２７用の絶縁層は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の材料を、スパッタ法等で、１０〜５００ｎｍ程度の層厚に形成する。
【００４９】
その後、記録ギャップ２７上に、コイル２８及びこのコイル２８を取り囲む絶縁層２９を形成する。コイル２８は、Ｃｕ等の導電性材料を、フレームめっき法等で、２０００〜５０００ｎｍ程度の厚さに形成する。絶縁層２９は、フォトレジスト材料を熱硬化させて、３０００〜２００００ｎｍ程度の層厚に形成する。
【００５０】
以上の工程を経て得た層構造が、図２（Ａ）に示されている。なお、コイル２８は、同図に示す用に２層であってもよいし、３層以上であっても、また、単層であってもよい。
【００５１】
次いで、図２（Ｂ）に示すように、このように形成した絶縁層２９上に、ＡＢＳ側の磁極部と後側のヨーク部とを有する上部磁極３０を図１を参照して述べたフレームめっき法で形成する。上部磁極３０は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ等の軟磁性材料を、好ましくは３０００〜５０００ｎｍ程度の層厚に形成する。この際、上部磁極３０の磁極部のＡＢＳ側から見た形状が、同図のごとくなるように形成される。
【００５２】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、このようにして形成した上部磁極３０をマスクとして、イオンミリング、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）等のドライエッチングを行い、記録ギャップ１７用の絶縁層のマスクに覆われていない部分を除去し、さらに下部磁極２６用の磁性層の途中までマスクに覆われていない部分を除去する。
【００５３】
これにより、図２（Ｄ）に示すように、上部磁極３０の下端に、記録ギャップ１７を介して対向しかつ同じ幅を有する突出部２６ａが下部磁極２６に形成される。次いで、パッドバンプ等を形成した後、保護層３１を積層する。この保護層３１は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁材料を、スパッタ法等で、５〜５００ｎｍ、好ましくは５０００〜５００００ｎｍ程度の層厚に形成する。
【００５４】
【実施例】
以下、フレームめっきの実施例及び比較例により、本発明をより具体的に説明する。以下の比較例及び実施例１〜６においては、下層の材料が異なるのみで、同じフレームめっき工程が実施された。比較例及び実施例１〜６でそれぞれ使用した下層材料は以下の通りである、
比較例 ：ＮＱＤノボラックレジストとしてクラリアントジャパン社のＡＺＰ４６２０、
実施例１：一体型ＮＱＤノボラックレジストとして信越化学工業株式会社のＳＩＰＲ−９７４０、
実施例２：疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジストとして信越化学工業株式会社のＳＩＰＲ−９２８１、
実施例３：ポリヒドロキシスチレン系樹脂を主成分とするレジストとして信越化学工業株式会社のＳＥＰＲ−ＩＸ０２０、
実施例４：メラミン系化合物を含んだＮＱＤノボラックレジストとしてクラリアントジャパン社のＡＺＰ４６２０の樹脂成分１００重量部に対してメラミンを５重量部添加したもの、
実施例５：メラミン系化合物を含んだ一体型ＮＱＤノボラックレジストとして信越化学工業株式会社のＳＩＰＲ−９３５１、
実施例６：メラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジストとして信越化学工業株式会社のＳＩＰＲ−９２８１の樹脂成分１００重量部に対してメラミンを５重量部添加したもの。
【００５５】
（ａ）基板
基板としてＡｌＴｉＣの表面に、厚さ５μｍのＡｌ２Ｏ３絶縁層を形成したものを用意した。
【００５６】
（ｂ）めっき電極層成膜
めっき電極層として、５０ｎｍの厚さのＮｉＦｅを基板上に以下の条件でスパッタリングした、
【００５７】
（ｃ）下層形成
下層として、前述した比較例及び実施例１〜６の各材料を５μｍの厚さにスピンコートし、１５０℃で３０分、クリーンオーブンでプリベークした。
【００５８】
（ｄ）中間層形成
中間層として、０．１μｍの厚さのＡｌ２Ｏ３を下層上に以下の条件でスパッタリングした、
スパッタ装置：アルカテル（Ａｌｃａｔｅｌ）社製 ＨＥＤＡ２４８０（ＲＦバイアススパッタ）
【００５９】
（ｅ）上層形成
上層として、クラリアントジャパン社のＡＺ５１０５Ｐを０．６μｍの厚さにスピンコートし、１３０℃で６０秒プリベークした。
【００６０】
（ｆ）上層パターン形成
以下の条件で露光、ＰＥＢ及び現像を行い、トレンチ幅が０．２０μｍのレジストトレンチパターンを転写した、
ステッパ−：Ｎｉｋｏｎ ＮＳＲ−ＴＦＨＥＸ１４ ＮＡ＝０．６、σ＝０．
７５
マスクサイズ：０．２０μｍ
ドーズ（露光量）：５０ｍＪ／ｃｍ２
ＰＥＢ：１３０℃で６０秒のベーク、
現像：２．３８％−ＴＭＡＨａｑ．、６０秒×１回現像、水洗乾燥。
【００６１】
（ｇ）ドライ現像１
（ｆ）で転写した上層パターンをマスクとして、中間層であるＡｌ２Ｏ３膜を以下の条件でＲＩＥした、
【００６２】
（ｈ）ドライ現像２
（ｇ）で転写した中間層パターンをマスクとして、厚膜である下層を以下の条件でＲＩＥした、
【００６３】
（ｉ）ＮｉＦｅめっき
