(57)【要約】【課題】フェンス構造を最小にした耐久性のあるスライダーパッドを製造する。【解決手段】スライダー胴体層４３にパッドを形成するためのボイドを有するフォトレジスト層４１を形成し、ボイドの部分に接着層４４を垂直方向に蒸着する。続いてパッド層４５を形成し、マスキング材料４７をパッド層４５に垂直方向に蒸着する。垂直の膜形成プロセスはレジストのボイド側壁へのマスキング層４６や接着層材料の堆積（フェンス）を最少にする。パッド用の各層を形成した後、レジスト４１を機械的な研磨を含む方法で剥離する。続いて酸素を含むプラズマで灰化処理する。マスキング層４６はフェンス構造４５Ｆ，４６Ｆに対してパッド層４５の大部分ほどは保護しないので、灰化プロセスはパッド層４５のフェンス構造４５Ｆ，４６Ｆを取り除く。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気トランスデューサを含むスライダー胴体を形成するステップと、
前記スライダー胴体上のパッドの位置と形状を決めるためにフォトレジスト材料中に側壁を有するボイドを形成するステップと、
前記スライダー胴体上に前記ボイドの側壁にフェンスを形成し、一つの表面を有するパッド層を形成するステップと、
前記パッド層の表面上よりも前記側壁のフェンス上でより薄く、異方性があるようにマスキング層を形成するステップと、
前記ボイド部以外にある前記パッド層及びマスキング層を取り除くために前記フォトレジスト材料を剥離するステップと、
灰化により前記パッド層から前記フェンスを取り除くステップと、
前記マスキング層を取り除くステップと、
を含むことを特徴とする磁気トランスデューサのスライダーのパッドの製造方法。
【請求項２】
前記ボイドを形成した後で、かつ前記パッド層を形成する前に、前記ボイドの底部表面上よりも側壁上において、より薄くなるように接着層又はシード層を異方性をつけて形成することを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記接着層又はシード層は炭化物形成材料であることを特徴とする請求項２記載の製造方法。
【請求項４】
前記接着層又はシード層はシリコンであることを特徴とする請求項２記載の製造方法。
【請求項５】
前記マスキング層を異方性があるように膜形成するステップは、更にイオンビームを用いて前記パッド層の表面に実質的に垂直な方向で前記マスキング層を膜形成するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項６】
前記フォトレジスト材料を剥離するステップは、機械的な研磨の使用を含むことを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項７】
前記フォトレジスト材料を剥離するステップは、ソーダブラストの使用を含むことを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項８】
前記フォトレジスト材料を剥離するステップは、溶剤を使用した洗浄を含むことを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項９】
灰化により前記パッド層から前記フェンスを除去するステップは、更に前記フェンスを酸素を含んだプラズマに曝すステップを含むことを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項１０】
前記パッド層はダイアモンド状カーボンであることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項１１】
前記マスキング層は保護酸化物形成材料であることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項１２】
前記マスキング層を異方性があるように膜形成するステップは、更にバイアススパッタリングを用いて、前記パッド層の表面に実質的に垂直な方向に前記マスキング層を膜形成するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項１３】
