JP2010129127A - 磁気ヘッドの製造方法、情報記憶装置、およびエッチング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気ヘッドの製造工程で用いられるドライエッチング用マスクを、高精度に形成することが可能な磁気ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る磁気ヘッドの製造方法は、所定形状の第３のマスク層４３が形成された積層体をチャンバ６２内に収容して、第１の反応性イオンエッチングプロセスを実施し、第２のマスク層の所定領域を除去する工程と、チャンバ６２内のガス置換を行う工程と、第２のマスク層４２が形成された積層体に対して第２の反応性イオンエッチングプロセスを実施し、第１のマスク層の所定領域を除去する工程と、積層体をチャンバから取り出して、第１のマスク層４１が形成された積層体に対してイオンミルプロセスを実施し、ストッパ層１７および磁性層１９の所定領域を除去する工程とを備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、磁気ヘッドの製造方法、情報記憶装置、およびエッチング方法に関し、さらに詳細には反応性イオンエッチングプロセスを用いた垂直磁気記録方式の磁気ヘッドの製造方法、および当該磁気ヘッドを備える情報記憶装置、ならびに当該反応性イオンエッチングプロセスに用いられるエッチング方法に関する。

近年、磁気ディスク装置等の情報記憶装置における記憶容量は顕著に増大する傾向にある。これに伴い、記録媒体の高記録密度化と共に、磁気ヘッドの記録再生特性のさらなる性能向上が要請されている。例えば、再生ヘッドとして、高い再生出力を得ることができるＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子、あるいは、より高い再生感度の得られるＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子等の磁気抵抗効果型再生素子を用いたヘッドが開発されている。一方、記録ヘッドとして、電磁誘導を利用した誘導型のヘッドが開発されている。

このような背景の下、垂直磁気記録方式、すなわち垂直磁気記録媒体と垂直磁気記録ヘッドとを組み合わせて使用する記録方式の情報記憶装置において、高記録密度化を目的とする記録磁界強度の向上を図るため、主磁極の浮上面寄り先端部を、ダウントラック方向に絞る形状（以下、「絞り部」という）に形成する構造の例が開示されている（非特許文献１、２参照）。

しかし、主磁極の先端部に上記絞り部を設ける場合には、記録特性にばらつきが生じないように、絞り部のヘッドハイト方向の長さ寸法を高精度に形成する必要がある。したがって、当該絞り部をドライエッチング加工によって形成する際に設けられるエッチングマスクの位置制御を、いかに高精度に行うかが課題となっている。

ここで、基板をドライエッチングによって加工する際に、エッチングコンディションを整えて、加工ばらつきの低減が可能となる方法が開示されている（特許文献１、２参照）。

Ｙ．Ｋａｎａｉ ｅｔ ａｌ．，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，ＶＯＬ．３９，ＮＯ．４，ｐｐ．１９５５−１９６０，Ｊｕｌ．２００３ Ｙ．Ｋａｎａｉ ｅｔ ａｌ．，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，ＶＯＬ．３９，ＮＯ．５，ｐｐ．２４０５−２４０７，Ｓｅｐ．２００３ 特開２００２−３１９５７１号公報 特表２００１−５２３０４４号公報

本発明は、磁気ヘッドを製造する工程で実施されるドライエッチングにおいて用いられるエッチングマスクを、形成位置のばらつきがなく、高精度に形成することが可能な磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。

この磁気ヘッドの製造方法は、磁気ヘッドに加工される所定の薄膜が積層された積層体を、イオンミルプロセスによって所定形状に加工する磁気ヘッドの製造方法であって、基板上に薄膜を順次積層して形成した基体上に、主磁極となる磁性層を形成する工程と、前記磁性層が形成された積層体の上に、ストッパ層を形成する工程と、前記ストッパ層が形成された積層体の上に、第１のマスク層を形成する工程と、前記第１のマスク層が形成された積層体の上に、第２のマスク層を形成する工程と、前記第２のマスク層が形成された積層体の上に、第３のマスク層を所定形状に形成する工程と、前記所定形状の第３のマスク層が形成された積層体をチャンバ内に収容して、該積層体に対して第１の反応性イオンエッチングプロセスを実施して、該第３のマスク層をマスクとして、前記第２のマスク層の所定領域を除去する工程と、前記チャンバ内のガス置換を行う工程と、前記チャンバ内で、前記所定領域が除去された第２のマスク層が形成された積層体に対して第２の反応性イオンエッチングプロセスを実施して、該第２のマスク層をマスクとして、前記第１のマスク層の所定領域を除去する工程と、前記所定領域が除去された第１のマスク層が形成された積層体を前記チャンバから取り出して、該積層体に対してイオンミルプロセスを実施して、該第１のマスク層をマスクとして、前記ストッパ層および前記磁性層の所定領域を除去する工程と、を備え、前記ストッパ層の第２の反応性イオンエッチングプロセスに対するエッチングレートは、前記第１のマスク層の該エッチングレートよりも低いことを要件とする。

