专利名称：电镀方法
技术领域：
本发明涉及电镀方法，更具体而言，涉及在磁头等的制造处理中使用 电镀种子层进行电镀的方法。
背景技术：
通过在由陶瓷衬底(Al2QrTiO衬底)组成的工件表面上、在彼此的 顶部上形成并图案化诸如磁性层和绝缘层之类的层，可以形成磁头。诸如 电解电镀或溅射之类的方法用作形成磁性层等的方法，其中当形成并图案 化诸如磁性层之类的导电层时通常使用电解电镀。电解电镀不限于磁头的 制造，在诸如树脂衬底之类的布线衬底的制造处理中形成布线图案时也通 常使用电解电镀。
当通过电解电镀形成诸如磁性层或铜层之类的导电层时，存在这样一 种方法，其首先在工件的表面上形成电镀种子层，然后在电镀种子层的表 面上形成磁性层或铜层，其中电镀种子层作为功率供应层。
图6是示出电镀方法的示意图，其中电镀种子层12设置在衬底10的 表面上，然后通过电解电镀在工件20的表面上进行电镀。就是说，工件 20浸入充有电镀液的电解槽中，负电极30的电镀触头定位成与工件20的 表面上形成的电镀种子层12接触，并通过在面对工件20布置的正电极40 和负电极30之间施加电场来进行电镀。
专利文献1:日本早期公开专利公布No.S59-23892
专利文献2:日本早期公开专利公布No.2005-17130
发明内容
通过将绝缘层夹在磁性层和导电层之间以使磁性层和导电层彼此电绝 缘来形成磁头或布线衬底。由此，电镀种子层通常与衬底电绝缘。图6用
于示出绝缘层14形成在衬底1Q和电镀种子层12之间的状态。
当使用电镀种子层12进行电解电镀时，尽管如果电镀种子层12的电 阻很低则不会有这样的问题，但是如果电镀种子层12的种子阻抗较大， 例如当电镀种子层12由诸如铁或钴之类的磁性材料形成时，在电镀种子 层12自身上产生电势差，导致在工件20的整个表面上，镀层的厚度变得 不均匀的问题。
图6示出这样的状态在电镀种子层12的表面处存在电势的波动， 使得在靠近负电极30的电镀触头30a的位置处，工件20的表面上的镀层 厚度较大，而在远离电镀触头30a、在工件20的中心处镀层厚度较小。电 镀种子层12的表面上的镀层厚度的这种波动导致产品精度较低以及制造 出产率较低的问题，并且由此在需要高精度的地方，对制造诸如磁头之类 的产品出现严重的问题。
此外，如图6所示，因为负电极30的电镀触头定位为与工件20的表 面上形成的电镀种子层12接触，并经由电镀种子层12和负电极30导电， 所以有必要在工件20的表面上提供可以与电镀触头接触的区域(例如在 工件20的边缘处)。这意味着减小了工件20的可以用于制造产品的有效 区域。
本发明被构思为解决上述的问题，并涉及使用电镀种子层且即使在电 镀种子层的阻挡相对较高时还能以均匀的厚度进行电镀的电镀方法。这样 的电镀方法增大了产品的形成精度，增加了产品的制造出产率，并还能增 加工件的有效使用的区域。
为了实现上述的目的，根据本发明在衬底上进行电镀的方法包括步 骤在由电阻制成的衬底上形成绝缘层，该绝缘层包含导电至衬底的导电 部件；在绝缘层上形成电镀种子层，该电镀种子层经由导电部件导电至衬 底；以及将电镀种子层作为功率供应层，在电镀种子层上形成镀膜。
导电层可以在衬底上形成图案以形成导电部件，绝缘层可以选择性地 形成在导电图案上。
此外，通过将负电极的电镀触头定位为与衬底的后表面接触来进行电 镀，可以使用工件的整个区域作为形成产品的区域。
此外，通过与工件上形成的产品的形成区域相对应地形成导电部件， 可以抑制电镀中电镀种子层的电势波动，使得可以形成均匀的镀层。注 意，表述"对应于产品的形成区域形成导电部件"包括两种情况在每个 形成区域上形成一个或多个导电部件的情况和在每个由多个形成区域组成 的组上形成一个或多个导电部件的情况。
