JP2004009243A

JP2004009243A - 研磨方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法及び薄膜磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2004009243A
Application number: JP2002168302A
Authority: JP
Inventors: Tomoyasu Murakami; 村上　友康; Kyo Otsuka; 大塚　巨
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】薄膜磁気ヘッドの製造方法において、研磨により磁性合金膜と絶縁層を平坦化して磁性合金膜の表面を露出させる際に、それぞれの膜が隣接する部分で段差を生じる。このため、上記段差部で上層の金属層との短絡したり、上層配線の断線、上層金属のエッチング除去残りによる同一層間の短絡などの問題が発生する。
【解決手段】所定の形状に加工された磁性合金膜と磁性合金膜の少なくとも一面に接している非磁性材料からなる絶縁部材とを同一平面を有するように平面研磨加工により平坦化する工程において、研磨剤に過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）を添加して研磨することにより、磁性合金膜と絶縁部材の研磨速度を同じにして、段差のない平坦な面を形成する。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬質のセラミックスと磁性合金とを面一に研磨して段差の少ない平面性の良好な平面を実現するための研磨方法に関する。
本発明は、特に、研磨方法を利用して、磁気記録媒体に対して高密度の記録・再生を行う薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記憶装置に使用される薄膜磁気ヘッドは、薄膜技術を使用して再生用磁気ヘッドと記録用磁気ヘッドとが一体に形成されたものがある。その例として、再生用磁気ヘッドには、磁気抵抗効果素子が利用され、記録用ヘッドには、巻線コイルにより誘導型の薄膜磁気素子を利用したものがあり、再生ヘッドと記録ヘッドとは積層されている。
【０００３】
このような磁気ヘッドの例を図１３と図１４に示してあるが、再生用磁気ヘッド部１３２は、基板上に、軟磁性材料で成膜された下部磁気シールド層５１が形成され、その上に、非磁性絶縁材料を用いて下部ギャップ絶縁層８１と、多層構造の磁気抵抗効果素子部９２とが形成されている。
【０００４】
この再生系では、下部磁気シールド層５１は、パーマロイ、Ｃｏ系アモルファス磁性膜又はＦｅ系合金磁性膜等が利用され、他方の下部ギャップ絶縁層８１は、セラミック質の非磁性絶縁材料、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム又は二酸化シリコンが用いられる。
【０００５】
磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）部９２の左右両側端部には、ＣｏＰｔ合金等の材料で縦バイアス層１０１が形成されている。縦バイアス層１０１の上面であって、ＧＭＲ素子部９２の両側の一部に電気的に接するように１対の電極リード層１０２が銅など導電材料により形成されている。
【０００６】
電極リード層１０２とＧＭＲ素子部９２の露出した上面側には、非磁性絶縁材料を用いて上部ギャップ絶縁層１１１が成膜され、上部ギャップ絶縁層１１１の上面に、軟磁性材料を用いて共通磁気シールド層１２１が成膜形成され、これらの積層体が再生用ヘッド部１３２を構成している。記録用ヘッド部２０３は、上記の共通磁気シールド層１２１上に形成され、共通磁気シールド層１２１上に、記録ギャップ層１４１を介して、上部磁極チップ部１４２が軟磁性材料を用いて成膜形成されている。上部磁極１４２は、記録ギャップ層１４１を介して共通磁気シールド層１２１に対向し、且つ、他の部分で共通磁気シールド層１２１に接しており、共通磁気シールド層１２１と上部磁極１４２から絶縁材（図示せず）を介して絶縁された巻線コイル１８１が配設されて、上部磁極１４２と共通磁気シールド層１２１との間の記録ギャップ層１４１により、磁気誘導型の記録用ヘッドが形成されている。
【０００７】
このようにして、共通磁気シールド層１２１は、薄膜磁気抵抗効果型の再生用ヘッド部１３２における磁気シールド体と、誘導型の薄膜磁気記録用ヘッド部２０３の下部側の磁極とを兼ねている。
【０００８】
このような薄膜磁気ヘッドを製造する過程には、図１４に示すように、下部ギャップ絶縁層８１を成膜する前に、基板上に磁性合金から下部磁気シールド層５１をパターン化して形成し、その下部磁気シールド層の上側を含めて絶縁部材を被着した後、このパターン端部とこれに接する絶縁部材６１との間には面一な平滑面を形成する必要がある。そのため、絶縁部材は、下部磁気シールド層５１の上面が露出するまで平面研磨をする必要がある。
