(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストよりなり、所定の幅を有する上層と、前記上層の幅よりも小さい幅を有する下層とを含み、パターン化薄膜を形成するために用いられるマスクを形成する方法であって、
下地の上に、現像液によって溶解され、且つ前記レジストよりもアッシングにおける除去速度が大きい材料によって、第１の層を形成する工程と、
前記第１の層の上に、前記レジストによって第２の層を形成する工程と、
前記第２の層を所定のパターンの潜像形成用の光で露光する工程と、
前記現像液によって、露光後の第２の層を現像すると共に前記第１の層によって覆われていた前記下地の表面の一部が露出するように前記第１の層の一部を溶解させ、残った第１の層の幅を現像後の第２の層の幅以上とする工程と、
一部溶解後に残った第１の層および現像後の第２の層に対してアッシングを施して、アッシング後の第１の層の幅をアッシング後の第２の層の幅よりも小さくし、アッシング後の第１の層を前記下層とし、アッシング後の第２の層を前記上層とする工程と
を備えたことを特徴とするマスク形成方法。
【請求項２】
アンダーカットの入った形状のマスクを用いてパターン化薄膜を形成するパターン化薄膜形成方法であって、
下地の上に被パターニング膜を形成する工程と、
前記被パターニング膜の上に、アンダーカットの入った形状のマスクを形成する工程と、
前記マスクを用いて、前記被パターニング膜を選択的にエッチングして、被パターニング膜によってパターン化薄膜を形成する工程とを備え、
前記マスクを形成する工程は、請求項１記載のマスク形成方法を用いることを特徴とするパターン化薄膜形成方法。
【請求項３】
アンダーカットの入った形状のマスクを用いてパターン化薄膜を形成するパターン化薄膜形成方法であって、
下地の上に、アンダーカットの入った形状のマスクを形成する工程と、
前記下地および前記マスクの上の全面に被パターニング膜を形成して、前記下地の上に被パターニング膜によってパターン化薄膜を形成する工程と、
前記パターン化薄膜の形成後に、前記マスクを剥離する工程とを備え、
前記マスクを形成する工程は、請求項１記載のマスク形成方法を用いることを特徴とするパターン化薄膜形成方法。
【請求項４】
アンダーカットの入った形状のマスクを用いてパターン化薄膜を形成するパターン化薄膜形成方法であって、
下地の上に第１の被パターニング膜を形成する工程と、
前記第１の被パターニング膜の上に、アンダーカットの入った形状のマスクを形成する工程と、
前記マスクを用いて、前記第１の被パターニング膜を選択的にエッチングして、前記第１の被パターニング膜によって第１のパターン化薄膜を形成する工程と、
前記第１のパターン化薄膜の形成後に、前記下地および前記マスクの上の全面に第２の被パターニング膜を形成して、前記下地の上に前記第２の被パターニング膜によって第２のパターン化薄膜を形成する工程と、
前記第２のパターン化薄膜の形成後に、前記マスクを剥離する工程とを備え、
前記マスクを形成する工程は、請求項１記載のマスク形成方法を用いることを特徴とするパターン化薄膜形成方法。
【請求項５】
１以上のパターン化薄膜を含むマイクロデバイスの製造方法において、前記パターン化薄膜が、請求項２記載のパターン化薄膜形成方法によって形成されることを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項６】
前記マイクロデバイスは薄膜磁気ヘッドであることを特徴とする請求項５記載のマイクロデバイスの製造方法。
【請求項７】
前記パターン化薄膜は磁気抵抗効果素子であることを特徴とする請求項６記載のマイクロデバイスの製造方法。
【請求項８】
１以上のパターン化薄膜を含むマイクロデバイスの製造方法において、前記パターン化薄膜が、請求項３記載のパターン化薄膜形成方法によって形成されることを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項９】
前記マイクロデバイスは薄膜磁気ヘッドであることを特徴とする請求項８記載のマイクロデバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記パターン化薄膜は磁気抵抗効果素子に接続されるリード層であることを特徴とする請求項９記載のマイクロデバイスの製造方法。
【請求項１１】
第１および第２のパターン化薄膜を含むマイクロデバイスの製造方法において、前記第１および第２のパターン化薄膜が、請求項４記載のパターン化薄膜形成方法によって形成されることを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記マイクロデバイスは薄膜磁気ヘッドであることを特徴とする請求項１１記載のマイクロデバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記第１のパターン化薄膜は磁気抵抗効果素子であり、前記第２のパターン化薄膜は前記磁気抵抗効果素子に接続されるリード層であることを特徴とする請求項１２記載のマイクロデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンダーカットの入った形状のマスクを形成するマスク形成方法、このマスクを用いてパターン化薄膜を形成するパターン化薄膜形成方法およびマイクロデバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パターン化された薄膜（本出願においてパターン化薄膜と言う。）を有するマイクロデバイスにおいて、パターン化薄膜は、例えば、パターン化されたレジスト層をマスクとして用いて形成される。なお、マイクロデバイスとは、薄膜形成技術を利用して製造される小型のデバイスを言う。マイクロデバイスの例としては、半導体デバイスや、薄膜磁気ヘッドや、薄膜を用いたセンサやアクチュエータ等がある。
【０００３】
パターン化されたレジスト層をマスクとして用いて、下地上にパターン化薄膜を形成する方法としては、例えば特開平９−９６９０９号公報に示されるように、エッチング法、リフトオフ法、およびこれらを併用した方法（以下、併用法と言う。）等がある。
【０００４】
