專利名稱：使金屬層構(gòu)成圖案的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)的薄膜磁頭，而更具體地講是涉及一種通過(guò)采用離子注入法來(lái)形成下磁極的改進(jìn)方法。
眾所周知，薄膜磁頭被廣泛用于讀取、記錄和/或擦除在磁帶或磁盤上的信號(hào)。

圖1所示為一個(gè)典型薄膜磁頭100的示意橫剖面圖。薄膜磁頭100包括一個(gè)形成在基底110上的第一磁層124，形成在第一磁層124頂部和基座110的上表面的一部分上的第二磁層126，沉積在第二磁層126的一部分上面的第一絕緣層134，由金屬導(dǎo)體制成并形成在第一絕緣層134上面的有圖案的線圈層140，覆蓋有圖案的線圈層140和第一絕緣層134的第二絕緣層138以及形成在第二絕緣層138上面的上磁極136，該上磁極還覆蓋第二磁層126的某些部分以及第一絕緣層134中未被第二絕緣層138覆蓋的部分，其中下磁極125由第一和第二磁層124，126組成。另外，由于第二磁層126具有一個(gè)圍繞第一磁層124之邊緣而形成的臺(tái)階，以后形成在它們上面的每一層也具有一個(gè)臺(tái)階，這樣就形成一個(gè)臺(tái)階區(qū)域142。
在圖2A至2F中，所提供的示意橫剖面圖說(shuō)明了一種在圖1中所示的基底110上面形成下磁極125的典型現(xiàn)有技術(shù)的方法。
構(gòu)成下磁極125的過(guò)程是從一個(gè)播種層(Seed layer)112的構(gòu)成開(kāi)始的，該層由金屬制成，通過(guò)采用如濺射這樣的技術(shù)形成在基底110上面。通過(guò)采用，例如，旋涂方法，將第一光刻膠層，如一種正型(positive type)光刻膠，沉積到播種層112的上面，然后，依照預(yù)先確定的構(gòu)型，使其部分116，118形成圖案，由此如圖2A所示，使播種層112的部分暴露出來(lái)。
在下一個(gè)步驟中，如圖2B所示，圖案部分116中的一部分122由一束光曝光。如圖2C所示，在播種層112上已暴露出來(lái)的部分上電鍍第一磁層124，然后如圖2D所示，通過(guò)采用適當(dāng)?shù)娘@影劑去除形成有圖案部分116中被曝光的部分122。
接著，如圖2E所示，在第一磁層124以及播種層112中由于去除被曝光部分122而未被覆蓋的那部分的上面電鍍第二磁層126。如圖2F所示，將形成圖案的部分118和120去除，然后，將所有不需要的第一和第二磁層和播種層都從基底110上去除。
在接下一步中，如圖1所示，在下磁極125和基底110中未被下磁極125所覆蓋的部分的上面沉積第一絕緣層134。第一絕緣層134所起的作用是作為下、上磁極125、136之間的間隔，其中第一絕緣層134的厚度在薄膜磁頭的性能中起到關(guān)鍵的作用，這是因?yàn)檩^窄的間隔可將磁場(chǎng)限制到磁帶上一個(gè)較小的部分，從而允許更多的磁信號(hào)被記錄在一個(gè)給定的磁帶長(zhǎng)度上。
上述方法的主要缺陷之一是要均勻并且細(xì)薄地在下磁極125上形成第一絕緣層134是困難的，這是因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)陡的臺(tái)階150，如在圖2F中用虛線圓圈所表示的。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種在用于HDD的磁頭中形成下磁極的方法，該下磁極的形狀可使在其上構(gòu)成薄絕緣層變得簡(jiǎn)便。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種形成下磁極的方法，該方法包括下列步驟(a)在基底上形成一磁層；(b)在磁層的上面上沉積一個(gè)掩模(Mask)層；(c)使用離子注入法在掩模層的上面形成一個(gè)離子注入層；(d)通過(guò)蝕刻掩模層的一部分而形成第一傾斜壁；(e)通過(guò)蝕刻掩模層的另一部分而形成第二傾斜壁，由此得到形成有圖案的掩模層；以及(f)使用離子磨削法(ion milling)，使磁層形成與形成有圖案之掩模層相同構(gòu)型的圖案，由此獲得下磁極。
