JPH10247305A - 複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法

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JPH10247305A
JPH10247305A JP4797697A JP4797697A JPH10247305A JP H10247305 A JPH10247305 A JP H10247305A JP 4797697 A JP4797697 A JP 4797697A JP 4797697 A JP4797697 A JP 4797697A JP H10247305 A JPH10247305 A JP H10247305A
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JP
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layer
etching
core layer
core
gap
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JP4797697A
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Seiichiro Takahashi
誠一郎 高橋
Junichi Sano
純一 佐野
Fumio Tatsuzono
史生 立園
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
三洋電機株式会社
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 下部シールド層1とマージコア層3の間で磁
気抵抗効果型の再生ヘッド部が構成され、マージコア層
3と上部コア層の間でインダクティブ型の記録ヘッド部
が構成され、上部コア層を限定的に設けることにより、
記録ヘッド部のトラック幅が規定される複合型薄膜磁気
ヘッドにおいて、マージコア層3の上部シールド層とし
ての機能を損なうことなく、かつ上部コア層の限定的な
形成による記録ヘッド部のトラック幅を精度よく形成す
る。 【解決手段】 ギャップ層4の上に、上部コア層の限定
的形成領域W2 よりも広い領域W1 を残すように、エッ
チング保護層6を形成した後、この上に上部コア層を形
成し、この上部コア層をエッチングすることを特徴とし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果型の
再生ヘッド部とインダクティブ型の記録ヘッド部とを備
える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】磁気抵抗効果素子は、外部磁界の変化を
磁気抵抗変化によって検出することができる素子であ
り、高い検出感度で外部磁界の変化を検出することがで
きる。従って、磁気抵抗効果素子をハードディスクなど
の磁気記録媒体からの記録情報を読み出す再生用の磁気
ヘッドとして利用することが検討されている。このよう
な磁気抵抗効果素子は、一般に再生用ヘッドとして利用
できるだけであるので、ハードディスクなどの記録及び
再生用磁気ヘッドとしては、このような磁気抵抗効果素
子からなる再生ヘッドと、インダクティブ型薄膜磁気ヘ
ッドからなる記録ヘッドとを組み合わせた複合型薄膜磁
気ヘッドが検討されている。
【0003】このような複合型薄膜磁気ヘッドにおいて
は、一般に、基板上に磁気抵抗効果型の再生ヘッド部を
形成した後、この上にインダクティブ型の記録ヘッド部
を形成している。磁気抵抗効果型の再生ヘッド部は、上
部シールド層及び下部シールド層によって磁気的にシー
ルドされている。インダクティブ型の記録ヘッド部は、
薄膜で形成されたコイルの中を通して一方側が連結さ
れ、他方側の端部に検出領域であるギャップ部が形成さ
れた下部コア層及び上部コア層を有している。一般に、
複合型薄膜磁気ヘッドにおいては、再生ヘッド部の上部
シールド層と記録ヘッド部の下部コア層とを同一の磁性
層によって構成している。すなわち、一つの磁性層で上
部シールド層と下部コア層を兼用させている。本願明細
書では、このような上部シールド層と下部コア層とを兼
用した磁性層を「マージコア層」と呼ぶ。
【0004】再生ヘッド部におけるトラック幅は、一般
に磁気抵抗効果素子内に検出電流を流すための電極間の
距離によって規定される。一方、記録ヘッド部における
トラック幅は、マージコア層の先端と上部コア層の先端
で形成されるギャップ長によって規定され、一般には、
上部コア層を限定的に設けることによりトラック幅が規
定されている。従って、上部コア層を一旦全面に形成し
た後、上部コア層の限定的形成領域以外の部分をエッチ
