JP3486338B2

JP3486338B2 - 薄膜磁気ヘッドの製造方法

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Publication number: JP3486338B2
Application number: JP10745798A
Authority: JP
Inventors: 芳高佐々木
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 2004-01-13
Anticipated expiration: 2018-04-17
Also published as: JPH11306511A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、書き込み用の誘導
型薄膜磁気ヘッドを含む磁気ヘッドの製造方法に関する
もので、特に書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッドと、読
み取り用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドとを積層した
状態で基体により支持した複合型薄膜磁気ヘッドの製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハードディスク装置の面記録密度
の向上に伴い、複合型薄膜磁気ヘッドについてもその性
能向上が求められている。複合型薄膜磁気ヘッドとし
て、書き込みを目的とする誘導型の薄膜磁気ヘッドと、
読み出しを目的とする磁気抵抗効果型の薄膜磁気ヘッド
とを、基体上に積層した構造を有するものが提案され、
実用化されている。読み取り用の磁気抵抗素子として
は、通常の異方性磁気抵抗(AMR：Anisotropic Magneto
Resistive)効果を用いたものが従来一般に使用されてき
たが、これよりも抵抗変化率が数倍も大きな巨大磁気抵
抗(GMR：Giant Magneto Resistive)効果を用いたものも
開発されている。本明細書では、これらＡＭＲ素子およ
びＧＭＲ素子などを総称して磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ッドまたは簡単にMR再生素子と称することにする。

【０００３】ＡＭＲ素子を使用することにより、数ギガ
ビット／インチ²の面記録密度を実現することができ、
またＧＭＲ素子を使用することにより、さらに面記録密
度を上げることができる。このように面記録密度を高く
することによって、１０Ｇバイト以上の大容量のハード
ディスク装置の実現が可能となってきている。このよう
な磁気抵抗再生素子よりなる再生ヘッドの性能を決定す
る要因の一つとして、磁気抵抗再生素子の高さ(MR Heig
ht：ＭＲハイト) がある。このＭＲハイトは、端面がエ
アベアリング面に露出する磁気抵抗再生素子の、エアベ
アリング面から測った距離であり、薄膜磁気ヘッドの製
造過程においては、エアベアリング面を研磨して形成す
る際の研磨量を制御することによって所望のＭＲハイト
を得るようにしている。

【０００４】一方、再生ヘッドの性能向上に伴って、記
録ヘッドの性能向上も求められている。面記録密度を上
げるには、磁気記録媒体におけるトラック密度を上げる
必要がある。このためには、エアベアリング面における
ライトギャップ（write gap)の幅を数ミクロンからサブ
ミクロンオーダーまで狭くする必要があり、これを達成
するために半導体加工技術が利用されている。

【０００５】書き込み用薄膜磁気ヘッドの性能を決定す
る要因の一つとして、スロートハイト（Throat Height
: ＴＨ) がある。このスロートハイトＴＨは、エアベ
アリング面から薄膜コイルを電気的に分離する絶縁層の
エアベアリング面側のエッジまでの磁極部分の距離であ
り、薄膜磁気ヘッドの磁気特性を向上するために、この
距離をできるだけ短くすることが望まれている。このス
ロートハイトＴＨの縮小化もまた、エアベアリング面か
らの研磨量で決定される。したがって、書き込み用の誘
導型薄膜磁気ヘッドと、読み取り用の磁気抵抗効果型薄
膜磁気ヘッドとを積層した複合型薄膜磁気ヘッドの性能
を向上させるためには、書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘ
ッドと、読み取り用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを
バランス良く形成することが重要である。

【０００６】図１〜９に、従来の標準的な薄膜磁気ヘッ
ドの順次の製造工程をし、各図においてＡは薄膜磁気ヘ
ッドのエアベアリング面に垂直な断面図、Ｂは磁極部分
のエアベアリング面に平行な断面図である。また図１０
および１１はそれぞれ、完成した従来の薄膜磁気ヘッド
を、オーバーコート層を取り除いて示すエアベアリング
面に垂直な断面図および磁極部分のエアベアリング面に
平行な断面図である。なおこの例の薄膜磁気ヘッドは、
基体の上に読取用のＧＭＲ再生素子を設け、その上に書
き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッドを積層した複合型のも
のである。

【０００７】まず、図１に示すように、例えばアルティ
ック(AlTiC) からなる基体１の上に例えばアルミナ(Al₂
O₃) からなる絶縁層２を約５〜10μm の厚みに堆積す
る。次いで、図２に示すように、再生用のＧＭＲ素子を
外部磁界の影響から保護するための一方の磁気シールド
を構成する第１の磁性層３を３μm の厚みで形成する。
その後、図３に示すように、第１のシールドギャップ層
４として、アルミナを100〜150 nmの厚みでスパッタ堆
積させたのち、ＧＭＲ再生素子を構成する磁気抵抗効果
を有する材料よりなる磁気抵抗層５を１０nm以下の厚み
に形成し、高精度のマスクアライメントで所望の形状と
する。続いて、図４に示すように、再度、アルミナより
成る第２のシールドギャップ層６を形成して、磁気抵抗
層５を第１および第２のシールドギャップ層４、６内に
埋設する。