下記のめっき浴を用い、めっき電極層に負電位を印加して、ＮｉＦｅを４．５μｍの厚さにめっきした、
【００６４】
（ｊ）３層レジストパターン剥離
アセトン中で揺動、浸漬することにより、３層レジストフレームを溶解除去した。
【００６５】
（ｋ）めっき電極層除去
以下の条件でミリングを行い、めっき電極層の一部をエッチング除去した、
【００６６】
以上のプロセスにより、ＮｉＦｅによる底部幅が０．２μｍ、厚さが４．５μｍの孤立線状めっきパターンが得られた。
【００６７】
比較例及び実施例１〜６における孤立線状めっきパターンについて、それぞれの断面を観察及び測定した。測定には、上述の（ｊ）の工程まで処理を終えた各めっきパターンサンプルについて、集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置を用いて切断し、その断面形状を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察すると共に断面幅を測長した。図３に示すように、その測長位置はめっきパターンの底位置、底から２μｍ上方の位置及び底から４μｍ上方の位置である。各測長位置における断面幅を、それぞれＷ０、Ｗ２及びＷ４とする。測長結果を表１に示す。なお、各めっきパターンが３層レジストトレンチパターンの内形状を反映していることは、明らかである。
【００６８】
【表１】
【００６９】
断面形状は、断面幅がＷ０＝Ｗ２＝Ｗ４であり、めっきパターン断面の側壁プロファイルがほぼ垂直であることが好ましい。下層にＮＱＤノボラックレジストを用いた比較例では、Ｗ０に比べてＷ４が２倍以上大きく、さらに、Ｗ２がＷ４より大きく、めっきパターン断面の側壁が樽形状となってしまっている。これは、好ましい形状からかけ離れたものである。これに対して、実施例１〜６の場合は、Ｗ０に対するＷ４の広がりが小さく比較例に比してはるかに優れた好ましい断面形状となっている。即ち、断面の側壁プロファイルがほぼ垂直となっている。
【００７０】
以上述べた実施形態及び実施例は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００７１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、３層レジストパターンの下層を、一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、ポリヒドロキシスチレン系樹脂を主成分とするレジスト材料、ポリヒドロキシスチレン系樹脂材料、メラミン系化合物を含んだノボラック樹脂材料、メラミン系化合物を含んだＮＱＤノボラックレジスト材料、メラミン系化合物を含んだ一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、又はメラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料によって形成している。下層を形成するこれらの材料は、ノボラック樹脂に比して、低分子成分である感光剤を単独で含んでいないので熱架橋後の平均分子量が大きい、樹脂がノボラック樹脂系ではなくガラス転移点が高い、架橋剤を含んでいるため熱処理時における樹脂の架橋割合が大きい。従って、下層にこれらの材料を用いることにより、上層の熱処理時おける下層の歪み発生、中間層のひび割れ、及び剥離が発生せず、良好なレジストパターンを得ることができる。しかも、これらの材料はエッチング異方性（直進性）が非常に優れているため、下層をエッチングする際のその壁面プロファイルがより垂直に近くなって、非常に良好なレジストパターン形状が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態として、３層レジストパターンを形成し、これを用いてフレームめっきを行う方法を説明する工程図である。
【図２】薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明する工程図であり、磁気ヘッドのトラックの中心を通る平面による断面図及びＡＢＳ方向から見た断面図である。
【図３】めっきパターンの断面形状の測長位置を示す図である。
【符号の説明】
１０ 基板
１１ めっき電極層
１２ 下層
１２´ 下層パターン
１３ 中間層
１３´ 中間層パターン
１４ 上層
１４´ 上層レジストパターン
１５ マスク
１６ めっきパターン
２０、２２、２５、２９ 絶縁層
２１ 下部シールド
２３ ＭＲ素子
２４ リード導体
２６ 下部磁極
２７ 記録ギャップ
２８ コイル
３０ 上部磁極
３１ 保護層
【発明の属する技術分野】
本発明は、レジストパターン、このレジストパターンの形成方法、このレジストパターンを用いたフレームめっき方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜磁気ヘッド等の薄膜素子、半導体素子又はマイクロデバイスを製造する場合は、ミリング（ドライエッチング）処理、リフトオフ処理、及び／又はフレームめっき処理等が行われ、これらの処理は、マスクであるフォトレジストパターンを形成することから始まる。
【０００３】
