JPH05266419A - 金属膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 段差を有する基層上での金属膜の形成に際
し、段差上部の金属膜の側縁に、枠となるレジストパタ
ーンの過剰露光に起因する形状不良（オーバハング）が
生じないようにし、薄膜磁気ヘッドの上部磁極の形成へ
の適用により、ボイド，クラック等の欠陥の発生率を低
減して信頼性の向上を図る。 【構成】 段差を有する基層20の表面に塗布により形成
されたレジスト膜12の露光を、段差上部 20aに整合する
側に所定の不透光パターン 21bを備えた第１のフォトマ
スク21を介して露光を行う第１の工程と、段差上部 20b
に整合する側に所定の不透光パターン 22bを備えた第２
のフォトマスク22を介して露光を行う第２の工程との２
工程にて行い、段差上部 20aの薄いレジスト膜12、及び
段差下部20b の厚いレジスト膜12の双方に対し過不足な
く適正な露光を行わせ、この後の現像により良好な断面
形状を有するレジストパターン14を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、薄膜磁気ヘッ
ドにおける上部磁極の形成に利用される金属膜の形成方
法であって、段差を有する基層上での金属膜の形成方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの外部記憶装置等の用途に
広く使用されている磁気ディスク装置においては、近
年、記憶容量の増大と共に、転送速度の高速化に対する
要求が高まっており、この要求に応え得る記録，再生手
段として、薄膜磁気ヘッドの需要が増大している。

【０００３】図５は、薄膜磁気ヘッドの要部を示す一部
破断斜視図である。図示の如く薄膜磁気ヘッドは、支持
体となる基板１の表面上に、扇形の平面形状を有して下
部磁極２を形成し、この下部磁極２の上部に、扇形の後
縁（広がり側）に沿う一部を除いて極薄のギャップ層３
を積層し、更に、このギャップ層３の非形成部分と扇形
の先端（かなめ側）部分とを除く範囲に、各複数のター
ンを有する２段の導体コイル５と、これらを一括的に被
包する絶縁層４とを積層し、これらの上部に下部磁極２
と平面視にて整合する上部磁極６を形成して、先端側の
絶縁層４の非形成部分に、両磁極２，６間にギャップ層
３のみが挾まれた先端ギャップ８を、また後側のギャッ
プ層３及び絶縁層４の非形成部分に、両磁極２，６が直
接的に接触するリアギャップ７を夫々設け、最後に、適
宜の厚さを有する図示しない保護膜により全体を被覆し
た構成となっている。

【０００４】さて以上の如き構成の薄膜磁気ヘッドにお
いて、下部磁極２及び上部磁極６は、Ｎｉ−Ｆｅ合金，
コバルト系合金等の軟磁性金属を、電気メッキ法又はス
パッタ蒸着法により単層又は複層に成膜してなる金属膜
として形成されるが、この形成に際しては、前述した如
き扇形の形成パターンを得るべく、フォトリソグラフィ
と称される薄膜パターン形成技術が利用されている。

【０００５】図６は、下部磁極２及び上部磁極６の形成
に利用される金属膜の形成方法の実施手順を示す説明図
である。まず、図６（ａ）に示す如く、基層10の表面に
メッキの下地となる極薄の磁性下地膜11を成膜し、次い
で、この磁性下地膜11の表面に、ポジ型フォトレジスト
からなるレジスト膜12を形成する。この形成は、例え
ば、ノボラック系の感光性有機樹脂を均一に塗布してソ
フトベークすることによりなされる。

【０００６】次に図６（ｂ）に示す如く、レジスト膜12
の上部に、透光パターン 13a及び不透光パターン 13bを
有するフォトマスク13を位置決めし、該フォトマスク13
の上方からの光照射によりレジスト膜12を露光する。フ
ォトマスク13の不透光パターン 13bは、得るべき金属膜
の平面形状に対応する所定の形状をなすものであり、薄
膜磁気ヘッドにおける扇形の平面形状をなす下部磁極２
及び上部磁極６の形成に際しては、図７に示す如く、前
記扇形を縁取る部分を前記不透光パターン 13bとして備
えたフォトマスク13が用いられる。

