JPH083151B2 - Ｆｅ―Ｓｉ―Ａ▲ｌ▼合金のエッチング方法 - Google Patents
Ｆｅ―Ｓｉ―Ａ▲ｌ▼合金のエッチング方法Info
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- JPH083151B2 JPH083151B2 JP23151489A JP23151489A JPH083151B2 JP H083151 B2 JPH083151 B2 JP H083151B2 JP 23151489 A JP23151489 A JP 23151489A JP 23151489 A JP23151489 A JP 23151489A JP H083151 B2 JPH083151 B2 JP H083151B2
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- pattern
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、薄膜磁気ヘッドの磁極等に用いられるFe−
Si−Al合金のエッチング方法に関するものである。
Si−Al合金のエッチング方法に関するものである。
［従来の技術］ 従来、Fe−Si−Al合金をエッチングするには、アルゴ
ンイオンビームによるイオンミリングが行われてきた。
これは、イオン化したアルゴン等の不活性ガスを電界下
で加速し、固体試料に照射するときに試料表面で起こる
スパッタリング現象をエッチングに利用するものであ
り、物理的エッチングといえる。通常アルゴンガスを用
いたイオンミリングの条件は、アルゴンガス圧力４×10
-4Torr、イオン加速電圧500V、イオン電流密度0.6mA/cm
2、イオンビーム入射角０゜から45゜に設定され、その
エッチングレートは100〜150Å/min程度である。
ンイオンビームによるイオンミリングが行われてきた。
これは、イオン化したアルゴン等の不活性ガスを電界下
で加速し、固体試料に照射するときに試料表面で起こる
スパッタリング現象をエッチングに利用するものであ
り、物理的エッチングといえる。通常アルゴンガスを用
いたイオンミリングの条件は、アルゴンガス圧力４×10
-4Torr、イオン加速電圧500V、イオン電流密度0.6mA/cm
2、イオンビーム入射角０゜から45゜に設定され、その
エッチングレートは100〜150Å/min程度である。
［発明の解決しようとする課題］ 上で述べた従来のFe−Si−Al合金のエッチング技術に
おいては、物理的なエッチングであることからフォトレ
ジスト（以下PRと略記する）も同時にエッチングされる
ため、PRとFe−Si−Al合金のエッチングの選択比が問題
である。
おいては、物理的なエッチングであることからフォトレ
ジスト（以下PRと略記する）も同時にエッチングされる
ため、PRとFe−Si−Al合金のエッチングの選択比が問題
である。
しかしながら、Fe−Si−Al合金とPRのエッチングレー
ト比は約2:1であり、十分ではない。例えば３μｍ厚のF
e−Si−Al合金をエッチングする際には、最低でも約1.5
μｍ厚の、実質的にはプロセス上のマージンを考慮して
２μｍ以上の厚みの垂直断面を有するPRパターンを形成
する必要があり、プロセス上も問題があった。またエッ
チングレートも150Å/min程度であるため、例えば３μ
ｍの厚みをエッチングするのに200分かかるので、上記
従来技術を応用した製品はスループットが上がらず、製
品価格が高くなるという問題があった。
ト比は約2:1であり、十分ではない。例えば３μｍ厚のF
e−Si−Al合金をエッチングする際には、最低でも約1.5
μｍ厚の、実質的にはプロセス上のマージンを考慮して
２μｍ以上の厚みの垂直断面を有するPRパターンを形成
する必要があり、プロセス上も問題があった。またエッ
チングレートも150Å/min程度であるため、例えば３μ
ｍの厚みをエッチングするのに200分かかるので、上記
従来技術を応用した製品はスループットが上がらず、製
品価格が高くなるという問題があった。
さらに最も問題となるのは、加工されたFe−Si−Al合
金の断面形状である。このことを、第３図（ａ）に示す
ように３μｍ幅の長方形断面を持ったPRパターン８で、
従来技術のエッチング方法を適用する場合について説明
すると、Fe−Si−Al合金５は理想的には第３図（ｂ）に
示すように垂直にエッチングされた断面構造であること
が望ましいにもかかわらず、実際には第３図（ｃ）に示
すような台形の断面形状にエッチングされる。このよう
に従来技術によると断面形状が台形となるため、薄膜磁