磁気トランスデューサを含むスライダー胴体を形成するステップと、
前記スライダー胴体の表面にフォトレジスト材料を膜形成するステップと、
パッドの位置と形状を決めるために前記フォトレジスト材料中にボイドを形成するステップと、
前記フォトレジストとボイドの上に接着層又はシード層を垂直に膜形成するステップと、
パッド層を酸素プラズマに曝されたときに蒸発する第一の材料で前記接着層又はシード層の上に膜形成するステップと、
マスキング層を酸素プラズマに曝されたときに保護酸化物を形成する第二の材料で垂直に膜形成するステップと、
前記ボイド部以外にある前記接着層、パッド層及びマスキング層を取り除くために前記フォトレジスト材料を剥離するステップと、
酸素を含むプラズマにより灰化することによって前記パッド層から前記フェンス材料を取り除くステップと、
前記マスキング層を取り除くステップと、
を有することを特徴とする磁気トランスデューサのスライダーのパッドの製造方法。
【請求項１４】
前記接着層又はシード層はシリコンであることを特徴とする請求項１３記載の製造方法。
【請求項１５】
前記パッド層はダイアモンド状カーボンであることを特徴とする請求項１３記載の製造方法。
【請求項１６】
前記マスキング層はシリコンであることを特徴とする請求項１３記載の製造方法。
【請求項１７】
前記接着層又はシード層はシリコンであり、前記パッド層はダイアモンド状カーボンであって、前記マスキング層はシリコンであることを特徴とする請求項１３記載の製造方法。
【請求項１８】
前記マスキング層を除去するステップは、更にスパッターエッチングを含むことを特徴とする請求項１３記載の製造方法。
【請求項１９】
前記フォトレジスト材料を剥離するステップは、更にフォトレジスト材料を機械的に研磨するステップを含むことを特徴とする請求項１３記載の製造方法。
【請求項２０】
前記フォトレジスト材料を剥離するステップは、更にソーダブラスト或いは溶剤を使用した洗浄を含むことを特徴とする請求項１３記載の製造方法。
【請求項２１】
磁気トランスデューサを含むスライダー胴体を形成するステップと、
前記スライダー胴体上のパッドの位置と形状を決めるためにフォトレジスト材料中に側壁を有するボイドを形成するステップと、
前記ボイドの側壁にフェンスを形成し、一つの表面を有するパッド層を前記スライダー胴体上に膜形成するステップと、
前記パッド層の表面上よりも前記側壁のフェンス上でより薄くなるマスキング層を異方性があるように膜形成するステップと、
灰化により前記パッド層から前記フェンスを取り除くステップと、
前記ボイド部以外にある前記パッド層及びマスキング層を取り除くために前記フォトレジスト材料を剥離するステップと、
前記マスキング層を取り除くステップと、
を含むことを特徴とする磁気トランスデューサのスライダーのパッドの製造方法。
【請求項２２】
前記接着層又はシード層は、前記ボイドを形成した後で、かつ前記パッド層を膜形成する前に、前記ボイドの底部表面上よりも前記側壁上においてより薄く、異方性があるように膜形成することを特徴とする請求項２１記載の製造方法。
【請求項２３】
前記接着層又はシード層は炭化物形成材料であることを特徴とする請求項２２記載の製造方法。
【請求項２４】
前記接着層又はシード層はシリコンであることを特徴とする請求項２２記載の製造方法。
【請求項２５】
前記マスキング層を異方性があるように膜形成するステップは、更にイオンビームを用いて前記パッド層の表面に実質的に垂直な方向に前記マスキング層を膜形成するステップを含むことを特徴とする請求項２１記載の製造方法。
【請求項２６】
前記フォトレジスト材料を剥離するステップは機械的な研磨を使用することを特徴とする請求項２１記載の製造方法。
【請求項２７】
灰化により前記パッド層から前記フェンスを除去するステップは、更に前記フェンスを酸素を含んだプラズマに曝すステップを含むことを特徴とする請求項２１記載の製造方法。
【請求項２８】
前記マスキング層は酸化物形成材料であることを特徴とする請求項２１記載の製造方法。
【請求項２９】
