JP2001291213A - 薄膜磁気ヘッドおよび薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents
薄膜磁気ヘッドおよび薄膜磁気ヘッドの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応性エッチングを利用した薄膜磁気ヘッド
の記録ギャップ及び磁気コアの加工工程をより安定的
に、かつ効率的なものにすること。 【解決手段】 記録ギャップをＣＨＦ３またはＣＦ４と
Ａｒの混合ガスを用いた反応性エッチングで抜き、続い
て下部磁気コアをエッチングで形成するに際し、本発明
は上部磁気コア形成後、前記上部磁気コアとその周辺部
を除く基板表面を薄い金属膜で覆い、磁性層に対し非磁
性層のエッチングレートの大きな反応性エッチングを用
いて前記磁気コア周辺に露出する非磁性層を除去し、続
いて前記非磁性層に対し磁性層のエッチングレートの大
きなイオンビームエッチングにより、前記上部磁気コア
周辺に露出する下部磁気コア突合せ部の加工を行う。こ
の方法によりエッチング時に上部磁気コアや記録ギャッ
プ部への再付着の量が押さえられ、高効率で安定したト
ラック幅精度の加工が可能になる。
の記録ギャップ及び磁気コアの加工工程をより安定的
に、かつ効率的なものにすること。 【解決手段】 記録ギャップをＣＨＦ３またはＣＦ４と
Ａｒの混合ガスを用いた反応性エッチングで抜き、続い
て下部磁気コアをエッチングで形成するに際し、本発明
は上部磁気コア形成後、前記上部磁気コアとその周辺部
を除く基板表面を薄い金属膜で覆い、磁性層に対し非磁
性層のエッチングレートの大きな反応性エッチングを用
いて前記磁気コア周辺に露出する非磁性層を除去し、続
いて前記非磁性層に対し磁性層のエッチングレートの大
きなイオンビームエッチングにより、前記上部磁気コア
周辺に露出する下部磁気コア突合せ部の加工を行う。こ
の方法によりエッチング時に上部磁気コアや記録ギャッ
プ部への再付着の量が押さえられ、高効率で安定したト
ラック幅精度の加工が可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク装置に
用いられ、信号を記録再生するための薄膜磁気ヘッドと
その製造方法に係り、記録用磁気コアのトラック幅を高
精度に形成することを可能にする製造方法に関する。
用いられ、信号を記録再生するための薄膜磁気ヘッドと
その製造方法に係り、記録用磁気コアのトラック幅を高
精度に形成することを可能にする製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク装置に対して信号を記録再
生するために薄膜磁気ヘッドが広く使用されているが、
近年の高密度記録化にともない、記録トラック幅は１ミ
クロン以下に達しており、薄膜磁気ヘッドとしては特に
記録に寄与する磁気コアの形状を小型化高精度化するこ
とが要求されている。従来から用いられている薄膜磁気
ヘッドの構成例としては、その断面の概要を図２に示す
ように、基板２１上に絶縁層２２を形成した後、下部磁
気シールド２３、磁気抵抗効果素子２４、前記磁気抵抗
効果素子２４にセンス電流を流すための電極部２５、お
よび記録ヘッドの下部磁気コアを兼ねた上部磁気シール
ド２６とで構成される再生ヘッドを形成し、その上部に
下部磁気コア２６、記録ギャップ２８、上部磁気コア２
７および記録電流を流すためのコイル２９とで構成され
る記録ヘッドが形成されている。前記各部の隙間には絶
縁材３２が充填され、また磁気ディスクとの摺動面（Ａ
ＢＳ面）３０には保護膜３１が形成されている。ここで
トラック幅を規定する記録ヘッドの形状は図３に示すよ
うに、上部磁気コア２７と下部磁気コア２６の一部を所
定の幅Ｔに加工することにより形成される。
生するために薄膜磁気ヘッドが広く使用されているが、
近年の高密度記録化にともない、記録トラック幅は１ミ
クロン以下に達しており、薄膜磁気ヘッドとしては特に
記録に寄与する磁気コアの形状を小型化高精度化するこ
とが要求されている。従来から用いられている薄膜磁気
ヘッドの構成例としては、その断面の概要を図２に示す
ように、基板２１上に絶縁層２２を形成した後、下部磁
気シールド２３、磁気抵抗効果素子２４、前記磁気抵抗
効果素子２４にセンス電流を流すための電極部２５、お
よび記録ヘッドの下部磁気コアを兼ねた上部磁気シール
ド２６とで構成される再生ヘッドを形成し、その上部に
下部磁気コア２６、記録ギャップ２８、上部磁気コア２
７および記録電流を流すためのコイル２９とで構成され
る記録ヘッドが形成されている。前記各部の隙間には絶
縁材３２が充填され、また磁気ディスクとの摺動面（Ａ
ＢＳ面）３０には保護膜３１が形成されている。ここで
トラック幅を規定する記録ヘッドの形状は図３に示すよ
うに、上部磁気コア２７と下部磁気コア２６の一部を所
定の幅Ｔに加工することにより形成される。
【０００３】このような記録ヘッドの磁気コア形成方法
としては図４に示すプロセスが良く知られている。図４
ａに示すようにＡｌ2Ｏ3等よりなる絶縁層３３上に下部
磁気コアになるパーマロイ等の第１の磁性層３４と、記
録ギャップになるＡｌ2Ｏ3等の非磁性層３５を順次形成
し、さらに前記非磁性層３５上にシード層３６を形成す
る。続いて前記シード層３６上にトラック幅Ｔを規定す
るためのレジストパターン３７を形成した後、パーマロ
イ等の第２の磁性層３８、３９をメッキ形成する。ここ
でレジストパターン３７の間に形成される前記磁性層３
８は記録ヘッドの上部磁気コアに相当するもので、その
幅Ｔによりトラック幅が規定される。続いて前記レジス
