JP2009187612A - 磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 磁気ヘッドの製造方法に関し、磁気抵抗効果素子の平坦性を向上する。
【解決手段】 磁気抵抗効果膜上に３層構造からなる第１の金属膜を形成させる工程と、前記第１の金属膜の上層に研磨耐性膜を形成させる工程と、全体を覆うように磁区制御膜を堆積させる工程と、前記磁区制御膜上に３層構造からなる第２の金属膜を形成させる工程と、前記磁気抵抗効果膜上の前記第１の金属膜及び前記磁区制御膜上の前記第２の金属膜並びに前記研磨耐性膜を除去する工程と、前記磁気抵抗効果素子上に上部シールド層を形成する工程とを有する。
【選択図】 図１
【解決手段】 磁気抵抗効果膜上に３層構造からなる第１の金属膜を形成させる工程と、前記第１の金属膜の上層に研磨耐性膜を形成させる工程と、全体を覆うように磁区制御膜を堆積させる工程と、前記磁区制御膜上に３層構造からなる第２の金属膜を形成させる工程と、前記磁気抵抗効果膜上の前記第１の金属膜及び前記磁区制御膜上の前記第２の金属膜並びに前記研磨耐性膜を除去する工程と、前記磁気抵抗効果素子上に上部シールド層を形成する工程とを有する。
【選択図】 図１
Description
本発明は磁気ヘッドの製造方法に関するものであり、特に、ＴＭＲ膜或いはＧＭＲ膜を用いた再生ヘッドの表面平坦化のための構成に関するものである。
近年、各種の情報処理機器における記憶手段として、ハードディスクドライブ装置が用いられているが、このようなハードディスクドライブ装置における磁気ヘッドを構成する再生磁気ヘッドとしてＧＭＲ素子或いはＴＭＲ素子等が用いられている。
このＧＭＲ素子或いはＴＭＲ素子は、外部磁界の変化に応じて、電気抵抗が変化する磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗センサであり、検出感度が良好であるため、磁気記録再生装置の高密度記録化に大いに寄与している。
近年の更なる高密度記録化の要請に応えるためには、磁気抵抗センサの狭コア幅化が必要となるが、従来の括れを有するレジストパターンを利用した製造方法ではさらなる狭コア幅化に対応できないため、狭コア幅の磁気抵抗センサの形成方法としてＣＭＰ法を用いた各種の方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、図７乃至図９を参照して従来の磁気抵抗センサの製造方法を説明する。
図７（ａ）参照
まず、下部電極を兼ねる下部磁気シールド層６１上にＴａ膜／反強磁性層／ピンド層／トンネル絶縁膜／フリー層からなるＴＭＲ膜６２を堆積させたのち、その上部にＲｕ膜６３及びＴａ膜６４を順次堆積する。
図７（ａ）参照
まず、下部電極を兼ねる下部磁気シールド層６１上にＴａ膜／反強磁性層／ピンド層／トンネル絶縁膜／フリー層からなるＴＭＲ膜６２を堆積させたのち、その上部にＲｕ膜６３及びＴａ膜６４を順次堆積する。
図７（ｂ）参照
次いで、レジストパターン６５を形成し、このレジストパターン６５をマスクとして反応性イオンエッチングを行うことによって、Ｔａ膜６４をパターニングしてハードマスク６６とする。
次いで、レジストパターン６５を形成し、このレジストパターン６５をマスクとして反応性イオンエッチングを行うことによって、Ｔａ膜６４をパターニングしてハードマスク６６とする。
図７（ｃ）参照
次いで、レジストパターン６５を除去したのち、ハードマスク６６をマスクとしてイオンミリングによってＲｕ膜６３及びＴＭＲ膜６２の露出部を除去して、テーパ状の素子部を形成する。
次いで、レジストパターン６５を除去したのち、ハードマスク６６をマスクとしてイオンミリングによってＲｕ膜６３及びＴＭＲ膜６２の露出部を除去して、テーパ状の素子部を形成する。
図８（ｄ）参照
次いで、全面にＡｌ2 Ｏ3 等の絶縁膜６７及びＣｏＣｒＰｔ等の磁区制御膜６８を順次堆積させる。
次いで、全面にＡｌ2 Ｏ3 等の絶縁膜６７及びＣｏＣｒＰｔ等の磁区制御膜６８を順次堆積させる。
図８（ｅ）参照
次いで、ハードマスク６６をＣＭＰストッパとしてＣＭＰにより平坦化する。
この時、磁区制御膜６８の表面にはディッシングによる凹部６９が形成される。
次いで、ハードマスク６６をＣＭＰストッパとしてＣＭＰにより平坦化する。
この時、磁区制御膜６８の表面にはディッシングによる凹部６９が形成される。
図８（ｆ）参照
次いで、ハードマスク６６を反応性イオンエッチングによって除去する。
この時、ＣＭＰのダメージを回避するためのハードマスク６６の膜厚に相当する絶縁膜６７に起因するバリ７０が発生する。
次いで、ハードマスク６６を反応性イオンエッチングによって除去する。
この時、ＣＭＰのダメージを回避するためのハードマスク６６の膜厚に相当する絶縁膜６７に起因するバリ７０が発生する。
図９（ｇ）参照
次いで、ＴＭＲ膜６２の頂面に残存するＲｕ膜６３をＡｒイオンを用いた逆スパッタリング法により除去する。