【０００７】以上の如き露光工程の終了後に現像を行
い、レジスト膜12の露光部分を除去する。この結果、基
層10表面の磁性下地膜11上には、図６（ｃ）に示す如
く、フォトマスク13の不透光パターン 13bに対応するレ
ジスト膜12の非露光部分がレジストパターン14として残
り、この状態で電気メッキを実施し、前記レジストパタ
ーン14の内外においてレジスト膜12の除去により露出し
た磁性下地膜11の表面に、所定厚さのメッキ膜15を成膜
する。

【０００８】最後に、アセトン等の有機溶剤を用いてレ
ジストパターン14を除去し、更に、エッチング，イオン
ミリング等の金属除去法により、レジストパターン14外
側のメッキ膜15及び磁性下地膜11、並びにレジストパタ
ーン14下部の磁性下地膜11を除去して、図６（ｄ）に示
す如く、レジストパターン14内側のメッキ膜15及び磁性
下地膜11を、所望の形状を有する金属膜16として残す。

【０００９】薄膜磁気ヘッドの下部磁極２及び上部磁極
６の形成においては、前記図７に示すフォトマスク13を
用いると共に、例えば、Ｎｉ₈₀Ｆｅ₂₀等のＮｉＦｅ合金
の電気メッキによって前記メッキ膜15を、該メッキ膜15
の下地となる磁性下地膜11を同種の金属のスパッタリン
グによって夫々成膜すればよく、この結果として図６
（ｄ）に示す如く形成される金属膜16が、図５に示す如
き扇形の平面形状と所定の厚さとを有するＮｉＦｅ合金
製の下部磁極２及び上部磁極６となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】さて、薄膜磁気ヘッド
の下部磁極２は、平坦な表面を有する基板１上に形成さ
れるのに対し、上部磁極６は、前記リアギャップ７の相
当部分では下部磁極２上に、また前記先端ギャップ８の
相当部分では下部磁極２に積層された極薄のギャップ層
３上に、更に、その他の部分においてはギャップ層３に
積層された絶縁層４上に夫々形成されるため、上部磁極
６となすべき金属膜16の形成に際しては、図６に示す如
き平坦な基層10上ではなく、図８に示す如く、段差を有
する基層20上での前述した方法の実施が必要となる。

【００１１】ところが、段差を有する基層20上にて前述
した手順をそのまま実施した場合、基層20の表面に成膜
された磁性下地膜11上にレジスト膜12の形成する過程に
おいて、該レジスト膜12として用いる感光性有機樹脂が
粘性を有し、段差上部 20aに塗布された樹脂の一部が段
差下部 20bに流れ落ちることから、基層20上でのレジス
ト膜12の厚さを均一化することが難しく、レジスト膜12
の膜厚は、図８（ａ）に示す如く、段差上部 20aにおい
て段差下部 20bよりも薄くなる。

【００１２】次いで、このレジスト膜12の上部にフォト
マスク13を位置決めし、図８（ｂ）に示す如く行われる
露光に際しては、後続する現像の後に扇形を縁取るレジ
スト膜12を確実に残しておくために、段差下部 20bのレ
ジスト膜12の厚さに応じた露光条件を設定せねばなら
ず、この結果、段差上部 20aのレジスト膜12が過剰露光
されることになる。

【００１３】そして、以上の如き露光を終了した後に現
像を行い、レジスト膜12の露光部分を除去した場合、図
８（ｃ）に示す如く、適正な露光状態にある段差下部 2
0bにおいては、矩形断面を有する本来のレジストパター
ン14が生成されるが、過剰な露光状態にある段差上部 2
0aにおいては、下端に向けて幅を増す台形断面のレジス
トパターン14が生成されるため、この状態で電気メッキ
を実施してメッキ膜15を成膜し、更に不要部分を除去し
て段差上部 20aにおいて得られる金属膜16は、図８
（ｄ）に示す如く、台形断面を有するレジストパターン
14の斜辺に沿う張出しにより、オーバハングを生じた側
縁を備えることになる。

