JPH048850B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は薄膜パターンの積層化技術に係り、薄
膜パターン積層時の各パターン合わせを好適に行
なわせる薄膜パターン積層方法に関するものであ
る。 (ロ) 従来技術 薄膜パターンを高精度に重ね合わせて何らかの
３次元パターンを基板上に形成する手順は一般的
に次の３つの工程、即ち（）基板全面に薄膜を
形成（蒸着、スパツタ等により）する工程、（）
感光性材料（フオトレジスト）により必要部分を
被覆する工程（フオトエツチング工程）、（）ウ
エツト・ドライ等のエツチングにより不必要部の
薄膜を除去する工程、のくり返しである。 ところが、この工程中（）の工程において、
以前に基板上に形成されたパターンとの相対位置
を合わせる必要があり、そのため目的の素子（例
えば、薄膜磁気ヘツドパターン）を形成するメイ
ンパターンとは別にパターン合わせを行なうアラ
イメント用のパターンを形成する必要が生じてい
た。具体的には第１図及び第２図に示す如きアラ
イメント用パターンが第３図に示す如く用いられ
ており、先ず基板１上に第１図のものを基板上ア
ライメント用パターン２としてメインの薄膜パタ
ーン部分３とは別の位置（第３図参照）に第１層
目のメインパターン形成前或いは第１層目のメイ
ンパターン形成と同時に形成する。尚、このアラ
イメント用パターン２は、以後の薄膜形成工程で
はマスク蒸着、マスクスパツタ等の方法により、
他の薄膜による被覆から保護されるものとする。
そして、以後のフオトエツチング工程時に用いら
れるフオトエツチング用マスク（以下、単にマス
クと称す）４の前記基板上アライメント用パター
ン２に相当する位置に第１図或いは第２図のもの
をマスク上アライメント用パターン５として配置
する（第３図では第２図のものを採用している）。
この様にすればアライメント即ち上下薄膜パター
ンの相対位置合わせは、マスク４上のアライメン
ト用パターン５が第１図の場合には、このパター
ンが基板１上のアライメント用パターン２に丁度
重なるように、マスク４上のアライメント用パタ
ーン５が第２図の場合には、その中央抜き部に基
板１上のアライメント用パターン２が丁度収まる
ように基板１とマスク４を配置することによつて
完了する。尚、マスク４上のアライメント用パタ
ーンとして第１図を採用するのは、ポジ型レジス
トの場合、第２図を採用するのはネガ型レジスト
の場合であり、このようにすることによつて基板
１上のアライメント用パターン２をレジストによ
つて被覆し、後のエツチング工程でのパターン破
壊を防止している。 しかし乍ら、上記のようなアライメント用パタ
ーンを使用した場合のアライメント精度は、パタ
ーン形成精度に大きく依存する。例えば、基板１
上のアライメント用パターン形成時に線細りが生
じ、後のマスク４上のアライメント用パターンと
して第１図が採用されている場合には第４図に示
すように基板１上のアライメント用パターン２が
マスク４上のアライメント用パターン５によつて
完全に隠されてしまうため、線細り寸法以上にア
ライメント精度を出すことが出来なかつた。ま
た、基板１上のアライメント用パターン形成時に
線太りが生じ、後のマスク４上のアライメント用
パターンとして第２図が採用されている場合にも
第５図に示すように同様の問題が生じていた。そ
のため、第１図及び第２図の様な従来のアライメ
ント用パターンではアライメント精度を出すため
に必要以上のパターン形成が要求されていた。そ
の他、第１，２図の従来パターンではアライメン
トの基準となる基板上、マスク上のÅ印外辺がア
ライメント完了時に互いに重なり合つて同時に見
ることが出来ないため、アライメントの完了のチ
エツクが困難であること、重ね合せが４層以上に
なるとアライメント用パターン周辺のボヤケが目
立ちアライメントが困難になること等の問題点が
あつた。 (ハ) 発明の目的 本発明は斯る点に鑑み成されたもので、薄膜パ
ターン積層時の各パターン合わせに及ぼすアライ
メント用パターン精度の影響を少なくし、容易且
つ良好なアライメントを行なうことのできるアラ
イメント用パターンを用いた薄膜パターン積層方
法を提供しようとするものである。 (ニ) 発明の構成 即ち、本発明は上記した目的を達成するため
に、第１層目の薄膜パターン上に一定の相対位置
をもつて新たに第２層目の薄膜パターンを形成す
る工程において、第１、２層目側に少なくとも１
辺が同一直線上で断続的線分になつた互いに異な
る形状のパターン相対位置決定様としてのアライ
メント用パターンを用い、第１、２層目のパター
ン相対位置合わせ時に第１、第２層目のアライメ
ント用パターンが合わさつて、互いの断続的線分