同様に、上述の記録ギャップ層１４１を成膜する前には、共通磁気シールド層１２１と絶縁部材１３２とは面一に平面研磨される。
【０００９】
薄膜磁気ヘッドの製造する過程で利用される研磨方法の１つに、図１５に示すような研磨盤１があり、これは、平坦な表面を持つ剛体よりなる回転盤１ａを備えて、回転盤上には、例えば、発砲ポリウレタンよりなる研磨布２が貼付されている。支持ヘッド４が、被研磨物、例えば、ウエハ基板３、を保持しながら回転させ、その表面を、回転中の研磨盤１の上の研磨布２に押し当てて摺接させ、その間に、液状に調製した研磨剤５が供給される。研磨剤５には、水に解いたアルミナやシリカなどの砥粒と必要な分散剤や安定剤などの添加剤とを含み、研磨過程は、研磨剤中の砥粒が、研磨布２と被研磨物３との間に介在して被研磨物表面を研磨する。
【００１０】
上記の薄膜磁気ヘッドの製造工程では、図１６（Ａ）に示すように、例えば、基板２１の表面上には、基板絶縁膜２２を有して、パターン化されたニッケル−鉄磁性合金膜２３が形成され、ニッケル−鉄磁性合金膜２３上をも含めて基板を絶縁部材、例えば、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムからなる非磁性の絶縁皮膜２４が形成され、このような絶縁皮膜は、磁性合金膜２３のパターンに対応してその上で段差１５を境にして突出している。そして、上述したような研磨盤により、絶縁皮膜２４と磁性合金膜２３とを面一に研摩して、研摩面に、絶縁皮膜の内側に磁性合金膜２３を露出させて平坦面を得る。このような平坦面が、次の所要の工程で、さらに製膜に供される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、上記のようにして研磨加工された研摩面３１には、図１６（Ｂ）の矢印で示すように、磁性合金膜２３の上面と絶縁皮膜２４の上面に１０ｎｍ〜数百ｎｍの段差２５が発生し、完全な平面とすることができない。このような段差２５は、磁性合金膜２３と絶縁皮膜２４の研磨速度の違いや、研磨剤５に含まれる金属のエッチング成分によるエッチング速度の違いにより生じると考えられる。
【００１２】
僅かではあるがこのような段差が生じると、上記の段差部の上層で、例えば、ＧＭＲ素子膜などの、上層金属を形成し次いでエッチングにより不要部を削除する工程で、段差に除去物が残り、その残留物による周辺回路との短絡や、上層の上部磁気シールド層との短絡などを生じるという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑み、合金磁性材料と絶縁部材とを面一に含む表面を平滑に研磨して、研磨過程での材料接合部位に段差の発生を防止する研磨方法を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、同一面に合金磁性材料と絶縁材料とが配列された材料の平面を研磨剤を使用して研磨する方法であって、その特徴は、研磨剤に過酸化水素を含ませることによって異質な材料間で段差の少ない平滑面を形成するものである。
【００１５】
詳しくは、所定の形状にパターン化された磁性合金膜と、この磁性合金膜の上面と側部を含めて被着した非磁性材料からなる絶縁部材とを、同一平面を有するように平面研磨加工して、平坦化する方法であり、研磨剤に過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）を添加して研磨するものである。
【００１６】
この研磨方法によって、磁性合金膜の上面と絶縁部材の上面の段差が低減でき、平坦性のよい研磨面が得られる。また、研磨剤に含まれる化学成分の影響により磁性体合金の結晶粒界に発生する微細な段差（表面粗さ）も、過酸化水素の作用により低減でき、非常に滑らかな磁性金属の表面が得られる。
【００１７】
さらに、本発明は、このような研磨方法を、薄膜磁気ヘッドの製造方法に適用するものである。
第１の適用は、基板上に磁気シールド層を介して磁気検出素子を配置した再生用磁気ヘッド部を含む薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、基板の上面に成膜された絶縁層の上に、磁性金属からなる磁気シールド層を所定の形状に形成し、上記絶縁層上に、該磁気シールド層を覆って、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等を素材とするシールド絶縁層を成膜し、次いで、磁気シールド層が露出するように、シールド絶縁層及び磁気シールド層を平面研磨して平坦化し、この研磨加工が、過酸化水素を添加した研磨剤を用いて研磨して磁気シールド層とその周りのシールド絶縁層との間に実質的に表面段差がない平坦な面を形成するものである。これにより、研磨平面は、段差があったとしても、その段差を１０ｎｍ以下にした平滑面とすることができる。