フォトレジストパターンには種々の構造のものがあるが、フレームめっき処理等に使用されるフォトレジストパターンとして、３層レジストパターンがある。この３層レジストパターンは、比較的薄い上層レジストを高解像度でパターニングし、この上層レジストパターンをマスクとして中間層を反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）し、次いでこの中間層パターンをマスクとして厚い下層レジストパターンをＲＩＥすることにより形成される。例えば、特開平１０−３６１３号公報、特開平１１−１７５９１５号公報、特開２０００−１３２８１２号公報には、このような３層レジストパターンが記載されている。
【０００４】
これらの特開平１０−３６１３号公報及び特開平１１−１７５９１５号公報にも記載されているように、従来の３層レジストパターンにおいては、最下層の厚膜レジストとして、粘度の高いノボラック樹脂系レジストを使用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、３層レジストパターンの下層厚膜レジストに、ノボラック樹脂系レジストを用いた場合、その耐熱性の低さが大きな問題となっていた。即ち、下層厚膜レジストのプリベーク処理（熱処理）をたとえ１００〜１７０℃程度で行ったとしても、上層の薄膜レジストをプリントする際に行われる熱処理（プリベーク、ＰＥＢ等）によって、下層厚膜レジストの歪み発生、中間層のひび割れ、及び剥離が生じ、良好なパターンを得ることができなかった。中間層に不具合が生じない程度の熱処理を下層厚膜レジストに行ったとしても、３層レジストパターンの剥離が困難となる等の問題が生じていた。
【０００６】
さらに、３層レジストパターンの下層厚膜レジストに、ノボラック樹脂系レジストを用いた場合、この下層厚膜レジスト自体をＲＩＥ等のドライエッチングしてパターニングする際のエッチング異方性（直進性）が非常に悪く、３層レジストパターンの壁面プロファイルを垂直に形成することは著しく困難であった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、熱処理による歪み、ひび割れ等の生じないレジストパターン、このレジストパターンの形成方法、このレジストパターンを用いたフレームめっき方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、より垂直に近い壁面プロファイルを有するレジストパターン、このレジストパターンの形成方法、このレジストパターンを用いたフレームめっき方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、メラミン系化合物を含んだノボラック樹脂材料、メラミン系化合物を含んだナフトキノンジアジド（ＮＱＤ）ノボラックレジスト材料、メラミン系化合物を含んだ一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、又はメラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料によって形成された下層パターンと、この下層パターン上に形成された中間層パターンと、中間層パターン上に形成された上層レジストパターンとを備えたレジストパターンが提供される。
【００１０】
下層パターンを形成するこれらの材料は、ノボラック樹脂に比して、低分子成分である感光剤を単独で含んでいないので熱架橋後の平均分子量が大きい、樹脂がノボラック樹脂系ではなくガラス転移点が高い、架橋剤を含んでいるため熱処理時における樹脂の架橋割合が大きい、といった特性を持つ。従って、下層パターンにこれらの材料を用いることにより、上層パターンの熱処理時における下層パターンの歪み、中間層パターンのひび割れ、及び剥離が発生せず、良好なレジストパターン形状が得られる。しかも、下層パターンにこれらの材料を用いることにより、その壁面プロファイルがより垂直に近くなり、非常に良好なレジストパターン形状が得られる。
【００１１】
さらに本発明によれば、下層パターンと、中間層パターンと、上層レジストパターンとを含むレジストパターンの形成方法であって、下層パターンを、メラミン系化合物を含んだノボラック樹脂材料、メラミン系化合物を含んだＮＱＤノボラックレジスト材料、メラミン系化合物を含んだ一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、又はメラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料によって形成するレジストパターンの形成方法が提供される。
【００１２】
中間層パターンを無機材料で形成することが好ましい。
【００１３】
さらにまた、本発明によれば、メラミン系化合物を含んだノボラック樹脂材料、メラミン系化合物を含んだＮＱＤノボラックレジスト材料、メラミン系化合物を含んだ一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、又はメラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料によって下層を形成し、この下層上に中間層を積層し、中間層上にレジスト材料による上層を積層した後、上層を所定のパターンに露光し、現像することにより、上層レジストパターンを形成し、上層レジストパターンをマスクとして、中間層をエッチングすることにより中間層パターンを形成し、この中間層パターンをマスクとして、下層をエッチングすることにより下層パターンを形成するレジストパターンの形成方法が提供される。
【００１４】