気ヘッド作製プロセスに適用した場合、トラック幅が
上部と下部で大きく異なるため磁気ヘッドとしてトラッ
ク幅の規定精度が不十分である、さらに、トラック幅
を小さくして高トラック密度化する際に、上部磁極の断
面が三角形状となるために狭トラック幅化に限界があ
る、等の問題が発生していた。
金の断面形状である。このことを、第３図（ａ）に示す
ように３μｍ幅の長方形断面を持ったPRパターン８で、
従来技術のエッチング方法を適用する場合について説明
すると、Fe−Si−Al合金５は理想的には第３図（ｂ）に
示すように垂直にエッチングされた断面構造であること
が望ましいにもかかわらず、実際には第３図（ｃ）に示
すような台形の断面形状にエッチングされる。このよう
に従来技術によると断面形状が台形となるため、薄膜磁
気ヘッド作製プロセスに適用した場合、トラック幅が
上部と下部で大きく異なるため磁気ヘッドとしてトラッ
ク幅の規定精度が不十分である、さらに、トラック幅
を小さくして高トラック密度化する際に、上部磁極の断
面が三角形状となるために狭トラック幅化に限界があ
る、等の問題が発生していた。
本発明は、以上述べたような従来の課題を解決するた
めになされたもので、スループットが大幅に向上し、か
つ長方形断面のパターンを形成することのできるFe−Si
−Al合金のエッチング方法を提供することを目的とす
る。
めになされたもので、スループットが大幅に向上し、か
つ長方形断面のパターンを形成することのできるFe−Si
−Al合金のエッチング方法を提供することを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、試料表面に形成されたFe−Si−Al合金のエ
ッチング方法において、試料を少なくとも190℃以上に
加熱しつつ、塩素系ガスを主成分とする雰囲気中で反応
性イオンエッチングを行うことを特徴とするFe−Si−Al
合金のエッチング方法である。
ッチング方法において、試料を少なくとも190℃以上に
加熱しつつ、塩素系ガスを主成分とする雰囲気中で反応
性イオンエッチングを行うことを特徴とするFe−Si−Al
合金のエッチング方法である。
［作用］ 前述したようにイオンミリング法ではFe−Si−Al合金
の加工後の断面が台形状となり望ましくないことから、
本発明者は異方性加工の可能な反応性イオンエッチング
法によりFe−Si−Al合金の加工を行うことを検討した。
の加工後の断面が台形状となり望ましくないことから、
本発明者は異方性加工の可能な反応性イオンエッチング
法によりFe−Si−Al合金の加工を行うことを検討した。
検討に用いた反応性イオンエッチング装置としては第
５図に示すような構成のものである。また、第５図中、
Ａで示される箇所の拡大斜視図を第２図に示す。
５図に示すような構成のものである。また、第５図中、
Ａで示される箇所の拡大斜視図を第２図に示す。
エッチングは例えば以下の手順で行った。第５図にお
いて、１×10-6Torr程度まで排気されたエッチングチャ
ンバ１内の基板２上に、第２図のようにFe−Si−Al合金
５（組成;Si9.6wt％,Al5.4wt％，残部Fe）に厚さ４μ
ｍ、幅３〜10μｍのPRパターン８を形成した試料３を装
着する。ここで、基板２には陽極板４との間に高周波が
印加できるようになっており、基板２の周囲のエッチン
グチャンバ側壁には、試料表面に四塩化炭素を供給する
ガス導入管６が設けられており、チャンバ外から必要量
の四塩化炭素を供給できるようになっている。そして、
四塩化炭素を流した状態で高周波をかけ、プラズマを発
生し、反応性イオンエッチングを行った。代表的なエッ
チング条件は次に示す通りである。
いて、１×10-6Torr程度まで排気されたエッチングチャ
ンバ１内の基板２上に、第２図のようにFe−Si−Al合金
５（組成;Si9.6wt％,Al5.4wt％，残部Fe）に厚さ４μ
ｍ、幅３〜10μｍのPRパターン８を形成した試料３を装
着する。ここで、基板２には陽極板４との間に高周波が
印加できるようになっており、基板２の周囲のエッチン
グチャンバ側壁には、試料表面に四塩化炭素を供給する
ガス導入管６が設けられており、チャンバ外から必要量
の四塩化炭素を供給できるようになっている。そして、
四塩化炭素を流した状態で高周波をかけ、プラズマを発
生し、反応性イオンエッチングを行った。代表的なエッ
チング条件は次に示す通りである。
その結果、エッチングレートとしてはアルゴンイオ
ンビームによるイオンミリングの場合と殆ど差がない、
エッチング後の試料表面に反応生成物の堆積がある、
