JP3437834B2 - 薄膜磁気ヘッドの製造方法ならびに薄膜磁気ヘッドにおける薄膜パターンの形成方法 - Google Patents

薄膜磁気ヘッドの製造方法ならびに薄膜磁気ヘッドにおける薄膜パターンの形成方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素子
を用いて磁気記録媒体等における磁界強度を信号として
読み取る薄膜磁気ヘッドの製造方法、ならびに基体とこ
の基体に形成された薄膜磁気ヘッド素子とを備えた薄膜
磁気ヘッドにおける薄膜パターンの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気ディスク装置は、大容量化お
よび小型化が求められ、それに伴い高記録密度化が求め
られている。更に、これに伴って薄膜磁気ヘッドの性能
向上が求められている。薄膜磁気ヘッドとしては、書き
込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドと、磁
気抵抗（Magnetoresistive）効果を利用して磁界を検出
する読み出し用の磁気抵抗効果（以下、ＭＲとも記
す。）素子を有する再生ヘッドとを積層した構造の複合
型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。
【０００３】再生ヘッドとしては、高感度、高出力のも
のが要求されている。近年、この要求に対し、トンネル
磁気抵抗（Tunnel-type Magnetoresistive）効果を利用
して磁界を検出するトンネル磁気抵抗効果（以下、ＴＭ
Ｒとも記す。）素子が注目されている。
【０００４】ＴＭＲ素子は、一般に、下部磁性層、トン
ネルバリア層および上部磁性層が積層された構造を有し
ている。下部磁性層および上部磁性層は、それぞれ強磁
性体を含んでいる。なお、一般に、基板に近い方の磁性
層を下部磁性層と言い、基板に遠い方の磁性層を上部磁
性層と言う。従って、上部磁性層、下部磁性層における
「上部」、「下部」は、必ずしも、実際のＴＭＲ素子の
配置上における上下と一致するものではない。
【０００５】トンネルバリア層は、薄い非磁性絶縁膜よ
りなり、トンネル効果によりスピンを保存しながら電子
が通過できる、すなわちトンネル電流が流れることので
きる層である。トンネル磁気抵抗効果とは、トンネルバ
リア層を挟む一対の磁性層間に電流を流す場合に、両磁
性層の磁化の相対角度に依存して、トンネルバリア層を
流れるトンネル電流が変化する現象を言う。両磁性層の
磁化の相対角度が小さければ、トンネル確率は高くなる
ので、両者間に流れる電流に対する抵抗が小さくなる。
逆に、両磁性層の磁化の相対角度が大きければ、トンネ
ル確率は低くなるので、両者間に流れる電流に対する抵
抗が大きくなる。
【０００６】ところで、ＴＭＲ素子を用いた薄膜磁気ヘ
ッドの構造を考えた場合、薄い絶縁層からなるトンネル
バリア層を媒体対向面に晒す構造では、媒体対向面の研
磨加工時もしくは研磨加工後において、トンネルバリア
層を介して対向する２つの磁性層間で電気的短絡が発生
する可能性があり、好ましくない。
【０００７】そこで、本出願人は、例えば特願平１１-
１８８４７２号において、下部磁性層、トンネルバリア
層および上部磁性層が重なる部分（以下、トンネル接合
部と言う。）を媒体対向面から引っ込んだ位置に配置
し、トンネル接合部から媒体対向面まで延びるように、
トンネル接合部に信号磁束を導くための軟磁性層を設け
た構造の薄膜磁気ヘッドを提案している。本出願におい
て、上記軟磁性層をフロントフラックスガイド（以下、
ＦＦＧと記す。）と言い、上記構造の薄膜磁気ヘッドを
ＦＦＧ型ＴＭＲヘッドと言う。なお、ＦＦＧは下部磁性
層または上部磁性層を兼ねていてもよい。このＦＦＧ型
ＴＭＲヘッドでは、媒体対向面の研磨加工によって媒体
対向面からＴＭＲ素子までの距離をコントロールする際
に、ＴＭＲ素子が研磨されることがない。そのため、Ｆ
ＦＧ型ＴＭＲヘッドでは、２つの磁性層間で電気的短絡
を発生させることなく、機械的な研磨加工によってヘッ
ドの媒体対向面を規定することができるという特徴を有
する。
【０００８】ここで、図２５ないし図３１を参照して、
ＦＦＧ型ＴＭＲヘッドの製造方法の一例について説明す
る。図２５ないし図３１は、ＦＦＧ型ＴＭＲヘッドの製
造方法における各工程を示す説明図である。なお、図２
５ないし図３１において、（ａ）は集積面（上面）を示
し、（ｂ）は図２５（ａ）におけるＣ−Ｃ線に対応する
位置の断面を示している。
【０００９】この製造方法では、まず、図２５に示した
ように、図示しない基板の上に、下部電極層１０２、下
部金属層１０３、下部強磁性層１０４、トンネルバリア
層１０５、上部強磁性層１０６、ピン止め層１０７およ
びキャップ層１０８を順に形成する。ここで、ピン止め
層１０７は、上部強磁性層１０６の磁化方向を磁界検出
方向に固定するためのものである。また、キャップ層１
０８は、ピン止め層１０７の特性劣化や表面の酸化を防
ぐためのものである。以下、下部強磁性層１０４、トン
ネルバリア層１０５および上部強磁性層１０６を含む積
層膜をＴＭＲ積層膜と言う。
【００１０】次に、キャップ層１０８の上に、フォトリ
ソグラフィーにより、ＴＭＲ積層膜をパターニングする
ためのレジストマスク１０９を形成する。次に、レジス
トマスク１０９を用いて、例えばイオンミリングによっ
て、キャップ層１０８、ピン止め層１０７、上部強磁性
層１０６、トンネルバリア層１０５および下部強磁性層
１０４を選択的にエッチングして、図２６に示したよう
に、ＴＭＲ積層膜をパターニングする。その後、レジス
トマスク１０９を剥離する。
【００１１】次に、図２７に示したように、下部金属層
１０３およびキャップ層１０８の上に、フォトリソグラ
フィーにより、硬磁性層を形成すべき領域以外の領域を
覆うレジストマスク１１０を形成する。次に、レジスト
マスク１１０を用いて、例えばイオンミリングによっ
て、キャップ層１０８、ピン止め層１０７、上部強磁性
層１０６、トンネルバリア層１０５および下部強磁性層
１０４を選択的にエッチングする。
【００１２】次に、図２８に示したように、レジストマ
スク１１０によって覆われていない下部金属層１０３の
上に、トンネル接合部にバイアス磁界を印加するための
硬磁性層１１１を形成する。次に、レジストマスク１１
０をリフトオフする。
【００１３】次に、図２９に示したように、キャップ層
１０８の上に、フォトリソグラフィーにより、トンネル
接合部の形状を決定するためのレジストマスク１１２を
形成する。
【００１４】次に、図３０に示したように、レジストマ
スク１１２を用いて、例えばイオンミリングによって、
少なくともキャップ層１０８、ピン止め層１０７および
上部強磁性層１０６を選択的にエッチングして、トンネ
ル接合部の形状を決定する。ここで、エッチングを停止
する位置は、トンネルバリア層１０５の上面の位置から
下部強磁性層１０４の厚み方向の途中の位置までの間の
所定の位置に設定される。次に、全体に絶縁層１１３を
形成した後、レジストマスク１１２をリフトオフする。
【００１５】次に、図３１に示したように、キャップ層
１０８および絶縁層１１３の上に、上部電極層１１４を
形成する。このようにして、ＦＦＧ型ＴＭＲヘッドにお
けるＴＭＲ素子部分とその周辺部が形成される。このＦ
ＦＧ型ＴＭＲヘッドにおいて、下部強磁性層１０４は、
トンネル接合部から媒体対向面側（図２５ないし図３１
の（ａ）において下側）に延びる部分と、トンネル接合
部から媒体対向面に平行に両側に延びる２つの部分とを
有するＴ字形をなしている。この下部強磁性層１０４が
ＦＦＧとなっている。
【００１６】通常は、１枚のウェハ（基板）に対して、
上記の製造方法により多数のヘッドとなる部分（以下、
ヘッド部分と言う。）が形成され、このようなヘッド部
分の集合体が切断されて各ヘッドが製造される。ヘッド
部分の集合体から最終的なヘッドが形成されるまでの間
において、研磨加工によってヘッドの媒体対向面が規定
される。この研磨加工によってＦＦＧである下部強磁性
層１０４が媒体対向面に露出されると共に、媒体対向面
からトンネル接合部までの距離がコントロールされる。
【００１７】磁気ディスク装置に用いられる浮上型の薄
膜磁気ヘッドは、一般的に、後端部に薄膜磁気ヘッド素
子が形成されたスライダの形態をなしている。なお、こ
こで、薄膜磁気ヘッド素子とは、ＭＲ素子や誘導型電磁
変換素子を含み、電磁気的に磁気ヘッドとしての機能を
有する部分を言う。スライダは、媒体対向面側にレール
を有し、記録媒体の回転によって生じる空気流によって
記録媒体の表面からわずかに浮上するようになってい
る。浮上型の薄膜磁気ヘッドにおける媒体対向面はエア
ベアリング面とも呼ばれる。
【００１８】ところで、前述のようなＦＦＧ型ＴＭＲヘ
ッドの製造工程では、ヘッドの特性のばらつきを抑える
ために、図３０に示したように、少なくともキャップ層
１０８、ピン止め層１０７および上部強磁性層１０６を
選択的にエッチングしてトンネル接合部の形状を決定す
る際に、エッチングを停止する位置を精度よく制御する
