(57)【要約】      （修正有）【課題】複数層のめっきパターンを、作業の煩雑さを伴うことなく、階層間で十分に均質化された組成となるように形成することのできるめっき方法を提供する。【解決手段】レジストパターン１３の合計面積と、レジストパターン１７の合計面積と、レジストパターン１８の合計面積とを全て等しくしたので、各めっきパターンＡ〜Ｃのめっき処理を行う際のめっき領域Ｒ１３，Ｒ１７，Ｒ１８の面積を常に一定とすることができる。したがって、電流値を変更することなく容易にめっき電流密度を一定に保つことができ、その結果、ほぼ同等の組成を互いに有するめっきパターンＡ〜Ｃを極めて効率的に形成することができる。【選択図】図９
2008013801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数層のめっきパターンを形成する方法であって、
各層ごとに、めっきパターンを含むめっき層を形成すると共に、
前記めっき層の電着面積が各層間で同等になるようにする
ことを特徴とするめっき方法。
【請求項２】
各層ごとに、
めっき下地層を形成する工程と、
前記めっき下地層の上にレジストフレームと補助レジストパターンとを形成する工程と、
前記レジストフレームおよび前記補助レジストパターンで覆われた領域以外の前記めっき下地層の上にめっき層を選択的に成長させるめっき成長工程と、
前記レジストフレームおよび前記補助レジストパターンを除去する工程と、
前記レジストフレームにより囲まれた領域に形成された前記めっきパターン以外のめっき層を除去する工程と
を含み、
前記レジストフレームおよび前記補助レジストパターンの合計面積を各層間で同等にする
ことを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。
【請求項３】
前記めっきパターンの形状および面積の少なくとも一方が各層間で互いに異なる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のめっき方法。
【請求項４】
各層ごとのめっき成長工程において、互いに同じめっき浴を用いて各めっき層を形成する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のめっき方法。
【請求項５】
各層ごとのめっき成長工程において、互いに同じめっき浴を用いて同一の組成となるように各めっき層を形成する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のめっき方法。
【請求項６】
前記レジストフレームを中心とした対称な位置に前記補助レジストパターンを複数形成する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のめっき方法。
【請求項７】
前記レジストフレームおよび前記補助レジストパターンを、互いに同等の線幅となるように形成する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のめっき方法。
【請求項８】
各層ごとの前記めっき層を、それぞれ複数のめっきパターンを含むように形成する
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のめっき方法。
【請求項９】
複数層のめっきパターンを含むマイクロデバイスを製造する方法であって、
各層ごとに、めっきパターンを含むめっき層を形成すると共に、
前記めっき層の電着面積が各層間で同等になるようにする
ことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数層のめっきパターンを形成するのに好適なめっき方法、および、複数層のめっきパターンを含むマイクロデバイスの製造に好適なマイクロデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の電子回路基板や半導体素子基板を作製するにあたり、被めっき物である基体上の限られた領域内に、同一組成を有する複数層のめっきパターンを積層形成することがある。それら複数層のめっきパターンの形状（占有面積）が互いに異なる場合には、同一の成分からなるめっき浴を用いるにもかかわらず、めっき電流密度を各層ごとに調整しながらめっき処理を行う必要があった。例えば特許文献１，２では、電極面積を制御することでめっき電流密度を調整している。
【特許文献１】特開平１１−１７９９号公報
【特許文献２】特開平２−２２８４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、各層のめっきパターンを形成するたびにめっき電流密度の調整を行うようにすると作業が非常に煩雑となるうえ、同一の成分からなるめっき浴を用いているにもかかわらず、形成されためっきパターンの組成が階層間で大きく異なってしまう傾向にある。このような組成の差異は、例えば磁気特性などのめっきパターンそのものの物性値に影響を与えるので、可能な限り小さなものとすることが望まれる。
【０００４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、複数層のめっきパターンを、作業の煩雑さを伴うことなく、階層間で十分に均質化された組成となるように形成することのできるめっき方法を提供することにある。本発明の第２の目的は、複数層のめっきパターンを含むマイクロデバイスを、それら複数層のめっきパターンの組成が階層間で十分に均質となるように、作業の煩雑さを伴うことなく製造することのできるマイクロデバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のめっき方法およびマイクロデバイスの製造方法は、各層ごとに、めっきパターンを含むめっき層を形成すると共に、めっき層の電着面積が各層間で同等になるようにするものである。ここで、「めっきパターンを含むめっき層」とは、めっき層が、目的とするめっきパターン以外の他の部分をも含むことを意味する。