前記マスキング層を異方性があるように膜形成するステップは、更にバイアススパッタリングを用いて、前記パッド層の表面に実質的に垂直な方向に前記マスキング層を膜形成するステップを含むことを特徴とする請求項２１記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動する磁気媒体と共に用いられる磁気トランスデューサ（ヘッド）の分野に関し、更に具体的にはデータストレージシステムに於いて、移動媒体に対向するトランスデューサのエアーベアリング面を含むスライダー表面のパッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術による典型的なヘッド・ディスクシステム１０を図７に示す。磁気トランスデューサ２０は、動作時にサスペンション１３によって支持され、ディスク１６上を浮動する。磁気トランスデューサは通常「ヘッド」又は「スライダー」と呼ばれ、磁気的な遷移を書き込む役割を担う素子（書き込みヘッド２３）と、磁気的な遷移を読み出す役割を担う素子（読み出しヘッド１２）から構成される。
【０００３】
読み出しヘッド１２から、及び書き込みヘッド２３への電気信号は、サスペンション１３に取り付けられたか又は組み込まれた導電路（リード線）１４を流れる。通常二対の電気接続パッド（図示せず）が存在し、各対はそれぞれ読み出しヘッド１２、書き込みヘッド２３用である。ワイヤー又はリード線１４がこれらのパッドに接続され、サスペンション１３を通ってアーム回路（図示せず）に至るルートができる。
【０００４】
ディスク１６はスピンドル１８に取り付けられ、スピンドル１８はスピンドルモーター２４によって駆動されて、ディスク１６を回転させる。ディスク１６はサブストレート２６と、その上に形成された複数の薄膜２１とから成る。薄膜２１は強磁性材料を含み、書き込みヘッド２３が情報がコード化された磁気的な遷移をそこに記録する。読み出しヘッド１２はヘッド２０のエアーベアリング面（ＡＢＳ：ａｉｒ−ｂｅａｒｉｎｇ  ｓｕｒｆａｃｅ）の下をディスク１６が回転するときに磁気的な遷移を読み取る。
【０００５】
典型的な薄膜磁気トランスデューサ製造プロセスに於いては、多数のトランスデューサが１枚のウエハーから同時に形成される。基本的な構造が形成された後に、ウエハーは四分円状又は列形状にスライスされ、更にラッピングプロセス及び、従来技術であるリソグラフィーエッチング技術によってパッド構造の形成プロセスを行う。最後に列形状はスライスされて個別のトランスデューサになる。
【０００６】
図８に示すように、磁気トランスデューサ２０のＡＢＳは通常スライダー胴体から媒体方向に伸びたレール２７の形状に形成され、これによって空気力学が決まり、ディスクの回転時又は静止時のいずれかにトランスデューサとディスクが接触した場合に接触面となるものである。ランディングパッド２９或いはバンプがレール上及びＡＢＳの他の表面に形成され、レール２７が静止したディスク表面と接触したときに生じる吸着を減少させる。
【０００７】
図８ではほんの少しのパッド２９しか示されていないが、レール上又はその付近に何百もの微小なパッドを存在させることができる。これらのパッドは通常レール表面へのレーザースポット加熱によって形成されるが、多層パッド構造を形成するためにフォトリソグラフィーも使用される。以下に述べる本発明はフォトリソグラフィーを用いてパッドを製造するプロセスについてである。
【０００８】
パッドはフォトリソグラフィー技術により形成され、パッドの領域にボイドを持ったフォトレジストパターンが形成される。次にフォトレジストを含む全表面にパッド材料が膜形成される。フォトレジストが除去されると、フォトレジスト材料上に膜形成されたパッド材料は取り除かれ、フォトレジストのボイド部分のパッドが残される。フォトレジストは通常液体の溶剤を塗布し、その後ブラッシングすることにより取り除くことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフォトリソグラフィー技術の一つの問題は、パッド領域を取り囲むフォトレジストの側壁にパッド材料が堆積することにより、パッドの外縁部周辺にパッド材料の隆起部又はフェンスが形成される傾向があることである。このパッド材料のフェンスはディスクに損傷を与えることになりかねず、又砕けてその破片がディスクや、ドライブの中の他の部品に損傷を与える可能性がある。