必要がある。
【００１９】イオンミリングを用いて、積層膜における
特定の膜に達するまで、あるいは積層膜を構成する特定
の膜の途中の所定の位置までエッチングする場合におい
て、エッチングを停止する位置を制御する方法として
は、例えば、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）等によ
って、イオンミリングによって飛散する元素を同定する
測定を行う方法がある。この方法では、イオンミリング
と並行して、飛散する元素を同定する測定を行い、その
測定結果から、エッチングが行われている膜の材料およ
びその膜におけるエッチングの深さをリアルタイムに判
断することによって、エッチングを停止する位置を制御
する。
【００２０】また、特開平１１−２７４６００号公報に
は、イオンミリングの際の発光量を測定することによ
り、エッチングが行われている膜の材料およびその膜に
おけるエッチングの深さをリアルタイムに判断して、エ
ッチングを停止する位置を制御する方法が開示されてい
る。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２５
ないし図３１に示したようなＦＦＧ型ＴＭＲヘッドの製
造方法では、トンネル接合部の形状を決定する際には、
図２９に示したように、微小なパターンに形成されたＴ
ＭＲ積層膜をレジストマスク１１２を用いてエッチング
するため、トンネル接合部の形状を決定するためにエッ
チングされる領域の面積は極めて小さくなる。従って、
トンネル接合部の形状を決定するためのエッチングの際
には飛散する物質の量が少ない。そのため、トンネル接
合部の形状を決定するためのエッチングの場合には、前
述のような飛散元素を同定する測定を行っても精度のよ
い測定は困難となり、結果的に、エッチングを停止する
位置を精度よく制御することが困難であるという問題点
がある。
【００２２】上述のような問題点を解決するために、ウ
ェハにおける集積面内に、ヘッド部分とは別に、エッチ
ングの際の飛散元素を同定する測定のために用いられる
ダミー領域を設けることが考えられる。しかし、ヘッド
の製造効率を考えると、１枚のウェハから、より多くの
ヘッドを製造することが望ましい。そのためには、ウェ
ハにおけるヘッド部分の密度を上げていく必要がある。
従って、ウェハにおける集積面内にヘッド部分とは別に
ダミー領域を設けることは、ウェハにおけるヘッド部分
の密度を下げることになるので、ヘッドの製造効率上、
好ましくない。
【００２３】また、実際のヘッド用の膜が形成されたウ
ェハとは別に、ヘッド用の膜と同じ構成の膜が形成され
たダミーのウェハを用意して、このダミーのウェハを用
いて、予め、二次イオン質量分析法等による測定によっ
て、トンネル接合部の形状を決定するためのエッチング
の際におけるエッチング時間と飛散元素の種類および量
との関係を求めておき、この関係を参考にして、トンネ
ル接合部の形状を決定するためのエッチングの時間を算
出するという方法も考えられる。しかし、この方法で
は、製品であるヘッドの膜の構成が変わるたびに、ダミ
ーのウェハを用意して、エッチング時間と飛散元素の種
類および量との関係を求めなければならず、ヘッドの製
造効率が低下するという問題点がある。更に、この方法
では、ダミーのウェハにおける膜に対するエッチングの
際に行われた測定の結果に基づいて、実際のヘッド用の
膜に対するエッチングの時間を制御するため、ウェハ間
の膜の状態のばらつき等により、必ずしも各ウェハ毎に
正確に、エッチングを停止する位置を制御できるとは限
らない。従って、この方法では、ヘッドの特性のばらつ
きを十分に抑えることはできないという問題点がある。
【００２４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、製造効率を低下させることなく、エ
ッチングを停止する位置のばらつきによる特性のばらつ
きを抑えることができるようにした薄膜磁気ヘッドの製
造方法ならびに薄膜磁気ヘッドにおける薄膜パターンの
形成方法を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜磁気ヘッド
の製造方法は、磁気抵抗効果素子を備えた薄膜磁気ヘッ
ドを製造する方法であって、一つの薄膜磁気ヘッドを形
成すべき領域内において、磁気抵抗効果素子が形成され
る下地の上に、磁気抵抗効果素子を形成するために用い
られる磁気抵抗効果素子用膜と、磁気抵抗効果素子用膜
と同じ膜構成を有するが磁気抵抗効果素子を形成するた
めには用いられないダミー膜とを、それぞれ所定の形状
に形成する工程と、磁気抵抗効果素子用膜の一部をエッ
チングすることによって磁気抵抗効果素子を形成するた
めに、磁気抵抗効果素子用膜のうちの一部の領域におけ
る厚み方向の一部とダミー膜における厚み方向の一部と
を同時にエッチングする工程と、エッチングする工程中
において、エッチングによって磁気抵抗効果素子用膜お
よびダミー膜より飛散する元素を同定する測定を行い、
その測定結果に基づいてエッチングを停止する位置を制
御する工程とを備えている。
【００２６】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、
エッチングする工程中において、磁気抵抗効果素子用膜
とダミー膜とが同時にエッチングされる。また、エッチ
ングを停止する位置を制御する工程では、エッチングに
よって磁気抵抗効果素子用膜およびダミー膜より飛散す
る元素を同定する測定が行われる。従って、本発明で
は、精度のよい測定が可能になり、結果的に、エッチン
グを停止する位置を精度よく制御することが可能にな
る。
【００２７】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法におい
て、ダミー膜は、ダミー膜の形成後に形成され磁気抵抗
効果素子に接続される端子部またはこの端子部に接続さ
れる導電部によって集積面上において隠される位置に形
成されてもよい。
【００２８】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法
において、ダミー膜の形状は、薄膜磁気ヘッドの個体を
識別するための記号を表してもよい。
【００２９】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法
において、ダミー膜が形成される領域の面積は、薄膜磁
気ヘッドを形成すべき領域の面積の０．０５〜３０％の
範囲内であってもよい。
【００３０】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法におい
て、磁気抵抗効果素子用膜およびダミー膜は、下地側か
ら順に積層された第１の磁性層、トンネルバリア層およ
び第２の磁性層を有していてもよい。この場合、エッチ
ングを停止する位置は、第２の磁性層とトンネルバリア
層との境界の位置、トンネルバリア層の厚み方向の途中
の位置、トンネルバリア層と第１の磁性層との境界の位
置、第１の磁性層の厚み方向の途中の位置のいずれでも
よい。
【００３１】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法
は、更に、磁気抵抗効果素子用膜およびダミー膜の下地
となる金属層を形成する工程を備えていてもよい。この
場合、金属層は非磁性金属によって形成されてもよい。
【００３２】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法
において、ダミー膜が形成される領域の面積は、薄膜磁
気ヘッドを形成すべき領域の面積の０．１〜２０％の範
囲内であってもよい。
【００３３】本発明の薄膜磁気ヘッドにおける薄膜パタ
ーンの形成方法は、基体と、この基体に形成された薄膜
磁気ヘッド素子とを備え、薄膜磁気ヘッド素子は、所定
の形状の被エッチング膜のうちの一部の領域における厚
み方向の一部がエッチングされて形成された薄膜パター
ンを有する薄膜磁気ヘッドにおける薄膜パターンを形成
する方法であって、一つの薄膜磁気ヘッドを形成すべき
領域内において、薄膜パターンが形成される下地の上
に、被エッチング膜と、この被エッチング膜と同じ膜構
成を有するが薄膜パターンを形成するためには用いられ
ないダミー膜とを、それぞれ所定の形状に形成する工程
と、被エッチング膜の一部をエッチングすることによっ
て薄膜パターンを形成するために、被エッチング膜のう
ちの一部の領域における厚み方向の一部とダミー膜にお
ける厚み方向の一部とを同時にエッチングする工程と、
エッチングする工程中において、エッチングによって被
エッチング膜およびダミー膜より飛散する元素を同定す
る測定を行い、その測定結果に基づいてエッチングを停
止する位置を制御する工程とを備えている。
【００３４】本発明の薄膜磁気ヘッドにおける薄膜パタ
ーンの形成方法では、エッチングする工程中において、
被エッチング膜とダミー膜とが同時にエッチングされ
る。また、エッチングを停止する位置を制御する工程で