トパターン３７を溶剤にて除去する。続いて、レジスト
パターン３７の底部にあったシード層３６を、イオンビ
ームエッチングにより除去する。次に図４ｂに示すよう
に上部磁気コアとなる磁性層３８をレジスト膜４０で保
護し、不要な磁性層３９およびその底部にあるシード層
３６をケミカルエッチングにより除去する。次にレジス
ト膜４０を除去した後図４ｃに示すように上部磁気コア
３８をマスクとし、イオンビームエッチング等により記
録トラックを形成する。イオンビーム４１によるエッチ
ング量は図４ｄに示すように下部磁気コアになる第１の
磁性層３４の一部に達する深さまでエッチングし、下部
磁気コアに突合わせ部４２を形成する。しかしながら上
記従来の記録ヘッドの磁気コア形成方法では、上部磁気
コア３８がマスクの役割を果たす際に、イオンビームに
より上部磁気コア３８が大きく削られるという課題があ
る。また、前記従来の記録ヘッドのトラック形成方法で
は、下部磁気コアの突き合わせ部４２の幅Ｔ１は上部磁
気コア３８の幅Ｔより大きくなりやすく、図４ｅに示す
ごとく上部磁気コア３８の幅Ｔと下部磁気コア突合わせ
部４２の幅Ｔ１を精度良く一致させることが難しいとい
う課題があった。また、イオンビーム４１によりシード
層３６や非磁性層３５あるいは磁性層３４をエッチング
する際に、図４ｆに示すように記録ギャップの両端部あ
るいは磁気コア側面に、前記エッチングされた部分から
飛来する不要な物質４３が再付着し、これらもトラック
幅精度を損なう原因になっていた。
としては図４に示すプロセスが良く知られている。図４
ａに示すようにＡｌ2Ｏ3等よりなる絶縁層３３上に下部
磁気コアになるパーマロイ等の第１の磁性層３４と、記
録ギャップになるＡｌ2Ｏ3等の非磁性層３５を順次形成
し、さらに前記非磁性層３５上にシード層３６を形成す
る。続いて前記シード層３６上にトラック幅Ｔを規定す
るためのレジストパターン３７を形成した後、パーマロ
イ等の第２の磁性層３８、３９をメッキ形成する。ここ
でレジストパターン３７の間に形成される前記磁性層３
８は記録ヘッドの上部磁気コアに相当するもので、その
幅Ｔによりトラック幅が規定される。続いて前記レジス
トパターン３７を溶剤にて除去する。続いて、レジスト
パターン３７の底部にあったシード層３６を、イオンビ
ームエッチングにより除去する。次に図４ｂに示すよう
に上部磁気コアとなる磁性層３８をレジスト膜４０で保
護し、不要な磁性層３９およびその底部にあるシード層
３６をケミカルエッチングにより除去する。次にレジス
ト膜４０を除去した後図４ｃに示すように上部磁気コア
３８をマスクとし、イオンビームエッチング等により記
録トラックを形成する。イオンビーム４１によるエッチ
ング量は図４ｄに示すように下部磁気コアになる第１の
磁性層３４の一部に達する深さまでエッチングし、下部
磁気コアに突合わせ部４２を形成する。しかしながら上
記従来の記録ヘッドの磁気コア形成方法では、上部磁気
コア３８がマスクの役割を果たす際に、イオンビームに
より上部磁気コア３８が大きく削られるという課題があ
る。また、前記従来の記録ヘッドのトラック形成方法で
は、下部磁気コアの突き合わせ部４２の幅Ｔ１は上部磁
気コア３８の幅Ｔより大きくなりやすく、図４ｅに示す
ごとく上部磁気コア３８の幅Ｔと下部磁気コア突合わせ
部４２の幅Ｔ１を精度良く一致させることが難しいとい
う課題があった。また、イオンビーム４１によりシード
層３６や非磁性層３５あるいは磁性層３４をエッチング
する際に、図４ｆに示すように記録ギャップの両端部あ
るいは磁気コア側面に、前記エッチングされた部分から
飛来する不要な物質４３が再付着し、これらもトラック
幅精度を損なう原因になっていた。
【０００４】上記課題に対し、記録コアとしては不要と
なる磁性層３９を残した状態で、上部磁気コア３８をマ
スクとして反応性イオンビームエッチング法を用い、シ
ード層３６、上部磁気コア３８周辺の非磁性層３５、下
部磁気コア３４の一部、のエッチングをおこなうプロセ
スも提案されている。磁性層３９を残した状態でエッチ
ングするため、この部分が上部コア付け根よりも一段高
くなり、この高い部分からの被エッチング物が上部コア
付け根へ付着しにくくなる。また、反応性イオンビーム
エッチングを使用するため、エッチング時の上部磁気コ
ア３８の摩耗量も小さくなる。前記改善された記録ヘッ
ドの磁気コア形成方法の例として、米国特許第５，８７
８，４８１号公報では次の方法が提案されている。図４
ａにおいて、下部磁気コアになる第１の磁性層３４をパ
ーマロイで、記録ギャップ層となる非磁性層３５をＡｌ
2Ｏ3で形成し、シード層３６を形成した後、上部磁気コ
ア３８の形状を規定するレジストパターン３７を形成す
る。次に前記レジストパターン３７が形成されたシード
層３６上にパーマロイよりなる第２の磁性層３８，３９
をメッキ法により形成する。続いて前記レジストパター
ン３７を除去し図５ａに示される構成のもとで、反応性
イオンビームエッチング法によりレジストパターン３７
の底部に露出するシード層３６、非磁性層３５、第１の
磁性層３４の一部をエッチング除去する。反応性イオン
ビームエッチング（ＲＩＢＥ）はＣＦ４ガスが使われて
おり、このＲＩＢＥによるＡｌ2Ｏ3とパーマロイのエッ
チング速度の比（エッチングレート）は２：１、上部磁
気コア３８および下部磁気コア３４を構成するパーマロ
イのエッチングレートは１：１とされている。しかしな
がらこの方法では図５ｂに示すように、基板面に対して
垂直、または垂直に近い方向からイオンビームを照射す
る場合は有効なエッチングがなされるが、斜め方向から
イオンビームを照射する場合には、前記磁性層３９に遮