本発明によれば、特に、主磁極をドライエッチング加工する際に用いられるエッチングマスクを、形成位置のばらつきがなく、高精度に形成することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法により製造される磁気ヘッド１の構成例を示す概略図（クロストラック方向に垂直な断面図）である。図２〜図６は、従来の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法と本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法とに共通の工程を説明するための説明図である。図７は、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法の例を説明するための説明図である。図８は、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法の変形例を説明するための説明図である。図９は、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法の他の変形例を説明するための説明図である。図１０は、従来の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法における課題を説明するための説明図である。図１１は、主磁極１０をエッチング加工する際に用いられるマスク層４１の形成精度に関する測定データである。図１２は、本発明の実施形態に係る情報記憶装置５０の例を示す概略図である。なお、図中、Ｘがクロストラック方向、Ｙがダウントラック方向、Ｚがヘッドハイト方向をそれぞれ示す（各図共通）。

本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法によって製造される磁気ヘッド１は、ハードディスク等の磁気記録媒体へ磁気信号を書き込む記録ヘッド部３を有する磁気ヘッドである。
記録ヘッド部３が積層され、その積層面に直交する面に浮上面５が設けられて、ヘッドスライダとして構成された後、当該浮上面５によって回転する磁気記録媒体上を浮上して記録を行うものである。
以下、磁気ヘッド１として、垂直磁気記録方式の磁気ヘッドについて説明する。

図１に示すように、磁気ヘッド１は、一つの実施形態として、再生ヘッド部２と記録ヘッド部３とを備える複合型磁気ヘッドとして構成される。なお、本発明の適用を当該複合型磁気ヘッドに限定するものではない。
ここで、図１はクロストラック方向に垂直な方向の断面図として図示している。なお、図中の符合５が浮上面を表すが、本来、浮上面は、積層工程が完了した後に、研磨工程を経て形成されるものであるため、途中工程においては、浮上面形成予定位置と考えるべきものである。

先ず、再生ヘッド部２の構成例を説明する。ベースとなるウエハ基板１１上に、再生ヘッド部２の下部シールド層１２が形成される。
下部シールド層１２の上層には、再生素子１３が形成される。ここで、再生素子１３には、例えば、ＴＭＲ素子もしくはＧＭＲ素子等の磁気抵抗効果型再生素子が用いられるが、その膜構成としては、種々の構成を採用することができる。なお、符号３１は、Ａｌ_２Ｏ_３等からなる絶縁層である。

再生素子１３および絶縁層３１上に、上部シールド層１４が形成される。なお、上部シールド層１４、下部シールド層１２共に、ＮｉＦｅ等の磁性材料（軟磁性材）を用いて構成される。

次に、記録ヘッド部３の構成例を説明する。前記上部シールド層１４上に絶縁層３２が形成される。
絶縁層３２上に、磁性材料からなる第１リターンヨーク１５が形成される。
第１リターンヨーク１５上にＡｌ_２Ｏ_３等からなる絶縁層３３が形成され、絶縁層３３上には導電材料を用いて、平面螺旋状に第１コイル１６が形成され、さらに、第１コイル１６を覆うように、Ａｌ_２Ｏ_３等からなる絶縁層３４が形成される。
また、同図のように、絶縁層３４の上に、磁性材料からなる盛上層１８が形成される。なお、盛上層１８を設けない構成も考えられる。
なお、本実施形態においては、ウエハ基板１１から、絶縁層３４および盛上層１８で構成される層に至るまでの積層構造を「基体」という（図中、符号６）。ただし、基体については種々の構成を採用することができ、上記構成はあくまでも一例示に過ぎない。

また、基体６上、すなわち絶縁層３４および盛上層１８の上に、磁性材料からなる主磁極１９が形成される。なお、主磁極１９を形成する方法（詳細は後述する）は複数考えられ、例えば、鍍金プロセスを用いて形成する場合は、一旦、先に鍍金ベースを形成し、その上に主磁極１９を形成することとなるが、当該鍍金ベースについては、機能的に主磁極１９と同視できるものであり、図の簡素化のために図示を省略している（その他の鍍金ベースについても同様に図示省略）。ちなみに、主磁極１９は単層構造に限られず、異なる磁性材料を積層させる多層構造を採用することも考えられる。