は、エッチングによって被エッチング膜およびダミー膜
より飛散する元素を同定する測定が行われる。従って、
本発明では、精度のよい測定が可能になり、結果的に、
エッチングを停止する位置を精度よく制御することが可
能になる。
【００３５】本発明の薄膜パターンの形成方法におい
て、ダミー膜は、ダミー膜の形成後に形成され薄膜磁気
ヘッド素子に接続される端子部またはこの端子部に接続
される導電部によって集積面上において隠される位置に
形成されてもよい。
【００３６】また、本発明の薄膜パターンの形成方法に
おいて、ダミー膜の形状は、薄膜磁気ヘッドの個体を識
別するための記号を表してもよい。
【００３７】また、本発明の薄膜パターンの形成方法に
おいて、ダミー膜が形成される領域の面積は、薄膜磁気
ヘッドを形成すべき領域の面積の０．０５〜３０％の範
囲内であってもよい。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。 ［第１の実施の形態］ 始めに、図１および図２を参照して、本発明の第１の実
施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明す
る。図１は本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの平面
図、図２は本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの断面図
である。図１において、記号ＡＢＳはエアベアリング面
すなわち媒体対向面となる位置を示している。この媒体
対向面は研磨加工によって形成される。また、図２にお
いて、（ａ）は薄膜磁気ヘッド素子の媒体対向面の近傍
の部分における媒体対向面に平行な断面を示し、（ｂ）
は図１においてＢ−Ｂ線で表される断面を示している。
【００３９】本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、基
板１と、この基板１の上に形成された再生ヘッドと、こ
の再生ヘッドの上に形成された記録ヘッドとを備えてい
る。基板１は本発明における基体に対応する。再生ヘッ
ドはＴＭＲ素子を有し、記録ヘッドは誘導型電磁変換素
子を有している。
【００４０】再生ヘッドは、基板１の上に順に形成され
た下部電極層２、下部金属層３、下部強磁性層４、トン
ネルバリア層５、上部強磁性層６、ピン止め層７、キャ
ップ層８および上部電極層１４とを備えている。下部強
磁性層４の外形は、後で詳しく説明するがＦＦＧ（フロ
ントフラックスガイド）の機能を果たすように所定の形
状に形成されている。下部強磁性層４のトンネルバリア
層５側の一部、トンネルバリア層５、上部強磁性層６、
ピン止め層７およびキャップ層８は、エッチングによっ
て、下部強磁性層４の外形よりも小さい所定の形状に形
成されている。
【００４１】再生ヘッドは、更に、媒体対向面に平行な
方向の下部強磁性層４の両側の位置において下部金属層
３の上に形成された２つの硬磁性層１１と、下部金属層
３と上部電極層１４との間においてトンネルバリア層
５、上部強磁性層６、ピン止め層７およびキャップ層８
の周囲に配置された絶縁層１３とを備えている。
【００４２】下部電極層２と上部電極層１４は、ＴＭＲ
素子に信号検出用の電流を流すためのものである。下部
電極層２はＴＭＲ素子をシールドするための下部シール
ド層を兼ねている。上部電極層１４はＴＭＲ素子をシー
ルドするための上部シールド層と記録ヘッドの下部磁極
層を兼ねている。
【００４３】下部金属層３は、下部電極層２と上部電極
層１４との間の距離を調整するために設けられる。下部
金属層３の材料としては、Ｔａ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、Ｔ
ｉ、ＴｉＷ等の非磁性金属が用いられる。
【００４４】下部強磁性層４と上部強磁性層６の材料と
しては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＦｅＣｏ、ＮｉＦｅ、Ｃｏ
ＺｒＮｂ、ＦｅＣｏＮｉ等が用いられる。トンネルバリ
ア層５の材料としては、Ａｌ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＧｄＯ、Ｍ
ｇＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＭｏＯ2、ＴｉＯ2、ＷＯ2等の非磁性
絶縁材料が用いられる。ただし、これらの材料は、必ず
しも化学量論組成である必要はない。
【００４５】ピン止め層７は、上部強磁性層６の磁化方
向を磁界検出方向に固定（ピン止め）するためのもので
ある。ピン止め層７の材料としては、上部強磁性層６の
磁化方向を固定できるものであれば、特に限定されない
が、通常はＰｔＭｎ等の反強磁性材料が用いられる。
【００４６】キャップ層８は、ピン止め層７の特性劣化
や表面の酸化を防ぐためのものである。キャップ層８の
材料としては、Ｔａ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、Ｔｉ、ＴｉＷ等
の非磁性金属が用いられる。
【００４７】本実施の形態では、下部強磁性層４、トン
ネルバリア層５、上部強磁性層６、ピン止め層７および
キャップ層８からなる積層膜をＴＭＲ積層膜と言う。こ
のＴＭＲ積層膜は、本発明における磁気抵抗効果素子用
膜および被エッチング膜に対応する。また、以下、下部
強磁性層４、トンネルバリア層５および上部強磁性層６
が重なる部分をトンネル接合部と言う。下部強磁性層
４、トンネルバリア層５、上部強磁性層６およびピン止
め層７は、ＴＭＲ素子を構成する。また、下部強磁性層
４は本発明における第１の磁性層に対応し、上部強磁性
層６は本発明における第２の磁性層に対応する。硬磁性
層１１は、トンネル接合部にバイアス磁界を印加するた
めのものであり、硬磁性材料によって形成される。
【００４８】記録ヘッドは、互いに磁気的に連結され、
媒体対向面側において互いに対向する磁極部分を含み、
それぞれ少なくとも１つの層を含む下部磁極層（上部電
極層１４）および上部磁極層１６と、下部磁極層（上部
電極層１４）と上部磁極層１６との間に設けられた絶縁
膜よりなる記録ギャップ層１５と、少なくとも一部が下
部磁極層（上部電極層１４）と上部磁極層１６との間に
あり、記録ギャップ層１５よりも上に設けられた薄膜コ
イル２１と、薄膜コイル２１と上部磁極層１６との間を
絶縁する絶縁膜２２とを備えている。記録ギャップ層１
５は下部磁極層（上部電極層１４）の上に形成されてい
る。薄膜コイル２１は絶縁膜２２を介して記録ギャップ
層１５の上に形成されている。上部磁極層１６は、薄膜
コイル２１を覆う絶縁膜２２および記録ギャップ層１５
の上に形成されている。図１および図２（ａ）におい
て、符号１６ａは上部磁極層１６の磁極部分を示してい
る。また、薄膜コイル２１の中心部分において、記録ギ
ャップ層１５にはコンタクトホールが形成されており、
このコンタクトホールを介して、上部磁極層１６は下部
磁極層（上部電極層１４）に対して磁気的に連結されて
いる。
【００４９】薄膜磁気ヘッドは、更に、アルミナ（Ａｌ
2Ｏ3）等の絶縁材料よりなり、記録ヘッドの全体を覆う
保護層１７を備えている。薄膜磁気ヘッドは、更に、上
面において露出する４つの端子部（ボンディングパッ
ド）２３と、下部電極層２、上部電極層１４および薄膜
コイル２１の両端部と各端子部２３との間を電気的に接
続する導電部２４と、薄膜磁気ヘッドの個体を識別する
ための識別部２５とを備えている。端子部２３および導
電部２４は金属膜によって構成されている。導電部２４
は、保護層１７内に形成されている。識別部２５には、
薄膜磁気ヘッドの個体を識別するための識別記号を表す
薄膜パターンが形成されている。
【００５０】図２（ｂ）に示したように、端子部２３が
設けられた領域では、基板１の上に、下部電極層２と同
じ材料よりなるダミーの下部電極層３２、下部金属層３
と同じ材料よりなるダミーの下部金属層３３、下部強磁
性層４と同じ材料よりなるダミーの下部強磁性層３４、
絶縁層１３、上部電極層１４と同じ材料よりなるダミー
の上部電極層４４、記録ギャップ層１５と同じ材料より
なるダミーの記録ギャップ層４５、上部磁極層１６と同
じ材料よりなるダミーの上部磁極層４６、および端子部
２３が順に形成されている。
【００５１】端子部２３が設けられた領域におけるダミ
ーの下部強磁性層３４は、本実施の形態におけるダミー
部を構成する。後で詳しく説明するが、ダミーの下部強
磁性層３４は、ＴＭＲ積層膜と同じ膜構成を有するがＴ
ＭＲ素子を形成するためには用いられないダミー膜の厚
み方向の一部がエッチングされて形成されている。ま
た、本実施の形態において、ダミー部が形成される領域
をダミー領域と言う。
【００５２】次に、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド
の製造方法の概略について説明する。本実施の形態に係
る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、基板１の上に