上述の各方法では、マスクとして、底部側の幅が上部側の幅よりも小さいマスク、すなわちアンダーカットの入った形状のマスクを用いるのが好ましい。このようなマスクを形成する方法としては、特開平２−１７６４３号公報に示されるように２層レジストを用いる方法が知られている。
【０００５】
ここで、図３５ないし図３８を参照して、２層レジストを用いてアンダーカットの入った形状のマスクを形成する方法について簡単に説明する。この方法では、まず、図３５に示したように、下地３０１の上に、２層レジストのうちの下側の第１の層３０２を形成する。次に、図３６に示したように、第１の層３０２の上に、２層レジストのうちの上側の第２の層３０３を形成する。第２の層３０３はレジストよりなる。レジストは、ネガ型、ポジ型、ノボラック型、化学増幅型等、どのような型のものでもよい。第１の層３０２は、現像液によって溶解される材料よりなる。第１の層３０２の材料としては、例えば、ポリメチルグルタルイミド（polymethylglutarimide）が用いられる。
【０００６】
次に、図３７に示したように、マスク３０４を介して、第２の層３０３を所定のパターンの潜像形成用の光で露光して、第２の層３０３に所定のパターンの潜像を形成する。露光用の光は、紫外線、エキシマレーザー光、電子ビーム等、どのような光でもよい。次に、図３８に示したように、現像液によって、露光後の第２の層３０３を現像すると共に第１の層３０２の一部を溶解させて、残った第２の層３０３による上層３０６と残った第１の層３０２による下層３０５とからなるマスクを形成する。この現像は、下側の第１の層３０２の幅Ｗ１が、上側の第２の層３０３の幅Ｗ２よりも小さくなるまで行う。このようにして、アンダーカットの入った形状のマスクが形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の２層レジストを用いてアンダーカットの入った形状のマスクを形成する従来の方法では、第２の層３０３の現像時に、第１の層３０２の幅が第２の層３０３の幅よりも小さくなるまで、第１の層３０２を溶解させる。そのため、この従来の方法では、現像時において、第１の層３０２と下地３０１との接着面積が小さくなって第１の層３０２と下地３０１との密着性が低下すると共に、第１の層３０２および第２の層３０３の機械的強度が低下する。更に、現像時には、流動する現像液、洗浄液等が第１の層３０２および第２の層３０３に力を加える。従って、この従来の方法では、現像時において、第１の層３０２および第２の層３０３の剥離や破壊を生じやすいという問題点がある。この問題点は、より幅の小さなマスクを形成しようとする場合に顕著になる。従って、上述の従来の方法では、あまり幅の小さなマスクを形成することはできない。そのため、この方法によって形成されたマスクを用いてパターン化薄膜を形成する場合には、微細なパターン化薄膜を形成することが難しいという問題点がある。
【０００８】
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、マスクとなる層の剥離や破壊を防止しながら、アンダーカットが入り、且つ幅の小さな形状のマスクを形成できるようにしたマスク形成方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、上記のマスクを用いて微細なパターン化薄膜を形成できるようにしたパターン化薄膜形成方法およびマイクロデバイスの製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のマスク形成方法は、レジストよりなり、所定の幅を有する上層と、上層の幅よりも小さい幅を有する下層とを含み、パターン化薄膜を形成するために用いられるマスクを形成する方法であって、
下地の上に、現像液によって溶解され、且つ前記レジストよりもアッシングにおける除去速度が大きい材料によって、第１の層を形成する工程と、
第１の層の上に、レジストによって第２の層を形成する工程と、
第２の層を所定のパターンの潜像形成用の光で露光する工程と、
現像液によって、露光後の第２の層を現像すると共に第１の層によって覆われていた下地の表面の一部が露出するように第１の層の一部を溶解させ、残った第１の層の幅を現像後の第２の層の幅以上とする工程と、
一部溶解後に残った第１の層および現像後の第２の層に対してアッシングを施して、アッシング後の第１の層の幅をアッシング後の第２の層の幅よりも小さくし、アッシング後の第１の層を下層とし、アッシング後の第２の層を上層とする工程とを備えたものである。
【００１１】
本発明のマスク形成方法では、第２の層を現像すると共に第１の層の一部を溶解させる工程において、残った第１の層の幅を現像後の第２の層の幅以上とする。これにより、現像時における第１の層および第２の層の剥離や破壊が防止される。また、本発明のマスク形成方法では、第１の層は、第２の層に用いられるレジストよりもアッシングにおける除去速度が大きい材料によって形成されている。本出願において、アッシングにおける除去速度とは、単位時間当たりに除去される材料の厚みを言う。そして、本発明のマスク形成方法では、上記の現像工程の後、第１の層および第２の層に対してアッシングを施し、アッシング後の第１の層の幅をアッシング後の第２の層の幅よりも小さくすることによって、アンダーカットの入った形状のマスクを形成する。
【００１２】
本発明の第１のパターン化薄膜形成方法は、アンダーカットの入った形状のマスクを用いてパターン化薄膜を形成する方法であって、
下地の上に被パターニング膜を形成する工程と、
被パターニング膜の上に、アンダーカットの入った形状のマスクを形成する工程と、
マスクを用いて、被パターニング膜を選択的にエッチングして、被パターニング膜によってパターン化薄膜を形成する工程とを備え、
マスクを形成する工程は、本発明のマスク形成方法を用いるものである。
【００１３】
本発明の第２のパターン化薄膜形成方法は、アンダーカットの入った形状のマスクを用いてパターン化薄膜を形成する方法であって、
下地の上に、アンダーカットの入った形状のマスクを形成する工程と、
下地およびマスクの上の全面に被パターニング膜を形成して、下地の上に被パターニング膜によってパターン化薄膜を形成する工程と、