次いで、ＴＭＲ膜６２の頂面に残存するＲｕ膜６３をＡｒイオンを用いた逆スパッタリング法により除去する。
図９（ｈ）参照
次いで、スパッタリング法によりメッキベース層７１を形成する。
図９（ｉ）参照
次いで、電解メッキ法によりＮｉＦｅを堆積して上部磁気シールド層７２を構成することによって、再生磁気ヘッドの基本構成が得られることになる。
次いで、スパッタリング法によりメッキベース層７１を形成する。
図９（ｉ）参照
次いで、電解メッキ法によりＮｉＦｅを堆積して上部磁気シールド層７２を構成することによって、再生磁気ヘッドの基本構成が得られることになる。
しかし、この製造方法の場合には、上述のように、ディッシングによる凹部６９の発生とともに、ＣＭＰのダメージを回避するためのハードマスク６６の膜厚に相当する絶縁膜６７に起因するバリが発生するため、平坦性を目的としたプロセスが成り立たないという問題がある。
そこで、図１０及び図１１を参照して、バリの発生を回避する磁気抵抗センサの製造方法を説明する。
図１０（ａ）参照
まず、上記の図７（ａ）乃至図８（ｆ）全く同様な工程を行うことによって、ハードマスク６６を除去する。
図１０（ａ）参照
まず、上記の図７（ａ）乃至図８（ｆ）全く同様な工程を行うことによって、ハードマスク６６を除去する。
図１０（ｂ）参照
次いで、再び、ＣＭＰを行うことによって、バリ７０を除去する。
図１０（ｃ）参照
次いで、ＴＭＲ膜６２の頂面に残存するＲｕ膜６３をＡｒイオンを用いた逆スパッタリング法により除去する。
次いで、再び、ＣＭＰを行うことによって、バリ７０を除去する。
図１０（ｃ）参照
次いで、ＴＭＲ膜６２の頂面に残存するＲｕ膜６３をＡｒイオンを用いた逆スパッタリング法により除去する。
図１１（ｄ）参照
次いで、スパッタリング法によりメッキベース層７１を形成する。
図１１（ｅ）参照
次いで、電解メッキ法によりＮｉＦｅを堆積して上部磁気シールド層７２を構成する。
特開２００６−１７９０５１号公報
次いで、スパッタリング法によりメッキベース層７１を形成する。
図１１（ｅ）参照
次いで、電解メッキ法によりＮｉＦｅを堆積して上部磁気シールド層７２を構成する。
しかし、上述の第２の製造方法の場合にも、磁区制御膜上にはディッシング対策用のハードマスクがないため、ディッシングによって磁区制御膜が抉れて凹部が形成されてしまうという問題は解決されないままである。
また、バリは除去することはできるものの、バリを除去するＣＭＰ工程において、ＴＭＲ膜上に研磨ストッパ膜となるハードマスクがないため、ＴＭＲ膜にダメージが混入するという問題が発生する。
このようなダメージの混入の問題を回避するためには、ＴＭＲ膜上に設けるＲｕ膜の膜厚を厚くすれば良いので、この事情を図１２を参照して説明する。
図１２参照
図１２は、ＴＭＲ素子の素子特性のバラツキのＲｕ膜厚依存性の説明図であり、図１２（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ、Ｒｕ膜の膜厚が、１０ｎｍ、２０ｎｍ、及び、３０ｎｍの場合を示している。
図から明らかなように、Ｒｕ膜の膜厚が厚くなるほどＴＭＲ素子の素子特性のバラツキが小さくなることが分かる。
図１２参照
図１２は、ＴＭＲ素子の素子特性のバラツキのＲｕ膜厚依存性の説明図であり、図１２（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ、Ｒｕ膜の膜厚が、１０ｎｍ、２０ｎｍ、及び、３０ｎｍの場合を示している。
図から明らかなように、Ｒｕ膜の膜厚が厚くなるほどＴＭＲ素子の素子特性のバラツキが小さくなることが分かる。
しかし、Ｒｕ膜の膜厚を厚くすると、Ｒｕ膜の除去工程の時間管理の精度が問題になり、Ｒｕ膜の残膜膜厚のバラツキやＴＭＲ膜の表面が除去されたりして、リードギャップ精度が低下する問題が新たに発生する。
このため、現状のＣＭＰ工程を用いた再生ヘッドの平坦化プロセスでは、磁区制御膜上が抉れた形状を成し、さらに、磁気抵抗効果膜上にはバリが立った断面形状を持ち、平坦性を目的としたプロセスが成り立たない状況にある。
したがって、磁気ヘッドにおいて、磁気抵抗効果素子の平坦性を向上することを目的とする。
この磁気ヘッドの製造方法においては、磁気抵抗効果膜上に３層構造からなる第１の金属膜を形成させる工程と、前記第１の金属膜の上層に研磨耐性膜を形成させる工程と、全体を覆うように磁区制御膜を堆積させる工程と、前記磁区制御膜上に３層構造からなる第２の金属膜を形成させる工程と、前記磁気抵抗効果膜上の前記第１の金属膜及び前記磁区制御膜上の前記第２の金属膜並びに前記研磨耐性膜を除去する工程と、前記磁気抵抗効果素子上に上部シールド層を形成する工程とを有することを要件とする。
本発明によれば、磁気抵抗効果膜上に３層構造からなる第１の金属膜を設けるとともに、磁区制御膜上に３層構造からなる第２の金属膜を設けて、第２の金属膜をＣＭＰ工程における研磨ストッパ膜としているので、磁区制御膜にディッシングが発生することがない。