本実施形態に特徴的な構成として、主磁極１９の先端部に絞り部１９ａが設けられるが、詳細については製造方法と共に後述する。

また、主磁極１９の上には、トレーリングギャップ３５およびバックギャップ２５が設けられ、トレーリングギャップ３５の一部の上に、トレーリングシールド２６が設けられる。一例として、トレーリングギャップ３５はＡｌ_２Ｏ_３等の絶縁材料により形成され、バックギャップ２５およびトレーリングシールド２６は磁性材料により形成される。なお、符号３６は、Ａｌ_２Ｏ_３等からなる絶縁層である。

さらに、その上には、一例として、導電性材料である銅を用いて、平面螺旋状に第２コイル２４が形成される。
また、第２コイル２４の巻線間および巻線上に絶縁層３７が設けられる。絶縁層３７は、一例として、レジスト等の絶縁材料により形成される。

絶縁層３７の上には、バックギャップ２５およびトレーリングシールド２６に連結する磁性材料からなる第２リターンヨーク２７が形成される。
さらに、第２リターンヨーク２７上に保護層（不図示）等の形成が行われて、磁気ヘッド１が所定の積層構造として完成される。
なお、第１リターンヨーク１５、盛上層１８、主磁極１９、サイドシールド２０、バックギャップ２５、トレーリングシールド２６、第２リターンヨーク２７を構成する磁性材料としては、飽和磁束密度（ＢＳ）が高い磁性材料（軟磁性材）を用いることが記録特性向上の観点から好適であり、一例として、ＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ等が挙げられる。特に、主磁極１９には、ＦｅＣｏを用いることによって、記録磁界強度を向上させることができる。

続いて、本実施形態に係る磁気ヘッド１の製造方法について説明する。
当該製造方法の概要として、公知の成膜工程によって、再生ヘッド部２を形成した後、記録ヘッド部３を形成することとなるが、本実施形態に特徴的な、主磁極１９に絞り部１９ａを形成する工程を中心に説明を行う。なお、初めに、従来の実施形態に係る製造方法と本発明の実施形態に係る製造方法とに共通の工程について説明する。

先ず、ウエハ基板１１上に薄膜を順次積層し、前記絶縁層３４および盛上層１８で構成される層に至るまでの積層構造、すなわち基体６を形成した後、一例として、それらの上面が連続する同一平面となるようにラッピングによって平坦化し、当該基体６上に鍍金ベース（不図示）を介して磁性層１９’を鍍金プロセスによって形成する。なお、スパッタリングによって形成してもよい。当該磁性層１９’は後の工程において加工されて主磁極１９となるものであって、軟磁性材料（ここではＦｅＣｏ）を用いて形成される。
次いで、磁性層１９’上に、例えばレジスト材料を用いて、公知のフォトリソグラフィプロセス等によって所定形状のマスク層４０を形成する。
ここまでの形成が完了した状態を図２（ａ）に示す。なお、この図は、積層体を浮上面５側から視た端面図（断面図）である（図２（ｂ）において同じ）。

次いで、図２（ｂ）に示すように、マスク層４０をエッチングマスクとして、ドライエッチングプロセスによって、磁性層１９’を、浮上面５と平行な断面（少なくとも浮上面側の端面）がダウントラック方向に逆台形状（傾斜角は８０［°］程度）となるようにエッチングして、主磁極１９を形成する。一例として、当該ドライエッチングプロセスには、イオンミルプロセスを用いる。
このようにして、浮上面５位置における形状がダウントラック方向に逆台形状を有する主磁極１９が形成され、サイドイレーズ防止に効果を発揮する。

次の工程を、図３（ａ）に示す。なお、この図は、積層体のクロストラック方向に垂直な断面図である（図３（ｂ）〜図１０において同じ）。
この図３（ａ）に示すように、マスク層４０を公知のリフトオフプロセス等によって除去した後、主磁極１９が被覆されるように、ストッパ層１７をスパッタリングによって形成する。本実施形態では、主磁極１９の上方のストッパ層１７が、後工程（図５（ｂ）で示される工程）において、反応性イオンエッチングプロセスのエッチングストッパとしての機能も果たす。これを踏まえて、ストッパ層１７を構成する材料の例としては、非磁性の金属材料であるＲｕ（ルテニウム）、Ｔａ（タンタル）等を用いることが考えられる。なお、ストッパ層１７の膜厚（ダウントラック方向）は、一例として、１００〜１５０［ｎｍ］程度に形成する。