【０００６】
本発明のめっき方法およびマイクロデバイスの製造方法では、めっき層の電着面積が各層間で同等となるようにしたので、めっき電流や電極面積を調整することなく、めっき電流密度を一定とすることができる。
【０００７】
本発明のめっき方法およびマイクロデバイスの製造方法では、各層ごとに、めっき下地層を形成する工程と、めっき下地層の上にレジストフレームと補助レジストパターンとを形成する工程と、レジストフレームおよび補助レジストパターンで覆われた領域以外のめっき下地層の上にめっき層を選択的に成長させるめっき成長工程と、レジストフレームおよび補助レジストパターンを除去する工程と、レジストフレームにより囲まれた領域に形成されためっきパターン以外のめっき層を除去する工程とを含み、レジストフレームおよび補助レジストパターンの合計面積を各層間で同等にするようにするとよい。また、めっきパターンの形状および面積の少なくとも一方が各層間で互いに異なっていてもよい。また、各層ごとのめっき成長工程において、互いに同じめっき浴を用いて各めっき層を形成するとよい。さらに、レジストフレームを中心とした対称な位置に補助レジストパターンを複数形成することが望ましい。さらに、レジストフレームおよび補助レジストパターンを、互いに同等の線幅となるように形成するとよい。ここでいう線幅とは、レジストフレームおよび補助レジストパターンにおける延在方向（長手方向）と直交する断面の幅を意味する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明におけるめっき方法またはマイクロデバイスの製造方法によれば、めっきパターンを含むめっき層の電着面積が各層間で同等になるようにしたので、めっき条件を変えることなく、十分に均質な組成を有する複数層のめっきパターンを、より簡便に形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
［第１の実施の形態］
最初に、図１から図４を参照して、本発明の第１の実施の形態としての積層膜の形成方法を実施するためのめっき装置およびこれに搭載された電極組立体について以下に説明する。
【００１１】
図１は、めっき装置の構成を表す概略断面図である。このめっき装置は、被めっき物としての基板１１の上面（形成対象面）１１Ｓにめっき膜を形成するものであり、めっき浴３１を収容するめっき槽３と、めっき槽３０の内部に設けられ、めっき浴３１を介して互いに対向配置されたカソード電極組立体１およびアノード電極組立体２とを備えている。カソード電極組立体１０は、めっき浴３１が漏れないようにめっき槽３０の底部３２に密着して取り付けられている。カソード電極組立体１０は開口１０Ｋを有しており、この開口１０Ｋを塞ぐように薄板状の基板１１が配置されている。基板１１は、ステージ５１およびシリンダ５２からなる支持体５０によって支持されており、上面１１Ｓがめっき浴３１と接するようになっている。めっき浴３１は、得ようとするめっき膜に応じた組成を有するものである。さらに、このめっき装置は、電源装置７０を備えている。電源装置７０は、カソード電極組立体１０およびアノード電極組立体２０とそれぞれリード線７１，７２によって電気的に接続され、両者の間に直流電圧を印加するものである。なお、ここでは電源装置７０として直流電圧を印加するものを例示したが、これに限定されず、交流電圧またはパルス電圧を印加するものを用いるようにしてもよい。
【００１２】
アノード電極組立体２０は、アノード２１と、一端にアノード２１が取り付けられたシリンダ２２と、このシリンダ２２の他端をめっき槽３０の上部３３に固定する支持部３３とを有している。アノード２１は、めっき浴３１を介して上面１１Ｓと対向するように配置されており、シリンダ２２および支持部２３を経由したリード線７２によって電源装置７０と接続されている。
【００１３】
このめっき装置では、図１のようにめっき浴３１を満たした状態で電源装置７０を用いてカソード電極組立体１０とアノード電極組立体２０との間に直流電圧を印加することにより、めっきシード層が予め形成された上面１１を覆うようにめっき膜を成長させることができる。
【００１４】
続いて、このめっき装置を用いた積層膜の形成方法について、図２〜図１５を参照して説明する。
【００１５】
ここでは、例えば図２に模式的に表された基板１１における複数の素子領域Ｒ１に、１つずつ積層膜１（後出）を形成する場合について説明する。
【００１６】
図２（Ａ）は、基板１１の全体構成を表している。図２（Ａ）においてマトリクス状に区切られた各々の矩形領域Ｒ３は、例えばステッパなどによって１回の操作で露光される領域（ワンショットの露光領域）に対応するものである。一方、図２（Ｂ）は、矩形領域Ｒ３うちの任意の１つを拡大表示したものである。矩形領域Ｒ３には、複数のスクライブラインＬ１，Ｌ２によって区切られる矩形状の単位領域Ｒ４が複数設けられている。各単位領域Ｒ４は、素子領域Ｒ１と、それを取り巻く間隙領域Ｒ２とを有している。したがって、素子領域Ｒ１は、所定間隔を空けてマトリクス状に配置されている。
【００１７】