【０００８】次に、図５に示すように、パーマロイより
なる第２の磁性層７を３μm の膜厚に形成する。この第
２の磁性層７は、上述した第１の磁性層３と共にＧＭＲ
再生素子を磁気遮蔽する他方のシールドとしての機能を
有するだけでなく、書き込み用薄膜磁気ヘッドの一方の
ポールとしての機能をも有するものである。

【０００９】次いで、図６に示すように、第２の磁性層
７の上に、非磁性材料、例えばアルミナよりなるライト
ギャップ層８を約200 nmの膜厚に形成した後、薄膜コイ
ルを形成すべき部分の上にフォトレジストより成る絶縁
層９を所定のパターンにしたがって形成し、その上に第
１層目の薄膜コイル１０を形成する。

【００１０】そして、図７に示すように第１層目の薄膜
コイル１０をフォトレジストより成る絶縁層１１によっ
て覆った後、その表面を平坦化し、図８に示すように第
２層目の薄膜コイル１２を形成し、この第２層目の薄膜
コイルをフォトレジストより成る絶縁層１３で覆う。次
に、図９に示すように第３の磁性層１４を所定のパター
ンにしたがって、例えば電気メッキにより形成し、その
磁極部分をマスクとしてイオンビームエッチングを施し
てその周辺のライトギャップ層８を選択的に除去し、さ
らにその下側の第２の磁性層７の表面をエッチングして
その膜厚を部分的に薄くしてトリム構造を形成し、最後
に全体の上にアルミナよりなるオーバーコート層１５を
２０〜３０μm の膜厚に形成する。

【００１１】最後に、磁気抵抗層５やライトギャップ層
を形成した側面を研磨して、磁気記録媒体と対向するエ
アベアリング面(Air Bearing Surface：ABS)１６を形成
する。このエアベアリング面１６の形成過程において磁
気抵抗層５も研磨され、ＧＭＲ再生素子１７が得られ
る。このようにして上述したスロートハイトＴＨおよび
ＭＲハイトが決定される。その様子を図１０に示す。実
際の薄膜磁気ヘッドにおいては、薄膜コイル１０、１２
およびＧＭＲ再生素子１７に対する電気的接続を行なう
ためのパッドが形成されているが、図示では省略してあ
る。なお、図１１は、このようにして形成された複合型
薄膜磁気ヘッドの磁極部分を、エアベアリング面１６と
平行な平面で切った断面図である。

【００１２】図１０に示したように、薄膜コイル１０、
１２を絶縁分離するフォトレジスト層１１、１３の側面
の角部を結ぶ線分Ｓと第３の磁性層１４の上面とのなす
角度θ（Apex Angle：アペックスアングル) も、上述し
たスロートハイトＴＨおよびＭＲハイトと共に、薄膜磁
気ヘッドの性能を決定する重要なファクタとなってい
る。

【００１３】また、図１２Ａは、第３の磁性層１４の磁
極部分をマスクとしてトリム構造を形成する以前の状態
を示し、図１２Ｂはトリム構造を形成した後の状態を示
す平面図である。図面に示すように、第３の磁性層１４
の磁極部分の幅Ｗは狭くなっており、この幅によって磁
気記録媒体に記録されるトラックの幅が規定されるの
で、高い面記録密度を実現するためには、この幅Ｗをで
きるだけ狭くする必要がある。なお、この図では、図面
を簡単にするため、薄膜コイル１０、１２は同心円状に
示してある。

【００１４】さて、従来、薄膜磁気ヘッドの形成におい
て、特に問題となっていたのは、薄膜コイルの形成後、
フォトレジスト絶縁層でカバーされたコイル凸部、特に
その傾斜部（Apex）に沿って形成されるトップポールの
微細形成の難しさである。すなわち、従来は、第３の磁
性層を形成する際、約７〜１０μm の高さのコイル凸部
の上にパーマロイ等の磁性材料をメッキした後、フォト
レジストを３〜４μm の厚みで塗布し、その後フォトリ
ソグラフィ技術を利用して所定のパターン形成を行って
いた。

【００１５】ここに、山状コイル凸部の上のレジストで
パターニングされるレジスト膜厚として、最低３μm が
必要であるとすると、傾斜部の下方では８〜１０μm 程
度の厚みのフォトレジストが塗布されることになる。一
方、このような１０μm 程度の高低差があるコイル凸部
の表面および平坦上に形成されたライトギャップ層の上
に形成される第３の磁性層は、フォトレジスト絶縁層
（例えば図７の１１、１３）のエッジ近傍に記録ヘッド
の狭トラックを形成する必要があるため、第３の磁性層
をおよそ１μm 幅にパターニングする必要がある。した
がって、８〜１０μm の厚みのフォトレジスト膜を使用
して１μm 幅のパターンを形成する必要が生じる。

