JPH11296822A - 薄膜磁気ヘッドの製造方法及びそれを搭載した磁気ディスク装置 - Google Patents
薄膜磁気ヘッドの製造方法及びそれを搭載した磁気ディスク装置Info
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- JPH11296822A JPH11296822A JP9713998A JP9713998A JPH11296822A JP H11296822 A JPH11296822 A JP H11296822A JP 9713998 A JP9713998 A JP 9713998A JP 9713998 A JP9713998 A JP 9713998A JP H11296822 A JPH11296822 A JP H11296822A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】0.5μm 以下のトラック幅をもつ磁気ヘッド
を作製し、面記録密度7Gbit/in2以上の磁気ディスク
装置を得る。 【解決手段】磁気ディスク装置の磁気ヘッドのトラック
幅を形成するためのレチクルにラインアンドスペースパ
ターンを用い、露光に輪帯照明,4開口照明等の超解像
技術を適用し、0.5μm 以下のトラック幅を形成す
る。
を作製し、面記録密度7Gbit/in2以上の磁気ディスク
装置を得る。 【解決手段】磁気ディスク装置の磁気ヘッドのトラック
幅を形成するためのレチクルにラインアンドスペースパ
ターンを用い、露光に輪帯照明,4開口照明等の超解像
技術を適用し、0.5μm 以下のトラック幅を形成す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
等の記録・再生に用いられる薄膜磁気ヘッド及びそれを
搭載した磁気ディスク装置に関するものである。
等の記録・再生に用いられる薄膜磁気ヘッド及びそれを
搭載した磁気ディスク装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク装置では、記録媒体上のデ
ータは磁気ヘッドによって読み書きされる。磁気ディス
クの単位面積当たりの記録容量を多くするためには、面
記録密度を高密度化する必要がある。面記録密度向上の
方法は、トラック密度と、線記録密度を向上させること
である。このうちトラック密度向上のためには、磁気ヘ
ッドのトラック幅を微細,高精度化する必要がある。ト
ラック幅が狭くなると、再生出力が小さくなるため、再
生ヘッドを現在、広く用いられている磁気抵抗効果型ヘ
ッド(MRヘッド)から巨大磁気抵抗効果型ヘッド(G
MRヘッド)にする必要がある。
ータは磁気ヘッドによって読み書きされる。磁気ディス
クの単位面積当たりの記録容量を多くするためには、面
記録密度を高密度化する必要がある。面記録密度向上の
方法は、トラック密度と、線記録密度を向上させること
である。このうちトラック密度向上のためには、磁気ヘ
ッドのトラック幅を微細,高精度化する必要がある。ト
ラック幅が狭くなると、再生出力が小さくなるため、再
生ヘッドを現在、広く用いられている磁気抵抗効果型ヘ
ッド(MRヘッド)から巨大磁気抵抗効果型ヘッド(G
MRヘッド)にする必要がある。
【0003】巨大磁気抵抗効果としては、Fe/Cr等
の多層膜を用いた多層膜型、Cu等の非磁性膜をCoま
たはNiFe等の磁性膜で挟み、片側の磁性膜の磁化を
FeMn等の反強磁性膜で固定したスピンバルブ型、Al2
O3等の絶縁性非磁性膜をCoまたはNiFe等の磁性
膜で挟み、片側の磁性膜の磁化をFeMn等の反強磁性
膜で固定したトンネル接合型等がある。
の多層膜を用いた多層膜型、Cu等の非磁性膜をCoま
たはNiFe等の磁性膜で挟み、片側の磁性膜の磁化を
FeMn等の反強磁性膜で固定したスピンバルブ型、Al2
O3等の絶縁性非磁性膜をCoまたはNiFe等の磁性
膜で挟み、片側の磁性膜の磁化をFeMn等の反強磁性
膜で固定したトンネル接合型等がある。
【0004】これらの膜に電極を設置するが、その電極
間隔を狭くすることによって再生トラックを狭トラック
化する。これらの電極間隔は現在リフトオフ法により形
成されているが、リフトオフ法で形成できるトラック幅
の限界は0.7μm で、それ以下を形成する場合はリア
クティブイオンエッチング(RIE)が必要となる。電
極材料としては、Ta,W等の高融点金属を用いるが、
エッチング時のレジスト選択比が低いため、レジスト膜
厚を厚く、最低1μm以上とする必要がある。記録ヘッ
ドのトラック部分を含む磁気コア形成方法としては、イ
オンミリング等のドライエッチングを用いる方法及びフ
レームめっき法を用いることが広く知られている。
間隔を狭くすることによって再生トラックを狭トラック
化する。これらの電極間隔は現在リフトオフ法により形
成されているが、リフトオフ法で形成できるトラック幅
の限界は0.7μm で、それ以下を形成する場合はリア
クティブイオンエッチング(RIE)が必要となる。電