下層パターンを形成するこれらの材料は、ノボラック樹脂に比して、低分子成分である感光剤を単独で含んでいないので熱架橋後の平均分子量が大きい、樹脂がノボラック樹脂系ではなくガラス転移点が高い、架橋剤を含んでいるため熱処理時における樹脂の架橋割合が大きい、といった特性を持つ。従って、下層にこれらの材料を用いることにより、上層の熱処理時における下層の歪み発生、中間層のひび割れ、及び剥離が発生せず、良好なレジストパターンを得ることができる。しかも、これらの材料はエッチング異方性（直進性）が非常に優れているため、下層をエッチングする際のその壁面プロファイルがより垂直に近くなって、非常に良好なレジストパターン形状が得られる。
【００１５】
下層は、上述の材料を成膜した後、１００〜１７０℃でプリベークして形成することが好ましい。
【００１６】
中間層を無機材料で形成することが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明によれば、めっき電極層上に、上述した方法によりレジストパターンを形成し、形成したレジストパターン用いてフレームめっきを行うフレームめっき方法、及びこのフレームめっき方法により、薄膜を形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態として、３層レジストパターンを形成し、これを用いてフレームめっきを行う方法を説明する工程図である。このフレームめっきは、例えば、薄膜磁気ヘッドの磁極形成等に用いられるが、その他の薄膜素子、半導体素子又はマイクロデバイスのいかなる膜を形成する場合であっても良い。また、この３層レジストパターンは、フレームめっきの場合に限定されることなくその他のいかなる場合にも利用することができる。
【００１９】
まず、同図（Ａ）に示すように、基板又はその上にフレームめっきを行う膜１０上に導電性膜をスパッタリング等で成膜し、めっき電極層１１を形成する。この導電性膜は、めっき膜と同一材料であることが好ましい。
【００２０】
次いで、同図（Ｂ）に示すように、めっき電極層１１上にレジスト材料又は有機樹脂材料等の下層材料を塗布（スピンコート）し、必要に応じてプリベークして比較的厚い下層１２を形成する。プリベーク温度は、１００〜１７０℃であることが好ましい。プリベーク温度が１００℃未満の場合、この後、上層レジストをプリントする際に行われる熱処理によって、下層材料の歪み発生、中間層のひび割れ、及び剥離が発生し、良好なパターンが得られない場合がある。また、プリベーク温度が１７０℃よりも高い場合、下層材料が有機溶剤によって溶解除去できない場合がある。
【００２１】
下層材料としては、一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、ポリヒドロキシスチレン系樹脂を主成分とするレジスト材料、ポリヒドロキシスチレン系樹脂材料、メラミン系化合物を含んだノボラック樹脂材料、メラミン系化合物を含んだＮＱＤノボラックレジスト材料、メラミン系化合物を含んだ一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、又はメラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料を用いる。
【００２２】
なお、本明細書において、一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料とは、感光基がノボラック樹脂に直接結合しているレジスト組成物であり、具体的には下記構造式（１）で示される１又は２以上の繰り返し単位を有し、ポリスチレン換算重量平均分子量が１０００〜１００００であるノボラック樹脂の水酸基の水素原子を、水素１原子当たり０．０３〜０．２７モルの１，２−ＮＱＤスルホニル基で置換して得たノボラック樹脂を、アルカリ可溶性樹脂及び感光剤として含有するレジスト組成物である。
【００２３】
【化１】
【００２４】
また、本明細書において、疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料とは、感光基がノボラック樹脂に直接結合している疎水性のレジスト組成物であり、具体的には、（Ａ）下記構造式（１）で示される繰り返し単位を有し、ポリスチレン換算重量平均分子量が１０００〜３００００であるノボラック樹脂の水酸基の水素原子の一部を、１，２−ＮＱＤスルホニルエステル基で置換し、かつ、残りの水酸基の一部の水素原子を下記一般式（２）、（３）又は（４）で示される官能基のうちの１種又は２種以上の置換基で置換した高分子化合物、
【００２５】
【化２】
又は、
（Ｂ）ノボラック樹脂の水酸基の水素原子を、水素１原子当たり０．０３〜０．３モルの割合で１，２−ＮＱＤスルホニルエステル基で置換し、かつ、残りの水酸基の一部の水素原子を水素１原子当たり０．０１〜０．８モルの割合で上記一般式（２）、（３）又は（４）で示される官能基のうちの１種又は２種以上の置換基で置換した（Ａ）の高分子化合物を含有するレジスト組成物である。
【００２６】