次いで、ストッパ層１７が形成された積層体の上に、後のドライエッチング工程でエッチングマスクとして機能することとなるマスク層（第１のマスク層）４１’を形成する。一例として、マスク層４１’は、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）を用いて、スパッタリングにより形成する。なお、マスク層４１’の膜厚（ダウントラック方向）は、一例として、２００［ｎｍ］程度に形成する。
次いで、マスク層４１’の上に、後のドライエッチング工程でエッチングマスクとして機能することとなるマスク層（第２のマスク層）４２’を形成する。一例として、マスク層４２’は、Ｃｒ（クロム）を用いて、スパッタリングにより形成する。
次いで、マスク層４２’の上に、後のドライエッチング工程でエッチングマスクとして機能することとなるマスク層（第３のマスク層）４３’を形成する。一例として、マスク層４３’は、ＳｉＯ_２を用いて、スパッタリングにより形成する。
次いで、マスク層４３’の上に、後のドライエッチング工程でエッチングマスクとして機能することとなるマスク層（第４のマスク層）４４を形成する。一例として、マスク層４４は、レジスト材料を用いて、公知のフォトリソグラフィプロセスにより所定形状に形成する。ここで、所定形状とは、下層のマスク層４３’においてドライエッチング工程（図４（ａ）で示される工程）による除去を行わない領域に対応させた形状である。なお、本実施形態のように、マスク層４４を形成するためのレジスト材料を塗布する前に、露光光の反射を防止する反射防止膜としてＢＡＲＣ（Ｂｏｔｔｏｍ Ａｎｔｉ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｃｏａｔｉｎｇ)層４５をマスク層４３’の上に予め形成してもよい。ここまでの形成が完了した状態を図３（ｂ）に示す。

次いで、図４（ａ）に示すように、所定形状のマスク層４４が形成された積層体を第１のチャンバ６１内に収容して、当該マスク層４４をエッチングマスクとするドライエッチングプロセスによって（図中の破線矢印方向）、マスク層４３’における所定領域すなわちマスク層４４で覆われていない領域を除去して、所定形状のマスク層４３を形成する。ここで、所定形状とは、下層のマスク層４２’においてドライエッチング工程（図５（ａ）で示される工程）による除去を行わない領域に対応させた形状である。なお、ＢＡＲＣ層４５もマスク層４３’と同様に除去される。
一例として、当該ドライエッチングプロセスには、ＳｉＯ_２からなるマスク層４３’の除去に好適な、ＣＦ_４ガスをエッチングガスとする反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）プロセスを用いる。なお、そのために、マスク層４４にはレジスト材料が用いられることが選択比の観点から好適である。ここで、符号６０は、チャンバ内の真空引きが可能な排気装置である。

次いで、図４（ｂ）に示すように、引き続き第１のチャンバ６１内において、ドライエッチングプロセスを実施して（図中の破線矢印方向）、マスク層４３の上層に残っているマスク層４４およびＢＡＲＣ層４５を除去する。
一例として、当該ドライエッチングプロセスには、レジスト材料からなるマスク層４４、およびＢＡＲＣ層４５の除去に好適な、Ｏ_２ガスをエッチングガスとする反応性イオンエッチングプロセスを用いる。

次いで、図５（ａ）に示すように、マスク層４４およびＢＡＲＣ層４５が除去されることによってマスク層４３が最上層に表出した積層体を、第２のチャンバ６２内に収容して、当該マスク層４３をエッチングマスクとするドライエッチングプロセスによって（図中の破線矢印方向）、マスク層４２’における所定領域すなわちマスク層４３で覆われていない領域を除去して、所定形状のマスク層４２を形成する。ここで、所定形状とは、下層のマスク層４１’においてドライエッチング工程（図５（ｂ）で示される工程）による除去を行わない領域に対応させた形状である。
一例として、当該ドライエッチングプロセスには、Ｃｒからなるマスク層４２’の除去に好適な、Ｃｌ_２とＯ_２との混合ガスをエッチングガスとする反応性イオンエッチングプロセス（「第１の反応性イオンエッチングプロセス」と称する）を用いる。なお、そのために、マスク層４３にはＳｉＯ_２が用いられることが選択比の観点から好適である。

次いで、図５（ｂ）に示すように、引き続き第２のチャンバ６２内において、上記工程により形成されたマスク層４２をエッチングマスクとするドライエッチングプロセスによって（図中の破線矢印方向）、マスク層４１’における所定領域すなわちマスク層４２で覆われていない領域を除去して、所定形状のマスク層４１を形成する。ここで、所定形状とは、下層の主磁極１９（およびストッパ層１７）においてドライエッチング工程（図６で示される工程）による除去を行わない領域に対応させた形状である。つまり、ドライエッチング工程（図６で示される工程）による除去が行われる領域は、主磁極１９上でみれば、絞り部１９ａの形成領域となる。
一例として、当該ドライエッチングプロセスには、Ａｌ_２Ｏ_３からなるマスク層４１’の除去に好適な、ＢＣｌ_３（三塩化ホウ素）ガスをエッチングガスとする反応性イオンエッチングプロセス（「第２の反応性イオンエッチングプロセス」と称する）を用いる。なお、そのために、マスク層４２にはＣｒが用いられることが選択比の観点から好適である。
また、マスク層４１’の下層に設けられているストッパ層１７は、第２の反応性イオンエッチングプロセスに対するエッチングレートが、マスク層４１’の同エッチングレートよりも低い材料（ここではＲｕ）を選択することによって、当該第２の反応性イオンエッチングプロセスではほとんど膜減りせず、エッチングストッパとして機能させることが可能となる。