極材料としては、Ta,W等の高融点金属を用いるが、
エッチング時のレジスト選択比が低いため、レジスト膜
厚を厚く、最低1μm以上とする必要がある。記録ヘッ
ドのトラック部分を含む磁気コア形成方法としては、イ
オンミリング等のドライエッチングを用いる方法及びフ
レームめっき法を用いることが広く知られている。
【0005】イオンミリング等のドライエッチングを用
いる方法では、パーマロイ等の磁性膜をスパッタリング
で形成した後、ホトリソグラフィーにより該磁性膜上に
レジストのパターンを形成する。次に該レジストのパタ
ーンをマスクとして該磁性膜にイオンミリング等のドラ
イエッチングを施す。これにより、上部磁気コアを形成
する。このようなドライエッチングを用いたものとして
特開平7−225917 号公報には、トラック幅を画定する磁
極端領域をイオンミリングを用いて後部領域より先に形
成する方法の例が開示されている。
いる方法では、パーマロイ等の磁性膜をスパッタリング
で形成した後、ホトリソグラフィーにより該磁性膜上に
レジストのパターンを形成する。次に該レジストのパタ
ーンをマスクとして該磁性膜にイオンミリング等のドラ
イエッチングを施す。これにより、上部磁気コアを形成
する。このようなドライエッチングを用いたものとして
特開平7−225917 号公報には、トラック幅を画定する磁
極端領域をイオンミリングを用いて後部領域より先に形
成する方法の例が開示されている。
【0006】一方、フレームめっき法では、めっき用の
下地膜が形成された基板上に、ホトリソグラフィーによ
りレジストのフレームを形成し、その後該フレームが形
成された基板上にパーマロイ等の磁性膜をめっきする。
次にホトリソグラフィーにより該フレームで囲まれた領
域をレジストでマスクして、ウエットエッチングにより
不要な磁性膜を除去し、磁気コアを形成する。
下地膜が形成された基板上に、ホトリソグラフィーによ
りレジストのフレームを形成し、その後該フレームが形
成された基板上にパーマロイ等の磁性膜をめっきする。
次にホトリソグラフィーにより該フレームで囲まれた領
域をレジストでマスクして、ウエットエッチングにより
不要な磁性膜を除去し、磁気コアを形成する。
【0007】前述したように磁気ディスク装置の高記録
密度化を達成するためには、磁気ヘッドの狭トラック化
及び高精度化を図る必要がある。また、一方、磁気コア
先端部であるトラック部分での磁気的飽和を避けるため
には、磁気コアの膜厚を厚くする必要があり、その膜厚
は、2から数μmが必要である。
密度化を達成するためには、磁気ヘッドの狭トラック化
及び高精度化を図る必要がある。また、一方、磁気コア
先端部であるトラック部分での磁気的飽和を避けるため
には、磁気コアの膜厚を厚くする必要があり、その膜厚
は、2から数μmが必要である。
【0008】しかしながら、このような厚い膜をイオン
ミリング等のドライエッチングを用いる方法では、ホト
リソグラフィーによって形成されたレジストパターンの
寸法ばらつきに、当該レジストパターンをマスクとして
磁性膜をドライエッチングする際の寸法ばらつきが重畳
されるため、上部磁気コアを高精度に形成することがで
きない。
ミリング等のドライエッチングを用いる方法では、ホト
リソグラフィーによって形成されたレジストパターンの
寸法ばらつきに、当該レジストパターンをマスクとして
磁性膜をドライエッチングする際の寸法ばらつきが重畳
されるため、上部磁気コアを高精度に形成することがで
きない。
【0009】この点、フレームめっき法では、レジスト
フレームの寸法精度がそのまま上部磁気コアの寸法精度
のばらつきになるので、寸法精度の点で、イオンミリン
グ等のドライエッチングを用いる方法に比べて有利であ
る。
フレームの寸法精度がそのまま上部磁気コアの寸法精度
のばらつきになるので、寸法精度の点で、イオンミリン
グ等のドライエッチングを用いる方法に比べて有利であ
る。
【0010】レジストフレームに用いるレジストはめっ
き膜厚以上必要であるため、レジスト膜厚は、半導体素
子の製造で用いられている膜厚、約1μmよりもはるか
に厚く、最低でも2〜3μmから10μmもの膜厚が必
要である。露光装置であるステッパでは、パターンの解
像度(R)はレンズの開口数(NA),露光波長(λ)及
び定数(k1 )を用いて、
き膜厚以上必要であるため、レジスト膜厚は、半導体素
子の製造で用いられている膜厚、約1μmよりもはるか
に厚く、最低でも2〜3μmから10μmもの膜厚が必
要である。露光装置であるステッパでは、パターンの解
像度(R)はレンズの開口数(NA),露光波長(λ)及
び定数(k1 )を用いて、
【0011】
【数1】 R=k1・λ/NA …(数1) で表わされる。さらに焦点深度(DOF)は、定数(k
2 )を用いて、
2 )を用いて、
【0012】
【数2】 DOF=k2・λ/NA2 …(数2) と表わされる。これらの式から分かるように、解像度を
上げるためには露光波長を短くし、レンズの開口数を高
める必要がある。