また、磁気抵抗効果膜上に３層構造からなる第１の金属膜が残存した状態において、バリを除去するためのＣＭＰ工程を行って平坦化しているが、第１の金属膜が研磨ストッパ膜として機能しているので、磁気抵抗効果膜にダメージが混入することがなく、したがって、素子特性のバラツキが小さくなる。
また、第１の金属膜及び第２の金属膜を３層構造、特に、Ｒｕ／Ｔａ／Ｒｕの３層構造にしているので、ＲｕとＴａを順次選択的に除去することによって、Ｒｕ膜の残膜膜厚のバラツキやＴＭＲ膜の表面の除去が過剰に発生することがなく、したがって、リードギャップを高精度に形成することができる。
ここで、図１乃至図５を参照して、本発明の実施の形態の再生磁気ヘッドの製造工程を説明する。
図１（ａ）参照
まず、下部電極を兼ねる下部磁気シールド層１１上にＴａ膜／反強磁性層／ピンド層／トンネル絶縁膜／フリー層からなるＴＭＲ膜１２を堆積させたのち、その上部にＲｕ膜１３／Ｔａ膜１４／Ｒｕ膜１５からなる第１の３層構造金属膜、及び、研磨ストッパーとなるＴａ膜１６を順次堆積する。
図１（ａ）参照
まず、下部電極を兼ねる下部磁気シールド層１１上にＴａ膜／反強磁性層／ピンド層／トンネル絶縁膜／フリー層からなるＴＭＲ膜１２を堆積させたのち、その上部にＲｕ膜１３／Ｔａ膜１４／Ｒｕ膜１５からなる第１の３層構造金属膜、及び、研磨ストッパーとなるＴａ膜１６を順次堆積する。
この場合の第１の３層構造金属膜は、後述するバリ除去のＣＭＰ工程においてＴＭＲ膜１２にダメージが混入しない程度に充分厚くする必要があり、例えば、全体の厚さを２０ｎｍ〜５０ｎｍにする。
厚さが、２０ｎｍ未満であれば、ダメージが混入しやすくなり、一方、５０ｎｍを超えると、厚すぎて、今度は多層金属膜の除去後にバリが発生しやすくなるとともに、エッチング工程における時間管理の精度が問題になる。
厚さが、２０ｎｍ未満であれば、ダメージが混入しやすくなり、一方、５０ｎｍを超えると、厚すぎて、今度は多層金属膜の除去後にバリが発生しやすくなるとともに、エッチング工程における時間管理の精度が問題になる。
また、Ｒｕ膜１３／Ｔａ膜１４／Ｒｕ膜１５の厚さは、それぞれ、１０〜２０ｎｍ、５〜１５ｎｍ、５〜１５ｎｍとするものであり、例えば、１０ｎｍ／５ｎｍ／５ｎｍとして全体の厚さを２０ｎｍとする。
なお、特定の一層の厚さが厚すぎると、除去工程における時間管理の精度が問題になる。
また、Ｔａ膜１６の厚さは、４０〜６０ｎｍとする。
なお、特定の一層の厚さが厚すぎると、除去工程における時間管理の精度が問題になる。
また、Ｔａ膜１６の厚さは、４０〜６０ｎｍとする。
図１（ｂ）参照
次いで、レジストパターン１７を形成し、このレジストパターン１７をマスクとして反応性イオンエッチングを行うことによって、Ｔａ膜１６をパターニングしてハードマスク１８とする。
なお、このハードマスク１８の幅は７０〜１００ｎｍとする。
次いで、レジストパターン１７を形成し、このレジストパターン１７をマスクとして反応性イオンエッチングを行うことによって、Ｔａ膜１６をパターニングしてハードマスク１８とする。
なお、このハードマスク１８の幅は７０〜１００ｎｍとする。
図１（ｃ）参照
次いで、レジストパターン１７を除去したのち、ハードマスク１８をマスクとしてイオンミリングによってＲｕ膜１３／Ｔａ膜１４／Ｒｕ膜１５からなる第１の３層構造金属膜及びＴＭＲ膜１２の露出部を除去して、テーパ状の素子部を形成する。
次いで、レジストパターン１７を除去したのち、ハードマスク１８をマスクとしてイオンミリングによってＲｕ膜１３／Ｔａ膜１４／Ｒｕ膜１５からなる第１の３層構造金属膜及びＴＭＲ膜１２の露出部を除去して、テーパ状の素子部を形成する。
図２（ｄ）参照
次いで、全面にＡｌ2 Ｏ3 等の絶縁膜１９及びＣｏＣｒＰｔ等の磁区制御膜２０を順次堆積させたのち、Ｒｕ膜２１／Ｔａ膜２２／Ｒｕ膜２３からなる第２の３層構造金属膜を堆積させる。
次いで、全面にＡｌ2 Ｏ3 等の絶縁膜１９及びＣｏＣｒＰｔ等の磁区制御膜２０を順次堆積させたのち、Ｒｕ膜２１／Ｔａ膜２２／Ｒｕ膜２３からなる第２の３層構造金属膜を堆積させる。
この時、Ｒｕ膜２１／Ｔａ膜２２／Ｒｕ膜２３からなる第２の３層構造金属膜と、Ｒｕ膜１３／Ｔａ膜１４／Ｒｕ膜１５からなる第１の３層構造金属膜との各層の位置が整合するように膜厚設計する。
したがって、Ｒｕ膜１３／Ｔａ膜１４／Ｒｕ膜１５の厚さを１０ｎｍ／５ｎｍ／５ｎｍとした場合には、Ｒｕ膜２１／Ｔａ膜２２／Ｒｕ膜２３の厚さも１０ｎｍ／５ｎｍ／５ｎｍとする。
したがって、Ｒｕ膜１３／Ｔａ膜１４／Ｒｕ膜１５の厚さを１０ｎｍ／５ｎｍ／５ｎｍとした場合には、Ｒｕ膜２１／Ｔａ膜２２／Ｒｕ膜２３の厚さも１０ｎｍ／５ｎｍ／５ｎｍとする。
図２（ｅ）参照
次いで、ハードマスク１８をＣＭＰストッパとしてＣＭＰにより平坦化する。
この時、磁区制御膜２０の表面には、第１の３層構造金属膜と整合した位置に第２の３層構造金属膜が設けられているので、磁区制御膜２０にディッシングによる凹部が形成されることはない。