ング等により完全に除去する必要があり、マージコア層
と上部コア層の間に形成されるギャップ層に到達するよ
うに限定的形成領域以外の領域においてエッチングする
必要がある。しかしながら、ギャップ層の膜厚は非常に
薄く、下部コア層であるマージコア層までエッチングし
なければならない場合があった、また、ギャップ部にお
ける磁界を制御するため、意図的にマージコア層の上方
部分をギャップ長と同じ幅となるようにエッチング除去
することが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マージ
コア層を部分的にでもエッチング除去すると、上部シー
ルド層としての機能が損なわれ好ましくない。また、最
近、磁気記録における高密度記録化が要求されており、
ギャップ長を短くしトラック幅を狭くすることが必要と
なってきている。このような観点からも、マージコア層
の上方部分をエッチングすることなく、ギャップ層まで
のエッチングによってトラック幅を精度よく形成できる
方法が望まれている。
【0006】本発明の目的は、マージコア層の上部シー
ルド層としての機能を損なうことなく、かつ上部コア層
の限定的形成による記録ヘッド部のトラック幅を精度よ
く形成することができる複合型薄膜磁気ヘッドの製造方
法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、下部シールド
層とマージコア層の間で磁気抵抗効果型の再生ヘッド部
が構成され、マージコア層と上部コア層の間でインダク
ティブ型の記録ヘッド部が構成され、上部コア層を限定
的に設けることにより、記録ヘッド部のトラック幅が規
定される複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法であり、マー
ジコア層の上に記録ヘッド部のギャップを形成するため
のギャップ層を形成する工程と、ギャップ層上で、上部
コア層の限定的形成領域よりも広い領域を残すように、
それ以外の領域のギャップ層上にエッチング保護層を形
成する工程と、エッチング保護層及びエッチング保護層
が形成されていないギャップ層の上に上部コア層を形成
する工程と、上部コア層の限定的形成領域以外の領域を
エッチングすることにより、上部コア層を所定のトラッ
ク幅となるように限定的に設けることを特徴としてい
る。
【0008】本発明において、上部コア層の限定的形成
領域よりも広い領域を残すようにそれ以外の領域に設け
られるエッチング保護層は、上部コア層の限定的形成領
域以外の領域をエッチングする際に、マージコア層がエ
ッチングされないように保護するための層である。従っ
て、上部コア層のエッチング速度よりも遅いエッチング
速度を示す材料から構成されることが好ましい。具体的
には、アルミナ、ダイヤモンド状炭素(DLC)、Si
C、及びBNなどの材料から形成されることが好まし
い。
【0009】エッチング保護層の膜厚としては、一般的
には、1.0μm〜2.0μmの範囲が好ましい。膜厚
が薄くなりすぎると、下方のマージコア層がエッチング
されないように保護するという本来の機能が十分に発揮
できなくなる場合がある。また膜厚が必要以上に厚くな
ると、エッチング保護層の形成に長時間を要し効率的で
ないと共に、膜厚に比例した効果が得られず経済的に不
利なものとなる。さらに、エッチング保護層の膜厚が厚
くなりすぎると、その上に形成する上部コア層のうねり
が大きくなり、リソグラフィーの形成が困難になる傾向
にある。また、薄膜磁気ヘッド全体の厚みが厚くなり好
ましくない。
【0010】本発明におけるエッチング保護層は、上部
コア層の限定的形成領域よりも広い領域を残すようにそ
れ以外の領域に形成される。上部コア層の限定的形成領
域よりも広い領域としては、例えば、上部コア層の限定
的形成領域の境界よりもさらに0.2μm以上外側に広
くした境界から形成される領域である。さらに好ましく
は0.2μm〜3.0μm広くした境界から形成される
領域である。0.2μm未満であると、後述するよう
に、ギャップ部にエッチング保護層が入り込むおそれが
生じる。また3.0μmを超えるとマージコア層がエッ
チングされるおそれが生じる。このように、エッチング
保護層を、上部コア層の限定的形成領域よりも広い領域
を残すように形成することにより、上部コア層とマージ
コア層との間のギャップ部にエッチング保護層が入り込
むことを防止することができ、記録ヘッド部のギャップ
を精度よく形成することができる。
【0011】本発明によれば、エッチング保護層を形成
することにより、上部コア層のエッチングの際にマージ
コア層がエッチングされるのを防止することができる。
従って、マージコア層の上部シールド層としての機能を
損なうことなく、ギャップ部のギャップ長、すなわちト
ラック幅を精度よく形成することができる。