さらに、本明細書において、ポリヒドロキシスチレン系レジスト材料とは、例えば、下記構造式（５）（式（５）中Ｒ１〜Ｒ３は水素原子又はメチル基である。Ｒ２及びＲ３は、下記の一般式（６）（式（６）中、Ｒ４、Ｒ５はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜６の直鎖状若しくは分岐上のアルキル基であり、Ｒ６は炭素数１〜１０の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基であるか、又は、Ｒ４及びＲ５、Ｒ４及びＲ６若しくはＲ５及びＲ６は環を形成していてもよい。環を形成する場合、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立して炭素数１〜６の直鎖状若しくは分岐上のアルキレン基を示す）で示される基、又は、−ＣＯ２Ｃ（ＣＨ３）３であってもよい。ｘ、ｙはそれぞれ０以上の整数である。ｚは１以上の整数である）で示され、重量平均分子量が１００００〜２５０００である高分子化合物であるベース樹脂と酸発生剤を含有するレジスト材料を指す。酸発生剤としては、ｐ−トルエンスルホンサントリフェニルスルホニウム等があげられる。
【００２７】
【化３】
【化４】
そして、本明細書において、メラミン系化合物とは、下記構造式（７）（式（７）中、Ｘ１〜Ｘ６はそれぞれ、水素原子または、−ＣＨ２ＯＹ（Ｙは、水素原子若しくは炭素原子数１〜６の直鎖状又は分岐上のアルキル基を示す）を示す）で示される化合物を指す。
【００３０】
【化５】
次いで、同図（Ｃ）に示すように、この下層１２上に例えば金属、酸化物又は窒化物等の無機材料をスパッタリング等により成膜し、薄い中間層１３を形成する。
【００３２】
次いで、同図（Ｄ）に示すように、中間層１３上にレジスト材料を塗布（スピンコート）し、必要に応じてプリベークして薄い上層１４を形成する。さらに、例えばクリアパターンを有するマスク１５を介してこの上層１４を露光する。
【００３３】
次いで、必要に応じてベークを行った後、現像液で現像し、水洗及び乾燥することによって、同図（Ｅ）に示すようにクリアパターンが転写された上層レジストトレンチパターン１４´を得る。
【００３４】
次いで、同図（Ｆ）に示すように、この上層レジストトレンチパターン１４´をマスクとして、中間層１３に対してＲＩＥ等のドライエッチングを行うことにより、トレンチパターンが転写された中間層パターン１３´を形成する。
【００３５】
次いで、同図（Ｇ）に示すように、この中間層パターン１３´をマスクとして、下層１２に対してＲＩＥ等のドライエッチングを行うことにより、トレンチパターンが転写された下層パターン１２´を形成する。
【００３６】
その後、同図（Ｈ）に示すように、下層パターン１２´のトレンチパターンをフレームとして、フレームめっきを行い、めっきパターン１６を形成する。
【００３７】
次いで、同図（Ｉ）に示すように、有機溶剤によって上層レジストパターン１４´、中間層パターン１３´及び下層パターン１２´を溶解除去する。
【００３８】
その後、同図（Ｊ）に示すように、めっきパターン１６をマスクとして、ウェットエッチング、又はミリング等のドライエッチングを行うことによってめっきパターン１６以外の部分のめっき電極層１１を除去する。
【００３９】
これによって、高いアスペクト比（パターン断面高さＨ／パターン断面幅Ｗ）を有する断面形状を持っためっきパターンを得ることができる。
【００４０】
このように本実施形態では、下層１２の材料として、一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、ポリヒドロキシスチレン系樹脂を主成分とするレジスト材料、ポリヒドロキシスチレン系樹脂材料、メラミン系化合物を含んだノボラック樹脂材料、メラミン系化合物を含んだＮＱＤノボラックレジスト材料、メラミン系化合物を含んだ一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、又はメラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料を用いている。これらの材料は、ノボラック樹脂に比して、低分子成分である感光剤を単独で含んでいないので熱架橋後の平均分子量が大きい、樹脂がノボラック樹脂系ではなくガラス転移点が高い、架橋剤を含んでいるため熱処理時における樹脂の架橋割合が大きい。従って、上層１４のプリベーク時おける下層１２の歪み発生、中間層１３のひび割れ、及び剥離が発生せず、良好な３層レジストパターンを得ることができる。しかも、これらの材料はエッチング異方性（直進性）が非常に優れているため、下層１２をエッチングする際のその壁面プロファイルがより垂直に近くなって、非常に良好なレジストパターン形状を得ることができる。
【００４１】
次に、以上述べたフレームめっき方法によって、薄膜磁気ヘッドの上部磁極を形成する具体的な例を説明する。図２は薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明する工程図であり、磁気ヘッドのトラックの中心を通る平面による断面図及び浮上面（ＡＢＳ）方向から見た断面図をそれぞれ示している。
【００４２】
この例は、インダクティブ記録ヘッド部と磁気抵抗効果（ＭＲ）再生ヘッド部とが一体的に積層形成されている複合型薄膜磁気ヘッドの場合である。インダクティブ記録ヘッド部のみが設けられている薄膜磁気ヘッドについても適用できる。
【００４３】
まず、ＡｌＴｉＣ等のセラミック材料による図示しない基板上に、絶縁層２０を積層する。この絶縁層２０は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁材料を、スパッタ法等で好ましくは１０００〜２００００ｎｍ程度の層厚に形成する。
【００４４】