この研磨方法を適用して、薄膜磁気ヘッドは、シールド絶縁層の上面とその周りの磁気シールド層の上面との段差が１０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１８】
第２に、磁気検出素子上に磁気シールド層を介して記録磁極チップ部を配置した記録用磁気ヘッド部を含む薄膜磁気ヘッドの製造方法に適用され、磁気検出素子が既に形成された基板上に、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等からなるギャップ絶縁層を形成し、ギャップ絶縁層の上に、磁性金属からなる磁気シールド層を所定の形状に形成し、磁気シールド層を覆うように、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等を素材とするシールド絶縁層を成膜し、磁気シールド層が露出するように、シールド絶縁層及び磁気シールド層を平面研磨して平坦化する研磨加工を行ない、この研磨加工が、過酸化水素を添加した研磨剤を用いて磁気シールド層とその周りのシールド絶縁層との表面に段差がない平坦な面を形成するのである。本発明の研磨方法を適用して、薄膜磁気ヘッドは、シールド絶縁層の上面と磁気シールド層の上面との段差が１０ｎｍ以下とされる。
【００１９】
第３の適用は、磁気検出素子上に磁気シールド層を介して記録磁極チップ部を配置した記録用磁気ヘッド部と該磁気ヘッドを励振するコイル部とを含む薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、所望の磁気検出素子が既に形成された基板上に、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等からなる記録ギャップ絶縁層を形成し、記録ギャップ層の上に、磁性金属からなる記録磁極チップ部を所定の形状に形成すし、上部記録磁極チップ部を覆うように、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等を素材とする絶縁層を成膜し、上部記録磁極チップ部が露出するように該絶縁層及び記録磁極チップ部を平面研磨して平坦化し、この研磨加工においては、過酸化水素を添加した研磨剤を用いて研磨して記録磁極チップ部とその周りの絶縁層との表面段差がない平坦な面を形成する。
この平坦面には、絶縁層上にコイルが薄膜形成され、記録用磁気ヘッドに利用される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は、所定の形状に成形された磁性合金膜と磁性合金膜の表面及び側部を囲繞する非磁性材料から成る絶縁部材とを、磁性合金膜を露出するように同一平面に平面研磨加工して平坦化する研磨方法である。
【００２１】
ここにおいて、磁性合金膜には、好ましくは、軟磁性材料を含み、皮膜成形可能な強磁性合金が利用される。このような磁性合金膜には、Ｎｉ−Ｆｅ系合金（例えば、パーマロイ（８０％Ｎｉ−２０％Ｆｅ合金）やＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒ系合金が好ましいが、その他、Ｆｅ系窒化物、センダスト系、Ｃｏ系アモルファスなどの磁性材料を含む。
【００２２】
他方の非磁性材料から成る絶縁部材は、セラミック性の化合物から形成され、高い電気的絶縁性と機械的強度を有する材料の皮膜が含まれる。このような絶縁部材には、酸化アルミニウム（アルミナ）、窒化アルミニウム、ニ酸化ケイ素（シリカ）、窒化ケイ素が含まれる。
【００２３】
本発明は、磁性合金膜と絶縁皮膜とが、互いに接して同一表面を成しており、その共通の表面を平坦且つ平滑に研磨しようとするものである。好ましい実施形態では、図１（Ａ）に例示するように、特に、適当な基材２１上に所要のパターンで磁性合金膜２３が形成され（必要により、基板上には別の絶縁層２２が積層されてもよい）、その基材２１上に、絶縁皮膜２４が、基材２１上面とその基材２１上の磁性合金膜２３とを覆うように皮膜形成され、次いで、絶縁皮膜２４を研磨後の基材上の厚みが上記形成した絶縁皮膜２３の厚みより薄くなるように研磨して、図１（Ｂ）のように、研磨面３１である磁性合金膜２３の上面と絶縁皮膜２４の上面とがほぼ完全に面一になるようにするのである。
【００２４】
本発明は、研磨砥粒に過酸化水素を添加した研磨剤を用いて、研磨するすることにより、性質の異なる磁性合金膜の表面と絶縁皮膜の表面とを、段差を実質的になくして、均一で平な面にすることができる。
【００２５】
