JPS61222010A - 平坦化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は凹凸を有する絶縁層の表面をイオンエツチング
を用いて平坦化する方法に関するものである。

（従来技術） 例えば薄膜磁気ヘッドにおいては上部磁極形成前に、コ
イル導体が凹凸を有するためにその上にスパッタリング
などで形成される絶縁層は下地であるコイル導体の凹凸
の影響を受けて凹凸に形成される。したがってその上に
スパッタリングなどで形成される磁性体（例えばセンダ
ストやアモルファス）も凹凸を有するものとなり、これ
により磁性体の透磁率が低下してしまい磁気ヘッドの記
録再生効率が低下する。そのため、通常この凹凸を除去
するために平坦化処理が行なわれる。

第３図（ａ）〜（ｅ）に示した工程は、従来から実施さ
れている薄ｍ磁気ヘッドの絶縁層を平坦化するための方
法である。すなわち基板４上にセンダストやアモルファ
スなどの磁性体をスパッタリングあるいは蒸着などして
下部磁性層３を形成する。さらにその上に５ｉＯｚなど
から成る第１絶縁層２を形成する。そしてその上にＣＵ
やＡ９Ｊなどからなる導体層を形成し、イオンエツチン
グなどを用いてコイル導体１を形成する（第３図（ａ）
）。そしてその上にＳｉＯ２などから成る第２絶縁層５
をスパッタリングあるいは蒸着などで形成する（第３図
（ｂ））。その後フォトレジスト６を第２絶縁層の段差
よりも十分厚く塗布しく第３図（Ｃ））、フォトレジス
ト６と第２絶縁層５のエツチング速度が同一となるイオ
ン入射角度（イオン入射角度とはイオンビームと試料面
の法線とで形成された角度を言う。）でエツチングをし
比較的平坦化された絶縁層５を得る（第３図（ｄ）第４
図）。なお、第４図は第３図（ｄ）の一部を拡大して示
す図である。この後、最終的には、この絶縁層５の上に
センダストやアモルファスなどから成る磁性体７をスパ
ッタリングや蒸着などにより形成する（第３図・（ｅ）
）Ｌかしながら、上記方法による平坦化ではパターンサ
イズにより凹凸量に差があり、大きいパターンではほと
んど平坦化されない。第５図はパターンサイズに対する
フォトレジスト塗布後の凹凸量を示したものである。こ
れは段差量２μｍ、パターン巾とスペースがそれぞれＷ
ｕｍの凹凸の上にフォトレジストを約８μｍ塗布した後
のフォトレジスト表面上の凹凸１ａを示したものである
。第５図から明らかなように下地の凹凸の緩和度はパタ
ーンサイズに依存し、パターンサイズが大きくなると平
坦度の緩和は全くなくなりエツチング後も絶縁層表面に
は依然として凹凸が存在する。

また平坦化エツチングを行なう場合、第６図に示すよう
に、Ｓ　ｔ　Ｏｚとフォトレジストが同一エツチング速
度となるイオン入射角度θは７５°である。このような
イオン入射角度θで平坦化エツチングを行なうと、この
角度θはフォトレジストの最大エツチング速度が得られ
るイオン入射角５５″よりも大きいため、フォトレジス
ト表面上の微少な不純物が核となってエツチングされた
フォトレジストがこの核に再付着したり、あるいはエツ
チングされたフォトレジストの拡散によりフォトレジス
ト表面に再付着、再重合する。この結果フォトレジスト
のエツチング中に突起物（８Ａ１８Ｂ）が形成される。

このような状態で絶縁層であるＳ！Ｏｚをエツチングし
てゆくと７オトレジストと５ｉ０２のエツチング速度が
等しいためフォトレジストの突起物が５ｉＯｚ上に転写
され、平坦化すべき絶縁層に無数の突起物が形成されて
しまい平坦化の効果が薄れるという問題がある。

（第４図） （発明の目的） 本発明は上記問題を解決するためになされたものであり
、パターンサイズに関係なく極めて良好な平滑面を得る
ことのできる平坦化方法を提供することを目的とするも
のである。

（発明の構成） 本発明の平坦化方法は、凸凹のある絶縁層表面にこの凸
凹と同じ厚みのフォトレジストを塗布し、該レジストを
バターニングして凹部をダミーレジストで埋め、該ダミ
ーレジストを熱処理し、その後ダミーレジストで埋めら
れた面上に上部レジストを塗布した後該レジストを熱処
理し、その後該レジスト表面からまずレジストの最大エ
ツチング速度が得られるイオン入射角よりも小さい角度
でエツチングし、次に前記レジストと前記絶縁層とのエ
ツチング速度が等しくなるイオン入射角でエツチングす
ることを特徴とするものである。

（実　施　例） 以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する
。

第１図は本発明による薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを
図す模式図である。例えば、ＷｊＩＩｌ磁気ヘッドにお
いては基板１４上にセンダストあるいはアモルファス等
をスパッタリングや蒸着により下部磁性層１３を形成し
、その後ＣｕやＡ９Ｊなどからなる導体層１１をスパッ
タリングや蒸着などで形成する（第１図（ａ））。さら
に、その上にＳｉＯ□などから成る絶縁層１５を同様の
手段を用いて形成する（第１図（ｂ））。この場合絶縁
層１５は下地導体コイルの凹凸の影響により凹凸を有す
る層となる。その後フォトレジスト１６を凹凸と同じ＾
さ分の厚さだけ塗布し、その後バターニングし凹部に７
オトレジスト１６を形成する（第１図（Ｃ））。さらに
このレジスト１６の上にまた上部レジスト１７を塗布す
るが、その際該レジスト１６が上部レジスト１７に溶解
するのを避けるため２００℃以上で熱処理をする。なお
この場合熱処理の温度が２００°未満であると上下レジ
ストが溶は合ってしまい凹部を埋める事が出来ず、レジ
ストによる平坦塗布が出来なくなる。