根据本发明在衬底上进行电镀的另一种方法包括步骤在绝缘衬底上 形成绝缘层，该绝缘层包含导电部件，该导电部件导电至绝缘衬底的表面 上形成的电阻层；在绝缘层上形成电镀种子层，该电镀种子层经由导电部 件导电至电阻层；以及将电镀种子层作为功率供应层，在电镀种子层上形 成镀膜。
由于根据本发明的电镀方法，即使在电镀种子层的电阻率相对较高 时，通过经由导电部件在电镀种子层和由电阻组成的衬底之间导电或者通 过经由导电部件在电镀种子层和设置在衬底表面上的电阻层之间导电，可 以抑制电镀种子层的电势的波动，并使得镀层厚度均匀。通过这样做，可 以以高精度在衬底上形成导电部件等，并提高产品的制造出产率。
通过参考附图阅读并理解以下的详细描述，本发明的前述及其它目的 和优点对本领域技术人员来说将变得更加清晰。 附图中
图1是根据本发明第一实施例的电镀方法的示意图； 图2是用于说明导电部件形成在衬底上的状态的示意图； 图3A-3E是用于说明使用根据本发明的电镀方法在衬底上进行电镀处 理的示意图4是示出电镀方法的另一个示例的示意图； 图5是示出根据本发明第二实施例的电镀方法的示意图；和 图6是示出传统电镀方法的示意图。
具体实施例方式
以下将参考附图详细描述根据本发明的电镀方法的优选实施例。 第一实施例
图1所示的电镀方法与图6所示的传统电镀方法具有相同的设备构 造。就是说，该设备包括装有电镀触头30a的负电极30、面对工件22布 置的正电极40以及功率供应装置50，其中电镀触头30a定位成与设置在 衬底10的表面上的电镀种子层12接触。
根据本实施例的电镀方法的特征在于衬底IO上的电镀种子层12的构 造。就是说，在图6所示的传统电镀方法中，形成在工件20上的电镀种 子层12形成为与工件20的衬底10电绝缘，而根据本实施例，种子层12 被构造为与衬底IO积极地导电。
图1示出工件22的整体构造，并示出导电部件16如何均匀地分布在 衬底IO的整个表面上以在电镀种子层12和衬底IO之间导电，以及电镀种 子层12如何设置以与导电部件16导电。
以此方式，通过经由导电部件16电连接电镀种子层12至衬底10并用 具有相对低阻抗的电阻形成衬底10，可以经由衬底IO和导电部件16导电 至电镀种子层12。由此，当电镀触头30a定位为与电镀种子层12接触并 进行电解电镀时，整个电镀种子层12达到相同的电势，由此可以使得形 成在电镀种子层12的表面上的镀层厚度均匀。
就是说，由于根据本实施例的电镀方法，通过经由衬底10和导电部 件16电连接电镀种子层12至负电极30，可以有效地降低电镀种子层12 的种子阻抗。通过这样做，在电镀中可以减小电镀种子层12的表面处的 电势波动，并减小镀层厚度的波动。
在本实施例中，衬底IO需要是导体，使得可以经由衬底IO和导电部 件16导电至电镀种子层12。但是，因为衬底10比通过电镀形成的导电层 厚许多，所以衬底10仅需要具有一定程度的导电性。例如，用于制造磁 头的AlTiC的体积阻抗为大约3X1(T3 (Q.cm)，这使得可以通过经由导 电部件16导电至电镀种子层12来进行电解电镀。
当在衬底IO上形成导电部件16时，导电部件16可以形成在衬底10
的表面上合适的位置处。因为在制造磁头或其它电子部件时，大量的产品 通常制造在单个工件上，所以根据产品的各个形成区域的布置，可以在不
影响产品的区域中容易地形成导电部件16。
图2是用于说明磁头制造在衬底10上的示例的示意图。在衬底10 上，将形成磁头的元件区域A竖直且水平地布置，其中当切割衬底10时 每个用于产生滑块(slider)的切割区域形成在相邻的元件区域之间。由 此，通过在这样的剪切区域中形成导电部件16，可以形成导电部件16而 不影响产品。
