(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に炭化水素ガスとＡｒガスを混合した原料ガスを導入し、５０Ｗ以上２ＫＷ以下のＲＦ電力を加え、フィラメントを点灯させてプラズマを放電させることにより、下地膜上にＤＬＣ(Diamond Like Carbon)からなる反射防止膜を成膜する工程と、
この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布する工程と、
このフォトレジスト膜を露光、現像する工程と、
を具備することを特徴とする微細加工方法。
【請求項２】
上記下地膜の表面が傾斜部を有することを特徴とする請求項１記載の微細加工方法。
【請求項３】
上記フォトレジスト膜を露光、現像する工程においてフォトレジスト膜を露光するパターンの少なくとも一部が３以上のアスペクト比を有するラインパターンであることを特徴とする請求項１又は２記載の微細加工方法。
【請求項４】
チャンバ内に炭化水素ガスとＡｒガスを混合した原料ガスを導入し、５０Ｗ以上２ＫＷ以下のＲＦ電力を加え、フィラメントを点灯させてプラズマを放電させることにより、導電膜上にＤＬＣ(Diamond Like Carbon)からなる反射防止膜を成膜する工程と、
この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布する工程と、
このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、該フォトレジスト膜に開口パターンを形成する工程と、
フォトレジスト膜をマスクとしてエッチングすることにより、開口パターン内に露出している反射防止膜を除去する工程と、
メッキ法により開口パターン内に導電膜を埋め込む工程と、
を具備することを特徴とする微細加工方法。
【請求項５】
上記導電膜は、パーマロイであることを特徴とする請求項４記載の微細加工方法。
【請求項６】
上記導電膜の表面が傾斜部を有することを特徴とする請求項４又は５記載の微細加工方法。
【請求項７】
上記開口パターンの少なくとも一部が３以上のアスペクト比を有するラインパターンであることを特徴とする請求項４〜６のうちいずれか１項記載の微細加工方法。
【請求項８】
チャンバ内に炭化水素ガスとＡｒガスを混合した原料ガスを導入し、５０Ｗ以上２ＫＷ以下のＲＦ電力を加え、フィラメントを点灯させてプラズマを放電させることにより、被エッチング膜上にＤＬＣ(Diamond Like Carbon)からなる反射防止膜を成膜する工程と、
この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布する工程と、
このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、レジストパターンを形成する工程と、
このレジストパターンをマスクとして反射防止膜をエッチングして除去する工程と、
レジストパターンをマスクとして被エッチング膜をエッチングする工程と、
を具備することを特徴とする微細加工方法。
【請求項９】
上記被エッチング膜が傾斜部を有することを特徴とする請求項８記載の微細加工方法。
【請求項１０】
上記レジストパターンの少なくとも一部が３以上のアスペクト比を有するラインパターンであることを特徴とする請求項８又は９記載の微細加工方法。
【請求項１１】
上記炭化水素ガスとＡｒガスの混合比が１：１以上１：１０以下であることを特徴とする請求項１〜１０のうちいずれか１項記載の微細加工方法。
【請求項１２】
上記反射防止膜の屈折率をｎとし、露光時に波長λの露光光を用いた場合、上記反射防止膜の厚さｄは下記式を満たすものであることを特徴とする請求項１〜１１のうちいずれか１項記載の微細加工方法。
ｄ＝λ／４ｎ
【請求項１３】
微細加工を行う際にフォトレジスト膜の下に形成するための反射防止膜の成膜方法であって、チャンバ内に炭化水素ガスとＡｒガスを混合した原料ガスを導入し、５０Ｗ以上２ＫＷ以下のＲＦ電力を加え、フィラメントを点灯させてプラズマを放電させることにより、ＤＬＣ(Diamond Like Carbon)からなる反射防止膜を成膜することを特徴とする反射防止膜の成膜方法。
【請求項１４】
上記炭化水素ガスとＡｒガスの混合比が１：１以上１：１０以下であることを特徴とする請求項１３記載の反射防止膜の成膜方法。
【請求項１５】
上記反射防止膜の屈折率をｎとし、露光時に波長λの露光光を用いた場合、上記反射防止膜の厚さｄは下記式を満たすものであることを特徴とする請求項１３又は１４記載の反射防止膜の成膜方法。
ｄ＝λ／４ｎ
【請求項１６】
ＭＲ素子の上方にシールド層を形成する工程と、
このシールド層上に第１の絶縁層を形成する工程と、
第１の絶縁層上にＮｉＦｅからなるメッキ用シード層を形成する工程と、
このメッキ用シード層上にＤＬＣ(Diamond Like Carbon)からなる反射防止膜を形成する工程と、