次いで、ハードマスク１８をＣＭＰストッパとしてＣＭＰにより平坦化する。
この時、磁区制御膜２０の表面には、第１の３層構造金属膜と整合した位置に第２の３層構造金属膜が設けられているので、磁区制御膜２０にディッシングによる凹部が形成されることはない。
図２（ｆ）参照
次いで、ハードマスク１８をＣＦ4 ＋Ｏ2 を反応ガスとした反応性イオンエッチングによって除去する。
この時、ＣＭＰのダメージを回避するためのハードマスク１８の膜厚に相当する絶縁膜１９に起因するバリ２４が発生する。
次いで、ハードマスク１８をＣＦ4 ＋Ｏ2 を反応ガスとした反応性イオンエッチングによって除去する。
この時、ＣＭＰのダメージを回避するためのハードマスク１８の膜厚に相当する絶縁膜１９に起因するバリ２４が発生する。
図３（ｇ）参照
次いで、軽くＣＭＰを施すことによってバリ２４を除去する。
この時、ＴＭＲ膜１２上には充分な厚さを有する３層構造金属膜があるので、ＴＭＲ膜１２に研磨に伴うダメージが混入することがない。
次いで、軽くＣＭＰを施すことによってバリ２４を除去する。
この時、ＴＭＲ膜１２上には充分な厚さを有する３層構造金属膜があるので、ＴＭＲ膜１２に研磨に伴うダメージが混入することがない。
図３（ｈ）参照
次いで、イオンミリングによって、Ｒｕ膜１５及びＲｕ膜２３と、その間に露出している磁区制御膜２０を除去する。
この時、ＲｕとＣｏＣｒＰｔのミリングレートが等しくなるビーム入射角でＡｒイオンを照射する。
次いで、イオンミリングによって、Ｒｕ膜１５及びＲｕ膜２３と、その間に露出している磁区制御膜２０を除去する。
この時、ＲｕとＣｏＣｒＰｔのミリングレートが等しくなるビーム入射角でＡｒイオンを照射する。
図５参照
図５は、ミリングレートのビーム入射角依存性の説明図であり、ここでは、Ｒｕ、ＣｏＣｒＰｔ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｔａについてのミリングレートを示している。
図から明らかなように、各素材のミリングレートのビーム入射角依存性は異なっているので、ビーム入射角を選択することによって、選択エッチングもできるし、均等エッチングもできることが分かる。
ここでは、ビーム入射角を６０°として、Ｒｕ膜１５及びＲｕ膜２３と、磁区制御膜２０を同じレートで除去する。
図５は、ミリングレートのビーム入射角依存性の説明図であり、ここでは、Ｒｕ、ＣｏＣｒＰｔ、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｔａについてのミリングレートを示している。
図から明らかなように、各素材のミリングレートのビーム入射角依存性は異なっているので、ビーム入射角を選択することによって、選択エッチングもできるし、均等エッチングもできることが分かる。
ここでは、ビーム入射角を６０°として、Ｒｕ膜１５及びＲｕ膜２３と、磁区制御膜２０を同じレートで除去する。
図３（ｉ）参照
再び、工程に戻って、次に、Ｔａ膜１４及びＴａ膜２２を反応性イオンエッチングによって除去する。
この時も、絶縁膜１９に起因する小さなバリが発生する。
再び、工程に戻って、次に、Ｔａ膜１４及びＴａ膜２２を反応性イオンエッチングによって除去する。
この時も、絶縁膜１９に起因する小さなバリが発生する。
図４（ｊ）参照
次いで、イオンミリングによって、Ｒｕ膜１３及びＲｕ膜２１と、その間に露出している磁区制御膜２０を除去する。
この時もＲｕとＣｏＣｒＰｔのミリングレートが等しくなるビーム入射角でＡｒイオンを照射する。
なお、ビーム入射角を６０°にすると、図５から明らかなように、Ａｌ2 Ｏ3 のミリングレートはＲｕ及びＣｏＣｒＰｔのミリングレートより大きくなるので、絶縁膜１９に起因する小さなバリは自然に除去されることになる。
次いで、イオンミリングによって、Ｒｕ膜１３及びＲｕ膜２１と、その間に露出している磁区制御膜２０を除去する。
この時もＲｕとＣｏＣｒＰｔのミリングレートが等しくなるビーム入射角でＡｒイオンを照射する。
なお、ビーム入射角を６０°にすると、図５から明らかなように、Ａｌ2 Ｏ3 のミリングレートはＲｕ及びＣｏＣｒＰｔのミリングレートより大きくなるので、絶縁膜１９に起因する小さなバリは自然に除去されることになる。
図４（ｋ）参照
次いで、スパッタリング法によりメッキベース層２５を形成する。
図４（ｌ）参照
次いで、電解メッキ法によりＮｉＦｅを堆積して上部磁気シールド層２６を形成することによって、再生磁気ヘッドの基本構成が得られることになる。
次いで、スパッタリング法によりメッキベース層２５を形成する。
図４（ｌ）参照
次いで、電解メッキ法によりＮｉＦｅを堆積して上部磁気シールド層２６を形成することによって、再生磁気ヘッドの基本構成が得られることになる。
以上、説明したように、本発明においては、磁気抵抗効果素子の上に第１の３層構造金属膜を設けているので、ハードマスクの除去工程に伴って発生するバリをＣＭＰによって除去しても磁気抵抗効果素子にダメージが混入することがない。