從下面結(jié)合附圖所給出的對(duì)優(yōu)選實(shí)施方案的描述中，本發(fā)明的上述及其他目的和特征將變得顯而易見(jiàn)，其中圖1所示為一個(gè)常規(guī)薄膜磁頭的示意性橫剖圖；圖2A至2F所示的示意性橫剖圖說(shuō)明一種在圖1所示的薄膜磁頭中形成下磁極的典型現(xiàn)有技術(shù)方法；及圖3A至3F所提供的示意性橫剖圖說(shuō)明一種根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案來(lái)制造下磁極的方法。
參見(jiàn)圖3A至3F，所示的示意性橫剖圖說(shuō)明了制造一個(gè)用于根據(jù)本發(fā)明之薄膜磁頭的下磁極所涉及的步驟。
如圖3A所示，制造下磁極的過(guò)程從制造一個(gè)具有上表面之基底210開(kāi)始，該基底由一種非磁材料制成，比如SiO2或Al2O3，在其上面，通過(guò)比如蒸發(fā)法或者濺射法之方法形成播種層212。播種層212有一個(gè)底層和一個(gè)頂層，分別具有50-200埃的厚度，底層由鉻(Cr)或鈦(Ti)制成，而頂層由坡莫合金(permalloy)，比如鎳-鐵Ni-Fe制成。然后，在播種層212的上面電鍍一磁層214，該磁層的厚度位8-10μm且是由坡莫合金，例如鎳-鐵，制成的。
在磁層214的上面沉積一個(gè)由SiO2制成的掩模層216。優(yōu)選地，掩模層216的厚度比磁層214的厚度大，例如是9-20μm。
然后，使用離子注入法，在掩模層216的上部分形成離子注入層216a，該離子注入法包括用包含正離子的離子束轟擊掩模層216。換言之，如圖3A所示，掩模層216被分成離子注入層216a和未遭受離子注入損壞層216b，離子注入層216a位于未遭受損壞層216b之上。
通過(guò)采用比如旋涂法的方法，在離子注入層216a的上面形成光刻膠層218，且光刻膠層218的一部分220由一束光曝光，從而定義下磁極的一個(gè)尺寸。
在接下的步驟中，如圖3B所示，用顯影劑將光刻膠層218的一部分220去除，然后，用蝕刻劑將由于去除部分220而未被覆蓋的掩模層216部分地去除，由此獲得第一傾斜壁223。
光刻膠層218的剩余部分中的一部分222由一束光曝光，從而定義了下磁極的一個(gè)端部(tip)區(qū)域。在接下的步驟中，如圖3C所示，部分222通過(guò)采用顯影劑被去除，然后，用蝕刻劑將由于去除部分222而未被覆蓋的掩模層216部分地去除，由此獲得第二傾斜壁225，在此期間，由于去除部分220而未被覆蓋的掩模層216之其余部分也被去除，以此使磁層214的上表面被暴露出來(lái)，從而獲得一個(gè)形成有圖案的掩模層214。優(yōu)選的是，蝕刻劑可以是通過(guò)將氟化銨(NH4F)與氟化氫(HF)混合來(lái)制備的。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，在蝕刻期間，由于離子注入層之缺陷的存在，離子注入層216a要比未遭受損壞層216b對(duì)蝕刻劑更為敏感，導(dǎo)致更快的蝕刻率，反過(guò)來(lái)，這樣產(chǎn)生的第一和第二傾斜壁之傾斜度沒(méi)有當(dāng)磁層216中不具有離子注入層216a時(shí)產(chǎn)生的陡。
再參見(jiàn)圖3D，將形成有圖案的掩模層224之上面的光刻膠層218如所描述地剝除，其中，形成有圖案的掩模層224在磁層214形成圖案期間作為掩膜。