【００１６】しかしながら、８〜１０μm のように厚い
フォトレジスト膜で、１μm 幅程度の幅の狭いパターン
を形成しようとしても、フォトリソグラフィの露光時に
光の反射光によるパターンのくずれ等が発生したり、レ
ジスト膜厚が厚いことに起因して解像度の低下が起こる
ため、幅の狭いトラックを形成するための幅の狭いトッ
プポールを正確にパターニングすることはきわめて難し
いものである。このような問題を改善するために、第３
の磁性層をポールチップと、これに連結されたヨークと
に分割し、ポールチップの巾を狭くして記録トラックの
巾を狭くすることが提案されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにして形成された薄膜磁気ヘッド、特に記録ヘッド
には、依然として、以下に述べるような問題が残されて
いた。誘導型薄膜磁気ヘッドの磁気特性を向上するとと
もに小型を図るためには、スロートハイトＴＨやＭＲハ
イトをできるだけ短くすることが要求されている。しか
しながら従来では、短いスロートハイトＴＨやＭＲハイ
トを所望の設計値通りに形成することは非常に難しかっ
た。

【００１８】すなわち、スロートハイト零の位置を基準
としてスロートハイトＴＨやＭＲハイトを正確に設定す
る必要があるが、従来の複合型薄膜磁気ヘッドにおいて
は、スロートハイト零の基準位置を正確に設定できない
という問題がある。すなわち、薄膜コイル１０，１２を
覆う絶縁層１１，１３はフォトレジストで形成されてお
り、薄膜コイルの平坦化やコイル巻回体間の絶縁化を目
的として２５０°Ｃ程度の温度でリフローされるので、
絶縁層のパターンや寸法が変動することになり、その結
果として絶縁層の端縁を基準位置として形成されるスロ
ートハイトＴＨやＭＲハイトの寸法も所望の設計値から
ずれてしまう欠点がある。特に絶縁層１１，１３を構成
するフォトレジストの膜厚が厚い場合には、パターンの
ずれは０．５μm 程度ときわめて大きくなり、特に高周
波数用の薄膜磁気ヘッドで必要とされるサブミクロン程
度の微細なスロートハイトを再現性良く実現することが
できない。また、絶縁層１１，１３の膜厚の変動によっ
てもパターンの変動が発生し、所望のスロートハイトＴ
ＨやＭＲハイトを有する薄膜磁気ヘッドを歩留り良く製
造することができなかった。

【００１９】また、従来の複合型薄膜磁気ヘッドにおい
てエアベアリング面を研磨出しする作業は、ＧＭＲ再生
素子１７の抵抗値をモニタし、この抵抗値が所定の値に
なるまで研磨するようにしており、スロートハイトＴＨ
の寸法に関しては何も測定していない。しかしながら、
ＭＲハイトが所望の値になったとしてもスロートハイト
ＴＨが所望の値になるとは限らず、現実には多くの不良
が発生している。特に、上述したように絶縁層１１，１
３のパターンのずれによってスロートハイト零の基準位
置がずれる場合には、ＭＲハイトが所望の値になっても
スロートハイトＴＨは所望の値とはならない。

【００２０】さらに、従来の薄膜磁気ヘッドにおいて
は、実効トラック巾を第３の磁性層１４の磁極部分の巾
にほぼ等しくするために、第３の磁性層の磁極部分をマ
スクとしてエッチングを行って第２の磁性層７の表面を
部分的に除去してトリム構造を形成している。このエッ
チングにはイオンビームエッチングが採用されている
が、フォトレジストより成る絶縁層１１，１３も同時に
エッチングされ、絶縁層のエアベアリング面側の端縁の
位置が１．０〜１．５μm 程度後退してしまう。この絶
縁層１１，１３のエアベアリング面側の端縁は、図１２
Ｂに示すようにスロートハイト零の基準位置であるの
で、エッチングによってスロートハイト零の基準位置が
変動してしまうことになり、スロートハイトを所望の設
計値通りに形成することができなくなる。特に、１μm
以下の短いスロートハイトが要求される高周波数用の薄
膜磁気ヘッドにおいては、上述したように絶縁層１１，
１３のエアベアリング面側の端縁の位置が１．０〜１．
５μm 程度も後退してしまうことは重大な問題である。

【００２１】また、上述したようにトリム構造を形成す
るためのエッチングにおいて、フォトレジストより成る
絶縁層１１，１３のエアベアリング面側の端縁が後退し
てしまうと、ウエファプロセス中にハンドリング等の衝
撃によって第３の磁性層１４の磁極部分の下側にある絶
縁層の部分１８（図１３参照）が損傷を受け、極端な場
合には剥離してしまう問題もある。このように絶縁層１
１，１３の一部分が剥離して大きな空間が生じると、エ
アベアリング面の研磨作業中にオイルや研磨液がその中
に浸入し、そこから第３の磁性層１４が腐食して特性が
劣化してしまう問題もある。