られて上部磁気コア３８の付け根付近に入射し難くな
る。このことは、プロセス上大きな問題となる。なぜな
らば、エッチング中に上部磁気コア側壁に付着した物質
を除去するためには図５ｂのような垂直なビームではな
く、それに対して４０度から８０度程度傾けたビームの
使用が不可欠であるからである。エッチング途中で側壁
への付着物を除去しなければ、付着物もマスクの一部と
化すので、高精度の記録トラック形成は不可能である。
なる磁性層３９を残した状態で、上部磁気コア３８をマ
スクとして反応性イオンビームエッチング法を用い、シ
ード層３６、上部磁気コア３８周辺の非磁性層３５、下
部磁気コア３４の一部、のエッチングをおこなうプロセ
スも提案されている。磁性層３９を残した状態でエッチ
ングするため、この部分が上部コア付け根よりも一段高
くなり、この高い部分からの被エッチング物が上部コア
付け根へ付着しにくくなる。また、反応性イオンビーム
エッチングを使用するため、エッチング時の上部磁気コ
ア３８の摩耗量も小さくなる。前記改善された記録ヘッ
ドの磁気コア形成方法の例として、米国特許第５，８７
８，４８１号公報では次の方法が提案されている。図４
ａにおいて、下部磁気コアになる第１の磁性層３４をパ
ーマロイで、記録ギャップ層となる非磁性層３５をＡｌ
2Ｏ3で形成し、シード層３６を形成した後、上部磁気コ
ア３８の形状を規定するレジストパターン３７を形成す
る。次に前記レジストパターン３７が形成されたシード
層３６上にパーマロイよりなる第２の磁性層３８，３９
をメッキ法により形成する。続いて前記レジストパター
ン３７を除去し図５ａに示される構成のもとで、反応性
イオンビームエッチング法によりレジストパターン３７
の底部に露出するシード層３６、非磁性層３５、第１の
磁性層３４の一部をエッチング除去する。反応性イオン
ビームエッチング（ＲＩＢＥ）はＣＦ４ガスが使われて
おり、このＲＩＢＥによるＡｌ2Ｏ3とパーマロイのエッ
チング速度の比（エッチングレート）は２：１、上部磁
気コア３８および下部磁気コア３４を構成するパーマロ
イのエッチングレートは１：１とされている。しかしな
がらこの方法では図５ｂに示すように、基板面に対して
垂直、または垂直に近い方向からイオンビームを照射す
る場合は有効なエッチングがなされるが、斜め方向から
イオンビームを照射する場合には、前記磁性層３９に遮
られて上部磁気コア３８の付け根付近に入射し難くな
る。このことは、プロセス上大きな問題となる。なぜな
らば、エッチング中に上部磁気コア側壁に付着した物質
を除去するためには図５ｂのような垂直なビームではな
く、それに対して４０度から８０度程度傾けたビームの
使用が不可欠であるからである。エッチング途中で側壁
への付着物を除去しなければ、付着物もマスクの一部と
化すので、高精度の記録トラック形成は不可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の薄膜磁気
ヘッドにおける記録ヘッドのトラック幅形成方法では、
上部磁気コアと下部磁気コアの幅の一致が不安定で、高
精度でトラック幅を形成することが難かしいという課題
があった。また、イオンビームエッチング等によりトラ
ック幅を形成する過程で、ミリングにより飛散した物質
がトラック部側面に再付着し、これによりトラック幅精
度が損なわれたり、エッチング工程の効率が低下したり
するという課題もあった。
ヘッドにおける記録ヘッドのトラック幅形成方法では、
上部磁気コアと下部磁気コアの幅の一致が不安定で、高
精度でトラック幅を形成することが難かしいという課題
があった。また、イオンビームエッチング等によりトラ
ック幅を形成する過程で、ミリングにより飛散した物質
がトラック部側面に再付着し、これによりトラック幅精
度が損なわれたり、エッチング工程の効率が低下したり
するという課題もあった。
【０００６】本発明は前記図２、図３の構成よりなる薄
膜磁気ヘッドの製造方法に関するもので、前記従来の製
造方法における課題を解決し、記録ヘッドのトラック幅
精度を確保し、高密度記録に適する薄膜磁気ヘッドの製
造方法を提供することを目的とする。
膜磁気ヘッドの製造方法に関するもので、前記従来の製
造方法における課題を解決し、記録ヘッドのトラック幅
精度を確保し、高密度記録に適する薄膜磁気ヘッドの製
造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明では、磁気抵抗効果素子層とこの磁気抵抗効果
素子層に検出電流を与える主電極層とで構成される読み
出しヘッドと、前記読み出しヘッドの上部に絶縁層を介
して形成され、記録ヘッドのリーディング側コア機能と
読み出しヘッドの上部シールド機能とを兼ねた下部磁気
コア層と、前記下部磁気コア層と磁気ギャップを介して
対向する上部磁気コア層と、両磁気コア層に磁界を与え
るコイル層とで構成される記録ヘッドを有する薄膜磁気
ヘッドにおいて、前記読み出しヘッドが形成された基板
上に、絶縁層を介して下部磁気コア層となる第１の磁性
層と磁気ギャップを規定する非磁性層を順次形成する工
程と、前記非磁性層上に上部磁気コアの形状を規定する
第２の磁性層を形成する工程と、前記第２の磁性層およ
びその周辺を除く前記非磁性層上に第２の磁性層の厚み
より薄い金属層を形成する工程と、前記金属層を形成
後、前記第２の磁性層周辺に露出した前記非磁性層を選
択的に除去する工程と、前記第２の磁性層をマスクとし
て前記第１の磁性層を所定の深さにエッチングする工程
を有する磁気ヘッドの製造方法である。
に本発明では、磁気抵抗効果素子層とこの磁気抵抗効果
