JP2001028110A - 磁気抵抗効果ヘッドの製造方法と磁気抵抗効果ヘッド及びそれを用いた磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気抵抗効果ヘッドの製造方法と磁気抵抗効果ヘッド及びそれを用いた磁気ディスク装置

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JP2001028110A
JP2001028110A JP11199196A JP19919699A JP2001028110A JP 2001028110 A JP2001028110 A JP 2001028110A JP 11199196 A JP11199196 A JP 11199196A JP 19919699 A JP19919699 A JP 19919699A JP 2001028110 A JP2001028110 A JP 2001028110A
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film
pattern
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forming
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JP11199196A
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Hideki Yamazaki
秀樹 山崎
Atsuko Tanaka
温子 田中
Shinobu Sasaki
忍 佐々木
Matahiro Komuro
又洋 小室
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードヘッドのトラック幅加工に用いられる
部位の下層レジストをアンダーカットして中空形状のリ
フトオフパターンを形成して磁区制御膜及び電極膜を形
成すること。 【解決手段】 磁気抵抗効果ヘッドの製造方法であっ
て、下部ギャップ膜1上に磁気抵抗効果膜2を形成する
工程と、磁気抵抗効果膜上に下層レジスト5と上層レジ
スト6の2層レジストを形成する工程と、磁気抵抗効果
ヘッドのトラック幅に相当する幅Wを有した2層レジス
トパターンを形成する工程と、上層レジストとは材質を
異にする下層レジストにおけるトラック相当幅を溶解し
て下層レジスト中空部を形成してリフトオフパターンを
形成する工程(D)と、リフトオフパターンを用いて磁
気抵抗効果膜を所定形状に加工する工程(E)と、リフ
トオフパターンを用いて磁区制御膜と電極膜を成膜する
工程(F)と、を少なくとも備えたこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録装置、特
に磁気ディスク装置に用いられる磁気抵抗効果ヘッド
(巨大磁気抵抗効果ヘッドを含む)に関する。
【0002】
【従来の技術】基板上に、少なくとも下部シールド、下
部ギャップ、磁気抵抗効果素子、電極、上部ギャップ及
び薄膜磁気ヘッドの下部磁気コアを兼用する上部シール
ドを有する磁気抵抗効果ヘッドの製造方法として、従来
は、図3に示す様に、下部ギャップ1の上に、磁気抵抗
効果膜2を成膜する工程(図3の(A))、下層レジス
ト5及び上層レジスト6の2層のレジスト膜を塗布する
工程(図3の(B))、露光と現像法により、下層にア
ンダーカット部8と所定の幅の下層レジストパターン3
を有する2層のリフトオフパターン7を形成する工程
(図3の(C))、このリフトオフパターンをマスクに
磁気抵抗効果膜をイオンミリングする工程(図3の
(D))、磁区制御膜10,12及び電極膜11,13
を成膜する工程(図3の(E))、不要部3,4,1
2,13をリフトオフすることにより、磁区制御膜10
及び電極膜11を形成する工程(図3の(F))、によ
るものが知られている。
【0003】また、磁気抵抗効果ヘッドの製造方法とし
て、特許第2833579号公報には、単層レジストを
用いてトラック部がブリッジ形状のリフトオフパターン
を形成し、リフトオフ法により電極層を形成することが
記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
図3(C)のアンダーカット8の形成に関して、例え
ば、100nm程度のアンダーカット部の高さに対し、
リフトオフの際の電極膜等の入り込みによるアンダーカ
ット部のフェンス(ばり)の発生を抑制するためには、