【００１０】
米国特許番号６，２３６，５４３号のＨａｎ他による「Ｄｕｒａｂｌｅ  Ｌａｎｄｉｎｇ  Ｐａｄｓ  ｆｏｒ  ａｎ  Ａｉｒ−Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｓｌｉｄｅｒ（エアーベアリングスライダー用の耐久性あるランディングパッド）」では、典型的にはより高い応力を有する非常に硬い材料を使用したときに付随して起こりがちな、パッドに関する層間剥離問題を扱っている。この問題の解決法の一つとして、非常に硬い材料である四面体アモルファスカーボン（ｔ−ａＣ：ｔｅｔｒａｈｅｄｒａｌ  ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｃａｒｂｏｎ）のパッドを形成し、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＯ２或いはＳｉ３Ｎ４のような応力緩和材料を少なくとも１層挟むことによって応力を緩和することが提唱されている。パッドの頂部を丸くするためにｔ−ａＣの回転式斜め蒸着が提案されており、これにより滑らかな隅部を形成することが可能になる。
【００１１】
必要とされるのはフェンス構造を最小にした耐久性のあるスライダーパッドを製造する方法である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
縁部にフェンスのないランディングパッドを有するトランスデューサの製造方法を以下に述べる。パッド形状とその位置は従来技術による方法を用いて、レール表面上或いはその付近に形成されたフォトレジスト中のボイドで決定される。パッド構造の最初の層は、垂直ビーム角を用いて、接着層又はシード層として膜形成されるのが好ましい。次の層はパッド層であり、この層はパッドトポグラフィーにより決められるように、従来技術に従って、垂直でない（傾斜した）角度で膜形成されるのが好ましい。最後のマスキング層はパッド層に垂直に膜形成され、次の灰化ステップで、異方性を持った保護の役目を果たす。
【００１３】
垂直の膜形成プロセスはレジストのボイド側壁へのマスキング層やシード層材料の堆積を最少にする。このようにして、マスキング層を垂直に膜形成することにより、フェンス構造は平面構造部分よりもかなり薄いマスキング層及びシード層の材料を有することになる。パッド層の表面上のマスキング層の厚さは、その後、酸素プラズマで灰化する間にパッド層を保護するのに十分な厚さがあるべきであるが、パッド層のフェンス側壁のマスキング材料の厚さは、フェンスが灰化の間に保護されないように、十分薄いものでなければならない。マスキング層はその後の酸素プラズマの侵入を妨げる保護酸化物となる材料でなければならない。
【００１４】
パッド用の材料各層が膜形成された後、レジストが機械的な研磨を含む方法（例えばソーダブラスト又は溶剤を使用した洗浄）で剥離されるのが好ましい。フォトレジスト材料を剥離した後、この構造は酸素を含むプラズマで灰化される。マスキング層はフェンス構造に対してパッド層の大部分ほどは保護しないので、灰化プロセスはパッド層のフェンス構造を取り除く。機械的な研磨は、フェンス上の薄いマスキングの断片を破損させることにより、フェンスの除去を更に確実にするものである。灰化の間にマスキング層の大部分が構造的には不連続で、自立できない酸化物に変化することが期待される。残存するマスキング材料や酸化物材料はスパッターエッチングにより除去され、この結果パッド層が露出し、フェンスは存在しなくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明による接着層とパッド層は従来技術を用いて膜形成され、その結果上述のようにフォトレジストが除去されたときにフェンスとなる、側壁への材料の堆積が起こる。本発明はパッド層のフェンス除去に於いて、マスキング層の膜形成に対しては、実質的に入射角ゼロ度（基板平面に垂直な方向）を用いる。マスキング層が、例えば基板電圧バイアスによるイオンビームやスパッタリングのような方向依存性の大きな手段を用いて膜形成される場合、イオンビームに垂直な平面の膜形成速度はビームに平行な平面への膜形成速度に比してかなり大きくなる。この比率は典型的には約７対１になり得る。即ち実質的に垂直方向（垂直平面に対して０度）で膜形成した場合は、フェンスの側壁（ビームに並行）のマスキング層の厚さはパッド層表面（ビームに垂直）の厚さの約７分の１に過ぎない。