上げるためには露光波長を短くし、レンズの開口数を高
める必要がある。
【0013】しかし、このとき焦点深度は浅くなってし
まう。このためパターンを微細化するためには、波長を
短波長化し、レンズの開口数を大きくし、レジスト膜厚
を薄膜化する必要がある。または、同じ解像度を得なが
ら、大きな焦点深度を得るためには、波長を短波長化
し、レンズの開口数を小さくする必要がある。しかしな
がら0.5μm 程度の高い解像度を保ちながら深い焦点
深度を得ることは困難である。
まう。このためパターンを微細化するためには、波長を
短波長化し、レンズの開口数を大きくし、レジスト膜厚
を薄膜化する必要がある。または、同じ解像度を得なが
ら、大きな焦点深度を得るためには、波長を短波長化
し、レンズの開口数を小さくする必要がある。しかしな
がら0.5μm 程度の高い解像度を保ちながら深い焦点
深度を得ることは困難である。
【0014】そこで高い焦点深度を得るための方法とし
ては、超解像技術を用いる方法がある。磁気ヘッドのト
ラック幅を決定する部分の場合、孤立したラインまたは
スペースのため適用できる超解像技術としてはハーフト
ーンマスクを用いる方法がある。
ては、超解像技術を用いる方法がある。磁気ヘッドのト
ラック幅を決定する部分の場合、孤立したラインまたは
スペースのため適用できる超解像技術としてはハーフト
ーンマスクを用いる方法がある。
【0015】しかしながら、孤立パターンにハーフトー
ンマスクを用いる方法は弱い超解像技術のため、焦点深
度を高める効果は小さく、焦点深度の増加量は、ハーフ
トーンマスクを用いない場合の20%程度であり、十分
でない。また、露光する光の波長の幅をわずかに広げる
方法も焦点深度が深くなるが、収差が問題となる。
ンマスクを用いる方法は弱い超解像技術のため、焦点深
度を高める効果は小さく、焦点深度の増加量は、ハーフ
トーンマスクを用いない場合の20%程度であり、十分
でない。また、露光する光の波長の幅をわずかに広げる
方法も焦点深度が深くなるが、収差が問題となる。
【0016】また、広く用いられている高圧水銀ランプ
を光源とするとき、g線(波長:436nm)を用いて
露光した場合、レジスト膜厚が4μmにおいて、1.2
μmまで解像できる。波長の短いi線(波長:365n
m)の場合、3μmのレジスト膜厚で0.7μm まで解
像できる。i線の場合、レジスト膜厚を2μmまで薄く
することで、0.6μm まで解像できる。
を光源とするとき、g線(波長:436nm)を用いて
露光した場合、レジスト膜厚が4μmにおいて、1.2
μmまで解像できる。波長の短いi線(波長:365n
m)の場合、3μmのレジスト膜厚で0.7μm まで解
像できる。i線の場合、レジスト膜厚を2μmまで薄く
することで、0.6μm まで解像できる。
【0017】さらにレジスト膜厚を1μm以下まで薄膜
化することにより、0.5μm まで解像可能となるが、
フレームとしてのレジスト膜厚が不足するため、磁気コ
アの形成に用いることはできない。すなわち、i線を光
源とした露光装置では、フレームめっきを行う場合、
0.5μm のパターンを解像できない。
化することにより、0.5μm まで解像可能となるが、
フレームとしてのレジスト膜厚が不足するため、磁気コ
アの形成に用いることはできない。すなわち、i線を光
源とした露光装置では、フレームめっきを行う場合、
0.5μm のパターンを解像できない。
【0018】さらに波長を短くしたKrFエキシマレー
ザー(248nm)を用いることで、0.5μm 以下パ
ターンの解像が可能になる。従って0.5μm 以下のト
ラック幅を得るためには、記録及び再生ヘッドともKr
Fエキシマレーザーを用いることが必要になる。
ザー(248nm)を用いることで、0.5μm 以下パ
ターンの解像が可能になる。従って0.5μm 以下のト
ラック幅を得るためには、記録及び再生ヘッドともKr
Fエキシマレーザーを用いることが必要になる。
【0019】しかし、248nmの波長においては、レ
ジストの主成分であるノボラック樹脂による光の吸収が
大きく、1μm以上の膜厚のレジストを解像することは
できず、0.5μm 以下のトラック幅の記録ヘッドを作
製することはできなかった。したがって面記録密度7G
bit/in2以上の磁気ディスク装置を作製することが不可
能であった。
ジストの主成分であるノボラック樹脂による光の吸収が
大きく、1μm以上の膜厚のレジストを解像することは
できず、0.5μm 以下のトラック幅の記録ヘッドを作
製することはできなかった。したがって面記録密度7G
bit/in2以上の磁気ディスク装置を作製することが不可
能であった。
【0020】このような問題を解決する方法として、特
開平7−296328 号公報には、二酸化珪素膜上に膜厚0.
7〜0.8μmのレジスト層を形成し、エッチングを行
うことによりノッチ構造体を形成し、その部分に磁性膜
を形成することにより記録ヘッドのトラック幅を画定す
る方法が開示されている。
開平7−296328 号公報には、二酸化珪素膜上に膜厚0.
