(57)【要約】【課題】素材膜の整形にあたってこれまで以上に高い形状精度を実現することができるエッチング方法を提供する。【解決手段】素材膜１７上で、上面２３に９０度以下の交差角βで交差する側壁面２４を規定するマスク２２は形成される。エッチング処理が施されると、マスク２２の周囲で素材膜１７は取り払われていく。マスク２２の側壁面２４は上面２３に９０度以下の交差角βで交差することから、素材膜１７には上面に９０度の角度で切り立つ垂直面すなわち壁面が確保されることができる。こうして素材膜１７は規定の形状に整形される。【選択図】　　　　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材膜上で、上面に９０度以下の交差角で交差する側壁面を規定するマスクを形成する工程と、マスクの周囲で素材膜にエッチング処理を施す工程とを備えることを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
請求項１に記載のエッチング方法において、前記マスクの形成にあたって、素材膜の表面に９０度未満の傾斜角で交差する壁面を規定するレジストを形成する工程と、レジストの周囲で素材膜の表面にめっき処理を施す工程とをさらに備えることを特徴とするエッチング方法。
【請求項３】
第１素材膜の表面に重ね合わせられる第２素材膜を準備する工程と、第２素材膜上で、上面に９０度以下の交差角で交差する側壁面を規定するマスクを形成する工程と、マスクの周囲で第２素材膜に第１エッチング処理を施し、規定の形状に第２素材膜を整形する工程と、整形された第２素材膜の周囲で第１素材膜に第２エッチング処理を施す工程とを備えることを特徴とするエッチング方法。
【請求項４】
請求項３に記載のエッチング方法において、前記マスクの形成にあたって、第２素材膜の表面に９０度未満の傾斜角で交差する壁面を規定するレジストを形成する工程と、レジストの周囲で第２素材膜の表面にめっき処理を施す工程とをさらに備えることを特徴とするエッチング方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載のエッチング方法において、前記第２エッチング処理にあたって第２素材膜上のマスクは完全に除去されることを特徴とするエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の形状に素材膜を整形するエッチング方法に関し、特に、素材膜の整形にあたって素材膜の表面に形成されるマスクの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば磁性金属膜の整形にあたってイオンミリング法は広く用いられる。イオンミリング法ではイオンの照射に先立って磁性金属膜の表面にマスクが形成される。イオンが照射されるとマスクの周囲で磁性金属膜は取り払われる。
【０００３】
マスクにはＡｌ２　Ｏ３　（アルミナ）膜といった金属酸化物膜が用いられる。金属酸化物膜は規定のパターン形状に整形される。この整形にあたって例えば反応性イオンエッチング法は用いられる。金属酸化物膜の表面にはフォトレジスト（感光性樹脂）に基づき規定のパターン形状が象られる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３４３２７７号公報
【特許文献２】
特開２００１−３４５３１０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、反応性イオンエッチング法によれば、マスクすなわち金属酸化物膜では、フォトレジストに接触する上面から垂直に切り立った側壁面は確立されることはできない。フォトレジストの膜厚に起因してフォトレジストの輪郭よりも外側に金属酸化物膜は残存してしまう。すなわち、マスクの側壁面にはある程度の傾斜が形成される。言い換えれば、マスクの側壁面は９０度よりも大きな角度で上面に交差する。こういった側壁面の傾斜は、フォトレジスト下で整形される磁性金属膜の形状に反映される。磁性金属膜の側壁面には傾斜が形成される。こういった傾斜に基づき整形後の磁性金属膜の形状精度は低下する。
【０００６】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、対象物すなわち素材膜の整形にあたってこれまで以上に高い形状精度を実現することができるエッチング方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１発明によれば、素材膜上で、上面に９０度以下の交差角で交差する側壁面を規定するマスクを形成する工程と、マスクの周囲で素材膜にエッチング処理を施す工程とを備えることを特徴とするエッチング方法が提供される。
【０００８】
