在数据转换器读头中形成极尖的方法以及读/写头技术

一种用于磁阻或巨型磁阻读写头中顶极尖宽度控制的顶表面成像技术，在改进的多维控制的工序中采用一多层结构形成厚光致抗蚀剂。为此，用改进的分辨率来为相对厚的上光致抗蚀剂层构图，然后，用上光致抗蚀剂层作为反应离子蚀剂掩模形成中间金属或陶瓷层，接着，在第二ＲＩＥ工序中，用中间层作为蚀刻掩模形成最底下的厚光致抗蚀剂层。结果，可获得亚微米极尖宽，它具有高外形比和垂直轮廓，以及改进的临界尺寸控制。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及下述美国专利中介绍的技术No.5,485,334“带有改进的Barkhausen噪声消除的磁阻器件和方法”；No.5,532,892“带有使用共面永久磁铁薄膜稳定的天然磁通闭合设计的软邻接层偏压磁阻器件”；No.5,573,809“形成磁阻器件的工序”；No.5,608,593“定型自转阀形磁阻转换器以及制造具有域稳定技术的这种磁阻转换器的方法”；No.5,634,260“制造带有改进的Barkhausen噪声消除的磁阻器件的方法”；No.5,637,235“定型自转阀形磁阻转换器以及制造具有域稳定技术的这种磁阻转换器的方法”；No.5,639,509“形成磁通增强磁铁数据转换器的工序”；No.5,654,854“带有凹形反应区以通过获得基本单磁性域状态来减少Barkhausen噪声的纵向偏压磁阻转换器”；No.5,658,469“形成用于薄膜器件处理和制造的凹光致抗蚀剂发射轮廓”；和No.5,668,688“平面垂直自转阀型磁阻转换器”。这里引用它们作为参考。本专利技术涉及磁阻(“MR”，magnetoresistive)和巨型磁阻(“GMR”，giantmagnetoresistive)读/写头，更具体地说，本专利技术涉及磁阻读写头处理过程中用于顶极尖宽度控制的顶表面成像技术。目前，在用于读/写头的写转换器部分的顶极尖的成形及其临界尺寸(“CD”)控制方面的主要变化在于薄膜“MR”和“GMR”头处理。随着对增加磁盘驱动器存储容量要求的日益增强，使得面积记录密度需要增加到20,000到35,000轨/英寸(“TPI”)或更大，未来一代的读写头的轨宽度将明显减小，同时还要保持高的轨高度，以满足操作要求。因此，这些约束意味着读写头的顶极尖的临界尺寸必须在0.3-0.8微米(μm)的亚微米范围之内。然而，使用目前的光刻技术和分档器，很难构图成这么窄的极尖宽度并提供高外形比和垂直轮廓，同时，还要保持由于厚度为6.0-10.0μm的传统厚光致抗蚀剂图案的分辩率的原因而引起的高临界尺寸控制。虽然传统的工序可以和一滑块水平极剪切一起使用，作为获得亚微米写轨宽度的一种方法，可是这种操作的成本明显升高，并且有可能导致对相关MR和/或GMR读传感器的损坏。根据本专利技术的技术，介绍了一种用于顶极尖宽度控制的顶表面成像技术，其中，在获得更一步改进的多维控制的工序过程中采用一多层结构来形成厚光致抗蚀剂。为此，用进一步改进的分辩率来为相对厚的上光致抗蚀剂层构图，然后，用上光致抗蚀剂层作为反应离子蚀剂(“RIE”)掩模来形成中间金属或陶瓷层，接着，在第二RIE工序中，用中间层作为蚀刻掩模来形成最底下的厚光致抗蚀剂层。结果，可以获得一进一步改进的亚微米极尖宽，它具有高的外形比和垂直轮廓，以及改进的临界尺寸控制。在操作过程中，本专利技术的技术允许扩展现有的分档器和工序技术，以超越传统的分辩率的限制，因为在传统的技术中，它会将厚光致抗蚀剂形成中的困难有效地传到相对薄的光致抗蚀剂的图案形成中。使用RIE工序来形成最终的临界尺寸。总之，本专利技术的技术提供了多种优点，包括允许亚微米极尖具有高外形比和垂直轮廓；运用传统的分档器和改进的临界尺寸控制。