之后，使用干性蝕刻法，如離子磨削法，使磁層214形成下磁極226的圖案，該下磁極具有與形成有圖案的掩模層224相同的構(gòu)型，其中，如圖3E所示，下磁極226包括傾斜壁229和上表面230。
如圖3F所示，下磁極226中的傾斜壁229沒(méi)有通過(guò)使用常規(guī)方法所得到的陡，這就使得在其上形成薄且均勻的絕緣層228更為容易。
雖然僅針對(duì)優(yōu)選實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明和描述，但應(yīng)理解道，對(duì)本領(lǐng)域熟悉者來(lái)講，在不偏離在所附的權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明的精神和范圍的基礎(chǔ)上，還可以進(jìn)行其他修正和變動(dòng)。
權(quán)利要求
1.使一個(gè)形成在基底上的金屬層構(gòu)成圖案的方法，該方法包括以下步驟(a)在金屬層上形成一個(gè)形成有圖案的掩模層，該掩模層的形狀使得在其上容易形成薄膜；及(b)使該金屬層構(gòu)成一個(gè)與形成有圖案的掩模層相同構(gòu)型的圖案。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中，步驟(a)包括下列步驟(a1)在金屬層上沉積掩模層；(a2)使用離子注入法在掩模層上形成離子注入層；(a3)在離子注入層上形成光刻膠層；(a4)通過(guò)蝕刻掩模的一部分，形成第一傾斜壁；和(a5)通過(guò)蝕刻掩模層的另一部分，形成第二傾斜壁，由此獲得形成有圖案的掩模層。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中，金屬層是由磁性材料制成的。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中，磁性材料由坡莫合金制成。
5.如權(quán)利要求4的方法，其中，磁層具有8-10μm的厚度。
6.如權(quán)利要求2的方法，其中，掩模層由二氧化硅(SiO2)制成。
7.如權(quán)利要求2的方法，其中，掩模層是用蝕刻劑來(lái)蝕刻的，該蝕刻劑由氟化銨(NH4F)和氟化氫(HF)制成。
8.如權(quán)利要求2的方法，其中，掩模層具有9-20μm的厚度。
9.如權(quán)利要求1的方法，其中，金屬層采用離子磨削方法來(lái)構(gòu)成圖案的。
10.形成下磁極的方法，該方法包括下列步驟(a)在基底上形成磁層；(b)在磁層上面沉積掩模層；(c)使用離子注入法在掩模中形成離子注入層；(d)使用蝕刻劑，蝕刻掩模層的一部分，以形成第一傾斜壁；(e)使用蝕刻劑，蝕刻掩模層的另一部分，以形成第二傾斜壁，由此獲得形成有圖案的掩模層；及(f)使用離子磨削法，使磁層形成與形成有圖案的掩模層相同的構(gòu)型的圖案，以此獲得下磁極。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種在薄膜磁頭中形成下磁極的方法，該下磁極的形狀使在其上形成薄的絕緣層更為簡(jiǎn)便。該方法包括在基底上形成磁層；在磁層上面沉積掩模層；使用離子注入法在掩模中形成離子注入層；使用蝕刻劑，蝕刻掩模層的一部分，以形成第一傾斜壁；使用蝕刻劑，蝕刻掩模層的另一部分，以形成第二傾斜壁，由此獲得形成有圖案的掩模層；及使用離子磨削法，使磁層形成與形成有圖案的掩模層相同的構(gòu)型的圖案，以此獲得下磁極。
文檔編號(hào)C23F1/02GK1151574SQ9612011
公開(kāi)日1997年6月11日 申請(qǐng)日期1996年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月30日
發(fā)明者盧載遇 申請(qǐng)人:大宇電子株式會(huì)社