パターン化薄膜の形成後に、マスクを剥離する工程とを備え、
マスクを形成する工程は、本発明のマスク形成方法を用いるものである。
【００１４】
本発明の第３のパターン化薄膜形成方法は、アンダーカットの入った形状のマスクを用いてパターン化薄膜を形成する方法であって、
下地の上に第１の被パターニング膜を形成する工程と、
第１の被パターニング膜の上に、アンダーカットの入った形状のマスクを形成する工程と、
マスクを用いて、第１の被パターニング膜を選択的にエッチングして、第１の被パターニング膜によって第１のパターン化薄膜を形成する工程と、
第１のパターン化薄膜の形成後に、下地およびマスクの上の全面に第２の被パターニング膜を形成して、下地の上に第２の被パターニング膜によって第２のパターン化薄膜を形成する工程と、
第２のパターン化薄膜の形成後に、マスクを剥離する工程とを備え、
マスクを形成する工程は、本発明のマスク形成方法を用いるものである。
【００１５】
本発明のマイクロデバイスの製造方法は、１以上のパターン化薄膜を含むマイクロデバイスを製造する方法において、パターン化薄膜が本発明の第１ないし第３のいずれかのパターン化薄膜形成方法によって形成されるものである。
【００１６】
本発明のマイクロデバイスの製造方法において、マイクロデバイスは薄膜磁気ヘッドであってもよい。この場合、パターン化薄膜は磁気抵抗効果素子またはそれに接続されるリード層であってもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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。
始めに、図１ないし図８を本発明の一実施の形態に係るマスク形成方法について説明する。本実施の形態に係るマスク形成方法は、図６に示したように、レジストよりなり、所定の幅を有する上層１１２と、この上層１１２の幅よりも小さい幅を有する下層１１１とを含み、アンダーカットの入った形状を有し、パターン化薄膜を形成するために用いられるマスク１１０を形成する方法である。
【００１８】
本実施の形態に係るマスク形成方法では、まず、図１に示したように、基板等の下地１０１の上に、上記レジストの現像時に使用される現像液によって溶解され、且つ上記レジストよりもアッシングにおける除去速度が大きい材料によって、第１の層１０２を形成する。第１の層１０２の材料としては、例えば、ポリメチルグルタルイミドが用いられる。また、第１の層１０２は、例えば、第１の層１０２を形成するための材料を下地１０１の上に塗布し、必要に応じて、これを加熱することによって形成される。
【００１９】
次に、図２に示したように、第１の層１０２の上に、レジストを塗布し、必要に応じて、これを加熱することによって、第２の層１０３を形成する。レジストは、ネガ型、ポジ型、ノボラック型、化学増幅型等、どのような型のものでもよい。
【００２０】
次に、図３に示したように、マスク１０４を介して、第２の層１０３を所定のパターンの潜像形成用の光で露光して、第２の層１０３に所定のパターンの潜像を形成する。露光用の光は、紫外線、エキシマレーザー光、電子ビーム等、どのような光でもよい。また、必要に応じて、露光後に第２の層１０３を加熱する。
【００２１】
次に、図４または図５に示したように、現像液によって、露光後の第２の層１０３を現像すると共に第１の層１０２の一部を溶解させる。この工程では、残った第１の層１０２の幅Ｗ１を現像後の第２の層１０３の幅Ｗ２以上とする。図４は、残った第１の層１０２の幅Ｗ１が現像後の第２の層１０３の幅Ｗ２と等しい状態を表している。また、図５は、残った第１の層１０２の幅Ｗ１が現像後の第２の層１０３の幅Ｗ２よりも大きい状態を表している。また、上記の現像後、第１の層１０２および第２の層１０３の水洗と乾燥を行う。
【００２２】
次に、図６に示したように、一部溶解後に残った第１の層１０２および現像後の第２の層１０３に対してアッシングを施して、第１の層１０２および第２の層１０３の幅を狭める。アッシングは、レジスト等の材料を気相中で除去する処理である。前述のように、第１の層１０２は、第２の層１０３の材料として用いられるレジストよりもアッシングにおける除去速度が大きい材料からなる。第１の層１０２および第２の層１０３のアッシングでは、アッシング後の第１の層１０２の幅が、アッシング後の第２の層１０３の幅よりも小さくなるようにする。アッシング後の第１の層１０２は、マスク１１０の下層１１１となる。アッシング後の第２の層１０３は、マスク１１０の上層１１２となる。このようにして、アンダーカットの入った形状のマスク１１０が形成される。
【００２３】
ここで、アッシングの条件の一例を示す。この例では、アッシング装置として、Ｍａｔｒｉｘ ｉｎｃ.社製Ｓｙｓｔｅｍ１０４（製品名）を用いる。アッシング室内の圧力は１.０Ｔｏｒｒ（約１３３Ｐａ）とする。ガスはＯ２を用い、その流量を３０ｓｃｃｍとする。ＲＦ出力は２００Ｗとする。基板温度は７０℃とする。アッシング時間１２０秒とする。なお、ガスとしては、Ｏ２にＣＦ４を加えたものを用いてもよい。また、ガスとしてはオゾンを用いてもよい。この場合には、常圧下でアッシングを行ってもよい。
【００２４】
ところで、本実施の形態では、図７および図８に示したように、マスク１１０の上層１１２は、形成すべきパターン化薄膜に対応する部分と他の部分とに跨るように形成され、下層１１１は他の部分にのみ形成されていてもよい。図７はマスク１１０の平面図であり、図８は図７のＡ−Ａ断面図である。この例では、図７に示したように、マスク１１０の上層１１２は、形成すべきパターン化薄膜に対応する部分１１７と他の部分１１８とに跨るように形成され、下層１１１は他の部分１１８にのみ形成されている。従って、マスク１１０の全体形状は橋形をなしている。
【００２５】