再生ヘッドを形成する。次に、再生ヘッドの上に記録ヘ
ッドを形成すると共に、導電部２４、端子部２３および
保護層１７を形成する。１枚のウェハ（基板１）には、
多数の薄膜磁気ヘッドとなる部分（以下、ヘッド部分と
言う。）が形成され、このようなヘッド部分の集合体が
切断されて各薄膜磁気ヘッドが製造される。ヘッド部分
の集合体から最終的な薄膜磁気ヘッドが形成されるまで
の間において、研磨加工によって薄膜磁気ヘッドの媒体
対向面が規定される。この研磨加工によって、ＦＦＧで
ある下部強磁性層４と記録ヘッドの磁極部分が媒体対向
面に露出されると共に、媒体対向面からトンネル接合部
までの距離およびスロートハイトがコントロールされ
る。なお、スロートハイトとは、磁極部分の媒体対向面
側の端部から反対側の端部までの長さ（高さ）を言う。
【００５３】次に、図３ないし図９を参照して、本実施
の形態に係る薄膜磁気ヘッドにおける再生ヘッドの製造
方法について詳しく説明する。図３ないし図９におい
て、（ａ）は集積面（上面）を示し、（ｂ）は図３
（ａ）におけるＡ−Ａ線に対応する位置の断面を示し、
（ｃ）は図１におけるＢ−Ｂ線に対応する位置の断面を
示している。
【００５４】本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドにおけ
る再生ヘッドの製造方法では、まず、図３（ａ），
（ｂ）に示したように、図示しない基板の上において、
薄膜磁気ヘッド素子が形成される領域に、下部電極層
２、下部金属層３、下部強磁性層４、トンネルバリア層
５、上部強磁性層６、ピン止め層７およびキャップ層８
を順に所定のパターンに形成する。このとき同時に、図
３（ｃ）に示したように、図示しない基板の上におい
て、ダミー領域に、それぞれ、下部電極層２、下部金属
層３、下部強磁性層４、トンネルバリア層５、上部強磁
性層６、ピン止め層７およびキャップ層８と同じ材料に
よって、これらの各層と同じ形成条件で、ダミーの下部
電極層３２、ダミーの下部金属層３３、ダミーの下部強
磁性層３４、ダミーのトンネルバリア層３５、ダミーの
上部強磁性層３６、ダミーのピン止め層３７およびダミ
ーのキャップ層３８を順に所定のパターンに形成する。
ダミーの下部強磁性層３４からダミーのキャップ層３８
までの積層膜は、ＴＭＲ積層膜と同じ膜構成を有するが
ＴＭＲ素子を形成するためには用いられないダミー膜と
なる。
【００５５】次に、図３（ａ），（ｂ）に示したよう
に、キャップ層８の上に、フォトリソグラフィーによ
り、ＴＭＲ積層膜をパターニングするためのレジストマ
スク９を形成する。このとき同時に、図３（ｃ）に示し
たように、ダミーのキャップ層３８の上の全面に、フォ
トリソグラフィーにより、レジストマスク３９を形成す
る。次に、レジストマスク９を用いて、例えばイオンミ
リングによって、キャップ層８、ピン止め層７、上部強
磁性層６、トンネルバリア層５および下部強磁性層４を
選択的にエッチングして、図４（ａ），（ｂ）に示した
ように、ＴＭＲ積層膜をパターニングする。このとき、
図４（ｃ）に示したように、ダミーのキャップ層３８、
ダミーのピン止め層３７、ダミーの上部強磁性層３６、
ダミーのトンネルバリア層３５およびダミーの下部強磁
性層３４はエッチングされない。その後、レジストマス
ク９，３９を剥離する。
【００５６】次に、図５（ａ），（ｂ）に示したよう
に、下部金属層３およびキャップ層８の上に、フォトリ
ソグラフィーにより、硬磁性層を形成すべき領域以外の
領域を覆うレジストマスク１０を形成する。このとき同
時に、図５（ｃ）に示したように、ダミーのキャップ層
３８の上の全面に、フォトリソグラフィーにより、レジ
ストマスク４０を形成する。
【００５７】次に、レジストマスク１０を用いて、例え
ばイオンミリングによって、キャップ層８、ピン止め層
７、上部強磁性層６、トンネルバリア層５および下部強
磁性層４を選択的にエッチングして、これらの層を図６
（ａ），（ｂ）に示したようにパターニングする。この
とき、図６（ｃ）に示したように、ダミーのキャップ層
３８、ダミーのピン止め層３７、ダミーの上部強磁性層
３６、ダミーのトンネルバリア層３５およびダミーの下
部強磁性層３４はエッチングされない。
【００５８】次に、図６（ａ），（ｂ）に示したよう
に、レジストマスク１０によって覆われていない下部金
属層３の上に硬磁性層１１を形成する。このとき、図６
（ｃ）に示したように、ダミーのキャップ層３８の上に
は硬磁性層１１は形成されない。次に、レジストマスク
１０，４０をリフトオフする。
【００５９】次に、図７（ａ），（ｂ）に示したよう
に、キャップ層８の上に、フォトリソグラフィーによ
り、トンネル接合部の形状を決定するためのレジストマ
スク１２を形成する。このとき、図７（ｃ）に示したよ
うに、ダミーのキャップ層３８の上には、レジストマス
クは形成しない。
【００６０】次に、図８（ａ），（ｂ）に示したよう
に、レジストマスク１２を用いて、例えばイオンミリン
グによって、少なくともキャップ層８、ピン止め層７お
よび上部強磁性層６を選択的にエッチングして、トンネ
ル接合部の形状を決定する。ここで、エッチングを停止
する位置は、トンネルバリア層５の上面の位置から下部
強磁性層４の厚み方向の途中の位置までの間の所定の位
置に設定される。図８（ｂ）には、エッチングを停止す
る位置を、下部強磁性層４の厚み方向の途中の位置とし
た例を示している。トンネル接合部の形状を決定するた
めのエッチングの際には、図８（ｃ）に示したように、
ダミー領域では、少なくともダミーのキャップ層３８、
ダミーのピン止め層３７およびダミーの上部強磁性層３
６がエッチングされる。ダミー領域において、エッチン
グを停止する位置は、薄膜磁気ヘッド素子が形成される
領域と同様であり、ダミーのトンネルバリア層３５の上
面の位置からダミーの下部強磁性層３４の厚み方向の途
中の位置までの間の所定の位置に設定される。図８
（ｃ）には、ダミー領域においてエッチングを停止する
位置を、ダミーの下部強磁性層３４の厚み方向の途中の
位置とした例を示している。
【００６１】トンネル接合部の形状を決定するためのエ
ッチングの際には、磁気抵抗効果素子用膜としてのＴＭ
Ｒ積層膜とダミー膜とが同時にエッチングされる。この
エッチングの際には、二次イオン質量分析法（ＳＩＭ
Ｓ）による測定や発光量の測定等、エッチングによって
ＴＭＲ積層膜およびダミー膜より飛散する元素を同定す
る測定を行う。そして、その測定結果に基づいて、エッ
チングが行われている膜の材料およびその膜におけるエ
ッチングの深さをリアルタイムに判断して、エッチング
を停止する位置を制御する。
【００６２】次に、図８（ａ）〜（ｃ）に示したよう
に、全体に絶縁層１３を形成した後、レジストマスク１
２をリフトオフする。
【００６３】次に、図９（ａ），（ｂ）に示したよう
に、薄膜磁気ヘッド素子が形成される領域において、キ
ャップ層８および絶縁層１３の上に、上部電極層１４を
形成する。このとき同時に、図９（ｃ）に示したよう
に、ダミー領域において、絶縁層１３の上に、上部電極
層１４と同じ材料によって、上部電極層１４と同じ形成
条件で、ダミーの上部電極層４４を形成する。
【００６４】このようにして、再生ヘッドが製造され
る。この再生ヘッドにおいて、下部強磁性層４の形状
は、レジストマスク１０の形状によって決定される。こ
の下部強磁性層４は、トンネル接合部から媒体対向面側
（図３ないし図９の（ａ）において下側）に延びる部分
と、トンネル接合部から媒体対向面に平行に両側に延び
る２つの部分とを有するＴ字形をなしている。この下部
強磁性層４がＦＦＧとなっている。
【００６５】図１０ないし図１２は、それぞれ、トンネ
ル接合部の形状を決定するためのエッチングを停止する
位置の他の例を示している。図１０ないし図１２は、い
ずれも、図８と同様に、トンネル接合部の形状を決定す
るためのエッチングを行い、更に絶縁層１３を形成した
後の状態を表している。また、図１０ないし図１２にお
いて、（ａ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ線に対応する
位置の断面を示し、（ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ線に対
応する位置の断面を示している。
【００６６】図１０に示した例では、エッチングを停止
する位置を、上部強磁性層６とトンネルバリア層５との
境界の位置としている。この例では、ダミー領域におい
て、エッチングを停止する位置は、ダミーの上部強磁性
層３６とダミーのトンネルバリア層３５との境界の位置
となる。従って、この場合には、ダミー部は、ダミーの
下部強磁性層３４とダミーのトンネルバリア層３５によ
って構成される。そして、ダミー部の下地とは反対側の
面は、ＴＭＲ素子の厚み方向について、上部強磁性層６
とトンネルバリア層５との境界の位置に対応した位置に
配置される。
【００６７】図１１に示した例では、エッチングを停止
する位置を、トンネルバリア層５の厚み方向の途中の位
置としている。この例では、ダミー領域において、エッ