另外，在本专利技术的技术中，为了临界图案的形成采用相对薄的构图光致抗蚀剂层，接着进行反应离子蚀刻操作，以准确地通过中间层和下置厚光致抗蚀剂层将图案从上表面传送，允许它通过仅暴露上面薄光致抗蚀剂层来有效地为厚光致抗蚀剂层构图。构图的薄光致抗蚀剂层和中间层以及下置厚光致抗蚀剂层一起提供了改进的音轨宽度控制，同时它还扩展了现有分档器技术的使用寿命。本专利技术技术还提供了较大的读头设计灵活性，因为它不需要严的工序要求来获得理想的音轨高度。具体地说，这里提供了用于形成数据转换器写头的方法，和用该工序制造的读/写头的上极，该方法包括提供一基底；在上述基底上形成一第一光致抗蚀剂层；在上述第一光致抗蚀剂层上形成一中间层；在上述中间层上形成一第二光致抗蚀剂层，上述第二光致抗蚀剂层比上述第一光致抗蚀剂层薄；为上述第二光致抗蚀剂层构图，以在其中形成一开口；用上述开口作为掩模，蚀刻上述中间层；用上述中间层作为另一掩模，通过上述开口进一步蚀刻上述第一光致抗蚀剂层；在上述第一光致抗蚀剂层中蚀刻的上述开口中形成上述极尖；和去除上述第一和第二光致抗蚀剂层和上述中间层，以暴露上述极尖。另外，本专利技术还介绍了一种用于计算机海量存储器的读/写头，其中，上极是通过下面步骤制成的；为上述第二相对薄的光致抗蚀剂层构图，以在其中提供一通向上述中间层的开口；在上述通向上述间隙层的开口内，蚀刻上述中间层和上述第一相对厚的光致抗蚀剂；在上述第一相对厚的光致抗蚀剂层内的上述开口中形成上述上极；去除上述第一相对厚的和第二相对薄的光致抗蚀剂层和中间层。下面将参考附图，对本专利技术优选实施例进行详细描述。本专利技术的上述和其它特征和目标以及实现它们的方式将会更加明显，而且可以更好地理解本专利技术，其中；附图说明图1A是一MR或GMR工序基底部分的简化侧面立剖图，基底上沉积有1000-2000厚度的籽层；图1B是图1A所示结构的样品剖视图，示出了应用第一光致抗蚀剂层在NIFE籽层上覆盖相当厚的涂层(约为8.0μm-10.0μm)；图1C是图1B所示结构的样品剖视图，示出了在第一光致抗蚀剂层沉积厚度约为0.5μm-2.0μm的中间金属或陶瓷层；图1D是图1C所示结构的样品剖视图，示出了在中间金属层上沉积厚度约为0.25μm-1.0μm的第一光致抗蚀剂层；图1E是图1D所示结构的样品剖视图，示出了在第二光致抗蚀剂层初始构图中产生开口的过程；图1F是图1E所示结构的样品剖视图，示出了穿过形成于构图的第二光致抗蚀剂层和下置中间金属或陶瓷层的开口的第一反应离子蚀刻步骤；图1G是图1F所示结构的样品剖视图，示出了穿过形成于中间金属或陶瓷层和下置第一光致抗蚀剂层的开口的第二反应离子蚀刻步骤；图1H是图1G所示结构的样品剖视图，示出了对在第二光致抗蚀剂层，下置中间金属或陶瓷层和下置第一光致抗蚀剂层中形成的开口的顶极电镀NiFe材料。图1I是图1H所示结构的最终样品剖视图，显示了去掉第一和第二光致抗蚀剂层和中间金属或陶瓷层之后形成的最终的顶极；图2是一简单局部俯视图，示出了应用根据本专利技术的技术生产的读头构成一个可能的计算机海量存储设备的传统的磁盘驱动器。参考图1A，示出了MR或GMR写头基底10部分的侧面立剖图。基底10可包括，例如，氧化铝(Al2O3)或其它覆盖在写头(未显出)的底板上的适合的写头间隙层材料(厚度约为4000)或在上述美国专利中描述的各种类型的MR或GMR读头下面的共享屏蔽；一籽层12，例如镍铁(NiFe)或类似的磁极材料，沉积厚度在1000-2000之间。在另一实施例中，籽层12可包含，例如，相当高的磁动量材料，如铁氮化物(FeN)或钴镍铁(CoNiFe)。现在参考图1B，显示了图1A所示结构的样品剖视图，示出了应用第一光致抗蚀剂层在籽层12(为了清楚起见不再示出)上沉积相当厚的涂层，籽层在本专利技术技术中起着底层的作用。第一光致抗蚀剂层14沉积到约6.0μm-10.0μm的厚度。覆盖第一光致抗蚀剂层14后，在约为140℃-160℃适当温度下软烘。