【００１４】従って、このような金属膜16を薄膜磁気ヘ
ッドの上部磁極６とした場合、絶縁層４上の周縁全体に
前記オーバハングが生じることから、薄膜磁気ヘッド全
体を覆う保護膜19の成膜に際してのステップカバリング
性が悪く、図９に示す如く、前記オーバハング部にボイ
ド17，クラック18等の欠陥が生じ易く、信頼性の低下を
招来する課題があった。

【００１５】本発明は斯かる課題に鑑みてなされたもの
であり、段差を有する基層上での金属膜の形成に際し、
段差上部の金属膜の側縁に、枠となるレジストパターン
の過剰露光に起因する形状不良（オーバハング）が生じ
ず、薄膜磁気ヘッドの上部磁極の形成への適用により、
ボイド，クラック等の欠陥の発生率を低減でき、信頼性
の向上に寄与できる金属膜の形成方法を提供することを
目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る金属膜の形
成方法は、段差を有する基層の表面に塗布されたレジス
ト膜を所定の透光パターン又は不透光パターンを備えた
フォトマスクを介して露光し、この後の現像によりレジ
スト膜が除去された透光パターン部分又は不透光パター
ン部分に金属膜を成膜して、前記基層表面の前記段差の
上下に亘る範囲に金属膜を形成する方法において、前記
露光の工程は、前記段差の上部に整合される側に前記透
光パターン又は不透光パターンを備えたフォトマスクを
介して前記レジスト膜を露光する第１の工程と、前記段
差の下部に整合される側に前記透光パターン又は不透光
パターンを備えたフォトマスクを介して前記レジスト膜
を露光する第２の工程とを含むことを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明においては、段差を有する基層の表面に
レジスト膜を塗布した後、段差上部に整合される側に透
光パターン又は不透光パターンを備えたフォトマスクを
介して露光する第１の工程と、段差下部に整合される側
に透光パターン又は不透光パターンを備えたフォトマス
クを介して露光する第２の工程とを、第１，第２の順、
又は第２，第１の順に実施する。これにより、段差の上
下において厚さが異なるレジスト膜の夫々に対して露光
条件を適正化でき、過剰露光に起因して金属膜の側縁に
生じるオーバハングを防止する。

【００１８】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図１は、本発明に係る金属膜の形成方法
（以下本発明方法という）の実施手順を示す説明図であ
る。本発明方法は、段差を有する基層20の表面における
金属膜16の形成に適用されるものであり、まず、図８に
示す従来の方法と同様、基層20の表面へのスパッタリン
グにより、メッキの下地となる極薄の磁性下地膜11を成
膜し、次いでこの磁性下地膜11の表面に、ノボラック系
の感光性有機樹脂を塗布してソフトベークし、ポジ型フ
ォトレジストのレジスト膜12を形成する。

【００１９】このとき、前記感光性樹脂が粘性を有し、
段差上部 20aに塗布された樹脂の一部が段差下部 20bに
流れ落ちるため、基層20全体において均一な厚さのレジ
スト膜12を得ることは難しく、前記図８（ａ）に示す如
く、レジスト膜12の膜厚は、段差上部 20aにおいて段差
下部 20bよりも薄くなる。

【００２０】以上の如くレジスト膜12を形成した後、該
レジスト膜12に対する露光が行われるが、本発明方法は
この露光の工程に特徴を有しており、まず図１（ａ）に
示す如く、レジスト膜12の上部に第１のフォトマスク21
を位置決めして、該フォトマスク21の上方からの光照射
により前記レジスト膜12を露光する第１の工程を実施
し、次いで図１（ｂ）に示す如く、レジスト膜12の上部
に第２のフォトマスク22を位置決めして、該フォトマス
ク22の上方からの光照射により前記レジスト膜12を露光
する第２の工程を実施する。