7〜0.8μmのレジスト層を形成し、エッチングを行
うことによりノッチ構造体を形成し、その部分に磁性膜
を形成することにより記録ヘッドのトラック幅を画定す
る方法が開示されている。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平7−296
328 号公報の発明では、レジストパターンをマスクにエ
ッチングを行うため、レジストパターンの寸法精度のば
らつきにエッチングでの精度のばらつきが重畳され精度
が悪くなる。また、特開平7−296328 号公報の発明で
は、0.5μm 以下のパターンを露光するレジストの露
光技術に関する記述はない。前述のように、0.5μm
以下のレジストパターンを形成するためには、248n
mの波長のKrFエキシマレーザーを用いる必要があ
る。
328 号公報の発明では、レジストパターンをマスクにエ
ッチングを行うため、レジストパターンの寸法精度のば
らつきにエッチングでの精度のばらつきが重畳され精度
が悪くなる。また、特開平7−296328 号公報の発明で
は、0.5μm 以下のパターンを露光するレジストの露
光技術に関する記述はない。前述のように、0.5μm
以下のレジストパターンを形成するためには、248n
mの波長のKrFエキシマレーザーを用いる必要があ
る。
【0022】しかし、記録ヘッド及び再生ヘッドとも
に、レジスト膜厚は1〜2μm以上のレジスト膜厚が必
要で、この膜厚では、レジスト自身の光の吸収のために
光がレジストの底まで届かず、パターン形成することは
困難となる。そのため0.5μm以下の狭トラック幅を
もつ記録再生分離型薄膜磁気ヘッドとそれを搭載した面
記録密度7Gbit/in2以上の磁気ディスク装置を作製で
きなかった。
に、レジスト膜厚は1〜2μm以上のレジスト膜厚が必
要で、この膜厚では、レジスト自身の光の吸収のために
光がレジストの底まで届かず、パターン形成することは
困難となる。そのため0.5μm以下の狭トラック幅を
もつ記録再生分離型薄膜磁気ヘッドとそれを搭載した面
記録密度7Gbit/in2以上の磁気ディスク装置を作製で
きなかった。
【0023】そこで、本発明の目的は、0.5μm 以下
の狭トラック幅をもつ記録再生分離型薄膜磁気ヘッド及
びそれを用いた面記録密度7Gbit/in2以上の磁気ディ
スク装置を提供するものである。
の狭トラック幅をもつ記録再生分離型薄膜磁気ヘッド及
びそれを用いた面記録密度7Gbit/in2以上の磁気ディ
スク装置を提供するものである。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明は、面記録密度が
7Gbit/in2以上の磁気ディスク装置において、再生に
巨大磁気抵抗効果を用いた再生ヘッドを有し、記録ヘッ
ドのトラック幅をフレームめっき法によって決定する薄
膜磁気ヘッドの該記録ヘッドの該トラック幅が0.5μ
m 以下である薄膜磁気ヘッドを搭載することを特徴と
する磁気ディスク装置である。
7Gbit/in2以上の磁気ディスク装置において、再生に
巨大磁気抵抗効果を用いた再生ヘッドを有し、記録ヘッ
ドのトラック幅をフレームめっき法によって決定する薄
膜磁気ヘッドの該記録ヘッドの該トラック幅が0.5μ
m 以下である薄膜磁気ヘッドを搭載することを特徴と
する磁気ディスク装置である。
【0025】また、前記フレームめっき法に用いるフレ
ームを露光するレチクルのトラック幅を決定する部分が
ラインアンドスペースになっていることを特徴とする。
ームを露光するレチクルのトラック幅を決定する部分が
ラインアンドスペースになっていることを特徴とする。
【0026】さらに前記ラインアンドスペースとなって
いるレチクルを用いて、輪帯照明法または4開口照明法
を用いて露光することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製
造方法である。さらに前記ラインアンドスペースになっ
ているマスクがハーフトーンマスクであっても良い。
いるレチクルを用いて、輪帯照明法または4開口照明法
を用いて露光することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製
造方法である。さらに前記ラインアンドスペースになっ
ているマスクがハーフトーンマスクであっても良い。
【0027】また、前記ラインアンドスペースとなって
いるレチクルが位相シフトマスクであることを特徴とす
る薄膜磁気ヘッドの製造方法である。
いるレチクルが位相シフトマスクであることを特徴とす
る薄膜磁気ヘッドの製造方法である。
【0028】前記フレーム用レジストとしてアクリル系
レジストまたはポリジメチルグルタルイミド(PMG
I)のうち1種以上を用いることを特徴とする。
レジストまたはポリジメチルグルタルイミド(PMG
I)のうち1種以上を用いることを特徴とする。
【0029】さらに前記レジストの露光時に投影レンズ
に瞳フィルタを適用することを特徴とする。
に瞳フィルタを適用することを特徴とする。
【0030】また、本発明は、面記録密度が7Gbit/i
n2以上の磁気ディスク装置において、再生ヘッドのトラ
ック幅が0.4μm 以下である薄膜磁気ヘッドを搭載す
ることを特徴とする磁気ディスク装置である。
n2以上の磁気ディスク装置において、再生ヘッドのトラ
ック幅が0.4μm 以下である薄膜磁気ヘッドを搭載す
ることを特徴とする磁気ディスク装置である。
【0031】前記再生ヘッドの製造において、レジスト
の露光に用いるレチクルの前記トラック幅を決定する部
分がラインアンドスペースになっていることを特徴と
し、さらに前記ラインアンドスペースとなっているレチ
クルを用いて、輪帯照明法または4開口照明法を用いて
露光することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法で