次いで、図６に示すように、所定領域が除去されることによって所定形状に形成されたマスク層４１を備える積層体を、第２のチャンバ６２から取り出して、イオンミル装置６３内に収容して、当該マスク層４１をエッチングマスクとするドライエッチングプロセスによって、ストッパ層１７および主磁極１９をエッチングして、主磁極１９の先端部に絞り部１９ａを形成する。ちなみに、この時点で、マスク層４１は、主磁極１９のダウントラック方向の上面の上に所定厚さで残存している。
一例として、当該ドライエッチングプロセスには、金属材料（ここではＲｕ）からなるストッパ層１７および金属材料（ここではＦｅＣｏ）からなる主磁極１９の加工（除去）に好適なイオンミルプロセスを用いる。なお、そのために、マスク層４１にはＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）が用いられることが選択比の観点から好適である。
加えて、マスク層４１が、Ａｌ_２Ｏ_３で形成されていることによって、例えばレジスト材料を用いてマスク層を形成した場合と比較して、エッジ部（マスク層の端部）の形状精度すなわちヘッドハイト方向の寸法精度を、より高精度に形成することが可能となる。一例として、絞り部１９ａのヘッドハイト方向長さｄは、１００［ｎｍ］程度に設定する。
このようにして、主磁極１９の浮上面５寄りの先端部におけるダウントラック方向の上面に、絞り部１９ａを形成することができ、記録磁界強度を増加させることが可能となる。

その後、上記によって絞り部１９ａが形成された積層体に対して、トレーリングギャップ３７、トレーリングシールド２４等、前述の所定層を上層に積層する公知の成膜工程（不図示）を実施して、最終的に図１に示す磁気ヘッド１として形成される。

以上、説明した工程は、従来の実施形態に係る製造方法と本発明の実施形態に係る製造方法とに共通の工程である。

ここで、従来の実施形態に係る工程における課題について説明する。
従来の実施形態では、第２の反応性イオンエッチングプロセスによって、Ａｌ_２Ｏ_３からなるマスク層４１’の所定領域を除去してマスク層４１を形成する際に、第２のチャンバ６２内に残留しているガスあるいは反応生成物の影響によって、本来高精度の加工が可能であるはずの反応性イオンエッチングプロセスにおいても、マスク層４１の形状精度のばらつきが発生してしまう課題が生じていた。
当該マスク層４１は、後工程（図６で示される工程）のイオンミルプロセスによって主磁極１９の先端部に絞り部１９ａを形成する際のエッチングマスクとなるものであるため、その形状精度のばらつきは、当該絞り部１９ａの形状精度にばらつきを発生させることとなり、主磁極１９の記録特性がばらつく原因となってしまう。
この課題に対して、従来は、（１）第２の反応性イオンエッチングプロセスを実施する前に、第２のチャンバ６２内にダミーウエハを収容して空エッチングを行う方法、（２）多層膜の連続エッチングをやめて、単層膜の１枚処理に変更する、（３）エッチング処理の間隔を１時間以上あけて実施する、という３つの対策を組み合わせて実施することにより、第２の反応性イオンエッチングプロセスで形成されるＡｌ_２Ｏ_３からなるマスク層４１の形状ばらつきを低減することが可能ではあった。しかし、その解決方法を採用すると、第２の反応性イオンエッチングプロセスのエッチング処理時間が約１０倍に増加してしまうため、それら３つの対策を全て組み合わせて実施することは製造工程上、困難であった。

これに対して、上記課題の解決を可能とする本実施形態は、その特徴的な構成として、前記第２の反応性イオンエッチングプロセスを実施する前に、第２のチャンバ６２内にガスを導入してガス置換を行う工程を備える。つまり、前述の図５（ａ）と図５（ｂ）とで示される工程の間に、図７で示される工程が追加される。より具体的には、第２のチャンバ６２内へ、第１の反応性イオンエッチングプロセスで用いられるエッチングガス（ここでは、Ｃｌ_２とＯ_２との混合ガス）を導入することによってガス置換を実施する。
これによれば、第２のチャンバ６２内に残留しているガスおよび反応生成物を除去することが可能となり、当該第２のチャンバ６２内のコンディションを常に一定の状態に保つことが可能となる。すなわち、当該コンディションが安定するため、第２の反応性イオンエッチングプロセスによって、エッチング形成されるマスク層４１の形状寸法のばらつきを抑制して、高精度に形成することが可能となる。その結果、後工程で実施されるマスク層４１をエッチングマスクとするドライエッチング工程によって形成される主磁極１９の先端部の絞り部１９ａの形状を高精度に形成することが可能となる。
また、前述した従来の課題解決方法のように、例えばダミーウエハを用いる必要が無く、第１の反応性イオンエッチングプロセスから第２の反応性イオンエッチングプロセスまで、積層体を第２のチャンバ６２内に収容したままでよい。つまり、積層体の入れ換え作業が必要無いため、工程時間の増加が発生しない。また、エッチング処理間隔を１時間以上あける必要が無く、このことも工程時間を増加させない点で非常に有利である。特に、複数個の積層体の連続処理が可能となるため、製品（磁気ヘッド）の量産を行う観点から必須且つ非常に有利な効果が奏される。

