JP3586196B2 - 読取りトラック幅画定層をもつ読取りヘッド - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、書込みヘッドの書込みギャップ層を平坦化する読取りトラック幅画定層を有する読取りヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータの心臓部は磁気ディスク・ドライブと呼ばれるアセンブリである。ディスク・ドライブは、回転磁気ディスクと、回転ディスクの上のサスペンション・アームによって懸架される書込みおよび読取りヘッドと、回転ディスク上の選択された円形トラック上に読取りおよび書込みヘッドを置くサスペンション・アームを揺動させるアクチュエータとを含んでいる。読取りおよび書込みヘッドは空気ベアリング表面（ＡＢＳ）を有するスライダ上に直接取り付けられる。サスペンション・アームはディスクが回転していないときにはスライダをバイアスしてディスクの表面に接触させるが、ディスクが回転すると、ＡＢＳに隣接する回転ディスクによって空気が渦巻き、それによりスライダが回転ディスクの表面からわずかに離れて空気ベアリング上に載る。書込みおよび読取りヘッドは、回転ディスクへの磁気インプレッションの書込みおよび回転ディスクからの磁気インプレッションの読取りを行うために使用される。読取りおよび書込みヘッドは、書込みおよび読取り機能を実現するコンピュータ・プログラムに従って動作する処理回路に接続される。
【０００３】
書込みヘッドは第１、第２および第３の絶縁層（絶縁スタック）中に埋め込まれたコイル層を含み、絶縁層スタックは第１の磁極片層と第２の磁極片層の間に挟まれる。第１の磁極片層と第２の磁極片層の間の書込みギャップ層は書込みヘッドの空気ベアリング表面（ＡＢＳ）において磁気ギャップを形成する。磁極片層はバック・ギャップにおいて接続される。コイル層に伝導される電流は磁極片間の磁気ギャップ上に磁界を誘起する。この磁界は、上述の回転ディスク上の円形トラックや、テープ・ドライブ中の線形移動磁気テープなど、移動媒体上のトラック中に情報を書き込む目的で磁気ギャップ上に広がる。
【０００４】
読取りヘッドは、第１および第２のシールド層と、第１および第２のギャップ層と、読取りセンサと、読取りセンサに接続され、読取りセンサ中にセンス電流を伝導するための第１および第２のリード層とを含んでいる。第１および第２のギャップ層は第１および第２のシールド層と読取りセンサの間に配置され、第１および第２のリード層は第１のギャップ層と第２のギャップ層の間に配置される。第１のシールド層と第２のシールド層の間の距離は読取りヘッドの線読取り密度（ｌｉｎｅａｒ ｒｅａｄ ｄｅｎｓｉｔｙ）を決定する。読取りセンサは読取りヘッドのトラック幅を画定する第１および第２の側縁部を有する。線密度とトラック密度との積は、磁気媒体の平方インチ当たりの読取りヘッドのビット読取り能力である読取りヘッドの面積密度（ａｒｅａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）に等しい。
【０００５】
組み合わされた読取りおよび書込みヘッドの行および列を、様々なチャンバ中に配置されるウエハ基板上につくり、そこに層を堆積させ、次いでサブトラクティブ・プロセス（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ ｐｒｏｃｅｓｓ）によって画定する。また、チャンバ内で回転しかつアノードとして機能することができるターンテーブル上に複数の基板ウエハを配置することができる。ウエハ基板上に堆積させる材料からなる１つまたは複数のターゲットをチャンバ中に配置することができる。ターゲットはカソードとして機能し、ＤＣまたはＲＦバイアスをカソードおよび／またはアノードに加えることができる。チャンバには所定の圧力のかかったガス、一般的にはアルゴン（Ａｒ）が入っている。次いで材料をターゲットからウエハ基板上にスパッタリングして、所望の材料の層を形成する。また、イオン・ビーム堆積によって層を堆積させることができ、その場合イオン・ビーム銃がイオン化原子（イオン）をターゲット上に導き、それによりターゲットが材料をウエハ基板上にスパッタリングする。サブトラクティブ・プロセスでは、圧力のかかったアルゴン（Ａｒ）などのガスをチャンバ中で使用し、それによりマスクで覆われていないウエハ基板の一部分からの材料のスパッタリングを引き起こすことができる。あるいは、サブトラクティブ・プロセスでは、アルゴン（Ａｒ）イオンなどの高速イオンを放出するイオン・ビーム銃を使用し、それによりマスクで覆われていないウエハ基板の一部分を衝撃して取り除くことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、当技術分野で連続接合と呼ばれるものでは読取りセンサの第１および第２の側縁部において第１および第２のハード・バイアスおよびリード層が接合される。この接合をつくる際の第１のステップはウエハ全体の上に読取りセンサ材料層を形成することである。次いで、各磁気ヘッドごとに、読取りセンサの第１および第２の側縁部を画定するための第１および第２の側縁部を有する上層部分と、後で堆積する不要な層部分を引き上げる目的でアンダーカットが得られるように上層部分から凹んだ読取りセンサ材料層のすぐ上にある下層部分とをもつ二重層フォトレジストを所望の読取りセンサ部位上に形成する。次いでウエハをターンテーブルによって回転させ、イオン・ミリングなどのサブトラクティブ・プロセスを使用して、二重層フォトレジストの下にある読取りセンサを除いてすべての読取りセンサ材料層を除去する。