【００２１】第１のフォトマスク21は、前述した位置決
めにより段差上部 20aに整合する側に所定の不透光パタ
ーン 21bを備えており、第１の工程での露光は、前記不
透光パターン 21b以外の部分、即ち透光パターン 21aを
経てレジスト膜12に達する光により、主として段差上部
20aのレジスト膜12に対して行われる。逆に第２のフォ
トマスク22は、前述した位置決めにより段差下部 20bに
整合する側に不透光パターン 22bを備えており、第２の
工程での露光は、前記不透光パターン 22b以外の部分、
即ち透光パターン 22aを経てレジスト膜12に達する光に
より、主として段差下部 20bのレジスト膜12に対して行
われる。

【００２２】第１の工程及び第２の工程での露光時間
は、段差上部 20a及び段差下部 20b夫々のレジスト膜12
の厚さに応じて設定され、これにより、段差上部 20aの
薄いレジスト膜12、及び段差下部 20bの厚いレジスト膜
12の双方に対し、過不足なく適正な露光が行われること
になる。なお、第１, 第２の工程の実施順序は、前述し
た第１, 第２の順に限らず、第２, 第１の順であっても
よい。

【００２３】第１のフォトマスク21の不透光パターン 2
1bと、第２のフォトマスク22の不透光パターン 22bと
は、両者の整合により得るべき金属膜の平面形状が得ら
れるようになしてある。薄膜磁気ヘッドにおける前記上
部磁極６の形成においては、図３に示す如く、主に段差
上部 20aに相当する絶縁層４上での上部磁極６の周縁に
沿う部分を前記不透光パターン 21bとして備えた第１の
フォトマスク21と、図４に示す如く、主に段差下部 20b
に相当するギャップ層３上での上部磁極６の周縁に沿う
部分を不透光パターン 22bとして備えた第２のフォトマ
スク22とを用いればよく、第１, 第２のフォトマスク2
1，22を夫々の所定位置に位置決めした場合、両フォト
マスク21，22の不透光パターン 21b,21cにより、上部磁
極６の周縁全体を縁取る不透光パターン、即ち、図６に
示す従来のフォトマスク13における不透光パターン 13b
に相当する形状が得られるようになっている。

【００２４】以上の如き露光を終了した後に現像を行
い、レジスト膜12の露光部分を除去するが、このとき、
段差下部 20bのレジスト膜12のみならず、段差上部 20a
のレジスト膜12も適正な露光状態にあるから、現像後に
残るレジストパターン14は、図１（ｃ）に示す如く、段
差上部 20aにおいても本来の矩形断面を有するようにな
る。従って、この状態で電気メッキによりメッキ膜15を
成膜して、次いでアセトン等の有機溶剤を用いてレジス
トパターン14を除去し、更にエッチング，イオンミリン
グ等の金属除去法により、レジストパターン14外側のメ
ッキ膜15及び磁性下地膜11、並びにレジストパターン14
下部の磁性下地膜11を除去した場合、レジストパターン
14内側に残るメッキ膜15及び磁性下地膜11からなる金属
膜16は、図１（ｄ）に示す如く、段差上部 20a及び段差
下部 20bのいずれにおいても基層20上に略垂直に立ち上
がる側縁を備えたものとなる。

【００２５】従って、このような金属膜16を薄膜磁気ヘ
ッドの上部磁極６とした場合、該上部磁極６の絶縁層４
上における周縁にオーバハングが生じることがなく、薄
膜磁気ヘッド全体を覆う保護膜19の成膜に際し、図２に
示す如く、ステップカバリング性が良好な保護膜19が形
成され、前記周縁に沿う部分にボイド，クラック等の形
状欠陥が発生する虞がなく、信頼性が向上する。