積層膜１は、図３に示したように、めっきパターンＭ１を含む第１の階層Ｌ１と、めっきパターンＭ２を含む第２の階層Ｌ２と、めっきパターンＭ３を含む第３の階層Ｌ３とが順に積層されたものである。めっきパターンＭ１〜Ｍ３の周囲は、それぞれ、絶縁層Ｚ１〜Ｚ３によって取り囲まれており、めっきパターンＭ１および絶縁層Ｚ１の上面が共平面Ｆ１を形成し、めっきパターンＭ２および絶縁層Ｚ２の上面が共平面Ｆ２を形成し、めっきパターンＭ３および絶縁層Ｚ３の上面が共平面Ｆ３を形成している。めっきパターンＭ１〜Ｍ３の平面形状は、例えば図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示したようにいずれも矩形形状ではあるが、互いに異なった寸法を有している。すなわち、めっきパターンＭ１〜Ｍ３の各々の占有面積は、互いに異なっている。但し、組成については互いにほぼ同等である。図３は、積層膜１の積層構造を表す断面図であり、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、各めっきパターンＭ１〜Ｍ３の平面構成を表す平面図である。すなわち、図３は、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示したIII−III線に沿った断面に対応する。
【００１８】
めっきパターンＭ１を形成するにあたっては、まず、図５に示したように被めっき物４としての基板１１を用意したのち、図６に示したように、基板１１の上面１１Ｓの全てを覆うようにめっき下地層１２を形成する。めっき下地層１２については、例えばニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を構成材料として用い、例えばスパッタリング法などの蒸着法により形成する。
【００１９】
続いて、図７に示したように、めっき下地層１２の全体を覆うようにレジスト層１３Ｚを形成したのち、フォトリソグラフィ処理を施すことにより、レジストパターン１３Ａを形成する。具体的には、まず、所定形状の開口部１４Ｋを有するフォトマスク１４を介してレジスト層１３Ｚを選択的に露光することにより潜像部分１３Ｋを形成する。次いで、必要に応じて加熱処理を行ったのち、所定の現像液を用いて潜像部分１３Ｋを溶解除去することにより現像し、さらに水洗および乾燥を行う。こうすることで、所定形状のレジストパターン１３Ａが完成する。
【００２０】
レジストパターン１３Ａの形成と併せて、図９（Ａ）に示したように、補助パターンとしてのレジストパターン１３Ｂ〜１３Ｇを同時に形成する。なお、図９（Ａ）は、レジストパターン１３Ａ〜１３Ｇ（以下、総称してレジストパターン１３という。）の平面形状および配置位置を表す平面図である。すなわち、図８は、図９（Ａ）に示したVIII−VIII線に沿った矢視方向の断面に対応している。レジストパターン１３Ａについては、めっきパターンＭ１が形成されることとなる領域（以下、形成領域という。）Ｒ１３Ａを取り囲むように配置する。一方、レジストパターン１３Ｂ〜１３Ｇについては、レジストパターン１３Ａを中心とした、互いに対称な位置に形成するとよい。さらに、レジストパターン１３Ｂ〜１３Ｇは、互いに同等の形状および寸法を有し、かつ、その一部がレジストパターン１３Ａの一部と同等の幅Ｗ１を有するようにすることが望ましい。ここで、単位領域Ｒ４から、レジストパターン１３が占める領域と形成領域Ｒ１３Ａとを除いた領域を補助領域Ｒ１３Ｂとする。したがって、形成領域Ｒ１３Ａと補助領域Ｒ１３Ｂとを併せた領域がめっき領域Ｒ１３となる。
【００２１】
レジストパターン１３を形成したのち、上記のめっき装置を用いてめっき処理を行い、図１０に示したように、ＮｉＦｅからなるめっき層１５を形成する。めっき層１５は、図９（Ａ）に示しためっき領域Ｒ１３を占めるように形成される。このとき、レジストパターン１３Ａは、最終的に得られるめっきパターンＭ１の輪郭を規定するレジストフレームとして機能する。
【００２２】
めっき層１５を形成したのち、図１１に示したように、有機溶剤を用いてレジストパターン１３を剥離することで、めっき下地層１２の一部を露出させる。さらに、めっき層１５をエッチングマスクとして利用し、めっき下地層１２の露出部分Ｒ１２をミリング法などにより除去する。こうすることで、図１２に示したように、基板１１の上面１１Ｓの一部が露出する。
【００２３】
続いて、図１３に示したように、露出した上面１１Ｓと共に形成領域Ｒ１３を覆うように選択的にレジストパターン１６を形成したのち、レジストパターン１６によって覆われていないめっき層１５を、ウェットエッチング法によって除去する（図１４）。最後に、レジストパターン１６を有機溶剤などによって剥離することにより、形成領域Ｒ１３に形成された、めっき層１５およびめっき下地層１２ＡからなるめっきパターンＭ１が現れる（図１５）。
【００２４】
各めっきパターンＭ１〜Ｍ３の形成工程は、いずれも実質的に同一である。すなわち、めっきパターンＭ１の上にめっきパターンＭ２を形成する場合には、図１５の状態から、例えばめっきパターンＭ１の周囲を十分に埋めるように酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）などの絶縁材料を形成したのち、めっきパターンＭ１の上面が露出するまで平坦化処理を行い、めっきパターンＭ１と絶縁層Ｚ１とによって形成される共平面Ｆ１を得る。こののち、図６〜図１５の各工程を繰り返すことにより、めっきパターンＭ２を形成する。さらに同様にして、めっきパターンＭ２と絶縁層Ｚ２とを含む共平面Ｆ２の上にめっきパターンＭ３を積層することにより、図３に示した積層膜１０が完成する。