【0012】本発明に従う好ましい実施態様において、
エッチング工程におけるエッチングは、エッチング初期
において斜め入射のイオンビームエッチングであり、エ
ッチング終期において垂直入射のイオンビームエッチン
グである。エッチング初期において斜め入射のイオンビ
ームエッチングを行うことにより、エッチングにより除
去された上部コア層の材料が、上部コア層を限定的にエ
ッチングするためのレジスト層に再付着するのを抑制す
ることができる。レジスト層に上部コア層の材料が再付
着すると、レジスト層の幅が増大し、精度よくエッチン
グすることができなくなる。特に、狭トラック化を目的
として上部コア層の限定的形成領域の幅を狭くしようと
する場合、このような上部コア層材料のレジスト層への
再付着が問題となる。上部コア層材料のレジスト層への
再付着量が多い場合、例えば3μm以下のトラック幅の
上部コア層を形成しようとすると、レジスト層の幅を
0.5μm以下に形成する必要がある。本発明者らの経
験によれば、斜め入射のイオンビームエッチングの入射
角を法線方向に対して20°〜30°の範囲内とする
と、3μm程度のトラック幅の上部コア層を形成する場
合、レジスト層の幅は1μm程度でよいことがわかって
いる。
【0013】このような斜め入射のイオンビームエッチ
ングを、上部コア層の下方部においても継続して行う
と、下方部においてエッチングによる食い込みが生じる
場合がある。従って、エッチング終期においては、斜め
入射のイオンビームエッチングから垂直入射のイオンビ
ームエッチングに切り替えることが好ましい。この切り
替えのタイミングとしては、上部コア層の膜厚の80%
〜95%をエッチングした時点が好ましい。80%未満
であると、再付着の量が多すぎる場合があり、95%を
超えると、マージコア層をエッチングしてしまう場合が
ある。
【0014】以上のように、上記実施態様に従い、エッ
チング初期において斜め入射のイオンビームエッチング
を行い、エッチング終期において垂直入射のイオンビー
ムエッチングを行うことにより、レジスト層への上部コ
ア層材料の再付着を有効に抑制することができると共
に、上部コア層下方部におけるエッチングによる食い込
みの発生を防止し、上部コア層を所定のトラック幅とな
るように精度よく限定的に形成することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】図1及び図2は、本発明に従う一
実施例の複合型薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す断面図
である。
【0016】図1(a)を参照して、磁気抵抗効果型の
再生ヘッド部は、下部シールド層1と上部シールド層と
して機能するマージコア層3との間に磁気抵抗効果膜2
を形成することにより構成されている。なお、下部シー
ルド層1は図示されない非磁性の基板上に形成されてい
る。なお、本実施例では、下部シールド層1及びマージ
コア層3は、NiFe(パーマロイ)から形成されてい
る。マージコア層3の上には、インダクティブ型の記録
ヘッド部のギャップ部を形成するためのアルミナからな
るギャップ層4(膜厚0.3〜0.4μm)が形成され
ている。
【0017】図3は、図1(a)の製造工程の状態にお
ける平面図である。図3に示すように、磁気抵抗効果膜
2の両側には、磁気抵抗効果膜2に検出電流を流すため
の電極10a及び10bが設けられている。また、ギャ
ップ層4の下には有機系材料の硬化処理により形成され
る上下の絶縁層に挟まれたコイル11が形成されてい
る。このコイル11は、マージコア層3と、後に形成さ
れる上部コア層との間に存在するものである。
【0018】図1(b)を参照して、ギャップ層4の上
にレジスト層5を形成する。レジスト層5は、上部コア
層の限定的形成領域よりも広い領域に形成される。図1
(c)を参照して、W2 は上部コア層の限定的形成領域
を示しており、W1 はレジスト層5によってエッチング
保護層6が形成されない領域を示している。本実施例で
は、W2 を2.0μmとし、W1 を5.0μmとしてい
る。従って、レジスト層5によってエッチング保護層が
形成されない領域W1 は、上部コア層の限定的形成領域
2 よりも3.0μmだけその境界が広がった領域であ
る。
【0019】図1(b)に示すように、レジスト層5
は、1層目のレジスト5aの上に2層目のレジスト層5
bを積層することにより形成されている。図1(b)に
示すように、1層目のレジスト層5aは、2層目のレジ
スト層5bよりも小さな面積となるように形成されてい
る。これは、後工程においてエッチング保護層6を形成
した際に、エッチング保護層6がレジスト層5の下方に
おいて付着し、レジスト層5を除去した後に付着による
突起物が残らないようにするためである。このような2
層構造のレジスト層5は、1層目のレジスト層5aを形