が互い違いに連なつて一つの連続した線分とな
り、その連続した線分が第１、２層目のアライメ
ント用パターンで形造られる幾何学模様の外周の
一辺となることでアライメントが完了する様にし
たものである。 (ホ) 実施例 以下、本発明の一実施例について図面と共に説
明する。 即ち、本発明では第６図、第７図に示す如きア
ライメント用パターン１０，１１を用いており、
これは幅10μｍ長さ100μｍの線状パターン１０
ａ，１１ａが10μｍ間隔で幅方向に５本並び、更
に同一の線状パターン１０ｂ，１１ｂ群がこれと
垂直に近接して配置されたパターンであり、第６
図と第７図とでは夫々の基準線Ａ１−Ａ１′とＢ
１−Ｂ１′、Ａ２−Ａ２′とＢ２−Ｂ２′を一致さ
せた際に上記した２つの線状パターン１１ａ，１
１ｂが各々幅方向に10μｍづつズレるようになつ
ている。先ず、基板上に第６図のアライメント用
パターン１０を第１層目のメインパターンとは別
位置にメインパターン形成と同時に形成し、第７
図のアライメント用パターン１１を第２層目用の
マスク上に形成する。但し、このアライメント用
パターン１０，１１の基板上、マスク上での位置
は第６図、第７図中に示す基準線Ａ１，２−Ａ
１，２′、Ｂ１，２−Ｂ１，２′のメインパターン
との相対的位置が同一となるように、即ち基準線
Ａ１，２−Ａ１，２′とＢ１，２−Ｂ１，２′とが
互いに一致するようにしておく必要がある。この
ようにすれば、マスクのアライメント、即ち上下
薄膜パターンの相対位置合わせはマスク上のアラ
イメント用パターン１０の線状パターン１０ａ，
１０ｂ群が基板上のアライメント用パターン１０
の線状パターン１０ａ，１０ｂ群と互い違いに噛
み合い、第６図パターンを構成する線状パターン
１０ａ，１０ｂの短辺と第７図パターンを構成す
る線状パターン１１ａ，１１ｂの短辺ｂとが一直
線になり、全体として第８図の様に２つの正方形
が形造られるよう基板とマスクとを配置すること
によつて完了する。 従つて、本発明に依ればこの様なアライメント
完了時に基板上、マスク上での基準となる線分−
第８図中パターン外辺ａ，ｂが同一視界にあるた
め、良好なアライメント精度が得られ、且つ容易
にアライメント完了をチエツクすることができ
る。また、斯る基板上のアライメント用パターン
形成時に線細り或いは線太りが生じた場合には、
第９図ａ，ｂに示したように基板上アライメント
用パターン１０のマスク上アライメント用パター
ン１１から引つ込み具合或いはとび出し具合を上
下左右対称とすることによつてパターン形成精度
のアライメント精度への影響を減少させることが
できる。 ところで、本発明のアライメント用パターンで
は、特にポジ型レジストを使用した場合、基板上
アライメント用パターンがレジストによつて被覆
されておらず、後のエツチング工程で破壊される
恐れがある。このような問題点は、基板上に第６
図のパターンを予じめ複数個形成しておき、第
２、３、４…層のアライメント時この複数個のパ
ターンをひとつづつ順次使用することによつて解
決できる。例えば、積層を４層行なう場合には第
１０図ａに示した様に基板上に第６図のパターン
１０を３個形成しておき、各層のアライメント時
にこの３個のパターンをひとつづつ使用する。 即ち、第２層のマスク上には第１０図ｂに示し
た様に第７図のパターン１１を１個形成しておき
これによつてアライメントを行ない、基板上の他
のパターン、即ち中央と下方のパターンは保護パ
ターン１２によつてレジストにより保護されるこ
とになる。そして、第３層のマスクには第１０図
ｃのパターンを使用し第２層のパターン化時に保
護されていた基板上の中央パターン１０を用いて
アライメントを行なう。同様にして第４層のアラ
イメントも行なうことが出来る。 次に、本発明製造方法を磁気抵抗効果型ヘツド
（以下、MRヘツドと称す）の製造工程に導入し
た場合を示す。斯るMRヘツドの製造工程は、(i)
SiO₂等よりなる絶縁層（5KÅ）形成、(ii)パーマ
ロイ等よりなる磁気抵抗効果素子層（0.5KÅ）
（以下、MR層と称す）形成とパターン化、(iii)Cr
（1KÅ）とCu（5KÅ）とTi（1KÅ）とよりなる電
流供給用導体層形成とパターン化、（）SiO₂等
よりなる絶縁層（6KÅ）形成（メタルマスク使
用）、（）Cr（1KÅ）とCu（5KÅ）とTi（1KÅ）
とよりなるアース層形成とパターン化、（）
SiO₂等よりなる保護層（10KÅ）形成（マスク蒸
着）、から成る。ここで、各層形成は蒸着或いは
スパツタによつて行ない、パターン化はポジ型レ
ジスト（例えば、東京応化工業(株)製のOFPR−
800）にて必要部分を被覆した後Arイオンの照射
或いは腐食液への沈浸によつて行なう。但し、