なお、上記のガス置換を行う工程は、あらかじめ第２のチャンバ６２内を真空引きした後でエッチングガスを導入してもよく、あるいは第２のチャンバ６２内を真空引きしながらエッチングガスを導入してもよい。真空引きを併用することによって、ガス置換を短時間に且つより完全に実施することが可能となる。

ここで、上記のガス置換を行う工程において、第２のチャンバ６２内へ導入するガスとして、第２の反応性イオンエッチングプロセスで用いられるエッチングガス（ＢＣｌ_３）ではなく、第１の反応性イオンエッチングプロセスで用いられるエッチングガス（Ｃｌ_２とＯ_２との混合ガス）を用いるのは以下の理由による。
すなわち、ＢＣｌ_３を導入して第２のチャンバ６２内に当該ガスを充填させた状態とすると、第２の反応性イオンエッチングプロセスが開始され、放電が行われたときに反射波が生じ、エッチングが安定しない現象が生じ得るため、これを解決するためである。つまり、エッチングの安定化が可能となるためである。

なお、マスク層４１の形状精度は、図１０に示すように、本来の形成予定位置Ｐ１から実際の形成位置Ｐ２がヘッドハイト方向にどの位ずれているか（シフト量ｓ［ｎｍ］）で判定され、当該シフト量ｓが小さい方が高精度であるといえる。
ここで、図１１に、マスク層４１形成時のシフト量ｓ［ｎｍ］を測定したデータを示す。図１１の領域Ａは従来の製造方法によってマスク層４１を形成した場合のシフト量ｓである（なお、複数個の積層体を連続してエッチング処理を行った際の２枚目、３枚目を図示している）。一方、図１１の領域Ｂは、上記において説明した本実施形態に係る第２のチャンバ６２内のガス置換工程を実施した場合（すなわち、図５（ａ）の工程と図５（ｂ）の工程との間に図７の工程を追加した場合）の製造方法によってマスク層４１を形成した場合のシフト量ｓである（なお、複数個の積層体を連続してエッチング処理を行った際の２枚目、３枚目を図示している）。
この比較結果から明らかなように、当該ガス置換工程を実施することにより、マスク層４１の形状ばらつきが低減されていることが判る。

以上と同様の考え方によって、本実施形態の変形例として、第１の反応性イオンエッチングプロセス実施前に、第２のチャンバ６２内にガスを導入してガス置換を行う工程を追加することが考えられる。つまり、前述の図４（ｂ）と図５（ａ）とで示される工程の間に、図８で示される工程が追加される。なお、第２のチャンバ６２内へ導入するガスとして、第１の反応性イオンエッチングプロセスで用いられるエッチングガス（Ｃｌ_２とＯ_２との混合ガス）を用いる。
この工程を備えることによって、前述の効果と同様の効果、すなわち、Ｃｒからなるマスク層４２の形状精度をより高精度に形成することが可能となる。

さらに、同様の考え方によって、本実施形態の他の変形例として、レジスト層４４を除去するための反応性イオンエッチングプロセス実施前に、第１のチャンバ６１内にガスを導入してガス置換を行う工程を追加することが考えられる。つまり、前述の図３（ｂ）と図４（ａ）とで示される工程の間に、図９で示される工程が追加される。なお、第１のチャンバ６１内へ導入するガスとして、レジスト層４４を除去するための反応性イオンエッチングプロセスで用いられるエッチングガス（ＣＦ_４）を用いる。
この工程を備えることによって、前述の効果と同様の効果、すなわち、ＳｉＯ_２からなるマスク層４３の形状精度をより高精度に形成することが可能となる。