成した後、その上にやや大きめのマスクパターンでレジ
スト層5bを積層することにより形成することができ
る。
【0020】図4は、図1(b)に示すレジスト層5の
パターン形状を示す平面図である。図1(b)は、図4
におけるA−A線に沿う断面を示している。図4におい
て示されているのは、2層目のレジスト層5bであり、
1層目のレジスト層5aはこれよりやや小さなパターン
形状である。具体的には、1層目のレジスト層5aは、
2層目のレジスト層5bの底部の境界よりエッチング保
護層の厚さ及び1層目のレジスト層5aの厚さに等しい
長さ分だけ内側に境界が位置するようなパターンの大き
さを有している。例えば、エッチング保護層の厚さが1
μmである場合、レジスト層5aの厚さも1μmに設定
する。その結果、1層目のレジスト層5aは2層目のレ
ジスト層5bの底部の境界よりも1μm内側に境界が位
置するようなパターンの大きさを有することになる。
【0021】図1(b)に示す状態おいて、スパッタリ
ング法によりアルミナ膜を形成することにより、アルミ
ナからなるエッチング保護層6を、図1(c)に示すよ
うに形成する。本実施例では、エッチング保護層6の膜
厚は1.0μmとしている。図1(c)に示すように、
エッチング保護層6は、上部コア層の限定的形成領域W
2 よりも大きな領域W1 を残すように形成されている。
【0022】次に、図2(d)に示すように、エッチン
グ保護層6及びエッチング保護層6が設けられていない
ギャップ層4の上に、高い飽和磁束密度を有するCoZ
r系アモルファスソフト材料からなる上部コア層7を全
面に形成する。本実施例では、上部コア層7の膜厚を
2.7μmとしている。
【0023】次に、図2(e)示すように、上部コア層
7の上に、上部コア層7の限定的形成領域に対応するよ
うにレジスト層8を形成する。このレジスト層8は、図
4に示すレジスト層5bと相似の形状を有している。レ
ジスト層8は、斜め入射のイオンエッチングによりその
表面が徐々に削られ細くなっていくので、予めやや大き
めの寸法で形成されている。
【0024】図2(e)に示すように、法線方向に対し
25°の入射角である斜め入射のイオンビーム21によ
りレジスト層8をマスクとして上部コア層7をエッチン
グする。
【0025】上部コア層7の膜厚の93%に達するま
で、斜め入射のイオンビーム21によりエッチングし、
この時点で、エッチングするイオンビームを法線方向に
対し入射角が0°の、すなわち垂直入射のイオンビーム
に切り替え、残りの上部コア層7をエッチング除去す
る。
【0026】図2(f)は、垂直入射のイオンビーム2
2によりエッチング保護層6に到達するまでエッチング
を行い、上部コア層7をエッチング除去した状態を示し
ている。
【0027】本実施例では、ギャップ層4の上にエッチ
ング保護層6が設けられているので、エッチング保護層
6がエッチングされ始める段階でエッチング工程を終了
させることができる。従って、マージコア層3がエッチ
ングされる前にエッチング工程を終了することができ、
マージコア層3に損傷を与えることなくエッチングを終
了することができる。従って、マージコア層3の上部シ
ールド層としての機能を損なうことなく製造することが
できる。
【0028】また、本実施例では、斜め入射のイオンビ
ーム21により上部コア層7のかなりの部分をエッチン
グ除去しており、斜め入射のイオンビームを用いている
ため、エッチングされた上部コア層7の材料のレジスト
層8への再付着をかなり低減させることができる。図2
(f)に示すように、エッチング加工後の上部コア層7
の側面に再付着層9が形成されているが、この量は上部
コア層7をエッチング初期から垂直入射のイオンビーム
でエッチング除去する場合に比べかなり少量となってい
る。従って、多量のエッチング材料の再付着を考慮して
レジスト層を予め細くする必要がなくなる。従って、従
来よりも上部コア層を微細に加工することができ、記録
ヘッド部のトラック幅を狭小化することができる。
【0029】また、本実施例では、エッチングの終期に
おいて、斜め入射のイオンビーム21から垂直入射のイ
オンビーム22に切り替えているため、上部コア層7の
下方部においても所望のパターン形状でエッチングされ
ており、斜め入射のイオンビームでエッチングを続けた
場合のように、エッチングによる切り込み部分が形成さ
れることがない。
【0030】また、図2(f)に示されるように、上部
コア層7の限定的形成領域W2 よりも広い領域W1 を残
すようにエッチング保護層6が形成されているので、エ
ッチング保護層6が上部コア層7とギャップ層4との間
に食い込むようなことがなく、上部コア層7及びマージ
コア層3との間で形成されるギャップ部のギャップ間隔
を設定通りのギャップ間隔とすることができる。
【0031】また、エッチング保護層6は、図3及び図