この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布する工程と、
このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、幅０．７μｍ以下で高さ３μｍ以上の開口パターンを形成する工程と、
フォトレジスト膜をマスクとしてエッチングすることにより、開口パターン内に露出している反射防止膜を除去する工程と、
開口パターン内のメッキ用シード層上にメッキ法によりＮｉＦｅ膜を埋め込む工程と、
フォトレジスト膜及び反射防止膜を除去する工程と、上記埋め込まれたＮｉＦｅ膜、メッキ用シード層、第１の絶縁層、シールド層をエッチング又はイオンミリングすることにより、第１の絶縁層上にＮｉＦｅ膜からなる書き込み磁極を形成する工程と、
を具備し、
上記メッキ用シード層は傾斜部を有し、
上記反射防止膜を形成する工程においては、チャンバ内に炭化水素ガスとＡｒガスを混合した原料ガスを導入し、５０Ｗ以上２ＫＷ以下のＲＦ電力を加え、フィラメントを点灯させてプラズマを放電させることにより反射防止膜を形成するものであり、上記炭化水素ガスとＡｒガスの混合比が１：１以上１：１０以下であることを特徴とするハードディスクヘッドの製造方法。
【請求項１７】
上記反射防止膜の屈折率をｎとし、露光時に波長λの露光光を用いた場合、上記反射防止膜の厚さｄは下記式を満たすものであることを特徴とする請求項１６記載のハードディスクヘッドの製造方法。
ｄ＝λ／４ｎ
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細加工方法、反射防止膜及びその成膜方法、ハードディスクヘッドの製造方法に関する。特には、高アスペクト比のパターンであってもフォトレジスト膜に露光できる微細加工方法、反射防止膜及びその成膜方法、ハードディスクヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３（ａ）〜（ｆ）は、従来の微細加工方法を示す断面図である。この微細加工方法は、ハードディスクヘッドの製造方法に適用したものを例にとり説明する。
【０００３】
まず、図３（ａ）に示すように、スパッタリング技術及びフォトリソグラフィー技術等を用いて絶縁層１５の上に上部シールド層１６を形成し、この上部シールド層１６の上に絶縁層１７を形成し、この絶縁層１７の上に巻き回された薄膜からなる書き込みコイル（図示せず）形成する。この書き込みコイルの周囲には絶縁層（図示せず）が形成される。書き込みコイル及び絶縁層は、絶縁層１７に対して傾斜した部分（図示せず）を有している。また、絶縁層１５はＭＲ素子（図示せず）の上に位置している。この後、絶縁層１７及び書き込みコイルの上にＮｉＦｅからなるメッキ用シード層２１を形成する。
【０００４】
次に、図３（ｂ）に示すように、メッキ用シード層２１の上にフォトレジスト膜１２３を塗布する。次に、図３（ｃ）に示すように、このフォトレジスト膜１２３を水銀のｉ線（波長３６５ｎｍ）を用いて露光し、現像することにより、メッキ用シード層２１上には後記書き込み磁極１１８を形成するためのレジストパターン１２３が形成される。このレジストパターン１２３は、書き込み磁極を形成する部分が開口されたパターン１２３ａを有する。この開口パターン１２３ａの一部は、図示せぬ書き込みコイル及びその周辺の絶縁層における表面の傾斜部分上に位置している。
【０００５】
次に、図３（ｄ）に示すように、湿式メッキ法によりレジスト膜の開口パターン１２３ａ内をＮｉＦｅ（パーマロイ）で埋め込み、ＮｉＦｅからなる書き込み磁極１１８を形成する。次に、図３（ｅ）に示すように、Ｏ2アッシングによりレジストパターン１２３を剥離する。
【０００６】
この後、図３（ｆ）に示すように、書き込み磁極１１８を含む全面をイオンミリングすることにより、全面が０．２５μｍ程度削られる。つまり、書き込み磁極１１８の上部及び側部が削られると共にメッキ用シード層が削られ、絶縁層１７が削られ、上部シールド層１６の上部が削られる。このようにして幅１μｍ程度の書き込み磁極１１８が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ハードディスクヘッドにおいて書き込み磁極１１８の幅を狭くすることにより、トラック幅を狭くすることができ、それによって記録密度を上げることが可能となる。従って、書き込み磁極１１８の幅を狭くすることが求められている。
【０００８】
しかしながら、上記従来の微細加工方法では、物理的形状による制約により書き込み磁極１１８の幅を狭くすることが困難である。この制約とは、前述したように書き込み磁極１１８の下地が傾斜構造（即ち書き込み磁極と書き込みコイルを結ぶヨークが傾斜構造）になっていること、必要な磁気特性を得るために書き込み磁極１１８の高さが３μｍ以上必要であることである。従って、書き込み磁極の高さを３μｍ以上、幅を１μｍ以下とし、且つ、書き込み磁極の幅を狭くすると、フォトレジスト膜１２３の露光パターンが３以上の高アスペクト比となってしまい、その結果、以下のような問題が生じる。