また、磁区制御膜の上にも第１の３層構造金属膜に位置整合する第２の３層構造金属膜を設けているので、２度に渡るＣＭＰ工程において、磁区制御膜にディッシングによる凹部が発生することがなく、これにより、平坦性の良い且つ高精度なリードギャップを持つ磁気抵抗効果素子の作成が可能になる。
以上を前提として、次に、図６を参照して、本発明の実施例１の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドを説明する。
なお、電解メッキ工程におけるメッキベース層については図示を省略する。
図６参照
図６は、本発明の実施例１の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドの構成説明図であり、図６（ａ）は概略的要部正面図であり、また、図６（ｂ）は、正面図におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図である。
まず、スライダーの母体となる、Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ基板上にＡｌ2 Ｏ3 膜（いずれも図示を省略）を介して、上述の図１（ａ）乃至図４（ｌ）の工程を順次行うことによって、下部磁気シールド層１１、ＴＭＲ膜１２、磁区制御膜２０、Ａｌ2 Ｏ3 膜３１、及び、上部磁気シールド層２６を設ける。
なお、電解メッキ工程におけるメッキベース層については図示を省略する。
図６参照
図６は、本発明の実施例１の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドの構成説明図であり、図６（ａ）は概略的要部正面図であり、また、図６（ｂ）は、正面図におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図である。
まず、スライダーの母体となる、Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ基板上にＡｌ2 Ｏ3 膜（いずれも図示を省略）を介して、上述の図１（ａ）乃至図４（ｌ）の工程を順次行うことによって、下部磁気シールド層１１、ＴＭＲ膜１２、磁区制御膜２０、Ａｌ2 Ｏ3 膜３１、及び、上部磁気シールド層２６を設ける。
次いで、上部磁気シールド層２６上にＡｌ2 Ｏ3 膜３２を全面に設けたのち、選択電解メッキ法を用いてＡｌ2 Ｏ3 膜３２上に厚さが１〜３μｍ、例えば、１．０μｍのＮｉＦｅからなる主磁極補助層３３を設ける。
次いで、スパッタリング法を用いて全面にＡｌ2 Ｏ3 膜を堆積させたのち、ＣＭＰを用いて平坦化することによって、ヘッド媒体対向面側の凹部をＡｌ2 Ｏ3 埋込層３４で埋め込み、次いで、選択電解メッキ法を用いて全面に厚さが２００〜３００ｎｍ、例えば、２５０ｎｍの主磁極となるＣｏＮｉＦｅ層３５を形成する。
次いで、レジストパターン（図示を省略）をマスクとして傾斜方向からＡｒイオンを用いたイオンミリングを施すことによってＣｏＮｉＦｅ層３５及びＡｌ2 Ｏ3 埋込層３２の先端部を選択的に除去して主磁極先端部３６を形成する。
次いで、再び、スパッタリング法を用いて全面にＡｌ2 Ｏ3 膜を堆積させたのち、ＣＭＰを用いて平坦化することによって、Ａｌ2 Ｏ3 埋込層３７を形成したのち、スパッタリング法を用いて厚さが、例えば、３０〜１００ｎｍ、例えば、６０ｎｍのＡｌ2 Ｏ3 膜を堆積させてギャップ層３８とする。
次いで、選択電解メッキ法を用いてギャップ層３８上にＣｕを選択的に成膜して平面スパイラル状のライトコイル３９を形成したのち、ライトコイル３９を覆うようにフォトレジストを設け、このフォトレジストを被覆絶縁膜４０とする。
次いで、再び、選択電解メッキ法を用いてＮｉＦｅ層を堆積させ、被覆絶縁膜４０上に堆積したＮｉＦｅ層をリターンヨーク４１とし、被覆絶縁膜４０のヘッド媒体対向面側の側面に堆積したＮｉＦｅ層をシールド層４２とする。
なお、ライトコイル３９は主磁極とリターンヨーク４１とを磁気的に接続する接続部４３を中心として巻回した構造となっている。
なお、ライトコイル３９は主磁極とリターンヨーク４１とを磁気的に接続する接続部４３を中心として巻回した構造となっている。
最後に、ヘッド媒体対向面側を切断し、素子高さを調整するようにＡＢＳ面を研磨することによって、本発明の実施例１の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドの基本構成が得られる。
本発明の実施例１においては、ＴＭＲ膜にダメージが入らない方法で再生ヘッド部を平坦にしているので、上部に設けるライトヘッドも平坦な下地の上に設けることになるので、位置合わせが容易になるとともに、パターン精度も高精度になり、高密度記録が可能な垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドを再現性良く製造することができる。