研磨剤は、微粉状砥粒と水と分散材と過酸化水素とを含む混合液であり、研磨時には、研磨剤が、研磨の際に研磨工具と被研磨物の間に滴下ないし注入される。過酸化水素は、研磨剤中に含まれる過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）の濃度が、０．００３〜０．３ｖｏｌ％の範囲にあるのが望ましい。０．００３ｖｏｌ％未満では、このような段差の解消に効果がなく、０．３ｖｏｌ％を超えると、研摩速度の低下が著しく、特に、磁性合金膜の研摩速度が低くなりすぎて逆に凸状段差が大きくなる場合があるからである。過酸化水素濃度の好ましい範囲は、０．０２〜０．１ｖｏｌ％である。
【００２６】
この研磨法における研磨剤中過酸化水素の添加は、特に、Ｎｉ−Ｆｅ系磁性合金とアルミナ系絶縁層との組み合わせで良好な結果が得られ、両者の段差を１０ｎｍ以下に良好に制御することができる。
【００２７】
磁性合金膜２３の形成には、フレームメッキ法やエッチング法を使用できる。エッチング法では、基板全面に形成した磁性金属層膜を、レジストをマスクとしてドライエッチング等の方法により削り取ることにより、所定の形状の磁性合金膜２３を形成する。基板上及び磁性金属層膜の上面への非磁性の絶縁皮膜の形成は、例えば、メッキ法、スパッタ法、ＣＶＤ法などが利用できる。
【００２８】
本発明の研磨方法は、薄膜磁気ヘッドの形成において、ある表面領域を持つ磁気シールド層とその周辺の絶縁層とを面一の表面に形成する過程に利用される。そのような製造方法を以下に述べる。
【００２９】
実施形態１
この実施形態では、薄膜磁気ヘッドの再生用磁気素子部を支える下部構造を組立てる際に利用される。適当な基板の上面に成膜された絶縁層の上に、磁性金属からなる下部磁気シールド層を所定のパターンに形成し、この下部磁気シールド層を覆うように、下部シールド絶縁層を、例えば、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムから成膜する。
【００３０】
次いで、下部磁気シールド層が露出するように、下部シールド絶縁層及び下部磁気シールド層を平面研磨して平坦化するが、この研磨工程において、砥粒に過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）を添加した研磨剤を使用して研磨するのである。これにより、下部磁気シールド層の表面と下部シールド絶縁層との表面に実質的に段差がない平滑面を形成する。
【００３１】
この方法において、下部磁気シールド層と下部シールド絶縁層とが並ぶ平面には、再生用の磁気的素子、たとえば、ＧＭＲ素子膜が形成されるが、この表面には磁気シールド層と絶縁層との性質の違いにより生じやすい段差の発生が抑えられるので、後工程のＧＭＲ素子膜等の上層金属のエッチングの際に、下部磁気シールド層と下部シールド絶縁層の境界上で、その金属の除去残りがなくなる。これにより、金属残渣による回路間の短絡が防止でき、後述の上層の上部磁気シールド層との短絡もなく、信頼性の高い薄膜磁気ヘッドを作製することができる。
【００３２】
また、研磨剤に含まれる化学成分に起因し、下部磁気シールド層を構成するニッケルと鉄の粒界に発生しがちな表面粗さが低減できる。下部磁気シールド層の上面は非常に滑らかな平面をえることができる。このため、下部磁気シールド層の上層に下部ギャップ絶縁層を介して積層成膜されたＧＭＲ素子膜は平坦に形成され、優れた再生特性の薄膜磁気ヘッドを作製することができる。
【００３３】
［実施例１］
さらに詳しくは、図２を使用して、下部磁気シールドの形成工程について説明する。図２（Ａ）に示すように、適当な基板としてＡｌＴｉＣ基板４１の上面に成膜された酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の非磁性絶縁材料からなる基板絶縁層４２を形成する。次いで、図２（Ｂ）に示すように基板絶縁層４２の上に軟磁性材料としてパーマロイから下部磁気シールド層５１を所定のパターン形状に形成する。下部磁気シールド層５１のパターン形成は、この例では、フレームメッキ法により行なう。さらに、図２（Ｃ）に示すように、基板絶縁層４２の上面に、下部磁気シールド層５１をも覆うように、非磁性絶縁材料、例えば、酸化アルミニウムを被着して下部シールド絶縁層６１を成膜する。
【００３４】
次いで、図３に示すように、上記範囲０．００３〜０．３ｖｏｌ％の過酸化水素を添加した研磨剤を用いて、研磨盤により下部シールド絶縁層６１および下部磁気シールド層５１の一部を研磨し、下部磁気シールド層５１の表面を露出させて、下部磁気シールド層３の上面及び下部シールド絶縁層６１の上面で構成される第１の研磨平面７１を形成するのである。
【００３５】
上記の研磨方法を適用することによって、上記の研磨平面７１における下部磁気シールド層５１と下部シールド絶縁層６１との段差１０ｎｍ以下に達成される。また、研磨剤５に含まれる過酸化水素によって、研磨剤中の化学成分の影響による下部磁気シールド層５１の結晶粒界に起因する表面粗さの悪化が生ずることなく、下部磁気シールド層５１の上面は非常に滑らかな平面が得られる。