チングを停止する位置は、ダミーのトンネルバリア層３
５の厚み方向の途中の位置となる。従って、この場合に
は、ダミー部は、ダミーの下部強磁性層３４とダミーの
トンネルバリア層３５の厚み方向の一部によって構成さ
れる。そして、ダミー部の下地とは反対側の面は、ＴＭ
Ｒ素子の厚み方向について、トンネルバリア層５の厚み
方向の途中の位置に対応した位置に配置される。
【００６８】図１２に示した例では、エッチングを停止
する位置を、トンネルバリア層５と下部強磁性層４との
境界の位置としている。この例では、ダミー領域におい
て、エッチングを停止する位置は、ダミーのトンネルバ
リア層３５とダミーの下部強磁性層３４との境界の位置
となる。従って、この場合には、ダミー部は、ダミーの
下部強磁性層３４のみによって構成される。そして、ダ
ミー部の下地とは反対側の面は、ＴＭＲ素子の厚み方向
について、トンネルバリア層５と下部強磁性層４との境
界の位置に対応した位置に配置される。
【００６９】以上説明したように、本実施の形態では、
トンネル接合部の形状を決定するためのエッチングの際
には、磁気抵抗効果素子用膜としてのＴＭＲ積層膜とダ
ミー膜とが同時にエッチングされる。このエッチングの
際には、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）による測定
や発光量の測定等、エッチングによってＴＭＲ積層膜お
よびダミー膜より飛散する元素を同定する測定を行っ
て、エッチングを停止する位置を制御する。本実施の形
態によれば、ダミー膜を設けない場合に比べて、上記の
エッチングの際に飛散する物質の量を多くすることがで
きるので、飛散する元素を同定する測定において十分な
信号強度を得ることができ、その結果、精度のよい測定
が可能になる。従って、本実施の形態によれば、エッチ
ングを停止する位置を精度よく制御することが可能にな
る。
【００７０】また、本実施の形態では、ダミー領域は、
一つの薄膜磁気ヘッドを形成すべき領域内に配置され
る。従って、本実施の形態によれば、ダミー領域を設け
ても、ウェハにおける薄膜磁気ヘッドを形成すべき領域
の密度が低下することはない。
【００７１】以上のことから、本実施の形態によれば、
製造効率を低下させることなく、すなわち１枚のウェハ
あたりのヘッドの取り個数を減らすことなく、エッチン
グを停止する位置のばらつきによる薄膜磁気ヘッドの特
性のばらつきを抑えることができる。
【００７２】ところで、ＴＭＲ積層膜およびダミー膜を
エッチングする場合、それらの膜の下地の状態が異なる
と、エッチングの条件、特にエッチングレートが異なる
場合がある。本実施の形態によれば、ＴＭＲ積層膜の下
地となる下部金属層３およびダミー膜の下地となるダミ
ーの下部金属層３３を設け、ＴＭＲ積層膜およびダミー
膜の下地を同じ状態としたので、ＴＭＲ積層膜とダミー
膜に対するエッチングの条件をより等しくすることがで
きる。
【００７３】また、本実施の形態では、ダミー膜または
ダミー部を、ダミー膜またはダミー部の形成後に形成さ
れる薄膜パターンである端子部２３によって集積面上に
おいて隠される位置に配置したので、ダミー膜またはダ
ミー部が薄膜磁気ヘッドの外観上の障害になることを防
止することができる。
【００７４】ところで、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法において、ダミー膜が形成される領域の
面積は、薄膜磁気ヘッドを形成すべき領域の面積の０．
０５〜３０％の範囲内とするのが好ましく、０．１〜２
０％の範囲内とするのがより好ましい。同様に、本実施
の形態に係る薄膜磁気ヘッドにおいて、ダミー部が配置
された領域の面積は、薄膜磁気ヘッドにおいてＴＭＲ素
子およびダミー部が配置された面の面積の０．０５〜３
０％の範囲内とするのが好ましく、０．１〜２０％の範
囲内とするのがより好ましい。上記の範囲における下限
値は、エッチングによってＴＭＲ積層膜およびダミー膜
より飛散する元素を同定する測定において十分な精度を
得るために必要な値である。一方、上記の範囲における
上限値は、ダミー膜またはダミー部を薄膜磁気ヘッドの
外観上の障害とならないように配置する場合におけるダ
ミー膜またはダミー部の面積の割合の上限値である。従
って、ダミー膜またはダミー部の面積の割合を上記範囲
内とすることにより、エッチングによってＴＭＲ積層膜
およびダミー膜より飛散する元素を同定する測定の精度
を十分に大きくし、且つダミー膜またはダミー部を薄膜
磁気ヘッドの外観上の障害とならない位置に配置するこ
とが可能になる。
【００７５】［第２の実施の形態］ 次に、図１３ないし図２１を参照して、本発明の第２の
実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドにおける再生ヘッドの
製造方法について説明する。本実施の形態では、ダミー
領域を識別部２５に配置している。図１３ないし図２１
において、（ａ）は集積面（上面）を示し、（ｂ）は図
３（ａ）におけるＡ−Ａ線に対応する位置の断面を示
し、（ｃ）は図１に示した識別部２５における一部の断
面を示している。
【００７６】本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドにおけ
る再生ヘッドの製造方法では、まず、図１３（ａ），
（ｂ）に示したように、図示しない基板の上において、
薄膜磁気ヘッド素子が形成される領域に、下部電極層
２、下部金属層３、下部強磁性層４、トンネルバリア層
５、上部強磁性層６、ピン止め層７およびキャップ層８
を順に所定のパターンに形成する。このとき同時に、図
１３（ｃ）に示したように、図示しない基板の上におい
て、ダミー領域、すなわち識別部２５となる領域に、そ
れぞれ、下部金属層３、下部強磁性層４、トンネルバリ
ア層５、上部強磁性層６、ピン止め層７およびキャップ
層８と同じ材料によって、これらの各層と同じ形成条件
で、ダミーの下部金属層３３、ダミーの下部強磁性層３
４、ダミーのトンネルバリア層３５、ダミーの上部強磁
性層３６、ダミーのピン止め層３７およびダミーのキャ
ップ層３８を順に所定のパターンに形成する。ダミーの
下部強磁性層３４からダミーのキャップ層３８までの積
層膜は、下部強磁性層４からキャップ層８までのＴＭＲ
積層膜と同じ膜構成を有するがＴＭＲ素子を形成するた
めには用いられないダミー膜となる。
【００７７】次に、図１３（ｃ）に示したように、ダミ
ーのキャップ層３８の上に、フォトリソグラフィーによ
り、識別記号を表す薄膜パターンを形成するためのレジ
ストマスク５１を形成する。このとき同時に、図１３
（ａ），（ｂ）に示したように、キャップ層８の上の全
面に、フォトリソグラフィーにより、レジストマスク５
２を形成する。次に、レジストマスク５１を用いて、例
えばイオンミリングによって、ダミーのキャップ層３
８、ダミーのピン止め層３７、ダミーの上部強磁性層３
６、ダミーのトンネルバリア層３５、ダミーの下部強磁
性層３４およびダミーの下部金属層３３をエッチングし
て、図１４（ｃ）に示したように、これらの層をパター
ニングする。このとき、図１４（ａ），（ｂ）に示した
ように、キャップ層８、ピン止め層７、上部強磁性層
６、トンネルバリア層５、下部強磁性層４および下部金
属層３はエッチングされない。その後、レジストマスク
５１，５２を剥離する。エッチングによってパターニン
グされたダミーのキャップ層３８ないしダミーの下部金
属層３３の形状は、識別部２５における識別記号を表
す。
【００７８】次に、図１５（ａ），（ｂ）に示したよう
に、キャップ層８の上に、フォトリソグラフィーによ
り、ＴＭＲ積層膜をパターニングするためのレジストマ
スク９を形成する。このとき同時に、図１５（ｃ）に示
したように、フォトリソグラフィーにより、ダミーのキ
ャップ層３８ないしダミーの下部金属層３３を覆うよう
にレジストマスク３９を形成する。次に、レジストマス
ク９を用いて、例えばイオンミリングによって、キャッ
プ層８、ピン止め層７、上部強磁性層６、トンネルバリ
ア層５および下部強磁性層４を選択的にエッチングし
て、図１６（ａ），（ｂ）に示したように、ＴＭＲ積層
膜をパターニングする。このとき、図１６（ｃ）に示し
たように、ダミーのキャップ層３８、ダミーのピン止め
層３７、ダミーの上部強磁性層３６、ダミーのトンネル
バリア層３５およびダミーの下部強磁性層３４はエッチ
ングされない。その後、レジストマスク９，３９を剥離
する。
【００７９】次に、図１７（ａ），（ｂ）に示したよう
に、下部金属層３およびキャップ層８の上に、フォトリ
ソグラフィーにより、硬磁性層を形成すべき領域以外の
領域を覆うレジストマスク１０を形成する。このとき同
時に、図１７（ｃ）に示したように、フォトリソグラフ
ィーにより、ダミーのキャップ層３８ないしダミーの下
部金属層３３を覆うようにレジストマスク４０を形成す
る。
【００８０】次に、レジストマスク１０を用いて、例え
ばイオンミリングによって、キャップ層８、ピン止め層
７、上部強磁性層６、トンネルバリア層５および下部強