素子層に検出電流を与える主電極層とで構成される読み
出しヘッドと、前記読み出しヘッドの上部に絶縁層を介
して形成され、記録ヘッドのリーディング側コア機能と
読み出しヘッドの上部シールド機能とを兼ねた下部磁気
コア層と、前記下部磁気コア層と磁気ギャップを介して
対向する上部磁気コア層と、両磁気コア層に磁界を与え
るコイル層とで構成される記録ヘッドを有する薄膜磁気
ヘッドにおいて、前記読み出しヘッドが形成された基板
上に、絶縁層を介して下部磁気コア層となる第１の磁性
層と磁気ギャップを規定する非磁性層を順次形成する工
程と、前記非磁性層上に上部磁気コアの形状を規定する
第２の磁性層を形成する工程と、前記第２の磁性層およ
びその周辺を除く前記非磁性層上に第２の磁性層の厚み
より薄い金属層を形成する工程と、前記金属層を形成
後、前記第２の磁性層周辺に露出した前記非磁性層を選
択的に除去する工程と、前記第２の磁性層をマスクとし
て前記第１の磁性層を所定の深さにエッチングする工程
を有する磁気ヘッドの製造方法である。
【０００８】この製造方法による記録トラックの形成方
法は、先ず上部磁気コアのトラック幅をフレームメッキ
法により形成する。続いてフレームレジストを溶剤で除
去し、それにより露出したシード層部分をイオンビーム
エッチングにより除去する。次に、上部磁気コアにあた
るメッキ部とその周辺をレジストで保護した後、不要な
メッキ部をケミカルエッチングにより除去する。続いて
基板全面に上部磁気コアよりも薄い金属膜を成膜し、そ
の後に前記レジストを除去（リフトオフ工法）すれば、
レジストにより保護されていた上部磁気コアおよびその
周辺の非磁性層は露出した状態になり、それ以外の部分
に薄い金属膜が形成される。この後、非磁性層のエッチ
ング速度が前記金属薄膜層のエッチング速度より大きい
反応性エッチングをおこなう。これにより、上部磁気コ
ア周辺部に露出する非磁性層がエッチングされる。この
工程でトラック幅精度を保った状態で記録ギャップが形
成され、また、エッチングされる非磁性層は上部磁気コ
ア周辺部のみに限られるためその体積は僅かであり、エ
ッチング時に磁気コア側面への再付着はほとんど生じな
い。周囲の金属膜もエッチングされるがその速度は遅
く、しかも上部磁気コア付け根より一段高い位置にある
ため、周囲の金属膜から上部コア付け根に再付着する物
質量は少ない。また、前記金属膜の厚みを上部磁気コア
よりも十分薄くすれば、斜め方向からのビーム入射に対
しても妨げになることはない。次に磁性材を選択的にエ
ッチングする方法で上部磁気コアをマスクとして上部磁
気コア周辺に露出する第１の磁性層を所定の深さにエッ
チングすることで、下部磁気コアのトラック突合わせ部
を形成する。この時も前記金属層の厚みが薄いため除去
される金属層の体積は少なく、磁気コア側面への再付着
は抑えられる。また前記金属層の下に存在する非磁性層
も同時にエッチングされるが、そのエッチング速度は遅
く、また上部磁気コア付け根よりも一段高い構造となっ
ているため、上部磁気コア付け根への再付着の量は従来
法よりも極めて少なくなる。このような方法により、下
部磁気コアの幅を前記上部磁気コアの幅と同一に形成す
ることが可能になるものである。
法は、先ず上部磁気コアのトラック幅をフレームメッキ
法により形成する。続いてフレームレジストを溶剤で除
去し、それにより露出したシード層部分をイオンビーム
エッチングにより除去する。次に、上部磁気コアにあた
るメッキ部とその周辺をレジストで保護した後、不要な
メッキ部をケミカルエッチングにより除去する。続いて
基板全面に上部磁気コアよりも薄い金属膜を成膜し、そ
の後に前記レジストを除去（リフトオフ工法）すれば、
レジストにより保護されていた上部磁気コアおよびその
周辺の非磁性層は露出した状態になり、それ以外の部分
に薄い金属膜が形成される。この後、非磁性層のエッチ
ング速度が前記金属薄膜層のエッチング速度より大きい
反応性エッチングをおこなう。これにより、上部磁気コ
ア周辺部に露出する非磁性層がエッチングされる。この
工程でトラック幅精度を保った状態で記録ギャップが形
成され、また、エッチングされる非磁性層は上部磁気コ
ア周辺部のみに限られるためその体積は僅かであり、エ
ッチング時に磁気コア側面への再付着はほとんど生じな
い。周囲の金属膜もエッチングされるがその速度は遅
く、しかも上部磁気コア付け根より一段高い位置にある
ため、周囲の金属膜から上部コア付け根に再付着する物
質量は少ない。また、前記金属膜の厚みを上部磁気コア
よりも十分薄くすれば、斜め方向からのビーム入射に対
しても妨げになることはない。次に磁性材を選択的にエ
ッチングする方法で上部磁気コアをマスクとして上部磁
気コア周辺に露出する第１の磁性層を所定の深さにエッ
チングすることで、下部磁気コアのトラック突合わせ部
を形成する。この時も前記金属層の厚みが薄いため除去
される金属層の体積は少なく、磁気コア側面への再付着
は抑えられる。また前記金属層の下に存在する非磁性層
も同時にエッチングされるが、そのエッチング速度は遅
く、また上部磁気コア付け根よりも一段高い構造となっ
ているため、上部磁気コア付け根への再付着の量は従来
法よりも極めて少なくなる。このような方法により、下
部磁気コアの幅を前記上部磁気コアの幅と同一に形成す
ることが可能になるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、磁気抵抗効果素子層とこの磁気抵抗効果素子層に検
出電流を与える主電極層とで構成される読み出しヘッド
と、前記読み出しヘッドの上部に絶縁層を介して形成さ
れ、記録ヘッドのリーディング側磁気コア機能と読み出