【０００９】
高アスペクト比のパターンをフォトレジスト膜に露光する場合、フォトレジスト膜の底面から露光光が反射することにより、露光部のへりがぼやけてしまい、シャープに露光することができない。従って、レジスト膜の開口パターン１２３ａの幅を狭くすることができないので、書き込み磁極の幅も狭くすることができない。
【００１０】
また、書き込み磁極の下地が傾斜構造になっているため、露光時に傾斜部分から露光光が反射することによって開口パターン１２３ａの上部幅が広がった形状に露光されてしまい、その結果、図３（ｄ）に示す工程後の書き込み磁極１１８の上部幅が必要以上に広がる。このとき、書き込み磁極の下部を狭く形成できたとしても、書き込み磁極の上部幅が広がってしまうと、図３（ｆ）に示す工程において書き込み磁極１１８を含む全面をイオンミリングで削った際に、絶縁層１７の幅及び上部シールド層１６の上部幅を狭くすることができない。つまり、絶縁層１７及び上部シールド層１６を最終的に所望の形状に加工することができなくなる。
【００１１】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、高アスペクト比のパターンであってもフォトレジスト膜に露光できる微細加工方法、反射防止膜及びその成膜方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、高アスペクト比のパターンをフォトレジスト膜に露光することにより、高アスペクト比の書き込み磁極を形成できるハードディスクヘッドの製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る微細加工方法は、下地膜上にＤＬＣからなる反射防止膜を成膜する工程と、
この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布する工程と、
このフォトレジスト膜を露光、現像する工程と、
を具備することを特徴とする。
【００１４】
上記微細加工方法によれば、フォトレジスト膜の下にＤＬＣからなる反射防止膜を形成しているため、露光工程においてフォトレジスト膜の底面からの露光光の反射を抑制することができる。従って、高アスペクト比のパターンであってもフォトレジスト膜にシャープに露光することができる。
【００１５】
また、本発明に係る微細加工方法においては、上記下地膜の表面が傾斜部を有することも可能である。このように傾斜部を有していていも、フォトレジスト膜の下にＤＬＣからなる反射防止膜を形成しているため、露光時に傾斜部からの露光光の反射を抑えることができる。
【００１６】
また、本発明に係る微細加工方法においては、上記フォトレジスト膜を露光、現像する工程においてフォトレジスト膜を露光するパターンの少なくとも一部が３以上のアスペクト比を有するラインパターンであることも可能である。
【００１７】
本発明に係る微細加工方法は、導電膜上にＤＬＣからなる反射防止膜を成膜する工程と、
この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布する工程と、
このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、該フォトレジスト膜に開口パターンを形成する工程と、
フォトレジスト膜をマスクとしてエッチングすることにより、開口パターン内に露出している反射防止膜を除去する工程と、
メッキ法により開口パターン内に導電膜を埋め込む工程と、
を具備することを特徴とする。
【００１８】
上記微細加工方法によれば、フォトレジスト膜の下にＤＬＣからなる反射防止膜を成膜しているため、露光工程においてフォトレジスト膜の底面からの露光光の反射を抑制することができる。従って、アスペクト比の高い開口パターンであってもフォトレジスト膜にシャープに露光することができる。よって、開口パターン内に埋め込まれた導電膜も高アスペクト比とすることができる。
【００１９】
また、本発明に係る微細加工方法において、上記導電膜はパーマロイであることも可能である。また、本発明に係る微細加工方法においては、上記導電膜の表面が傾斜部を有することも可能である。
【００２０】
また、本発明に係る微細加工方法においては、上記開口パターンの少なくとも一部が３以上のアスペクト比を有するラインパターンであることも可能である。
【００２１】
本発明に係る微細加工方法は、被エッチング膜上にＤＬＣからなる反射防止膜を成膜する工程と、
この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布する工程と、
このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、レジストパターンを形成する工程と、
このレジストパターンをマスクとして反射防止膜をエッチングして除去する工程と、