ある。さらに前記ラインアンドスペースになっているマ
スクがハーフトーンマスクであっても良い。
の露光に用いるレチクルの前記トラック幅を決定する部
分がラインアンドスペースになっていることを特徴と
し、さらに前記ラインアンドスペースとなっているレチ
クルを用いて、輪帯照明法または4開口照明法を用いて
露光することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法で
ある。さらに前記ラインアンドスペースになっているマ
スクがハーフトーンマスクであっても良い。
【0032】また、前記ラインアンドスペースとなって
いるレチクルが位相シフトマスクであることを特徴とす
る薄膜磁気ヘッドの製造方法である。
いるレチクルが位相シフトマスクであることを特徴とす
る薄膜磁気ヘッドの製造方法である。
【0033】前記フレーム用レジストとしてアクリル系
レジストまたはポリジメチルグルタルイミド(PMG
I)のうち1種以上を用いることを特徴とする。
レジストまたはポリジメチルグルタルイミド(PMG
I)のうち1種以上を用いることを特徴とする。
【0034】さらに前記レジストの露光時に投影レンズ
に瞳フィルタを適用することを特徴とする。
に瞳フィルタを適用することを特徴とする。
【0035】前述のように磁気ディスク装置の高記録密
度化のためには、磁気ヘッドの狭トラック化が必須であ
る。狭トラック化のためには、微細レジストパターンを
形成する必要があり、微細レジストパターンを形成する
ために、レジストを露光する光の波長は、水銀ランプの
g線(波長:436nm)から波長の短いi線(波長:
365nm)を用いるようになり、さらに波長の短いK
rFエキシマレーザー(波長248nm)を用いてい
る。しかしながら前述のように解像度とレジスト露光時
に解像度を保ったまま焦点深度をあげる方法として、超
解像技術を適用できる。
度化のためには、磁気ヘッドの狭トラック化が必須であ
る。狭トラック化のためには、微細レジストパターンを
形成する必要があり、微細レジストパターンを形成する
ために、レジストを露光する光の波長は、水銀ランプの
g線(波長:436nm)から波長の短いi線(波長:
365nm)を用いるようになり、さらに波長の短いK
rFエキシマレーザー(波長248nm)を用いてい
る。しかしながら前述のように解像度とレジスト露光時
に解像度を保ったまま焦点深度をあげる方法として、超
解像技術を適用できる。
【0036】そのような超解像技術として輪帯照明法ま
たは4開口照明法を用いた露光技術がある。輪帯照明法
または4開口照明法は、孤立パターンでは効果が少な
く、ラインアンドスペースで効果が大きい。したがっ
て、通常の磁気ヘッドのトラック部分は孤立パターンの
ため、効果が少ない。この問題の解決のために補助パタ
ーンを設けてラインアンドスペースとすることを見いだ
した。
たは4開口照明法を用いた露光技術がある。輪帯照明法
または4開口照明法は、孤立パターンでは効果が少な
く、ラインアンドスペースで効果が大きい。したがっ
て、通常の磁気ヘッドのトラック部分は孤立パターンの
ため、効果が少ない。この問題の解決のために補助パタ
ーンを設けてラインアンドスペースとすることを見いだ
した。
【0037】輪帯照明法または4開口照明法は、パター
ンの方向によってはパターン崩れが起こるが、磁気ヘッ
ドの場合は、問題となる微細なパターンの向きは一方向
のみのため問題ない。さらに、このラインアンドスペー
スのマスクの遮光部をハーフトーンマスクとすること
で、さらに解像度と焦点深度拡大の効果を得ることがで
きる。ハーフトーンマスクの遮光部には通常のCrの代
わりにMoSiON等のMoSi系材料を用いれば良
い。また、位相シフトマスクを用いる方法も焦点深度と
解像度の向上に大きな効果がある。
ンの方向によってはパターン崩れが起こるが、磁気ヘッ
ドの場合は、問題となる微細なパターンの向きは一方向
のみのため問題ない。さらに、このラインアンドスペー
スのマスクの遮光部をハーフトーンマスクとすること
で、さらに解像度と焦点深度拡大の効果を得ることがで
きる。ハーフトーンマスクの遮光部には通常のCrの代
わりにMoSiON等のMoSi系材料を用いれば良
い。また、位相シフトマスクを用いる方法も焦点深度と
解像度の向上に大きな効果がある。
【0038】この位相シフト法でも、パターンはライン
アンドスペースパターンである必要があり、さらに位相
シフターをレチクル上に設ける必要がある。また、瞳フ
ィルタ法は、露光装置の投影レンズの瞳にフィルタを挿
入することで、解像度及び焦点深度を増すことができ
る。瞳フィルタ法は、孤立パターンでもラインアンドス
ペースパターンのどちらにも適用できる。フィルタの種
類としては、位相フィルタ,透過率フィルタ及び非対称
フィルタ等があり、特に位相フィルタを用いることで焦
点深度を大きく向上させることができる。
アンドスペースパターンである必要があり、さらに位相
シフターをレチクル上に設ける必要がある。また、瞳フ
ィルタ法は、露光装置の投影レンズの瞳にフィルタを挿
入することで、解像度及び焦点深度を増すことができ
る。瞳フィルタ法は、孤立パターンでもラインアンドス
ペースパターンのどちらにも適用できる。フィルタの種
類としては、位相フィルタ,透過率フィルタ及び非対称
フィルタ等があり、特に位相フィルタを用いることで焦
点深度を大きく向上させることができる。
【0039】上記の超解像技術は、それぞれ単独でも効
果が高いが、輪帯照明法または4開口照明法とハーフト
ーンマスク、輪帯照明法または4開口照明法と瞳フィル
タ法の併用、または位相シフト法と瞳フィルタ法との併
用により、単独よりも高い効果が得られる。これらの超
解像技術の組み合わせにより、0.3μm のパターンに
おいても5μmもの焦点深度を得ることができる。実
際、膜厚5μmのレジストで0.3μm のトラックパタ