という問題点が明らかとなった。このことから、従来の
反応性イオンエッチング法で加工したFe−Si−Al合金を
薄膜磁気ヘッドに利用すると、スループットは改善され
ず、かつ加工精度が不十分でその磁気的な性能が問題と
なることが予想された。さらに、反応生成物のため加工
後腐食が進み、製品の長期信頼性に問題が残ることが予
想された。
ンビームによるイオンミリングの場合と殆ど差がない、
エッチング後の試料表面に反応生成物の堆積がある、
という問題点が明らかとなった。このことから、従来の
反応性イオンエッチング法で加工したFe−Si−Al合金を
薄膜磁気ヘッドに利用すると、スループットは改善され
ず、かつ加工精度が不十分でその磁気的な性能が問題と
なることが予想された。さらに、反応生成物のため加工
後腐食が進み、製品の長期信頼性に問題が残ることが予
想された。
前記問題点の原因としては、Fe−Si−Al合金の構成元
素のうち、いずれかの塩化物の蒸気圧が小さいため、塩
素原子含有ガスプラズマによるエッチングの生成物が試
料表面から取り去られず、上述の各問題点が発生すると
いうことが考えられる。一般に蒸気圧Ｐは、次の式で示
される。
素のうち、いずれかの塩化物の蒸気圧が小さいため、塩
素原子含有ガスプラズマによるエッチングの生成物が試
料表面から取り去られず、上述の各問題点が発生すると
いうことが考えられる。一般に蒸気圧Ｐは、次の式で示
される。
なおこの式は、ハンドブック・オブ・ケミストリー・
アンド・フィズィクス・フィフティーフォース・エディ
ション、シー・アール・シー・プレス、1973年、Ｄ−18
2ページに開示されている。
アンド・フィズィクス・フィフティーフォース・エディ
ション、シー・アール・シー・プレス、1973年、Ｄ−18
2ページに開示されている。
前記式で示される、前記Fe−Si−Al合金構成元素の代
表的な塩化物の蒸気圧は、第４図のごときものである。
第４図によると、室温ではFe−Si−Al合金の主構成元素
であるFeの塩化物の蒸気圧が十分ではないので、上述し
たようにエッチングが進行しにくい。
表的な塩化物の蒸気圧は、第４図のごときものである。
第４図によると、室温ではFe−Si−Al合金の主構成元素
であるFeの塩化物の蒸気圧が十分ではないので、上述し
たようにエッチングが進行しにくい。
しかし第４図によれば、室温からの若干の昇温によっ
て、蒸気圧が急激に増大することがわかる。これらのこ
とから、塩化物を生成するような状況下で昇温すれば、
塩化物が昇華することによりエッチングが飛躍的に進行
することが期待される。最も蒸気圧の低いFe塩化物で
も、190℃以上の温度で1Torrの蒸気圧となり、エッチン
グが進行すると考えられる。そこで、第５図に示す反応
性エッチング装置の基板２の内部にヒータを設け、試料
３の温度を昇温させてエッチングを行った。
て、蒸気圧が急激に増大することがわかる。これらのこ
とから、塩化物を生成するような状況下で昇温すれば、
塩化物が昇華することによりエッチングが飛躍的に進行
することが期待される。最も蒸気圧の低いFe塩化物で
も、190℃以上の温度で1Torrの蒸気圧となり、エッチン
グが進行すると考えられる。そこで、第５図に示す反応
性エッチング装置の基板２の内部にヒータを設け、試料
３の温度を昇温させてエッチングを行った。
その結果、Fe−Si−Al合金試料の温度を190℃以上に
することによりエッチングレートとして約300Å/min
（昇温しなかった場合は約150Å/min）という高い値が
得られた。
することによりエッチングレートとして約300Å/min
（昇温しなかった場合は約150Å/min）という高い値が
得られた。
［実施例］ 以下本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
本実施例において用いた装置は第１図に示す如きもの
である。図中、第５図と同一構成部分については同一符
号を付し、その説明を省略する。ただし、１×10-6Torr
程度まで排気された、チャンバ１内の基板２内部にはヒ
ータ７が装着され、基板２全体は約190℃に保持されて
いる。そして該基板２上に試料３を装着する。この試料
３については、第１図中Ａで示される個所の拡大斜視図
を第２図に示す。同図に示すように、この試料３は、Fe
−Si−Al合金５（組成;Si9.6wt％,Al5.4wt％，残部Fe）
に厚さ４μｍ、幅３〜10μｍの長方形断面のPRパターン
８を形成したものである。
である。図中、第５図と同一構成部分については同一符
号を付し、その説明を省略する。ただし、１×10-6Torr
程度まで排気された、チャンバ１内の基板２内部にはヒ