以此方式，当制造大量产品时，可以对各个元件区域设置一个导电部 件16或者对多个元件区域的每个组设置一个导电部件16。当具有较高阻 抗的磁性层用作电镀种子层12时，导电部件16应当以较高的密度形成， 例如每个元件区域形成一个导电部件16。
图3A-3E示出当导电部件16形成在衬底IO上时层叠导电层的示例。
图3A示出以预定的图案在衬底IO上形成第一绝缘层11的状态。图 3A中由虚线示出的部分D示出切割区域，在稍后的处理中将在此处切割 衬底10。当图案化绝缘层11时，导电部件16a形成为与切割区域D对准 的图案。导电部件16a由磁性层组成，并电连接至衬底IO。
图3B示出在接下来的处理中绝缘层60已经形成在工件表面上的状 态。当形成绝缘层60时，形成抗蚀剂等来覆盖导电部件16a，使得导电部 件16a不会被绝缘层60覆盖。
图3C示出电镀种子层12已经形成在工件表面上的状态。通过诸如溅 射之类的干式处理或诸如无电铜镀之类的湿式处理来形成电镀种子层12。 因为导电部件16a的表面从绝缘层60暴露，所以电镀种子层12导电至衬 底IO上形成的所有导电部件16a。
图3D示出第二绝缘层13形成为图案的状态，其中电镀种子层12作 为电镀功率供应层。当图案化第二绝缘层13时，第二层的导电部件16b 形成为与导电部件16a对准。通过这样做，导电至衬底10的导电部件16 由导电部件16a和16b构造。
图3E示出进一步处理中的状态，其中绝缘层62形成在工件表面上，
并且研磨绝缘层62的表面，以从绝缘层62的表面暴露第二绝缘层13的表 面和导电部件16b的表面。在磁头的制造处理中，进行用绝缘层覆盖工件 表面然后研磨工件表面的处理。通过进行这样的研磨处理来暴露导电部件 16的表面，电镀种子层和导电部件16可以电连接，并且导电部件16可以 和形成为下一层的磁性层(导电层)电连接。
在磁头等的制造处理中，磁性层和/或导电层以及绝缘层形成有非常复 杂的结构。在图3A-3E中，为了容易理解示出了简化的构造。即使当导电 层和绝缘层以复杂的方式形成在彼此的顶部上时，制造的基本方法与图 3A-3E所示的处理相同，并且通过在考虑层之间的电连接的情况下形成导 电部件16，可以经由导电部件将各个层电连接至衬底和电镀种子层。
此外，前面描述的形成导电部件16的方法不限于磁头的制造处理， 而是可以以相同的方式用于常用电子部件中使用的多层布线衬底的制造处 理。
以此方式，当在衬底10上在彼此的顶部上形成绝缘层和磁性层或导 电层时，通过导电部件16和衬底IO进行导电，可以经由导电层16和衬底 10有效地抑制电镀种子层的电势波动，由此可以抑制镀层厚度的波动。通 过这样做，可以以高精度形成需要的图案，使得可以提高产品的质量并可 以抑制相同工件上的产品之间的波动，由此提高产品的出产率。
如图3D所示，通过在切割工件的切割区域中设置导电部件16，可以 避免对制造的产品引起负面影响。还具有可以制造产品而不改变传统衬底 10上的用于元件区域的布线规则的优点。
在上述的实施例中，为了抑制电镀种子层12的电势波动，前提是衬 底10由相当低阻抗的电阻形成。当衬底IO完全由绝缘体形成时，如图4 所示，有效的是使用下面的方法电阻膜18形成为电阻层来覆盖衬底10 的表面并经由导电部件16导电至电阻膜18。
在这种情况下，通过经由导电部件16导电至电镀种子层12和电阻膜 18，可以进行电镀而不使电镀种子层的电势产生波动。
注意，电阻膜18形成在衬底IO的表面上、在不影响产品的特性等的 范围内。
第二实施例
图5示出用于根据本发明的电镀方法的第二实施例的构造。该构造与 第一实施例中的构造的相同点在于构造布置在负电极侧上的工件，使得