【００３６】
さらに、下部磁気シールド層５１と下部シールド絶縁層６１との均一な研磨平面７１が形成された後で、図４に示すように、その平面７１の上に、絶縁材料を用いて下部ギャップ絶縁層８１を成膜して、さらに、その上に、ＧＭＲ素子膜８２が製膜される。
【００３７】
ＧＭＲ素子膜８２の積層構造は、さまざまな組み合わせが可能であるが、この例は、反強磁性層膜、固定磁性層膜、非磁性導電層膜、フリー磁性層膜及びキャップ層の順に製膜されている。この例では、反強磁性層膜には、ＩｒＭｎ系合金膜、ＦｅＭｎ系合金膜、ＰｔＭｎ系合金膜、αＦｅ_２Ｏ_３又はＮｉＯの薄膜が利用でき、固定磁性層膜には、ＮｉＦｅ系合金膜、Ｃｏ膜、ＣｏＦｅ合金膜を利用することができ、フリー磁性層膜には、Ｃｕを材料とする非磁性導電層膜が利用できる。キャップ層膜は、例えば、固定磁性層膜と同様の材料やＴａを利用することができる。尤も、ＧＭＲ素子膜の上記の積層順位を、フリー磁性層膜、非磁性導電層膜、固定磁性層膜及び反強磁性層膜という順序で積層成膜して、その上にキャップ層膜を成膜することもできる。
【００３８】
次に、図４のＧＭＲ素子膜８２の左右両側部を、図５（Ａ）に示すように、所望の平面形状にパターン化された茸型のレジスト９１をマスクとしてイオンミリングにより、除去して、磁気抵抗効果素子部（ＧＭＲ素子部）９２を形成する。このＧＭＲ素子部９２内の上記各層は、非常に滑らかな面を有している。これは、上記の実施形態により下部磁気シールド層５１と下部シールド絶縁層６１との平坦で平滑な表面上に、ＧＭＲ素子膜８２の各層を積層したからである。
【００３９】
ＧＭＲ素子部９２を形成した後、ＧＭＲ素子部９２直上に設けたレジスト９１上から（図５（Ａ））、ＣｏＰｔ合金等の材料を堆積して縦バイアス層膜９３を形成し、さらに、その上に、Ｃｕ、Ｃｒ又はＴａの材料を堆積して電極リード層膜９４を形成する。そして、図５（Ｂ）に示すように、所望の形状のレジスト（図示せず）を用いて、縦バイアス膜９３と電極リード膜９４をドライエッチングなどにより除去して縦バイアス層１０１と電極リード層１０２を形成した後、この除去された部分を埋めるように、下部ギャップ絶縁層８１と同様の絶縁材料を用いて側部絶縁部１０３を形成する。このようにして、再生用磁気素子を含んだ下部構造が組立てられる。
【００４０】
実施形態２
この実施形態は、本発明の研摩方法を、既に所定の再生用磁気素子が形成された下部構造上に、記録用磁気素子の上部構造を形成するのに適用するものである。この工程では、下部構造上に、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムからなる上部ギャップ絶縁層を全面形成し、上部ギャップ絶縁層の上に、磁性金属からなる上部磁気シールド層を所定のパターン形状に形成し、上部ギャップ絶縁層の上に、この磁気シールド層を覆うようにして酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等を素材とする共通シールド絶縁層を成膜する。次いで、研磨により、共通シールド絶縁層と上部磁気シールド層とを、上部磁気シールド層が表面に露出するように平面研磨して平滑化する。研磨加工の際には、過酸化水素を上記組成範囲で含む研磨剤を使用して研磨される。
【００４１】
この研磨方法により、上部磁気シールド層の上面と共通シールド絶縁層の上面には段差の発生が抑えられる。これにより、共通シールド絶縁層の膜厚を測定することによって上部磁気シールド層の膜厚を容易に工程管理することができる。また、上部磁気シールド層の上面は非常に滑らかな平面となるため、上部磁気シールド層の上面に成膜される記録ギャップ層の膜厚を非常に小さくしても、絶縁性の良好な記録ギャップ層を得ることができる。
【００４２】
［実施例２］
図４〜図７は、本発明のこの第２の実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明するための模式的断面図であり、共通シールドの形成工程について、ヘッド摺動面に平行な面での断面を示している。
上記実施例１に続いて、図６に示すように、側部絶縁部１０３と電極リード層１０２とＧＭＲ素子部９２との上を覆うように、絶縁材料を用いて上部ギャップ絶縁層１１１を成膜した後、上部ギャップ絶縁層１１１の上に、磁性合金を用いて上部磁気シールド層１１２を堆積する。
【００４３】
図７（Ａ）に示すように、所望の形状（図示せず）のレジストを用いて、ミリング又はＲＩＥ等の方法により、上部磁気シールド層１１２を削り取り、共通磁気シールド層１２１を形成し、上部ギャップ絶縁層１１１及び共通磁気シールド層１２１を覆うように、共通シールド絶縁層１２２を成膜する。
【００４４】