4に示すコイル11が形成されている領域において、コ
イル11がエッチングにより損傷が与えられるのを防止
する役割も果たしている。
【0032】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、上部コア層
の限定的形成領域よりも広い領域を残すようにエッチン
グ保護層が設けられる。このため、上部コア層のエッチ
ングをエッチング保護層に到達する時点で終了すること
が可能となり、マージコア層をエッチングする前の時点
でエッチング工程を終了させることができる。従って、
マージコア層の上部シールド層としての機能を損なうこ
となく製造することができる。また、本発明において
は、エッチング保護層により、コイルがエッチングによ
り損傷を受けるのを防止することができる。
【0033】また、エッチング保護層が、上部コア層の
限定的形成領域よりも広い領域を残すように設けられて
いるので、上部コア層とマージコア層間のギャップ部分
にエッチング保護層が介在しないように形成することが
でき、記録ヘッド部のギャップ部を精度よく形成するこ
とができる。
【0034】また、本発明に従う好ましい実施態様によ
れば、エッチング初期において斜め入射のイオンビーム
エッチングを行い、エッチング終期において垂直入射の
イオンビームエッチングを行う。このような実施態様に
よれば、エッチングされた材料がレジスト層等に再付着
するのを防止することができる。従って、再付着による
レジスト層の太りを考慮する必要がなくなり、従来より
も微細なエッチング加工を行うことができる。従って、
記録ヘッド部のトラック幅をさらに狭小化することがで
き、高密度記録に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従う一実施例の製造工程を示す断面
図。
【図2】本発明に従う一実施例の製造工程を示す断面
図。
【図3】図1(a)の状態を示す平面図。
【図4】図1(b)の状態を示す平面図。
【符号の説明】
1…下部シールド層 2…磁気抵抗効果膜 3…マージコア層 4…ギャップ層 5…レジスト層 5a…1層目のレジスト層 5b…2層目のレジスト層 6…エッチング保護層 7…上部コア層 8…レジスト層 9…再付着層 10a,10b…磁気抵抗効果素子の電極 11…コイル 21…斜め入射のイオンビーム 22…垂直入射のイオンビーム

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下部シールド層とマージコア層の間で磁
    気抵抗効果型の再生ヘッド部が構成され、マージコア層
    と上部コア層の間でインダクティブ型の記録ヘッド部が
    構成され、前記上部コア層を限定的に設けることにより
    前記記録ヘッド部のトラック幅が規定される複合型薄膜
    磁気ヘッドの製造方法であって、 前記マージコア層の上に前記記録ヘッド部のギャップを
    形成するためのギャップ層を形成する工程と、 前記ギャップ層の上で、前記上部コア層の限定的形成領
    域よりも広い領域を残すように、それ以外の領域の前記
    ギャップ層上にエッチング保護層を形成する工程と、 前記エッチング保護層及び前記エッチング保護層が形成
    されていない前記ギャップ層の上に前記上部コア層を形
    成する工程と、 前記上部コア層の限定的形成領域以外の領域をエッチン
    グすることにより、前記上部コア層を所定のトラック幅
    となるように限定的に設ける工程とを備える複合型薄膜
    磁気ヘッドの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記エッチング工程におけるエッチング
    が、エッチング初期において斜め入射のイオンビームエ
    ッチングであり、エッチング終期において垂直入射のイ
    オンビームエッチングである請求項1に記載の複合型薄
    膜磁気ヘッドの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記斜め入射のイオンビームエッチング
    の入射角が、法線方向に対して20°〜30°である請
    求項2に記載の複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記斜め入射のイオンビームエッチング
    から前記垂直入射のイオンビームエッチングヘの切り替
    えが、前記上部コア層の膜厚の80%〜95%をエッチ
    ングした時点で行われる請求項2または3に記載の複合
    型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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