アンダーカット量(片側、図3(C)のL)を0.05
μm以上とする必要がある。すなわち、アンダーカット
量Lが小さすぎると、電極膜の形成で例えば上層レジス
トの端部にまで電極膜の端が乗り上げることによりバリ
が発生する場合がある。
【0005】また、下層レジストパターンを残す場合、
上層レジストを支持するためにも、その幅は0.1μm
以上が好ましい。
【0006】従って、アンダーカット量の上限は、例え
ば、上層レジストパターンの幅(図3(C)のW)が
0.5μmの場合は0.2μm以下となる。下限0.0
5μm〜上限0.2μmのアンダーカット部を形成する
ための現像時間は、例えば、4〜5秒以下と短く、アン
ダーカット量のばらつきの制御が困難となってくる。
【0007】また、将来、高記録密度化が進むと、上層
レジストパターンの幅を小さくすると共に、アンダーカ
ット部の高さをより低くして電極膜等の入り込みをさら
に抑制する必要がある。因みに、図3(C)の上層レジ
ストの幅Wはトラック幅を決めるものである。リフトオ
フパターンの形成に単層レジストを用いた場合、アンダ
ーカット部の高さの変更は、材料の変更や、リフトオフ
パターンの全体の高さを変更したりする必要がある等、
一般に困難である。また、リフトオフパターン両端下部
のそりあがり等の問題がある。
【0008】即ち、レジストが単層の場合に、図3
(C)のようなリフトオフパターンを形成しようとする
と、アンダーカット部8の高さを精度良い寸法にするの
が困難であり、更に、アンダーカットされた底面が、水
平面ではなくて、端に向けてそり上がるような形状とな
ってしまい正確なWの幅を確保できない。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は主として次のような構成を採用する。
【0010】基板上に、下部シールド膜、下部ギャップ
膜、磁気抵抗効果膜、磁区制御膜、電極膜、上部ギャッ
プ膜、上部シールド膜を有する磁気抵抗効果ヘッドの製
造方法であって、前記基板上に下部シールド膜と下部ギ
ャップ膜を形成する工程と、前記下部ギャップ膜上に磁
気抵抗効果膜を形成する工程と、前記磁気抵抗効果膜上
に下層レジストと上層レジストの2層レジストを形成す
る工程と、磁気抵抗効果ヘッドのトラック幅に相当する
幅を有した前記2層レジストパターンを形成する工程
と、前記上層レジストとは材質を異にする下層レジスト
における前記トラック相当幅を溶解して下層レジスト中
空部を形成してリフトオフパターンを形成する工程と、
前記リフトオフパターンを用いて前記磁気抵抗効果膜を
所定形状に加工する工程と、前記リフトオフパターンを
用いて磁区制御膜と電極膜を成膜する工程と、前記磁区
制御膜と電極膜の不要部分を前記リフトオフパターンと
ともに除去する工程と、を備えた磁気抵抗効果ヘッドの
製造方法。
【0011】また、前記磁気抵抗効果ヘッドの製造方法
において、前記下層レジスト中空部のリフトオフパター
ン工程で、前記中空部の厚さを100nm以下とし、前
記リフトオフパターンを用いて磁区制御膜と電極膜を成
膜する工程で、磁気抵抗効果膜上面への電極膜の入り込
みを50nm以下とする磁気抵抗効果ヘッドの製造方
法。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る磁気抵抗
効果ヘッドの製造方法について、図1及び図2を用いて
以下説明する。図1は、本発明の実施形態に係る磁気抵
抗効果ヘッドの電極形成時に用いられるリフトオフパタ
ーンを示し、図2は、本発明の実施形態に係る磁気抵抗
効果ヘッドの磁区制御層及び電極膜を形成する工程を示
す図である。ここで、1は下部ギャップ、2,9は磁気
抵抗効果膜、3は下層レジストパターン、4は上層レジ
ストパターン、5は下層レジスト、6は上層レジスト、
10,12は磁区制御膜、11,13は電極膜、をそれ
ぞれ表す。
【0013】図1(a)は、前記リフトオフパターンの
トラック幅加工に用いられる部位付近の平面図、図1
(b)は図1(a)のA−A’線で切断した下部ギャッ
プ、磁気抵抗効果膜及びリフトオフパターンの断面図、
図1(c)はB−B’線で切断した下部ギャップ、磁気
抵抗効果膜及びリフトオフパターンの断面図である。
【0014】リードヘッドのトラック幅加工に用いられ
る部位のリフトオフパターンの断面は下層のアンダーカ
ット部が左右両側から貫通し、中空になっている。この
上層レジストパターン4は、図1(a)の領域B及び領
域D(中央部C以外の領域)に存在する下層レジストパ
ターン3によって支えられている。