以上説明したように、本実施の形態に係るマスク形成方法では、第２の層１０３を現像すると共に第１の層１０２の一部を溶解させる工程において、残った第１の層１０２の幅Ｗ１を、現像後の第２の層１０３の幅Ｗ２以上とする。これにより、本実施の形態によれば、現像時に、第１の層１０２の幅Ｗ１を第２の層１０３の幅Ｗ２よりも小さくする従来のマスク形成方法に比べて、第１の層１０２と下地１０１との接着面積が大きくなる。従って、本実施の形態によれば、従来のマスク形成方法に比べて、第１の層１０２と下地１０１との密着性が向上し、現像時における第１の層１０２および第２の層１０３の、下地１０１からの剥離を防止することができる。また、本実施の形態では、現像時において、第１の層１０２の幅Ｗ１が第２の層１０３の幅Ｗ２以上であることから、従来のマスク形成方法に比べて、第１の層１０２および第２の層１０３の機械的強度が大きくなる。従って、本実施の形態によれば、現像時における第１の層１０２および第２の層１０３の破壊を防止することができる。
【００２６】
また、本実施の形態では、上記の現像工程の後、第１の層１０２および第２の層１０３に対してアッシングを施し、アッシング後の第１の層１０２の幅をアッシング後の第２の層１０３の幅よりも小さくすることによって、アンダーカットの入った形状のマスク１１０を形成する。アッシングによって第１の層１０２および第２の層１０３の幅を狭める処理は、気相反応として行われるため、アッシング時に第１の層１０２および第２の層１０３に力が加わることはない。従って、アッシング時には、第１の層１０２の幅が第２の層１０３の幅よりも小さくなっても、第１の層１０２および第２の層１０３の剥離や破壊を防止することができる。
【００２７】
以上のことから、本実施の形態によれば、マスク１１０となる第１の層１０２および第２の層１０３の剥離や破壊を防止しながら、アンダーカットが入り、且つ幅の小さな形状のマスク１１０を形成することができる。
【００２８】
次に、本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法について説明する。本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法は、上述の本実施の形態に係るマスク形成方法によって形成されたマスク１１０を用いてパターン化薄膜を形成する方法である。以下、本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法を、エッチング法、リフトオフ法および併用法の３つの方法に適用した場合について、順に説明する。
【００２９】
最初に、図９ないし図１２を参照して、エッチング法に適用した場合のパターン化薄膜形成方法について説明する。この方法では、まず、図９に示したように、下地１０１の上に被パターニング膜１２１を形成する。次に、図１０に示したように、被パターニング膜１２１の上に、本実施の形態に係るマスク形成方法によって、アンダーカットの入った形状のマスク１１０を形成する。次に、図１１に示したように、マスク１１０を用いて、ドライエッチング、例えばイオンミリングによって、被パターニング膜１２１を選択的にエッチングして、所望の形状のパターン化薄膜１２２を形成する。次に、図１２に示したように、マスク１１０を剥離する。
【００３０】
次に、図１３ないし図１５を参照して、リフトオフ法に適用した場合のパターン化薄膜形成方法について説明する。この方法では、まず、図１３に示したように、下地１０１の上に、本実施の形態に係るマスク形成方法によって、アンダーカットの入った形状のマスク１１０を形成する。次に、図１４に示したように、下地１０１およびマスク１１０の上の全面に被パターニング膜１３１を形成して、下地１０１の上に被パターニング膜１３１によってパターン化薄膜１３２を形成する。次に、図１５に示したように、マスク１１０を剥離する。これにより、所望の形状のパターン化薄膜１３２が得られる。
【００３１】
次に、図１６ないし図２０を参照して、併用法に適用した場合のパターン化薄膜形成方法について説明する。この方法では、まず、図１６に示したように、下地１０１の上に第１の被パターニング膜１４１を形成する。次に、図１７に示したように、第１の被パターニング膜１４１の上に、本実施の形態に係るマスク形成方法によって、アンダーカットの入った形状のマスク１１０を形成する。次に、図１８に示したように、マスク１１０を用いて、ドライエッチング、例えばイオンミリングによって、第１の被パターニング膜１４１を選択的にエッチングして、所望の形状の第１のパターン化薄膜１４２を形成する。次に、図１９に示したように下地１０１およびマスク１１０の上の全面に、第２の被パターニング膜１４３を形成して、下地１０１の上に第２の被パターニング膜１４３によって第２のパターン化薄膜１４４を形成する。次に、図２０に示したように、マスク１１０を剥離する。これにより、所望の形状の第２のパターン化薄膜１４４が得られる。この方法によれば、下地１０１の上に、連続するように第１のパターン化薄膜１４２と第２のパターン化薄膜１４４とを形成することができる。
【００３２】
本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法によれば、本実施の形態に係るマスク形成方法によって形成されるマスク１１０を用いてパターン化薄膜を形成するので、微細なパターン化薄膜を形成することが可能になる。
【００３３】
以下、本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法を、マイクロデバイスの一例としての薄膜磁気ヘッドの製造方法に適用した例について説明する。ここでは、スピンバルブ型の巨大磁気抵抗効果素子（以下、ＧＭＲ素子と記す。）を用いた再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドの例を挙げる。
【００３４】
始めに、図２１ないし図２６を参照して、薄膜磁気ヘッドの製造方法の概略について説明する。図２１ないし図２６において、（ａ）はエアベアリング面に垂直な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
【００３５】
本例における薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、図２１に示したように、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等の絶縁材料よりなる絶縁層２を、例えば１〜５μｍの厚みに形成する。次に、絶縁層２の上に、スパッタリング法またはめっき法等によって、パーマロイ（ＮｉＦｅ）等の磁性材料よりなる再生ヘッド用の下部シールド層３を、例えば約３μｍの厚みに形成する。