用于第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以在数据转换器读头中形成极尖的方法，包括： 提供一基底； 在上述基底上形成一第一光致抗蚀剂层； 在上述第一光致抗蚀剂层上形成一中间层； 在上述中间层上形成一第二光致抗蚀剂层，上述第二光致抗蚀剂层比上述第一光致抗蚀剂层薄； 为上述第二光致抗蚀剂层构图，以在其中形成一开口； 用上述开口作为掩模，蚀刻上述中间层； 用上述中间层作为另一掩模，通过上述开口进一步蚀刻上述第一光致抗蚀剂层； 在上述第一光致抗蚀剂层中蚀刻的上述开口中形成上述极尖；和 去除上述第一和第二光致抗蚀剂层和上述中间层，以暴露上述极尖。

【技术特征摘要】
US 1998-10-23 09/177,9011.一种用以在数据转换器读头中形成极尖的方法，包括提供一基底；在上述基底上形成一第一光致抗蚀剂层；在上述第一光致抗蚀剂层上形成一中间层；在上述中间层上形成一第二光致抗蚀剂层，上述第二光致抗蚀剂层比上述第一光致抗蚀剂层薄；为上述第二光致抗蚀剂层构图，以在其中形成一开口；用上述开口作为掩模，蚀刻上述中间层；用上述中间层作为另一掩模，通过上述开口进一步蚀刻上述第一光致抗蚀剂层；在上述第一光致抗蚀剂层中蚀刻的上述开口中形成上述极尖；和去除上述第一和第二光致抗蚀剂层和上述中间层，以暴露上述极尖。2.如权利要求1所述的方法，其中，上述提供上述基底这一步是通过提供一Al2O3间隙层来实现的。3.如权利要求1所述的方法，还包括在上述第一光致抗蚀剂下面的上述基底上沉积一籽层。4.如权利要求3所述的方法，其中，沉积上述籽层这一步是通过沉积厚度约为1000-2000的NiFe来实现的。5.如权利要求1所述的方法，其中，提供上述第一光致抗蚀剂层这一步是通过将光致抗蚀剂材料的厚度涂到6.0μm到10.0μm之间平实现的。6.如权利要求5所述的方法，其中，提供上述第一光致抗蚀剂层这一步还包括在约为140℃-160℃的温度下烘烤上述光致抗蚀剂材料。7.如权利要求1所述的方法，其中，提供上述中间层这一步包括在上述第一光致抗蚀剂层上沉积一金属或陶瓷。8.如权利要求7所述的方法，其中，上述沉积步骤是通过沉积厚度约为0.1μm到2.0μm的Al2O3来实现的。9.如权利要求1所述的方法，其中，提供上述第二光致抗蚀剂层这一步包括在上述中间层上涂厚度约为0.25μm到1.0μm之间的光致抗蚀剂材料。10.如权利要求1所述的方法，其中，蚀刻上述中间层这一步是通过使上述中间层蚀刻直至第一光致抗蚀剂层来实现的。11.如权利要求1所述的方法，其中，蚀刻上述第一光致抗蚀剂层是通过使上述第一光致抗蚀剂层蚀刻到上述基底来实现的。12.如权利要求1所述的方法，其中，上述形成上述极尖的步骤是通过在上述第一光致抗蚀剂层中的上述开口上镀上1.0μm到4.5μm厚的NiFe来实现的。13.如权利要求1所述的方法，其中，上述剥除步骤是通过上述极尖周围的上述第一和第二光致抗蚀剂层和上述中间层来实现的。14.一种用于计算机海量存储器的读/写头，包括一读传感器和一相应的写转换器，后者包括一带有上置间隙层的下极和一上述写转换器的相应上极，该上极由下面步骤制成在上述间隙层上沉积一籽层；在上述籽层上沉积一第一光致抗蚀剂层；在上述第一光致抗蚀剂层上沉积一中间层；在上述中间层上形成一第二光致抗蚀剂层，上述第二光致抗蚀剂层比上述第一光致抗蚀剂层薄；为上述第二光致抗蚀剂层构图，以在其中形成一开口；用上述开口作为掩模，蚀刻上述中间层；用上述中间层作为另一掩模，通过上述开口进一步蚀刻上述第一光致抗蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔J詹尼森，潘威，
申请(专利权)人：松下寿电子工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]