ーンが解像可能となる。そしてこのレジストパターンを
用いることで、0.3μm のトラック幅をもつ記録ヘッ
ドが形成できる。しかしながら、図1にレジストの透過
率と波長の関係を示すようにKrFエキシマレーザー用
として通常用いられているレジストは、KrFエキシマ
レーザーの波長248nmにおいて、レジスト主成分で
あるノボラック樹脂による光の吸収が大きく、光がレジ
ストの底まで届きにくい。このため、レジストの厚膜化
が困難となり、使用可能なレジスト膜厚は高々0.7μ
m であり、再生ヘッドのエッチング用マスク及びフレ
ーム用レジストの膜厚としては薄すぎる。
果が高いが、輪帯照明法または4開口照明法とハーフト
ーンマスク、輪帯照明法または4開口照明法と瞳フィル
タ法の併用、または位相シフト法と瞳フィルタ法との併
用により、単独よりも高い効果が得られる。これらの超
解像技術の組み合わせにより、0.3μm のパターンに
おいても5μmもの焦点深度を得ることができる。実
際、膜厚5μmのレジストで0.3μm のトラックパタ
ーンが解像可能となる。そしてこのレジストパターンを
用いることで、0.3μm のトラック幅をもつ記録ヘッ
ドが形成できる。しかしながら、図1にレジストの透過
率と波長の関係を示すようにKrFエキシマレーザー用
として通常用いられているレジストは、KrFエキシマ
レーザーの波長248nmにおいて、レジスト主成分で
あるノボラック樹脂による光の吸収が大きく、光がレジ
ストの底まで届きにくい。このため、レジストの厚膜化
が困難となり、使用可能なレジスト膜厚は高々0.7μ
m であり、再生ヘッドのエッチング用マスク及びフレ
ーム用レジストの膜厚としては薄すぎる。
【0040】発明者らは、この問題の解決のためには、
波長248nmでの透過率の高い樹脂として、アクリル
を主成分とするレジストを用いればよいことを見いだし
た。このレジストの透過率を図2に示す。従来型のレジ
ストに比較して、透明性が高く波長248nmにおいて
も、十分に光が透過するためレジスト膜厚を厚くしても
光がレジストの底まで届き、パターン形成が可能とな
る。
波長248nmでの透過率の高い樹脂として、アクリル
を主成分とするレジストを用いればよいことを見いだし
た。このレジストの透過率を図2に示す。従来型のレジ
ストに比較して、透明性が高く波長248nmにおいて
も、十分に光が透過するためレジスト膜厚を厚くしても
光がレジストの底まで届き、パターン形成が可能とな
る。
【0041】このようなレジストとしては、日本ゼオン
(株)からZAF001または米国Microlithography Chemica
l Corp.よりTER−1 Resist として入手可能であ
る。これらのレジストは波長193nmのArFエキシ
マレーザー用のため、もちろん波長193nmにも感光
し、ArFエキシマレーザーステッパを用いることによ
ってさらに微細なパターンの形成が可能である。現像液
は広く用いられているテトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイド(TMAH)の2.38% のもので良い。
このような現像液は東京応化工業(株)からNMD−3ま
たはNMD−Wとして入手できる。
(株)からZAF001または米国Microlithography Chemica
l Corp.よりTER−1 Resist として入手可能であ
る。これらのレジストは波長193nmのArFエキシ
マレーザー用のため、もちろん波長193nmにも感光
し、ArFエキシマレーザーステッパを用いることによ
ってさらに微細なパターンの形成が可能である。現像液
は広く用いられているテトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイド(TMAH)の2.38% のもので良い。
このような現像液は東京応化工業(株)からNMD−3ま
たはNMD−Wとして入手できる。
【0042】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて説明
する。図3は本発明の実施の形態の磁気ディスク装置の
概念の概略図である(但し、図の拡大倍率は均一ではな
い)。磁気ディスク装置は、磁気ディスク1上に、支持
体2の先端に固定された磁気ヘッド3によって磁化信号
4の記録再生を行う。図4に記録再生分離型磁気ヘッド
の概略を示す。巨大磁気抵抗効果膜5を用いた再生ヘッ
ドの上に記録ヘッドが積層された構造となっている。
する。図3は本発明の実施の形態の磁気ディスク装置の
概念の概略図である(但し、図の拡大倍率は均一ではな
い)。磁気ディスク装置は、磁気ディスク1上に、支持
体2の先端に固定された磁気ヘッド3によって磁化信号
4の記録再生を行う。図4に記録再生分離型磁気ヘッド
の概略を示す。巨大磁気抵抗効果膜5を用いた再生ヘッ
ドの上に記録ヘッドが積層された構造となっている。
【0043】この磁気ヘッドの製造工程において、従来
用いていた記録ヘッド用フレームのレチクルの概略図を
図5に示す(但し、図の拡大倍率は均一ではない)。図
6に本発明のトラック部分をラインアンドスペースとし
たレチクルの概略図を示す(但し、図の拡大倍率は均一
ではない)。このパターンのハーフトーンのレチクルを
用いレジストとして上記アクリル系ArFエキシマレー
ザー用レジスト,ZAF001を塗布し、KrFエキシマレー
ザーステッパにも瞳フィルタ法を用いて、さらに4開口
照明法を適用することでレジスト膜厚4.5μm でレジ
ストパターン寸法、0.3μm を解像できた。
用いていた記録ヘッド用フレームのレチクルの概略図を
図5に示す(但し、図の拡大倍率は均一ではない)。図
6に本発明のトラック部分をラインアンドスペースとし
たレチクルの概略図を示す(但し、図の拡大倍率は均一
ではない)。このパターンのハーフトーンのレチクルを
