JPH0344926A - 微細パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上のｆ１１用分野 この発明は、微細パターン形成方法に関する。

さらに詳しくは、リソグラフィー技術およびドライエツ
チング技術等を弔いてパターン形成を行なう微細パター
ン形成方法に係わり、特に薄膜磁気ヘッドのような基板
上の一部に高段差領域を有する素子における微細パター
ンの形成方性に関するものである。

（ロ）従来の技術 近年の電子機器等の小型軽量化に伴う各種素子の小型軽
量化の要請および多機能高性能化に伴う高集積化の要請
などに対応し、種々の素子が高集積化および微細化の容
易な薄膜加工技術の応用により製産されるようになって
きている。またそれに伴い個々の素子の製造方法に適合
した薄膜加工技術ら要求されるようになってきている。

例えば、磁気テープ、磁気ディスク等の記録媒体に記録
再生を行う磁気ヘッドのような磁気素子においても、記
録密度の高密度化に伴い従来のフェライトバルクヘッド
から薄膜磁気ヘッドの移行が進みつつある。しかし、そ
の薄膜磁気ヘッドにおいても記録密度をさらに上げるた
めに記録媒体の高保磁力化が進められており、そのよう
な高保磁力媒体へ充分に書き込み可能なヘッド飽和特性
の優れたものが要求されてきている。このような要求に
対して磁気回路を構成する磁性層材料の高飽和磁束密度
化と共に、その厚みの増大がなされており、その厚みは
１０〜２０μｍにまで及んでいる。

このような厚い膜の加工はその加工方法と共にその後の
加工プロセスに大きな影響を及ぼす。

以下第３図および第４図をらとに薄膜磁気ヘッドの製造
とその製造プロセスの説明を行う。第３図に平面図、第
４図にＡ−Ａ’縦断面図を示す。

図に示すように、フェライト、アルミナ等の基板ｌ上に
Ｆｅ−Ａｌ−５ｉ、　Ｎ　ｉ　−Ｆ　ｅ、又はＣｏ系ア
モルファス合金等の軟磁性薄膜により下部磁気コア２が
形成される。なお、下部磁気コア２６所定形状にエツチ
ングされる場合があり、あるいは基板ｌがフェライト等
の磁性基板の場合下部磁気コア層を兼ねる場合などもあ
る。続いてＳｉＯｘ、Ａ１．０３等の絶縁膜３の下層上
にＣｕ　ｓ　Ａ　ｌ　ｓＡｕ等よりなる導電体コイル層
４１が形成される。

次に絶縁層３の下層上に導電体コイル層４１と同等材料
よりなる電極引き出し用導体層４２が形成され、絶縁層
３の上層を形成しこれらを絶縁、保護する。その後フロ
ントギャップ部６およびバックギャップ部７の加工が行
われ、Ｆｅ−ＡｌＳｉ、Ｎｉ−Ｆｅ又はＣｏ系アモルフ
ァス合金よりなる上部磁気コア５か形、成される。最後
に電極引き出し用導体４２上の絶縁層３がボンディング
・パッド部８としてドライエツチングによって一部除去
される。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような薄膜磁気ヘッドの場合、前
述したように上ｗＩＦａ気コア５が突出したパターン（
いわゆる高段差領域）を有しているため、ドライエツチ
ング法によるエツチング加工でボンディング・パッド部
８（非高段差領域内）の形成を簡便に行うことが困難で
あった。

以下、第５図に基づいて、上記のごとき高段差領域と非
高段差領域とを備えた素子において非高段差領域の一部
をドライエツチング法によってエツチング加工する際に
生じる問題点について説明する。

なお、第５図においては問題点を明確に説明するために
図式を簡略化している。

第５図において１０１は基板、１０２は彼エツチング層
、１０３は高段差領域、＋０４はフォトレジスト層及び
１０５は非高段差領域を示している。この図に示される
ように、フォトレジスト層１０４をマスク材として披エ
ツチング層、例えぽＳｉｎ、膜あるいは５ｉｓＮａ膜等
の絶縁膜をＣＦ、ガス等を用いて反応性イオンエツチン
グ法あるいはイオンミリング装置によるイオンビームエ
ツチング法または反応性イオンビームエツチング法等の
ドライエツチング法によりエツチング加工がなされる。