しヘッドの上部磁気シールド機能とを兼ねた下部磁気コ
ア層と、前記下部磁気コア層と磁気ギャップを介して対
向する上部磁気コア層と、両磁気コア層に磁界を与える
コイル層とで構成される記録ヘッドを有する薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法であって、前記再生ヘッドが形成された
基板上に絶縁層を介して下部磁気コア層となる第１の磁
性層と磁気ギャップを規定する非磁性層を順次形成する
工程と、前記非磁性層上に上部磁気コアの形状を規定す
る第２の磁性層を形成する工程と、前記第２の磁性層お
よびその周辺を除く前記非磁性層上に前記第2の磁性層
よりも薄い金属層を形成する工程と、前記金属層を形成
後、前記第２の磁性層周辺に露出した前記非磁性層を除
去する工程と、前記第２の磁性層をマスクとして、前記
第1の磁性層を所定の深さにエッチングする工程を含む
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法であり、さ
らに、前記第2の磁性層周辺に露出した非磁性層を除去
するに際し、前記金属層に対し非磁性層のエッチングレ
ートが大なる反応性エッチングを用いること、さらに、
前記第２の磁性層をマスクとして前記第1の磁性層を所
定の深さにエッチングするに際し、前記非磁性層に対し
磁性層のエッチングレートが大なるイオンビームエッチ
ングを用いることを特徴とするものであり、薄膜磁気ヘ
ッドにおける記録ヘッドのトラック幅を高精度に作製で
きるという作用を有している。
は、磁気抵抗効果素子層とこの磁気抵抗効果素子層に検
出電流を与える主電極層とで構成される読み出しヘッド
と、前記読み出しヘッドの上部に絶縁層を介して形成さ
れ、記録ヘッドのリーディング側磁気コア機能と読み出
しヘッドの上部磁気シールド機能とを兼ねた下部磁気コ
ア層と、前記下部磁気コア層と磁気ギャップを介して対
向する上部磁気コア層と、両磁気コア層に磁界を与える
コイル層とで構成される記録ヘッドを有する薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法であって、前記再生ヘッドが形成された
基板上に絶縁層を介して下部磁気コア層となる第１の磁
性層と磁気ギャップを規定する非磁性層を順次形成する
工程と、前記非磁性層上に上部磁気コアの形状を規定す
る第２の磁性層を形成する工程と、前記第２の磁性層お
よびその周辺を除く前記非磁性層上に前記第2の磁性層
よりも薄い金属層を形成する工程と、前記金属層を形成
後、前記第２の磁性層周辺に露出した前記非磁性層を除
去する工程と、前記第２の磁性層をマスクとして、前記
第1の磁性層を所定の深さにエッチングする工程を含む
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法であり、さ
らに、前記第2の磁性層周辺に露出した非磁性層を除去
するに際し、前記金属層に対し非磁性層のエッチングレ
ートが大なる反応性エッチングを用いること、さらに、
前記第２の磁性層をマスクとして前記第1の磁性層を所
定の深さにエッチングするに際し、前記非磁性層に対し
磁性層のエッチングレートが大なるイオンビームエッチ
ングを用いることを特徴とするものであり、薄膜磁気ヘ
ッドにおける記録ヘッドのトラック幅を高精度に作製で
きるという作用を有している。
【００１０】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００１１】（実施の形態１）本発明の薄膜磁気ヘッド
は図２、図３で説明した構成をとるものである。磁気抵
抗効果素子２４及びその両端に接続され、前記磁気抵抗
効果素子２４にセンス電流を流すための電極部２５が形
成された基板上に、図１ａに示すごとくＡｌ2Ｏ3よりな
る絶縁層１を３０ｎｍの厚さに形成する。（図１におい
ては前記基板は図示せず）。続いてパーマロイよりなる
第１の磁性層２を厚さ４μmに、記録ヘッドの磁気ギャ
ップとなるＡｌ2Ｏ3よりなる非磁性層３を厚さ０．２μ
ｍにスパッタ法により順次形成した。次に記録電流を流
すためのコイル２９を形成し（図示せず）、前記非磁性
層３上にパーマロイよりなるシード層４を厚さ０．１μ
ｍに形成した。次に前記シード層４上に上部磁気コアの
形状を規定するフォトレジストの微小パターン５をフォ
トリソグラフの手法を用いて形成し、続いて前記シード
層４上にメッキ法によりパーマロイよりなる第２の磁性
層６ａ、６ｂを厚さ４μｍに形成した。ここでレジスト
パターン５に挟まれた部分の磁性層６ａが上部磁気コア
になるもので、その幅Ｔが記録ヘッドのトラック幅をな
すものであり、レジストパターン５の両サイドに位置す
る磁性層６ｂは不要な部分である。本実施例では上部磁
気コアのトラック幅Ｔは０．５μｍで作製した。次にレ
ジストパターン５を除去した後、レジストパターン５の
底部にあるシード層４ａをイオンミリングにより除去し
た。次に図１ｂに示すごとく、前記レジストパターン５
およびレジストパターン底部のシード層４ａが除去され
た基板全面にレジスト膜８を塗布し、さらに図１ｃに示
すごとく、フォトリソグラフの手法を用い前記レジスト
膜８により上部磁気コアとなるべき第２の磁性層６ａを
覆った後、不要な磁性層６ｂおよびその底部にあるシー
ド層４ｂをケミカルエッチング、イオンミリング等の方
法を用いて除去した。前記工程を経て残された第二の磁
性層６ａが上部磁気コア７を構成するもので、前記磁気
コア７のトラック幅は０．５μｍに作製された。次に図
１ｄに示すごとく前記基板表面にスパッター法を用いて
パーマロイよりなる金属層１０を厚さ０．１μｍに形成