レジストパターンをマスクとして被エッチング膜をエッチングする工程と、
を具備することを特徴とする。
【００２２】
上記微細加工方法によれば、フォトレジスト膜の下にＤＬＣからなる反射防止膜を成膜しているため、露光工程においてフォトレジスト膜の底面からの露光光の反射を抑制することができる。従って、アスペクト比の高いレジストパターンを形成する場合であってもフォトレジスト膜にシャープに露光することができる。よって、レジストパターンをマスクとしてエッチングされた被エッチング膜も高アスペクト比のパターンを形成することができる。
【００２３】
また、本発明に係る微細加工方法においては、上記被エッチング膜が傾斜部を有することも可能である。また、本発明に係る微細加工方法においては、上記レジストパターンの少なくとも一部が３以上のアスペクト比を有するラインパターンであることも可能である。
【００２４】
また、本発明に係る微細加工方法において、上記反射防止膜を成膜する工程では、チャンバ内に炭化水素ガスとＡｒガスを混合した原料ガスを導入し、５０Ｗ以上２ＫＷ以下のＲＦ電力を加え、フィラメントを点灯させてプラズマを放電させることにより、ＤＬＣからなる反射防止膜を成膜することが好ましい。このようにフィラメントを点灯させることにより、チャンバ内で熱電子が放出され、その熱電子がプラズマの着火のきっかけとなるので、プラズマが着火しにくい低原料ガス圧の条件でも反射防止膜を容易に成膜することができる。低原料ガス圧の条件で反射防止膜を成膜すると、反射防止膜の屈折率を大きくすることができる。また、Ａｒガスを混合させると、成膜される反射防止膜の屈折率は大きくなり易い。
【００２５】
また、本発明に係る微細加工方法においては、上記炭化水素ガスとＡｒガスの混合比が１：１以上１：１０以下であることが好ましい。
【００２６】
また、本発明に係る微細加工方法において、上記反射防止膜の屈折率をｎとし、露光時に波長λの露光光を用いた場合、上記反射防止膜の厚さｄは下記式を満たすものとする。
ｄ＝λ／４ｎ
【００２７】
本発明に係る反射防止膜は、微細加工を行う際にフォトレジスト膜の下に形成するための反射防止膜であって、
ＤＬＣ膜からなることを特徴とする。
【００２８】
本発明に係る反射防止膜の成膜方法は、微細加工を行う際にフォトレジスト膜の下に形成するための反射防止膜の成膜方法であって、
チャンバ内に炭化水素ガスとＡｒガスを混合した原料ガスを導入し、５０Ｗ以上２ＫＷ以下のＲＦ電力を加え、フィラメントを点灯させてプラズマを放電させることにより、ＤＬＣからなる反射防止膜を成膜することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明に係る反射防止膜の成膜方法においては、上記炭化水素ガスとＡｒガスの混合比が１：１以上１：１０以下であることが好ましい。
【００３０】
また、本発明に係る反射防止膜の成膜方法において、上記反射防止膜の屈折率をｎとし、露光時に波長λの露光光を用いた場合、上記反射防止膜の厚さｄは下記式を満たすものとする。
ｄ＝λ／４ｎ
【００３１】
本発明に係るハードディスクヘッドの製造方法は、ＭＲ素子の上方にシールド層を形成する工程と、
このシールド層上に第１の絶縁層を形成する工程と、
第１の絶縁層上にＮｉＦｅからなるメッキ用シード層を形成する工程と、
このメッキ用シード層上にＤＬＣからなる反射防止膜を形成する工程と、
この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布する工程と、
このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、幅０．７μｍ以下で高さ３μｍ以上の開口パターンを形成する工程と、
フォトレジスト膜をマスクとしてエッチングすることにより、開口パターン内に露出している反射防止膜を除去する工程と、
開口パターン内のメッキ用シード層上にメッキ法によりＮｉＦｅ膜を埋め込む工程と、
フォトレジスト膜及び反射防止膜を除去する工程と、
上記埋め込まれたＮｉＦｅ膜、メッキ用シード層、第１の絶縁層、シールド層をエッチング又はイオンミリングすることにより、第１の絶縁層上にＮｉＦｅ膜からなる書き込み磁極を形成する工程と、
を具備し、
上記メッキ用シード層は傾斜部を有し、
上記反射防止膜を形成する工程においては、チャンバ内に炭化水素ガスとＡｒガスを混合した原料ガスを導入し、５０Ｗ以上２ＫＷ以下のＲＦ電力を加え、フィラメントを点灯させてプラズマを放電させることにより反射防止膜を形成するものであり、
上記炭化水素ガスとＡｒガスの混合比が１：１以上１：１０以下であることを特徴とする。
【００３２】
上記ハードディスクヘッドの製造方法によれば、フォトレジスト膜の下にＤＬＣからなる反射防止膜を成膜しているため、下地であるメッキ用シード層に傾斜部を有していても露光工程においてフォトレジスト膜の底面及び傾斜部からの露光光の反射を抑制することができる。従って、幅０．７μｍ以下で高さ３μｍ以上の高アスペクト比の開口パターンをフォトレジスト膜にシャープに露光することができ、それにより、高アスペクト比の書き込み磁極を形成することができる。