ところで、上記の第２の反応性イオンエッチングプロセスを実施する前の第２のチャンバ６２内のガス置換を行う工程を実施すると、複数個の積層体の連続処理を行う場合に、新たな課題が生じ得ることが、本願発明者の調査研究により判明した。
より具体的には、前述の図１１のグラフで示した領域Ｂの２枚目、３枚目のように、複数個の積層体を連続的に処理する際に、その順番に応じて、Ａｌ_２Ｏ_３からなるマスク層４１の形状ばらつき（シフト量ｓ）が増加・減少する等して変化してしまう現象が生じる場合がある。

この課題を解決すべく、本実施形態では、その特徴的な構成として、複数個の積層体のエッチング加工（第２の反応性イオンエッチングプロセス）を連続して実施する場合に、加工される積層体の順番に応じて、前記の第２のチャンバ６２内のガス置換を行う工程におけるガス導入時間を、あらかじめ設定しておいた最適時間となるように調節する。
一例として、１枚目を処理する前のガス導入時間を０［秒］、２枚目を処理する前のガス導入時間を６０［秒］、３枚目を処理する前のガス導入時間を１２０［秒］、等のように、あらかじめ、積層体の状態（材質、膜厚等）に応じて調査し、設定しておいた最適時間となるように、その処理枚数（順番）に応じて、ガス導入時間を変化させる。
これによれば、図１１のグラフの領域Ｃ（レジスト層４４の除去時以外のＲＩＥに上記時間調節を一律に適用した測定結果）に示すように、複数の積層体を連続的に処理する場合であっても、エッチング形成されるＡｌ_２Ｏ_３からなるマスク層４１の形状ばらつきを抑制して、高精度に形成することが可能となる。その結果、複数個の積層体を連続的に加工処理する磁気ヘッドの製造工程においても、主磁極１９の先端部の絞り部１９ａの形状を処理個数に関わらず高精度に形成することが可能となる。つまり、製品の品質すなわち磁気ヘッド１の記録特性を安定させることが可能となる。

続いて、本発明の実施形態に係る情報記憶装置について説明する。
上記の製造方法により製造される磁気ヘッド１を用いて、磁気ディスク装置等を構成することにより、記録特性にばらつきがなく且つ高密度の記録が可能な情報記憶装置が実現される。

当該情報記憶装置の一例として、図１２に磁気ディスク装置５０の構成を示す。前記の磁気ヘッド１は、磁気記録媒体（磁気記録ディスク）５１との間で情報を記録し、情報を再生するヘッドスライダ５２に組み込まれる。さらに、ヘッドスライダ５２は、ヘッドサスペンション５３のディスク面に対向する面に取り付けられ、該サスペンション５３の端部を固定し、回動自在なアクチュエータアーム５４と、該サスペンション５３および該アクチュエータアーム５４上の絶縁された導電線を通じて、前記磁気抵抗効果素子１３に電気的に接続され、磁気記録ディスク５１との間で情報の読取および情報の記録を行うための電気信号を検出・送信する回路（不図示）とを有する情報記憶装置として構成される。その作用として、磁気記録ディスク５１が回転駆動されることにより、ヘッドスライダ５２がディスク面から浮上し、磁気記録ディスク５１との間で情報を記録し、情報を再生する操作がなされる。

本実施形態に係る情報記憶装置によれば、主磁極（特に絞り部）が高精度に形成された磁気ヘッドを備えて、記録特性のばらつきを防止することが可能となり、且つより高密度の記録が可能となる。

以上説明した通り、本実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法によれば、従来の方法のように多大な作業および時間を必要とせずに、チャンバ内のコンディションを常に一定の安定状態に保つことが可能となり、反応性イオンエッチングプロセスによってエッチング形成されるマスク層の形状寸法のばらつきを抑制して、高精度に形成することが可能となる。その結果、当該マスク層をエッチングマスクとするドライエッチング工程によって形成される主磁極（特に、先端部の絞り部）の形状をばらつきなく、高精度に形成することが可能となる。
また、当該製造方法によって形成される磁気ヘッドによれば、主磁極先端部の上面に絞り部を備えて記録磁界を増加させることが可能となる。さらに、絞り部の形状精度を高精度に形成することが可能となるため、記録特性にばらつきが生じることを防止でき、信頼性に優れた情報記憶装置の実現が可能となる。

本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法により製造される磁気ヘッドの構成例を示す概略図（断面図）である。 従来の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法と本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法とに共通の工程を説明するための説明図である。 従来の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法と本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法とに共通の工程を説明するための説明図である。 従来の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法と本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法とに共通の工程を説明するための説明図である。 従来の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法と本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法とに共通の工程を説明するための説明図である。 従来の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法と本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法とに共通の工程を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法の例を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法の変形例を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法の他の変形例を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法における課題を説明するための説明図である。 主磁極をエッチング加工する際に用いられるマスク層の形成精度に関する測定データである。 本発明の実施形態に係る情報記憶装置の例を示す概略図である。