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明してきたが、本発明は実施の形態及び実施例に記載された構成・条件等に限られるものではなく各種の変更が可能であり、例えば、上記の実施の形態の説明においては、ＴＭＲ膜をイオンミリングによりパターニングしているが、反応性イオンエッチングを用いても良いものである。
また、上記の実施例においては、ＴＭＲ膜を反強磁性層側から堆積させているが、フリー層側から堆積させても良いものであり、その場合には反強磁性層としてＩｒＭｎ等を用いることが望ましい。
また、上記の実施例においては、磁気抵抗効果膜をＴＭＲ膜で構成しているが、ＴＭＲ膜に限られるものではなく、ＧＭＲ膜を用いても良いものであり、その場合には、ＴＭＲ膜におけるＭｇＯ等のトンネル絶縁膜をＣｕ等の非磁性中間層に置き換えれば良い。
また、上記の実施の形態及び実施例においては、メッキベース層の材料について言及していないが、ＣｏＮｉＦｅをメッキする場合にはＣｏＮｉＦｅと相性の良いＲｕを用いることが望ましいが、Ｃｕ等の他の非磁性金属を用いても良いものである。
また、上記の実施の形態及び実施例においては、絶縁膜としてＡｌ2 Ｏ3 を用いているがＡｌ2 Ｏ3 に限られるものではなく、ＳｉＯ2 等の他の非磁性絶縁膜を用いても良いものである。
以上の実施例１を含む実施の形態に関し、さらに、以下の付記を開示する。
（付記１） 磁気抵抗効果膜上に３層構造からなる第１の金属膜を形成させる工程と、前記第１の金属膜の上層に研磨耐性膜を形成させる工程と、全体を覆うように磁区制御膜を堆積させる工程と、前記磁区制御膜上に３層構造からなる第２の金属膜を形成させる工程と、前記磁気抵抗効果膜上の前記第１の金属膜及び前記磁区制御膜上の前記第２の金属膜並びに前記研磨耐性膜を除去する工程と、前記磁気抵抗効果素子上に上部シールド層を形成する工程とを有する磁気ヘッドの製造方法。
（付記２） 前記磁気抵抗効果膜上に設けた前記第１の金属膜と、前記磁区制御膜上に設けた前記第２の金属膜との高さが揃うように膜厚設計された付記１記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記３） 前記磁気抵抗効果膜上に形成した前記第１の金属膜の膜厚が、２０ｎｍ〜５０ｎｍである付記１または付記２記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記４） 前記磁気抵抗効果膜上に形成した前記第１の金属膜及び前記磁区制御膜上に形成した第２の金属膜を除去する工程において、イオンミリングのミリングレートの角度依存によるレート差を利用して除去する付記１乃至３のいずれか１に記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記５） 前記磁気抵抗効果膜上に形成した前記第１の金属膜及び前記磁区制御膜上に形成した第２の金属膜を除去する工程において、反応性イオンエッチングによる選択エッチングを利用して除去する付記１乃至３のいずれか１に記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記６） 前記研磨耐性膜の除去工程の後に、前記研磨耐性膜を除去した際にできる突起部を化学機械研磨法を用いて除去する工程をさらに有する付記１乃至５のいずれか１に記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記７） 前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜が、Ｒｕ膜、Ｔａ膜、及び、Ｒｕ膜を順次堆積させたＲｕ膜／Ｔａ膜／Ｒｕ膜構造からなり、且つ、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜の膜厚が設計値として同じである付記１乃至６のいずれか１に記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記８） 前記磁気抵抗効果膜上の前記第１の金属膜及び前記磁区制御膜上の前記第２の金属膜を除去する工程において、前記第１の金属膜を構成する下層側のＲｕ膜と前記第２の金属膜を構成する下層側のＲｕ膜を同時にイオンミリング法によって除去する工程を有する付記１乃至７のいずれか１に記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記１） 磁気抵抗効果膜上に３層構造からなる第１の金属膜を形成させる工程と、前記第１の金属膜の上層に研磨耐性膜を形成させる工程と、全体を覆うように磁区制御膜を堆積させる工程と、前記磁区制御膜上に３層構造からなる第２の金属膜を形成させる工程と、前記磁気抵抗効果膜上の前記第１の金属膜及び前記磁区制御膜上の前記第２の金属膜並びに前記研磨耐性膜を除去する工程と、前記磁気抵抗効果素子上に上部シールド層を形成する工程とを有する磁気ヘッドの製造方法。