【００１６】
つまり、マスキング層の厚さが、その下にあるパッド層の酸化を阻止するのには十分な厚さであるが、フェンスの「山脈」を酸素プラズマの攻撃に対して保護するには十分な厚さとはいえない場合、「使用可能範囲」が存在することを意味する。適正に動作するためのマスキング層の厚さの正確な限界は、膜形成装置の特性、使用する材料及び酸素プラズマ圧などのパラメーターに依存して変わってくるであろう。マスキング層の厚さの範囲は５〜５０オングストロームのオーダーになると予想される。マスキング層とシード層が本発明により膜形成される場合、フェンスは不連続になるであろう。レジスト剥離から見た機械的な研磨は更に側壁のマスク層を弱めるが、パッド表面に対しては弱めることはない。パッド表面のマスクがより厚いこと、及びより程度は低いがフェンス形状が機械的な力により大きな側方のたわみを生じ易いという事実があるからである。酸素プラズマの照射（灰化）及び機械的なエロージョンは、側壁材料を自立できないスポンジ状の中空の酸化物（例えばＳｉＯｘ）の断片にする。
【００１７】
これに反して、もしイオンビーム蒸着やスパッタリングのビーム流が４５度に設定されるか又は任意の他の無方向膜形成方式が用いられる場合は、パッド表面やフェンス表面は同じマスキング層の厚さを有し、同じマスキング効果を呈するであろう。もしマスキング材料の厚さが側壁でも平坦表面でも同様であるならば、灰化はパッド自体を取り除かずにフェンス材料を優先的に灰にして取り除く異方性効果を持たないであろう。最終的には使用可能範囲がかなり狭まるか、ゼロになるであろう。
【００１８】
本発明の一実施例を図１を参照して説明する。ここではトランスデューサは図示はしないがパッド構造を有するスライダーに組み込まれている。図１は従来技術によって形成された複数の磁気トランスデューサを含むトランスデューサ２０の一部を示している。フォトレジスト膜４１間のボイドも従来技術によって形成されている。フォトレジスト膜４１は、スライダー胴体を構成する材料から成る層４３上に形成される。
【００１９】
接着層４４はフォトレジストとボイド上に膜形成される。炭素質のパッド材料と共に使用する接着層４４はチタニウムやシリコンのような任意の炭化物形成材料であって良いが、シリコンがより適切である。これらの材料は灰化時に酸化する。さらに接着層４４はマスキング層４６の場合と同様の理由から垂直方向に蒸着されるのが望ましい。
【００２０】
接着層４４は次の機能層に比べると比較的薄く、接着に有効なだけの厚さがあれば十分であり、約１０オングストローム以上の厚さがあれば良い。接着層の厚さは、他の層と同様に、スライダーが用いられるストレージシステムの設計要求を考慮して、実験的に決められる。設計要求の一つは、接着層を含んだパッドの全体厚さである。というのはこれがスライダーに組み込まれる磁気センサーと磁気記録媒体の間の間隔を制限するからである。
【００２１】
パッド層４５は接着層４４の厚さよりもずっと厚く膜形成される。一般にパッド層の厚さは従来技術の原理に基づき、例えば吸着と耐摩耗性を最適化するように決定される。現行の設計では厚さ約１５０〜６００オングストロームのパッド層が用いられている。パッドに好適な材料はダイアモンド状カーボン（ＤＬＣ：ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ−ｃａｒｂｏｎ）である。カーボンは水素化合物でも窒素化合物であっても、他の機能的添加物を含んでいても良い。他の耐久性のある材料も、その材料が酸素プラズマ又は他のプラズマ中で灰化する間に十分蒸発する（即ち気相還元物を形成する）ものである限りは本発明の範囲として使用することができる。