残念ながら、ウエハの外側の読取りセンサはウエハの内側のウエハとは異なるイオン・ミリング角を受け、その結果異なる特性を有する磁気ヘッドが生じる。ウエハの外側の読取りセンサの第１の側縁部はノッチングされ、一方第２の側縁部はノッチングされない。これは、ミリングされる材料の再堆積を最小限に抑える目的で、ターンテーブルがミリング方向に対してある角度をなす軸を中心として回転することに起因する。二重層フォトレジストがまだ所定の位置にある間、ハード・バイアスおよびリード層材料をウエハ基板全体の上に堆積させる。次いで二重層フォトレジストを除去して、その上に堆積したバイアスおよびリード層材料から引き上げる。その結果、第１のハード・バイアスおよびリード層は読取りセンサの第１の側縁部と良好な当接係合をするが、第２のハード・バイアスおよびリード層は読取りセンサのノッチングされた第２の側縁部と部分的にしか当接係合をしない。これは、ハード・バイアスおよびリード層材料の堆積角が読取りセンサの第２の側部のイオン・ミリング角とは異なるために起こる。その結果、ノッチングされた側縁部に隣接するハード・バイアス材料は読取りセンサの磁気ドメインを磁気的に安定させるために十分な接合接触をしないことがある。このため読取りヘッドの性能が低下することになる。
【０００７】
別の問題は、二重層フォトレジストのアンダーカットによりイオン・ミリングがアンダーカットの下である程度までミリングできることである。その結果、読取りセンサの予測不可能なトラック幅が生じる。
【０００８】
上記のプロセスで認められるさらなる問題は、ハード・バイアスおよびリード層材料の堆積時に、第１および第２の側縁部の各々に隣接する読取りセンサの上面部分上のハード・バイアスおよび／またはリード層材料が若干重なることである。これによりハード・バイアス材料と読取りセンサの間の交換結合が生じることがあり、そのため読取りセンサの磁気的性質が悪影響を受け、読取りセンサの予想されるトラック幅が変更されることがある。
【０００９】
上述のプロセスのさらに別の問題は、第１および第２のハード・バイアスおよびリード層が読取りセンサよりも高いプロファイルを有することである。第２のギャップ、第２のシールド／第１の磁極片層、および書込みヘッドの書込みギャップ層を堆積させたとき、ギャップ層中にディップが生じる。このディップは当技術分野で書込みギャップ湾曲と呼ばれ、書込みヘッドの性能を著しく低下させることがある。湾曲した書込みギャップでは、書込みヘッドは湾曲した磁気インプレッションを回転ディスク中に書き込み、次いで直線的に延びる読取りセンサによって読み取られる。読取りセンサは湾曲したインプレッションの中央部分しか読み取らず、そのため信号読取り性能が低下する。
【００１０】
１９９６年１月３日発行の欧州特許出願第６９０４３９号には、基板上に形成された静磁気材料を含み、かつ第１の縁部および第２の縁部を有する静磁気センサが開示されている。第１の多層伝導性リード構造が第１の縁部に電気的に接続され、第２の多層伝導性リード構造が第２の縁部に電気的に接続される。
【００１１】
１９９３年１０月２６日発行の米国特許第５２５６２４９号には、平坦化静磁気センサを製造する方法が開示されている。そのセンサは静磁気エレメントの上 にあるトラック幅酸化物層を含む。エッチング停止層が静磁気エレメントに隣接して静磁気エレメントの両側にある。
【００１２】
日本特許第０７１２１８３９号には、薄膜磁気ヘッドおよびその製造が開示されている。磁気抵抗効果エレメント（ＭＲエレメント）が３層構造を有し、下側ギャップ層上に形成される。ＭＲエレメント上の絶縁層および下側ギャップ層上の絶縁層が同時に形成され、絶縁層２１ａ、２１ｂの膜厚さと同じ膜厚さの電極層がＭＲエレメント１２の両端において上面から下側ギャップ層の前面まで形成される。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
ここで、本発明によれば、空気ベアリング表面（ＡＢＳ）とトラック幅をもつ読取りヘッドとを有する磁気ヘッドを製造する方法であって、非磁性電気絶縁性の第１のギャップ層を堆積させること、読取りセンサ材料層を第１のギャップ層上に堆積させること、読取りトラック幅画定材料層を読取りセンサ材料層上に堆積させること、読取りトラック幅画定材料層の読取りトラック幅画定層部分をマスキングする二重層フォトレジスト・マスクを読取りトラック幅画定材料層上に形成すること、第１に、フォトレジスト・マスクおよび読取りセンサ材料層に対して読取りトラック幅画定材料層を選択的に除去して、前記トラック幅に等しい距離だけ離間した露出した第１および第２の側縁部をもつ読取りトラック幅画定材料層を形成すること、第２に、フォトレジスト・マスクおよび読取りトラック幅画定層部分に対して読取りセンサ材料層を選択的に除去して、前記トラック幅を画定する露出した第１および第２の側縁部をもつ読取りセンサ層部分を形成すること、読取りセンサ層部分および読取りトラック幅画定層部分の各々の第１および第２の側縁部と接触してハード・バイアスおよびリード材料層をフォトレジスト・マスク上に堆積させること、およびフォトレジスト・マスクを除去し、それによりハード・バイアスおよびリード材料層の一部分を引き上げて、読取りセンサ層部分および読取りトラック幅画定層部分の各々の第１および第２の側縁部に接続される第１および第２のハード・バイアスおよびリード層を残すことを含む方法が提供される。
【００１４】
ここで本発明を別の態様から見れば、上記の方法によって製造される磁気ヘッドが提供される。
【００１５】