磁性層４を選択的にエッチングして、これらの層を図１
８（ａ），（ｂ）に示したようにパターニングする。こ
のとき、図１８（ｃ）に示したように、ダミーのキャッ
プ層３８、ダミーのピン止め層３７、ダミーの上部強磁
性層３６、ダミーのトンネルバリア層３５およびダミー
の下部強磁性層３４はエッチングされない。
【００８１】次に、図１８（ａ），（ｂ）に示したよう
に、レジストマスク１０によって覆われていない下部金
属層３の上に硬磁性層１１を形成する。このとき、図１
８（ｃ）に示したように、ダミーのキャップ層３８の上
には硬磁性層１１は形成されない。次に、レジストマス
ク１０，４０をリフトオフする。
【００８２】次に、図１９（ａ），（ｂ）に示したよう
に、キャップ層８の上に、フォトリソグラフィーによ
り、トンネル接合部の形状を決定するためのレジストマ
スク１２を形成する。このとき、図１９（ｃ）に示した
ように、ダミーのキャップ層３８の上には、レジストマ
スクは形成しない。
【００８３】次に、図２０（ａ），（ｂ）に示したよう
に、レジストマスク１２を用いて、例えばイオンミリン
グによって、少なくともキャップ層８、ピン止め層７お
よび上部強磁性層６を選択的にエッチングして、トンネ
ル接合部の形状を決定する。ここで、エッチングを停止
する位置は、トンネルバリア層５の上面の位置から下部
強磁性層４の厚み方向の途中の位置までの間の所定の位
置に設定される。図２０（ｂ）には、エッチングを停止
する位置を、下部強磁性層４の厚み方向の途中の位置と
した例を示している。トンネル接合部の形状を決定する
ためのエッチングの際には、図２０（ｃ）に示したよう
に、ダミー領域では、少なくともダミーのキャップ層３
８、ダミーのピン止め層３７およびダミーの上部強磁性
層３６がエッチングされる。ダミー領域において、エッ
チングを停止する位置は、薄膜磁気ヘッド素子が形成さ
れる領域と同様であり、ダミーのトンネルバリア層３５
の上面の位置からダミーの下部強磁性層３４の厚み方向
の途中の位置までの間の所定の位置に設定される。図２
０（ｃ）には、ダミー領域においてエッチングを停止す
る位置を、ダミーの下部強磁性層３４の厚み方向の途中
の位置とした例を示している。図２０（ｂ），（ｃ）に
示したように、下部強磁性層４のうちのエッチングされ
た部分の残りの厚みｔと、ダミーの下部強磁性層３４の
エッチング後の厚みｔは等しくなる。
【００８４】トンネル接合部の形状を決定するためのエ
ッチングの際には、磁気抵抗効果素子用膜としてのＴＭ
Ｒ積層膜とダミー膜とが同時にエッチングされる。この
エッチングの際には、二次イオン質量分析法（ＳＩＭ
Ｓ）による測定や発光量の測定等、エッチングによって
ＴＭＲ積層膜およびダミー膜より飛散する元素を同定す
る測定を行う。そして、その測定結果に基づいて、エッ
チングが行われている膜の材料およびその膜におけるエ
ッチングの深さをリアルタイムに判断して、エッチング
を停止する位置を制御する。
【００８５】次に、図２０（ａ）〜（ｃ）に示したよう
に、全体に絶縁層１３を形成した後、レジストマスク１
２をリフトオフする。
【００８６】次に、図２１（ａ），（ｂ）に示したよう
に、薄膜磁気ヘッド素子が形成される領域において、キ
ャップ層８および絶縁層１３の上に、上部電極層１４を
形成する。このとき、図２１（ｃ）に示したように、ダ
ミー領域においては、上部電極層１４は形成しない。こ
のようにして、再生ヘッドが製造される。
【００８７】本実施の形態では、ダミーの下部強磁性層
３４によってダミー部が構成される。また、識別部２５
における識別記号は、エッチングによってパターニング
されたダミーの下部金属層３３およびダミーの下部強磁
性層３４の形状によって表される。識別部２５では、ダ
ミーの下部強磁性層３４の上には、絶縁層１３と保護層
１７のみが形成される。従って、本実施の形態では、保
護層１７および絶縁層１３を通して、ダミーの下部金属
層３３およびダミーの下部強磁性層３４の形状によって
表される識別記号を視覚的に認識することが可能にな
る。
【００８８】なお、本実施の形態において、トンネル接
合部の形状を決定するためのエッチングを停止する位置
は、図１０ないし図１２のいずれかに示した位置であっ
てもよい。エッチングを停止する位置を図１０に示した
位置または図１１に示した位置とした場合には、ダミー
部はダミーの下部強磁性層３４およびダミーのトンネル
バリア層３５によって構成されると共に、識別部２５に
おける識別記号は、ダミーの下部金属層３３、ダミーの
下部強磁性層３４およびダミーのトンネルバリア層３５
の形状によって表される。エッチングを停止する位置を
図１２に示した位置とした場合には、ダミー部はダミー
の下部強磁性層３４によって構成されると共に、識別部
２５における識別記号は、ダミーの下部金属層３３およ
びダミーの下部強磁性層３４の形状によって表される。
【００８９】本実施の形態では、ダミー膜またはダミー
部を識別部２５に配置し、ダミー膜またはダミー部の形
状を、識別部２５における識別記号を表す形状としたの
で、ダミー膜またはダミー部が薄膜磁気ヘッドの外観上
の障害になることを防止することができる。
【００９０】なお、本実施の形態において、識別部２５
における識別記号の視認性を高めるためには、ダミーの
下部金属層３３の厚みは、５〜１００ｎｍの範囲内とす
るのが好ましく、１５〜５０ｎｍの範囲内とするのがよ
り好ましい。
【００９１】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００９２】次に、上記第１または第２の実施の形態の
効果を確認するために行った実験について説明する。こ
の実験では、ダミー領域を設けた場合とダミー領域を設
けない場合とで、トンネル接合部の形状を決定するため
のエッチングの際に行われる測定の精度を比較した。
【００９３】まず、図２２を参照して、この実験で使用
した再生ヘッドの形状について説明する。図２２は、再
生ヘッドにおけるトンネル接合部２０、下部強磁性層４
および硬磁性層１１を示している。この図において、Ｆ
ＧＷ（Flux Guide Width）は下部強磁性層４のうちのト
ンネル接合部２０から媒体対向面まで延びる部分の幅、
ＰＭＤ（Permanent Magnet Distance）は下部強磁性層
４のうちのトンネル接合部２０から媒体対向面に平行に
両側に延びる部分の長さ、ＴＨ（Track Height）はトン
ネル接合部２０における媒体対向面に垂直な方向の長
さ、ＴＷ（TrackWidth）はトンネル接合部２０における
媒体対向面に平行な方向の長さである。
【００９４】実験では、ダミー領域を設けた第１の種類
の再生ヘッドと、ダミー領域を設けない第２の種類の再
生ヘッドとを作製した。いずれの種類の再生ヘッドにお
いても、図２２に示した各寸法は同一であり、ＦＧＷ＝
０．３５μｍ、ＰＭＤ＝０．５μｍ、ＴＨ＝０．４μ
ｍ、ＴＷ＝０．４μｍとした。
【００９５】また、いずれの種類の再生ヘッドでも、Ｔ
ＭＲ素子部の膜構成は次のようにした。すなわち、下部
金属層３は厚み９７．５ｎｍのＴａ層とし、下部強磁性
層４は下部金属層３側から順に厚み３ｎｍのＮｉＦｅ層
と厚み２ｎｍのＣｏＦｅ層を積層した構造とし、トンネ
ルバリア層５は厚み０．７ｎｍのＡｌ2Ｏ3層とし、上部
強磁性層６は厚み３ｎｍのＣｏＦｅ層とし、ピン止め層
７は厚み３０ｎｍのＰｔＭｎ層とし、キャップ層８は厚
み５ｎｍのＴａ層とした。
【００９６】第１の種類の再生ヘッドでは、識別部２５
をダミー領域としている。すなわち、識別部２５には、
上記のＴＭＲ素子部と同じ膜構成のダミー膜が形成され
る。このダミー膜は、薄膜磁気ヘッドの個体を識別する
ための記号を表すようにパターニングされる。
【００９７】第２の種類の再生ヘッドでは、識別部２５
において、薄膜磁気ヘッドの個体を識別するための記号
は、パターニングされた厚み１００ｎｍのＴｉ層によっ
て表される。
【００９８】いずれの種類の再生ヘッドの製造工程にお
いても、トンネル接合部２０の形状を決定するためのエ
ッチングとしてイオンミリングを用いると共に、二次イ
オン質量分析法（ＳＩＭＳ）を用いて、エッチングによ
って飛散する元素を同定する測定を行った。エッチング
は、キャップ層８から始めて、下部強磁性層４の途中ま
で行った。
【００９９】図２３は第１の種類の再生ヘッドについて
の上記の測定の結果を示し、図２４は第２の種類の再生
ヘッドについての上記の測定の結果を示している。図２
３および図２４において、横軸はエッチング開始時から
の経過時間、縦軸は信号強度（カウント／秒）を表して
いる。図２３に示したように、第１の再生ヘッドの場合
には、キャップ層８に含まれるＴａ、ピン止め層７に含
まれるＭｎ、上部強磁性層６に含まれるＣｏ、下部強磁
性層４に含まれるＮｉの各元素毎に関して、各元素毎の
信号の変化を認識するのに十分な信号強度が得られてい
る。これに対し、図２４に示したように、第２の再生ヘ
ッドの場合には、上記の各元素毎に関して、各元素毎の
信号の変化を認識するのに十分な信号強度は得られてい
ない。従って、第１の再生ヘッドの場合には、エッチン