【００３３】
また、本発明に係るハードディスクヘッドの製造方法において、上記反射防止膜の屈折率をｎとし、露光時に波長λの露光光を用いた場合、上記反射防止膜の厚さｄは下記式を満たすものとする。
ｄ＝λ／４ｎ
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態による微細加工方法を用いて製造されたハードディスクヘッドの一部を示す断面図である。このハードディスクヘッドはＭＲ(MagnetoResistive)ヘッドである。
【００３５】
図１に示すように、ＭＲヘッドはＮｉＦｅ（パーマロイ）からなる下部シールド層１２を有しており、この下部シールド層１２の上には絶縁層１３が形成されている。この絶縁層１３上且つ絶縁層１３の端部側にはＭＲ素子１４が形成されており、このＭＲ素子１４及び絶縁層１３の上にはＡｌ2Ｏ3からなる絶縁層１５が形成されている。この絶縁層１５の上にはＮｉＦｅ（パーマロイ）からなる上部シールド層１６が形成されており、この上部シールド層１６の上にはＡｌ2Ｏ3からなる絶縁層１７が形成されている。
【００３６】
絶縁層１７の上には絶縁層１９を介して書き込みコイル２０が配置されており、書き込みコイル２０は絶縁層１９内を巻き回されて形成されている。絶縁層１９及び書き込みコイル２０は絶縁層１７の端部側に配置されていない。つまり、絶縁層１７の端部側には絶縁層１９及び書き込みコイル２０が形成されておらず、端部側から離れるにしたがって絶縁層１９と書き込みコイル２０の全体の厚さが厚くなるように形成される部分１９ａがある。この部分１９ａは絶縁層１７に対して傾斜している。絶縁層１７の端部側の上及び絶縁層１９の上にはＮｉＦｅ（パーマロイ）からなる書き込み磁極１８が形成されている。
【００３７】
図２（ａ）〜（ｈ）は、本発明の実施の形態による微細加工方法を示す断面図である。この微細加工方法は、ハードディスクヘッドの製造方法（特にＭＲヘッドの書き込み磁極の製造方法）に適用したものを例にとり説明する。なお、図２は図１を左側から視た断面図であり、図１の断面と図２の断面は互いに直交する位置関係にある。
【００３８】
まず、図２（ａ）に示すように、スパッタリング技術及びフォトリソグラフィー技術等を用いてＡｌ2Ｏ3からなる絶縁層１５の上にＮｉＦｅからなる上部シールド層１６を形成し、この上部シールド層１６の上にＡｌ2Ｏ3からなる絶縁層１７を形成し、この絶縁層１７の上に巻き回された薄膜からなる書き込みコイル（図示せず）を形成する。この書き込みコイルの周囲には絶縁層（図示せず）が形成される。書き込みコイル及び絶縁層は、前述したように絶縁層１７の端部側には形成されておらず、絶縁層１７に対して傾斜した部分を有する。また、絶縁層１５はＭＲ素子（図示せず）の上に位置している。この後、絶縁層１７及び書き込みコイルの上にＮｉＦｅからなるメッキ用シード層２１を形成する。
【００３９】
次に、図２（ｂ）に示すように、メッキ用シード層２１の上にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によりＤＬＣ(Diamond Like Carbon)からなる反射防止膜２２を成膜する。この成膜を行う装置としては、例えば、平行平板のＣＶＤ装置であって、ＣＶＤチャンバの基板電極をそのままＲＦ（高周波）カソード電極として用い、銅板で形成したプラズマウォールをチャンバ内壁に接続してアースに落とし、プラズマウォール内面にはセラメッキシートを貼り付け、フィラメント電極と電源の間にＲＦカットフィルタを入れたＣＶＤ装置を用いることが好ましい。また、この際の成膜条件については後述する。
【００４０】
この後、図２（ｃ）に示すように、反射防止膜２２の上にフォトレジスト膜２３を塗布する。次に、図２（ｄ）に示すように、このフォトレジスト膜２３を水銀のｉ線（波長３６５ｎｍ）を用いて露光し、現像することにより、反射防止膜２２上にはメッキ法により書き込み磁極１８を形成するためのレジストパターン２３が形成される。このレジストパターン２３は書き込み磁極を形成する部分が開口されたパターン２３ａを有し、この開口パターン２３ａのアスペクト比は３以上である。開口パターン２３ａの一部は、図示せぬ書き込みコイル及びその周辺の絶縁層における表面の傾斜部分（図１に示す参照符号１９ａ）上に位置している。
【００４１】
ここで、フォトレジスト膜２３を露光する際の反射防止膜２２の機能について説明する。
反射防止膜は一般にはＡＲＣ(Anti Refrection Coating)と呼ばれている。ＡＲＣを用いることでフォトレジスト膜の底面からの反射を抑制して、従来の微細加工方法よりシャープなレジストパターンを得ることができ、より微細な加工が可能となる。
【００４２】