次いで、その上に下部シールド２１用の層を積層し、さらにその上にシールドギャップ用の絶縁層２２を積層する。下部シールド２１用の層は、ＦｅＡｉＳｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等の材料を、スパッタ法又はめっき法等で好ましくは１００〜５０００ｎｍ程度の層厚に形成する。シールドギャップ用の絶縁層２２は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁材料を、スパッタ法等で好ましくは１０〜２００ｎｍ程度の層厚に形成する。
【００４５】
次いで、絶縁層２２上のＭＲ素子２３を形成し、このＭＲ素子２３の両端に電気的に接続されるようにリード導体２４を形成する。ＭＲ素子２３は、磁性体の単層構造としてもよいが、磁性層及び非磁性層を交互に積層した多層構造とすることが好ましい。磁性層の材料としては、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＲｈ、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、ＮｉＯ、ＮｉＦｅＣｒ等が好ましく、非磁性層の材料としては、Ｔａ、Ｃｕ、Ａｇ等が好ましい。また、多層構造として、例えばＮｉＦｅＲｈ／Ｔａ／ＮｉＦｅの三層構造、ＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＮｉＦｅ／ＦｅＭｎ、ＮｉＦｅ／Ｃｕ／Ｃｏ／ＦｅＭｎ、Ｃｕ／Ｃｏ／Ｃｕ／ＮｉＦｅ、Ｆｅ／Ｃｒ、Ｃｏ／Ｃｕ、Ｃｏ／Ａｇ等の複数層構造を１ユニットとして複数ユニットを積層した構造としてもよい。多層構造の場合、磁性層の層厚は、０．５〜５０ｎｍ、特に１〜２５ｎｍとすることが好ましく、非磁性層の層厚も、０．５〜５０ｎｍ、特に１〜２５ｎｍとすることが好ましい。上述のユニットの繰り返し積層数は、１〜３０回、特に１〜２０回が好ましい。ＭＲ素子２３全体としての層厚は、５〜１００ｎｍ、特に１０〜６０ｎｍであることが好ましい。ＭＲ素子用の層を積層するには、スパッタ法、めっき法等が用いられる。リード導体２４は、Ｗ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔａ、Ｍｏ、ＣｏＰｔ等の導電性材料をスパッタ法、めっき法等で１０〜５００ｎｍ、特に５０〜３００ｎｍ程度の層厚に形成することが好ましい。
【００４６】
次いで、ＭＲ素子２３及びリード導体２４上に、シールドギャップ用の絶縁層２５を積層する。この絶縁層２５は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁材料を、スパッタ法等で、５〜５００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍ程度の層厚に形成する。
【００４７】
以上述べたＭＲ再生ヘッド部の各層は、レジストパターンを用いた一般的なリフトオフ法やミリング法又はこれらを併用した方法でパターニングされる。
【００４８】
次いで、ＭＲ素子２３の上部シールドを兼用する記録ヘッド部の下部磁極２６用の磁性層を積層し、その上に記録ギャップ２７用の絶縁層を積層する。下部磁極２６用の層は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ等の軟磁性材料を、めっき法、スパッタ法等で好ましくは５００〜４０００ｎｍ程度の層厚に形成する。記録ギャップ２７用の絶縁層は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の材料を、スパッタ法等で、１０〜５００ｎｍ程度の層厚に形成する。
【００４９】
その後、記録ギャップ２７上に、コイル２８及びこのコイル２８を取り囲む絶縁層２９を形成する。コイル２８は、Ｃｕ等の導電性材料を、フレームめっき法等で、２０００〜５０００ｎｍ程度の厚さに形成する。絶縁層２９は、フォトレジスト材料を熱硬化させて、３０００〜２００００ｎｍ程度の層厚に形成する。
【００５０】
以上の工程を経て得た層構造が、図２（Ａ）に示されている。なお、コイル２８は、同図に示す用に２層であってもよいし、３層以上であっても、また、単層であってもよい。
【００５１】
次いで、図２（Ｂ）に示すように、このように形成した絶縁層２９上に、ＡＢＳ側の磁極部と後側のヨーク部とを有する上部磁極３０を図１を参照して述べたフレームめっき法で形成する。上部磁極３０は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ等の軟磁性材料を、好ましくは３０００〜５０００ｎｍ程度の層厚に形成する。この際、上部磁極３０の磁極部のＡＢＳ側から見た形状が、同図のごとくなるように形成される。
【００５２】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、このようにして形成した上部磁極３０をマスクとして、イオンミリング、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）等のドライエッチングを行い、記録ギャップ１７用の絶縁層のマスクに覆われていない部分を除去し、さらに下部磁極２６用の磁性層の途中までマスクに覆われていない部分を除去する。
【００５３】