符号の説明

１ 磁気ヘッド
２ 再生ヘッド部
３ 記録ヘッド部
５ 浮上面
６ 基体
１７ ストッパ層
１９ 主磁極
２２ バックギャップ
３５ トレーリングギャップ
４１、４１’ マスク層（第１のマスク層）
４２、４２’ マスク層（第２のマスク層）
４３、４３’ マスク層（第３のマスク層）
４４ レジスト層
５０ 情報記憶装置（磁気ディスク装置）
６１ チャンバ（第１のチャンバ）
６２ チャンバ（第２のチャンバ）

Claims (7)

1. 磁気ヘッドに加工される所定の薄膜が積層された積層体を、イオンミルプロセスによって所定形状に加工する磁気ヘッドの製造方法であって、
   基板上に薄膜を順次積層して形成した基体上に、主磁極となる磁性層を形成する工程と、
   前記磁性層が形成された積層体の上に、ストッパ層を形成する工程と、
   前記ストッパ層が形成された積層体の上に、第１のマスク層を形成する工程と、
   前記第１のマスク層が形成された積層体の上に、第２のマスク層を形成する工程と、
   前記第２のマスク層が形成された積層体の上に、第３のマスク層を所定形状に形成する工程と、
   前記所定形状の第３のマスク層が形成された積層体をチャンバ内に収容して、該積層体に対して第１の反応性イオンエッチングプロセスを実施して、該第３のマスク層をマスクとして、前記第２のマスク層の所定領域を除去する工程と、
   前記チャンバ内のガス置換を行う工程と、
   前記チャンバ内で、前記所定領域が除去された第２のマスク層が形成された積層体に対して第２の反応性イオンエッチングプロセスを実施して、該第２のマスク層をマスクとして、前記第１のマスク層の所定領域を除去する工程と、
   前記所定領域が除去された第１のマスク層が形成された積層体を前記チャンバから取り出して、該積層体に対してイオンミルプロセスを実施して、該第１のマスク層をマスクとして、前記ストッパ層および前記磁性層の所定領域を除去する工程と、を備え、
   前記ストッパ層の第２の反応性イオンエッチングプロセスに対するエッチングレートは、前記第１のマスク層の該エッチングレートよりも低いこと
   を特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
2. 前記チャンバ内のガス置換を行う工程は、前記第１の反応性イオンエッチングプロセスで用いられるエッチングガスを該チャンバ内へ導入することによって、もしくは該チャンバ内の真空引きを併用して該エッチングガスを該チャンバ内へ導入することによって実施すること
   を特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの製造方法。
3. 複数個の積層体の加工を連続して実施する場合に、加工される該積層体の順番に応じて、前記チャンバ内のガス置換を行う工程における前記エッチング用ガスを該チャンバ内へ導入する時間を、あらかじめ設定しておいた最適時間となるように調節すること
   を特徴とする請求項２記載の磁気ヘッドの製造方法。
4. 前記第１のマスク層は、アルミナを用いて形成され、
   前記第１の反応性イオンエッチングプロセスで用いられるエッチングガスと、前記第２の反応性イオンエッチングプロセスで用いられるエッチングガスとは、異なるガスであること
   を特徴とする請求項３記載の磁気ヘッドの製造方法。
5. 前記第１の反応性イオンエッチングプロセスで用いられるエッチングガスとして、塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスが用いられ、
   前記第２の反応性イオンエッチングプロセスで用いられるエッチングガスとして、三塩化ホウ素が用いられること
   を特徴とする請求項４記載の磁気ヘッドの製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁気ヘッドの製造方法により製造される磁気ヘッドを備えたヘッドスライダと、
   前記ヘッドスライダを支持するサスペンションと、
   前記サスペンションの端部を固定し、回動自在なアクチュエータアームと、
   前記サスペンションおよび前記アクチュエータアーム上の絶縁された導電線を通じて、磁気記録媒体に情報を記録するための電気信号を前記磁気ヘッドに送信する回路と、を備えること
   を特徴とする情報記憶装置。
7. 複数個の被対象物を順番にチャンバ内に収容して、各被対象物に対して反応性イオンエッチングプロセスによる加工を行うエッチング方法であって、
   前記反応性イオンエッチングプロセスは、各被対象物に対して異なるエッチングガスを用いて複数のエッチング加工を行う工程を備えると共に、
   所定の前記エッチング加工を実施する前に、所定の前記エッチングガスを該チャンバ内へ導入することによって、もしくは該チャンバ内の真空引きを併用して該エッチングガスを該チャンバ内へ導入することによって、該チャンバ内の気体を置換する工程を備え、
   加工される前記被対象物の順番に応じて、前記エッチング用ガスを導入する時間を、あらかじめ設定しておいた最適時間となるように調節すること
   を特徴とするエッチング方法。