【００３６】
次に、下部シールド層３の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる下部シールドギャップ膜４を、例えば１０〜２００ｎｍの厚みに形成する。次に、本実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法を用いて、下部シールドギャップ膜４の上に、再生用のＧＭＲ素子５とリード層６を、それぞれ、例えば数十ｎｍの厚みに形成する。ここで、ＧＭＲ素子５は、本実施の形態におけるパターン化薄膜１２２または第１のパターン化薄膜１４２に対応し、リード層６は本実施の形態におけるパターン化薄膜１３２または第２のパターン化薄膜１４４に対応する。
【００３７】
次に、下部シールドギャップ膜４およびＧＭＲ素子５の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる上部シールドギャップ膜７を、例えば１０〜２００ｎｍの厚みに形成する。
【００３８】
次に、上部シールドギャップ膜７の上に、磁性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用いられる上部シールド層兼下部磁極層（以下、下部磁極層と記す。）８を、例えば３〜４μｍの厚みに形成する。なお、下部磁極層８に用いる磁性材料は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ等の軟磁性材料である。下部磁極層８は、スパッタリング法またはめっき法等によって形成される。
【００３９】
なお、下部磁極層８の代わりに、上部シールド層と、この上部シールド層の上にスパッタリング法等によって形成されたアルミナ等の非磁性材料よりなる分離層と、この分離層の上に形成された下部磁性層とを設けてもよい。
【００４０】
次に、図２２に示したように、下部磁極層８の上に、スパッタリング法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる記録ギャップ層９を、例えば５０〜３００ｎｍの厚みに形成する。次に、磁路形成のために、後述する薄膜コイルの中心部分において、記録ギャップ層９を部分的にエッチングしてコンタクトホール９ａを形成する。
【００４１】
次に、記録ギャップ層９の上に、例えば銅（Ｃｕ）よりなる薄膜コイルの第１層部分１０を、例えば２〜３μｍの厚みに形成する。なお、図２２（ａ）において、符号１０ａは、第１層部分１０のうち、後述する薄膜コイルの第２層部分１５に接続される接続部を表している。第１層部分１０は、コンタクトホール９ａの周囲に巻回される。
【００４２】
次に、図２３に示したように、薄膜コイルの第１層部分１０およびその周辺の記録ギャップ層９を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層１１を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層１１の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１１の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００４３】
次に、絶縁層１１のうちの後述するエアベアリング面２０側（図２３（ａ）における左側）の斜面部分からエアベアリング面２０側にかけての領域において、記録ギャップ層９および絶縁層１１の上に、記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２のトラック幅規定層１２ａを形成する。上部磁極層１２は、このトラック幅規定層１２ａと、後述する連結部分層１２ｂおよびヨーク部分層１２ｃとで構成される。トラック幅規定層１２ａは、例えばめっき法によって形成される。
【００４４】
トラック幅規定層１２ａは、記録ギャップ層９の上に形成され、上部磁極層１２の磁極部分となる先端部１２ａ1と、絶縁層１１のエアベアリング面２０側の斜面部分の上に形成され、ヨーク部分層１２ｃに接続される接続部１２ａ2とを有している。先端部１２ａ1の幅は記録トラック幅と等しくなっている。すなわち、先端部１２ａ1は記録トラック幅を規定している。接続部１２ａ2の幅は、先端部１２ａ1の幅よりも大きくなっている。
【００４５】
トラック幅規定層１２ａを形成する際には、同時に、コンタクトホール９ａの上に磁性材料よりなる連結部分層１２ｂを形成すると共に、接続部１０ａの上に磁性材料よりなる接続層１３を形成する。連結部分層１２ｂは、上部磁極層１２のうち、下部磁極層８に磁気的に連結される部分を構成する。
【００４６】
次に、トラック幅規定層１２ａの周辺において、トラック幅規定層１２ａをマスクとして、記録ギャップ層９および下部磁極層８の磁極部分における記録ギャップ層９側の少なくとも一部をエッチングする。記録ギャップ層９のエッチングには例えば反応性イオンエッチングが用いられ、下部磁極層８のエッチングには例えばイオンミリングが用いられる。図２３（ｂ）に示したように、上部磁極層１２の磁極部分（トラック幅規定層１２ａの先端部１２ａ1）、記録ギャップ層９および下部磁極層８の磁極部分の少なくとも一部の各側壁が垂直に自己整合的に形成された構造は、トリム（Trim）構造と呼ばれる。
【００４７】
次に、図２４に示したように、全体に、アルミナ等の無機絶縁材料よりなる絶縁層１４を、例えば３〜４μｍの厚みに形成する。次に、この絶縁層１４を、例えば化学機械研磨によって、トラック幅規定層１２ａ、連結部分層１２ｂおよび接続層１３の表面に至るまで研磨して平坦化する。
【００４８】
次に、図２５に示したように、平坦化された絶縁層１４の上に、例えば銅（Ｃｕ）よりなる薄膜コイルの第２層部分１５を、例えば２〜３μｍの厚みに形成する。なお、図２５（ａ）において、符号１５ａは、第２層部分１５のうち、接続層１３を介して薄膜コイルの第１層部分１０の接続部１０ａに接続される接続部を表している。第２層部分１５は、連結部分層１２ｂの周囲に巻回される。
【００４９】