（付記２） 前記磁気抵抗効果膜上に設けた前記第１の金属膜と、前記磁区制御膜上に設けた前記第２の金属膜との高さが揃うように膜厚設計された付記１記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記３） 前記磁気抵抗効果膜上に形成した前記第１の金属膜の膜厚が、２０ｎｍ〜５０ｎｍである付記１または付記２記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記４） 前記磁気抵抗効果膜上に形成した前記第１の金属膜及び前記磁区制御膜上に形成した第２の金属膜を除去する工程において、イオンミリングのミリングレートの角度依存によるレート差を利用して除去する付記１乃至３のいずれか１に記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記５） 前記磁気抵抗効果膜上に形成した前記第１の金属膜及び前記磁区制御膜上に形成した第２の金属膜を除去する工程において、反応性イオンエッチングによる選択エッチングを利用して除去する付記１乃至３のいずれか１に記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記６） 前記研磨耐性膜の除去工程の後に、前記研磨耐性膜を除去した際にできる突起部を化学機械研磨法を用いて除去する工程をさらに有する付記１乃至５のいずれか１に記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記７） 前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜が、Ｒｕ膜、Ｔａ膜、及び、Ｒｕ膜を順次堆積させたＲｕ膜／Ｔａ膜／Ｒｕ膜構造からなり、且つ、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜の膜厚が設計値として同じである付記１乃至６のいずれか１に記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記８） 前記磁気抵抗効果膜上の前記第１の金属膜及び前記磁区制御膜上の前記第２の金属膜を除去する工程において、前記第１の金属膜を構成する下層側のＲｕ膜と前記第２の金属膜を構成する下層側のＲｕ膜を同時にイオンミリング法によって除去する工程を有する付記１乃至７のいずれか１に記載の磁気ヘッドの製造方法。
１１ 下部磁気シールド層
１２ ＴＭＲ膜
１３ Ｒｕ膜
１４ Ｔａ膜
１５ Ｒｕ膜
１６ Ｔａ膜
１７ レジストパターン
１８ ハードマスク
１９ 絶縁膜
２０ 磁区制御膜
２１ Ｒｕ膜
２２ Ｔａ膜
２３ Ｒｕ膜
２４ バリ
２５ メッキベース層
２６ 上部磁気シールド層
３１ Ａｌ2 Ｏ3 膜
３２ Ａｌ2 Ｏ3 膜
３３ 主磁極補助層
３４ Ａｌ2 Ｏ3 埋込層
３５ ＣｏＮｉＦｅ層
３６ 主磁極先端部
３７ Ａｌ2 Ｏ3 埋込層
３８ ギャップ層
３９ ライトコイル
４０ 被覆絶縁膜
４１ リターンヨーク
４２ シールド層
４３ 接続部
６１ 下部磁気シールド層
６２ ＴＭＲ膜
６３ Ｒｕ膜
６４ Ｔａ膜
６５ レジストパターン
６６ ハードマスク
６７ 絶縁膜
６８ 磁区制御膜
６９ 凹部
７０ バリ
７１ メッキベース層
７２ 上部磁気シールド層
１２ ＴＭＲ膜
１３ Ｒｕ膜
１４ Ｔａ膜
１５ Ｒｕ膜
１６ Ｔａ膜
１７ レジストパターン
１８ ハードマスク
１９ 絶縁膜
２０ 磁区制御膜
２１ Ｒｕ膜
２２ Ｔａ膜
２３ Ｒｕ膜
２４ バリ
２５ メッキベース層
２６ 上部磁気シールド層
３１ Ａｌ2 Ｏ3 膜
３２ Ａｌ2 Ｏ3 膜
３３ 主磁極補助層
３４ Ａｌ2 Ｏ3 埋込層
３５ ＣｏＮｉＦｅ層
３６ 主磁極先端部
３７ Ａｌ2 Ｏ3 埋込層
３８ ギャップ層
３９ ライトコイル
４０ 被覆絶縁膜
４１ リターンヨーク
４２ シールド層
４３ 接続部
６１ 下部磁気シールド層
６２ ＴＭＲ膜
６３ Ｒｕ膜
６４ Ｔａ膜
６５ レジストパターン
６６ ハードマスク
６７ 絶縁膜
６８ 磁区制御膜
６９ 凹部
７０ バリ
７１ メッキベース層
７２ 上部磁気シールド層
Claims (5)
- 磁気抵抗効果膜上に３層構造からなる第１の金属膜を形成させる工程と、前記第１の金属膜の上層に研磨耐性膜を形成させる工程と、全体を覆うように磁区制御膜を堆積させる工程と、前記磁区制御膜上に３層構造からなる第２の金属膜を形成させる工程と、前記磁気抵抗効果膜上の前記第１の金属膜及び前記磁区制御膜上の前記第２の金属膜並びに前記研磨耐性膜を除去する工程と、前記磁気抵抗効果素子上に上部シールド層を形成する工程とを有する磁気ヘッドの製造方法。
- 前記磁気抵抗効果膜上に設けた前記第１の金属膜と、前記磁区制御膜上に設けた前記第２の金属膜との高さが揃うように膜厚設計された請求項１記載の磁気ヘッドの製造方法。
- 前記磁気抵抗効果膜上に形成した前記第１の金属膜の膜厚が、２０ｎｍ〜５０ｎｍである請求項１または請求項２記載の磁気ヘッドの製造方法。