【００２２】
マスキング材料４７を図１の膜形成プロセスに示す。マスキング材料４７は、酸素に曝されたときに、密度の濃い、付着力ある酸化物を形成することにより保護するような材料が好ましい。シリコンが好適である。矢印は膜形成が、膜形成角シータ（θ）が小さい角度、即ち実質的に表面に直角（垂直な膜形成）になるように抑制されていることを示す。
【００２３】
垂直な膜形成は膜形成される材料が側壁に堆積するのを最少にするために用いられる。垂直な膜形成はイオンビーム蒸着やバイアススパッタリングのような従来技術で実現できる。図２はマスキング層４６が膜形成された後のＡＢＳの状態を示す。
【００２４】
図３はフォトレジスト材料４１が除去された後の構造を示す。フォトレジスト材料４１は、機械的研磨、例えばソーダブラスト或いは溶剤を使用した洗浄により、フェンスを弱くしたり、減少させたりする技術によって剥離されるのが望ましい。
【００２５】
図４は、図３のＥ１で表示された領域について、マスキング層４６とパッド層４５の縁部の微細構造／微細配置（ｍｉｃｒｏ−ｌａｙｏｕｔ）をより明確に説明するために拡大した図である。隆起した構造部分４６Ｆと４５Ｆは前述の通り望ましくないフェンスである。図５はこの構造部分を酸素プラズマ中で灰化させた後の結果を示している。酸素は薄いフェンス構造の炭素を灰にし、レジスト除去の間の機械的エロージョンと共にフェンス全体を破壊し、その結果パッド層４５の縁部に好適な、より丸みのある構造が得られる。
【００２６】
パッドを保護するマスキング層は比較的厚く、保護酸化物を作り上げるので、パッド層４５の連続的な被覆、及び保護の役を果たす。ここで説明した実施例では灰化ステップ前にレジストを剥離することが含まれているが、レジストを剥離する前に灰化しても同様な結果を達成することが期待される。図６はマスキング層４６をスパッターエッチングで除去し、その結果、丸みのある縁部を持ったパッド層４５が得られることを示している。状況に応じて、付加的なオーバーコート層がパッド及びスライダー表面上に膜形成されても良い。
【００２７】
以上で明示した材料、厚さ値等以外の本発明を具体化するヘッドの層、構造や材料は従来技術に従うものとし、従来技術に従って製造される。
【００２８】
ここで示した組成については、実際の実施例において不可避に存在する少量の不純物を考慮せずに説明したが、このことは当分野の熟練技術者の良く知るところである。
【００２９】
本発明の実施例として、特定の具体例で説明したが、ここで述べた発明はこの具体例に限定されるものではなく、当技術の熟練技術者により本発明の範囲内で様々な変更や修正が行われることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるスライダーパッド構造に対するマスキング層の垂直な膜形成の説明図である。
【図２】本発明の一実施例による垂直の膜形成プロセス後のパッド構造の説明図である。
【図３】本発明の一実施例によるプロセスの間の、フォトレジストが剥離された後のパッド構造の製造状態を示す図である。
【図４】図３のＥ１と表示された領域の拡大図である。
【図５】酸素プラズマ灰化及び機械的研磨後の図３のＥ１と表示された領域の拡大図である。
【図６】本発明による、スパッターエッチング後の図５のＥ１と表示された領域の拡大図である。
【図７】ディスクドライブに於いてヘッドと関連部品との間の関係を示す従来技術の説明図である。
【図８】スライダーのエアーベアリング面に関する従来技術によるランディングパッド構造の説明図である。
【符号の説明】
２０…トランスデューサ、４１…フォトレジスト膜、４３…スライダー胴体層、４４…接着層又はシード層、４５…パッド層、４６…マスキング層、
４７…マスキング材料、４４Ｆ，４５Ｆ，４６Ｆ…フェンス（隆起した構造部分）。
【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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