【0015】図2は、本実施形態における磁気抵抗効果
ヘッドの製造方法を示す図である。まず、図示していな
いが、基板上にアルミナ等の絶縁膜(ベース膜)、下部
シールド膜を形成し、その上に、下部ギャップ1、磁気
抵抗効果膜2を順次成膜する。次に図2(B)に示す様
に、下層レジスト5、上層レジスト6を順次所定の膜厚
になる様塗布する。
【0016】次に図2(C)に示す様に、露光、1回目
の現像により、所定の幅を有する上層レジストパターン
4及び下層レジストパターン3を形成する。次に、図2
(D)に示す様に、下層レジストパターン3の溶解を行
い、アンダーカットを左右両側から貫通させる。この時
の溶解(現像)時間は、上層レジストパターン4の幅が
0.4μm程度の場合、30秒程度である。
【0017】次に、図2(E)に示す様に上層レジスト
パターン4を用いて磁気抵抗効果膜2のイオンミリング
を行う。次に図2(F)に示す様に、磁区制御膜10,
12及び電極膜11,13を成膜する。次に図2(G)
に示す様に、不要部4,12,13をリフトオフするこ
とにより、磁区制御膜10及び電極膜11を形成する。
【0018】そして、前記下層レジスト中空部のリフト
オフパターン工程で、前記中空部の厚さを100nm以
下とすることによって、前記リフトオフパターンを用い
て磁区制御膜と電極膜を成膜する工程での磁気抵抗効果
膜上面への電極膜の入り込み(リフトオフパターンの端
部からその中心部に向けての長さ寸法)を50nm以下
として、電極膜の短絡(図2(F)で左右からの電極膜
の繋がり)を未然に防止することができる。
【0019】また、2層レジストを用いて形成した、リ
ードヘッドのトラック幅加工に用いられる部位の下層レ
ジストのアンダーカット部が中空形状のリフトオフパタ
ーン形成工程において、下層レジストの厚さを100〜
200nmと設定することにより、前記リフトオフパタ
ーンをマスクにイオンミリング加工された磁気抵抗効果
膜上面へ電極膜を所定量入り込ませ、電極間隔を磁気抵
抗効果膜の上端幅より狭くして、実質的なトラック幅を
設定することもできる。すなわち、電極膜先端の間の間
隔で実質的なトラック幅が決まるので、下層レジストの
中空部の厚さを前述のような範囲内の適宜の値に設定す
ることでトラック幅を適宜に制御することができる。
【0020】以上説明したように、本発明の実施形態
は、次の示すような構成を有して、その構成に伴って次
のような機能乃至作用を奏するものを含むものである。
【0021】基板上に少なくとも下部シールド、下部ギ
ャップ、磁気抵抗効果素子、電極、上部ギャップ及び薄
膜磁気ヘッドの下部磁気コアを兼用する上部シールドを
有する磁気抵抗効果ヘッドの製造方法であって、リフト
オフパターンの形成には2層レジストを用い、アンダー
カット形成時の現像時間を例えば30秒程度と長くし、
トラック幅加工に用いられる部位のアンダーカットを左
右両側から貫通させ下層部が中空のブリッジ形状になる
様にする。
【0022】リフトオフパターンの形成に2層レジスト
を用いることにより、アンダーカットの高さは、下層レ
ジストの塗布膜厚で決定できるため、アンダーカットの
高さの変更は、塗布膜厚の変更で容易に行える。また、
リフトオフパターン両端下部のそりあがりなく形成でき
る。
【0023】リフトオフパターンのトラック幅加工に用
いられる部位を中空とすることにより、アンダーカット
形成時の現像時間を長くすることが可能で、アンダーカ
ット形成時の時間制御性をよくすることができる。
【0024】アンダーカットを両側から完全に貫通させ
てもアンダーカットの高さを所定の高さに調整したり、
磁気抵抗効果膜を所定のイオンミリング角度でイオンミ
リングすることにより、電極膜等のアンダーカット部へ
の入り込みを抑制できる。
【0025】また、リフトオフパターンが中空であって
も、中空であるのは、トラック幅加工に用いられる部位
のみであり、その他の部位は下層レジストパターンが存
在し、上層レジストパターンは、下層レジストパターン
によって支持されている。但し、このトラック幅加工に
用いられる部位の上層レジストパターン長さ(図1中の
L)が、上層レジストパターン幅(図1中のW)に対し
て長すぎると、長さ方向の中央部が垂れ下がり、リフト
オフパターン形状不良を起こし、リフトオフ不能とな
る。
【0026】そこで、トラック幅加工に用いられる部位
のリフトオフパターンのアスペクト比L/Wを15以
下、例えば、上層レジストパターン幅Wが0.4μmの
場合、長さLは6μm以下とすることにより、中央部の