ータ７が装着され、基板２全体は約190℃に保持されて
いる。そして該基板２上に試料３を装着する。この試料
３については、第１図中Ａで示される個所の拡大斜視図
を第２図に示す。同図に示すように、この試料３は、Fe
−Si−Al合金５（組成;Si9.6wt％,Al5.4wt％，残部Fe）
に厚さ４μｍ、幅３〜10μｍの長方形断面のPRパターン
８を形成したものである。
このような装置を用い、四塩化炭素を流した状態で高
周波をかけてプラズマを発生し、反応性イオンエッチン
グを行った。代表的なエッチング条件を以下に示す。
周波をかけてプラズマを発生し、反応性イオンエッチン
グを行った。代表的なエッチング条件を以下に示す。
エッチング後、試料３をエッチングチャンバ１から取
り出し、PRパターン８を剥離した後、触針式段差計を用
いてFe−Si−Al合金５のエッチング量を測定した。この
結果、エッチングレートとして約300Å/minが得られ
た。この値は、前記従来技術のイオンミリングの場合
や、試料温度を室温（20℃）に設定した以外は上表と全
く同様の条件で反応性イオンエッチングした場合に比べ
て、２ないし３倍の高い値である。またエッチング前後
のパターン変換差の問題についても、走査型電子顕微鏡
による観察によると、第３図（ａ）に示す幅約３μｍの
PRパターンに対し、本実施例の方法を用いた場合、第３
図（ｂ）に示すようにほぼ垂直のパターンが得られ、パ
ターン変換差が殆どないことが確認された。さらに、反
応生成物の付着も全く認められなかった。
り出し、PRパターン８を剥離した後、触針式段差計を用
いてFe−Si−Al合金５のエッチング量を測定した。この
結果、エッチングレートとして約300Å/minが得られ
た。この値は、前記従来技術のイオンミリングの場合
や、試料温度を室温（20℃）に設定した以外は上表と全
く同様の条件で反応性イオンエッチングした場合に比べ
て、２ないし３倍の高い値である。またエッチング前後
のパターン変換差の問題についても、走査型電子顕微鏡
による観察によると、第３図（ａ）に示す幅約３μｍの
PRパターンに対し、本実施例の方法を用いた場合、第３
図（ｂ）に示すようにほぼ垂直のパターンが得られ、パ
ターン変換差が殆どないことが確認された。さらに、反
応生成物の付着も全く認められなかった。
なお高周波投入電力密度に関しては、0.5W/cm2以上の
大電力密度でエッチングを行った場合は、エッチングレ
ートは増大するものの、走査型電子顕微鏡による検討で
はエッチング面に荒れが確認されたため、不用意に投入
電力を上げることは実際的ではない。
大電力密度でエッチングを行った場合は、エッチングレ
ートは増大するものの、走査型電子顕微鏡による検討で
はエッチング面に荒れが確認されたため、不用意に投入
電力を上げることは実際的ではない。
なお、本実施例に用いたFe−Si−Al合金の組成、エッ
チング条件はその一例である。また、本実施例では四塩
化炭素ガス（ＣCl４）のみを用いた例について言及した
が、塩素系ガスとしてはその他、塩素ガス（Cl２）、ト
リクロロフルオロメタンガス（ＣCl3F）等、あるいはこ
れらの混合ガスを用いることもできる。さらに、塩素原
子含有ガスにアルゴンなどの不活性ガスや、水素等の還
元性ガスを混合したものを用いても差し支えない。
チング条件はその一例である。また、本実施例では四塩
化炭素ガス（ＣCl４）のみを用いた例について言及した
が、塩素系ガスとしてはその他、塩素ガス（Cl２）、ト
リクロロフルオロメタンガス（ＣCl3F）等、あるいはこ
れらの混合ガスを用いることもできる。さらに、塩素原
子含有ガスにアルゴンなどの不活性ガスや、水素等の還
元性ガスを混合したものを用いても差し支えない。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のエッチング方法を用い
ることにより、Fe−Si−Al合金の反応性イオンエッチン
グが可能となる。その結果、エッチングレートが従来よ
りも格段と大きくなり、薄膜ヘッド作成時の問題となっ
ていたスループットの大幅な向上が可能となる。さらに
従来の方法では困難であったFe−Si−Al合金を長方形断
面を持つようなパターンに加工することが可能となり、
高密度磁気記録用の良好な特性を持った薄膜磁気ヘッド
の作製が可能となる等の効果を有する。
ることにより、Fe−Si−Al合金の反応性イオンエッチン
グが可能となる。その結果、エッチングレートが従来よ
りも格段と大きくなり、薄膜ヘッド作成時の問題となっ
ていたスループットの大幅な向上が可能となる。さらに