した後、リフトオフにより上部磁気コア７の周囲にある
レジスト膜８および金属層１１を除去した。上記工程を
経て出来あがった基板は図１ｅに示されるように、厚さ
０．２μｍの非磁性層３上にトラック幅０．５μｍ、高
さ４μmの上部磁気コア７が形成され、その周辺部には
非磁性層３が露出した幅約２ミクロンの溝１２が形成さ
れ、それ以外の部分には厚さ０．１μｍの金属層１０が
形成されている。次に図１ｅの状態に出来あがった基板
に対しガス圧４×１０-4ＴｏｒｒでＣＨＦ３とＣＦ４の
合計が１０ｖｏｌ％以上となるＡｒとの混合ガスのプラ
ズマ中でイオンビーム１３を５分間照射し、基板表面を
エッチングした。前記混合ガスプラズマ中でのイオンビ
ームエッチングではＡｌ2Ｏ3のエッチングレートがパー
マロイに対して大きいため、パーマロイよりなる上部磁
気コア７および金属層１０が０．１μｍエッチングされ
る間に、溝１２底部に露出している厚み０．２μｍのＡ
ｌ2Ｏ3を完全に除去することができた。その結果、図1
ｆに示すごとく前記金属膜１０は除去されその下の非磁
性層３が露出し、また、上部磁気コア7周辺の非磁性層
も除去され、第１の磁性層が露出した状態が得られる。
次にイオンミリング装置内の前記ＣＨＦ３、ＣＦ４およ
びＡｒの混合ガスを排気し、新たにＡｒガスのみをガス
圧４×１０-4Ｔｏｒｒで導入し、Ａｒプラズマ中でイオ
ンビーム１５を前記基板表面に照射しイオンビームエッ
チングを行った。本プラズマ中ではパーマロイ磁性材の
エッチングレートはＡｌ2Ｏ3に対し約２倍程度大きく、
周辺の厚さ０．２μｍの非磁性層３がエッチングされる
間に、溝１４の底部に露出している第１の磁性層２を
０．５μｍエッチング除去することができた。ビームの
入射角は、まず垂直から１０度の入射をおこない、次
に、上部磁気コアおよび磁気ギャップ側壁への再付着物
を除去するため６０度で入射をおこなった。上部磁気コ
ア７近傍の周囲は、上部磁気コア付け根よりも高くなっ
ているが、この６０度入射のビームが記録トラック部に
入射する妨げになるほどではなかった。エッチング後の
状態は図１ｇで示され、上部磁気コア７の周辺に形成さ
れた新たな溝１６により、第１の磁性層２には上部磁気
コア７との突合わせ部１７が形成され、その幅は上部磁
気コア７とまったく同じ０．５μｍであった。上部磁気
コア７の上面は０．８μｍ削られてその高さは３．２μ
ｍになっていた。次に図１ｈに示すように基板全面にＡ
ｌ2Ｏ3をスパッタし、その表面１９を平坦化加工した。
なお、本実施例では、ケミカルエッチング時に上部磁気
コア７を保護する目的のレジストパターンを、そのまま
金属膜のリフトオフに利用したが、ケミカルエッチング
直後に上部磁気コア保護用レジストを除き、金属膜リフ
トオフ用のレジストパターンを改めて形成しても構わな
い。または、ケミカルエッチング直後に上部磁気コア保
護用レジストを除き、基板全面に金属膜を成膜した後
に、上部磁気コアおよびその周辺以外の部分をレジスト
で覆い、イオンミリングにて露出した部分の金属膜をエ
ッチングした後にレジストを取り除いて、所望の金属膜
を形成しても構わない。
は図２、図３で説明した構成をとるものである。磁気抵
抗効果素子２４及びその両端に接続され、前記磁気抵抗
効果素子２４にセンス電流を流すための電極部２５が形
成された基板上に、図１ａに示すごとくＡｌ2Ｏ3よりな
る絶縁層１を３０ｎｍの厚さに形成する。（図１におい
ては前記基板は図示せず）。続いてパーマロイよりなる
第１の磁性層２を厚さ４μmに、記録ヘッドの磁気ギャ
ップとなるＡｌ2Ｏ3よりなる非磁性層３を厚さ０．２μ
ｍにスパッタ法により順次形成した。次に記録電流を流
すためのコイル２９を形成し（図示せず）、前記非磁性
層３上にパーマロイよりなるシード層４を厚さ０．１μ
ｍに形成した。次に前記シード層４上に上部磁気コアの
形状を規定するフォトレジストの微小パターン５をフォ
トリソグラフの手法を用いて形成し、続いて前記シード
層４上にメッキ法によりパーマロイよりなる第２の磁性
層６ａ、６ｂを厚さ４μｍに形成した。ここでレジスト
パターン５に挟まれた部分の磁性層６ａが上部磁気コア
になるもので、その幅Ｔが記録ヘッドのトラック幅をな
すものであり、レジストパターン５の両サイドに位置す
る磁性層６ｂは不要な部分である。本実施例では上部磁
気コアのトラック幅Ｔは０．５μｍで作製した。次にレ
ジストパターン５を除去した後、レジストパターン５の
底部にあるシード層４ａをイオンミリングにより除去し
た。次に図１ｂに示すごとく、前記レジストパターン５
およびレジストパターン底部のシード層４ａが除去され
た基板全面にレジスト膜８を塗布し、さらに図１ｃに示
すごとく、フォトリソグラフの手法を用い前記レジスト
膜８により上部磁気コアとなるべき第２の磁性層６ａを
覆った後、不要な磁性層６ｂおよびその底部にあるシー
ド層４ｂをケミカルエッチング、イオンミリング等の方
法を用いて除去した。前記工程を経て残された第二の磁
性層６ａが上部磁気コア７を構成するもので、前記磁気
コア７のトラック幅は０．５μｍに作製された。次に図
１ｄに示すごとく前記基板表面にスパッター法を用いて
パーマロイよりなる金属層１０を厚さ０．１μｍに形成
した後、リフトオフにより上部磁気コア７の周囲にある
レジスト膜８および金属層１１を除去した。上記工程を
経て出来あがった基板は図１ｅに示されるように、厚さ
０．２μｍの非磁性層３上にトラック幅０．５μｍ、高
さ４μmの上部磁気コア７が形成され、その周辺部には
非磁性層３が露出した幅約２ミクロンの溝１２が形成さ
れ、それ以外の部分には厚さ０．１μｍの金属層１０が