垂れ下がり等の形状不良をなくすことができる。
【0027】
【発明の効果】リフトオフパターンに2層レジストを用
いることで、アンダーカットの高さの調整が容易に行
え、また、リフトオフパターン下端エッジ部のそりあが
り等の形状不良をなくすことができる。
【0028】前記リフトオフパターンのトラック幅加工
に用いられる部位を中空とすることで、制御性よくアン
ダーカット部を形成でき、0.5μm以下の狭トラック
幅加工に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る磁気抵抗効果型ヘッド
の磁区制御膜及び電極膜の形成時に用いるリフトオフパ
ターンを示す図である。
【図2】本発明の実施形態に係る磁気抵抗効果ヘッドの
磁区制御層及び電極膜を形成する工程を示す図である。
【図3】従来技術による磁気抵抗効果ヘッドの磁区制御
層及び電極膜の形成方法を示す図である。
【符号の説明】
1 下部ギャップ 2,9 磁気抵抗効果膜 3 下層レジストパターン 4 上層レジストパターン 5 下層レジスト 6 上層レジスト 7 リフトオフパターン 8 アンダーカット 10,12 磁区制御膜 11,13 電極膜
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 忍 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 小室 又洋 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 Fターム(参考) 2G017 AA01 AD55 AD65 5D034 BA04 BB08 DA07 5E049 AC00 AC05 BA12 CB01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に、下部シールド膜、下部ギャッ
    プ膜、磁気抵抗効果膜、磁区制御膜、電極膜、上部ギャ
    ップ膜、上部シールド膜を有する磁気抵抗効果ヘッドの
    製造方法であって、 前記基板上に下部シールド膜と下部ギャップ膜を形成す
    る工程と、 前記下部ギャップ膜上に磁気抵抗効果膜を形成する工程
    と、 前記磁気抵抗効果膜上に下層レジストと上層レジストの
    2層レジストを形成する工程と、 磁気抵抗効果ヘッドのトラック幅に相当する幅を有した
    前記2層レジストパターンを形成する工程と、 前記上層レジストとは材質を異にする下層レジストにお
    ける前記トラック相当幅を溶解して下層レジスト中空部
    を形成してリフトオフパターンを形成する工程と、 前記リフトオフパターンを用いて前記磁気抵抗効果膜を
    所定形状に加工する工程と、 前記リフトオフパターンを用いて磁区制御膜と電極膜を
    成膜する工程と、 前記磁区制御膜と電極膜の不要部分を前記リフトオフパ
    ターンとともに除去する工程と、を備えたことを特徴と
    する磁気抵抗効果ヘッドの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の磁気抵抗効果ヘッドの
    製造方法において、 前記下層レジスト中空部のリフトオフパターン工程で、
    前記中空部における長さLと前記幅Wとの比であるL/
    Wが15以下であることを特徴とする磁気抵抗効果ヘッ
    ドの製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の磁気抵抗効果ヘッドの
    製造方法において、 前記下層レジスト中空部のリフトオフパターン工程で、
    前記中空部の厚さを100nm以下とし、 前記リフトオフパターンを用いて磁区制御膜と電極膜を
    成膜する工程で、磁気抵抗効果膜上面への電極膜の入り
    込みを50nm以下とすることを特徴とする磁気抵抗効
    果ヘッドの製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1、2又は3に記載の磁気抵抗効
    果ヘッドの製造方法によって製造された磁気抵抗効果ヘ
    ッド。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の磁気抵抗効果ヘッドを
    用いた磁気ディスク装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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