本発明の好ましい実施形態では、読取りトラック幅画定層が読取りヘッドの読取りセンサと書込みヘッドの書込みギャップ層の間に配置され、かつ書込みギャップ層を後続の層の複製によって第１および第２のハード・バイアスおよびリード層のレベルにおいて読取りヘッドをほぼ平坦化する厚さを有する読取りヘッドおよび製造方法が提供される。
【００１６】
本発明の一例は、書込みギャップ湾曲を克服するために読取りヘッドが平坦化される読取りおよび書込みヘッド組合せを提供する。本発明の別の例は、読取りトラック幅画定層を使用して、改善された側縁部をもつ読取りセンサのトラック幅を画定する製造方法を提供する。好ましい実施形態では、読取りトラック幅画定層は読取りヘッドを平坦化しかつ書込みギャップ湾曲問題を克服するためにヘッド中に残る。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、読取りトラック幅画定材料層を読取りセンサ材料層上に形成する。次いで上述の読取りトラック幅画定層をマスキングするための二重フォトレジスト・マスクを形成する。次いで第１の選択的除去プロセスを使用して、フォトレジスト・マスクでマスキングされた読取りトラック幅画定層を除いて読取りトラック幅画定材料層を除去する。第１の選択的除去では露出した第１および第２の側縁部をもつ読取りトラック幅画定層が形成される。次いで第２の選択的除去プロセスを使用して、読取りトラック幅画定層でマスキングされた読取りセンサ層部分を除いて読取りセンサ材料層を除去する。第２の選択的除去プロセスでは露出した第１および第２の側縁部をもつ読取りセンサ層が形成される。次いで読取りセンサ層および読取りトラック幅画定層の各々の第１および第２の側縁部に隣接してハード・バイアスおよびリード材料層をフォトレジスト・マスク上に堆積させる。最後に、フォトレジスト・マスクを除去し、それによりハード・バイアスおよびリード材料層の一部分を引き上げて、読取りセンサ層および読取りトラック幅画定層の各々の第１および第２の側縁部に接続される第１および第２のハード・バイアスおよびリード層を残す。
【００１８】
トラック幅画定層は炭素であることが好ましい。読取りトラック幅画定層が炭素である場合、第１の選択性除去は酸素（Ｏ２）塩基を用いた反応性イオン・エッチングであることが好ましい。読取りトラック幅画定層の他の材料はシリコン（Ｓｉ）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）である。読取りトラック幅画定層がシリコン（Ｓｉ）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）である場合、第１の選択性除去プロセスはフレオン（ＣＦ４）塩基を用いた反応性イオン・エッチングとすることができる。好ましい実施形態では、読取りトラック幅画定層はハード・バイアスおよびリード層の厚さと読取りセンサの厚さとの差である厚さを有する。この構成では、読取りトラック幅画定層はハード・バイアスおよびリード層のレベルにおいて読取りヘッドを平坦化し、したがって読取りセンサ上に形成される後続の層は書込みヘッドの書込みギャップに対する湾曲を複製しない。ただし望ましい場合には、チャンバ内の酸素（Ｏ２）の存在下で灰化を行うことによって読取りトラック幅画定層を除去することができる。
【００１９】
本発明は、書込みヘッドの書込みギャップ湾曲をなくすために読取りヘッドが平坦化される組み合わせられた読取りおよび書込みヘッドを提供する。本発明はまた、それぞれ第１および第２のハード・バイアスおよびリード層と読取りセンサの第１および第２の側縁部との間に連続接合がつくられ、第１および第２のハード・バイアスおよびリード層が読取りセンサの第１および第２の側縁部に隣接して第１および第２の表面部分に重ならない読取りヘッドを提供する。
【００２０】
本発明はまた、第１および第２のハード・バイアスおよびリード層の各々が、正確に配置された読取りセンサの第１および第２の側縁部をもつ連続当接接合をつくる読取りおよび書込みヘッドを提供する。
【００２１】
本発明はまた、二重層フォトレジスト・マスクを使用して読取りトラック幅画定層を画定し、次にこれを使用して読取りセンサの読取りトラック幅を画定する読取りおよび書込み磁気ヘッドを製造する方法を提供する。
【００２２】
本発明はまた、読取りセンサの上面を覆う第１および第２のハード・バイアスおよびリード層の一部分をほぼなくし、第１および第２のハード・バイアスおよびリード層と読取りセンサの第１および第２の側縁部との完全な当接係合を実現し、書込みヘッドの書込みギャップ層に対する湾曲が複製されないように読取りセンサを平坦化する読取りおよび書込み磁気ヘッドを製造する方法を提供する。
【００２３】
次に、添付の図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について単に例として説明する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、いくつかの図を通じて同じ参照番号が同じまたは同様の部分を示す図面を参照すると、図１〜図３に磁気ディスク・ドライブ３０が示されている。ドライブ３０は、磁気ディスク３４を支持しかつ回転させるスピンドル３２を含む。スピンドル３２は、モータ・コントローラ３８によって制御されるモータ３６によって回転する。組合せ読取りおよび書込み磁気ヘッド４０は、サスペンション４４およびアクチュエータ・アーム４６によって支持されるスライダ４２上に取り付けられる。複数のディスク、スライダおよびサスペンションを図３に示される大容量直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）中で使用することができる。