エッチング処理が施されると、マスクの周囲で素材膜は取り払われていく。マスクの側壁面は上面に９０度以下の交差角で交差することから、素材膜には上面に９０度の角度で切り立つ垂直面すなわち壁面が確保されることができる。こうして素材膜は規定の形状に整形される。その一方で、マスクの側壁面が上面に９０度よりも大きな交差角で交差すると、マスクの裾が徐々に後退することから、素材膜に垂直面が確保されることはできない。しかも、マスクの裾に基づき素材膜は整形されることから、整形後の素材膜では形状精度は低下してしまう。ここではエッチング処理にあたって反応性イオンエッチング法やイオンミリング法が用いられればよい。
【０００９】
こういったエッチング方法ではマスクの形成にあたって素材膜の表面にレジストが形成されればよい。このレジストには、９０度未満の傾斜角で交差する壁面が規定されればよい。レジストの周囲で素材膜の表面にめっき処理が施されると、素材膜の表面にマスクは成膜されることができる。レジストの下面と壁面との角度は９０度未満に設定されることから、マスクの上面と側壁面との間には確実に９０度以下の交差角が確立されることができる。ただし、マスクの交差角は７０度以上に設定されることが望まれる。マスクの交差角が７０度よりも小さく設定されると、マスクの形成にあたってレジストの傾斜角が過度に減少してしまう。その結果、マスクの寸法精度が著しく低下することが懸念される。
【００１０】
第２発明によれば、第１素材膜の表面に重ね合わせられる第２素材膜を準備する工程と、第２素材膜上で、上面に９０度以下の交差角で交差する側壁面を規定するマスクを形成する工程と、マスクの周囲で第２素材膜に第１エッチング処理を施し、規定の形状に第２素材膜を整形する工程と、整形された第２素材膜の周囲で第１素材膜に第２エッチング処理を施す工程とを備えることを特徴とするエッチング方法が提供される。
【００１１】
第１エッチング処理が施されると、マスクの周囲で第２素材膜は取り払われていく。マスクの側壁面は上面に９０度以下の交差角で交差することから、第２素材膜には上面に９０度の角度で切り立つ垂直面すなわち壁面が確保されることができる。こうして第２素材膜は規定の形状に整形される。その一方で、マスクの側壁面が上面に９０度よりも大きな交差角で交差すると、マスクの裾が徐々に後退することから、第２素材膜に垂直面が確保されることはできない。しかも、マスクの裾に基づき第２素材膜は整形されることから、整形後の第２素材膜では形状精度は低下してしまう。
【００１２】
こうして整形された第２素材膜に基づき第２エッチング処理は施される。第２エッチング処理が実施されると、第２素材膜の周囲で第１素材膜は取り払われていく。こうして第１素材膜は所定の形状に整形される。第２素材膜に確立される垂直面の働きで、第１素材膜には、上面に９０度の角度で切り立つ垂直面すなわち壁面が確立される。整形後の第１素材膜は高い精度で第２素材膜の形状を反映することができる。こうして第１素材膜の形状精度は高められることができる。ここでは、第２エッチング処理にあたって反応性イオンエッチング法やイオンミリング法が用いられればよい。
【００１３】
前述と同様に、こういったエッチング方法ではマスクの形成にあたって第２素材膜の表面にレジストが形成されればよい。このレジストには、９０度未満の傾斜角で交差する壁面が規定されればよい。レジストの周囲で第２素材膜の表面にめっき処理が施されると、第２素材膜の表面にマスクは成膜されることができる。レジストの下面と壁面との角度は９０度未満に設定されることから、マスクの上面と側壁面との間には確実に９０度以下の交差角が確立されることができる。ただし、マスクの交差角は７０度以上に設定されることが望まれる。マスクの交差角が７０度よりも小さく設定されると、マスクの形成にあたってレジストの傾斜角が過度に減少してしまう。その結果、マスクの寸法精度が著しく低下することが懸念される。
【００１４】
以上のようなエッチング方法では、第２エッチング処理に先立って必ずしもマスクが除去される必要はない。第２エッチング処理の働きでマスクは取り払われることができる。第２エッチング処理の完了と同時に第２素材膜上からマスクが完全に除去されれば、第２素材膜の形状は高い精度でマスクの下面（底面）の形状を反映することができる。こうして第２素材膜ひいては第１素材膜の形状精度は高められることができる。
【００１５】
第１素材に磁性金属材料が用いられる場合には、第２素材には無機系酸化物が用いられればよい。こういった無機系酸化物は例えばＳｉ、Ａｌ、ＴｉおよびＴａといった材料に基づき形成されればよい。これら無機系酸化物が用いられる場合には、第１エッチング処理の実施にあたって例えばＣｌ２　やＨＣｌ、ＨＢｒ、ＣＣｌ４　、ＳｉＣｌ４　、ＢＣｌ３　といったハロゲン系ガスが反応ガスに用いられればよい。マスクにはＮｉやＮｉを含む合金材料が用いられればよい。
【００１６】