【００２２】本発明の目的は、上述した従来の薄膜磁気
ヘッドおよびその製造方法の種々の問題点を、解決もし
くは軽減できる薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供しよう
とするものである。すなわち、本発明の目的は、スロー
トハイト零の基準位置の変動を抑え、その結果として所
望の設計値通りのスロートハイトＴＨを得ることがで
き、複合型薄膜磁気ヘッドにおいてはＭＲハイトとの良
好なバランスをとることができ、トリム構造を形成する
際のエッチングによる絶縁層の後退による不良をなく
し、良好な特性を有する薄膜磁気ヘッドを歩留り良く製
造する方法を提供しようとするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明による薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法は、少なくとも誘導型薄膜磁気ヘッド
を基体により支持した薄膜磁気ヘッドを製造する方法で
あって、第１の磁性層を、基体によって支持されるよう
に形成する工程と、この第１の磁性層の表面に、磁極部
分において、内方縁がスロートハイト零の基準位置とな
り、深さが所望のスロートハイトとなるほぼコの字状の
切り込みを有し、無機絶縁材料より成る無機絶縁層を形
成する工程と、前記第１の磁性層の表面にライトギャッ
プ層を形成する工程と、このライトギャップ層の、前記
無機絶縁層の上に形成された部分の上に、絶縁分離され
た状態で支持された薄膜コイルを形成する工程と、ライ
トギャップ層の、磁極部分から、前記薄膜コイルの表面
を覆い、前記エアベアリング面から離れた後方位置にお
いて前記第１の磁性層と磁気的に結合されるように第２
の磁性層を形成する工程と、この第２の磁性層の磁極部
分をマスクとしてエッチングを行って前記ライトギャッ
プ層を除去する工程と、前記第２の磁性層の磁極部分お
よび前記無機絶縁層をマスクとして、前記無機絶縁層の
切り込み内に露出する前記第１の磁性層の表面をその膜
厚の一部分に亘ってエッチングしてトリム構造を形成す
る工程と、全体の表面をオーバーコート層で覆う工程
と、前記無機絶縁層の切り込みの先端縁が露出するよう
にエアベアリング面を研磨出しする工程と、を具えるこ
とを特徴とするものである。

【００２４】さらに本発明による薄膜磁気ヘッドの製
造方法は、少なくとも誘導型薄膜磁気ヘッドを基体によ
り支持した薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、第
１の磁性層を、基体によって支持されるように形成する
工程と、この第１の磁性層の表面に、磁極部分におい
て、内方縁がスロートハイト零の基準位置となり、深さ
が所望のスロートハイトよりも深いほぼコの字状の切り
込みを有し、無機絶縁材料より成る無機絶縁層を形成す
る工程と、前記第１の磁性層の表面にライトギャップ層
を形成する工程と、このライトギャップ層の、前記無機
絶縁層の上に形成された部分の上に、絶縁分離された状
態で支持された薄膜コイルを形成する工程と、ライトギ
ャップ層の、磁極部分から、前記薄膜コイルの表面を覆
い、前記エアベアリング面から離れた後方位置において
前記第１の磁性層と磁気的に結合されるように第２の磁
性層を形成する工程と、この第２の磁性層の磁極部分を
マスクとしてエッチングを行って前記ライトギャップ層
を除去する工程と、前記第２の磁性層の磁極部分および
前記無機絶縁層をマスクとして、前記無機絶縁層の切り
込み内に露出する前記第１の磁性層の表面をその膜厚の
一部分に亘ってエッチングしてトリム構造を形成する工
程と、全体の表面をオーバーコート層で覆う工程と、前
記無機絶縁層の切り込みの内方縁をスロートハイト零の
基準位置として所望のスロートハイトが得られるように
エアベアリング面を研磨出しする工程と、を具えること
を特徴とする物である。

【００２５】このような本発明による薄膜磁気ヘッドの
製造方法においては、前記絶縁層を、アルミナ、酸化シ
リコンまたは窒化シリコンを以て形成するのが好適であ
る。このような無機絶縁層を用いることにより、トリム
構造を形成する際のエッチングによっても絶縁層のエア
ベアリング面側の端縁の位置、すなわちスロートハイト
零の基準位置は変動せず、したがってスロートハイトを
所望の設計値通りとすることができる。

【００２６】また、前記第２の磁性層の磁極部分をマス
クとしてエッチングを行って前記ライトギャップ層を除
去する工程を、フレオン系または塩素系のガスを用いる
リアクティブイオンエッチングにより行ない、前記第１
の磁性層の表面をその膜厚の一部分に亘ってエッチング
してトリム構造を形成する工程を、イオンビームエッチ
ングで行なうのが好適である。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図１４〜２６を参照して本
発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の第１の実施例を
説明する。なお、これらの図面においてＡおよびＢがあ
るものは、エアベアリング面に垂直な面で切った断面図
をＡで示し、正面図をＢで示した。また、本例では、基
体の上に読み取り用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを
形成し、その上に書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッドを
積層した複合型薄膜磁気ヘッドとしたものである。

【００２８】アルティック（AlTiC ）より成る基体本体
２１の一方の表面に、約３〜５μmの膜厚でアルミナよ
り成る絶縁層２２を形成した様子を図１４に示す。これ
ら、基体本体２１および絶縁層２２を、本明細書におい
ては、基体またはウエファ２３と称する。また、本明細
書において、絶縁層とは、少なくとも電気的な絶縁特性
を有する膜を意味しており、非磁性特性はあってもなく
ても良い。しかし、一般には、アルミナのように、電気
絶縁特性を有しているとともに非磁性特性を有する材料
が使用されているので、絶縁層と、非磁性層とを同じ意
味に使用する場合もある。