特に立体的形状で傾斜部分を含む微細加工に有効である。すなわち、フォトレジスト膜２３の下地は上述した書き込みコイル及びその周辺の絶縁層における傾斜部分を有するため、フォトレジスト膜２３下に反射防止膜２２を形成しておかないと、露光時に上記傾斜部分から反射した露光光によって開口パターン２３ａの幅が広がってしまい、幅の狭い開口パターン２３ａを有するレジストパターン２３を得ることができない。しかし、本実施の形態では、上記傾斜部分からの露光光の反射を反射防止膜２２によって抑制することができるので、シャープな幅の狭い開口パターン２３ａを得ることができる。
【００４３】
次に、図２（ｅ）に示すように、レジストパターン２３をマスクとしてドライエッチング（Ｏ2アッシング２５）することにより、開口パターン２３ａ下の反射防止膜２２を除去し、開口パターン内にメッキ用シード層２１を露出させる。
【００４４】
この後、図２（ｆ）に示すように、湿式メッキ法によりレジスト膜の開口パターン２３ａ内をＮｉＦｅ（パーマロイ）で埋め込み、ＮｉＦｅからなる書き込み磁極１８を形成する。
【００４５】
次に、図２（ｇ）に示すように、Ｏ2アッシングによりレジストパターン２３及び反射防止膜２２を除去する。
【００４６】
この後、図２（ｈ）に示すように、書き込み磁極１８を含む全面をイオンミリング（又はエッチング）することにより、全面が０．２５μｍ程度削られる。つまり、書き込み磁極１８の上部及び側部が削られると共にメッキ用シード層が削られ、絶縁層１７が削られ、上部シールド層１６の上部が削られる。このようにして０．６５μｍより狭い幅の書き込み磁極１８が形成される。
【００４７】
上記実施の形態によれば、書き込み磁極１８を形成するためのフォトレジスト膜２３の下にＤＬＣからなる反射防止膜２２を形成しているため、露光時にフォトレジスト膜の底面からの露光光の反射を抑えることができる。従って、従来の微細加工方法では困難であった高アスペクト比のパターンをフォトレジスト膜にシャープに露光することができる。その結果、レジスト膜の開口パターン２３ａの幅を狭く形成することができるので、書き込み磁極１８の幅も狭く形成することができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、書き込み磁極１８の下地が傾斜構造になっているが、フォトレジスト膜２３の下にＤＬＣからなる反射防止膜２２を形成しているため、露光時に傾斜部分１９ａからの露光光の反射を抑えることができる。従って、開口パターン２３ａの上部幅が広がることを抑制でき、従来の微細加工方法では困難であった高アスペクト比のパターンをフォトレジスト膜にシャープに露光することができる。その結果、書き込み磁極１８の上部幅も広がることを抑制できるので、絶縁層１７及び上部シールド層１６を最終的に所望の形状に加工することが可能となる。
【００４９】
また、本実施の形態では、ＤＬＣからなる反射防止膜２２を用いることにより、図２（ｄ）に示す開口パターン２３ａの幅を０．７μｍ以下とすることが可能となる。そして、図３（ｈ）に示すイオンミリング工程で０．２５μｍ削られることにより、最終的に形成される書き込み磁極１８の幅を０．４５μｍ以下にすることができ、この場合の書き込み磁極１８の高さは３μｍ以上とすることができる。このような幅の狭い書き込み磁極１８を備えたＭＲヘッドでは面記録密度２５Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2を実現することが可能となる。
【００５０】
また、反射防止膜２２としてＤＬＣ膜を用いる理由は、原料ガスとしてメタン、エチレン、アセチレン、ベンゼン、トルエンなどの比較的取扱い易い炭化水素系のガスを使用することができ、製造コストが低コストで経済的だからである。
これに対して、屈折率ｎが２程度で消失係数ｋが０．０であるＳｉＮ膜を反射防止膜として用いる場合、原料ガスとしてＳｉＨ4等のシラン系のガスを使用することになるのでユーティリティに膨大な設備投資が必要となり、コスト高となってしまう。
【００５１】
次に、反射防止膜の原理について説明する。
反射防止膜中に入射した露光光が反射防止膜とその下地膜の境界で反射し、その反射光が反射防止膜を通って再び反射防止膜の外へ出るという露光光の経路が、入射光のちょうど１／２波長分の長さになると、入射光と反射光が干渉し打ち消し合う。これを利用して反射防止を実現している。
【００５２】
反射防止膜の膜厚をｄとし、露光光の波長をλとし、反射防止膜の屈折率をｎとすると、波長λの光にとっての実効経路長はｎｄとなる。従って、入反射波が打ち消し合う条件は下記式（１）で表される。
２ｎｄ＝λ／２    （１）
この式（１）を膜厚ｄについて表すと、下記式（２）で表される。
ｄ＝λ／４ｎ      （２）
【００５３】
本実施の形態の露光光は水銀のｉ線を使用しているので、λを３６５ｎｍとし、ＤＬＣからなる反射防止膜の屈折率ｎは成膜条件によって変化するが、ｎは１．９〜２．４程度である。従って、上記式（２）より、必要な反射防止膜の膜厚は４８ｎｍ〜３８ｎｍとなる。屈折率ｎを大きくすると膜厚ｄを薄くすることができ、膜厚ｄを薄くすると成膜時間を短くでき、下地との密着性も良くなるので有利である。