いずれの場合でも、前述の交差角は９０度未満に設定されることが望まれる。設計時に交差角が９０度未満に設定されれば、実際の形成時に交差角が９０度を超える確率は著しく減少すると考えられる。交差角が９０度に設定されると、形成時の誤差に基づき、交差角が９０度を超える確率は上昇してしまう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１８】
図１はいわゆる単磁極ヘッドの構造を概略的に示す。単磁極ヘッド１１は主磁極１２および補助磁極１３を備える。主磁極１２の先端１２ａや補助磁極１３の先端１３ａは、周知の通りに、ヘッドスライダの空気軸受け面（ＡＢＳ）で露出する。すなわち、主磁極１２や補助磁極１３は先端１２ａ、１３ａで磁気記録媒体に向き合わせられる。磁気記録媒体上では主磁極１２の働きで記録トラックのトラック幅は決定される。こういった単磁極ヘッド１１は、例えば磁気ディスクといった記録媒体に情報を保持するハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった磁気記録媒体駆動装置に組み込まれる。磁気記録媒体駆動装置では単磁極ヘッド１１はいわゆる垂直磁気記録用の磁気記録媒体に組み合わせられて利用される。垂直磁気記録用の磁気記録媒体では軟磁性の裏打ち層上に記録磁性層は積層形成される。
【００１９】
図２に示されるように、主磁極１２には、基層１４の表面すなわち平坦面から垂直に立ち上がる１対の壁面１５ａ、１５ｂが規定される。こういった壁面１５ａ、１５ｂの形成にあたって後述の形成方法が利用される。１対の壁面１５ａ、５ｂで垂直姿勢が確立されることから、主磁極１２の先端では壁面１５ａ、１５ｂの下端同士の間隔Ｄ１と壁面１５ａ、１５ｂの上端同士の間隔Ｄ２とは等しく設定されることができる。その他、こういった主磁極１２は、後述されるように、設計通りに高い形状精度で形成されることができる。
【００２０】
次に本発明の第１実施形態に基づき主磁極１２の形成方法を簡単に説明する。主磁極１２の形成に先立って基板上では補助磁極１３や補助磁極１３を覆う非磁性絶縁層が形成される。非磁性絶縁層は前述の基層１４を構成する。基層１４の表面に第１および第２素材膜１６、１７は順番に積層形成される。第１素材膜１６は例えばＣｏＦｅその他の磁性材料から形成されればよい。第２素材膜１７は例えばＡｌ２　Ｏ３　といった金属酸化物から形成されればよい。その他、第２素材膜１７には、Ｓｉ、Ａｌ、ＴｉおよびＴａの少なくともいずれかを含む無機系酸化物が用いられることができる。こうして基板上には第１素材膜１６の表面に重ね合わせられる第２素材膜１７が準備される。積層形成にあたって例えばスパッタリング法は用いられる。
【００２１】
図３に示されるように、第２素材膜１７の表面にはレジスト（感光性樹脂）１８が形成される。レジスト１８には規定のパターンに従って空隙１９すなわち溝が区画される。この空隙１９では、第２素材膜１７の表面に９０度未満の傾斜角αで交差する壁面２１が規定される。レジスト１８の壁面２１同士が向き合うことから、空隙１９の断面形状は、第２素材膜１７の表面に近づくにつれて狭まるテーパ形に設定される。
【００２２】
基板上ではめっき成膜法が実施される。レジスト１８の周囲すなわち空隙１９で第２素材膜１７の表面にはめっき処理が施される。その結果、図４に示されるように、空隙１９内で第２素材膜１７の表面には金属材料マスク２２が成膜される。金属材料マスク２２には例えばＮｉといった金属材料が用いられればよい。その他、金属材料マスク２２には少なくともＮｉを含む合金素材（例えばＮｉＦｅ）が用いられてもよい。電解めっき法が用いられる場合には、レジスト１８の形成に先立って予め第２素材膜１７の表面に導電層（図示されず）が形成されればよい。
【００２３】
その後、第２素材膜１７の表面からレジスト１８は取り払われる。図５に示されるように、第２素材膜１７の表面には金属材料マスク２２が残存する。この金属材料マスク２２には、上側露出面すなわち上面２３に９０度以下の交差角βで交差する側壁面２４、２４が規定される。側壁面２４は例えば平坦面で構成されればよい。ただし、第２素材膜１７に接触する金属材料マスク２２の下面が上面２３に投影される際に、上面２３および側壁面２４で規定される稜線が下面の投影像よりも外側に配置される限り、側壁面２４には湾曲面が形成されてもよい。
【００２４】
続いて基板上では第１エッチング処理が施される。第１エッチング処理には例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法が用いられる。反応ガスには例えばＣｌ２　といった塩素系ガスが用いられればよい。その他、反応ガスには、ＨＣｌやＨＢｒ、ＣＣｌ４　、ＳｉＣｌ４　、ＢＣｌ３　といったハロゲン系ガスが含まれることができる。こういった反応ガスによれば、金属材料マスク２２と第２素材膜１７との選択性（エッチング速度の比）は高められることができる。第１エッチング処理が実施されると、図６に示されるように、金属材料マスク２２の周囲で第２素材膜１７は取り払われていく。