次に、薄膜コイルの第２層部分１５およびその周辺の絶縁層１４を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層１６を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層１６の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１６の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００５０】
次に、図２６に示したように、トラック幅規定層１２ａ、絶縁層１４，１６および連結部分層１２ｂの上に、パーマロイ等の記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２のヨーク部分を構成するヨーク部分層１２ｃを形成する。ヨーク部分層１２ｃのエアベアリング面２０側の端部は、エアベアリング面２０から離れた位置に配置されている。また、ヨーク部分層１２ｃは、連結部分層１２ｂを介して下部磁極層８に接続されている。
【００５１】
次に、全体を覆うように、例えばアルミナよりなるオーバーコート層１７を形成する。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面２０を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００５２】
このようにして製造される薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面（エアベアリング面２０）と再生ヘッドと記録ヘッド（誘導型電磁変換素子）とを備えている。再生ヘッドは、ＧＭＲ素子５と、エアベアリング面２０側の一部がＧＭＲ素子５を挟んで対向するように配置された、ＧＭＲ素子５をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層（下部磁極層８）とを有している。
【００５３】
記録ヘッドは、互いに磁気的に連結され、エアベアリング面２０側において互いに対向する磁極部分を含み、それぞれ少なくとも１つの層を含む下部磁極層８および上部磁極層１２と、この下部磁極層８の磁極部分と上部磁極層１２の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層９と、少なくとも一部が下部磁極層８および上部磁極層１２の間に、これらに対して絶縁された状態で配設された薄膜コイル１０，１５とを有している。本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、図２６（ａ）に示したように、エアベアリング面２０から、絶縁層１１のエアベアリング面２０側の端部までの長さが、スロートハイトＴＨとなる。なお、スロートハイトとは、２つの磁極層が記録ギャップ層を介して対向する部分の、エアベアリング面側の端部から反対側の端部までの長さ（高さ）をいう。
【００５４】
次に、図２７ないし図３０を参照して、上記薄膜磁気ヘッドにおける再生ヘッドの製造方法の一例について詳しく説明する。図２７ないし図３０は磁極部分のエアベアリング面（媒体対向面）に平行な断面を示している。
【００５５】
本例における再生ヘッドの製造方法では、まず、図２７に示したように、基板１の上に絶縁層２を形成し、絶縁層２の上に下部シールド層３を形成する。次に、下部シールド層３の上に、アルミナ等の絶縁材料よりなる第１のシールドギャップ膜４ａを形成する。次に、第１のシールドギャップ膜４ａの上に、後述するＧＭＲ素子を形成すべき領域を除いて、アルミナ等の絶縁材料よりなる第２のシールドギャップ膜４ｂを形成する。第１のシールドギャップ膜４ａおよび第２のシールドギャップ膜４ｂは、図２６における下部シールドギャップ膜４に対応する。次に、第２のシールドギャップ膜４ｂの上に、再生用のＧＭＲ素子となる層５ａを形成する。次に、層５ａの上において、ＧＭＲ素子を形成すべき位置に、本実施の形態に係るマスク形成方法によって、アンダーカットの入った形状のマスク１１０を形成する。
【００５６】
次に、図２８に示したように、マスク１１０を用いて、例えばイオンミリングによって、層５ａを選択的にエッチングして、ＧＭＲ素子５を形成する。このように、ＧＭＲ素子５はエッチング法によって形成される。
【００５７】
次に、図２９に示したように、第１のシールドギャップ膜４ａ、第２のシールドギャップ膜４ｂおよびマスク１１０の上の全面に、ＧＭＲ素子５に電気的に接続される一対のリード層６を、所定のパターンに形成する。次に、マスク１１０を除去する。このように、リード層６はリフトオフ法によって形成される。また、ＧＭＲ素子５およびリード層６は、併用法によって形成されると言うこともできる。
【００５８】
次に、図３０に示したように、シールドギャップ膜４ａ，４ｂ、ＧＭＲ素子５およびリード層６の上に、アルミナ等の絶縁材料よりなる第３のシールドギャップ膜７ａを形成し、ＧＭＲ素子５をシールドギャップ膜４ａ，７ａ内に埋設する。次に、ＧＭＲ素子５の近傍を除く、第３のシールドギャップ膜７ａの上に、アルミナ等の絶縁材料よりなる第４のシールドギャップ膜７ｂを形成する。第３のシールドギャップ膜７ａおよび第４のシールドギャップ膜７ｂは、図２６における上部シールドギャップ膜７に対応する。次に、シールドギャップ膜７ａ，７ｂの上に、下部磁極層８を形成する。その後の薄膜磁気ヘッドの製造工程は、図２２ないし図２６を参照して説明した通りである。
【００５９】