【００２５】
各めっきパターンＭ１〜Ｍ３を形成するにあたっては、合計の占有面積が一定となるように一以上のレジストパターンを形成し、同一のめっき浴３１を用いて選択的にめっき処理を行う。具体的には、めっきパターンＭ２を形成する場合には、図９（Ｂ）に示したように、レジストパターン１７Ａの形成と併せて、補助パターンとしてのレジストパターン１７Ｂ〜１７Ｇを形成する。レジストパターン１７Ａは、めっきパターンＭ２が形成されることとなる領域（形成領域）Ｒ１７Ａを取り囲むように配置され、めっきパターンＭ２の輪郭を規定するレジストフレームとして機能するものである。なお、図９（Ｂ）は、レジストパターン１７Ａ〜１７Ｇ（以下、総称してレジストパターン１７という。）の平面構成を表す平面図である。ここでは、レジストパターン１７の合計の占有面積が、レジストパターン１３の合計の占有面積と等しくなるようにする。換言すれば、形成領域Ｒ１７Ａと補助領域Ｒ１７Ｂとを併せためっき領域Ｒ１７の占有面積が、めっき領域Ｒ１３の占有面積と等しくなるようにする。
【００２６】
めっきパターンＭ３を形成する場合についても同様であり、図９（Ｃ）に示したように、レジストフレームとしてのレジストパターン１８Ａと併せて、補助パターンとしてのレジストパターン１８Ｂ，１８Ｃを形成する。レジストパターン１８Ａは、めっきパターンＭ３が形成されることとなる領域（形成領域）Ｒ１８Ａを取り囲むように配置され、めっきパターンＭ３の輪郭を規定するフレームとして機能する。なお、図９（Ｃ）は、レジストパターン１８Ａ〜１８Ｃ（以下、総称してレジストパターン１８という。）の平面構成を表す平面図である。ここでは、レジストパターン１８の合計の占有面積が、レジストパターン１３の合計の占有面積およびレジストパターン１７の合計の占有面積とそれぞれ等しくなるようにする。すなわち、形成領域Ｒ１８Ａと補助領域Ｒ１８Ｂとを併せためっき領域Ｒ１８の占有面積が、めっき領域Ｒ１３の占有面積およびめっき領域Ｒ１７の占有面積と等しくなるようにする。
【００２７】
このように、本実施の形態では、レジストパターン１３の合計の占有面積と、レジストパターン１７の合計の占有面積と、レジストパターン１８の合計の占有面積とを全て等しくしたので、各めっきパターンＭ１〜Ｍ３のめっき処理を行う際のめっき領域Ｒ１３，Ｒ１７，Ｒ１８の面積、すなわち電着面積が常に一定となる。したがって、電流値を変更することなく容易にめっき電流密度を一定に保つことができ、その結果、ほぼ同等の組成を互いに有するめっきパターンＭ１〜Ｍ３を極めて効率的に形成することができる。特に、レジストパターン１３Ｂ〜１３Ｇなどの補助パターンをレジストパターン１３Ａなどのレジストフレームの周囲に均等配置するようにすると、組成のばらつきを極めて小さくすることができる。
【００２８】
＜変形例＞
なお、レジストパターン１３，１７，１８の配置状態は、いずれも図９（Ａ）〜９（Ｃ）に示したものに限定されるものではなく、種種の変形が可能である。以下、本実施の形態の変形例をいくつか示す。
【００２９】
図１６（Ａ）〜１６（Ｃ）に示した第１の変形例は、最も大きなめっきパターンＭ３の輪郭を規定するレジストパターン１８Ａを基準として、これと同等の占有面積となるように、レジストパターン１３，１７をそれぞれ形成するようにしたものである。すなわち、めっきパターンＭ３を形成する場合には、レジストフレームであるレジストパターン１８Ａのみを形成し、図９（Ｃ）に示したレジストパターン１８Ｂ，１８Ｃに相当するものを省略するようにしている。これに対応して、図１６（Ａ），１６（Ｂ）では、補助パターンとして４つのレジストパターン１３Ｂ〜１３Ｅ（または１７Ｂ〜１７Ｅ）を設けるようにしている。ここでは、レジストパターン１３Ｂ〜１３Ｅを全て同一の形状寸法とし、かつ、レジストパターン１３Ａを中心とした対称位置に配置する（図９（Ａ））。同様に、レジストパターン１７Ｂ〜１７Ｅを全て同一の形状寸法とし、かつ、レジストパターン１７Ａを中心とした対称位置に配置する（図９（Ｂ））。
【００３０】
図１７（Ａ）〜１７（Ｃ）に示した第２の変形例では、素子領域Ｒ１ではなく間隙領域Ｒ２に補助パターンを設けるようにしている。この場合においても、レジストパターン１３Ａ〜１３Ｉの合計の占有面積と、レジストパターン１７Ａ〜１７Ｅの合計の占有面積と、レジストパターン１８Ａの占有面積とが全て等しくなっている。
【００３１】
図１８（Ａ）〜１８（Ｃ）に示した第３の変形例では、やはり間隙領域Ｒ２に補助パターンを設けるようにしている。この場合においても、レジストパターン１３Ａ〜１３Ｋの合計の占有面積と、レジストパターン１７Ａ〜１７Ｇの合計の占有面積と、レジストパターン１８Ａ〜１８Ｃの占有面積とが全て等しくなっている。
【００３２】
図１９（Ａ）〜１９（Ｃ）に示した第４の変形例、および図２０（Ａ）〜２０（Ｃ）に示した第５の変形例は、素子領域Ｒ１および間隙領域Ｒ２の双方に補助パターンを設けるようにしている。この場合においても、レジストパターン１３の合計の占有面積と、レジストパターン１７の合計の占有面積と、レジストパターン１８の合計の占有面積とが全て等しくなっている。
【００３３】
［第２の実施の形態］
次に、図２１から図２６を参照し、本発明の第２の実施の形態として、薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法について説明する。
【００３４】