グによって飛散する元素を同定する測定の結果に基づい
てエッチングを停止する位置を精度よく制御することが
可能であるが、第２の再生ヘッドの場合にはそれが困難
である。
【０１００】次に、第１の種類の再生ヘッドと第２の種
類の再生ヘッドを、それぞれ１０ウェハ分ずつ作製し、
ウェハ毎の再生ヘッドの出力の平均値を求めた結果を、
以下の表に示す。なお、以下の表において、ウェハ番号
毎の数値は、ウェハ毎の再生ヘッドの出力の平均値（単
位はμＶpp）を示している。Ａｖｇは、ウェハ毎の再生
ヘッドの出力の平均値を、更にウェハ番号が１から１０
のウェハについて平均した値（単位はμＶpp）を示して
いる。σは、ウェハ番号が１から１０のウェハについて
の、ウェハ毎の再生ヘッドの出力の平均値の標準偏差を
示す。３σ／Ａｖｇ（単位は％）は、ウェハ間の再生ヘ
ッドの出力のばらつきの指標となる。
【０１０１】
【表１】
【０１０２】
【表２】
【０１０３】上記の表から、第１または第２の実施の形
態のようにダミー領域を設けることにより、ウェハ間の
再生ヘッドの出力のばらつきを低減できることが分か
る。
【０１０４】なお、本発明は上記各実施の形態に限定さ
れず、種々の変更が可能である。例えば、ダミー膜また
はダミー部は、ダミー膜またはダミー部の形成後に形成
される薄膜パターンとしての導電部２４によって集積面
上において隠される位置に配置してもよい。ダミー膜ま
たはダミー部は、端子部２３、導電部２４、識別部２５
等が配置される複数の領域に配置してもよい。また、ダ
ミー膜またはダミー部は、薄膜磁気ヘッドにおいて、端
子部２３、導電部２４、識別部２５が配置される領域以
外の領域に設けてもよい。
【０１０５】また、本発明において、磁気抵抗効果素子
は、ＴＭＲ素子に限らず、例えば、磁気抵抗効果素子用
膜として反強磁性結合型多層膜やスピンバルブ型磁性多
層膜等を用いた巨大磁気抵抗効果素子であってもよい。
【０１０６】また、本発明の薄膜パターンの形成方法
は、磁気抵抗効果素子用膜をパターニングする場合に限
らず、所定の形状の被エッチング膜のうちの一部の領域
における厚み方向の一部をエッチングして形成される薄
膜パターンであれば、薄膜磁気ヘッド素子における任意
の薄膜パターンを形成する場合に適用することができ
る。
【０１０７】
【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし１１
のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれ
ば、一つの薄膜磁気ヘッドを形成すべき領域内に磁気抵
抗効果素子用膜とダミー膜とを形成し、磁気抵抗効果素
子用膜とダミー膜とを同時にエッチングし、エッチング
によって磁気抵抗効果素子用膜およびダミー膜より飛散
する元素を同定する測定を行って、エッチングを停止す
る位置を制御するようにしたので、製造効率を低下させ
ることなく、エッチングを停止する位置のばらつきによ
る特性のばらつきを抑えることができるという効果を奏
する。
【０１０８】また、本発明において、ダミー膜が、ダミ
ー膜の形成後に形成され磁気抵抗効果素子に接続される
端子部またはこの端子部に接続される導電部によって集
積面上において隠される位置に形成される場合には、ダ
ミー膜が薄膜磁気ヘッドの外観上の障害になることを防
止することができるという効果を奏する。
【０１０９】また、本発明において、ダミー膜の形状
が、薄膜磁気ヘッドの個体を識別するための記号を表す
場合には、ダミー膜が薄膜磁気ヘッドの外観上の障害に
なることを防止することができるという効果を奏する。
【０１１０】また、請求項８または９記載の薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法によれば、磁気抵抗効果素子用膜および
ダミー膜の下地となる金属層を形成する工程を備えたの
で、磁気抵抗効果素子用膜とダミー膜に対するエッチン
グの条件をより等しくすることができるという効果を奏
する。
【０１１１】また、請求項１０記載の薄膜磁気ヘッドの
製造方法によれば、ダミー膜が形成される領域の面積
を、薄膜磁気ヘッドを形成すべき領域の面積の０．０５
〜３０％の範囲内としたので、エッチングによって磁気
抵抗効果素子用膜およびダミー膜より飛散する元素を同
定する測定の精度を十分に大きくし、且つダミー膜を薄
膜磁気ヘッドの外観上の障害とならない位置に配置する
ことが可能になるという効果を奏する。
【０１１２】また、請求項１１記載の薄膜磁気ヘッドの
製造方法によれば、ダミー膜が形成される領域の面積
を、薄膜磁気ヘッドを形成すべき領域の面積の０．１〜
２０％の範囲内としたので、エッチングによって磁気抵
抗効果素子用膜およびダミー膜より飛散する元素を同定
する測定の精度を十分に大きくし、且つダミー膜を薄膜
磁気ヘッドの外観上の障害とならない位置に配置するこ
とが可能になるという効果を奏する。
【０１１３】また、請求項１２または１３記載の薄膜磁
気ヘッドにおける薄膜パターンの形成方法によれば、一
つの薄膜磁気ヘッドを形成すべき領域内に被エッチング
膜とダミー膜とを形成し、被エッチング膜とダミー膜と
を同時にエッチングし、エッチングによって被エッチン
グ膜およびダミー膜より飛散する元素を同定する測定を
行って、エッチングを停止する位置を制御するようにし
たので、製造効率を低下させることなく、エッチングを
停止する位置のばらつきによる特性のばらつきを抑える
ことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッ
ドの平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッ
ドの断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法における一工程を示す説明図である。
【図４】図３に続く工程を示す説明図である。
【図５】図４に続く工程を示す説明図である。
【図６】図５に続く工程を示す説明図である。
【図７】図６に続く工程を示す説明図である。
【図８】図７に続く工程を示す説明図である。
【図９】図８に続く工程を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態においてトンネル
接合部の形状を決定するためのエッチングを停止する位
置の他の例を示す説明図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態においてトンネル
接合部の形状を決定するためのエッチングを停止する位
置の更に他の例を示す説明図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態においてトンネル
接合部の形状を決定するためのエッチングを停止する位
置の更に他の例を示す説明図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法における一工程を示す説明図である。
【図１４】図１３に続く工程を示す説明図である。
【図１５】図１４に続く工程を示す説明図である。
【図１６】図１５に続く工程を示す説明図である。
【図１７】図１６に続く工程を示す説明図である。
【図１８】図１７に続く工程を示す説明図である。
【図１９】図１８に続く工程を示す説明図である。
【図２０】図１９に続く工程を示す説明図である。
【図２１】図２０に続く工程を示す説明図である。
【図２２】第１または第２の実施の形態の効果を確認す
るための実験で使用した再生ヘッドの形状を示す説明図
である。
【図２３】第１または第２の実施の形態の効果を確認す
るための実験における第１の種類の再生ヘッドについて
の測定結果を示す特性図である。
【図２４】第１または第２の実施の形態の効果を確認す
るための実験における第２の種類の再生ヘッドについて
の測定結果を示す特性図である。
【図２５】ＦＦＧ型ＴＭＲヘッドの製造方法の一例にお
ける一工程を示す説明図である。
【図２６】図２５に続く工程を示す説明図である。
【図２７】図２６に続く工程を示す説明図である。
【図２８】図２７に続く工程を示す説明図である。
【図２９】図２８に続く工程を示す説明図である。
【図３０】図２９に続く工程を示す説明図である。
【図３１】図３０に続く工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１…基板、２…下部電極層、３…下部金属層、４…下部
強磁性層、５…トンネルバリア層、６…上部強磁性層、
７…ピン止め層、８…キャップ層、１１…硬磁性層、１
３…絶縁層、１４…上部電極層、２３…端子部、２４…
導電部、２５…識別部、３２…ダミーの下部電極層、３
３…ダミーの下部金属層、３４…ダミーの下部強磁性
層、３５…ダミーのトンネルバリア層、３６…ダミーの
上部強磁性層、３７…ダミーのピン止め層、３８…ダミ