さらに、図７（Ｂ）に示すように、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）を添加した研磨剤を用いて、ＣＭＰにより研磨を行ない、共通シールド絶縁層１２２および共通磁気シールド層１２１の上部を削り取り、共通磁気シールド層１２１の表面を露出させて、共通磁気シールド層１２１の上面及び共通シールド絶縁層１２２の上面で構成される第２の研磨平面１３１を形成する。この第２の研磨平面１３１では、共通磁気シールド層１２１と共通シールド絶縁層１２２との段差が１０ｎｍ以下になる。また、共通磁気シールド層１２１の表面が滑らかになる。
このようにして、薄膜磁気ヘッドの再生ヘッド部１３２が完成したことになる。
【００４５】
この実施例では、共通磁気シールド層１２１は薄膜磁気ヘッドの再生ヘッド部を磁気的にシールドし、同時に、記録用ヘッド部の下部磁極を兼ねている。。
なお、本実施形態では共通磁気シールド層１２１の形成をフレームメッキ法により行なったが、スパッタ法やメッキ法を用いて基板全面に成膜した後、レジストパターンを用いてミリング又はＲＩＥ等の方法により所望のパターンに形成しても良い。
【００４６】
実施形態３
この実施形態は、再生用磁気ヘッドを構成した下部構造上に、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等からなる記録ギャップ絶縁層を形成し、記録ギャップ層の上に、磁性金属からなる上部記録磁極チップ部を所定の形状に形成し、上部記録磁極チップ部を覆うように、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等を素材とする下部絶縁層を成膜し、上部記録磁極チップ部が露出するように下部絶縁層及び上部記録磁極チップ部を平面研磨して平坦化するものであり、研磨加工工程において、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）を添加した研磨剤をし様することにより、上部記録磁極チップ部と下部絶縁層との表面に段差がない平坦な面を形成することができる。
【００４７】
上記の構成によって、上部記録チップの上面と下部絶縁層の上面には段差の発生が抑えられるため、下部絶縁層の膜厚を測定することによって上部記録チップの膜厚を容易に工程管理することができる。このため、上部記録ヨーク部から共通シールドへの漏洩磁界の発生を低減でき、記録特性の良好な薄膜磁気ヘッドを作製することができる。
【００４８】
［実施例３］
図８〜図１２は、本発明の第３の実施形態を具体的に説明するため、薄膜磁気ヘッドを模式的に示したものであり、以下に、この例の薄膜磁気ヘッドの記録用ヘッド部の形成工程について述べる。
【００４９】
図８において、実施例２で述べた第２の研磨平面１３１の上に、記録ギャップ層１４１を成膜する。この記録ギャップ層１４１は上部ギャップ絶縁層１１１と同様にアルミナからなる絶縁材料である。次に、記録ギャップ層１４１の上に、パーマロイを材料として、上部記録磁極チップ部１４２をフレームメッキ法により所定の形状に形成する。
【００５０】
図９（Ａ）に示すように、記録ギャップ層１４１及び上部記録磁極チップ部１４２を覆うように、下部絶縁層１５１を成膜する。この下部絶縁層１５１の材料は、下部シールド絶縁層６１と同様に、アルミナを利用している。
【００５１】
次いで、図９（Ｂ）に示すように、上部記録磁極チップ部１４２が露出するように、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）を添加した研磨剤を用いて、ＣＭＰ等の研磨方法に上部記録チップ１４２および下部絶縁層１５１の上部を研磨により削り取り、上部記録チップ１４２の表面を露出させる。研磨においては、過酸化水素を含む研磨剤を用いて表面研磨して、上部記録チップ１４２の上面と下部絶縁層１５１の上面とから成る第３の平滑面１６１を形成する。この第３の平滑面１６１では、上部記録チップ１４２と下部絶縁層１５１との段差が１０ｎｍ以下になる。また、上部記録チップ１４２の表面が滑らかになる。
【００５２】
その後の製造工程は、以下のとおりである。図１０に示すように、下部絶縁層１５１には、上部記録チップ１４２の後方に、開口部を形成する。これは、後述する上部磁極を構成する上部記録ヨーク部の一部が共通磁気シールド層１２１に接するようするためである。開口部の成形は、共通磁気シールド層１２１の一部の上面１７１が露出するようにレジストをマスクとして下部絶縁層１５１及び記録ギャップ層１４１の一部を削り取ることによって、行なう。
【００５３】
図１１（Ａ、Ｂ）において、上記した下部絶縁層１５１の上に、共通磁気シールド層１２１の露出した上面１７１を囲むように螺旋状に、銅又はアルミニウム等の導電性材料を用いて巻線コイル１８１をメッキ等の方法により形成する。
【００５４】