サスペンション４４およびアクチュエータ・アーム４６は、磁気ヘッド４０が磁気ディスク３４の表面と変換関係にあるようにスライダ４２を位置決めする。ディスク３４がモータ３６によって回転すると、スライダはディスク３４の表面と空気ベアリング表面（ＡＢＳ）４８の間の空気の薄い（一般に０．０５μｍ）クッション（空気ベアリング）上に支持される。その場合、磁気ヘッド４０は、ディスク３４の表面上の複数の円形トラックに情報を書き込むため、ならびにそこから情報を読み取るために使用できる。処理回路５０は、そのような情報を表す信号をヘッド４０と交換し、磁気ディスク３４を回転させるためのモータ・ドライブ信号を供給し、そしてスライダを様々なトラックに移動するための制御信号を供給する。図４には、スライダ４２がサスペンション４４に取り付けられた状態で示されている。上述の構成要素は、図３に示すように筐体５５のフレーム５４上に取り付けることができる。
【００２５】
図５はスライダ４２および磁気ヘッド４０のＡＢＳ図である。スライダは、磁気ヘッド４０を支持するセンタ・レール５６、サイド・レール５８および６０を有する。レール５６、５８および６０はクロス・レール６２から延びる。磁気ディスク３４の回転に対して、クロス・レール６２はスライダの前縁６４にあり、磁気ヘッド４０はスライダの後縁６６にある。
【００２６】
併合磁気ヘッド
図６は、書込みヘッド部分７０と読取りヘッド部分７２とを有する併合ＭＲまたはスピン・バルブ・ヘッド４０の側面断面図であり、読取りヘッド部分はＭＲまたはスピン・バルブ・センサ７４を使用する。図７は図６のＡＢＳ図である。センサ７４は第１のギャップ層７６と第２のギャップ層７８の間に配置され、ギャップ層は第１のシールド層８０と第２のシールド層８２の間に配置される。外部磁界に応答して、センサ７４の抵抗は変化する。センサ中に伝導されるセンス電流ＩＳによりこれらの抵抗変化が電位変化として現れる。次いでこれらの電位変化は図３に示される処理回路５０によってリードバック信号として処理される。
【００２７】
併合ヘッドの書込みヘッド部分は第１の絶縁層８６と第２の絶縁層８８の間に配置されたコイル層８４を含む。第３の絶縁層９０を使用して、ヘッドを平坦化し、コイル層８４によって生じる第２の絶縁層中のリプルをなくすことができる。第１、第２および第３の絶縁層は当技術分野で「絶縁スタック」と呼ばれる。コイル層８４および第１、第２および第３の絶縁層８６、８８および９０は第１の磁極片層９２と第２の磁極片層９４の間に配置される。第１および第２の磁極片層９２および９４はバック・ギャップ９６において磁気的に結合され、ＡＢＳにおいて書込みギャップ層１０２によって分離される第１および第２の磁極端９８および１００を有する。図２および図４に示すように、第１および第２の接続１０４および１０６はセンサ７４からのリード線をサスペンション４４上のリード線１１２および１１４に接続し、第３および第４の接続１１６よび１１８はコイル８４（図８参照）からのリード線１２０および１２２をサスペンション上のリード線１２４および１２６に接続する。併合ヘッド５０は読取りヘッド用の第２のシールド層として、また書込みヘッド用の第１の磁極片として二重の機能を果たす単一の層８２／９２を使用することに留意されたい。ピギーバック・ヘッドはこれらの機能のために２つの別々の層を使用する。
【００２８】
図９および図１０に示すようにチャンバ中にウエハ基板を置くこと１５０の後、本発明を実施する際に様々な堆積プロセス１５２および様々なサブトラクティブ・プロセス１５４を使用することができる。堆積プロセスはスパッタ堆積１５６、マグネトロン・スパッタ堆積１５８またはイオン・ビーム・スパッタ堆積１６０を含むことができる。サブトラクティブ・プロセス１５４はスパッタ・エッチング１６２、反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）１６４、イオン・ビーム・ミリング１６６または反応性イオン・ビーム・ミリング１６８を含むことができる。スパッタ堆積１５６は、チャンバ中にアルゴン（Ａｒ）ガスおよび堆積すべき材料のターゲットを供給すること１７０、ターゲットとウエハ基板の間に無線周波数（ｒｆ）または直流電流（ｄｃ）バイアスを与えること１７２、およびターゲットをスパッタリングして、ターゲットからの材料をウエハ基板上に堆積させること１７４を含むことができる。マグネトロン・スパッタ堆積１５８は、チャンバ中で堆積すべき材料のターゲットをマグネトロンとウエハ基板の間に供給すること１７６、次いでターゲットをマグネトロンの領域内でスパッタリングして、ターゲットからの材料をウエハ基板上に堆積させること１７８を含むことができる。イオン・ビーム・スパッタ堆積１６０は、チャンバ中にアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）またはキセノン（Ｘｅ）などの不活性ガス、および堆積すべき材料のターゲットを供給すること１８０、次いでターゲットをイオン・ビーム処理して、ターゲットからの材料をウエハ基板上にスパッタ堆積させること１８２を含むことができる。スパッタ・エッチング１６２は、チャンバ中にアルゴン（Ａｒ）ガスを入れること１８４、ウエハ基板にｒｆまたはｄｃバイアスを加えること１８６、次いでウエハ基板をスパッタ・エッチングすること１８８を含むことができる。反応性イオン・エッチング１６４は、チャンバ中にアルゴン（Ａｒ）ガスおよび反応性ガスを入れること１８９、ウエハ基板にｄｃまたはｒｆバイアスを加えること１９０、次いでウエハ基板を反応性イオン・エッチングすること１９２を含む。