【００２５】
このとき、エッチング装置ではできる限りチャンバ内の圧力が低く設定される。しかも、プラズマ源の密度はできる限り高められる。その結果、図６から明らかなように、エッチング処理の異方性は高められることができる。金属材料マスク２２や第２素材膜１７は確実にプラズマの照射方向に沿って削り取られる。前述のように金属材料マスク２２の側壁面２４は上面２３に９０度以下の交差角βで交差することから、第２素材膜１７には上面に９０度の角度γで切り立った垂直面２５が確保されることができる。その一方で、例えば図７に示されるように、金属材料マスク２２の側壁面２４が上面２３に９０度よりも大きな交差角βで交差すると、金属材料マスク２２の裾２２ａが徐々に後退することから、第２素材膜１７に垂直面２５が確保されることはできない。
【００２６】
図８に示されるように、こうして第２素材膜１７は所定の形状に整形される。整形された第２素材膜１７の輪郭は主磁極１１の輪郭に対応する。残存する第２素材膜１７には上面に９０度の角度γで切り立った垂直面２５、２５が確保される。
【００２７】
続いて基板上では第２エッチング処理が施される。この第２エッチング処理には例えばイオンミリング法が用いられる。第２エッチング処理が実施されると、金属材料マスク２２および第２素材膜１７の周囲で第１素材膜１６は取り払われていく。図９に示されるように、第１素材膜１６は所定の形状に整形される。こうして主磁極１１は得られる。第２素材膜１７に確立される垂直面２５、２５の働きで、第１素材膜１６には、上面に９０度の角度で切り立つ垂直面すなわち壁面１５ａ、１５ｂが確立される。
【００２８】
イオンミリング法によれば、第２素材膜１７上の金属材料マスク２２は取り払われる。Ｎｉといった磁性材料が第２素材膜１７上に残存することはない。主磁極１１の機能は確実に確保される。このとき、金属材料マスク２２が完全に取り払われた時点で第２エッチング処理が終了すれば、金属材料マスク２２の下面の寸法Ｄ３に基づき高い精度で主磁極１１は形成されることができる。前述の間隔Ｄ１、Ｄ２は高い精度で実現されることができる。なお、第１素材膜１６の整形にあたってイオンミリング法に代えて例えば反応性イオンエッチング法が用いられてもよい。
【００２９】
次に本発明の第２実施形態に基づき主磁極１１の形成方法を概略的に説明する。この第２実施形態では基層１４の表面に単独で広がる第１素材膜１６が準備される。図１０に示されるように、第１素材膜１６の表面にレジスト１８が形成される。レジスト１８には、前述と同様に、規定のパターンに従って空隙１９が区画される。この空隙１９では、第１素材膜１６の表面に９０度未満の傾斜角αで交差する壁面２１が規定される。第１実施形態の構成と均等な構成には同一の参照符号が付される。
【００３０】
その後、図１１に示されるように、レジスト１８の周囲すなわち空隙１９内で第１素材膜１６の表面にはマスク２６が形成される。マスク２６には例えば非磁性材料であってめっき成膜法に対応する材料が用いられればよい。ただし、マスク２６の形成にあたって必ずしもめっき成膜法が用いられる必要はない。しかも、マスク２６には必ずしも金属材料が用いられる必要はない。第１素材膜１６の表面からレジスト１８が取り払われた際に、前述の金属材料マスク２２と同様に、マスク２６の側壁面２４、２４と上面２３との間に９０度以下の交差角βが確保されればよい。
【００３１】
レジスト１８の剥離後、基板上でエッチング処理は施される。図１２に示されるように、マスク２６の周囲で第１素材膜１６は取り払われていく。前述と同様に、マスク２６の側壁面２４は上面２３に９０度以下の交差角βで交差することから、第１素材膜１６には上面に９０度の角度γで切り立つ垂直面すなわち壁面１５ａ、１５ｂが確保されることができる。こうして第１素材膜１６は規定の形状に整形される。主磁極１１は得られる。
【００３２】
第１および第２実施形態のいずれの場合でも、第１素材膜１６には様々な材質ものが用いられることができる。金属材料マスク２２やマスク２６の材質は、第１および第２素材膜１６、１７の材質やエッチング処理の種類に基づき適宜に選択されればよい。いずれの場合でも、前述の交差角βは９０度未満に設定されることが望まれる。設計時に交差角βが９０度未満に設定されれば、実際の形成時に交差角βが９０度を超える確率は著しく減少すると考えられる。交差角βが９０度に設定されると、形成時の誤差に基づき、交差角βが９０度を超える確率は上昇してしまう。
【００３３】
（付記１）　素材膜上で、上面に９０度以下の交差角で交差する側壁面を規定するマスクを形成する工程と、マスクの周囲で素材膜にエッチング処理を施す工程とを備えることを特徴とするエッチング方法。