形成されている。次に図１ｅの状態に出来あがった基板
に対しガス圧４×１０-4ＴｏｒｒでＣＨＦ３とＣＦ４の
合計が１０ｖｏｌ％以上となるＡｒとの混合ガスのプラ
ズマ中でイオンビーム１３を５分間照射し、基板表面を
エッチングした。前記混合ガスプラズマ中でのイオンビ
ームエッチングではＡｌ2Ｏ3のエッチングレートがパー
マロイに対して大きいため、パーマロイよりなる上部磁
気コア７および金属層１０が０．１μｍエッチングされ
る間に、溝１２底部に露出している厚み０．２μｍのＡ
ｌ2Ｏ3を完全に除去することができた。その結果、図1
ｆに示すごとく前記金属膜１０は除去されその下の非磁
性層３が露出し、また、上部磁気コア7周辺の非磁性層
も除去され、第１の磁性層が露出した状態が得られる。
次にイオンミリング装置内の前記ＣＨＦ３、ＣＦ４およ
びＡｒの混合ガスを排気し、新たにＡｒガスのみをガス
圧４×１０-4Ｔｏｒｒで導入し、Ａｒプラズマ中でイオ
ンビーム１５を前記基板表面に照射しイオンビームエッ
チングを行った。本プラズマ中ではパーマロイ磁性材の
エッチングレートはＡｌ2Ｏ3に対し約２倍程度大きく、
周辺の厚さ０．２μｍの非磁性層３がエッチングされる
間に、溝１４の底部に露出している第１の磁性層２を
０．５μｍエッチング除去することができた。ビームの
入射角は、まず垂直から１０度の入射をおこない、次
に、上部磁気コアおよび磁気ギャップ側壁への再付着物
を除去するため６０度で入射をおこなった。上部磁気コ
ア７近傍の周囲は、上部磁気コア付け根よりも高くなっ
ているが、この６０度入射のビームが記録トラック部に
入射する妨げになるほどではなかった。エッチング後の
状態は図１ｇで示され、上部磁気コア７の周辺に形成さ
れた新たな溝１６により、第１の磁性層２には上部磁気
コア７との突合わせ部１７が形成され、その幅は上部磁
気コア７とまったく同じ０．５μｍであった。上部磁気
コア７の上面は０．８μｍ削られてその高さは３．２μ
ｍになっていた。次に図１ｈに示すように基板全面にＡ
ｌ2Ｏ3をスパッタし、その表面１９を平坦化加工した。
なお、本実施例では、ケミカルエッチング時に上部磁気
コア７を保護する目的のレジストパターンを、そのまま
金属膜のリフトオフに利用したが、ケミカルエッチング
直後に上部磁気コア保護用レジストを除き、金属膜リフ
トオフ用のレジストパターンを改めて形成しても構わな
い。または、ケミカルエッチング直後に上部磁気コア保
護用レジストを除き、基板全面に金属膜を成膜した後
に、上部磁気コアおよびその周辺以外の部分をレジスト
で覆い、イオンミリングにて露出した部分の金属膜をエ
ッチングした後にレジストを取り除いて、所望の金属膜
を形成しても構わない。
【００１２】以上のように本実施の形態１によれば、上
部磁気コア７をマスクとしてＡｌ2Ｏ3を選択的にエッチ
ングする反応性イオンエッチングにより先ず上部磁気コ
ア周辺部のみに露出したＡｌ2Ｏ3を、次に磁性層を選択
的にエッチングするイオンビームエッチングにより、上
部磁気コア周辺部のみに露出した第１の磁性層をエッチ
ングして、下部磁気コアの突き合わせ部１７を形成する
ため、記録ヘッドのトラック幅を高効率、高精度、安定
的に作製することが可能になった。また、下部磁気コア
の突き合わせ部１７の形成にあたり、上部コアおよびそ
の近傍以外の周辺部が上部コア付け根よりも高い位置に
あるため、トラック部周辺へのエッチング時の再付着が
大幅に減少しこれもトラック幅を高効率で安定に作製す
ることに有効に作用した。
部磁気コア７をマスクとしてＡｌ2Ｏ3を選択的にエッチ
ングする反応性イオンエッチングにより先ず上部磁気コ
ア周辺部のみに露出したＡｌ2Ｏ3を、次に磁性層を選択
的にエッチングするイオンビームエッチングにより、上
部磁気コア周辺部のみに露出した第１の磁性層をエッチ
ングして、下部磁気コアの突き合わせ部１７を形成する
ため、記録ヘッドのトラック幅を高効率、高精度、安定
的に作製することが可能になった。また、下部磁気コア
の突き合わせ部１７の形成にあたり、上部コアおよびそ
の近傍以外の周辺部が上部コア付け根よりも高い位置に
あるため、トラック部周辺へのエッチング時の再付着が
大幅に減少しこれもトラック幅を高効率で安定に作製す
ることに有効に作用した。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明は、磁気抵抗効果型
薄膜磁気ヘッドにおいて記録ヘッドのトラック幅を効率
良く安定に作製することが可能になる。
薄膜磁気ヘッドにおいて記録ヘッドのトラック幅を効率
良く安定に作製することが可能になる。
【００１４】本発明の薄膜磁気ヘッド製造方法を用いる
ことにより、トラック幅安定性が向上し、生産工程での
歩留まりが改善され、また、スループットも上昇する。
ことにより、トラック幅安定性が向上し、生産工程での
歩留まりが改善され、また、スループットも上昇する。
【図１】本発明の実施の形態１を示す薄膜磁気ヘッド製
造工程図
造工程図
【図２】磁気抵抗効果型磁気ヘッドの構成例を示す断面
図
図
【図３】薄膜磁気ヘッドの記録ヘッド要部を示す斜視図
【図４】従来の薄膜磁気ヘッド製造工程を示す図
【図５】従来の薄膜磁気ヘッド製造工程を示す図
１ 絶縁層 ２ 下部磁気コア ３ 記録ギャップ層 ４，４ａ、４ｂ シード層 ５、３７ レジストパターン ６ａ、６ｂ 第2の磁性層 ７ 上部磁気コア ８、４０、４４ レジスト １０、１１ 金属層 １２、１４，１６ 溝 １３ 反応性エッチング １５、４１ イオンビームエッチング １７、４２ 突合せ部 １８ Ａｌ２Ｏ３保護層 １９ 平坦面 ２１ 基板 ２２ 絶縁層 ２３ 下部磁気シールド ２４ 磁気抵抗効果素子 ２５ 電極部 ２６ 上部磁気シールドを兼ねた下部磁気コア ２７ 上部磁気コア ２８ 記録ギャップ ２９ コイル ３０ ＡＢＳ面 ３１ 保護膜 ３２ 絶縁層 ３３ 絶縁層 ３４，３８，３９ 磁性層 ３５ 記録ギャップ層 ３６ シード層 ４３ 再付着物 ４５ 保護金属膜 Ｔ トラック幅 Ｔ１ 下部磁気コアのトラック幅