イオン・ビーム・ミリング１６６は、ウエハ基板を研磨すること１９３、次いでウエハ基板をイオン・ビーム・ミリングすること１９４を含む。反応性イオン・ビーム・ミリング１６８は、イオン・ビーム銃中にアルゴン（Ａｒ）やヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガス、および反応性ガスを入れること１９６、ウエハ基板を研磨すること１９７、次いで反応性イオン・ビーム処理を行ってウエハ基板をミリングする１９８ことを含むことができる。チャンバは上述のプロセスを実施するために様々な事前選択された圧力下に置かれる。全膜堆積はマスクなしで行われるが、フィーチャを形成すべきときには、フィーチャを形成すべき開口がマスクに設けられる。また、サブトラクティブ・プロセス１５４を使用するときに保持すべき領域を覆うためにマスクが使用される。
【００２９】
図１１〜図１４は、それぞれ第１および第２のハード・バイアスおよびリード層と読取りセンサの第１および第２の側縁部との間に連続接合をつくるための従来技術のプロセスを示す。図１１では、読取りセンサ材料層２２０を図９の堆積１５６、１５８または１６０によって非伝導性電気絶縁性の第１のギャップ層（Ｇ１）２２２上に形成することができる。次いで第１および第２の層部分２２６および２２８を有する二重層フォトレジスト２２４を読取りセンサ材料層２２０上に形成する。第１の層部分２２６は、二重層フォトレジストに第１および第２のアンダーカットを与えるために第２の層部分２２８よりも小さい幅を有する。この二重層フォトレジストは第１および第２の層部分２２６および２２８を形成し、第２の層部分を露光し、同じく第１の層２２６をエッチングする現像液を用いて第２の層２２８を現像することによって形成することができる。第２の層部分２２８は、後で形成される読取りセンサの所望のトラック幅を画定する第１および第２の側縁部２３０および２３３を有する。
【００３０】
図１２では、ウエハ基板はウエハ基板が回転するにつれてイオン・ビーム・ミリング（図１０の１６６）を受け、それにより第１の側縁部２３４と第２の側縁部２３６の間の読取りセンサ２３２を除いてすべての読取りセンサ材料層が除去される。ヘッドがウエハ基板の外辺部の近くに配置されたとき、側縁部２３４および２３６は著しく非対称になる。これは、読取りセンサ表面への垂線に対する入射角θおよびウエハ基板の中心の上の供給源からのビームの開きのためである。その結果、第２の側縁部２３４は大きいテーパでミリングされ、一方第１の側縁部２３６は小さいテーパでかなりよく画定されることになる。この問題はヘッドがウエハの中心に近い場合ほど悪くない。図１３では、第１および第２のハード・バイアスおよびリード層２３８および２４０は図９の堆積１５６、１５８または１６０によって形成され、各ハード・バイアスおよびリード層は、読取りセンサのそれぞれの側縁部に隣接して形成される側縁部を有する。しかし残念ながら、第２のハード・バイアスおよびリード層２３８の全厚さは、図示のハード・バイアス（Ｈ．Ｂ．）およびリード層２３８の各々のノッチングまたは凹みのために読取りセンサの第２の側縁部２３４と完全な当接接触をしない。これは同じく入射角θおよびビームの開きのためであり、ヘッドがウエハ基板の外辺部に近い場合悪くなる。この小さくなった当接接触はハード・バイアス層と読取りセンサの間の静磁気結合（ｍａｇｎｅｔｏｓｔａｔｉｃ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）をひどく劣化させ、さらに読取りセンサの磁区（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｏｍａｉｎ）の磁気安定化に影響を及ぼし、読取りヘッドを動作不能にすることがある。
【００３１】
図１４では、フォトレジストは除去されており、第２のギャップ層２４２、第２のシールド／第１の磁極片層２４４、書込みギャップ層２４６、第２の磁極端層２４８およびオーバコート層２５０は図９の堆積１５６、１５８または１６０のいずれかによって形成されている。読取りセンサ２３２に対するハード・バイアスおよびリード層２３８および２４０のプロファイルがより高いので、第２のギャップ層２４２、第２のシールド／第１の磁極片層２４４および書込みギャップ層２４６はディップをつくり、その結果書込みギャップ層２４６の書込みギャップ湾曲が生じる。これは、読取りヘッドが回転磁気ディスクの湾曲した磁気インプレッションを読み取り、そのため信号読取り性能が劣化するので望ましくない。また、第１および第２のハード・バイアスおよびリード層は第１および第２の側縁部２３４および２３６に隣接する読取りセンサの第１および第２の表面部分に重なることに留意されたい。ハード・バイアス層がこれらの部分に重なると、交換結合が生じ、そのため読取りセンサ層の磁気性能が劣化することがある。また重なりのため読取りセンサのトラック幅が変化することがある。さらに別の問題は、読取りセンサの側縁部２３４および２３６が二重層フォトレジストの第２の層の側縁部２３０および２３３のすぐ下にないことである。その結果信頼できないトラック幅をもつ読取りセンサになる。
【００３２】