そして同図已に示されるようなエツチングパターンが形
成される。

しかしながら同図（ａ）に示されるようにフォトレジス
ト層１０４の形成がフォトレジスト溶在の塗布乾燥等に
よって形成される為に、必然的にＡＩおよびＡ、で示さ
れる高段差領域１０３の頂上角部およびその上部側壁部
でのフォトレジスト層が非常に薄くなり、あるいはほと
んど無い状態となる。このような状態で上記エツチング
加工を行えば、高段差領域の構成材質によっては該高段
差領域が部分的にエツチング損傷を受けたり反応生成物
が付着やドープされろ不都合が生じる。

従ってこの問題を解決すべく同図（ｂ）で示される高段
差領域１０３を十分に被覆できるような非常な厚いフォ
トレジスト層１０４゛を形成することも考えられる。し
かしながら、この場合、厚いフォトレジストのバターニ
ングが必要となり、通常のフ十トリソゲラフイー技術で
は同図Ｂで示されるエツチングパターンのパターン精度
が十分にとれないという欠点かあった。

この発明は上記問題点に鑑みなされたしのであり、こと
に高段差領域と非高段差領域とを備えた素子における非
高段差領域の一部へのエツチング加工を簡便な方法で、
かつ、高段差領域に損傷を与えることなく行える微細パ
ターン形成方法を提供しようとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、表面に高段差領域と非高段
差領域とを備えた素子における非高段差領域の一部をド
ライエツチング法によってエッチング加工することから
なり、上記エツチング加工を、上記高段差領域を厚膜レ
ジスト膜で被覆しかつ上記非高段差領域における披エツ
チング部位を薄膜レジスト膜でパターン形成した状態で
行うことを特徴とする微細パターン形成方法が提供され
る。

この発明の対象となる「表面に高段差領域と非高段差領
域とを備えｒこ素子」には、電気回路素子、電気回路素
子、磁気回路素子等の各種素子が含まれる。また、「高
段差領域」とは、「非高段差領域」に対して相対的に高
い隆起状部位を示すものであり、とくに限定はされない
が、非高段差領域に対して通常１０〜２０μｍの隆起高
さを有するものがこの発明の対象として適している。ま
た、「非高段差領域」には平面状領域や低段差領域が含
まれる。かかる素子としては、例えば、前述したごとき
薄膜磁気ヘッドが挙げられる。

この発明において、上記高段差領域には厚膜レジスト膜
が被覆される。ここでレジスト膜の形成は、市販のＵＶ
レジスト、Ｄｅｅｐ−ＵＶレジスト、電子線硬化レジス
ト、Ｘ線硬化レジスト等の一般的なフォトリソグラフィ
用ポジ型又はネガ型レジスト（有Ｒｍ媒溶液）を用い、
これを高段差領域を被覆するように塗布、乾燥し、必要
に応じてバターニングして形成することができる。かか
るレジストとしては、厚膜のレジスト膜（例えば、１０
〜２０μｍ厚）を提供すべく高粘度のものを用いるのが
適しており、例えば、薄膜磁気ヘッドの高段差領域を対
象とした場合、ｔｏｏｏ〜５０００ｃｐｓの粘度のレジ
ストを用いるのが適しており、その−例として、例えば
、フォトレジストＡＺ−４９０３（（株）へキストジャ
パン製）が挙げられる。

なお、かかる膜厚レジストの形成領域は、少なくとも上
記高段差領域が充分にカバーされる範囲とされ、塗布装
置、塗布方法等の都合によって、後述する薄膜レジスト
膜によるパターン形成部位を除く非高段差領域に形成さ
れていてもよい。