次いで、図１２（Ａ）に示すように、下部絶縁層１５１及び巻線コイル１８１の上に、ハードベークドレジストを塗布して、露光や加熱または電子線照射などにより、所定の位置に所定の形状になるようにパターン化したあと硬化させ、上部絶縁層２０１を形成する。その後、上部記録ヨーク部２０２をフレームメッキ法などにより所望の形状に形成する。このとき、上部ヨーク部２０２は、ヘッド摺動面近傍において上部記録磁極チップ部１４２の上面に接し、他方で共通磁気シールド層１２１の露出した上面１７１に接するように形成される。これにより、上部記録磁極チップ部１４２及び上部記録ヨーク部２０２で上部磁極を構成し、薄膜磁気ヘッドの記録用ヘッド部２０３を形成する。また、平面の形状は、図１２（Ｂ）に示した上面図のように、ヘッド摺動面近傍の上部記録磁極チップ部１４２に接する部分の上部記録ヨーク部２０２の幅２１１は上部記録磁極チップ部１４２の幅にほぼ等しい幅であり、上部絶縁層２０１の上面や共通磁気シールド層１２１の露出した上面１７１に接する部分の幅は幅２１１よりも大きく形成される。
【００５５】
以上の実施例１〜３において、上部記録磁極チップ１４２、上部ヨーク部２０２および巻線コイル１８１の形成は、フレームメッキ法、スパッタ法が利用でき、さらには、メッキ法を用いて基板全面に成膜した後、レジストパターンを用いてミリング又はＲＩＥ等の方法によりパターン形成することができる。磁性合金膜の材料には、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｃｏ−Ｎｂ−Ｚｒ合金などの磁性合金膜が利用される。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ニッケル−鉄合金で形成された磁性合金膜と少なくともその磁性合金膜の一面に接した酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムからなる絶縁層の上面を研磨してそれぞれの上面からなる平面を平坦化する研磨工程において、研磨剤に適当な濃度の過酸化水素を添加することによって、下部磁気シールド層、上部磁気シールド層及び上部記録磁極チップ部などの磁性合金膜とそれぞれの絶縁層の上面に発生する段差が抑えられる。ニッケルや鉄などの磁性合金膜を構成する各金属が過酸化水素により酸化され、組成変化を起こすことにより研磨速度が変わるためと考えられる。
【００５７】
また、研磨された下部磁気シールド層、上部磁気シールド層及び上部記録磁極チップ部などの磁性合金膜の表面を非常に平滑な面にすることができる。これにより、金属層間の短絡がないため信頼性が高い再生部と、記録ギャップ層の膜厚が小さく、漏洩磁界が少ない、記録効率の高い記録部を有する薄膜磁気ヘッドを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る研磨前の研磨基板の斜視図（Ａ）と研磨後の研磨基板の断面図（Ｂ）を示す。
【図２】薄膜磁気ヘッドの製造過程において、基板上にシールド層と絶縁層を形成する過程を示す断面図（Ａ〜Ｃ）。
【図３】薄膜磁気ヘッドの製造過程において、磁気シールド層と絶縁層とに研磨平面を形成した基板断面図。
【図４】薄膜磁気ヘッドの製造過程において、磁気シールド層上にＧＭＲ層を積層した断面図。
【図５】薄膜磁気ヘッドの製造過程において、基板上に再生用の磁気素子を形成する過程を示す断面図（Ａ、Ｂ）。
【図６】薄膜磁気ヘッドの製造過程において、再生用の磁気素子上に磁気シールド層を形成する過程を示した断面図。
【図７】薄膜磁気ヘッドの製造過程において、再生用の磁気素子上に形成した磁気シールド層と絶縁層とを研磨平面を形成する過程を示す断面図（Ａ，Ｂ）。
【図８】薄膜磁気ヘッドの製造過程において、磁気シールド上に、記録用素子を構成する上部記録磁極チップ部を形成した断面図。
【図９】薄膜磁気ヘッドの製造過程において、上部記録磁極チップ部に絶縁層を形成し、研磨平面を形成する過程を示す断面図（Ａ，Ｂ）。
【図１０】薄膜磁気ヘッドの製造過程において、図９に示す断面に直交して図中のＢ−Ｂ線で示す断面図。
【図１１】薄膜磁気ヘッドの製造過程において、研磨平面上に記録用素子を構成する誘導コイルを形成した断面図（Ａ）と、上面図（Ｂ）。
【図１２】再生用素子と記録用素子とを形成した磁気ヘッドの部分断面図（Ａ）と上面図（Ｂ）。
【図１３】薄膜磁気ヘッドを示す模式的斜視図。
【図１４】薄膜磁気ヘッドを示す模式的正面図。
【図１５】研磨装置の模式的斜視図。
【図１６】従来の研磨方法による研磨前の研磨基板の模式的断面図（Ａ）と研磨後の研磨基板の模式的断面図（Ｂ）。
【符号の説明】
２１　基板
２３　磁性合金膜
２４　絶縁皮膜
２５　段差
７１　研磨平面
５１　下部磁気シールド層
６１　下部シールド絶縁層
８２　ＧＭＲ素子膜
９２　ＧＭＲ素子部
１１１　上部ギャップ絶縁層
１１２　共通磁気シールド膜