これを達成するためには、読取りトラック幅画定層部分３１０の厚さがほぼハード・バイアスおよびリード層３３０および３３２の厚さと読取りセンサ３２０の厚さとの差でなければならない。第１および第２のハード・バイアスおよびリード層３３０および３３２のどちらか一方の厚さは一般に読取りセンサ３２０の厚さよりも厚く、したがって読取りセンサ３２０の厚さをハード・バイアスおよびリード層の厚さから引くと、結果は読取りトラック幅画定層３１０の所望の厚さになる。第１および第２のハード・バイアスおよびリード層の各々はわずかな隆起または「鳥のくちばし」３３６および３３８を有することに留意されたい。この高さは小さく、読取りヘッドの平面度に影響を及ぼさないことが分かっている。図２２では、図９の堆積１５６、１５８または１６０のいずれかによって、非磁性電気絶縁性の第２のギャップ層（Ｇ２）３４０が読取りセンサ３１０および第１および第２のハード・バイアスおよびリード層３２６および３２８上に、第２のシールド／第１の磁極片（Ｓ２／Ｐ１）層３４２が第２のギャップ層３４０上に、書込みギャップ層３４４が第２のシールド／第１の磁極片層３４２上に、第２の磁極端層３４６が書込みギャップ層３４４上に、オーバコート層３４８が第２の磁極端層３４６上にある完全な読取りヘッドが示されている。
【００３３】
図１７では、図１１に示される二重層フォトレジスト２２４と同じ二重層フォトレジスト３０８がトラック幅画定材料層３０６上に形成される。二重層フォトレジスト３０８の下のトラック幅画定層３１０を除いてすべてのトラック幅画定材料層を除去するために、図１０の１６４に示される酸素（Ｏ２）塩基を用いた反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）がチャンバ（図示せず）中で使用される。チャンバは圧力５ミリトルで酸素（Ｏ２）２０％およびアルゴン（Ａｒ）８０％を含有することができる。１５０ワットのｒｆバイアスをウエハ基板に印加することができる。トラック幅画定層部分３１０の第１および第２の側縁部３１２および３１４は二重層フォトレジストの第１および第２の側縁部３１６および３１８にほぼ整合することが分かっている。これは、ＲＩＥプロセスが読取りセンサ材料層３０４および二重層フォトレジスト３０８の材料に関してトラック幅画定材料層に対して４対１の比率で選択性であるためである。したがって、読取りセンサ材料層３０４または二重層フォトレジスト３０８がほぼ除去されることなしに、読取りトラック幅画定材料層は読取りトラック幅画定層３１０を除いて迅速に除去される。
【００３４】
図１９では、読取りトラック幅画定層３１０のすぐ下の読取りセンサ層３２０を除いてすべての読取りセンサ材料層を除去するために、図１０の１６６に示されるイオン・ビーム・ミリングが使用される。このミリングは、読取りトラック幅画定層３１０の炭素上の読取りセンサ材料層３０４（図１８）に対して４対１の比率で選択性である。図１８から、読取りトラック幅画定層の第１および第２の側縁部３１２および３１４は読取りセンサ材料層３０４にすぐ隣接し、したがって図１９の読取りセンサの第１および第２の側縁部３２２および３２４は正確に配置され、かつヘッドがウエハ基板の外辺部の近くに配置されている場合に２つの縁部３２２および３２４の間の非対称性がより小さくなるように画定されることに留意されたい。図２０では、読取りセンサのそれぞれの側縁部３２２および３２４および読取りトラック幅画定層の第１および第２の側縁部３１２および３１４との完全な当接係合をなす側縁部を有する第１および第２のハード・バイアスおよびリード層３２６および３２８が形成される。図２１では、二重層フォトレジスト３０８が除去され、読取りセンサの上面３３４とほぼ同一平面の第１および第２のハード・バイアスおよびリード層３２６および３２８の上面が残る。
【００３５】
これを達成するためには、読取りトラック幅画定層部分３１０の厚さがほぼハード・バイアスおよびリード層３２６および３２８の厚さと読取りセンサ３２０の厚さとの差でなければならない。この厚さは好ましくは１００°〜５００°、より好ましくは厚さ約２００°である。第１および第２のハード・バイアスおよびリード層３２６および３２８のどちらか一方の厚さは一般に読取りセンサ３２０の厚さよりも厚く、したがって読取りセンサ３２０の厚さをハード・バイアスおよびリード層の厚さから引くと、結果は読取りトラック幅画定層３１０の所望の厚さになる。第１および第２のハード・バイアスおよびリード層の各々はわずかな隆起または「鳥のくちばし」３３６および３３８を有することに留意されたい。この高さは１００°よりも小さく、読取りヘッドの平面度に影響を及ぼさないことが分かっている。図２２では、図９の堆積１５６、１５８または１６０のいずれかによって、非磁性電気絶縁性の第２のギャップ層（Ｇ２）３４０が読取りセンサ３１０および第１および第２のハード・バイアスおよびリード層３２６および３２８上に、第２のシールド／第１の磁極片（Ｓ２／Ｐ１）層３４２が第２のギャップ層３４０上に、書込みギャップ層３４４が第２のシールド／第１の磁極片層３４２上に、第２の磁極端層３４６が書込みギャップ層３４４上に、オーバコート層３４８が第２の磁極端層３４６上にある完全な読取りヘッドが示されている。
【００３６】
この構成方法では、読取りヘッドが読取りトラック幅画定層３１０によって第１および第２のハード・バイアスおよびリード層レベルにおいて平坦化されるので、書込みギャップ層３４４の書込みギャップ湾曲はほとんどないことが分かる。さらに、第１および第２のハード・バイアスおよびリード層３２６および３２８はその第１および第２の側縁部３１２および３１４に隣接する読取りセンサの上面３３４のどの部分にも重ならないことに留意されたい。したがって、読取りセンサ３１０の磁気特性は所望のトラック幅と同様に保存される。
【００３７】