これにより、図２（Ｄ）に示すように、上部磁極３０の下端に、記録ギャップ１７を介して対向しかつ同じ幅を有する突出部２６ａが下部磁極２６に形成される。次いで、パッドバンプ等を形成した後、保護層３１を積層する。この保護層３１は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁材料を、スパッタ法等で、５〜５００ｎｍ、好ましくは５０００〜５００００ｎｍ程度の層厚に形成する。
【００５４】
【実施例】
以下、フレームめっきの実施例及び比較例により、本発明をより具体的に説明する。以下の比較例及び実施例１〜６においては、下層の材料が異なるのみで、同じフレームめっき工程が実施された。比較例及び実施例１〜６でそれぞれ使用した下層材料は以下の通りである、
比較例 ：ＮＱＤノボラックレジストとしてクラリアントジャパン社のＡＺＰ４６２０、
実施例１：一体型ＮＱＤノボラックレジストとして信越化学工業株式会社のＳＩＰＲ−９７４０、
実施例２：疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジストとして信越化学工業株式会社のＳＩＰＲ−９２８１、
実施例３：ポリヒドロキシスチレン系樹脂を主成分とするレジストとして信越化学工業株式会社のＳＥＰＲ−ＩＸ０２０、
実施例４：メラミン系化合物を含んだＮＱＤノボラックレジストとしてクラリアントジャパン社のＡＺＰ４６２０の樹脂成分１００重量部に対してメラミンを５重量部添加したもの、
実施例５：メラミン系化合物を含んだ一体型ＮＱＤノボラックレジストとして信越化学工業株式会社のＳＩＰＲ−９３５１、
実施例６：メラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジストとして信越化学工業株式会社のＳＩＰＲ−９２８１の樹脂成分１００重量部に対してメラミンを５重量部添加したもの。
【００５５】
（ａ）基板
基板としてＡｌＴｉＣの表面に、厚さ５μｍのＡｌ２Ｏ３絶縁層を形成したものを用意した。
【００５６】
（ｂ）めっき電極層成膜
めっき電極層として、５０ｎｍの厚さのＮｉＦｅを基板上に以下の条件でスパッタリングした、
（ｃ）下層形成
下層として、前述した比較例及び実施例１〜６の各材料を５μｍの厚さにスピンコートし、１５０℃で３０分、クリーンオーブンでプリベークした。
【００５８】
（ｄ）中間層形成
中間層として、０．１μｍの厚さのＡｌ２Ｏ３を下層上に以下の条件でスパッタリングした、
スパッタ装置：アルカテル（Ａｌｃａｔｅｌ）社製 ＨＥＤＡ２４８０（ＲＦバイアススパッタ）
（ｅ）上層形成
上層として、クラリアントジャパン社のＡＺ５１０５Ｐを０．６μｍの厚さにスピンコートし、１３０℃で６０秒プリベークした。
【００６０】
（ｆ）上層パターン形成
以下の条件で露光、ＰＥＢ及び現像を行い、トレンチ幅が０．２０μｍのレジストトレンチパターンを転写した、
ステッパ−：Ｎｉｋｏｎ ＮＳＲ−ＴＦＨＥＸ１４ ＮＡ＝０．６、σ＝０．
７５
マスクサイズ：０．２０μｍ
ドーズ（露光量）：５０ｍＪ／ｃｍ２
ＰＥＢ：１３０℃で６０秒のベーク、
現像：２．３８％−ＴＭＡＨａｑ．、６０秒×１回現像、水洗乾燥。
【００６１】
（ｇ）ドライ現像１
（ｆ）で転写した上層パターンをマスクとして、中間層であるＡｌ２Ｏ３膜を以下の条件でＲＩＥした、
（ｈ）ドライ現像２
（ｇ）で転写した中間層パターンをマスクとして、厚膜である下層を以下の条件でＲＩＥした、
（ｉ）ＮｉＦｅめっき
下記のめっき浴を用い、めっき電極層に負電位を印加して、ＮｉＦｅを４．５μｍの厚さにめっきした、
（ｊ）３層レジストパターン剥離
アセトン中で揺動、浸漬することにより、３層レジストフレームを溶解除去した。
【００６５】
（ｋ）めっき電極層除去
以下の条件でミリングを行い、めっき電極層の一部をエッチング除去した、
以上のプロセスにより、ＮｉＦｅによる底部幅が０．２μｍ、厚さが４．５μｍの孤立線状めっきパターンが得られた。
【００６７】
比較例及び実施例１〜６における孤立線状めっきパターンについて、それぞれの断面を観察及び測定した。測定には、上述の（ｊ）の工程まで処理を終えた各めっきパターンサンプルについて、集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置を用いて切断し、その断面形状を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察すると共に断面幅を測長した。図３に示すように、その測長位置はめっきパターンの底位置、底から２μｍ上方の位置及び底から４μｍ上方の位置である。各測長位置における断面幅を、それぞれＷ０、Ｗ２及びＷ４とする。測長結果を表１に示す。なお、各めっきパターンが３層レジストトレンチパターンの内形状を反映していることは、明らかである。
【００６８】
【表１】
断面形状は、断面幅がＷ０＝Ｗ２＝Ｗ４であり、めっきパターン断面の側壁プロファイルがほぼ垂直であることが好ましい。下層にＮＱＤノボラックレジストを用いた比較例では、Ｗ０に比べてＷ４が２倍以上大きく、さらに、Ｗ２がＷ４より大きく、めっきパターン断面の側壁が樽形状となってしまっている。これは、好ましい形状からかけ離れたものである。これに対して、実施例１〜６の場合は、Ｗ０に対するＷ４の広がりが小さく比較例に比してはるかに優れた好ましい断面形状となっている。即ち、断面の側壁プロファイルがほぼ垂直となっている。
【００７０】