従来の方法では困難であったFe−Si−Al合金を長方形断
面を持つようなパターンに加工することが可能となり、
高密度磁気記録用の良好な特性を持った薄膜磁気ヘッド
の作製が可能となる等の効果を有する。
第１図は本発明の方法に用いられるエッチング装置の一
例の概略断面図、第２図は第１図および第５図における
Ａ部の拡大斜視図、第３図はFe−Si−Al合金の本発明方
法と従来の方法によるパターン変換差を示すエッチング
断面図、第４図はFe,SiおよびAlの塩化物の蒸気圧曲線
を示す図、第５図は従来の反応性イオンエッチング装置
の概略断面図である。 １……エッチングチャンバ ２……基板 ３……試料 ４……陽極板 ５……Fe−Si−Al合金 ６……ガス導入管 ７……ヒータ ８……PRパターン
例の概略断面図、第２図は第１図および第５図における
Ａ部の拡大斜視図、第３図はFe−Si−Al合金の本発明方
法と従来の方法によるパターン変換差を示すエッチング
断面図、第４図はFe,SiおよびAlの塩化物の蒸気圧曲線
を示す図、第５図は従来の反応性イオンエッチング装置
の概略断面図である。 １……エッチングチャンバ ２……基板 ３……試料 ４……陽極板 ５……Fe−Si−Al合金 ６……ガス導入管 ７……ヒータ ８……PRパターン
Claims (1)
- 【請求項１】試料表面に形成されたFe−Si−Al合金のエ
ッチング方法において、試料を少なくとも190℃以上に
加熱しつつ、塩素系ガスを主成分とする雰囲気中で反応
性イオンエッチングを行うことを特徴とするFe−Si−Al
合金のエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23151489A JPH083151B2 (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | Ｆｅ―Ｓｉ―Ａ▲ｌ▼合金のエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23151489A JPH083151B2 (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | Ｆｅ―Ｓｉ―Ａ▲ｌ▼合金のエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0397877A JPH0397877A (ja) | 1991-04-23 |
| JPH083151B2 true JPH083151B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=16924682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23151489A Expired - Lifetime JPH083151B2 (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | Ｆｅ―Ｓｉ―Ａ▲ｌ▼合金のエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH083151B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5607599A (en) * | 1994-11-17 | 1997-03-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of processing a magnetic thin film |
| JP5544801B2 (ja) * | 2009-09-18 | 2014-07-09 | コニカミノルタ株式会社 | 定着装置 |
-
1989
- 1989-09-08 JP JP23151489A patent/JPH083151B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0397877A (ja) | 1991-04-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090117 Year of fee payment: 13 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100117 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 14 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100117 |