図２３〜図２５は本発明の読取りヘッドの代替構成における様々なステップを示す。図２３は図２１と同じである。望ましい場合には、図２４においてチャンバ中の酸素（Ｏ２）の存在下で実施される灰化などの適切なプロセスによって図２３の読取りトラック幅画定層部分３１０を除去することができる。ＡＢＳにおいて炭素材料を設けることが望ましくない場合、または炭素がヘッド中の他の層とは著しく異なる膨張係数を有し、そのため読取りセンサが圧迫されるか、あるいは高熱条件下でＡＢＳにおける他の層が押し出される場合、この除去は望ましいことがある。第２のギャップ層（Ｇ２）３５０、第２のシールド／第１の磁極片層（Ｓ２／Ｐ１）３５２および書込みギャップ層３５４を形成した後、書込みギャップ層３５４は第２の磁極端層３５６の下に湾曲を有することが分かる。したがって、好ましい実施形態は、書込みギャップ湾曲がなくされているので図１５〜図２１に示される方法および図２２に示される実施形態である。ただし、図２５の読取りヘッドは読取りセンサ３２０の上面部分上の第１および第２のハード・バイアスおよびリード層の重なりを有しないので、図２３〜図２５に示される実施形態は図１１〜図１４のプロセスによって製造された読取りヘッドに勝る利点を有する。
【００３８】
図２６および図２７は図１８および図１９に示されるステップの代替ステップを示す。図２６では、図１８に示される炭素の代わりにシリコン（Ｓｉ）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）材料が読取りトラック幅画定層部分３６０のために使用される。チャンバは圧力５ミリトルでフレオン（ＣＦ４）２０％およびヘリウム（Ｈｅ）８０％を含有することができる。１５０ワットのｒｆバイアスをウエハ基板に印加することができる。この事例では、読取りセンサ材料層３０４およびフォトレジスト３０８に関してシリコン（Ｓｉ）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）に対して５対１の比率で選択性である、フレオン（ＣＦ６）などのフッ素塩基を用いた反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）によってすべての読取りトラック幅画定材料層が除去される。図２７では、読取りセンサ３２０の第１および第２の側縁部３２２および３２４を画定するためにイオン・ビーム・ミリングが使用される。読取りトラック幅画定層３６０およびフォトレジスト層３０８に関する読取りセンサ材料層のイオン・ビーム・ミリングの割合は約１／１である。
【００３９】
明らかに、これらの教示から見て本発明の他の実施形態および変更形態を当業者なら思い付くであろう。したがって本発明は、上記の説明および添付の図面とともに見た場合、すべてのそのような実施形態および変更形態を含む首記の請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】例示的な磁気ディスク・ドライブの平面図である。
【図２】平面２−２内に見られるディスク・ドライブの磁気ヘッドをもつスライダの端面図である。
【図３】多数のディスクおよび磁気ヘッドが使用される磁気ディスク・ドライブの平面図である。
【図４】スライダおよび磁気ヘッドを支持するための例示的なサスペンション・システムの等角図である。
【図５】図２の平面５−５に沿ってとった磁気ヘッドのＡＢＳ図である。
【図６】図２の平面６−６内に見られるスライダおよび従来技術の磁気ヘッドの部分図である。
【図７】従来技術の磁気ヘッドの読取りおよび書込み要素を示す図６の平面７−７に沿ってとったスライダの部分ＡＢＳ図である。
【図８】絶縁スタックが除去された図６の平面８−８に沿ってとった図である。
【図９】チャンバ内に層を堆積させ、ミリングする様々な方法のブロック図である。
【図１０】チャンバ内に層を堆積させ、ミリングする様々な方法のブロック図である。
【図１１】読取りセンサ材料層上の二重層フォトレジストの側面図である。
【図１２】二重層フォトレジストの下の読取りセンサを除いて読取りセンサ材料層を除去するためのイオン・ミリングが実施された図１１と同じ図である。
【図１３】第１および第２のハード・バイアスおよびリード層が形成されたことを除いて図１２と同じ図である。
【図１４】第２のギャップ層、第２のシールド／第１の磁極片層、書込みギャップ層、第２の磁極端層およびオーバコート層が読取りセンサおよび第１および第２のハード・バイアスおよびリード層上に形成されたことを除いて図１３と同じ図である。
【図１５】読取りヘッドを製造する本方法における第１のステップの側面図である。
【図１６】炭素の読取りトラック幅画定材料層が読取りセンサ材料層上に形成されたことを除いて図１５と同じ図である。
【図１７】二重層フォトレジストがトラック幅画定材料層上に形成されたことを除いて図１６と同じ図である。
【図１８】二重層フォトレジストの下のトラック幅画定材料層部分（トラック幅画定層）を除いてすべてのトラック幅画定材料層を除去するために反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）が実施されたことを除いて図１７と同じ図である。
【図１９】トラック幅画定層のすぐ下の読取りセンサ層を除いて読取りセンサ材料層を除去するためにイオン・ミリングが使用されたことを除いて図１８と同じ図である。
【図２０】第１および第２のハード・バイアスおよびリード層が形成されたことを除いて図１９と同じ図である。
【図２１】二重層フォトレジストが除去されたことを除いて図２０と同じ図である。
【図２２】書込みヘッドおよび読取りヘッドの追加の層が示されていることを除いて図２１と同じ図である。
【図２３】図２１に示されたものと同じものである読取りセンサ層の第１および第２の側縁部に接続された第１および第２のハード・バイアスおよびリード層の側面図である。