【００５４】
また、反射防止膜の消失係数ｋはある程度大きくても良いが、大きすぎると不透明になり、反射防止膜内の露光光の反射が少なくなり干渉効果が薄れてしまう。従って、消失係数ｋは最大でも１程度が好ましい。
【００５５】
上述した反射防止膜２２を成膜する際の成膜条件は、ＲＦ電力を５０Ｗ以上２ＫＷ以下とし、原料ガスとして例えばＣ7Ｈ8ガスのような炭化水素ガスにＡｒガスを混合したものを用い、この炭化水素ガスのガス流量を１ｓｃｃｍ以上１００ｓｃｃｍ以下とし、Ａｒガスのガス流量を１ｓｃｃｍ以上１００ｓｃｃｍ以下とし、原料ガスのガス圧を０．１ｍＴｏｒｒ以上１００ｍＴｏｒｒ以下とする。
【００５６】
なお、原料ガスとしてはＣ7Ｈ8ガス以外の炭化水素ガスを用いることも可能であり、Ａｒガスを混合せずに炭化水素ガスのみを原料ガスとして用いることも可能である。但し、Ａｒガスを混合させる方が好ましい。それにより、反射防止膜の屈折率を大きくできるからである。しかし、Ａｒガスの混合量を多くし過ぎるとＡｒのスパッタ効果によって反射防止膜が成膜されないので、炭化水素ガス１に対してＡｒガスを１〜１０の割合で混合することが好ましい。
【００５７】
また、より好ましいＲＦ電力は１００Ｗ以上１ＫＷ以下であり、より好ましい炭化水素ガス流量は１ｓｃｃｍ以上５ｓｃｃｍ以下であり、より好ましいＡｒガス流量は０ｓｃｃｍより大きく２０ｓｃｃｍ以下であり、より好ましい原料ガスのガス圧は０．５ｍＴｏｒｒ以上１０ｍＴｏｒｒ以下である。
【００５８】
成膜条件のうちの原料ガス圧を低くするほど、反射防止膜２２の光の屈折率を大きくすることができる。しかし、原料ガス圧を下げ過ぎると平行平板のＣＶＤ装置ではプラズマが着火しにくくなる。これを防止するためには、ＣＶＤチャンバ内でフィラメントを点灯させることが好ましい。フィラメントを点灯させることによりチャンバ内で熱電子が放出され、その熱電子がプラズマの着火のきっかけとなるからである。このようにフィラメントを点灯させることにより、原料ガス圧を低くしても平行平板のＣＶＤ法による成膜が可能となる。
【００５９】
また、フィラメントを点灯させて成膜することにより、より緻密な反射防止膜を形成でき、より高屈折率の反射防止膜を得ることができる。つまり、フィラメントを点灯しＣＶＤ成膜を行うと、チャンバ内の対向する２枚の平板電極に連続的に印加される電圧Ｖｄｃが大きくなり、平板電極間のバイアスが大きくなり、それによりイオン衝撃が大きくなり、その結果、より緻密な反射防止膜を成膜できる。なお、反射防止膜の屈折率が大きい方が良い理由については前述した通りである。
【００６０】
また、成膜条件のうちのＲＦ電力は大きい方が好ましい。ＲＦ電力を大きくするとイオン衝撃の効果が大きくなるので、下地との密着性の良い反射防止膜を成膜することができる。また、ＲＦ電力を大きくするほど、成膜された反射防止膜の屈折率が大きくなる傾向がある。
【００６１】
尚、上記実施の形態では、フォトレジスト膜２３を露光、現像することにより、フォトレジスト膜に開口パターン２３ａを形成し、この開口パターン内にメッキ法によりパーマロイを埋め込んでいるが、本発明の微細加工方法は３以上のアスペクト比を有するレジストパターンを形成するものであれば、他の微細加工方法に適用することも可能である。例えば、被エッチング膜上にＤＬＣからなる反射防止膜を成膜し、この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することによりレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして反射防止膜をエッチングして除去し、レジストパターンをマスクとして被エッチング膜をエッチングするという微細加工方法に本発明を適用することも可能である。
【００６２】
以下、上記実施の形態による反射防止膜の評価結果について説明する。
反射防止膜を成膜するＣＶＤ装置としては、ＣＶＤチャンバの基板電極をそのままＲＦカソード電極として用い、プラズマウォールは銅板でチャンバ内壁に接続したアースに落とした。プラズマウォール内面はセラメッキシートを貼り付けた。フィラメント電極と電源の間にＲＦカットフィルタを入れた。光学測定はエリプソメータNanospec8000xse（レーザー波長３６５ｎｍ）を使用した。
【００６３】
上記ＣＶＤ装置を用いて反射防止膜を成膜した際の成膜条件は下記の通りである。
到達真空度：５×１０-6Ｔｏｒｒ未満
ＲＦ電極：１００〜５００Ｗ
Ｃ7Ｈ8流量：１〜５ｓｃｃｍ
Ａｒ流量：０〜２０ｓｃｃｍ
ガス圧：０．５〜４．７ｍＴｏｒｒ
目標膜厚：５０ｎｍ
【００６４】