本実施の形態の薄膜磁気ヘッドは、互いに異なる階層に形成された複数のめっきパターンとしての下部シールド層および上部シールド層などを含んでいる。これらのシールド層については後に詳述することとし、まず、薄膜磁気ヘッドの概略構成について以下に説明する。
【００３５】
図２１は、磁気ヘッド装置におけるスライダの一側面に形成された薄膜磁気ヘッド１１０の構造を表す分解斜視図である。図２２は、図２１に示したXXI−XXI線に沿った矢視方向の構造を表す断面図である。図２１および図２２に示したように、薄膜磁気ヘッド１１０は、スライダの基体１００に近い側から順に、再生ヘッド部１１０Ａと記録ヘッド部１１０Ｂとが積層されて一体に構成されたものである。再生ヘッド部１１０Ａは、磁気記録媒体に記録された磁気情報を再生するためのものであり、一方の記録ヘッド部１１０Ｂは、磁気記録媒体に磁気情報を記録するためのものである。
【００３６】
再生ヘッド部１１０Ａは、図２１および図２２に示したようにエアベアリング面（ＡＢＳ；Air Bearing Surface ）１００Ｆに露出する側において、例えば、基体１００の上に、下部シールド層１１１、下部ギャップ層１１２、磁気抵抗効果（ＭＲ；Magnetoresistive）素子１１０Ｃ、上部ギャップ層１２０および上部シールド層１２１が順に積層された構造を有している。
【００３７】
ＭＲ素子１１０Ｃは、磁気抵抗効果膜パターン（以下、ＭＲ膜パターンという。）１１４と、その両隣に延在する一対の磁区制御層１１５Ｌ，１１５Ｒと、それら一対の磁区制御層１１５Ｌ，１１５Ｒの上に形成された一対の導電リード層１１６Ｌ，１１６Ｒとを含んでいる。ＭＲ膜パターン１１４は、例えば、下部ギャップ層１１２の上に下地層、ピンニング層、ピンド層、非磁性層、フリー層およびキャップ層などが順に積層されたスピンバルブ構造を有している。ＭＲ膜パターン１１４は、磁気記録媒体に記録された情報を読み出すセンサ部分として機能する。一対の磁区制御層１１５Ｌ，１１５Ｒおよび一対の導電リード層１１６Ｌ，１１６Ｒは、磁気記録媒体の記録トラック幅方向に対応する方向（Ｘ方向）に沿ってＭＲ膜パターン１１４を挟んで対向するように配置されている。磁区制御層１１５Ｌ，１１５Ｒは、例えばコバルト白金合金（ＣｏＰｔ）等を含む硬磁性材料により構成され、ＭＲ膜パターン１１４に含まれるフリー層の磁区の向きを揃えて単磁区化することでバルクハウゼンノイズの発生を抑制するように機能する。導電リード層１１６Ｌ，１１６Ｒは、例えば、銅（Ｃｕ）などからなり、ＭＲ膜パターン１１４に対し、積層方向と直交する方向（Ｘ方向）にセンシング電流を流すための電流経路として機能するものであり、図２０に示したように電極１１６ＬＰ，１１６ＲＰにそれぞれ接続されている。
【００３８】
下部シールド層１１１は、例えば、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）等の磁性材料により構成され、ＭＲ膜パターン１１４に不要な磁界の影響が及ばないように機能する。下部ギャップ層１１２は、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の絶縁材料からなり、下部シールド層１１１とＭＲ膜パターン１１４との電気的な絶縁を図るものである。上部ギャップ層１２０は、下部ギャップ層１１２と同様に絶縁材料からなり、上部シールド層１２１とＭＲ膜パターン１１４との間を電気的に絶縁するものである。上部シールド層１２１は、下部シールド層１１１と同様にニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）等の磁性材料により構成され、やはりＭＲ膜パターン１１４に不要な磁界の影響が及ばないように機能する。この上部シールド層１２１は、記録ヘッド部１１０Ｂにおける下部磁極としての機能も兼ね備えている。なお、上部シールド層１２１とは別の層として、新たに下部磁極を構成するようにしてもよい。
【００３９】
このような構成を有する再生ヘッド部１１０Ａでは、ＭＲ膜パターン１１４のフリー層の磁化方向が、磁気記録媒体からの信号磁界に応じて変化する。このため、ＭＲ膜パターン１１４に含まれるピンド層の磁化方向との相対的変化を生じる。この際、一対の導電リード層１１６Ｌ，１１６Ｒを介してＭＲ膜パターン１１４にセンシング電流を流すことにより、磁化方向の変化が電気抵抗の変化として現れる。これを利用することにより信号磁界を検出し、磁気情報を再生するようになっている。
【００４０】
記録ヘッド部１１０Ｂは、図２１および図２２に示したように、上部シールド層１２１、記録ギャップ層１４１、ポールチップ１４２、コイル１４３、フォトレジスト層１４４、連結部１４５および上部磁極１４６を有している。
【００４１】
記録ギャップ層１４１は、Ａｌ2Ｏ3やＡｌＮ等の絶縁材料からなり、上部シールド層１２１の上に形成される。この記録ギャップ層１４１は、ＸＹ平面におけるコイル１４３の中心部に対応する位置に磁路形成のための開口部１４１Ａを有している（図２１参照）。コイル１４３は、記録ギャップ層１４１上に、開口部１４１Ａを中心として渦巻状の平面形状を有するように形成されている。さらに、コイル１４３を覆うようにフォトレジスト層１４４が所定のパターンに形成されている。ここで、フォトレジスト層１４４は、加熱処理によりキュアリングされている。なお、コイル１４３の各端末は、電極１４３Ｓ，１４３Ｅにそれぞれ接続されている。記録ギャップ層１４１上の、フォトレジスト層１４４に覆われたコイル１４３とＡＢＳ１００Ｆとの間にはポールチップ１４２が設けられている。また、開口部１４１Ａを覆うように連結部１４５が設けられている。