【図２４】トラック幅画定層が除去されたことを除いて図２３と同じ図である。
【図２５】第２のギャップ層、第２のシールド／第１の磁極片層、書込みギャップ層、第２の磁極端層およびオーバコート層が形成されたことを除いて図２４と同じ図である。
【図２６】トラック幅画定層のためにシリコン（Ｓｉ）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が使用され、除去プロセスとしてフッ素塩基を用いたＲＩＥが使用されることを除いて図１８と同じ図である。
【図２７】読取りセンサ層の第１および第２の側縁部を画定するためにイオン・ミリングが使用されることを除いて図２８と同じ図である。

Claims (8)

  1. 空気ベアリング表面（ＡＢＳ）とトラック幅をもつ読取りヘッドとを有する磁気ヘッドを製造する方法であって、
    非磁性電気絶縁性の第１のギャップ層（３０２）を堆積させること、
    読取りセンサ材料層（３０４）を第１のギャップ層上に堆積させること、
    読取りトラック幅画定材料層（３０６）を読取りセンサ材料層（３０４）上に堆積させること、
    読取りトラック幅画定材料層（３０６）の読取りトラック幅画定層部分をマスキングする二重層フォトレジスト・マスク（３０８）を読取りトラック幅画定材料層（３０６）上に形成すること、
    第１に、フォトレジスト・マスク（３０８）および読取りセンサ材料層（３０
    ４）に対して読取りトラック幅画定材料層（３０６）を選択的に除去して、前記トラック幅に等しい距離だけ離間した露出した第１および第２の側縁部（３１２
    、３１４）をもつ読取りトラック幅画定材料層を形成すること、
    第２に、フォトレジスト・マスク（３０８）および読取りトラック幅画定層部分に対して読取りセンサ材料層（３０４）を選択的に除去して、前記トラック幅を画定する露出した第１および第２の側縁部（３２２、３２４）をもつ読取りセンサ層部分（３２０）を形成すること、
    読取りセンサ層部分および読取りトラック幅画定層部分の各々の第１（３２２
    、３１２）および第２（３２４、３１４）の側縁部に接触してハード・バイアスおよびリード材料層（３２６、３２８）をフォトレジスト・マスク（３０８）上に堆積させること、
    フォトレジスト・マスク（３０８）を除去し、それによりハード・バイアスおよびリード材料層の一部分を引き上げて、読取りセンサ層部分（３２０）および読取りトラック幅画定層部分（３１０）の各々の第１（３２２、３１２）および第２（３２４、３１４）の側縁部に接続される第１および第２のハード・バイアスおよびリード層（３２６、３２８）を残すこと、および、
    読取りトラック幅画定層部分（３１０）を除去することを含む方法。
  2. 読取りトラック幅画定層部分（３１０）が炭素であり、
    前記第１の選択的除去が酸素（Ｏ2）塩基を用いた反応性イオン・エッチングであり、
    前記第２の選択的除去がイオン・ミリングであることを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 読取りトラック幅画定層部分（３６０）がシリコン（Ｓｉ）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）であり、
    前記第１の選択的除去が塩素塩基を用いた反応性イオン・エッチングであり、
    前記第２の選択的除去がイオン・ミリングであることを含む、請求項１に記載の方法。
  4. 第１のギャップ層（３０２）を形成する前に、強磁性の第１のシールド層（３
    ００）を形成すること、および第１のギャップ層の前記形成が第１のシールド層
    （３００）上に第１のギャップ層（３０２）を形成すること、
    非磁性電気絶縁性の第２のギャップ層（３４０）を読取りトラック幅画定層部分（３１０）、第１および第２のハード・バイアスおよびリード層（３２６、３
    ２８）上に形成すること、および
    強磁性の第２のシールド層（３４２）を第２のギャップ層上に形成することを含む、請求項１、２または請求項３に記載の方法。
  5. 読取りトラック幅画定層部分（３１０）の堆積が、ハード・バイアスおよびリード層（３２６、３２８）と読取りセンサ層部分（３２０）との厚さの差である厚さをもつ読取りトラック幅画定材料層を形成する、請求項１ないし４のいずれ
    か一項に記載の方法。
  6. 磁気ヘッドがさらに書込みヘッドを含み、
    第２のシールド層（３４２）を書込みヘッド用の第１の磁極片層として使用すること、
    非磁性電気伝導性の書込みギャップ層（３４４）を、前記ＡＢＳの一部分を形成する第１の磁極片層上に形成すること、
    第１の磁極片層中に埋め込まれた少なくとも１つのコイル層をもつ絶縁スタックを形成すること、および
    ヨーク領域内の絶縁スタック上の、ＡＢＳにおける書込みギャップ層（３４４
    ）上に、ＡＢＳから離れる方向に絶縁スタックから凹んだバック・ギャップ領域における第１の磁極片層に接続される第２の磁極片層（３４６）を形成することを含む、請求項５に記載の方法。
  7. 第１のギャップ層（３０２）が炭素である、請求項６に記載の方法。
  8. 読取りトラック幅画定材料層（３１０）が非磁性であり、かつ電気絶縁性であ
    る、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
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