Claims (3)
- 【請求項１】 磁気抵抗効果素子層とこの磁気抵抗効果
素子層に検出電流を与える主電極層とで構成される読み
出しヘッドと、前記読み出しヘッドの上部に絶縁層を介
して形成され、記録ヘッドのリーディング側コア機能と
読み出しヘッドの上部シールド機能とを兼ねた下部磁気
コア層と、前記下部磁気コア層と磁気ギャップを介して
対向する上部磁気コア層と、両磁気コア層に磁界を与え
るコイル層とで構成される記録ヘッドを有する薄膜磁気
ヘッドの製造方法であって、前記読み出しヘッドが形成
された基板上に絶縁層を介して下部磁気コア層となる第
１の磁性層と磁気ギャップを規定する非磁性層を順次形
成する工程と、前記非磁性層上に上部磁気コアの形状を
規定する第２の磁性層を形成する工程と、前記第２の磁
性層およびその周辺を除く前記非磁性層上に第２の磁性
層よりも薄い金属層を形成する工程と、前記金属層を形
成後前記第２の磁性層周辺に露出した前記非磁性層を除
去する工程と、前記第２の磁性層をマスクとして前記第
１の磁性層を所定の深さにエッチングする工程とを含む
薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項２】 前記第１、第２の磁性層はパーマロイ、
Crの１種以上を含む合金であり、前記非磁性層はＡｌ2
Ｏ3またはＳｉＯ2であって、ＣＨＦ３またはＣＦ４もし
くはその混合ガスとＡｒよりなる反応性イオンビームエ
ッチングを用いて前記第２の磁性層周辺に露出する前記
非磁性層を除去し、続いて前記第２の磁性層をマスクと
してＡｒプラズマ中でイオンビームエッチングにより、
前記第１の磁性層を所定の深さにエッチングすることを
特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項３】 磁気抵抗効果素子層とこの磁気抵抗効果
素子層に検出電流を与える主電極層とで構成される読み
出しヘッドと、前記読み出しヘッドの上部に絶縁層を介
して形成され、記録ヘッドのリーディング側コア機能と
読み出しヘッドの上部シールド機能とを兼ねた下部磁気
コア層と、前記下部磁気コア層と磁気ギャップを介して
対向する上部磁気コア層と、両磁気コア層に磁界を与え
るコイル層とで構成される記録ヘッドを有する薄膜磁気
ヘッドであって、請求項１，２記載の製造方法を用いて
製造されたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000100293A JP3603739B2 (ja) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | 薄膜磁気ヘッドおよび薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000100293A JP3603739B2 (ja) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | 薄膜磁気ヘッドおよび薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001291213A true JP2001291213A (ja) | 2001-10-19 |
| JP3603739B2 JP3603739B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=18614517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000100293A Expired - Fee Related JP3603739B2 (ja) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | 薄膜磁気ヘッドおよび薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3603739B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112289924A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-01-29 | 歌尔微电子有限公司 | 磁传感器的制备方法 |
-
2000
- 2000-04-03 JP JP2000100293A patent/JP3603739B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112289924A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-01-29 | 歌尔微电子有限公司 | 磁传感器的制备方法 |
| CN112289924B (zh) * | 2020-11-05 | 2022-07-22 | 歌尔微电子有限公司 | 磁传感器的制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3603739B2 (ja) | 2004-12-22 |
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