用いレジストとして上記アクリル系ArFエキシマレー
ザー用レジスト,ZAF001を塗布し、KrFエキシマレー
ザーステッパにも瞳フィルタ法を用いて、さらに4開口
照明法を適用することでレジスト膜厚4.5μm でレジ
ストパターン寸法、0.3μm を解像できた。
【0044】もちろん、4開口照明法の代わりに輪帯照
明法を適用してもよく、またレチクルを位相シフトマス
クとして、通常照明法で露光しても良い。レジストのプ
リベークは115℃で、ポストエクスポージャーベーク
(PEB)は100℃で行い、現像液はNMD−3を用
いた。レジストとしてPMGIを用いる場合には、プリ
ベーク温度を170℃に高める必要がある。
明法を適用してもよく、またレチクルを位相シフトマス
クとして、通常照明法で露光しても良い。レジストのプ
リベークは115℃で、ポストエクスポージャーベーク
(PEB)は100℃で行い、現像液はNMD−3を用
いた。レジストとしてPMGIを用いる場合には、プリ
ベーク温度を170℃に高める必要がある。
【0045】このように形成したフレームを用いて、記
録ヘッドは、Ni44Fe56を電解めっきによって形成す
ることで記録トラック幅0.3μm の磁気ヘッドが作製
できた。
録ヘッドは、Ni44Fe56を電解めっきによって形成す
ることで記録トラック幅0.3μm の磁気ヘッドが作製
できた。
【0046】再生ヘッドの作製に用いたトラック部分が
ラインアンドスペースとなっているレチクルの概略図を
示す(但し、図の拡大倍率は均一ではない)。このパタ
ーンのハーフトーンのレチクルを用い、レジストも記録
ヘッド同様ZAF001を適用し、KrFエキシマレーザース
テッパに4開口照明法を適用することでレジスト膜厚
1.2μm でレジストパターン寸法、0.2μm を解像
可能であった。もちろん記録ヘッドの場合と同様に、4
開口照明法の代わりに輪帯照明法を適用してもよく、ま
たレチクルを位相シフトマスクとして、通常照明法で露
光しても良い。
ラインアンドスペースとなっているレチクルの概略図を
示す(但し、図の拡大倍率は均一ではない)。このパタ
ーンのハーフトーンのレチクルを用い、レジストも記録
ヘッド同様ZAF001を適用し、KrFエキシマレーザース
テッパに4開口照明法を適用することでレジスト膜厚
1.2μm でレジストパターン寸法、0.2μm を解像
可能であった。もちろん記録ヘッドの場合と同様に、4
開口照明法の代わりに輪帯照明法を適用してもよく、ま
たレチクルを位相シフトマスクとして、通常照明法で露
光しても良い。
【0047】レジストのプリベークは115℃で、ポス
トエクスポージャーベーク(PEB)は100℃で行い、
現像液はNMD−3を用いた。レジストとしてこのレジ
ストパターンを用いた再生ヘッドは、SF6ガスのリア
クティブイオンエッチング(RIE)によりTaをエッ
チングすることによって再生トラック幅0.2μmを得
ることができた。これらの記録ヘッドと再生ヘッドを搭
載することにより、面記録密度15Gbit/in2の磁気デ
ィスク装置を作製できた。
トエクスポージャーベーク(PEB)は100℃で行い、
現像液はNMD−3を用いた。レジストとしてこのレジ
ストパターンを用いた再生ヘッドは、SF6ガスのリア
クティブイオンエッチング(RIE)によりTaをエッ
チングすることによって再生トラック幅0.2μmを得
ることができた。これらの記録ヘッドと再生ヘッドを搭
載することにより、面記録密度15Gbit/in2の磁気デ
ィスク装置を作製できた。
【0048】
【発明の効果】レチクルのトラック幅を決定する部分を
ラインアンドスペースとし、超解像技術を用いることに
より、パターンの解像度と焦点深度を向上できるため、
厚膜レジストでも0.5μm 以下のパターン形成が可能
となり、0.5μm 以下のトラック幅をもつ薄膜磁気ヘ
ッドが形成可能となる。その薄膜磁気ヘッドを用いるこ
とにより面記録密度7Gbit/in2以上の磁気ディスク装
置を作製できる。
ラインアンドスペースとし、超解像技術を用いることに
より、パターンの解像度と焦点深度を向上できるため、
厚膜レジストでも0.5μm 以下のパターン形成が可能
となり、0.5μm 以下のトラック幅をもつ薄膜磁気ヘ
ッドが形成可能となる。その薄膜磁気ヘッドを用いるこ
とにより面記録密度7Gbit/in2以上の磁気ディスク装
置を作製できる。
【図1】従来のレジストの透過率と波長の関係のグラフ
である。
である。
【図2】アクリルを主成分とするレジストの透過率と波
長の関係のグラフである。
長の関係のグラフである。
【図3】本発明の実施の形態における磁気ディスク装置
の概念の概略斜視図である(但し、拡大倍率は均一では
ない)。
の概念の概略斜視図である(但し、拡大倍率は均一では
ない)。
【図4】本発明の実施の形態における磁気ヘッドの概略
斜視図である(但し、拡大倍率は均一ではない)。
斜視図である(但し、拡大倍率は均一ではない)。
【図5】従来のレチクルにおける記録ヘッドの上部コア
用フレームパターンの概略断面図である(但し、拡大倍
率は均一ではない)。
用フレームパターンの概略断面図である(但し、拡大倍
率は均一ではない)。
【図6】本発明の実施の形態におけるレチクルの記録ヘ
ッドの上部コア用フレームパターンの概略断面図である
(但し、拡大倍率は均一ではない)。
ッドの上部コア用フレームパターンの概略断面図である
(但し、拡大倍率は均一ではない)。
【図7】本発明の実施の形態におけるレチクルの再生ヘ
ッドのトラック幅を決定するパターンの概略断面図であ
る(但し、拡大倍率は均一ではない)。
ッドのトラック幅を決定するパターンの概略断面図であ
る(但し、拡大倍率は均一ではない)。
1…磁気ディスク、2…支持体、3…磁気ヘッド、4…
磁化信号、5…巨大磁気抵抗効果膜、6…電極、7…磁