- 前記磁気抵抗効果膜上に形成した前記第１の金属膜及び前記磁区制御膜上に形成した第２の金属膜を除去する工程において、イオンミリングのミリングレートの角度依存によるレート差を利用して除去する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁気ヘッドの製造方法。
- 前記研磨耐性膜の除去工程の後に、前記研磨耐性膜を除去した際にできる突起部を化学機械研磨法を用いて除去する工程をさらに有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁気ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008025178A JP2009187612A (ja) | 2008-02-05 | 2008-02-05 | 磁気ヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008025178A JP2009187612A (ja) | 2008-02-05 | 2008-02-05 | 磁気ヘッドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009187612A true JP2009187612A (ja) | 2009-08-20 |
Family
ID=41070689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008025178A Withdrawn JP2009187612A (ja) | 2008-02-05 | 2008-02-05 | 磁気ヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009187612A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8400733B2 (en) | 2010-11-24 | 2013-03-19 | HGST Netherlands B.V. | Process to make PMR writer with leading edge shield (LES) and leading edge taper (LET) |
| US8470186B2 (en) | 2010-11-24 | 2013-06-25 | HGST Netherlands B.V. | Perpendicular write head with wrap around shield and conformal side gap |
| US8524095B2 (en) | 2010-11-24 | 2013-09-03 | HGST Netherlands B.V. | Process to make PMR writer with leading edge shield (LES) and leading edge taper (LET) |
| US8553371B2 (en) | 2010-11-24 | 2013-10-08 | HGST Netherlands B.V. | TMR reader without DLC capping structure |
-
2008
- 2008-02-05 JP JP2008025178A patent/JP2009187612A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8400733B2 (en) | 2010-11-24 | 2013-03-19 | HGST Netherlands B.V. | Process to make PMR writer with leading edge shield (LES) and leading edge taper (LET) |
| US8470186B2 (en) | 2010-11-24 | 2013-06-25 | HGST Netherlands B.V. | Perpendicular write head with wrap around shield and conformal side gap |
| US8524095B2 (en) | 2010-11-24 | 2013-09-03 | HGST Netherlands B.V. | Process to make PMR writer with leading edge shield (LES) and leading edge taper (LET) |
| US8553371B2 (en) | 2010-11-24 | 2013-10-08 | HGST Netherlands B.V. | TMR reader without DLC capping structure |
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