一方、この発明において、非高段差領域には、薄膜レジ
スト膜による被エツチング部位のバターニングが行われ
る。かかるバターニングは、非高段差領域中の被エツチ
ング部位を含む所定の領域上に薄膜レジスト膜を形成し
、これを通常のフォトリソグラフィによってバターニン
グすることにより行うことができる。ここでレジスト膜
は前述したごとき一般的なフォトリソグラフィ用ポジ型
又はネガ型レジストの塗布、乾燥により形成することが
できるが、薄膜のレジスト膜（微細パターン用として好
適には通常、１−１０μｍ厚）を提供すべく、低粘度の
ものを用いるのが適しており、例えば、薄膜磁気ヘッド
を対象とした場合には、５０〜５００　ｃｐｓの粘度の
レジストを用いるのが適してる。かかる低粘度レジスト
としては飼えば、フォトレノストＡ　Ｚ　−４６２０、
ＡＺ−１３７５（（昧）へキストジャパン製）等が挙げ
られろ。

なお、上記薄膜レノスト膜にバターニングを行うフォト
リソグラフィの条件は、公知の種々の条件を適用するこ
とができる。

また、上記厚膜レジスト膜の形成と薄膜レジスト膜の形
成の順序はとくに限定されず、どち与を先に形成させて
もよい。しかしながら、厚膜レジスト膜の形成を先に行
った場合には、後述する実施例のごとく、薄膜レジスト
膜の形成をこの厚膜レジスト膜上を含めた素子全面に行
うこともできるため、より便利である。

このようにして、高段差領域が厚膜レジスト膜で被覆さ
れ、かつ非高段差領域に薄膜レノスト膜による被エツチ
ング部位のパターンが施された素子をドライエツチング
広に付すことにより、非高段差領域に上記パターンに対
応した微細パターンがエツチング形成される。ここでド
ライエツチング法としては、前述のごとく、ＣＦ、ガス
、ＣＨＦ　３ガス、ＣＣＱ、ガス等を用いた反応性イオ
ンエツチング法、イオンミリング法、スパッタエツチン
グ法等が適しており、当該分野で公知の種々の条件、装
置によって行うことができる。

（ホ）作用 この発明においては、素子上の高段差領域が第１の厚い
レジスト膜でカバーされる一方、非高段差領域において
第２の薄いレジスト膜でエツチング部位にエツチングパ
ターンが形成される。そのため高段差領域はイオンエッ
ヂングに耐える十分な厚みのレジスト膜により明確にカ
バーされると同時にエツチング部位には微細なマスクパ
ターンを形成できることとなり、以後のエツチング工程
において、高段差領域を何ら損傷することなく非高段差
領域上に微細パターンが形成されることとなり、例えば
、サイズが１０μｍオーダあるいはそれ以下の微細パタ
ーンが簡便に形成されることとなる。

（へ）実施例 この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明するが、
この発明はこれにより限定されるものではない。

第１図および第２図はこの発明に係る一実施例である薄
膜磁気ヘッドへの微細パターン形成方法を説明するもの
である。第１図は第４図をもとに、その製造方法を説明
した薄膜磁気ヘッドにおいて、高段差を構成する上部磁
気コア５（段差的１０μｌ１１）を形成した後、微細パ
ターンであるボンディング・パッド部８　（７０ｘ２０
０μ１１）を形成する工程説明図である。その製造方法
の手順は第３図および第４図で説明した通りであるので
ここはボンディング・パッド部の加工方法のみ説明する
。

まず、１０〜２０μｍ厚程度（この実施例では１０μｍ
）の上部磁気コア５を形成した後、ポジ型の第１のフォ
トレジスト膜（厚膜レジスト膜）２１［フォトレジスト
Ａ　Ｚ　−４９０３；　１４６３ｃｐｓ］を１０〜２０
μｍ程度（この実施例では１５μｍ）の厚みに塗布形成
し、通常の光露光方式により、高段差領域である上部磁
気コア５およびその近傍にマスクパターン９を被覆形成
する。この場合、パターン形成および寸法は高段差領域
よりやや大きくされているが、ボンディング・パッド・
パターン部８に至らない範囲内であるのでパターン精度
も問題にならない。したがって第１のフォトレジスト膜
２１の膜厚はこれに限定されるものではなく、高段差領
域の段差に応じた十分な厚みに増やすことが可能である
。続いてボン型の第２のフォトレジスト膜（薄膜レジス
ト膜）２２［フオトレジス）　Ａ　Ｚ　−４８２０；　
３８４ｃｐｓコをＩ〜１０μｍ程度の厚み（この実施例
では６μｌ１１）に塗布形成し通常の光露光方式により
、ボンディング・バット・パターン部８を形成する。こ
の場合の第２のフォトレジスト膜２２の膜厚は、被エツ
チング層の膜厚、意図するパターン精度により適宜変更
できる。