经由形成在衬底10的表面上的导电部件16，在衬底IO和电镀种子层12 之间导电。注意，衬底IO形成为导电的电阻。
本实施例中的构造的特征在于用负电极的电镀触头32进行电镀，负 电极的电镀触头32电连接至电镀种子层12、与衬底10的后表面接触。
在传统的电镀设备中，如图1所示，负电极30的电镀触头30a定位为 与形成电镀种子层12的表面上的电镀种子层12直接接触，由此将电镀种 子层12定位在负电极电势处。另一方面，如本实施例中，当电镀触头32 布置在衬底10的后表面上时，可以使用整个衬底作为用于形成产品的区 域，这使得即使在使用相同尺寸的衬底时，可以增大衬底的使用区域。
注意，如本实施例中，尽管可以用布置在衬底10的后表面上的电镀 触头32进行电镀，但是这依赖于导电的衬底IO并依赖于从衬底IO经由导 电部件16至电镀种子层12的导电。如果如现有技术中，电镀种子层12与 衬底10电绝缘，则不能与本实施例中一样导电。此外，在本实施例中， 通过在衬底10的表面上均匀地布置导电部件16 (其电连接衬底IO和电镀 种子层12)，所以存在这样的优点可以防止在电解电镀处理中电镀种子 层12的电势分布的波动，由此可以使镀层厚度均匀。
当使用电镀种子层进行电镀时可以使用根据本发明的方法，并且不限 于电镀的工件类型。作为示例，在通过铜镀形成布线图案时、在通过磁性 镀形成磁性层时以及在接线端部分上进行保护层电镀(例如镍或金电镀) 时，可以应用该方法。工件的形状不限于盘状衬底，并且该方法可以用于 矩形布线衬底等。除了陶瓷衬底，该方法可以用于半导体晶片衬底、树脂 衬底等。
权利要求
1.一种用于在衬底上进行电镀的方法，包括步骤在由电阻制成的衬底上形成绝缘层，所述绝缘层包含导电至所述衬底的导电部件；在所述绝缘层上形成电镀种子层，所述电镀种子层经由所述导电部件导电至所述衬底；以及将所述电镀种子层作为功率供应层，在所述电镀种子层上形成镀膜。
2. 根据权利要求1所述的进行电镀的方法，其中导电层在所述衬底上形成图案以形成所述导电部件，并且所述绝 缘层选择性地形成在所述导电图案上。
3. 根据权利要求1所述的进行电镀的方法，其中通过将负电极的电镀触头定位为与所述衬底的后表面接触来进行 电镀。
4. 根据权利要求1所述的进行电镀的方法， 其中对应于工件上形成的产品的形成区域来形成所述导电部件。
5. —种用于在衬底上进行电镀的方法，包括步骤在绝缘衬底上形成绝缘层，所述绝缘层包含导电部件，所述导电部件导电至形成于所述绝缘衬底的表面上的电阻层；在所述绝缘层上形成电镀种子层，所述电镀种子层经由所述导电部件 导电至所述电阻层；以及将所述电镀种子层作为功率供应层，在所述电镀种子层上形成镀膜。
6. 根据权利要求5所述的进行电镀的方法，其中通过将负电极的电镀触头定位为与所述电阻层的后表面接触来进 行电镀。
7. 根据权利要求5所述的进行电镀的方法， 其中对应于工件上形成的产品的形成区域来形成所述导电部件。
全文摘要
即使在电镀种子层的阻抗相对较高时也能以均匀的厚度进行电解电镀，由此提高了产品的形成精度并提高产品的出产率。在衬底上进行电镀的方法中，绝缘层形成在由电阻制成的衬底上，绝缘层包含导电至衬底的导电部件，电镀种子层形成于绝缘层上，电镀种子层经由导电部件导电至衬底，并且将电镀种子层作为功率供应层，在电镀种子层上形成镀膜。
文档编号H01F41/26GK101096770SQ20061013819
公开日2008年1月2日 申请日期2006年11月16日 优先权日2006年6月30日
发明者加藤雅也, 河内康德, 良波睦男, 鹤田守 申请人:富士通株式会社