基板は４インチ角のＳｉ基板に厚さ１００ｎｍのＮｉＦｅ薄膜をスパッタ蒸着したものを使用した。基板ホルダは総Ａｌ製の４インチ角基板用ホルダで、表面にセラメッキ処理したものとしないものの２種類を用意した。ＤＬＣ成膜時、低ガス圧ではＲＦ放電しないことがある。放電しなかったときはフィラメントを１００Ｗで点灯させてからＲＦをかけ、放電してからフィラメントを切るようなシーケンスを組んだ。これによって０．５ｍＴｏｒｒでも放電開始させることができた。
【００６５】
次に、評価結果について説明する。
エリプソメータで光学定数ｎ，ｋと膜厚の測定を行った。その結果、ｎ＝１．９５〜２．２５、ｋ＝０．１２〜０．２５、成膜速度が０．２〜０．７ｎｍ／ｓｅｃであった。ガス圧、ガス流量比を小さくするとｎ，ｋともに大きくなり、成膜速度は小さくなる。電力を大きくするとｎ，ｋともに大きくなる。４インチ角基板内の膜厚分布は低ガス圧（０．５ｍＴｏｒｒ）、大出力（５００Ｗ）で±２％程度となった。連続成膜の再現性はバッチ間膜厚で±５．８％であった。
【００６６】
次に、上記評価結果の検討について説明する。
ＭＲヘッド用の反射防止膜として必要な条件としては、下記（１）〜（３）などが挙げられる。
（１）屈折率が高いこと（薄い膜厚で済むこと）
（２）パーマロイ（ＮｉＦｅ）に対して密着性が良いこと
（３）膜厚、膜質分布が均一であること
【００６７】
条件（１）の屈折率ｎについては、ｎが大きいほど反射防止膜の膜厚をより薄くすることが可能であり、それによって成膜工程時間の短縮が期待できる。条件（２）については、従来のＤＣ放電によるＤＬＣ膜では５０ｎｍていどの膜厚になるとパーマロイ上から剥離してしまうので、密着性の良い中間層を使用するなどの対策が必要である。しかし、ｎ値が大きければ膜厚が薄くて済むため、内部応力も低減され、剥離防止にも効果がある。従って、ｎを大きく取ることで中間層なしでも必要十分な密着性を持たせることができると考えられる。
【００６８】
直接ＤＬＣ成膜した基板を大気中に放置しておいた場合、ＲＦ電力を小さくしたもの（１００Ｗ）は剥離が生じ易く、ＲＦ電力を大きくしたもの（３００〜５００Ｗ）は比較的剥離しにくかった。これはＲＦによって生じる電圧Ｖｄｃが大きいほど基板へのイオン衝撃が大きくなり密着性が高まるためと考えられる。Ｖｄｃの値はＲＦ電力が１００Ｗでおよそ２００Ｖとなり、ＲＦ電力が３００Ｗでおよそ４００Ｗとなり、ＲＦ電力が５００Ｗでおよそ５５０Ｖとなった。ｎ値は今回の条件では５００Ｗでｎ＝２．２３となった。この値を用いて必要な膜厚を計算すると４０．９ｎｍとなる。ｎ値はＲＦ電力の増大に伴いほぼ直線的に増加するので、ＲＦ電力を５００Ｗ以上にしてｎ値を大きくする余地がある。
【００６９】
上記条件（４）の膜厚分布は、４インチ角基板内の９点測定で７〜８％前後のものが多かった。条件をうまく選ぶことで約２％まで改善することができた。各サンプルの分布を比較すると、５００Ｗでは１ｍＴｏｒｒ以下、Ｃ7Ｈ8流量５ｃｃ以下で分布が良く、３００Ｗでは０．５ｍＴｏｒｒ以下、Ｃ7Ｈ8流量１ｃｃ以下で分布が良いと言える。以上より、ＲＦ電力は大きく、Ｃ7Ｈ8流量とガス圧は低くすることで分布を改善することができると考えられる。
【００７０】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、ハードディスクヘッド以外の電子部品又は種々のマイクロマシンに本発明を適用することも可能である。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高アスペクト比のパターンであってもフォトレジスト膜に露光できる微細加工方法、反射防止膜及びその成膜方法を提供することができる。また、高アスペクト比のパターンをフォトレジスト膜に露光することにより、高アスペクト比の書き込み磁極を形成できるハードディスクヘッドの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による微細加工方法を用いて製造されたハードディスクヘッドの一部を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｈ）は、本発明の実施の形態による微細加工方法を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は、従来の微細加工方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１２…下部シールド層
１３，１５，１７，１９…絶縁層
１４…ＭＲ素子
１６…上部シールド層
１８，１１８…書き込み磁極
１９ａ…傾斜部分
２０…書き込みコイル
２１…メッキ用シード層
２２…反射防止膜
２３，１２３…フォトレジスト膜
２３ａ，１２３ａ…開口パターン
２５…Ｏ2アッシング
【図１】
0004542678.tif 000002
【図２】
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【図３】
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