その後、電極引き出し用導体４２上の絶縁膜３がドライ
エツチング法によってパターンエツチングされるのであ
るが、この実施例ではその絶縁膜３がプラズマＣＶＤ法
により形成された２μｍの５ｉＯｚ膜として説明する。

まず平行平板型ドライエツチング装置を用い、反応ガス
としてＣＦ、ガスを用いてエツチング条件としてガス流
量１５　ｓｅｃｍ。

ガス圧３０　ｍＴｏｒｒ、投入パワー１５０Ｗとするこ
とにより、前記５ｉｎｓ膜のエツチングレートは約５０
０人／分となる。このエツチング工程時に、高段差領域
は、厚いレジスト膜で被覆されているためほとんどエツ
チングされろことはない。従って下地となる上部磁気コ
ア５の上面エツチングやＦｅ−Ａｌ−５ｉ膜等のＦｅ系
の合金膜上に発生し易い反応生成物の付着、ドープ等に
よる汚染等の問題が取り除かれると共に、薄いレジスト
膜のエツチングパターンによりパターン精度のすぐれた
（±３％）ボンディング・パッド部を形成することがで
きるようになった。

なお、第２図（ａ）、　（ｂ）に素子上に形成する第１
及び第２のフォトレジスト膜によるマスクパターンの平
面形状の一例を各々示した。同図において示されるよう
に斜線部で示された部分がそれぞれのフォトレジスト膜
からなるマスクパターンで重なっている部分が２層にな
っており、ボンディング・バット部８のみが露出してい
る。また、第１のフォトレノスト膜２１て形成されるマ
スクパターン９の形状は基板上のパターン配置により決
まり、第２図（ａ）の様に高段差領域のみをマスクして
もよく、同図（ｂ）の様に被エツチング部位およびその
近傍以外をすべてマスクするようにしてもよく特に限定
されるものではない。

（ト）発明の効果 この発明の方法によれば、高段差領域を有する各種素子
の非高段差領域へ、高段差領域に損傷を与えることなく
微細パターンを簡便に形成することができ、かつその形
成をパターンを精度よく行うことができる。その結果、
作業効率、歩留まりの向上に寄与することができ、その
有用性は当該分野において極めて大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る一実施例の薄膜磁気ヘッドへ
の微細パターン形成方法の工程を説明する構成説明図、
第２図（ａ）　（ｂ）は、各々この発明に用いる各フォ
トレジスト膜の平面形状を例示する平面図、第３図は薄
膜磁気ヘッドの平面図、第４図は第３図のＡ−Ａ’断面
構成説明図、第５図（ａ）（ｂ）は微細パターン形成方
法における従来の問題点を説明する説明図である。 １・・・・・・基板、　　　２・・・・・・下部磁性コ
ア、３・・・・・・絶縁層、　　４１・・・・・・導電
体コイル層、４２・・・・・・電極引き出し用導電層、
５・・・・・上部磁気コア、 ８・・・・・・ボンディング・パッド部又はそのパタン
部、 ２１・・・・・・第１のフォ ト膜）、 ２２・・・・・・第２のフォトレジスト膜ト膜）、 ９・・・・・・マスクパターン、 １０３・・・・・・高段差領域、 ｔ０５・・・・・・非高段差碩域。 トレジスト膜（厚膜レジス （薄膜レジス １ 第２図 第３図 し・ 第４図 １ｓ５　図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面に高段差領域と非高段差領域とを備えた素子に
   おける非高段差領域の一部をドライエッチング法によっ
   てエッチング加工することからなり、 上記エッチング加工を、上記高段差領域を厚膜レジスト
   膜で被覆しかつ上記非高段差領域における被エッチング
   部位を薄膜レジスト膜でパターン形成した状態で行うこ
   とを特徴とする微細パターン形成方法。