【００４２】
上部磁極１４６は、ポールチップ１４２、フォトレジスト層１４４および連結部１４５を覆うように、例えば、ＮｉＦｅ合金あるいは窒化鉄（ＦｅＮ）等の高飽和磁束密度を有する磁性材料によって形成されている。上部磁極１４６は、ポールチップ１４２と連結部１４５とを磁気的に連結し、さらに連結部１４５を介して上部シールド層１２１と接触し、磁気的に連結している。なお、図示しないが、Ａｌ2Ｏ3等からなるオーバーコート層が記録ヘッド部１１０Ｂの上面全体を覆うように形成されている。
【００４３】
このような構成を有する記録ヘッド部１１０Ｂは、コイル１４３に流れる電流により、主に上部シールド層１２１と上部磁極１４６とによって構成される磁路内部に磁束を生じ、これにより記録ギャップ層１４１の近傍に生ずる信号磁界によって磁気記録媒体を磁化し、情報を記録するようになっている。
【００４４】
次に、薄膜磁気ヘッド１１０の製造方法について説明する。
【００４５】
まず、図２１および図２２を参照して、薄膜磁気ヘッド１１０の製造方法の全容を説明する。
【００４６】
最初に、基体１００の上に、めっき法により、例えばＮｉＦｅからなる下部シールド層１１１を形成したのち、この下部シールド層１１１上に、スパッタリング法などにより下部ギャップ層１１２を形成する。次に、この下部ギャップ層１１２上に、ＭＲ膜パターン１４となる多層膜を形成する。具体的には、スパッタリング等を用いて、いずれも図示しない下地層、ピンニング層、ピンド層、非磁性層、フリー層およびキャップ層とを順に積層する。続いて、フォトリソグラフィによるパターニングおよびイオンミリング等の処理を施し選択的に多層膜をエッチングすることでＭＲ膜パターン１１４を形成する。こののち、ＭＲ膜パターン１１４を挟んで対向するように、下部ギャップ層１１２上に一対の磁区制御層１１５Ｌ，１１５Ｒを形成する。さらに、磁区制御層１１５Ｌ，１１５Ｒの上に、導電リード層１１６Ｌ，１１６Ｒを形成する。こののち、全体を覆うように、例えばスパッタリング法により上部ギャップ層１２０を形成する。最後に上部ギャップ層１２０の上に、例えばＮｉＦｅからなる上部シールド層１２１をめっき法により選択的に形成することで、再生ヘッド部１１０Ａの形成が一応完了する。
【００４７】
続いて、再生ヘッド部１１０Ａの上に、記録ヘッド部１０Ｂを形成する。
【００４８】
具体的には、まず、スパッタリング法などにより、上部シールド層１２１上に記録ギャップ層１４１を選択的に形成したのち、この記録ギャップ層１４１を部分的にエッチングし、磁路形成のための開口部１４１Ａを形成する。次に、記録ギャップ層１４１上のＡＢＳ１００Ｆ側にポールチップ１４２をめっき法により形成すると共に、開口部１４１Ａを覆うように連結部１４５をめっき法により形成する。さらに、開口部１４１Ａを中心として渦巻形状を有するコイル１４３を形成したのち、コイル１４３を覆うようにフォトレジスト層１４４を所定のパターンに形成し、加熱処理によりキュアリングする。フォトレジスト層１４４を形成した後、ポールチップ１４２と連結部１４５とを繋ぐように上部磁極１４６を選択的に形成する。これにより、記録ヘッド部１１０Ｂの形成が一応完了する。
【００４９】
最後に、上部磁極１４６を含むすべての構造物を覆うように、図示しないオーバーコート層を形成する。こうして、再生ヘッド部１１０Ａと記録ヘッド部１１０Ｂとを有する薄膜磁気ヘッド１１０の形成が完了する。
【００５０】
続いて、図２３〜図２６を参照して、下部シールド層１１１および上部シールド層１２１の形成方法について詳細に説明する。なお、図２３〜図２６は、下部シールド層１１１および上部シールド層１２１を形成する際の各工程を表す平面図である。
【００５１】
下部シールド層１１１を形成するにあたっては、まず、基体１００の上面を覆うようにＮｉＦｅからなるめっき下地層（図示せず）を形成する。続いて、そのめっき下地層の全体を覆うようにレジスト層（図示せず）を形成したのち、フォトリソグラフィ処理を施すことにより、図２３に示したような所定形状を有するレジストパターン１１３Ａを形成する。
【００５２】
レジストパターン１１３Ａの形成と併せて、図２３に示したような平面形状および配置状態を有するレジストパターン１１３Ｂ〜１１３Ｉを同時に形成する。レジストパターン１３Ａについては、レジストフレームとして下部シールド層１１１が形成されることとなる領域（以下、形成領域という。）Ｒ１１３Ａを取り囲むように配置する。一方、補助パターンとしてのレジストパターン１１３Ｂ〜１１３Ｉについては、レジストパターン１１３Ａを中心とした、互いに対称な位置に形成するとよい。図２３では、レジストパターン１１３Ｂがレジストパターン１１３Ｉと、レジストパターン１１３Ｃがレジストパターン１１３Ｈと、レジストパターン１１３Ｄがレジストパターン１１３Ｇと、レジストパターン１１３Ｅがレジストパターン１１３Ｆとそれぞれ対称な位置に配置されている。さらに、レジストパターン１１３Ｂ〜１１３Ｉは、互いに同等の形状および寸法を有し、かつ、その一部がレジストパターン１３Ａの一部と同等の幅を有するようにすることが望ましい。ここで、単位領域Ｒ４から、レジストパターン１１３が占める領域と形成領域Ｒ１１３Ａとを除いた領域を補助領域Ｒ１１３Ｂとする。したがって、形成領域Ｒ１１３Ａと補助領域Ｒ１１３Ｂとを併せた領域がめっき領域Ｒ１１３となる。
【００５３】
レジストパターン１１３を形成したのち、上記のめっき装置を用いてめっき処理を行い、ＮｉＦｅからなるめっき層（図示せず）を、めっき領域Ｒ１１３を占めるように形成する。そののち、上記第１の実施の形態と同様にして、形成領域Ｒ１１３に形成された、めっき層およびめっき下地層からなる所定形状の下部シールド層１１１を得る（図２４）。