以下、本実施の形態における薄膜磁気ヘッドが適用されるヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置について説明する。まず、図３１を参照して、ヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダ２１０について説明する。ハードディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向するように配置される。このスライダ２１０は、主に図２６における基板１およびオーバーコート層１７からなる基体２１１を備えている。基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしている。基体２１１の六面のうちの一面は、ハードディスクに対向するようになっている。この一面には、表面がエアベアリング面となるレール部２１２が形成されている。レール部２１２の空気流入側の端部（図３１における右上の端部）の近傍にはテーパ部またはステップ部が形成されている。ハードディスクが図３１におけるｚ方向に回転すると、テーパ部またはステップ部より流入し、ハードディスクとスライダ２１０との間を通過する空気流によって、スライダ２１０に、図３１におけるｙ方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚力によってハードディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図３１におけるｘ方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。スライダ２１０の空気流出側の端部（図３１における左下の端部）の近傍には、本実施の形態における薄膜磁気ヘッド１００が形成されている。
【００６０】
次に、図３２を参照して、本実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明する。ヘッド・ジンバル・アセンブリ２２０は、スライダ２１０と、このスライダ２１０を弾性的に支持するサスペンション２２１とを備えている。サスペンション２２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２、このロードビーム２２２の一端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、スライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４とを有している。ベースプレート２２４は、スライダ２１０をハードディスク３００のトラック横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、このアーム２３０を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３において、スライダ２１０が取り付けられる部分には、スライダ２１０の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。
【００６１】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【００６２】
図３２は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けられている。アーム２３０の中間部には、アーム２３０を回動自在に支持するための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。
【００６３】
次に、図３３および図３４を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例と本実施の形態におけるハードディスク装置について説明する。図３３はハードディスク装置の要部を示す説明図、図３４はハードディスク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１を有している。複数のアーム２５２には、複数のヘッドジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５１においてアーム２５２とは反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、ハードディスク装置に組み込まれる。ハードディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚のハードディスク２６２を有している。各ハードディスク２６２毎に、ハードディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル２５３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を有している。
【００６４】
スライダ２１０を除くヘッドスタックアセンブリ２５０およびアクチュエータは、スライダ２１０を支持すると共にハードディスク２６２に対して位置決めする。
【００６５】
本実施の形態におけるハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、スライダ２１０をハードディスク２６２に対して位置決めする。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、ハードディスク２６２に情報を記録し、再生ヘッドによって、ハードディスク２６２に記録されている情報を再生する。
【００６６】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず種々の変更が可能である。例えば、本発明は、半導体デバイスや、薄膜を用いたセンサやアクチュエータ等の、薄膜磁気ヘッド以外のマイクロデバイスの製造方法にも適用することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載のマスク形成方法では、第２の層を現像すると共に第１の層の一部を溶解させる工程において、残った第１の層の幅を現像後の第２の層の幅以上とし、この工程の後、第１の層および第２の層に対してアッシングを施し、アッシング後の第１の層の幅をアッシング後の第２の層の幅よりも小さくすることによって、アンダーカットの入った形状のマスクを形成する。従って、このマスク形成方法によれば、マスクとなる層の剥離や破壊を防止しながら、アンダーカットが入り、且つ幅の小さな形状のマスクを形成することができるという効果を奏する。
【００６８】
また、請求項２ないし４のいずれかに記載のパターン化薄膜形成方法もしくは請求項５ないし１３のいずれかに記載のマイクロデバイスの製造方法では、請求項１記載のマスク形成方法によって形成されるマスクを用いてパターン化薄膜を形成する。従って、このパターン化薄膜形成方法もしくはマイクロデバイスの製造方法によれば、微細なパターン化薄膜を形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るマスク形成方法における一工程を示す断面図である。