（）の工程の絶縁層及び（）の工程の保護層
は±数10μｍ精度で充分なことから層形成時不必
要な部分をメタルマスクで覆うマスク蒸着法を採
用しており、実際に高精度マスクアライメントを
必要とする層形成工程はMR層、導体層、アース
層の３工程である。 従つて、先ずMR層のパターン化時には第１１
図ａに示す如くメインパターンであるMR部分形
成用パターン１３とマスクアライメント用パター
ン１０として第６図のものが形成されたマスクを
用いて行なう。すると、基板上にMR層のパター
ン１３′と同時にマスクアライメント用パターン
１０′が形成され、導体層、アース層形成時には
メタルマスクにて保護される。尚、ポジ型レジス
トを使用したため、マスクアライメント用パター
ン１０′は少し線細り傾向がある。 そして、次に導体層のパターン化時には第１１
図ｂに示す如くメインパターンであるリード線用
導体部分形成用パターン１４とマスクアライメン
ト用パターン１１として第７図のものが形成され
たマスクを用いて行ない、基板上とマスク上のア
ライメント用パターン１０′，１１が第９図ａの
如くなる様マスクを配置すれば、両パターンの相
対位置は第１１図ｂの如く所望のものとなる。 そして、アース層のパターン化時には第１１図
ｃに示す如くメインパターンであるアース部分形
成用パターン１５と第７図のマスクアライメント
用パターン１１が形成されたマスクを用いて行な
い、マスク上のアライメント用パターン１１と基
板上のアライメント用パターン（導体層パターン
化時にマスク上の保護パターン１６により被覆保
護されていた）１０′が第９図ａの如くなる様マ
スクを配置する。 この様にして完成されたメインパターンは第１
２図に示す如くなり、１４′は導体層パターン、
１７は絶縁層、１５′はアース層パターンである。
そして、この場合マスクアライメント用パターン
は不要部分除去のAr照射により破壊され僅かに
基板上に段差として残る（一点鎖線で図示）のみ
である。 (ヘ) 発明の効果 上述した如く本発明に依れば、薄膜パターン積
層時の各パターン合わせを容易に且つ精度良く行
なわせることが出来ると共に、アライメント用パ
ターンによるアライメント完了のチエツクも従来
のものに較べて良好に行なわせることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々従来のアライメント用
パターンを示す図、第３図はそのアライメント工
程を示す図、第４図及び第５図は夫々そのアライ
メント誤差の説明図、第６図及び第７図は夫々本
発明のアライメント用パターンを示す図、第８図
はそのアライメント完了時を示す図、第９図ａ，
ｂは夫々線細り及び線太りをしたアライメント用
パターンによるアライメント完了時を示す図、第
１０図ａ，ｂ，ｃは本発明のアライメント用パタ
ーンを複数個用いた場合のアライメント工程を
夫々説明する図、第１１図ａ，ｂ，ｃは本発明の
アライメント用パターンをMRヘツドの製造に用
いた場合のアライメント工程を夫々説明する図、
第１２図はそのMRヘツドパターンの完成状態を
示す図である。 １……基板、４……マスク、１０，１１……ア
ライメント用パターン、１０ａ，１０ｂ，１１
ａ，１１ｂ……線状パターン、１２……保護パタ
ーン、１３′……MR層パターン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１層目の薄膜パターン上に一定の相対位置
   をもつて新たに第２層目の薄膜パターンを形成す
   る工程において、前記第１層目及び第２層目の薄
   膜パターンは素子形成用メインパターンとは別に
   パターン相対位置決定用として少なくとも側辺の
   一部が前記メインパターンに対し一定の相対位置
   で存在する同一直線上にあるアライメント用パタ
   ーンを有し、第１、第２層のパターン相対位置合
   わせ時に前記第１、第２層目のアライメント用パ
   ターンが合わさつて互いの一側辺が連なつて一つ
   の連続した線分となり、その連続した線分が第
   １、第２層目のアライメント用パターンで形造さ
   れる幾何学模様の外周の一辺となることでアライ
   メントが完了することを特徴とした薄膜ターン積
   層方法。 ２ 前記した第１層目のアライメント用パターン
   を一定の幅と、長さの線状パターンが一定間隔で
   並べられた線状パターン群で構成し、第２層目の
   アライメント用パターンを前記した線状パターン
   群の間隔を埋める様一定の幅と長さの線状パター
   ンが一定間隔で並べられた線状パターン群で構成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の薄膜パターン積層方法。