【００５４】
上部シールド層１２１についても、下部シールド層１１１と同様にして形成することができる。すなわち、上部ギャップ層１２０の上面を覆うようにＮｉＦｅからなるめっき下地層（図示せず）を形成したのち、図２５に示したように、所定形状をなすレジストパターン１１７Ａ〜１１７Ｋ（以下、総称してレジストパターン１１７という。）を所定の位置に配置する。レジストパターン１１７Ａは、上部シールド層１２１が形成されることとなる領域（形成領域）Ｒ１１７Ａを取り囲むように配置され、上部シールド層１２１の輪郭を規定するレジストフレームとして機能する。一方、レジストパターン１１７Ｂ〜１１７Ｋは補助パターンとして機能する。レジストパターン１１７を形成したのち、下部シールド層１１１と同様の手順により、形成領域Ｒ１１７に形成された、めっき層およびめっき下地層からなる所定形状の上部シールド層１２１を得る（図２６）。
【００５５】
ここでは、レジストパターン１１７の合計の占有面積が、レジストパターン１１３の合計の占有面積と等しくなるようにする。すなわち、形成領域Ｒ１１７Ａと補助領域Ｒ１１７Ｂとを併せためっき領域Ｒ１１７の占有面積が、めっき領域Ｒ１１３の占有面積と等しくなるようにする。
【００５６】
このように、本実施の形態では、レジストパターン１１３の合計の占有面積と、レジストパターン１１７の合計の占有面積とを等しくしたので、各階層のめっき層の電着面積が一定となる。したがって、電流値を変更することなく容易にめっき電流密度を一定に保つことができ、その結果、ほぼ同等の組成を互いに有する下部シールド層１１１および上部シールド層１２１を極めて効率的に形成することができる。
【実施例】
【００５７】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
【００５８】
以下に述べる本発明の実施例（実施例１）では、上記実施の形態における第５の変形例（図２０（Ａ）〜（Ｃ））に相当する配置のレジストパターンを利用しためっき処理によって積層膜を作製した。
【００５９】
具体的には、めっき基板として直径６インチのシリコン基板を用い、９００μm×４００μmの所定領域Ｒ１にＮｉＦｅからなるめっきパターンＭ１〜Ｍ３を、各々２μｍの平均厚さを目標として形成するようにした。めっきパターンＭ１〜Ｍ３の各平面寸法は、後出の表１に示した通りである。また、間隙領域Ｒ２の幅は全て２００μmとした。めっき下地層１２については、スパッタリング法によって形成し、平均厚さが０．０３μｍとなるようにした。レジスト層の形成にあたっては、レジスト材料としてＡＺエレクトロマテリアルズ社製の「ＡＺ５１０５Ｐ」を用い、これを塗布したのちに加熱処理を実施した（１００℃で９０秒間保持）。さらに、ニコン社製の露光装置「ＮＳＲ−ＥＸ１４Ｃ（ＤＵＶ）」を用いて潜像部分の形成を行った。露光条件は、開口数ＮＡを０．６、絞り（照明系の開口数ＮＡとレンズのＮＡとの比）σを０．６とした。露光後の現像処理については、アルカリ水溶液（濃度２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）溶液）を用いて行った。レジストフレームとしての各レジストパターン１３Ａ，１７Ａ，１８Ａの幅Ｗ１は、２０μｍとした。単位領域Ｒ４に占めるめっき領域（Ｒ１３，Ｒ１７，Ｒ１８）の面積の割合は、表１に示したように第１〜第３の階層Ｌ１〜Ｌ３の全てにおいて８５．６％とした。めっき浴３１としては、ニッケル（Ｎｉ）のワット（Watt）浴に鉄イオンを添加したものを用いた。補助領域Ｒ１３Ｂ，Ｒ１７Ｂ，Ｒ１８Ｂに形成された不要なめっき層１５については、塩化第２鉄液をエッチング溶液として用いたウェットエッチング法により除去した。さらに、各レジストパターンの除去は、アセトンまたはＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）によって実施した。
【００６０】
以上のような条件で作製した実施例１および比較例１の積層膜について、微小部蛍光Ｘ線分析装置（日本電子株式会社製「ＪＳＭ−６６００Ｆ」）によって組成の確認を行った。ここでは、各めっきパターンＭ１〜Ｍ３の任意の５箇所におけるニッケル元素の平均の含有率を測定した。その結果を、製造条件と併せて表１に示す。また、補助パターンを全く形成せずに、レジストフレームのみを用いためっき処理によって作製した複数のめっきパターンを含む積層膜を、比較例１として表１に併せて掲載した。なお電源の設定電流については、実施例１では２．８Ａ（アンペア）とし、比較例１では３．０Ａとした。
【００６１】
【表１】
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【００６２】
表１の結果、比較例１では、めっき領域の面積（電着面積）の減少に伴い、ニッケル成分の含有率も低下しているのに対し、実施例１では、めっき領域の面積（電着面積）を第１〜第３の階層において一定としたことにより、各めっきパターンのニッケル含有率が等しく（すなわちＮｉとＦｅとの組成比が等しく）なっていることが確認された。このように、本発明のめっき方法は、各層のめっきパターンの平面形状や占有面積が互いに異なる場合に有効なものであることがわかった。
【００６３】