以上述べた実施形態及び実施例は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００７１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、３層レジストパターンの下層を、一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、ポリヒドロキシスチレン系樹脂を主成分とするレジスト材料、ポリヒドロキシスチレン系樹脂材料、メラミン系化合物を含んだノボラック樹脂材料、メラミン系化合物を含んだＮＱＤノボラックレジスト材料、メラミン系化合物を含んだ一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料、又はメラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ＮＱＤノボラックレジスト材料によって形成している。下層を形成するこれらの材料は、ノボラック樹脂に比して、低分子成分である感光剤を単独で含んでいないので熱架橋後の平均分子量が大きい、樹脂がノボラック樹脂系ではなくガラス転移点が高い、架橋剤を含んでいるため熱処理時における樹脂の架橋割合が大きい。従って、下層にこれらの材料を用いることにより、上層の熱処理時おける下層の歪み発生、中間層のひび割れ、及び剥離が発生せず、良好なレジストパターンを得ることができる。しかも、これらの材料はエッチング異方性（直進性）が非常に優れているため、下層をエッチングする際のその壁面プロファイルがより垂直に近くなって、非常に良好なレジストパターン形状が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態として、３層レジストパターンを形成し、これを用いてフレームめっきを行う方法を説明する工程図である。
【図２】薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明する工程図であり、磁気ヘッドのトラックの中心を通る平面による断面図及びＡＢＳ方向から見た断面図である。
【図３】めっきパターンの断面形状の測長位置を示す図である。
【符号の説明】
１０ 基板
１１ めっき電極層
１２ 下層
１２´ 下層パターン
１３ 中間層
１３´ 中間層パターン
１４ 上層
１４´ 上層レジストパターン
１５ マスク
１６ めっきパターン
２０、２２、２５、２９ 絶縁層
２１ 下部シールド
２３ ＭＲ素子
２４ リード導体
２６ 下部磁極
２７ 記録ギャップ
２８ コイル
３０ 上部磁極
３１ 保護層
Claims (8)
- メラミン系化合物を含んだノボラック樹脂材料、メラミン系化合物を含んだナフトキノンジアジドノボラックレジスト材料、メラミン系化合物を含んだ一体型ナフトキノンジアジドノボラックレジスト材料、又はメラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ナフトキノンジアジドノボラックレジスト材料によって形成された下層パターンと、該下層パターン上に形成された中間層パターンと、該中間層パターン上に形成された上層レジストパターンとを備えたことを特徴とするレジストパターン。
- 下層パターンと、中間層パターンと、上層レジストパターンとを含むレジストパターンの形成方法であって、前記下層パターンを、メラミン系化合物を含んだノボラック樹脂材料、メラミン系化合物を含んだナフトキノンジアジドノボラックレジスト材料、メラミン系化合物を含んだ一体型ナフトキノンジアジドノボラックレジスト材料、又はメラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ナフトキノンジアジドノボラックレジスト材料によって形成することを特徴とするレジストパターンの形成方法。
- 前記中間層パターンを無機材料で形成することを特徴とする請求項２に記載の方法。
- メラミン系化合物を含んだノボラック樹脂材料、メラミン系化合物を含んだナフトキノンジアジドノボラックレジスト材料、メラミン系化合物を含んだ一体型ナフトキノンジアジドノボラックレジスト材料、又はメラミン系化合物を含んだ疎水性一体型ナフトキノンジアジドノボラックレジスト材料によって下層を形成し、該下層上に中間層を積層し、該中間層上にレジスト材料による上層を積層した後、該上層を所定のパターンに露光し、現像することにより、上層レジストパターンを形成し、該上層レジストパターンをマスクとして、前記中間層をエッチングすることにより中間層パターンを形成し、該中間層パターンをマスクとして、前記下層をエッチングすることにより下層パターンを形成することを特徴とするレジストパターンの形成方法。
- 前記下層は、前記材料を成膜した後、１００〜１７０℃でプリベークして形成することを特徴とする請求項４に記載の方法。
- 前記中間層を無機材料で形成することを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
- めっき電極層上に、請求項２から６のいずれか１項に記載の方法によりレジストパターンを形成し、該形成したレジストパターン用いてフレームめっきを行うことを特徴とするフレームめっき方法。
- 請求項７に記載のフレームめっき方法により、薄膜を形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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