【００３４】
（付記２）　付記１に記載のエッチング方法において、前記エッチング処理は反応性イオンエッチング法およびイオンミリング法のいずれかに基づき実施されることを特徴とするエッチング方法。
【００３５】
（付記３）　付記２に記載のエッチング方法において、前記マスクの形成にあたって、素材膜の表面に９０度未満の傾斜角で交差する壁面を規定するレジストを形成する工程と、レジストの周囲で素材膜の表面にめっき処理を施す工程とをさらに備えることを特徴とするエッチング方法。
【００３６】
（付記４）　付記１に記載のエッチング方法において、前記交差角は９０度未満に設定されることを特徴とするエッチング方法。
【００３７】
（付記５）　第１素材膜の表面に重ね合わせられる第２素材膜を準備する工程と、第２素材膜上で、上面に９０度以下の交差角で交差する側壁面を規定するマスクを形成する工程と、マスクの周囲で第２素材膜に第１エッチング処理を施し、規定の形状に第２素材膜を整形する工程と、整形された第２素材膜の周囲で第１素材膜に第２エッチング処理を施す工程とを備えることを特徴とするエッチング方法。
【００３８】
（付記６）　付記５に記載のエッチング方法において、前記第２エッチング処理は反応性イオンエッチング法およびイオンミリング法のいずれかに基づき実施されることを特徴とするエッチング方法。
【００３９】
（付記７）　付記６に記載のエッチング方法において、前記マスクの形成にあたって、第２素材膜の表面に９０度未満の傾斜角で交差する壁面を規定するレジストを形成する工程と、レジストの周囲で第２素材膜の表面にめっき処理を施す工程とをさらに備えることを特徴とするエッチング方法。
【００４０】
（付記８）　付記７に記載のエッチング方法において、前記第２エッチング処理にあたって第２素材膜上のマスクは完全に除去されることを特徴とするエッチング方法。
【００４１】
（付記９）　付記８に記載のエッチング方法において、前記第２素材は無機系酸化物を含むことを特徴とするエッチング方法。
【００４２】
（付記１０）　付記５に記載のエッチング方法において、前記交差角は９０度未満に設定されることを特徴とするエッチング方法。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、対象物すなわち素材膜の整形にあたってこれまで以上に高い形状精度は実現されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】単磁極ヘッドの構造を概略的に示す部分透視斜視図である。
【図２】単磁極ヘッドの正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に基づき第１および第２素材膜上でレジストを形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
【図４】第２素材膜上に金属材料マスクを形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
【図５】第２素材膜上に確立された金属材料マスクを概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
【図６】第１エッチング処理の様子を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
【図７】従来例に係る金属材料マスクに基づき第１エッチング処理の様子を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
【図８】整形された第２素材膜の様子を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
【図９】第２素材膜に基づき整形された第１素材膜の様子を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に基づき第１素材膜上でレジストを形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
【図１１】第１素材膜上にマスクを形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
【図１２】整形された第１素材膜の様子を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
【符号の説明】
１６　素材膜（第１素材膜）、１７　第２素材膜、１８　レジスト、２１　壁面、２２　マスク、２３　上面、２４　側壁面、２６　マスク、α　角度、β　交差角。
【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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