【００２６】なお本実施例においては、薄膜磁気ヘッド
における上部磁極を形成する場合について説明したが、
本発明方法は、段差を有する基層20上に、段差の上下に
亘る範囲の金属膜を形成することが必要なあらゆる用途
に適用可能なことは言うまでもない。また、ポジ型レジ
ストのレジスト膜12に換えてネガ型レジストのレジスト
膜を使用してもよく、この場合、フォトマスク21の不透
光パターン 21bに対応する所定の透光パターンを備えた
フォトマスクを用いて第１の工程を実施し、同じくフォ
トマスク22の不透光パターン 22bに対応する所定の透光
パターンを備えたフォトマスクを用いて第２の工程を実
施すればよい。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明方法において
は、段差を有する基層の表面に塗布されたレジスト膜の
露光に際し、段差上部に整合される側に所定の透光パタ
ーン又は不透光パターンを備えたフォトマスクを介して
露光する工程と、段差下部に整合される側に所定の透光
パターン又は不透光パターンを備えたフォトマスクを介
して露光する工程とを各別に実施するから、段差の上下
において厚さの異なるレジスト膜を夫々に適正な露光条
件にて露光でき、このレジスト膜の現像後に残るレジス
トパターンの形状精度が向上し、該レジストパターンに
対応して形成される金属膜の側縁におけるオーバハング
の発生を未然に防止でき、薄膜磁気ヘッドの上部磁極の
形成への適用により、ボイド，クラック等の欠陥の発生
率が低下し、信頼性の向上に寄与し得る等、本発明は優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施手順を示す説明図である。

【図２】本発明方法により得られた金属膜上への保護膜
の形成態様を示す図である。

【図３】薄膜磁気ヘッドの上部磁極の形成における本発
明方法の実施に際し第１の工程において用いるフォトマ
スクの平面図である。

【図４】薄膜磁気ヘッドの上部磁極の形成における本発
明方法の実施に際し第２の工程において用いるフォトマ
スクの平面図である。

【図５】薄膜磁気ヘッドの要部を示す一部破断斜視図で
ある。

【図６】従来の金属膜の形成方法の実施手順を示す説明
図である。

【図７】従来の金属膜の形成方法による薄膜磁気ヘッド
の磁極形成に際して用いられるフォトマスクの平面図で
ある。

【図８】段差を有する基層上における従来の金属膜の形
成方法の実施手順を示す説明図である。

【図９】従来の方法により得られた金属膜上への保護膜
の形成態様を示す図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 下部磁極 ３ ギャップ層 ４ 絶縁層 ５ 導体コイル ６ 上部磁極 ７ リアギャップ ８ 先端ギャップ 11 磁性下地膜 12 レジスト膜 14 レジストパターン 15 メッキ膜 16 金属膜 17 ボイド 18 クラック 19 保護膜 20 基層 20a 段差上部 20b 段差下部 21 第１のフォトマスク 21a 透光パターン 21b 不透光パターン 22 第２のフォトマスク 22a 透光パターン 22b 不透光パターン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 段差を有する基層の表面に塗布されたレ
   ジスト膜を所定の透光パターン又は不透光パターンを備
   えたフォトマスクを介して露光し、この後の現像により
   レジスト膜が除去された透光パターン部分又は不透光パ
   ターン部分に金属膜を成膜して、前記基層表面の前記段
   差の上下に亘る範囲に金属膜を形成する方法において、
   前記露光の工程は、前記段差の上部に整合される側に前
   記透光パターン又は不透光パターンを備えたフォトマス
   クを介して前記レジスト膜を露光する第１の工程と、前
   記段差の下部に整合される側に前記透光パターン又は不
   透光パターンを備えたフォトマスクを介して前記レジス
   ト膜を露光する第２の工程とを含むことを特徴とする金
   属膜の形成方法。