【００２９】また、実際の製造では、多数の複合型薄膜
磁気ヘッドをウエファ上にマトリックス状に配列して形
成した後、ウエファを複数のバーに切断し、各バーの端
面を研磨してエアベアリング面を形成し、最後にバーを
切断して個々の複合型薄膜磁気ヘッドを得るようにして
いるので、この段階では端面が現れないが、説明の便宜
上、この端面を示している。

【００３０】次に、基体２３の絶縁層２２の上に、磁気
抵抗効果型薄膜磁気ヘッドに対するボトムシールド層２
４をパーマロイにより約３μm の膜厚に形成した様子を
図１５に示す。このボトムシールド層２４は、フォトレ
ジストをマスクとするメッキ法によって所定のパターン
にしたがって形成する。

【００３１】次に、図１５に示すように、ボトムシール
ド層２４の上にアルミナより成るシールドギャップ層２
５に埋設されたＧＭＲ層２６を形成する。このシールド
ギャップ層２５の膜厚は０．２μm とすることができ
る。

【００３２】さらに、図１７に示すようにＧＭＲ層２６
を埋設したシールドギャップ層２５の上に、ＧＭＲ層に
対するトップシールドを構成するとともに誘導型薄膜磁
気ヘッドのボトムポールを構成する第１の磁性層２７を
パーマロイにより３〜４μmの膜厚に形成し、さらにア
ルミナ、酸化シリコン、窒化シリコンなどの無機絶縁層
２８を１〜２μm の膜厚に形成する。本例では、この無
機絶縁層２８の周縁に４０〜７０°の角度のテーパーを
付ける。

【００３３】図１８は、このように形成した無機絶縁層
２８の形状を示す平面図である。本発明においては、こ
の無機絶縁層２８のエアベアリング面側にコの字状の切
り込み２８ａを形成する。なお、図１８には、無機絶縁
層２８の下側にある第１の磁性層２７も示してあるが、
上述した切り込み２８ａにはこの第１の磁性層が露出し
ている。また、無機絶縁層２８のほぼ中央に形成されて
いる開口２８ｂにおいても第１の磁性層２７が露出して
いる。

【００３４】次に、アルミナより成るライトギャップ層
２９を、露出している第１の磁性層２７の表面および無
機絶縁層２８の表面に、０．１〜０．３μm の膜厚で所
定のパターンにしたがって形成した様子を図１９の断面
図および図２０の平面図に示す。続いて、上述した無機
絶縁層２８の開口２８ｂを埋めるライトギャップ層２９
を選択的に除去した後、高い飽和磁束密度を有する磁性
材料を３〜４μm の膜厚に堆積して、記録トラックの巾
を規定するポールチップ３０を形成するとともに無機絶
縁層２８の開口２８ｂにおいて第１の磁性層２７と連結
された連結用磁性層３１を形成した様子を図２１の断面
図および図２２の平面図に示す。この高い飽和磁束密度
を有する磁性材料としては、NiFe(50%, 50%)やFeN とす
ることができる。また、ポールチップ３０はメッキ法で
所定のパターンに形成するか、スパッタ後、ドライエッ
チングで所定のパターンとすることができる。また、こ
のポールチップ３０の巾によって記録トラックの巾が決
まるので、その巾は０．５〜１．２μm と狭くする。

【００３５】次に、ポールチップ３０をマスクとして、
例えばCF₄, BCl₃などのフレオン系または塩素系のガス
を用いるリアクティブイオンエッチングを施して無機絶
縁層２８の切り込み２８ａ内に形成されているライトギ
ャップ層２９を選択的に除去して下側の第１の磁性層２
７を切り込み２８ａ内で露出させた後、ポールチップ３
０をマスクとしてイオンビームエッチングを施して、第
１の磁性層２７の表面を約０．５μm の深さだけ除去し
てトリム構造を形成した様子を図２３に示す。

【００３６】本発明においては、切り込み２８ａを規定
する絶縁層２８を無機絶縁材料で形成したため、トリム
構造を得るためのリアクティブイオンエッチングおよび
それに続くイオンビームエッチング処理によっても絶縁
層の端縁の位置が後退することはなく、したがってスロ
ートハイト零の基準位置が変動することはない。したが
って、本例のように、切り込み２８ａの深さを所望のス
ロートハイトと等しく設定しておけば、後にエアベアリ
ング面を研磨出しする際に、無機絶縁層２８の切り込み
２８ａの先端が露出した時点で研磨を停止すれば、自動
的に所望のスロートハイトが得られることになり、サブ
ミクロンオーダーのスロートハイトを正確にかつ容易に
得ることができる。

【００３７】図２３には、無機絶縁層２８の上にあるラ
イトギャップ層２９の上に、第１層目の薄膜コイル３２
を形成した様子も示している。さらに薄膜コイルの順次
のコイル巻回体間を絶縁分離するとともに磁束の漏れを
抑止するために、アルミナを３〜５μm の膜厚に堆積し
た後、化学機械研磨（ＣＭＰ）によって表面を平坦化し
て絶縁層３３を形成した様子を図２４に示す。ここで、
薄膜コイル３２は銅のシード層を利用した電気メッキに
よって形成することができる。