さらに、この上に上部レジスト１７を塗布し、ダミーレ
ジスト１６で生じている小さな凹部を埋める（第１図（
ｄ））。このとき上部レジスト１７の厚さは４μｍ以上
あればパターンサイズの大小に関係なく凹凸を平坦にす
る事が出来る。

この様にして形成された上部レジスト１７を１３０℃以
上で熱処理した後上部レジスト表面からまずイオミリン
グでイオン入射角度θが３０°より大きくて４５°より
も小さい角度でエツチングする（第１図（ｅ））。ここ
で１３０℃以上で熱処理する理由はフォトレジストが１
３０℃より低い温度での熱処理では、フォトレジストの
熱分解が完全に進行せず、そのためイオンミリングでエ
ツチングした際エツチングの速い部分と遅い部分とが混
在する形となり、このまま平坦化エツチングを進めてゆ
くとレジスト中に凹凸が発生してしまい、この凹凸がそ
のままＳ　ｔ　Ｏｚである絶縁層１５に転写されて平坦
化の効果がなくなるためである。

また、イオン入射角度θを３０°よりも大きく、４５°
よりも小さい角度でエツチングするのは以下の理由によ
る。すなわち、第２図に示すようにイオン入射角度θが
比較的小さい角度、例えば２０°においてはフォトレジ
ストは深さ約０．８μｍ、直径約１０μｍ程度の円錐状
の凹みとなり、イオン入射角度θが大きくなるにつれて
円錐状の凹みの深さは次第に浅くなり、イオン入射角度
θが例えば３５°では凹みの深さは約０．２μｍ程度と
なる。またイオン入射角度θが４５°では凹凸の両方が
存在し、４５°以上の角度においては、はとんどが高さ
約２μｍ直径１０μｍ程度の円錐状の凸部となる。しか
もこの凸部は長時間エツチングした場合においてのみ発
生し、数十分のエツチング時間では、はとんど凸状の発
生は見られない。

したがってまず、３０’より大きく４５°より小さいイ
オン入射角度θで数時間エツチングし、次にＳｆＯｇと
レジストのエツチング速度が同一となるイオン入射角度
θ７５°で数十分エツチングする。この後、スパッタリ
ングや蒸着などによりセンダストあるいはアモルファス
磁性体層１８を形成する（第１図（ｆ））。

なお、上述した実施例においては本発明を１ｌｌｌ磁気
ヘツドに応用した場合について説明しているが、本発明
を半導体その他平坦化が必要であるデバイスに応用して
も同様な効果を得ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の平坦化方法によれば、第１
段階の平坦化エツチングによりフォトレシスト表面上の
凸凹を極めて浅い凹部とし、その後第２段階の平坦化エ
ツチングによりフォトレジストと絶縁層を同一速度でエ
ツチングするようにしているから、エツチングされた絶
縁層は、凹凸のパターンサイズによらず、また突起物が
存在しない平滑な面が得られる。

さらに、この様に完全平坦化された絶縁層の上にスパッ
タリングや蒸着などにより形成されたセンダストあるい
はアモルファス磁性体は凹凸量が゛　０．５μｍ以内に
押えられるため、磁性体の透磁率の低下がない。このた
めヘッドの記録再生効率が向上するという顕著な効果を
奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを
示す図、 第２図は、イオン入射角度と突起物の大きさを示す図、
第３図は従来の薄膜磁気ヘッドの加工プロセスを示す図
、第４図は第３図（ｄ）の部分拡大図、第５図は凹凸量
２μｍの際のパターンサイズとレジスト塗布後の凹凸口
を示談図、第６図は５ｆＯｚとフォトレジストのエツチ
ング速度のイオン入射角依存性を示す図である。 １１・・・コイル導体　　１２・・・絶縁層１３・・・
下部磁性層　　１４・・・基　板１５・・・絶　縁　層
　　１６・・・フォトレジスト１７・・・上部レジスト 第１図 第２図 イれ八４す角度ｅｃ１） 第４図 ｊＩ６図 イオシ入委り角度　ｅａ電） ｊＩ３図 第５図 ノークーン中よ−ｗ　　　　　（ＪＪＩＴＩ）　　　　
　　（Ｗ）ハ・クーン関鐸−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電体等により凹凸が生じている表面に、平坦化
   されるべき絶縁層を形成する工程と、該絶縁層上に前記
   凹凸と略等しい厚みのフォトレジストを塗布し、該レジ
   ストをパターニングして前記絶縁層表面に出現した凹部
   をダミーレジストで埋め、該ダミーレジストを熱処理す
   る工程と、ダミーレジストで埋められた前記絶縁層表面
   上に上部レジストを塗布して該上部レジストを熱処理す
   る工程と、該上部レジストを表面から該上部レジストの
   最大エッチング速度が得られるイオンビーム入射角より
   も小さい角度でエッチングした後、前記レジストと前記
   絶縁層とのエッチング速度が等しくなるイオン入射角で
   エッチングする工程とから成る平坦化方法。
2. （２）前記絶縁層をＳｉＯ＿２で形成し、凹凸を埋める
   前記レジストのダミーパターンを２００℃以上で熱処理
   し、次に、上部レジストを１．３０℃以上で熱処理し、
   次にイオン入射角度が３０°よりも大きく４５°よりも
   小さいイオン入射角度でイオンミリングし、最後にイオ
   ン入射角度７５°でイオンミリングする工程を有する特
   許請求の範囲第１項記載の平坦化方法。