以上、いくつかの実施の形態および実施例（以下、実施の形態等）を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これらの実施の形態等に限定されず、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態等では、めっきパターンＭ１〜Ｍ３を連続して積層する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、スパッタリング法など、めっき法以外の方法によって形成される任意の介在層を間に設けるようにしてもよい。その場合、介在層は金属層であってもよいし、絶縁層であってもよい。また、上記実施の形態等では、各階層に１つのめっきパターンを形成するようにしたが、同一階層に複数のめっきパターンを一括して作製するようにしてもよい。例えば図２７に示した第６の変形例のように、矩形状の形成領域Ｒ１９Ａを取り囲むレジストフレーム１９Ａと、楕円形の形成領域Ｒ１９Ｂを取り囲むレジストフレーム１９Ｂとを同一階層に形成し、それらを利用して矩形状のめっきパターンと楕円形のめっきパターンとを一括して作製する場合にも本発明は適用可能である。
【００６４】
また、上記実施の形態等では、めっきパターンにおける形状および面積の双方が各層間で互いに異なる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、めっきパターンの形状のみが各層間で互いに異なり、面積が同等である場合にも本発明は有効である。すなわち、各層のめっきパターンが互いに同等の面積を有していても著しく異なる形状をなしている場合には、めっき成長に違いにより、組成に大きな差異が生じるおそれがある。本発明では、各層のめっき層を、めっきパターン以外の他の部分を含むようにそれぞれ形成することで、各層のめっきパターンが相互に異なった形状であっても、それらの組成のばらつきを極めて小さく抑えることができる。
【００６５】
また、上記実施の形態では、薄膜磁気ヘッドにおける同一組成からなる複数の磁気シールド層を形成する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、薄膜インダクタやコモンモードフィルタ、あるいは磁気メモリデバイス（ＭＲＡＭ：magnetic random-access memory）などの他の電子・磁気マイクロデバイスに含まれる各種めっきパターンの形成に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明における第１の実施の形態としての積層膜の形成方法に使用されるめっき装置の全体構成を表す概略断面図である。
【図２】図１に示した基板の構成を表す平面図およびその部分拡大図である。
【図３】図１に示しためっき装置を用いて形成される積層膜の断面構成を表す断面図である。
【図４】図３に示した積層膜における各めっきパターンの構成を表す平面図である。
【図５】図１に示しためっき装置を用いて図３に示した積層膜を形成する方法における一工程を表す断面図である。
【図６】図５に続く一工程を表す断面図である。
【図７】図６に続く一工程を表す断面図である。
【図８】図７に続く一工程を表す断面図である。
【図９】図８に示したレジストパターンの平面図である。
【図１０】図８に続く一工程を表す断面図である。
【図１１】図１０に続く一工程を表す断面図である。
【図１２】図１１に続く一工程を表す断面図である。
【図１３】図１２に続く一工程を表す断面図である。
【図１４】図１３に続く一工程を表す断面図である。
【図１５】図１４に続く一工程を表す断面図である。
【図１６】図９に示したレジストパターンの平面構成に関する第１の変形例である。
【図１７】図９に示したレジストパターンの平面構成に関する第２の変形例である。
【図１８】図９に示したレジストパターンの平面構成に関する第３の変形例である。
【図１９】図９に示したレジストパターンの平面構成に関する第４の変形例である。
【図２０】図９に示したレジストパターンの平面構成に関する第５の変形例である。
【図２１】本発明における第２の実施の形態としての薄膜磁気ヘッドの製造方法によって形成される薄膜磁気ヘッドの構成を表す分解斜視図である。
【図２２】図２１に示した薄膜磁気ヘッドのXXI−XXI線に沿った矢視方向の構造を表す断面図である。
【図２３】図２１に示した薄膜磁気ヘッドを製造する方法における一工程を表す平面図である。
【図２４】図２３に続く一工程を表す断面図である。
【図２５】図２４に続く一工程を表す断面図である。
【図２６】図２５に続く一工程を表す断面図である。
【図２７】図９に示したレジストパターンの平面構成に関する第６の変形例である。
【符号の説明】
【００６７】
Ｆ１〜Ｆ３…共平面、Ｍ１〜Ｍ３…めっきパターン、Ｒ１…素子領域、Ｒ２…間隙領域、Ｒ３…矩形領域、Ｒ１３…形成領域、１…積層膜、１０…カソード電極組立体、１０Ｋ…開口、１１…基板、１２…めっき下地層、１３Ｚ…レジスト層、１３（１３Ａ〜１３Ｊ）…レジストパターン、１３Ｋ…潜像部分、１４…フォトマスク、１５…めっき層、１６…レジストパターン、１７（１７Ａ〜１７Ｉ）…レジストパターン、１８（１８Ａ〜１８Ｅ）…レジストパターン、２０…アノード電極組立体、２１…アノード、２２…シリンダ、２３…支持部、３０…めっき槽、３１…めっき浴、３２…底部、３３…上部、５０…支持体、１１０…薄膜磁気ヘッド、１１１…下部シールド層、１２１…上部シールド層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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