【００３８】続いて、絶縁層３３の平坦な表面の上に、
フォトレジストより成る絶縁層３４を形成した後、その
上にフォトレジストより成る絶縁層３５によって絶縁分
離した状態で支持された第２層目の薄膜コイル３６を形
成した様子を図２５に示す。さらに、図２６に示すよう
にエアベアリング面側の先端がポールチップ３０と連結
されるとともにエアベアリング面とは反対側の端部が連
結用磁性層３１と連結されるようにヨーク部分３７を３
〜４μm の膜厚に所定のパターンにしたがって形成し、
さらに全体の上にアルミナより成るオーバーコート層３
８を２０〜３０μm の膜厚に形成する。このように本例
においては、ポールチップ３０とヨーク部分３７で第２
の磁性層を構成している。

【００３９】上述したようにウエファをバーに切断した
後、バーの側面を研磨してエアベアリング面を形成する
が、本例では、無機絶縁層２８の切り込み２８ａの深さ
を製造すべき所望のスロートハイトと等しくしてあるの
で、この切り込みの先端が露出する時点で研磨を終了す
ることにより所望の設計値通りのスロートハイトを自動
的に得ることができる。

【００４０】ただし、本発明はこのように無機絶縁層２
８の切り込み２８ａの深さをスロートハイトに等しくす
ることだけに限定されるものではなく、切り込み２８ａ
の深さを所望のスロートハイトよりも深くし、切り込み
の内方縁を基準としてエアベアリング面を研磨出しする
こともできる。この場合にも、スロートハイト零の基準
位置となる切り込み２８ａの内方縁の位置は製造中変動
しないので、所望の設計値通りのスロートハイトを正確
に得ることができる。

【００４１】図２７〜２９は本発明による薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法の第２の実施例の順次の製造工程を示す断
面図である。上述した実施例では、図２４に示すよう
に、第１層目の薄膜コイル３２を形成した後、アルミ
ナ、酸化シリコン、窒化シリコンなどの無機絶縁材料よ
り成る絶縁層３３で薄膜コイルおよびポールチップ３０
の周囲を覆ったが、本例では図２７に示すように、薄膜
コイル３２を形成した後、フォトレジストより成る絶縁
層４１で覆うものである。この際、絶縁層４１はポール
チップ３０とは接触しないように形成する。すなわち、
ポールチップ３０の内方側端面とフォトレジストより成
る絶縁層４１の縁側端面との間に空間が形成されるよう
にする。

【００４２】次に、図２８に示すように、絶縁層４１の
上にフォトレジストより成る絶縁層３５によって覆われ
た第２層目の薄膜コイル３６を形成する。続いて図２９
に示すように、ヨーク部分３７を、ポールチップ３０お
よび連結用磁性層３１と接触するように形成する。本例
では、このヨーク部分３７は上述したポールチップ３０
と絶縁層４１との間の空間にも入り込むので、ポールチ
ップとはその上側表面のみでなく端面でも接触するよう
になり、接触面積を大きくすることができる。したがっ
て、ポールチップ３０の長さを短くしてもポールチップ
とヨーク部分３７との間で磁束の飽和が生じることはな
い。さらに、表面全体の上のアルミナより成るオーバー
コート層３８を形成した後、上述したようにウエファを
切断し、エアベアリング面の研磨出しを行なう。本例に
おいても、無機絶縁層２８の切り込みの内方縁をスロー
トハイト零の基準位置としているので、所望のスロート
ハイトを正確にしかも容易に得ることができる。

【００４３】図３０は、本発明による薄膜磁気ヘッドの
製造方法の第３の実施例でのオーバーコート層を設ける
前の状態を示す平面図である。上述した第１および第２
の実施例では、ポールチップ３０とヨーク部分３７によ
って第２の磁性層を構成したが、本例ではこれらを一体
とし、第２の磁性層５１に磁極部分５１ａを設けたもの
である。本例においても、無機絶縁層２８に設けたコの
字状の切り込み２８ａの深さを所望のスロートハイトに
等しくしているので、エアベアリング面の研磨出しを行
なう際に、この切り込みの先端が露出したところで研磨
を終了することにより、所望のスロートハイトを自動的
に得ることができる。

【００４４】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例え
ば、上述した実施例においては、基体上に読み取り用の
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを設け、その上に書き込
み用の誘導型薄膜磁気ヘッドを積層した構成としたが、
これらの薄膜磁気ヘッドの積層順序を逆とすることもで
きる。また、上述した実施例では、磁気抵抗素子をＧＭ
Ｒ素子としたが、ＡＭＲ素子とすることもできる。さら
に、本発明はこのように読み取り用の薄膜磁気ヘッドを
磁気抵抗効果型のものとしたが、それ以外の読み取り用
薄膜磁気ヘッドを用いることもできる。また、読み取り
用の薄膜磁気ヘッドは必ずしも設ける必要はなく、誘導
型薄膜磁気ヘッドだけを設けることもできる。