１２１　上部磁気シールド層
１２２　共通シールド絶縁層
１３２　再生ヘッド部
１４２　上部記録磁極チップ部
１５１　下部絶縁層

Claims

所定の形状に成形された磁性合金膜と当該磁性合金膜の表面及び側部を囲繞する非磁性材料から成る絶縁部材とを該磁性合金膜を露出するように同一平面に平面研磨加工して平坦化する研磨方法において、この平面研磨加工を、過酸化水素を添加した研磨剤を用いて研磨することにより行なうことを特徴とする研磨方法。
磁性合金膜がニッケル−鉄合金から成り、絶縁部材が酸化アルミニウムから成ることを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。
研磨剤中の過酸化水素の濃度が、０．００３〜０．３ｖｏｌ％の範囲にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨方法。
基板上に磁気シールド層を介して磁気検出素子を配置した再生用磁気ヘッド部を含む薄膜磁気ヘッドの製造方法において、
基板の上面に成膜された絶縁層の上に、磁性金属からなる磁気シールド層を所定の形状に形成し、
上記絶縁層上に、該磁気シールド層を覆って、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等を素材とするシールド絶縁層を成膜し、
次いで、磁気シールド層が露出するように、シールド絶縁層及び磁気シールド層を平面研磨して平坦化する研磨加工を行ない、
この研磨加工が、過酸化水素を添加した研磨剤を用いて行なわれ、磁気シールド層とその周りのシールド絶縁層との間に実質的に表面段差がない平坦な面を形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
磁気検出素子上に磁気シールド層を介して記録磁極チップ部を配置した記録用磁気ヘッド部を含む薄膜磁気ヘッドの製造方法において、
磁気検出素子が既に形成された基板上に、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等からなるギャップ絶縁層を形成し、
ギャップ絶縁層の上に、磁性金属からなる磁気シールド層を所定の形状に形成し、
磁気シールド層を覆うように、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等を素材とするシールド絶縁層を成膜し、
磁気シールド層が露出するように、シールド絶縁層及び磁気シールド層を平面研磨して平坦化する研磨加工を行ない、
研磨加工において、過酸化水素を添加した研磨剤により研磨して磁気シールド層とその周りのシールド絶縁層との表面段差がない平坦な面を形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
磁気検出素子上に磁気シールド層を介して記録磁極チップ部を配置した記録用磁気ヘッド部と該磁気ヘッドを励振するコイル部とを含む薄膜磁気ヘッドの製造方法において、
所望の磁気検出素子が既に形成された基板上に、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等からなる記録ギャップ絶縁層を形成し、
記録ギャップ層の上に、磁性金属からなる記録磁極チップ部を所定の形状に形成し、
上部記録磁極チップ部を覆うように、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等を素材とする絶縁層を成膜し、
上部記録磁極チップ部が露出するように該絶縁層及び記録磁極チップ部を平面研磨して平坦化する研磨加工を行ない、
この研磨加工において、過酸化水素を添加した研磨剤により研磨して記録磁極チップ部とその周りの絶縁層との表面段差がない平坦な面を形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
磁性合金膜の材料がニッケル−鉄合金から成り、絶縁部材が、酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
研磨剤中に含まれる過酸化水素の濃度が０．００３〜０．３ｖｏｌ％の範囲であることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
基板上の絶縁層の上に、所定の形状に加工された磁性金属からなる磁気シールド層と、磁気シールド層以外の領域に形成された酸化アルミニウム又は窒化アルミニウム等を素材とするシールド絶縁層とを有し、
過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）を含む研磨剤を用いた化学機械研磨によって形成したシールド絶縁層の上面と磁気シールド層の上面との段差が１０ｎｍ以下であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。