ーのキャップ層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−274600（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−282615（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−27318（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−250417（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 5/39

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 磁気抵抗効果素子を備えた薄膜磁気ヘッ
    ドの製造方法であって、 一つの薄膜磁気ヘッドを形成すべき領域内において、磁
    気抵抗効果素子が形成される下地の上に、磁気抵抗効果
    素子を形成するために用いられる磁気抵抗効果素子用膜
    と、前記磁気抵抗効果素子用膜と同じ膜構成を有するが
    磁気抵抗効果素子を形成するためには用いられないダミ
    ー膜とを、それぞれ所定の形状に形成する工程と、 前記磁気抵抗効果素子用膜の一部をエッチングすること
    によって磁気抵抗効果素子を形成するために、前記磁気
    抵抗効果素子用膜のうちの一部の領域における厚み方向
    の一部と前記ダミー膜における厚み方向の一部とを同時
    にエッチングする工程と、 前記エッチングする工程中において、エッチングによっ
    て磁気抵抗効果素子用膜およびダミー膜より飛散する元
    素を同定する測定を行い、その測定結果に基づいてエッ
    チングを停止する位置を制御する工程とを備え、 前記ダミー膜は、ダミー膜の形成後に形成され磁気抵抗
    効果素子に接続される端子部またはこの端子部に接続さ
    れる導電部によって集積面上において隠される位置に形
    成されることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  2. 【請求項２】 磁気抵抗効果素子を備えた薄膜磁気ヘッ
    ドの製造方法であって、 一つの薄膜磁気ヘッドを形成すべき領域内において、磁
    気抵抗効果素子が形成される下地の上に、磁気抵抗効果
    素子を形成するために用いられる磁気抵抗効果素子用膜
    と、前記磁気抵抗効果素子用膜と同じ膜構成を有するが
    磁気抵抗効果素子を形成するためには用いられないダミ
    ー膜とを、それぞれ所定の形状に形成する工程と、 前記磁気抵抗効果素子用膜の一部をエッチングすること
    によって磁気抵抗効果素子を形成するために、前記磁気
    抵抗効果素子用膜のうちの一部の領域における厚み方向
    の一部と前記ダミー膜における厚み方向の一部とを同時
    にエッチングする工程と、 前記エッチングする工程中において、エッチングによっ
    て磁気抵抗効果素子用膜およびダミー膜より飛散する元
    素を同定する測定を行い、その測定結果に基づいてエッ
    チングを停止する位置を制御する工程とを備え、 前記ダミー膜の形状は、薄膜磁気ヘッドの個体を識別す
    るための記号を表すことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの
    製造方法。
  3. 【請求項３】 前記磁気抵抗効果素子用膜およびダミー
    膜は、下地側から順に積層された第１の磁性層、トンネ
    ルバリア層および第２の磁性層を有することを特徴とす
    る請求項１または２記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  4. 【請求項４】 エッチングを停止する位置は、第２の磁
    性層とトンネルバリア層との境界の位置であることを特
    徴とする請求項３記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  5. 【請求項５】 エッチングを停止する位置は、トンネル
    バリア層の厚み方向の途中の位置であることを特徴とす
    る請求項３記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  6. 【請求項６】 エッチングを停止する位置は、トンネル
    バリア層と第１の磁性層との境界の位置であることを特
    徴とする請求項３記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  7. 【請求項７】 エッチングを停止する位置は、第１の磁
    性層の厚み方向の途中の位置であることを特徴とする請
    求項３記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  8. 【請求項８】 更に、前記磁気抵抗効果素子用膜および
    ダミー膜の下地となる金属層を形成する工程を備えたこ
    とを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の薄
    膜磁気ヘッドの製造方法。
  9. 【請求項９】 前記金属層は非磁性金属によって形成さ
    れることを特徴とする請求項８記載の薄膜磁気ヘッドの
    製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記ダミー膜が形成される領域の面積
    は、薄膜磁気ヘッドを形成すべき領域の面積の０．０５
    〜３０％の範囲内であることを特徴とする請求項１ない
    し９のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記ダミー膜が形成される領域の面積
    は、薄膜磁気ヘッドを形成すべき領域の面積の０．１〜
    ２０％の範囲内であることを特徴とする請求項１ないし
    ９のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  12. 【請求項１２】 基体と、この基体に形成された薄膜磁
    気ヘッド素子とを備え、前記薄膜磁気ヘッド素子は、所
    定の形状の被エッチング膜のうちの一部の領域における
    厚み方向の一部がエッチングされて形成された薄膜パタ
    ーンを有する薄膜磁気ヘッドにおける前記薄膜パターン
    を形成する方法であって、 一つの薄膜磁気ヘッドを形成すべき領域内において、前
    記薄膜パターンが形成される下地の上に、前記被エッチ
    ング膜と、この被エッチング膜と同じ膜構成を有するが
    前記薄膜パターンを形成するためには用いられないダミ
    ー膜とを、それぞれ所定の形状に形成する工程と、 前記被エッチング膜の一部をエッチングすることによっ
    て前記薄膜パターンを形成するために、前記被エッチン
    グ膜のうちの一部の領域における厚み方向の一部と前記
    ダミー膜における厚み方向の一部とを同時にエッチング
    する工程と、 前記エッチングする工程中において、エッチングによっ
    て被エッチング膜およびダミー膜より飛散する元素を同
    定する測定を行い、その測定結果に基づいてエッチング
    を停止する位置を制御する工程とを備え、 前記ダミー膜は、ダミー膜の形成後に形成され薄膜磁気
    ヘッド素子に接続される端子部またはこの端子部に接続
    される導電部によって集積面上において隠される位置に
    形成されることを特徴とする薄膜磁気ヘッドにおける薄
    膜パターンの形成方法。
  13. 【請求項１３】 基体と、この基体に形成された薄膜磁
    気ヘッド素子とを備え、前記薄膜磁気ヘッド素子は、所
    定の形状の被エッチング膜のうちの一部の領域における
    厚み方向の一部がエッチングされて形成された薄膜パタ
    ーンを有する薄膜磁気ヘッドにおける前記薄膜パターン
    を形成する方法であって、 一つの薄膜磁気ヘッドを形成すべき領域内において、前
    記薄膜パターンが形成される下地の上に、前記被エッチ
    ング膜と、この被エッチング膜と同じ膜構成を有するが
    前記薄膜パターンを形成するためには用いられないダミ
    ー膜とを、それぞれ所定の形状に形成する工程と、 前記被エッチング膜の一部をエッチングすることによっ
    て前記薄膜パターンを形成するために、前記被エッチン
    グ膜のうちの一部の領域における厚み方向の一部と前記
    ダミー膜における厚み方向の一部とを同時にエッチング
    する工程と、 前記エッチングする工程中において、エッチングによっ
    て被エッチング膜およびダミー膜より飛散する元素を同
    定する測定を行い、その測定結果に基づいてエッチング
    を停止する位置を制御する工程とを備え、 前記ダミー膜の形状は、薄膜磁気ヘッドの個体を識別す
    るための記号を表すことを特徴とする薄膜磁気ヘッドに
    おける薄膜パターンの形成方法。
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