【００４５】上述した実施例においては、いずれも，無
機絶縁層のエアベアリング面側の端縁にコの字状の切り
込みを形成したが、この切り込みは正確にコの字状をし
ている必要はなく、例えば台形のようになっていても良
い。ただし、その巾は、トリム構造を形成する際のマス
クとして作用する磁極部分の巾よりも十分広いものとす
る必要があり、約１０μm またはそれ以上とするのが良
い。

【００４６】また、上述した実施例においては、無機絶
縁層２８の切り込み２８ａを形成した側の端縁を直線状
としたが、図３１に示すように、無機絶縁層５２のエア
ベアリング面側の端縁を曲線とし、ここにコの字状の切
り込み５２ａを形成することもできる。この例のように
切り込み５２ａを形成した端縁を曲線とする場合にも、
切り込み５２ａの深さを所望のスロートハイト（例えば
０．６μm ）に等しくすることにより、エアベアリング
面の研磨出しの際に切り込み５２ａの先端が露出すると
きに研磨を終了することにより、所望のスロートハイト
を自動的に得ることができる。勿論、このように無機絶
縁層５２のエアベアリング面側の端面を曲面とする場合
でも、切り込み５２ａの深さを所望のスロートハイトよ
りも長い１μm とし、切り込みの内方縁を位置の基準と
してエアベアリング面の研磨出しを行なうこともでき
る。

【００４７】

【発明の効果】上述した本発明による薄膜磁気ヘッドの
製造方法によれば、第１の磁性層の上に形成した無機絶
縁層のエアベアリング面側の端縁にコの字状の切り込み
を形成し、この切り込み内に露出するライトギャップ層
をエッチングにより除去し、露出した第１の磁性層の表
面を部分的にエッチングにより除去してトリム構造を形
成するようにしたので、エッチングによって無機絶縁層
の端縁の位置が後退することがなく、スロートハイト零
の基準位置のプロセス中の変動をなくすことができるの
で、スロートハイトをこの位置を基準として正確に製造
することができ、サブミクロンオーダーのきわめて短い
スロートハイトを得ることができ、したがって薄膜磁気
ヘッドの磁気特性を改善することができるとともに製造
の歩留りを改善することができる。

【００４８】さらに、トリム構造を形成するためのエッ
チング処理中、無機絶縁層の端縁の後退がないので、ト
ップポールを構成する磁性層の下側の絶縁層部分が破損
して剥離したり、位置がずれたりすることがないので、
薄膜磁気ヘッドの特性の劣化を抑止することができる。
また、このように絶縁層部分の剥離がないので、そこに
オイルや研磨液が溜まることがなく、歩留りが向上する
とともに耐久性も向上することになる。

【００４９】さらに、無機絶縁層に形成した切り込みの
深さを所望のスロートハイトの長さに等しくする場合に
は、エアベアリング面の研磨出しを行なう際に、この切
り込みの先端が露出した時点で研磨を終了すれば、所望
の設計値通りのスロートハイトを自動的に得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来の複合型薄膜磁気ヘッドを製造す
る方法の最初の工程を示す断面図である。

【図２】図２は、次の工程を示す断面図である。

【図３】図３は、次の工程を示す断面図である。

【図４】図４は、次の工程を示す断面図である。

【図５】図５は、次の工程を示す断面図である。

【図６】図６は、次の工程を示す断面図である。

【図７】図７は、次の工程を示す断面図である。

【図８】図８は、次の工程を示す断面図である。

【図９】図９は、次の工程を示す断面図である。

【図１０】図１０は、最終的に得られる複合型薄膜磁気
ヘッドを示す断面図である。

【図１１】図１１は、その磁極部分の断面図である。

【図１２】図１２Ａおよび１２Ｂは、トリム構造を形成
するエッチングの前後の状態を示す平面図である。

【図１３】図１３はエッチング後の詳細な状態を一部を
切り欠いて示す斜視図である。

【図１４】図１４Ａおよび１４Ｂは、本発明による複合
型薄膜磁気ヘッドの製造方法の第１の実施例における最
初の工程を示す断面図および正面図である。

【図１５】図１５Ａおよび１５Ｂは、次の工程を示す断
面図および正面図である。

【図１６】図１６Ａおよび１６Ｂは、次の工程を示す断
面図および正面図である。

【図１７】図１７Ａおよび１７Ｂは、次の工程を示す断
面図および正面図である。

【図１８】図１８は、そのときの平面図である。

【図１９】図１９Ａおよび１９Ｂは、次の工程を示す断
面図および正面図である。

【図２０】図２０は、そのときの平面図である。

【図２１】図２１Ａおよび２１Ｂは、次の工程を示す断
面図および正面図である。

【図２２】図２２は、そのときの平面図である。

【図２３】図２３Ａおよび２３Ｂは、次の工程を示す断
面図である。

【図２４】図２４Ａおよび２４Ｂは、次の工程を示す断
面図および正面図である。

【図２５】図２５Ａおよび２５Ｂは、次の工程を示す断
面図および正面図である。

【図２６】図２６Ａおよび２６Ｂは、次の構成を示す断
面図および正面図である。

【図２７】図２７Ａおよび２７Ｂは、本発明による薄膜
磁気ヘッドの製造方法の第２の実施例の製造途中の状態
を示すす断面図および正面図である。

【図２８】図２８Ａおよび２８Ｂは、次の工程を示す断
面図および正面図である。

【図２９】図２９Ａおよび２９Ｂは、次の構成を示す断
面図および正面図である。

【図３０】図３０は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製
造方法の第３の実施例の製造途中の状態を示す平面図で
ある。