気コア、8…絶縁膜、9…導体コイル、10…下部シー
ルド、11…上部シールド。
磁化信号、5…巨大磁気抵抗効果膜、6…電極、7…磁
気コア、8…絶縁膜、9…導体コイル、10…下部シー
ルド、11…上部シールド。
Claims (14)
- 【請求項1】面記録密度が7Gbit/in2以上の磁気ディ
スク装置において、再生に巨大磁気抵抗効果を用いた再
生ヘッドを有し、記録ヘッドのトラック幅をフレームめ
っき法によって決定する薄膜磁気ヘッドの該記録ヘッド
の該トラック幅が0.5μm以下である薄膜磁気ヘッド
を搭載することを特徴とする薄膜磁気ヘッドを搭載した
磁気ディスク装置。 - 【請求項2】前記フレームめっき法に用いるフレームを
露光するレチクルのトラック幅を決定する部分がライン
アンドスペースになっていることを特徴とする請求項1
記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項3】前記ラインアンドスペースとなっているレ
チクルを用いて、輪帯照明法または4開口照明法を用い
て露光することを特徴とする請求項1又は2記載の薄膜
磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項4】前記ラインアンドスペースとなっているレ
チクルが、ハーフトーンマスクとなっていることを特徴
とする請求項1から3のいずれか1項記載の薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法。 - 【請求項5】前記ラインアンドスペースとなっているレ
チクルが位相シフトマスクであることを特徴とする請求
項1又は2記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項6】前記フレーム用レジストとしてアクリル系
レジストまたはポリジメチルグルタルイミド(PMG
I)のうち1種以上を用いることを特徴とする請求項1
から5のいずれか1項記載の薄膜磁気ヘッドの製造方
法。 - 【請求項7】前記ラインアンドスペースとなっているレ
チクルを用いた露光において、投影レンズに瞳フィルタ
を用いることを特徴とする請求項1から6のいずれか1
項記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項8】面記録密度が7Gbit/in2以上の磁気ディ
スク装置において、再生ヘッドのトラック幅が0.4μ
m 以下である薄膜磁気ヘッドを搭載することを特徴と
する磁気ディスク装置。 - 【請求項9】前記再生ヘッドの製造において、レジスト
の露光に用いるレチクルの前記トラック幅を決定する部
分がラインアンドスペースになっていることを特徴とす
る請求項9記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項10】前記ラインアンドスペースとなっている
レチクルを用いて、輪帯照明法または4開口照明法を用
いて露光することを特徴とする請求項8又は9記載の薄
膜磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項11】前記ラインアンドスペースとなっている
レチクルが、ハーフトーンマスクとなっていることを特
徴とする請求項8から10のいずれか1項記載の薄膜磁
気ヘッドの製造方法。 - 【請求項12】前記ラインアンドスペースとなっている
レチクルが位相シフトマスクであることを特徴とする請
求項8又は9記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項13】前記フレーム用レジストとしてアクリル
系レジストまたはポリジメチルグルタルイミド(PMG
I)のうち1種以上を用いることを特徴とする請求項8
から12のいずれか1項記載の薄膜磁気ヘッドの製造方
法。 - 【請求項14】前記ラインアンドスペースとなっている
レチクルを用いた露光において、投影レンズに瞳フィル
タを用いることを特徴とする請求項8から13のいずれ
か1項記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9713998A JPH11296822A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 薄膜磁気ヘッドの製造方法及びそれを搭載した磁気ディスク装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9713998A JPH11296822A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 薄膜磁気ヘッドの製造方法及びそれを搭載した磁気ディスク装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11296822A true JPH11296822A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14184245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9713998A Pending JPH11296822A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 薄膜磁気ヘッドの製造方法及びそれを搭載した磁気ディスク装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11296822A (ja) |
-
1998
- 1998-04-09 JP JP9713998A patent/JPH11296822A/ja active Pending
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