【図２】図１に続く工程を説明するための断面図である。
【図３】図２に続く工程を説明するための断面図である。
【図４】図３に続く工程を説明するための断面図である。
【図５】図４に続く工程を説明するための断面図である。
【図６】図５に続く工程を説明するための断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態におけるマスクの一例を示す平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】エッチング法に適用した場合の本発明の一実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法における一工程を示す断面図である。
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を説明するための断面図である。
【図１２】図１１に続く工程を説明するための断面図である。
【図１３】リフトオフ法に適用した場合の本発明の一実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法における一工程を示す断面図である。
【図１４】図１３に続く工程を説明するための断面図である。
【図１５】図１４に続く工程を説明するための断面図である。
【図１６】併用法に適用した場合の本発明の一実施の形態に係るパターン化薄膜形成方法における一工程を示す断面図である。
【図１７】図１６に続く工程を説明するための断面図である。
【図１８】図１７に続く工程を説明するための断面図である。
【図１９】図１８に続く工程を説明するための断面図である。
【図２０】図１９に続く工程を説明するための断面図である。
【図２１】本発明の一実施の形態における薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を示す断面図である。
【図２２】図２１に続く工程を説明するための断面図である。
【図２３】図２２に続く工程を説明するための断面図である。
【図２４】図２３に続く工程を説明するための断面図である。
【図２５】図２４に続く工程を説明するための断面図である。
【図２６】図２５に続く工程を説明するための断面図である。
【図２７】本発明の一実施の形態における再生ヘッドの製造方法の一例における一工程を示す断面図である。
【図２８】図２７に続く工程を説明するための断面図である。
【図２９】図２８に続く工程を説明するための断面図である。
【図３０】図２９に続く工程を説明するための断面図である。
【図３１】本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。
【図３２】本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。
【図３３】本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図３４】本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の平面図である。
【図３５】２層レジストを用いてアンダーカットの入った形状のマスクを形成する従来の方法における一工程を示す断面図である。
【図３６】図３５に続く工程を説明するための断面図である。
【図３７】図３６に続く工程を説明するための断面図である。
【図３８】図３７に続く工程を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１０１…下地、１０２…第１の層、１０３…第２の層、１１０…マスク、１１１…下層、１１２…上層。
【図１】
0003797600.tif 000002
【図２】
0003797600.tif 000003
【図３】
0003797600.tif 000004
【図４】
0003797600.tif 000005
【図５】
0003797600.tif 000006
【図６】
0003797600.tif 000007
【図７】
0003797600.tif 000008
【図８】
0003797600.tif 000009
【図９】
0003797600.tif 000010
【図１０】
0003797600.tif 000011
【図１１】
0003797600.tif 000012
【図１２】
0003797600.tif 000013
【図１３】
0003797600.tif 000014
【図１４】
0003797600.tif 000015
【図１５】
0003797600.tif 000016
【図１６】
0003797600.tif 000017
【図１７】
0003797600.tif 000018
【図１８】
0003797600.tif 000019
【図１９】
0003797600.tif 000020
【図２０】
0003797600.tif 000021
【図２１】
0003797600.tif 000022
【図２２】
0003797600.tif 000023
【図２３】
0003797600.tif 000024
【図２４】
0003797600.tif 000025
【図２５】
0003797600.tif 000026
【図２６】
0003797600.tif 000027
【図２７】
0003797600.tif 000028
【図２８】
0003797600.tif 000029
【図２９】
0003797600.tif 000030
【図３０】
0003797600.tif 000031
【図３１】
0003797600.tif 000032
【図３２】
0003797600.tif 000033
【図３３】
0003797600.tif 000034
【図３４】
0003797600.tif 000035
【図３５】
0003797600.tif 000036
【図３６】
0003797600.tif 000037
【図３７】
0003797600.tif 000038
【図３８】
0003797600.tif 000039