【図３１】図３１は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製
造方法の第４の実施例の製造途中の状態を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

２１基体本体、２２絶縁層、２３基体、２４下
部シールド層、２５シールドギャップ層、２６ＧＭ
Ｒ層、２７第１の磁性層、２８無機絶縁層、２８ａ
コの字状の切り込み、２９ライトギャップ層、３０
ポールチップ、３２薄膜コイル、３３無機絶縁層、
３４絶縁層、３５絶縁層、３６薄膜コイル、３
７ヨーク部分、３８オーバーコート層、４１絶縁
層、５１第２の磁性層、５１ａ磁極部分、５２無
機絶縁層、５２ａコの字状の切り込み

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも誘導型薄膜磁気ヘッドを基体
により支持した薄膜磁気ヘッドを製造する方法であっ
て、第１の磁性層を、基体によって支持されるように形
成する工程と、この第１の磁性層の表面に、磁極部分に
おいて、内方縁がスロートハイト零の基準位置となり、
深さが所望のスロートハイトとなるほぼコの字状の切り
込みを有し、無機絶縁材料より成る無機絶縁層を形成す
る工程と、前記第１の磁性層の表面にライトギャップ層
を形成する工程と、このライトギャップ層の、前記無機
絶縁層の上に形成された部分の上に、絶縁分離された状
態で支持された薄膜コイルを形成する工程と、ライトギ
ャップ層の、磁極部分から、前記薄膜コイルの表面を覆
い、前記エアベアリング面から離れた後方位置において
前記第１の磁性層と磁気的に結合されるように第２の磁
性層を形成する工程と、この第２の磁性層の磁極部分を
マスクとしてエッチングを行って前記ライトギャップ層
を除去する工程と、前記第２の磁性層の磁極部分および
前記無機絶縁層をマスクとして、前記無機絶縁層の切り
込み内に露出する前記第１の磁性層の表面をその膜厚の
一部分に亘ってエッチングしてトリム構造を形成する工
程と、全体の表面をオーバーコート層で覆う工程と、前
記無機絶縁層の切り込みの先端縁が露出するようにエア
ベアリング面を研磨出しする工程と、を具えることを特
徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】少なくとも誘導型薄膜磁気ヘッドを基体
により支持した薄膜磁気ヘッドを製造する方法であっ
て、第１の磁性層を、基体によって支持されるように形
成する工程と、この第１の磁性層の表面に、磁極部分に
おいて、内方縁がスロートハイト零の基準位置となり、
深さが所望のスロートハイトよりも深いほぼコの字状の
切り込みを有し、無機絶縁材料より成る無機絶縁層を形
成する工程と、前記第１の磁性層の表面にライトギャッ
プ層を形成する工程と、このライトギャップ層の、前記
無機絶縁層の上に形成された部分の上に、絶縁分離され
た状態で支持された薄膜コイルを形成する工程と、ライ
トギャップ層の、磁極部分から、前記薄膜コイルの表面
を覆い、前記エアベアリング面から離れた後方位置にお
いて前記第１の磁性層と磁気的に結合されるように第２
の磁性層を形成する工程と、この第２の磁性層の磁極部
分をマスクとしてエッチングを行って前記ライトギャッ
プ層を除去する工程と、前記第２の磁性層の磁極部分お
よび前記無機絶縁層をマスクとして、前記無機絶縁層の
切り込み内に露出する前記第１の磁性層の表面をその膜
厚の一部分に亘ってエッチングしてトリム構造を形成す
る工程と、全体の表面をオーバーコート層で覆う工程
と、前記無機絶縁層の切り込みの内方縁をスロートハイ
ト零の基準位置として所望のスロートハイトが得られる
ようにエアベアリング面を研磨出しする工程と、を具え
ることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項３】前記第２の磁性層の磁極部分をマスクと
してエッチングを行って前記ライトギャップ層を除去す
る工程を、リアクティブイオンエッチングにより行なう
ことを特徴とする請求項１または２の何れかに記載の薄
膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項４】前記リアクティブイオンエッチングを、
フレオン系または塩素系のガスを用いて行なうことを特
徴とする請求項３に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項５】前記第２の磁性層の磁極部分および前記
無機絶縁層をマスクとして、前記無機絶縁層の切り込み
内に露出する前記第１の磁性層の表面をその膜厚の一部
分に亘ってエッチングしてトリム構造を形成する工程
を、イオンビームエッチングで行なうことを特徴とする
請求項１〜４の何れかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方
法。
【請求項６】前記無機絶縁層の切り込みの内方縁にテ
ーパーを付けることを特徴とする請求項１〜５の何れか
に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項７】前記基体の上にシールドギャップ層によ
って埋設された磁気抵抗素子を形成した後、このシール
ドギャップ層の上に前記第１の磁性層を形成して複合型
薄膜磁気ヘッドを形成することを特徴とする請求項１〜
６の何れかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。